JPH07147198A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
Discharge lamp lighting deviceInfo
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- JPH07147198A JPH07147198A JP5295028A JP29502893A JPH07147198A JP H07147198 A JPH07147198 A JP H07147198A JP 5295028 A JP5295028 A JP 5295028A JP 29502893 A JP29502893 A JP 29502893A JP H07147198 A JPH07147198 A JP H07147198A
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、チョッパ回路によって
商用電源のような交流電源から直流電源を作成し、この
チョッパ回路より供給される直流電源から高周波電力を
作成して放電ランプを点灯させる放電灯点灯装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a chopper circuit to create a DC power supply from an AC power supply such as a commercial power supply, and a DC power supply supplied from this chopper circuit to create high frequency power to light a discharge lamp. The present invention relates to an electric lamp lighting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、商用電源の交流電圧を整流平滑し
た直流電圧をインバータ等によって高周波電圧に変換し
て、負荷である放電ランプに高周波電力を供給する放電
灯点灯装置が広く用いられている。この種の放電灯点灯
装置において、商用交流電圧の整流出力を平滑している
のは、放電ランプに供給される高周波電流の包絡線が商
用交流周期で変動しないようにすることにより、放電ラ
ンプの再点弧現象を実質的に無くし、放電ランプの発光
効率を向上させて放電灯点灯装置の消費電力を少なく
し、光のちらつきも無くして性能を向上させるためであ
る。しかしながら、商用交流電圧を整流平滑すると、商
用電源から平滑コンデンサへ流入する電流が商用交流電
圧のピーク値付近のみで流れることになり、商用交流電
圧の半サイクル毎に休止期間を持つピーク値の高い電流
となるため、入力力率が悪く、また交流基本波に対して
多くの高次高調波電流成分を含むことになり、同じ交流
配電系につながれる他の機器への高調波ノイズの混入等
の悪影響があった。そのため、入力電流の力率を高くす
ると共に、高調波成分を低減し、且つ可能な限り平坦な
直流平滑電圧を供給する必要がある。2. Description of the Related Art Conventionally, a discharge lamp lighting device has been widely used in which a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage of a commercial power source is converted into a high frequency voltage by an inverter or the like to supply high frequency power to a discharge lamp as a load. . In this type of discharge lamp lighting device, the rectified output of the commercial AC voltage is smoothed because the envelope of the high-frequency current supplied to the discharge lamp does not fluctuate in the commercial AC cycle. This is because the re-ignition phenomenon is substantially eliminated, the luminous efficiency of the discharge lamp is improved, the power consumption of the discharge lamp lighting device is reduced, and the flickering of light is eliminated to improve the performance. However, when the commercial AC voltage is rectified and smoothed, the current flowing from the commercial power source to the smoothing capacitor flows only near the peak value of the commercial AC voltage, and the peak value having a pause period is high every half cycle of the commercial AC voltage. Since it is a current, the input power factor is poor, and it also contains many high-order harmonic current components with respect to the AC fundamental wave, so that harmonic noise is mixed with other equipment connected to the same AC power distribution system. There was a bad effect of. Therefore, it is necessary to increase the power factor of the input current, reduce the harmonic components, and supply a DC smoothing voltage that is as flat as possible.
【0003】上記のような放電灯点灯装置としては図5
に示すものがある。このものは、スイッチSWを介して
商用電源のような交流電源1をチョッパ回路2に供給
し、チョッパ制御回路3によって出力制御が行われるチ
ョッパ回路2において交流電源1より直流電源を作成
し、インバータ制御回路5によってインバータ回路4の
動作制御を行い、この直流電源を電源として高周波電力
を作成して放電ランプ6に供給し、放電ランプ6を点灯
させるものである。As a discharge lamp lighting device as described above, FIG.
There is one shown in. This one supplies an AC power source 1 such as a commercial power source to a chopper circuit 2 via a switch SW, and a chopper circuit 2 whose output is controlled by a chopper control circuit 3 creates a DC power source from the AC power source 1 and outputs an inverter. The operation of the inverter circuit 4 is controlled by the control circuit 5, high frequency power is generated by using this DC power source as a power source, and the high frequency power is supplied to the discharge lamp 6 to light the discharge lamp 6.
【0004】次に、上記従来例の具体回路構成及び回路
動作について説明する。まず、図6にチョッパ回路2及
びチョッパ制御回路3の回路構成図を示す。交流電源1
は全波整流器DBの交流入力端子に接続されている。全
波整流器DBの直流出力端子には、小容量のコンデンサ
C2 が接続されている。コンデンサC2 の両端には、イ
ンダクタL1 を介してパワーMOSFETよりなるスイ
ッチング素子Q1 が接続されている。また、スイッチン
グ素子Q1 の両端には逆方向寄生ダイオードDsが接続
され、さらに逆流阻止用のダイオードD1 を介して平滑
コンデンサC1が接続されていて、この平滑コンデンサ
C1 の両端に生じる直流電圧がインバータ回路4に供給
されるのである。平滑コンデンサC1 の出力側の両端に
はチョッパ回路2の出力電圧検出用の抵抗R2 ,R3 の
直列回路が接続されていて、抵抗R2 と抵抗R3 との接
続点の電位は差動増幅器IC3 に入力されて基準電位V
re f1との差に相当する電圧が増幅されて電圧差動増幅器
IC4 の反転入力端子に入力される。差動増幅器IC3
には帰還インピーダンスとしてコンデンサC4 及び抵抗
R6 が接続され、また電圧差動増幅器IC4 の非反転入
力端子にはコンデンサC3 が接続されている。このコン
デンサC3 の両端には、トランジスタQ2 が並列的に接
続されており、トランジスタQ2 のベースにはフリップ
フロップFFの反転出力端子Q’が接続されている。フ
リップフロップFFの出力端子Qは、抵抗R1 を介して
スイッチング素子Q1 の制御電極に接続されており、ま
たリセット端子Rには電圧差動増幅器IC4 の出力端子
が接続され、さらにセット端子Sには検出器IC5 の出
力端子が接続されている。スイッチング素子Q1 に流れ
る電流は、抵抗R4 により電圧に変換されて検出器IC
5 に入力されている。また、トランジスタQ3 には抵抗
R5 を介して一定の電流が流れ、これと同じ電流がトラ
ンジスタQ4 を介してコンデンサC3 に流れる。Next, the specific circuit configuration and circuit operation of the above conventional example will be described. First, FIG. 6 shows a circuit configuration diagram of the chopper circuit 2 and the chopper control circuit 3. AC power supply 1
Is connected to the AC input terminal of the full-wave rectifier DB. A small capacity capacitor C 2 is connected to the DC output terminal of the full-wave rectifier DB. A switching element Q 1 composed of a power MOSFET is connected to both ends of the capacitor C 2 via an inductor L 1 . Further, a reverse parasitic diode Ds is connected to both ends of the switching element Q 1 , and a smoothing capacitor C 1 is further connected via a diode D 1 for preventing backflow, and a direct current generated at both ends of this smoothing capacitor C 1. The voltage is supplied to the inverter circuit 4. A series circuit of resistors R 2 and R 3 for detecting the output voltage of the chopper circuit 2 is connected to both ends on the output side of the smoothing capacitor C 1 , and the potential at the connection point between the resistors R 2 and R 3 is different. Input to the dynamic amplifier IC 3 and the reference potential V
voltage corresponding to the difference between the re f1 is input is amplified to an inverting input terminal of the voltage differential amplifier IC 4. Differential amplifier IC 3
A capacitor C 4 and a resistor R 6 are connected as a feedback impedance to the, and a capacitor C 3 is connected to the non-inverting input terminal of the voltage differential amplifier IC 4 . A transistor Q 2 is connected in parallel to both ends of the capacitor C 3 , and an inverting output terminal Q ′ of a flip-flop FF is connected to the base of the transistor Q 2 . The output terminal Q of the flip-flop FF is connected to the control electrode of the switching element Q 1 via the resistor R 1 , the output terminal of the voltage differential amplifier IC 4 is connected to the reset terminal R, and the set terminal is further connected. The output terminal of the detector IC 5 is connected to S. The current flowing through the switching element Q 1 is converted into a voltage by the resistor R 4 and the detector IC
Entered in 5 . In addition, a constant current flows through the transistor Q 3 via the resistor R 5 , and the same current flows through the transistor Q 3 to the capacitor C 3 through the transistor Q 4 .
