JP2940652B2 - AC discharge lamp lighting device - Google Patents

AC discharge lamp lighting device

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JP2940652B2
JP2940652B2 JP25209693A JP25209693A JP2940652B2 JP 2940652 B2 JP2940652 B2 JP 2940652B2 JP 25209693 A JP25209693 A JP 25209693A JP 25209693 A JP25209693 A JP 25209693A JP 2940652 B2 JP2940652 B2 JP 2940652B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばメタルハライ
ドランプのような放電ランプの交流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 an AC lighting device for a discharge lamp such as a metal halide lamp.

【0002】[0002]

【従来技術】一般に放電ランプ、例えばメタルハライド
ランプを点灯するためには、通常バラストと呼ばれる点
灯装置が必要である。このバラストは、以前は大重量で
大型のものであったが、最近では半導体スイッチング素
子を採用した小型で軽量のバラストが主流になってい
る。このため半導体スイッチング素子としてMOSFE
Tなどを利用して交流点灯する方法が実用化されてい
る。
2. Description of the Related Art In general, in order to light a discharge lamp, for example, a metal halide lamp, a lighting device usually called a ballast is required. This ballast used to be large and large in the past, but recently a small and lightweight ballast employing a semiconductor switching element has become mainstream. Therefore, MOSFE is used as a semiconductor switching element.
A method of alternating-current lighting using T or the like has been put to practical use.

【0003】図5に従来の放電ランプの交流点灯装置の
主要部の回路図を示す。図中1はメタルハライドランプ
などの高圧放電ランプである(以下単にランプと称す
る)。7は商用交流電源であり、その両端子にスイッチ
70を介して整流用ダイオード61と平滑用コンデンサ
62を有する第1の平滑回路6が接続されて直流電源が
形成される。この直流電源の出力端には、高周波で開閉
する第1のスイッチング素子としてMOSFET31が
接続されてチョッパー回路3が構成される。このチョッ
パー回路3の出力端には高周波リップルを除去する第2
の平滑回路10が接続されて、この第2の平滑回路10
からの直流出力が極性切替回路2に入力される。この極
性切替回路2は第2のスイッチング素子としてMOSF
ET21乃至24がフルブリッジ型に接続されて、その
低周波出力がコンデンサ11及び起動器12を介してラ
ンプ1に供給される。起動器12は、始動時にランプ1
の電極間の絶縁破壊をなすための超高圧電圧パルスを供
給する。
FIG. 5 is a circuit diagram of a main part of a conventional AC lighting device for a discharge lamp. In the figure, reference numeral 1 denotes a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp (hereinafter simply referred to as a lamp). Reference numeral 7 denotes a commercial AC power source. A first smoothing circuit 6 having a rectifying diode 61 and a smoothing capacitor 62 is connected to both terminals of the AC power source via a switch 70 to form a DC power source. A MOSFET 31 is connected to an output terminal of the DC power supply as a first switching element that opens and closes at a high frequency, and a chopper circuit 3 is configured. The output terminal of the chopper circuit 3 has a second
Is connected to the second smoothing circuit 10.
Is output to the polarity switching circuit 2. This polarity switching circuit 2 uses a MOSF as a second switching element.
The ETs 21 to 24 are connected in a full bridge type, and the low frequency output is supplied to the lamp 1 via the capacitor 11 and the starter 12. The starter 12 starts the lamp 1 when starting.
An ultra-high voltage pulse for causing dielectric breakdown between the electrodes is supplied.

【0004】チョッパー回路3では、MOSFET31
が約50KHzの高周波で開閉制御して、オフの時はイ
ンダクタンス要素としてチョークコイル13に蓄積され
たエネルギーによって電流が流れる。チョッパー回路3
は制御回路4より出力されるパルス信号で制御される。
極性切替回路2においてはMOSFET21とMOSF
ET24、MOSFET22とMOSFET23の一対
の直列接続された第2のスイッチング素子が、図示略の
極性切換駆動回路によって約400Hzで交互に開閉制
御する。極性切替回路2に入力する電流は、第2の平滑
回路10内のチョークコイル13、コンデンサ15及び
チョークコイル14によって平滑されほぼ直流状態であ
るので、ランプ1には単純に方形波の交流電力が供給さ
れる。
In the chopper circuit 3, the MOSFET 31
Controls the opening and closing at a high frequency of about 50 KHz, and when it is off, a current flows by the energy stored in the choke coil 13 as an inductance element. Chopper circuit 3
Is controlled by a pulse signal output from the control circuit 4.
In the polarity switching circuit 2, the MOSFET 21 and the MOSF
ET24, a pair of series-connected second switching elements of MOSFET22 and MOSFET23 are alternately opened and closed at about 400 Hz by a polarity switching drive circuit (not shown). The current input to the polarity switching circuit 2 is smoothed by the choke coil 13, the capacitor 15 and the choke coil 14 in the second smoothing circuit 10 and is almost in a DC state. Supplied.

