JP2007115454A - 放電灯点灯装置およびその放電灯異常検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 両側エミレスと片側エミレスの検出を１個の検出回路で行うことが可能な放電灯点灯装置およびその放電灯異常検出回路の提供。
【解決手段】 定電圧ダイオード２１ｂは放電灯２０の端子電圧のうちの正電圧を所定レベルで切り取る。抵抗２４とコンデンサ２６とからなるローパスフィルタは放電灯２０の正および負端子電圧の差電圧を生成する。比較回路４３はその差電圧を所定閾値と比較して両側エミレスかあるいは片側エミレスかの判定結果を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放電灯点灯装置およびその放電灯異常検出回路に関し、特にインバータ回路の高周波出力で放電灯を点灯させる放電灯点灯装置およびその放電灯異常検出回路に関する。

この種の放電灯点灯装置では、用途に応じて様々なワット数の放電灯が使用され、ワット数によって放電灯電圧、光出力等の特性が異なる。

一方、放電灯は寿命末期時には、エミレスと呼ばれる現象が発生する。エミレスとは、フィラメントに塗ってある電子放射物質の喪失を意味し、一方のフィラメントのみがエミレスとなる片側エミレスと、両方のフィラメントがエミレスとなる両側エミレスとがある。

両側エミレスとなると放電灯の両端電圧が通常よりも高くなるため、この両端電圧の上昇分を検出することにより両側エミレスを検出することが可能である。

一方、片側エミレスの場合は放電灯の片側電圧のみが通常よりも高くなるが、両端電圧は通常に比べそれほど高くならない。したがって、両端電圧に基づいて片側エミレスを検出することは困難という欠点があった。

これに対し、両側エミレスとともに片側エミレスの検出が可能な発明が特許文献１に開示されている。これは放電灯の両端電圧を検出する両端電圧検出回路７と、放電灯の正電圧を検出する正電圧検出回路８と、放電灯の負電圧を検出する負電圧検出回路９とを備え、両端電圧検出回路７により両端電圧が所定閾値よりも高くなった場合に両側エミレスと判定し、正電圧検出回路８が検出した正電圧の絶対値と、負電圧検出回路９が検出した負電圧の絶対値との差が所定閾値よりも高くなった場合に片側エミレスと判定することを特徴としている。
特開２００１−０３５６７９号公報（段落００１５、００２０、図１および図８）

しかし、特許文献１開示の発明では両側エミレスと片側エミレスの検出に別個の検出回路が必要となるという欠点があった。これは、片側電圧検出によって片側エミレスの検出が可能であるが、両側エミレスの場合は、正電圧および負電圧とも正常時よりも高くなるものの、両電圧の絶対値はほぼ等しいため、その差がほぼ零となり、両側エミレスの検出が困難となるためである。そこで、従来は両側エミレス検出のために片側電圧検出回路とは別個に両端電圧検出回路を設けている。

このように、従来の放電灯点灯装置は両側エミレスと片側エミレスの検出に別個の検出回路が必要であるため、回路構成が複雑化し、コストおよび回路スペースの増大を招くという欠点がある。

そこで本発明の目的は、両側エミレスと片側エミレスの検出を１個の検出回路で行うことが可能な放電灯点灯装置およびその放電灯異常検出回路を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明による放電灯点灯装置は、インバータ回路の高周波出力で放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、前記放電灯の端子電圧を分圧する分圧手段と、前記分圧手段で分圧された電圧のうちの正または負電圧を所定電圧で切り取る電圧切り取り手段と、前記分圧された電圧の正電圧と負電圧との差を演算する演算手段と、前記演算手段での演算結果と所定閾値とを比較して前記放電灯の異常を検出する比較手段とを含むことを特徴とする。