【0005】上記構成における回路動作を、図7(a)
〜(d)に示すタイムチャートに基づいて説明すると、
まず、時刻t1 では、インダクタL1 とスイッチング素
子Q 1 或いはダイオードD1 と平滑コンデンサC1 を通
って抵抗R4 に流れる電流がゼロになることを検出器I
C5 によって検出し、検出器IC5 よりHレベルの信号
を出力する。これにより、フリップフロップFFのセッ
ト端子Sに上記Hレベルの信号が入力されるため、その
出力端子QからはHレベルの信号が、また反転出力端子
Q’からはLレベルの信号が出力されてスイッチング素
子Q1 をオンにするとともにトランジスタQ2 をオフに
する。The circuit operation in the above configuration is shown in FIG.
To explain based on the time chart shown in (d),
First, time t1Then inductor L1And switching element
Child Q 1Or diode D1And smoothing capacitor C1Through
Resistance RFourThat the current flowing in
CFiveDetected by the detector ICFiveHigher level signal
Is output. As a result, the flip-flop FF set
Since the H-level signal is input to the input terminal S,
An H level signal from the output terminal Q and an inverted output terminal
An L level signal is output from Q'and the switching element
Child Q1Turns on and transistor Q2Turn off
To do.
【0006】続いて、時刻t1 〜t2 の期間では、トラ
ンジスタQ2 がオフされており、トランジスタQ3 ,Q
4 により構成されるカレントミラー回路によって制御電
源電圧Vccと抵抗R5 により決まる一定の電流でコンデ
ンサC3 が充電され、コンデンサC3 の両端電圧が直線
的に増加することになる。このとき、抵抗R2 ,R3に
よる分圧電位は、基準電位Vref1とともに差動増幅器I
C3 に入力されて、差動増幅器IC3 の出力は或るレベ
ルで一定となっている。その一定レベルにコンデンサC
3 の両端電圧が達すると、時刻t2 において電圧差動増
幅器IC4 からHレベルの信号がフリップフロップFF
のリセット端子Rに入力される。これにより、フリップ
フロップFFの出力端子QからLレベルの信号が、ま
た、反転出力端子Q’からはHレベルの信号が出力され
て、スイッチング素子Q1 がオフになるとともにトラン
ジスタQ2 がオンとなる。Subsequently, during the period from time t 1 to t 2 , the transistor Q 2 is off and the transistors Q 3 and Q 3
The current mirror circuit constituted by 4 charges the capacitor C 3 with a constant current determined by the control power supply voltage V cc and the resistor R 5, and the voltage across the capacitor C 3 increases linearly. At this time, the divided potential by the resistors R 2 and R 3 is the differential amplifier I together with the reference potential V ref1.
Input to C 3 , the output of the differential amplifier IC 3 is constant at a certain level. Capacitor C to that constant level
When the voltage across both terminals of 3 reaches, at time t 2 , the signal of H level is output from the voltage differential amplifier IC 4 to the flip-flop FF.
Is input to the reset terminal R of. As a result, an L level signal is output from the output terminal Q of the flip-flop FF and an H level signal is output from the inverting output terminal Q ′, turning off the switching element Q 1 and turning on the transistor Q 2. Become.
【0007】さらに、時刻t2 〜t3 の期間では、スイ
ッチング素子Q1 がオンしている間にインダクタL1 、
スイッチング素子Q1 、抵抗R4 を通じて流れていた電
流によってインダクタL1 に蓄えられたエネルギが、ス
イッチング素子Q1 がオフしたときに放出され、インダ
クタL1 からダイオードD1 、コンデンサC1 、抵抗R
4 へと電流が流れてコンデンサC1 が充電される。ま
た、上述のようにコンデンサC1 が充電されている間
は、トランジスタQ2 がオンするため、コンデンサC3
の電位は上昇しない。そして、インダクタL1 のエネル
ギによる電流が流れ終えると、時刻t3 (又はt1 )
で、抵抗R4 を流れる電流がゼロになり、以下、同じ動
作を繰り返す。このように、時刻t1 〜t2 の区間を一
定にして、インダクタL1 に流れる電流がゼロになるこ
とを検出して、スイッチング素子Q1 のオン信号が入る
タイミングを制御することにより、インダクタL1 に流
れる電流の休止区間を無くすことができる。このため、
高調波成分の比較的少ない入力電流波形を得ることがで
きるのである。Furthermore, in the period from the time t 2 ~t 3, the inductor L 1 while the switching element Q 1 is turned on,
The energy stored in the inductor L 1 due to the current flowing through the switching element Q 1 and the resistor R 4 is released when the switching element Q 1 is turned off, and the energy is accumulated from the inductor L 1 to the diode D 1 , the capacitor C 1 and the resistor R 1 .
A current flows to 4 and the capacitor C 1 is charged. Further, as described above, while the capacitor C 1 is being charged, the transistor Q 2 is turned on, so that the capacitor C 3
The potential of does not rise. Then, when the current due to the energy of the inductor L 1 finishes flowing, time t 3 (or t 1 )
Then, the current flowing through the resistor R 4 becomes zero, and the same operation is repeated thereafter. In this way, by keeping the interval from time t 1 to t 2 constant, detecting that the current flowing through the inductor L 1 becomes zero, and controlling the timing when the ON signal of the switching element Q 1 enters, the inductor It is possible to eliminate the pause section of the current flowing through L 1 . For this reason,
It is possible to obtain an input current waveform having a relatively small number of harmonic components.
【0008】ところが、チョッパ回路2の出力には交流
電源1の電源周波数fと同じ周波数のリップルが含まれ
ているため、差動増幅器IC3 がこのリップル成分に応
答することによって交流電源1からの入力電流の高調波
成分が増大してしまう。そこで、差動増幅器IC3 の帰
還インピーダンスであるコンデンサC4 及び抵抗R6を
次式を満足するように設定することによって、差動増幅
器IC3 が上記リップル成分に応答しないようにして上
記問題の解決を図り、高調波成分を低減して可能な限り
平坦な直流電圧VDCをインバータ回路4に供給できるよ
うにしている。However, since the output of the chopper circuit 2 contains a ripple having the same frequency as the power supply frequency f of the AC power supply 1, the differential amplifier IC 3 responds to this ripple component, so that the AC power supply 1 outputs the ripple. The harmonic component of the input current will increase. Therefore, by setting the capacitor C 4 which is the feedback impedance of the differential amplifier IC 3 and the resistor R 6 so as to satisfy the following equation, the differential amplifier IC 3 is prevented from responding to the above-mentioned ripple component and the above-mentioned problem is solved. As a solution, the harmonic component is reduced so that the DC voltage V DC as flat as possible can be supplied to the inverter circuit 4.
【0009】 1/2πC4 R6 <2f ・・・(式1) C4 :コンデンサC4 の容量 R6 :抵抗R6 の抵抗値 f :交流電源1の電源周波数 次に、図8に示す回路構成図に基づいてインバータ回路
4及びインバータ制御回路5の回路構成及び回路動作を
説明する。インバータ回路4は、上述のチョッパ回路2
から供給される直流電圧VDCを電源としており、チョッ
パ回路2の出力に直列接続されたトランジスタQ5 ,Q
6 を備え、トランジスタQ5 の両端に共振回路と共に放
電ランプ6を接続した所謂ハーフブリッジ構成となって
おり、放電ランプ6と共振回路からなる負荷回路に直列
に挿入された電流帰還トランスCTでトランジスタ
Q5 ,Q6 に電流を帰還してトランジスタQ5 ,Q6 を
交互にオン,オフし、放電ランプ6に高周波電力を供給
する自励式となっている。1 / 2πC 4 R 6 <2f (Equation 1) C 4 : Capacitance of the capacitor C 4 R 6 : Resistance value of the resistor R 6 f: Power frequency of the AC power supply 1 Next, FIG. 8 is shown. The circuit configurations and circuit operations of the inverter circuit 4 and the inverter control circuit 5 will be described based on the circuit configuration diagram. The inverter circuit 4 is the chopper circuit 2 described above.
The DC voltage V DC supplied from the power source is used as a power source, and transistors Q 5 and Q connected in series to the output of the chopper circuit 2 are used.
6 has a so-called half-bridge structure in which the discharge lamp 6 is connected to both ends of the transistor Q 5 together with the resonance circuit. The transistor is formed by a current feedback transformer CT inserted in series with the load circuit including the discharge lamp 6 and the resonance circuit. Q 5, Q 6 transistors Q 5 and feeding back the current to the on the Q 6 alternatively, off, and has a self-excited supplying high frequency power to the discharge lamp 6.
