JP2003317986A

JP2003317986A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2003317986A
Application number: JP2002120692A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Seki; 政弘関; Hideki Nakai; 秀樹中井; Hideki Hamada; 英毅濱田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプのリーク寿命現象を検知して、ユーザに
ランプの寿命末期を知らせ、ランプ交換を促す。【解決手段】安定点灯状態のランプ電圧値またはランプ
電流値を記憶するメモリ回路ＭＶｌａ，ＭＩｌａを有
し、点灯時間の経過に対する安定点灯時のランプ電圧Ｖ
ｌａを監視して増加から減少に変化する変曲点もしくは
連続的に減少することを検出するか、または、点灯時間
の経過に対する安定点灯時のランプ電流Ｉｌａを監視し
て減少から増加に変化する変曲点もしくは連続的に増加
することを検出して、ランプのリークを検出すると、出
力電力を減少方向に又は停止するように制御する。ラン
プ交換の検知によってメモリ回路上のランプ電圧および
ランプ電流の記録をリセットする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電灯点灯装置に関
するものであり、高圧放電灯を利用した照明器具、例え
ば車輌用前照灯や補助灯などに利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ランプの寿命検知機能を有する放
電灯点灯装置として、安定点灯時のランプ電圧がランプ
の定格電圧の上限電圧を上回ると、点灯装置側でランプ
の寿命もしくは何らかの異常と判断し、出力を停止する
上限検知方式、あるいは、安定点灯時のランプ電圧がラ
ンプの定格電圧の下限電圧を下回ると、点灯装置側でラ
ンプがスローリークもしくは何らかの異常であると判断
し、出力を停止する下限検知方式が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上限検知方式では、特
に初期にランプ電圧が高めのものは、まだランプとして
の機能を十分果たせるにも拘らず、ランプ電圧が定格電
圧の上限を超えると点灯装置が出力を停止してしまい、
ユーザーに交換を促してしまう。その結果、ランプ交換
コストが増大するだけでなく、まだ活用できる資源の無
駄を生じていた。この時のランプ動作時間と安定点灯時
ランプ電圧、および動作停止の様子を図１４に示す。図
中、ＴＬは本来のランプ寿命が尽きる動作時間である。

【０００４】下限検知方式では、ランプが寿命に近づく
につれて封止部がリークしても、図１５に示すように、
ランプ電圧が定格電圧の下限値を下回らない範囲内で推
移する時には、点灯装置はその変化に対しても出力動作
を制限しない。そのため次にランプを起動させた時に
は、ランプ電圧が低いがゆえにその始動電流においてこ
れまでより大きな電流が流れ、ランプの封止部もしくは
発光管の他の箇所へ急激な損傷を与え、場合によっては
ランプの内容物が外部へ漏洩してしまうことがある。そ
の結果、ランプの交換だけでなく、状況によっては灯具
の交換までも余儀なくされる場合がある。これにより交
換費用が増大し、また廃却部材も増加してしまう。

【０００５】通常、放電灯は点灯動作させていくことで
放電電極の磨耗が生じ、徐々に安定点灯時のランプ電圧
は上昇していく。放電灯点灯装置が一定の出力電力で制
御されていると、安定点灯時のランプ電流は逆に徐々に
低下していく。しかしランプの電極棒の封止部もしくは
発光管のその他の箇所からリークが開始すると、発光管
内の気圧が減少し、安定点灯時のランプ電圧は徐々にま
たは急速に減少していく。これとは逆にランプ電流は徐
々にまたは急速に上昇することになる。

【０００６】本発明はランプのリーク寿命現象に着眼
し、放電灯点灯装置がランプの寿命を検知して、ユーザ
にランプの寿命末期を知らせ、より安全な状態でランプ
交換を促すことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、
放電灯５に高圧パルス電圧を印加して絶縁を破壊させる
イグナイタ回路４と、直流電圧を矩形波電圧へ変換して
放電灯５を駆動するインバータ回路３と、前記直流電圧
を可変制御するコンバータ回路２と、放電灯５のランプ
電圧Ｖｌａを検出するランプ電圧検出回路６と、放電灯
５のランプ電流Ｉｌａを検出するランプ電流検出回路７
と、ランプ電圧Ｖｌａに応じて所定の出力電力となるよ
うにランプ電流Ｉｌａを制御する制御回路８と、安定点
灯状態のランプ電圧値またはランプ電流値を記憶するメ
モリ回路ＭＶｌａ，ＭＩｌａを有し、点灯時間の経過に
対する安定点灯時のランプ電圧Ｖｌａを監視して増加か
ら減少に変化する変曲点もしくは連続的に減少すること
を検出するか、または、点灯時間の経過に対する安定点
灯時のランプ電流Ｉｌａを監視して減少から増加に変化
する変曲点もしくは連続的に増加することを検出するこ
とにより、ランプのリークを検出する手段（比較器Ｐ
ｖ，Ｐｉ）を備え、ランプのリークを検出すると、前記
制御回路８は出力電力を減少方向に又は停止するように
制御することを特徴とするものである。

