(57)【要約】【課題】異常放電を適切に検出すると共に配線などの自由度を保持する。【解決手段】本ランプ保護回路は、ランプ点灯装置における異常放電を検出するランプ保護回路であって、ランプに対する印加電圧に係る電圧信号を整流する第１のダイオードと、整流された電圧信号のうち負電圧を検出する第２のダイオードと、第２のダイオードの出力電圧と所定の基準電圧とを比較して、第２のダイオードの出力電圧の異常を検出し、当該検出に応じてランプの駆動を停止させるための信号を出力する検出回路とを有する。このような構成にて、上で述べたひげ状の波形が発生した場合には、ランプの駆動を停止させるための信号が出力されるため、発煙や発火が生ずる前にランプ点灯装置の動作を停止させることができるようになる。【選択図】図４
2008226556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ点灯装置における異常放電を検出するランプ保護回路であって、
ランプに対する印加電圧に係る電圧信号を整流する第１のダイオードと、
整流された前記電圧信号のうち負電圧を検出する第２のダイオードと、
前記第２のダイオードの出力電圧と所定の基準電圧とを比較して、前記第２のダイオードの出力電圧の異常を検出し、当該検出に応じて前記ランプの駆動を停止させるための信号を出力する検出回路と、
を有するランプ保護回路。
【請求項２】
前記ランプが複数の場合、当該複数のランプに接続されるラインのうち同相の電流が流れるラインに対して、前記第２のダイオード及び前記検出回路の少なくとも１のセットを含む
請求項１記載のランプ保護回路。
【請求項３】
前記ランプが複数の場合、前記ランプの駆動を制御するための制御回路へのフィードバック１系統につき前記第２のダイオード及び前記検出回路のセットを１つ設けることを特徴とする
請求項１記載のランプ保護回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つ記載のランプ保護回路を含むランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ点灯装置における異常放電を検出して、当該異常放電からランプ点灯装置を保護するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば図１のようなインバータ回路を考察する。このインバータ回路においては、昇圧トランスＴｒ１０１の一次巻線側に接続されているドライバ１０２によって、昇圧トランスＴｒ１０１の二次巻線側に接続されているランプＬｐ１０１を点灯させている。また、ランプＬｐ１０１に流れる電流を、抵抗Ｒ１０１及びダイオードＤ１０１及びＤ１０２によって制御回路１０１にフィードバックして、制御回路１０１によって適切な電流がランプＬｐ１０１に流れるように、ドライバ１０２を制御している。通常の場合には、昇圧トランスＴｒ１０１とランプＬｐ１０１の間の点Ｐ１０１においては、例えば図２に示すような波形の電流が流れており、問題は何も生じない。しかし、異常放電が発生すると、図３に示すように、ひげ状の波形が重畳し、その放電が継続すると発煙・発火に至る可能性がある。
【０００３】
このため、例えば特開平５−１６８２３０号公報には、異常放電を生じたとき、異常放電の持続を検知し、放電を遮断できるような放電保護回路が開示されている。具体的には、高圧トランスの２次側に生じた放電パルスが異常放電を起こすと、ツェナーダイオードを導通させ、トランスを導通状態にし、制御回路に制御電圧Ｖｉｎを供給するトランジスタを非導通にし、制御回路から発振回路に供給される制御電圧を遮断し、発振動作を停止させる。しかしながら、本公報記載の技術では、ツェナーダイオードを用いて基準電圧を設定しているため、ランプへの出力電圧のばらつきで電圧が高くなるとツェナーダイオードによる基準電圧を超えてしまい、誤動作する可能性がある。
【０００４】
また、例えば特開２００４−１３５４８９号公報には、直流入力を交流出力に変換し、該交流出力をＦＬ管等の負荷に供給するインバータに関し、放電等の異常による回路電流の変化を電流ルートに非接触で容易に検出するための技術が開示されている。具体的には、直流入力を交流出力に変換し、該交流出力を負荷（ＦＬ管）に供給するインバータについて、放電に起因して生ずるインバータの回路電流の変化による磁束変化Δφを媒介にし、回路電流の変化を検出する。例えば、インバータの負荷を含む電流ルートに生じた断線放電や地絡放電によって回路電流に変化が発生すると、回路配線やインバータトランスのコアギャップ間に磁束変化を生じる。この磁束変化を媒介にし、その回路配線やトランス等に非接触で回路電流の変化を検出している。しかし、本公報記載の技術では、放電を磁束で検出するために、基盤の配線の長さや位置に考慮が必要であり、配線の自由度が低くなってしまう。さらに、配線を修正するのに多大な時間がかかり、設計完了までの工数がかかる。
