专利名称：放电灯点灯装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种放电灯点灯装置。特别是涉及一种在通过基于变换器电路的高频电力来点灯放电灯的放电灯点灯装置中，对不良放电灯的异常放电的保护。
背景技术：
在现有的放电灯点灯装置中，公开了在检测放电灯寿命末期的无发光(no emission)状态，并进行显示后，使放电灯继续点灯的装置(例如，参照专利文献1)。但是，在放电灯处于寿命末期的状态下继续点灯却因为放电灯的整流点灯状态而给点灯电路施加过量负担。因此，还公开了设置有如果检测电路检测出放电灯在寿命末期等不良状态，就停止对变换器电路供电的保护电路的放电灯点灯装置(例如参照专利文献2)。
专利文献1—特开昭64-54696号公报专利文献2—特开2002-203691号公报但是，在设置有上述的专利文献2那样的保护电路的放电灯装置的情况下，如果检测电路检测出放电灯是不良状态，则因为安全地停止对变换器电路的电源供给，所以并联连接的多个放电灯全部熄灭。因此，达到寿命末期的放电灯的识别是困难的，当要更换正常放电灯时，只能以放电灯的外观的污垢等为线索来以错误性试行步骤来进行。
另外，即使在专利文献1的情况下，也是根据预热状态和点灯状态的重复，再多个放电灯正常状态下，不论不良状态如何都以规定次数闪烁来进行无发光显示，其后，因为要维持点灯状态，所以已到寿命期限的放电灯的识别是困难的。
发明内容
鉴于上述现有装置中存在的问题，本发明的目的在于提供一种放电灯装置，它可以并联连接多个放电灯负载电路，可以容易地进行寿命末期等的不良放电灯的识别，并且能使保护用的电路动作后安全停止。
为了解决上述问题，本发明的放电灯点灯装置包括把由直流电源提供的直流电流驱动变换为在放电灯的通常点灯时的点灯频率或者比点灯频率还高的频率的高频率的变换电路；设定电路常数，在变换电路用比点灯频率还高的频率驱动的情况下，使处于点灯状态的正常的放电灯继续点灯，使不良的放电灯熄灭，并且分别控制多个放电灯点灯的、并联连接的多个放电灯负载电路；根据多个放电灯的两端电压来检测出异常放电的检测电路；如果检测电路至少检测出1个放电灯的异常放电，则用比点灯频率还高的频率以规定时间驱动变换电路之后使其停止的判断电路。
如果采用本发明，则在用比点灯频率还高的频率进行驱动的情况下，设定电路常数使得正常的放电灯的点灯继续，另一方面不良的放电灯熄灭，根据多个放电灯的两端的电压，如果其中至少检测出1个，则通过在用比点灯频率还高的频率在规定时间驱动后，使驱动停止，可以在只是不良的放电灯熄灭的识别期间(规定期间)后使动作安全地停止。因此，即使在变换器电路停止后更换为正常的放电灯的情况下，也不需要如以往那样以放电灯的外观和污垢等为线索进行错误性试行的作业，而是从多个放电灯中仅选择不良的放电灯，从而能节省时间、高效地更换为正常的放电灯。
图1是表示本发明实施方式的放电灯点灯装置的构成的电路图。
图2表示直流电源1的构成例子的图。
图3是说明本发明的放电灯点灯装置动作的波形图。
具体实施例方式
实施方式1图1是表示包含在本发明的实施方式1中的放电灯的放电灯点灯装置构成的电路图。在图1中，直流电源1例如在整流商用电源后，用电容器平滑后得到。变换器电路由用MOSEFT组成的开关元件2以及3构成。
图2是表示直流电源1的构成例子的图。如图2所示，作为商用电源1a的交流电源其构成是在用二极管电桥1b进行全波整流后，用平滑电容器1c平滑化，作为直流电源1输出到负载电路(构成放电灯点灯装置的电路)。
放电灯负载电路L100由扼流圈6、成为点灯对象的放电灯7以及与放电灯7并联连接的电容器8构成，其1端经由耦合电容器5与开关元件2和3的连接点连接，另一端与直流电源1的负极连接。而且，对在开关元件2以及3的漏源之间被反向内置的二极管省略图示。
