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【発明の名称】 電源投入検出回路及び放電灯点灯装置
【発明者】 【氏名】芝原 信一

【氏名】船山 信介

【要約】 【課題】電源投入直後であるか否かを検出する電源投入検出信号を出力する電源投入検出回路を、簡単な回路構成で実現する。

【解決手段】電源投入検出回路部200は、電源整流回路1が出力した脈流電圧を入力し、コンデンサC3の両端電圧を、電源投入検出信号として出力する。電源の投入により、コンデンサC2及びコンデンサC3の分圧比によって定まる電圧が、コンデンサC3に充電され、電源投入検出信号は高電位となる。その後、コンデンサC3に溜まった電荷は、抵抗R2を通って放電され、電源投入検出信号は低電位となる。電源切断後、コンデンサC2に溜まった電荷は、抵抗R1を通って放電される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端を接地した第一のコンデンサ素子と、
上記第一のコンデンサ素子の接地していない他端に一端を接続し、他端を接地した第一の抵抗素子と、
上記第一のコンデンサ素子の接地していない他端に一端を接続した第二のコンデンサ素子と、
上記第二のコンデンサ素子の上記第一のコンデンサ素子と接続していない他端に陰極を接続した整流素子と、
を有し、
上記整流素子の陽極に印加される電圧を入力電圧として入力し、上記第一のコンデンサ素子の両端電圧を電源投入検出信号として出力する
ことを特徴とする電源投入検出回路。
【請求項2】
上記電源投入検出回路は、更に、
上記第二のコンデンサ素子の上記第一のコンデンサ素子と接続していない他端に一端を接続し、他端を接地した第二の抵抗素子
を有することを特徴とする請求項1に記載の電源投入検出回路。
【請求項3】
上記電源投入検出回路は、
出力する上記電源投入検出信号の電圧値が、所定の電圧値より高い場合に、上記入力電圧の立ち上がりから所定の時間内であることを示す回路である
ことを特徴とする請求項1に記載の電源投入検出回路。
【請求項4】
上記電源投入検出回路は、
出力する上記電源投入検出信号の電圧値が、所定の電圧値よりも高い状態を継続している時間の長さにより、上記入力電圧の電圧値を示す回路である
ことを特徴とする請求項1に記載の電源投入検出回路。
【請求項5】
上記電源投入検出回路は、
上記入力電圧として、交流電源を全波整流した脈流電圧を入力する
ことを特徴とする請求項1に記載の電源投入検出回路。
【請求項6】
入力電圧の立ち上がりを検出し、電流を出力する立ち上がり検出回路と、
上記立ち上がり検出回路が出力した電流により充電される第一のコンデンサ素子と、
上記第一のコンデンサ素子に溜まった電荷を放電する第一の放電回路と、
を有し、
上記第一のコンデンサ素子の両端電圧を電源投入検出信号として出力する
ことを特徴とする電源投入検出回路。
【請求項7】
上記立ち上がり検出回路は、
陽極に入力電圧を入力する整流素子と、
上記整流素子を流れる電流により充電される第二のコンデンサ素子と、
を有し、
上記第二のコンデンサ素子を流れる電流を出力する
ことを特徴とする請求項6に記載の電源投入検出回路。
【請求項8】
上記立ち上がり検出回路は、更に、
上記第二のコンデンサ素子に溜まった電荷を放電する第二の放電回路
を有することを特徴とする請求項7に記載の電源投入検出回路。
【請求項9】
請求項1に記載の電源投入検出回路を有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項10】
上記放電灯点灯装置は、更に、
上記電源投入検出回路の出力電圧を、電源投入検出信号として入力し、入力した上記電源投入検出信号の電圧値を、所定の電圧値と比較し、上記電源投入検出信号の電圧値が上記所定の電圧値よりも高い場合に、上記入力電圧の立ち上がりから所定の時間内であると判断するマイクロコンピュータ
を有することを特徴とする請求項9に記載の放電灯点灯装置。
【請求項11】
上記放電灯点灯装置は、更に、
放電灯を点灯する電力を上記放電灯に対して供給するインバータ回路と、
上記放電灯が異常状態であるか否かを検出し、異常検出信号として出力する異常検出回路と、
を有し、
上記マイクロコンピュータは、更に、
上記異常検出回路が出力した異常検出信号を入力し、上記放電灯が異常状態であることを示す異常検出信号を、上記異常検出回路から入力した場合に、上記インバータ回路の動作を停止するよう、上記インバータ回路を制御し、
上記電源投入検出回路から入力した電源投入検出信号に基づいて、上記入力電圧の立ち上がりから所定の時間内であると判断した場合に、上記インバータ回路の動作を再開するよう、上記インバータ回路を制御する
ことを特徴とする請求項10に記載の放電灯点灯装置。
【請求項12】
上記放電灯点灯装置は、更に、
上記電源投入検出回路の出力電圧を、電源投入検出信号として入力し、入力した上記電源投入検出信号の電圧値を、所定の電圧値と比較し、上記電源投入検出信号の電圧値が上記所定の電圧値よりも高い場合に、上記電源投入検出信号の電圧値が上記所定の電圧値よりも高い状態が継続している時間を測定して検出時間とし、測定した上記検出時間を、所定の時間と比較し、上記検出時間が所定の時間より長い場合に、上記入力電圧の電圧値が第一の電圧値であると判別し、上記検出時間が所定の時間より短い場合に、上記入力電圧の電圧値が第二の電圧値であると判別するマイクロコンピュータ
を有することを特徴とする請求項9に記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、電源投入を検出する電源投入検出回路、及び、放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【0002】
放電灯点灯装置は、放電灯の異常などを検出した場合、回路保護のため、インバータ回路の発振を停止し、放電灯を消灯して、保護状態となる。
放電灯が消灯したままでは、放電灯が異常であるか否かを検出できないので、なんらかの復帰原因が発生するまでは、保護状態を継続する。
例えば、電源スイッチの操作により、保護状態から復帰する。
