JPH03141594A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ランプ始動用に高圧パルス発生手段を備え
、ＨＩＤランプ等の放電ランプを点灯させる放電灯点灯
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

放電ランプを始動させるために、高圧パルスを放電ラン
プに印加する始動回路（高圧パルス発生回路）を有した
放電灯点灯装置が従来がらある。

このような放電灯点灯装置においては、放電ランプの点
滅を検知し、不点のときに始動回路を作動させ、放電ラ
ンプが点灯すると、始動回路の作動を停止させるように
制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような始動回路において、例えば放電ラ
ンプが寿命に至り、始動回路が作動しても放電ランプが
始動しなくなった場合、電源を遮断するまで始動回路が
作動し続け、放電ランプに高圧パルスが印加され続ける
ことになる。このような状況は、安全上好ましくない状
況である。

以上のような欠点を解消するため、例えば、電源投入に
よってリセットされるタイマ回路を設け、電源投入後一
定時間経過すると、始動回路の作動を禁止し、その状態
を保持させるように構成したものもある。

しかし、この場合には、例えば一定期間が経過して始動
回路の作動が禁止保持された後に、例えば電源変動等に
より放電ランプが立ち消えした場合に、いったん電源を
落とし再度電源を投入してタイマ回路をリセットするま
では始動回路が作動せず、再点灯させることができない
という問題がある。

そこで、立ち消え検出回路を設けて放電ランプの立ち消
えを検出し、上記タイマ回路を立ち消え検出回路の出力
に応答してリセットし、電源を落とさなくても再度始動
回路を一定時間作動させることができるように構成した
ものがある（特願昭６２−１４１８８６号参照）。

しかし、このような構成においても、例えば放電ランプ
の寿命末期において、点灯−立ち消えの繰り返し現象が
起こった場合に、断続的に始動回路が動作し、高圧パル
スが発生し、安全上好ましくないという問題がある。

この発明の目的は、放電ランプの寿命末期の不点時や立
ち消えの繰り返し発生時における放電ランプへの高圧パ
ルスの印加を禁止して安全を確保するとともに、不意の
電源変動等による放電ランプの立ち消え発生時に放電ラ
ンプに高圧パルスを印加して放電ランプを正常に再点灯
させることができる放電灯点灯装置を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の放電灯点灯装置は、交流電源から放電ランプ
への給電経路に限流要素を介挿し、放電ランプに始動用
の高圧パルスを繰り返し印加する高圧パルス発生手段を
設け、さらに放電ランプの点灯を検出する点灯検出手段
と不点時間積算・パルス発生制御手段とを設けている。

不点時間積算・パルス発生制御手段は、点灯検出手段の
出力に基づき交流電源の投入後の放電ランプの不点時間
を積算し、不点時間の積算値が所定値に達するまでの期
間は放電ランプの不点時に高圧パルス発生手段を作動さ
せるとともに放電ランプの点灯に応答して高圧パルス発
生手段の作動を停止させ、不点時間の積算値が所定値に
達した後は放電ランプの不点にかかわらず高圧パルス発
生手段の作動を禁止することになる。

〔作　　　用〕

この発明の構成によれば、交流電源が投入されると、高
圧パルス発生手段が作動して高圧パルスが放電ランプに
繰り返し加えられて放電ランプが始動し、放電ランプが
交流電源から限流要素を通して給電されることから点灯
に至り、点灯検出手段が放電ランプの点灯を検出して点
灯検出信号を発生すると、不点時間積算・パルス発生制
御手段の制御動作でもって高圧パルス発生手段の作動が
停止して高圧パルスの放電ランプへの印加が停止する。

