JPH0696880A - 放電灯点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で放電ランプの不点などの異常状
態を検出する放電灯点灯装置を提供する。 【構成】 放電ランプFLのフィラメントFLa を取り付け
ていない場合は、電気的閉路26を形成していないため、
トランジスタQ4をオンし、検出される電圧は最低の状態
になり、制御手段25はインバータ回路24の出力を停止さ
せる。放電ランプFLのフィラメントFLb を取り付けてい
ない場合は、電気的閉路27を形成していないため、抵抗
R5には電圧が印加されず、制御手段25はインバータ回路
24の出力を停止させる。商用交流電源Ｅの定格電圧が所
定値より低い場合は、抵抗R3および抵抗R6で分圧された
電圧が所定値以下になり、トランジスタQ4がオンし、フ
ィラメント取付検出手段28で検出される電圧が低下し、
制御手段25はインバータ回路24の出力を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、簡単な構成で放電ラン
プの有無、不点などの異常状態を検出してスイッチング
素子の発振を停止させる放電灯点灯装置および照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、たとえばインバータ回路などが普
及しつつあり、このインバータ回路では、放電ランプが
点灯しなかったり、放電ランプが確実にフィラメントに
取り付けられていない場合には、インバータ回路のスイ
ッチング素子に大きなストレスが加わり、スイッチング
素子が損傷するおそれがある。また、スイッチング素子
が損傷しなくてもランプが点灯していないのに電力を消
費することがある。

【０００３】このため、放電ランプが点灯しない場合
や、放電ランプがフィラメントに確実に装着されていな
いことを検出する検出手段が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検出手段では構成が複雑である問題を有している。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、簡単な構成で放電ランプの有無、不点などの異常状
態を検出する放電灯点灯装置および照明装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の放電灯点
灯装置は、スイッチング素子を発振動作させて放電ラン
プを点灯させる放電灯点灯装置において、前記放電ラン
プのそれぞれのフィラメントを含む回路により形成され
る電気的閉路と、これら電気的閉路の形成を検出するフ
ィラメント取付検出手段と、このフィラメント取付検出
手段でいずれかのフィラメントが取り付けられていない
ことが検出されると前記スイッチング素子の発振を停止
させる制御手段とを具備したものである。

【０００７】請求項２記載の放電灯点灯装置は、請求項
１記載の放電灯点灯装置において、フィラメント取付検
出手段は、電圧を検出し、制御手段は、このフィラメン
ト取付検出手段で検出された電圧が所定値以下の際に、
スイッチング素子の発振を停止させるものである。

【０００８】請求項３記載の放電灯点灯装置は、スイッ
チング素子を発振動作させて放電ランプを点灯させる放
電灯点灯装置において、前記それぞれの放電ランプの両
端子間に接続された電圧検出手段と、この電圧検出手段
で所定値以上の電圧が検出されると前記スイッチング素
子の発振を停止させる制御手段とを具備したものであ
る。

【０００９】請求項４記載の放電灯点灯装置は、放電ラ
ンプ間に設けられたバランサと、このバランサに流れる
不平衡の電流を検出する電流検出手段とを備え、この電
流検出手段に電流が検出されると制御手段でスイッチン
グ素子の発振を停止するものである。

【００１０】請求項５記載の照明装置は、請求項１ない
し４いずれか記載の放電灯点灯装置を設けたものであ
る。

【００１１】

【作用】請求項１記載の放電灯点灯装置は、放電ランプ
のそれぞれのフィラメントを含む回路により電気的閉路
を形成し、フィラメント取付検出手段でこれら電気的閉
路の形成を検出し、電気的閉路が形成されないことによ
りフィラメント取付検出手段でいずれかのフィラメント
が取り付けられていないことが検出されると制御手段で
スイッチング素子の発振を停止させるため、簡単な構成
でフィラメントが確実に装着されていないことが検出で
きるので、スイッチング素子などにストレスがかかるこ
とを防止できる。

【００１２】請求項２記載の放電灯点灯装置は、請求項
１記載の放電灯点灯装置において、フィラメント取付検
出手段で電圧を検出し、制御手段はフィラメント取付検
出手段で検出された電圧が所定値以下の際にスイッチン
グ素子の発振を停止させるため、フィラメントが装着さ
れていない場合の制御手段を兼用することになるので、
簡単な構成でスイッチング素子などにストレスがかかる
ことを防止できる。

