專利名稱：放電燈起動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用逆變器電路產(chǎn)生的高頻電流使放電燈起動的放電燈起動裝置，尤其涉及具有能夠起動額定電流基本相同、額定電壓不同的多種放電燈的起動裝置的保護電路的放電燈起動裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)用的放電燈起動裝置(例如專利文獻1)相對于配置了逆變器電路、電容器、負載電路的放電燈起動裝置而言，采用了在放電燈的高壓端與接地電路之間還包含了放電燈的低壓端的燈絲在內(nèi)的構(gòu)成，其中包括檢出該低壓端燈絲兩端電壓在內(nèi)的放電燈的管電壓的管電壓檢出器，檢出放電燈單側(cè)升高時因不完全放電而產(chǎn)生的各部分的電壓、電流的非對稱成分的非對稱成分檢出器，將管電壓檢出器的輸出與非對稱成分檢出器的輸出邏輯和之后生成使逆變器電路的輸出減少以及停止的信號，輸出給圖中省略的控制電路的OR電路。(專利文獻1)，特開2002-83698(0012～0040段、圖1～13)專利文獻1的解決手段必須具備將檢測燈絲電壓的燈絲電壓檢測手段以及檢測放電燈的管電壓的管電壓檢測手段的輸出合成之后，與設(shè)定為超過了放電燈的正常值而又未到壽命末期的規(guī)定值進行比較判定的第1檢測手段。
然而，當(dāng)設(shè)定為可用同一個放電燈起動裝置起動額定電流基本相同而瓦數(shù)不同的多個放電燈的情況下，作為實現(xiàn)上述第1檢測手段的前提條件，正如“0019”段中所述，必須將燈絲F設(shè)計為相同，存在著必須滿足先決條件的問題。此外，當(dāng)比較判定上述檢測手段1的正常值與壽命末期的值時，必須預(yù)先明確被檢放電燈的個體差異以及生產(chǎn)廠家間的差異，存在加大了電路設(shè)計工作量的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對上述問題而提出的，本發(fā)明的首要目的在于在能起動額定電流基本相同、額定電壓不同的多種放電燈的起動裝置之中，提供一種不論放電燈是何種類型，均能夠可靠檢測放電燈的壽命末期及不起動等異常情況，具有能使逆變器電路的振蕩動作停止的保護電路的放電燈起動裝置。
此外，本發(fā)明的第2個目的在于在能起動額定電流基本相同、額定電壓不同的多種放電燈的起動裝置之中，提供一種即使對于額定電流基本相同、額定電壓不同的放電燈系列，不改變保護電路的電路常數(shù)也能夠應(yīng)對的放電燈起動裝置。
本發(fā)明的第3個目的在于在能起動額定電流基本相同，額定電壓不同的多種放電燈的起動裝置之中，提供一種放電燈起動裝置，該裝置在未安裝至少一個以上的放電燈的情況下，不進行逆變器電路的起動振蕩，或在振蕩起動后將安裝的放電燈全部取下的情況下，停止逆變器電路的振蕩。
本發(fā)明的第4個目的在于在能起動額定電流基本相同，額定電壓不同的多種放電燈的起動裝置之中，提供一種放電燈起動裝置，該裝置在檢出放電燈的壽命末期及不起動等異常狀態(tài)，保持逆變器電路的停止狀態(tài)的情況下，若取下放電燈重新安裝上正常的放電燈，可在不切斷提供給起動裝置的輸入電源的條件下重新起動逆變器電路。
本發(fā)明涉及的放電燈起動裝置， 由以下各部分構(gòu)成直流電源；將該直流電源提供的直流電變換為高頻電流的逆變器電路；利用該逆變器電路提供的高頻電流起動放電燈的放電燈負載電路；以及根據(jù)上述放電燈的電壓使上述逆變器停止的保護電路。在該放電燈起動裝置之中，上述保護電路由以下各部分構(gòu)成用阻抗元件將上述放電燈的正負各自的半周期的放電電壓的峰值分壓之后輸出的正負峰值檢測電路；當(dāng)該正負峰值檢測電路的輸出電壓超出預(yù)先規(guī)定的范圍時，輸出使上述逆變器停止振蕩的停止信號的判定電路；利用該判定電路的上述停止信號使上述逆變器電路停止振蕩的同時，使該停止狀態(tài)保持的保持電路。
在配置了直流電源；把該直流電源提供的電流電變換為高頻電流的逆變器的電路；利用該逆變器電路提供的高頻電流起動放電燈的負載電路，根據(jù)上述放電燈的電壓使上述逆變器停止動作的保護電路的放電燈起動裝置之中，由于上述保護電路配置了將上述放電燈正負各自的半周期的放電電壓的峰值用阻抗元件分壓后輸出的正負峰值檢出電路；當(dāng)該正負峰值檢出電路的輸出電壓超出預(yù)先規(guī)定的范圍時輸出使上述逆變器電路停止振蕩的停止信號的判定電路，利用該判定電路的上述停止信號使上述逆變器停止振蕩的同時，保持停止的狀態(tài)的保持電路；因而不論放電燈是何種類型，判定電路C100的動作停止輸出電壓Vso均可在放電燈正常時產(chǎn)生低電平，某個放電燈達到壽命末期時產(chǎn)生高電平。因而即使用同一個起動裝置起動額定電流基本相同、額定電壓不同的多種放電燈，也能檢出不同種類的放電燈的壽命末期等異常狀態(tài)，停止逆變器電路的動作。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。
圖2是是本發(fā)明的實施方式1的放電燈起動裝置的判定電路的電路構(gòu)成圖。
圖3是在本發(fā)明的實施方式1的放電燈起動裝置中由高用電源取得直流電源時的直流電源的電路圖。
圖4是本發(fā)明的實施方式1的放電燈起動裝置的動作說明圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的放電燈起動裝置的主要部分構(gòu)成的電路圖。
圖6是本發(fā)明的實施方式2的放電燈起動裝置的動作說明圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施方式3的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式4的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。
圖9是說明本發(fā)明的實施方式4的放電燈起動裝置動作的波形圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施方式5的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。
圖11是說明本發(fā)明的實施方式5的放電燈起動裝置動作的波形圖。
圖12是表示本發(fā)明的實施方式6的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。
圖中標號說明直流電源，2、3、開關(guān)元件，7、11、放電燈，8、12、電容器，20、21、23、24、電容器，20a、21a、23a、24a、電阻，36、開關(guān)元件，38、齊納二極管，43、NPN晶體管，44、PNP晶體管，46、48、齊納二極管，51、55、56、二極管，52、57、電阻，53、54、58電容器，91、93、94、電阻，101、102、105、電阻，103、104、NPN晶體管，106、107、68、電阻，C100、判定電路，H100、H110、H120、保持電路，La100、有無安裝放電燈檢出電路，L100、110、放電燈負載電路，P100、P300、±P檢出電路，Vov100、過壓檢出電路Vso、動作停止輸出電壓。
具體實施例方式
(實施方式1)圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖，圖2是上述放電燈裝置的判定電路的電路構(gòu)成圖，圖3是從商用電源取得直流電源時的直流電源的電路圖，圖4是放電燈起動裝置的動作說明圖。
在圖1之中，從商用電源取得直流電源1，逆變器電路由開關(guān)元件MOSFET2、3構(gòu)成。放電燈負載電路L100由扼流圈5、耦合電容器6、放電燈7、與放電燈7并聯(lián)的電容器8構(gòu)成。在開關(guān)元件2及3的漏極·源極間反方向安裝的二極管則從圖示中省略。
放電燈負載電路L110具有與放電燈負載電路L100相同的構(gòu)成，與放電燈負載電路L100并聯(lián)，由扼流圈9、耦合電容器10、放電燈11、與放電燈11并聯(lián)的電容器12構(gòu)成。振蕩控制電路4以直流電源1的負極與輸出端子D2間的電壓交替開關(guān)開關(guān)元件3以及以Vs端子和輸出端子D1間的電壓交替開關(guān)開關(guān)元件2。
正負峰值檢測電路(下面稱之為±P檢測電路)P300由檢測放電燈7、11的正負各自的半周期的放電電壓的峰值的檢測器以及把用峰值檢測器檢測的正負峰值用阻抗元件分壓之后輸出的部分構(gòu)成。