【０００８】請求項２の発明によれば、請求項１におい
て、前回と今回の安定点灯時のランプ電圧を比較するこ
とでランプ電圧が増加から減少に変化する変曲点を検出
し、前回と今回の安定点灯時のランプ電流を比較するこ
とでランプ電流が減少から増加に変化する変曲点を検出
することを特徴とするものである。請求項３の発明によ
れば、請求項２において、安定点灯時のランプ電圧が過
去の少なくとも２回の記憶されたランプ電圧と比較して
連続的に低下していることを検出したとき、または、安
定点灯時のランプ電流が過去の少なくとも２回の記憶さ
れたランプ電流と比較して連続的に上昇していることを
検出したときに、ランプがリークしたと判定することを
特徴とするものである。請求項４の発明によれば、請求
項１において、１回の連続点灯中に一定時間を経てラン
プ電圧またはランプ電流がメモリ回路に少なくとも３回
以上記憶され、１回の連続点灯中に記憶したランプ電圧
が少なくとも２回以上連続して低下したとき、または、
１回の連続点灯中に記憶したランプ電流が少なくとも２
回以上連続して上昇したときに、ランプがリークしたと
判定することを特徴とするものである。

【０００９】請求項５の発明によれば、請求項１〜４の
いずれかにおいて、ランプのリーク検知によりランプが
寿命に至ったことを知らせる表示機能を有することを特
徴とするものである。請求項６の発明によれば、請求項
１〜５のいずれかにおいて、ランプ交換を検知する手段
を有し、ランプ交換の検知によってメモリ回路上のラン
プ電圧およびランプ電流の記録がリセットされることを
特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１に本発明の実
施形態１の回路図を示す。この回路は、直流電源１と、
直流電源１から出力される直流電圧を電圧変換する昇降
圧コンバータ回路２と、昇降圧コンバータ回路２から出
力される直流電圧を矩形波電圧に変換して出力するイン
バータ回路３と、インバータ回路３の出力により駆動さ
れる放電灯５と、放電灯５に高圧パルス電圧を印加して
絶縁を破壊させるイグナイタ回路４と、放電灯５のラン
プ電圧を検出するランプ電圧検出回路６と、放電灯５の
ランプ電流を検出するランプ電流検出回路７と、ランプ
電圧に応じて所定の出力電力となるようにランプ電流を
制御する制御回路８とを備える。放電灯５は、例えば高
圧放電灯よりなり、昇降圧コンバータ回路２は、制御回
路８の制御信号により出力電圧および／または出力電流
の制限を行い、直流電圧を可変制御するものである。

【００１１】制御回路８の内部構成として、安定点灯状
態のランプ電圧値およびランプ電流値を記憶するメモリ
回路ＭＶｌａおよびＭＩｌａと、昇降圧コンバータ駆動
制御部Ｄと、安定点灯時のランプ電圧値とメモリ回路で
記憶されている過去の安定点灯時のランプ電圧を比較す
るランプ電圧比較器Ｐｖと、安定点灯時のランプ電流値
とメモリ回路で記憶されている過去の安定点灯時ランプ
電流を比較するランプ電流比較器Ｐｉとから成る。な
お、昇降圧コンバータ駆動制御部Ｄは、制御回路８に入
力されるランプ電圧Ｖｌａに応じて所定の出力電力とな
るようにランプ電流Ｉｌａを制御する機能を含んでい
る。

【００１２】上記構成において、直流電源１を投入する
と、昇降圧コンバータ回路２、インバータ回路３が動作
を開始し、イグナイタ回路４が高圧パルス電圧を発生す
る。出力された高圧パルス電圧により放電灯５の電極間
の絶縁が破壊され、放電灯５が点灯を開始する。放電灯
５が安定点灯に移行するように、点灯装置側で電力制御
を行い、安定したアーク放電へと移行していく。