このような制御をマイクロコンピュータを用いて行う場合、マイクロコンピュータが電源投入によりリセットされたことをもって、電源スイッチの操作が行われたものとして、保護状態から復帰する方式がある。
【特許文献1】特開平05−144583号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、マイクロコンピュータがリセットされたからといって、必ずしも電源スイッチの操作が行われたとは限らない。
そこで、電源投入を正しく検出するための電源投入検出回路が必要となる。
また、放電灯点灯装置の製造コストを低く抑えるためには、電源投入検出回路の構成をできるだけ簡単なものにしたい。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、できるだけ簡単な構成で、電源投入を正しく検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
この発明にかかる電源投入検出回路は、
一端を接地した第一のコンデンサ素子と、
上記第一のコンデンサ素子の接地していない他端に一端を接続し、他端を接地した第一の抵抗素子と、
上記第一のコンデンサ素子の接地していない他端に一端を接続した第二のコンデンサ素子と、
上記第二のコンデンサ素子の上記第一のコンデンサ素子と接続していない他端に陰極を接続した整流素子と、
を有し、
上記整流素子の陽極に印加される電圧を入力電圧として入力し、上記第一のコンデンサ素子の両端電圧を電源投入検出信号として出力する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0005】
この発明によれば、例えば、第一のコンデンサ素子と、第二のコンデンサ素子と、第一の抵抗素子と、整流素子という極めて簡単な構成で、入力電圧の立ち上がりを検出するので、電源投入を確実に検出できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
実施の形態1.
実施の形態1を、図1〜図10を用いて説明する。
【0007】
図1は、この実施の形態における放電灯点灯装置100の全体構成を示す全体構成図である。
放電灯点灯装置100は、直流電源回路110(電源整流回路1及びアクティブフィルタ回路部2)、インバータ回路部3、負荷回路4、マイクロコンピュータ6、異常検出回路14、電源投入検出回路部200を有する。
【0008】
直流電源回路110は、交流電源AC(例えば、商用電源100V、50Hzまたは60Hz)から電力の供給を受け、これを直流電圧(例えば、直流280V)に変換して、変換した直流電圧をインバータ回路部3に供給する。
電源整流回路1(整流回路部)は、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う回路である。電源整流回路1は、例えば、ダイオードブリッジにより構成する。
電源整流回路1は、交流電源ACから交流電圧を入力し、脈流電圧を出力する。
アクティブフィルタ回路部2は、電源電圧波形に沿ってスイッチングを行うことにより、電源電圧を所定の直流電圧に昇圧すると共に入力電流波形を整形して力率を改善する回路である。
アクティブフィルタ回路部2は、電源整流回路1から脈流電圧を入力し、直流電圧を出力する。
【0009】
インバータ回路部3は、アクティブフィルタ回路部2で昇圧された直流電圧の供給を受け、これを高周波交流電圧に変換して、変換した高周波交流電圧を負荷回路4に供給する。
インバータ回路部3は、ドライブ回路5、FET(電界効果型トランジスタ)Q1,Q2を有する。
ドライブ回路5は、マイクロコンピュータ6が出力するドライブ信号を入力し、入力したドライブ信号を増幅して、FETQ1及びQ2をスイッチングする信号を生成する。
FETQ1及びQ2は、ドライブ回路から出力された信号を入力し、スイッチング動作を行う。ここで、FETQ1に入力する信号と、FETQ2に入力する信号とは、逆極性の電圧を有するので、FETQ1と、FETQ2とは、交互にスイッチングする。これにより、インバータ回路部3は、高周波電圧を発生させる。
【0010】
異常検出回路14は、放電灯LAの異常状態を検出する回路である。
ここで、異常状態とは、例えば、放電灯点灯装置100に装着した放電灯LAが、寿命末期などにより、エミレス点灯するなどした状態のことをいう。
異常検出回路14は、異常状態であるか否かを示す異常検出信号を出力する。
【0011】
マイクロコンピュータ6(処理装置)は、プログラムを実行することにより、ドライブ回路5に対して出力するドライブ信号を生成する。マイクロコンピュータ6は、ランプ異常検出回路14が出力した異常ランプ検出信号などを入力し、入力した情報に基づいて、出力するドライブ信号などを制御する。
なお、マイクロコンピュータ6が実行するプログラムは、例えば、ROMなどの記憶装置(図示せず)に記憶されており、必要に応じてマイクロコンピュータ6が読み出して実行する。
【0012】
負荷回路4(負荷回路部)は、インバータ回路部3が出力した高周波電圧を入力し、インダクタL1、コンデンサC1及び結合コンデンサCの共振を利用して、放電灯LAを点灯させる回路である。
【0013】
電源投入検出回路部200(電源投入検出回路、AC有無判定回路、商用電源投入検出回路部)は、交流電源ACからの電力の供給が開始された直後であるか否かを検出する回路である。電源投入検出回路部200は、検出した結果を示す電源投入検出信号を出力する。
【0014】
図2は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の回路構成を示す回路構成図である。
電源投入検出回路部200は、コンデンサC2,C3、抵抗R1,R2、ダイオードD1を有する。
コンデンサC3(第一のコンデンサ素子)は、一端を接地する。
抵抗R2(第一の抵抗素子)は、コンデンサC3の接地していない他端に、一端を接続する。また、抵抗R2は、他端を接地する。すなわち、抵抗R2は、コンデンサC3と並列に接続する。