【0005】ランプ1への供給電力の制御には、一般に
定電力制御が採用される。前記定電力制御は制御回路4
によって、主として負帰還動作でチョッパー回路3を制
御することによりなされる。前述のように極性切換回路
2は第2の平滑回路10の直流出力を単純に方形波の交
流に切り換えているので、ランプ1に流れる電流と等価
な電流信号Iがシャント抵抗45より、電圧と等価な電
圧信号Vが分圧抵抗43と44より得られる。これらの
電流信号Iおよび電圧信号Vは乗算器46により電力信
号Wに変換され、電力基準信号STとともに誤差増幅器
47に入力される。
[0005] In order to control the power supplied to the lamp 1, constant power control is generally employed. The constant power control is performed by the control circuit 4
This is mainly performed by controlling the chopper circuit 3 by a negative feedback operation. As described above, since the polarity switching circuit 2 simply switches the DC output of the second smoothing circuit 10 to a square wave AC, a current signal I equivalent to the current flowing through the lamp 1 is output from the shunt resistor 45 to the voltage An equivalent voltage signal V is obtained from the voltage dividing resistors 43 and 44. The current signal I and the voltage signal V are converted into a power signal W by the multiplier 46 and input to the error amplifier 47 together with the power reference signal ST.

【0006】誤差増幅器47より出力された誤差信号E
RはPWM制御IC48に入力され、この誤差信号ER
が一定となるようにPWM制御IC48は、ドライブト
ランス49を介してチョッパー回路3のMOSFET3
1が出力するパルスのパルス幅を制御する。尚、ドライ
ブトランス49は制御回路4とMOSFET31の絶縁
を成して駆動するためのものであり、絶縁が必要でない
ときには除去することができる。
The error signal E output from the error amplifier 47
R is input to the PWM control IC 48, and the error signal ER
The PWM control IC 48 controls the MOSFET 3 of the chopper circuit 3 via the drive transformer 49 so that
1 controls the pulse width of the output pulse. The drive transformer 49 is for driving the control circuit 4 and the MOSFET 31 with insulation, and can be removed when insulation is not required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、極性切換回
路2における第2のスイッチング素子であるMOSFE
T21、24と22、23は、極性切換駆動回路によっ
てオン・オフ切り換わる瞬間に全てがオフとなる状態が
約2μsec生ずる。従って第2の平滑回路10の出力
電圧Va、出力電流Ia、極性切換回路2の出力電圧V
b、電流Ibの出力波形は、図6に示すようになる。こ
こで横軸tは時間、t1 はMOSFET21、22、2
3、24の全てがオフ状態である休止期間である。図6
に示すように、第2の平滑回路10からの出力電流I
a、極性切換回路2の出力電流Ibは、休止期間t1
直後、ステップ関数状に立ち上がりあらゆる周波数成分
を含む。そして第2の平滑回路10内のコンデンサ15
とチョークコイル14による共振周波数f=1/(2π
(L14151/2 )に一致する周波数成分を有する電流
の共振が発生する。尚、ここでL14はチョークコイル1
4のインダクタンス、C15はコンデンサ15のキャパシ
タンスである。この共振周波数は回路の設計において定
められたチョークコイル14のインダクタンスおよびコ
ンデンサ15のキャパシタンスの値に依存するが、通常
数KHz以上の高周波である。
By the way, the MOSFE which is the second switching element in the polarity switching circuit 2
At T21, T24, T22, T23, and T23, all are turned off at the moment of the on / off switching by the polarity switching drive circuit for about 2 μsec. Therefore, the output voltage Va and the output current Ia of the second smoothing circuit 10 and the output voltage V of the polarity switching circuit 2
b and the output waveform of the current Ib are as shown in FIG. Here, the horizontal axis t is time, and t 1 is MOSFET21,22,2.
This is a quiescent period in which all 3 and 24 are off. FIG.
, The output current I from the second smoothing circuit 10
a, the polarity switching output current Ib of the circuit 2, immediately after the rest period t 1, includes any frequency component rises to a step function shape. And the capacitor 15 in the second smoothing circuit 10
And the resonance frequency f = 1 / (2π
Resonance of a current having a frequency component matching (L 14 C 15 ) 1/2 occurs. Here, L 14 is the choke coil 1
The inductance of 4 and C 15 is the capacitance of the capacitor 15. The resonance frequency depends on the inductance of the choke coil 14 and the capacitance of the capacitor 15 determined in the circuit design, but is usually a high frequency of several KHz or more.

