JPH0346793A - 放電灯点灯制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、放電灯を高周波点灯する放電灯点灯制御装置
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、放電灯を高周波点灯する放電灯点灯制御装置とし
て、直列接続された一対のスイッチング素子を具備し放
電灯を高周波点灯する放電灯点灯回路（例えば、ハーフ
ブリッジ型のインバータ回路）と、上記両スイッチング
素子を交互にオン、オフしオン、オフデユーティが設定
自在な２相クロック信号を形成するパルス発生回路とで
構成され、上記２相クロック信号にノンオーバラップ区
間を設けるようにしたものがあった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例にあっては、２相クロック
信号のノンオーバラップ区間は回路設計段階で固定化さ
れていたので、放電灯点灯回路の設計変更、部品の特性
ばらつきなどによって放電灯点灯回路の諸定数が変化し
た場合には、ノンオーバラップ区間の設定が不適当にな
って放電灯が正常点灯しない場合があるという問題があ
った。

したがって、放電灯点灯回路の諸定数の変化を考慮して
余裕をもった回路設計を行なうか、放電灯点灯回路の設
計変更に伴ってパルス発生回路の回路仕様を変更する必
要があり、回路設計が面倒になるという問題があった。

本発明は上記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、放電灯点灯回路の諸室数の変化を考
慮することなくパルス発生回路の回路設計が容易に行え
る放電灯点灯制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の放電灯点灯制御装置は、直列接続された一対の
スイッチング素子を具備し放電灯を高周波点灯する放電
灯点灯回路と、上記両スイッチング素子を交互にオン、
オフする２相クロック信号を形成するパルス発生回路と
で構成され、上記２相クロック信号にノンオーバラップ
区間を設けるようにした放電灯点灯制御装置において、
クロック信号をカウントするプリセッタブルカウンタと
、プリセッタブルカウンタのプリセットデータを入力す
る設定スイッチとでノンオーパラ・ノブ区間設定手段を
形成し、上記プリセッタブルカウンタ出力に基づいてノ
ンオーバラップ区間が設定されるようにパルス発生回路
を構成したものである。

［作　用］ 本発明は上述のように構成されており、直列接続された
一対のスイッチング素子を具備した放電灯点灯回路によ
り放電灯を高周波点灯するとともに、上記両スイッチン
グ素子を交互にオン、オ、フする２相クロック信号にノ
ンオーバラップ区間を設けるようにした放電灯点灯制御
装置において、クロック信号をカウントするプリセッタ
ブルカウンタ出力に基づいてノンオーバラップ区間が設
定され、上記ブリセッタブルカンンタに設定されるプリ
セットデータを設定スイッチにて設定できるようにして
ノンオーバラップ区間設定手段を形成したので、設定ス
イッチによってノンオーバラップ区間を容易に変更する
ことができ、放電灯点灯回路の諸室数の変化を考慮する
ことなくパルス発生回路の回路設計が容易に行えるよう
になっている。

［実施例］ 第１図乃至第７図は本発明一実施例を示すもので、ハー
フブリッジ型の放電灯点灯回路１０の直列接続された一
対のトランジスタをオン、オフ制御する２相クロツクＯ
Ｕ　Ｔ　１．　ＯＵ　Ｔ　２を形成するパルス発生回路
は、出力パルス信号の”Ｈ”区間設定データおよび″Ｌ
″区間設定データをラッチするデータラッチ回路１と、
一定周期のクロック信号ＣＬＫをカウントし上記両区間
設定データが交互にセットされるプリセッタブルなカウ
ンタ回路２と、上記カウンタ回路２からのリップルキャ
リー信号ＲＣＹをトリガクロックとするトグルフリップ
フロップ回路３とで構成され、両区間設定データをそれ
ぞれ独立に変化させるパルス幅制御手段を設けることに
よりトグルフリップフロップ回路３からパルス幅変調さ
れた出力パルス信号ＯＵＴを得るようにしている。実施
例にあっては、パルス幅制御手段はマイクロプロセッサ
にて形成されており、マイクロプロセッサから出力され
る”Ｈ”区間設定データ、”Ｌ”区間設定、データがデ
ータラッチ回路１の入力端子ＩＮ、〜ｌＮｌ２に入力さ
れ、タイミング制御回路４から出力されるタイミング信
号によってラッチされるようになっている。