一方、不点時間積算・パルス発生制御手段は、点灯検出
手段の出力に基づいて交流電源の投入後における放電ラ
ンプの不点時間を積算する。この不点時間の積算値が予
め決めた設定値に達するまでは、点灯検出手段の出力に
基づき放電ランプが不点の時に高圧パルス発生手段を作
動させて高圧パルスを放電ランプに印加し、放電ランプ
を初始動させ、また電源変動等に起因して放電ランプが
立ち消えした後に放電ランプを再始動させる。この立ち
消え後の放電ランプの再始動は、不点時間の積算値が設
定値に達するまでは何度でも可能であるが、その回数は
電源変動等に伴う放電ランプの立ち消えはそれほど頻発
するものではなく、設定値を例えば２０分程度に設定し
ておけば、電源変動等による放電ランプの立ち消え後に
放電ランプを自動的に再始動させることができる。

一方、寿命末期において、放電ランプの不点状態になっ
たり、または放電ランプの点灯・立ち消えが繰り返され
る場合、電源投入後の放電ランプの不点時間の積算値は
必然的に長くなり、不点時間積算・パルス発生制御手段
による不点時間の積算値が予め決めた設定値に達すると
、放電ランプが不点であっても、高圧パルス発生手段の
作動を禁止し、放電ランプへの高圧パルスの印加を禁止
する。

なお、不点時間積算・パルス発生制御手段は、交流電源
をいったん遮断して再度投入すれば、積算値がリセット
される。

〔実　施　例〕

この発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。この放電灯点灯装置は、第１図に示すよう
に、例えば商用電源からなる交流電源１から例えばＨＩ
Ｄランプ等の放電ランプ５への給電経路に電源スィッチ
２と例えばチョークコイルからなる限流要素３とを直列
に介挿し、放電ランプ５に始動用の高圧パルスを繰り返
し印加する高圧パルス発生手段Ｉを設け、さらに放電ラ
ンプ５の点灯を例えばランプ電流の有無で検出する放電
ランプ電流検出回路等の点灯検出手段６と例えばタイマ
回路で構成される不点時間積算・パルス発生制御手段８
とを設けている。

不点時間積算・パルス発生制御手段８は、点灯検出手段
６の出力に基づき交流電源１の投入後の放電ランプ５の
不点時間を積算し、不点時間の積算値が所定値に達する
までの期間は放電ランプ５の不点時に高圧パルス発生手
段■を作動させるとともに放電ランプ５の点灯に応答し
て高圧パルス発生手段Ｉの作動を停止させ、不点時間の
積算値が所定値に達した後は放電ランプ５の不点にかか
わらず高圧パルス発生手段Ｉの作動を禁止することにな
る。

このような構成において、交流電源が投入されると、高
圧パルス発生手段■が作動して高圧パルスが放電ランプ
５に繰り返し加えられて放電ランプ５が始動し、放電ラ
ンプ５が交流電源ｌから限流要素３を通して給電される
ことから点灯に至り、点灯検出手段６が放電ランプ５の
点灯を検出して点灯検出信号を発生すると、不点時間積
算・パルス発生制御手段８の制御動作でもって高圧パル
ス発生手段■の作動が停止して高圧パルスの放電ランプ
５への印加が停止する。

一方、不点時間積算・パルス発生制御手段８は、点灯検
出手段６の出力に基づいて交流電源１の投入後における
放電ランプ５の不点時間を積算する。

この不点時間の積算値が予め決めた設定値に達するまで
は、点灯検出手段６の出力に基づき放電ランプ５が不点
の時に高圧パルス発生手段！を作動させて高圧パルスを
放電ランプ５に印加し、放電ランプ５を初始動させ、ま
た電源変動等に起因して放電ランプ５が立ち消えした後
に放電ランプ５を再始動させる。この立ち消え後の放電
ランプ５の再始動は、不点時間の積算値が設定値に達す
るまでは何度でも可能であるが、その回数は電源変動等
に伴う放電ランプ５の立ち消えはそれほど頻発するもの
ではなく、設定値を例えば２０分程度に設定しておけば
、電源変動等による放電ランプ５の立ち消え後に放電ラ
ンプ５を自動的に再始動させることができる。

