專利名稱:放電燈點(diǎn)亮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)放電燈的壽命末期、保護(hù)放電燈點(diǎn)亮裝置的逆變電路的保護(hù)電路。
背景技術(shù):
例如在專利文獻(xiàn)1中公開了這樣的方案,該方案檢測(cè)在放電燈負(fù)荷的壽命末期時(shí)產(chǎn)生半波放電所帶來的、直流截止用電容器(在本申請(qǐng)中稱為耦合電容器)的電壓變動(dòng)的平均值,使逆變電路的輸出減少或停止輸出,對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。
日本特開2002-83699號(hào)公報(bào)(段落“0026”第1行~第14行)現(xiàn)有的放電燈點(diǎn)亮裝置具有這樣的優(yōu)點(diǎn)通過使直流截止用電容器的檢測(cè)電路的電阻和直流成分檢測(cè)用電容器的時(shí)間常數(shù)相對(duì)工作頻率足夠長(zhǎng),從而可使正常點(diǎn)亮?xí)r的直流成分檢測(cè)用電容器的電壓實(shí)質(zhì)上為0V。
然而,由于是檢測(cè)直流截止用電容器的電壓變動(dòng)的平均值,減小逆變電路的輸出或停止輸出,從而對(duì)電路進(jìn)行保護(hù),所以,正常點(diǎn)亮?xí)r的直流成分檢測(cè)用電容器的電壓與壽命末期時(shí)的直流成分檢測(cè)用電容器的電壓的差少,存在不能根據(jù)壽命末期的狀態(tài)(特別是壽命末期的初始狀態(tài))進(jìn)行檢測(cè)的擔(dān)心。
另外,當(dāng)檢測(cè)電路的電阻和直流成分檢測(cè)用的時(shí)間常數(shù)相對(duì)工作頻率足夠長(zhǎng)時(shí),在檢測(cè)到直流截止用電容器的電壓變動(dòng)之前可能花費(fèi)很多時(shí)間。
另外,如縮短檢測(cè)電路的電阻和直流成分檢測(cè)用的時(shí)間常數(shù),使檢測(cè)到直流截止用電容器的電壓變動(dòng)之前的時(shí)間提前,則在短時(shí)間內(nèi)高電壓被充電到直流成分檢測(cè)用電容器,所以,需要選定高耐壓的部件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置具有電源電路、逆變電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、及控制電路;該電源電路輸出直流電壓;該逆變電路具有連接于上述電源電路的輸出間、串聯(lián)的第一和第二開關(guān)元件,連接于串聯(lián)的第一開關(guān)元件與第二開關(guān)元件的中點(diǎn)、抑制流到放電燈的直流成分的耦合電容器,連接到上述耦合電容器、限制流到放電燈的電流的扼流線圈,及與上述放電燈并聯(lián)的啟動(dòng)用電容器,將電力供給到與上述扼流線圈和第二開關(guān)元件連接的放電燈;該驅(qū)動(dòng)電路控制上述逆變電路的上述第一和第二開關(guān)元件的開關(guān);該保護(hù)電路具有連接于上述逆變電路的上述耦合電容器與上述扼流線圈的中點(diǎn)、檢測(cè)供給到上述放電燈的正電位的峰值電壓的正電位峰值檢測(cè)電路,連接于上述逆變電路的上述耦合電容器與上述扼流線圈的中點(diǎn)、檢測(cè)供給到上述放電燈的負(fù)電位的峰值電壓的負(fù)電位峰值檢測(cè)電路,及相應(yīng)于檢測(cè)的正電位和負(fù)電位的峰值電壓檢測(cè)上述放電燈的壽命末期的壽命末期檢測(cè)電路,當(dāng)檢測(cè)到上述放電燈的壽命末期時(shí),輸出保護(hù)信號(hào);該控制電路輸入上述保護(hù)電路的保護(hù)信號(hào),將基于該保護(hù)信號(hào)的控制信號(hào)輸出到上述驅(qū)動(dòng)電路,控制上述逆變電路的輸出。
可增大正常點(diǎn)亮?xí)r的檢測(cè)用電容器的電壓與壽命末期時(shí)的檢測(cè)用電容器的電壓的差,同時(shí),即使在壽命末期的初期狀態(tài)等半波整流的程度少的場(chǎng)合,也可確實(shí)地檢測(cè)壽命末期。
圖1為示出實(shí)施形式1的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
圖2為示出實(shí)施形式1的放電燈的正常時(shí)和壽命末期時(shí)發(fā)生的電壓波形圖。
圖3為示出另一實(shí)施形式1的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
圖4為示出實(shí)施形式2的照明控制系統(tǒng)。
圖5為示出實(shí)施形式3的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
圖6為示出實(shí)施形式3的放電燈的正常時(shí)和壽命末期時(shí)發(fā)生的電壓波形圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施形式1圖1為示出實(shí)施形式1的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
下面說明圖1放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖的構(gòu)成。
放電燈點(diǎn)亮裝置具有電源電路5,該電源電路5當(dāng)接通商用電源1時(shí),通過噪聲濾波器2被供給到全波整流電路3,進(jìn)行全波整流,該經(jīng)過全波整流后的電壓供給到升壓斬波型有源濾波器4,由升壓斬波型有源濾波器4升壓到設(shè)定的電壓值,直流電壓被充電到平滑電容器C1。