【0008】従って、他の高周波成分を無視できるほど
増幅された共振周波数成分を持つ電流信号Iが、シャン
ト抵抗45より定電力制御負帰還ループへ入力される。
回路の設計において定められた負帰還ループ内の回路素
子の定数によっては、負帰還ループは発振を開始する。
発振が発生すると、電流リップルが増加するため、ラン
プ寿命の劣化や激しい場合はランプ消灯を引き起こす。
Accordingly, a current signal I having a resonance frequency component amplified so that other high-frequency components can be ignored is input from the shunt resistor 45 to the constant power control negative feedback loop.
The negative feedback loop starts oscillating depending on the circuit element constant in the negative feedback loop determined in the circuit design.
When the oscillation occurs, the current ripple increases, so that the lamp life is deteriorated or the lamp is turned off in severe cases.

【0009】そこで本発明は、かかる事情に鑑みてなさ
れたものであり、たとえ前述の電流の共振が発生して
も、定電力制御負帰還ループで発振することがなく安定
してランプ1を点灯させるランプ点灯装置を提供するこ
とにある。
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and even if the above-described current resonance occurs, the lamp 1 is stably turned on without generating oscillation in the constant power control negative feedback loop. It is an object of the present invention to provide a lamp lighting device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】 かかる目的を達成する
ために、本発明は、商用交流電源が接続される第1の平
滑回路と、第1のスイッチング素子を有するチョッパー
回路と、インダクタンスLとキャパシタンスCとを有す
第2の平滑回路と、第2のスイッチング素子を有する
極性切替回路を備え、前記第2の平滑回路の出力側に設
けられ、かつ、放電ランプに供給される電流、電圧と等
価な電流信号、電圧信号を発生させる制御回路を有し、
この制御回路は前記チョッパー回路の動作を制御するこ
とによって放電ランプへの供給電力を制御する交流放電
ランプの点灯装置において、前記第2の平滑回路の共振
周波数以上の周波数に対してカットオフ特性を有するロ
ーパスフィルターを前記制御回路に設ける。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first smoothing circuit to which a commercial AC power supply is connected , a chopper circuit having a first switching element, an inductance L and a capacitance. With C
A second smoothing circuit that includes a polarity switching circuit having a second switching element, set to an output side of said second smoothing circuit
Current and voltage supplied to the discharge lamp
A control circuit for generating a valuable current signal and a voltage signal ,
The control circuit controls the operation of the chopper circuit to control the power supplied to the discharge lamp. In the lighting device for an AC discharge lamp, the control circuit has a cutoff characteristic with respect to a frequency equal to or higher than a resonance frequency of the second smoothing circuit. A low-pass filter provided in the control circuit.

【0011】[0011]

