JPH0529089A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
Discharge lamp lighting deviceInfo
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- JPH0529089A JPH0529089A JP3180822A JP18082291A JPH0529089A JP H0529089 A JPH0529089 A JP H0529089A JP 3180822 A JP3180822 A JP 3180822A JP 18082291 A JP18082291 A JP 18082291A JP H0529089 A JPH0529089 A JP H0529089A
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ランプ電流制限素子であるチョークコイルを
小型化し、音響的共鳴現象の発生を回避しつつ広い範囲
でランプ電流を連続に制御する。
【構成】 放電ランプ15を点灯する手段として高周波
インバータ12を用い、インバータの周波数制御とPW
M制御とを組み合わせて、ランプ電流を連続制御する。
【効果】 従来のシリズインバータに比べてランプ電流
制限素子であるチョークコイルの小型化が可能となり、
かつ周波数制御範囲を狭くしても光束の速い立ち上がり
を実現し、音響的共鳴現象の発生を回避しつつランプ電
流の歪を最小限にして、広い範囲でランプ電流を連続制
御できる放電灯点灯装置を提供することができる。
(57) [Abstract] [Purpose] A choke coil, which is a lamp current limiting element, is miniaturized to continuously control the lamp current in a wide range while avoiding the occurrence of an acoustic resonance phenomenon. [Structure] A high frequency inverter 12 is used as means for lighting a discharge lamp 15, and frequency control of the inverter and PW are performed.
Combined with M control, the lamp current is continuously controlled. [Effect] The choke coil that is a lamp current limiting element can be made smaller than the conventional series inverter,
In addition, a discharge lamp lighting device that realizes a fast rise of the luminous flux even when the frequency control range is narrowed, minimizes distortion of the lamp current while avoiding the occurrence of an acoustic resonance phenomenon, and can continuously control the lamp current in a wide range Can be provided.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は放電灯を起動し、点灯制
御す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 relates to a discharge lamp lighting device for starting a discharge lamp and controlling lighting.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、ランプ電流の歪を抑え、かつ
一定の点灯周波数を維持しながら放電灯の調光を行なう
点灯方式としては、既に昭和62年度照明学会全国大会
予稿集16ページに記載のPWM調光方式である自励式
ハーフブリッジインバータへ適用した構成が紹介されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a lighting system for suppressing the distortion of the lamp current and for controlling the discharge lamp while maintaining a constant lighting frequency, it has already been described on page 16 of the National Convention of the Lighting Society of 1987. The configuration applied to the self-excited half-bridge inverter, which is a PWM dimming method, is introduced.
【0003】一般に放電ランプ、特にメタルハライドラ
ンプなどの高輝度放電ランプは、光出力の変化が、入力
の変動に対し、熱慣性による時間遅れを生じる。また、
起動直後にはランプ電圧が低く、起動直後に光出力を急
速に立ちあげるためには、大きな始動電流をランプへ供
給する必要がある。In general, in a discharge lamp, particularly in a high-intensity discharge lamp such as a metal halide lamp, a change in light output causes a time delay due to thermal inertia with respect to a change in input. Also,
The lamp voltage is low immediately after startup, and a large starting current must be supplied to the lamp in order to rapidly raise the light output immediately after startup.
【0004】上記PWM調光方式は、従来より、この様
な大きな始動電流をランプへ供給する場合、起動直後に
スイッチ素子の導通期間を最大にしてインバータの出力
を増す方法である。The PWM dimming method is a method of increasing the output of the inverter by maximizing the conduction period of the switch element immediately after starting when such a large starting current is supplied to the lamp.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最大始
動電流供給時と、定格点灯時(調光時)とのランプ電流
の比が数倍以上となる場合、従来のようなスイッチ素子
の導通期間を制御するPWM制御方式のみでは、十分な
始動電流を供給することは容易でないという問題点があ
った。However, when the ratio of the lamp current at the time of supplying the maximum starting current and at the time of rated lighting (at the time of dimming) is several times or more, the conduction period of the switching element as in the prior art is reduced. There is a problem that it is not easy to supply a sufficient starting current only by the PWM control method for controlling.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の放電灯点灯装置は、直流電源と、この直流
電源により駆動されて発振する高周波インバータと、前
記高周波インバータの出力端に接続されたチョークコイ
ルとコンデンサの直列回路からなる共振回路と、前記チ
ョークコイルとコンデンサの接続点に接続された放電ラ
ンプとパルストランスからなる直列回路と、前記パルス
トランスを介して前記放電ランプに高電圧パルスを印加
するように接続された起動パルス発生装置と、ランプ特
性に関する特性を検出する検知装置と、前記検知装置の
出力信号により前記高周波インバータの発振周波数およ
びデューティー比を変化して前記放電ランプの点灯を制
御する点灯制御装置とを備えたことを特徴とするもので
ある。In order to solve the above-mentioned problems, a discharge lamp lighting device of the present invention includes a DC power source, a high frequency inverter driven by the DC power source and oscillating, and an output terminal of the high frequency inverter. A resonance circuit including a series circuit of a connected choke coil and a capacitor, a series circuit including a discharge lamp and a pulse transformer connected to a connection point of the choke coil and a capacitor, and a high voltage to the discharge lamp via the pulse transformer. A starting pulse generator connected to apply a voltage pulse, a detector for detecting characteristics relating to lamp characteristics, and an output signal of the detector to change the oscillation frequency and duty ratio of the high frequency inverter to change the discharge lamp. And a lighting control device for controlling the lighting.
