JP2000125566A - Lighting device - Google Patents

Lighting device

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JP2000125566A
JP2000125566A JP10290292A JP29029298A JP2000125566A JP 2000125566 A JP2000125566 A JP 2000125566A JP 10290292 A JP10290292 A JP 10290292A JP 29029298 A JP29029298 A JP 29029298A JP 2000125566 A JP2000125566 A JP 2000125566A
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浩幸 庄司
Hideki Miyazaki
英樹 宮崎
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雄一 南村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform stable high-frequency operation. SOLUTION: Resonance means Lr and Cd, where a discharge tube is connected and a capacitor Cf for generating a voltage in synchronization with a current that flows to a resonance means are connected in series to the connection point S of first and second semiconductor switching elements being connected in series complementarily, and a capacitor voltage is applied to a control terminal G of the first and second semiconductor switching elements via a phase shift means Lg for shifting phase according to the frequency change in the resonance means. In this manner, stable high-frequency operation in synchronization with a resonance current is enabled also, when resonance conditions are changed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は放電管の点灯装置に
関する。
The present invention relates to a lighting device for a discharge tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、放電管(例えば、蛍光灯)では、
インバータを用いた点灯回路により直流電圧を高周波交
流電圧に変換して放電管を含む共振負荷回路に印加する
方式が増えている。共振負荷回路には共振周波数を設定
する共振用インダクタ及び共振用キャパシタが含まれて
いる。こうした点灯回路は、直流電源の正負極間にハー
フブリッジ構造に接続された2つのパワー半導体スイッ
チング素子からなる点灯回路で、上記の高周波交流電圧
を共振負荷回路の両端に印加する。共振負荷回路に流れ
る電流(以後、共振電流と呼ぶ)の波形は、インダクタ
とキャパシタによって共振し、正弦波状となる。この共
振電流は点灯回路の動作周波数を変えることによって制
御する。近年、照明器具には任意に明るさを調整できる
調光機能を搭載した点灯装置がある。放電管の明るさを
調整するには、放電管に流れる電流の大きさを変えるこ
とで達成できる。ここで、2つのパワー半導体素子を交
互にオン,オフさせる動作周波数をfs、共振インダク
タとキャパシタで決まる共振周波数をfoとすれば、f
oに対してfsを変化させるとランプ電流も変化し、調
光が可能になる。この原理に基づき、点灯回路では動作
周波数fsを制御して調光を行っている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a discharge tube (for example, a fluorescent lamp),
2. Description of the Related Art A method of converting a DC voltage into a high-frequency AC voltage by a lighting circuit using an inverter and applying the converted DC voltage to a resonance load circuit including a discharge tube is increasing. The resonance load circuit includes a resonance inductor and a resonance capacitor for setting a resonance frequency. Such a lighting circuit is a lighting circuit including two power semiconductor switching elements connected in a half-bridge structure between the positive and negative electrodes of a DC power supply, and applies the high-frequency AC voltage to both ends of a resonance load circuit. The waveform of the current flowing through the resonance load circuit (hereinafter referred to as resonance current) resonates with the inductor and the capacitor, and becomes a sine wave. This resonance current is controlled by changing the operating frequency of the lighting circuit. In recent years, there is a lighting device equipped with a dimming function capable of arbitrarily adjusting brightness in lighting equipment. Adjusting the brightness of the discharge tube can be achieved by changing the magnitude of the current flowing through the discharge tube. Here, if the operating frequency at which the two power semiconductor elements are turned on and off alternately is fs, and the resonance frequency determined by the resonance inductor and the capacitor is fo, f
When fs is changed with respect to o, the lamp current also changes, and dimming becomes possible. Based on this principle, the lighting circuit controls the operating frequency fs to perform dimming.

【0003】スイッチング素子の動作周波数を安定化さ
せる従来例として、特開平8−45685号に開示される点灯
回路がある。この回路は、放電ランプを含む共振負荷回
路に交流電圧を供給するハーフブリッジ回路を備え、共
振電流の一部をキャパシタンスと帰還トランスに分流
し、この帰還トランスの二次側電圧に応じてハーフブリ
ッジ回路のハイサイドとローサイドのスイッチング素子
に制御信号を与えて自励動作を行う。
As a conventional example for stabilizing the operating frequency of a switching element, there is a lighting circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-45685. This circuit has a half-bridge circuit that supplies an AC voltage to a resonance load circuit including a discharge lamp, shunts a part of the resonance current to a capacitance and a feedback transformer, and performs a half-bridge according to the secondary voltage of the feedback transformer. A control signal is supplied to the high-side and low-side switching elements of the circuit to perform a self-excited operation.

