以下、本発明を具体化した地絡保護機能付� ��放電灯制御回路の一実施形態を図1~図8に従� ��て説明する。
 図1に示すように、照明装置の一種には、照 明機器として放電灯1を用いた放電灯点灯装� �2がある。放電灯1は、この放電灯1の筐体の� �に放電ガスが充填され、この放電ガスを一� �の誘電体で挟み、更に各々の誘電体に電極� �取り付けられた構造をとる。放電灯1は、両� ��極間に高電圧の交流電圧が印加されると、� ��誘電体間に放電(一般に、誘電体バリア放電 と言う)が発生することから、この放電によ� �て放電ガスが電離して放電プラズマが発生� �る状態となり、この放電プラズマにより発� �する光が照明として使用される。なお、放� �ガスとしては、例えばネオン、アルゴン、� �セノン、水銀蒸気等が使用されている。

 放電灯1には、この放電灯1の点灯消灯を� �御する放電灯制御回路3がケーブル等の電気� ��線を介して接続されている。放電灯制御回� ��3は、一対の入力端子4,5の間に商用電源6が� �続されるともに、一対の出力端子7,8の間に� �電灯1が接続されている。本例の放電灯1は、 2出力端子のうちの一方側である一出力端子1a が放電灯制御回路3の出力端子7に接続され、2 出力端子のうちの他方側である他出力端子1b� ��放電灯制御回路3の出力端子8に接続されて� �る。放電灯制御回路3は、種類が例えば電子� ��オントランス(ET)の場合、商用電源6から例� �ば100Vや200Vの入力交流電圧Vinを取り込み、こ の入力交流電圧Vinを高周波高電圧の交流電圧 (駆動交流電圧Vout)に変換し、この駆動交流電 圧Voutを放電灯1に印加することによって放電� ��1を点灯する。なお、入力交流電圧Vinが入力 電圧に相当し、駆動交流電圧Voutが出力電圧� �相当する。

 電子ネオントランス式の放電灯制御回路3 には、入力交流電圧Vinにノイズ除去処理(フ� �ルタ処理)や過電圧保護処理等を施すフィル� ��回路9と、フィルタ回路9から入力したフィ� �タ処理電圧Vftを全波整流する全波整流回路10 と、全波整流回路10から入力した全波整流電� ��Vzsを高周波波形に変換するインバータ回路1 1と、インバータ回路11から入力した高周波の インバータ電圧Vivを昇圧して高電圧の駆動交 流電圧Voutを放電灯1に印加するトランス12と� �設けられている。

 インバータ回路11は、入力側が全波整流� �路10に接続されるとともに、出力側がトラン ス12の1次巻線13に接続されている。インバー� ��回路11は、全波整流回路10から入力した低い 周波数(例えば60Hz)の全波整流電圧Vzsを、電圧 波形が矩形波をなす高い周波数(例えば20KHz)� �持ったインバータ電圧Vivに変換し、このイ� �バータ電圧Vivをトランス12の1次巻線13に出力 する。インバータ回路11は、フルブリッジ、� ��ーフブリッジ、プッシュプル、センタータ� ��プ、AMPの何れを採用してもよい。 また、� �ンバータ回路11は、自励式又は他励式の何れ を採用してもよい。

 トランス12は、相互インダクタンスによ� �接続された1次巻線13及び2次巻線14からなり� �1次巻線13がインバータ回路11に接続されると ともに、2次巻線14が一対の出力端子7,8を介し て放電灯1に接続されている。トランス12は、 インバータ回路11から入力した高周波のイン� ��ータ電圧Vivを、1次巻線13及び2次巻線14の巻� ��比に応じた電圧に昇圧することにより、交� ��波形を持つ高周波高電圧の駆動交流電圧Vout に変換し、放電灯1を点灯すべくこの駆動交� �電圧Voutを放電灯1に出力する。

 また、トランス12の2次巻線14は、その中� �(センタータップ)15において等分に2分割され ている。本例においては、一方側(図1で紙面� ��側)の分割巻線を2次側第1分割巻線16とし、� �方(図1で紙面下側)の分割巻線を2次側第2分割 巻線17とし、これら分割巻線16,17は互いに同� �巻数を持っている。2次側第1分割巻線16は、� ��電灯制御回路3の出力端子7に繋がる端子(以� ��、左側出力端子と記す)16aと、2次巻線14を中 点分割することで形成される端子(以下、左� �中点端子と記す)16bとを持つ。2次側第2分割� �線17は、放電灯制御回路3の出力端子8に繋が� ��端子(以下、右側出力端子と記す)17aと、2次� ��線14を中点分割することで形成される端子(� ��下、右側中点端子と記す)17bとを持つ。よっ て、2次巻線14は、2次側第1分割巻線16の出力� �子16aと2次側第2分割巻線17の出力端子17aとで� ��電灯1に接続される。なお、第1分割巻線16及 び第2分割巻線17が分割巻線を構成する。また 、左側出力端子16aが一端子に相当し、右側出 力端子17aが他端子に相当する。

