JP4786801B2

JP4786801B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP4786801B2
Application number: JP2001006388A
Authority: JP
Inventors: 正臣浅山; 広義山崎
Original assignee: オスラム・メルコ株式会社; 三菱電機オスラム株式会社
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-01-15
Also published as: JP2002216981A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電灯の発光管のリークを検出する高圧放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯の故障を検出し、制御する装置として、特開平８−４８１８７号に放電灯制御装置の一例が開示されている。
上記放電灯制御装置は、放電灯の放電電圧を検出し、該放電電圧が高レベル側の第１の基準電圧よりも高い状態、又は、前記放電電圧が低レベル側の第２の基準電圧よりも低い状態が、所定時間以上継続したとき、異常信号を発生する異常検出回路と、前記異常検出回路の前記異常信号を受け、異常対策をとる異常対策手段とを備える装置である。
【０００３】
上記放電灯制御装置は、放電灯の寿命末期などに点灯中に放電灯電圧が基準電圧よりも低い状態が所定時間継続することによって、放電灯の異常（例えば、発光管のリーク）を検出する。放電灯の異常を検出するにあたっては、放電灯電圧の特性バラツキや、放電灯の使用時間の経過に伴う放電灯電圧変化（一般に、使用時間の経過とともに、放電灯電圧は徐々に上昇する）などを考慮する必要がある。従って、上記放電灯制御装置は、放電灯の異常を検出するための検出レベルの設定値（第１の基準電圧、第２の基準電圧）を定常値（正常な放電灯の電圧）と比較して非常に大きな差異を設けて定義する必要がある。このため、上記放電灯制御装置では、発光管のリーク（放電灯の異常の一例）がかなり進行しないと、検出できない恐れがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
メタルハライドランプなどの高圧放電灯は、寿命末期等に発光管がリークを起こす場合がある。一度リークを起こすと修復できず、ランプの点灯装置にストレスを与える恐れがあり、点灯を停止させることが望ましい。
そこで、この発明は、発光管のリークを早期に検出することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯へ電力を供給する電力供給装置と、
放電灯に印加する始動電圧の印加時間を計測する始動時間計時装置と、
放電開始直後における上記放電灯の放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段と、
上記始動時間計時装置が計測する印加時間が、所定の時間を超え、かつ、上記放電灯電圧検出手段が検出する放電灯電圧が所定の電圧よりも低いときに、放電灯に異常が発生したと判定し、上記電力供給装置が放電灯へ電力を供給することを停止させる判定手段と
を備えることを特徴とする。
【０００６】
上記所定の電圧は、正常な放電灯が冷えた状態で放電を開始したときの放電灯電圧より大きく、正常な放電灯が消灯した直後に再び電力を供給する再始動状態で放電を開始したときの放電灯電圧より小さい電圧であることを特徴とする。
【０００７】
上記所定の時間は、正常な放電灯が冷えた状態で印加を開始してから放電を開始するまで要する時間より長く、正常な放電灯が消灯した直後に電源を投入する再始動状態で印加を開始してから放電を開始するまでに要する時間より短い時間であることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯へ電力を供給する電力供給装置と、
過去において上記放電灯が安定状態になったときの放電灯電圧を保持する放電灯電圧保持手段と、
放電開始直後における上記放電灯の放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段と、