また、本発明による放電灯異常検出回路は、インバータ回路の高周波出力で放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に用いられる放電灯異常検出回路であって、前記放電灯の端子電圧を分圧する分圧手段と、前記分圧手段で分圧された電圧のうちの正または負電圧を所定電圧で切り取る電圧切り取り手段と、前記分圧された電圧の正電圧と負電圧との差を演算する演算手段と、前記演算手段での演算結果と所定閾値とを比較して前記放電灯の異常を検出する比較手段とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、放電灯異常時には、常に、一方の端子電圧の絶対値と他方の端子電圧の絶対値間に差分が発生する。したがって、この差分を利用して片側エミレスのみならず両端エミレスの検出が可能となる。

本発明によれば、両側エミレスと片側エミレスの検出を１個の検出回路で行うことが可能となるため、回路の簡潔化およびコストの削減ならびに回路スペースの縮小を図ることが可能となる。また、上記検出回路を用いることにより様々なワット数の放電灯が使用される場合にも放電灯の寿命末期状態を検出することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る放電灯点灯装置の一例の回路図である。同図を参照すると、放電灯点灯装置１は、直流電源１１と、トランジスタ１２，１３と、抵抗１４，１５と、コンデンサ１６と、チョークコイル１７と、コンデンサ１８と、変圧器１９と、放電灯２０と、ダイオード回路４１と、分圧回路４２と、比較回路４３と、制御回路４４とを含んで構成される。

直流電源１１の正電極はトランジスタ１２のドレインに、負電極は接地される。トランジスタ１２のゲートと制御回路４４間およびトランジスタ１３のゲートと制御回路４４間にはそれぞれ抵抗１４，１５が接続される。また、トランジスタ１２のソースとトランジスタ１３のドレインは短絡され、さらに制御回路４４に接続される。また、その短絡点にはコンデンサ１６の一端が接続される。また、トランジスタ１３のソースは接地される。これらにより、公知のインバータ回路が構成される。

放電灯２０は一方のフィラメント２０ａと、他方のフィラメント２０ｂとを備えている。そして、チョークコイル１７と、フィラメント２０ａと、コンデンサ１８とにより直列共振回路を構成している。

変圧器１９の一次側１９ａはコンデンサ１８とフィラメント２０ｂとの間に接続され、フィラメント２０ａからコンデンサ１８、変圧器１９の一次側１９ａ、フィラメント２０ｂを経由してフィラメント２０ａに戻る閉回路が構成されている。

この変圧器１９は放電灯２０に予熱電圧を与える回路（コンデンサ１８）に流れる電流を検出している。また、変圧器１９は放電灯２０が点灯した場合に、チョークコイル１７およびコンデンサ１８から構成される直列共振回路の特性に影響を与えないように設計されている。

フィラメント２０ａ，２０ｂの断線等のない正常な放電灯２０の点灯中は変圧器１９の二次側１９ｂには常に放電周波数の交流電圧が発生している。制御回路４４はこの交流電圧を正常信号として検出している。一方、放電灯２０のフィラメント２０ａ，２０ｂの片側または両側が断線した場合、変圧器１９の二次側１９ｂの出力電圧は減少あるいは０Ｖとなる。制御回路４４はこの出力電圧の減少に基づき放電灯２０の異常等を検出している。

ダイオード回路４１はダイオード２１ａの陰極と定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）２１ｂの陰極とを接続し、ダイオード回路２１の陽極を抵抗２２、２３の接続点に接続し、定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）２１ｂの陽極を接地して構成される。

この定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）２１ｂは放電灯２０の正電圧または負電圧の一方のみ（本実施例では、一例として正電圧側）をツェナー電圧により切り取るのに用いられている。

分圧回路４２は抵抗２２〜２５と、コンデンサ２６とから構成され、抵抗２４とコンデンサ２６とで低域通過フィルタ（以下、ローパスフィルタと表示する）を形成している。この分圧回路４２は、放電灯２０の交流放電電圧を抵抗２２，２３により所定電圧に分圧している。この際、その最大電圧は正常な放電灯２０を使用している場合において、定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）２１ｂの逆電圧を超えないように設定されている。