【特許文献１】特開平５−１６８２３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１３５４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上述べたように、従来技術では、誤動作や配線の問題を残しており、異常放電に対する有効な解決策を提示できていない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、異常放電を適切に検出すると共に配線などの自由度を保持することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るランプ保護回路は、ランプ点灯装置における異常放電を検出するランプ保護回路であって、ランプに対する印加電圧に係る電圧信号を整流する第１のダイオード（例えば実施の形態におけるダイオードＤ２）と、整流された電圧信号のうち負電圧を検出する第２のダイオード（例えば実施の形態におけるダイオードＤ３）と、第２のダイオードの出力電圧と所定の基準電圧とを比較して、第２のダイオードの出力電圧の異常を検出し、当該検出に応じてランプの駆動を停止させるための信号を出力する検出回路とを有する。このような構成にて、上で述べたひげ状の波形が発生した場合には、ランプの駆動を停止させるための信号が出力されるため、発煙や発火が生ずる前にランプ点灯装置の動作を停止させることができるようになる。
【０００８】
また、ランプが複数の場合、当該複数のランプに接続されるラインのうち同相の電流が流れるラインに対して、第２のダイオード及び検出回路の少なくとも１のセットを含むようにしてもよい。このようにすれば多灯の場合においても追加されるランプ保護回路の数を減らすことができるようになる。
【０００９】
さらに、ランプが複数の場合、ランプの駆動を制御するための制御回路へのフィードバック１系統につき第２のダイオード及び検出回路のセットを１つ設けるようにしてもよい。同様にコスト削減が可能となる。
【００１０】
なお、上記ランプ保護回路は、ランプ点灯装置の一部として組み込まれる。また、上記のようなランプ保護回路は、実施の形態に示される回路に限定されるものではなく、上記趣旨に従って変形されたものも含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、異常放電を適切に検出すると共に配線などの自由度を保持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［本発明の実施の形態１］
本発明の第１の実施の形態に係るランプ点灯装置を図４に示す。第１の実施の形態に係るランプ点灯装置は、昇圧トランスＴｒ１と、ドライバ１と、制御回路２と、ランプＬｐ１と、ダイオードＤ１乃至Ｄ３と、抵抗Ｒ１と、比較器３と、基準電源Ｖｒｅｆとを含む。そして、昇圧トランスＴｒ１の一次巻線側には、ドライバ１が接続されている。また昇圧トランスＴｒ１の二次巻線の一端は接地されており、他端はランプＬｐ１の一端と接続されている。また、ランプＬｐ１の他端は、抵抗Ｒ１の一端と、ダイオードＤ２及びＤ３のカソードと、ダイオードＤ１のアノードと接続されている。抵抗Ｒ１の他端は接地されている。ダイオードＤ２のアノードも接地されている。また、ダイオードＤ１のカソードは、制御回路２に接続されている。さらに、ダイオードＤ３のアノードは、比較器３の第１の入力端子に接続されており、比較器３の第２の入力端子には、基準電源Ｖｒｅｆが接続されている。比較器３の出力は制御回路２に接続されている。制御回路２の出力はドライバ１に接続されている。
【００１３】
このようなランプ点灯装置においては、ドライバ１によって出力された電圧は昇圧トランスＴｒ１によって昇圧されランプＬｐ１に印加される。ランプＬｐ１に流れる電流は、抵抗Ｒ１及びダイオードＤ１及びＤ２を含む電流フィードバック回路によって制御回路２に入力され、制御回路２はランプに流れる電流に応じてドライバ１の駆動を制御する制御信号を生成し、ドライバ１に出力する。ドライバ１は、制御回路２の出力に応じて出力電圧を上下する。
【００１４】