コンデンサC2(第二のコンデンサ素子)は、コンデンサC3の接地していない他端に、一端を接続する。すなわち、コンデンサC2は、コンデンサC3(及び抵抗R2)と直列に接続する。
抵抗R1(第二の抵抗素子)は、コンデンサC2の、コンデンサC3と接続していない他端に、一端を接続する。また、抵抗R1は、他端を接地する。すなわち、抵抗R1は、コンデンサC2,C3及び抵抗R2により構成される回路と並列に接続する。
ダイオードD1(整流素子)は、抵抗R1の接地していない他端に、カソード(陰極)を接続する。すなわち、ダイオードD1は、抵抗R1,R2及びコンデンサC2,C3により構成される回路と直列に接続する。
【0015】
電源投入検出回路部200は、ダイオードD1のアノード(陽極)に印加される電圧を入力とする。電源投入検出回路部200の入力には、電源整流回路1が出力した脈流電圧が印加される。
電源投入検出回路部200は、コンデンサC3の両端電圧を出力とする。電源投入検出回路部200の出力は、マイクロコンピュータ6が接続されており、マイクロコンピュータ6は、電源投入検出回路部200が出力する電源投入検出信号を入力する。
【0016】
図3は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の動作を説明するための説明図である。
【0017】
初期状態において、コンデンサC2及びコンデンサC3には、電荷が充電されていない。
電源スイッチSWがオンになり、交流電源ACからの電力供給が開始されると、電源整流回路1が脈流電圧を出力する。
コンデンサC2及びコンデンサC3は、ダイオードD1を通った電流により充電される。
コンデンサC2を流れる電流は、コンデンサC3を流れる電流iと、抵抗R2を流れる電流iの和(i+i)である。
初期状態においては、コンデンサC3が充電されていないので、抵抗R2には電圧がかからない。したがって、電流iは無視できるので、コンデンサC2を流れる電流とコンデンサC3を流れる電流は、ほぼ等しい。
【0018】
初期状態において、コンデンサC2を流れる電流とコンデンサC3を流れる電流がほぼ等しいので、コンデンサC2とコンデンサC3との容量の比に等しい比率の電圧が、コンデンサC2及びコンデンサC3に充電される。
例えば、コンデンサC2の容量とコンデンサC3の容量との比が、C2:C3=1:10であれば、コンデンサC2に充電される電圧VC2とコンデンサC3に充電される電圧VC3との比は、VC2:VC3=1:1/10=10:1となる。したがって、例えば、入力電圧が100Vであれば、コンデンサC3には、100/11≒9Vの電圧が充電される。
【0019】
なお、コンデンサC3の両端電圧を電源投入検出信号として出力し、マイクロコンピュータ6に入力することから、電源投入検出信号の電圧値が、数V程度になるように、コンデンサC2とコンデンサC3との容量の比を定める。
【0020】
図4は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の動作を説明するための説明図である。
【0021】
コンデンサC2及びコンデンサC3に充電された電荷は、抵抗R1及び抵抗R2を通って放電される。
コンデンサC2に溜まった電荷は、抵抗R2を流れる電流iによって放電される。
コンデンサC3に溜まった電荷は、抵抗R1を流れる電流iと抵抗R2を流れる電流iによって放電される。
【0022】
入力電圧vINは脈流電圧であるから、脈流の上下に伴って、ダイオードD1がオンオフを繰り返す。
ダイオードD1がオンの期間において、コンデンサC2は、電流(i+i)により充電し、コンデンサC3は、電流iにより充電する。
ダイオードD1がオフの期間において、コンデンサC2は、電流iにより放電し、コンデンサC3は、電流(i+i)により放電する。
したがって、コンデンサC2の充電量はコンデンサC3の充電量より大きく、コンデンサC3の放電量はコンデンサC2の放電量より大きい。
【0023】
そのため、当初はコンデンサC2とコンデンサC3との容量比で定まっていた分圧比が変動して、コンデンサC2の両端電圧は更に高くなり、コンデンサC3の両端電圧は逆に低くなる。
その結果、コンデンサC3の両端電圧は、0Vに近づく。
【0024】
すなわち、入力電圧のほとんどがコンデンサC2に充電された状態となり、コンデンサC3は、電源投入直後の一時期を除き、ほとんど充電されていない状態となる。
【0025】
図5は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図である。
なお、横軸は時刻、縦軸は電圧を示す。
【0026】
入力電圧vINは、電源整流回路1が出力し、電源投入検出回路部200が入力する脈流電圧である。
電圧vR1及びvC2は、それぞれ抵抗R1、コンデンサC2の両端電圧である。
出力電圧vC3は、コンデンサC3の両端電圧であり、電源投入検出回路部200が出力する電源投入検出信号となる電圧である。
これらの電圧の間には、vR1=vC2+vC3という関係が成り立つ。
なお、入力電圧vINのグラフと、電圧vR1及びvC2のグラフの縦軸のスケールは等しいが、出力電圧vC3のグラフは、縦軸のスケールを拡大している。
【0027】
コンデンサC2及びコンデンサC3が充電されていない状態で、電源が投入されると、ダイオードD1と、コンデンサC2及びコンデンサC3とが、平滑回路の役割を果たす。抵抗R1をこの平滑回路の負荷と考えると、抵抗R1の両端電圧vR1は、入力電圧vを平滑した電圧となる。
【0028】
このとき、コンデンサC2とコンデンサC3とには、容量の比に反比例する電圧が充電される。
【0029】
その後、コンデンサC3に充電された電荷は、抵抗R2を通って放電されるので、出力電圧vC3は、0Vに近づく。
コンデンサC2には、その分の電圧が充電され、コンデンサC2の両端電圧vC2は、抵抗R1の両端電圧vR1とほぼ等しくなる。
【0030】
出力電圧vC3を所定の判定閾値電圧と比較すれば、電源の投入により入力電圧vINが立ち上がった直後から所定の期間は、出力電圧vC3のほうが高く、その後は、出力電圧vC3のほうが低くなる。