 トランス12の2次側出力は、図2に示すよう に、駆動交流電圧Voutの高周波数成分におい� �、一方の半周期(例えば正の半周期)の時(以� �、これを左側出力電圧高電圧時と言う)には� ��側出力端子16aの出力電圧(以下、左側出力電 圧Vlxと記す)が高電圧(分割巻線16に準ずる電� �値V1a)をとりつつ右側出力端子17aの出力電圧� ��低電圧をとり、他方の半周期(例えば負の半 周期)の時(以下、これを右側出力電圧高電圧� ��と言う)には左側出力電圧Vlxが低電圧をとり つつ右側出力電圧Vrxが高電圧(分割巻線17に準 ずる電圧値V1a)をとり、これが半周期ごとに� �互に繰り返される電圧変化をとる。これに� �り、トランス12の2次側からは交流電圧、即� �駆動交流電圧Voutが生成され、これを放電灯1 に印加することで放電灯1が点灯状態となる� �

 また、トランス12の2次側出力回路18には� �マーキュリーマイグレーションを抑制する� �きを持つ出力コンデンサ19が取り付けられて いる。本例の出力コンデンサ19は、2次巻線14� ��中点15に接続され、更に詳しく言うと、2次� ��第1分割巻線16の左側中点端子16bと2次側第2� �割巻線17の右側中点端子17bとの間に接続され ている。出力コンデンサ19は、トランス12の2� ��側から出力されて放電灯1に供給される駆動 交流電圧Voutから直流成分を除去し、この駆� �交流電圧Voutを正負で偏りの少ない交流波形� ��する。このように、駆動交流電圧Voutがなる べく正負で偏りの少ない交流波形をとれば、 その分だけマーキュリーマイグレーションが 抑制されるので、放電灯1に発光ムラが生じ� �くなる。なお、2次側出力回路18は、トラン� �12の2次巻線14と放電灯1とを繋ぐ電流ループ� �路の事を言う。また、出力コンデンサ19がコ ンデンサに相当する。

 図1に示すように、放電灯制御回路3には� �トランス12の2次側(即ち、放電灯1及びその周 辺機器)を地絡から保護する地絡保護機能が� �けられている。この地絡保護機能を以下に� �明すると、この種の地絡保護機能付き放電� �制御回路3には、地絡保護機能を統括制御す� ��保護制御回路20と、放電灯制御回路3の内部� ��源として働いてインバータ回路11や保護制� �回路20に電源供給を行う制御用電源21と、ト� ��ンス12の2次側における地絡を検出する地絡� ��護回路22とが設けられている。

 保護制御回路20は、入力側が地絡保護回� �22に接続されるとともに、出力側がインバー タ回路11に接続されている。保護制御回路20� �、地絡保護回路22から入力する各種検出通知 を基に、インバータ回路11の動作状態を切り� ��えることにより、放電灯1の点灯状態を制御 する回路である。本例の保護制御回路20は、� ��ンバータ回路11の動作を許可又は停止する� �とにより、放電灯制御回路3の電源スイッチ( 主電源:図示略)がオン状態(オン操作位置)に� �ることに拘わらず、放電灯1を点灯及び消灯� ��間で切り換えることが可能である。

 また、制御用電源21は、トランス12の1次� �に接続された1次側補助巻線23に入力側が接� �されるとともに、保護制御回路20に電源を供 給すべく出力側が保護制御回路20に接続され� ��いる。制御用電源21は、全波整流回路10側か ら取得する全波整流電圧Vzsと、1次側補助巻� �23から取得した補助電圧Vfjとを基に動作する 。制御用電源21は、これら電圧Vzs,Vfjを、イン バータ回路11や保護制御回路20が動作するの� �必要な電圧に変換し、これをインバータ回� �11や保護制御回路20の電源としてこれらに出� ��する。

 地絡保護回路22は、入力側がトランス12の 2次巻線14の中点15に配線接続され、出力側が� ��護制御回路20に接続されている。地絡保護� �路22の入力側を更に詳しく述べると、地絡保 護回路22の入力側は、2次側第1分割巻線16の端 子16bに第1配線25を介して接続されるとともに 、2次側第2分割巻線17の端子17bに第2配線26を� �して接続される。地絡保護回路22は、2次巻� �14の中点15に発生する電圧に基づいて検出さ� ��た電圧(以下、地絡検出電圧Vmxと記す)の値� �監視することにより、トランス12の2次側に� �ける地絡の有無判定を行う。

 2次側第1分割巻線16の端子16bと地絡保護回 路22との間には、第1配線25上において第1ダイ オード27が接続されている。また、2次側第2� �割巻線17の端子17bと地絡保護回路22との間に� ��、第2配線26上において第2ダイオード28が接� ��されている。これらダイオード27,28は、ア� �ードが中点15に接続され、カソードが地絡保 護回路22に接続されている。ところで、本例� ��第1配線25と第2配線26とを終端で結線してこ� ��を地絡保護回路22に接続するので、左側中� �端子16bの電圧(以下、左側中点電圧Vlmと記す) と、右側中点端子17bの電圧(以下、右側中点� �圧Vrmと記す)との合成電圧が地絡検出電圧Vmx� ��して地絡保護回路22に出力される。ダイオ� �ド27,28は、これら中点電圧Vlm,Vrmが「0」電位� ��とる際にこれをカットして、2つの中点電圧 Vlm,Vrmのうち高電圧側のものを地絡検出電圧Vm xとして地絡保護回路22に出力するように働く 。なお、ダイオード27,28がインピーダンス素� ��に相当し、左側中点電圧Vlmが第1中点電圧に 相当し、右側中点電圧Vrmが第2中点電圧に相� �する。

