(57)【要約】【課題】インバータ回路を用いた放電ランプ（蛍光灯）点灯装置で、放電ランプが寿命末期に起こりえるフィラメントがエミッタレス状態になった時、フィラメントに過電圧が印加され、発熱し、最悪放電ランプのガラスが溶けることを防止するために、簡単な回路構成を付加することにより目的を達成する。【解決手段】放電ランプがエミッタレスの状態になった時、放電ランプ両端のフィラメントにかかる過電圧を抑制するために、それぞれのフィラメントと並列に部品を接続する。この部品は、正常点灯時には電力の自己消費がなく、周辺の回路に対する電圧や電流の影響が無視できる容量のコンデンサや直列に互いに逆接続されたツエナーダイオードを使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路を用いた放電ランプ点灯装置において、２つのフィラメントを有する放電ランプと、前記２つのフィラメントに対して直列に接続されている予熱用のコンデンサを備え、前記２つのフィラメントにかかる過電圧を抑制する素子が前記２つのフィラメントに対しそれぞれ並列に接続されていることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記放電ランプが蛍光灯であることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記電圧を抑制する素子が、エネルギーを自己消費しない素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記過電圧を抑制する素子がコンデンサであることを特徴と
する請求項２または３に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
前記コンデンサの容量値が、前記予熱用コンデンサの容量値の８０倍以上であることを特徴とする請求項４記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項６】
前記過電圧を抑制する素子が、直列に互いに逆接続されたツエナーダイオードであることを特徴とする請求項２または３記載の放電ランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプを点灯させるインバータ式の放電ランプ点灯装置において、放電ランプの寿命末期に発生する過電圧処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯ランプ装置は、図３に示すように商用の交流電源１０より電力の供給を受け、整流回路２０でダイオード等により整流を行い、インバータ制御回路３０及び半導体スイッチＱ１及びＱ２からなるインバータ回路によって、高周波交流を作り出し放電ランプ４０を高周波点灯させている。放電ランプが寿命末期になると蛍光ランプのフィラメントＦ１、Ｆ２の電子放出物質であるエミッタが減少してエミッタレス状態になり、半波放電を生ずる。この半波放電の状態で通電を続けた場合、放電ランプに異常状態が発生する可能性があるため、半波放電により各部品に発生する電圧や電流を検出して放電ランプが寿命末期になったことを検出する寿命末期検出回路、いわゆる保護回路５０を接続しインバータ回路の出力を停止させるという方法（たとえば特許文献１）やバイパス用の保護素子を設けるといった方法（たとえば特許文献２，３）がとられている。
【０００３】
【特許文献１】
特解２００２−１９０３９６号公報
【特許文献２】
特解平１０−１９９６８６号公報
【特許文献３】
特解平７−１３５０８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
放電ランプが寿命末期になるとランプのいずれかのフィラメントのエミッタが減少し、半波放電になってしまうことが起こる。この状態で点灯を続けると、そこに負荷がかかる状態が続き、フィラメントが切れる異常状態が発生することがある。この時過電圧がフィラメント部分に印加されるが、放電ランプ内のフィラメントのリード間は切れたフィラメントの蒸発物や金属粉等が付着することにより完全にオープン状態でなく、幾分の抵抗値を持つため、電流が流れ放電ランプのガラス管の温度が上昇する。ガラスは本来絶縁体であるが、温度が上昇すると電気抵抗値が下がり、わずかながらも電気を通すようになる。その結果、ガラス管の温度はさらに上昇し、最悪ガラスの融点温度まで達すると放電ランプのガラスが溶けるという現象が起こり得る。対策として適用される寿命末期検出回路は、フィラメントが二箇所にあるため、どちらかのフィラメントが寿命末期になったことを検出するためには回路が複雑化し、又部品点数が増えるといった課題がある。特許文献２では、付加する素子として少なくとも一方はダイオードであることが記載されている。しかし少なくとも一方にダイオードを付加した場合は、ダイオードが阻止する方向と逆方向に過電圧が印加された時には効果がなく、フィラメントに過電圧が印加されることになるので完全な対策にはなっていない。異常状態の発生時、どのような条件であってもフィラメントに過電圧が印加されないようすることが必要である。特許文献３にはフィラメントと並列に抵抗を接続する技術が開示されているが、通常の点灯時でもその抵抗が電力を自己消費して常時損失が発生し、効率ダウンとなり省エネに対し逆行となる。また場合によっては抵抗自体の発熱を考慮し、回路全体の熱設計が必要になる。