したがって、電源投入検出回路部200が出力する出力電圧vC3を電源投入検出信号として利用することができる。
【0031】
ここで、電源投入検出回路部200の動作を、異なる観点から説明する。
【0032】
図6は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の構成を、機能ブロックの観点から説明した図である。
【0033】
ダイオードD1と、コンデンサC2は、入力電圧vINの立ち上がりを検出する立ち上がり検出回路を構成する。
すなわち、コンデンサC2に電荷がない状態で、入力電圧vINが立ち上がると、ダイオードD1がオンになり、コンデンサC2が充電される。
このとき、コンデンサC2を充電するためにコンデンサC2を流れる電流を見れば、入力電圧vINの立ち上がりが検出できる。
なお、入力電圧vINが立ち下がった場合には、ダイオードD1がオフになるので、コンデンサC2を電流が流れない。したがって、入力電圧vINの立ち下がりは検出されない。
【0034】
ダイオードD1とコンデンサC2による立ち上がり検出回路が出力する電流(コンデンサC2を流れる電流)は、コンデンサC2と直列に接続したコンデンサC3を充電する。 したがって、入力電圧vINの立ち上がりによって、コンデンサC3が充電され、出力電圧vC3が高くなる。
【0035】
その後、コンデンサC3に溜まった電荷は、抵抗R2により構成される第一の放電回路を通って放電し、出力電圧vC3が低くなる。
【0036】
次に、電源スイッチSWをオフにし、その後電源スイッチSWを再びオンにした場合について説明する。
【0037】
電源スイッチSWをオフにし、その後電源スイッチSWを再びオンにした場合には、電源投入検出回路部200は、再び電源が投入されたことを検出する電源投入検出信号を出力しなければならない。
以上の説明は、コンデンサC2及びコンデンサC3が充電されていない状態から始まることを前提としている。
電源投入検出回路部200が電源が投入されたことを検出した後、継続して電源が供給され続けている間は、コンデンサC2に入力電圧vINを平滑した電圧とほぼ等しい電圧が充電されている。
したがって、電源スイッチSWがオフの間に、コンデンサC2に溜まった電荷を放電する必要がある。
【0038】
この実施の形態における電源投入検出回路部200では、コンデンサC2に溜まった電荷は、抵抗R1及び抵抗R2及びコンデンサC3により構成される第二の放電回路を通って放電する。
なお、抵抗R2は、第一の放電回路と、第二の放電回路とで共用される。
【0039】
図7は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図である。
なお、横軸は時刻、縦軸は電圧を示す。
【0040】
電源スイッチSWがオフにあり、交流電源ACからの電力の供給が切断すると、電源整流回路1は脈流電圧を出力しなくなる。
すると、コンデンサC2を充電する電流が流れなくなるので、コンデンサC2は、徐々に放電する。
【0041】
コンデンサC2が十分放電された後に、再び電源が投入されると、電源投入検出回路部200は、正常に電源の投入を検出できる電源投入検出信号(出力電圧vC3)を出力する。
【0042】
ここで、抵抗R1の抵抗値は、コンデンサC2の放電にかかる時間を規定する。すなわち、抵抗R1の抵抗値が小さければ、コンデンサC2の放電にかかる時間が短くなるので、電源スイッチSWをオフにしている時間が短くても、電源の再投入が検出できる。
【0043】
その代わり、抵抗R1の抵抗値を小さくすると、電源スイッチSWがオンの間であっても、脈流電圧の谷間では、コンデンサC2が放電するので、出力電圧vC3に表れる波(リプル)が大きくなる。
そこで、電源再投入を検出したい間隔に基づいて、抵抗R1の抵抗値を定める必要がある。
【0044】
この実施の形態における電源投入検出回路部200には、電源整流回路1が出力した脈流電圧を、入力電圧vINとして入力した場合について説明したが、電源投入検出回路部200に入力する入力電圧vINは、脈流電圧に限らない。
【0045】
図8は、ここで説明した電源投入検出回路部200に入力する入力電圧vINとして、交流電圧を入力した場合における、電源投入検出回路部200の各部の電圧の一例を示す波形グラフ図である。
入力電圧vINは、ダイオードD1などにより平滑されるので、全波整流された脈流電圧を入力する場合と比較して、山の数が半分になる以外、電源投入検出回路部200は、同様に動作する。
【0046】
図9は、ここで説明した電源投入検出回路部200に入力する入力電圧vINとして、脈流成分のない直流電圧を入力した場合における、電源投入検出回路部200の各部の電圧の一例を示す波形グラフ図である。
入力電圧vINが一定電圧の直流である場合には、出力電圧vC3にリプルが表れず、電源投入により立ち上がったのち、きれいに単調減少する。
【0047】
したがって、電源投入検出回路部200に入力する入力電圧vINは、できるだけ平滑した電圧を入力するほうが好ましい。
しかし、全波整流した脈流電圧を入力しても、出力電圧vC3に表れるリプルは小さく、電源投入検出に影響を与えるほどではない。
放電灯点灯装置100は、アクティブフィルタ回路部2に入力するため電源整流回路1を有しているので、電源整流回路1が出力する脈流電圧を電源投入検出回路部200に入力すれば、追加の部品が必要なく、放電灯点灯装置100の製造コストを抑えることができる。
【0048】
次に、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号を用いて、マイクロコンピュータ6がインバータ回路部3を制御する動作について説明する。
【0049】
マイクロコンピュータ6を動作させるために必要な電源は、通常、放電灯点灯装置100に対して交流電源ACから供給される電力から生成する。
したがって、マイクロコンピュータ6に電源が供給されていない状態から、マイクロコンピュータ6に電源が供給されて、マイクロコンピュータ6が起動した場合には、交流電源ACからの電力の供給が開始された直後であると推定できる。
【0050】
しかし、そのような推定は、必ずしも正しいとは限らない。
