(57)【要約】      （修正有）【課題】  部品のバラツキがあった場合でも簡便に適正なフィラメント予熱を行い、放電灯の始動を確実なものとするとともに、安価で少ない部品点数でランプ寿命末期及び無負荷の検出を可能とする。【解決手段】  駆動回路４１の発振周波数切り替えのタイミングを計る予熱タイマー回路４２、始動タイマー回路４３を備える。前記予熱タイマー回路４２及び始動タイマー回路４３により制御される検出回路４４を備える。バラスト用インダクタ５１、補助コンデンサ５２、放電灯５３からなる点灯回路５０を備える。バラスト用インダクタ５１の二次側に巻線され、バラスト用インダクタ５１の両端電圧を監視し予熱期間中には放電灯５３の印加電圧を制御し、点灯後は放電灯５３の寿命末期を検出するとともに、放電灯５３が外された無負荷を検出する検出巻線５１Ａを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源（１０を備え、順直列一対のスイッチング素子（２１・２２）を含むスイッチング回路を備え、前記直流電源（１０）・スイッチング回路を並列に接続し、前記各スイッチング素子（２１・２２）と逆並列に接続するフライホイールダイオード（３１・３２）を備え、前記各スイッチング素子（２１・２２）を交互にオンオフするように制御する駆動回路（４１）を備え、駆動回路（４１）の発振周波数切り替えのタイミングを計る、予熱タイマー回路（４２）、始動タイマー回路（４３）を備え、前記予熱タイマー回路（４２）及び始動タイマー回路（４３）により制御される検出回路（４４）を備え、バラスト用インダクタ（５１）、補助コンデンサ（５２）、放電灯（５３）からなる点灯回路（５０）を備え、バラスト用インダクタ（５１）の二次側に巻線され、バラスト用インダクタ（５１）の両端電圧を監視し予熱期間中には放電灯（５３）の印加電圧を制御し、点灯後は放電灯（５３）の寿命末期を検出するとともに、放電灯（５３）が外された無負荷を検出する検出巻線（５１Ａ）を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は放電灯点灯装置に関する。特に、放電灯の予熱制御及び放電灯寿命末期、無負荷時の保護制御に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来装置の回路図を図２に示す。図２は一般的に知られるハーフブリッジ回路の例である。このインバータ形の放電灯点灯装置は、直流電源１０の両端に直列接続された、スイッチング素子２１・２２を駆動回路４１にて交互にオンオフしてスイッチング素子２２の両端に接続された放電灯５３を含む点灯回路５０に高周波電力を供給するものである。放電灯５３の両側のフィラメントは補助コンデンサ５２が接続され、バラスト用インダクタ５１と補助コンデンサ５２の共振で発生したエネルギにより放電灯５３のフィラメントは予熱される。電源が投入されるとまず、予熱タイマー回路４２の働きにより、駆動回路４１は設定された予熱周波数でスイッチング素子２１・２２を駆動する。この予熱周波数で決まるバラスト用インダクタ５１と補助コンデンサ５２の共振によりバラスト用インダクタ５１及び補助コンデンサ５２両端に共振電圧が発生する。この発生した共振電圧により放電灯５３のフィラメントは予熱される。予熱タイマー回路４２により設定される一定時間が経過すると、始動タイマー回路４３が動き出し、これの働きにより駆動回路４１はスイッチング素子２１・２２を駆動する発振周波数を始動周波数へと切り替える。このためバラスト用インダクタ５１、補助コンデンサ５２の共振が強まり、放電灯５３へ高電圧が印可され、放電灯５３が点灯する。【０００３】  始動タイマー回路４３により設定される一定時間が経過すると、ランプ寿命末期検出回路４５を有効とし、放電灯５３が寿命末期でなければ、駆動回路４１は発振周波数を点灯周波数へと切り替え、放電灯５３は所定の明るさで点灯する。一方ランプ寿命末期検出回路４５により、放電灯５３が寿命末期と判定されれば駆動回路４１は発振停止する。
また、放電灯５３の低圧側フィラメントには直流電源１０からダイオード６４を介し抵抗６０、６１、６２が接続されている。放電灯５３が装着されているときは、抵抗６１，６２両端のインピーダンスは放電灯５３のフィラメントのインピーダンス（数Ω）にほぼ等しいものとなり、抵抗６２両端にはほとんど電圧が発生しないため無負荷検出回路６３は放電灯５３が正常に装着されていると判定する。一方放電灯５３が装着されていないときは、抵抗６２両端には、抵抗６０、６１、６２の分圧比によりきまる電圧が発生するため無負荷検出回路６３は放電灯５３が装着されていない無負荷状態と判定し駆動回路４１の発振を停止させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  図２装置は、設定された一定の予熱周波数でインバータ動作して放電灯のフィラメント予熱を行っているため、予熱のエネルギーはバラスト用インダクタのインダクタンス値、補助コンデンサの容量値、予熱周波数によるバラスト用インダクタの両端に発生する共振電圧により決まる。このため、バラスト用インダクタのインダクタンス値、補助コンデンサの容量値がばらついたとき、予熱のエネルギーも同様にばらついてしまい、予熱不足によるランプの始動不確実、早期黒化によるランプ短寿命となる問題があった。
また、ランプ寿命末期検出は高電圧部の電圧を検出しているため、高電圧を低電圧化するために多くの部品点数が必要であった。さらに無負荷検出においても多くの部品点数が必要であった。
