閃光放電ランプ点灯装置
【課題】蓄電素子のエネルギーを放電させる放電抵抗の異常温度検出を、低コストかつ簡素な構成で実現する。
【解決手段】本発明は、充電回路、充電回路により充電される蓄電素子、蓄電素子に充電された電力を放電ランプに通電するための電流制御回路、蓄電素子の電圧を放電するための放電回路、並びに少なくとも充電回路及び放電回路を制御するＣＰＵを備えた閃光放電ランプ点灯装置を提供し、放電回路は、放電抵抗と放電スイッチの直列回路、放電抵抗の消費電力を分散させるように放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び温度検出用抵抗に熱的に結合され、温度検出用抵抗から検出される検出温度に基づく信号をＣＰＵに出力する検出温度出力手段を備え、ＣＰＵは、検出温度が第１の閾値を超えた場合に放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行うように構成される。
【解決手段】本発明は、充電回路、充電回路により充電される蓄電素子、蓄電素子に充電された電力を放電ランプに通電するための電流制御回路、蓄電素子の電圧を放電するための放電回路、並びに少なくとも充電回路及び放電回路を制御するＣＰＵを備えた閃光放電ランプ点灯装置を提供し、放電回路は、放電抵抗と放電スイッチの直列回路、放電抵抗の消費電力を分散させるように放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び温度検出用抵抗に熱的に結合され、温度検出用抵抗から検出される検出温度に基づく信号をＣＰＵに出力する検出温度出力手段を備え、ＣＰＵは、検出温度が第１の閾値を超えた場合に放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行うように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は閃光放電ランプの点灯装置に関し、例えば擬似太陽光を照射する擬似太陽光照射装置に用いられるキセノンランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の光電変換特性などの各種太陽エネルギー利用機器の性能測定のために、自然太陽光のスペクトル分布を再現する擬似太陽光を被照射体に照射する擬似太陽光照射装置が知られている。この種の擬似太陽光照射装置においては、キセノンランプからなる光源が箱体内に設置され、光源からの光が光学フィルタを介して照射されることで放射面から擬似太陽光が放射される。
【０００３】
本装置では、例えば、発光長が１０００ｍｍ以上のキセノンランプ（以下、「ランプ」という）が用いられ、直流のランプ電流が通電され、そのランプ電流値を点灯装置によって調整することにより照射面の照度が制御される。一般的には、点灯時のランプ電流は数十アンペア（例えば７０Ａ）、ランプ電圧は数百ボルト（例えば５００Ｖ）程度であり、このランプ電流／電圧が、１回の点灯あたり数十ミリ秒から数百ミリ秒にわたって通電／印加される。この出力状態が定電流又は定電力で制御され、点灯期間中に被照射体の性能が測定される。
【０００４】
上記の場合、ランプ電力が３５ｋＷとなり、瞬時（例えば１００ミリ秒）とはいえ、この電力を商用電源から直接供給すると、同じ商用電源の系統の周辺機器に障害を及ぼすことや、商用電源と照射装置の間に容量の大きい接点及び配線が必要となることが問題となる。そこで一般には、照射装置内に点灯装置を設け、点灯装置において電力をコンデンサ等の蓄積素子に蓄積し、点灯指令に応じてその蓄積された電力をランプに供給する構成が採用される（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このような閃光ランプ点灯装置において、大容量の蓄電素子が高電圧で充電されている状態を、点灯装置の非使用時（例えば、使用終了後）に放置しておくことはメンテナンス時や誤使用時に危険となり得るため好ましくない。そこで、非使用時には蓄電素子の充電エネルギーを放電させ、蓄電素子の電圧を充分低くしておくために蓄電素子に放電回路が設けられる。放電回路の構成としては、例えば、特許文献２に記載されるように、放電抵抗とスイッチ素子の直列回路が蓄電素子に並列接続されるものが考えられ、このような放電回路が上記の閃光ランプ点灯装置に適用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３００６３２号公報
【特許文献２】特開２００８−６００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のような放電回路において、充電動作と放電動作を短いサイクルで繰り返すと放電抵抗の異常な過熱に繋がり、望ましくない。放電動作の頻度を例えば５分に１回までという制限を設け、ＣＰＵ等で放電動作の頻度を制限する方法もあるが、直接温度を検知していないため信頼性の観点から好ましくない。また、装置の電源が遮断された際にもタイマーがリセットされないようＣＰＵ等にバッテリーや不揮発性メモリを備える必要があり、コストの観点からも好ましくない。また、この方法では放電スイッチが短絡故障した場合における放電抵抗の異常な過熱を検知することができないという欠点がある。放電スイッチが短絡故障した場合、蓄電素子と放電抵抗が常に並列接続され、充電動作時や点灯待機時に常に放電抵抗に電流が流れ続けることとなり放電抵抗の異常な過熱に繋がる。
【０００８】
ここで、放電抵抗に温度検知素子を接触させ、放電抵抗が異常な高温となったときに点灯装置の動作を停止させる保護回路を設けることが考えられる。しかし、放電抵抗は通常の放電時にも瞬時的に高温となる。これを異常な高温と識別するためには高い温度を高精度に検知できる温度検知素子や温度検出回路を使用する必要があり、コスト及び信頼性の観点から好ましくない。また、温度素子の取付部分が高温となるため温度検知素子の固定方法やその配線への温度的配慮が必要となり、これもコスト及び安全性の観点から好ましくない。
【０００９】
また、放電抵抗の発熱を下げるために放電抵抗としてより高い抵抗値の素子を用いることも可能であるが、放電時に蓄電素子の電圧が充分低い電圧となるまでの時間がより長く必要となり安全上好ましくない。また、放電スイッチが故障した場合においても悪影響を及ぼさない温度に抑えるため、より大きな定格電力の放電抵抗とすることや放電抵抗に放熱板等の冷却手段を取り付ける方法、複数の放電抵抗を並列又は直列接続して抵抗１本当たりの負荷を軽減することも可能であるが、これらの場合もコスト上好ましくない。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みて、高精度かつ高い信頼性で放電抵抗が異常な温度であることを検出し、放電抵抗の異常な温度上昇を防止する低コストかつ簡素な構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、充電回路、充電回路により充電される蓄電素子、蓄電素子に充電された電力を放電ランプに通電するための電流制御回路、蓄電素子の電圧を放電するための放電回路、並びに少なくとも充電回路及び放電回路を制御するＣＰＵを備えた閃光放電ランプ点灯装置を提供し、放電回路は、放電抵抗と放電スイッチの直列回路、放電抵抗の消費電力を分散させるように放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び温度検出用抵抗に熱的に結合され、温度検出用抵抗から検出される検出温度に基づく信号をＣＰＵに出力する検出温度出力手段を備え、ＣＰＵは、検出温度が第１の閾値を超えた場合に放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行うように構成される。