 ところで、図2に示すように、正常点灯状 態(非地絡状態)の場合、中点電圧Vlm,Vrmはとも にアース電位以下の電圧値をとる状態となる ので、これら電圧Vlm,Vrmはともに地絡判定レ� �ルVmkを下回る値をとる。よって、地絡保護� �路22は、地絡検出電圧Vmxが地絡有無判定用の 閾値Vmsを下回る(Vmx<Vmsが成立)ことを認識す るので、トランス12の2次側には地絡が発生し ていないと判定し、放電灯制御回路3による� �電灯1の点灯動作の継続を許可する。一方、� ��3及び図4に示すように、トランス12の2次側� �地絡が発生すると、左側中点電圧Vlm若しく� �右側中点電圧Vrmが+電位側に大きく持ち上が� ��て、この持ち上がった側が地絡判定レベルV mk以上の値をとる。このとき、地絡保護回路2 2は、地絡検出電圧Vmxが閾値Vms以上の値をと� �(Vmx≧Vmsが成立)ことを認識するので、トラン ス12の2次側に地絡が発生したと判定して、そ の旨を通知する地絡検出信号Saを保護制御回� ��20に出力する。なお、地絡判定レベルVmkは� �左側中点電圧Vlmや右側中点電圧Vrmがこの電� �値を超えたらトランス12の2次側に地絡が発� �しているとみなし得る値に設定されている� �

 また、放電灯制御回路3には、トランス12� ��2次側において過電圧を検出する過電圧検出 回路(OVP)29が設けられている。過電圧検出回� �29は、入力側がトランス12の2次側の過電圧検 出巻線30に接続され、出力側が保護制御回路2 0に接続されている。過電圧検出回路29は、過 電圧検出巻線30に発生する電圧をトランス12� �2次側の電圧監視に使用する2次側監視電圧Vkd として取り込み、2次側監視電圧Vkdと過電圧� �定レベルVkrとを比較することにより、トラ� �ス12の2次側における過電圧の発生有無を判� �する。過電圧検出回路29は、2次側監視電圧Vk dが過電圧判定レベルVkr以上となる(Vkd≧Vkrが� ��立)とトランス12の2次側に過電圧が発生した と判定し、その旨を通知する過電圧検出信号 Sbを保護制御回路20に出力する。なお、過電� �判定レベルVkrは、2次側監視電圧Vkdがこの電� ��を超えるとトランス12の2次側に過電圧が生� ��ていると判定し得る値に設定されている。

 保護制御回路20は、地絡保護回路22及び過 電圧検出回路29から出力される各種検出通知� ��逐次監視するとともに、トランス12の2次側� ��おいて地絡や過電圧が発生していないか否� ��確認する。保護制御回路20は、地絡保護回� �22から地絡検出信号Saを受け付けたり、或い� ��過電圧検出回路29から過電圧検出信号Sbを受 け付けたりすると、駆動状態のインバータ回 路11を強制的に停止して、点灯状態にある放� ��灯1を強制的に消灯する。

 次に、本例の地絡保護機能付き放電灯制御� ��路3の動作を説明する。
 まずは、図2に示すように、放電灯1が正常� �灯状態の場合を想定すると、この正常点灯� �態においては、駆動交流電圧Voutの半周期(例 えば、正の半周期)で左側出力電圧Vlxが高電� �V1aとなる状態(図2の実線波形の状態)をとり� �次の半周期(例えば、負の半周期)で右側出力 電圧Vrxが高電圧V1aとなる状態(図2の破線波形� ��状態)をとり、この電圧変化が半周期ごとに 交互に繰り返される。これにより、放電灯1� �は、トランス12から高周波高電圧の駆動交流 電圧Voutが印加され、この駆動交流電圧Voutに� ��って放電灯1が点灯状態をとる。

 また、この正常点灯時において、左側出� ��電圧Vlxが高電圧状態のとき、左側出力電圧V lxは左側中点電圧Vlmを「0」電位とした電圧V1a をとるので、左側中点電圧Vlmはアース電位を とり、それに伴い出力コンデンサ19の電圧下� ��によって、右側中点電圧Vrmは出力コンデン� ��19で発生する電圧Vcx分だけ低い電圧をとる� �そして、右側出力電圧Vrxは、アース電位よ� �も降下電圧Vcx分だけ低い値から立ち上がっ� �電圧値をとる。よって、2次巻線14の中点15か ら地絡検出電圧Vmxとして地絡保護回路22に出� ��される左側中点電圧Vlmは「0」電位の電圧を とって地絡判定レベルVmkよりも低い値となる ので、地絡検出電圧Vmxは閾値Vmsに到達しない 。これにより、地絡保護回路22は、トランス1 2の2次側に地絡が発生していないと判定して� ��地絡検出信号Saを保護制御回路20には出力せ ず、放電灯制御回路3による放電灯1の点灯駆� ��を許可する。また、右側出力電圧Vrxが高電� ��のときは、左側出力電圧Vlxが高電圧状態の� ��きと左右が逆のことが起きているので、こ� ��時の動作状態の説明は省略する。

 一方、図3に示すように、トランス12の2次 側が左側で地絡した場合を想定すると、この 左側地絡時においては、トランス12の2次側に おいてその左側に地絡抵抗32が発生して、こ� ��地絡抵抗32に地絡電流Ikが流れる状態をとる 。ここで、左側地絡時は、左側出力電圧高電 圧時よりも右側出力電圧高電圧時の方がトラ ンス12の2次側の電圧分布が崩れることから、 左側出力電圧高電圧時よりも右側出力電圧高 電圧時の方が地絡電流感度(地絡電流検知レ� �ル)は高くなるので、右側出力電圧高電圧時� ��地絡が検出される。なお、地絡電流感度と� ��、地絡検出電圧Vmxが閾値Vmsに到達する時に� ��ランス12の2次側出力回路18(地絡抵抗32)に流� ��得る地絡電流Ikの大きさに相当するもの(感� ��限界)であって、この値が小さければトラン ス12の2次側に少ない地絡電流Ikが流れただけ� ��地絡が検出される状態となる。よって、左� ��地絡時は右側出力電圧高電圧の時に地絡が� ��出されるので、右側出力電圧高電圧時の動� ��推移のみ説明する。

