JP5449018B2

JP5449018B2 - 高輝度放電灯回路

Info

Publication number: JP5449018B2
Application number: JP2010109942A
Authority: JP
Inventors: 好一中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: JP2011238505A

Description

本発明は、高輝度放電灯の点灯に使用される高輝度放電灯回路に関する。

従来から、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ或いは高圧水銀ランプなどの高輝度放電灯が知られている。

このような高輝度放電灯は、一般的に、瞬時停電（以降、単に「瞬停」と記す）により消灯してしまうと、直ちに再点灯することができない。なぜなら、高輝度放電灯は、点灯中に高圧になった内部圧力が低下するまで、高輝度放電灯を始動点灯させるための放電パルスを発生させることができないからである。言い換えれば、高輝度放電灯は、点灯中に高温になった内部温度が低下するまで、高輝度放電灯を始動点灯させるための放電パルスを発生させることができないからである。

そこで、瞬停による高輝度放電灯の消灯が生じた場合、高輝度放電灯の内部圧力または温度を十分に低下させるために所定時間待機してから高輝度放電灯を再点灯させる機能を有する高輝度放電灯回路を使用する例がある。

下記特許文献１には、瞬停を検出して放電灯の再点灯を制御する再点灯制御手段を有する光源装置が記載されている。再点灯制御手段は、瞬停から所定時間経過した後、放電灯に対する放電パルスを印加するように制御する。

特開２００３−１９７３８４号公報

従来の高輝度放電灯回路においては、例えば瞬停による消灯後に、高輝度放電灯の再点灯を行なう場合、高輝度放電灯を始動点灯させるための放電パルスを、所定時間待機してから発生させていた。

しかしながら、所定時間待機後の高輝度放電灯内の圧力及び温度が高い場合、放電パルスが発生せずに高輝度放電灯が再点灯しないという問題がある。このような不具合が生じないようにするため、上述の所定時間を安全サイド、すなわち長めに設定することが考えられる。しかしながら、長めの所定時間の設定により、高輝度放電灯内部が既に再点灯可能な状態であるにもかかわらず消灯状態が続いてしまい、その間の高輝度放電灯による照度が確保されず利便性が低下してしまうという問題がある。

本発明の目的は、高輝度放電灯を確実に再点灯させるとともに、再点灯までの待機時間を低減することができる高輝度放電灯回路を提供することにある。

本発明の高輝度放電灯回路は、瞬停を検出する瞬停検出部と、高輝度放電灯の状態を検出する放電灯状態検出部と、瞬停検出部により瞬停が検出され、かつ放電灯状態検出部により瞬停に基づく消灯が検出された場合、高輝度放電灯を再点灯するように制御する制御部と、を有し、制御部は、高輝度放電灯が再点灯しない場合、再度再点灯するように制御するリトライ部を含みリトライ部は、再点灯の制御から所定時間経過後の放電灯状態検出部による検出結果が消灯状態である場合、再度再点灯するように制御するとともに、再点灯の制御回数が増加するにつれて前記所定時間を短くすることを特徴とする。

また、リトライ部は、予め設定された再点灯の制御回数に到達した場合、制御を終了することができる。

また、この回路は複数の高輝度放電灯に接続され、制御部は、再点灯させる高輝度放電灯が複数ある場合、再点灯の制御タイミングをずらすとともに、その後の再度再点灯の制御タイミングもずらすことができる。

本発明の高輝度放電灯回路によれば、高輝度放電灯を確実に再点灯させるとともに、再点灯までの待機時間を低減することができる。

本実施形態に係る高輝度放電灯回路の構成を示す図である。高輝度放電灯回路の制御動作の一例を示すフローチャートである。別の態様の高輝度放電灯回路の制御動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る高輝度放電灯回路の実施形態について、図を用いて説明する。一例として、複数の高輝度放電灯に全て接続され、これらの放電灯の点灯に使用される高輝度放電灯回路について説明する。なお、本発明は、この構成に限らず、各高輝度放電灯に個別に接続される高輝度放電灯回路にも適用することができる。

図１は、本実施形態に係る高輝度放電灯回路１０の構成を示す図である。高輝度放電灯回路１０は、高輝度放電灯１２の再点灯に使用される回路である。再点灯とは、不測の事態により消灯してしまった後における点灯のことである。高輝度放電灯回路１０、例えばリレーシーケンスにより構成され、高輝度放電灯１２の点灯に使用される通常の回路とは別体に設けられる。しかし、本発明は、この構成に限定されない。高輝度放電灯回路１０が、半導体などを用いたロジックシーケンスにより構成されてもよく、通常の回路と一体に設けられてもよい。

高輝度放電灯１２は、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ或いは高圧水銀ランプなどである。高輝度放電灯１２は、高輝度放電灯本体（以下、単に「放電灯」と記す）１４と、高輝度放電灯１２の点灯付属装置であり、始動器が組み込まれた安定器１６とを有する。上述した通常の回路は、安定器１６に組み込まれ、または接続される。

