(57)【要約】  【課題】  瞬時停電が生じても確実に再起動可能な放電灯点灯装置を提供する。  【解決手段】  サイリスタQ2で突入電流防止抵抗R1に流れる電流をバイパスしている状態で瞬時停電が生じても、ダイオードD4および抵抗R9を介してサイリスタQ2のゲートに電源Ｖccの電圧を印加する。サイリスタQ2は電源が回復するとオン状態になるため、瞬時停電の後電源が回復した後にはサイリスタQ2を介して電界効果トランジスタQ1に電流が流れる。制御用ＩＣ25の電界効果トランジスタQ1をオフする閾値が高い状態でも、突入電流防止抵抗R1を介して電流が流れない。制御用ＩＣ25は確実に電界効果トランジスタQ1をオフさせて、確実に再起動させる。  【選択図】図１
2005102388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続され突入電流防止抵抗およびチョッパ用スイッチング手段の直列回路と；
突入電流防止抵抗に対して並列に接続されたパイパス用スイッチング手段と；
起動を検知し起動後にパイパス用スイッチング手段によりバイパスさせる起動検知手段と；
バイパス用スイッチング手段に流れる電流に対応する電流値を検出する電流検出手段と；
制御用電源が投入されてスタンバイ状態を維持する制御用ＩＣと；
制御用電源からの電圧を印加しバイパス用スイッチング手段をオン状態にするオン手段と；
を具備したことを特徴とするチョッパ回路。
【請求項２】
直流電源に接続され突入電流防止抵抗およびチョッパ用スイッチング手段の直列回路と；
突入電流防止抵抗に対して並列に接続されたパイパス用スイッチング手段と；
起動を検知し起動後にパイパス用スイッチング手段によりバイパスさせる起動検知手段と；
バイパス用スイッチング手段に流れる電流に対応する電流値を検出する電流検出手段と；
制御用電源が投入されてスタンバイ状態を維持する制御用ＩＣと；
直流電源の電圧が所定値以下でかつ制御用電源の電圧が所定値以上の場合に制御用電源から制御用ＩＣへの電源の供給を停止させる停止手段と；
を具備したことを特徴とするチョッパ回路。
【請求項３】
請求項１または２記載のチョッパ回路と；
このチョッパ回路を電源として放電ランプを点灯させるインバータ回路と；
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
インバータ回路は、
スイッチング手段と；
このスイッチング手段に並列に設けられ制御用電源となるスナバ回路とを有する
ことを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突入電流を防止したチョッパ回路および放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のチョッパ回路としては、直流電源に突入電流防止抵抗、インダクタの一次巻線およびチョッパ用スイッチング素子の直列回路が接続され、このスイッチング素子に対して並列にダイオードおよびコンデンサの直列回路が接続され、このコンデンサの両端子間に負荷が接続されている。また、突入電流防止抵抗に対して並列に、バイパス用のスイッチング手段が接続され、このスイッチング手段はインダクタの二次巻線により制御される。
【０００３】
そして、起動時には直流電源から突入電流防止抵抗を介してチョッパ用スイッチング素子に電流が供給され、チョッパ用スイッチング素子をオンオフすることにより、直流電源の直流電圧を昇圧して、昇圧した電圧をコンデンサに充電している。また、起動後にはインダクタの一次巻線に電流が流れることにより、バイパス用のスイッチング手段をオンし、突入電流防止抵抗をバイパスして効率を向上させている。（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１４７７７０号公報（特に、第４頁および図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記背景技術では、チョッパ用スイッチング素子の制御手段によっては、直流電源が瞬時停電を起こした場合、突入電流防止抵抗を介してチョッパ用スイッチング素子に流れ、突入電流防止抵抗を介した電流ではチョッパ用スイッチング素子がオンせずに、チョッパ用スイッチング素子がオン状態を維持して、チョッパ回路がチョッパ動作をしなくなるおそれを有している。