JPH0372196B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、正常放電から半波放電に移行した初
期状態を正確に検知して放電を停止させることの
できる放電灯の点灯装置に関するものである。 放電灯の寿命末期においては、放電灯の両放電
電極のエミツシヨン効率の間に大きな差が生じ、
遂には一方の電極が謂ゆる「エミレス」状態とな
つて事実上有効に電子放射をしなくなり、放電灯
は半波放電状態で点灯されることになる。この状
態で点灯を続けることは放電灯の点灯効率の低下
をもたらすだけでなく、インバータの発振出力で
放電灯を点灯する場合には、負荷の異常に起因し
て、インバータの発振回路を構成する各部品に電
力損失を伴う発熱あるいはランプ片側の電極近傍
の過熱を生じ、ひいては発振回路の損傷、あるい
は火災などの災害をもたらすことにもなる。これ
に対する公知の対策技術には、発振トランスの２
次側ないし、多灯点灯用の場合には、バランサー
の２次側に追加巻線を設け、その出力を整流して
得られた直流出力電圧が、放電灯の半波放電状態
に起因する発振トランス２次側出力の波形変化に
基づいて変化するのを利用し、このアナログ信号
で発振を微少レベルに抑えるか、あるいは発振を
停止させる方法がある。（例えば、実開昭57−
18300号公報および実開昭56−56199号公報参照）
しかしこのようなアナログ出力は、放電灯の脱着
（多灯点灯用にあつては一部または全部の放電灯
の）の際などに生ずる負荷の変動や、それに伴う
発振周波数の変化によつても影響を受け、その対
策のためにも回路が複雑となつて安定な動作が期
待できない。 また、放電灯の半波放電現象は、白熱電球の断
線のように正常から異常への変化が瞬間的に発生
するものとは異なり、放電灯の点灯時間や点滅回
数が増えるに従つて放電エミツシヨン物質が徐々
に電極から剥離、蒸発および飛散することにより
徐々に発生し始め、然も完全な半波放電状態に至
るまでの間には、放電灯の電極が熱せられて温度
が上昇することにより半波放電と正常放電とを繰
り返す等の複雑な放電状態が発生する。このよう
な正常放電から完全な半波放電状態に至る過程は
数分乃至数日の比較的長い期間を要するのである
が、この長い期間に亘つてインバータ発振回路の
発振トランスのインピーダンスが変化してパルス
状パルスが発生し、このパルスによつて発振トラ
ンスや発振トランジスタに異常なストレスを与え
る。 然し乍ら、前述の実開昭57−18300号公報およ
び実開昭56−56199号公報の装置のように発振ト
ランスの２次側に設けた検出用巻線のアナログ信
号の変化を検知するものでは、半波放電の発生初
期においては検出信号が小さいために検知するこ
とができない。例えば、実開昭57−18300号公報
の装置では、発振トランスの２次側に設けた互い
に巻数が同一で且つ逆極な一対の検出用巻線の出
力電圧のレベル差を差動増幅器で検出している
が、半波放電の発生初期ではレベル差が極めて小
さいために検出できない。そこで、差動増幅器の
増幅率を大きく設定すると、インバータ発振回路
のスイツチングや放電灯の放電現象に伴い発生し
てインバータ発振回路側に還流される雑音により
誤動作することになる。 本発明の目的は、発振周波数の変化や正常点灯
時の負荷の変動および発振パワーの変化に影響さ
れず、しかも半波放電の発生初期にこれを確実に
検出して発振を停止させることのできる放電灯の
点灯装置を提供することにある。 本発明は、上記目的を達成するために、放電灯
の放電波形が正負非対称になつたのを判別してイ
ンバータ発振回路を発振停止させる制御手段が、
放電灯の両電極間電圧に比例した電圧を正、負に
ついて検知出力する検知手段の正負両側の出力電
圧における各半サイクルの瞬時絶対値が所定レベ
ルを超えた時にそれぞれ所定電圧値のデイジタル
信号をインバータ発振回路の発振周期で出力する
第１および第２の２個の論理回路と、この各論理
回路の出力デイジタル信号をそれぞれ発振周期よ
りも長い時定数により個別に平滑化してパルス信
号に変換する第１および第２の２個の積分回路
と、この各積分回路の何れか一方からのみパルス
信号が出力されたのを検知して出力する第３の論
理回路と、この第３の論理回路の出力パルスをイ
ンバータ発振回路の交流電源の交流周期の約十倍
以上の長い時定数により平滑化して一定の直流電
圧を出力する第３の積分回路と、この第３の積分
回路の出力直流電圧によりオンしてインバータ発
振回路への駆動電流を短絡するスイツチング素子