升壓斬波型有源濾波器4具有電阻R1、R2、變壓器T1、二極管D1、MOS-FET Q1、控制集成電路IC1、及平滑電容器C1;該電阻R1、R2連接于上述全波整流電路3的輸出側(cè)的兩端進(jìn)行分壓并且是串聯(lián)連接的;該變壓器T1將一端連接于全波整流電路的高電位側(cè);該二極管D1將上述變壓器T1的另一端連接于陽極端子、將陰極端子連接于平滑電容器C1;該MOS-FET Q1在上述變壓器T1與二極管D1的中點(diǎn)連接漏極端子,在控制集成電路IC1連接?xùn)艠O端子,在讀出電阻R3連接源極端子;該控制集成電路IC1連接于上述變壓器T1的次級(jí)側(cè),檢測(cè)變壓器T1的能量放出、次級(jí)側(cè)成為0V這一狀態(tài),連接于上述電阻R1與R2的中點(diǎn),對(duì)全波整流波形進(jìn)行監(jiān)視,連接于上述MOS-FET Q1的源極端子與讀出電阻R3的中點(diǎn),以成為與上述監(jiān)視的全波整流波形大致相同的波形的方式控制電流波形(三角波)的頂點(diǎn)的軌跡,同時(shí),連接于上述MOS-FET Q1的柵極端子、控制MOS-FET Q1的開和關(guān),使得連接于上述平滑電容器C1的兩端進(jìn)行分壓的串聯(lián)的電阻R4、R5中點(diǎn)的電壓成為預(yù)定的電壓;該平滑電容器C1進(jìn)行使上述變壓器T1和MOS-FET Q1開和關(guān)而升壓的電壓的充電和平滑。充電到該平滑電容器C1的直流電壓被平滑化后供給到點(diǎn)亮電路6。
該電源電路5使用升壓斬波型有源濾波器4生成直流電壓,但不限于此,也可形成為用電容器對(duì)全波整流后的電壓進(jìn)行平滑化的電容器輸入型。
另外,電源電路5的低電位側(cè)成為構(gòu)成放電燈點(diǎn)亮裝置的各電路的基準(zhǔn)電位(以下稱接地)。
另外,電源電路5除了充電到平滑電容器C1的直流電壓外,生成控制用的電源,例如通過電阻分壓等對(duì)平滑電容器C1的電壓進(jìn)行分壓生成約15V的直流電壓的控制電源Vcc。
點(diǎn)亮電路6具有使開關(guān)元件開和關(guān)、將高頻電力供給到放電燈La的逆變電路7,檢測(cè)放電燈La的異常、對(duì)逆變電路7進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)電路8,輸入該保護(hù)電路8的保護(hù)信號(hào)、根據(jù)該信號(hào)輸出控制信號(hào)的控制電路9,及根據(jù)該控制電路9的控制信號(hào)對(duì)逆變電路7進(jìn)行振蕩控制的驅(qū)動(dòng)電路10。
逆變電路7在從電源電路5供給的直流電壓的高電位側(cè)連接MOS-FET Q2的漏極端子,在MOS-FET Q2的源極端子連接MOS-FET Q3的漏極端子、控制直流成分的耦合電容器C2,從耦合電容器C2的另一方的端子連接到扼流線圈T2。
該扼流線圈T2的另一方的端子連接到作為負(fù)荷的放電燈La的燈絲f1,放電燈La的另一方的燈絲f2連接于MOS-FET Q3的源極端子和電源電路5的低電位側(cè),使MOS-FET Q2、Q3交替地開和關(guān),將高頻電力供給到作為負(fù)荷的放電燈La。
另外,在燈絲f1的另一方的端子和燈絲f2的另一方的端子間連接啟動(dòng)用電容器C3。還有,啟動(dòng)用電容器C3為逆變電路7的構(gòu)成要素。
保護(hù)電路8具有正電位峰值檢測(cè)電路11和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12及壽命末期檢測(cè)電路14;該正電位峰值檢測(cè)電路11和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12連接于逆變電路7的耦合電容器C2與扼流線圈T2的中點(diǎn)(以下稱為A點(diǎn)),檢測(cè)在該A點(diǎn)發(fā)生的正電位和負(fù)電位的電壓的峰值,輸出峰值檢測(cè)信號(hào);該壽命末期檢測(cè)電路14具有信號(hào)變換電路13,該信號(hào)變換電路13輸入該峰值檢測(cè)信號(hào),輸入的負(fù)電位的峰值檢測(cè)信號(hào)輸入到信號(hào)變換電路,變換成正電位的信號(hào),該壽命末期檢測(cè)電路14相應(yīng)于峰值檢測(cè)信號(hào)輸出保護(hù)信號(hào)。
正電位峰值檢測(cè)電路11在逆變電路7的A點(diǎn)與MOS-FET Q3的源極端子間連接串聯(lián)的電阻R6A、R7A,在電阻R6A與電阻R7A的中點(diǎn)連接二極管D2A的陽極端子,在該二極管D2A的陰極端子連接檢測(cè)用電容器C4,檢測(cè)在逆變電路7的A點(diǎn)發(fā)生的正電位的峰值電壓。
負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12在逆變電路7的A點(diǎn)與MOS-FET Q3的源極端子間連接串聯(lián)的電阻R6B、R7B,在電阻R6B與電阻R7B的中點(diǎn)連接二極管D2B的陰極端子,在該二極管D2B的陽極端子連接檢測(cè)用電容器C4,檢測(cè)在逆變電路7的A點(diǎn)發(fā)生的負(fù)電位的峰值電壓。
在該實(shí)施形式中,連接二極管D2A的陰極端子和二極管D2B的陽極端子,并連接到檢測(cè)用電容器C4(以下將該連接點(diǎn)稱為B點(diǎn)),將正電位峰值檢測(cè)電路11和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的檢測(cè)用電容器C4作為共用的,檢測(cè)用電容器C4由產(chǎn)生于電阻R6A、R7A和二極管D2A的電壓在正電位側(cè)充電,由產(chǎn)生于電阻R6B、R7B和二極管D2B的電壓在負(fù)電位側(cè)放電。
另外,電阻R6A與電阻R6B及電阻R7A和電阻R7B大體為相同電阻值,即電阻R6A、R7A的分壓比與電阻R6B、R7B的分壓比大體相同。
驅(qū)動(dòng)電路10由驅(qū)動(dòng)控制集成電路等構(gòu)成,該驅(qū)動(dòng)控制集成電路相應(yīng)于控制電路9的控制信號(hào)使逆變電路7的作為開關(guān)元件的MOS-FET Q2、Q3開和關(guān)。
而且,驅(qū)動(dòng)電路10不限于由驅(qū)動(dòng)控制集成電路等使逆變電路7的開關(guān)元件開和關(guān)的他勵(lì)式,也可為使流到放電燈La的電流反饋、使逆變電路7的開關(guān)元件開和關(guān)的自勵(lì)式。