【0010】ここで、上記トランジスタQ5 ,Q6 には
夫々逆並列にフライホイール用のダイオードD2 ,D3
が接続されている。また、負荷回路は直流カット用のコ
ンデンサC5 を介してトランジスタQ5 の両端に接続さ
れ、共振回路はコンデンサC 6 及びインダクタンス素子
L2 で構成してある。なお、放電ランプ6のフィラメン
トの非電源側に接続されたコンデンサC6 は、放電ラン
プ6のフィラメントを予熱する予熱用としての機能も兼
ね備える。さらに、電流帰還トランスCTは2次巻線n
2 ,n3 に誘起される電圧によりベース抵抗R7 ,R8
を介してトランジスタQ5 ,Q6 に電流を帰還する。Here, the transistor QFive, Q6In
Anti-parallel diode D for flywheel2, D3
Are connected. In addition, the load circuit is a
Indexer CFiveThrough transistor QFiveConnected at both ends of
The resonance circuit is a capacitor C 6And inductance element
L2It is composed of. The filament of the discharge lamp 6
Capacitor C connected to the non-power supply side of6The discharge run
Also functions as a preheater for preheating the filament of type 6
Be prepared. Further, the current feedback transformer CT has a secondary winding n.
2, N3Base resistance R due to the voltage induced in7, R8
Through transistor QFive, Q6Return the current to.
【0011】この種のインバータ回路4では、電源投入
時に確実にインバータ回路4を起動させるために起動回
路7を設けてある。この起動回路は、抵抗、コンデンサ
及びダイアックのような双方向性トリガ素子で構成して
ある。ところで、一般の放電灯点灯装置は、放電ランプ
6の寿命を保証するために、交流電源1の電源投入直後
には放電ランプ6を点灯させずに放電ランプ6のフィラ
メントを予熱する予熱動作を行うのが普通である。即
ち、電源投入直後の所定時間(予熱時間)においては放
電ランプ6が点灯しないようにするために、共振回路の
共振により生じるコンデンサC6 の両端電圧を放電ラン
プ6の始動電圧よりも低くなるようにするとともに、放
電ランプ6のフィラメントの予熱を行っているのであ
る。そして、インバータ回路4はインバータ制御回路5
によってトランジスタQ6 のスイッチング動作が制御さ
れて叙述のような動作を行うのであり、以下にインバー
タ制御回路5の動作について説明する。In this type of inverter circuit 4, a starting circuit 7 is provided to surely start the inverter circuit 4 when the power is turned on. The start-up circuit is composed of bidirectional trigger elements such as resistors, capacitors and diacs. By the way, in order to guarantee the life of the discharge lamp 6, a general discharge lamp lighting device performs a preheating operation for preheating the filament of the discharge lamp 6 without turning on the discharge lamp 6 immediately after the AC power supply 1 is turned on. Is normal. That is, in order to prevent the discharge lamp 6 from being lit during a predetermined time (preheating time) immediately after the power is turned on, the voltage across the capacitor C 6 caused by the resonance of the resonance circuit is set to be lower than the starting voltage of the discharge lamp 6. In addition, the filament of the discharge lamp 6 is preheated. Then, the inverter circuit 4 is the inverter control circuit 5
Since the switching operation of the transistor Q 6 is controlled by the above, the operation as described above is performed, and the operation of the inverter control circuit 5 will be described below.
【0012】まず、インバータ制御回路5を動作させる
ための制御電源(電源電圧Vcc)は、交流電源1の電源
投入直後に作成される構成であれば如何なる構成のもの
を使用してもよい。そして、制御電源電圧Vccが印加さ
れると、コンパレータIC2の非反転入力端子に接続さ
れたコンデンサC8 に抵抗R15を介して充電電流が供給
されてコンデンサC8 が充電される。このとき、コンデ
ンサC8 の充電電流の電流波形は、コンデンサC8 の容
量と抵抗R15の抵抗値とで決まる時定数による傾きを有
している。また、コンパレータIC2 の反転入力端子に
は制御電源から作成される基準電圧Vref2が入力されて
いる。ここで、コンパレータIC2 の非反転入力端子に
は抵抗R15と並列にダイオードD4 が接続されている
が、このダイオードD4 は制御電源が無くなったとき、
即ち交流電源1からの電源供給が無くなった場合に、コ
ンデンサC8 の充電電荷を放電するためのものである。First, as the control power supply (power supply voltage V cc ) for operating the inverter control circuit 5, any structure may be used as long as it is constructed immediately after the AC power supply 1 is turned on. When the control power supply voltage V cc is applied, the capacitor C 8 is the charging current is supplied through a resistor R 15 to the capacitor C 8 connected to the non-inverting input terminal of the comparator IC 2 is charged. At this time, the current waveform of the charging current of the capacitor C 8 has an inclination by a time constant determined by the resistance value of the capacitor and the resistor R 15 of the capacitor C 8. Further, the reference voltage V ref2 generated from the control power supply is input to the inverting input terminal of the comparator IC 2 . Here, a diode D 4 is connected in parallel with the resistor R 15 to the non-inverting input terminal of the comparator IC 2 , and this diode D 4 is
That is, it is for discharging the electric charge charged in the capacitor C 8 when the power supply from the AC power supply 1 is lost.
【0013】コンパレータIC2 の出力端子は、制御電
源とアース間に設けられた抵抗R12,R13の直列回路の
接続点に抵抗R14を介して接続され、さらにコンパレー
タIC1 の非反転入力端子に接続されている。コンパレ
ータIC2 の出力端子からは,コンデンサC8 の充電電
圧vc が基準電圧Vref2よりも低い場合にLレベルの信
号が出力され、充電電圧vc が基準電圧Vref2よりも高
い場合にHレベルの信号が出力される。したがって、コ
ンパレータIC2 の出力がLレベルの場合には抵抗R13
の両端電圧が低下し、このときのコンパレータIC1 の
非反転入力の電圧をV1 とし、逆にコンパレータIC2
の出力がHレベルの場合には制御電源電圧Vccを抵抗R
12,R13で分圧した電圧V2 がコンパレータIC1 の非
反転入力となり、しかも2つの電圧V1 ,V2 の間には
V1 <V2 という関係が成り立つ。一方、コンパレータ
IC1 の反転入力端子は、制御電源とアース間に設けら
れた抵抗R10とコンデンサC7 の直列回路の接続点に接
続されている。このコンデンサC7 と並列にトランジス
タQ8 が接続されていて、トランジスタQ8 のベース
は、抵抗R11を介して制御電源よりベース電流が供給さ
れるとともにトランジスタQ9 のコレクタに接続されて
いる。また、トランジスタQ9 のベースには、抵抗R12
を介して電流帰還トランスCTの2次巻線n3 よりベー
ス電流が供給される。The output terminal of the comparator IC 2 is connected via a resistor R 14 to the connection point of the series circuit of the resistors R 12 and R 13 provided between the control power source and the ground, and the non-inverting input of the comparator IC 1 is also connected. It is connected to the terminal. From the output terminal of the comparator IC 2, L-level signal is output when the charging voltage v c of the capacitor C 8 is lower than the reference voltage V ref2, H if the charging voltage v c is higher than the reference voltage V ref2 The level signal is output. Therefore, when the output of the comparator IC 2 is L level, the resistance R 13
And the voltage across the decrease, the voltage at the non-inverting input of the comparator IC 1 at this time and V 1, the comparator IC 2 in the opposite
When the output of H is at H level, the control power supply voltage V cc is changed to the resistance R
The voltage V 2 divided by 12 and R 13 becomes the non-inverting input of the comparator IC 1 , and the relationship of V 1 <V 2 is established between the two voltages V 1 and V 2 . On the other hand, the inverting input terminal of the comparator IC 1 is connected to the connection point of the series circuit of the resistor R 10 and the capacitor C 7 provided between the control power supply and the ground. In parallel with the capacitor C 7 have transistor Q 8 is connected, the base of the transistor Q 8 is the base current from the control power supply via a resistor R 11 is connected to the collector of the transistor Q 9 is supplied. The base of the transistor Q 9 has a resistor R 12
The base current is supplied from the secondary winding n 3 of the current feedback transformer CT via.