【００１２】
なお、放電抵抗の抵抗値よりも低い抵抗値の温度検出用抵抗が放電抵抗に直列接続されるようにしてもよいし、放電抵抗の抵抗値よりも高い抵抗値の温度検出用抵抗が放電抵抗に並列接続されるようにしてもよい。
ここで、上記保護制御は充電回路を停止状態とするものであってもよいし、放電スイッチを開放状態とするものであってもよい。
さらに、検出温度が第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段を備える構成としてもよい。
【００１３】
また、ＣＰＵが、検出温度が第１の閾値を超えた後、第１の閾値よりも低い第２の閾値以下となるまで保護制御を維持するよう構成され、第１の閾値と第２の閾値の差が、放電回路による１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように第２の閾値が設定さるようにしてもよい。
さらに、ＣＰＵが、検出温度の変化をＣＰＵのメモリに記録し、記録された検出温度の変化に基づいて１回の放電動作での検出温度上昇幅を特定し、第１の閾値と第２の閾値の差が１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように第２の閾値を決定するように構成してもよい。
【００１４】
また、ＣＰＵが検出温度をモニターし、ＣＰＵが放電回路に放電動作の指令を出力していないにも関わらず、検出温度が所定勾配以上で上昇し又は所定量以上上昇した場合には放電スイッチが短絡故障したものと判断して少なくとも充電回路を停止状態とするように構成してもよい。
ここで、検出温度が第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段をさらに備え、報知手段が、検出温度が第１の閾値を超え且つ放電スイッチが短絡故障したものと判断された場合と、検出温度が第１の閾値を超え且つ放電スイッチが短絡故障したものと判断されなかった場合とで異なる報知を行うように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の閃光放電ランプ点灯装置の図である。
【図２】図１の閃光放電ランプ点灯装置における放電回路の一実施例である。
【図３】図１の閃光放電ランプ点灯装置における放電回路の他の実施例である。
【図４】充電と放電を短いサイクルで繰り返した場合における放電抵抗と温度検出抵抗の温度の変化を説明する図である。
【図５】放電スイッチが短絡故障している状態で充電した場合における放電抵抗と温度検出抵抗の温度の変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に本発明の閃光放電ランプ点灯装置を示す。閃光ランプ点灯装置は、整流器２及び平滑コンデンサ３で構成される直流電源回路１００、直流電源回路１００の電圧を昇圧及び充電するための充電回路２００、充電回路２００により充電される蓄電素子１３、蓄電素子１３に充電された電力をランプ２５に通電するための電流制御回路３００、充電回路２００、放電回路２９及び電流制御回路３００を制御するＣＰＵ２６、ランプ２５の始動時にランプ２５に高圧パルスを印加するためのパルストランス２４を含むイグナイタ回路（不図示）を備える。なお、ＣＰＵ２６は、説明の便宜上、電流制御回路３００の内部に示してあるが、電流制御回路３００の外部にあってもよい。
【００１７】
点灯装置の動作は以下の通りである。整流器２及び平滑コンデンサ３で構成される直流電源回路１００で交流電源１が直流電圧に変換され、その直流電圧が充電回路２００に供給される。充電回路２００はトランジスタ４、５、６及び７からなるインバータを含む。ＣＰＵ２６から充電回路２００（ＰＷＭ制御回路８）への充電開始信号に応じて、ＰＷＭ制御回路８によってトランジスタ４、７及びトランジスタ５、６の導通時間が制御され、高周波で交互に導通される。これによりトランス９の１次巻線に交流電圧が発生するとともに、トランス９の２次巻線に昇圧比に応じた電圧が発生する。トランス９の２次巻線に発生した電圧は整流器１０で整流され、コイル１１で平滑されて大容量の蓄電素子（例えば、電解コンデンサ）１３に充電される。なお、蓄電素子１３として電解コンデンサを図示しているが、例えば電気二重層コンデンサ、バッテリー等、他の素子であってもよい。また、蓄電素子は複数直列、複数並列またはその組み合わせであってもよい。
【００１８】
また、蓄電素子１３には、ＣＰＵ２６からの指令に応じて充電電圧を放電するための放電回路２９が並列接続されている。放電回路２９は、基本的構成として、放電抵抗と放電スイッチの直列回路、放電抵抗の消費電力を分散させるように放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び温度検出用抵抗に熱的に結合され、温度検出用抵抗からの検出温度に基づく信号をＣＰＵ２６に出力する検出温度出力手段を備え、ＣＰＵ２６は、検出温度が第１の閾値を超えた場合に放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行う構成となっている。
【００１９】
図２に放電回路２９の一実施例を示す。放電回路２９は、放電抵抗２８と放電スイッチ２７の直列回路、放電抵抗２８に直列接続された温度検出用抵抗５０を備える。ここで、温度検出用抵抗５０は放電抵抗２８に対して放電時の温度が低くなるよう充分低い抵抗値のものを用いる。放電スイッチ２７はトランジスタ等の半導体スイッチの他、リレーなどの機械接点スイッチであればよい。また、放電スイッチ２７、放電抵抗２８及び温度検出用抵抗５０は直列接続されていれば他の順序で配列されてもよい。
【００２０】
温度検知素子５１及び温度検出回路５２が検出温度出力手段を構成し、温度検知素子５１は温度検出用抵抗５０に熱的に結合（例えば、接触配置）される。温度検知素子５１にはリードサーミスタ等の感温素子を用いることができる。温度検出回路５２は温度検出用抵抗５０から温度検知素子５１によって検出された検出温度に基づく信号をＣＰＵ２６に出力する。検出温度に基づく信号とは、検出温度自体であってもよいし、温度検出回路５２によって正常又は異常（閾値より高温であること）を判断した結果を示す異常検知信号（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ信号）であってもよい。温度検出回路５２は、前者の場合にはＡ／Ｄ変換回路等を含み、後者の場合には比較回路等を含むことになる。また、温度検知素子５１はバイメタル等、ある温度を超えた場合に接点が機械的に動作するような素子を用いて温度検出回路５２と一体としたものであってもよいし、温度検出回路５２の役割をＣＰＵ２６に組み込んでもよい。
【００２１】
また、他の実施例として、図３に示すように温度検出用抵抗５３を放電抵抗２８に対して並列に接続してもよい。この場合、温度検出用抵抗５３は放電抵抗２８に対して放電時の温度が低くなるよう充分高い抵抗値のものとする。放電抵抗および温度検知用抵抗は複数並列、複数直列、またはその組み合わせであってもよい。
【００２２】