高輝度放電灯１２は、電源１８に電路２０を介して電気的に接続される。電源１８は、商用交流電源であり、例えば１００Ｖから４１５Ｖなどの任意の交流電圧が使用される。

電路２０には、電源１８から負荷側、すなわち高輝度放電灯１２側に向かって、主幹開閉器２２と分岐開閉器２４が順に配置される。分岐開閉器２４は、各高輝度放電灯１２に対応するように主幹開閉器２２の負荷側から分岐した電路２０にそれぞれ配置される。

主幹及び分岐開閉器２２，２４は、図示しないが、分電盤内に施設される。分電盤には、これらの開閉器２２，２４のほかに、過電流遮断器（例えばＭＣＣＢ）を設けることもできる。

このような電気回路に接続される高輝度放電灯１２においては、電源１８から電路２０を介して供給された電力により安定器１６が放電灯１４を点灯させる。具体的には、安定器１６の始動器により、放電灯１４に設けられた一対の電極間に放電パルスを印加させる。放電パルスの印加により、一対の電極間が絶縁破壊して放電が始まり、グロー放電を経てアーク放電が開始される。その後に放電灯１４内の温度が均一化されて安定した状態となった時点で放電灯１４の電圧がほぼ一定になる。このような過程を経て放電灯１４を点灯させることができる。

しかしながら、このような高輝度放電灯１２においては、通常、点灯中に瞬停などにより一旦消灯してしまうと、放電灯１４内の圧力や温度が低下するまでは、再点灯できない。そこで、従来技術の高輝度放電灯回路においては、消灯後に、放電灯内部が再点灯可能な状態になるまで所定時間待機してから高輝度放電灯を再点灯させていたが、再点灯の失敗、或いは確実な再点灯実施のための待機時間の長期化を招いていた。

そこで、本実施形態の高輝度放電灯回路１０は、瞬停を検出する瞬停検出部２６と、高輝度放電灯１２の状態を検出する放電灯状態検出部２８と、瞬停検出部２６により瞬停が検出され、かつ放電灯状態検出部２８により瞬停に基づく消灯が検出された場合、高輝度放電灯１２を再点灯するように制御する制御部３０とを有し、制御部３０が、高輝度放電灯１２が再点灯しない場合、再度再点灯するように制御するリトライ部３２を含むことを特徴とする。

このように制御部３０による再点灯実施後に高輝度放電灯１２が再点灯しない場合であっても、リトライ部３２が再度再点灯するように制御するので、高輝度放電灯１２を確実に再点灯させることができる。

また、リトライ部３２の機能により、一度の再点灯制御で確実に成功させる必要がなくなるので、待機時間を長めに設定する必要も無くなる。よって、放電灯１４内部が既に再点灯可能な状態にあるにもかかわらず消灯状態が続いてしまい、その間、高輝度放電灯１２の照明が確保されないという状態を防止することができる。

瞬停検出部２６は、電路２０に配置された電圧センサ３４に接続される。電圧センサ３４は、図１に示されるように、電源１８と主幹開閉器２２との間の電路２０に配置されているが、この構成に限定されず、主幹開閉路２２より負荷側の電路２０に配置されてもよい。落雷、付近での大型機器の始動、または短絡事故などによって瞬停が生じると、電圧が短い期間（例えば１０から２０ｍｓ）低下する。瞬停検出部２６は、電圧センサ３４の出力信号から、その電圧低下を検出して瞬停を検出する。

放電灯状態検出部２８は、各放電灯１４にそれぞれ取り付けられた光センサ３６に接続される。光センサ３６は、放電灯１４の明暗を感知するセンサである。放電灯状態検出部２８は、光センサ３６の出力信号に基づいて高輝度放電灯１２の状態、すなわち放電灯１４が点灯状態であるか消灯状態かを検出する。

なお、本実施形態の放電灯状態検出部２８は、光センサ３６の出力信号に基づいて高輝度放電灯１２の状態を検出する場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、他の出力信号に基づいて検出してもよい。例えば、放電灯１４に取り付けられた温度センサの出力信号に基づいて高輝度放電灯１２の状態を検出することができる。この場合、温度センサによる温度が所定値以上の場合、放電灯１４が点灯状態であると判断することができる。また、安定器１６に取り付けられた電流センサの出力信号に基づいて高輝度放電灯１２の状態を検出することができる。この場合、電流センサによる電流が所定値以上の場合、放電灯１４が点灯状態であると判断することができる。