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、瞬時停電が生じても確実に再起動可能なチョッパ回路および放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のチョッパ回路は、直流電源に接続され突入電流防止抵抗およびチョッパ用スイッチング手段の直列回路と；突入電流防止抵抗に対して並列に接続されたパイパス用スイッチング手段と；起動を検知し起動後にパイパス用スイッチング手段によりバイパスさせる起動検知手段と；バイパス用スイッチング手段に流れる電流に対応する電流値を検出する電流検出手段と；制御用電源が投入されてスタンバイ状態を維持する制御用ＩＣと；制御用電源からの電圧を印加しバイパス用スイッチング手段をオン状態にするオン手段とを具備したもので、バイパス用スイッチング手段で突入電流防止抵抗に流れる電流をバイパスしている状態で瞬時停電が生じても、オン手段はバイパス用スイッチング手段に制御用電源からの電圧を印加してバイパス用スイッチング手段をオン状態にするため、瞬時停電の後電源が回復した後にはバイパス用スイッチング手段を介してチョッパ用スイッチング手段に電流が流れ、突入電流防止抵抗を介して電流が流れないので、確実に再起動させる。
【０００７】
請求項２記載のチョッパ回路は、直流電源に接続され突入電流防止抵抗およびチョッパ用スイッチング手段の直列回路と；突入電流防止抵抗に対して並列に接続されたパイパス用スイッチング手段と；起動を検知し起動後にパイパス用スイッチング手段によりバイパスさせる起動検知手段と；バイパス用スイッチング手段に流れる電流に対応する電流値を検出する電流検出手段と；制御用電源が投入されてスタンバイ状態を維持する制御用ＩＣと；直流電源の電圧が所定値以下でかつ制御用電源の電圧が所定値以上の場合に制御用電源から制御用ＩＣへの電源の供給を停止させる停止手段とを具備したもので、バイパス用スイッチング手段で突入電流防止抵抗に流れる電流をバイパスしている状態で瞬時停電が生じても、停止手段は直流電源の電圧が所定値以下でかつ制御用電源の電圧が所定値以上の場合に制御用電源から制御用ＩＣへの電源の供給を停止させるため、バイパス用スイッチング手段はオフし、制御用ＩＣはチョッパ用スイッチング手段をオフさせ、瞬時停電の後電源が回復した後には突入電流防止抵抗を介して電流が流れ、突入電流が生ずることを防止して、確実に再起動させる。
【０００８】
請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項１または２記載のチョッパ回路と；このチョッパ回路を電源として放電ランプを点灯させるインバータ回路とを具備したもので、それぞれの作用を奏して、放電ランプを点灯させる。
【０００９】
請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、インバータ回路は、スイッチング手段と；このスイッチング手段に並列に設けられ制御用電源となるスナバ回路とを有するもので、チョッパ回路に直流電圧が印加されて若干遅れて制御用電源が動作するため、チョッパ回路およびバイパス用スイッチング手段の動作を確実にする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載のチョッパ回路によれば、バイパス用スイッチング手段で突入電流防止抵抗に流れる電流をバイパスしている状態で瞬時停電が生じても、確実に再起動できる。
【００１１】
請求項２記載のチョッパ回路によれば、バイパス用スイッチング手段で突入電流防止抵抗に流れる電流をバイパスしている状態で瞬時停電が生じても、瞬時停電の後電源が回復した後には突入電流防止抵抗を介して電流が流れ、突入電流が生ずることを防止するとともに、確実に再起動できる。
【００１２】
請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、それぞれの効果を奏して放電ランプを点灯できる。
【００１３】
請求項４記載の放電灯点灯装置によれば、請求項３記載の放電灯点灯装置に加え、チョッパ回路に直流電圧が印加されて若干遅れて制御用電源が動作するため、チョッパ回路およびバイパス用スイッチング手段の動作を確実にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の放電灯点灯装置の一実施の形態の照明器具を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は放電灯点灯装置を示す回路図、図２は照明器具の外観を示す斜視図である。
【００１６】