とを備えてなることを特徴として構成されてい
る。 次に本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１図は本実施例の回路である。 第１図において１点鎖線で囲まれた部分は、既
存の放電灯点灯装置に用いられているのと同等の
インバータ発振回路１である。但し、ダイオード
６、ベース電流付勢用トランス４の巻線５および
発振トランス２の巻線３は、本実施例に基づいて
追加挿入ないし巻回されたものである。上記巻線
５は本実施例により追加された回路部分の電源用
である。巻線３は、放電灯放電電極間の電圧に比
例した電圧をその端子７，９間に出力する。この
巻線の中点端子８は回路の共通基準電位ラインに
接続され、端子８に対する端子７および９の出力
は、それぞれ抵抗１０，１１および１０ａ，１１
ａで分圧され、それぞれ論理回路１３および１３
ａの第１の入力端子に入力されている。論理回路
１３および１３ａの第２の入力端子は、それぞれ
抵抗１２および１２ａを介して回路の共通基準ラ
インに接続され（直接、回路の共通基準ラインに
接続してもよい）、その入力状態は常に“Ｏ”に
保たれている。ここで上記の論理回路１３，１３
ａおよび後記の論理回路１６，２７は、すべて
Ex−OR（排他的論理和）回路であつて、その真
理値表は下記に示す通りである。

【表】 この表においてＡは第１入力の状態、Ｂは第２
入力の状態、ｆは出力の状態を示す。以上におい
て放電灯が正常点灯状態にあるときは、放電灯放
電電極間の電圧は正負両側に対称で、第２図ａに
示すような波形を示し、このような波形の電圧が
巻線３の端子７，９間にも出力される。従つて論
理回路１３，１３ａの第１の入力端子には第２図
ｂに示すような波形の電圧が入力され、その最高
値を論理回論の入力状態を“１”にするに必要な
値より低く設定しておけば、両論理回路の入力状
態は、第２の入力端子が常に“０”に保たれてい
るので、共に“０”，“０”状態になり、真理値表
から出力状態も共に“０”である。従つてこれら
の出力で駆動される論理回路１６の入出力状態も
すべて“０”で、この論理回路１６の出力でスイ
ツチングされるトランジスタ２３は遮断状態に保
たれる。このため抵抗２５に電流が流れず、抵抗
２５，２６を介して電源ライン２４に接続されて
いる論理回路２７の両入力は共に状態“１”に保
たれたままで、この場合も真理値表によれば出力
状態は“０”である。従つて、この出力で駆動さ
れるサイリスタ２８は遮断状態に保たれ、インバ
ータの発振用トランジスタ３１，３２のベース・
バイアス回路２９，３０は何の影響もうけず、発
振は継続されたままである。 また何等かの理由により発振レベルの増大があ
つても、放電灯が正常放電状態にある限り論理回
路１３，１３ａの入力状態は共に“１”，“０”と
なり、共に出力が状態“１”になるので、論理回
路１６の入力状態は“１”，“１”となつてその出
力状態は“０”を保ち、この場合にも発振の停止
は起らない。 次に放電灯が半波放電状態になると、放電灯放
電電極間の電圧および巻線３の端子７，９間の電
圧は、第２図ｃに示すような、上下非対称な波形
となる。この傾向は半波放電状態の進行に伴つて
益々増大する。従つて、巻線３の、端子８に対す
る端子７および端子９の電位は第３図ａおよびｂ
のような波形となる。端子７および９のいづれの
出力が図のａおよびｂのいづれに対応するかは、
放電灯のいづれの放電電極の電子放射効率が低下
したかによる。ここでは仮りに端子７の出力がａ
に、端子９の出力がｂに対応しているものとす
る。これらの電圧が、上述のように抵抗１０，１
１または１０ａ，１１ａで分圧されて、それぞれ
論理回論１３および１３ａの第１の入力端子に入
力される。この時、第３図ｂの波形が入力される
論理回路１３ａの方は、入出力ともその状態が変
らず、出力状態は依然として“０”状態にある。
これに対して論理回路１３の方は、放電灯の半波
放電状態の進行度により、第３図ａの点線で示し
たレベルに対応する抵抗１１の両端の電圧が、論
理回路の入力を状態“１”にする値に達していれ
ば、論理回路１３の第１の入力は、第３図ａの点
線と波形包絡線が交わる期間だけ、発振の周波数
に対応して状態“１”と状態“０”をくり返す。
従つてこの入力信号に応じて、論理回路１３の出
力も状態“１”と“０”をくり返し、第３図ｃに
示すようなデイジタル信号を出力する。このデイ
ジタル信号は、発振の周期より充分に長い時定数
を有する積分回路１５で平滑され、第３図ｄの示
すようなパルス信号として論理回路１６の第１の