【００１３】請求項３記載の放電灯点灯装置は、それぞ
れの放電ランプの両端子間に電圧検出手段を接続し、こ
の電圧検出手段で所定値以上の電圧が検出されると制御
手段でスイッチング素子の発振を停止させるため、簡単
な構成でランプ寿命末期時などによるスイッチング素子
のストレスを防止できる。

【００１４】請求項４記載の放電灯点灯装置は、放電ラ
ンプ間にバランサを設け、このバランサに流れる不平衡
の電流を電流検出手段で検出し、電流検出手段に電流が
検出されることにより放電ランプの片点灯や寿命末期を
検出し制御手段でスイッチング素子の発振を停止させ、
簡単な構成でスイッチング素子などにストレスがかかる
ことを防止できる。

【００１５】請求項５記載の照明装置は、請求項１ない
し４いずれか記載の放電灯点灯装置を設けたため、簡単
な構成で放電ランプの異常などを検出でき、スイッチン
グ素子などにストレスがかかることを防止できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の照明装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１７】図２において、11は照明器具本体で、この
照明器具本体11の下面には反射面が形成され、この反射
面の両端にランプソケット12，12が取り付けられ、これ
らランプソケット12，12間には放電ランプFLが接続され
ている。また、照明器具本体11には図１に示す回路が内
蔵されている。

【００１８】図１に示すように、商用交流電源Ｅには全
波整流器21が接続され、この全波整流器21には昇圧チョ
ッパ回路22が接続されている。この昇圧チョッパ回路22
は、全波整流器21間に、インダクタL1およびスイッチン
グ用の電界効果トランジスタQ1が直列に接続され、この
電界効果トランジスタQ1のゲート、ソース間には抵抗R1
および制御部23が接続されている。

【００１９】また、昇圧チョッパ回路22の出力端子間に
は、インバータ回路24が接続されている。このインバー
タ回路24はスイッチング素子として電界効果トランジス
タQ2および電界効果トランジスタQ3が接続され、電界効
果トランジスタQ3のゲートには、抵抗R2を介して制御手
段25が接続されている。さらに、電界効果トランジスタ
Q2および電界効果トランジスタQ3の接続点間には、チョ
ークコイルL2が接続されている。

【００２０】さらに、ダイオードD1には抵抗R3を介して
放電ランプFLの一方のフィラメントFLa が接続され、こ
の一方のフィラメントFLa はチョークコイルL2に接続さ
れ、放電ランプFLが接続されることにより電気的閉路26
が構成される。なお、電気的閉路26は、抗R3、フィラメ
ントFLa 、ダイオードD2および抵抗R6のループで形成さ
れる。

【００２１】また、放電ランプFLの他方のフィラメント
FLb は、コンデンサC2を介して全波整流器21の負極に接
続されるとともに抵抗R4および抵抗R5の直列回路を介し
て全波整流器21の負極に接続され、電気的閉路27が形成
されるようになっている。なお、電気的閉路27は、抵抗
R7、フィラメントFLb 、抵抗R4、および抵抗R5のループ
で形成されている。

【００２２】さらに、放電ランプFLの一方のフィラメン
トFLa と全波整流器21との間にはダイオードD2および抵
抗R6の直列回路が接続されるとともに、コンデンサC3が
接続されている。また、ダイオードD2および抵抗R6の接
続点には、トランジスタQ4が接続されている。

【００２３】また、抵抗R3を介した一方のフィラメント
FLa と他方のフィラメントFLb との間には、抵抗R7が接
続されている。

【００２４】さらに、抵抗R4および抵抗R5の接続点に
は、フィラメント取付検出手段28が接続されている。こ
のフィラメント取付検出手段28は、抵抗R4および抵抗R5
の接続点にダイオードD3およびダイオードD4の直列回路
の接続点が接続され、このダイオードD3およびダイオー
ドD4の接続点に、オペアンプ29，30およびこれらオペア
ンプ29，30にそれぞれ基準電圧源E1，E2が接続され、オ
ペアンプ29，30は制御手段25に接続されている。

【００２５】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００２６】まず、商用交流電源Ｅの交流は全波整流器
21で全波整流し、この全波整流器21の出力を昇圧チョッ
パ回路22で約２^1/2 にし、インバータ回路24で高周波に
変換して出力する。