在檢測放電燈7的正負各自的半周期的放電電壓的峰值的峰值檢測器之中，串聯(lián)的電容器20、21的電容器20的一端與直流電源1的負極相連，電容器21的另一端與耦合電容器6和放電燈7的接點相連。陽極與陰極相連的二極管51、56的接點與電容器20和21的接點相連，二極管51的陰極經(jīng)電容器53與直流電源1的負極相連。二極管56的陽極經(jīng)電容器58與直流電源1的負極相連。而電容器53、58標注的+表示將直流電源1的負極作為基準電位，標注+號電極一端為正電位。(電容器58的二極管56的陽極側(cè)為負電位)。
此外，在檢測放電燈11的正負各自的半周期的放電電壓的峰值的峰值檢測器之中，串聯(lián)的電容器23、24的電容器23的一端與直流電源1的負極相連，電容器24的另一端與耦合電容器10和放電燈11的接點相連。
陽極與陰極相連的二極管50、55的接點與電容器23和24的接點相連，二極管50的陰極經(jīng)電容器53與直流電源1的負極相連，二極管55的陽極經(jīng)電容器58與直流電源1的負極相連。
將用上述峰值檢測器檢測的正負峰值，用阻抗元件電阻52、57分壓之后輸出的部分由一端與電容器53和二極管51的接點相連的電阻52，以及一端與電阻52的另一端相連，另一端與電容器58和二極管56的接點相連的電阻57，以及一端與電阻52和57的接點相連，另一端與直流電源1的負極相連的電容器54構(gòu)成。
而且，電容器53的電壓用V53標示，電容器54的電壓用V54標示，電容器58的電壓用V58標示。
±P檢測電路P300的動作后面還要詳細介紹，總之是用電阻52、57將由峰值檢測器檢測放電燈7、11的正負各自的半周期的放電電壓的峰值分壓之后輸出。此時，將放電燈7以及11的放電電壓的正半周期的某個峰值電壓對應(yīng)的電壓作為電容器53的電壓V53檢測，將負半周期的某個峰值電壓對應(yīng)的電壓作為電容器58的電壓V58檢測。
判定電路C100的輸入電壓Vsi1與±P檢出電路±P300的輸出電壓的電容器54的電壓相同，當(dāng)該值超出預(yù)先規(guī)定的范圍時，輸出高電平的電壓Vso。下文將Vsi1稱之為動作停止輸入電壓，將Vso稱之為動作停止輸出電壓。
保持電路H100由柵極與判定電路C100的輸出端子連接，陰極與直流電源1的負極連接，陽極與一處于低電壓電平(下面稱之為低電平)即停止振蕩的振蕩控制電路4的S端子連接的閘流管36以及連接在閘流管36的柵極和直流電源1的負極間的電阻35構(gòu)成。
而±P檢測電路P300、判定電路C100、以及保持電路H100共同構(gòu)成保護電路。
下面用圖2介紹判定電路C100的具體電路構(gòu)成。在圖2之中，與圖1相同或具有同等作用的元件及電路要素采用與圖1相同的標號并省略其說明。
在判定電路C100之中，齊納(穩(wěn)壓)二極管70的陰極與±P檢測電路P300的輸出電壓Vsi1相連，陽極與比較器74的非反向輸入端子相連。在齊納(穩(wěn)壓)二極管70的陽極與直流電源1的負極之間連接著電阻71，在判定電路的電源Vc和比較器74的反向輸入端子之間連接著電阻73。二極管72的陽極與比較器74的反向輸入端子相連，陰極與直流電源1的負極相連，在電源Vc與比較器74的輸出之間連接著電阻75。
齊納二極管76的陽極與±P檢測電路P300的輸出電壓Vsi1相連，陰極與比較器78的反向輸入端子相連。在齊納(穩(wěn)壓)二極管76的陰極和二極管72的陽極之間連接著電阻77，比較器78的非反向輸入端子與直流電源1的負極相連。在電源Vc和比較器78的輸出之間連接著電阻79。陽極與比較器78的輸出相連的二極管80和陽極與比較器74的輸出相連的二極管81的陰極彼此相連，輸出動作停止輸出電壓Vso。
而當(dāng)從商用電源取得直流電源時的直流電源1的電路構(gòu)成如圖3所示，從商用電源1a輸出的交流電源用二極管電橋1b全波整流之后，用平滑電容器1c使之平滑化，作為直流電源輸出給負載電路。
下面用圖1、圖2、圖4介紹本發(fā)明的實施方式1的動作。
在圖4之中，與放電燈7、11經(jīng)過時間t的狀態(tài)相對應(yīng)，分別示出(a)為V53、(b)為V58、(c)為V54(Vsi1)、(d)為動作停止輸出電壓Vso的波形。
模式1表示放電燈7、11處于正常情況的狀態(tài)，模式2表示放電燈7的電容器21一側(cè)的燈絲放電物質(zhì)已消耗，處于壽命末期，而放電燈11仍處于正常情況的狀態(tài)，模式3表示放電燈7的電容器20一側(cè)的燈絲放電物質(zhì)已消耗，處于壽命末期，而放電燈11仍處于正常情況的狀態(tài)。
在圖1之中，直流電源一經(jīng)投入，即通過振蕩控制電路4以高頻電流交替驅(qū)動開關(guān)元件2及3，直到放電燈起動。
這兒首先介紹圖4所示的放電燈7及11均處于正常狀態(tài)的模式1的情況。模式1的動作期間為圖中的時間t1到t2的期間。放電燈7的兩端電壓由電容器20和21分壓，放電的正半周期的電壓，經(jīng)二極管51，以圖4(a)所示的極性，峰值充電到電容器53之中。V53則表示電容器53的電壓。
此外，放電的負半周期的電壓經(jīng)二極管56，以圖4(b)所示的極性充電到電容器58之中。V58則表示電容器58的電壓。由于放電燈7是正常放電，因而放電的正負半周期的電壓基本相等，電容器53和58的電壓V53和V58可獲得大小相等極性不同的電壓。在此，若將電阻52和57的值選定為相等，則電容器54的電壓V54則如圖4(c)所示，為零。與此相同，由于放電燈11也是正常起動，因而經(jīng)二極管50，在電容器53上取得的電壓V53和經(jīng)二極管55在電容器58上取得的電壓V58正如圖4(a)、(b)所示，可取得大小相等、極性不同的電壓，電容器54的電壓V54則如圖4(c)所示，為零。也就是說，在模式1之中，判定電路C100的動作停止輸入電壓(Vsi1)為零。
在判定電路C100之中，比較器74的反向輸入端子，其電源Vc因電阻73減壓，二極管72如果是硅二極管，則順向電壓為約0.6V的電位，與之相反，其非反向輸入端子，由于用電阻71與直流電源1的負極(零電位)相連，因而反向輸入端子電壓變得比非反向輸入端子電壓還要高，其輸出電壓變?yōu)榈碗娖健４送?，因與比較器78的非反向輸入端子與直流電源1的負極(零電位)相連相對應(yīng)，其反向端子為經(jīng)電阻77，二極管72的陽極電壓的約0.6V，其輸出電壓變?yōu)榈碗娖?，動作停止輸出電壓Vso的波形亦如圖4(d)所示，變?yōu)榈碗娖?。由于判定電路C100輸出的動作停止輸出電壓Vso為低電平，因而振蕩控制電路的動作繼續(xù)進行，放電燈7以及11保持正常動作狀態(tài)。
正如以上介紹中所述，在模式1的動作狀態(tài)下，不論放電燈的種類如何，均可正常放電，如果其放電的正負半周期的放電電壓基本相等，即大體可在電容器54取得零電壓，識別為正常放電狀態(tài)之后繼續(xù)逆變器電路的振蕩。
接著介紹圖4之中，放電燈7的電容器21側(cè)的燈絲放電物質(zhì)處于已消耗狀態(tài)，而放電燈11仍處于正常狀態(tài)的模式2的動作。模式2的動作期間為圖中的時間t2到t3期間，設(shè)定為在該期間的中途的時間t21，放電燈7的電容器21端的燈絲的放電物質(zhì)已消耗。在該動作狀態(tài)下，正如圖4的(b)的t21～t22(t22正如后述，是逆變器電路停止的時間)所示，放電燈7的負半周期的放電電壓變得比正半周期的放電電壓高。也就是說，由于電容器58的電壓V58的電壓的絕對值變得比電容器53的電壓V53高，因而電容器54的電壓V54(Vsi1)如圖4(c)所示，變?yōu)樨撾娢弧?br> 在這兒，如果適當(dāng)選定判定電路C100的齊納(穩(wěn)壓)二極管76的電壓，相對于±P檢測電路P300的動作停止輸入電壓(Vsi1)而言，將電壓比較器78的反向輸入端子的設(shè)定為比非反向輸入端子電壓低的話，則較之與直流電源1的負極(零電位)相連的比較器78的非反向輸入端子電壓還要低，比較器78的輸出成為高電平，判定電路C100輸出的動作停止輸出電壓Vso則如圖4(d)所示，成為高電平。
也就是說，在±P檢測電路P300的輸出電壓的動作停止輸入電壓(Vsi1)＝(V54)比齊納(穩(wěn)壓)二極管76預(yù)先規(guī)定的負電壓值還要低時，(負的絕對值大時)，比較器78的輸出成為高電平，判定電路C100的動作停止輸出電壓Vso成為高電平。