上記放電灯電圧保持手段が保持する放電灯電圧と、上記放電灯電圧検出手段が検出した放電灯電圧とを比較し、比較した結果、上記放電灯電圧検出手段が検出した放電灯電圧が上記放電灯電圧保持手段が保持する放電灯電圧より所定の電力値の低下を検出した場合、上記電力供給装置が放電灯へ電力を供給することを停止させる比較手段と
を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記比較手段は、上記所定の電圧値の低下を複数回検出したときに、上記電力供給装置が放電灯へ電力を供給することを停止させることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯へ電力を供給する電力供給装置と、
放電灯に印加する始動電圧の印加時間を計測する始動時間計時装置と、
放電開始直後における上記放電灯の放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段と、
上記始動時間計時装置が計測する印加時間が、所定の時間を超え、かつ、上記放電灯電圧検出手段が検出する放電灯電圧が所定の電圧よりも低いときに、放電灯に異常が発生したと判定し、上記電力供給装置が放電灯へ電力を供給することを停止させる判定手段と、
過去の放電灯電圧を保持する放電灯電圧保持手段と、
上記放電灯電圧保持手段が保持する放電灯電圧と、上記放電灯電圧検出手段が検出した放電灯電圧とを比較し、比較した結果、上記放電灯電圧検出手段が検出した放電灯電圧が上記放電灯電圧保持手段が保持する放電灯電圧より所定の電力値の低下を検出した場合、上記電力供給装置が放電灯へ電力を供給することを停止させる比較手段と
を備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の放電灯点灯装置（高圧放電灯点灯装置）の一例を表す図である。
１は、交流電源、２は、放電灯に電流／電力を供給する電力供給装置である。
３は、放電灯を放電開始させるための電圧を発生する始動電圧印加手段である。
４は、メタルハライトランプ等の放電灯（高圧放電灯）である。
５は、放電灯の放電灯電圧を検出（測定）する放電灯電圧検出手段（検出手段）である。放電灯電圧検出手段によって検出される電圧に基づいて、放電開始を判別することができる。
６は、定常状態になった放電灯の電圧を保持する放電灯電圧保持手段である。
放電灯電圧保持手段６は、現在の放電灯電圧と比較するために、３０分前、或いは、１時間前の放電灯の電圧を記憶・保持する。また、放電灯電圧保持手段６は、消灯前の前回点灯のデータを記憶・保持してもよい。
【００１２】
７は、放電灯電圧保持手段６が保持する放電灯電圧と現在の放電灯電圧とを比較し、現在の放電灯電圧が低下している場合は、検出出力を発生させる比較手段である。
８は、放電灯に放電開始させるための電圧が印加されてから放電灯が放電するまでの時間を計時する始動時間計時装置である。始動時間計時装置８が計時した時間を電圧印加時間とする。
９は、放電開始直後の放電灯電圧により放電灯の発光管のリークの有無を判定するための基準電圧を保持する始動直後基準電圧保持手段である。始動直後基準電圧保持手段９が保持する基準電圧は、放電灯の種類によって異なる値が保持される。
１０は、始動に要する時間と放電開始直後の電圧により発光管のリークの有無を判定する判定手段である。始動に要する時間は、始動時間計時装置８が計時する時間である。放電開始直後の電圧は、放電灯電圧検出手段５が検出する電圧である。また、判定手段１０は、始動直後基準電圧保持手段９が保持する基準電圧と上記放電開始直後の電圧とを比較して異常の有無を判断する。
【００１３】
始動直後基準電圧保持手段９に保持する基準電圧は、正常な放電灯が冷えた状態で放電開始したときの放電灯電圧より大きく、正常な放電灯が消灯した直後に電源を投入する再始動状態で放電開始したときの電圧より小さい電圧である。
また、始動に要する時間の基準となる基準始動時間は、正常な放電灯が冷えた状態で印加を開始してから放電を開始するまで要する時間より長く、正常な放電灯が消灯した直後に電源を投入する再始動状態で印加を開始してから放電を開始するまでに要する時間より短い時間である。基準始動時間は、判定手段１０が記憶・保持する。
基準電圧及び基準始動時間は、放電灯（高圧放電灯）の種類によって異なる値となる。
【００１４】
次に、動作原理について説明する。