 左側地絡が発生すると、この時は出力コ� ��デンサ19の電圧降下分が左右で分配される� �で、それまでアース電位よりも出力コンデ� �サ19の降下電圧Vcx分だけ低い位置にあった出 力電圧最小点Pbsが+電位側に持ち上がり、ア� �ス電位に近づく値をとる。地絡電流Ikが少量 のみトランス12の2次側に流れる時、左右の中 点電圧Vlm,Vrmはともに地絡判定レベルVmkより� �低い値をとりつつも右側中点電圧Vrmの方が� �側中点電圧Vlmよりも高い値をとるので、右� �中点電圧Vrmに準ずる電圧値が地絡検出電圧Vm xの初期値の電位Vstとして地絡保護回路22に出 力される。

 ところで、トランス12の2次側における出� ��電圧Vlx,Vrxは、地絡電流Ikが増加するに連れ� ��地絡側の出力電圧が徐々に減少していき、� ��地絡側の出力電圧が徐々に増加する電圧変� ��をとる。よって、左側地絡時に地絡電流Ik� �徐々に増加すると、この電流増加に伴って� �側出力電圧Vlxが徐々に減少していき、右側� �力電圧Vrxは徐々に増加していく。そして、� �の電圧変化に伴って出力電圧最小点Pbsが左� �に移動するとともに、左側中点電圧Vlmが徐� �に減少する電圧変化をとるが、右側中点電� �Vrmはこれとは逆に徐々に増加する電圧変化� �とる。これにより、地絡電流Ikが増加するに 連れて右側中点電圧Vrm、即ち地絡検出電圧Vmx が徐々に増加していく。地絡保護回路22は、� ��側中点電圧Vrmが地絡判定レベルVmk以上にな� ��たこと、即ち地絡検出電圧Vmxが閾値Vms以上� ��なったことを認識すると、トランス12の2次� ��に地絡が発生したと判定して保護制御回路2 0に地絡検出信号Saを出力し、保護制御回路20� ��放電灯1の点灯を強制終了させる。

 一方、図4に示すように、トランス12の2次 側が右側で地絡した場合を想定すると、この 右側地絡時においては、トランス12の2次側に おいてその右側に地絡抵抗33が発生して、こ� ��地絡抵抗33に地絡電流Ikが流れる状態をとる 。ところで、右側地絡時は、左側地絡時の時 と同様の理由を根拠に、左側出力電圧高電圧 の時の方が右側出力電圧高電圧の時よりもト ランス12の2次側の電圧分布が崩れることから 、右側出力電圧高電圧よりも左側出力電圧高 電圧時の方が地絡電流感度(地絡電流検知レ� �ル)は高くなるので、左側出力電圧高電圧時� ��地絡が検出される。よって、右側地絡時は� ��側出力電圧高電圧時の動作推移のみ説明す� ��。

 右側地絡が発生すると、この時も出力コ� ��デンサ19の降下電圧Vcx分だけ低い位置にあ� �た出力電圧最小点Pbsが+電位側に持ち上がり� ��アース電位に近づく値をとる。地絡電流Ik� �少量のみトランス12の2次側に流れる時も、� �右の中点電圧Vlm,Vrmはともに地絡判定レベルV mkよりも低い値をとりつつもこの時は左側中� ��電圧Vlmの方が右側中点電圧Vrmよりも高い値� ��とり、この左側中点電圧Vlmに準ずる電圧値� ��地絡検出電圧Vmxの初期値の電位Vstとして地� ��保護回路22に出力される。

 そして、この右側地絡時において地絡電� ��Ikが徐々に増加するに連れて、右側出力電� �Vrxが徐々に減少していき、一方で左側出力� �圧Vlxが徐々に増加していく。そして、この� �圧変化に伴って出力電圧最小点Pbsが右側に� �動するとともに、右側中点電圧Vrmが徐々に� �少する電圧変化をとるが、一方で左側中点� �圧Vlmが徐々に増加する電圧変化をとる。こ� �により、地絡電流Ikが増加するに連れて左側 中点電圧Vlm、即ち地絡検出電圧Vmxが徐々に増 加していく。地絡保護回路22は、左側中点電� ��Vlmが地絡判定レベルVmk以上となったこと、� ��ち地絡検出電圧Vmxが閾値Vms以上となったこ� ��を認識すると、トランス12の2次側に地絡が� ��生したと判定して保護制御回路20に地絡検� �信号Saを出力し、保護制御回路20に放電灯1の 点灯を強制終了させる。

 ところで、例えば放電灯1の配線が切れた り或いは放電灯1が割れたりするなどしてト� �ンス12の2次側に負荷異常が発生すると、こ� �時はトランス12の2次側に過電圧が発生する� �態となる。このとき、過電圧検出回路29は、 トランス12の2次側の過電圧検出巻線30から取� ��する2次側監視電圧Vkdが過電圧判定レベルVkr を超える状態を認識するので、この認識を経 ると、過電圧検出信号Sbを保護制御回路20に� �力する。保護制御回路20は、過電圧検出回路 29から過電圧検出信号Sbを入力すると、放電� �1が地絡して地絡保護回路22から地絡検出信� �Saを得た時と同様の方式で、放電灯1を構成� �に消灯する。