【0014】上記構成では、インバータ回路4のトラン
ジスタQ6 がオンしている期間においては、電流帰還ト
ランスCTの2次巻線n3 からベース電流が供給される
ためにトランジスタQ9 がオンとなり、それによってト
ランジスタQ8 がオフとなるので、コンパレータIC1
の反転入力端子に接続されたコンデンサC7 が抵抗R 10
の抵抗値とコンデンサC7 の容量とで決まる時定数によ
り充電される。そして、コンデンサC7 の両端電圧即ち
コンパレータIC1 の反転入力が非反転入力よりも高く
なると、コンパレータIC1 の出力がHレベルとなって
トランジスタQ 7 がオンになる。しかるに、トランジス
タQ7 のコレクタはトランジスタQ6 のベースに接続さ
れているため、トランジスタQ7 がオンになるとトラン
ジスタQ 6 はベース電流が供給されてなくなりオフにな
る。In the above configuration, the inverter circuit 4 transistor
Dista Q6The current feedback transistor is turned on while the
Lance CT secondary winding n3Base current is supplied from
For the transistor Q9Is turned on, which
Langista Q8Is turned off, the comparator IC1
Capacitor C connected to the inverting input terminal of7Is resistance R Ten
Resistance value and capacitor C7Depending on the time constant determined by
Will be charged. And the capacitor C7Voltage across
Comparator IC1The inverting input of is higher than the non-inverting input
Then, the comparator IC1Output becomes H level
Transistor Q 7Turns on. However, Transis
Q7Is a transistor Q6Connected to the base of
Transistor Q7When is turned on
Dista Q 6Turn off when no base current is supplied
It
【0015】一方、トランジスタQ6 がオフになると、
トランジスタQ9 がオフとなってトランジスタQ8 がオ
ンになるため、コンデンサC7 の充電電荷がトランジス
タQ 8 を介して上記時定数により放電され、コンデンサ
C7 の両端電圧が徐々に低下してコンパレータIC1 の
反転入力が非反転入力よりも低くなると、コンパレータ
IC1 の出力はLレベルになる。そして、再びトランジ
スタQ7 がオフとなるのでトランジスタQ6 がオンとな
る。On the other hand, the transistor Q6Is turned off,
Transistor Q9Turns off and transistor Q8Is o
Capacitor C7Charge of the transistor
Q 8Is discharged by the above time constant through the capacitor
C7The voltage across both ends of the1of
When the inverting input is lower than the non-inverting input, the comparator
IC1Output becomes L level. And again Transi
Star Q7Turns off, so transistor Q6Is on
It
【0016】上記の回路動作を図9に示すタイムチャー
トにより説明すると、電源投入直後の予熱動作状態(同
図(a)〜(d)における左半分)においては、コンパ
レータIC2 の出力はLレベルであるから、このときの
コンパレータIC1 の非反転入力の入力電圧はV1 とな
る。したがって、図9(a)に示すように、予熱動作状
態においては、反転入力端子に入力されるコンデンサC
7 の両端電圧と非反転入力の入力電圧V1 とが比較され
て、コンパレータIC1 の出力がHレベルとLレベルに
切り換わるので、同図(c)に示すように、トランジス
タQ6 のコレクタ電流が流れる期間即ちトランジスタQ
6 がオンしている期間は、同図の右半分に示された放電
ランプ6点灯時のオン期間よりも短くなる。そのため、
放電ランプ6に印加される高周波電圧は放電ランプ6の
始動電圧よりも低くなるので、予熱動作状態においては
放電ランプ6は点灯しないことになる。The above circuit operation will be described with reference to the time chart shown in FIG. 9. In the preheating operation state (left half in FIGS. 9A to 9D) immediately after power-on, the output of the comparator IC 2 is at L level. Therefore, the input voltage of the non-inverting input of the comparator IC 1 at this time becomes V 1 . Therefore, as shown in FIG. 9A, in the preheating operation state, the capacitor C input to the inverting input terminal is
7 the voltage across the input voltage V 1 of the non-inverting input is compared, and the output of the comparator IC 1 is switched to the H level and the L level, as shown in FIG. (C), the collector of the transistor Q 6 Period when current flows, that is transistor Q
The period in which 6 is on is shorter than the on period when the discharge lamp 6 is lit, shown in the right half of the figure. for that reason,
Since the high frequency voltage applied to the discharge lamp 6 becomes lower than the starting voltage of the discharge lamp 6, the discharge lamp 6 does not light up in the preheating operation state.
【0017】そして、所定の時間が経過して予熱動作が
終了すればコンパレータIC2 の出力がHレベルになる
ため、コンパレータIC1 の非反転入力の入力電圧はV
2 となり、図9(c)の右半分に示すように、予熱動作
状態よりもトランジスタQ6のオン期間が長くなり、放
電ランプ6が点灯してインバータ回路4は点灯動作状態
となる。When the preheating operation is completed after a lapse of a predetermined time, the output of the comparator IC 2 becomes H level, so that the input voltage of the non-inverting input of the comparator IC 1 is V.
As shown in the right half of FIG. 9C, the ON period of the transistor Q 6 is longer than in the preheating operation state, the discharge lamp 6 is turned on, and the inverter circuit 4 is turned on.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構
成においては、交流電源1の電源投入直後からチョッパ
回路2を動作させているために次のような問題がある。
つまり、上述のように動作させた場合、放電ランプ6が
予熱状態から点灯状態に移行する期間(放電ランプ6の
始動点灯期間)においては、インバータ回路4が放電ラ
ンプ6に印加する電圧を上昇させる過渡状態にあり、さ
らに放電ランプ6は始動点灯するために予熱時に等価イ
ンピーダンスが無限大であった状態から比較的に低いイ
ンピーダンスに急激に変化する過渡状態にあるので、こ
の過度状態においてインバータ回路4に流れる共振電流
の変化量が大きくなる。一方、チョッパ制御回路3の差
動増幅器IC3 は、前述の如く交流電源1に含まれるリ
ップルに応答しないようにその帰還インピーダンスが設
定されているため、チョッパ制御回路3がそれに即時に
追随することができず、チョッパ回路2の直流出力電圧
VDCが所望の電圧よりも大幅に低下してしまうという問
題がある。By the way, in the above-mentioned conventional configuration, since the chopper circuit 2 is operated immediately after the AC power source 1 is turned on, there are the following problems.
That is, when the discharge lamp 6 is operated as described above, the voltage applied by the inverter circuit 4 to the discharge lamp 6 is increased during the period when the discharge lamp 6 shifts from the preheated state to the lighting state (starting lighting period of the discharge lamp 6). Since the discharge lamp 6 is in a transient state and the equivalent impedance is abruptly changed from a state in which the equivalent impedance is infinite at the time of preheating to a relatively low impedance in order to start and illuminate, the inverter circuit 4 in this transient state. The amount of change in the resonance current flowing through the switch increases. On the other hand, the differential amplifier IC 3 of the chopper control circuit 3, since it is set that the feedback impedance to not respond to the ripple included in the AC power supply 1 as described above, the chopper control circuit 3 follows immediately thereto However, there is a problem in that the DC output voltage V DC of the chopper circuit 2 drops significantly below the desired voltage.
【0019】また、過渡状態における負荷変動に追随す
るためにはスイッチング素子Q1 への流入電流を大きく
する必要があり、スイッチング素子Q1 のストレスが大
きくなるという問題もある。さらに、インバータ回路4
においては、上述のようにチョッパ回路2から供給され
る直流電圧VDCが不安定であるため、始動時におけるト
ランジスタQ5 ,Q 6 の安定動作制御が難しく、放電ラ
ンプ6の光出力をスムーズに変化させることが難しい。
しかも、過渡電流などの影響でトランジスタQ5 ,Q6
のストレスが大きくなる問題もある。Further, it follows a load change in a transient state.
Switching element Q1Larger inflow current to
It is necessary to operate the switching element Q1Is stressful
There is also the problem of getting worse. Furthermore, the inverter circuit 4
Is supplied from the chopper circuit 2 as described above.
DC voltage VDCIs unstable, the
Langista QFive, Q 6It is difficult to control the stable operation of the
It is difficult to change the light output of the pump 6 smoothly.
Moreover, due to the influence of transient current, etc., the transistor QFive, Q6
There is also the problem of increased stress.