【0004】又、調光を実現する点灯回路の従来例とし
て、特開平8−37092号に開示されるような駆動装置があ
る。この駆動装置は、1)所望する周波数の方形波を発
生するタイマ回路、2)インバータの2つのパワー半導
体スイッチング素子をタイマ回路からの駆動信号に応じ
て各々駆動するハイサイド,ローサイドの駆動回路、
3)2つのパワー半導体スイッチング素子が同時導通を
防止するハイサイドのデッドタイムディレイ回路,ロー
サイドのデッドタイムディレイ回路、及び4)ローサイ
ドのコモン電位を基準とする信号をハイサイドのコモン
電位を基準とする信号に変換しタイマ回路からの駆動信
号をハイサイド側に伝達するためのレベルシフト回路を
備えることが特徴であり、これらの回路を1つの集積回
路に内蔵する。上記従来例では、タイマ回路の周波数を
制御することにより動作周波数fsを変化させて調光を
行うことが可能である。
Further, as a conventional example of a lighting circuit for realizing dimming, there is a driving device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-37092. This driving device includes: 1) a timer circuit that generates a square wave having a desired frequency; 2) a high-side and low-side driving circuit that respectively drives two power semiconductor switching elements of an inverter according to a driving signal from the timer circuit;
3) a high-side dead time delay circuit and a low-side dead time delay circuit for preventing simultaneous conduction of two power semiconductor switching elements; and 4) a signal based on the low-side common potential based on the high-side common potential. And a level shift circuit for transmitting the drive signal from the timer circuit to the high side. These circuits are incorporated in one integrated circuit. In the above conventional example, it is possible to perform dimming by changing the operating frequency fs by controlling the frequency of the timer circuit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平8−45685号
の従来例は、共振電流と同じ周波数の制御信号が帰還ト
ランスによってハーフブリッジ回路に供給される。すな
わち、外部から信号を与えなくてもハーフブリッジ回路
の動作が持続する自励型の回路であり、特に高周波の動
作に適している。しかしながら、帰還トランスには自己
インダクタンスが存在するため、制御信号と共振電流の
間に位相差が生じる他、制御信号の周波数が適正値から
ずれることも有りうる。電球の口金に内蔵した点灯回路
の動作環境は放電管からの発熱によって高温となる。帰
還トランスに用いられる磁性体のコアは、高温になると
特性が変化しインダクタンスの変動を招く。これらの変
動によって位相差や周波数は適正値からずれ、ハーフブ
リッジ回路に貫通電流が流れて損失の増加を招く恐れが
ある。口金に点灯回路を内蔵した電球形の蛍光ランプ
は、点灯回路を小型化することが望まれており、交流を
直流に変換するコンバータに使用される平滑コンデンサ
は容量を小さくすることによって小型化を図っている。
平滑コンデンサの容量低下は、直流電圧変動の増大を招
き、点灯回路の動作は不安定となる。
In the conventional example of JP-A-8-45685, a control signal having the same frequency as the resonance current is supplied to a half bridge circuit by a feedback transformer. In other words, the circuit is a self-excited circuit in which the operation of the half-bridge circuit continues even when no signal is externally supplied, and is particularly suitable for high-frequency operation. However, since the feedback transformer has a self-inductance, a phase difference occurs between the control signal and the resonance current, and the frequency of the control signal may deviate from an appropriate value. The operating environment of the lighting circuit built in the base of the bulb becomes high due to the heat generated from the discharge tube. The characteristics of the magnetic core used in the feedback transformer change at high temperatures, causing a change in inductance. Due to these fluctuations, the phase difference and the frequency may deviate from appropriate values, and a through current may flow through the half-bridge circuit, causing an increase in loss. It is desired to reduce the size of the lighting circuit of a bulb-type fluorescent lamp with a built-in lighting circuit in the base.The smoothing capacitor used in the converter that converts AC to DC is made smaller by reducing the capacitance. I'm trying.
The reduction in the capacity of the smoothing capacitor causes an increase in DC voltage fluctuation, and the operation of the lighting circuit becomes unstable.

