(57)【要約】【課題】放電ランプ点灯装置全体の異常判断をより精度よく検出することのできる放電ランプ点灯装置を提供すること。【解決手段】スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプ１に電力を供給する電力変換回路３と、スイッチング素子及び始動回路２を制御する制御回路４と、を備える放電ランプ点灯装置であって、電源投入後、制御回路４に対して始動回路２の動作前に電力変換回路３を待機動作させるようにし、待機動作の期間内に電力変換回路３、制御回路４及び電源の異常を診断する第１の診断回路５と、放電ランプ１の始動に必要な始動開始電圧の印加時に、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動するか否かで放電ランプの異常を判断する第２の診断回路６と、ランプ電圧又はランプ電流を検出することにより放電ランプ１の異常診断を行う第３の診断回路７とを有する診断部８を備えている【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプを始動させる始動回路を有して、スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプに電力を供給する電力変換回路と、スイッチング素子及び始動回路を制御する制御回路と、を備える放電ランプ点灯装置であって、電源投入後、制御回路に対して始動回路の動作前に電力変換回路を待機動作させるようにし、待機動作の期間内に電力変換回路、制御回路及び電源の状態を診断する第１の診断回路と、放電ランプの始動に必要な始動電圧の印加後、所定の時間（ｔ）内に放電ランプが始動するか否かで放電ランプの状態を診断する第２の診断回路と、ランプ電圧又はランプ電流を検出することにより放電ランプの状態を診断する第３の診断回路とを有する診断部を備えることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記第１、第２又は第３の診断回路の診断結果を表示する表示部を備えた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】
前記表示部は、放電ランプを点灯した状態で、各診断回路の出力により放電ランプ、電源、電力変換回路又は制御回路の異常又は寿命を表示するものであることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
ソケットに装着される放電ランプと、放電ランプと配線にて接続され、放電ランプを始動させる始動回路を有して、スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプに電力を供給する電力変換回路と、スイッチング素子及び始動回路を制御する制御回路と、を備える放電ランプ点灯装置において、ソケット内で放電ランプに対して並列に接続されるインピーダンス素子と、インピーダンス素子に流れる電流を検出する電流検出手段又はインピーダンス素子に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、電流検出手段又は電圧検出手段の検出結果と基準値を比較することにより前記配線の結線状態を判定する結線判定手段と、を設けたことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
前記インピーダンス素子は、コンデンサからな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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプ点灯装置、特に保護機能を有する放電ランプ点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来例としては、本出願人は特開平９−９２４７４号公報に示されるものを提案している。このものは、電圧検出部により検出したランプ電圧をあらかじめ設定してある許容範囲の上限値および下限値と比較して大小関係に応じた出力を発生する比較器と、比較器の出力に基づいてランプ電圧が上記許容範囲を逸脱したと判断すると報知装置を駆動して寿命の予知報告を行い、ランプ電圧が上記許容範囲を逸脱する状態で一定時間継続すると放電灯を消灯させるように点灯回路を制御する判定部を設けている。
【０００３】
この構成により、ランプ電圧の変動に基づいて放電灯の寿命末期か否かの推定を行い、寿命末期と推定されるとまず予告報知を行うことによって使用者に注意を促し、その後、ランプ電圧が許容範囲を逸脱する状態が一定時間経過していれば、寿命末期に達したものとして放電灯を消灯させることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−９２４７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、放電灯（放電ランプ）を点灯させる放電ランプ点灯装置の給電部等（電力変換回路）等の異常の判断については記載されておらず、放電ランプ点灯装置全体の異常判断に関して改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、放