(57)【要約】【課題】汎用部品を使用した簡単な回路で比較回路を構成して、放電灯の片側エミレスと両側エミレスの両方を判別できるようにし、放電灯点灯装置全体を製造容易でかつ安価に製造できるようにする。【解決手段】直流電源１の電源電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路２を備え、インバータ回路２の出力で放電灯Ｌａを高周波点灯させるようにした放電灯点灯装置において、放電灯Ｌａの負電圧と放電灯Ｌａの正電圧との和に対応する第１比較電圧と、放電灯Ｌａの両端電圧に対応する第２比較電圧とが、１つの比較回路５に入力され、この比較回路５により、前記第１比較電圧又は第２比較電圧のいずれか一方が所定の上限閾値を越えたことを検出して、放電灯Ｌａのエミレスを判別するようにした。【選択図】      図１
2004207063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源（１）の電源電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路（２）を備え、インバータ回路（２）の出力で放電灯（Ｌａ）を高周波点灯させるようにした放電灯点灯装置において、
放電灯（Ｌａ）の負電圧と放電灯（Ｌａ）の正電圧との和に対応する第１比較電圧と、放電灯（Ｌａ）の両端電圧に対応する第２比較電圧とが、１つの比較回路（５）に入力され、この比較回路（５）により、前記第１比較電圧又は第２比較電圧のいずれか一方が所定の上限閾値を越えたことを検出して、放電灯（Ｌａ）のエミレスを判別するようにしたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記第１比較電圧を下限閾値と比較する他の比較回路（６）が設けられ、この比較回路（６）により、第１比較電圧が下限閾値よりも低くなったことを検出して、放電灯（Ｌａ）のエミレスを判別するようにしたことを特徴とする特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
放電灯（Ｌａ）のエミレスを判別したとき、インバータ回路（２）の発振を停止させる停止手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路の出力で放電灯を高周波点灯させるようにした放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯を点灯させるための放電灯点灯装置としては、従来より、直流電源の電源電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路を備え、インバータ回路の出力で放電灯を高周波点灯させるようにしたものがある。
ところで、放電灯は寿命末期時には、エミレスと呼ばれる現象が発生する。エミレスとは、フィラメントに塗ってある電子放射物質の喪失を意味し、一方のフィラメントのみがエミレスとなる片側エミレスと両方のフィラメントがエミレスとなる両側エミレスとがあり、一般に放電灯の管電圧が高くなる傾向がある。
【０００３】
このため、この種の従来の放電灯点灯装置には、放電灯の両端電圧を検出する両端電圧検出回路と、放電灯の正電圧を検出する正電圧検出回路と、放電灯の負電圧を検出する負電圧検出回路とを設け、両端電圧検出回路により検出した両端電圧が所定値以上のとき両側エミレスと判別すると共に、正電圧検出回路により検出した放電灯の正電圧と負電圧検出回路により検出した放電灯の負電圧とを比較し、両者間に所定値以上の差があるときに片側エミレスと判別して、インバータ回路の出力を低減し、又はインバータ回路の発振を停止し、これにより、放電灯の片側エミレス時と両側エミレス時との両方に、放電灯点灯装置の部品ストレスの増大や発熱を防止するようにしたものがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１７０６９５号公報
【特許文献２】
特開平４−３９８９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、片側エミレスを判別するために、放電灯の正電圧と放電灯の負電圧とを１つの比較回路に取り込んでも、一般に負電圧で動作する電子部品はなく、放電灯の正電圧と放電灯の負電圧とを比較回路内で比較処理することが困難になって、比較回路の回路構成が非常に複雑になり、このために放電灯点灯装置全体が製造困難でかつ製造費も高く付くという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑み、汎用部品を使用した簡単な回路で比較回路を構成して、放電灯の片側エミレスと両側エミレスの両方を判別できるようにし、放電灯点灯装置全体を製造容易でかつ安価に製造できるようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するための本発明の技術手段は、直流電源１の電源電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路２を備え、インバータ回路２の出力で放電灯Ｌａを高周波点灯させるようにした放電灯点灯装置において、