【0006】そこで、本発明が解決する第一の課題は、
直流電圧が変動した場合においても、高周波動作を安定
に行う点灯回路を提供することである。
Therefore, the first problem to be solved by the present invention is as follows:
An object of the present invention is to provide a lighting circuit that stably performs high-frequency operation even when a DC voltage fluctuates.

【0007】調光を実現する上記特開平8−37092号の従
来例は、高周波動作の点灯装置に適用すると、タイマ回
路からの駆動信号をハイサイド側に伝達するためのレベ
ルシフト回路の漏れ電流が問題になる。レベルシフト回
路には様々な方式があるが、いずれもローサイドとハイ
サイドの間に少なくとも1つの半導体スイッチング素子
を備える。半導体スイッチング素子はその入出力端子間
に寄生容量があり、点灯回路の出力電圧が変化する度
に、寄生容量が充電或いは放電される。高周波の点灯回
路を従来の方法で制御すると、漏れ電流が大きくなり、
損失の増加或いはノイズ誤動作等の問題を生じる。
The conventional example of Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-37092, which realizes dimming, is applied to a lighting device that operates at a high frequency, and the leakage current of a level shift circuit for transmitting a driving signal from a timer circuit to the high side is applied. Is a problem. There are various types of level shift circuits, and all of them include at least one semiconductor switching element between the low side and the high side. The semiconductor switching element has a parasitic capacitance between its input and output terminals, and the parasitic capacitance is charged or discharged every time the output voltage of the lighting circuit changes. If the high frequency lighting circuit is controlled by the conventional method, the leakage current will increase,
A problem such as an increase in loss or malfunction of noise occurs.