ここに、データラッチ回路１は１次バッファ１ａと２次
バッファ１ｂとで形成され、両バッファｌａ、ｌｂは、
第２図および第３図に示すようにフリップフロップとＴ
バッファとで形成されている。１次バッファ１ａでは、
区間データセット信号ＨＬが入力されているときに、入
力端子ＩＮ〜ＩＮ、□を介して入力されるＤＴ、〜ＤＴ
、２をラッチ信号ＬＡＴＣＨＡ、ＬＡＴＣＨ８によって
Ｈ”区間設定データＤＡ、〜ＤＡ、２、”Ｌ”区間設定
データＤＢ、〜ＤＢ、□としてラッチするようになって
いる。また、２次バッファ１ｂでは、ラッチ信号ＬＴＣ
Ｈによって１次バッファ１ａのラッチデータＤＡ、〜Ｄ
　Ａ　＋□、ＤＢ、〜ＤＢ、□を取り込んで、イネーブ
ル信号ＥＮＡ、ＥＮｌｌによって選択された区間設定デ
ータＤＡ、〜ＤＡ、□あるいはＤＢ、〜ＤＢ１２をカウ
ンタ回路２のプリセットデータとじて出力するようにな
っている。また、ハーフクロック制御信号ＨＬＦも一旦
ラッチして信号ＨＡＬＦとして出力するようになってい
る。

また、カウンタ回路２およびトグルフリップフロップ回
路３はカウンタ／出力回路５として一体化されており、
第４図に示すように、４ビツトのプリセッタブルカウン
タを３個用いて１２ビツトのカウンタ回路２が形成され
、カウンタ回路２のリップルキャリー信号ＲＣＹがハー
フクロック制御回路６を介してトグルフリップフロップ
回路３にトリガクロック信号ＲＣＹ’　として入力され
ている。このトグルフリップフロップ回路３の出力は２
個のインバータを介して出力パルス信号ＯＵＴとして出
力され、同時に、所定のプリセットデータをデータラッ
チ回路１から読み出すイネーブル信号ＥＮＡ、ＥＮ、が
出力されるようになっている。ここに、ハーフクロック
制御回路６は、ハーフクロック制御信号ＨＡＬＦが”Ｈ
”のときに、リップルキャリー信号ＲＣＹの立ち上がり
（トグルフリップフロップ回路の反転タイミング）を半
クロックだけ右にシフトさせ、クロック信号ＣＬＫの半
クロックの精度（倍精度）で”Ｈ”区間、”Ｌ″区間設
定を可能にしている。

また、タイミング制御回路４は、ラッチ信号ＬＡＴＣＨ
，ＬＡＴＣＨＡ、ＬＡＴＣＨ，、ＬＴＣＨを発生する第
５図に示すようなラッチ制御回路４ａと、クリア信号Ｃ
ＬＥＡＲ，ロード信号ＬＯＡＤ、ラッチ信号Ｌ　Ｔ　Ｃ
ＨＩを発生する第６図に示すようなカウンタ制御回路４
ｂとで形成されており、マイクロプロセッサから出力さ
れるクロック信号ＣＬＫ、スタート信号５ＴＡＲＴ、区
間データセット信号ＨＬに基づいて所定のタイミング信
号を出力し、各回路の動作タイミングを制御するように
なっている。

ところで、実施例では、出力パルス信号ＯＵＴに基づい
て２相クロック信号ＯＵ　Ｔ　＋　、　ＯＵ　Ｔ　２を
発生させる２相クロック発生回路７と、放電灯点灯回路
１０のスイッチングを制御する出力信号として、出力パ
ルス信号ＯＵＴを出力するか、２相クロック信号ＯＵＴ
、、ＯＵＴ、を出力するかを切り換え信号Ｓ　Ｅ／ＨＢ
により切り換える出力切り換え回路８とが設けられてお
り、シングルエンド型（出力パルス信号ＯＵＴでスイッ
チングトランジスタが制御される１石インバータ方式）
あるいはハーフブリッジ型（２相クロック信号ＯＵＴ、
。