信號(hào)變換電路13具有陰極端子連接于檢測(cè)用電容器C4的二極管D6,陽極端子連接于二極管D6的陽極端子、陰極端子連接于晶體管Q4的基極、電容器C5、二極管D5的陰極端子、對(duì)控制電源Vcc進(jìn)行分壓的電阻R8、R9的中點(diǎn)的齊納二極管Dz1,及集電極端子連接于電阻R10的一端和電容器C6、發(fā)射極端子接地的晶體管Q4,該電阻R10的另一端連接于控制電源Vcc。
在該晶體管Q4的基極-發(fā)射極間連接電容器C5和二極管D5,電容器C5用于除去發(fā)生于晶體管Q4的基極-發(fā)射極間的噪聲,二極管D5旁通在晶體管Q4的基極-發(fā)射極間發(fā)生的反向電流,對(duì)晶體管Q4進(jìn)行保護(hù)。
另外,二極管D6在發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓為正電位時(shí)不使正向電壓被施加在齊納二極管Dz1,從而防止檢測(cè)用電容器C4的電壓下降到齊納二極管Dz1的正向電壓和晶體管Q4的導(dǎo)通電壓。
壽命末期檢測(cè)電路14在檢測(cè)用電容器C4連接二極管D3的陽極端子,在信號(hào)變換電路13的電阻R10與電容器C6的中點(diǎn)連接二極管D4的陽極端子,連接該二極管D3的陰極端子和二極管D4的陰極端子,構(gòu)成OR電路。
下面,說明逆變電路7和驅(qū)動(dòng)電路10的工作。
當(dāng)接通商用電源1時(shí),由電源電路5變換成直流電壓,變換后的直流電壓供給到逆變電路7,由驅(qū)動(dòng)電路10使MOS-FET Q2、Q3交替地導(dǎo)通/截止,將高頻電力供給到放電燈La。
在放電燈La放電之前,當(dāng)使MOS-FET Q2導(dǎo)通、MOS-FET Q3截止時(shí),電流按MOS-FET Q2→耦合電容器C2→扼流線圈T2→燈絲f1→啟動(dòng)用電容器C3→燈絲f2的循環(huán)流動(dòng),當(dāng)MOS-FET Q2截止、MOS-FET Q3導(dǎo)通時(shí),電流按扼流線圈T2→耦合電容器C2→MOS-FET Q3→燈絲f2→啟動(dòng)用電容器C3→燈絲f1的循環(huán)流動(dòng),將扼流線圈T2和啟動(dòng)用電容器C3的共振電壓加到放電燈La的燈絲f1與燈絲f2間。
由驅(qū)動(dòng)電路10改變MOS-FET Q2、Q3的開和關(guān)的頻率,提高加到放電燈La的燈絲f1與燈絲f2間的共振電壓,當(dāng)該共振電壓超過放電燈La的放電開始電壓時(shí),放電燈La點(diǎn)亮。
如放電燈La放電,則當(dāng)MOS-FET Q2導(dǎo)通、MOS-FET Q3截止時(shí),電流按MOS-FET Q2→耦合電容器C2→扼流線圈T2→燈絲f1→流到放電燈La(放電)和啟動(dòng)用電容器C3的循環(huán)電流→燈絲f2的循環(huán)流動(dòng),當(dāng)MOS-FET Q2截止、MOS-FET Q3導(dǎo)通時(shí),電流按扼流線圈T2→耦合電容器C2→MOS-FET Q3→燈絲f2→放電燈La(放電)和啟動(dòng)用電容器C3→燈絲f1的循環(huán)流動(dòng)。
此時(shí),耦合電容器C2與扼流線圈T2的中點(diǎn)(A點(diǎn))相對(duì)接地正負(fù)對(duì)稱,而且成為電源電路5的直流電壓的1/2的電壓的矩形波的電壓波形。
如涂覆于燈絲f1或燈絲f2的發(fā)射體物質(zhì)飛濺,放電燈La達(dá)到壽命末期,則難以從發(fā)射體物質(zhì)飛濺了的一側(cè)的燈絲f1側(cè)或燈絲f2側(cè)放電,放電燈La成為從單向放電的半波放電。
下面,說明放電燈La正常時(shí)的保護(hù)電路8的工作。
圖2(a)為放電燈La正常時(shí)的A點(diǎn)的電壓波形,圖2(b)為放電燈La正常時(shí)的B點(diǎn)的電壓波形。
相對(duì)于電源電路5的低電位側(cè)即地線產(chǎn)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓波形如圖2(a)所示那樣,在放電燈La正常時(shí)成為正負(fù)對(duì)稱的矩形波的電壓波形,當(dāng)從電源電路5輸出的直流電壓為480V時(shí),成為正電位側(cè)+240V、電位側(cè)-240V的電壓。
從電源電路5輸出的直流電壓不限于480V,可適當(dāng)設(shè)定。發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓分別在正電位側(cè)、負(fù)電位側(cè)發(fā)生從電源電路5輸出的直流電壓的1/2。
此時(shí),放電燈La正常時(shí)發(fā)生于檢測(cè)用電容器C4的電壓按以正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A與電阻R7A的分壓比分壓的電壓被充電,按以負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B與R7B的分壓比分壓的電壓放電。
由于使正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A與電阻R7A的分壓比和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B與電阻R7B的分壓比大致相等,所以,如圖2(b)所示那樣,檢測(cè)用電容器C4按大體相等的電壓被充放電,大體成為0V。
檢測(cè)用電容器C4的電壓通過信號(hào)變換電路13的二極管D6輸入到齊納二極管Dz1的陽極端子,但檢測(cè)用電容器C4的電壓大體為0V,所以,可在達(dá)到齊納電壓之前在齊納二極管Dz1的陰極端子側(cè)產(chǎn)生電壓,該齊納電壓以加到該齊納二極管Dz1的陽極端子的大體0V的電壓為基準(zhǔn)。
即,在齊納二極管Dz1的陰極端子側(cè)施加由電阻R8、R9對(duì)控制電源Vcc進(jìn)行分壓獲得的電壓,所以,電流流到晶體管Q4的基極,使晶體管Q4導(dǎo)通。此時(shí),晶體管Q4導(dǎo)通,所以,從控制電源Vcc經(jīng)電阻R10流到電容器C6的電流由晶體管Q4旁通,另外,充電到電容器C6的電荷由晶體管Q4放電,在二極管D4的陽極端子不發(fā)生電壓。
因此,輸入到壽命末期檢測(cè)電路14的檢測(cè)用電容器C4的電壓為0V,所以,二極管D3截止,另外,信號(hào)變換電路13的電容器C6不被充電,所以,二極管D4也截止。