【0051】
例えば、電源が突然切断した場合に、それまでの動作状態を不揮発性メモリなどに記憶する必要がある場合がある。その場合、電源が切断したあともマイクロコンピュータ6を動作させる必要があるため、マイクロコンピュータ6の電源が切れるまでに遅延時間があるように構成する場合がある。
そのような構成では、その遅延時間が経過する前に、電源の供給が再開されると、マイクロコンピュータ6がリセットされず、そのまま処理を続ける。
【0052】
また、交流電源ACからの電力の供給が継続している場合であっても、マイクロコンピュータ6に対する電力の供給を一時停止することにより、電力消費を低減するよう構成する場合がある。例えば、異常検出回路14が異常状態を検出し、回路保護のために、インバータ回路部3の発振を停止している場合などである。
そのような構成では、マイクロコンピュータ6に対する電源の供給が再開したときでも、交流電源ACからの電力の供給は継続している場合がある。
【0053】
あるいは、なんらかの理由で、マイクロコンピュータ6をソフトウェア的にリセットできるよう構成する場合もある。
そのような構成では、マイクロコンピュータ6がリセットした場合でも、交流電源ACからの電力の供給は継続している場合がある。
【0054】
以上のような場合には、マイクロコンピュータ6がリセットしたことをもって、交流電源ACからの電力の供給が開始された直後であると判断することはできない。
したがって、電源スイッチSWの操作を検出する必要がある場合には、電源が投入されたことを検出する必要がある。
【0055】
この実施の形態における放電灯点灯装置100では、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号を、マイクロコンピュータ6が入力し、電源が投入された直後であるか否かを判別する。
【0056】
図10は、この実施の形態における放電灯点灯装置100による放電灯点灯処理の流れを示すフローチャート図である。
【0057】
S11において、マイクロコンピュータ6が、なんらかの原因でリセットする。
例えば、マイクロコンピュータ6に対する電源の供給が開始され、マイクロコンピュータ6が起動した場合などである。
【0058】
S12において、マイクロコンピュータ6は、異常検出によりインバータ回路部3の発振を停止中であるか否かを判断する。
異常検出回路14が放電灯LAの異常を検出した場合、回路保護や消費電力の削減のため、インバータ回路部3の発振を停止する。
インバータ回路部3の発振を停止すると、異常検出回路14は放電灯LAの異常を検出しなくなるので、その後、何らかの復帰原因が発生するまで、インバータ回路部3の発振を停止したままにしておく必要がある。
この実施の形態では、電源スイッチSWをオフにして、その後オンにする操作をした場合に、インバータ回路部3の発振を再開するものとする。
【0059】
異常検出によりインバータ回路部3の発振を停止した場合、マイクロコンピュータ6は、例えば、不揮発性メモリなどを用いて、そのことを記憶しておく。
マイクロコンピュータ6は、S12において、例えば、不揮発性メモリの内容を読み出すことにより、異常検出によりインバータ回路部3の発振を停止中であるか否かを判断する。
異常検出によりインバータ回路部3の発振を停止中であると判断した場合には、S13へ進む。
異常検出によりインバータ回路部3の発振を停止中でないと判断した場合には、S15へ進む。
【0060】
S13において、マイクロコンピュータ6は、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号を入力する。
【0061】
S14において、マイクロコンピュータ6は、S13で電源投入検出回路部200から入力した電源投入検出信号に基づいて、交流電源ACからの電力の供給が開始した直後であるか否かを判断する。
【0062】
S11でマイクロコンピュータ6がリセットした原因が、交流電源ACからの電力の供給が開始したことに伴って、マイクロコンピュータ6に対する電源の供給が開始され、マイクロコンピュータ6が起動したことによるものであれば、この時点で、交流電源ACからの電力の供給が開始してから、あまり時間が経過していないはずである。
他方、S11でマイクロコンピュータ6がリセットした原因がその他のものであれば、この時点で、交流電源ACからの電力の供給が開始してから相当期間経過しているはずである。
電源投入直後であれば、電源投入検出回路部200に入力した入力電圧の立ち上がりから所定の時間内であるから、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号の電圧値は、所定の判定閾値電圧の電圧値より高い。
電源投入直後でなければ、電源投入検出回路部200に入力した入力電圧の立ち上がりから所定の時間以上経過しているから、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号の電圧値は、所定の判定閾値電圧の電圧値より低い。
したがって、マイクロコンピュータ6は、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号の電圧値が、所定の判定閾値電圧の電圧値より高いか否かを判断することにより、電源投入直後であるか否かを判断する。
【0063】
電源投入直後であると判断した場合には、S15へ進む。
電源投入直後でないと判断した場合には、処理を終了する。
【0064】
電源スイッチSWをオフにして、その後オンにする操作をした場合に、マイクロコンピュータ6は、S14で電源投入直後であると判断する。その場合、復帰条件を満たしたものとして、インバータ回路部3の発振を再開する。
【0065】
S15において、マイクロコンピュータ6は、インバータ回路部3を発振させるドライブ信号を生成し、出力する。
マイクロコンピュータ6は、インバータ回路部3を発振させたい周期に合わせて、「1」と「0」を交互に繰り返す信号を生成し、ドライブ信号として出力する。