【0007】[0007]
【作用】上記構成により、始動電流供給期間に、高周波
インバータの周波数制御とPWM制御とを組み合わせる
ことにより、光束の速い立ち上がりを実現し、かつラン
プ電流の歪を最小限にして広い範囲でランプ電流を連続
制御する。With the above configuration, by combining the frequency control of the high frequency inverter and the PWM control during the starting current supply period, a quick rise of the luminous flux is realized, and the distortion of the lamp current is minimized, so that the lamp current can be spread over a wide range. Control continuously.
【0008】[0008]
【実施例】本発明による放電灯点灯装置は、直流電源を
入力とし、コンデンサ、チョークコイル、放電ランプ、
及びパルストランスで構成される直列回路と、放電ラン
プとパルストランスに並列に接続されたコンデンサを負
荷とする高周波インバータ回路において、高周波インバ
ータの発振周波数制御と、インバータを構成する主スイ
ッチング素子の導通期間制御(以下デューティー制御、
またはPWM制御)を組み合わせて行い、点灯中のラン
プ電流を制御することを特徴とするものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A discharge lamp lighting device according to the present invention uses a DC power source as an input, and includes a capacitor, a choke coil, a discharge lamp,
And a series circuit composed of a pulse transformer and a high frequency inverter circuit using a discharge lamp and a capacitor connected in parallel to the pulse transformer as a load, control the oscillation frequency of the high frequency inverter and the conduction period of the main switching element that constitutes the inverter. Control (hereinafter duty control,
Or PWM control) is performed in combination to control the lamp current during lighting.
【0009】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の放電灯点灯装置をシリー
ズインバータに適用した実施例を示す構成図である。図
1において11は直流電源、12は高周波インバータ、
13はコンデンサ、14はチョークコイル、15は放電
ランプ、16は起動パルス発生装置、17、18はコン
デンサ、19は検知装置、20は点灯制御装置であり、
直流電源11は高周波インバータ12、コンデンサ1
3、チョークコイル14、および起動パルス発生装置1
6を構成するパルストランス21の二次巻線を介して放
電ランプ15を始動、点灯するように接続されている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment in which the discharge lamp lighting device of the present invention is applied to a series inverter. In FIG. 1, 11 is a DC power supply, 12 is a high frequency inverter,
13 is a capacitor, 14 is a choke coil, 15 is a discharge lamp, 16 is a start pulse generator, 17 and 18 are capacitors, 19 is a detector, and 20 is a lighting controller.
The DC power supply 11 is a high frequency inverter 12, a capacitor 1
3, choke coil 14, and starting pulse generator 1
The discharge lamp 15 is connected via the secondary winding of the pulse transformer 21 that constitutes 6 to start and light the discharge lamp 15.
【0010】また、高周波インバータ12は、互いに逆
位相で0N−0FFする一対のスイッチング素子である
FET22、23と、それらを駆動するドライブ回路2
4、25、および発振回路26で構成されており、直流
電源11を入力とし、コンデンサ13、チョークコイル
14、放電ランプ15、及びパルストランス21で構成
される直列回路と、放電ランプ15とパルストランス2
1に並列に接続されたコンデンサ17、18を負荷とし
て動作している。The high frequency inverter 12 is composed of FETs 22 and 23 which are a pair of switching elements which perform 0N-0FF in mutually opposite phases, and a drive circuit 2 which drives them.
4 and 25, and the oscillation circuit 26, the DC power supply 11 as an input, a series circuit including a capacitor 13, a choke coil 14, a discharge lamp 15 and a pulse transformer 21, a discharge lamp 15 and a pulse transformer. Two
The capacitors 17 and 18 connected in parallel to 1 operate as loads.
【0011】発振回路26は、点灯制御装置20により
制御され、これにより高周波インバータ12の発振周波
数が、LC直列共振回路を構成するコンデンサ13、1
7、18が有するキャパシタンス、およびチョークコイ
ル14、パルストランス21の二次巻線が有するインダ
クタンスによって決定される共振周波数となるように制
御されたときに、放電ランプ15に並設されたコンデン
サ13の両端に正弦波電圧(共振電圧)が発生し、ラン
プ電圧もほぼ正弦波となる。The oscillating circuit 26 is controlled by the lighting control device 20, so that the oscillating frequency of the high-frequency inverter 12 is such that the capacitors 13, 1 constituting the LC series resonance circuit.
When the resonance frequency is controlled to be a resonance frequency determined by the capacitances of the capacitors 7 and 18 and the inductance of the choke coil 14 and the secondary winding of the pulse transformer 21, the capacitance of the capacitor 13 arranged in parallel with the discharge lamp 15 is controlled. A sine wave voltage (resonance voltage) is generated at both ends, and the lamp voltage also becomes a sine wave.