即,構(gòu)成OR電路的二極管D3和二極管D4都截止,所以,保護(hù)電路8輸出表示正常的保護(hù)信號(hào)。
下面,說明放電燈La的燈絲f1側(cè)為壽命末期時(shí)的保護(hù)電路8的工作。
圖2(c)、(e)示出放電燈La為壽命末期時(shí)的A點(diǎn)的電壓波形,圖2(d)、(f)示出放電燈La處于壽命末期時(shí)的B點(diǎn)的電壓波形。
根據(jù)放電燈La的壽命末期狀態(tài),逆變電路7的A點(diǎn)的電位重疊到正電位側(cè)或負(fù)電位側(cè)。該向正電位側(cè)或負(fù)電位側(cè)的重疊根據(jù)涂覆于放電燈La的燈絲f1、f2的發(fā)射體物質(zhì)的狀況而變化,例如,當(dāng)連接于逆變電路7的高電位側(cè)的燈絲f1的發(fā)射體物質(zhì)飛濺、從燈絲f1的放電變得困難時(shí),例如圖2(c)、(e)所示那樣,在逆變電路7的A點(diǎn)發(fā)生重疊到正電位側(cè)的電位。
當(dāng)發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓重疊到正電位側(cè)時(shí),由正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A、R7A分壓的電壓也重疊到正電位側(cè),所以,在二極管D2A的陰極端子發(fā)生比放電燈La正常時(shí)的電壓高的電壓,所以,檢測(cè)用電容器C4被充電。
由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B、R7B分壓的電壓也重疊到正電位側(cè),在二極管D2B的陽極端子發(fā)生比放電燈La正常時(shí)的電壓高的電壓,所以,檢測(cè)用電容器C4的電荷難以放電。
在這里,在放電燈La為壽命末期時(shí)發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓根據(jù)放電燈La的壽命末期的狀況(例如涂覆于燈絲f1或燈絲f2的發(fā)射體物質(zhì)的殘留狀態(tài)等)而不同。
例如在放電燈La的壽命末期的初始狀態(tài)下,如圖2(c)所示那樣半波整流較少,所以,由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12放電的電壓值比由正電位峰值檢測(cè)電路11充電的電壓小,發(fā)生于檢測(cè)用電容器C4的電壓例如圖2(d)所示那樣,相對(duì)于接地的電壓成為約10V的大體一定的電壓值。
另外,在不能從放電燈La的燈絲f1側(cè)放電的場(chǎng)合,在逆變電路7的A點(diǎn)發(fā)生圖2(e)所示那樣的電壓波形。為此,雖然由正電位峰值檢測(cè)電路11對(duì)檢測(cè)用電容器C4進(jìn)行充電,但不能由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12對(duì)檢測(cè)用電容器C4的電荷進(jìn)行放電。因此,檢測(cè)用電容器C4由正電位峰值檢測(cè)電路11檢測(cè)出的峰值電壓例如圖2(f)所示那樣相對(duì)于接地的電壓為約12V的一定的電壓值。
放電燈La為壽命末期時(shí)發(fā)生的檢測(cè)用電容器C4的電壓根據(jù)電源電路5的直流電壓值、正電位峰值檢測(cè)電路11及負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的分壓比而適當(dāng)設(shè)定。
充電到檢測(cè)用電容器C4的電壓由信號(hào)變換電路13的二極管D6切斷施加于齊納二極管Dz1的正向電壓,所以,以接地為基準(zhǔn)的電壓在齊納二極管Dz1的陰極端子側(cè)施加用電阻R8、R9對(duì)控制電源Vcc進(jìn)行分壓獲得的電壓。為此,與放電燈La正常時(shí)同樣,晶體管Q4導(dǎo)通,所以,電容器C6不被充電。
因此,當(dāng)將檢測(cè)用電容器C4的電壓輸入到壽命末期檢測(cè)電路14時(shí),檢測(cè)用電容器C4的電壓為正電位,所以,超過作為二極管D3的導(dǎo)通電壓的0.7V,二極管D3導(dǎo)通,信號(hào)變換電路13的電容器C6不被充電,所以,二極管D4截止。即,由于二極管D3和二極管D4構(gòu)成OR電路,所以,保護(hù)電路8將二極管D3的輸出作為表示為壽命末期這一狀態(tài)的保護(hù)信號(hào)加以輸出。
而且,也可將二極管D3改變?yōu)辇R納二極管,由該齊納二極管的齊納電壓可提高由正電位峰值檢測(cè)電路11檢測(cè)的電壓的閾值。
下面,說明放電燈La的燈絲f2側(cè)為壽命末期時(shí)的保護(hù)電路8的工作。
圖2(g)、(i)示出放電燈La為壽命末期時(shí)的A點(diǎn)的電壓波形,圖2(h)、(j)示出放電燈La為壽命末期時(shí)的B點(diǎn)的電壓波形。
作為放電燈La的壽命末期的狀態(tài),當(dāng)連接于逆變電路7的低電位側(cè)的燈絲f2的發(fā)射極物體飛濺、難以從燈絲f2放電時(shí),在逆變電路7的A點(diǎn)發(fā)生重疊到負(fù)電位側(cè)的電位。
當(dāng)發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓重疊到負(fù)電位側(cè)時(shí),由正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A、R7A分壓的電壓也重疊到負(fù)電位側(cè),所以,在二極管D2A的陰極端子發(fā)生比放電燈La正常時(shí)的電壓低的電壓,所以,檢測(cè)用電容器C4被充電。
由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B、R7B分壓的電壓也重疊到負(fù)電位側(cè),在二極管D2B的陽極端子發(fā)生比放電燈La正常時(shí)的電壓低的電壓,所以,檢測(cè)用電容器C4的電荷容易放電。
在這里,當(dāng)放電燈La為壽命末期時(shí),發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓隨著放電燈La的壽命末期的狀況(例如涂覆于燈絲f1或燈絲f2的發(fā)射體物質(zhì)的殘留狀態(tài)等)而不同。