マイクロコンピュータ6が出力したドライブ信号は、インバータ回路部3のドライブ回路5に入力し、ドライブ回路5がドライブ信号に基づいて、FETQ1とFETQ2とを交互にオンオフすることにより、インバータ回路部3が、高周波電圧を出力する。
これにより、放電灯LAに電力が供給され、放電灯LAが点灯する。
【0066】
S16において、マイクロコンピュータ6は、異常検出回路14が出力した異常検出信号を入力する。
【0067】
S17において、マイクロコンピュータ6は、S16で異常検出回路14から入力した異常検出信号に基づいて、放電灯LAが異常状態であるか否かを判断する。
放電灯LAが正常状態であると判断した場合には、S15へ進み、放電灯LAの点灯を継続する。
放電灯LAが異常状態であると判断した場合には、S18へ進む。
【0068】
S18において、マイクロコンピュータ6は、インバータ回路部3の発振を停止する。
すなわち、マイクロコンピュータ6は、ドライブ信号の生成を停止する。
また、マイクロコンピュータ6は、異常検出にインバータ回路部3の発振を停止したことを、不揮発性メモリなどを用いて、記憶する。
【0069】
その後、マイクロコンピュータ6は、処理を終了する。
例えば、マイクロコンピュータ6に対する電源の供給を一時的に停止し、電力消費を抑えるモードに移行する。
【0070】
このように、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号に基づいて、マイクロコンピュータ6が電源投入直後であるか否かを判断することにより、例えば、電源スイッチSWの操作により、異常検出による保護状態から復帰する場合などに、マイクロコンピュータ6が電源スイッチSWの操作を正しく検出することができる。
【0071】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、コンデンサC1,C2と、抵抗R1とダイオードD1という極めて簡単な構成で、交流電源ACの電源投入を検出できる電源投入検出回路を構成しているので、電源投入検出回路部200の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
【0072】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、コンデンサC2に溜まった電荷が、抵抗R1を通って放電するので、電源切断後、電源を再び投入した場合でも、電源投入を正しく検出できるという効果を奏する。
【0073】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、出力した電源投入検出信号の電圧値が、所定の電圧値よりも高い場合に、交流電源ACの電源が投入され、電源投入検出回路部200に入力する入力電圧が立ち上がってから、所定の時間内であることを示すので、電源投入検出信号を入力して、電源投入直後であるか否かを判断するマイクロコンピュータ6など後段の回路の構成を簡単にすることができ、放電灯点灯装置100の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
【0074】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、交流電源ACを、電源整流回路1が全波整流した脈流電圧を入力するので、電源投入検出回路部200に入力する入力電圧vINを生成するための特別な回路が必要なく、また、出力する電源投入検出信号に表れるリプルが小さいので、電源投入直後であるか否かを判断する後段の回路の構成を簡単にすることができ、放電灯点灯装置100の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
【0075】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、立ち上がり検出回路が入力電圧vINの立ち上がりを検出して、コンデンサC3を充電し、その後、第一の放電回路がコンデンサC1を放電するので、入力電圧vINの立ち上がりから所定の時間内であることを検出できる電源投入検出信号を出力できるという効果を奏する。
【0076】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、ダイオードD1とコンデンサC2という極めて簡単な構成で、立ち上がり検出回路を構成しているので、電源投入検出回路部200の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
【0077】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、コンデンサC2に溜まった電荷を放電する第二の放電回路を有しているので、電源切断後、コンデンサC2が放電し、電源再投入時に、再び電源投入を検出することができるという効果を奏する。
【0078】
この実施の形態における放電灯点灯装置100によれば、このように簡単な構成で電源投入を検出できる電源投入検出回路部200を有しているので、電源投入を正しく検出し、それに基づいて放電灯LAの点灯を制御する放電灯点灯装置100を、低コストで製造できるという効果を奏する。
【0079】
この実施の形態における放電灯点灯装置100によれば、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号を、マイクロコンピュータ6が入力し、入力した電源投入検出信号の電圧値が所定の電圧値よりも高い場合に、入力電圧vINの立ち上がりから所定の時間内であると判断するので、簡単な回路構成で、交流電源ACの電源投入直後であるか否かを判断できるという効果を奏する。
【0080】
この実施の形態における放電灯点灯装置100によれば、異常検出回路14が放電灯LAの異常を検出して、マイクロコンピュータ6がインバータ回路部3の発振を停止したのち、マイクロコンピュータ6が、電源投入検出信号に基づいて、電源投入直後であると判断した場合に、インバータ回路部3の発振を再開するので、交流電源ACの電源スイッチSWを操作するだけで、異常検出による保護状態からの復帰ができるという効果を奏する。
【0081】
実施の形態2.