この分圧した交流電圧を抵抗２４およびコンデンサ２６によるローパスフィルタに入力することにより、その出力（コンデンサ２６の両端）に入力した交流電圧の正電圧および負電圧の差分が直流電圧として現れる。

放電灯２０が正常時の場合、正電圧と負電圧とはほぼ等しいため、コンデンサ２６の両端電圧はほぼ直流０Ｖとなる。一方、正電圧が高い場合の片側エミレスの場合は、コンデンサ２６の両端に直流正電圧が現れ、負電圧が高い場合の片側エミレスの場合は、コンデンサ２６の両端に直流負電圧が現れる。

なお、ローパスフィルタの出力（コンデンサ２６の両端電圧）の直流出力電圧に対し、抵抗２５で電源電圧Ｖｃｃ方向にバイアス電圧を掛けることにより、ローパスフィルタの出力（コンデンサ２６の両端電圧）の直流出力電圧を全て正電圧（０Ｖ〜Ｖｃｃ）にレベルシフトすることが可能となり、このレベルシフトされた電圧が比較対象の電圧として比較器３０，３１に入力される。

比較回路４３は、抵抗２７〜２９と、比較器３０，３１と、抵抗３２，３３と、ダイオード３４，３５とから構成され、抵抗２７〜２９は直列に接続され、抵抗２７の他端に電源電圧Ｖｃｃが印加され、抵抗２９の他端は接地されている。

また、抵抗２７の一端と抵抗２８の一端の接続点は比較器３０の負入力端子に入力され、抵抗２８の他端と抵抗２９の一端の接続点は比較器３１の正入力端子に入力されている。比較器３０の負入力端子および比較器３１の正入力端子に入力されるのは比較基準電圧であり、それぞれ異なる数値を取る。

一方、分圧回路４２のローパスフィルタの出力（コンデンサ２６の両端電圧）は比較器３０の正入力端子および比較器３１の負入力端子に入力されている。これは比較対象電圧である。

抵抗３２の一端は比較器３０の出力端子に接続され、他端は電源電圧Ｖｃｃが印加されている。同様に、抵抗３３の一端は比較器３１の出力端子に接続され、他端は電源電圧Ｖｃｃが印加されている。また、ダイオード３４の陽極は比較器３０の出力端子に、ダイオード３５の陽極は比較器３１の出力端子にそれぞれ接続され、ダイオード３４、３５の陰極は共通接続され出力されている。

比較器３０，３１は入力電圧（比較対象電圧）を比較基準電圧と比較し、比較結果を出力する。

また、正電圧側の比較基準電圧（比較器３０の負入力端子に入力される電圧）、負電圧側の比較基準電圧（比較器３１の正入力端子に入力される電圧）に電圧差を持たせることにより、０Ｖ近辺に不感帯電圧を設定している。これにより、放電灯２０の正電圧と負電圧との差が一定範囲内の場合は、その差は放電灯２０のばらつき等によるものと判断し、放電灯２０を正常と判定するようにしている。なお、ダイオード３４，３５は逆流防止用である。

制御回路４４は、保護回路３６と、周波数制御回路３７と、駆動回路３８とを含んで構成される。

保護回路３６は比較器３０、３１から出力される信号Ｓ１と、変圧器１９の二次側１９ｂから出力される信号Ｓ２とを入力し、信号Ｓ３を出力する。

信号Ｓ１は放電灯２０が片側エミレスであるかあるいは両側エミレスであるかを示す判定信号であり、信号Ｓ２は放電灯２０のフィラメントが断線したか否かを示す判定信号である。

すなわち、保護回路３６はエミレス検出を示す信号Ｓ１が入力された場合に、この電圧を保持するための自己保持回路、および信号Ｓ２が入力された場合にその信号がフィラメント断線を示すものかどうかを検出するための電圧整流回路、平滑回路および比較器とを含んで構成される。比較器は信号Ｓ２を基準電圧と比較し、信号Ｓ２が基準電圧よりも低い場合、フィラメント断線と判定する。保護回路３６はエミレス検出判定結果およびフィラメント断線判定結果に応じた信号を信号Ｓ３として出力する。