電ランプのみでなく、放電ランプを含めた放電ランプ点灯装置全体の異常判断をより精度よく検出することのできる放電ランプ点灯装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、放電ランプを始動させる始動回路を有して、スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプに電力を供給する電力変換回路と、スイッチング素子及び始動回路を制御する制御回路と、を備える放電ランプ点灯装置であって、電源投入後、制御回路に対して始動回路の動作前に電力変換回路を待機動作させるようにし、待機動作の期間内に電力変換回路、制御回路及び電源の状態を診断する第１の診断回路と、放電ランプの始動に必要な始動電圧の印加後、所定の時間（ｔ）内に放電ランプが始動するか否かで放電ランプの状態を診断する第２の診断回路と、ランプ電圧又はランプ電流を検出することにより放電ランプの状態を診断する第３の診断回路とを有する診断部を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記第１、第２又は第３の診断回路の診断結果を表示する表示部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記表示部は、放電ランプを点灯した状態で、各診断回路の出力により放電ランプ、電源、電力変換回路又は制御回路の異常を表示するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、ソケットに装着される放電ランプと、放電ランプと配線にて接続され、放電ランプを始動させる始動回路を有して、スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプに電力を供給する電力変換回路と、スイッチング素子及び始動回路を制御する制御回路と、を備える放電ランプ点灯装置において、ソケット内で放電ランプに対して並列に接続されるインピーダンス素子と、インピーダンス素子に流れる電流を検出する電流検出手段又はインピーダンス素子に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、電流検出手段又は電圧検出手段の検出結果と基準値を比較することにより前記配線の結線状態を判定する結線判定手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の発明において、前記インピーダンス素子は、コンデンサからなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。本実施形態は、図１に示すように、放電ランプ１を始動させる始動回路２を有して、スイッチング素子（図示はしない）の切り替えにより電源から放電ランプ１に電力を供給する電力変換回路３と、スイッチング素子及び始動回路２を制御する制御回路４と、を備える放電ランプ点灯装置であって、電源投入後、制御回路４に対して始動回路２の動作前に電力変換回路３を待機動作させるようにし、待機動作の期間内に電力変換回路３、制御回路４及び電源の状態を診断する第１の診断回路５と、放電ランプ１の始動に必要な始動電圧の印加後、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動するか否かで放電ランプ１の状態を診断する第２の診断回路６と、ランプ電圧又はランプ電流を検出することにより放電ランプの状態を診断する第３の診断回路７とを有する診断部を備えている。
【００１３】
放電ランプ１は、たとえば、バルブ内部に水銀と始動用の希ガスとハロゲン化金属が封入された発光管を有するメタルハライドランプであり、後述する電力変換回路３に接続されている。
【００１４】
始動回路２は、放電ランプ１を始動させるための高電圧を発生させるもので、図２に示すようにパルス発生回路９及びトランスＰＴを有し、パルス発生回路９は、トランスＰＴの１次側に接続され、トランスＰＴの２次側は、スイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４の接続部と放電ランプ１に接続されている。
【００１５】
電力変換回路３は、スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプ１に電力を供給するもので、整流部１０、ＰＦＣ回路１１、出力電力変換回路１２、インバータ回路１３、始動回路２が直列に接続されて構成されている。整流部１０は、交流電源の交流電圧を整流するもので、ダイオードブリッジで構成されており、整流部１０の入力端子は電源に接続され、出力端子はＰＦＣ回路１１に接続されている。
【００１６】
ＰＦＣ回路１１は、電源から取りこむ電流波形を正弦波状に整形し、また直流電圧を出力するもので、整流部１０の出力端子にインダクタＬ１とダイオードＤ１とが直列に接続され、インダクタＬ１とダイオードＤ１の接続部とグランド間には、スイッチング素子Ｓ１が接続されている。また、ダイオードＤ１のカソード側とグランドＧ間には、コンデンサＣ１が接続されている。
【００１７】