而且，由于如果動作停止輸出電壓Vso成為高電平，保持電路H100的閘流管36的柵極電壓亦成為高電平，因此閘流管36變?yōu)镺N狀態(tài)，振蕩控制電路4停止向開關(guān)元件2、3輸出驅(qū)動電壓，即逆變器電路變?yōu)橥Ｖ?t22)，放電燈7及11熄滅。此外，此時在閘流管36之中，若設(shè)定為仍有超過保持電流的電流流過，則該狀態(tài)將一直保持到切斷直流電源1為止。
上面雖然只介紹了放電燈7的電容器21側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗，而放電燈11仍然正常的情況，但是很顯然，在放電燈7正常而放電燈11的電容器24側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗，或者任意未與直流電源1相連端的燈絲的放電物質(zhì)已消耗的情況下，均可在電容器54上取得負壓。
正如上文所述，在模式2的動作狀態(tài)之中，不論放電燈的種類如何，當(dāng)放電燈未與直流電源1的負極相連端的燈絲的放電物質(zhì)出現(xiàn)消耗等情況下，均可在電容器54取得負壓，由判定電路C100輸出高電平的電壓，停止逆變器電路的動作，從而可避免放電燈在異常狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。而且在以上的介紹之中，雖然只介紹了比較器78的反向輸入端子輸入負壓時的動作，但在比較器的電路構(gòu)成中采用了不能輸入負壓的元件時，還可通過用正負電壓驅(qū)動比較器的驅(qū)動電源，使負壓的輸入動作也成為可能。
下面介紹圖4之中，放電燈7的電容器20側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗，而放電燈11仍正常的模式3的動作。模式3的動作期間為圖中的t3到t4期間，設(shè)定為在該期間中途的時間t31，放電燈7的電容器20側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗。在該動作狀態(tài)下，正如圖4(a)的t31～t32(t32正如后述是逆變器電路的停止時間)，放電燈7的正半周期的放電電壓變?yōu)楸蓉摪胫芷诘姆烹婋妷焊摺Ｒ簿褪钦f，由于電容器53的電壓V53的電壓的絕對值變得比電容器58的電壓V58高，因而電容器54的電 V54(Vsi1)如圖4(c)所示，變?yōu)檎娢弧?br> 在這兒如果適當(dāng)選定判定電路C100的齊納二極管70的電壓，相對于±P檢測電路P300的動作停止輸入電壓(Vsi1)而言，將比較器74的非反向輸入端子的電壓設(shè)定為大于反向輸入端子的電壓的話，則比較器74的輸出成為高電平，判定電路C100的動作停止輸出電 Vso亦如圖4(d)所示，變?yōu)楦唠娖健?br> 也就是說，當(dāng)±P檢測電路P300輸出電壓的動作停止輸入電壓(Vsi1)＝(V54)高于由齊納(穩(wěn)壓)二極管70預(yù)先規(guī)定的正電壓值時，比較器74的輸出變?yōu)楦唠娖?，判定電路C100輸出的動作停止輸出電壓Vso變?yōu)楦唠娖健?br> 而且，由于動作停止輸出電 Vso若變?yōu)楦唠娖?，則保持電路H100的閘流管36的柵極電壓亦變?yōu)楦唠娖剑蚨l流管36變?yōu)镺N狀態(tài)，由振蕩控制電路4對開關(guān)元件2、3的驅(qū)動電壓的輸出停止，即逆變器電路變?yōu)橥Ｖ?t32)，放電燈7及11熄滅，該狀態(tài)將一直持續(xù)到切斷直流電源1為止。
上面雖然只介紹了放電燈7的電容器20側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗，而放電燈11仍正常的情況，但很顯然，放電燈7正常，而放電燈11的電容器23側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗，或者任意一側(cè)與放電燈的直流電源1連接端的燈絲的放電物質(zhì)消耗掉時均可在電容器54上取得正電壓。
正如以上介紹中所述，在模式3的動作狀態(tài)下，不論放電燈是何種類，當(dāng)放電燈與直流電源1的負極相連端的燈絲的放電物質(zhì)消耗等情況下，均可在電容器54取得正電壓，由判定電路C100輸出高電平電壓停止逆變器電路的動作，避免放電燈在異常狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。
而在模式2之中，當(dāng)±P檢測電路P300的動作停止輸入電壓(Vsi1)低于齊納二極管76預(yù)先規(guī)定的負壓值時(負的絕對值大時)，在模式3之中，當(dāng)動作停止輸入電壓(Vsi1)高于齊納二極管70預(yù)先規(guī)定的正壓值時，比較器74的輸出變?yōu)楦唠娖?，各自的判定電路C100的動作停止輸出電壓Vso變?yōu)楦唠娖?，也就是說，超出預(yù)先規(guī)定的范圍時，逆變器電路可利用保持電路H100，停止工作，但在放電燈7、11均正常時的模式1的情況下，當(dāng)±P檢測電路P300的動作停止輸入電壓(Vsi1)高于齊納二極管76預(yù)先規(guī)定的負壓值(負的絕對值小時)，低于齊納二極管70預(yù)先規(guī)定的正壓值時，也就是說，處于預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)時，比較器74的輸出變?yōu)榈碗娖?，各個判定電路C100輸出的動作停止輸出電壓Vso變?yōu)榈碗娖?，逆變器電路不能利用保持電持電路H100停止工作。
正如上述，依據(jù)本發(fā)明的實施方式1，由于不論放電燈種類如何，判定電路C100的動作停止輸出電壓Vso，若放電燈的燈絲的放電物質(zhì)正常即成為低電平，若某個放電燈的燈絲的放電物質(zhì)消耗，則成為高電平，因而即使在用同一起動裝置起動放電燈的額定電流基本相同、額定電壓(額定功率)不同的多種放電燈的情況下，不論放電燈種類如何，均能檢測壽命末期等異常狀態(tài)，安全地停止逆變器電路的動作。因此不必針對每種放電燈選擇保持電路H100的最佳電路常數(shù)，從而可減少用于生產(chǎn)起動裝置的零件種類及庫存管理機種。
此外，由于逆變器電路為具有兩個開關(guān)元件的半電橋電路，因而可設(shè)定為簡單電路。
而且，在本實施方式之中，雖然僅介紹了放電燈為兩根管的情況，但是放電燈僅為一根時自不必說，即使是三根以上顯然同樣可以使用。
(實施方式2)圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖，圖6是放電燈起動裝置的動作說明圖。
在圖5之中，與實施方式1的圖2具有同樣作用的元件及構(gòu)成要素采用同樣的標號標示，并省略其說明。本實施方式是在實施方式1的圖1、圖2之中，增加了過壓檢測電路Vov100，部分改變了判定電路C100的構(gòu)成。
在圖5之中，檢測放電燈電壓的過壓的過壓檢測電路Vov100由與±P檢測電路P300的電容器53并聯(lián)的同時，串聯(lián)的電阻85、86以及與電阻85并聯(lián)的電容器82構(gòu)成，其輸出電壓形成判定電路C100的動作停止輸入電壓Vsi2。
在判定電路C100之中，增設(shè)了陰極與過壓檢測電路Vov100的電阻85和86的接點連接，陽極與比較器74的非反向輸入端子連接的齊納(穩(wěn)壓)二極管83。
下面參照圖1、圖5、圖6介紹本發(fā)明的實施方式2的動作。在圖6之中，與放電燈7、11的經(jīng)過時間t的狀態(tài)相對應(yīng)，示出(a)為V53、(b)為V58、(c)為V54(Vsi1)、(d)為動作停止輸出電壓Vs0的波形、(e)為從過電壓檢測電路Vov100來的動作停止輸入電壓(Vsi2)的波形。模式1至模式3與實施方式1的圖4相同，省略其說明。模式4示出放電燈7、11中的某一方出現(xiàn)細微裂紋，微量空氣進入放電燈內(nèi)部，或者放電燈雖然正常但因環(huán)境溫度過低，無法進入正常放電狀態(tài)的放電燈不起動狀態(tài)等情況。
圖1之中，直流電源一經(jīng)投入，即通過振蕩控制電路4以高頻電流交替驅(qū)動開關(guān)元件2及3，直至放電燈起動。
很顯然，在這兒，關(guān)于至少在放電燈7、11中有一方的燈絲的放電物質(zhì)已消耗，處于放電燈壽命末期的模式1到3的動作，因與實施方式1相同，逆變器電路的振蕩停止，其狀態(tài)可持續(xù)到切斷直流電源1為止，所以省略其說明。