【0012】なお、チョークコイル14が有するインダ
クタンス成分は、放電ランプ15が点灯したときにはラ
ンプ電流を制限するインダクタンスとなる。また、コン
デンサ13は、FET22がオン、FET23がオフの
期間に電荷を充電し、逆にFET22がオフ、FET2
3がオンの期間に電荷を放電することにより、放電ラン
プ15の点灯を維持させる機能を有する。The inductance component of the choke coil 14 becomes an inductance that limits the lamp current when the discharge lamp 15 is turned on. Further, the capacitor 13 is charged with electric charge while the FET 22 is on and the FET 23 is off, and conversely, the FET 22 is off and the FET 2 is
3 has a function of maintaining the lighting of the discharge lamp 15 by discharging the electric charge during the ON period.
【0013】また、コンデンサ17、18は、コンデン
サ13、チョークコイル14との間で直列共振回路を構
成するとともに、起動パルス発生装置16が発生する高
電圧パルスを還流し、高周波インバータ12を保護する
機能も有する。The capacitors 17 and 18 form a series resonance circuit with the capacitor 13 and the choke coil 14, and also circulate the high voltage pulse generated by the starting pulse generator 16 to protect the high frequency inverter 12. It also has a function.
【0014】ここで、起動パルス発生装置16はパルス
トランス21と、スイッチング素子であるFET27、
および発振制御回路28とで構成され、パルストランス
21の一次巻線に直列に接続されたFET27がONし
た後、高速にOFFする際に、パルストランス21の一
次巻線の両端に発生するフライバック電圧を、パルスト
ランス21を介して昇圧し、高電圧パルスとして放電ラ
ンプ15へ印加する。Here, the starting pulse generator 16 includes a pulse transformer 21, a FET 27 which is a switching element,
A flyback that is generated at both ends of the primary winding of the pulse transformer 21 when the FET 27 connected in series with the primary winding of the pulse transformer 21 is turned on at high speed after being turned on. The voltage is boosted via the pulse transformer 21 and applied to the discharge lamp 15 as a high voltage pulse.
【0015】以上のような構成の放電灯点灯装置の動作
を説明する。点灯装置へ電力が供給されると、まず点灯
制御装置20より起動信号が直流電源11へ送られ、直
流電源11が動作して、その出力電圧が高周波インバー
タ12へ供給される。同時に、高周波インバータ12を
構成する発振回路26が発振を開始し、FET22、2
3をそれぞれ駆動するドライブ回路24、25が動作し
て、FET22、23は互いに逆位相で0N−0FFを
繰り返す。The operation of the discharge lamp lighting device having the above configuration will be described. When power is supplied to the lighting device, a start signal is first sent from the lighting control device 20 to the DC power supply 11, the DC power supply 11 operates, and the output voltage thereof is supplied to the high frequency inverter 12. At the same time, the oscillation circuit 26 that constitutes the high-frequency inverter 12 starts to oscillate, and the FETs 22, 2
The drive circuits 24 and 25 for driving 3 respectively operate, and the FETs 22 and 23 repeat 0N-0FF in mutually opposite phases.
【0016】本実施例のシリーズインバータでは、FE
T22がONした時のみ、直流電源11から出力電力が
後段の負荷へ供給され、FET22のONデューティー
が最大(50%)となった場合に、供給される電力は最
大となる。なお、FET22、23は同時ONを回避す
るための最小限の相互休止期間を除き、どちらか一方が
ONするように制御されている。In the series inverter of this embodiment, the FE
The output power is supplied from the DC power supply 11 to the load in the subsequent stage only when T22 is turned on, and the supplied power is maximum when the ON duty of the FET 22 is maximum (50%). It should be noted that the FETs 22 and 23 are controlled so that one of them is turned on except for a minimum mutual pause period for avoiding simultaneous ON.
【0017】高周波インバータ12が駆動すると、放電
ランプ15が点灯するまでは、高周波インバータ12の
負荷としては、コンデンサ13、チョークコイル14、
およびコンデンサ17、18からなる閉ループが構成す
るLC直列共振回路が存在し、コンデンサ17、18の
両端に共振電圧を発生する。この共振電圧が、放電ラン
プ15へ供給される高周波インバータ12の出力開放電
圧に相当し、FET22のONデューティーが大きいほ
ど、共振電圧も高くなる。When the high frequency inverter 12 is driven, until the discharge lamp 15 is lit, the load of the high frequency inverter 12 is the capacitor 13, the choke coil 14,
There is an LC series resonance circuit that forms a closed loop composed of the capacitors 17 and 18, and a resonance voltage is generated across the capacitors 17 and 18. This resonance voltage corresponds to the output open voltage of the high frequency inverter 12 supplied to the discharge lamp 15, and the higher the ON duty of the FET 22, the higher the resonance voltage.
【0018】点灯制御装置20からは、さらに起動パル
ス発生装置16を構成する発振制御回路28へも起動信
号が送られ、発振制御回路28はゲート信号を発してF
ET27をON−OFFさせる。From the lighting control device 20, an activation signal is further sent to the oscillation control circuit 28 which constitutes the activation pulse generator 16, and the oscillation control circuit 28 issues a gate signal to generate the F signal.