出力電力変換回路１２は、ＰＦＣ回路１１の出力電圧を受けて放電ランプ１に供給する電力を調整するもので、ＰＦＣ回路１１の出力端子にスイッチング素子Ｓ２とインダクタＬ２が直列に接続され、スイッチング素子Ｓ２とインダクタＬ２の接続部とグランドＧ間には、ダイオードＤ２が接続されている。また、インダクタＬ２の負荷側とグランドＧ間には、コンデンサＣ２が接続されている。
インバータ回路１３は、出力電力変換回路１２の直流出力電圧を受けて交流電圧に変換するもので、スイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４の直列回路が、出力電力変換回路１２の出力端子間に接続されている。また、スイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４の直列回路に並列にスイッチング素子Ｓ５とスイッチング素子Ｓ６の直列回路が接続されている。
【００１８】
制御回路４は、ＰＦＣ制御回路１４、出力制御回路１５、インバータ制御回路１６、イグナイタ制御回路１７からなるものである。ＰＦＣ制御回路１４は、電源から取りこむ電流波形を正弦波状に整形し、また直流電圧を出力するため、スイッチング素子Ｓ１のスイッチングを制御するもので、後述する診断部８及びスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されている。出力制御回路１５は、ＰＦＣ回路１１の出力電圧を受けて放電ランプ１に供給する電力を調整するため、スイッチング素子Ｓ２のスイッチングを制御するもので、後述する診断部８及びスイッチング素子Ｓ２のゲートに接続されている。インバータ制御回路１６は、出力電力変換回路１２の直流出力電圧を交流電圧に変換するため、スイッチング素子Ｓ３及びスイッチング素子Ｓ６と、スイッチング素子Ｓ４及びスイッチング素子Ｓ５を交互にスイッチングするように制御するもので、後述する診断部８及びスイッチング素子Ｓ３〜６のゲートに接続されている。イグナイタ制御回路１７は、パルス発生回路９を制御するもので、後述する診断部８及びスイッチＳＷを介してパルス発生回路９に接続されている。また、待機時間カウンター１８は、電力変換回路３を待機動作させる時間を設けるもので、診断部８及びスイッチＳＷに接続されている。
【００１９】
診断部８は、電力変換回路３の待機動作の期間内に電力変換回路３、制御回路４及び電源の異常を診断する第１の診断回路５と、放電ランプ１の始動に必要な始動開始電圧の印加時に、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動するか否かで放電ランプ１の異常を判断する第２の診断回路６と、ランプ電圧又はランプ電流を検出することにより放電ランプ１の異常診断を行う第３の診断回路７とで構成されている。
【００２０】
第１の診断回路５は、電源投入後、制御回路４に対して始動回路２の動作前に電力変換回路３を待機動作させるようにし、待機動作の期間内に電力変換回路３、制御回路４及び電源の状態を診断する第１の診断回路５と、放電ランプ１の始動に必要な始動電圧の印加後、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動するか否かで放電ランプ１の状態を診断する第２の診断回路６と、ランプ電圧又はランプ電流を検出することにより放電ランプ１の状態を診断する第３の診断回路７とで構成されている。
【００２１】
第１の診断回路５は、電源投入後、制御回路４に対して始動回路２の動作前に電力変換回路３を待機動作させるようにし、待機動作の期間内に電力変換回路３又は制御回路４の状態を診断するもので、制御回路４、整流部１０の出力端子とインダクタＬ１の接続部、スイッチング素子Ｓ２とダイオードＤ１の接続部、インダクタＬ２とスイッチング素子Ｓ３の接続部、スイッチング素子Ｓ３及びスイッチング素子Ｓ４の接続部及びスイッチング素子Ｓ５及びスイッチング素子Ｓ６の接続部に接続されている。
【００２２】
第２の診断回路６は、電源投入後、放電ランプ１に始動電圧の印加時、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動するか否かで放電ランプ１の異常を判断するもので、制御回路４、始動動作時間カウンター１９及び電力変換回路３の出力端子に接続されている。
【００２３】
第３の診断回路７は、比較回路及び記憶部（図示はしない）で構成される。
【００２４】
比較回路は、放電ランプ１の始動後、一定時間毎に検出したランプ電圧から得られる一定時間間隔におけるランプ電圧変化量を、記憶部が予め記憶している電圧変化量の基準値と比較するものである。記憶部は、放電灯始動後の一定時間毎の電圧変化量の基準値を記憶するもので、たとえばＥＥＰＲＯＭ等から構成されている。また、第３の診断回路７は、放電ランプ１のランプ電圧を検出するもので、電力変換回路３の出力部に接続されている。
【００２５】
つぎに、本実施形態の動作について図２及び図３に基づいて説明する。電源が投入されると、整流部１０は交流電源の交流電圧を整流する。そして、ＰＦＣ回路１１は、スイッチング素子Ｓ１をスイッチングすることにより電源から取りこむ電流波形を正弦波状に整形し、また所望の直流電圧に変換し、コンデンサＣ１は、所定の電圧値にまで充電される。第１の診断回路５は、電源投入後、電力変換回路３の出力電圧が安定するまでの過渡期間に電源の異常の有無を診断する。
【００２６】