【作用】第2の平滑回路内のチョークコイル14のイン
ダクタンスL14およびコンデンサ15のキャパシタンス
15による共振周波数f以上の周波数に対してカットオ
フ特性を有するローパスフィルターを備える制御回路を
設けることにより、例え電流が共振を始めてもPWM制
御IC48に共振周波数成分を含有する信号が伝わらな
い。従って負帰還ループが発振に至らず、発振に起因す
る電流リップルが増加しないので、安定してランプ1が
点灯する。尚、電流の共振は回路中に存在する抵抗成分
により減衰する。
By providing a control circuit comprising a low pass filter having a cut-off characteristics for [action] inductance L 14 and frequency above the resonance frequency f according to the capacitance C 15 of the capacitor 15 of the second choke coil 14 in the smoothing circuit, Even if the current starts to resonate, a signal containing a resonance frequency component is not transmitted to the PWM control IC 48. Therefore, the negative feedback loop does not reach oscillation, and the current ripple caused by the oscillation does not increase, so that the lamp 1 is stably turned on. The resonance of the current is attenuated by a resistance component existing in the circuit.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明の実施例を図1、図2に基づいて
説明する。図中、図5と共通の符号を有するものは、同
一の要素を示す。図中1はランプである。7は商用交流
電源であり、その両端子にスイッチ70を介して整流用
ダイオード61と平滑用コンデンサ62を有する第1の
平滑回路6が接続されて直流電源が形成される。この直
流電源の出力端には、高周波で開閉する第1のスイッチ
ング素子としてMOSFET31が接続されてチョッパ
ー回路3が構成される。このチョッパー回路3の出力端
には高周波リップルを除去する平滑回路10が接続され
て、この第2の平滑回路10からの直流出力が極性切替
回路2に入力される。この極性切替回路2は第2のスイ
ッチング素子としてMOSFET21乃至24がフルブ
リッジ型に接続されて、その低周波出力がコンデンサ1
1及び起動器12を介してランプ1に供給される。起動
器12は、始動時にランプ1の電極間の絶縁破壊をなす
ための超高圧電圧パルスを供給する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the drawing, components having the same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same elements. In the figure, reference numeral 1 denotes a lamp. Reference numeral 7 denotes a commercial AC power source. A first smoothing circuit 6 having a rectifying diode 61 and a smoothing capacitor 62 is connected to both terminals of the AC power source via a switch 70 to form a DC power source. A MOSFET 31 is connected to an output terminal of the DC power supply as a first switching element that opens and closes at a high frequency, and a chopper circuit 3 is configured. A smoothing circuit 10 for removing high-frequency ripple is connected to an output terminal of the chopper circuit 3, and a DC output from the second smoothing circuit 10 is input to the polarity switching circuit 2. This polarity switching circuit 2 has MOSFETs 21 to 24 connected as a second switching element in a full-bridge type,
1 and the starter 12 are supplied to the lamp 1. The starter 12 supplies an ultra-high voltage pulse for causing a breakdown between the electrodes of the lamp 1 at the time of starting.

【0013】チョッパー回路3では、MOSFET31
が約50KHzの高周波で開閉制御して、オフの時はイ
ンダクタンス要素としてチョークコイル13に蓄積され
たエネルギーによって電流が流れる。チョッパー回路3
は制御回路4より出力されるパルス信号で制御される。
In the chopper circuit 3, the MOSFET 31
Controls the opening and closing at a high frequency of about 50 KHz, and when it is off, a current flows by the energy stored in the choke coil 13 as an inductance element. Chopper circuit 3
Is controlled by a pulse signal output from the control circuit 4.

【0014】極性切替回路2においてはMOSFET2
1とMOSFET24、MOSFET22とMOSFE
T23の一対の直列接続された第2のスイッチング素子
が、図示略の極性切換駆動回路によって約400Hzで
交互に開閉制御する。すなわちMOSFET21とMO
SFET24がオンでMOSFET22とMOSFET
23がオフの時は、MOSFET21→ランプ1→MO
SFET24の閉回路が形成される。またMOSFET
21とMOSFET24がオフでMOSFET22とM
OSFET23がオンの時は、MOSFET22→ラン
プ1→MOSFET23の閉回路が形成される。極性切
替回路2に入力される電流は、第2の平滑回路10内の
チョークコイル13、コンデンサ15及びチョークコイ
ル14によって平滑されほぼ直流状態であるので、ラン
プ1には単純に方形波の交流電力が供給される。
In the polarity switching circuit 2, the MOSFET 2
1 and MOSFET 24, MOSFET 22 and MOSFE
A pair of second switching elements connected in series at T23 are alternately opened and closed at about 400 Hz by a polarity switching drive circuit (not shown). That is, MOSFET 21 and MO
SFET24 is on and MOSFET22 and MOSFET
When 23 is off, MOSFET 21 → lamp 1 → MO
A closed circuit of the SFET 24 is formed. Also MOSFET
21 and MOSFET 24 are off and MOSFET 22 and M
When the OSFET 23 is on, a closed circuit of the MOSFET 22 → the lamp 1 → the MOSFET 23 is formed. The current input to the polarity switching circuit 2 is smoothed by the choke coil 13, the capacitor 15, and the choke coil 14 in the second smoothing circuit 10 and is almost in a DC state. Is supplied.