下面介紹模式4。模式4為從時間t4到t5所示的期間，在時間t41時，放電燈因產(chǎn)生裂紋等原因，其放電電壓正負半周期基本相同，正如圖6(a)、(b)所示，電容器53的電壓V53和電容器58的電壓V58的電壓，其正負半周期基本相同，但與正常放電時相比，均要高。在此狀態(tài)下，流入開關(guān)元件2、3的電流自然要大，為了防止損壞電路，就得停止逆變器電路的動作，然而正如圖6(c)所示，動作停止輸入電壓(Vsi1)為零，與放電燈7、11正常動作時的模式1相同，判定電路C100的動作停止輸出電壓Vso也為低電平(零)，無法用該電壓停止逆變器電路的動作。
然而，在過壓檢測電路Vov100之中，將在±P檢測電路P300的電容器53取得的電壓用電阻86、85和電容器82積分，作為動作停止輸入電壓(Vsi2)輸入C100，當(dāng)動作停止輸入電壓(Vsi2)大于預(yù)先規(guī)定的值V1時，若設(shè)定齊納二極管83的值，使比較器74的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，則即使在放電燈7的電壓正負半周期基本相同的正常情況下也能夠停止逆變器電路的振蕩。
也就是說，正如圖6(e)所示，在t42，過壓檢測電路Vov100的輸出電壓的動作停止輸入電壓(Vsi2)大于齊納二極管83預(yù)先規(guī)定的電壓V1時，判定電路100的比較器74的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑卸娐稢100的動作停止輸出電壓Vso如圖5(d)所示變?yōu)楦唠娖健?br> 而且，由于如果動作停止輸出電壓Vso變?yōu)楦唠娖?，則保持電路H100的閘流管36的柵極變?yōu)楦唠娖?，閘流管36變?yōu)镺N狀態(tài)，振蕩控制電路4停止向開關(guān)元件2、3輸出驅(qū)動電壓，逆變器電路變?yōu)橥Ｖ?t43)，放電燈7及11熄滅，該狀態(tài)將一直持續(xù)到切斷直流電源1為止。
在此，當(dāng)放電燈的電壓的正負半周期基本相同，其高低比正常大時，使逆變器電路動作停止前的持續(xù)時間T1(t41到t42)以及此時的動作停止輸入電壓(Vsi2)的電壓V1可由過壓檢測電路Vov100及齊納二極管83的常數(shù)規(guī)定。例如，電容器82的容量值為零(與去掉電容器82相同)的情況下，T1變?yōu)榱?，?dāng)放電燈的電壓大于預(yù)定的值時，可無時間延遲地使逆變器電路的動作停止。
正如上述，依據(jù)本發(fā)明的實施方式2，由于是用檢測放電燈的放電電壓的正負不平衡的±P檢測電路P300與檢測放電電壓高低的過壓檢測電路Vov100兩種檢測電壓將動作停止輸入電壓Vsi1、Vsi2作為判定電路C100的輸入電壓來判定放電燈的電壓的，因而不論放電燈的種類如何，判定電路C100的動作停止輸出電壓Vso，放電燈如果正常則為低電平，如果某一方放電燈出現(xiàn)異常，即變?yōu)楦唠娖健?br> 因此，即使用同一個起動裝置起動多種額定電流基本相同、額定電壓(額定功率)不同的放電燈時，也能不論放電燈的種類如何，檢測壽命末期的異常狀態(tài)，停止逆變器電路的動作。
因此不必針對放電燈的種類選擇保持電路H100的最佳電路常數(shù)，從而可減少用于生產(chǎn)起動裝置的零件種類及庫存管理機種。此外，由于用同一判定電路C100的同一比較器74同時兼有過壓檢測電路Vov100的輸出電壓判定與±P檢測電路P300的輸出電壓的判定功能，因而具有電路小型化，可廉價生產(chǎn)的效果。
此外，上面僅介紹了放電燈為兩根管時的情況，但是1支燈管時自不別說，即使是三管以上時顯然同樣可以使用。此外，±P檢測電路P300、過壓檢測電路Vov100、判定電路C100并不局限于以上構(gòu)成，具有同等功能的其它結(jié)構(gòu)當(dāng)然也可以使用。此外，過壓檢測電路Vov100將放電燈的正半周期的峰值的電容器53的電壓積分，經(jīng)齊納二極管83，用比較器74判定其輸出Vsi2，但也可將放電燈的負半周期的峰值的電容器58的電壓積分，經(jīng)齊納二極管，用比較器78判定該值，也能取得同樣的效果。
(實施方式3)圖7是表示本發(fā)明的實施方式3的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。圖中與上述方式具有同等作用的元件及構(gòu)成要素采用同樣的標號標示，并省略其說明。圖7為用電阻20a、21a替換了實施方式1的圖1中的電容器20、21，用電阻23a、24a替換了電容器23、24。
在該圖的放電燈負載電路L100之中，放電燈7的電壓被電阻20a、21a分壓，電容器53，由正半周期的峰值電壓V53充電，電容器58，由負半周期的峰值電壓V58充電的情況與表示本發(fā)明的實施方式的圖1的實施例相同。也就是說，V53和V58的絕對值若有差，即可作為電容器54的電壓V54檢測與該差對應(yīng)的電壓，當(dāng)上述V54超出預(yù)先規(guī)定的值時，通過判定電路C100的作用即可使逆變器電路的動作停止。
在本實施方式3之中，由于用電阻20a、21a替換了表示本發(fā)明的實施方式的圖1中的電容器20、21，因而即使放電燈的電壓因直流電源1的電壓變動等原因發(fā)生瞬間變化，電容器53、58仍，可用由這些電容器的常數(shù)和電阻20a、21a的常數(shù)決定的積分常數(shù)充電。也就是說，電容器53、58的電壓V53、V58在放電燈的電壓持續(xù)發(fā)生的情況下，與之對應(yīng)的正負電壓在放電燈的電壓瞬間變化時，可檢測將其積分的延時電壓，因而具有可防止與直流電源1的瞬間變化對應(yīng)的誤動作的效果。上面雖然只介紹了在放電燈負載電路L100之中，將電容器20、21替換為電阻20a、21a的情況，但是很顯然，將電容器23、24替換為電阻23a、24a時也具有完全相同的效果。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的實施方式3，由于用電阻替換與放電燈并聯(lián)的電容器串聯(lián)電路，進而將檢測放電燈的放電電壓的正負不平衡的±P檢測電路P300的檢出電壓作為判定電路C100的輸入電壓判定放電燈的電壓，因而不論放電燈的種類如何，判定電路C100的動作停止輸出電壓Vso均可在放電燈正常時為低電平，如果某個放電燈出現(xiàn)異常，即變?yōu)楦唠娖?。因此，即使用同一個起動裝置起動額定電流基本相同、而額定電壓(額定功率)不同的多種放電燈的情況下，仍然能夠不論放電燈是何種類均可檢測壽命末期等異常狀態(tài)，停止逆變器電路的動作。此外，還可防止因直流電源1的瞬間性變動等原因，放電燈的電壓發(fā)生變化時產(chǎn)生的誤動作。因此不必針對每種放電燈選擇保持電路H100的最佳電路常數(shù)，能夠減少用于生產(chǎn)起動裝置的零件種類以及庫存管理機種。
此外，當(dāng)然也可以附加檢出放電電壓大小的過壓檢出電路Vov100。
(實施方式4)圖8是表示本發(fā)明的實施方式4的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。圖9是上述放電燈起動裝置的動作說明圖。在圖8之中直流電源1可將商用電源整流后用濾波電容器濾波后獲得。逆變器電路由MOSFET23構(gòu)成開關(guān)元件。放電燈負載電路L100由拒流圈5、耦合電容器6、放電燈7、與放電燈并聯(lián)的電容器8構(gòu)成。在開關(guān)元件2及3的漏極、源極間反向安裝的二極管則從圖中省略。
放電燈負載電路L110具有與放電燈負載電路L100相同的構(gòu)成，與放電燈電路L100并聯(lián)，由拒流圈9、耦合電容器10、放電燈11、與放電燈11并聯(lián)的電容器12構(gòu)成。振蕩控制電路4用直流電源1的負極與輸出端子D2間的電壓交替打開及關(guān)閉開關(guān)元件3，用Vs端子與輸出端子D1間的電壓交替打開及關(guān)閉開關(guān)元件2。此外，標號Vcc表示由省略了圖示的電路提供的控制電路的驅(qū)動電壓。
正負峰值檢出電路(以下稱之為±P檢出電路)P100由檢出與放電燈7、11的正負各自的半周期的放電電壓的峰值對應(yīng)的值的峰值檢出器與用阻抗元件分壓，由峰值檢出器檢出的正負峰值之后輸出的輸出器構(gòu)成。
在檢出與放電燈7的正負各自的半周期的放電電壓的峰值對應(yīng)的值的峰值檢出器之中，串聯(lián)的電阻91、92與電容器8并聯(lián)。二極管51的陽極與二極管56的陰極連接之后與電阻91、92的接點相連。二極管51的陰極經(jīng)電容器53與直流電源1的負極連接。二極管56的陽極經(jīng)電容器58與直流電源1的負極連接。