放电灯负载电路L110也和放电灯负荷L100的构成一样，由扼流圈10、放电灯11以及与放电灯11并联连接的电容器12构成。放电灯负载电路L110和放电灯负载电路L100并联连接。
振荡控制电路4用直流电源1的负极和输出端子D2之间的电压交替ON/OFF(开/关)驱动开关元件3，用Vs端子和输出端子D1之间的电压ON/OFF交替驱动开关元件2。振荡控制电路4的开关元件2、3的ON/OFF时刻依赖于后述的预热定时电路PH100的NPN晶体管18的导通(ON)或者截止(OFF)状态。在此，图1中的Vcc记号表示从另一电路(未图示)提供的控制电路驱动电压(以下，所谓和Vcc连接意味着和控制电路连接施加Vcc电压(另一端子被连接在其间的情况下其电压产生下降))。
预热定时电路PH100是用于在投入直流电源1时，以放电灯7、11具有的进行灯丝的预热等的预热频率，在一定时间使振荡电路4振荡的电路。在此预热频率是比所谓的全光时的点灯频率还高的频率。所谓点灯频率是在放电灯7、11点灯的状态中振荡控制电路4振荡的频率。在本实施方式中，预热定时电路PH100还具有频率设定电路的功能，用于不仅是在点灯前，即使在放电灯7、11处于点灯状态，振荡控制电路4以点灯频率振荡的状态下，也是在检测出异常放电等时，把振荡控制电路4的振荡频率设定为预热频率。用变换器电路、振荡控制电路4以及预热定时电路PH100构成变换电路。
电阻15的一端连接在振荡控制电路4的Rt端子上，另一端连接在Ct端子上。另外，在Ct端子和直流电源1的负极之间连接电容器16。进而电容器17的一端连接在振荡控制电路4的Ct端子上，另一端连接在NPN晶体管18的集电极上。NPN晶体管18的发射极连接在直流电源1的负极上，基极经由电阻20以及电阻21连接在Vcc上。而后，在NPN晶体管18的基极-发射极之间连接电阻19。另外，电解电容器23的一端连接在电阻21和22(20)的接点上，另一端连接在直流电源1的负极间。而后，电阻22的一端连接在电阻21和20的接点上，另一端连接在二极管51的阳极上。而且，二极管51的阴极连接在后述的保持电路H100的晶闸管53的阳极上。
NPN晶体管18在截止(OFF)期间，振荡控制电路4以预热频率振荡，其频率和电阻15的电阻和电容器16的容量的积大致成反比。另一方面，NPN晶体管18在导通(ON)期间以通常的电量频率振荡，其频率和电容器16以及17的容量的和电阻15的电阻积大致成反比。
在此，以和预热频率的关系设定放电灯负载电路L100以及L110中的用于共振的电路常数，使得如果放电灯7以及11是正常状态，则即使在点灯前以预热频率驱动也不点灯，另外，在点灯状态时如果用预热频率驱动则继续点灯。另外，设定成当放电灯不良的情况下如果用预热频率驱动则熄灭。
士检测电路D100是用于检测放电灯负载电路L100以及L110的两端电压的平均的电路。当放电灯7以及11正常放电的情况下，施加在电容器33上的电压(以下，称为检测电压)大致为0V，而当放电灯7或者11的至少某一方因寿命末期等不良的情况下检测电压变为正或者负电压。电阻31一端连接在耦合电容器5和扼流圈6的接点上，另一端经由电阻32连接在直流电源1的负极上。另外，在电阻32上并联连接电容器33。
信号变换电路CV100是如果在上述的士检测电路D100中检测出负电压，则在脱离了预先确定的范围的情况下(负的绝对值大的情况下)输出正的高电平输出，在范围内的情况下输出低电平的信号的变换电路。
电阻44的一端连接在Vcc上，另一端连接在NPN晶体管45的集电极上。另外，NPN晶体管45的发射极连接在直流电源1的负极上，基极连接在二极管42的阴极上。另外，二极管42的阳极连接在直流电源1的负极上。电阻41被连接在Vcc和NPN晶体管45的基极之间。而且，电容器43并联连接在二极管42上。