【0015】起動器12は具体的には図2に示したよう
な回路で構成され、その内部に高圧発生用パルストラン
ス63を有してその二次巻線631はランプ1と直列に
接続されている。この巻線631はランプ1の点灯後は
極性切替回路2の限流素子として作用する。尚、コンデ
ンサ11は起動器12から発生するノイズを除去するた
めのものである。
The starter 12 is specifically constituted by a circuit as shown in FIG. 2 and has a pulse transformer 63 for generating a high voltage therein, and its secondary winding 631 is connected in series with the lamp 1. ing. The winding 631 functions as a current limiting element of the polarity switching circuit 2 after the lamp 1 is turned on. The capacitor 11 is for removing noise generated from the starter 12.

【0016】起動器12には、図1に示す電源スイッチ
70の投入後、極性切替回路2の端子12aおよび12
bより電圧が供給される。まず抵抗64を介してコンデ
ンサ65が充電され、その充電電圧がサイダック66の
放電電圧に達すると、放電を開始する。そしてトランス
67、ダイオード68を介してコンデンサ69に充電が
行われる。同様にこのコンデンサ69の充電電圧がスパ
ークギャップ71の放電電圧に達した時放電を開始し
て、トランス63の二次巻線631に高圧パルスを発生
せしめる。
After the power switch 70 shown in FIG. 1 is turned on, the terminals 12a and 12a of the polarity switching circuit 2
The voltage is supplied from b. First, the capacitor 65 is charged via the resistor 64, and when the charged voltage reaches the discharge voltage of the Sidac 66, the capacitor 65 starts discharging. Then, the capacitor 69 is charged via the transformer 67 and the diode 68. Similarly, when the charging voltage of the capacitor 69 reaches the discharging voltage of the spark gap 71, discharging is started, and a high-voltage pulse is generated in the secondary winding 631 of the transformer 63.

【0017】この高圧パルスによってランプ1が絶縁破
壊するとランプ1の両端電圧は絶縁破壊以前に比べて低
下し、サイダック66の放電電圧より低くなる。従っ
て、絶縁破壊以降は起動器12は動作することはない。
そしてランプ1は、この高圧パルスの印加によって生じ
る絶縁破壊状態から次に続く極性切替回路2により低周
波の電流が供給されることによって安定状態に移行す
る。
When the breakdown of the lamp 1 is caused by the high-voltage pulse, the voltage across the lamp 1 becomes lower than before the breakdown, and becomes lower than the discharge voltage of the SIDAC 66. Therefore, after the dielectric breakdown, the starter 12 does not operate.
Then, the lamp 1 shifts from the dielectric breakdown state caused by the application of the high-voltage pulse to the stable state when a low-frequency current is supplied by the polarity switching circuit 2 that follows.

【0018】従来同様、ランプ1への供給電力は一般に
定電力制御される。前記定電力制御は、制御回路4によ
って主として負帰還動作でチョッパー回路3を制御する
ことによりなされる。前述のように極性切換回路2は第
2の平滑回路10の直流出力を単純に方形波の交流に切
り換えているので、ランプ1に流れる電流と等価な電流
信号Iがシャント抵抗45より、電圧と等価な電圧信号
Vが分圧抵抗43と44より得られる。これらの電流信
号および電圧信号は乗算器46により電力信号Wに変換
され、電力基準信号STとともに誤差増幅器47に入力
される。
As before, the power supplied to the lamp 1 is generally controlled at a constant power. The constant power control is performed by controlling the chopper circuit 3 mainly by a negative feedback operation by the control circuit 4. As described above, since the polarity switching circuit 2 simply switches the DC output of the second smoothing circuit 10 to a square wave AC, a current signal I equivalent to the current flowing through the lamp 1 is output from the shunt resistor 45 to the voltage An equivalent voltage signal V is obtained from the voltage dividing resistors 43 and 44. The current signal and the voltage signal are converted into a power signal W by the multiplier 46 and input to the error amplifier 47 together with the power reference signal ST.