図２に示すように、11は照明器具で、この照明器具11はトラフ形で器具本体12を有し、この器具本体12の下面には反射面13が形成されている。また、反射面13の両端には、ランプソケット14，14が取り付けられ、これらランプソケット14，14間には、放電ランプとしての蛍光ランプFLが電気的かつ機械的に取り付けられ、この蛍光ランプは図１に示す放電灯点灯装置21により点灯される。
【００１７】
また、放電灯点灯装置21は、商用交流電源ｅに整流手段としてのたとえばダイオードブリッジなどの全波整流回路22が接続され、直流電源Ｅを構成している。そして、全波整流回路22には突入電流防止抵抗R1および平滑用のコンデンサC1が直列に接続され、このコンデンサC1には昇圧用のチョッパ回路23が接続されている。
【００１８】
そして、チョッパ回路23は、突入電流防止抵抗R1を介して、全波整流回路22の出力端子間に起動検知手段としてのトランスTrの一次巻線Tr1、チョッパ用スイッチング手段としての電界効果トランジスタQ1および電流検出手段としての抵抗R2の直列回路が接続されている。また、電界効果トランジスタQ1および抵抗R2の直列回路に対して並列に、ダイオードD1およびコンデンサC2の直列回路が接続されている。さらに、電界効果トランジスタQ1のゲートには、制御手段24が接続されている。
【００１９】
また、この制御手段24は、制御用ＩＣ25を有しており、この制御用ＩＣ25の出力端子ＯＵＴが、電界効果トランジスタQ1のゲートに接続されている。一方、コンデンサC1に対して並列に抵抗R2および抵抗R3の直列回路が接続され、コンデンサC2に対して並列に抵抗R4および抵抗R5の直列回路が接続されている。そして、制御用ＩＣ25のＭＵＬＴ端子は抵抗R2および抵抗R3の接続点に接続され、ＧＮＤ端子が全波整流回路22の負極に接続され、ＩＮＶ端子およびＣＯＭＰ端子間にコンデンサC3が接続され、ＩＮＶ端子に抵抗R4および抵抗R5の接続点が接続され、ＣＳ端子に電界効果トランジスタQ1および抵抗R2の接続点が接続され、ＧＤ端子に抵抗R6を介してトランスTrの一次巻線Tr1に磁気的に接続された二次巻線Tr2に接続され、この二次巻線Tr2は全波整流回路22の負極に接続されている。
【００２０】
そして、この制御用ＩＣ25は、具体的には、図３に示すように、コンパレータ25aを有し、このコンパレータ25aの反転入力端子がＩＮＶ端子に、出力端子がＣＯＭＰ端子に、非反転入力端子が基準電源となる直流電源E1に接続されている。このような構成で、Ｖcc端子に電源が投入されスタンバイ状態になるとＯＵＴ端子が出力して電界効果トランジスタQ1のゲートにゲート電圧を印加した状態になる。また、電界効果トランジスタQ1に流れる電流が増加することにより抵抗R2で検出される電流値が閾値以上になると、ＣＳ端子の出力が停止して電界効果トランジスタQ1がオフになる。なお、閾値はコンデンサC3に充電された電荷に従い決定し、したがって、電源が投入された時点では、図４に示すように、たとえばＡ点となり、電流値が比較的低い状態でＣＳ端子からの出力が停止して電界効果トランジスタQ1のゲート電圧が停止して電界効果トランジスタQ1をオフする。ところが、電源が投入されて、図５に示すように、コンデンサC3の充電量が増加すると、このコンデンサC3に充電された電荷量が増加するに従い、閾値は点Ｂに向けて増加する。このため、電源が投入されてコンデンサC3が十分に充電されると、電界効果トランジスタQ1をオフするための電流地の閾値は大きくなる。
【００２１】
さらに、トランスTrに突入電流制御手段26が接続され、この突入電流制御手段26はトランスTrの一次巻線Tr1に三次巻線Tr3が磁気的に接続されている。この三次巻線Tr3には抵抗R6、コンデンサC4および整流用のダイオードD2の直列回路が接続され、ダイオードD2に対して並列に整流用のダイオードD3およびコンデンサC5の直列回路が接続され、コンデンサC5に対して並列に抵抗R7および抵抗R8の直列回路が接続され、抵抗R8に対して並列にコンデンサC6が並列に接続され、このコンデンサC6はバイパス用スイッチング手段としてのサイリスタQ2のゲート、カソード間に接続され、このサイリスタQ2のアノードは、全波整流回路22の正極に接続されている。すなわち、サイリスタQ2のアノード、カソードは、突入電流防止抵抗R1に対して並列に接続されている。
【００２２】
そして、制御用ＩＣ25のＶcc端子にオン手段27が接続され、このオン手段27はダイオードD4および抵抗R9の直列回路で構成され、制御用ＩＣ25のＶcc端子とサイリスタQ2のゲートとの間に接続されている。
【００２３】