齐纳二极管35的阴极连接在NPN晶体管45的基极上，其阳极连接在二极管34的阳极上。另一方面，二极管34的阴极被连接在电阻31和32的接点上。二极管46的阳极连接在NPN晶体管45的集电极上，阴极连接在后述的保持电路H100的电阻56和齐纳二极管37的阳极上。
在此，如齐纳电压满足下式(1)那样选定齐纳二极管35。而且，这种情况下使Vs1电压比0V充分低。
-V33＜Vs1＝0-(VZ35+VF34)＜0……(1)(1)式中记载的记号表示如下意义。
VZ35齐纳二极管35的齐纳电压VF34二极管34的正向电压(约0.6V)-V33在放电灯7或者11中，因在耦合电容器5一侧的灯丝的放电寿命末期的放电物质消耗等原因引起的不良的在电容器33中的检测电压放电灯7以及11如果是正常的状态则检测电压大致为0V，NPN晶体管45的集电极为低电平(直流电源1的负极一侧的电压)。反之，1以上的放电灯处于寿命末期等的不良状态，如果检测电压为满足上述(1)式的-V33，则晶体管45的集电极变为高电平。
保持电路H100是进行在±检测电路D100中检测出的信号电平的识别判定，当是异常的信号电平的情况下是使变换器电路的振荡停止并持续保持停止状态的电路。至少由保持电路H100和后述的延迟定时电路DL100构成判定电路。在保持电路H100中，晶闸管53的阴极与直流电流1的负极连接，阳极通过电阻52与Vcc连接。在晶闸管53的栅极和阴极之间连接电阻54以及电容器55。从晶闸管53的栅极经由电阻56连接在齐纳二极管37的阳极上。二极管36的阴极连接在齐纳二极管37的阴极上，阳极连接在电阻31和32的接点上。
在此，对齐纳二极管37如满足下式(2)那样选定齐纳电压。而且，这种情况下Vs2为比0V充分高的电压。放电灯7以及11如果是正常状态，则因为检测电压大致为0V，所以晶闸管53的阳极是高电平。另一方面，1个以上的放电灯处于寿命末期等的不良状态，如果检测电压是满足上述(1)式的+V33，则晶闸管53的阳极为低电平。如果晶闸管53的阳极为低电平，则因为从Vcc经由电阻52流过保持电流，所以与在±检测电路D100中的检测电压没有关系，以后，晶闸管53继续导通(ON)状态(低电平)。
0＜VS2＝VG53+VZ37+VF36＜+V33……(2)VZ37齐纳二极管37的齐纳电压VG53晶闸管53的反转导通(ON)栅极电压VF36晶闸管36的正向电压降(约0.6V)+V33在放电灯7或者11中，因在直流电源1的负极一侧的灯丝的放电寿命末期时的放电物质消耗等原因引起不良的在电容器33中的检测电压延迟定时电路DL100当保持电路H100的晶闸管53处于导通(ON)状态的情况下，首先，把振荡频率从通常点灯频率变更为保持为预热频率。以下在预先确定的不良放电灯识别显示期间T1后，停止振荡控制电路4的振荡频率的驱动并停止变换器电路的动作，继续其状态。在此，不良放电灯识别显示期间T1是根据电解电容器64可以蓄积的电荷量确定的期间。
电阻61的一端连接在晶闸管53的阳极上，另一端连接倒NPN晶体管63的基极上。NPN晶体管63的发射极上连接在直流电源1的负极上，集电极经由电阻62连接在Vcc上。在NPN晶体管63的集电极和直流电源1的负极之间连接电解电容器64上。和电解电容器64并联地连接由电阻66和65形成的串联电路。NPN晶体管67的发射极连接在直流电源1的负极上，基极连接在电阻66和65的接点上，集电极经由电阻68连接在Vcc上。二极管38的阳极连接在振荡控制电路4的S端子上，阴极连接在NPN晶体管67的集电极上。在此，如果在S端子上施加低电平的电压(作为信号输入)，则振荡控制电路4停止振荡。
图3是本实施方式的放电灯点灯装置的动作说明图。在图3中，都表示是在经过时间t时的情况，(a)电容器55的电压波形，(b)晶闸管53的电压波形，(c)NPN晶体管63的集电极电压波形，(d)NPN晶体管67的集电极电压波形。在此，各波形与放电灯7或者11的状态对应，模式1表示放电灯7以及11是正常状态的情况，模式2是放电灯7因寿命末期等引起的不良状态，表示放电灯11是正常状态时的情况。