【0008】本発明が解決する第二の課題は、高周波動
作も考慮した放電管の点灯装置において、点灯回路の動
作周波数を変化させて放電管の調光を可能にする点灯装
置を提供することにある。
A second problem to be solved by the present invention is to provide a lighting device for a discharge tube in which high-frequency operation is taken into consideration, wherein the operating frequency of a lighting circuit is changed to enable dimming of the discharge tube. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を考
慮してなされたものであり、本発明による点灯装置は次
のような構成を有する。すなわち、本発明による点灯装
置においては、直流電源の正極と負極間に相補的に直列
接続された第一,第二の半導体スイッチング素子のスイ
ッチングに応じて、共振手段に接続された放電管に交流
電流を供給し、第一,第二の半導体スイッチング素子の
制御端子と基準端子はそれぞれ互いに共通点で接続さ
れ、第一,第二の半導体スイッチング素子の基準端子が
共通に接続された接続点と直流電源の少なくとも一方の
極間に、放電管を接続した共振手段と、共振手段に流れ
る電流に同期した電圧を発生する第一のキャパシタと、
を直列に接続し、第一のキャパシタの電圧を、共振手段
の周波数変化に応じて位相をシフトする位相シフト手段
を介して、第一,第二の半導体スイッチング素子の制御
端子に印加する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and a lighting device according to the present invention has the following configuration. That is, in the lighting device according to the present invention, the alternating current is applied to the discharge tube connected to the resonance means in accordance with the switching of the first and second semiconductor switching elements connected in series between the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply. A current is supplied, and a control terminal and a reference terminal of the first and second semiconductor switching elements are connected to each other at a common point, and a connection point where the reference terminal of the first and second semiconductor switching elements is connected to each other. Between at least one pole of the DC power supply, a resonance unit connected to a discharge tube, a first capacitor that generates a voltage synchronized with a current flowing through the resonance unit,
Are connected in series, and the voltage of the first capacitor is applied to the control terminals of the first and second semiconductor switching elements via the phase shift means for shifting the phase according to the frequency change of the resonance means.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、放電管1に交流電流を供
給するための点灯回路である。放電管1は、フィラメン
トを備えた通常の蛍光ランプ、又はフィラメントを備え
ず、励起コイルから放出する磁力線でプラズマを発生さ
せる無電極蛍光ランプを対象としている。交流電源AC
をダイオードブリッジで構成された整流回路DBで整流
して得た電源を、キャパシタC1で平滑した後に放電管
1の点灯回路に直流電圧を供給する。直列に接続された
スイッチング素子Q1,Q2は、相補形であり、例え
ば、スイッチQ1はnチャネルのMOSFETであり、図示し
ないがソース端子とドレイン端子間には還流ダイオード
(以後、QD1と呼ぶ)を内蔵している。スイッチQ2
はpチャネルのMOSFETであり、ドレイン端子とソース端
子間には還流ダイオード(以後、QD2と呼ぶ)を内蔵
している。スイッチQ1のドレイン端子はキャパシタC
1の正電極側に接続され、スイッチQ2のドレイン端子
はキャパシタC1の負電極に接続されている。スイッチ
Q1,Q2の各ソース端子は共通の接続点Sで接続さ
れ、各ゲート端子は接続点Gで接続されている。Q1,
Q2のドレイン,ソース間に流れる電流は、接続点Gと
接続点S間の同一電圧によって制御される。接続点Sと
キャパシタC1の負電極間にはキャパシタCf及び共振
用インダクタLr,共振用キャパシタCd,Crを含む
共振負荷回路が接続されており、Crには並列に放電管
(或いは蛍光ランプ)1を備える。共振負荷回路のキャ
パシタCdは無くても構わない。又、共振負荷回路は、
接続点SとキャパシタC1の正電極間に接続された構成
でも構わない。これらの共振負荷回路に流れる電流の周
波数は各々の値によって決まる。スイッチング素子Q
1,Q2の交互スイッチング動作によって共振負荷回路
に双方向の電流を流し、放電管を点灯させる。スイッチ
Q1のドレインとソース間に接続されたキャパシタC2
は、両スイッチのドレインとソース間の電圧変化時間を
調整する。キャパシタC2はQ2のドレインとソース間
に接続しても同様の役割を果たす。
FIG. 1 shows a lighting circuit for supplying an alternating current to a discharge tube 1. The discharge tube 1 is intended for an ordinary fluorescent lamp having a filament or an electrodeless fluorescent lamp having no filament and generating plasma with lines of magnetic force emitted from an excitation coil. AC power supply AC
Is rectified by a rectifier circuit DB composed of a diode bridge, and a DC voltage is supplied to a lighting circuit of the discharge tube 1 after smoothing by a capacitor C1. The switching elements Q1 and Q2 connected in series are complementary. For example, the switch Q1 is an n-channel MOSFET, and although not shown, a free-wheeling diode (hereinafter referred to as QD1) is provided between a source terminal and a drain terminal. Built-in. Switch Q2
Is a p-channel MOSFET, and has a freewheeling diode (hereinafter referred to as QD2) between the drain terminal and the source terminal. The drain terminal of switch Q1 is a capacitor C
1, and the drain terminal of the switch Q2 is connected to the negative electrode of the capacitor C1. The source terminals of the switches Q1 and Q2 are connected at a common connection point S, and the gate terminals are connected at a connection point G. Q1,
The current flowing between the drain and the source of Q2 is controlled by the same voltage between the connection point G and the connection point S. A resonance load circuit including a capacitor Cf, a resonance inductor Lr, and resonance capacitors Cd and Cr is connected between the connection point S and the negative electrode of the capacitor C1, and a discharge tube (or fluorescent lamp) 1 is connected in parallel with Cr. Is provided. The capacitor Cd of the resonance load circuit may be omitted. Also, the resonance load circuit
A configuration connected between the connection point S and the positive electrode of the capacitor C1 may be used. The frequency of the current flowing through these resonant load circuits is determined by each value. Switching element Q
A bidirectional current is caused to flow through the resonant load circuit by the alternating switching operation of 1 and Q2 to light the discharge tube. Capacitor C2 connected between the drain and source of switch Q1
Adjusts the voltage change time between the drain and the source of both switches. Capacitor C2 plays a similar role when connected between the drain and source of Q2.