一方、寿命末期において、放電ランプ５の不点状態にな
ったり、または放電ランプ５の点灯・立ち消えが繰り返
される場合、電源投入後の放電ランプ５の不点時間の積
算値は必然的に長くなり、不点時間積算・パルス発生制
御手段８による不点時間の積算値が予め決めた設定値に
達すると、放電ランプ５が不点であっても、高圧パルス
発生手段■の作動を禁止し、放電ランプ５への高圧パル
スの印加を停止する。

なお、不漁時間積算・パルス発生制御手段８は、交流電
源１をいったん遮断して再度投入すれば、積算値がリセ
ットされる。

以下、この放電灯点灯装置の構成および動作について詳
しく説明する。

高圧パルス発生手段■は、高圧パルス発生回路４と直流
電源回路７とパルス発生位相制御回路９とトリガ制御回
路１０とで構成される。

高圧パルス発生回路４は、パルストランス４ａ双方向性
サイリスタ４ｂ、　　コンデンサ４ｃ、４ｄおよび抵抗
４ｅからなる。

直流電源回路７は、電源トランス７ａ、全波整流器７ｂ
、抵抗７ｃ、７ｄ、ダイオード７ｅ、平滑用コンデンサ
７ｔ、’ｔｇおよび電圧レギュレータ用集積回路７ｈか
らなる。

パルス発生位相制御回路９は、汎用タイマ用集積回路（
例えばＮＥＣ社製のμＰＣ５５５１）９ａ、抵抗９ｂ、
コンデンサ９ｃ、９ｄおよび反転回路９ｅからなる。

トリガ制御回路ｌＯは、双方向性サイリスタ４ｂのトリ
ガを行うもので、ＮＡＮＤゲート１０ａ。

抵抗ｔａｂ、ｔｏｅ、ダイオードＩＱｄ、ＩＱｓ。

パルストランス１０ｆおよびコンデンサ１０ｇで構成さ
れる。

ランプ電流を検出する点灯検出手段６は、カレントトラ
ンス６ａ、全波整流器６ｂ、平滑用コンデンサ５ｃ、演
算増幅器６ｄおよび直流電源６ｅで構成される。

不点時間積算・パルス発生制御手段８は、例えば不点時
間積算用タイマ回路であり、汎用タイマ用集積回路（例
えば松下電子工業■製のＡ　Ｎ７８６０）８ａ、抵抗８
ｂ、８ｃおよびコンデンサ８ｄからなる。

つぎに、動作を第２図（ａｔ〜＜Ｃ）および第３図（ａ
ｌ〜（幻のタイムチャートを参照しながら説明する。

高圧パルス発生回路４は、抵抗４ｅおよびコンデンサ４
ｃの時定数回路によって、コンデンサ４ｃに蓄積された
エネルギーを双方向性サイリスタ４ｂが導通した時にパ
ルストランス４ａの一次Ｉ！および双方向性サイリスタ
４ｂを通して放出し、その時パルストランス４ａの一次
巻線の両端に発生したパルス電圧を、巻数比に応じてパ
ルストランス４ａの二次巻線に発生させる一般的な放電
ランプの始動回路を構成する。

双方向性サイリスタ４ｂをトリガするトリガ制御回路１
０では、ＮＡＮＤゲートｌＯａの出力Ｅ（第３図（ｅｌ
参照）力びＨ”のときに、抵抗１０ｂ。

コンデンサ１０ｇおよびダイオード１０ｄの直列回路に
てコンデンサ１０ｇにエネルギーを蓄積させ、コンデン
サ１０ｇの両端電圧ｖ１６１　　（第３図（ｆ）参照）
は抵抗１０ｂおよびコンデンサ１０ｇの時定数で上昇す
る。つぎに、ＮＡＮＤゲート１０ａの出力Ｅ（第３図＋
８１参照）が′Ｌ″となると、コンデンサ１０ｇの蓄積
エネルギーをダイオード１０　ｅ、ＮＡＮＤゲー）１０
ａ、パ／Ｌ／ストランス１０ｆの一次巻線を通して放出
させ、その時のパルストランス１０ｆの二次巻線の出力
端子Ｘ、　Ｙ間に双方向性サイリスタ４ｂに対するトリ
ガ電圧ＶｘｖＣ第３図（酌参照）を発生させ、双方向性
サイリスタ４ｂを導通させるものである。

