(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯に高周波電圧を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力電流を限流する限流要素と、前記限流要素の近くに配置されるバランサとを備え、前記インバータ回路は、前記バランサを介して少なくとも２灯の前記放電灯に高周波電圧を供給する放電灯点灯装置において、物理的な配置関係として、感温素子を前記限流要素と前記バランサとの間に配置し、且つ、電気的な接続関係として、感温素子を前記インバータ回路が前記放電灯に高周波電圧を供給する経路に挿入配置し、前記感温素子の温度が一定値以上になると前記感温素子は、前記インバータ回路が前記放電灯に高周波電力を供給する経路を遮断すると共に、前記限流要素と前記感温素子と発熱部品とは、同一プリント基板上に且つ前記プリント基板の長手方向に、前記限流要素、前記感温素子、前記発熱部品の順で実装配置されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記限流要素は、バラストチョークであることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記感温素子は、サーマルプロテクタであることを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記インバータ回路は、前記放電灯の光出力を可変可能なものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯を高周波で点灯させる放電灯点灯装置は、負荷の状態が寿命末期などの異常モードとなると、半波放電等により放電灯の管内放電量が減少し、放電灯のインピーダンスが高くなり、放電灯点灯装置内の主スイッチング素子及び放電灯限流素子などの様々な部品の発熱、電圧、電流等によるストレスが増大してしまう、という第１の問題点が発生してしまう。該第１の問題点を解決する手段として、負荷の異常を検知して、インバータ回路を発振停止あるいは間欠発振させたり、放電灯出力を低下させたりする手段がよく用いられる。
【０００３】
その一例として、本発明に係る従来例の回路図を図４に示す。
本回路は、直流電源電圧Ｅを交流の高周波電圧に変換し、バラストチョークＬ１を介して負荷回路側に供給するインバータ回路を含んで構成されるものである。ここで、インバータ回路は、直流電源Ｅの両端に接続される電界効果トランジスタ（以下、スイッチング素子と呼ぶ。）Ｑ１、Ｑ２の直列回路から構成される所謂ハーフブリッジ式インバータ回路である。また、負荷回路は、バラストチョークＬ１及びバランサＴ１を介してスイッチング素子Ｑ２の両端に接続される、放電灯Ｌａ１、コンデンサＣ１、Ｃ３からなる直並列回路と、放電灯Ｌａ２、コンデンサＣ２、Ｃ４からなる直並列回路とから構成される。なお、コンデンサＣ１、Ｃ２は、共振コンデンサ及び予熱用コンデンサであり、コンデンサＣ３、Ｃ４は直流成分カット用コンデンサである。更に、スイッチング素子Ｑ２のソースに一端を接続された抵抗Ｒ４、Ｒ５、ダイオードＤ１、コンデンサＣ７、比較器ＣＰ１、基準電圧Ｖｒｅｆ１でエミレス検出回路Ａを構成し、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ６、Ｒ７からなる直列回路と、コンデンサＣ６、抵抗Ｒ８、Ｒ９からなる直列回路と、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、コンデンサＣ７、比較器ＣＰ１、基準電圧Ｖｒｅｆ１とでエミレス検出回路Ｂを構成する。更にまた、スイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間に抵抗Ｒ１及びバラストチョークＬ１の２次巻線ｎ２の直列回路を接続し、スイッチング素子Ｑ２及び抵抗Ｒ４の直列回路の両端に抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路を接続している。スイッチング素子Ｑ２のゲートには制御回路１よりオンオフ信号が供給される。
【０００４】
以下、図５に示す動作波形図を参照して、動作を簡単に説明する。
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオンオフすることにより、バラストチョークＬ１及びコンデンサＣ１とバラストチョークＬ１及びコンデンサＣ２との共振を生じ、放電灯Ｌａ１及び放電灯Ｌａ２を点灯させる。また、調光信号２を制御回路１へ供給することにより、スイッチング素子Ｑ２のオン区間を可変させ、放電灯Ｌａ１及び放電灯Ｌａ２を調光点灯させる。
【０００５】