 地絡保護回路22が作動して放電灯1が強制� ��に消灯された際、この強制消灯はインバー� ��回路11の駆動を強制的に停止することによ� �行うので、放電灯制御回路3の主電源はオン� ��態のままである。よって、放電灯1の地絡事 故の故障修理を行う場合には、まずは放電灯 制御回路3の主電源をオン状態からオフ状態� �切り換えて、商用電源6の入力交流電圧Vinが� ��電灯制御回路3に供給される状態を解除する 。そして、地絡事故の修理を行った後、放電 灯1を再点灯するに際しては、放電灯制御回� �3の主電源をオフ位置からオン位置に再操作� ��る。放電灯制御回路3の主電源がオン状態と なると、商用電源6の入力交流電圧Vinがフィ� �タ回路9→全波整流回路10→インバータ回路11 を亘ってトランス12の1次巻線13に印加され、� ��ランス昇圧後にトランス12の2次巻線14から� �力される駆動交流電圧Voutが放電灯1に印加さ れて放電灯1が点灯を再開する。

 また、全波整流回路10と制御用電源21との 間には、放電灯制御回路3の電源状態を管理� �る電源監視回路31が設けられている。ところ で、放電灯制御回路3においては、図1に示す� ��うに、全波整流回路10とインバータ回路11と の間にリップル吸収用コンデンサCrが接続さ� ��るとともに、一種の電源機能として働く電� ��コンデンサCsが接続されている。ここで、� �の種の放電灯制御回路3では、地絡等の異常� ��より保護機能が働いた際には、保護制御回� ��20が持つリトライ回路(図示略)が作動して、 所定回数(例えば3回)リトライを行っても異常 が解消されない場合に、点灯駆動を強制終了 するように動作する。本例の電解コンデンサ Csは、このリトライ回路の電源として機能す� ��。

 ところで、リップル吸収用コンデンサCr� �電解コンデンサCsとが直に接続された回路を 想定すると、この種のリップル吸収用コンデ ンサCrは大容量コンデンサであるので、リト� ��イ回路が動作した際には、ここにチャージ� ��れた電荷が電解コンデンサCsに流れて電解� �ンデンサCsが高電位に維持されるように動作 する。よって、この場合はリトライ回路を直 ぐに解除できない状態になる。このため、地 絡保護機能が働いた際に、主電源をオフ操作 した直後、直ぐに主電源をオン操作しても、 この時はリトライ回路の保持が解除できない ので、放電灯制御回路3の出力が遮断された� �まの状態になってしまう問題がある。

 そこで、本例の電源監視回路31には、リ� �プル吸収用コンデンサCrと電解コンデンサCs� ��の間にトランジスタQ1が接続されている。� �のトランジスタQ1は、コレクタ端子がリップ ル吸収用コンデンサCrに接続され、エミッタ� ��子が電解コンデンサCsに接続され、ベース� �子が全波整流回路10に接続されている。トラ ンジスタQ1は、放電灯制御回路3の主電源のオ フとともに自身もオフ動作をとり、オフ状態 をとった際には、リップル吸収用コンデンサ Crから電解コンデンサCsに電荷がチャージさ� �る動作を遮断する。このとき、電解コンデ� �サCsは自身に接続された保護制御回路20の抵� ��(図示略)により放電され、高電位に保持さ� �ることがないので、リトライ回路が直ぐに� �除される。これにより、放電灯制御回路3の� ��電源をオフした直後に直ぐにこれをオン操� ��しても、この時は電源が直ぐに入り、放電� ��駆動動作を直ぐに開始可能となる。

 次に、放電灯制御回路3で行う地絡電流感度 測定試験について説明する。
 この種の地絡保護機能付き放電灯制御回路3 においては、この地絡電流Ikが予め規定され� ��所定値(例えば15mA)以内の値をとらなければ� ��らない事がUL(Underwriters Laboratories Inc.)規格� ��規定されている。よって、例えば地絡保護� ��能付き放電灯制御回路3の出荷前においては 、例えば放電灯制御回路3の製品検査として� �電灯1が地絡する状態を仮想的に作り出し、� ��の時にトランス12の2次側に流れる地絡電流I kを測定して、この地絡電流Ikが所定値内の値 をとるか否かを確認する試験(地絡電流感度� �定試験)を行う必要がある。

 この地絡電流感度測定試験には、図5に示 すようなDモード試験と、図6及び図7に示すよ うなCモード試験との2種類がある。Dモード試 験は、放電灯1の中点35をアース電位とし、ト ランス12の2次側においてその左側に可変式地 絡抵抗34を接続して左側地絡を発生させ、こ� ��可変式地絡抵抗34の抵抗値を高→低と変化� �せてこの時に2次側に流れる地絡電流Ikを測� �するとともに、トランス12の右側においても 同様のことを行って、仮想的地絡状況下で地 絡電流Ikを測定する試験である。また、Cモー ド試験は、トランス12の2次側においてその左 側に可変式地絡抵抗34を接続して左側地絡を� ��生させ、この可変式地絡抵抗34の抵抗値を� �→低と変化させてこの時に2次側に流れる地� ��電流Ikを測定するとともに、トランス12の右 側においても同様のことを行って、仮想的地 絡状況下で地絡電流Ikを測定する試験である� ��

 Dモード試験で地絡電流感度測定試験を行 う場合、図5に示すように、まずは放電灯1の� ��点35をアース接地して、この中点35をアース 電位にする。このため、放電灯1の中点35を電 圧基準(境目)とする放電灯1の左側端子電圧Vta と右側端子電圧Vtbとが同じ大きさの電圧V2aを とり、これら電圧Vta,Vtbがこの電圧V2a(=V1a+Vcx/2 )で安定することから、2次巻線14の出力電圧� �小点Pbsはアース電位をとるとともに出力コ� �デンサ19の中央(真ん中)に存在することにな� ��。これにより、2次巻線14の左側中点電圧Vlm� ��び右側中点電圧Vrmの両方がアース電位より� ��持ち上がり、これらが地絡判定レベルVmkに� ��達する。よって、2次巻線14の地絡検出電圧V mxが閾値Vms以上となることから、地絡保護回� ��22が地絡発生を認識することになる。

 そして、地絡保護回路22が地絡を検出す� �とき、即ち地絡検出電圧Vmxが閾値Vmsに到達� �るときにトランス12の2次側に流れる地絡電� �Ikを例えば検流計等で計測し、この地絡電流 Ikが所定値(例えば15mA)を下回っているか否か� ��確認する。ここで、地絡電流Ikが所定値を� �回る値をとれば、この時は地絡電流Ikの値が UL規格を満たすことからDモード試験について は合格として処理し、一方で地絡電流Ikが所� ��値以上の値をとるのであれば、これはUL規� �を満たさないので、放電灯制御回路3を製品� ��合格として処理する。

 一方、Cモード試験で地絡電流感度測定試 験を行う場合、まずは先にトランス12の2次側 において左側に可変式地絡抵抗34を接続する� ��とによりこの左側をアース接地して、左側� ��地絡電流感度測定を行う。なお、地絡電流� ��度測定の初期時においては、可変式地絡抵� ��34を高抵抗にした状態で接続する。この時� �トランス12の2次側は地絡状態をとるものの� �2次の左側を地絡するという偏った地絡状態� ��とるので、この時の2次巻線14の左側出力電� ��Vlx及び右側出力電圧Vrxは、図6に示すように 、放電灯正常点灯時とDモード地絡時との間� �電圧値をとる。なお、本例においては、左� �出力電圧Vlx及び右側出力電圧Vrxが放電灯正� �点灯時とDモード地絡時との間の中間の電圧� ��とるように設定する。

 続いて、可変式地絡抵抗34の抵抗値を徐� �に低くしていき、この時にトランス12の2次� �に流れる地絡電流Ikaを徐々に増加していく� �この時、地絡電流Ikaが増加していくに連れ� �、左側出力電圧VlxはV2b→V2c→V2dと低下して� �き、右側出力電圧VrxはV2e→V2f→V2aと増加し� �これに伴って出力電圧最小点Pbsが2次巻線14� �左側に移動する電圧変化をとる。また、こ� �電圧変化に伴って、この時に地絡検出電圧Vm xとして出力される右側中点電圧Vrmは初期値� �電位Vstから徐々に増加していき、可変式地� �抵抗34が低抵抗、即ち地絡電流Ikが大きくな� ��た際に地絡判定レベルVmkに到達して、地絡� ��護回路22が地絡発生を認識する。

 そして、右側中点電圧Vrmが地絡判定レベ� ��Vmkに到達するとき、即ち地絡検出電圧Vmxが� ��値Vmsに到達するときにトランス12の2次側に� ��れる地絡電流Ikaを例えば検流計等で計測し� ��この地絡電流Ikが所定値(例えば15mA)を下回� �ているか否かを確認する。この時、地絡電� �Ikaが所定値を下回れば、この時はUL規格を満 たすことからCモード試験の左側地絡検査は� �格として処理し、地絡電流Ikaが所定値以上� �値をとれば、この時は左側の地絡電流Ikaの� �がUL規格を満たさないことから製品不合格と して処理する。

 2次巻線14の左側の地絡電流感度測定が終� ��ると、今度は可変式地絡抵抗34を2次巻線14� �右側に接続することによりこの右側をアー� �接地して、右側の地絡電流感度測定を行う� �なお、右側地絡電流感度測定時も、左側地� �電流感度測定時と同様の理由から、最初は� �変式地絡抵抗34を高抵抗にした状態で接続す る。この時も、図7に示すように、左側地絡� �流感度測定の時と同様に、2次巻線14の左側� �力電圧Vlx及び右側出力電圧Vrxは、放電灯正� �点灯時とDモード地絡時との間の電圧値をと� ��。なお、本例においては、左側出力電圧Vlx� ��び右側出力電圧Vrxが放電灯正常点灯時とDモ ード地絡時との間の中間の電圧をとるように 設定する。

 続いて、可変式地絡抵抗34の抵抗値を徐� �に低くしていき、この時にトランス12の2次� �に流れる地絡電流Ikbを徐々に増加していく� �この時、地絡電流Ikbが増加していくに連れ� �、右側出力電圧VrxはV2g→V2h→V2iと低下して� �き、左側出力電圧VlxはV2j→V2k→V2aと増加し� �これに伴って出力電圧最小点Pbsが2次巻線14� �右側に移動する電圧変化をとる。また、こ� �電圧変化に伴って、この時に地絡検出電圧Vm xとして出力される左側中点電圧Vlmは初期値� �電位Vstから徐々に増加していき、可変式地� �抵抗34が低抵抗、即ち地絡電流Ikbが大きくな った際に地絡判定レベルVmkに到達して、地絡 保護回路22が地絡発生を認識する。