【0020】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、始動時におけるチョッ
パ回路の負荷としてのインバータ回路や放電ランプの動
作状態を安定させることができ、且つ回路素子へのスト
レスが少ない放電灯点灯装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to stabilize the operating states of an inverter circuit and a discharge lamp as a load of a chopper circuit at the time of starting, Another object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device with less stress on circuit elements.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、交流電源から直流電源を作成す
るチョッパ回路と、チョッパ回路の出力に応じてチョッ
パ回路の出力制御を行うチョッパ制御回路と、チョッパ
回路から供給される直流電源を電源としてスイッチング
素子のスイッチング動作により放電ランプへ供給する高
周波電力を作成するインバータ回路と、上記スイッチン
グ素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御回
路とを具備して成り、チョッパ制御回路は交流電源から
電源供給された直後からチョッパ回路を動作させ、イン
バータ制御回路はインバータ回路に出力を小さく制限し
て放電ランプのフィラメントを予熱する動作をさせ、所
定の時間後に所望の出力にて放電ランプを点灯させる動
作状態とし、この予熱動作状態から点灯動作状態への過
渡状態においてはインバータ回路の出力を徐々に所望の
点灯動作状態における出力に近づけることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 controls the output of the chopper circuit according to the output of the chopper circuit for producing the DC power supply from the AC power supply. A chopper control circuit, an inverter circuit that creates high-frequency power to be supplied to a discharge lamp by a switching operation of a switching element using a DC power supply supplied from the chopper circuit as a power source, and an inverter control circuit that controls the switching operation of the switching element. The chopper control circuit operates the chopper circuit immediately after the power is supplied from the AC power source, and the inverter control circuit causes the inverter circuit to limit the output to a small amount to preheat the filament of the discharge lamp, and to perform a predetermined operation. After a certain period of time, the discharge lamp is turned on with the desired output, and the In the transient state from the thermal operating state to lighting operation state is characterized by bringing the output of the inverter circuit is gradually output the desired lighting operation conditions.
【0022】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、上記インバータ回路の過渡状態に要する時間を放電
ランプにおける消費電力に応じて設定して成ることを特
徴とする。請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、チョッパ制御回路はチョッパ回路の出力電圧を検出
して基準電圧と比較しその差に応じた電圧を出力する差
動増幅器を備えるとともにこの差動増幅器の出力に応じ
てチョッパ回路の出力制御を行い、インバータ回路の予
熱動作状態及び過渡状態の少なくともいずれかの状態に
おける上記差動増幅器の入力−出力の応答時間を点灯動
作状態における応答時間よりも早くなるように上記差動
増幅器の応答性を切り換える応答性切換手段を備えて成
ることを特徴とする。The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the time required for the transient state of the inverter circuit is set according to the power consumption of the discharge lamp. According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the chopper control circuit includes a differential amplifier that detects an output voltage of the chopper circuit, compares the output voltage with a reference voltage, and outputs a voltage according to the difference, and the differential amplifier. The output control of the chopper circuit is performed according to the output of the amplifier, and the input-output response time of the differential amplifier in at least one of the preheating operation state and the transient state of the inverter circuit is set to be greater than the response time in the lighting operation state. It is characterized by comprising a response switching means for switching the response of the differential amplifier so as to be faster.
【0023】[0023]
【作用】請求項1の発明の構成では、チョッパ制御回路
によって交流電源から電源供給された直後からチョッパ
回路を動作させ、インバータ制御回路によってインバー
タ回路に出力を小さく制限して放電ランプのフィラメン
トを予熱する動作をさせ、所定の時間後に所望の出力に
て放電ランプを点灯させる動作状態とし、この予熱動作
状態から点灯動作状態への過渡状態においてはインバー
タ回路の出力を徐々に所望の点灯動作状態における出力
に近づけるようにしたので、上記過渡状態におけるイン
バータ回路の出力を徐々に変化させることによってチョ
ッパ回路に対する負荷変動が緩やかになり、それによっ
て過渡状態における回路素子へのストレスの増大を防止
できるとともに、チョッパ回路の負荷としてのインバー
タ回路や放電ランプを安定に動作させることができるも
のである。In the structure of the first aspect of the invention, the chopper circuit is operated immediately after the AC power is supplied from the chopper control circuit, and the output of the inverter circuit is limited to a small value by the inverter control circuit to preheat the filament of the discharge lamp. The discharge lamp is lit at a desired output after a predetermined time, and in the transition state from the preheating operation state to the lighting operation state, the output of the inverter circuit is gradually changed to the desired lighting operation state. Since the output is made closer to the output, by gradually changing the output of the inverter circuit in the transient state, the load fluctuation on the chopper circuit becomes gradual, and thereby it is possible to prevent the stress on the circuit element in the transient state from increasing. Inverter circuit or discharge run as load of chopper circuit In which it is possible to stably operate.
【0024】請求項2の発明の構成では、上記インバー
タ回路の過渡状態に要する時間を放電ランプにおける消
費電力に応じて設定したので、過渡状態である放電ラン
プの始動時における放電ランプの動作状態を安定させる
ことができるものである。請求項3の発明の構成では、
チョッパ制御回路はチョッパ回路の出力電圧を検出して
基準電圧と比較しその差に応じた電圧を出力する差動増
幅器を備えるとともにこの差動増幅器の出力に応じてチ
ョッパ回路の出力制御を行い、インバータ回路の予熱動
作状態及び過渡状態の少なくともいずれかの状態におけ
る上記差動増幅器の入力−出力の応答時間を点灯動作状
態における応答時間よりも早くなるように上記差動増幅
器の応答性を切り換える応答性切換手段を備えたので、
予熱動作状態及び過渡状態における負荷変動に対してチ
ョッパ回路を即時に応答させることができ、チョッパ回
路の出力の低下を防止することができるものである。In the configuration of the second aspect of the present invention, since the time required for the transient state of the inverter circuit is set according to the power consumption of the discharge lamp, the operating state of the discharge lamp when the discharge lamp is in the transient state is started. It can be stabilized. In the configuration of the invention of claim 3,
The chopper control circuit includes a differential amplifier that detects the output voltage of the chopper circuit, compares it with a reference voltage, and outputs a voltage corresponding to the difference, and controls the output of the chopper circuit according to the output of this differential amplifier. A response for switching the response of the differential amplifier such that the input-output response time of the differential amplifier in the preheat operation state and / or the transient state of the inverter circuit is faster than the response time in the lighting operation state. Since it has sex switching means,
The chopper circuit can immediately respond to the load change in the preheating operation state and the transient state, and the decrease in the output of the chopper circuit can be prevented.
【0025】[0025]
(実施例1)図1に本発明の一実施例を示す。本実施例
の放電灯点灯装置の基本構成は、図1に示すように、交
流電源1から直流電源を作成するチョッパ回路2と、こ
のチョッパ回路2から供給される直流電源を電源とし放
電ランプ6への供給電力を作成するインバータ回路4
と、チョッパ回路2の出力制御を行うチョッパ制御回路
3と、インバータ回路4が備えるスイッチング素子の駆
動制御を行うインバータ制御回路5とから成る。(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the basic configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is that a discharge lamp 6 uses a chopper circuit 2 that creates a DC power supply from an AC power supply 1 and a DC power supply supplied from this chopper circuit 2 as a power supply. Inverter circuit 4 that creates power supply to
And a chopper control circuit 3 that controls the output of the chopper circuit 2, and an inverter control circuit 5 that controls the driving of the switching elements included in the inverter circuit 4.
【0026】そして、チョッパ制御回路3は交流電源1
から電源供給された直後からチョッパ回路を動作させ
る。一方、インバータ制御回路5は、チョッパ回路2か
ら直流電源が供給された直後においてはインバータ回路
4の出力を小さく制限して放電ランプ6のフィラメント
を予熱する動作をさせ、所定の時間後に所望の出力にて
放電ランプ6を点灯させる動作状態とし、この予熱動作
状態から点灯動作状態への過渡状態の期間即ち放電ラン
プ6の始動点灯期間においてはインバータ回路4の出力
を徐々に所望の点灯動作状態における出力に近づけるよ
うにインバータ回路4を動作させる。The chopper control circuit 3 uses the AC power source 1
The chopper circuit is operated immediately after the power is supplied from. On the other hand, the inverter control circuit 5 operates to preheat the filament of the discharge lamp 6 by limiting the output of the inverter circuit 4 to a small value immediately after the DC power is supplied from the chopper circuit 2, and after a predetermined time, outputs the desired output. In the operating state in which the discharge lamp 6 is lit, the output of the inverter circuit 4 is gradually changed in the desired lighting operating state during the transitional period from the preheating operating state to the lighting operating state, that is, in the starting lighting period of the discharge lamp 6. The inverter circuit 4 is operated so as to approach the output.