【0011】スイッチQ1及びQ2の導通状態を制御す
るゲート駆動回路には、共振負荷回路上に接続されたキ
ャパシタCfが含まれている。キャパシタCfは、ゲー
ト駆動回路を動作させるために、共振負荷回路に流れる
電流から駆動電圧を得る。キャパシタCfの一端をF点
とし、接続点GとF点間には、インダクタLgが接続さ
れている。インダクタLgは共振負荷回路に流れる電流
とゲートとソース間の電圧に位相差を与える。ゲートと
ソース間には、直列に反対方向で結合されたツェナーダ
イオードZD1,ZD2を並列に設けている。これらは
スイッチング素子Q1,Q2のゲート,ソース間に過電
圧が印加された場合、素子の破壊を防ぐ働きをする。MO
SFETには既にゲート過電圧保護用のツェナーダイオード
が内蔵されているものもあり、このようなスイッチング
素子を選んだ場合は、前述のツェナーダイオードを外し
た構成でもよい。更に、ゲートとソース間には、キャパ
シタCgsを備えて、ゲートとソース間の電圧変化時間
を調整する。即ち、スイッチQ1,Q2の交互スイッチ
ング動作の中で、一方のスイッチがオフし、もう一方の
スイッチがオンするまでのデッドタイムを補償する役割
を果たす。
The gate drive circuit for controlling the conduction state of the switches Q1 and Q2 includes a capacitor Cf connected on a resonance load circuit. The capacitor Cf obtains a drive voltage from a current flowing through the resonance load circuit in order to operate the gate drive circuit. One end of the capacitor Cf is set to a point F, and an inductor Lg is connected between the connection points G and F. The inductor Lg gives a phase difference between the current flowing through the resonance load circuit and the voltage between the gate and the source. Zener diodes ZD1 and ZD2 coupled in series in opposite directions are provided in parallel between the gate and the source. These function to prevent the destruction of the switching elements when an overvoltage is applied between the gate and the source of the switching elements Q1 and Q2. MO
Some SFETs already have a built-in Zener diode for gate overvoltage protection. When such a switching element is selected, the above-mentioned Zener diode may be removed. Further, a capacitor Cgs is provided between the gate and the source to adjust the voltage change time between the gate and the source. That is, in the alternate switching operation of the switches Q1 and Q2, it plays a role of compensating for a dead time from when one switch is turned off and the other switch is turned on.

【0012】図1において、始動時は交流電源ACの電
圧上昇によってキャパシタC1の直流電圧が増加する
と、接続点Fの電圧即ちキャパシタCfの電圧は接続点
Sを基準にすると次第に減少する。この時、ゲートとソ
ース間には、キャパシタCfの電圧と同等の電圧が印加
される。ゲートとソース間の電圧が、スイッチング素子
Q2の閾値電圧を下回るとQ2はオンし、接続点Fから
接続点Sに向かって電流が流れるため、接続点Fの電圧
は増加する。これによってゲートとソース間の電圧は、
Q2の閾値電圧を直ぐに上回るためQ2はオフする。こ
こで、接続点Fと接続点S間に接続されているキャパシ
タCf及びキャパシタCgs,インダクタLgはLC共
振回路を構成している為、キャパシタCfの僅かな電圧
変化によって、LC共振回路に流れる電流は増加し、ゲ
ートとソース間の電圧振幅は増加する。このような発振
現象によって、スイッチQ1及びQ2が交互にスイッチ
ング動作を開始する。
In FIG. 1, when the DC voltage of the capacitor C1 increases due to a rise in the voltage of the AC power supply AC at the time of starting, the voltage at the node F, ie, the voltage of the capacitor Cf, gradually decreases with respect to the node S. At this time, a voltage equivalent to the voltage of the capacitor Cf is applied between the gate and the source. When the voltage between the gate and the source falls below the threshold voltage of the switching element Q2, Q2 turns on and a current flows from the connection point F to the connection point S, so that the voltage at the connection point F increases. As a result, the voltage between the gate and the source becomes
Q2 turns off because it immediately exceeds the threshold voltage of Q2. Here, since the capacitor Cf, the capacitor Cgs, and the inductor Lg connected between the connection point F and the connection point S constitute an LC resonance circuit, a slight voltage change of the capacitor Cf causes a current flowing in the LC resonance circuit. And the voltage swing between the gate and the source increases. Due to such an oscillation phenomenon, the switches Q1 and Q2 start switching operations alternately.

【0013】次に、図1の回路の動作を説明する。放電
管1は、Q1,Q2とLr,Cr,Cdを用いた共振負
荷回路によって高周波の電流が供給される。負荷共振回
路の電流をiLとし、図1で接続点SからFに流れ出る
方向を正として定義すると、電流iLの1周期の間には
動作モードが4つある。以後、各動作モードを説明す
る。
Next, the operation of the circuit of FIG. 1 will be described. The discharge tube 1 is supplied with a high-frequency current by a resonance load circuit using Q1, Q2 and Lr, Cr, Cd. Assuming that the current of the load resonance circuit is iL and the direction flowing from the connection point S to F in FIG. 1 is defined as positive, there are four operation modes during one cycle of the current iL. Hereinafter, each operation mode will be described.