次に動作について説明する。充電回路２００において、電流検出抵抗１２で検出される充電電流に比例した電圧と基準電圧１５とが誤差増幅器１４に入力され、両者が等しくなるようにＰＷＭ制御回路８によってトランジスタ４〜７の導通時間がＰＷＭ制御される。これにより、大容量の蓄電素子１３は所定の電流値で定電流充電されていく（充電方法は定電流制御に限らない）。蓄電素子１３がランプ電圧よりも充分に高い電圧（例えば、１０００Ｖ）に充電されたことをＰＷＭ制御回路８が検出すると、ＰＷＭ制御回路８はインバータの動作を一旦停止（又は充電電圧を保持）し、スタンバイ状態となる。ＰＷＭ制御回路８は、充電の完了に応じて充電完了信号をＣＰＵ２６に返す充電完了検出手段８ａを含んでいる。
【００２３】
次に、ランプ点灯指令に応じて電流制御回路３００が動作を開始する。電流制御回路３００は降圧チョッパ回路からなり、降圧チョッパ回路は、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチ１６、ダイオード１７、コイル１８、コンデンサ１９、電流検出抵抗２０、半導体スイッチ１６の導通時間を制御するＰＷＭ制御回路２１、誤差増幅器２２、及びＣＰＵ２６で構成される。この時点で、ランプ２５の両端に電解コンデンサ１３の電圧とほぼ等しい直流電圧（１０００Ｖ）が直ちに印加される。その後、パルストランス２４によってパルス電圧が上記直流電圧に重畳され、ランプ２５の絶縁破壊が起こる。
【００２４】
ランプ２５が絶縁破壊を起こすと、蓄電素子１３の充電電圧を電源として電流制御回路３００からの制限された電流がランプ２５に投入される。電流制御回路３００において、点灯指令に応じて、ランプ電流に比例する電圧信号（検出電圧）と、ランプ電流の設定値に比例するＣＰＵ２６からの可変の電圧信号が誤差増幅器２２に入力され、両者が等しくなるようにＰＷＭ制御回路２１によって半導体スイッチ１６の導通時間がＰＷＭ制御される。これにより、蓄電素子１３を電源とするランプ２５の直流点灯がランプ電流設定値に従って定電流制御される（点灯制御方法は定電流制御に限らない）。
【００２５】
点灯動作終了時には、ＣＰＵ２６によって電流制御回路３００の動作が停止され、必要に応じて充電回路２００が動作されて蓄電素子１３が再充電される。あるいは、点灯装置の使用が終了すると、ＣＰＵ２６によって充電回路２００及び電流制御回路３００の動作が停止される。このとき、蓄電素子１３には放電されなかった電荷が残っている場合がある。そこで、しばらく点灯動作を行わない場合又は使用を終了する場合（即ち、非使用時）に蓄電素子１３に残った電圧を下げるため、ＣＰＵ２６からの放電指令により、放電回路２９の放電スイッチ２７がＯＮされる。放電スイッチ２７がＯＮされると放電抵抗２８および温度検出抵抗５０が接続状態となり、放電抵抗２８および温度検出抵抗５０を介して蓄電素子１３に蓄積されていた電圧が放電される。放電スイッチ２７は所定時間（蓄電素子１３の放電に充分な時間）経過後にＯＦＦしてもよいし、安全のため使用しない時にはＯＮの状態を維持してもよい。
【００２６】
ここで、メンテナンス時や検査時において、短いサイクルで蓄電素子１３の充電と放電回路２９による放電を繰り返すことが想定される。放電動作が行われると、放電抵抗２８の温度は一旦上昇し、放電抵抗２８が蓄電素子１３の電圧をある程度の電圧まで放電するか、放電スイッチ２７がＯＦＦされるかすると、その後その温度は降下する。ここで、放電動作を行った後に、放電抵抗２８が再び放電前の温度までに下がるには時間を要するため、前回放電前の温度より高い温度の状態から次の放電動作を行った場合、前回放電動作時に達した温度よりも高い温度まで上昇することになる。即ち、短い間隔で放電動作を繰り返すと、放電抵抗２８の温度は上昇と降下を繰り返しながらも累積的に上昇していくことになる。
【００２７】
図４は短いサイクルで蓄電素子１３の充電と放電回路２９による放電を繰り返した場合における放電抵抗２８と温度検出抵抗５０の温度変化を説明する図である。なお、以降の説明においては、温度検出用抵抗５０を用いる場合について説明するが、温度検出用抵抗５３を用いる場合についても同様である。曲線Ｃ１は放電抵抗２８の温度変化を示し、曲線Ｃ２は温度検出用抵抗５０の温度変化を示す。Ｔ１は放電抵抗２８の許容上限温度であり、Ｔ２はＴ１に対応する温度検出用抵抗５０の温度閾値である。短いサイクルで蓄電素子１３の充電と放電回路２９による放電を繰り返した場合、温度検出抵抗５０の温度が温度検知回路５２における温度閾値Ｔ２を超え、温度検知回路５２からＣＰＵ２６に、検出温度に基づく信号（例えば、異常検知信号）が送られる。
【００２８】
温度閾値Ｔ２は、正常な使用範囲内（即ち、充分に間隔が長い充放電動作の場合）において温度検出用抵抗５０が上昇し得る温度よりも高く、放電抵抗２８の温度が許容上限温度Ｔ１となる時の温度検出用抵抗５０の温度よりも低い値に設定される。放電抵抗２８の許容上限温度Ｔ１は、放電抵抗２８、温度検出用抵抗５０およびその周辺部品に悪影響を及ぼさない値として設定される。
【００２９】
上記構成により、ＣＰＵ２６は放電抵抗２８の温度が異常であると判断して、点灯装置外部の報知手段４００（例えば、ランプ、インジケータ、スピーカ等）に異常報知信号を送り、報知手段４００がユーザに視覚的に又は音声で異常の発生を知らせることができる。なお、ＣＰＵ２６と報知手段４００の通信接続は有線であっても無線であってもよい。
【００３０】
ＣＰＵ２６は放電抵抗２８の温度が異常と判断した場合、保護制御として、放電回路２９の動作を停止して（即ち、放電スイッチ２７をＯＦＦして）放電抵抗２８に流れる電流を停止すればよい。あるいは、ＣＰＵ２６が放電スイッチ２７を間欠的に動作させて放電抵抗２８に流れる電流を漸減するようにしてもよい。上記構成により、低コストかつ簡素な構成で、しかも高精度かつ高い信頼性で放電抵抗２８の過熱を防止することができる。
【００３１】
さらにＣＰＵ２６は、保護制御として、異常を判断した後は所定の時間が経過するまで、又は、検出温度が温度閾値Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ２）以下となるまで、放電スイッチ２７を開放状態とし、又は充電開始信号を出力しない構成としてもよい。あるいは、ＣＰＵ２６が充電開始信号を出力してもＰＷＭ制御回路８がそれを受け付けない、即ち、充電回路２００のインバータを動作させないようにしてもよい。これにより、自動的に正常温度範囲での動作が確保される。なお、上記の所定の時間は、放電抵抗の温度が充分下がるのに必要な時間とすることが望ましい。
【００３２】
また、閾値Ｔ２と閾値Ｔ３の差が、放電回路２９による１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように閾値Ｔ３を決定することが望ましい。閾値Ｔ３は予め決定した値であってもよいし、動的に変動する値であってもよい。閾値Ｔ３を動的に変動する値とする場合には、ＣＰＵ２６が、検出温度の変化をＣＰＵ２６のメモリ（不図示）に記録しておき、記録された検出温度の変化から１回の放電動作での検出温度上昇幅を特定し、閾値Ｔ２と閾値Ｔ３の差が１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように閾値Ｔ３を決定するように構成してもよい。この場合、繰返しの放電動作について、例えば、ｎ回目の放電動作で検出温度が閾値Ｔ２を超えた場合には、ｎ−１回目以前の放電動作での検出温度上昇幅を参照して閾値Ｔ３を決定することが望ましい。
【００３３】