また、図４のような回路において、（１）における電圧波形は図５に示すようなものとなる。図５においては、縦軸が電圧を示し、横軸は時間を示している。図５と図２とを比較すると下半分の波形が削られて半波整流された形となっている。これは、ダイオードＤ２によって電圧信号が半端整流された結果である。さらに、図４のような回路において、（２）における電圧波形は図６に示すようなものとなる。図６においても、縦軸が電圧を示し、横軸は時間を示している。このように、ダイオードＤ３によって整流且つ平滑化されて、電圧０となってしまう。このような通常状態であれば、比較器３の基準電圧Ｖref（例えばマイナスの所定電圧）と比較すると、ダイオードＤ３の出力の方が高い電圧であるために、制御回路２へは、ドライバ１の動作を停止させるための信号は出力されない。
【００１５】
一方、異常放電が発生していると、図４のような回路において、（１）における電圧波形は図７に示すようなものとなる。図７においても、縦軸が電圧を示し、横軸は時間を示している。このように、ひげ状の波形が重畳している。図４のような回路において、（２）における電圧波形は図８に示すようなものとなる。図８においても、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。このように、ダイオードＤ３によって整流且つ平滑化されても、ひげ状の波形の電圧に応じた負の電圧が出力される。従って、比較器３の基準電圧Ｖref（例えばマイナスの所定電圧）と比較すると、ダイオードＤ３の出力の方が低い電圧であるために、制御回路２へは、ドライバ１の動作を停止させるための信号が出力される。制御回路２は、比較器３からの出力に応じて、ドライバ１の動作を停止させる信号を出力し、ドライバ１が電圧出力を停止するので、ランプＬｐ１は消灯し、異常放電も終了する。従って、発煙及び発火も防止することができるようになる。
【００１６】
図４のようなダイオードＤ３、基準電源Ｖref及び比較器３からなる保護回路を採用することによって、配線などについては通常どおりに自由に行うことができ、さらに基準電源Ｖrefの電圧を調整することによって感度も自由に設定することもできる。
【００１７】
［実施の形態２］
本実施の形態では、ランプを差動駆動する場合の構成例を示す。図９に示すように、第２の実施の形態に係るランプ点灯回路は、ランプＬｐ２と、ドライバ１１及び１２と、制御回路１４と、比較器１３と、昇圧トランスＴｒ２及びＴｒ３と、ダイオードＤ１１乃至Ｄ１６と、基準電源Ｖrefと、抵抗Ｒ１１及びＲ１２とを含む。
【００１８】
昇圧トランスＴｒ２の一次巻線側にはドライバ１１が接続されている。また昇圧トランスＴｒ２の二次巻線側の第１の端子には、ランプＬｐ２の一端が接続されており、第２の端子には、ダイオードＤ１１及びＤ１４のカソードと、ダイオードＤ１３のアノードと、抵抗Ｒ１１の一端が接続されている。ダイオードＤ１４のアノードと抵抗Ｒ１１の他端は接地されている。また、ダイオードＤ１３のカソードは、制御回路１４に接続されている。さらに、ダイオードＤ１１のアノードは、比較器１３に接続されている。
【００１９】
また、昇圧トランスＴｒ３の一次巻線側にはドライバ１２が接続されている。また昇圧トランスＴｒ３の二次巻線側の第１の端子には、ランプＬｐ２の他端が接続されており、第２の端子には、ダイオードＤ１２及びＤ１６のカソードと、ダイオードＤ１５のアノードと、抵抗Ｒ１２の一端が接続されている。ダイオードＤ１６のアノードと抵抗Ｒ１２の他端は接地されている。また、ダイオードＤ１５のカソードは、制御回路１４に接続されている。さらに、ダイオードＤ１２のアノードは、比較器１３に接続されている。また、比較器１３は、基準電源Ｖrefと接続されている。さらに、比較器１３の出力は、制御回路１４に接続されている。制御回路１４の出力は、ドライバ１１及び１２に接続されている。
【００２０】
比較器１３では、ダイオードＤ１１の出力と基準電源Ｖrefの出力とを比較しており、別に、ダイオードＤ１２の出力と基準電源Ｖrefの出力とを比較する。
【００２１】
このように、ドライバ１１及びドライバ１２が、互いに位相が１８０度ずれた電圧にてランプＬｐ２を差動駆動する場合には、ランプＬｐ２の両端において逆相の電圧が出現するので、ダイオードＤ１１、比較器１３及び基準電源Ｖrefで構成される第１の保護回路と、ダイオードＤ１２、比較器１３及び基準電圧Ｖrefで構成される第２の保護回路とが設けられる。そして、いずれかの保護回路で第１の実施の形態で述べたように異常放電によるひげ状の波形に応じた電圧が検出されると、比較器１３から制御回路１４に、ドライバ１１及び１２の出力を停止させるための信号が出力される。制御回路１４は、比較器１３から、ドライバ１１及び１２の出力を停止させるための信号を受け取ると、ドライバ１１及び１２の出力を停止させるための信号をドライバ１１及び１２に出力する。
【００２２】
なお、差動駆動では、制御回路１４への電流フィードバック回路も、抵抗Ｒ１１及びダイオードＤ１３及び１４で構成される第１の系統と、抵抗Ｒ１２及びダイオードＤ１５及び１６で構成される第２の系統とが設けられる。このように、保護回路の数と電流フィードバック回路の系統数は一致する。