【００２７】そして、放電ランプFLのフィラメントFLa
が取り付けられていない場合は、電気的閉路26が形成さ
れていないため、トランジスタQ4にベースがローレベル
となり、トランジスタQ4をオン状態にし、抵抗R5の電流
をバイパスするため、オペアンプ29，30により検出され
る電圧は最低の状態になるため、いずれのオペアンプ2
9，30も反転出力となり、制御手段25は少なくともいず
れかのフィラメントFLa，FLb が接続されていないとし
てトランジスタQ3の発振を停止させ、インバータ回路24
の出力を停止させる。

【００２８】また、放電ランプFLのフィラメントFLb が
取り付けられていない場合は、電気的閉路27が形成され
ていないため、トランジスタQ4のオン、オフにかかわら
ず、抵抗R5の印加電圧がローレベルとなり、オペアンプ
29，30により検出される電圧は最低の状態になるため、
いずれのオペアンプ29，30も反転出力となり、制御手段
25は少なくともいずれかのフィラメントFLa ，FLb が接
続されていないとしてトランジスタQ3の発振を停止さ
せ、インバータ回路24の出力を停止させる。

【００２９】一方、フィラメントFLa ，FLb が確実に取
り付けられている場合には、始動時にはインバータ回路
24はソフトスタート出力し、電気的閉路26および電気的
閉路27が形成されるため、放電ランプFLの始動前は抵抗
R7、抵抗R4を介してオペアンプ29，30に電圧が印加さ
れ、少なくともいずれか一方のフィラメントFLa ，FLb
が点灯しない場合に比べ電圧が高くなるので、オペアン
プ29は反転出力し、オペアンプ30は非反転出力し、制御
手段25は非点灯状態であることを出力する。

【００３０】その後、インバータ回路24の出力が通常の
電圧となり、放電ランプFLが点灯すると、コンデンサC2
の充電電圧がＶ0 ／２まで上昇するため抵抗R5の電圧は
抵抗R7、抵抗R4および抵抗R5の電圧によらず電圧Ｖ0 ／
２を抵抗R4およびR5により分圧されたハイレベルの電圧
が印加され、電流が流れるので、オペアンプ29，30のい
ずれも非反転出力を行なう。

【００３１】また、たとえば商用交流電源Ｅの定格電圧
が２００Ｖであるのに対し、１００Ｖの電源が接続され
た場合には、電界効果トランジスタQ1，Q2，Q3に大きな
ストレスが加わるので、抵抗R3および抵抗R6で分圧され
た電圧が所定値以下の場合には、トランジスタQ4がオン
し、フィラメント取付検出手段28で検出される電圧が低
下し、制御手段25は電界効果トランジスタQ3をオフさせ
る。

【００３２】上記実施例によれば、２つのフィラメント
FLa ，FLb のいずれに対しても、１つのフィラメント取
付検出手段28により取り付け状態を検出することができ
るとともに、１つの制御手段25でスイッチング素子Q3を
制御するので、簡単な構成で複数の状態に基づき確実に
制御を行なえる。

【００３３】次に、他の実施例の動作について図３を参
照して説明する。

【００３４】図３に示すように、商用交流電源Ｅには全
波整流器21が接続され、この全波整流器21の出力端子側
には平滑用のコンデンサC11 が接続され、このコンデン
サC11 には変形ハーフが他のインバータ回路24が接続さ
れている。

【００３５】このインバータ回路24には、電界効果トラ
ンジスタQ2および電界効果トランジスタQ3が接続され、
これら電界効果トランジスタQ2および電界効果トランジ
スタQ3の接続点にはチョークコイルL2が接続されてい
る。

【００３６】そして、このチョークコイルL2を介した電
界効果トランジスタQ3のドレインおよびゲート間には、
コンデンサC12 が接続されている。

【００３７】また、このコンデンサC12 の一端には、バ
ランサL11 が接続され、このバランサL11 の一端には、
放電ランプFL1 が接続され、他端には放電ランプFL2 が
接続されている。さらに、放電ランプFL1 ，FL2 はコン
デンサC13 を介して全波整流器21の負極に接続されてい
る。

【００３８】さらに、放電ランプFL1 に対して並列に、
電圧検出手段31が接続され、この電圧検出手段31は、抵
抗R11 および抵抗R12 の直列回路にて構成され、同様
に、放電ランプFL2 に対して並列に、電圧検出手段32が
接続され、この電圧検出手段32は、抵抗R13 および抵抗
R14 の直列回路にて構成されている。