例如在放電燈La的壽命末期的初始狀態(tài)下,如圖2(g)所示那樣,半波整流較少,所以,由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12放電的電壓值比由正電位峰值檢測(cè)電路11充電的電壓大,發(fā)生于檢測(cè)用電容器C4的電壓例如圖2(h)所示那樣,相對(duì)于接地的電壓成為約為-10V的大體一定的電壓值。
另外,在不能從放電燈La的燈絲f2側(cè)放電的場(chǎng)合,在逆變電路7的A點(diǎn)發(fā)生圖2(i)所示那樣的電壓波形。為此,不能由正電位峰值檢測(cè)電路11對(duì)檢測(cè)用電容器C4進(jìn)行充電,而是由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12對(duì)檢測(cè)用電容器C4放電,即朝負(fù)側(cè)充電。因此,檢測(cè)用電容器C4的由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12檢測(cè)出的峰值電壓,例如圖2(j)所示那樣相對(duì)于接地的電壓成為約-12V的一定的電壓值。
而且,放電燈La處于壽命末期時(shí)發(fā)生的檢測(cè)用電容器C4的電壓,根據(jù)電源電路5的直流電壓值、正電位峰值檢測(cè)電路11和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的分壓比而適當(dāng)設(shè)定。
由于充電于檢測(cè)用電容器C4的電壓為負(fù)電位,所以,通過信號(hào)變換電路13的二極管D6施加到齊納二極管Dz1的陽極端子側(cè)。當(dāng)施加于該陽極端子側(cè)的電壓相對(duì)于接地比齊納二極管Dz1的齊納電壓低時(shí),齊納二極管Dz1相對(duì)于接地的擊穿電壓相對(duì)下降,所以,施加于晶體管Q4的基極的電壓下降到與接地大體相同的電壓或比接地低的電壓,晶體管Q4截止。為此,電容器C6由經(jīng)電阻R10從控制電源Vcc供給的電流進(jìn)行充電。
因此,當(dāng)將檢測(cè)用電容器C4的電壓輸入到壽命末期檢測(cè)電路14時(shí),檢測(cè)用電容器C4的電壓為負(fù)電位,所以,二極管D3截止,信號(hào)變換電路13的電容器C6被充電,超過作為二極管D4的導(dǎo)通電壓的0.7V,所以,二極管D4導(dǎo)通。即,由于二極管D3和二極管D4構(gòu)成OR電路,所以,保護(hù)電路8將二極管D4的輸出作為表示處于壽命末期這一狀態(tài)的保護(hù)信號(hào)加以輸出。
這樣,保護(hù)電路8如檢測(cè)到正電位峰值檢測(cè)電路11、負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12中的任一個(gè)處于放電燈La的壽命末期,則輸出保護(hù)逆變電路7的保護(hù)信號(hào),例如,輸出放電燈La正常時(shí)0V的直流電壓、放電燈La處于壽命末期時(shí)約10V的直流電壓的保護(hù)信號(hào)。
控制電路9在保護(hù)信號(hào)為0V時(shí)將逆變電路7進(jìn)行通常的振蕩的控制信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路10,當(dāng)保護(hù)信號(hào)為約10V時(shí)將減少逆變電路7的輸出的信號(hào)或停止逆變電路7的振蕩的控制信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路10。
例如,當(dāng)放電燈La正常點(diǎn)亮?xí)r,按50kHz的頻率使MOS-FETQ2、Q3導(dǎo)通/截止,將高頻電力供給到放電燈La,當(dāng)放電燈La為壽命末期時(shí),按比正常點(diǎn)亮?xí)r的頻率高的頻率例如80kHz使MOS-FETQ2、Q3導(dǎo)通/截止,增大扼流線圈T2的阻抗,抑制供給到放電燈La的電流,降低逆變電路7的輸出?;蛘?,使MOS-FET Q2、Q3截止,停止逆變電路7的振蕩,使放電燈La熄滅。
這樣,保護(hù)電路8具有正電位峰值檢測(cè)電路11、負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12、及壽命末期檢測(cè)電路14,所以,可與放電燈La的壽命末期的狀態(tài)無關(guān)地確實(shí)檢測(cè)出壽命末期,同時(shí),可相應(yīng)于保護(hù)電路8的保護(hù)信號(hào)減少逆變電路7的輸出或停止振蕩,保護(hù)逆變電路7。
另外,由于當(dāng)放電燈La正常時(shí)發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的矩形波的電壓波形不受放電燈La的燈電壓影響,所以,即使為額定功率不同的放電燈La(例如Hf32的放電燈La在額定輸出時(shí)的功率為32W、燈電流為255mA,在高輸出時(shí)的功率為45W、燈電流為425mA),也可由相同的保護(hù)電路8檢測(cè)放電燈La的壽命末期,可相應(yīng)于放電燈La的額定功率改變逆變電路7的開關(guān)頻率,適當(dāng)?shù)卦O(shè)定供給到放電燈La的功率。
另外,在本實(shí)施形式中,使正電位峰值檢測(cè)電路11的分壓比與負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的分壓比大致相同,在放電燈La正常時(shí)產(chǎn)生正負(fù)對(duì)稱的電位,使發(fā)生于檢測(cè)用電容器C4的電壓大體為0,但也可使正電位峰值檢測(cè)電路11的分壓比與負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的分壓比為不同的比例,使發(fā)生于檢測(cè)用電容器C4的電壓朝正電位側(cè)或負(fù)電位側(cè)偏移。