Turn ET27 on and off.
【0019】FET27は、パルストランス21の一次
巻線を介して、直流電源11との間に閉ループを構成し
ている。したがって、FET27がONし、急激にOF
Fすると、パルストランス21の一次巻線が有するイン
ダクタンスの影響でFET27が高速にOFFした瞬間
に、パルストランス21の一次巻線の両端にフライバッ
ク電圧を発生する。この電圧は、パルストランス21に
よってさらに昇圧され、放電ランプ15の主電極間を導
通させるべく、高電圧パルスを放電ランプ15へ供給さ
れる。The FET 27 forms a closed loop with the DC power supply 11 via the primary winding of the pulse transformer 21. Therefore, the FET 27 is turned on and the OF is suddenly changed.
Then, at the moment when the FET 27 is turned off at high speed due to the inductance of the primary winding of the pulse transformer 21, a flyback voltage is generated across the primary winding of the pulse transformer 21. This voltage is further boosted by the pulse transformer 21, and a high voltage pulse is supplied to the discharge lamp 15 so as to establish conduction between the main electrodes of the discharge lamp 15.
【0020】放電ランプ15の主電極間が導通、すなわ
ち放電ランプ15が起動すると、検出抵抗29へランプ
電流が流れ、片側を接地された検出抵抗29の両端に電
位差を生じる。検知装置19はこれを検出し、検出信号
を送られた点灯制御装置20は、放電ランプ15が点灯
したことを判別し、起動パルス発生装置16を構成する
発振制御回路28へ信号を送って起動パルスの発生を停
止する。なお、検出抵抗29が有するインピーダンスは
極めて小さく、放電ランプ15の点灯状態に影響を与え
ないものとする。When the main electrodes of the discharge lamp 15 are electrically connected, that is, when the discharge lamp 15 is activated, a lamp current flows to the detection resistor 29, and a potential difference is generated across the detection resistor 29 whose one side is grounded. The detection device 19 detects this, and the lighting control device 20 to which the detection signal is sent determines that the discharge lamp 15 is turned on, and sends a signal to the oscillation control circuit 28 constituting the starting pulse generation device 16 to start up. Stop pulse generation. The impedance of the detection resistor 29 is extremely small and does not affect the lighting state of the discharge lamp 15.
【0021】放電ランプ15が起動すると、ランプ電圧
が急激に低下する。以後、ランプ発光管内のガス圧の上
昇にともない、ランプ電圧は徐々に増加し、定格点灯に
至る。本実施例では、検知装置19が、ランプ電圧に相
当する電圧である、パルストランス21の二次巻線、放
電ランプ15、および検出抵抗29で構成される直列回
路の両端、すなわち、コンデンサ17、18の両端に発
生する電圧であるが、これをコンデンサにより分圧した
電圧、つまりコンデンサ17、18の接続点の電圧を検
出し、検出信号を点灯制御装置20へ送る。When the discharge lamp 15 is activated, the lamp voltage drops sharply. After that, as the gas pressure in the arc tube of the lamp rises, the lamp voltage gradually increases to reach the rated lighting. In the present embodiment, the detection device 19 has a voltage corresponding to the lamp voltage, that is, the secondary winding of the pulse transformer 21, the discharge lamp 15, and the detection resistor 29. The voltage generated at both ends of 18 is divided by a capacitor, that is, the voltage at the connection point between the capacitors 17 and 18 is detected, and a detection signal is sent to the lighting control device 20.
【0022】点灯制御装置20は、この検出信号に応じ
て、高周波インバータ12を構成する発振回路26へ制
御信号を送り、FET22、23のONデューティー、
および発振周波数を変化して、放電ランプ15の点灯を
制御する。The lighting control device 20 sends a control signal to the oscillating circuit 26 which constitutes the high frequency inverter 12 in response to the detection signal to turn on the duty of the FETs 22 and 23.
And the oscillation frequency is changed to control the lighting of the discharge lamp 15.
【0023】なお、本実施例では、放電ランプ15を起
動させる際に、主電極間が導通した後、電極先端にアー
クスポットが形成されて、グロー放電からアーク放電へ
転移し、放電アークが形成される過程、すなわち初期点
灯が完了するまでの過程に必要なエネルギーが十分に供
給できるように、点灯制御装置20は、FET22のO
Nデューティーを広げるべく発振回路26へ制御信号を
送り、高周波インバータ12の出力電圧を定格点灯時よ
りも上昇させている。In this embodiment, when the discharge lamp 15 is started, an arc spot is formed at the tip of the electrodes after the main electrodes are electrically connected to each other, and the glow discharge is transferred to the arc discharge to form a discharge arc. The lighting control device 20 controls the O of the FET 22 so that sufficient energy can be supplied for the process performed, that is, the process until the initial lighting is completed.
A control signal is sent to the oscillation circuit 26 to increase the N duty, and the output voltage of the high-frequency inverter 12 is made higher than that at the rated lighting.