 そして、左側中点電圧Vlmが地絡判定レベ� ��Vmkに到達するとき、即ち地絡検出電圧Vmxが� ��値Vmsに到達するときにトランス12の2次側に� ��れる地絡電流Ikbを例えば検流計等で計測し� ��この地絡電流Ikbが所定値を下回れば、この� ��は左右両方の地絡電流Ika,Ikbの値がUL規格を� ��たすことから放電灯制御回路3を製品合格と して処理し、地絡電流Ikbが所定値以上の値を とれば、この時は右側地絡時の地絡電流Ikの� ��がUL規格を満たさないので、製品不合格と� �て処理する。

 続いて、Dモード試験の作業過程を図8に示� �フロー図を用いて説明する。
 ステップ100では、放電灯1の中点35をアース� ��接地する。
 ステップ101では、放電灯制御回路3の主電源 スイッチをオンする。

 ステップ102では、放電灯1が消灯したか否 かを確認する。このとき、放電灯1が消灯す� �ば製品合格とし、放電灯1が点灯すればステ� ��プ103以降の地絡電流Ikの計測を行う。

 ステップ103では、トランス12の2次側にお� ��てその左側に可変式地絡抵抗34を接続する� �なお、可変式地絡抵抗34は、その接続初期時 において抵抗値が無限大に設定されている。

 ステップ104では、可変式地絡抵抗34の抵抗� �を小さくする。
 ステップ105では、放電灯1が消灯したか否か を確認する。放電灯1が消灯しなければステ� �プ106に以降し、放電灯1が消灯すればステッ� ��107に移行する。

 ステップ106では、可変式地絡抵抗34の抵� �値が0ωか否かを確認する。可変式地絡抵抗34 の抵抗値が0ωであればステップ107に移行し、 抵抗値が0ωでなければステップ104に移行して 、放電灯1が消灯するか若しくは抵抗値が0ω� �なるまで、可変式地絡抵抗34の抵抗値を下げ る作業を継続する。

 ステップ107では、地絡電流Ikaが所定値(例 えば15mA)を下回るか否かを確認する。ここで� ��地絡電流Ikaが所定値を下回っていれば製品� ��格として処理し、地絡電流Ikaが所定値以上� ��値をとるならばステップ108に移行する。

 そして、ステップ108~ステップ112において 、今度は2次巻線14の右側に可変式地絡抵抗34� ��接続し、左側の時と同様の手順で地絡電流� ��定試験を行い、この時にトランス12の2次側� ��流れる地絡電流Ikbが所定値を下回ることが� ��認できれば製品合格とし、地絡電流Ikbが所� ��値以上の値をとるのであれば製品不合格と� ��て処理する。

 ところで、図6及び図7からも分かるよう� �、トランス12の左側に可変式地絡抵抗34を接� ��してこの抵抗値を高→低に変化させた時に� ��絡検出電圧Vmx(左側中点電圧Vlm)がとる電圧� �化と、トランス12の右側に可変式地絡抵抗34� ��接続してこの抵抗値を高→低に変化させた� ��に地絡検出電圧Vmx(右側中点電圧Vrm)がとる� �圧変化とは、同じ値の電位Vstを移動開始点� �して+電位側に同一変化量で上昇していく変� ��、即ち同じ電圧変化をとることが分かる。� ��って、このように地絡検出電圧Vmxが地絡の� ��右で同じ電圧変化をとれば、地絡検出電圧V mxが閾値Vmsに到達する時にトランス12の2次側� ��流れる電流量は左右で同じ(Ika=Ikbが成立)と� ��るので、左側地絡時の地絡電流感度と右側� ��絡時の地絡電流感度とが同一となる。この� ��め、マーキュリーマイグレーション抑制用� ��出力コンデンサ19をトランス12の2次側に取� �付ける場合であっても、出力コンデンサ19を 2次巻線14の中点15に接続するようにすれば、� ��絡の左右で地絡電流感度を同一とすること� ��可能となる。

 さて、本例においては、トランス12の2次� ��にマーキュリーマイグレーション抑制用の� ��力コンデンサ19を取り付けた。このため、� �電灯1の点灯時において水銀原子が灯内で偏� ��て位置する状況が生じ難くなるので、放電� ��1を一律の明るさで発光させることが可能と なる。また、トランス12の2次側にこの出力コ ンデンサ19を取り付けるに際しては、これを2 次巻線14の中点15に接続したので、左側地絡� �にトランス12の2次側に流れる地絡電流Ikaと� �右側地絡時にトランス12の2次側に流れる地� �電流Ikbとが同じ値をとる。このため、左右� �地絡電流感度を同じにすることが可能とな� �。従って、片方の地絡電流感度が過度に大� �くなる状況が生じなくなり、地絡を危険度� �低い方法で検出することが可能となる。

 また、放電灯制御回路3に過電圧検出回路 29を設け、トランス12の2次側に過電圧が発生� ��た際にも、放電灯1の点灯を強制的に停止す る。このため、トランス12の2次側で地絡が発 生した時のみならず、トランス12の2次側に過 電圧が発生する時も、放電灯1の点灯を強制� �に停止することが可能となる。よって、ト� �ンス12の2次側に過電圧が印加されたままの� �況で放電灯1の点灯を継続させる状況が生じ� ��くなり、放電灯1に故障が発生する状況を一 層生じ難くすることが可能となる。