此外，在檢出與放電燈11的正負各自的半周期的放電電壓的峰值對應(yīng)的值的峰值檢出器之中，串聯(lián)的電阻93、94與電容器12并聯(lián)，二極管50的陽極與二極管55的陰極連接之后與電阻93、94的接點相連。二極管50的陰極經(jīng)電容器53與直流電源1的負極連接。二極管55的陽極經(jīng)電容器58與直流電源1的負極連接。
將上述峰值檢出器檢出的正負峰值用阻抗元件電阻52、57分壓后輸出的輸出器由連接在二極管55的陽極與二極管50的陰極間串聯(lián)的電阻52、57的接點與直流電源1的負極間的電容器54構(gòu)成。電阻52、57的阻值選定為相等。此外，電容器53的電壓用V53標示，電容器54的電壓用V54標示，電容器58的電壓用V58標示。此外，電容器53上標注的+號，以及電容器53上標注的-號表示以直流電源1的負極為標準電位，標注標號一側(cè)的電極分別為正或負。
±P檢出電路P100的動作為用峰值檢出器檢出與放電燈7、11的正負各自的半周期的放電電壓的峰值對應(yīng)的值，將該檢出值用電阻52、57分壓后輸出。此時在放電燈7及11的放電電壓的正半周期的峰值檢出值之中，將與某個高端電壓對應(yīng)的電壓作為電容器53的電壓V53檢出，將與某個低端負的絕對值大的一側(cè))電壓對應(yīng)的電壓作為電容器58的電壓V58檢出。此外，將串聯(lián)在電容器53的+標號一側(cè)與電容器58-標號一側(cè)電極間的電阻52、57的接點電壓，作為將電容器54的電壓V54檢出。當(dāng)放電燈7、11正常放電的情況下，由于放電電壓的正負半周期的峰值基本相等，因而V53與V58為值基本相等，正負極性相反。由于電阻52、57的阻值相等，因而其中間點的電壓V54大體為零。此外，當(dāng)放電燈的壽命末期時，由于與壽命末期的燈絲對應(yīng)的半周期的放電電壓變得比正常放電電壓大，V53與V58的絕對值變得不相等，V54即成為正電壓或負電壓。此外，雖然放電燈正常，但由于周圍溫度過低無法正常放電或因放電燈上產(chǎn)生裂紋有空氣進入等不良放電燈的情況下，放電燈的正負半周期的電壓均會變大。與正常放電時相比，作為V53、V58，可檢出很大絕對值的電壓。
保持電路H110將±P檢出電路P100檢出的檢出電壓V54作為輸入電壓檢出放電燈7、11有無異常，異常情況下，將振蕩控制電路4的振蕩停止端子S設(shè)為低電壓電平(以下稱之為低電平)，停止逆變器電路的振蕩，并保持該狀態(tài)。
在保持電路H110之中，NPN晶體管43的集電極連接在PNP晶體管44的基極上，PNP晶體管44的集電極連接在NPN晶體管43的基極上。NPN晶體管43的發(fā)射極連接在直流電源1的負極上，基極連接在齊納二極管48的陽極上。二極管49的陰極與齊納二極管48的陰極連接，陽極與電阻52、57的接點連接。NPN晶體管43的基極。發(fā)射極間連接著電阻45。PNP晶體管44的基極與齊納二極管46的陰極連接。二極管47的陽極與齊納二極管46的陰極連接，陰極與電阻52、57的接點連接。PNP晶體管44的基極。發(fā)射極間連接著電阻42。PNP晶體管44的發(fā)射極經(jīng)電阻40與控制電路驅(qū)動電壓Vcc連接。二極管41的陰極與PNP晶體管44的發(fā)射極連接，陽極與振蕩控制電路4的振蕩停止端子s連接。
圖3示出由商用電源獲取直流電源時的直流電源1的構(gòu)成實例。正如圖中所示，其構(gòu)成為；由商用電源1a輸出的交流電源用二極管電橋1b全波整流之后，用濾波電容器1c濾波，作為直流電源輸出給負載電路。
下面用圖8及圖9介紹本發(fā)明的實施方式4的動作。在圖9之中，與時間t過程中的放電燈7、11的狀態(tài)相對應(yīng)，(a)示出V53的波形，(b)示出V58的波形(C)示出V54的波形。模式1示出放電燈7、11正常時的情況，模式2示出放電燈7的耦合電容器6一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗殘盡處于壽命末期，而放電燈11正常的情況，模式3示出放電燈7的直流電源1的負極一側(cè)燈絲的放電物質(zhì)消耗殘盡的壽命末期狀態(tài)而放電燈11正常的情況。
在介紹整體動作之前，在此先介紹一下保持電路H110的電路條件及基本動作。
在保持電路H110之中，齊納二極管48的齊納(穩(wěn)壓)電壓可按滿足下式(1)的條件進行選定。
O＜Vs1＝VBE43+Vz48+VF49＜V+54 (1)式(1)中的標號為Vz48齊納二極管48的齊納(穩(wěn)壓)電壓VBE43NPN晶體管43的基極。發(fā)射極間的順向電壓(約0.6V)
VF49二極管49的順向下降電壓(約0.6V)V+54放電燈7、11的直流電源1的負極一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗殘盡等情況下，電容器54產(chǎn)生的放電燈壽命末期時的檢出電壓。
而Vs1應(yīng)選擇比零足夠大的值。
此外，齊納二極管46的齊納(穩(wěn)壓)電壓可按滿足下式(2)的條件進行選定。
V-54＜Vs2＝VE44-(VBE44+Vz46+VF47)＜0 (2)式(2)中的標號為Vz46齊納二極管46的齊納(穩(wěn)壓)電壓VBE44PNP晶體管44的基極。發(fā)射極間的順向電壓(約0.6V)VF47二極管47的順向電壓(約0.6V)V-54因放電燈7、11的直流電源1的耦合電容器一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗殘盡等原因，電容器54產(chǎn)生的放電燈壽命末期時的檢出電壓VE44PNP晶體管44截止情況下以直流電源1的負極為標準時的電壓(在圖8的電路中，等于控制電路驅(qū)動電壓Vcc)而發(fā)射極的電壓Vs2應(yīng)選擇比零足夠低的電壓。
在滿足上述式(1)、(2)的電路條件下，V54基本為零的情況下PNP晶體管43、44為截止，振蕩控制電路4的振蕩停止端子S變?yōu)楦唠妷弘娖?以下稱為高電平)。
此外，在V54大于Vs1的情況下，NPN晶體管43導(dǎo)通，其集電極電流按控制電路驅(qū)動電壓Vcc、電阻40、PNP晶體管44的發(fā)射極、其基極的路徑流動。也就是說，PNP晶體管44因電流流入其基極因而變?yōu)閷?dǎo)通。若PNP晶體管44導(dǎo)通，由于其集電極電流按控制電路驅(qū)動電壓Vcc、電阻40的路徑流入NPN晶體管43的基極，因而NPN晶體管43不論V54的值如何在此之后一直保持導(dǎo)通狀態(tài)。該狀態(tài)一直持續(xù)到切斷電源，無法提供Vcc為止。
正如上述，在V54大于Vs1的條件下，NPN晶體管43以及PNP晶體管44均變?yōu)閷?dǎo)通，振蕩控制電路4的震蕩停止端子S變?yōu)榈碗娖健Ｕ袷幙刂齐娐?的振蕩停止端子S-變?yōu)榈碗娖?，振蕩動作即停止?br> 此外，當(dāng)V54小于Vs2的情況下(負的絕對值大)，電流經(jīng)控制電路驅(qū)動電壓Vcc、PNP晶體管44的發(fā)射極、及該基極流入電容器54，PNP晶體管44即變?yōu)閷?dǎo)通。若PNP晶體管44導(dǎo)通，則正如上述，因NPN晶體管也變?yōu)閷?dǎo)通，因而不論以后V54的值如何，PNP晶體管44及NPN晶體管43均保持導(dǎo)通狀態(tài)。如上所述，在V54小于Vs2的條件下(絕對值大)，NPN晶體管43及PNP晶體管44均變?yōu)閷?dǎo)通，振蕩控制電路4的振蕩停止端子S變?yōu)榈碗娖剑袷幙刂齐娐?的振蕩動作停止。
下面介紹整體動作。在圖8之中，一接通直流電源1，即通過振蕩控制電路4，開關(guān)元件2及3交替受高頻驅(qū)動，直到放電燈起動。
這里首先介紹圖9所示的放電燈7及11均處于正常狀態(tài)的模式1的情況。模式1的動作期間為圖中的t1到t2期間。放電燈7的兩端電壓用電阻91與92分壓，放電的正半周期的電壓經(jīng)二極管51以圖9(a)所示的極性峰值充電到電容器53中。V53表示電容器53的電壓。
此外，放電的負半周期的電壓經(jīng)二極管56以圖9(b)所示的極性充電到電容器58之中。V58是電容器58的電壓。由于放電燈7正常放電，因而放電的正負半周期的電壓基本相等，電容器53、58的電壓V53與V58可獲得大小基本相等，極性相反的電壓。