【0027】以下、上記動作を達成する本実施例の放電
灯点灯装置の具体構成について説明する。なお、本実施
例におけるチョッパ回路2、チョッパ制御回路3、イン
バータ回路4は従来例回路と同一の構成であり、それら
に関しては同一符号を付して説明は省略し、本実施例の
特徴とする点のみについて説明する。即ち、本実施例に
おいては、従来例回路とほぼ共通の回路構成であるイン
バータ制御回路5において、コンパレータIC2 の出力
端子に接続された抵抗R13と並列にコンデンサC9 を接
続している点が上述の場合と異なる。The specific configuration of the discharge lamp lighting device of this embodiment that achieves the above operation will be described below. The chopper circuit 2, the chopper control circuit 3, and the inverter circuit 4 in the present embodiment have the same configurations as those of the conventional circuit, and the same reference numerals are given to those components, and the description thereof will be omitted, which is a feature of the present embodiment. Only the points will be described. That is, in the present embodiment, in the inverter control circuit 5 having a circuit configuration almost common to the conventional circuit, the capacitor C 9 is connected in parallel with the resistor R 13 connected to the output terminal of the comparator IC 2 . Is different from the above case.
【0028】次に、本実施例の動作を図2に示すタイミ
ングチャートにより説明する。まず、時刻t0 に電源が
投入されて交流電源1からの電源供給が開始されると、
チョッパ回路2において交流電源1から作成された直流
電源がインバータ回路4に供給される。一方、チョッパ
回路2から供給される直流電源により起動回路7が動作
してインバータ回路4を起動させる。また、チョッパ回
路2での直流電源の作成と共に制御電源電圧Vccが発生
し、インバータ制御回路5のコンパレータIC 2 の非反
転入力端子に接続されたコンデンサC8 が充電され始め
る。このコンデンサC8 の両端電圧がコンパレータIC
2 の反転入力である基準電圧Vref2よりも低い間は、コ
ンパレータIC1 の非反転入力には電圧V1 が入力さ
れ、既に説明したようにインバータ回路4のトランジス
タQ6 がオンしている期間が比較的に短くなり、インバ
ータ回路4から放電ランプ6への供給電力は小さいため
に放電ランプ6は点灯せずに放電ランプ6のフィラメン
トが予熱される。Next, the operation of this embodiment is shown in FIG.
This will be described with reference to a chart. First, time t0Power on
When the power is turned on and the power supply from the AC power supply 1 is started,
DC generated from AC power supply 1 in chopper circuit 2
Power is supplied to the inverter circuit 4. On the other hand, chopper
The starting circuit 7 is operated by the DC power supplied from the circuit 2.
Then, the inverter circuit 4 is activated. Also, chopper times
Control power supply voltage V as well as creation of DC power supply in path 2ccOccurs
Then, the comparator IC of the inverter control circuit 5 2Non-anti
Capacitor C connected to the input terminal8Begins to charge
It This capacitor C8The voltage across both ends of the comparator IC
2Reference voltage V which is the inverting input ofref2Lower than
Comparator IC1The voltage V is applied to the non-inverting input of1Is entered
As described above, the transition of the inverter circuit 4
Q6Is turned on for a relatively short time, and the
Since the power supplied from the data circuit 4 to the discharge lamp 6 is small
The discharge lamp 6 does not light up and the discharge lamp 6 filament
Is preheated.
【0029】そして、時刻t1 においてコンデンサC8
の両端電圧が基準電圧Vref2を越えた場合に、従来例回
路においてはコンパレータIC2 の出力がLレベルにな
り、コンパレータIC1 の非反転入力には即座に電圧V
2 が入力されるのであるが、本実施例では、抵抗R13に
並列にコンデンサC9 が接続されているため、抵抗R 13
の抵抗値及びコンデンサC9 の容量とで決まる時定数で
コンデンサC9 の両端電圧が徐々に上昇し、時刻t2 に
おいてコンパレータIC1 の非反転入力が電圧V2 に達
する。すなわち、インバータ回路4のトランジスタQ6
がオンする期間もコンデンサC9 の両端電圧の上昇に合
わせて徐々に長くなることになる。したがって、図2
(b)に示すように、時刻t1 〜t2 の期間に放電ラン
プ6に印加される電圧も徐々に上昇するので、放電ラン
プ6の等価インピーダンスの変化も緩やかになり、時刻
t2 において印加電圧が始動電圧に達すると放電ランプ
6が点灯し、以後放電ランプ6は定常の点灯状態とな
る。Then, at time t1At capacitor C8
Is the reference voltage Vref2If it exceeds the
Comparator IC on the road2Output goes to L level
Comparator IC1The voltage V is immediately applied to the non-inverting input of
2However, in this embodiment, the resistance R13To
Capacitor C in parallel9Is connected, the resistance R 13
Resistance value and capacitor C9With the time constant determined by the capacity of
Capacitor C9The voltage between both ends of the2To
In the comparator IC1The non-inverting input of is the voltage V2Reached
To do. That is, the transistor Q of the inverter circuit 46
Capacitor C is also turned on9When the voltage across the
It will gradually become longer. Therefore, FIG.
As shown in (b), time t1~ T2Discharge run in the period
Since the voltage applied to the
The change in the equivalent impedance of group 6 also becomes gentle,
t2When the applied voltage reaches the starting voltage at
6 lights up, and thereafter the discharge lamp 6 is in a steady lighting state.
It
【0030】一方、インバータ回路4の動作が予熱動作
から点灯動作に移行する時刻t1 〜t2 の過渡状態の期
間即ち放電ランプ6の始動点灯期間T(=t2 −t1 )
において、チョッパ回路2の負荷であるインバータ回路
4及び放電ランプ6の負荷変動に対して、チョッパ制御
回路3の差動増幅器IC3 が追随できるように始動点灯
時間Tを設定する必要がある。すなわち、放電ランプ6
の消費電力が予熱動作中の消費電力W1 から点灯動作時
の消費電力W2 にまで上昇する際の変化の割合(図2
(c)における直線の傾き)と、チョッパ制御回路3の
差動増幅器IC3の抵抗R6 及びコンデンサC4 から成
る帰還インピーダンスとの関係が、次式を満足するよう
にすればよい。On the other hand, the period of the transient state from time t 1 to t 2 when the operation of the inverter circuit 4 shifts from the preheating operation to the lighting operation, that is, the starting lighting period T (= t 2 -t 1 ) of the discharge lamp 6.
In the above, it is necessary to set the starting lighting time T so that the differential amplifier IC 3 of the chopper control circuit 3 can follow the load fluctuations of the inverter circuit 4 and the discharge lamp 6 which are the loads of the chopper circuit 2. That is, the discharge lamp 6
Rate of change when the power consumption of the lamp rises from the power consumption W 1 during the preheating operation to the power consumption W 2 during the lighting operation (Fig. 2
The relationship between (the slope of the straight line in (c)) and the feedback impedance formed by the resistor R 6 and the capacitor C 4 of the differential amplifier IC 3 of the chopper control circuit 3 may satisfy the following equation.
【0031】 (W2 −W1 )/T≦80/(R6 ・C4 ) ・・・(式2) ここで、抵抗R6 の抵抗値R6 及びコンデンサC4 の容
量C4 は(式1)により決まるものであり、また消費電
力W1 ,W2 は放電ランプ6の特性で決まるものである
から、(式2)を満足するように始動点灯期間Tを設定
すれば、この始動点灯期間Tにおけるチョッパ回路2の
出力電圧VDCの低下を防止することができるのである。
なお、放電ランプ6の消費電力の変化が図3に示すよう
に非直線的である場合には、消費電力の変化の割合を示
す曲線の接線のなかで、その傾きが最大と成る接線(図
3における点線A)によって始動点灯期間Tを定義すれ
ばよい。[0031] (W 2 -W 1) / T ≦ 80 / (R 6 · C 4) ··· ( Equation 2) where the capacity C 4 of the resistance value R 6 and capacitor C 4 of the resistor R 6 is ( Since the power consumption W 1 and W 2 are determined by the formula 1) and the power consumption W 1 and W 2 are determined by the characteristics of the discharge lamp 6, if the start lighting period T is set so as to satisfy the formula 2, this start It is possible to prevent the output voltage V DC of the chopper circuit 2 from decreasing during the lighting period T.
When the change in the power consumption of the discharge lamp 6 is non-linear as shown in FIG. 3, the tangent line having the maximum inclination is the tangent line of the curve showing the rate of change in the power consumption (see FIG. The starting lighting period T may be defined by the dotted line A) in 3.