また、チョッパ回路23には、ハーフブリッジ型のインバータ回路28が接続されている。すなわち、このインバータ回路28は、チョッパ回路23のコンデンサC2に対して並列に、スイッチング素子となる電界効果トランジスタQ4および電界効果トランジスタQ5の直列回路が接続され、電界効果トランジスタQ5には直流カット用のコンデンサC7およびバラストチョークL1を介して蛍光ランプFLの一方のフィラメントFL1の一端および他方のフィラメントFL2の一端に接続されている。また、蛍光ランプFLの一方のフィラメントFL1の他端および他方のフィラメントFL2の他端間には始動用のコンデンサC8が接続されている。さらに、電界効果トランジスタQ4に対して並列に起動用の抵抗R11が接続され、電界効果トランジスタQ5に対して並列にコンデンサC9および整流用のダイオードD5の直列回路が接続され、ダイオードD5に対して並列に整流用のダイオードD6およびコンデンサC10の直列回路が接続されてスナバ回路29が形成され、このスナバ回路29のコンデンサC10が制御用ＩＣ25の電源Ｖccとなる。
【００２４】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００２５】
まず、商用交流電源ｅが投入されると、全波整流回路22で全波整流され、突入電流防止抵抗R1などを介して、インバータ回路28の起動用の抵抗R11、抵抗R12、コンデンサC9、ダイオードD6を介してコンデンサC10が充電される。
【００２６】
コンデンサC10が充電されることによりチョッパ回路23の制御用ＩＣ25のＶcc端子に電圧が印加され、制御用ＩＣ25はＯＵＴ端子から出力して電界効果トランジスタQ1をオンする。
【００２７】
そして、トランスTrの一次巻線Tr1に電流が流れると、三次巻線Tr3に電圧が誘起されて起動が検出され、ダイオードD2およびダイオードD3で整流されてコンデンサC6が充電されるとサイリスタQ2のゲートにゲート電圧を印加し、サイリスタQ2はオンして、突入電流防止抵抗R1の電流をサイリスタQ2でバイパスする。このサイリスタQ2のバイパスにより、突入電流防止抵抗R1に電流を流さないようにして、効率を向上するとともに、突入電流防止抵抗R1の発熱も抑制する。
【００２８】
その後、抵抗R2に流れる電流が所定値以上になると制御用ＩＣ25のＯＵＴ端子は出力を停止し、電界効果トランジスタQ1のゲート電圧がなくなって電界効果トランジスタQ1をオフする。このように、制御用ＩＣ25により、電界効果トランジスタQ1をオン、オフすることにより、チョッパ回路23が動作してコンデンサC2に昇圧した電圧を充電する。
【００２９】
また、電界効果トランジスタQ4および電界効果トランジスタQ5が交互にオン、オフすることにより、蛍光ランプFLに高周波交流電圧を印加し、蛍光ランプFLを点灯させる。
【００３０】
一方、商用交流電源ｅに０．１秒ないし０．２秒程度の瞬時停電が発生した場合には、サイリスタQ2のアノード、カソード間の電圧が低下して電流地が所定値以下になるためオフしてしまうが、電源Ｖccから、ダイオードD4および抵抗R9を介してサイリスタQ2のゲートに電圧が印加されるため、電圧が回復後すぐにサイリスタQ2がオンして突入電流防止抵抗R1をバイパスするため、すぐに通常の動作となる。
【００３１】
すなわち、ダイオードD4および抵抗R9のオン手段27を有さない場合には、瞬時停電でサイリスタQ2がオフしてたとえば０．１秒ないし０．２秒程度で停電が回復した後には、突入電流防止抵抗R1を介して電流が流れ、この場合、スナバ回路29のコンデンサC10は放電するのに十分な時間ではなく制御用ＩＣ25に電源を供給し続け、電界効果トランジスタQ1はオン状態を維持し続ける。また、コンデンサC3は放電するのに十分な時間ではなく、図４のＢ点で示すように、電界効果トランジスタQ１をオフするための電流の閾値が高い状態を維持する。したがって、全波整流回路22を出力された入力電流をＶinとすると、突入電流防止抵抗R1により２1/2Ｖin／R1となるため、この電圧はＢ点より低いことがあり電界効果トランジスタQ1はオンし続け、突入電流防止抵抗R1に電流が流れ続け、突入電流防止抵抗R1が加熱するおそれがある。このようなチョッパ回路23が動作しない状態を、サイリスタQ2をオン手段27でオンすることにより防止する。
【００３２】