【００１３】図２は高圧放電灯の起動から安定点灯に至
るまでのランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａの変化を
示している。ランプ電流Ｉｌａが流れていない無負荷状
態で高いランプ電圧Ｖｌａを印加し、高圧パルス電圧を
重畳させると、放電灯５の電極間の絶縁が破壊される。
このとき、ランプ電圧Ｖｌａは急激に低下し、ランプ電
流Ｉｌａは急激に上昇する。その後、光立上げ過渡期で
は、放電灯５内部でのアーク挙動に応じてランプ電圧Ｖ
ｌａおよびランプ電流Ｉｌａが変動するが、過渡時を過
ぎるとやがてランプ電圧Ｖｌａが一定となり、点灯装置
が出力電力を一定になるように制御するため、ランプ電
流Ｉｌａも一定の値を示す。安定点灯電力領域では、ラ
ンプ電圧Ｖｌａ、ランプ電流Ｉｌａは一定の値となる。

【００１４】この安定点灯時のランプ電圧Ｖｌａおよび
ランプ電流Ｉｌａをメモリ回路ＭＶｌａおよびＭＩｌａ
に記億しておく。これは、ランプ点灯の都度、安定点灯
時のランプ電圧Ｖｌａおよびランプ電流Ｉｌａをメモリ
回路ＭＶｌａおよびＭＩｌａに記憶していく。その値が
以下のいずれかの挙動を示した場合に放電灯５がリーク
していると判定し、出力電力を減少方向に又は停止する
ように制御する。

【００１５】まず、図３に示すように、安定点灯時のラ
ンプ電圧Ｖｌａが増加から減少に変化する変曲点を示
す、もしくはＶｌａが連続的に減少する挙動を示した場
合には、ランプがリークしていると判定し、出力電力を
減少方向に又は停止するように制御する。

【００１６】また、図４に示すように、安定点灯時のラ
ンプ電流Ｉｌａが減少から増加に変化する変曲点を示
す、もしくはＩｌａが連続的に増加する挙動を示した場
合には、ランプがリークしていると判定し、出力電力を
減少方向に又は停止するように制御する。

【００１７】また、図５に示すように、一回の点灯動作
中でも、安定点灯後に一定時間を置いてランプ電圧Ｖｌ
ａおよびランプ電流Ｉｌａをメモリ回路ＭＶｌａおよび
ＭＩｌａに記憶する機能を有する場合において、安定点
灯電力領域からＶｌａが連続的に減少する挙動を示した
場合、あるいは、Ｉｌａが連続的に増加する挙動を示し
た場合には、ランプがリークしていると判定し、出力電
力を減少方向に又は停止するように制御する。

【００１８】（実施形態２）図６および図７により本発
明の実施形態２を説明する。本実施形態では、実施形態
１で示した図１の構成のメモリ回路ＭＶｌａにより、点
灯回数と共に安定点灯時のランプ電圧Ｖｌａを記憶し、
図６に示すように、記憶される安定点灯時ランプ電圧Ｖ
ｌａが増加している間は点灯動作を継続していく。ま
た、現在の安定点灯時ランプ電圧が、前回安定点灯時の
ランプ電圧と比較して減少した場合には、ランプ電圧が
増加から減少に変化した変曲点と捉え、ランプがリーク
したと認識し、出力電力を減少方向に又は停止するよう
に制御する。

【００１９】あるいは、実施形態１で示した図１の構成
のメモリ回路ＭＩｌａにより、点灯回数と共に安定点灯
時のランプ電流Ｉｌａを記憶し、図７に示すように、記
億される安定点灯時ランプ電流Ｉｌａが減少している間
は点灯動作を継続していく。また、現在の安定時点灯時
ランプ電流が、前回安定点灯時のランプ電流と比較して
増加した場合には、ランプ電流が減少から増加に変化し
た変曲点と捉え、ランプがリークしたと認識し、出力電
力を減少方向に又は停止するように制御する。