周波数制御回路３７は、放電灯２０の放電電圧を発生させるための高周波信号Ｓ４を発生する。

駆動回路３８は、周波数制御回路３７からの高周波信号Ｓ４をトランジスタ１２および１３の駆動が可能な電圧および位相に変換する。トランジスタ１２および１３のゲート・ソース間電圧は電位および位相が異なるため、トランスや専用ＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）等を用いて電位および位相の変換を行っている。

すなわち、駆動回路３８は周波数制御回路３７からの信号Ｓ４を入力してインバータ回路（直流電源１１、トランジスタ１２，１３、抵抗１４，１５、コンデンサ１６を含む回路）を駆動し、その結果得られる放電電圧で放電灯２０が点灯される。

一方、保護回路３６に片側エミレスあるいは両側エミレスであることを示す信号Ｓ１あるいはフィラメントが断線したことを示す信号Ｓ２が入力されると、保護回路３６は発振停止を指示する信号Ｓ３を周波数制御回路３７へ出力する。周波数制御回路３７はこの信号Ｓ３を受けて発振を停止する。これにより、駆動回路３８もトランジスタ１２および１３の駆動を停止するため、放電灯２０は消灯する。

すなわち、片側エミレス、両側エミレスあるいはフィラメントの断線が検出されると、インバータ回路の破損および放電灯２０の異常な発熱等を防止するためにインバータ回路が停止される。

なお、放電灯異常検出回路は同図に示すダイオード回路４１と、分圧回路４２と、比較回路４３と、変圧器１９とから構成されている。

以下、本放電灯点灯装置１の動作の詳細について各部信号波形図を参照しながら説明する。図２〜図１２は本放電灯点灯装置１の各部の信号波形の一例を示す信号波形図である。

（１）駆動回路３８の出力波形（図１のＡ点の波形）について説明する。図２は駆動回路３８の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、駆動回路３８から一定レベルおよび一定周期の正電位パルスが出力され、これがトランジスタ１２および１３のゲート（Ｇ）・ソース（Ｓ）間に印加される。また、それぞれの正電位パルスは位相が１８０度異なるよう構成されている。これは放電灯２０が通常点灯の場合である。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、駆動回路３８の出力は０Ｖとなる。これは放電灯２０が異常の場合であり、保護回路３６からの指示に基づき周波数制御回路３７が出力を停止し、これにより放電灯２０が消灯したことを示している。

（２）インバータ回路の出力波形（図１のＢ点の波形）について説明する。図３はインバータ回路の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、一定レベルかつ一定周期の正電位パルスが出力される。これは放電灯２０が通常点灯の場合である。一方、同図（Ｂ）を参照すると、出力信号のレベルは０Ｖとなり、放電灯２０は消灯する。これは放電灯２０が異常の場合であり、駆動回路３８が出力を停止したためである。

（３）放電灯２０の端子電圧の波形（図１のＣ点の波形）について説明する。図４は放電灯２０の端子電圧の波形の一例を示す信号波形図である。インバータ回路の出力パルスはチョークコイル１７、フィラメント２０ａおよびコンデンサ１８による直列共振回路を経て高周波信号に変換される。

同図（Ａ）を参照すると、電圧の閾値ＴＨ１，ＴＨ２が設定されている。閾値ＴＨ１は正電圧側の閾値、閾値ＴＨ２は負電圧側の閾値である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０の端子電圧は振幅がＶ１（Ｖ２＝−Ｖ１）Ｖの高周波信号となっている。ここにＶ１＜ＴＨ１，Ｖ２＞ＴＨ２である。これは放電灯２０が通常点灯の場合である。一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０の正端子電圧は振幅が閾値ＴＨ１を超えている。これは放電灯２０の一方のフィラメントが片側エミレス状態であることを示している。