【0019】誤差増幅器47より出力された誤差信号E
Rはコンデンサ81と抵抗82で形成されるローパスフ
ィルター80(以下LPFと称する)を介してPWM制
御IC48に入力され、この誤差信号ERが一定となる
ようにPWM制御IC48は、ドライブトランス49を
介してチョッパー回路3のMOSFET31が出力する
パルスのパルス幅を制御する。 例えば、誤差信号ER
が大きくなれば、MOSFET31が出力するパルスの
パルス幅を長くする(ON DUTYを大きくする)。
このような制御方法はパルス幅制御(PWM)と呼ば
れ、この方法によりランプ1は一定電力で点灯する。
尚、ドライブトランス49は定電力制御回路4とMOS
FET31の絶縁を成して駆動するためのものであり、
絶縁が必要でないときには除去することができる。
The error signal E output from the error amplifier 47
R is input to a PWM control IC 48 via a low-pass filter 80 (hereinafter, referred to as LPF) formed by a capacitor 81 and a resistor 82, and the PWM control IC 48 is connected via a drive transformer 49 so that the error signal ER becomes constant. Thus, the pulse width of the pulse output from the MOSFET 31 of the chopper circuit 3 is controlled. For example, the error signal ER
Becomes larger, the pulse width of the pulse output from the MOSFET 31 is increased (ON DUTY is increased).
Such a control method is called pulse width control (PWM), and the lamp 1 is turned on with a constant power by this method.
The drive transformer 49 is connected to the constant power control circuit 4 and the MOS
This is for driving the FET 31 with insulation.
If insulation is not required, it can be removed.

【0020】従来例で述べたように、電流の共振が発生
した場合、第2の平滑回路10内のコンデンサ15とチ
ョークコイル14による共振周波数f=1/(2π(L
14151/2 )に一致する周波数成分を有するシャント
抵抗45からの電流信号Iが定電力制御負帰還ループへ
入力される。しかし、前記定電力負帰還ループがその共
振周波数において発振条件を有していても、LPF80
により共振周波数成分を含有する信号がPWM制御IC
48に伝播せず、定電力制御負帰還ループは発振しな
い。よって、発振に起因する電流リップルが増加しない
ので安定してランプ1が点灯する。尚、電流の共振は回
路中に存在する抵抗成分により減衰する。
As described in the conventional example, when current resonance occurs, the resonance frequency f = 1 / (2π (Lπ) by the capacitor 15 and the choke coil 14 in the second smoothing circuit 10.
A current signal I from the shunt resistor 45 having a frequency component matching 14 C 15 ) 1/2 ) is input to the constant power control negative feedback loop. However, even if the constant power negative feedback loop has an oscillation condition at its resonance frequency, the LPF 80
Signal containing a resonance frequency component by the PWM control IC
The constant power control negative feedback loop does not oscillate. Therefore, the current ripple caused by the oscillation does not increase, and the lamp 1 is stably turned on. The resonance of the current is attenuated by a resistance component existing in the circuit.

【0021】本発明の効果を確認するために、コンデン
サ15のキャパシタンスが1μF、チョークコイル14
のインダクタンスが1mH、共振周波数 f=1/(2
π(1μ×1m)1/2 )=5KHzの場合において、カ
ットオフ周波数が2KHzとなる2200pFのコンデ
ンサ81と220KΩの抵抗82で構成したLPF80
を接続した場合としない場合の極性切換回路2の出力電
流Ib波形を比較した。図3はLPF80を接続しない
場合の極性切換回路2の出力電流Ibの波形であり、図
4はLPF80を接続した場合の極性切換回路2の出力
電流Ibの波形である。ここで縦軸iは電流であり、横
軸tは時間である。
In order to confirm the effect of the present invention, the capacitance of the capacitor 15 was 1 μF, and the choke coil 14
Has an inductance of 1 mH and a resonance frequency f = 1 / (2
In the case of π (1 μ × 1 m) 1/2 ) = 5 KHz, an LPF 80 composed of a 2200 pF capacitor 81 and a 220 KΩ resistor 82 with a cutoff frequency of 2 KHz
The waveforms of the output current Ib of the polarity switching circuit 2 when and were not connected were compared. FIG. 3 is a waveform of the output current Ib of the polarity switching circuit 2 when the LPF 80 is not connected, and FIG. 4 is a waveform of the output current Ib of the polarity switching circuit 2 when the LPF 80 is connected. Here, the vertical axis i is current, and the horizontal axis t is time.