【００３９】また、抵抗R11 および抵抗R12 の接続点に
は、ダイオードD11 が接続され、抵抗R13 および抵抗R1
4 の接続点には、ダイオードD12 が接続されている。そ
して、これらダイオードD11 およびダイオードD12 は、
抵抗R15 および抵抗R16 を介して全波整流器21の負極に
接続されるとともに、抵抗R15 および抵抗R16 にはコン
デンサC14 が並列に接続されている。

【００４０】さらに、バランサL11 には、磁気的に接続
された電流検出手段としてのコイルL12 が接続され、こ
のコイルL12 の中央は全波整流器21の負極に接続され、
コイルL12 の一端にはダイオードD13 が接続され、これ
らダイオードD12 およびダイオードD13 には、抵抗R17
およびコンデンサC15 の直列回路を介して全波整流器21
の負極に接続されている。また、抵抗R17 およびコンデ
ンサC15 の接続点は、ダイオードD14 を介して抵抗R15
および抵抗R16 の接続点に接続され、抵抗R15、抵抗R16
およびダイオードD14 の接続点には、電圧検出回路33
が接続され、この電圧検出回路33は制御手段25に接続さ
れている。

【００４１】また、抵抗R17 およびコンデンサC15 に対
して並列に、抵抗R18 および抵抗R19 が接続され、これ
ら抵抗R18 および抵抗R19 の接続点間は、ツェナダイオ
ードZD1 を介して制御手段25に接続されている。

【００４２】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００４３】商用交流電源Ｅの電圧を全波整流器21で整
流し、インバータ回路24で高周波に変換して放電ランプ
FLを点灯させる。

【００４４】まず、放電ランプFL1 ，FL2 の始動時に
は、放電ランプFL1 ，FL2 の両端間に２次電圧が発生
し、電圧検出手段31，32で電圧を検出し、ダイオードD
1，D2を介して電圧検出回路33および遅延回路34に電圧
を検出するが、インバータ回路24の始動後のしばらくの
間は、遅延回路34の働きにより、電圧検出回路33には電
圧を入力しなくなり、誤動作を防止する。

【００４５】一方、放電ランプFL1 ，FL2 は一般的に同
時には点灯しないため、どちらか一方の放電ランプFL1
，FL2 からしか点灯せず、この一方の点灯を検出して
放電ランプFL1 ，FL2 の片点灯を検出して制御手段25が
インバータ回路24の発振を停止させることを防止するた
め、一方の放電ランプFL1 ，FL2 の始動後にバランサL1
1 に不平衡な電流が流れてコイルL12 に電圧が誘起され
ても、コンデンサC15 により出力を遅延させ、誤動作を
防止する。

【００４６】また、放電ランプFL1 ，FL2 の点灯時に
は、放電ランプFL1 ，FL2 の電圧が低下するため、電圧
検出手段31，32の出力は低下し、バランサL11 にも平衡
な電流が流れるため、コイルL12 にも電圧が誘起され
ず、電圧検出回路33は電圧が低いことを検出するととも
に、ツェナダイオードZD1 もオフ状態を維持し、制御手
段25は通常の動作で電界効果トランジスタQ3を制御す
る。

【００４７】さらに、いずれか一方の放電ランプFL1 ，
FL2 が寿命末期などにより電圧が上昇すると、電圧検出
手段31，32が出力し、電圧検出回路33で高い電圧を検出
するとともに、バランサL11 に流れる電流も不平衡によ
り、コイルL12 も出力を行ない、ツェナダイオードZD1
がオンし、制御回路25はいずれかの放電ランプFL1 ，FL
2 が寿命末期であることを検出する。また、両方の放電
ランプFL1 ，FL2 が寿命末期時は、ランプ電圧検出回路
32，33により電圧検出回路33に電圧を印加し、放電ラン
プFL1 ，FL2 が寿命末期であることを検出する。

【００４８】さらに、他の実施例を図４を参照して説明
する。

【００４９】この図４に示す実施例は、商用交流電源Ｅ
には全波整流器21が接続され、この全波整流器21には昇
圧チョッパ回路22が接続されている。この昇圧チョッパ
回路22は、全波整流器21間に、インダクタL1およびスイ
ッチング用の電界効果トランジスタQ1が直列に接続さ
れ、この電界効果トランジスタQ1のゲート、ソース間に
は抵抗R1および制御部23が接続されている。

【００５０】また、昇圧チョッパ回路22の出力端子間に
は、インバータ回路24が接続されている。このインバー
タ回路24は電界効果トランジスタQ2および電界効果トラ
ンジスタQ3が接続され、電界効果トランジスタQ2および
電界効果トランジスタQ3の接続点間には、チョークコイ
ルL2が接続されている。