ｏｕ’ｒｚによって直列接続された一対のスイッチング
トランジスタが制御される２石インバータ方式）の放電
灯点灯回路１０のスイッチング制御信号が得られるよう
になっている。ここに、２相クロック発生回路７は、ク
ロック信号ＣＬＫをカウントしてノンオーバラップ区間
を設定するプリセッタブルカウンタ回路７．ａと、プリ
セッタブルカウンタ回路７ａから出力されるリップルキ
ャリー信号ＲＣＹ２’に基づいてゲート回路７Ｃを制御
するゲート制御回路７ｂとで形成され、８ビツトの設定
スイッチで設定されるノンオーバララップ区間設定デー
タＨＢ、〜ＨＢ、に基づいてノンオーバラップ区間が設
定された２相クロック信号ＯＵＴ、ＯＵＴ、を出力する
ようになっている。

以下、実施例の動作について第８図および第９図に示す
タイムチャートを用いて説明する。第８図は本実施例の
基本動作を示す波形図であり、まず、マイクロプロセッ
サから出力されるスタート信号５ＴＡＲＴが立ち上がる
と、システムリセットが行われる０次に、”Ｈ”区間設
定データＤＡ１〜Ｄ　Ａ　＋　２が確定すると、マイク
ロプロセッサから区間データ設定信号ＨＬが立ち上がり
、ラッチ信号ＬＡＴＣＨＡが１パルス出力されてデータ
ラッチ回路１の１次バッファ１ａにＩＴ　Ｈｌ＋区間設
定データＤＡ、〜Ｄ　Ａ　＋　ｚがラッチされる０次に
、′Ｌ”区間設定データＤＢ、〜ＤＢ＋ｚが確定すると
、区間データ設定信号ＨＬの立ち下がりでラッチ信号Ｌ
ＡＴＣＨＩが１パルス出力されて”Ｌ″区間設定データ
Ｄ　Ｂ　＋〜Ｄ　Ｂ　ｌｚがデータラッチ回路１の１次
バッファ１ａにラッチされる。

次に、クリア信号ＣＬＥＡＲが”Ｌ”になり、ラッチ信
号ＬＴＣＨが１パルス出力され、両区間設定データＤ　
Ａ　＋〜Ｄ　Ａ　＋　ｚ、ＤＢ、〜ＤＢ、２は２次バッ
ファ１ｂにラッチされる。このとき、イネーブル信号Ｅ
ＮＡがＨ”となっているので、２次バッファ１ｂから”
Ｈ”区間設定データＤＡ、〜Ｄ　Ａ　＋　２が読み出さ
れ、カウンタ回路２にプリセットデータをセットするロ
ード信号ＬＯＡＤが出力されたとき、カウンタ回路２に
”Ｈ”区間設定データＤＡＩ−ＤＡ、２がセットされる
。この状態でカウンタ回路２によるクロック信号ＣＬＫ
のカウントが開始され、カウンタ回路２の出力Ｑ、〜Ｑ
２が総て”Ｈ″になると、リップルキャリー信号ＲＣＹ
が出力される。このリップルキャリー信号ＲＣＹによっ
てイネーブル信号ＥＮ、が”Ｈ”になり、同時に出力パ
ルス信号ＯＵＴも”Ｈ”になる、すると、区間設定デー
タＤＢ、〜Ｄ　Ｂ　＋　２がカウンタ回路２にプリセッ
トされ、クロック信号ＣＬＫのカウントが開始され、リ
ップルキャリー信号ＲＣＹが得られると、出力パルス信
号が”Ｌ”になるとともにイネーブル信号ＥＮＡが”Ｈ
”になり、上述の動作を繰り返すようになっている。

したがって、両区間設定データＤＡＩ〜Ｄ　Ａ　＋　２
、Ｄ　Ｂ　＋〜ＤＢ、２に基づいて出力パルス信号ＯＵ
Ｔの”Ｈ−区間およびＬ”区間が任意に（１２ピツトの
範囲で）設定でき、オン、オフデユーティを設定できる
ようになっている。なお、オン、オフデユーティを変更
する場合には、”Ｈ”区間設定データＤＡ、〜Ｄ　Ａ　
＋　２をセットした後、区間データ設定信号ＨＬを“Ｈ
”にし、”Ｌ”区間設定データＤＢ、〜Ｄ　Ｂ　＋　２
をセットした後、区間データ設定信号ＨＬを”Ｌ”にす
れば良い。