直流電源回路７では、電源スィッチ２を投入すると、交
流電源１の電圧を電源トランス７ａで降圧し、全波整流
器７ｂで整流し、遮断用のダイオード７ｅを介し平滑用
コンデンサ７ｆ、７ｇおよび電圧レギュレータ用集積回
路７ｈで平滑安定化した直流電源電圧ＶＣＣを出力する
。また、抵抗７ｃ、７ｄによって交流電源１の電圧を全
波整流した電圧を分圧し、抵抗７ｃ、７ｄの接続点より
分圧電圧Ａを出力する（第３図（ａ）参照）。

パルス発生位相制御回路９では、直流電源回路７の電源
トランス７ａおよび全波整流器７ｂにて全波整流した電
圧を抵抗７ｃ、７ｄによってさらに分圧した分圧電圧Ａ
（第３図＋８１参照）が（１／３）ＶＣＣ以下となった
時に、２番端子に分圧電圧Ａが入力される汎用タイマ用
集積回路９ａがトリガされ、抵抗９ｂおよびコンデンサ
９ｃで決まる一定時間だけ汎用タイマ用集積回路９ａの
３番端子からの出力Ｂ（第３図（Ｃ１参照）が′Ｈ”と
なる、上記の一定時間は、交流電源１の電圧の半サイク
ルよりも短い時間に設定される。

そして、この汎用タイマ用集積回路９ａの出力Ｂの極性
を反転させる反転回路９ｅの出力Ｂ′（第３図Ｔｄ）参
照）は、トリガ制御回路１０のＮＡＮＤゲートｌＯａの
一方の入力端子に加えられる。

トリガ制御回路１０は、第３図に示すように、ＮＡＮＤ
ゲート１０ａの他方の入力端子に加えられる不点時間積
算・パルス発生制御手段６の出力Ｄ（第３図山）参照）
が“Ｈ”の時、汎用タイマ用集積回路９ａの出力Ｂ（第
３図（Ｃ１参照）が“Ｈ′から“Ｌｏになる瞬間、ＮＡ
ＮＤゲート１０ａの出力Ｅ（第３図（＠）参照）も“Ｈ
”から“Ｌｏに変化する。したがって、電源周波数の半
サイクル毎のある一定位相において、ＮＡＮＤゲー）１
０ａの出力Ｅ（第３図＋８１参照）が“Ｈ”から“Ｌ”
に変化し、その瞬間双方向性サイリスタ４ｅがトリガさ
れる。

点灯検出手段６は、カレントトランス６ａで放電ランプ
５を流れるランプ電流を検出し、その出力を全波整流器
６ｂ、平滑用コンデンサ６ｃで平滑して直流電圧に変換
し、演算増幅器６ｄの反転入力端子に加えて直流を源６
ｅの電圧と比較し、その電圧が直流電源６ｅの電圧より
高いときは、放電ランプ５が正常点灯したと判断して、
演算増幅器６ｄの出力Ｃ（第２図山）参照）が“Ｌ“と
なり、逆に不点灯のときは“Ｈ”の信号を出力するよう
になっている。

汎用タイマ用集積回路８ａを用いた不点時間積算・パル
ス発生制御手段８は、抵抗８ｂおよびコンデンサ８ｄの
時定数回路によって所定時間（例えば２０分程度）を設
定し、汎用タイマ用集積回路８ａのストップ端子（２番
端子）に点灯検出手段６の出力Ｃ（第２図山）参照）を
加え、放電ランプ５が不点のとき（出力ＣＩＪ＜”Ｈ”
）のみ汎用タイマ用集積回路８ａがカウント動作を始め
、その６番端子からの出力Ｄ（第２図（Ｃ）、第３図山
）参照）は“Ｈｌとなる。