例如,使正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R7A與負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R7B的電阻值相同,使負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B的電阻值比正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A的電阻值大,則當(dāng)放電燈La正常時(shí),發(fā)生于檢測(cè)用電容器C4的電壓朝負(fù)電位側(cè)偏移。此時(shí)的檢測(cè)用電容器C4的電壓成為基準(zhǔn),當(dāng)放電燈La處于壽命末期時(shí),發(fā)生比該基準(zhǔn)的電壓高的或低的電壓。
因此,可相應(yīng)于上述信號(hào)變換電路13的齊納二極管Dz1的齊納電壓容易地設(shè)計(jì)正電位峰值檢測(cè)電路11和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12。
串聯(lián)正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A與電阻R7A后的阻抗和串聯(lián)負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B與電阻R7B后的阻抗如處于不對(duì)發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓和流到放電燈La的電流產(chǎn)生影響的范圍,則也可使正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A、R7A和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B、R7B的電阻值分別為不同的值,從而改變分壓比。
另外,如使正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R7A與負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R7B的電阻值相同,使正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A的電阻值比負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B的電阻值大,則當(dāng)放電燈La正常時(shí)發(fā)生于檢測(cè)用電容器C4的電壓朝正電位側(cè)偏移。此時(shí)的檢測(cè)用電容器C4的電壓成為基準(zhǔn),當(dāng)放電燈La處于壽命末期時(shí)發(fā)生比該基準(zhǔn)電壓高或低的電壓。
例如,也可設(shè)定正電位峰值檢測(cè)電路11的電阻R6A、R7A的電阻值和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12的電阻R6B、R7B的電阻值,使得當(dāng)放電燈La處于壽命末期時(shí)在正電位峰值檢測(cè)電路11和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12發(fā)生的電壓都成為正電位。
在該場(chǎng)合,如圖3所示那樣,組合2個(gè)比較器TL1、TL2,由雙限比較器(window comparator)15構(gòu)成壽命末期檢測(cè)電路14,由串聯(lián)的電阻R11、R12、R13對(duì)控制電源Vcc進(jìn)行分壓,設(shè)定該雙限比較器15的上限和下限的閾值,將檢測(cè)用電容器C4的電壓輸入到雙限比較器15。
當(dāng)輸入到雙限比較器15的檢測(cè)用電容器C4的電壓處于該上限和下限的閾值的范圍內(nèi)時(shí),檢測(cè)出放電燈La為正常,當(dāng)超過上限的閾值或低于下限的閾值時(shí),檢測(cè)出放電燈La為壽命末期,輸出保護(hù)信號(hào)。
這樣,可容易地進(jìn)行由雙限比較器15構(gòu)成壽命末期檢測(cè)電路14等電路設(shè)計(jì)。
實(shí)施形式2本實(shí)施形式用于將實(shí)施形式1所示放電燈點(diǎn)亮裝置組裝到照明控制系統(tǒng)。
圖4為示出本實(shí)施形式的照明控制系統(tǒng)的框圖,對(duì)與實(shí)施形式1相同的部分采用相同符號(hào),省略說明。
圖4所示照明控制系統(tǒng)具有調(diào)光控制裝置16和控制電路9;該調(diào)光控制裝置16輸出PWM信號(hào)等調(diào)光信號(hào);該控制電路9輸入該調(diào)光信號(hào),輸出成為與調(diào)光信號(hào)相應(yīng)的調(diào)光度的驅(qū)動(dòng)信號(hào),同時(shí),當(dāng)從保護(hù)電路8輸入表示放電燈La的壽命末期的保護(hù)信號(hào)時(shí),輸出相應(yīng)于該保護(hù)信號(hào)減少逆變電路7的輸出或防止逆變電路7的振蕩的控制信號(hào)。
相應(yīng)于從調(diào)光控制裝置16輸出的調(diào)光信號(hào),控制電路9通過驅(qū)動(dòng)電路10使逆變電路7的振蕩頻率變化,使扼流線圈T2的阻抗變化,限制流到放電燈La的電流進(jìn)行調(diào)光。因此,扼流線圈T2和放電燈La的阻抗變化,所以,分別施加的電壓變化。
然而,由于在逆變電路7的A點(diǎn)相對(duì)于接地發(fā)生電源電路5的直流電壓240V、-240V的矩形波電壓,所以,與逆變電路7的振蕩頻率無關(guān),當(dāng)放電燈La正常時(shí),發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓成為正負(fù)對(duì)稱。
另外,當(dāng)放電燈La處于壽命末期時(shí),放電燈La的燈絲f1或燈絲f2發(fā)射體物質(zhì)飛濺,難以從一方放電,所以,逆變電路7的A點(diǎn)的電位重疊到正電位側(cè)或負(fù)電位側(cè)。
因此,保護(hù)電路8不易受到放電燈La的調(diào)光狀態(tài)和逆變電路7的振蕩頻率的影響,可確實(shí)地檢測(cè)出放電燈La的壽命末期。