例えば、第８図に示すように、タロツク信号ＣＬＫの周
波数を１６ＭＨｚ（周期６２．５ｎｓｅＣ）とし、′Ｈ
″区間を１６１パルス、”Ｌ”区間を１６４パルスに設
定する場合には、”Ｈ″区間設定データＤＡ、〜ＤＡ、
２の８ビツト目および６ビツト目を”１”に設定し、”
Ｌ”区間設定データＤＢ、・〜ＤＢ、□の８ビツト目、
６ビツト目、２ビツト目、１ビツト目を”１″に設定す
れば良いことになる。この場合、出力パルス信号ＯＵＴ
の周期は、クロック信号ＣＬＫの３２５パルス分となっ
て２０．２μｓｅｃであり、周波数４９゜２ｋＨｚとな
る。また、”Ｈ”区間あるいは”Ｌ”区間の幅を１パル
ス分（６２，５ｎｓｅｃ）だけ広くすると、周期はクロ
ック信号ＣＬＫの３２６パルス分となり、周波数は４９
．１ｋＨｚになる。したがって、実施例では、出力パル
ス信号ＯＵＴの”Ｈ”区間あるいは”Ｌ”区間を６２．
５ｎｓｅｃ刻みで設定できるとともに、０．１ｋＨ２刻
みで周波数を制御できることになり、この設定精度は、
マイクロプロセッサによるソフト的な内部カウンタを用
いた放電灯点灯制御装置では側底達成できない設定精度
であり、放電灯点灯制御装置のスイッチング制御信号と
して用いた場合において、きめ細かな点灯制御が行える
ことになる。

なお、カウンタ回路２にてカウントされるクロック信号
ＣＬＫの周波数を高くすれば、設定精度をより高くでき
ることは言うまでもない。

次に、第９図はハーフクロック制御の動作説明図であり
、いま、マイクロコンピュータから出力されるハーフク
ロック制御信号ＨＬＦ　（すなわち、データラッチ回路
１から出力される信号ＨＡＬＦ）が”Ｌ”の場合には、
リップルキャリー信号ＲＣＹはそのままトグル７９７１
７０７１回路３のトリガクロックとなり、第９図（ｂ）
に示すように、リップルキャリー信号ＲＣＹの立ち上が
りに同期して出力パルス信号ＯＵＴの反転が行われる。

−方、ハーフクロック制御信号ＨＬＦが”Ｈ”になると
、第９図（ａ）に示すように、リップルキャリー信号Ｒ
ＣＹの立ち上がりが半クロックだけ右にシフトし、この
シフトされたりップルキャリー信号ＲＣＹ’がトグル７
９７１７０７１回路３のトリガクロックとなって出力パ
ルス信号ＯＵＴの反転動作が行われる。したがって、ハ
ーフクロック制御信号ＨＬＦが”Ｈ”の場合、”Ｈ”区
間あるいは“Ｌ”区間を、区間設定データＤ　Ａ　＋〜
Ｄ　Ａ　＋　２　。

Ｄ　Ｂ　＋〜Ｄ　Ｂ　Ｉ　２にて設定される第９図（ｂ
）の場合に比べてクロック信号ＣＬＫの半クロック分だ
け広くでき、クロック信号ＣＬＫの周波数を高くするこ
となく、Ｈ”区間およびＩＩＩＬ１１区間の設定精度を
倍にすることができ、安い回路素子を用いることができ
るので、コストを安くできるようになっている。また、
ハーフクロック制御信号ＨＬＦを区間データ設定信号Ｈ
Ｌと同期させることにより、自動でハーフクロック制御
を行うことができる。