【0014】モード1:Q1がオンするとキャパシタ1
からQ1,Cf,Lr,Cd,Crの経路で電流iLが
流れる。電流iLはCrを充電すると共に、一部が放電
管1に分流して流れる。また、iLによってキャパシタ
Cfは充電されるが、接続点Sを基準にした接続点Fの
電圧は減少する。接続点Fの電圧減少は、ゲート電圧を
減少させるため、Q1のゲート電圧が閾値を下回るとQ
1はオフする。一方、Q2はゲート電圧がQ2の閾値以
上でありオフの状態にある。
Mode 1: When Q1 turns on, capacitor 1
, A current iL flows through a path of Q1, Cf, Lr, Cd, and Cr. The current iL charges the Cr and partially flows to the discharge tube 1 to flow. Also, the capacitor Cf is charged by iL, but the voltage at the connection point F with respect to the connection point S decreases. The decrease in the voltage at the node F reduces the gate voltage.
1 turns off. On the other hand, the gate voltage of Q2 is higher than the threshold value of Q2, and is in an off state.

【0015】モード2:Q1がオフした時点では電流i
Lは正の極性で値を有しており、この電流はLr,C
d,Cr,QD2,Cfの経路で流れ続ける。尚、電流
iLの一部は放電管16に分流して流れる。電流iLは
Cfを充電し、接続点Fの電圧は更に減少する為、ゲー
ト電圧も減少する。ゲート電圧がQ2の閾値を下回ると
Q2はオンする。また、モード2期間中の電流極性はQ
2にとって逆方向であり、Q2がオンしても電流の極性
が変わらない限り、電流はQD2を流れ続ける。電流i
Lの極性が負に変化するまでの期間がモード2である。
Mode 2: When Q1 is turned off, current i
L has a value with a positive polarity, and this current is Lr, C
The flow continues along the routes of d, Cr, QD2, and Cf. Note that a part of the current iL flows by being shunted to the discharge tube 16. The current iL charges Cf, and the voltage at the node F further decreases, so that the gate voltage also decreases. When the gate voltage falls below the threshold value of Q2, Q2 turns on. The current polarity during the mode 2 is Q
2, the current continues to flow through QD2 as long as the polarity of the current does not change even if Q2 turns on. Current i
Mode 2 is a period until the polarity of L changes to negative.

【0016】モード3:電流iLの極性が正から負に変
わると、モード2でQ2はオンしている為、iLはQ2
を流れる。即ち、iLはQ2,Cr,Cd,Lr,Cf
の経路で流れ、CfはiLによって充電される。iLに
よって接続点Fの電圧は増加し、ゲート電圧がQ2の閾
値を上回ると、Q2はオフする。一方、Q1はゲート電
圧がQ1の閾値以下でありオフの状態にある。
Mode 3: When the polarity of the current iL changes from positive to negative, since Q2 is on in Mode 2, iL becomes Q2
Flows through. That is, iL is Q2, Cr, Cd, Lr, Cf
And Cf is charged by iL. The voltage at the connection point F increases due to iL, and when the gate voltage exceeds the threshold value of Q2, Q2 turns off. On the other hand, Q1 is in an off state because the gate voltage is equal to or lower than the threshold value of Q1.

【0017】モード4:Q2がオフした時点では電流i
Lは負の極性で値を有しており、Lrに蓄積された電磁
エネルギーによって、電流iLはLr,Cf,QD1,
キャパシタC1,Cr,Cdの経路で流れ続ける。尚、
電流iLの一部は放電管16に分流して流れる。電流i
LはCfを充電し、接続点Fの電圧は更に増加する為、
ゲート電圧も増加する。ゲート電圧がQ1の閾値を上回
るとQ1はオンする。また、モード4期間中の電流極性
はQ1にとって逆方向であり、Q1がオンしても電流の
極性が変わらない限り、電流はQD1を流れ続ける。電
流iLの極性が正に変化するまでの期間がモード2であ
る。
Mode 4: When Q2 is turned off, current i
L has a value with negative polarity, and the current iL is changed to Lr, Cf, QD1,
The current continues to flow through the paths of the capacitors C1, Cr, and Cd. still,
Part of the current iL flows to the discharge tube 16 in a divided manner. Current i
L charges Cf, and the voltage at node F further increases.
The gate voltage also increases. When the gate voltage exceeds the threshold value of Q1, Q1 turns on. In addition, the current polarity during the mode 4 is opposite to that of Q1, and the current continues to flow through QD1 even if Q1 is turned on, as long as the polarity of the current does not change. Mode 2 is a period until the polarity of the current iL changes to positive.