図５は放電スイッチ２７が短絡故障した状態で充電動作を行った場合における放電抵抗２８と温度検出用抵抗５０の温度変化を説明する図である。曲線Ｃ３は放電抵抗２８の温度変化を示し、曲線Ｃ４は温度検出用抵抗５０の温度変化を示す。Ｔ１は放電抵抗２８の許容上限温度であり、Ｔ４はＴ１に対応する温度検出用抵抗５０の温度閾値である。放電スイッチ２７が短絡故障した場合、蓄電素子１３に対して放電抵抗２８および温度検出用抵抗５０が常に接続され、充電動作時や点灯待機時に常に放電抵抗２８および温度検出用抵抗５０に電流が流れ続けて異常に過熱されることになる。この場合も同様に、温度検出用抵抗５０の温度が温度閾値Ｔ４を超え、温度検知回路５２からＣＰＵ２６に、検出温度に基づく信号（例えば、異常検知信号）が送られる。これにより、ＣＰＵ２６は放電抵抗２８の温度が異常であると判断することができる。
【００３４】
この場合、保護制御として、蓄電素子１３に電圧が発生しないようにすることが望ましい。具体的には、ＣＰＵ２６が充電開始信号を出力しない、又はＣＰＵ２６が充電開始信号を出力してもＰＷＭ制御回路８がそれを受け付けない構成として、充電回路２００を停止状態とすればよい。ＣＰＵ２６が充電開始信号を出力してもＰＷＭ制御回路８がそれを受け付けないようにするには、例えば、温度検知回路５２が異常検知信号をＰＷＭ制御回路８に直接出力してＰＷＭ制御回路８の動作を禁止するようにすればよい。
【００３５】
また、ＣＰＵ２６が不揮発性メモリを備え、ＣＰＵ２６が一度でも異常と判別した場合には、保護制御として、その後は充電開始信号を全く出力しない構成、即ち、点灯装置を使用不能とする構成として保護機能を強化してもよい。
【００３６】
また、ＣＰＵ２６が検出温度をモニターし、ＣＰＵ２６が放電回路２９に放電動作の指令を出力していないにも関わらず、検出温度が極端に上昇した場合、即ち、温度上昇勾配が所定勾配以上又は温度上昇量が所定量以上の場合には、ＣＰＵ２６が、放電スイッチ２７が短絡故障したものと判断して少なくとも充電回路２００の再動作を禁止するようにしてもよい。これにより、放電抵抗２８が高温となった原因が、点灯装置が正常な状態での短いサイクルでの使用なのか、点灯装置が故障していること（即ち、放電スイッチ２７が短絡していること）なのかを区別して保護制御を行うことができる。例えば、ＣＰＵ２６は、前者と判断した場合には放電スイッチ２７の開放状態維持を行い、後者と判断した場合には充電回路２００を停止すればよく、さらに再動作禁止としてもよい。
【００３７】
放電スイッチ２７が短絡故障したものとＣＰＵ２６が判断した場合に、報知手段４００が異常の内容として点灯装置の故障を報知するようにしてもよい。即ち、報知手段４００は、検出温度が閾値Ｔ２又はＴ４を超え且つ放電スイッチ２７が短絡故障したものと判断された場合（即ち、装置が故障した場合）と、検出温度が閾値Ｔ２又はＴ４を超え且つ放電スイッチ２７が短絡故障したものと判断されなかった場合（即ち、装置は故障していない場合）とで異なる報知を行うようにしてもよい。これにより、ユーザは当該点灯装置がその後も使用できるのか否かを判断することができ、放電スイッチ２７が故障した場合にはその点灯装置の使用を中止し、放電スイッチ２７が故障していない場合にはその点灯装置の使用を中断してから所定時間経過後に使用を再開することができる。
【００３８】
また、ＣＰＵ２６が、放電スイッチ２７が故障した場合には上記閾値Ｔ３による制御を無効とし、放電スイッチ２７が故障していない場合に閾値Ｔ３による制御を有効にするようにしてもよい。即ち、放電スイッチ２７が故障していない場合のみ、温度検出用抵抗５０の温度が閾値Ｔ２を超えた後に閾値Ｔ３以下となれば点灯装置の動作を再開可能とする構成とすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
４〜７．トランジスタ
８．ＰＷＭ制御回路
８ａ．充電完了検出手段
９．トランス
１０．整流器
１１．コイル
１２．電流検出抵抗
１３．蓄電素子
１４．誤差増幅器
１５．基準電圧
２６．ＣＰＵ
２７．放電スイッチ
２８．放電抵抗
２９．放電回路
５０、５３．温度検出抵抗
５１．温度検知素子
５２．温度検出回路
２００．充電回路
３００．電流制御回路
４００．報知手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は閃光放電ランプの点灯装置に関し、例えば擬似太陽光を照射する擬似太陽光照射装置に用いられるキセノンランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の光電変換特性などの各種太陽エネルギー利用機器の性能測定のために、自然太陽光のスペクトル分布を再現する擬似太陽光を被照射体に照射する擬似太陽光照射装置が知られている。この種の擬似太陽光照射装置においては、キセノンランプからなる光源が箱体内に設置され、光源からの光が光学フィルタを介して照射されることで放射面から擬似太陽光が放射される。
【０００３】
本装置では、例えば、発光長が１０００ｍｍ以上のキセノンランプ（以下、「ランプ」という）が用いられ、直流のランプ電流が通電され、そのランプ電流値を点灯装置によって調整することにより照射面の照度が制御される。一般的には、点灯時のランプ電流は数十アンペア（例えば７０Ａ）、ランプ電圧は数百ボルト（例えば５００Ｖ）程度であり、このランプ電流／電圧が、１回の点灯あたり数十ミリ秒から数百ミリ秒にわたって通電／印加される。この出力状態が定電流又は定電力で制御され、点灯期間中に被照射体の性能が測定される。
【０００４】
上記の場合、ランプ電力が３５ｋＷとなり、瞬時（例えば１００ミリ秒）とはいえ、この電力を商用電源から直接供給すると、同じ商用電源の系統の周辺機器に障害を及ぼすことや、商用電源と照射装置の間に容量の大きい接点及び配線が必要となることが問題となる。そこで一般には、照射装置内に点灯装置を設け、点灯装置において電力をコンデンサ等の蓄積素子に蓄積し、点灯指令に応じてその蓄積された電力をランプに供給する構成が採用される（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このような閃光ランプ点灯装置において、大容量の蓄電素子が高電圧で充電されている状態を、点灯装置の非使用時（例えば、使用終了後）に放置しておくことはメンテナンス時や誤使用時に危険となり得るため好ましくない。そこで、非使用時には蓄電素子の充電エネルギーを放電させ、蓄電素子の電圧を充分低くしておくために蓄電素子に放電回路が設けられる。放電回路の構成としては、例えば、特許文献２に記載されるように、放電抵抗とスイッチ素子の直列回路が蓄電素子に並列接続されるものが考えられ、このような放電回路が上記の閃光ランプ点灯装置に適用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３００６３２号公報
【特許文献２】特開２００８−６００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のような放電回路において、充電動作と放電動作を短いサイクルで繰り返すと放電抵抗の異常な過熱に繋がり、望ましくない。放電動作の頻度を例えば５分に１回までという制限を設け、ＣＰＵ等で放電動作の頻度を制限する方法もあるが、直接温度を検知していないため信頼性の観点から好ましくない。また、装置の電源が遮断された際にもタイマーがリセットされないようＣＰＵ等にバッテリーや不揮発性メモリを備える必要があり、コストの観点からも好ましくない。また、この方法では放電スイッチが短絡故障した場合における放電抵抗の異常な過熱を検知することができないという欠点がある。放電スイッチが短絡故障した場合、蓄電素子と放電抵抗が常に並列接続され、充電動作時や点灯待機時に常に放電抵抗に電流が流れ続けることとなり放電抵抗の異常な過熱に繋がる。
【０００８】