【0032】なお、インバータ回路4は本実施例のよう
にハーフブリッジ構成のものに限らず、フルブリッジ構
成や一石式の構成でもよく、また、他励式のものであっ
てもよい。さらに、放電ランプ6は一灯に限らず多灯の
ものであってもよい。 (実施例2)図4に本発明の他の実施例を示す。なお、
本実施例の放電灯点灯装置の基本構成は、実施例1のも
のと共通であるから、共通する部分については同一符号
を付して説明を省略し、本実施例の特徴とする点のみに
ついて説明する。即ち、本実施例においては、チョッパ
制御回路3が備える差動増幅器IC3 の帰還インピーダ
ンスを構成するコンデンサC4 と直列にコンデンサC10
とスイッチング素子Q 10との直列回路を接続している点
と、インバータ制御回路5が備えるコンパレータIC2
の非反転入力端子にコンパレータIC6 の非反転入力端
子を接続するとともにコンパレータIC6 の反転入力端
子に基準電圧Vref3を入力し、コンパレータIC6 の出
力によってスイッチング素子Q10をオン、オフさせる点
が実施例1の場合と異なる。The inverter circuit 4 is similar to that of this embodiment.
Is not limited to a half-bridge configuration, but a full-bridge configuration
It may be composed of one or one stone, or it may be a separately excited type.
May be. Furthermore, the discharge lamp 6 is not limited to one
It may be one. (Embodiment 2) FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In addition,
The basic configuration of the discharge lamp lighting device of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
Since it is common with, the same symbols are used for common parts.
To omit the description, and only the features of the present embodiment will be described.
explain about. That is, in this embodiment, the chopper
Differential amplifier IC included in the control circuit 33Return of Impeda
Capacitor CFourIn series with capacitor CTen
And switching element Q TenThe point of connecting the series circuit with
And a comparator IC included in the inverter control circuit 52
Comparator IC to the non-inverting input terminal of6Non-inverting input end of
Comparator IC with connecting child6Inverting input terminal
Reference voltage V to childref3Input, comparator IC6Out of
Switching element Q by forceTenPoint to turn on and off
Is different from that of the first embodiment.
【0033】次に、本実施例の動作について説明する。
コンパレータIC6 の非反転入力にはコンデンサC8 の
両端電圧が入力されて基準電圧Vref3と比較される。こ
こで、基準電圧Vref3はコンパレータIC2 の反転入力
端子に入力されている基準電圧Vref2よりも高い電圧に
設定している。したがって、交流電源1から電源供給さ
れた直後からコンパレータIC2 の出力がHレベルにな
るまでの時間ta は、同じくコンパレータIC6 の出力
がHレベルになるまでの時間tb よりも長くなる。一
方、コンパレータIC6 の出力がHレベルのときにスイ
ッチング素子Q10がオンになり、逆にコンパレータIC
6 の出力がLレベルのときにスイッチング素子Q10がオ
フになるから、結局のところ、時刻tが電源投入時をt
=0として0≦t<tb の期間においてはスイッチング
素子Q10はオフとなり、差動増幅器IC3 の帰還インピ
ーダンスの容量はコンデンサC4 とコンデンサC10の合
成容量となり、時刻tがt≧tb の期間においてはスイ
ッチング素子Q10がオンとなるためにコンデンサC10の
両端は短絡されるので、上記帰還インピーダンスの容量
はコンデンサC4 のみの容量となる。Next, the operation of this embodiment will be described.
The voltage across the capacitor C 8 is input to the non-inverting input of the comparator IC 6 and compared with the reference voltage V ref3 . Here, the reference voltage V ref3 is set to a voltage higher than the reference voltage V ref2 input to the inverting input terminal of the comparator IC 2 . Therefore, the time t a from immediately after the power is supplied from the AC power supply 1 until the output of the comparator IC 2 becomes the H level is longer than the time t b until the output of the comparator IC 6 also becomes the H level. On the other hand, when the output of the comparator IC 6 is H level, the switching element Q 10 is turned on, and conversely, the comparator IC 6 is turned on.
Since the switching element Q 10 is turned off when the output of 6 is at the L level, after all, the time t is t when the power is turned on.
In the period of 0 ≦ t <t b when = 0, the switching element Q 10 is turned off, the capacity of the feedback impedance of the differential amplifier IC 3 becomes the combined capacity of the capacitors C 4 and C 10 , and the time t is t ≧ t t. During the period of b , since the switching element Q 10 is turned on, both ends of the capacitor C 10 are short-circuited, so that the capacitance of the feedback impedance is only the capacitance of the capacitor C 4 .
【0034】ここで、コンデンサC4 とコンデンサC10
の合成容量をCf1、コンデンサC4の容量をCf2とし、
Cf1がCf2よりも充分小さく、かつ、交流電源1の電源
周波数fに対して次式を満足するようにコンデンサC10
の容量を設定する。 1/(2πCf1・R6 )≧2f ・・・(式3) 上記のように設定すれば、差動増幅器IC3 の入力−出
力の応答性を切り換えることができる。即ち、インバー
タ回路4が予熱動作を行っている期間及び放電ランプ6
の始動点灯動作を行う期間における差動増幅器IC3 の
応答時間を、放電ランプ6が点灯している定常の点灯動
作を行う期間における応答時間よりも早くすることがで
きる。その結果、始動点灯期間において、チョッパ制御
回路3が負荷の変動に追随することができてチョッパ回
路2の出力低下を防止することができ、しかも、抵抗R
6 及びコンデンサC4 は(式1)を満たすようにも設定
されているから交流電源1の入力電流に含まれる高調波
成分を増大させることなく安定した動作が可能となる。Here, the capacitors C 4 and C 10
Let C f1 be the combined capacitance of C f2 and C f2 be the capacitance of the capacitor C 4 .
C f1 is sufficiently smaller than C f2 , and the capacitor C 10 is set so as to satisfy the following expression for the power supply frequency f of the AC power supply 1.
Set the capacity of. 1 / (2πC f1 · R 6 ) ≧ 2f (Equation 3) By setting as described above, the input-output response of the differential amplifier IC 3 can be switched. That is, the period during which the inverter circuit 4 is performing the preheating operation and the discharge lamp 6
The response time of the differential amplifier IC 3 in the period of performing the starting lighting operation can be made faster than the response time in the period of performing the steady lighting operation in which the discharge lamp 6 is lit. As a result, during the start-up lighting period, the chopper control circuit 3 can follow the fluctuation of the load, and it is possible to prevent the output of the chopper circuit 2 from decreasing, and the resistance R
Since 6 and the capacitor C 4 are also set so as to satisfy (Equation 1), stable operation can be performed without increasing harmonic components included in the input current of the AC power supply 1.
【0035】なお、本実施例においては、応答性切換手
段をコンデンサC10、スイッチング素子Q10及びコンパ
レータIC6 等から構成したが、これに限定するもので
はない。また、応答性を切り換える期間は放電ランプ6
の始動点灯期間のみとしてもよい。In this embodiment, the responsiveness switching means is composed of the capacitor C 10 , the switching element Q 10 and the comparator IC 6 , but it is not limited to this. Further, the discharge lamp 6 is used during the period when the response is switched.
It may be only the starting lighting period.
【0036】[0036]
【発明の効果】請求項1の発明は、交流電源から直流電
源を作成するチョッパ回路と、チョッパ回路の出力に応
じてチョッパ回路の出力制御を行うチョッパ制御回路
と、チョッパ回路から供給される直流電源を電源として
スイッチング素子のスイッチング動作により放電ランプ
へ供給する高周波電力を作成するインバータ回路と、上
記スイッチング素子のスイッチング動作を制御するイン
バータ制御回路とを具備して成り、チョッパ制御回路に
よって交流電源から電源供給された直後からチョッパ回
路を動作させ、インバータ制御回路によってインバータ
回路に出力を小さく制限して放電ランプのフィラメント
を予熱する動作をさせ、所定の時間後に所望の出力にて
放電ランプを点灯させる動作状態とし、この予熱動作状
態から点灯動作状態への過渡状態においてはインバータ
回路の出力を徐々に所望の点灯動作状態における出力に
近づけるようにしたので、上記過渡状態におけるインバ
ータ回路の出力を徐々に変化させることによってチョッ
パ回路に対する負荷変動を緩やかにすることができる。
その結果、過渡状態における回路素子へのストレスの増
大を防止できるとともに、チョッパ回路の負荷としての
インバータ回路や放電ランプを安定に動作させることが
できるという効果がある。According to the invention of claim 1, a chopper circuit for producing a DC power supply from an AC power supply, a chopper control circuit for controlling the output of the chopper circuit according to the output of the chopper circuit, and a DC power supplied from the chopper circuit. The power supply is used as a power supply, and an inverter circuit that creates high-frequency power to be supplied to the discharge lamp by the switching operation of the switching element and an inverter control circuit that controls the switching operation of the switching element are provided. Immediately after the power is supplied, the chopper circuit is operated, and the inverter control circuit limits the output to the inverter circuit to preheat the filament of the discharge lamp, and after a predetermined time, lights the discharge lamp at the desired output. Set to the operating state, and from this preheating operating state to the lighting operating state In the transient state, the output of the inverter circuit is gradually brought closer to the output in the desired lighting operation state. Therefore, by gradually changing the output of the inverter circuit in the transient state, the load fluctuation on the chopper circuit is moderated. be able to.