このような回路構成において、放電灯Ｌａ１あるいは放電灯Ｌａ２の少なくとも一方が寿命末期となった場合、インバータ回路に印加される電圧ストレス、電流ストレス、温度ストレスが大きくなるため、エミレス検出回路Ａ、Ｂを介して、該ストレスを抑制するような制御を行う。例えば、放電灯Ｌａ１のフィラメントの一端がエミレスとなった場合、放電灯Ｌａ１と放電灯Ｌａ２とに流れる電流の均衡が崩れるため、Ｔ１が不均衡を補正する方向で電圧を発生する。その結果、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７の接続点の電位と抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ９の接統点の電位とが不均衡となり、双方の接統点電位の差が抵抗Ｒ１０に印加される。この電位差により、トランジスタＴｒ１もしくはトランジスタＴｒ２をオンさせ、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ１１を経由して電流が流れ、コンデンサＣ７の両端電圧値が所定のレベルＶｒｅｆ１を超えると比較器ＣＰ１が動作し、よって、スイッチング素子Ｑ２の発振停止などの制御を行い、上記ストレスを低減する。
【０００６】
一方、放電灯Ｌａ１、Ｌａ２双方ともエミレスとなった場合、放電灯Ｌａ１と放電灯Ｌａ２とに流れる電流の不均衡が発生せず、エミレス検出回路Ｂが働かないことが考えられる。このとき、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に過大な電流が流れるが、該過電流を抵抗Ｒ４で検出し、抵抗Ｒ５、ダイオードＤ１を経由して電流が流れ、コンデンサＣ７の両端電圧値が所定のレベルＶｒｅｆ１を超えると比較器ＣＰ１が動作し、よって、スイッチング素子Ｑ２の発振停止などの制御を行い、上記ストレスを低減する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例には、以下に示す様な第２の問題点が生じてしまう。
【０００８】
上記従来例では、調光信号に応じて放電灯Ｌａ１あるいは放電灯Ｌａ２の出力レベルを低下させると、放電灯がエミレスであっても、ある出力レベル以下では、エミレス検出回路Ａ、Ｂによるエミレス検出が動作しなくなり、上記ストレスを低減することができなくなってしまう。さらに、図５（ａ）に示す様な、放電灯Ｌａ１あるいは放電灯Ｌａ２を低光束維持点灯させる為に所定の周期毎に放電灯Ｌａ１あるいは放電灯Ｌａ２にパルスを印加する回路方式では、放電灯の低光束時の点灯性能は向上するものの、図５（ｂ）に示す様に、周期的にスイッチング素子Ｑ２のオン幅が広くなるので、バラストチョークＬ１及び抵抗Ｒ１への印加電圧が大きくなり、更にストレスが大きくなってしまう。また、調光レベルに応じて基準電圧Ｖｒｅｆ１を可変させ（例えば、特開平２−１４４８９６号公報）、調光時におけるエミレス検出を可能にするような制御も非常に困難となってしまう。
【０００９】
本発明は、上記全ての問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、調光時にランプエミレスを確実に検出し、よって回路ストレスを低減可能な放電灯点灯装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１記載の発明によれば、放電灯に高周波電圧を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力電流を限流する限流要素と、前記限流要素の近くに配置されるバランサとを備え、前記インバータ回路は、前記バランサを介して少なくとも２灯の前記放電灯に高周波電圧を供給する放電灯点灯装置において、物理的な配置関係として、感温素子を前記限流要素と前記バランサとの間に配置し、且つ、電気的な接続関係として、感温素子を前記インバータ回路が前記放電灯に高周波電圧を供給する経路に挿入配置し、前記感温素子の温度が一定値以上になると前記感温素子は、前記インバータ回路が前記放電灯に高周波電力を供給する経路を遮断すると共に、前記限流要素と前記感温素子と発熱部品とは、同一プリント基板上に且つ前記プリント基板の長手方向に、前記限流要素、前記感温素子、前記発熱部品の順で実装配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、前記限流要素は、バラストチョークであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、前記感温素子は、サーマルプロテクタであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、前記インバータ回路は、前記放電灯の光出力を可変可能なものであることを特徴とする。
【００１８】
【実施の形態】
（実施の形態１）
本発明に係る第１の実施の形態の回路図を図３に、その要部の模式的な上方図を図１（ａ）に、その側面図を図１（ｂ）に示す。
【００１９】
図４に示す従来例の回路図と異なる点は、スイッチング素子Ｑ１の両端に接続された抵抗Ｒ１３、バラストチョークＬ１及びバランサＴ１間に挿入された感温素子（例えば、サーマルプロテクタ）ＴＰ、コンデンサＣ１の両端に接続された抵抗Ｒ１４、コンデンサＣ３の両端に接続された抵抗Ｒ１５及び抵抗Ｒ１６の直列回路、抵抗Ｒ１５及び抵抗Ｒ１６の接続点にアノード側端子を接続されたダイオードＤ３、ダイオードＤ３及びグランド間に接続された抵抗Ｒ２０、抵抗Ｒ２０の両端に接続されたコンデンサＣ８で構成される放電灯Ｌａ１側の無負荷検出回路Ａと、抵抗Ｒ１３、感温素子ＴＰ、コンデンサＣ２の両端に接続された抵抗Ｒ１７、コンデンサＣ４の両端に接続された抵抗Ｒ１８及び抵抗Ｒ１９の直列回路、抵抗Ｒ１８及び抵抗Ｒ１９の接続点にアノード側端子を接続されたダイオードＤ３、抵抗Ｒ２０、コンデンサＣ８で構成される放電灯Ｌａ２側の無負荷検出回路Ｂとを設けたことであり、その他の従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を昇略する。なお、直流電源Ｅとして、本回路では、交流電源Ｖｓと、フィルタ回路Ｆを介して交流電源Ｖｓの両端に接続された整流器ＤＢと、整流器ＤＢの出力端に接続された所謂昇圧チョッパ回路とで構成している。昇圧チョッパ回路は、インダクタＬ１２、ダイオードＤ１１、スイッチング素子Ｑ１１、平滑コンデンサＣ１１で構成されており、スイッチング素子Ｑ１１は制御回路１１にて制御される。