（１）放電灯（メタルハライドランプ）は、発光管に微少なリークが発生すると、正常な放電開始がしにくくなるという始動時の現象が観測される。これを消灯直後の電源再投入時に起きる、いわゆる、再始動時の放電開始困難と判別することで、リークを検知することができる。
（２）放電灯は、点灯中に発光管が微少なリークを起こすことがある。この場合、放電灯の電圧は、発光管内の圧力に伴って低下する。従って、略一定の放電灯電流が放電灯点灯装置から供給されていてもリークが継続することでランプの放電灯電圧が低下していくので、この放電灯電圧の低下を検出することで、点灯中に発生したリークを検知できる。
上記原理（１），（２）の両方を用いることで、発光管のリークを早く確実に検知することができる。
【００１５】
次に、この実施の形態の動作を説明する。
図１において、始動電圧印加手段３が放電灯４への電圧印加を開始すると、始動時間計時装置８は、計時を開始する。放電灯４が放電開始すると、始動時間計時装置８は、電力供給装置２が供給する供給電流を検出するか、或いは、放電灯電圧検出手段５が検出する電圧の急激な低下などの手段により始動時間計時装置８の計時を終了する。このとき、判定手段１０は、放電灯電圧検出手段５が検出した放電灯電圧と始動直後基準電圧保持手段９が保持する基準電圧とを比較する。
また、判定手段１０は、始動時間計時装置８が計測した電圧印加時間と、基準始動時間とを比較する。比較した結果、放電開始直後の放電灯電圧が基準電圧より低く、かつ、電圧印加時間が基準始動時間より長いと判定手段１０が判定した場合、判定手段１０は、電力の供給を停止することを電力供給装置２へ指示する。
【００１６】
図２〜図４は、時間の経過ｔと放電灯電圧検出手段５が検出した放電灯の検出電圧値Ｖを示す図である。
図２〜図４において、縦軸（Ｖ）は、放電灯電圧を示し、横軸（ｔ）は、時間の経過を示す。
Ｖ０は、放電開始直後の放電灯電圧、Ｖ１は、始動直後基準電圧保持手段９に記憶・保持する基準電圧である。また、ｔ０は、印加開始時（始動時間計時装置８によって計時が開始される時、ｔ０＝０）、ｔ１は、放電開始までの経過時間、始動時間計時装置８が計時する電圧印加時間である。電圧印加時間は、ｔ１−ｔ０に相当するが、ここでは、ｔ０＝０のため、ｔ１の示す時間となる。
【００１７】
図２は、正常な放電灯が十分に冷えた状態で放電開始した場合である。
時刻ｔ０で始動電圧印加手段３は、放電灯に放電させるための電圧を印加開始し、ｔ１で放電灯４が放電開始したとする。このとき、放電開始直後の放電灯電圧Ｖ０は、始動直後基準電圧保持手段９の基準電圧Ｖ１より低い。Ｖ２は、安定状態の放電灯電圧である。例えば、ｔ１は１分以内の場合が多い。
【００１８】
図３は、消灯直後の電源を投入する、いわゆる、再始動状態を示す。
再始動状態の場合、放電灯が正常でも発光管の圧力が高い状態なので放電しにくい。従って、放電開始ｔ１になるまで、図２のときよりも長い時間、電圧印加が必要である。放電開始直後の放電灯電圧Ｖ０は、基準電圧Ｖ１に比較して高く、再始動の状態のときに示される挙動である。この場合、ｔ１は、数分乃至１０分程度を要することが多い。
【００１９】
図４は、発光管がリークを起こしている場合（放電灯に異常がある場合）である。
即ち、放電灯が十分に冷えていても放電開始しにくいため、電圧印加時間ｔ１に示すように、放電灯には長い時間、電圧が印加される。放電開始直後の放電灯電圧Ｖ０は、基準電圧Ｖ１より低い。このように、電圧印加時間ｔ１が長く、かつ、放電開始直後の放電電圧Ｖ０が低いことでリークしたことを判定できる。この判定により電力供給装置２の装置の出力を停止する。個々の放電灯の組成や印加する始動電圧値によっても設定値は異なるが、例えば、ｔ１として２分以上を要する場合（基準始動時間が２分の場合）を、発光管がリーク起こしているとして判別してもよい。
【００２０】
実施の形態２．
この実施の形態では、長時間放電灯を点灯する場合を説明する。
放電灯点灯装置は、図１で示したものと同じものを用いる。
図５は、放電灯の点灯中（安定状態）の放電灯電圧の計時変化の一例を示す図である。