本発明の目的は部品のバラツキがあった場合においも簡便に適正なフィラメント予熱を行い、放電灯の始動を確実なものとするとともに、安価で少ない部品点数でランプ寿命末期及び無負荷の検出を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記目的を達成するために、本発明はバラスト用インダクタ５１の二次側に検出巻線５１Ａと、予熱タイマー回路４２及び始動タイマー回路４３により制御される、検出巻線５１Ａの電圧を監視する検出回路４４を備える構成としている。
説明を補足する。予熱タイマー回路４２が働き、駆動回路４１が予熱周波数にて動作している間、検出巻線５１Ａ両端に発生する電圧を検出回路４４にて監視し、この電圧が設定された予熱時目標フィラメント電圧となるよう駆動回路４１の発振周波数を制御することにより、バラスト用インダクタ５１のインダクタンス値、補助コンデンサ５２の容量値がばらついた場合であっても、適正なフィラメントの予熱を行うことができる。なお、発振を開始しても検出巻線５１Ａ両端に電圧が発生しない場合は検出回路４４にて無負荷と判定し駆動回路４１の発振を停止させる。
また、始動タイマー回路４３が設定された一定時間経過し、駆動回路４１が点灯周波数で駆動し出すと同時に、検出回路４４は検出巻線５１Ａ両端に発生する検出電圧が所定のしきい値を超えないかどうかを監視し続ける。放電灯５３が寿命末期となり、検出電圧が所定のしきい値を超えた場合、検出回路４４は駆動回路４１の発振を停止させる。さらに、検出巻線５１Ａ両端に電圧が発生しなくなった場合は検出回路４４にて無負荷と判定し駆動回路４１の発振を停止させる。
【発明の効果】
【０００６】  本発明によれば、バラスト用インダクタの二次側に巻線された検出巻線の両端電圧を検出回路により検出し、予熱時にはこの電圧値が設定された目標となる最適フィラメント予熱条件の電圧値と等しくなるよう駆動回路の発振周波数を制御することで、バラスト用インダクタのインダクタンス値、補助コンデンサの容量値がばらついた場合であっても、適正なフィラメントの予熱が可能となり、放電灯の始動を確実なものとすることができる。
また、放電灯点灯時には同じ検出巻線、検出回路にて、放電灯の寿命末期及び無負荷（ランプの有無状態）を判定することができるため、安価で部品点数の少ない回路構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  本発明の実施形態を図１を用いて説明する。本発明装置は、図１に示すように、直流電源１０に順直列一対のスイッチング素子２１、２２が接続され前記スイッチング素子２１、２２には逆並列にフライホイールダイオード３１、３２が接続されている。前記スイッチング素子２１、２２は駆動回路４１にて交互にオンオフしてスイッチング素子２２の両端に接続された放電灯５３を含む点灯回路５０に高周波電力を供給するものである。放電灯５３のフィラメントは補助コンデンサ５２が接続され、バラスト用インダクタ５１と補助コンデンサ５２の共振で発生したエネルギにより放電灯５３のフィラメントは予熱される。【０００８】  電源が投入されるとまず、予熱タイマー回路４２の働きにより、駆動回路４１は設定された予熱周波数でスイッチング素子２１・２２を駆動する。同時に、予熱タイマー回路４２の働きにより検出回路４４が動作する。検出回路４４はバラスト用インダクタ５１の二次側に巻線された検出巻線５１Ａの両端電圧を検出し、この電圧値が設定された目標となるフィラメント予熱電圧値と等しくなるよう駆動回路４１の発振周波数を制御する。検出巻線５１Ａの両端電圧はバラスト用インダクタ５１の両端電圧を巻数比率だけ低下させた電圧値であり、放電灯５３に印加される電圧を等価的に監視することが出来、目標となるフィラメント予熱電圧値は放電灯５３のフィラメント予熱中の最適値に設定されている。なお、発振を開始しても検出巻線５１Ａ両端に電圧が発生しない場合は検出回路４４にて無負荷と判定し駆動回路４１の発振を停止させる。【０００９】  予熱タイマー回路４２により設定される一定時間が経過すると、始動タイマー回路４３が動き出し、検出回路４４が動作を停止するとともに、駆動回路４１はスイッチング素子２１・２２を駆動する発振周波数を始動周波数へと切り替える。このためバラスト用インダクタ５１、補助コンデンサ５２の共振が強まり、放電灯５３へ高電圧が印加され、放電灯５３が点灯する。放電灯５３が点灯するとバラスト用インダクタ５１両端電圧は、放電灯５３両端電圧と等価となり、その状態が検出巻線５１Ａ両端電圧として発生する。始動タイマー回路４３により設定される一定時間が経過すると検出回路４４が再び働き、検出巻線５１Ａの両端電圧とランプ寿命末期のしきい値電圧とを比較し、検出巻線５１Ａの両端電圧がランプ寿命末期のしきい値電圧より低く放電灯５３が寿命末期でなければ、駆動回路４１は発振周波数を点灯周波数へと切り替え、放電灯５３は所定の明るさで点灯する。検出回路４４により、放電灯５３が寿命末期と判定されれば駆動回路４１は発振停止する。また、検出巻線５１Ａ両端に電圧が発生しなくなった場合は検出回路４４にて無負荷と判定し駆動回路４１の発振を停止させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の回路図
【図２】従来装置の回路図
【符号の説明】
【００１０】１０：直流電源
２１，２２：スイッチング素子
３１，３２：フライホイールダイオード
４１：駆動回路
４２：予熱タイマー回路
４３：始動タイマー回路
４４：検出回路
５０：点灯回路
５１：バラスト用インダクタ
５１Ａ：検出巻線
５２：補助コンデンサ
５３：放電灯
６０，６１，６２：抵抗
６３：無負荷検出回路
６４：ダイオード
７０：コンデンサ
【図１】
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【図２】
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