ここで、放電抵抗に温度検知素子を接触させ、放電抵抗が異常な高温となったときに点灯装置の動作を停止させる保護回路を設けることが考えられる。しかし、放電抵抗は通常の放電時にも瞬時的に高温となる。これを異常な高温と識別するためには高い温度を高精度に検知できる温度検知素子や温度検出回路を使用する必要があり、コスト及び信頼性の観点から好ましくない。また、温度素子の取付部分が高温となるため温度検知素子の固定方法やその配線への温度的配慮が必要となり、これもコスト及び安全性の観点から好ましくない。
【０００９】
また、放電抵抗の発熱を下げるために放電抵抗としてより高い抵抗値の素子を用いることも可能であるが、放電時に蓄電素子の電圧が充分低い電圧となるまでの時間がより長く必要となり安全上好ましくない。また、放電スイッチが故障した場合においても悪影響を及ぼさない温度に抑えるため、より大きな定格電力の放電抵抗とすることや放電抵抗に放熱板等の冷却手段を取り付ける方法、複数の放電抵抗を並列又は直列接続して抵抗１本当たりの負荷を軽減することも可能であるが、これらの場合もコスト上好ましくない。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みて、高精度かつ高い信頼性で放電抵抗が異常な温度であることを検出し、放電抵抗の異常な温度上昇を防止する低コストかつ簡素な構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、充電回路、充電回路により充電される蓄電素子、蓄電素子に充電された電力を放電ランプに通電するための電流制御回路、蓄電素子の電圧を放電するための放電回路、並びに少なくとも充電回路及び放電回路を制御するＣＰＵを備えた閃光放電ランプ点灯装置を提供し、放電回路は、放電抵抗と放電スイッチの直列回路、放電抵抗の消費電力を分散させるように放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び温度検出用抵抗に熱的に結合され、温度検出用抵抗から検出される検出温度に基づく信号をＣＰＵに出力する検出温度出力手段を備え、ＣＰＵは、検出温度が第１の閾値を超えた場合に放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行うように構成される。
【００１２】
なお、放電抵抗の抵抗値よりも低い抵抗値の温度検出用抵抗が放電抵抗に直列接続されるようにしてもよいし、放電抵抗の抵抗値よりも高い抵抗値の温度検出用抵抗が放電抵抗に並列接続されるようにしてもよい。
ここで、上記保護制御は充電回路を停止状態とするものであってもよいし、放電スイッチを開放状態とするものであってもよい。
さらに、検出温度が第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段を備える構成としてもよい。
【００１３】
また、ＣＰＵが、検出温度が第１の閾値を超えた後、第１の閾値よりも低い第２の閾値以下となるまで保護制御を維持するよう構成され、第１の閾値と第２の閾値の差が、放電回路による１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように第２の閾値が設定さるようにしてもよい。
さらに、ＣＰＵが、検出温度の変化をＣＰＵのメモリに記録し、記録された検出温度の変化に基づいて１回の放電動作での検出温度上昇幅を特定し、第１の閾値と第２の閾値の差が１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように第２の閾値を決定するように構成してもよい。
【００１４】
また、ＣＰＵが検出温度をモニターし、ＣＰＵが放電回路に放電動作の指令を出力していないにも関わらず、検出温度が所定勾配以上で上昇し又は所定量以上上昇した場合には放電スイッチが短絡故障したものと判断して少なくとも充電回路を停止状態とするように構成してもよい。
ここで、検出温度が第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段をさらに備え、報知手段が、検出温度が第１の閾値を超え且つ放電スイッチが短絡故障したものと判断された場合と、検出温度が第１の閾値を超え且つ放電スイッチが短絡故障したものと判断されなかった場合とで異なる報知を行うように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の閃光放電ランプ点灯装置の図である。
【図２】図１の閃光放電ランプ点灯装置における放電回路の一実施例である。
【図３】図１の閃光放電ランプ点灯装置における放電回路の他の実施例である。
【図４】充電と放電を短いサイクルで繰り返した場合における放電抵抗と温度検出抵抗の温度の変化を説明する図である。
【図５】放電スイッチが短絡故障している状態で充電した場合における放電抵抗と温度検出抵抗の温度の変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に本発明の閃光放電ランプ点灯装置を示す。閃光ランプ点灯装置は、整流器２及び平滑コンデンサ３で構成される直流電源回路１００、直流電源回路１００の電圧を昇圧及び充電するための充電回路２００、充電回路２００により充電される蓄電素子１３、蓄電素子１３に充電された電力をランプ２５に通電するための電流制御回路３００、充電回路２００、放電回路２９及び電流制御回路３００を制御するＣＰＵ２６、ランプ２５の始動時にランプ２５に高圧パルスを印加するためのパルストランス２４を含むイグナイタ回路（不図示）を備える。なお、ＣＰＵ２６は、説明の便宜上、電流制御回路３００の内部に示してあるが、電流制御回路３００の外部にあってもよい。
【００１７】
点灯装置の動作は以下の通りである。整流器２及び平滑コンデンサ３で構成される直流電源回路１００で交流電源１が直流電圧に変換され、その直流電圧が充電回路２００に供給される。充電回路２００はトランジスタ４、５、６及び７からなるインバータを含む。ＣＰＵ２６から充電回路２００（ＰＷＭ制御回路８）への充電開始信号に応じて、ＰＷＭ制御回路８によってトランジスタ４、７及びトランジスタ５、６の導通時間が制御され、高周波で交互に導通される。これによりトランス９の１次巻線に交流電圧が発生するとともに、トランス９の２次巻線に昇圧比に応じた電圧が発生する。トランス９の２次巻線に発生した電圧は整流器１０で整流され、コイル１１で平滑されて大容量の蓄電素子（例えば、電解コンデンサ）１３に充電される。なお、蓄電素子１３として電解コンデンサを図示しているが、例えば電気二重層コンデンサ、バッテリー等、他の素子であってもよい。また、蓄電素子は複数直列、複数並列またはその組み合わせであってもよい。
【００１８】
また、蓄電素子１３には、ＣＰＵ２６からの指令に応じて充電電圧を放電するための放電回路２９が並列接続されている。放電回路２９は、基本的構成として、放電抵抗と放電スイッチの直列回路、放電抵抗の消費電力を分散させるように放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び温度検出用抵抗に熱的に結合され、温度検出用抵抗からの検出温度に基づく信号をＣＰＵ２６に出力する検出温度出力手段を備え、ＣＰＵ２６は、検出温度が第１の閾値を超えた場合に放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行う構成となっている。
【００１９】
図２に放電回路２９の一実施例を示す。放電回路２９は、放電抵抗２８と放電スイッチ２７の直列回路、放電抵抗２８に直列接続された温度検出用抵抗５０を備える。ここで、温度検出用抵抗５０は放電抵抗２８に対して放電時の温度が低くなるよう充分低い抵抗値のものを用いる。放電スイッチ２７はトランジスタ等の半導体スイッチの他、リレーなどの機械接点スイッチであればよい。また、放電スイッチ２７、放電抵抗２８及び温度検出用抵抗５０は直列接続されていれば他の順序で配列されてもよい。