As a result, it is possible to prevent an increase in stress on the circuit element in the transient state and to stably operate the inverter circuit and the discharge lamp as the load of the chopper circuit.
【0037】請求項2の発明は、上記インバータ回路の
過渡状態に要する時間を放電ランプにおける消費電力に
応じて設定したので、過渡状態である放電ランプの始動
時における放電ランプの動作状態を安定させることがで
きるという効果がある。請求項3の発明は、チョッパ制
御回路はチョッパ回路の出力電圧を検出して基準電圧と
比較しその差に応じた電圧を出力する差動増幅器を備え
るとともにこの差動増幅器の出力に応じてチョッパ回路
の出力制御を行い、インバータ回路の予熱動作状態及び
過渡状態の少なくともいずれかの状態における上記差動
増幅器の入力−出力の応答時間を点灯動作状態における
応答時間よりも早くなるように上記差動増幅器の応答性
を切り換える応答性切換手段を備えたので、予熱動作状
態及び過渡状態における負荷変動に対してチョッパ回路
を即時に応答させることができ、チョッパ回路の出力の
低下を防止してチョッパ回路の出力の安定化が図れるだ
けでなく、負荷としてのインバータ回路や放電ランプを
安定に動作させることができるという効果がある。According to the second aspect of the present invention, the time required for the transient state of the inverter circuit is set according to the power consumption of the discharge lamp. Therefore, the operating state of the discharge lamp at the time of starting the discharge lamp in the transient state is stabilized. The effect is that you can. According to a third aspect of the present invention, the chopper control circuit includes a differential amplifier that detects an output voltage of the chopper circuit, compares the output voltage with a reference voltage, and outputs a voltage corresponding to the difference, and the chopper according to the output of the differential amplifier. The output of the circuit is controlled, and the differential circuit is controlled so that the input-output response time of the differential amplifier in at least one of the preheat operation state and the transient state of the inverter circuit is faster than the response time in the lighting operation state. Since the responsiveness switching means for switching the responsiveness of the amplifier is provided, the chopper circuit can immediately respond to the load change in the preheating operation state and the transient state, and the decrease in the output of the chopper circuit can be prevented. Not only the output of the power supply can be stabilized, but also the inverter circuit as a load and the discharge lamp can be operated stably. A.
【図1】実施例1を示す具体回路図である。FIG. 1 is a specific circuit diagram showing a first embodiment.
【図2】同上の動作を説明するためのタイムチャートで
あり、(a)はコンパレータIC1 の非反転入力、
(b)は放電ランプの印加電圧、(c)は放電ランプの
消費電力を示す図である。FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the above, (a) is a non-inverting input of a comparator IC 1 ,
(B) is a figure which shows the applied voltage of a discharge lamp, (c) is a figure which shows the power consumption of a discharge lamp.
【図3】同上における放電ランプの消費電力の別のタイ
ムチャートである。FIG. 3 is another time chart of the power consumption of the discharge lamp in the above.
【図4】実施例2を示す具体回路図である。FIG. 4 is a specific circuit diagram showing a second embodiment.
【図5】従来例の概略回路構成を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic circuit configuration of a conventional example.
【図6】同上の交流電源、チョッパ回路及びチョッパ制
御回路の具体回路図である。FIG. 6 is a specific circuit diagram of an AC power supply, a chopper circuit, and a chopper control circuit of the above.
【図7】(a)〜(d)は同上のチョッパ回路及びチョ
ッパ制御回路の動作を説明するタイムチャートである。7A to 7D are time charts for explaining the operations of the chopper circuit and the chopper control circuit of the same.
【図8】同上のインバータ回路及びインバータ制御回路
の具体回路図である。FIG. 8 is a specific circuit diagram of the above inverter circuit and inverter control circuit.
【図9】(a)〜(d)は同上のインバータ回路及びイ
ンバータ制御回路の動作を説明するタイムチャートであ
る。9 (a) to 9 (d) are time charts for explaining the operation of the above inverter circuit and inverter control circuit.
1 交流電源 2 チョッパ回路 3 チョッパ制御回路 4 インバータ回路 5 インバータ制御回路 6 放電ランプ Q1 スイッチング素子 Q5 ,Q6 トランジスタ IC1 ,IC2 コンパレータ IC3 差動増幅器 C9 コンデンサ1 AC power supply 2 Chopper circuit 3 Chopper control circuit 4 Inverter circuit 5 Inverter control circuit 6 Discharge lamp Q 1 Switching element Q 5 , Q 6 Transistor IC 1 , IC 2 Comparator IC 3 Differential amplifier C 9 Capacitor
Claims (3)
パ回路と、チョッパ回路の出力に応じてチョッパ回路の
出力制御を行うチョッパ制御回路と、チョッパ回路から
供給される直流電源を電源としてスイッチング素子のス
イッチング動作により放電ランプへ供給する高周波電力
を作成するインバータ回路と、上記スイッチング素子の
スイッチング動作を制御するインバータ制御回路とを具
備して成り、チョッパ制御回路は交流電源から電源供給
された直後からチョッパ回路を動作させ、インバータ制
御回路はインバータ回路に出力を小さく制限して放電ラ
ンプのフィラメントを予熱する動作をさせ、所定の時間
後に所望の出力にて放電ランプを点灯させる動作状態と
し、この予熱動作状態から点灯動作状態への過渡状態に
おいてはインバータ回路の出力を徐々に所望の点灯動作
状態における出力に近づけることを特徴とする放電灯点
灯装置。1. A chopper circuit for producing a DC power supply from an AC power supply, a chopper control circuit for controlling the output of the chopper circuit according to the output of the chopper circuit, and a DC power supply supplied from the chopper circuit as a power supply for a switching element. The chopper control circuit comprises an inverter circuit that creates high-frequency power to be supplied to the discharge lamp by switching operation, and an inverter control circuit that controls the switching operation of the switching element. The chopper control circuit is a chopper immediately after power is supplied from an AC power supply. The circuit is operated, and the inverter control circuit controls the inverter circuit to limit the output to a small value to preheat the filament of the discharge lamp, and after a predetermined time, put the discharge lamp into operation with the desired output. Inverter in the transient state from the operating state to the lighting operating state A discharge lamp lighting device, wherein the output of the circuit is gradually brought closer to the output in a desired lighting operation state.
時間を放電ランプにおける消費電力に応じて設定して成
ることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the time required for the transient state of the inverter circuit is set according to the power consumption of the discharge lamp.
電圧を検出して基準電圧と比較しその差に応じた電圧を
出力する差動増幅器を備えるとともにこの差動増幅器の
出力に応じてチョッパ回路の出力制御を行い、インバー
タ回路の予熱動作状態及び過渡状態の少なくともいずれ
かの状態における上記差動増幅器の入力−出力の応答時
間を点灯動作状態における応答時間よりも早くなるよう
に上記差動増幅器の応答性を切り換える応答性切換手段
を備えて成ることを特徴とする請求項1記載の放電灯点
灯装置。3. The chopper control circuit includes a differential amplifier which detects an output voltage of the chopper circuit, compares the output voltage with a reference voltage, and outputs a voltage corresponding to the difference between the reference voltage and the chopper circuit according to the output of the differential amplifier. The output control is performed so that the input-output response time of the differential amplifier in at least one of the preheating operation state and the transient state of the inverter circuit is faster than the response time in the lighting operation state. 2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising a response switching means for switching response.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5295028A JPH07147198A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Discharge lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5295028A JPH07147198A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Discharge lamp lighting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07147198A true JPH07147198A (en) | 1995-06-06 |
Family
ID=17815395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5295028A Withdrawn JPH07147198A (en) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Discharge lamp lighting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07147198A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100462015B1 (en) * | 1997-08-25 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | Power Transient Reduction Circuit |
JP2006210189A (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Integrated circuit for inverter circuit, discharge lamp lighting apparatus and lighting equipment |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP5295028A patent/JPH07147198A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100462015B1 (en) * | 1997-08-25 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | Power Transient Reduction Circuit |
JP2006210189A (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Integrated circuit for inverter circuit, discharge lamp lighting apparatus and lighting equipment |
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---|---|---|---|
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