具体的には、第１の診断回路５は、端子ａに印加される電圧を検出し、整流部１０の出力電圧が、が所定の範囲に入っているかどうかを判別することにより、電源の異常を診断する。
【００２７】
この過渡期間に電源の異常の判断を診断するのは、次の理由による。すなわち、放電ランプ１に電力を供給していない状態においては、消費電力は回路損失のみであるため、ＰＦＣ回路１１と出力電力変換回路１２は所定の動作で安定後には間欠的に動作を繰り返し、又は微弱に発振するようにさせることがある。この場合、特にＰＦＣ回路１１の入力電圧、すなわち整流部１０の出力電圧は平滑されてしまうことがある。このような場合には、入力電圧のピーク値は読み取ることができるが、実効値及び波形は読み取ることが困難である。そこで、電源投入後、電力変換回路３の出力電圧が安定するまでの過渡期間に電源の異常の有無を診断するのである。そして、診断の結果、電源が異常と診断された場合には、電源異常処理として、電力変換回路３の待機動作を維持する、又は動作を停止させる。また、電源が正常であると診断された場合には、電力変換回路３及び制御回路４の異常の有無を診断する。
【００２８】
つぎに、第１の診断回路５は、電力変換回路３及び制御回路４の異常を診断する。すなわち、第１の診断回路５は、端子ｂに印加される電圧を検出し、ＰＦＣ回路１１の出力電圧が、整流部１０の出力電圧のピーク値よりも大きくなっているか、所定の電圧の範囲になっているか否かを判別し、ＰＦＣ回路１１及びＰＦＣ制御回路１４が正常であるかどうかを診断する。さらに、ＰＦＣ制御回路１４から出力されるスイッチング素子Ｓ１の駆動信号の周波数、デューティ比及び信号電圧振幅が所定の範囲であるかどうかを確認する。
【００２９】
さらにまた、第１の診断回路５は、出力電力変換回路１２の異常の有無を診断する。すなわち、第１の診断回路５は、端子ｃに印加される電圧を検出し、出力電力変換回路１２の出力電圧が、所定の範囲になっているか否かを判別して、出力電力変換回路１２及び出力制御回路１５が異常でないかを診断する。特に、出力電力変換回路１２の出力電圧は、放電ランプ１が始動した後には、ランプ電圧とともに大きく変化するため、放電ランプ１が始動してから診断を行った場合には、出力電力変換回路１２の異常を診断が困難である。そこで、本実施形態のように、放電ランプ１が始動する前の待機動作において、出力電力変換回路１２の診断を行うことにより、診断時に放電ランプ１の影響を受けることなく、精度良く出力電力変換回路１２の異常診断を行うことが可能となる。さらに、出力制御回路１５から出力されるスイッチング素子Ｓ２の駆動信号の周波数、デューティ比及び信号電圧振幅が所定の範囲であるかどうかを確認することにより、より木目細かな診断を行うことができる。
【００３０】
そしてまた、第１の診断回路５は、インバータ回路１３の異常の有無を診断する。すなわち、第１の診断回路５は、端子ｄ、ｅに印加される電圧を検出し、インバータ回路１３の出力電圧が、所定の範囲になっているか否かを判別して、インバータ回路１３及びインバータ制御回路１６が正常であるかどうかを診断する。
【００３１】
以上の診断を行い、異常と診断された場合には、装置異常処理として電力変換回路３の待機動作を維持する、又は動作を停止させる。また、正常と診断された場合には、つぎにランプ起動時の異常診断を行う。
【００３２】
ランプ起動時の異常診断は、第２の診断回路６により、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動するかどうかで診断する。第２の診断回路６には、始動動作時間カウンター１９及び消灯時間カウンター２４が接続されている。
始動動作時間カウンター１９は、放電ランプ１を始動させる際に放電ランプ１に印加する始動電圧の印加の所定の時間（ｔ）をカウントし、また、消灯時間カウンター２４がカウントした消灯時間に応じて、所定の時間（ｔ）を変化させるもので、図４に示すようにカウンターＩＣからなり、診断部８、イグナイタ制御回路１７及び消灯時間カウンター２４に接続されている。
【００３３】
消灯時間カウンター２４は、放電ランプ１が消灯してから再び始動回路２が動作を開始するまでの消灯時間をカウントするもので、図４に示すように、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ３からなる回路で構成される。すなわち、整流部１０の出力端子に、ダイオードＤ３と抵抗Ｒ１の直列回路が接続され、抵抗Ｒ１とグランドＧの間には、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３の並列回路が接続されている。また、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３の接続部には、始動時間動作カウンター５であるカウンターＩＣが接続されている。
【００３４】
電源が投入されると、整流部１０の出力電圧は、消灯時間カウンター２４に印加され、ダイオードＤ３を介して、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３の並列回路に電流が流れることにより、コンデンサＣ３には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の比で決まる電圧まで充電される。そして、コンデンサＣ３の電圧により、始動動作時間カウンター１９は起動する。