 本実施形態の構成によれば、以下に記載の� ��果を得ることができる。
 トランス12の2次巻線の中点15にマーキュリ� �マイグレーション抑制用の出力コンデンサ19 を接続したので、放電灯1のマーキュリーマ� �グレーションを低く抑えることができると� �もに、トランス12の2次側が左側で地絡した� �と右側で地絡した時とで両方の地絡電流感� �をほぼ同一とすることができる。よって、� �電灯1を均一に点灯させることができ、しか� ��トランス12の2次側の地絡を左右とも安全性� ��く検出することができる。

 左側中点電圧Vlmの出力経路である第1配線 25上にダイオード27を接続するとともに、右� �中点電圧Vrmの出力経路である第2配線26上に� �同様にダイオード28を接続した。このため、 左側中点電圧Vlm及び右側中点電圧Vrmのうち仮 に一方が大きく負に振れたとしても、これが 「0」電位以下の値をとる時にはこの電位が� �ットされるので、これら中点電圧Vlm,Vrmに準� ��る電圧として導出される地絡検出電圧Vmxは� ��電圧側に振れる。よって、例えばもし仮に� ��の地絡検出電圧Vmxが低い電圧値をとってし� ��うと、地絡を精度良く検出できなくなるが� ��本例においては地絡検出電圧Vmxができる限� ��大きな値をとるので、より精度良く地絡判� ��を行うことができる。特に、本例のように� ��イオード27,28を使用すれば、低い電位をと� �ことがないので、地絡検出精度の向上に非� �に効果が高い。

 全波整流回路10と制御用電源21との間に、 放電灯制御回路3の電源状態を管理する電源� �視回路31を設けた。これにより、放電灯制御 回路3の主電源をオフに操作した際には、ト� �ンジスタQ1がオフとなって、リップル吸収用 コンデンサCrから電解コンデンサCsに電荷が� �ャージされる状態が遮断されて、電解コン� �ンサCsの電荷が直ちに放電され、保護制御回 路20に組み込まれたリトライ回路が直ぐに解� ��される。よって、放電灯制御回路3の主電源 をオフした後に直ぐにこれをオン操作しても 、放電灯制御回路3の電源が直ぐに入るので� �放電灯駆動動作を直ぐに開始することがで� �る。

 マーキュリーマイグレーション抑制用の� ��力コンデンサ19を2次巻線14の中点15に接続し たとしても、この時もDモード試験とCモード� ��験との両方とで問題なく地絡電流感度測定� ��験を実施することができる。

 放電灯制御回路3に、トランス12の2次側に おいて過電圧が発生した際に放電灯1を強制� �に消灯させる過電圧検出回路29を設けた。よ って、放電灯1の点灯時にトランス12の2次側� �おいて過電圧が発生する状況になったとし� �も、この時は過電圧検出回路29が作動して放 電灯1が強制的に消灯される。このため、過� �圧状態のまま放電灯1に点灯を継続させずに� ��むので、放電灯1が故障する状況を一層生じ 難くすることができる。

 地絡保護回路22で地絡を検出した時や、� �電圧検出回路29で過電圧を検出した時には、 インバータ回路11の駆動を強制的に停止する� ��とによって、放電灯1の点灯を強制的に停止 する。ところで、この強制消灯を例えば放電 灯制御回路3の電源スイッチをオン位置から� �制的にオフ位置に切り換えることで行う場� �を想定すると、この時は電源スイッチを無� �にオン位置からオフ位置に動かす大掛かり� �機構が必要になるが、本例のようにインバ� �タ回路11を強制停止することで放電灯1を強� �消灯すれば、この強制消灯が電気的なスイ� �チ制御のみで済むので、大掛かりな機構を� �いることなく放電灯1の強制消灯を行うこと� ��できる。

 なお、実施形態はこれまでに述べた構成に� ��らず、以下の態様に変更してもよい。
 出力コンデンサ19の数は、必ずしも1つに限� ��されず、複数でもよい。この場合、コンデ� ��サ群は直列回路や並列回路をとる。

 放電灯1は、外形が管状をなすものに限定さ れず、例えば平板形状をなすものでもよい。
 放電灯制御回路3は必ずしも電子ネオントラ ンス(ET)に限らず、入力電圧をただ単に昇圧� �てこれを駆動交流電圧Voutとして放電灯1に供 給するネオントランスでもよい。

 地絡保護機能は、必ずしも地絡と過電圧と� ��両方を見る必要はなく、少なくとも地絡を� ��ることができればよい。
 電源監視回路31は、必ずしも必要な訳では� �く、これを省略した回路構造としてもよい� �

 放電灯1(放電灯制御回路3)の電源は、交流電 圧を供給する商用電源6に限らず、直流電圧� �供給する電池(バッテリ)でもよい。
 インピーダンス素子は、必ずしもダイオー� ��に限らず、例えば抵抗やコンデンサ等を使� ��したり、或いはこれらを組み合わせたりし� ��ものを使用してもよい。

 地絡保護回路22の地絡判定は、左側中点� �圧Vlm及び右側中点電圧Vrmに準ずる電圧を地� �検出電圧Vmxとして監視する判定方式に限定� �れない。例えば、左側中点電圧Vlmと右側中� �電圧Vrmとを各々独立した電圧値として監視� �、これらを各々個別の閾値と比較すること� �より、トランス12の2次側の地絡発生有無を� �定してもよい。