実施の形態2を、図11〜図12を用いて説明する。
【0082】
この実施の形態における放電灯点灯装置100の全体構成及び電源投入検出回路部200の回路構成は、実施の形態1で図1及び図2を用いて説明した構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0083】
放電灯点灯装置100は、通常、電力会社から供給される商用電源を、交流電源ACとして接続し、放電灯LAを点灯する。
商用電源には、家庭用の100V電源のほか、業務用の200V電源などがあるが、接続する商用電源により放電灯点灯装置100の設計を変更すると、製造コストなどが高くなるので、放電灯点灯装置100は、100V電源でも200V電源でも使用できるように設計される。
【0084】
しかし、100V電源と200V電源とでは、電源から供給される電力が異なるため、電源電圧により、例えば、インバータ回路部3の発振周波数を変えるなどの制御を行う必要がある場合がある。
【0085】
この実施の形態における電源投入検出回路部200は、電源の投入を検出できるだけでなく、電源電圧の電圧値を判別することができる電源投入検出信号を出力する。
【0086】
図11は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図である。
【0087】
入力電圧vINとして、100Vの交流電源ACを全波整流した脈流電圧(太線)を入力した場合と、200Vの交流電源ACを全波整流した脈流電圧(細線)を入力した場合の2つを示している。
実施の形態1で説明したように、電源投入直後にコンデンサC3に充電される電圧は、入力電圧vINを、コンデンサC2とコンデンサC3との容量比により分圧したものであるから、電源投入直後にコンデンサC3に充電される電圧は、入力電圧vINのピーク電圧に比例する。
したがって、出力電圧vC3の最初のピークは、交流電源ACが100Vの場合(太線)と比べて、交流電源ACが200Vの場合(細線)約2倍となる。
【0088】
その後、コンデンサC3に溜まった電荷は、抵抗R2を通って放電するので、出力電圧vC3は0Vに近づく。
交流電源ACが200Vの場合は、交流電源ACが100Vの場合に比べてコンデンサC3に溜まった電荷の量が多いので、放電に時間がかかる。したがって、出力電圧vC3が判定閾値電圧まで下がるのにかかる時間は、交流電源ACが100Vの場合より、交流電源ACが200Vの場合のほうが長い。
【0089】
そこで、電源投入検出回路部200が出力する電源投入検出信号が、判定閾値電圧よりの高い状態を継続している時間を測定すれば、交流電源ACの電圧値を判別できる。
【0090】
図12は、この実施の形態における放電灯点灯装置100による放電灯点灯処理の流れを示すフローチャート図である。
なお、実施の形態1で図10を用いて説明した放電灯点灯処理と共通する工程については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【0091】
S14で、マイクロコンピュータ6が電源投入直後であることを判別したのち、マイクロコンピュータ6は、交流電源ACが100Vであるか200Vであるかを判別する処理(S21〜S22)を行う。
【0092】
S21において、マイクロコンピュータ6は、所定時間の経過を待ったのち、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号を、再び入力する。
【0093】
S22において、マイクロコンピュータ6は、S21で入力した電源投入検出信号に基づいて、電源電圧を判別する。
【0094】
適切な時間が経過したのちに、電源投入検出信号を入力すれば、交流電源が100Vの場合には、出力電圧vC3が判定閾値電圧を下回るが、交流電源が200Vの場合には、出力電圧vC3がまだ判定閾値電圧より高い。
【0095】
そこで、マイクロコンピュータ6は、S21で入力した電源投入検出信号の電圧値が判定閾値電圧の電圧値より高いか否かを判断することにより、交流電源ACの電圧値を判別する。
すなわち、S21で入力した電源投入検出信号の電圧値が判定閾値電圧の電圧値より高い場合には、交流電源ACが200Vであると判断する。逆に、S21で入力した電源投入検出信号の電圧値が判定閾値電圧の電圧値より低い場合には、交流電源ACが100Vであると判断する。
【0096】
マイクロコンピュータ6は、判別した交流電源ACの電圧値を、例えば、不揮発性メモリなどを用いて記憶する。
【0097】
S15’において、マイクロコンピュータ6は、インバータ回路部3を発振させるドライブ信号を生成し、出力する。
このとき、マイクロコンピュータ6は、S22で判別した交流電源ACの電圧値に基づいて、例えば、ドライブ信号の周波数を変えるなどの制御を行う。
【0098】
これにより、2種類の異なる電圧を有する交流電源ACに接続する可能性のある放電灯点灯装置100において、交流電源ACの電圧値を判別することができる。
【0099】
この例では、所定の時間が経過したあとで、もう一度、マイクロコンピュータ6が電源投入検出信号を入力することにより、電源投入検出信号の電圧値が判定閾値電圧の電圧値よりも高い状態を継続している時間が、所定の時間よりも長いか否かを判断している。
【0100】
しかし、マイクロコンピュータ6が電源投入検出信号を入力し続け、最初に電源投入検出信号の電圧値が判定閾値電圧の電圧値よりも低くなるまでの時間を測定することにより、電源投入検出信号の電圧値が判定閾値電圧の電圧値よりも高い状態を継続している時間が、所定の時間よりも長いか否かを判断してもよい。
そうすれば、S21でマイクロコンピュータ6が電源投入検出信号を入力した際に、電源投入検出信号のリプルにより、たまたま判定閾値電圧の電圧値よりも高くなっている場合などに誤検出することを防げるので、好ましい。
【0101】
また、この例では、交流電源ACの電圧値として、200V(第一の電圧値)と、100V(第二の電圧値)の2種類を判別しているが、もっと多くの電圧値を判別することができることは明らかである。
【0102】
この実施の形態における電源投入検出回路部200によれば、出力した電源投入検出信号の電圧値が、所定の電圧値よりも高い状態を継続している時間の長さにより、交流電源ACの電圧値を判別できるので、交流電源ACの電圧値を測定するための特別な回路が必要なく、また、マイクロコンピュータ6など後段の回路の構成を簡単にすることができ、放電灯点灯装置100の製造コストを抑えることができるという効果を奏する。
【0103】
この実施の形態における放電灯点灯装置100によれば、電源投入検出回路部200が出力した電源投入検出信号を、マイクロコンピュータ6が入力し、入力した電源投入検出信号の電圧値が所定の電圧値よりも高い状態を継続している時間が所定の時間より長い場合に、入力電圧vINの電圧値が第一の電圧値(例えば、200V)であると判別し、入力した電源投入検出信号の電圧値が所定の電圧値よりも高い状態を継続している時間が所定の時間より短い場合に、入力電圧vINの電圧値が第二の電圧値(例えば、100V)であると判別するので、簡単な回路構成で、交流電源ACの電圧値を判別できるという効果を奏する。
【0104】
実施の形態3.