放電灯Ｌａの負電圧と放電灯Ｌａの正電圧との和に対応する第１比較電圧と、放電灯Ｌａの両端電圧に対応する第２比較電圧とが、１つの比較回路５に入力され、この比較回路５により、前記第１比較電圧又は第２比較電圧のいずれか一方が所定の上限閾値を越えたことを検出して、放電灯Ｌａのエミレスを判別するようにした点にある。
【０００７】
また、本発明の他の技術的手段は、前記第１比較電圧を下限閾値と比較する他の比較回路６が設けられ、この比較回路６により、第１比較電圧が下限閾値よりも低くなったことを検出して、放電灯Ｌａのエミレスを判別するようにした点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、放電灯Ｌａのエミレスを判別したとき、インバータ回路２の発振を停止させる停止手段が設けられている点にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施の形態を示し、同図において、１は直流電源で、例えば交流電源と整流平滑回路と昇圧チョッパ回路とにより構成される。
２は自動他励式のインバータ回路で、絶縁ゲート形の電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）により構成した一対のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２と、チョークＬ１と、直流カット用コンデンサＣ１とを備え、一対のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２は互いに直列に接続されて、直流電源１の出力端子間に接続され、ハーフブリッジ回路を構成するようにスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の中点からチョークＬ１と直流カット用コンデンサＣ１と放電灯Ｌａとが接続され、これらチョークＬ１とコンデンサＣ１と放電灯Ｌａと放電灯Ｌａに並列接続したコンデンサＣ２とで直列共振回路が構成されている。
【０００９】
３は放電灯Ｌａの正電圧及び負電圧を検出する正負電圧検出回路で、抵抗Ｒ３，Ｒ４とダイオードＤ１，Ｄ２とコンデンサＣ３，Ｃ４とを備え、点Ａに放電灯Ｌａの正電圧を検出する（点Ａの電位は放電灯Ｌａの正電圧に対応した電位である）と共に、点Ｂに放電灯Ｌａの負電圧を検出する（点Ｂの電位は放電灯Ｌａの負電圧に対応した電位である）。
点Ａと点Ｂとは抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６を介して点Ｃで互いに接続されて、点Ｃに、放電灯Ｌａの正電圧と放電灯Ｌａの負電圧との和に対応する第１比較電圧が取り出されるようになっている。
【００１０】
即ち、共振コンデンサＣ２（又は放電灯Ｌａ）に印加される正電圧（正のピーク電圧）を、＋Ｖｏｐとし、共振コンデンサＣ２（又は放電灯Ｌａ）に印加される負電圧（負のピーク電圧）を、−Ｖｏｐとすると、点Ａの電位は、＋Ｖｏｐ×ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）となり、点Ｂの電位は、−Ｖｏｐ×ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）となり、点Ｃに、これら点Ａの電位と点Ｂの電位とを加算した電圧（第１比較電圧）が取り出される。なお、ここで、ｒ１は、抵抗Ｒ１の抵抗値、ｒ２は、抵抗Ｒ２の抵抗値である。
【００１１】
従って、点Ａと点Ｂとを接続した点Ｃは、放電灯Ｌａの正常点灯時であれば、０Ｖとなる。この点Ｃを抵抗Ｒ７を介して制御電源Ｖｃｃに接続することにより、点Ｃに任意の電位をもたせることができる。この任意の電位は＋Ｖｏｐ，−Ｖｏｐの値により変動する。
例えば、＋Ｖｏｐ＝｜−Ｖｏｐ｜のときには、点Ｃの電位は、上記任意の電位に等しくなり、＋Ｖｏｐ＞｜−Ｖｏｐ｜のときには、点Ｃの電位は、上記任意の電位よりも上昇し、＋Ｖｏｐ＜｜−Ｖｏｐ｜のときには、点Ｃの電位は、上記任意の電位よりも下降する。
【００１２】