これに対し、同図（Ｃ）を参照すると、放電灯２０の負端子電圧は振幅が閾値ＴＨ２を超えている。これは放電灯２０の他方のフィラメントが片側エミレス状態であることを示している。

さらに、同図（Ｄ）を参照すると、放電灯２０の正および負端子電圧の両者の振幅が閾値ＴＨ１およびＴＨ２を超えている。これは放電灯２０が両側エミレス状態あるいは放電灯２０取り外し状態であることを示している。

（４）放電灯２０の端子電圧の分圧電圧の波形（図１のＤ点の波形）について説明する。図５は放電灯２０の端子電圧の分圧電圧の波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、波形は図４（Ａ）とほぼ同一となっている。これは放電灯２０が通常点灯の場合である。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０の正端子電圧は振幅が閾値ＴＨ１で切り取られている。これは現実には正端子電圧はその振幅が閾値ＴＨ１以上なのであるが、定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）２１ｂが設けられていることにより、その最大値が定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）２１ｂのツェナー電圧（本実施例では一例として閾値ＴＨ１）に切り取られているためである。これは、放電灯２０の一方のフィラメントが片側エミレス状態１であることを示している。この場合、（正端子電圧）＞（負端子電圧の絶対値）であり、正端子電圧および負端子電圧間には差分が検出される。

他方、同図（Ｃ）を参照すると、放電灯２０の負端子電圧は振幅が閾値ＴＨ２を超えている。これは、放電灯２０の他方のフィラメントが片側エミレス状態２であることを示している。この場合、（正端子電圧）＜（負端子電圧の絶対値）であり、正端子電圧および負端子電圧間には差分が検出される。

さらに、同図（Ｄ）を参照すると、放電灯２０の正端子電圧は振幅が閾値ＴＨ１で切り取られている。これは同図（Ｂ）の説明で述べたのと同様の理由による。また、放電灯２０の負端子電圧は振幅が閾値ＴＨ２を超えている。これは、放電灯２０が両側エミレス状態であることを示している。

現実には放電灯２０の正端子電圧および負端子電圧はともにＴＨ１およびＴＨ２を超えているのであるが、定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）２１ｂにより、正端子電圧のみがＴＨ１に切り取られ、（正端子電圧）＜（負端子電圧の絶対値）となり、正端子電圧および負端子電圧間に意図的に差分が生成されている。

すなわち、従来であれば、両側エミレス状態の場合、正端子電圧および負端子電圧ともその絶対値はほぼ同一であり、両端子電圧の差分に基づいて両側エミレス状態を検出することは困難であったが、本発明によれば意図的に差分が生成されるため、両側エミレス状態の検出が可能となる。

（５）ローパスフィルタ出力（図１のＥ点の波形）について説明する。図６はローパスフィルタ出力の波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、出力電圧は０Ｖとなる。なお、同図（Ａ）〜（Ｃ）では、ローパスフィルタ出力に対し電圧の閾値ＴＨ３およびＴＨ４を設定している。これは、比較回路４３の比較での基準電圧となるもので、正側の閾値ＴＨ３は比較器３０の負入力端子に入力される電圧に対応するものであり、負側の閾値ＴＨ４は比較器３１の正入力端子に入力される電圧に対応するものである。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態１の場合を示しており、出力電圧は閾値ＴＨ３を超えている。他方、同図（Ｃ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態２の場合を示しており、出力電圧は閾値ＴＨ４よりも小さくなっている。

また、同図（Ｄ）を参照すると、放電灯２０が両エミレス状態および放電灯２０取り外しの場合を示しており、出力電圧は閾値ＴＨ４よりも小さくなっている。これは、同図（Ｃ）の片エミレス状態２の場合と同様であり、この波形から片エミレス状態２であるか両エミレス状態であるかの判別を行うことはできないが、両エミレス状態を検出できるところに本発明の意義がある。