制御部３０は、瞬停検出部２６により瞬停が検出され、かつ放電灯状態検出部２８により瞬停に基づく消灯が検出された場合、高輝度放電灯１２を再点灯するように制御する。具体的には、制御部３０が安定器１６に再点灯指令を出力する。この制御指令において瞬停とともに消灯の検出を条件としたのは、瞬停が発生したとしても、放電灯１４が点灯状態を維持しているならば、再点灯を実施する必要が無いからである。制御部３０は、消灯後、放電灯１４内部が直ちに再点灯可能な状態にならないことを考慮して、瞬停と消灯の検出後、所定時間（例えば１０分）経過してから再点灯指令を出力することもできる。

また、制御部３０は、瞬停によって再点灯させるべき高輝度放電灯１２が複数ある場合、再点灯の制御タイミングをずらすこともできる。このような遅延制御により、始動時の突入電流が増大してしまうことを抑制することができる。なお、後述するリトライ部３２においても、再度再点灯させるべき高輝度放電灯１２が複数ある場合、再度再点灯の制御タイミングをずらすことが好適である。

そして、リトライ部３２は、上述した再点灯の制御によって高輝度放電灯１２が再点灯しない場合、その高輝度放電灯１２に対して再び再点灯（以下、「再度再点灯」と記す）するように制御する。具体的には、リトライ部３２は、再点灯の制御から所定時間Ｔ１経過後の放電灯状態検出部２８による検出結果が消灯状態である場合、再度再点灯するように、対象となる高輝度放電灯１２の安定器１６に再点灯指令（以下、上述の再点灯指令と区別するため「再度再点灯指令」と記す）を出力する。

リトライ部３２は、この制御を複数回繰り返すことができる。これにより、例えば放電灯１４内部の状態が良好でないために、例えば一度目の再度再点灯の制御が失敗した場合であっても、間隔を空けて二度目の再度再点灯の制御を実施することにより高輝度放電灯１２を確実に再点灯させることができる。また、リトライ部３２は、予め設定された再点灯の制御回数に到達した場合、制御を終了することもできる。再度再点灯の制御を複数回繰り返すことにより、安定器１６が損傷してしまう可能性があるからである。また、再度の再点灯制御を複数回実施しても高輝度放電灯１２が点灯しないということは、放電灯１４内部が既に再点灯可能な状態にあるが、別の不具合、例えば安定器１６の故障が発生した可能性があるからである。

また、リトライ部３２は、再度再点灯の制御回数に応じて所定時間Ｔ１を変化させることが好適である。例えば、リトライ部３２は、再度再点灯の制御回数が増加するにつれて所定時間Ｔ１を徐々に短く設定することができる。このように、所定時間Ｔ１が徐々に短くなることにより、放電灯１４内部が再点灯可能な状態になったら、リトライ部３２の制御で直ちに高輝度放電灯１２を点灯させることができる。

次に、高輝度放電灯回路１０の制御動作の一例について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、この制御動作においては、制御対象となる高輝度放電灯１２が１台であり、制御動作のスタート時点は、その高輝度放電灯１２が点灯状態である時点とする。そして、この制御動作において、リトライ部３２による再度再点灯の制御回数が２回であるものとする。

まず、ステップＳ１０１において、瞬停検出部２６により瞬停が検出される。続いて、ステップＳ１０２において、放電灯状態検出部２８により高輝度放電灯１２の状態、すなわち放電灯１４が消灯状態であるか否かが判断される。放電灯１４が消灯状態である場合、ステップＳ１０３に進み、制御部３０により再点灯指令が安定器１６に出力される。一方、放電灯１４が点灯状態である場合、再点灯制御の必要は無いと判断され、この制御動作が終了する。

そして、ステップＳ１０４において、再点灯指令後、所定時間Ｔ１が経過するまで待機し、ステップＳ１０５において、放電灯状態検出部２８により高輝度放電灯１２の状態が判断される。放電灯１４が消灯状態である場合、ステップＳ１０６に進み、リトライ部３２により再度再点灯指令が安定器１６に出力される。一方、放電灯１４が点灯状態である場合、再度再点灯制御の必要は無いと判断され、この制御動作が終了する。

そして、ステップＳ１０７では、再度再点灯指令後、所定時間Ｔ１より短い所定時間Ｔ２が経過するまで待機し、ステップＳ１０８において、放電灯状態検出部２８により放電灯１４の状態が判断される。放電灯１４が消灯状態である場合、ステップＳ１０９に進み、リトライ部３２により再度再点灯指令が安定器１６に出力され、この制御動作が終了する。この指令後に、放電灯状態検出部２８により放電灯１４の消灯状態が検出された場合、外部に異常情報を出力することもできる。一方、放電灯１４が点灯状態である場合、再度再点灯制御の必要は無いと判断され、この制御動作が終了する。