【００２０】
温度検知素子５１及び温度検出回路５２が検出温度出力手段を構成し、温度検知素子５１は温度検出用抵抗５０に熱的に結合（例えば、接触配置）される。温度検知素子５１にはリードサーミスタ等の感温素子を用いることができる。温度検出回路５２は温度検出用抵抗５０から温度検知素子５１によって検出された検出温度に基づく信号をＣＰＵ２６に出力する。検出温度に基づく信号とは、検出温度自体であってもよいし、温度検出回路５２によって正常又は異常（閾値より高温であること）を判断した結果を示す異常検知信号（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ信号）であってもよい。温度検出回路５２は、前者の場合にはＡ／Ｄ変換回路等を含み、後者の場合には比較回路等を含むことになる。また、温度検知素子５１はバイメタル等、ある温度を超えた場合に接点が機械的に動作するような素子を用いて温度検出回路５２と一体としたものであってもよいし、温度検出回路５２の役割をＣＰＵ２６に組み込んでもよい。
【００２１】
また、他の実施例として、図３に示すように温度検出用抵抗５３を放電抵抗２８に対して並列に接続してもよい。この場合、温度検出用抵抗５３は放電抵抗２８に対して放電時の温度が低くなるよう充分高い抵抗値のものとする。放電抵抗および温度検知用抵抗は複数並列、複数直列、またはその組み合わせであってもよい。
【００２２】
次に動作について説明する。充電回路２００において、電流検出抵抗１２で検出される充電電流に比例した電圧と基準電圧１５とが誤差増幅器１４に入力され、両者が等しくなるようにＰＷＭ制御回路８によってトランジスタ４〜７の導通時間がＰＷＭ制御される。これにより、大容量の蓄電素子１３は所定の電流値で定電流充電されていく（充電方法は定電流制御に限らない）。蓄電素子１３がランプ電圧よりも充分に高い電圧（例えば、１０００Ｖ）に充電されたことをＰＷＭ制御回路８が検出すると、ＰＷＭ制御回路８はインバータの動作を一旦停止（又は充電電圧を保持）し、スタンバイ状態となる。ＰＷＭ制御回路８は、充電の完了に応じて充電完了信号をＣＰＵ２６に返す充電完了検出手段８ａを含んでいる。
【００２３】
次に、ランプ点灯指令に応じて電流制御回路３００が動作を開始する。電流制御回路３００は降圧チョッパ回路からなり、降圧チョッパ回路は、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチ１６、ダイオード１７、コイル１８、コンデンサ１９、電流検出抵抗２０、半導体スイッチ１６の導通時間を制御するＰＷＭ制御回路２１、誤差増幅器２２、及びＣＰＵ２６で構成される。この時点で、ランプ２５の両端に電解コンデンサ１３の電圧とほぼ等しい直流電圧（１０００Ｖ）が直ちに印加される。その後、パルストランス２４によってパルス電圧が上記直流電圧に重畳され、ランプ２５の絶縁破壊が起こる。
【００２４】
ランプ２５が絶縁破壊を起こすと、蓄電素子１３の充電電圧を電源として電流制御回路３００からの制限された電流がランプ２５に投入される。電流制御回路３００において、点灯指令に応じて、ランプ電流に比例する電圧信号（検出電圧）と、ランプ電流の設定値に比例するＣＰＵ２６からの可変の電圧信号が誤差増幅器２２に入力され、両者が等しくなるようにＰＷＭ制御回路２１によって半導体スイッチ１６の導通時間がＰＷＭ制御される。これにより、蓄電素子１３を電源とするランプ２５の直流点灯がランプ電流設定値に従って定電流制御される（点灯制御方法は定電流制御に限らない）。
【００２５】
点灯動作終了時には、ＣＰＵ２６によって電流制御回路３００の動作が停止され、必要に応じて充電回路２００が動作されて蓄電素子１３が再充電される。あるいは、点灯装置の使用が終了すると、ＣＰＵ２６によって充電回路２００及び電流制御回路３００の動作が停止される。このとき、蓄電素子１３には放電されなかった電荷が残っている場合がある。そこで、しばらく点灯動作を行わない場合又は使用を終了する場合（即ち、非使用時）に蓄電素子１３に残った電圧を下げるため、ＣＰＵ２６からの放電指令により、放電回路２９の放電スイッチ２７がＯＮされる。放電スイッチ２７がＯＮされると放電抵抗２８および温度検出抵抗５０が接続状態となり、放電抵抗２８および温度検出抵抗５０を介して蓄電素子１３に蓄積されていた電圧が放電される。放電スイッチ２７は所定時間（蓄電素子１３の放電に充分な時間）経過後にＯＦＦしてもよいし、安全のため使用しない時にはＯＮの状態を維持してもよい。
【００２６】
ここで、メンテナンス時や検査時において、短いサイクルで蓄電素子１３の充電と放電回路２９による放電を繰り返すことが想定される。放電動作が行われると、放電抵抗２８の温度は一旦上昇し、放電抵抗２８が蓄電素子１３の電圧をある程度の電圧まで放電するか、放電スイッチ２７がＯＦＦされるかすると、その後その温度は降下する。ここで、放電動作を行った後に、放電抵抗２８が再び放電前の温度までに下がるには時間を要するため、前回放電前の温度より高い温度の状態から次の放電動作を行った場合、前回放電動作時に達した温度よりも高い温度まで上昇することになる。即ち、短い間隔で放電動作を繰り返すと、放電抵抗２８の温度は上昇と降下を繰り返しながらも累積的に上昇していくことになる。
【００２７】
図４は短いサイクルで蓄電素子１３の充電と放電回路２９による放電を繰り返した場合における放電抵抗２８と温度検出抵抗５０の温度変化を説明する図である。なお、以降の説明においては、温度検出用抵抗５０を用いる場合について説明するが、温度検出用抵抗５３を用いる場合についても同様である。曲線Ｃ１は放電抵抗２８の温度変化を示し、曲線Ｃ２は温度検出用抵抗５０の温度変化を示す。Ｔ１は放電抵抗２８の許容上限温度であり、Ｔ２はＴ１に対応する温度検出用抵抗５０の温度閾値である。短いサイクルで蓄電素子１３の充電と放電回路２９による放電を繰り返した場合、温度検出抵抗５０の温度が温度検知回路５２における温度閾値Ｔ２を超え、温度検知回路５２からＣＰＵ２６に、検出温度に基づく信号（例えば、異常検知信号）が送られる。
【００２８】
温度閾値Ｔ２は、正常な使用範囲内（即ち、充分に間隔が長い充放電動作の場合）において温度検出用抵抗５０が上昇し得る温度よりも高く、放電抵抗２８の温度が許容上限温度Ｔ１となる時の温度検出用抵抗５０の温度よりも低い値に設定される。放電抵抗２８の許容上限温度Ｔ１は、放電抵抗２８、温度検出用抵抗５０およびその周辺部品に悪影響を及ぼさない値として設定される。
【００２９】
上記構成により、ＣＰＵ２６は放電抵抗２８の温度が異常であると判断して、点灯装置外部の報知手段４００（例えば、ランプ、インジケータ、スピーカ等）に異常報知信号を送り、報知手段４００がユーザに視覚的に又は音声で異常の発生を知らせることができる。なお、ＣＰＵ２６と報知手段４００の通信接続は有線であっても無線であってもよい。
【００３０】
ＣＰＵ２６は放電抵抗２８の温度が異常と判断した場合、保護制御として、放電回路２９の動作を停止して（即ち、放電スイッチ２７をＯＦＦして）放電抵抗２８に流れる電流を停止すればよい。あるいは、ＣＰＵ２６が放電スイッチ２７を間欠的に動作させて放電抵抗２８に流れる電流を漸減するようにしてもよい。上記構成により、低コストかつ簡素な構成で、しかも高精度かつ高い信頼性で放電抵抗２８の過熱を防止することができる。
【００３１】