以下，根据图1以及图3说明本实施方式的放电灯点灯装置的动作。在图1中，如果接通直流电源1，则由振荡控制电路4交替ON/OFF驱动开关元件2以及3。此时，变换器电路的驱动频率(振荡控制电路4的振荡频率)因为NPN晶体管18截止(OFF)所以用预热频率驱动。
通过Vcc的电压施加经由电阻21充电电解电容器23，如果NPN晶体管18导通(ON)，则振荡控制电路4在点灯频率下开始振荡，放电灯7以及11直至通常点灯。
首先，说明在图3中放电灯7以及11都是正常状态的模式1的情况下的动作。模式1的动作期间是从图3的时间t1到t2的期间。在模式1中放电灯7以及11都是正常状态，因为电容器55的电压是低电平，晶闸管53的阳极是高电平，所以正常放电状态继续。
以下，说明在图3中放电灯7是寿命末期，放电灯11是正常状态的模式2的情况下的动作。模式2的动作说明期间是从图3的时间t2到t3的期间。在此，在期间过程中的时间t21中假设放电灯7处于因寿命末期引起的不良状态。因此从直流电流1的投入到时间t21的期间和上述模式1一样放电灯7以及11正常点灯。
在时间t21，如果放电灯7处于不良状态则从±检测电路D100检测出正或者负电压。如果是负电压则用信号变换电路CV100变换。根据检测电压在电容器55中的电压如图3(a)所示变为高电平。在时间t22中，如果栅极电压变为导通(ON)状态则晶闸管53的阳极电压也如图3(b)所示变为低电压。如果晶闸管53变为ON状态(低电平)，则被充电到电解电容器23中的电荷经由电阻22放电。因此，在时间t22中NPN型晶体管18截止(OFF)。因此，振荡控制电路4在预热频率下振荡。这种情况下，虽然作为正常状态的放电灯11继续点灯，但因寿命末期不良状态的放电灯7熄灭。因为以预热频率放电，所以在放电灯负载电路L100以及L110中的共振剧烈程度减小，可以防止在变换器电路上流过过大的电流。
如果晶闸管53变为ON状态(低电平)，则NPN晶体管63变为截止(OFF)，电解电容器64经由电阻62由Vcc充电。由于被充电，电解电容器64的电压如图3(c)所示上升。而后，在经过期间T1后，NPN晶体管67导通(ON)，其集电极如图3(d)所示变为低电平。因此因为振荡控制电路4的S端子也变为低电平，所以振荡控制电路4停止振荡，变换器电路也停止驱动。
因为上述T1的期间变换器电路以预热频率驱动，所以寿命末期等的不良的放电灯7熄灭，正常的放电灯11继续点灯。因此，通过适当选择期间T1，确定并设计和其一致的电解电容器64等，即使在期间T1间有多个放电灯，使用者也可以没有错误地只识别处于不良状态的放电灯更换。另外。即使在超过上述期间T1变换器电路停止驱动后，因为如果在切断直流电源1后再接通电源则在预热的期间后处于模式2的状态，所以无论重复几次都可以识别确认不良的放电灯。
如上所述如果采用本实施方式，因为，多个放电灯被并联连接在变换器电路上，预先设定放电灯负载电路的电路常数，使得在点灯之前即使以预热频率驱动也不点灯，另外，在点灯之后如果用预热频率驱动则继续点灯，另外，当放电灯不良的情况下，如果用预热频率驱动则熄灭，如果1个以上的放电灯达到寿命末期等的不良状态，由于振荡控制电路4把作为点灯频率的振荡频率变更为预热频率，因此在识别期间T1期间，在不良的放电灯熄灭，正常的放电灯继续点灯后，使变换器电路停止，所以，可以容易识别不良的放电灯，可以安全地停止变换器电路的动作。因此，在变换器电路停止后，当要把寿命末期等的不良的放电灯更换为正常的放电灯的情况下，不需要如以往那样以放电灯的外观和污垢等为线索进行试行错误的操作，只从多个放电灯中识别出不良放电灯，就可以不浪费时间而高效地更换为正常品。另外，通过用预热频率驱动，可以防止在变换器电路中流过过大电流。