【００２０】（実施形態３）図８および図９により本発
明の実施形態３を説明する。本実施形態では、実施形態
１で示した図１の構成のメモリ回路ＭＶｌａにより、点
灯回数と共に安定点灯時のランプ電圧Ｖｌａを記憶し、
図８に示すように、過去少なくとも２回の安定点灯時ラ
ンプ電圧と現在の安定時点灯時ランプ電圧とを比較し
て、ランプのリークを検出する。すなわち、電源投入し
てから安定点灯時のランプ電圧を現在の安定時点灯時ラ
ンプ電圧として確認し、その値が過去の少なくとも２回
の記憶されたランプ電圧（前回データおよび前々回デー
タ）と比較して連続的に低下していることを判定する
と、ランプのリークを検出し、出力電力を減少方向にま
たは停止するように制御する。

【００２１】あるいは、実施形態１で示した図１の構成
のメモリ回路ＭＩｌａにより、点灯回数と共に安定点灯
時のランプ電流Ｉｌａを記憶し、図９に示すように、過
去少なくとも２回の安定点灯時ランプ電流と現在の安定
時点灯時ランプ電流とを比較して、ランプのリークを検
出する。すなわち、電源投入してから安定点灯時のラン
プ電流を現在の安定時点灯時ランプ電流として確認し、
その値が過去の少なくとも２回の記憶されたランプ電流
（前回データおよび前々回データ）と比較して連続的に
上昇していることを判定すると、ランプのリークを検出
し、出力電力を減少方向にまたは停止するように制御す
る。この実施形態３は、実施形態２に比べると、ランプ
電圧またはランプ電流の変曲点を見極める精度を高める
ことができる効果がある。

【００２２】（実施形態４）本発明の実施形態４は、ラ
ンプのリーク判定を一回の連続点灯動作中において検出
するものであり、図１０に示すように、一回の連続点灯
動作中の安定時ランプ電圧を一定時間を置いて記憶し続
け、少なくとも２回以上連続してランプ電圧が低下した
時にランプがリークしたと判断し、出力電力を減少方向
に又は停止するように制御する。または、図１１に示す
ように、一回の連続点灯動作中の安定時ランプ電流を一
定期間を置いて記憶し続け、少なくとも２回以上連続し
てランプ電流が上昇した時にランプがリークしたと判断
し、出力電力を減少方向に又は停止するように制御す
る。

【００２３】この実施形態は、例えば夜間の長距離トラ
ックや鉄道車両、屋内外の照明器具のような用途で特に
長い時間、放電灯を連続点灯して使用する場合に有効な
手段である。

【００２４】（実施形態５）図１２に本発明の実施形態
５の回路図を示す。この回路は、図１に示した実施形態
１の構成に、ユーザにランプ寿命であることを知らせる
表示機Ｈを追加したものである。実施形態１〜４のいず
れかの機能により放電灯５がリークによる寿命に至ると
判断された場合に、放電灯点灯装置は出力電力を減少方
向にまたは停止するように制御するが、同時にユーザー
ヘランプ交換を促す信号を発し、表示することを特徴と
する。この表示機Ｈは、例えば車載用途ではドライバー
パネルインジケータヘ送られ、ランプが寿命に至ったこ
とを知らせる機能である。これにより、出力電力を減少
方向にまたは停止するように制御されたことで、ユーザ
が点灯装置の故障ではないかと誤認することを防ぎ、ラ
ンプの寿命による交換を促す働きをする。

【００２５】（実施形態６）図１３に本発明の実施形態
６の回路図を示す。この回路は、図１２に示した実施形
態５の構成に、リセットスイッチＳを追加したものであ
る。このリセットスイッチＳは、放電灯５を交換する際
にメモリ回路ＭＶｌａおよびＭＩｌａ内に蓄積されてい
るランプ電圧値およびランプ電流値をリセットするため
のスイッチである。ユーザは寿命に至った放電灯５を新
品に取り替える際には、リセットスイッチＳを操作し
て、交換を行ったことのインフォメーションを放電灯点
灯装置に与えることでメモリ回路ＭＶｌａおよびＭＩｌ
ａがリセットされる。これにより、放電灯５ヘの出力電
力を減少方向にまたは停止するように機能していた制御
を解除することができ、定常運転を再開し、新たなラン
プ監視フローへと移行させることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、放電灯の安定点灯時ラ
ンプ電圧が上昇している間は出力動作を継続し、ランプ
が動作維持可能な状態では、できるだけランプを動作さ
せることで、放電灯点灯装置に接続された放電灯を有効
に長く活用することができる。また、本発明では、放電
灯が封止部やその他発光管のいずれかの箇所からリーク
するような挙動を示したことを点灯装置が検知し、出力
電力を減少方向に又は停止するように制御して、ランプ
の内容物が外部へ漏洩してしまうような寿命末期状態を
未然に防止することができ、灯具交換コストの削減が期
待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の回路図である。