【0022】LPF80が接続されない場合は、振幅
0.4A、半周期200μsecの電流リップルが極性
切換回路2の出力電流Ibに存在するのに対し、LPF
80が接続された場合は、最大振幅0.4Aの電流リッ
プルが1msecの間に減衰している。従ってランプ1
の安定した点灯が可能であることが分かる。
When the LPF 80 is not connected, a current ripple having an amplitude of 0.4 A and a half cycle of 200 μsec is present in the output current Ib of the polarity switching circuit 2, whereas
When 80 is connected, the current ripple having a maximum amplitude of 0.4 A is attenuated within 1 msec. Therefore lamp 1
It can be seen that stable lighting is possible.

【0023】尚、ここでは抵抗とコンデンサよりなるL
PFを示したが、特にこの構成に限定されるものではな
く、例えばコイルとコンデンサで構成される一般的な定
K形フィルタや誘導Mフィルタなどを採用しても構わな
い。
Here, L consisting of a resistor and a capacitor
Although the PF is shown, the present invention is not particularly limited to this configuration. For example, a general constant-K filter or an induction M filter formed of a coil and a capacitor may be employed.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による交流
放電ランプ点灯装置においては、制御回路4内にローパ
スフィルター80を構成したので、第2の平滑回路10
内のコンデンサ15、チョークコイル14、ランプ1で
構成されるループにおいて電流の共振が発生して、その
ループの共振周波数fに一致する周波数成分を有するシ
ャント抵抗45からの電流信号Iが定電力制御負帰還ル
ープへ入力されて、前記定電力負帰還ループがその共振
周波数において発振条件を有していても、共振周波数成
分を含有する信号がPWM制御IC48に伝播せず、定
電力制御負帰還ループは発振しない。よって、発振に起
因する電流リップルが増加しないので安定してランプ1
が点灯させることができる。尚、今までランプ1への供
給電力の制御として定電力制御を行った場合について示
したが、定電力制御を行った場合についても同様な効果
が得られることは明白である。
As described above, in the AC discharge lamp lighting device according to the present invention, since the low-pass filter 80 is formed in the control circuit 4, the second smoothing circuit 10 is formed.
Current resonance occurs in a loop composed of the capacitor 15, the choke coil 14, and the lamp 1 inside, and the current signal I from the shunt resistor 45 having a frequency component matching the resonance frequency f of the loop is controlled by constant power. Even when the signal is input to the negative feedback loop and the constant power negative feedback loop has an oscillation condition at its resonance frequency, a signal containing a resonance frequency component does not propagate to the PWM control IC 48, and the constant power control negative feedback loop Does not oscillate. Therefore, the current ripple caused by the oscillation does not increase, so that the lamp 1 is stably provided.
Can be lit. Although the case where the constant power control is performed as the control of the power supplied to the lamp 1 has been described, it is apparent that the same effect can be obtained when the constant power control is performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の放電ランプの交流点灯装置の主要部の
回路図を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of an AC lighting device for a discharge lamp according to the present invention.

【図2】起動器12の具体的な回路の例である。FIG. 2 is an example of a specific circuit of a starter 12;

【図3】LPF80を接続しない場合の極性切換回路2
の出力電流Ibの波形を示す。
FIG. 3 shows a polarity switching circuit 2 when an LPF 80 is not connected.
3 shows a waveform of the output current Ib.

【図4】LPF80を接続した場合の極性切換回路2の
出力電流Ibの波形を示す。
FIG. 4 shows a waveform of an output current Ib of the polarity switching circuit 2 when an LPF 80 is connected.

【図5】従来の放電ランプの交流点灯装置の主要部の回
路図を示す。
FIG. 5 shows a circuit diagram of a main part of a conventional AC lighting device for a discharge lamp.

【図6】第2の平滑回路10の出力電圧Va、出力電流
Ia、極性切換回路2の出力電圧Vb、電流Ibの出力
波形を示す。
6 shows output waveforms of an output voltage Va and an output current Ia of the second smoothing circuit 10, an output voltage Vb and a current Ib of the polarity switching circuit 2. FIG.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