【００２３】
基本的な効果は第１の実施の形態と同様であり、差動駆動のランプ点灯装置にも対応することができる。
【００２４】
［実施の形態３］
次に、本実施の形態では、１つのドライバで複数のランプを駆動する際のランプ点灯装置の例を図１０に示す。第３の実施の形態に係るランプ点灯装置は、一次巻線と二次巻線と三次巻線とを有する昇圧トランスＴｒ４と、ランプＬｐ３及び４と、ドライバ２１と、制御回路２３と、比較器２２と、ダイオードＤ２１乃至Ｄ２３と、抵抗Ｒ２１と、基準電源Ｖrefとを含む。
【００２５】
昇圧トランスＴｒ４の一次巻線側にはドライバ２１が接続されている。また、昇圧トランスＴｒ４の二次巻線の一端にはランプＬｐ３の一端が接続されており、ランプＬｐ３の他端は接地されている。さらに、昇圧トランスＴｒ４の三次巻線の一端にはランプＬｐ４の一端が接続されており、ランプＬｐ４の他端は接地されている。昇圧トランスＴｒ４の二次巻線の他端と三次巻線の他端は、ダイオードＤ２１及びＤ２３のカソードと、ダイオードＤ２２のアノードと、抵抗Ｒ２１の一端とに接続されている。抵抗Ｒ２１の他端とダイオードＤ２３のアノードとは接地されている。また、ダイオードＤ２２のカソードは制御回路２３に接続されている。また、ダイオードＤ２１のアノードは、比較器２２の第１の入力端子に接続されている。さらに、基準電源Ｖrefは比較器２２の第２の入力端子に接続されている。比較器２２の出力は、制御回路２３に接続されている。制御回路２３の出力はドライバ２１に接続されている。
【００２６】
ドライバ２１は昇圧トランスＴｒ４を介してランプＬｐ３及びＬｐ４を駆動している。但し、ランプＬｐ３及びＬｐ４の片側駆動であり、昇圧トランスＴｒ４の二次巻線及び三次巻線においてランプに接続されていない方の端子には同相の電圧が現れる。また、抵抗Ｒ２１及びダイオードＤ２２及びＤ２３で構成される電流フィードバック回路は１系統のみであり、これに対応して、ダイオードＤ２１、基準電源Ｖref及び比較器２２で構成される保護回路も１つだけ設けられている。この保護回路の動作は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、保護回路で第１の実施の形態で述べたように異常放電によるひげ状の波形に応じた電圧が検出されると、比較器２２から制御回路２３に、ドライバ２１の出力を停止させるための信号が出力される。制御回路２３は、比較器２２から、ドライバ２１の出力を停止させるための信号を受け取ると、ドライバ２１の出力を停止させるための信号をドライバ２１に出力する。
【００２７】
このように多灯の場合であっても、電流フィードバック回路の系統数に応じた数の保護回路でランプ点灯回路の異常放電を検出して、発煙又は発火を防止することができるようになる。また、同様に、複数のランプが存在する場合においても、同相の電圧波形が現れるラインであれば、１つの保護回路で対処可能であり、コストも下げられる。
【００２８】
［実施の形態４］
また、第４の実施の形態として多灯の場合の他の例を図１１に示す。第４の実施の形態に係るランプ点灯装置は、昇圧トランスＴｒ１１乃至Ｔｒ１ｎと、ランプＬｐ１１乃至Ｌｐ１ｎと、ドライバ３１乃至３ｎと、制御回路４１と、抵抗Ｒ３１と、ダイオードＤ３１乃至Ｄ３３と、比較器４２と、基準電源Ｖrefとを含む。
【００２９】
昇圧トランスＴｒ１１の一次巻線側は、ドライバ３１に接続されており、二次巻線の第１の端子は、ランプＬｐ１１の一端に接続されている。ランプＬｐ１１の他端は接地されている。同様に、昇圧トランスＴｒ１２の一次巻線側は、ドライバ３２に接続されており、二次巻線の第１の端子は、ランプＬｐ１２の一端に接続されている。ランプＬｐ１２の他端は接地されている。第３乃至第（ｎ−１）の昇圧トランスについても同様である。そして、昇圧トランスＴｒ１ｎの一次巻線側は、ドライバ３ｎに接続されており、二次巻線の第１の端子は、ランプＬｐ１ｎの一端に接続されている。ランプＬｐ１ｎの他端は接地されている。昇圧トランスＴｒ１１乃至Ｔｒ１ｎの二次巻線の第２の端子は、ダイオードＤ３１及びＤ３３のカソードと、ダイオードＤ３２のアノードと、抵抗Ｒ３１の一端に接続されている。抵抗Ｒ３１の他端とダイオードＤ３３のアノードは接地されている。ダイオードＤ３２のカソードは、制御回路４１に接続されている。ダイオードＤ３１のアノードは、比較器４２に接続されている。また、基準電源Ｖrefは、比較器４２に接続されている。比較器４２の出力は制御回路４１に接続されている。制御回路４１の出力は、ドライバ３１乃至３ｎに接続されている。
【００３０】