【００３５】
また、図２に示すＰＦＣ回路１１は、ＰＦＣ制御回路１４からの制御信号によりスイッチング素子Ｓ１をスイッチングすることにより、電源から取りこむ電流波形を正弦波状に整形し、また所望の直流電圧に変換し、コンデンサＣ１は、所定の電圧値にまで充電される。そして、出力電力変換回路１２は、出力制御回路１５からの制御信号によりスイッチング素子Ｓ２を制御することにより、ＰＦＣ回路１１の出力電力を調整する。その後、インバータ回路１３のスイッチング素子Ｓ３及びスイッチング素子Ｓ６と、スイッチング素子Ｓ４及びスイッチング素子Ｓ５は、インバータ制御回路１６からの制御信号により交互にスイッチングされ、矩形波の交流電圧を放電ランプ１に出力する。そして、始動回路２が、パルス発生回路９が発生するパルス電圧をトランスＰＴを介して放電ランプ１に印加することにより、放電ランプ１に始動電圧を印加する。また、イグナイタ制御回路１７は、始動時間動作カウンター１９に始動回路動作開始信号を出力し、始動時間動作カウンター１９は、始動電圧の印加時間の所定の時間（ｔ）を第２の診断回路６に出力する。そして、第２の診断回路６は、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動する場合には、放電ランプ１が正常であると診断する。一方、所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動しない場合には、放電ランプ１が異常であると診断する。
【００３６】
ここで、所定の時間（ｔ）は、以下に示す消灯時間カウンター７の動作により、がカウントした消灯時間が長くなるにしたがって、短くなる。すなわち、放電ランプ１を一定期間点灯させ、その後、電源を開放することにより、放電ランプ１を消灯させた場合には、コンデンサＣ３の両端電圧は、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ２で決まる時定数に従い低下する。このコンデンサＣ３の両端電圧は、放電ランプ１の消灯時間の関数となる。これにより、放電ランプ１の消灯後、再度、放電ランプ１を始動させる場合には、カウンターＩＣは、コンデンサＣ３の両端電圧を測定し、この電圧値によって消灯時間が分かるのである。始動時間動作カウンター５は、この消灯時間により、対応する前記所定の時間（ｔ）を設定する。具体的には、消灯時間が長くなるにしたがって、所定の時間（ｔ）を短くするようにするのである。そして、第２の診断回路６は、このように求めた所定の時間（ｔ）内に放電ランプ１が始動するかどうかにより、放電ランプ１の異常を診断する。
【００３７】
以上のように、放電ランプ１の消灯時間によって所定の時間（ｔ）を変化させるのは、次の理由による。すなわち、放電ランプ１の点灯時には、発光管８は高温、高圧になっている。この為、消灯直後においては、再始動するための始動電圧は高くなり、放電ランプ１は始動しにくい状態になる。また、消灯して長時間を経過した場合には、発光管８は低温、低圧になっている。このため、放電ランプ１は始動し易い状態になる。これにより、消灯時間が長くなる程、短い時間で、放電ランプ１の異常の判別の有無が可能になるのである。
【００３８】
以上の診断により、放電ランプ１が異常と診断された場合には、ランプ起動異常処理として電力変換回路３の待機動作を維持、又は停止させる。また、正常と診断された場合には、第３の診断回路７により、ランプ起動過程時の異常診断を行う。
【００３９】
第３の診断回路７は、始動後経過時間タイマ２３、始動検出部２５を介して電力変換回路３の出力部に接続されている。始動後経過時間タイマ２３は、放電ランプ始動後の経過時間を計時するものである。始動検出部２５は、放電ランプ１が始動したことを検出するものである。放電ランプ１の始動後、始動検出部２５は、電力変換回路３の出力電圧により、放電ランプ１が始動したことを検出し、始動後経過時間タイマ２３に検出信号を出力する。始動後経過時間タイマ２３は、始動検出部２５からの検出信号を受け、始動後の経過時間の計時を開始する。始動後経過時間タイマ２３は、第３の診断回路７の記憶部に始動開始後の経過時間を出力する。
【００４０】
第３の診断回路７は記憶部（図示しない）を有し、記憶部は、始動後経過時間タイマ２３から始動開始後の経過時間を受け、第３の診断回路７の比較回路に経過時間に対応する電圧変化量の基準値を出力する。第３の診断回路７の比較回路は、第３の診断回路７の記憶部が出力する電圧変化量の基準値と電圧検出部２６が検出する電圧に基づいて得られる電圧変化量を比較する。
【００４１】
そして、電圧検出部２６が検出した電圧に基づいて得られる電圧変化量と記憶部が出力する電圧変化量の基準値とがずれている場合には、放電ランプ１の異常であると判断する。
【００４２】
以上の診断により、異常と診断された場合には、ランプ始動過程異常処理として、電力変換回路３の動作を停止させる。また、正常と診断された場合には、つぎに、放電ランプ１の安定点灯時の異常診断を行う。
【００４３】
＊＊＊＊ランプ安定点灯異常診断＊＊＊