【0018】以上のように、電流iLの1周期の間にモ
ード1からモード4の動作が行われ、以後、この動作を
繰り返す。
As described above, the operations from mode 1 to mode 4 are performed during one cycle of the current iL, and thereafter, this operation is repeated.

【0019】次にゲート回路について詳細に説明する。
ゲート回路は、それぞれスイッチング素子に接続されて
いるツェナーダイオードの導通状態によって区別され
る。図2は、ツェナーダイオードがオンしている場合の
回路であり、ツェナーダイオードとインダクタLgが直
列に接続された構成になる。図2において、ツェナーダ
イオードとインダクタLgの合成インピーダンスZgは
インダクタLgのリアクタスが大きいため誘導性なる。
ここで、接続点Sを基準にしたキャパシタCfの電圧を
Vcfとし、Lg,ZD2,ZD1の経路で流れるゲー
ト電流をig,ゲートとソース間の電圧をVgsとする
と、igはVcfに対し遅れ位相となり、Vgsも遅れ
る。
Next, the gate circuit will be described in detail.
The gate circuits are distinguished by the conduction states of the Zener diodes connected to the respective switching elements. FIG. 2 shows a circuit when the Zener diode is turned on, and has a configuration in which the Zener diode and the inductor Lg are connected in series. In FIG. 2, the combined impedance Zg of the Zener diode and the inductor Lg becomes inductive due to the large reactance of the inductor Lg.
Here, assuming that the voltage of the capacitor Cf based on the connection point S is Vcf, the gate current flowing through the paths of Lg, ZD2, and ZD1 is ig, and the voltage between the gate and the source is Vgs, ig has a lag phase with respect to Vcf. And Vgs is also delayed.

【0020】これに対し、ツェナーダイオードがオフし
ている場合、ゲート回路は図3のような回路となり、キ
ャパシタCgsはインダクタLgと直列接続された構成
になる。図3で、Cgs,Lgの合成インピーダンス
は、CgsとLgの大きさ及び周波数の関係から容量性
又は誘導性、もしくはCgsとLgのリアクタンスが同
じ値になった場合は、抵抗分だけになる。したがって、
Cgs,LgからなるインピーダンスZgに流れるゲー
ト電流igは、接続点Sを基準にしたCfの電圧Vcf
に対し、進み又は遅れ、もしくは同相の位相になる。こ
こで、キャパシタCgsのリアクタンスがLgのリアク
タンスより大きい場合、即ち容量性の場合、接続点Sを
基準にしたCfの電圧Vcfに対し、ゲート電流igは
進みとなり、Cgsの両端電圧であるゲートとソース間
の電圧Vgsも進む。
On the other hand, when the Zener diode is off, the gate circuit is a circuit as shown in FIG. 3, and the capacitor Cgs is connected in series with the inductor Lg. In FIG. 3, the combined impedance of Cgs and Lg is only the resistance when the capacitance or the inductiveness or the reactance of Cgs and Lg becomes the same value from the relationship between the magnitude and frequency of Cgs and Lg. Therefore,
The gate current ig flowing through the impedance Zg composed of Cgs and Lg is equal to the voltage Vcf of Cf with respect to the connection point S.
In advance or lag, or in phase. Here, when the reactance of the capacitor Cgs is larger than the reactance of Lg, that is, in the case of a capacitance, the gate current ig advances with respect to the voltage Vcf of the Cf with respect to the connection point S, and the gate which is the voltage across Cgs. The voltage Vgs between the sources also advances.