【0024】点灯制御装置20は、放電ランプ15の起
動を検出すると、放電ランプ15へ始動電流を供給すべ
く、高周波インバータ12の出力電圧を最大にする。す
なわち、FET22のONデューティーを、最大である
50%まで広げる。When the lighting control device 20 detects the start-up of the discharge lamp 15, the lighting control device 20 maximizes the output voltage of the high-frequency inverter 12 in order to supply the starting current to the discharge lamp 15. That is, the ON duty of the FET 22 is expanded to the maximum value of 50%.
【0025】これにより、点灯周波数一定、すなわち共
振周波数を維持しながら、定格点灯時よりも大きな始動
電流を放電ランプ15へ供給することができる。ただ
し、この際の点灯周波数は、放電ランプ15に直列に接
続されたパルストランス21の二次巻線が有するインダ
クタンス成分を含めた、高周波インバータ12に接続さ
れた並列負荷回路により決定される共振周波数に一致す
るものとする。したがって、この期間、ランプ電流波形
はほぼ正弦波を維持しながら推移する。As a result, it is possible to supply a larger starting current to the discharge lamp 15 than during rated lighting, while maintaining a constant lighting frequency, that is, a resonance frequency. However, the lighting frequency at this time is a resonance frequency determined by the parallel load circuit connected to the high frequency inverter 12, including the inductance component of the secondary winding of the pulse transformer 21 connected in series to the discharge lamp 15. Shall match. Therefore, during this period, the lamp current waveform changes while maintaining a substantially sine wave.
【0026】しかしながら、広い範囲でのランプ電流制
御、特に最大始動電流供給時と、定格点灯時とのランプ
電流の比が数倍以上必要となる場合には、FET22の
ONデューティーの変化のみで制御を実現することはき
わめて困難である。However, the lamp current control in a wide range, especially when the ratio of the lamp current at the time of supplying the maximum starting current to the rated lighting is required to be several times or more, the control is performed only by changing the ON duty of the FET 22. Is extremely difficult to achieve.
【0027】そこで本実施例では、最大始動電流供給時
において、FET22のONデューティー制御と同時
に、高周波インバータ12の発振周波数制御を組み合わ
せて行なう。すなわち、高周波インバータ12の発振周
波数を低くすることにより、ランプ電流制限素子である
チョークコイル14、およびパルストランス21の二次
巻線が有するインピーダンスを小さくし、大きな始動電
流を放電ランプ15へ供給することを可能とする。本実
施例では、定格点灯時に、高周波インバータ12の発振
周波数が約10[kHz]であるのに対し、起動直後の
最大始動電流供給時には、発振周波数を約4.2[kH
z]まで低下させ、定格点灯時の約8倍のランプ電流を
放電ランプ15へ供給している。Therefore, in the present embodiment, when the maximum starting current is supplied, the ON frequency control of the FET 22 and the oscillation frequency control of the high frequency inverter 12 are combined. That is, by lowering the oscillation frequency of the high frequency inverter 12, the impedance of the choke coil 14 that is the lamp current limiting element and the secondary winding of the pulse transformer 21 is reduced, and a large starting current is supplied to the discharge lamp 15. It is possible. In the present embodiment, the oscillating frequency of the high frequency inverter 12 is about 10 [kHz] at the time of rated lighting, while the oscillating frequency is about 4.2 [kHz when supplying the maximum starting current immediately after the start.
z] and the lamp current is supplied to the discharge lamp 15 about eight times as much as the rated lamp current.
【0028】放電ランプ15へ最大始動電流供給後は、
検知装置19が検出したコンデンサ17、18の接続点
に発生する電圧に応じて、徐々に高周波インバータ12
の発振周波数を高くして、電流制限素子のインピーダン
スを上昇させるべく、点灯制御装置20より発振回路2
6へ制御信号が送られる。これにより、高周波インバー
タ12の発振周波数は徐々に上昇し、やがて定格点灯時
の発振周波数である約10[kHz]に到達する。なお
本実施例では、この時点でなお約0.9[A]のランプ
電流を供給できる。After the maximum starting current is supplied to the discharge lamp 15,
In accordance with the voltage generated at the connection point between the capacitors 17 and 18 detected by the detection device 19, the high frequency inverter 12 is gradually added.
Of the oscillation circuit 2 from the lighting control device 20 in order to increase the oscillation frequency of the
A control signal is sent to 6. As a result, the oscillating frequency of the high frequency inverter 12 gradually rises, and eventually reaches the oscillating frequency at the rated lighting of about 10 [kHz]. In this embodiment, the lamp current of about 0.9 [A] can still be supplied at this point.
【0029】本実施例において、定格点灯時のランプ電
流は、約0.4[A]であるから、放電ランプ15を定
格点灯させるためには、これ以後さらにランプ電流を制
限する必要がある。したがって本実施例では、高周波イ
ンバータ12の発振周波数を約10[kHz]に固定し
て、FET22のONデューティーを徐々に狭くするこ
とにより、ランプ電流を定格点灯時の約0.4[A]ま
で制限する。In the present embodiment, the lamp current at the rated lighting is about 0.4 [A]. Therefore, in order to perform the rated lighting of the discharge lamp 15, it is necessary to further limit the lamp current thereafter. Therefore, in the present embodiment, the oscillation frequency of the high frequency inverter 12 is fixed to about 10 [kHz] and the ON duty of the FET 22 is gradually narrowed, so that the lamp current reaches about 0.4 [A] at the rated lighting. Restrict.