放電ランプ１の安定点灯時においては、第３の診断回路７が、電圧検出部２６により検出されるランプ電圧値とランプ電圧の所定の値とを比較することにより、放電ランプ１の異常診断を行う。そして、以後、放電ランプ１の安定点灯時における異常診断を行い、放電ランプ１が異常と診断されれば、安定点灯異常処理として、電力変換回路３の動作を停止する。
【００４４】
以上のように、放電ランプ１が始動に至るまでの各ステップにおいて、診断を行うことにより、より精度よく検出することのできる放電ランプ点灯装置を提供することである。
【００４５】
また、図５に、動作フローの別例を示す。このフローには、放電ランプ１のランプ寿命の診断を行うステップを設けている。すなわち、電圧検出部２６が検出する放電ランプ１のランプ電圧を、第３の診断回路７が診断し、検出したランプ電圧が所定の値よりも大きくなる場合には、放電ランプ１が寿命末期と診断し、ランプ寿命時の処理を行う。ここで、正常と診断された場合には、ランプ安定時装置の異常診断に戻る。
【００４６】
また、電力変換回路３の停止処理を行う回路例を図６に示す。診断部８の出力端子は、ＮＯＴ回路２８を介して、ＡＮＤ回路２９の一方の入力端子に接続されている。また、出力制御回路１５の出力端子は、ＡＮＤ回路２９の他方の入力端子に接続され、ＡＮＤ回路２９の出力端子は、電力変換回路３に接続されている。また、時間計測タイマ及び計数カウンタ部３０が診断部８に接続されている。この構成により、診断部８からの信号を受け、診断部８が、停止信号を出力すると、ＮＯＴ回路２８で反転され、ＡＮＤ回路２９には信号が出力されなくなるので、出力制御回路１５から信号が出力されている状態においても、ＡＮＤ回路２９からの出力信号は停止する。これにより、これにより電力変換回路３の動作は停止する。
【００４７】
さらにまた、図７に、図６の回路例の第１の別例を示す。図７の回路は、図６の回路に電源、電力変換回路３又は制御回路４の異常を表示する表示部３１を設けたものである。すなわち、ＮＯＴ回路２８の入力端子に抵抗Ｒ３及び表示部３１であるＬＥＤ１が接続されている。この回路構成により、診断部８から、停止信号が出力されると、抵抗Ｒ３及び表示部３１に電流が流れて表示部３１が発光する。これにより、放電ランプ点灯装置の使用者は、表示部３１からの発光により、電力変換装置３又は放電ランプ１の異常若しくは寿命を知ることができる。
【００４８】
また、図８に、図６の回路例の第２の別例を示す。図８の回路は、図７の回路に表示部を２つ設けたものである。すなわち、抵抗Ｒ３に接続される表示部３１ａであるＬＥＤ２の出力端子にトランジスタＴｒ１を接続する。また、ＮＯＴ回路２８の入力端子に、抵抗Ｒ４、表示部３１ｂであるＬＥＤ３及びトランジスタＴｒ２を接続している。また、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のベースを診断部８に接続している。この構成において、放電ランプ１の異常又は寿命のときは、診断部８からトランジスタＴｒ２に信号が出力される。これによって、診断部８から抵抗Ｒ３を介して表示部３１ｂに電流が流れて表示部３１ｂは発光する。また、電源又は電力変換回路３のどちらかが異常の場合には、診断部８からトランジスタＴｒ１のベースに信号が出力される。これによって、診断部８から抵抗Ｒ３を介して表示部３１ｂに電流が流れて表示部３１ｂは発光する。これにより、使用者は、異常又は故障が放電ランプ１と電力変換回路３のどちらにあるのかを知ることができる。
【００４９】
また、図９に、図６の回路例の第３の別例を示す。図９は、図６において、診断部８に電力変換回路３又は制御回路４の診断結果を出力する出力端子と、電源の診断結果を出力する出力端子を設け、両出力端子に、ＯＲ回路３２ａを接続している。そして、ＯＲ回路３２ａの出力端子はＮＯＴ回路２８の入力端子に接続されている。さらに、診断部８には、放電ランプ１の異常を出力する出力端子と、放電ランプ１の寿命異常を出力する出力端子を設け、両出力端子には、ＯＲ回路３２ｂが接続されている。そして、ＯＲ回路３２ｂの出力端子は、抵抗Ｒ５及び表示部３１を介してグランドＧに接続されている。この構成により、電源又は電力変換回路３が異常の場合には、停止信号がＯＲ回路３２ａから出力され、図７で述べた動作と同じ動作により、電力変換回路３を停止する。また、放電ランプ１の寿命又は異常がある場合には、ＯＲ回路３２ｂから停止信号が出力され、抵抗Ｒ５を介して表示部３１に電流が流れて表示部３１は発光する。
【００５０】
以上のように、図９の構成においては、放電ランプ１が異常又は寿命であっても、電力変換回路３の動作が停止しないので、放電ランプ１が消灯しない。これにより、放電ランプ１からの光出力を確保しつつ、放電ランプ１の寿命又は異常を知ることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
つぎに、第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態の構成を示す図である。
【００５２】
本実施形態は、ソケット４０内で放電ランプ１に対して並列に接続されるインピーダンス素子４１と、インピーダンス素子４１に流れる電流を検出する電流検出手段４２又はインピーダンス素子４１に印加される電圧を検出する電圧検出手段４３と、電流検出手段４２又は電圧検出手段４３の検出結果と基準値を比較することにより、配線４６の結線状態を判定する結線判定手段と、を設けたものである。