本実施形態によれば、リトライ部３２の再度再点灯制御により、高輝度放電灯１２を確実に再点灯させることができる。また、このリトライ部３２の機能により、一度の再点灯制御で確実に成功させる必要がなくなるので、待機時間を長めに設定する必要も無くなる、言い換えれば最初の待機時間を短めに設定することができる。よって、放電灯１４内部が既に再点灯可能な状態にある場合、高輝度放電灯１２を直ちに再点灯させることができる。仮に、再点灯制御時に放電灯１４内部が再点灯可能な状態になっていなくても、上述したリトライ部３２の再度再点灯制御により、高輝度放電灯１２を確実に再点灯させることができる。また、再度再点灯制御間の待機時間が徐々に短くなるので、消灯状態が長く続いてしまい、その間、高輝度放電灯１２の照明が確保されないという状態を抑制することができ、利便性の向上を図ることができる。

本実施形態においては、高輝度放電灯回路１０が、瞬停により消灯した高輝度放電灯１２を再点灯させる場合について説明したが、この構成に限定されない。例えば、放電灯１４の劣化により消灯してしまった高輝度放電灯１２を再点灯させることもできる。この場合、高輝度放電灯回路１０には、放電灯１４を新規のものに交換した後に、再点灯制御をスタートさせるための手動のプッシュスイッチ（図示せず）が設けられる。

この態様の高輝度放電灯回路１０の制御動作について、図３を用いて説明する。なお、この制御動作においては、制御対象となる高輝度放電灯１２が１台であり、制御動作のスタート時点は、放電灯１４を新規のものに交換した時点とする。そして、この制御動作においては、上述の実施形態と同様に、リトライ部３２による再度再点灯の制御回数が２回であるものとする。

まず、ステップＳ２０１において、プッシュスイッチがＯＮであるか否かが判断される。プッシュスイッチがＯＮである場合、放電灯１４が交換済みであると判断され、ステップＳ２０２に進み、制御部３０により再点灯指令が安定器１６に出力される。一方、プッシュスイッチがＯＦＦである場合、まだ放電灯１４が未交換である判断され、この制御動作が終了する。

そして、ステップＳ２０３において、再点灯指令後、所定時間Ｔ１が経過するまで待機し、ステップＳ２０４において、放電灯状態検出部２８により高輝度放電灯１２の状態、すなわち放電灯１４が消灯状態であるか否かが判断される。放電灯１４が消灯状態である場合、ステップＳ２０５に進み、リトライ部３２により再度再点灯指令が安定器１６に出力される。一方、放電灯１４が点灯状態である場合、再度再点灯制御の必要は無いと判断され、この制御動作が終了する。

そして、ステップＳ２０６では、再度再点灯指令後、所定時間Ｔ２が経過するまで待機し、ステップＳ２０７において、放電灯状態検出部２８により高輝度放電灯１２の状態が判断される。放電灯１４が消灯状態である場合、ステップＳ２０８に進み、リトライ部３２により再度再点灯指令が安定器１６に出力され、この制御動作が終了する。この指令後に、放電灯状態検出部２８により放電灯１４の消灯状態が検出された場合、外部に異常情報を出力することもできる。一方、放電灯１４が点灯状態である場合、再度再点灯制御の必要は無いと判断され、この制御動作が終了する。

このように、放電灯１４の劣化が解消された情報を知らせる機能を高輝度放電灯回路１０に組み込むことにより、瞬停以外の原因で消灯してしまった高輝度放電灯１２を確実に再点灯させることができる。

１０高輝度放電灯回路、１２高輝度放電灯、１４高輝度放電灯本体、１６安定器、１８電源、２０電路、２６瞬停検出部、２８放電灯状態検出部、３０制御部、３２リトライ部、３４電圧センサ、３６光センサ。

Claims

瞬停を検出する瞬停検出部と、
高輝度放電灯の状態を検出する放電灯状態検出部と、
瞬停検出部により瞬停が検出され、かつ放電灯状態検出部により瞬停に基づく消灯が検出された場合、高輝度放電灯を再点灯するように制御する制御部と、
を有し、
制御部は、高輝度放電灯が再点灯しない場合、再度再点灯するように制御するリトライ部を含み、
リトライ部は、再点灯の制御から所定時間経過後の放電灯状態検出部による検出結果が消灯状態である場合、再度再点灯するように制御するとともに、再点灯の制御回数が増加するにつれて前記所定時間を短くする、
ことを特徴とする高輝度放電灯回路。
請求項１に記載の高輝度放電灯回路において、
リトライ部は、予め設定された再点灯の制御回数に到達した場合、制御を終了する、
ことを特徴とする高輝度放電灯回路。
請求項１または２に記載の高輝度放電灯回路において、
この回路は複数の高輝度放電灯に接続され、
制御部は、再点灯させる高輝度放電灯が複数ある場合、再点灯の制御タイミングをずらすとともに、その後の再度再点灯の制御タイミングもずらす、
ことを特徴とする高輝度放電灯回路。