ドライバ３１乃至３ｎは、同期してランプＬｐ１１乃至Ｌｐ１ｎを駆動しており、ランプＬｐ１１乃至Ｌｐ１ｎは片側駆動となっている。従って、昇圧トランスＴｒ１１乃至１ｎの二次巻線の第２の端子に現れる電圧は同相になっている。このため、ダイオードＤ３２及びＤ３３と抵抗Ｒ３１を含む電流フィードバック回路は１系統のみ設けられている。また、電流フィードバック回路に対応して、ダイオードＤ３１と比較器４２と基準電源Ｖrefとで構成される保護回路も１つだけで機能する。この保護回路の動作は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、保護回路で第１の実施の形態で述べたように異常放電によるひげ状の波形に応じた電圧が検出されると、比較器４２から制御回路４１に、ドライバ３１乃至３ｎの出力を停止させるための信号が出力される。制御回路４１は、比較器４２から、ドライバ３１乃至３ｎの出力を停止させるための信号を受け取ると、ドライバ３１乃至３ｎの出力を停止させるための信号をドライバ３１乃至３ｎに一斉に出力する。
【００３１】
このように多灯の場合であっても、電流フィードバック回路の系統数に応じた数の保護回路でランプ点灯回路の異常放電を検出して、発煙又は発火を防止することができるようになる。また、同様に、複数のランプが存在する場合においても、同相の電圧波形が現れるラインであれば、１つの保護回路で対処可能であり、コストも下げられる。
【００３２】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は様々なランプ点灯装置に適用可能である。ランプ点灯装置は、そのランプの数や駆動方式によって様々な形態が存在しているが、その全てに上記のような保護回路を組み込むことによって、発煙又は発火を有効に防止することができる。その際、上でも述べたように保護回路の数については、同相の電圧波形が現れる部分について１つの保護回路を設ける、又は制御回路への電流フィードバック回路１系統につき１つの保護回路を設けることによって、十分な機能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のランプ点灯装置の一例を示す図である。
【図２】従来のランプ点灯装置におけるランプ電流の波形を示す図である。
【図３】ひげ状の波形が重畳した際のランプ電流の波形を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるランプ点灯装置を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるランプ点灯装置の保護回路の入り口における電圧波形（通常時）を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるランプ点灯装置の保護回路に含まれるダイオードの出力電圧波形（通常時）を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるランプ点灯装置の保護回路の入り口における電圧波形（異常放電時）を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるランプ点灯装置の保護回路に含まれるダイオードの出力電圧波形（異常放電時）を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるランプ点灯装置を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるランプ点灯装置を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるランプ点灯装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｔｒ＊  昇圧トランス    Ｌｐ＊  ランプ
Ｒ＊  抵抗    Ｄ＊  ダイオード
２，１４，２３，４１  制御回路
３，１３，２２，４２  比較器
１，１１，１２，２１，３１乃至３ｎ  ドライバ
【図１】
2008226556.tif 000003
【図２】
2008226556.tif 000004
【図３】
2008226556.tif 000005
【図４】
2008226556.tif 000006
【図５】
2008226556.tif 000007
【図６】
2008226556.tif 000008
【図７】
2008226556.tif 000009
【図８】
2008226556.tif 000010
【図９】
2008226556.tif 000011
【図１０】
2008226556.tif 000012
【図１１】
2008226556.tif 000013