さらにＣＰＵ２６は、保護制御として、異常を判断した後は所定の時間が経過するまで、又は、検出温度が温度閾値Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ２）以下となるまで、放電スイッチ２７を開放状態とし、又は充電開始信号を出力しない構成としてもよい。あるいは、ＣＰＵ２６が充電開始信号を出力してもＰＷＭ制御回路８がそれを受け付けない、即ち、充電回路２００のインバータを動作させないようにしてもよい。これにより、自動的に正常温度範囲での動作が確保される。なお、上記の所定の時間は、放電抵抗の温度が充分下がるのに必要な時間とすることが望ましい。
【００３２】
また、閾値Ｔ２と閾値Ｔ３の差が、放電回路２９による１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように閾値Ｔ３を決定することが望ましい。閾値Ｔ３は予め決定した値であってもよいし、動的に変動する値であってもよい。閾値Ｔ３を動的に変動する値とする場合には、ＣＰＵ２６が、検出温度の変化をＣＰＵ２６のメモリ（不図示）に記録しておき、記録された検出温度の変化から１回の放電動作での検出温度上昇幅を特定し、閾値Ｔ２と閾値Ｔ３の差が１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように閾値Ｔ３を決定するように構成してもよい。この場合、繰返しの放電動作について、例えば、ｎ回目の放電動作で検出温度が閾値Ｔ２を超えた場合には、ｎ−１回目以前の放電動作での検出温度上昇幅を参照して閾値Ｔ３を決定することが望ましい。
【００３３】
図５は放電スイッチ２７が短絡故障した状態で充電動作を行った場合における放電抵抗２８と温度検出用抵抗５０の温度変化を説明する図である。曲線Ｃ３は放電抵抗２８の温度変化を示し、曲線Ｃ４は温度検出用抵抗５０の温度変化を示す。Ｔ１は放電抵抗２８の許容上限温度であり、Ｔ４はＴ１に対応する温度検出用抵抗５０の温度閾値である。放電スイッチ２７が短絡故障した場合、蓄電素子１３に対して放電抵抗２８および温度検出用抵抗５０が常に接続され、充電動作時や点灯待機時に常に放電抵抗２８および温度検出用抵抗５０に電流が流れ続けて異常に過熱されることになる。この場合も同様に、温度検出用抵抗５０の温度が温度閾値Ｔ４を超え、温度検知回路５２からＣＰＵ２６に、検出温度に基づく信号（例えば、異常検知信号）が送られる。これにより、ＣＰＵ２６は放電抵抗２８の温度が異常であると判断することができる。
【００３４】
この場合、保護制御として、蓄電素子１３に電圧が発生しないようにすることが望ましい。具体的には、ＣＰＵ２６が充電開始信号を出力しない、又はＣＰＵ２６が充電開始信号を出力してもＰＷＭ制御回路８がそれを受け付けない構成として、充電回路２００を停止状態とすればよい。ＣＰＵ２６が充電開始信号を出力してもＰＷＭ制御回路８がそれを受け付けないようにするには、例えば、温度検知回路５２が異常検知信号をＰＷＭ制御回路８に直接出力してＰＷＭ制御回路８の動作を禁止するようにすればよい。
【００３５】
また、ＣＰＵ２６が不揮発性メモリを備え、ＣＰＵ２６が一度でも異常と判別した場合には、保護制御として、その後は充電開始信号を全く出力しない構成、即ち、点灯装置を使用不能とする構成として保護機能を強化してもよい。
【００３６】
また、ＣＰＵ２６が検出温度をモニターし、ＣＰＵ２６が放電回路２９に放電動作の指令を出力していないにも関わらず、検出温度が極端に上昇した場合、即ち、温度上昇勾配が所定勾配以上又は温度上昇量が所定量以上の場合には、ＣＰＵ２６が、放電スイッチ２７が短絡故障したものと判断して少なくとも充電回路２００の再動作を禁止するようにしてもよい。これにより、放電抵抗２８が高温となった原因が、点灯装置が正常な状態での短いサイクルでの使用なのか、点灯装置が故障していること（即ち、放電スイッチ２７が短絡していること）なのかを区別して保護制御を行うことができる。例えば、ＣＰＵ２６は、前者と判断した場合には放電スイッチ２７の開放状態維持を行い、後者と判断した場合には充電回路２００を停止すればよく、さらに再動作禁止としてもよい。
【００３７】
放電スイッチ２７が短絡故障したものとＣＰＵ２６が判断した場合に、報知手段４００が異常の内容として点灯装置の故障を報知するようにしてもよい。即ち、報知手段４００は、検出温度が閾値Ｔ２又はＴ４を超え且つ放電スイッチ２７が短絡故障したものと判断された場合（即ち、装置が故障した場合）と、検出温度が閾値Ｔ２又はＴ４を超え且つ放電スイッチ２７が短絡故障したものと判断されなかった場合（即ち、装置は故障していない場合）とで異なる報知を行うようにしてもよい。これにより、ユーザは当該点灯装置がその後も使用できるのか否かを判断することができ、放電スイッチ２７が故障した場合にはその点灯装置の使用を中止し、放電スイッチ２７が故障していない場合にはその点灯装置の使用を中断してから所定時間経過後に使用を再開することができる。
【００３８】
また、ＣＰＵ２６が、放電スイッチ２７が故障した場合には上記閾値Ｔ３による制御を無効とし、放電スイッチ２７が故障していない場合に閾値Ｔ３による制御を有効にするようにしてもよい。即ち、放電スイッチ２７が故障していない場合のみ、温度検出用抵抗５０の温度が閾値Ｔ２を超えた後に閾値Ｔ３以下となれば点灯装置の動作を再開可能とする構成とすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
４〜７．トランジスタ
８．ＰＷＭ制御回路
８ａ．充電完了検出手段
９．トランス
１０．整流器
１１．コイル
１２．電流検出抵抗
１３．蓄電素子
１４．誤差増幅器
１５．基準電圧
２６．ＣＰＵ
２７．放電スイッチ
２８．放電抵抗
２９．放電回路
５０、５３．温度検出抵抗
５１．温度検知素子
５２．温度検出回路
２００．充電回路
３００．電流制御回路
４００．報知手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電回路、該充電回路により充電される蓄電素子、該蓄電素子に充電された電力を放電ランプに通電するための電流制御回路、該蓄電素子の電圧を放電するための放電回路、並びに少なくとも該充電回路及び該放電回路を制御するＣＰＵを備えた閃光放電ランプ点灯装置であって、
前記放電回路が、
放電抵抗と放電スイッチの直列回路、
前記放電抵抗の消費電力を分散させるように該放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び
前記温度検出用抵抗に熱的に結合され、該温度検出用抵抗から検出される検出温度に基づく信号を前記ＣＰＵに出力する検出温度出力手段
を備え、