つまり、第２図（ｂｌ、　ｔｅｌに示すように、放電ラ
ンプ５の不点時間ｔＩ＋　　ｔｅｌ　・・・、ｔ７のト
ータルが所定時間に達すると、不点時間積算・パルス発
生制御手段８の出力Ｄ（第２図ｔｅｌ参照）が“Ｌ”と
なり、電源リセットされるまで“Ｌ”を保持する。なお
、第２図（ａｌは直流電源電圧ＶＣＣを示している。

不点時間積算・パルス発生制御手段日の出力Ｄ（第３図
（ｂｌ参照）は、前記のトリガ制御回路１０のＮＡＮＤ
ゲート１０ａの一方の入力端子に加えられ、出力りが“
Ｈ″の時のみパルス発生位相制御回路９によって決まる
電源のある位相にて双方向性サイリスタ４ｂがトリガさ
れ、パルストランス４ａの二次巻線に放電ランプ５の始
動用の高圧パルスを発生させることができる。

なお、出力Ｄ（第３図山）参照）が“Ｌ゛となると、Ｎ
ＡＮＤゲートｌｏａの出力Ｅ（第３図ｔｅｌ参照）が“
Ｈ”を維持し、コンデンサ１０ｇの電圧Ｖ＋＊＊　　（
第３図［ｆｌ参照）は飽和して一定電圧となこの実施例
によれば、不点時間積算用タイマ回路８によって、点灯
検出手段６の出力に基づき交流電源１の投入後の放電ラ
ンプ５の不点時間を積算し、不点時間の積算値が所定値
に達するまでの期間は放電ランプ５の不点時に高圧パル
ス発生手段■を作動させるとともに放電ランプ５の点灯
に応答して高圧パルス発生手段■の作動を停止させ、不
点時間の積算値が所定値に達した後は放電ランプ５の不
点にかかわらず高圧パルス発生手段■の作動を禁止する
ようにしているので、高圧パルス発生手段Ｉの動作時間
を放電ランプ５の不点時間によって規制することができ
、放電ランプ５の寿命末期の不点時や立ち消えの繰り返
し発生時における放電ランプ５への高圧パルスの断続的
印加を停止して安全を確保するとともに、不意の電源変
動等による放電ランプ５の立ち消え発生時に放電ランプ
５に高圧パルスを印加して放電ランプ５を正常に再点灯
させることができる。

この発明の第２の実施例を第４図および第５図に基づい
て説明する。この放電灯点灯装置は、第４図に示すよう
に、不点時間積算・パルス発生制御手段８とトリガ制御
回路１０のＮＡＮＤゲート１０ａとの間に、放電ランプ
５の不点時において高圧パルス発生手段Ｉを間欠的に作
動させるために、例えば１０秒作動、２０秒休止の繰り
返しのように作動させるために間欠タイマ手段１１を追
加したもので、その他の構成は第１図のものと同様であ
る。上記間欠タイマ手段１１は、具体的には、不点時間
積算・パルス発生制御手段８の出力りが“Ｈ”の期間に
おいて作動する。

この間欠タイマ手段１１を設けた理由は以下の通りであ
る。放電ランプ５が立ち消えした後再始動する場合、−
船釣に初始動時に比べて時間を要する。そのため、再始
動時は、点灯するまでの長時間パルスが発生し続けるこ
とになり、安全上好ましくない、この不都合を解消する
ために、間欠的にパルスを発生させるようにしたもので
ある。

上記の間欠タイマ回路１１は、汎用タイマ用集積回路８
ａと同様の汎用タイマ用集積回路１２ａ。

１２ｂと、抵抗１１ａ−１１ｄと、コンデンサ１１ｅ、
ｌｌｆとで構成される。Ｆは汎用タイマ用集積回路１２
ａの６番端子からの出力である。

上記以外の点は第１図のものと同様である。

つぎに、動作を第５図を参照しながら説明する。

不点時間積算・パルス発生制御手段８の出力Ｄ（第５図
ｔｅｌ参照）がＨ゛の期間、汎用タイマ用集積回路１２
ａの出力Ｆ（第５図Ｔｄｌ参照）は抵抗１１ａおよびコ
ンデンサｌｉｅで決まる周期（例えば３０秒）で“Ｈ”
および“Ｌ″を繰り返す。