实施方式2在以上说明中，说明了放电灯7是寿命末期等的不良，放电灯11是正常情况，但即使放电灯7正常情况，放电灯11是不良情况也可以得到同样的效果。另外，在以上说明中，说明了放电灯是2个的情况，但即使是3个以上也可以适用本发明。
实施方式3在以上的说明中，当检测出有异常放电的情况下，用预热频率振荡，驱动变换器电路，使正常的放电灯继续点灯，只是不良的放电灯熄灭。这种情况下，因为可以和进行点灯前的灯丝预热的预热频率兼用，所以可以简化电路构成、频率控制。但是，本发明并不局限于此。例如，在检测出异常放电的情况下，使振荡控制电路4进行振荡的频率用与预热频率不同的、比点灯频率还高的频率进行振荡，因此可以进行与上述同样的放电灯的点灯控制。在这种情况下，就和与其频率的关系来设定放电灯负载电路L100以及放电灯负载电路L110的电路常数。
另外，显然变换器电路并不局限于上述构成，也可以是具有同等功能的其他构成。而且，±检测电路D100、信号变换电路CV100、保持电路H100、延迟定时电路DL100以及预热定时电路PH100也并不局限于上述的构成，也可以是具有同等功能的其他的电路构成。
权利要求
1.一种放电灯点灯装置，其特征在于包括把由直流电源提供的直流电流驱动变换为在放电灯的通常点灯时的点灯频率或者比该点灯频率还高的频率的高频电流的变换电路；设定电路常数，当该变换电路用比上述点灯频率还高的频率进行驱动时，使处于点灯状态的正常放电灯继续点灯，使不良的放电灯熄灭，并对多个放电灯分别进行点灯控制的、并联连接的多个放电灯负载电路；根据上述多个放电灯的两端的电压来检测异常放电的检测电路；和如果该检测电路检测出至少1个放电灯的异常放电，就用比上述点灯频率还高的频率以规定时间驱动上述变换电路之后使其停止的判断电路。
2.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于比上述点灯频率还高的频率是在使上述多个放电灯点灯前的预热中使用的预热频率。
3.如权利要求1所述的放电灯点灯装置，其特征在于上述检测电路在上述至少1个放电灯的两端电压的平均值超过规定范围的情况下，检测异常放电。
4.如权利要求1～3中任意1项所述的放电灯点灯装置，其特征在于上述变换电路包括设定是用上述点灯频率进行驱动还是用比该点灯频率还高的频率进行驱动的频率设定电路；用基于该频率设定电路的设定的频率来进行振荡的振荡控制电路；和把由上述直流电源提供的直流电流驱动变换为与上述振荡电路的振荡相应的高频电流的变换器电路。
5.如权利要求4所述的放电灯点灯装置，其特征在于上述变换电路包括根据上述检测电路的检测，使上述频率设定电路设定用比上述点灯频率还高的频率进行驱动的保持电路；和在使上述振荡控制电路振荡了规定时间之后使其停止的延迟定时电路。
全文摘要
一种放电灯点灯装置，包括把从直流电源(1)提供的直流电流驱动变换为在放电灯(7、11)的通常点灯时的点灯频率或比该点灯频率还高的频率的变换器电路等的变换电路；设定电路常数，在用比点灯频率高的频率进行驱动的情况下，正常放电灯继续点灯，不良放电灯熄灭，并控制多个放电灯点灯的、并联连接的多个放电灯负载电路(L100、L110)；根据多个放电灯(7、11)两端电压来检测异常放电的±检测电路(D100)；如果±检测电路(D100)至少检测出1个放电灯的异常放电，则用比上述点灯频率高的频率在规定时间驱动后使其停止的保持电路(H100)等的判断电路。能容易地进行寿命末期的不良放电灯的识别，使保护用电路动作之后使其安全地停止。
文档编号H05B41/36GK1674756SQ20041007498
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年3月26日
发明者高桥修, 家城康则 申请人:三菱电机株式会社, 三菱电机照明株式会社