（６）比較器３１の出力波形（図１のＦ点の波形）について説明する。図７は比較器３１の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、ローパスフィルタ出力は０Ｖであり、したがって、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ４を超えるため、比較器３１の出力は０Ｖとなる。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態１の場合を示しており、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ３を超えており、したがって閾値ＴＨ４も超えているため、比較器３１の出力は０Ｖとなる。

一方、同図（Ｃ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態２の場合を示しており、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ４よりも小さくなっているため、比較器３１の出力は電源電圧Ｖｃｃとなる。しかし、後述するが、この電圧により保護回路３６が動作し、放電電圧の発振停止動作を行うため、比較器３１の出力は再び０Ｖに復帰する。

他方、同図（Ｄ）を参照すると、放電灯２０が両エミレス状態および放電灯２０取り外しの場合を示しており、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ４よりも小さくなっているため、比較器３１の出力は電源電圧Ｖｃｃとなる。

（７）比較器３０の出力波形（図１のＧ点の波形）について説明する。図８は比較器３０の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、ローパスフィルタ出力は０Ｖであり、したがって、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ３未満であるため、比較器３０の出力は０Ｖとなる。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態１の場合を示しており、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ３を超えているため、比較器３０の出力は電源電圧Ｖｃｃとなる。

一方、同図（Ｃ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態２の場合を示しており、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ４よりも小さくなっており、したがって閾値ＴＨ３よりも小さく、比較器３０の出力は０Ｖとなる。

他方、同図（Ｄ）を参照すると、放電灯２０が両エミレス状態および放電灯２０取り外しの場合を示しており、ローパスフィルタ出力は閾値ＴＨ４よりも小さくなっており、したがって閾値ＴＨ３よりも小さく、比較器３０の出力は０Ｖとなる。

（８）比較回路４３の出力波形（図１のＨ点の波形）について説明する。図９は比較回路４３の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、比較器３０、３１の出力はともに０Ｖであるため、出力は０Ｖとなる。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態１の場合を示しており、比較器３０の出力は電源電圧Ｖｃｃ、比較器３１の出力は０Ｖであるため、出力は電源電圧Ｖｃｃとなる。

他方、同図（Ｃ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態２の場合を示しており、比較器３０の出力は０Ｖ、比較器３１の出力は電源電圧Ｖｃｃであるため、出力は電源電圧Ｖｃｃとなる。

また、同図（Ｄ）を参照すると、放電灯２０が両エミレス状態および放電灯２０取り外しの場合を示しており、比較器３０の出力は０Ｖ、比較器３１の出力は電源電圧Ｖｃｃであるため、出力は電源電圧Ｖｃｃとなる。

（９）変圧器１９の一次側電圧の出力波形（図１のＩ点の波形）について説明する。図１０は変圧器１９の一次側電圧の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、変圧器１９の一次側電圧は振幅がＶ１（＝Ｖ２の絶対値）Ｖの高周波信号となる。

同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０のフィラメント断線（フィラメント２０ａまたは２０ｂあるいはその両者の断線）の場合を示しており、変圧器１９の一次側電圧はほぼ０Ｖとなる。

（１０）変圧器１９の二次側電圧の出力波形（図１のＪ点の波形）について説明する。図１１は変圧器１９の二次側電圧の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、変圧器１９の一次側電圧は振幅がＶ３（＝Ｖ４の絶対値）Ｖの高周波信号となる。

同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０のフィラメント断線（フィラメント２０ａまたは２０ｂあるいはその両者の断線）の場合を示しており、この場合、変圧器１９の二次側電圧は減少しほぼ０Ｖとなる。