もう一方の汎用タイマ用集積回路１２ｂは、汎用タイマ
用集積回路１２ａの出力Ｆが“Ｌ”から“Ｈｌへ立ち上
がるときにリセットされてカウント動作を始めるので、
汎用タイマ回路１２ｂの出力Ｄ’　　（第５図（ｅ）参
照）は、汎用タイマ用集積回路１２ａの出力Ｆの立ち上
がりから抵抗１１Ｃ。

コンデンサｌｌｆで決まる一定時間（例えば１０秒間）
−Ｈ”となる、したがって、高圧パルス発生手段■は、
例えば１０秒間作動、２０秒間停止の動作を繰り返すこ
とになる。

なお、第５図＋８）は直流電源電圧ＶＣＣを示し、第５
図０１１は不点時間積算・パルス発生制御手段８の出力
Ｃを示している。

そして、第１図におけるＮＡＮＤゲート１０ａの入力と
して、第１の実施例では、不点時間積算・パルス発生制
御手段８の出力りを加えたが、第２の実施例では、その
かわり間欠タイマ手段１１の出力Ｄ′を加えてパルス発
生可能期間（Ｄが“Ｈ”）において、間欠的に高圧パル
スを発生させるようにしている。

この実施例のように、間欠タイマ回路１１を設けると、
前記したように、放電ランプ５の再始動時において、長
時間にわたって不点状態が継続するときに高圧パルスを
間欠的に発生させるようにしたので、安全を確保する上
で好都合である。

上記以外の点は第１の実施例と同様である。

〔発明の効果〕

この発明の放電灯点灯装置によれば、不点時間積算用タ
イマ回路によって、点灯検出手段の出力に基づき交流電
源の投入後の放電ランプの不点時間を積算し、不点時間
の積算値が所定値に達するまでの期間は放電ランプの不
点時に高圧パルス発生手段を作動させるとともに放電ラ
ンプの点灯に応答して高圧パルス発生手段の作動を停止
させ、不点時間の積算値が所定値に達した後は放電ラン
プの不点にかかわらず高圧パルス発生手段の作動を禁止
するようにしているので、高圧パルス発生手段の動作時
間を放電ランプの不点時間によって規制することができ
、放電ランプの寿命末期の不点時や立ち消えの繰り返し
発生時における放電ランプへの高圧パルスの断続的印加
を停止して安全を確保するとともに、不意の電源変動等
による放電ランプの立ち消え発生時に放電ランプに高圧
パルスを印加して放電ランプを正常に再点灯させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の放電灯点灯装置の構
成を示す回路図、第２図および第３図はそれぞれ第１図
の各部のタイムチャート、第４図はこの発明の第２の実
施例の放電灯点灯装置の要部の構成を示す回路図、第５
図は第４図の各部のタイムチャートである。 ■・・・交流電源、３・・・限流要素、５・・・放電ラ
ンプ、６・・・点灯検出手段、８・・・不点時間積算・
パルス発生制御手段、■・・・高圧パルス発生手段第 ２ 図 第 図 （９） ＸＹ 第 図 （ｅ） σ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放電ランプと、 交流電源から放電ランプへの給電経路に介挿した限流要
   素と、 前記放電ランプに始動用の高圧パルスを繰り返し印加す
   る高圧パルス発生手段と、 前記放電ランプの点灯を検出する点灯検出手段と、 前記点灯検出手段の出力に基づき前記交流電源の投入後
   の前記放電ランプの不点時間を積算し、前記不点時間の
   積算値が所定値に達するまでの期間は前記放電ランプの
   不点時に前記高圧パルス発生手段を作動させるとともに
   前記放電ランプの点灯に応答して前記高圧パルス発生手
   段の作動を停止させ、前記不点時間の積算値が所定値に
   達した後は前記放電ランプの不点にかかわらず前記高圧
   パルス発生手段の作動を禁止する不点時間積算・パルス
   発生制御手段とを備えた放電灯点灯装置。