【００５１】さらに、ダイオードD1には放電ランプFLが
接続され、放電ランプFLは、コンデンサC2を介して全波
整流器21の負極に接続される。

【００５２】そして、アース用のコンデンサC21 ，C22
，C23 が接続され、コンデンサC21は電界効果トランジ
スタQ1が設けられている図示しない放熱用のヒートシン
クあるいは近傍に取り付けられている。

【００５３】このように、コンデンサC21 を取り付ける
ことによりスイッチングノイズの低減を図ることができ
る。

【００５４】なお、バランサの一端に１本の放電ランプ
を接続し、他端に２本の放電ランプを接続するというよ
うに、バランサに対して放電ランプを非対称に接続して
もよい。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の放電灯点灯装置によれ
ば、放電ランプのそれぞれのフィラメントを含む回路に
より電気的閉路を形成し、フィラメント取付検出手段で
これら電気的閉路の形成を検出し、電気的閉路が形成さ
れないことによりフィラメント取付検出手段でいずれか
のフィラメントが取り付けられていないことが検出され
ると制御手段でスイッチング素子の発振を停止させるた
め、簡単な構成でフィラメントが確実に装着されていな
いことが検出できるので、スイッチング素子などにスト
レスがかかることを防止できる。

【００５６】請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項１記載の放電灯点灯装置に加え、フィラメント取
付検出手段で電圧を検出し、制御手段はフィラメント取
付検出手段で検出された電圧が所定値以下の際にスイッ
チング素子の発振を停止させるため、フィラメントが装
着されていない場合の制御手段を兼用することになるの
で、簡単な構成で入力電圧が低いことを確認でき、スイ
ッチング素子などにストレスがかかることを防止でき
る。

【００５７】請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、
それぞれの放電ランプの両端子間に電圧検出手段を接続
し、この電圧検出手段で所定値以上の電圧が検出される
と制御手段でスイッチング素子の発振を停止させるた
め、簡単な構成でランプ寿命末期時などによるスイッチ
ング素子のストレスを防止できる。

【００５８】請求項４記載の放電灯点灯装置によれば、
放電ランプ間にバランサを設け、このバランサに流れる
不平衡の電流を電流検出手段で検出し、電流検出手段に
電流が検出されることにより放電ランプの片点灯や寿命
末期を検出し制御手段でスイッチング素子の発振を停止
させ、簡単な構成でスイッチング素子などにストレスが
かかることを防止できる。

【００５９】請求項５記載の照明装置によれば、請求項
１ないし４いずれか記載の放電灯点灯装置を設けたた
め、簡単な構成で放電ランプの異常などを検出でき、ス
イッチング素子などにストレスがかかることを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の一実施例を示す回路図であ
る。

【図２】同上外観を示す斜視図である。

【図３】同上他の実施例を示す回路図である。

【図４】従来例の照明装置を示す回路図である。

【符号の説明】

11 照明器具本体 25 制御手段 26，27 電気的閉路 28 フィラメント取付検出手段 31，32 電圧検出手段 FL 放電ランプ L11 バランサ L12 電流検出手段としてのコイル

フロントページの続き (72)発明者 白田 伸弥 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子を発振動作させて放電
   ランプを点灯させる放電灯点灯装置において、 前記放電ランプのそれぞれのフィラメントを含む回路に
   より形成される電気的閉路と、 これら電気的閉路の形成を検出するフィラメント取付検
   出手段と、 このフィラメント取付検出手段でいずれかのフィラメン
   トが取り付けられていないことが検出されると前記スイ
   ッチング素子の発振を停止させる制御手段と を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 フィラメント取付検出手段は、電圧を検
   出し、 制御手段は、このフィラメント取付検出手段で検出され
   た電圧が所定値以下の際に、スイッチング素子の発振を
   停止させる ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 スイッチング素子を発振動作させて放電
   ランプを点灯させる放電灯点灯装置において、 前記それぞれの放電ランプの両端子間に接続された電圧
   検出手段と、 この電圧検出手段で所定値以上の電圧が検出されると前
   記スイッチング素子の発振を停止させる制御手段と を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 放電ランプ間に設けられたバランサと、 このバランサに流れる不平衡の電流を検出する電流検出
   手段とを備え、 この電流検出手段に電流が検出されると制御手段でスイ
   ッチング素子の発振を停止する ことを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の放電灯
   点灯装置を設けたことを特徴とする照明装置。