４は放電灯Ｌａの両端電圧を検出する両端電圧検出回路で、チョークＬ１に設けた２次巻線Ｌ２とダイオードＤ７と抵抗Ｒ１３，Ｒ１４とコンデンサＣ８とを備え、点Ｄに、放電灯Ｌａの両端電圧を検出する。即ち、点灯装置の動作状態においては、チョークＬ１には、共振電圧（放電灯Ｌａの両端電圧）に比例した電圧が発生し、その電圧を抵抗Ｒ１３，Ｒ１４で分圧して、点Ｄに放電灯Ｌａの両端電圧に対応（比例）した第２比較電圧を取り出す。
５は第１比較回路で、第１比較回路５の＋入力端子に、ダイオードＤ３を介して点Ｃの第１比較電圧が入力されると共に、ダイオードＤ８を介して点Ｄの第２比較電圧が入力され、第１比較回路５の−入力端子に、制御電源Ｖｃｃの電圧を抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９，Ｒ１０とで分圧してなる所定の上限閾値（上限ＲＥＦ）が入力される。而して、第１比較回路５は、放電灯Ｌａの正電圧と放電灯Ｌａの負電圧との和に対応する第１比較電圧と、放電灯Ｌａの両端電圧に対応する第２比較電圧とのいずれか一方が所定の上限閾値を越えたことを検出して、放電灯Ｌａの両側エミレス又は片側エミレスを判別し、“Ｈ”信号（エミレス判別信号Ｓ１）を出力するように構成されている。
【００１３】
６は第２比較回路で、第２比較回路６の＋入力端子に、制御電源Ｖｃｃの電圧を抵抗Ｒ８，Ｒ９と抵抗Ｒ１０とで分圧してなる所定の下限閾値（下限ＲＥＦ）が入力され、第２比較回路６の−入力端子に、点Ｃの第１比較電圧が入力される。従って、第２比較回路６は、第１比較電圧を所定の下限閾値と比較し、第１比較電圧が下限閾値よりも低くなったことを検出して、放電灯Ｌａの片側エミレスを判別し、“Ｈ”信号（エミレス判別信号Ｓ２）を出力するように構成されている。
【００１４】
７はドライバーＩＣで、制御電源Ｖｃｃからの電圧を入力して、インバータ回路２のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフする駆動信号ａ，ｂを出力すると共に、制御電源Ｖｃｃからの電圧が入力しなくなると、駆動信号ａ，ｂの出力を停止してインバータ回路３の発振を停止させるようになっている。
８はインバータ回路２の発振停止状態を維持するためのラッチ回路で、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４と、ツェナーダイオードＺＤ１と、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７と、コンデンサＣ５，Ｃ６とによって構成され、抵抗Ｒ７にマスク用のコンデンサＣ７が並列接続されている。
【００１５】
９はＯＲ回路で、ダイオードＤ４，Ｄ５により構成され、第１比較回路５又は第２比較回路６のいずれか１つが“Ｈ”（高電圧）信号を出力すれば、その“Ｈ”信号が有効となって、“Ｈ”信号（エミレス判別信号Ｓ１又はエミレス判別信号Ｓ２）をラッチ回路８に出力するようになっている。
次に、動作を説明する。直流電源１にはスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が直列に接続されており、これらはドライバーＩＣ７の駆動によって交互にオンオフする。スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオンオフすることにより、放電灯Ｌａを高周波点灯させることが可能となる。
【００１６】
ここで、放電灯Ｌａが正常であった場合、点Ａの電圧をＶＡとし、点Ｂの電圧をＶＢとすると、ＶＡ＝｜ＶＢ｜となり、点Ｃの電位ＶＣは、「第１比較回路５の上限閾値＞ＶＣ＞第２比較回路６の下限閾値」の関係が成立し、また、点Ｄの電圧ＶＤについても「第１比較回路５の上限閾値＞ＶＤ」の関係となり、第１比較回路５及び第２比較回路６の出力は共に、“Ｌ”（低電圧）信号になる。従って、放電灯Ｌａの正常点灯時には、ラッチ回路８がＯＲ回路９から“Ｌ”信号を入力して、ラッチ回路８のスイッチ素子Ｑ４，Ｑ３がオフして、ドライバーＩＣ７に制御電源Ｖｃｃの電圧が入力するため、ドライバーＩＣ７は、一対のスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２に駆動信号ａ，ｂを出力して、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフさせてインバータ回路２の発振は継続される。
【００１７】