（１１）保護回路３６の出力波形（図１のＫ点の波形）について説明する。図１２は保護回路３６の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、比較回路４３からの電圧０Ｖの信号Ｓ１（図９（Ａ）参照）を受け、保護回路３６の出力波形は電源電圧Ｖｃｃとなる。これは保護回路３６が保護動作を行っていないことを示している。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態１の場合を示しており、比較回路４３からの電圧Ｖｃｃの信号Ｓ１（図９（Ｂ）参照）を受け、保護回路３６の出力電圧は電圧Ｖｃｃから電圧０Ｖに降下する。これにより、周波数制御回路３７および駆動回路３８の動作は停止し、インバータ回路の発振も停止するため放電灯２０は消灯する。したがって、比較回路４３の信号Ｓ１も初期状態の０Ｖに復帰する（図９（Ｂ）参照）。

他方、同図（Ｃ）を参照すると、放電灯２０が片エミレス状態２の場合を示しており、比較回路４３からの電圧Ｖｃｃの信号Ｓ１（図９（Ｃ）参照）を受け、保護回路３６の出力電圧は電圧Ｖｃｃから電圧０Ｖに降下する。これにより、周波数制御回路３７および駆動回路３８の動作は停止し、インバータ回路の発振も停止するため放電灯２０は消灯する。したがって、比較回路４３の信号Ｓ１も初期状態の０Ｖに復帰する（図９（Ｃ）参照）。

また、同図（Ｄ）を参照すると、放電灯２０が両エミレス状態および放電灯２０取り外しの場合を示しており、比較回路４３からの電圧Ｖｃｃの信号Ｓ１（図９（Ｄ）参照）を受け、保護回路３６の出力電圧は電圧Ｖｃｃから電圧０Ｖに降下する。これにより、周波数制御回路３７および駆動回路３８の動作は停止し、インバータ回路の発振も停止するため放電灯２０は消灯する。したがって、比較回路４３の信号Ｓ１も初期状態の０Ｖに復帰する（図９（Ｄ）参照）。

また、同図（Ｅ）を参照すると、放電灯２０のフィラメントの断線状態を示しており、変圧器１９の二次側からの電圧０Ｖの信号Ｓ２（図１１（Ｂ）参照）を受け、保護回路３６の出力電圧は電圧Ｖｃｃから電圧０Ｖに降下する。これにより、周波数制御回路３７および駆動回路３８の動作は停止し、インバータ回路の発振も停止するため放電灯２０へ高周波電圧は供給されない。

（１１）周波数制御装置３７の出力波形（図１のＬ点の波形）について説明する。図１３は周波数制御装置３７の出力波形の一例を示す信号波形図である。同図（Ａ）を参照すると、放電灯２０が通常点灯の場合を示しており、周波数制御装置３７の出力は一定レベルかつ一定周期の正電位パルスと、このパルスと同レベルかつ位相が１８０度異なる負電位パルスとになる。このパルスにより駆動回路３８がインバータ回路を駆動し、放電灯２０を点灯させる。

一方、同図（Ｂ）を参照すると、放電灯２０が異常の場合（片側エミレス１，２、両側エミレス、フィラメント断線または放電灯２０の取り外しの場合）を示しており、周波数制御装置３７の出力は０Ｖとなる。これにより、駆動回路３８は動作を停止しインバータ回路の発振が停止するため、放電灯２０は消灯する。

本発明に係る放電灯点灯装置の一例の回路図である。 駆動回路３８の出力波形の一例を示す信号波形図である。 インバータ回路の出力波形の一例を示す信号波形図である。 放電灯２０の端子電圧の波形の一例を示す信号波形図である。 放電灯２０の端子電圧の分圧電圧の波形の一例を示す信号波形図である。 ローパスフィルタ出力の波形の一例を示す信号波形図である。 比較器３１の出力波形の一例を示す信号波形図である。 比較器３０の出力波形の一例を示す信号波形図である。 比較回路４３の出力波形の一例を示す信号波形図である。 変圧器１９の一次側電圧の出力波形の一例を示す信号波形図である。 変圧器１９の二次側電圧の出力波形の一例を示す信号波形図である。 保護回路３６の出力波形の一例を示す信号波形図である。 周波数制御装置３７の出力波形の一例を示す信号波形図である。