若將此處的電阻52、57的阻值選定為相同，則其中間點的電壓基本為零。也就是說，電容器54的電壓如圖9(c)所示，基本為零。與此相同，由于放電燈11為正常起動，因而經(jīng)二極管50在電容器53上獲得的電壓V53與經(jīng)二極管55在電容器58上獲得的電壓V58正如圖9(a)(b)所示，可獲得大小基本相同而極性不同的電壓，電容器54的電壓V54正如圖9(c)所示，基本為零。即在模式1之中±P檢出電路P100的輸出的電容器54的電壓基本為零。
在保持電路H110之中，輸入二極管47的陰極與二極管49的陽極接點的電容器54的電壓V54滿足下述式(3)。
Vs2＜V54(模式1)＜Vs1(3)式3中的標號如下所示。
V54(模式1)圖9的模式1的動作條件下的電容器54的電壓。
Vs1、Vs2已在上述式(1)、(2)中示出。在保持電路H110的輸入電壓滿足上述式(3)的條件下，NPN晶體管43及PNP晶體管44均不能導(dǎo)通，由于振蕩控制電路4的振蕩停止端子S是高電平，因而振蕩控制電路4的振蕩動作繼續(xù)進行，放電燈7及11保持正常放電。
從以上介紹中可知，在模式1的動作狀態(tài)下，不論放電燈種類如何，放電燈均正常放電，若該放電的正負半周期的放電電壓基本相等，則可在電容器54上獲得基本為零的電壓，可識別出是正常放電狀態(tài)，繼續(xù)進行逆變器電路的振蕩。
下面介紹圖9中放電燈7的耦合電容器6一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗，放電燈11正常的模式2的動作。模式2的動作期間為圖中的時間t2到t3期間，設(shè)定為在該期間內(nèi)的時間點t21放電燈7的耦合電容器6一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗。在該動作狀態(tài)下，正如圖9(b)的t21～t22所示(t22正如后述，是逆變器電路停止的時間)，放電燈7的負半周期的放電電壓變?yōu)榇笥谡胫芷诜烹婋妷?。也就是說由于與電容器53的電壓V53相比，電容器58的電壓V58的電壓的絕對值變大，因而電容器54的電壓V54正如圖9(C)所示(根據(jù)上述式(2)V54＝V-54)變?yōu)樨撾娢弧?br> 若在此處將保持電路H110的齊納二極管46的齊納電壓選定為滿足上述式(2)，則在小于預(yù)先規(guī)定的負壓Vs2時(負的絕對值大)，PNP晶體管44變?yōu)閷?dǎo)通，由于NPN晶體管43接著也變?yōu)閷?dǎo)通，因而振蕩控制電路4的振蕩停止端子s變?yōu)榈碗娖?，振蕩動作停止。若振蕩控制電?的振蕩動作停止，則逆變器電路的振蕩動作也變?yōu)橥Ｖ?時間t22)，放電燈7以及11熄滅。此外，由于此時電流從控制電路驅(qū)動電壓Vcc經(jīng)電阻40流入PNP晶體管44及NPN晶體管43之中，因此在切斷直流電源1，停止提供控制電路驅(qū)動電壓Vcc之前，一直保持該狀態(tài)。
上面介紹了放電燈7的耦合電容器6一側(cè)燈絲的放電物質(zhì)消耗而放電燈11正常的情況，然而即使在放電燈7正常、放電燈11的耦合電容器10一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗或任意一根據(jù)放電燈的耦合電容器一側(cè)燈絲的放電物質(zhì)消耗殘盡的情況下，顯然仍可在電容器54之中獲得滿足使保持電路H110的PNP晶體管44導(dǎo)通(NPN晶體管43也接著導(dǎo)通)的上述式(2)的負電壓V-54。
從以上介紹可知，在模式2的動作狀態(tài)下，不論放電燈式和類型，在出現(xiàn)耦合電容器一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗等情況下，可在電容器54中獲得滿足上述式(2)的負電壓V-54，從保持電路H110輸出低電平，停止逆變器電路的動作，避免放電燈在異常狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。
下面介紹圖9之中，放電燈7的直流電源1的負極一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗而放電燈11正常的模式3的動作。模式3的動作期間為圖中的時間t3到t4的期間，設(shè)定為在該期間內(nèi)的t31，放電燈7的直流電源1的負極一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗。在該動作狀態(tài)下，正如圖9(a)的t31到t32(t32正如后述，是逆變器電路停止的時間)所示，放電燈7的正半周期的放電電壓變得大于負半周期的放電電壓。也就是說，由于與電容器58的電壓V58相比，電容器53的電壓V53的電壓的絕對值變大，因而電容器54的電壓V54變?yōu)檎娢弧?br> 若將此處的保持電路H110的齊納二極管48的齊納(穩(wěn)壓)電壓選定為滿足上述式(1)，由于在大于預(yù)先規(guī)定的正電壓Vs1時，NPN晶體管43變?yōu)閷?dǎo)通，繼而PNP晶體管44也變?yōu)閷?dǎo)通，因而振蕩控制電路4的振蕩停止端子S變?yōu)榈碗娖?，振蕩動作停止，若振蕩控制電?的振蕩動作停止，則逆變器電路的振蕩動作亦停止(時間t32)，放電燈7以及11熄滅。此外，這時由于電流從電路驅(qū)動電壓Vcc經(jīng)電阻流入PNP晶體管44以及NPN晶體管43之中，因而該狀態(tài)一直持續(xù)到切斷直流電源1停止提供控制電路驅(qū)動電壓Vcc為止。
以上介紹了放電燈7的直流電源1的負極一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗而放電燈11正常的情況，然而即使在放電燈7正常而放電燈11的直流電源1的負極側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗的情況下，或任意一根放電燈的直流電源1的負極側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗的情況下，顯然在電容器54上可獲得滿足上述(1)式、可使保持電路H110的NPN晶體管43導(dǎo)通(接著PNP晶體管44也導(dǎo)通)的正電壓V+54。
如上述闡明的，在模式3的動作狀態(tài)中，不依據(jù)放電燈的種類，在放電燈的直流電源1的負極側(cè)的燈絲放電物質(zhì)有消耗等情況下，仍可在電容器54中獲得滿足上述式(1)的正電壓V+54，從保持電路H110中輸出低電平，停止逆變器電路的動作。避免放電燈在異常狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。
這樣一來，不論放電燈是何種類。若每根放電燈均正常則±P檢出電路P100的電容器54的電壓基本為零，但是當(dāng)至少有一方的放電燈的耦合電容器一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗的情況下，由于可獲得滿足上述式(2)的電壓V-54，或至少有一方的放電燈的直流電源1的負極一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)已消耗的情況下，由于可獲得滿足上述式(1)的電壓V+54，因而逆變器電路只有在所有放電燈均正常的情況下才能繼續(xù)進行振蕩動作。
正如上述，若采用本發(fā)明的實施方式4，即使在用同一個起動裝置起動額定電流基本相同但額定電壓(額定功率)不同的多種放電燈的情況下不論放電燈是何類型，仍然可用簡單的電路構(gòu)成檢出其壽命末期等異常狀態(tài)，安全地停止逆變器電路的動作。因此，不必根據(jù)每種放電燈的種類選擇最適合保持電路H110的電路常數(shù)，可減少用來生產(chǎn)放電燈起動裝置的元件種類以及庫存管理機種。
在本實施方式中雖然只介紹了放電燈為兩根燈管的情況，不過放電燈為1根時自不待言，即使有3根以上的燈管顯然仍可使用。此外，±P檢出電路P100、保持電路H110并不局限于上述構(gòu)成，具有同等功能的其它構(gòu)成顯然也可使用。此外，±P檢出電路P100雖設(shè)置為對放電燈7以及11通用，但顯然也可以與各個放電燈對應(yīng)個別設(shè)置，將其輸出經(jīng)二極管進行線或連接(WIRED OR)，輸出給保持電路H110。
此外，通過與各放電燈對應(yīng)個別設(shè)置±P檢出電路；即使在同時發(fā)生放電燈7與電容器6連接一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)消耗，而放電燈11與直流電源1連接的負極一側(cè)的燈絲的放電物質(zhì)也消耗的極其罕見的情況下，由于±P檢出電路單獨設(shè)置，因而可以設(shè)置在放電燈7上的±P檢出電路中獲得負的檢出電壓，從設(shè)置在放電燈11上的±P檢出電路中獲得正的檢出電壓，使保持電路H110動作，從而進行有效的保護。