実施の形態3を、図13〜図14を用いて説明する。
この実施の形態における放電灯点灯装置100の全体構成は、実施の形態1において図1を用いて説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
【0105】
この実施の形態では、電源投入検出回路部200の回路構成の別の例について説明する。
【0106】
図13は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の回路構成を示す回路構成図である。
なお、実施の形態1で図2を用いて説明した電源投入検出回路部200の回路と共通する部品については、共通の符号を付し、ここでは説明を省略する。
【0107】
図13に示す電源投入検出回路部200は、実施の形態1で説明した電源投入検出回路部200に、抵抗R3を加えた構成である。
抵抗R3(第三の抵抗素子)は、コンデンサC3(第一のコンデンサ素子)の接地していない他端に一端を接続し、コンデンサC2(第二のコンデンサ素子)のダイオードD1(整流素子)と接続している一端に他端を接続している。すなわち、抵抗R3は、コンデンサC2と並列に接続している。
【0108】
抵抗R3は、抵抗R1によって構成される放電回路とは別に、もう一つの放電回路を構成し、コンデンサC2に溜まった電荷を放電する役割を果たす。
【0109】
また、抵抗R3の存在により、電源投入後の過渡状態を過ぎたのちの出力電圧vC3は、抵抗R3と抵抗R2の分圧比によって定まる電圧となり、0Vにはならない。
例えば、抵抗R3の抵抗値と抵抗R2の抵抗値との比が100:1であり、入力電圧vINが100Vであれば、過渡状態を過ぎたのちの出力電圧vC3は、100×1/101≒1Vとなる。
【0110】
なお、過渡状態を過ぎたのちの電源投入検出信号の電圧値は、判定閾値電圧の電圧値より低くならなければならないので、リプル分も含めて、過渡状態を過ぎたのちの出力電圧vC3が判定閾値電圧より低くなるように、抵抗R3と抵抗R2との抵抗値の比を定める。
【0111】
これにより、コンデンサC2に溜まった電荷を放電する放電回路が2つになるので、コンデンサC2の放電が速くなり、電源切断後、再び電源を投入した場合に、その間隔が短くても、電源投入を正しく検出できる。
【0112】
図14は、この実施の形態における電源投入検出回路部200の回路構成の別の例を示す回路構成図である。
【0113】
図14に示す電源投入検出回路部200は、図13で説明した電源投入検出回路部200から抵抗R1を除いた構成である。
実施の形態1で説明した通り、抵抗R1は、電源切断後にコンデンサC2に溜まった電荷を放電するために備えられた放電回路を構成するものである。
この実施の形態における電源投入検出回路部200には、抵抗R3によって構成される放電回路があるので、電源切断後、抵抗R3を通る電流により、コンデンサC2に溜まった電荷が放電される。
したがって、抵抗R1がなくとも、電源投入検出回路部200は、正しく動作する。
【0114】
これにより、電源投入検出回路部200を構成する部品を少なくすることができるので、電源投入検出回路部200の製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0115】
【図1】実施の形態1における放電灯点灯装置100の全体構成を示す全体構成図。
【図2】実施の形態1における電源投入検出回路部200の回路構成を示す回路構成図。
【図3】実施の形態1における電源投入検出回路部200の動作を説明するための説明図。
【図4】実施の形態1における電源投入検出回路部200の動作を説明するための説明図。
【図5】実施の形態1における電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図。
【図6】実施の形態1における電源投入検出回路部200の構成を、機能ブロックの観点から説明した図。
【図7】実施の形態1における電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図。
【図8】電源投入検出回路部200に交流電圧を入力した場合における、電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図。
【図9】電源投入検出回路部200に脈流成分のない直流電圧を入力した場合における、電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図。
【図10】実施の形態1における放電灯点灯装置100による放電灯点灯処理の流れを示すフローチャート図。
【図11】実施の形態2における電源投入検出回路部200の各部の電圧を示す波形グラフ図。
【図12】実施の形態2における放電灯点灯装置100による放電灯点灯処理の流れを示すフローチャート図。
【図13】実施の形態3における電源投入検出回路部200の回路構成を示す回路構成図。
【図14】実施の形態3における電源投入検出回路部200の回路構成の別の例を示す回路構成図。
【符号の説明】
【0116】
1 電源整流回路、2 アクティブフィルタ回路部、3 インバータ回路部、4 負荷回路、5 ドライブ回路、6 マイクロコンピュータ、14 異常検出回路、100 放電灯点灯装置、110 直流電源回路、200 電源投入検出回路部、AC 交流電源、C 結合コンデンサ、C1,C2,C3 コンデンサ、D1 ダイオード、i,i,i,i 電流、L1 インダクタ、LA 放電灯、R1,R2,R3 抵抗、vIN 入力電圧、vR1,vC2 電圧、vC3 出力電圧。
【出願人】 【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【識別番号】390014546
【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社
【出願日】 平成18年2月8日(2006.2.8)
【代理人】 【識別番号】100099461
【弁理士】
【氏名又は名称】溝井 章司


【公開番号】 特開2007−213904(P2007−213904A)
【公開日】 平成19年8月23日(2007.8.23)
【出願番号】 特願2006−30859(P2006−30859)