1 高圧放電ランプ 2 極性切替回路 3 チョッパー回路 4 制御回路 6 第1の平滑回路 7 商用交流電源 10 第2の平滑回路 11 コンデンサ 12 起動器 12a、12b 端子 13 チョークコイル 14 チョークコイル 15 コンデンサ 21、22、23、24、31 MOSFET 43、44 分圧抵抗 45シャント抵抗 46 乗算器 47 誤差増幅器 48 PWM制御IC 49 ドライブトランス 61 整流用ダイオード 62 平滑用コンデンサ 63 パルストランス 631 二次巻線 64 抵抗 65、69 コンデンサ 66 サイダック 67 トランス 68 ダイオード 70 スイッチ 71 スパークギャップ 80 ローパスフィルター(LPF) 81 コンデンサ 82 抵抗 I 電流信号 V 電圧信号 W 電力信号 ST 電力基準信号 ER 誤差信号 Va 第2の平滑回路10の出力電圧 Ia 第2の平滑回路10の出力電流 Vb 極性切換回路2の出力電圧 Ib 極性切換回路2の出力電流 L14 チョークコイル14のインダクタンス C15 コンデンサ15のキャパシタンス t 時間 t1 休止期間 f 共振周波数 i 電流DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-pressure discharge lamp 2 Polarity switching circuit 3 Chopper circuit 4 Control circuit 6 First smoothing circuit 7 Commercial AC power supply 10 Second smoothing circuit 11 Capacitor 12 Starter 12a, 12b Terminal 13 Choke coil 14 Choke coil 15 Capacitor 21, 22 , 23, 24, 31 MOSFET 43, 44 Voltage dividing resistor 45 Shunt resistor 46 Multiplier 47 Error amplifier 48 PWM control IC 49 Drive transformer 61 Rectifier diode 62 Smoothing capacitor 63 Pulse transformer 631 Secondary winding 64 Resistance 65, 69 Capacitor 66 Sidak 67 Transformer 68 Diode 70 Switch 71 Spark gap 80 Low pass filter (LPF) 81 Capacitor 82 Resistance I Current signal V Voltage signal W Power signal ST Power reference signal ER Error signal Va Output voltage of second smoothing circuit 10 Ia Output current of second smoothing circuit 10 Vb Output voltage of polarity switching circuit 2 Ib Output current of polarity switching circuit 2 L 14 Inductance of choke coil 14 C 15 Capacitance of capacitor 15 t Time t 1 rest period f resonance frequency i current

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−171596(JP,A) 特開 平3−283393(JP,A) 特開 平3−283394(JP,A) 特開 平3−283395(JP,A) 特開 平3−283396(JP,A) 特開 平4−196094(JP,A) 実開 平3−124591(JP,U) 実開 平3−124592(JP,U) 実開 平3−124593(JP,U) 実開 平3−124594(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 41/24 - 41/29 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-171596 (JP, A) JP-A-3-283393 (JP, A) JP-A-3-283394 (JP, A) JP-A-3-283394 283395 (JP, A) JP-A-3-283396 (JP, A) JP-A-4-196094 (JP, A) JP-A-3-124591 (JP, U) JP-A-3-124592 (JP, U) JP-A-3-124593 (JP, U) JP-A-3-124594 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 41/24-41/29

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 商用交流電源が接続される第1の平滑回
路と、第1のスイッチング素子を有するチョッパー回路
と、インダクタンスLとキャパシタンスCとを有する
2の平滑回路と、第2のスイッチング素子を有する極性
切替回路を備え、前記第2の平滑回路の出力側に設けられ、かつ、放電ラ
ンプに供給される電流、電圧と等価な電流信号、電圧信
号を発生させる 制御回路を有し、 この制御回路は、前記チョッパー回路の動作を制御する
ことによって放電ランプへの供給電力を制御する交流放
電ランプの点灯装置において、 前記第2の平滑回路の共振周波数以上の周波数に対して
カットオフ特性を有するローパスフィルターを前記制御
回路に設けたことを特徴をする交流放電ランプ点灯装
置。
1. A first smoothing circuit to which a commercial AC power supply is connected , a chopper circuit having a first switching element, a second smoothing circuit having an inductance L and a capacitance C, and a second switching element. A polarity switching circuit having: a discharge switch provided on the output side of the second smoothing circuit;
Current and voltage signals equivalent to the current and voltage supplied to the
A control circuit for generating a signal, the control circuit comprising: a lighting device for an AC discharge lamp that controls power supplied to a discharge lamp by controlling an operation of the chopper circuit; An AC discharge lamp lighting device, characterized in that a low-pass filter having a cut-off characteristic with respect to a frequency higher than a frequency is provided in the control circuit.
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