【００５３】
ソケット４０は、放電ランプ１を保持するもので、例えば碍子等の材料を用いて、放電ランプ１の口金部１ａに対応する凹部４０ａを形成し、凹部４０ａの底面には、始動回路２の一方の出力端子に接続される配線４６が接続されている。また、凹部４０ａの側面には、始動回路２の他方の出力端子に接続される配線４６が接続されている。そして、これらの配線４６間には、インピーダンス素子４１である抵抗Ｒ６が接続されている。そして、始動回路２の入力端子は、電力変換回路３及び制御回路４で構成される点灯回路５０に接続されている。始動回路２と点灯回路５０の接続部には、電流検出手段４２が接続され、電流検出手段４２には結線判定手段４４が接続されている。結線判定手段４４は、動作モード指令手段４５を介して点灯回路５０に接続されている。
【００５４】
次に、上記構成における動作を図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）は、正常結線時動作の波形を示し、（ｂ）は、配線４６の断線時動作の波形を示している。点灯回路５０に電源が接続されると、動作モード指令手段４５は、点灯回路５０に対して、テストモードとして放電ランプ１が始動しない程度の電圧Ｖ０を出力するように信号を出力する。またこのとき、始動回路２は、パルス電圧を出力しない。これにより、放電ランプ１及び抵抗Ｒ６には、電圧Ｖ０が印加される。電圧Ｖ０が抵抗Ｒ６に印加されると、抵抗Ｒ６には、微小電流Ｉｔが流れる。電流検出手段４２は、微小電流Ｉｔを検出し、結線判定手段４４に出力する。結線判定手段４４は、微小電流Ｉｔが所定の基準値に達するかどうかを判定する。結線判定手段４４の結果、配線の断線等により、微小電流Ｉｔが所定の基準値に達する場合には、動作モード指令手段４５に対し配線に異常がないことを通知する。一方、結線判定手段４４の結果、微小電流Ｉｔが流れていない場合には、動作モード指令手段４５に対し配線に異常があることを通知する。そして、所定のテストモード時間Ｔｔを経過すると、動作モード指令手段４５は、配線に異常があるものとして、点灯回路５０に対して、動作を停止するモードを指令する。
【００５５】
以上のように、ソケット４０にインピーダンス素子４１である抵抗Ｒ６を接続し、抵抗Ｒ６に流れる微小電流を検出することで、放電ランプ１と始動回路２間の配線の異常を検出することが可能になる。
【００５６】
（第３の実施形態）
つぎに、第３の実施形態について説明する。図１２は、第３の実施形態の構成図である。本実施形態では、インピーダンス素子４１としてコンデンサＣ５を用いたものである。
【００５７】
スイッチング素子Ｓ３とＳ４の接続部とスイッチング素子Ｓ５とＳ６の接続部との間には、インダクタＬ３と、コンデンサＣ４の直列回路が接続されている。また、放電ランプ１は、配線４６を介してコンデンサＣ４の両端に接続されている。また、放電ランプ１のランプ電圧を測定するため、電圧検出手段４３がコンデンサＣ４の両端に接続されている。スイッチング素子Ｓ３〜Ｓ６には、インバータ制御回路１６の出力端子が接続され、インバータ制御回路１６の入力端子は、動作モード指令手段４５に接続されている。そして、動作モード指令手段４５の出力端子は、電源回路５１に接続されている。電源回路５１は、整流部１０、ＰＦＣ回路１１及び出力電力変換回路１２から構成されている。
【００５８】
次に、以上の構成における動作を説明する。電源が、電源回路５１に接続されると、テストモードとなり、インバータ制御回路１６の駆動信号により、スイッチング素子Ｓ３とＳ４及びスイッチング素子Ｓ５とＳ６は、低周波ｆｈｔで交互に駆動され、図１３に示す、矩形波の信号を出力する。ここで、テストモード後、放電ランプ１を始動させるための高電圧は、スイッチング素子Ｓ３とＳ４及びスイッチング素子Ｓ５とＳ６を高周波ｆｈｓで駆動してインダクタＬ３、コンデンサＣ４及びコンデンサＣ５を共振させることにより出力させる。また、放電ランプ１の始動後は、スイッチング素子Ｓ３とＳ４及びスイッチング素子Ｓ５とＳ６を、低周波ｆＬで駆動させる。
【００５９】
ここで、配線４６に異常がない場合には、コンデンサＣ３と、コンデンサＣ４とが並列接続されることになるので、インダクタＬ３、とコンデンサＣ４及びコンデンサＣ５で共振する。一方、配線４６に異常がある場合には、コンデンサＣ５はコンデンサＣ４に接続されていない状態になり、インダクタＬ３、とコンデンサＣ４で共振する。これにより、コンデンサＣ４に出力される電圧値は、配線４６に異常がある場合（結線異常）とない場合（正常結線時）とで異なる。例えば、図１４に示すように、電源接続後に、周波数ｆｈｔでスイッチング素子Ｓ３〜Ｓ６を高周波動作させると、正常時においては、コンデンサＣ４にＶ０−２の電圧が発生する。一方、異常時においては、コンデンサＣ４にＶ０−１の電圧が発生する。そして、電圧検出手段４３は、電圧Ｖ０−１又はＶ０−２を検出し、結線判定手段４４は、基準とする電圧値と比較し、基準値以上であれば異常と判定し、電源回路５１を停止させる等の処理をする。また、基準値に満たない場合には、正常である信号を、動作モード指令手段４５に出力する。そして、正常であれば、駆動周波数をｆｈｓに下げて、放電ランプ１を始動させ、点灯後は、周波数ｆＬでスイッチング素子Ｓ３〜Ｓ６を動作させる。
【００６０】