【0030】以上のランプ電流制御方式を表わしたもの
が図2である。図2において点線枠内は要部等価回路で
ある。なお、FET22、23は互いに逆位相でON−
OFFするので、始動電流供給期間にFET22のON
デューティーを広げることは、FET23のONデュー
ティーを狭くすることと等価である。また、これら一連
の制御におけるすべての期間において、ランプ電流は連
続に制御される。FIG. 2 shows the above lamp current control method. In FIG. 2, a portion surrounded by a dotted line is an equivalent circuit of a main part. It should be noted that the FETs 22 and 23 are turned on in opposite phases.
Since it is turned off, the FET 22 is turned on during the starting current supply period.
Widening the duty is equivalent to narrowing the ON duty of the FET 23. Further, the lamp current is continuously controlled in all the periods in the series of controls.
【0031】なお、本発明のランプ電流制御方式によれ
ば、ランプの定格点灯状態において、高周波インバータ
12を構成するスイッチング素子のデューティー制御を
行なうことによりランプ電流を制限しているので、通常
のシリーズインバータ方式でランプ電流制御を行なう場
合よりも、ランプ電流制限素子であるチョークコイル1
4が有するインダクタンスを小さくすることが可能とな
る。したがって、チョークコイル14の小型化が実現で
きる。According to the lamp current control system of the present invention, the lamp current is limited by performing the duty control of the switching element forming the high frequency inverter 12 in the rated lighting state of the lamp, so that the normal series is performed. A choke coil 1 which is a lamp current limiting element, as compared with the case where the lamp current is controlled by the inverter method.
It is possible to reduce the inductance that 4 has. Therefore, miniaturization of the choke coil 14 can be realized.
【0032】また、スイッチング素子のデューティー制
御を組み合わせているので、周波数制御範囲を狭くして
も十分大きな始動電流をランプへ供給することができ
る。Since the duty control of the switching elements is combined, a sufficiently large starting current can be supplied to the lamp even if the frequency control range is narrowed.
【0033】さらに、請求項2のように、始動電流供給
期間の末期、すなわち定格点灯領域付近では高周波イン
バータ12の発振周波数を約10[kHz]に固定し、
スイッチング素子のデューティー制御のみでランプ電流
制御を行なうことにより、定格点灯領域付近での音響的
共鳴現象の発生を回避することができる。これは本制御
方式によれば、定格点灯領域付近ではランプ電流波形が
ほぼ歪のない正弦波となり、高調波成分を含まないこと
に起因する。またこれは、点灯対象のランプ特性にばら
つきが存在した場合、定格点灯領域付近での微妙なラン
プ電流調整の際に、点灯周波数が変化しないことが、音
響的共鳴現象の発生を回避できるという点で特に有効で
ある。Further, as in claim 2, at the end of the starting current supply period, that is, near the rated lighting region, the oscillation frequency of the high frequency inverter 12 is fixed at about 10 [kHz].
By performing the lamp current control only by controlling the duty of the switching element, it is possible to avoid the occurrence of the acoustic resonance phenomenon near the rated lighting region. This is because, according to this control method, the lamp current waveform becomes a sine wave having almost no distortion in the vicinity of the rated lighting region and does not include a harmonic component. This also means that if there is a variation in the lamp characteristics of the lighting target, the lighting frequency does not change during the delicate lamp current adjustment in the vicinity of the rated lighting region, and the occurrence of acoustic resonance can be avoided. Is especially effective at.
【0034】なお、本実施例では、ランプ電圧に相当す
る電圧であるコンデンサ17、18の接続点に発生する
電圧を検出してランプ電流を制御したが、電圧の検出点
は、コンデンサ17、18の両端でも構わない。また、
本実施例では、ランプ電圧に相当する電圧を検出してラ
ンプ電流を制御したが、この他にランプ電流を検出して
も構わないし、例えばランプ消灯後の経過時間など、ラ
ンプ特性に関する他の特性によってランプ電流を制御す
るものでも差し支えない。さらに、本実施例では、放電
ランプ15の起動・点灯を検知する手段として、検出抵
抗29を流れるランプ電流を検出したが、この他に、ラ
ンプ電圧やランプ電力、光出力など、ランプの起動・点
灯を確認できるランプ特性に関するものであれば他のも
のでも構わない。また、本実施例では高周波インバータ
としてシリーズインバータを適用したが、ハーフブリッ
ジインバータ等、同様の機能を満たせるものであれば他
のものでも構わない。さらに、本実施例では、スイッチ
ング素子としてFETを用いたが、バイポーラトランジ
スタ等でも差し支えない。In the present embodiment, the lamp current is controlled by detecting the voltage generated at the connection point of the capacitors 17 and 18 which is the voltage corresponding to the lamp voltage, but the voltage detection point is the capacitors 17 and 18. It doesn't matter at both ends. Also,
In the present embodiment, the lamp current was controlled by detecting the voltage corresponding to the lamp voltage, but the lamp current may be detected in addition to this, and other characteristics relating to the lamp characteristics such as the elapsed time after the lamp is turned off. It is possible to control the lamp current by means of. Further, in the present embodiment, the lamp current flowing through the detection resistor 29 is detected as a means for detecting activation / lighting of the discharge lamp 15. Others may be used as long as they are related to the lamp characteristics that can confirm the lighting. Further, although the series inverter is applied as the high frequency inverter in this embodiment, any other inverter such as a half bridge inverter can be used as long as it can fulfill the same function. Further, although the FET is used as the switching element in this embodiment, a bipolar transistor or the like may be used.