實(shí)施形式3本實(shí)施形式將實(shí)施形式1和實(shí)施形式2的檢測(cè)用電容器C4分別設(shè)于正電位峰值檢測(cè)電路11和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12,將各檢測(cè)用電容器的電壓輸入到壽命末期檢測(cè)電路14,保護(hù)逆變電路7。
圖5為示出本實(shí)施形式的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖,圖6示出本實(shí)施形式的逆變電路7的A點(diǎn)及正電位峰值檢測(cè)電路和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路的檢測(cè)用電容器的電壓波形,對(duì)與實(shí)施形式1相同的部分采用相同符號(hào),省略說明。
在連接逆變電路7的耦合電容器C2和扼流線圈T2的中點(diǎn)(A點(diǎn))與地線間連接正電位峰值檢測(cè)電路11A和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A。
正電位峰值檢測(cè)電路11A在逆變電路7的A點(diǎn)連接串聯(lián)的電阻R6A、R7A,在電阻R6A與電阻R7A的中點(diǎn)連接二極管D2A的陽極端子,二極管D2A的陰極端子連接于檢測(cè)用電容器C4A(以下稱C點(diǎn))。
負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A在逆變電路7的A點(diǎn)連接串聯(lián)的電阻R6B、R7B,在電阻R6B與電阻R7B的中點(diǎn)連接二極管D2B的陰極端子,二極管D2B的陽極端子連接于檢測(cè)用電容器C4B(以下稱D點(diǎn))。
當(dāng)放電燈La正常時(shí),在逆變電路7的A點(diǎn)如圖6(a)所示那樣發(fā)生正負(fù)對(duì)稱的電壓,在正電位峰值檢測(cè)電路11A的C點(diǎn)如圖6(b)所示那樣發(fā)生與發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓波形的正電位對(duì)應(yīng)的峰值電壓,在負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A的D點(diǎn)如圖6(c)所示那樣發(fā)生與發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓波形的負(fù)電位對(duì)應(yīng)的峰值電壓。因此,充電到正電位峰值檢測(cè)電路11A的檢測(cè)用電容器C4A和負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A的檢測(cè)用電容器C4B的電壓成為電位差相對(duì)于接地大致相同、正負(fù)不同的電壓。
另外,當(dāng)放電燈La的燈絲f1處于壽命末期時(shí),如圖6(d)所示那樣,在逆變電路7的A點(diǎn)產(chǎn)生重疊于正電位的電壓,在正電位峰值檢測(cè)電路11A的C點(diǎn)如圖6(e)所示那樣發(fā)生與發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓波形的正電位對(duì)應(yīng)的峰值電壓,在負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A的D點(diǎn)如圖6(f)所示那樣發(fā)生與發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓波形的負(fù)電位對(duì)應(yīng)的峰值電壓。
另外,當(dāng)放電燈La的燈絲f2處于壽命末期時(shí),如圖6(g)所示那樣,在逆變電路7的A點(diǎn)發(fā)生重疊于負(fù)電位的電壓,在正電位峰值檢測(cè)電路11A的C點(diǎn)如圖6(h)所示那樣,發(fā)生與發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓波形的正電位對(duì)應(yīng)的峰值電壓,在負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A的D點(diǎn)如圖6(i)所示那樣發(fā)生與發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓波形的負(fù)電位對(duì)應(yīng)的峰值電壓。
由正電位峰值檢測(cè)電路11A的檢測(cè)用電容器C4A檢測(cè)出的電壓和由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A的檢測(cè)用電容器C4B檢測(cè)出的電壓分別輸入到壽命末期檢測(cè)電路14。
由負(fù)電位峰值檢測(cè)電路12A的檢測(cè)用電容器C4B檢測(cè)出的電壓通過電阻R14連接到運(yùn)算放大器OP1的-端子,+端子接地。在運(yùn)算放大器OP1的-端子與運(yùn)算放大器OP1的輸出間連接電阻R15。該電阻R14和電阻R15使按R14/R15的比輸入到運(yùn)算放大器OP1的-端子的電壓反相并放大,從運(yùn)算放大器OP1輸出,但在本實(shí)施形式中,也可使電阻R14與R15為相同的電阻值,使輸入到運(yùn)算放大器OP1的電壓與輸出的電壓相等,僅是使輸入的電壓的正負(fù)反轉(zhuǎn)。
運(yùn)算放大器OP1的輸出被輸入到比較器TL3的-端子,正電位峰值檢測(cè)電路11A的檢測(cè)用電容器C4A的檢測(cè)電壓被輸入到比較器TL3的+端子,分別輸入的電壓相等時(shí),從比較器TL3輸出Low信號(hào),當(dāng)輸入的電壓存在差時(shí),輸出High信號(hào)。因此,當(dāng)比較器TL3的輸出為L(zhǎng)ow信號(hào)時(shí),表示放電燈La正常,當(dāng)為High信號(hào)時(shí),表示放電燈La為壽命末期。
保護(hù)電路8將該比較器TL3的輸出作為保護(hù)信號(hào)輸出,控制電路9將與該保護(hù)信號(hào)相應(yīng)的控制信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路10,控制逆變電路7的輸出。