安定点灯によりＶ２なる電圧であった放電灯からは、放電灯電圧保持手段６にこの電圧に応じた電圧信号が保持される。この電圧としては、例えば、３０分前、或いは、１時間前など過去の放電灯電圧のデータが保持される。今、時刻ｔ２で放電灯の発光管がリークすると、発光管の圧力が低下し、放電灯電圧が低下し始める。従って、比較手段７は、現在の放電灯電圧と以前のデータとを比較することで、比較的少ない段階からリークを検出できる。また、リークを始めたランプは、このリークが進行する。そのリークが進行すれば、徐々に図３のｔ３，ｔ４の如く、放電灯電圧が低下していく。このような動作を利用し、比較手段７は、放電灯電圧の低下を１回だけでなく、２回、３回と検出したときに、電力供給装置２の出力を停止させてもよい。この場合は、進行の有無を含めて判定できる。
【００２１】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２では、図１を用いて放電灯点灯装置を説明したが、図６、図７に示すように、動作原理（１）、（２）それぞれに基づく原理を実現する放電灯点灯装置であってもよい。
図６は、動作原理（１）に基づく手段を備える放電灯点灯装置の一例を表す図である。また、図７は、動作原理（２）に基づく手段を備える放電灯点灯装置の一例を表す図である。
図６，図７において、図１と同じ符号の構成要素は同様のものである。動作については、実施の形態１及び実施の形態２で説明した動作と同様であるため省略する。
【００２２】
【発明の効果】
動作原理（１）に基づく手段を備えることで、発光管のリークを早期に検出することができる。また、発光管のリークを確実に検出することができる。さらに、リークした放電灯を長時間点灯することなく、早期にリークしたことを検出することができる。
【００２３】
動作原理（２）に基づく手段を備えることで、長時間連続して点灯使用する場所においても点灯中に発生するリークを確実に検出することができる。
【００２４】
さらに、動作原理（１），（２）に基づく手段を備えることにより、放電灯点灯装置、放電灯（ランプ）ともに、一段と安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この実施の形態１の高圧放電灯点灯装置の一例を表す図である。
【図２】時間の経過ｔと放電灯電圧検出手段５が検出した放電灯の検出電圧値Ｖを示す図（通常）である。
【図３】時間の経過ｔと放電灯電圧検出手段５が検出した放電灯の検出電圧値Ｖを示す図（再始動状態）である。
【図４】時間の経過ｔと放電灯電圧検出手段５が検出した放電灯の検出電圧値Ｖを示す図（リーク発生時）である。
【図５】放電灯の点灯中の放電灯電圧の一例を示す図である。
【図６】動作原理（１）に基づく手段を備える放電灯点灯装置の一例を表す図である。
【図７】動作原理（２）に基づく手段を備える放電灯点灯装置の一例を表す図である。
【符号の説明】
１交流電源、２電力供給装置、３始動電圧印加手段、４放電灯、５放電灯電圧検出手段、６放電灯電圧保持手段、７比較手段、８始動時間計時装置、９始動直後基準電圧保持手段、１０判定手段。

Claims

放電灯へ電力を供給する電力供給装置と、
放電灯に印加する始動電圧の印加時間を計測する始動時間計時装置と、
放電開始直後における上記放電灯の放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段と、
上記始動時間計時装置が計測する印加時間が、所定の時間を超え、かつ、上記放電灯電圧検出手段が検出する放電灯電圧が所定の電圧よりも低いときに、放電灯に異常が発生したと判定し、上記電力供給装置が放電灯へ電力を供給することを停止させる判定手段と、を備え、
上記所定の電圧は、正常な放電灯が冷えた状態で放電を開始したときの放電灯電圧より大きく、正常な放電灯が消灯した直後に再び電力を供給する再始動状態で放電を開始したときの放電灯電圧より小さい電圧であり、
上記所定の時間は、正常な放電灯が冷えた状態で印加を開始してから放電を開始するまで要する時間より長く、正常な放電灯が消灯した直後に電源を投入する再始動状態で印加を開始してから放電を開始するまでに要する時間より短い時間であることを特徴とする放電灯点灯装置。
過去の放電灯電圧を保持する放電灯電圧保持手段と、
上記放電灯電圧保持手段が保持する放電灯電圧と、上記放電灯電圧検出手段が検出した放電灯電圧とを比較し、比較した結果、上記放電灯電圧検出手段が検出した放電灯電圧が上記放電灯電圧保持手段が保持する放電灯電圧より所定の電力値の低下を検出した場合、上記電力供給装置が放電灯へ電力を供給することを停止させる比較手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。