此外，若以相同阻值選定電阻52、57，則安裝正常放電燈時的電容器54的V54基本為零，但若電阻52的阻值大于電阻57，由于安裝正常放電燈時的電容器54的電壓V54會出現(xiàn)負電壓(以直流電源1的負極為標準)，若電阻52的阻值小于電阻57，安裝正常放電燈時的電容器54的電壓V54會出現(xiàn)正電壓，因此電阻52與57的阻值未必一定要相等，可根據(jù)保持電路H110的輸入電路的構(gòu)成適當(dāng)決定其比例。
若用可變電阻構(gòu)成電阻57、52，則可將其比例設(shè)定為連續(xù)可調(diào)。
此外，由于通過電阻元件57、52分壓電容器58、53的電壓、即可將用電阻57與電容器54獲得電容器58的電壓，以及用電阻52與電容器54獲得電容器53的電壓，積分后作為電容器54的電壓，因而在電容器54之中，相對于電容器58、53的電壓的短時間的變動而言，獲得穩(wěn)定的輸出，從而防止了保持電路不必要的誤動作。
(實施方式5)圖10是表示本發(fā)明的實施方式5的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖，圖11是該裝置的動作說明圖。
圖中與實施方式4作用相同的元件及構(gòu)成要素用同一標號標示并省略其說明。本實施方式是在實施方式4的圖8之中追加了過壓檢出電路Vov100，同時改變了保持電路H110的部分構(gòu)成作為保持電路120。
在圖10之中，過壓檢出電路Vov100與±P檢出電路P100的電容器53并聯(lián)，同時與電阻95、96的串聯(lián)電路并聯(lián)，在上述電阻95上并聯(lián)電容器97之后，將電阻95、96的接點的電壓(與電容器97的電壓V97相同)作為給保持電路H120的輸出。此外，保持電路H120在保持電路H110之上新增加齊納二極管98，其陰極與電阻95、96的接點連接，其陽極與NPN晶體管43的基極連接。
下面根據(jù)圖10以及圖11介紹本發(fā)明的實施方式5的動作。圖11的動作模式4的(a)～(d)與本實施方式對應(yīng)，該動作模式4的動作狀態(tài)表示放電燈7、11中的某個放電燈產(chǎn)生裂紋，內(nèi)部進了空氣或放電燈均正常但因周圍的溫渡過低無法過度到正常放電的放電燈不起動的狀態(tài)。
在介紹其整體動作之前，在此先介紹一下保持電路H120的電路條件。
保持電路H120的齊納二極管98中的齊納電壓Vz98選定為滿足下述式(4)～式(6)。
V97n＜(Vz98+VBE43)＜V97abn(4)V97n＝V53n×R95/(R95+R96) (5)V97abn＝V53abn×R95/(R95+R96)(6)上述式(4)～式(6)中的標號為V97n放電燈7、11均正常放電時的電容器97的電壓Vz98齊納二極管98的齊納電壓VBE43NPN晶體管43的基極·發(fā)射極間的順向電壓V97abn放電燈7、11中至少有一方的放電燈不起動時的電容器97的電壓R95電阻95的阻值R96電阻52的阻值V53n放電燈7、11均可正常放電時的電容器53的電壓V53abn放電燈7、11中至少有一方放電燈不起動時的電容器53的電壓下面介紹其動作。關(guān)于放電燈7、11之中至少有一方的燈絲的放電物質(zhì)已消耗的放電燈壽命末期的動作模式1～3顯然與實施方式4相同，由于逆變器電路的振蕩停止，該狀態(tài)可持續(xù)到切斷直流電源1為止，因而省略其說明，只介紹動作模式4。
在圖10之中，一接通直流電源1，利用振蕩控制電路4，開關(guān)元件2以及3交替受高頻驅(qū)動直至放電燈起動。
模式4是時間t4至t5所示的期間，在時間t41，放電燈7因產(chǎn)生裂紋等原因其放電電壓正如圖11(a)、(b)所示，正負半周期其本相等，電容器53的電壓V53與電容器58的電壓V58與正負半周期對應(yīng)，正負極性相反，絕對值基本相等，其絕對值的大小與正常放電時相比要大。這是因為由于放電燈不放電，其等效阻抗變大，放電燈負載電路的振蕩程度加大，產(chǎn)生共振性的振蕩動作之故，在此種動作模式4之中，正如圖11(c)所示，電容器54的電壓V54基本為零，無法使逆變器電路停止振蕩。
然而，由于在過壓檢出電路Vov100之中用電阻96、95與電容器97將在±P檢出電路P100的電容器53中獲得的電壓V53積分，輸出給保持電路H120的齊納二極管98的陰極，因而若將齊納二極管98的齊納電壓Vz98選定為滿足上述式(4)-(6)，則可在過壓檢出電路Vov100的輸出電壓大于預(yù)先規(guī)定的電壓V97abn時，使振蕩控制電路4的振蕩動作停止。也就是說，放電燈7及11熄滅，并使該狀態(tài)一直持續(xù)到切斷直流電源1為止。
在此處，放電燈的電壓的正負半周期基本相等，其大小比正常大的情況下，正如圖11(d)所示，使逆變器電路停止動作前的持續(xù)時間T1(t41～t42)可用電容器53的靜電容量值設(shè)定，正如上述式(4)～式(6)所示，動作電壓可用齊納二極管98的電壓Vz98、電阻95、96的阻值設(shè)定。例如，在電容器53的電容值為零(如同沒有電容53)時，T1為零，滿足上述(4)～(6)式中設(shè)定值時，可以無延遲地停止逆變器電路工作。而且適當(dāng)選定電容器53的電容值，可以對應(yīng)于電容器53的電容值延遲逆變器電路到達振蕩停止的時間。
如上所述，若采用本發(fā)明的實施方式5，由于將檢出放電燈的放電電壓的正負平衡的±P檢出電路P100與檢出放電電壓大小的過壓檢出電路Vov100的兩種檢出電壓作為保持電路H120的輸入電壓來識別放電燈的起動狀態(tài)，因而不論放電燈是何種類，若放電燈正常則繼續(xù)進行逆變器電路的振蕩，若某個放電燈出現(xiàn)異常，則可停止逆變器電路的振蕩。
因此即使在用同一個起動裝置起動額定電流相同、額定電壓(額定功率)不同的多種放電燈的情況下，也可用簡單的電路構(gòu)成檢出不同種類的放電燈的壽命末期、放電燈發(fā)生裂紋等異常狀態(tài)，停止逆變器電路的動作。正因如此，不必根據(jù)某種放電燈的種類選擇最適合保持電路H120的電路常數(shù)，可減少用來生產(chǎn)起動裝置的元件種類及庫存機種。
此外，上面雖然只介紹了放電燈為兩根的情況，但是放電燈為1根時自不待言，即使是3根以上，顯然仍可使用。此外，±P檢出電路P100、過壓檢出電路Vov100、保持電路H120并不局限于上述的構(gòu)成，顯然也可采用具有同等功能的其它構(gòu)成。此外，過壓檢出電路Vov100雖然采用輸入±P檢出電路的電容器53的電壓的構(gòu)成，但將此與電容器58的電壓積分之后經(jīng)齊納二極管輸入保持電路H120的PNP晶體管44的基極也可獲得同樣的效果。
(實施方式6)圖12是表示本發(fā)明的實施方式6的放電燈起動裝置構(gòu)成的電路圖。在圖12之中，對于與實施方式4起相同作用的元件及構(gòu)成要素采用同一標號并省略其說明。本實施方式在實施方式4中追加了所有放電燈均未安裝在放電燈起動裝置上的情況下，停止逆變器電路的振蕩，以及在至少安裝了1根以上的放電燈的情況下可使逆變器電路振蕩的有無安裝放電燈檢出電路La100。
在圖12之中，有無安裝放電燈檢出電路La100在±P檢出電路P100的電容器53之上并聯(lián)電阻101、102的串聯(lián)電路，將NPN晶體管103的基極與電阻101、102的接點連接，將其發(fā)射極與直流電源1的負極連接，將其焦電極經(jīng)電阻105與控制電路驅(qū)動電壓Vcc連接，將NPN晶體管104的基極與NPN晶體管103的集電極連接，將其發(fā)射極與直流電源1的負極連接，將其集電極與保持電路H110的二極管41的陰極連接。此外，將電阻106及107與耦合電容器6及10并聯(lián)，將電阻108追加連接在開關(guān)元件2之上。
下面根據(jù)圖12介紹本發(fā)明的實施方式6的動作。首先介紹放電燈7及11均未安裝在放電燈起動裝置之上的情況。直流電源1一接通，即通過省略了圖示的電路提供控制電路驅(qū)動電壓Vcc。由于未安裝任何放電燈，因而±P檢出電路P100的電容器53的電壓V53為零。這樣一來，由于有無安裝放電燈檢出電路La100的NPN晶體管103為OFF、NPN晶體管104為ON，使振蕩控制電路4的振蕩停止端子S000為低電平，因而逆變器無法振蕩。此外，即使安裝了放電燈開始振蕩之后，若拔去所有放電燈同樣會停止振蕩。