【0035】次に、異なる実施例の制御方式について解
説する。本実施例における放電灯点灯装置の構成図は図
1と共通である。本実施例の前者との相違点は、そのラ
ンプ電流制御方式であり、ランプ電圧に相当する電圧の
検出方法に特徴を有する。本実施例のように、放電ラン
プ15に起動電圧を供給すべきパルストランス21を、
放電ランプ15に直列に接続し、点灯回路の共振を維持
するコンデンサ17、18と並列に接続すると、放電ラ
ンプ15が点灯した後の始動電流供給期間において、ラ
ンプ電圧が単調に増加するのに対し、ランプ電圧に相当
する電圧である、コンデンサ17、18の接続点の検出
電圧は、単調に増加しない。Next, control methods of different embodiments will be described. The configuration diagram of the discharge lamp lighting device according to the present embodiment is common to FIG. The difference of the present embodiment from the former is the lamp current control method, which is characterized by the method of detecting the voltage corresponding to the lamp voltage. As in this embodiment, the pulse transformer 21 for supplying the starting voltage to the discharge lamp 15 is
When connected in series to the discharge lamp 15 and connected in parallel with the capacitors 17 and 18 that maintain the resonance of the lighting circuit, the lamp voltage monotonically increases in the starting current supply period after the discharge lamp 15 is lit. The detection voltage at the connection point between the capacitors 17 and 18, which is the voltage corresponding to the lamp voltage, does not monotonically increase.
【0036】つまり、図3に示すように、放電ランプ1
5が点灯した後、FET22のONデューティーを最大
にし、高周波インバータ12の発振周波数を下げて最大
始動電流を供給すると、検出電圧はランプ点灯期間中の
最大値を示す。その後、徐々にランプ電流を制限する期
間において、ランプ電流の減少とともに、検出電圧も徐
々に低下する。しかし、ランプ電流をさらに減少させる
と、ある変極点をもって検出電圧は上昇に転じる。した
がって、検出電圧に応じてランプ電流を制御する設定と
した場合、ある検出電圧に対して設定すべきランプ電流
が複数存在することが発生し、不都合である。なお、こ
の影響は、パルストランス21の二次巻線が有するイン
ダクタンスが大きいほど顕著である。なお、図3の点線
枠内は要部等価回路である。That is, as shown in FIG. 3, the discharge lamp 1
After turning on 5, the ON duty of the FET 22 is maximized, the oscillation frequency of the high-frequency inverter 12 is lowered to supply the maximum starting current, and the detected voltage shows the maximum value during the lamp lighting period. After that, in the period in which the lamp current is gradually limited, the detection voltage gradually decreases as the lamp current decreases. However, when the lamp current is further reduced, the detected voltage starts increasing at a certain inflection point. Therefore, if the lamp current is set to be controlled according to the detection voltage, there may be a plurality of lamp currents to be set for a certain detection voltage, which is inconvenient. Note that this effect is more remarkable as the secondary winding of the pulse transformer 21 has a larger inductance. The dotted line frame in FIG. 3 is an equivalent circuit of the main part.
【0037】そこで本実施例では、ある検出電圧に対し
て設定すべきランプ電流が複数存在する場合、コンデン
サ17、18の接続点の電圧を検出する際に、検出時点
の前後の検出電圧と比較して、点灯中のランプがランプ
電流制御期間の初期にあるか末期にあるかを判別し、そ
れに応じて設定すべきランプ電流を決定する。Therefore, in the present embodiment, when there are a plurality of lamp currents to be set for a certain detection voltage, when the voltage at the connection point of the capacitors 17 and 18 is detected, it is compared with the detection voltage before and after the detection time. Then, it is determined whether the lamp being lit is at the beginning or the end of the lamp current control period, and the lamp current to be set is determined accordingly.
【0038】すなわち、検出された電圧が減少過程にあ
る場合、ランプ電流制御期間の初期にあると判別し、設
定すべきランプ電流は、高い方の設定値すなわちAに設
定する。また、増加過程にある場合、ランプ電流制御期
間の末期にあると判別し、設定すべきランプ電流は、低
い方の設定値すなわちBに設定する。That is, when the detected voltage is in the process of decreasing, it is determined that it is in the beginning of the lamp current control period, and the lamp current to be set is set to the higher set value, that is, A. If it is in the process of increasing, it is determined that it is at the end of the lamp current control period, and the lamp current to be set is set to the lower set value, that is, B.