與實(shí)施形式2同樣,也可將調(diào)光控制裝置16的調(diào)光信號(hào)輸入到控制電路9,對(duì)放電燈La進(jìn)行調(diào)光,該場(chǎng)合也與放電燈La的調(diào)光狀態(tài)無關(guān),當(dāng)放電燈La正常時(shí),發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓為正負(fù)對(duì)稱的電壓,當(dāng)放電燈La處于壽命末期時(shí),發(fā)生于逆變電路7的A點(diǎn)的電壓為重疊于正電位側(cè)或負(fù)電位側(cè)的正負(fù)非對(duì)稱的電壓,所以,可確實(shí)地檢測(cè)出放電燈La的壽命末期。
本發(fā)明涉及放電燈的壽命末期的放電燈點(diǎn)亮裝置的逆變電路的保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種放電燈點(diǎn)亮裝置,其特征在于具有電源電路、逆變電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、及控制電路;該電源電路輸出直流電壓;該逆變電路具有連接于上述電源電路輸出之間的、并串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)元件,連接于串聯(lián)連接的第一開關(guān)元件與第二開關(guān)元件的中點(diǎn)、抑制流到放電燈的直流成分的耦合電容器,連接到上述耦合電容器、限制流到放電燈的電流的扼流線圈,及與上述放電燈并聯(lián)連接的啟動(dòng)用電容器;并且將電力供給到與上述扼流線圈和第二開關(guān)元件連接的放電燈;該驅(qū)動(dòng)電路控制上述逆變電路的上述第一和第二開關(guān)元件的開和關(guān);該保護(hù)電路具有連接于上述逆變電路的上述耦合電容器與上述扼流線圈的中點(diǎn)、檢測(cè)供給到上述放電燈的正電位的峰值電壓的正電位峰值檢測(cè)電路,連接于上述逆變電路的上述耦合電容器與上述扼流線圈的中點(diǎn)、檢測(cè)供給到上述放電燈的負(fù)電位的峰值電壓的負(fù)電位峰值檢測(cè)電路,及相應(yīng)于檢測(cè)的正電位和負(fù)電位的峰值電壓而檢測(cè)出上述放電燈的壽命末期的壽命末期檢測(cè)電路;并且當(dāng)檢測(cè)到上述放電燈的壽命末期時(shí),輸出保護(hù)信號(hào);該控制電路輸入上述保護(hù)電路的保護(hù)信號(hào),將基于該保護(hù)信號(hào)的控制信號(hào)輸出到上述驅(qū)動(dòng)電路,從而控制上述逆變電路的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈點(diǎn)亮裝置,其特征在于上述正電位峰值檢測(cè)電路具有第一和第二電阻、第一二極管、及第一電容器;該第一和第二電阻串聯(lián)連接,并連接于上述逆變電路的上述耦合電容器與上述扼流線圈的中點(diǎn)進(jìn)行分壓;該第一二極管將陽極側(cè)連接到上述第一和第二電阻的中點(diǎn);該第一電容器連接于上述第一二極管的陰極側(cè);上述負(fù)電位峰值檢測(cè)電路具有第三和第四電阻、第二二極管、及第二電容器;該第三和第四電阻串聯(lián)連接,并連接于上述逆變電路的上述耦合電容器與上述扼流線圈的中點(diǎn)進(jìn)行分壓;該第二二極管將陰極側(cè)連接到上述第三和第四電阻的中點(diǎn);該第二電容器連接于上述第二二極管的陽極側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電燈點(diǎn)亮裝置,其特征在于上述正電位峰值檢測(cè)電路的第一電容器和上述負(fù)電位峰值檢測(cè)電路的第二電容器是共用的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的放電燈點(diǎn)亮裝置,其特征在于上述第一和第二電阻的分壓比與上述第三和第四電阻的分壓比不同。
5.一種照明控制系統(tǒng),其特征在于具有輸出調(diào)光信號(hào)的調(diào)光控制裝置和權(quán)利要求1~3中任何一項(xiàng)所述的放電燈點(diǎn)亮裝置,并具有控制電路,該控制電路輸入上述調(diào)光控制裝置的調(diào)光信號(hào)和上述保護(hù)電路的保護(hù)信號(hào),同時(shí)將基于上述調(diào)光信號(hào)和上述保護(hù)信號(hào)的控制信號(hào)輸出到上述驅(qū)動(dòng)電路,從而控制上述逆變電路的輸出。
全文摘要
本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置具有具有連接于串聯(lián)的MOS-FET(Q2、Q3)的中點(diǎn)的耦合電容器(C2)和連接于上述耦合電容器(C2)的扼流線圈(T2)的逆變電路(7);具有連接于上述耦合電容器(C2)與上述扼流線圈(T2)的中點(diǎn)、檢測(cè)正電位的峰值電壓的正電位峰值檢測(cè)電路(11)和檢測(cè)負(fù)電位的峰值電壓的負(fù)電位峰值檢測(cè)電路(12)以及相應(yīng)于檢測(cè)的正電位和負(fù)電位的峰值電壓檢測(cè)上述放電燈(La)的壽命末期的壽命末期檢測(cè)電路(14)的保護(hù)電路(8);根據(jù)上述保護(hù)信號(hào)控制上述逆變電路(7)的輸出的控制電路(9);使正常點(diǎn)亮?xí)r和壽命末期時(shí)的檢測(cè)用電容器(C4)的電壓差增大,同時(shí)可不受壽命末期的狀態(tài)影響地確實(shí)地檢測(cè)壽命末期,可確實(shí)檢測(cè)放電燈的壽命末期。
文檔編號(hào)H05B41/36GK1925713SQ20061006810
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者濱崎健治, 高橋修, 奧田典明, 下嶋光廣 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社, 三菱電機(jī)照明株式會(huì)社