【００２０】
また、図１（ａ）、（ｂ）に示す様に、感温素子ＴＰは、バラストチョークＬ１とバランサＴ１との間に挿入、且つ、バラストチョークＬ１及びバランサＴ１に近接して実装配置されている。
【００２１】
以下、動作を簡単に説明する。
本回路にて、放電灯Ｌａ１か放電灯Ｌａ２かのいずれか１灯がエミレスとなった場合、エミレス検出回路Ｂが動作してスイッチング素子Ｑ２の発振停止や間欠発振といった制御を行なう。また、調光信号２を受けて放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の出力が低下すると、放電灯Ｌａ１と放電灯Ｌａ２との電圧差が小さくなってエミレス検出回路Ｂが働かなくなり、Ｌ１及びバランサＴ１に徐々にストレスを与え、バラストチョークＬ１及びバランサＴ１の温度が上昇する。あるレベル以上に温度が上昇すると、感温素子ＴＰが動作して無負荷検出回路の経路を遮断し、インバータ回路の発振を停止させる。その後、感温素子ＴＰが一定以下の温度に達すると、再びインバータ回路は発振を開始する。
【００２２】
放電灯Ｌａ１と放電灯Ｌａ２との両方がエミレスとなった場合、エミレス検出回路Ａが動作してスイッチング素子Ｑ２の発振停止や間欠発振といった制御を行なう。また、調光信号２を受けて放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の出力が低下すると、インバータ回路を流れる電流が低下するため、エミレス検出回路Ｂが働かなくなり、バラストチョークＬ１及びバランサＴ１に徐々にストレスを与え、バラストチョークＬ１及びバランサＴ１の温度が上昇する。あるレベル以上に温度が上昇すると、感温素子ＴＰが動作して無負荷検出回路の経路を遮断し、インバータ回路の発振を停止させる。その後、感温素子ＴＰが一定以下の温度に達すると、再びインバータ回路は発振を開始する。
【００２３】
なお、感温素子ＴＰは、回路上バラストチョークＬ１とバランサＴ１との間に挿入したが、無負荷検出回路を遮断する経路上であればいずれでも良い。ただし、回路上、バラストチョークＬ１とバランサＴ１との間に挿入した方が、図１に示す様な実装配置とすることができ、実装上有利である。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明に係る第２の実施の形態の、要部の模式的な上方図を図２（ａ）に、その側面図を図２（ｂ）に示す。
【００２５】
図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、感温素子ＴＰを、バラストチョークＬ１と抵抗Ｒ１の間に挿入、且つ、バラストチョークＬ１と抵抗Ｒ１とに近接して実装配置したことであり、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態において、放電灯Ｌａ１か放電灯Ｌａ２のいずれか１灯がエミレスとなった場合、あるいは放電灯Ｌａ１と放電灯Ｌａ２との両方がエミレスとなった場合、調光信号２を受けて放電灯Ｌａ１、Ｌａ２の出力が低下すると、バラストチョークＬ１及びバランサＴ１の他に、抵抗Ｒ１への印加電圧も高くなる為に抵抗Ｒ１の温度が上昇する。あるレベル以上に温度が上昇すると、感温素子ＴＰが動作して無負荷検出回路の経路を遮断し、インバータ回路の発振を停止させる。その後、感温素子ＴＰが一定以下の温度に達すると、再びインバータ回路は発振を開始する。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項４に記載の発明によれば、調光時に１灯あるいは多灯のランプエミレスを確実に検出し、よって回路ストレスを低減可能であり、また、感温素子を部品間に挿入するだけでよいので安価に実現可能であり、感温素子の位置ずれも少なくでき検出精度を高く保つことが可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の要部の模式的な、（ａ）上方図、（ｂ）側面図を示す。
【図２】本発明に係る第２の実施の形態の要部の模式的な、（ａ）上方図、（ｂ）側面図を示す。
【図３】本発明に係る実施の形態の回路図を示す。
【図４】本発明に係る従来例の回路図を示す。
【図５】上記従来例に係る動作波形図を示す。
【符号の説明】
Ｌ１    バラストチョーク
Ｌａ    放電灯
Ｑ      スイッチング素子
ＴＰ    感温素子
【図１】
0003890688.tif 000002
【図２】
0003890688.tif 000003
【図３】
0003890688.tif 000004
【図４】
0003890688.tif 000005
【図５】
0003890688.tif 000006