なお、通常の停電時には、コンデンサC3およびコンデンサC10のいずれもが放電されて所定値以下になるため、スナバ回路29のコンデンサC10により動作時から制御用ＩＣ25がＯＵＴ端子から出力して電界効果トランジスタQ1をオンし続けたり、コンデンサC3が充電されていることにより電界効果トランジスタQ1をオフするための電流値の閾値が高くなっている状態ではないため、通常の電源投入時と同様に確実に動作する。
【００３３】
次に、他の実施の形態を図６を参照して説明する。
【００３４】
図６は他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図で、図６に示す放電灯点灯装置は図１に示す放電灯点灯装置に、停止手段31を付加したものである。
【００３５】
この停止手段31は、全波整流回路22の出力端子間に抵抗R15およびコンデンサC11の直列回路が接続され、コンデンサC11に対して並列にツェナダイオードZD1が接続され、抵抗R15およびコンデンサC11の接続点にインバート回路32の入力端子が接続され、インバート回路32の出力端子はアンド回路33の一端に接続され、アンド回路33の出力端子はトランジスタQ6のベースに接続され、トランジスタQ6のコレクタは電源Ｖccに接続され、エミッタは、全波整流回路22の負極に接続されている。また、抵抗R4および抵抗R5の接続点にコンパレータ34の反転入力端子が接続され、非反転入力端子には基準電源E2が接続され、出力端子はアンド回路33の他方の入力端子に接続されている。
【００３６】
なお、基準電源E2は２1/2Ｖinに対応する電圧であり、コンパレータ34は抵抗R4および抵抗R5の電圧がこの２1/2Ｖinに対応する電圧以下になると、図７に示すように、出力端子から出力する。
【００３７】
そして、この図６に示す放電灯点灯装置は、図１に示す放電灯点灯装置度基本的には同様に動作するが、瞬時停電などで商用交流電源ｅの電圧が低下し、コンデンサC2の電荷が所定値以下に放電されていない状態で、全波整流回路22の出力電圧が所定値以下になると、ａ点の電位は低下してインバート回路32にはローレベル入力されてインバート回路32はハイレベル出力し、コンデンサC2の電荷は所定値以下に放電されていないためコンパレータ34はローレベル出力となりｂ点の電位は０となり、図８に示すように、アンド回路33はハイレベル出力をして、トランジスタQ6をオンすることにより電源Ｖccをバイパスして、オン手段27に電圧を印加しないことによりサイリスタQ2をオフするとともに、制御用ＩＣ25を動作させず、電界効果トランジスタQ1のゲートにはゲート電圧が印加されず、電界効果トランジスタQ1はオフ状態となり、通常時と同様に、商用交流電源ｅの電源が復帰した際には突入電流防止抵抗R1を介して電流を供給し、突入電流が流れることを防止する。
【００３８】
その後は、図１に示す放電灯点灯装置と同様に動作する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の放電灯点灯装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上照明器具の外観を示す斜視図である。
【図３】同上コンパレータ25aを示す回路図である。
【図４】同上制御用ＩＣ25の動作を示すグラフである。
【図５】同上コンデンサC3の電圧の状態を示すグラフある。
【図６】同上他の実施の形態を示す放電灯点灯装置の回路図であるを示す簡易回路図である。
【図７】同上コンパレータ34の動作を示すグラフである。
【図８】同上アンド回路33の動作を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
21    放電灯点灯装置
23    チョッパ回路
25    制御用ＩＣ
27    オン手段
28    インバータ回路
29    スナバ回路
31    停止手段
Ｅ    直流電源
FL    放電ランプとしての蛍光ランプ
Q1    チョッパ用スイッチング手段としての電界効果トランジスタ
Q2    バイパス用スイッチング手段としてのサイリスタ
R1    突入電流防止抵抗
R2    電流検出手段としての抵抗
Tr    起動検知手段としてのトランス
【図１】
2005102388.tif 000003
【図２】
2005102388.tif 000004
【図３】
2005102388.tif 000005
【図４】
2005102388.tif 000006
【図５】
2005102388.tif 000007
【図６】
2005102388.tif 000008
【図７】
2005102388.tif 000009
【図８】
2005102388.tif 000010