放電灯Ｌａが片側エミレスとなり、放電灯Ｌａの正電圧が高くなった場合（ＶＡ＞｜ＶＢ｜）、点Ｃの電圧ＶＣは、正常時よりも上昇し、「ＶＣ＞第１比較回路５の上限閾値」の関係となり、第１比較回路５の出力は“Ｈ”（高電圧）信号となり、その結果、ラッチ回路８がＯＲ回路９から“Ｈ”信号を入力して、ラッチ回路８のスイッチ素子Ｑ４，Ｑ３がオンし、これにより制御電源Ｖｃｃが短絡されて、ドライバーＩＣに制御電源Ｖｃｃから電圧が入力しなくなるため、ドライバーＩＣ７は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２への駆動信号ａ，ｂの出力を停止し、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２をオフ状態に保って、インバータ回路２の発振を停止させる。
【００１８】
放電灯Ｌａが逆方向に片側エミレスとなった場合には、同様に「ＶＣ＜第２比較回路６の下限閾値」となり、第２比較回路６が“Ｈ”（高電圧）信号を出力し、インバータ回路２の発振を停止させる。
放電灯Ｌａが両側エミレスとなった場合、点Ｄの電圧ＶＤが上昇し、「ＶＤ＞第１比較回路５の上限閾値」となり、第１比較回路５の出力が“Ｈ”（高電圧）信号になり、インバータ回路２の発振を停止させる。
従って、第１比較回路５又は第２比較回路６によって放電灯Ｌａのエミレスを判別したときにインバータ回路５の発振を停止させる停止手段が、ＯＲ回路９、ラッチ回路８及びドライバーＩＣ７等により構成されており、放電灯Ｌａが両側エミレス又は片側エミレスになったときに、インバータ回路５の発振を自動的に停止させて、放電灯点灯装置の部品ストレスの増大や発熱を防止する。
【００１９】
そして、第１比較回路５及び第２比較回路６に入力される点Ｃの第１比較電圧は、放電灯Ｌａの正電圧と放電灯Ｌａの負電圧との和に対応する電圧であり、この電圧に一定の電位を与えることにより、第１比較電圧は正の値をもち、放電灯Ｌａの片側エミレス時においても、正の電圧値内で変動するものとなる。また、第１比較回路５に入力される第２比較電圧及び上限閾値は、正の電圧内のものであるし、第２比較回路６に入力される下限閾値も正の電圧内のものである。従って、第１比較回路５及び第２比較回路６では、全て正の電圧値内で処理することが可能になり、第１比較回路５及び第２比較回路６を汎用部品を使用した簡単な回路で構成して、放電灯Ｌａの片側エミレスと両側エミレスの両方を判別することができ、放電灯点灯装置全体を製造容易でかつ安価に製造できるようになる。
【００２０】
図２は他の実施形態を示し、放電灯Ｌａの両端電圧を検出する両端電圧検出回路４を、放電灯Ｌａの両端に接続した抵抗Ｒ２１，Ｒ２２と、抵抗Ｒ２２に並列接続したコンデンサＣ１１とにより構成し、点Ｄに、放電灯Ｌａの両端電圧を検出する。即ち、点灯装置の動作状態においては、共振コンデンサＣ２には、共振電圧（放電灯Ｌａの両端電圧）に比例した電圧が発生し、その電圧を抵抗Ｒ２１，Ｒ２２で分圧して、点Ｄに放電灯Ｌａの両端電圧に対応（比例）した第２比較電圧を取り出すようになっている。
【００２１】
その他の点は、前記実施の形態の場合と同様の構成であり、前記実施の形態の場合と同様に、放電灯Ｌａが正常であった場合、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフさせてインバータ回路２の発振は継続され、放電灯Ｌａが片側エミレスとなり、放電灯Ｌａの正電圧が高くなった場合（ＶＡ＞｜ＶＢ｜）、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２をオフ状態に保って、インバータ回路２の発振を停止させ、放電灯Ｌａが逆方向に片側エミレスとなった場合には、同様にインバータ回路２の発振を停止させ、放電灯Ｌａが両側エミレスとなった場合も、インバータ回路２の発振を停止させる。また、前記実施の形態の場合と同様に、第１比較回路５及び第２比較回路６を汎用部品を使用した簡単な回路で構成して、放電灯Ｌａの片側エミレスと両側エミレスの両方を判別することができ、放電灯点灯装置全体を製造容易でかつ安価に製造できるようになる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、汎用部品を使用した簡単な回路で比較回路を構成して、放電灯の片側エミレスと両側エミレスの両方を判別できるようになり、放電灯点灯装置全体を製造容易でかつ安価に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す放電灯点灯装置の回路図である。
【符号の説明】
１    直流電源
２    インバータ回路
３    正負電圧検出回路
４    両端電圧検出回路
５    第１比較回路
６    第２比較回路
Ｌａ    放電灯
【図１】
2004207063.tif 000003
【図２】
2004207063.tif 000004