入力端子に送られる。この論理回路１６の第２の
入力端子（論理回路１３ａの出力に係わる入力端
子）は状態“０”にあるから、出力端子は上記第
３図ｄのパルスに対応して状態“０”と“１”を
くり返す。この出力は、時定数を発振器交流電源
３３の交流周期より10倍以上のオーダーの長い時
間に設定した積分回路２２を経て、事実上一定の
直流電圧となり、トランジスタ２３のベースに入
力される。この入力によりトランジスタ２３は導
通し、その出力抵抗２５に電圧降下が生ずるの
で、論理回路２７はその入力状態が“１”および
“０”となつて状態“１”を出力する。この出力
によりサイリスタ２８が導通し、発振用トランジ
スタ３１，３２のベース・バイアス回路２９，３
０が短絡され、発振は停止する。ここで重要なこ
とは、サイリスタ２８が導通しても、その導通抵
抗は完全にゼロとならず、その両端には僅かなが
ら電圧が残り、もし、ダイオード６の挿入がなけ
れば、発振回路は微弱な発振状態を持続するとい
うことである。ダイオード６の立上り電圧がこの
効果を抑止している。 以上の説明において積分回路２２の時定数が大
きな値に選ばれているのは、電源投入後放電灯が
定常点灯状態に達するまでの間に起り得る、放電
電極間の電圧異常に装置が応答して発振停止に至
ることを避けるためである。 以上のように本発明の放電灯の点灯装置によれ
ば、少なくとも３個の論理回路により放電灯の両
電極間電圧に比例した正、負の電圧をデイジタル
信号に変換して処理していので、発振周波数の変
動、定常点灯時の負荷の変動、発振パワーの変化
並びにインバータ発振回路のスイツチングや放電
灯の放電に起因する雑音等に影響されることな
く、半波放電現象の発生初期状態を確実に検知し
て発振を停止することができる。然も、この種の
雑音の多い装置において数個の論理回路によるデ
イジタル集積回路を用いても、検出用巻線による
検出信号を、第１および第２の論理回路で波形整
形した後に、発振周期よりも長い時定数を有する
積分回路で平滑化しているので、雑音の影響を除
外できる。 尚、Ex−OR（排多的論理和）回路は、AND回
路、OR回路、NOT回路等の他の論理回路の組み
合わせからもつくられることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の回路図、第２図および第３
図は、本実施例の回路の各部における電圧波形を
示す図である。 １……インバーターの発振回路、２……発振ト
ランス、３……放電電圧に比例した電力を出力す
る巻線、４……ベース電流付勢用トランス、５…
…電源用巻線、６……ダイオード、７，８，９…
…巻線３の端子、１０，１１，１２，１０ａ，１
１ａ，１２ａ，２５，２６……抵抗、１３，１３
ａ，１６，２７……論理回路、１５，１５ａ，２
２……積分回路、２４……電源ライン、２８……
サイリスタ、２９，３０……ベース・バイアス回
路、３２，３１……トランジスタ、３３……交流
電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発振トランスの２次側出力により放電灯を点
   灯するインバータ発振回路と、前記発振トランス
   に巻回して設けた検出用巻線により放電灯の両電
   極間電圧に比例した電圧を正、負について検知出
   力する検知手段と、この検知手段の出力から放電
   灯の放電波形が正負非対称になつたのを判別して
   前記インバータ発振回路を発振停止させる制御手
   段とを備えてなる放電灯の点灯装置において、前
   記制御手段が、前記検知手段の正負両側の出力電
   圧における各半サイクルの瞬時絶対値が所定レベ
   ルを超えた時にそれぞれ所定電圧値のデイジタル
   信号を前記インバータ発振回路の発振周期で出力
   する第１および第２の２個の論理回路と、その各
   論理回路の出力デイジタル信号をそれぞれ前記発
   振周期よりも長い時定数により個別に平滑化して
   パルス信号に変換する第１および第２の２個の積
   分回路と、この各積分回路の何れか一方からのみ
   パルス信号が出力されたのを検知して出力する第
   ３の論理回路と、この第３の論理回路の出力パル
   スを前記インバータ発振回路の交流電源の交流周
   期の約十倍以上の長い時定数により平滑化して一
   定の直流電圧を出力する第３の積分回路と、この
   第３の積分回路の出力直流電圧によりオンして前
   記インバータ発振回路への駆動電流を短絡するス
   イツチング素子とを備えてなることを特徴とする
   放電灯の点灯装置。