符号の説明

１ 放電灯点灯装置
１１ 直流電源
１２，１３ トランジスタ
１４，１５，２２〜２５ 抵抗
２７〜２９，３２，３３ 抵抗
１６、１８、２６ コンデンサ
１７ チョークコイル
１９ 変圧器
２０ 放電灯
２１ａ ダイオード
２１ｂ 定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）
３０，３１ 比較器
３４，３５ ダイオード
３６ 保護回路
３７ 周波数制御回路
３８ 駆動回路
４１ ダイオード回路
４２ 分圧回路
４３ 比較回路
４４ 制御回路

Claims (14)

1. インバータ回路の高周波出力で放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、
   前記放電灯の端子電圧を分圧する分圧手段と、
   前記分圧手段で分圧された電圧のうちの正または負電圧を所定電圧で切り取る電圧切り取り手段と、
   前記分圧された電圧の正電圧と負電圧との差を演算する演算手段と、
   前記演算手段での演算結果と所定閾値とを比較して前記放電灯の異常を検出する比較手段とを含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記電圧切り取り手段で切り取られる電圧レベルは放電灯の通常点灯時の電圧レベルよりも高く、放電灯の異常時の電圧レベルよりも低いことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記比較手段は、前記演算手段で演算された差電圧のうちの正電圧と比較する第１閾値と、負電圧と比較する第２閾値とを含み、前記第１閾値は前記第２閾値よりも高いことを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
4. 前記比較手段は、前記第１閾値よりも前記正電圧のほうが高い場合、または前記第２閾値よりも前記負電圧のほうが低い場合に、放電灯の異常と判定することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 前記第１および第２閾値の符号が正または負に統一されるよう閾値のレベルをシフトするレベルシフト手段を含むことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の放電灯点灯装置。
6. 前記放電灯を点灯させる高周波電圧を変圧し、変圧された電圧を出力する変圧手段を含むことを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の放電灯点灯装置。
7. 前記比較手段の比較結果に基づいて前記インバータ回路の動作を制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の放電灯点灯装置。
8. 前記変圧手段から出力される電圧を所定閾値と比較し、比較結果に基づいて前記インバータ回路の動作を制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
9. インバータ回路の高周波出力で放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に用いられる放電灯異常検出回路であって、
   前記放電灯の端子電圧を分圧する分圧手段と、
   前記分圧手段で分圧された電圧のうちの正または負電圧を所定電圧で切り取る電圧切り取り手段と、
   前記分圧された電圧の正電圧と負電圧との差を演算する演算手段と、
   前記演算手段での演算結果と所定閾値とを比較して前記放電灯の異常を検出する比較手段とを含むことを特徴とする放電灯異常検出回路。
10. 前記電圧切り取り手段で切り取られる電圧レベルは放電灯の通常点灯時の電圧レベルよりも高く、放電灯の異常時の電圧レベルよりも低いことを特徴とする請求項９記載の放電灯異常検出回路。
11. 前記比較手段は、前記演算手段で演算された差電圧のうちの正電圧と比較する第１閾値と、負電圧と比較する第２閾値とを含み、前記第１閾値は前記第２閾値よりも高いことを特徴とする請求項９または１０記載の放電灯異常検出回路。
12. 前記比較手段は、前記第１閾値よりも前記正電圧のほうが高い場合、または前記第２閾値よりも前記負電圧のほうが低い場合に、放電灯の異常と判定することを特徴とする請求項１１記載の放電灯異常検出回路。
13. 前記第１および第２閾値の符号が正または負に統一されるよう閾値のレベルをシフトするレベルシフト手段を含むことを特徴とする請求項９から１２いずれかに記載の放電灯異常検出回路。
14. 前記放電灯を点灯させる高周波電圧を変圧し、変圧された電圧を出力する変圧手段を含むことを特徴とする請求項９から１３いずれかに記載の放電灯異常検出回路。

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