本発明は上述の課題を解決し、この寿命末期に発生する異常状態でのフィラメント電極への過電圧を回避できる放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで，上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、インバータ回路を用いた放電ランプ点灯装置において、２つのフィラメントを有する放電ランプと、前記２つのフィラメントに対して直列に接続されている予熱用のコンデンサを備え、前記２つのフィラメントにかかる過電圧を抑制する素子が前記２つのフィラメントに対しそれぞれ並列に接続されていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記放電ランプが蛍光灯であることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記電圧を抑制する素子が、エネルギーを自己消費しない素子であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項２または３に係る発明において、前記過電圧を抑制する素子がコンデンサであることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記コンデンサの容量値が、前記予熱用コンデンサの容量値の８０倍以上であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項２または３に係る発明において、前記過電圧を抑制する素子が、直列に互いに逆接続されたツエナーダイオードであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
図１に本発明の第１の実施例を示す。商用の交流電源１０を整流回路２０により整流され、図示しないコンデンサにより平滑された直流電源が、放電ランプ点灯手段であるインバータ制御回路３０に接続されている。このインバータ制御回路３０には、ＦＥＴ，ＩＧＢＴ，バイポーラトランジスタなどの半導体スイッチング素子であるＱ１及びＱ２が接続されており、Ｑ１及びＱ２を交互にオン、オフさせることによって、高周波交流を作り出し放電ランプ４０を高周波点灯させている。また、放電ランプの２つのフィラメントに対して予熱用のコンデンサＣ１が直列に接続されていて、放電ランプの点灯時に、電力を供給しフィラメントを予熱する。２つのフィラメントにはコンデンサＣ４、Ｃ５がそれぞれ並列に接続されていて、フィラメント部分に過電圧が印加されないようにＣ１と分圧をする。なお、電圧の分圧については、回路機能上Ｃ１の役割の方が支配的であることが求められるため、Ｃ４及びＣ５には、予熱用コンデンサＣ１に対して充分大きい容量のコンデンサを用いることが必要となる。このコンデンサを接続することにより、ランプ異常が発生しフィラメントがオープンになりフィラメントの両端にか電圧が印加された時、Ｃ４及びＣ５はＣ１との分圧比により、フィラメントにかかる両端電圧を小さくすることができる。このＣ４及びＣ５の容量にはＣ１の８０倍以上の容量を使用する。この比率以上の容量を使用した場合、フィラメントがオープンになった時やランプとインバータを接続するソケットや導入線が外れた事によるランプ脱となった等の異常が発生した時、フィラメントに印加される両端電圧をほぼ通常点灯状態に近く、ガラスが溶けることがない程度の温度上昇に保つことができる。尚この容量のＣ４及びＣ５を挿入した場合、ランプ異常のない通常点灯においても予熱コンデンサＣ１やランプ部分等の周囲には電圧や電流の影響は出ない。
【０００８】
第２の実施例として、図２にツエナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２及びＺＤ３、ＺＤ４を直列に互いに逆接続したものをそれぞれのフィラメントに並列に接続する構成を示す。所定の電圧を超えた電圧が印加されるとＺＤ１、ＺＤ２、ＺＤ３、ＺＤ４が導通するためフィラメント部分に印加される過電圧を一定電圧以下に抑制しフィラメント部分を通さずに保護することができる。また通常点灯の状態ではＺＤ１、ＺＤ２、ＺＤ３、ＺＤ４は導通していないので、無駄なエネルギーを消費することがない。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、放電ランプの寿命末期に起こり得るフィラメントがエミッタレス状態になった後、フィラメント部分に過電圧が印加されるのを避け、放電管ランプのガラス温度上昇の結果、発熱し、最悪ガラスが溶けることを防止することができる。また特別な保護回路機能等を用いていないため、部品点数の削減が可能である。
さらに電圧制御素子としてエネルギーを自己消費しない素子を使用するためエネルギーの浪費を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す回路図
【図２】本発明の第２の実施例を示す回路図
【図３】従来の放電ランプ灯装置の例を示す回路図
【符号の説明】
１０  商用の交流電源
２０  整流回路
３０  インバータ制御回路
４０  放電ランプ
５０  保護回路
Ｑ１、Ｑ２  半導体スイッチング素子
Ｌ  リアクトル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５  コンデンサ
ＺＤ１、ＺＤ２、ＺＤ３、ＺＤ４  ツエナーダイオード
Ｆ１、Ｆ２  フィラメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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