すなわち、区間設定データＤＡ、〜Ｄ　Ａ　＋　ｚ　、
　Ｄ　Ｂ〜Ｄ　Ｂ　＋　２の入力時に、ハーフクロック
制御信号ＨＬＦを入力することにより、出力パルス信号
ＯＵＴの周波数ｆを、一定時間毎に変化させて放電灯を
段調光し、ソフトスタートさせることができるようにな
っている。第１０図（ａ）は放電灯の点灯を、ハーフク
ロックＩＩＩＪＩＩを行わずにソフトスタートさせる場
合の周波数ｆの変化例、第１０図（ｂ）はハーフクロッ
ク制御を行ってソフトスタートさせる場合の周波数ｆの
変化例を示しており、ハーフクロック制御を行った場合
には、ハーフクロック制御を行わない場合に比べて周波
数ｆの変化幅を１／２にでき、きめ細かい段調光によっ
て滑らかなソフトスタートが行えることが分かる。

次に、２相クロック発生回路７では、ノンオーバララッ
プ区間設定データＨＢ、〜ＨＢ・がプリセットされたプ
リセッタブルカウンタ回路７ａにてクロック信号ＣＬＫ
をカウントしてノンオーバラップ区間を設定するように
なっており、第１１図に示すように、プリセッタブルカ
ウンタ回路７ａから出力されるリップルキャリー信号Ｒ
ＣＹ２°に基づいてゲート回路７Ｃを制御するゲート制
御信号が形成され、このゲート制御信号にて制御される
ゲート回路７Ｃによって出力パルス信号ＯＵＴにノンオ
ーバラップ区間を付与した２相クロック信号ＯＵＴ、、
ＯＵＴ、が形成されるようになっている。

上述のようにして発生された出力パルス信号ＯＵＴおよ
び２相クロック信号ＯＵ　Ｔ　＋　、　ＯＵ　Ｔ　２は
、出力切り換え回路８を介して出力されるようになって
おり、出力切り換え信号Ｓ　Ｅ／ＨＢがＨ”のとき、出
力パルス信号ＯＵＴが出力され、出力切り換え信号Ｓ　
Ｅ／ＨＢが”Ｌ”のとき、２相クロック信号ＯＵ　Ｔ　
＋　、　ＯＵ　Ｔ　２が出力される。したがって、出力
切り換え信号Ｓ　Ｅ／ＨＢを適当に設定することにより
、シングルエンド型あるいはハーフブリッジ型の放電灯
点灯回路１０に対応できる放電灯点灯制御装置が得られ
ることになる。

［発明の効果１ 本発明は上述のように構成されており、直列接続された
一対のスイッチング素子を具備した放電灯点灯回路によ
り放電灯を高周波点灯するとともに、上記両スイッチン
グ素子を交互にオン、オフする２相クロック信号にノン
オーバラップ区間を設けるようにした放電灯点灯制御装
置において、クロック信号をカウントするプリセッタブ
ルカウンタ出力に基づいてノンオーバラップ区間が設定
され、上記プリセッタブルカンンタに設定されるプリセ
ットデータを設定スイッチにて設定できるようにしてノ
ンオーバラップ区間設定手段を形成したので、設定スイ
ッチによってノンオーバラップ区間を容易に変更するこ
とができ、放電灯点灯回路の諸定数の変化を考慮するこ
となくパルス発生回路の回路設計が容易に行えるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のブロック回路図、第２図乃至
第７図は同上の要部回路図、第８図乃至第１１図は同上
の動作説明図である。 １はデータラッチ回路、２はカウンタ回路、３はトグル
フリップフロップ回路、４はタイミング制御回路、７は
２相クロック発生回路、８は出力切り換え回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直列接続された一対のスイッチング素子を具備し
   放電灯を高周波点灯する放電灯点灯回路と、上記両スイ
   ッチング素子を交互にオン、オフする２相クロック信号
   を形成するパルス発生回路とで構成され、上記２相クロ
   ック信号にノンオーバラップ区間を設けるようにした放
   電灯点灯制御装置において、クロック信号をカウントす
   るプリセッタブルカウンタと、プリセッタブルカウンタ
   のプリセットデータを入力する設定スイッチとでノンオ
   ーバラップ区間設定手段を形成し、上記プリセッタブル
   カウンタ出力に基づいてノンオーバラップ区間が設定さ
   れるようにパルス発生回路を構成したことを特徴とする
   放電灯点灯制御装置。