【図２】本発明の実施形態１の第１の動作説明図であ
る。

【図３】本発明の実施形態１の第２の動作説明図であ
る。

【図４】本発明の実施形態１の第３の動作説明図であ
る。

【図５】本発明の実施形態１の第４の動作説明図であ
る。

【図６】本発明の実施形態２の第１の動作説明図であ
る。

【図７】本発明の実施形態２の第２の動作説明図であ
る。

【図８】本発明の実施形態３の第１の動作説明図であ
る。

【図９】本発明の実施形態３の第２の動作説明図であ
る。

【図１０】本発明の実施形態４の第１の動作説明図であ
る。

【図１１】本発明の実施形態４の第２の動作説明図であ
る。

【図１２】本発明の実施形態５の回路図である。

【図１３】本発明の実施形態６の回路図である。

【図１４】従来例１の動作説明図である。

【図１５】従来例２の動作説明図である。

【符号の説明】

１直流電源２コンバータ回路３インバータ回路４イグナイタ回路５放電灯６ランプ電圧検出回路７ランプ電流検出回路８制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者濱田英毅大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AC11 BA05 CA16 DD06 DE02 DE04 EA01 EB02 EB05 EB07 GB01 GB03 HA10 HB02 HB03 3K073 AA82 AA85 AA86 AA87 AA95 BA01 BA09 CF02 CF10 CF12 CF16 CF17 CF18 CF21 CH20 CH22 CJ18 CL10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯に高圧パルス電圧を印加して絶
縁を破壊させるイグナイタ回路と、直流電圧を矩形波電
圧へ変換して放電灯を駆動するインバータ回路と、前記
直流電圧を可変制御するコンバータ回路と、放電灯のラ
ンプ電圧を検出するランプ電圧検出回路と、放電灯のラ
ンプ電流を検出するランプ電流検出回路と、ランプ電圧
に応じて所定の出力電力となるようにランプ電流を制御
する制御回路と、安定点灯状態のランプ電圧値またはラ
ンプ電流値を記憶するメモリ回路を有し、点灯時間の経
過に対する安定点灯時のランプ電圧を監視して増加から
減少に変化する変曲点もしくは連続的に減少することを
検出するか、または、点灯時間の経過に対する安定点灯
時のランプ電流を監視して減少から増加に変化する変曲
点もしくは連続的に増加することを検出することによ
り、ランプのリークを検出する手段を備え、ランプのリ
ークを検出すると、前記制御回路は出力電力を減少方向
に又は停止するように制御することを特徴とする放電灯
点灯装置。
【請求項２】請求項１において、前回と今回の安定
点灯時のランプ電圧を比較することでランプ電圧が増加
から減少に変化する変曲点を検出し、前回と今回の安定
点灯時のランプ電流を比較することでランプ電流が減少
から増加に変化する変曲点を検出することを特徴とする
放電灯点灯装置。
【請求項３】請求項２において、安定点灯時のラン
プ電圧が過去の少なくとも２回の記憶されたランプ電圧
と比較して連続的に低下していることを検出したとき、
または、安定点灯時のランプ電流が過去の少なくとも２
回の記憶されたランプ電流と比較して連続的に上昇して
いることを検出したときに、ランプがリークしたと判定
することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】請求項１において、１回の連続点灯中
に一定時間を経てランプ電圧またはランプ電流がメモリ
回路に少なくとも３回以上記憶され、１回の連続点灯中
に記憶したランプ電圧が少なくとも２回以上連続して低
下したとき、または、１回の連続点灯中に記憶したラン
プ電流が少なくとも２回以上連続して上昇したときに、
ランプがリークしたと判定することを特徴とする放電灯
点灯装置。
【請求項５】ランプのリーク検知によりランプが寿
命に至ったことを知らせる表示機能を有することを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装
置。
【請求項６】ランプ交換を検知する手段を有し、ラ
ンプ交換の検知によってメモリ回路上のランプ電圧およ
びランプ電流の記録がリセットされることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載の放電灯点灯装置。