前記ＣＰＵが、前記検出温度が第１の閾値を超えた場合に前記放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行うように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記放電抵抗の抵抗値よりも低い抵抗値の前記温度検出用抵抗が該放電抵抗に直列接続された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記放電抵抗の抵抗値よりも高い抵抗値の前記温度検出用抵抗が該放電抵抗に並列接続された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記保護制御は前記充電回路を停止状態とするものである閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記保護制御は前記放電スイッチを開放状態とするものである閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項６】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置であって、前記検出温度が前記第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段をさらに備えた閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項７】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ＣＰＵが、前記検出温度が前記第１の閾値を超えた後、前記第１の閾値よりも低い第２の閾値以下となるまで前記保護制御を維持するよう構成され、前記第１の閾値と前記第２の閾値の差が、前記放電回路による１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように該第２の閾値が設定された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項８】
請求項７の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ＣＰＵが、前記検出温度の変化を該ＣＰＵのメモリに記録し、記録された前記検出温度の変化に基づいて前記１回の放電動作での検出温度上昇幅を特定し、前記第１の閾値と前記第２の閾値の差が前記１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように該第２の閾値を決定するように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項９】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ＣＰＵが、検出温度をモニターし、前記ＣＰＵが前記放電回路に放電の指令を出力していないにも関わらず、該検出温度が所定勾配以上で又は所定量以上で上昇した場合には前記放電スイッチが短絡故障したものと判断して少なくとも前記充電回路を停止状態とするように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１０】
請求項９の閃光放電ランプ点灯装置において、前記検出温度が前記第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段をさらに備え、
前記報知手段が、前記検出温度が前記第１の閾値を超え且つ前記放電スイッチが短絡故障したものと判断された場合と、前記検出温度が前記第１の閾値を超え且つ前記放電スイッチが短絡故障したものと判断されなかった場合とで異なる報知を行うように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１】
充電回路、該充電回路により充電される蓄電素子、該蓄電素子に充電された電力を放電ランプに通電するための電流制御回路、該蓄電素子の電圧を放電するための放電回路、並びに少なくとも該充電回路及び該放電回路を制御するＣＰＵを備えた閃光放電ランプ点灯装置であって、
前記放電回路が、
放電抵抗と放電スイッチの直列回路、
前記放電抵抗の消費電力を分散させるように該放電抵抗に接続された温度検出用抵抗、及び
前記温度検出用抵抗に熱的に結合され、該温度検出用抵抗から検出される検出温度に基づく信号を前記ＣＰＵに出力する検出温度出力手段
を備え、
前記ＣＰＵが、前記検出温度が第１の閾値を超えた場合に前記放電抵抗に流れる電流を停止又は低減させるための保護制御を行うように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記放電抵抗の抵抗値よりも低い抵抗値の前記温度検出用抵抗が該放電抵抗に直列接続された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記放電抵抗の抵抗値よりも高い抵抗値の前記温度検出用抵抗が該放電抵抗に並列接続された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記保護制御は前記充電回路を停止状態とするものである閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記保護制御は前記放電スイッチを開放状態とするものである閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項６】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置であって、前記検出温度が前記第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段をさらに備えた閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項７】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ＣＰＵが、前記検出温度が前記第１の閾値を超えた後、前記第１の閾値よりも低い第２の閾値以下となるまで前記保護制御を維持するよう構成され、前記第１の閾値と前記第２の閾値の差が、前記放電回路による１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように該第２の閾値が設定された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項８】
請求項７の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ＣＰＵが、前記検出温度の変化を該ＣＰＵのメモリに記録し、記録された前記検出温度の変化に基づいて前記１回の放電動作での検出温度上昇幅を特定し、前記第１の閾値と前記第２の閾値の差が前記１回の放電動作での検出温度上昇幅より大きくなるように該第２の閾値を決定するように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項９】
請求項１の閃光放電ランプ点灯装置において、前記ＣＰＵが、検出温度をモニターし、前記ＣＰＵが前記放電回路に放電の指令を出力していないにも関わらず、該検出温度が所定勾配以上で又は所定量以上で上昇した場合には前記放電スイッチが短絡故障したものと判断して少なくとも前記充電回路を停止状態とするように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１０】
請求項９の閃光放電ランプ点灯装置において、前記検出温度が前記第１の閾値を超えた場合に異常を報知する報知手段をさらに備え、
前記報知手段が、前記検出温度が前記第１の閾値を超え且つ前記放電スイッチが短絡故障したものと判断された場合と、前記検出温度が前記第１の閾値を超え且つ前記放電スイッチが短絡故障したものと判断されなかった場合とで異なる報知を行うように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６４４７５（Ｐ２０１２−１６４４７５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８１６（Ｐ２０１１−２２８１６）
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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