下面介紹僅安裝了放電燈7的情況。一接通直流電源1，即通過省略了圖示的電路提供控制電路驅(qū)動電壓Vcc。充電電流按照直流電源1的正極、電阻108、扼流圈5、電阻106、放電燈7的電阻106一側(cè)的燈絲，電阻92、二極管51的路徑流入電容器53，使其電壓V53上升。若適當(dāng)選定各元件的常數(shù)，用該電壓V53使NPN晶體管103導(dǎo)通，則NPN晶體管104即變?yōu)榻刂?，振蕩控制電?的振蕩停止端子S變?yōu)楦唠娖?，逆變器電路振蕩?br> 此外，如果放電燈7因燈絲放電物質(zhì)的消耗已到壽命末期，由于±P檢出電路P100的作用，振蕩控制電路4的振蕩停止端子s變?yōu)榈碗娖讲⒈３衷摖顟B(tài)。這一點與實施方式4相同。在實施方式4中要想擺脫該狀態(tài)，需切斷直流電源1，將放電燈7更換為正常件之后重新接通直流電源1，但在直流電源1與多種放電燈具及其它用電設(shè)備連接的情況下，會切斷與該電源系統(tǒng)連接的所有電器的電源。
這樣一來由于即使不切斷直流電源1若從放電燈起動裝置上拔去不良放電燈7，NPN晶體管104變?yōu)镺N，從控制電路驅(qū)動電壓Vcc經(jīng)電阻40繼續(xù)流向PNP晶體管44及NPN晶體管43的電流仍會流入處于ON狀態(tài)的NPN晶體管104，因而無法保持其ON狀態(tài)，PNP晶體管44及NPN晶體管43均會變?yōu)镺FF。接著，若裝上正常的放電燈7，NPN晶體管104變?yōu)镺FF，逆變器電路重新振蕩。
上述介紹了只將1根放電燈7安裝到放電燈起動裝置之上或取下時的動作，但很顯然，在安裝與未安裝放電燈11的情況下，以及安裝了放電燈7及11兩根管及放電燈為3根以上時同樣可以使用，此外，在本發(fā)明的實施方式6中顯然也可添加實施方式5中介紹過的檢出電路Vov100。此外，有無安裝放電燈檢出電路并不局限于上述構(gòu)成，自然也可用具有同等功能的其它構(gòu)成。此外，雖未圖示，但在檢出放電燈的異常狀態(tài)之后，為將放電燈更換為正常產(chǎn)品而拔去舊管時，若利用NPN晶體管104變?yōu)镺N，重新起動振蕩控制電路的預(yù)熱計時器，即可在重新起動時，使預(yù)熱計時器運作規(guī)定時間。
正如上述，采用本發(fā)明的實施方式6，由于僅僅在放電燈起動裝置上安裝了至少1個以上的放電燈時才可使逆變器電路振蕩，因而可防止放電燈全未安裝狀態(tài)下的無用動作。此外，即使在檢出不良放電燈，保持逆變器電路停止振蕩的情況下，由于不必切斷直流電源1，拔去放電燈之后安裝上正常放電燈即可重新起動逆變器電路，因而在維修更換放電燈時不會影響與該起動裝置使用同一電源系統(tǒng)的其它電器的動作。
權(quán)利要求
1.一種放電燈起動裝置，包括直流電源；把該直流電源提供的直流電變換為高頻電流的逆變器電路；利用該逆變器電路提供的高頻電流起動放電燈的放電燈負載電路；根據(jù)上述放電燈的電壓使上述逆變器停止動作的保護電路，其特征在于上述保護電路包括將上述放電燈的正負各自的半周期的放電電壓的峰值用阻抗元件分壓之后輸出的正負峰值檢測電路；當(dāng)該正負峰值檢測電路的輸出電壓超出預(yù)先規(guī)定的范圍時輸出使上述逆變器電路的振蕩停止的停止信號的判定電路；利用該判定電路的上述停止信號使上述逆變器電路的振蕩停止的同時，使停止狀態(tài)保持的保持電路。
2.一種放電燈起動裝置，包括直流電源；把該直流電源提供的直流電變換為高頻電流的逆變器電路；利用該逆變器電路提供的高頻電流起動放電燈的放電燈負載電路；根據(jù)上述放電燈的電壓使上述逆變器停止動作的保護電路，其特征在于上述保護電路包括將上述放電燈的正負各自的半周期放電電壓的峰值用阻抗元件分壓之后輸出的正負峰值檢測電路；根據(jù)用該正負峰值檢測電路的上述峰值檢測器檢測的上述正負峰值的至少一方的電壓，檢測出上述放電燈的過電壓的過壓檢測電路；當(dāng)上述正負峰值檢測電路或者上述過壓檢測電路的輸出電壓超過預(yù)先規(guī)定的范圍時，輸出使上述逆變器電路的振蕩停止的停止信號的判定電路；利用該判定電路的上述停止信號使上述逆變器電路停止振蕩的同時，使該停止狀態(tài)保持的保持電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放電燈起動裝置，其特征在于正負峰值檢出電路的峰值檢出部具有分壓放電燈兩端電壓的電阻；以及通過二極管充電分壓的正負各自的電壓的電容。
4.一種放電起動裝置，包括直流電源；將該直流電源提供的電流變換為高頻電流的逆變器電路；利用該逆變器電路提供的高頻電流起動放電燈的放電燈負載電路；根據(jù)上述放電燈的電壓使上述逆變器停止動作的保護電路，其特征在于上述保護電路包括將上述放電燈的正負各自的半周期的放電電壓的峰值用阻抗元件分壓之后輸出的正負峰值檢出電路；當(dāng)該正負峰值檢出電路的輸出電壓超出預(yù)先規(guī)定的范圍時使上述逆變器電路的振蕩停止的同時，使該停止狀態(tài)保持的保持的電路。
5.一種放電燈起動裝置，包括直流電源；將該直流電源提供的直流電變換為高頻電流的逆變器電路、利用該逆變器電路提供高頻電流起動放電燈的放電燈負載電路；根據(jù)上述放電燈的電壓使上述逆變器停止動作的保護電路，其特征在于上述保護電路包括將上述放電燈的正負各自的半周期的放電電壓的峰值用阻抗元件分壓之后輸出的正負峰值檢出電路；根據(jù)用該正負峰值檢出電路的上述峰值檢出器檢出的上述正負峰值的至少一方的電壓，檢出上述放電燈的過電壓的過壓檢出電路；當(dāng)上述正負峰值檢出電路或上述過壓檢出電路的電壓超過預(yù)先規(guī)定的范圍時，使上述逆變器電路停止振蕩的同時使該停止狀態(tài)保持的保持電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的放電燈起動裝置，其特征在于具有當(dāng)用正負峰值檢出電路的上述峰值檢出器檢出的上述正負峰值的至少一方的電壓小于預(yù)先規(guī)定的值時，檢測上述放電燈是否安裝到了起動裝置的有無安裝放電燈檢出電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一項所述的放電燈起動裝置，其特征在于正負峰值檢出電路的峰值檢出部包括分壓放電燈兩端電壓的電阻、和通過二極管充電分壓后的正負各自的電壓的電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7任一項所述的放電燈起動裝置，其特征在于保持電路具有一對的PNP晶體管以及NPN晶體管，將上述PNP晶體管的集電極與上述NPN晶體管的基極連接，將上述NPN晶體管的集電極與上述PNP晶體管的基極連接，同時設(shè)定為當(dāng)正負峰值檢出電路的輸出電壓為正電壓時，施加于上述NPN晶體管的基極，當(dāng)輸出電壓為負電壓時，施加于上述PNP晶體管的基極，當(dāng)該施加電壓超出預(yù)先規(guī)定的范圍時，使上述逆變器電路停止振蕩，同時使該停止狀態(tài)保持。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的放電燈起動裝置，其特征在于逆變器電路是具有直流電源與將上述直流電源提供的直流電變換為高頻電流的的開關(guān)元件的半電橋電路。
10.根據(jù)權(quán)利1至9任一項所述的放電燈起動裝置，其特征在于分別設(shè)置了與各放電燈對應(yīng)的正負峰值檢出電路，通過二極管進行線“或”連接，將這些正負峰值檢出電路的輸出電壓輸出到保持電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項所述的放電燈起動裝置，其特征在于分壓正負峰值檢出電路檢出的正電壓及負電壓的阻抗元件是電阻。
全文摘要
一種起動額定電流基本相等、額定電壓不同的多種放電燈的起動裝置，包括將直流電源1提供的直流電變換為高頻電流的逆變器電路；利用逆變器電路提供的高頻電流起動放電燈7、11的放電燈負載電路；將用檢測放電燈7、11的正負各自的半周期的放電電壓的峰值的峰值檢測器檢測的正負峰值，用阻抗元件分壓之后輸出的正負峰值檢測電路P300；當(dāng)正負峰值檢測電路P300的輸出電壓超過預(yù)先規(guī)定的范圍時，輸出使逆變器電路停止振蕩的停止信號的判定電路H100。
文檔編號H05B41/24GK1543287SQ200410005549
公開日2004年11月3日 申請日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者高橋修, 家城康則, 則 申請人:三菱電機株式會社, 三菱電機照明株式會社