以上のように、インピーダンス素子４１としてコンデンサＣ５を用いると、一般にコンデンサは抵抗よりも損失が少ないため、インピーダンス素子４１に発生する電力消費を抑制することができる。また、判定までの時間を短縮することができる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、放電ランプを始動させる始動回路を有して、スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプに電力を供給する電力変換回路と、スイッチング素子及び始動回路を制御する制御回路と、を備える放電ランプ点灯装置であって、電源投入後、制御回路に対して始動回路の動作前に電力変換回路を待機動作させるようにし、待機動作の期間内に電力変換回路、制御回路及び電源の状態を診断する第１の診断回路と、放電ランプの始動に必要な始動電圧の印加後、所定の時間（ｔ）内に放電ランプが始動するか否かで放電ランプの状態を診断する第２の診断回路と、ランプ電圧又はランプ電流を検出することにより放電ランプの状態を診断する第３の診断回路とを有する診断部を備えるようにしたので、電源、電力変換回路及び制御回路の、放電ランプのそれぞれについて診断を行うので、より精度よく、放電ランプ点灯装置全体の診断を行うことができる。
【００６２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記第１、第２又は第３の診断回路の診断結果を表示する表示部を備えるようにしたので、使用者の視覚を通じて、放電ランプの異常若しくは寿命、又は電力変換回路及び制御回路の異常を知らせることができる。
【００６３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記表示部は、放電ランプを点灯した状態で、各診断回路の出力により放電ランプ、電源、電力変換回路又は制御回路の異常を表示するものであるようにしたので、明かりを確保しながらランプの取り替えを使用者に知らせることができる。
【００６４】
請求項４に係る発明は、ソケットに装着される放電ランプと、放電ランプと配線にて接続され、放電ランプを始動させる始動回路を有して、スイッチング素子の切り替えにより電源から放電ランプに電力を供給する電力変換回路と、スイッチング素子及び始動回路を制御する制御回路と、を備える放電ランプ点灯装置において、ソケット内で放電ランプに対して並列に接続されるインピーダンス素子と、インピーダンス素子に流れる電流を検出する電流検出手段又はインピーダンス素子に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、電流検出手段又は電圧検出手段の検出結果と基準値を比較することにより前記配線の結線状態を判定する結線判定手段と、を設けるようにしたので、放電ランプが始動しない程度の電圧を放電ランプに印加した場合に、インピーダンス素子に流れる電流又は印加される電圧の値により電力変換回路と放電ランプを接続する配線の異常を検知することが可能になる。また、放電ランプの始動後は、検出した電流又は電圧の値により放電ランプの異常、寿命を判定することができる。
【００６５】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の発明において、前記インピーダンス素子は、コンデンサからなるようにしたので、インピーダンス素子に発生する電力消費を抑制することができる。また、判定までの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の構成図である。
【図２】第１の実施形態の回路構成図である。
【図３】第１の実施形態の動作フローを示す図である。
【図４】消灯時間カウンター２４及び始動動作時間カウンター１９の構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態の動作フローの別例を示す図である。
【図６】電力変換回路３の停止処理を行う回路例を示す図である。
【図７】電力変換回路３の停止処理を行う回路例の第１の別例を示す図である。
【図８】電力変換回路３の停止処理を行う回路例の第２の別例を示す図である。
【図９】電力変換回路３の停止処理を行う回路例の第３の別例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の構成図である。
【図１１】第２の実施形態の動作波形を示す図である。
【図１２】第３の実施形態の構成図である。
【図１３】第３の実施形態の動作波形を示す図である。
【図１４】第３の実施形態における共振特性を示す図である。
【符号の説明】
１    放電ランプ
２    始動回路
３    電力変換回路
４    制御回路
５    第１の診断回路
６    第２の診断回路
７    第３の診断回路
８    診断部
【図１】
2004234925.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004234925.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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