【0039】このように、検出電圧と、その検出電圧が
増加過程にあるか、あるいは減少過程にあるかを判別す
ることにより、すべての点灯期間において、設定すべき
ランプ電流をただ一つに決定、ランプ電流を連続に制御
することが可能となる。In this way, by determining the detected voltage and whether the detected voltage is in the increasing process or the decreasing process, the lamp current to be set is uniquely determined in all the lighting periods. It becomes possible to control the lamp current continuously.
【0040】[0040]
【発明の効果】上記構成により、始動電流供給期間に、
周波数制御とPWM制御とを組み合わせることにより、
インダクタンスの小さい電流制限素子を用いて、狭い周
波数制御範囲でも光束の速い立ち上がりを実現し、音響
的共鳴現象の発生を回避しつつランプ電流の歪を最小限
にして、広い範囲でランプ電流を連続制御できる放電灯
点灯装置を提供することができる。With the above structure, during the starting current supply period,
By combining frequency control and PWM control,
A current limiting element with a small inductance is used to achieve a fast rise of the luminous flux even in a narrow frequency control range, minimizing the distortion of the lamp current while avoiding the occurrence of acoustic resonance phenomenon, and continuously maintaining the lamp current in a wide range. A controllable discharge lamp lighting device can be provided.
【図1】本発明の一実施例の放電灯点灯装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同装置におけるランプ電流電圧制御図FIG. 2 is a lamp current voltage control diagram in the device.
【図3】同装置におけるランプ電流電圧制御図FIG. 3 is a lamp current voltage control diagram in the device.
11 電源装置 12 高周波インバータ 13 コンデンサ 14 チョークコイル 15 放電ランプ 16 起動パルス発生装置 17 コンデンサ 18 コンデンサ 19 検知装置 20 点灯制御装置 21 パルストランス 11 power supply 12 high frequency inverter 13 capacitors 14 choke coil 15 discharge lamp 16 Starting pulse generator 17 Capacitor 18 capacitors 19 Detector 20 Lighting control device 21 pulse transformer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢 正孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小山 和孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Masataka Ozawa 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Kazutaka Koyama 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd.
Claims (4)
て発振する高周波インバータと、前記高周波インバータ
の出力端に接続されたチョークコイルとコンデンサの直
列回路からなる共振回路と、前記チョークコイルとコン
デンサの接続点に接続された放電ランプとパルストラン
スからなる直列回路と、前記パルストランスを介して前
記放電ランプに高電圧パルスを印加するように接続され
た起動パルス発生装置と、ランプ特性に関する特性を検
出する検知装置と、前記検知装置の出力信号により前記
高周波インバータの発振周波数およびデューティー比を
変化して前記放電ランプの点灯を制御する点灯制御装置
とを備えた放電灯点灯装置。1. A direct current power supply, a high frequency inverter driven by the direct current power supply to oscillate, a resonance circuit comprising a series circuit of a choke coil and a capacitor connected to an output end of the high frequency inverter, the choke coil and a capacitor. A series circuit consisting of a discharge lamp and a pulse transformer connected to the connection point of, a start pulse generator connected so as to apply a high voltage pulse to the discharge lamp via the pulse transformer, and characteristics relating to lamp characteristics. A discharge lamp lighting device comprising: a detection device for detecting; and a lighting control device for controlling lighting of the discharge lamp by changing an oscillation frequency and a duty ratio of the high frequency inverter according to an output signal of the detection device.
振周波数を変化し、定格点灯領域付近では前記高周波イ
ンバータのデューティー比を変化して放電ランプの点灯
を制御する請求項1記載の放電灯点灯装置。2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the oscillation frequency of the high frequency inverter is changed during the starting current supply period, and the duty ratio of the high frequency inverter is changed near the rated lighting region to control the lighting of the discharge lamp. .
電圧を検出し、前記検知装置の出力信号により高周波イ
ンバータの発振周波数およびデューティー比を変化して
放電ランプの点灯を制御する請求項1記載の放電灯点灯
装置。3. The detection device detects a voltage corresponding to a lamp voltage during lighting, and changes an oscillation frequency and a duty ratio of a high frequency inverter according to an output signal of the detection device to control lighting of a discharge lamp. The discharge lamp lighting device described.
過程にあるか減少過程にあるかを判別し、この判別信号
により高周波インバータの発振周波数およびデューティ
ー比を変化して放電ランプの点灯を制御する請求項3記
載の放電灯点灯装置。4. The lighting of a discharge lamp is controlled by determining whether the voltage corresponding to the detected lamp voltage is in the process of increasing or decreasing, and changing the oscillation frequency and the duty ratio of the high frequency inverter by this determination signal. The discharge lamp lighting device according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180822A JPH0529089A (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Discharge lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180822A JPH0529089A (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Discharge lamp lighting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529089A true JPH0529089A (en) | 1993-02-05 |
Family
ID=16089966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3180822A Pending JPH0529089A (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Discharge lamp lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529089A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008188473A (en) * | 1995-02-03 | 2008-08-21 | Esc Medical Syst Ltd | Treatment device |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP3180822A patent/JPH0529089A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008188473A (en) * | 1995-02-03 | 2008-08-21 | Esc Medical Syst Ltd | Treatment device |
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