【0021】ここで、図4のように点灯回路に印加する
直流電圧が変動した場合におけるゲート回路の動作を説
明する。例えば、図1の放電管1がフィラメントを備え
た通常の蛍光ランプでは、直流電圧が増加すると、蛍光
ランプの等価抵抗RLが減少し、図1の共振負荷回路上
の合成容量が大きくなり、合成容量と共振用インダクタ
Lrから決まる共振周波数foは図4のように減少す
る。図3のゲート回路の周波数特性を図5に示す。図5
は共振周波数foが変化した場合の共振電流iLに対す
るゲート電圧Vgsの位相差φg,接続点Sの電圧V
s、即ちインバータの出力電圧に対する共振電流iLの
位相差φ及び動作周波数fsを示す。図6はゲート電圧
Vgs及び共振電流iL,接続点Sの電圧Vsの波形を
示している。図5より、共振周波数foが高くなると位
相差φgはφg1からφg2に小さくなっている。これ
は、図3のCgs,Lgから構成される直列回路のイン
ピーダンスZgが容量性の場合、共振周波数foの増加
によってゲートのインピーダンスが誘導性に近づくから
である。これにより、直列回路に流れるゲート電流ig
は遅れ、Cgsの両端電圧であるゲートとソース間の電
圧Vgsも図6の破線で示す波形から実線の波形のよう
に遅れ、位相差φgは小さくなる。又、図6のように接
続点Sの電圧Vsも破線の波形から実線の波形のように
遅れ、位相差φは図5のφ1からφ2のように小さくな
る。
Here, the operation of the gate circuit when the DC voltage applied to the lighting circuit fluctuates as shown in FIG. 4 will be described. For example, in the ordinary fluorescent lamp in which the discharge tube 1 of FIG. 1 includes a filament, when the DC voltage increases, the equivalent resistance RL of the fluorescent lamp decreases, and the combined capacitance on the resonant load circuit of FIG. The resonance frequency fo determined by the capacitance and the resonance inductor Lr decreases as shown in FIG. FIG. 5 shows the frequency characteristics of the gate circuit of FIG. FIG.
Is the phase difference φg of the gate voltage Vgs with respect to the resonance current iL when the resonance frequency fo changes, and the voltage V at the connection point S
s, that is, the phase difference φ of the resonance current iL with respect to the output voltage of the inverter and the operating frequency fs. FIG. 6 shows waveforms of the gate voltage Vgs, the resonance current iL, and the voltage Vs at the connection point S. From FIG. 5, as the resonance frequency fo increases, the phase difference φg decreases from φg1 to φg2. This is because when the impedance Zg of the series circuit composed of Cgs and Lg in FIG. 3 is capacitive, the impedance of the gate approaches inductive due to an increase in the resonance frequency fo. Thereby, the gate current ig flowing in the series circuit
The voltage Vgs between the gate and the source, which is the voltage across Cgs, is also delayed from the waveform shown by the broken line in FIG. 6 to the waveform shown by the solid line, and the phase difference φg becomes smaller. Also, as shown in FIG. 6, the voltage Vs at the connection point S is delayed from the waveform shown by the broken line to the waveform shown by the solid line, and the phase difference φ becomes smaller from φ1 to φ2 in FIG.

【0022】一方、動作周波数fsは、図1のような自
励式の点灯回路の場合、図5のように負荷の共振周波数
が高くなると共に高くなる。しかし、前述のように位相
差φはφ1からφ2に小さくなる為、図7に示す位相差
φと動作周波数fsの関係より、fsはfs1からfs
2へ僅かに高くなる程度で、動作周波数fsの増加は抑
制される。即ち共振周波数の変化Δfoに対する動作周
波数の変化Δfsを小さくするように、位相差φgは自
動調整される。直流電圧の変化は出来るだけ小さくなる
ようにキャパシタC1の容量を設定するが、キャパシタ
C1は点灯回路に使用される部品の中で比較的形状が大
きい為、容量を小さくし小型化することが望まれる。こ
のようにキャパシタC1の容量を小さくした場合、直流
電圧の変化は大きくなるが、上述の動作によって直流電
圧及び負荷変動に対応して、自励動作を安定に持続する
ことができる。
On the other hand, in the case of the self-excited lighting circuit as shown in FIG. 1, the operating frequency fs increases as the load resonance frequency increases as shown in FIG. However, since the phase difference φ is reduced from φ1 to φ2 as described above, fs is changed from fs1 to fs from the relationship between the phase difference φ and the operating frequency fs shown in FIG.
2, the increase of the operating frequency fs is suppressed. That is, the phase difference φg is automatically adjusted so as to reduce the change Δfs in the operating frequency with respect to the change Δfo in the resonance frequency. The capacitance of the capacitor C1 is set so that the change in the DC voltage is as small as possible. However, since the capacitor C1 has a relatively large shape among components used in the lighting circuit, it is desirable to reduce the capacitance and reduce the size. It is. When the capacitance of the capacitor C1 is reduced as described above, the change in the DC voltage increases, but the self-excited operation can be stably continued in accordance with the DC voltage and the load fluctuation by the above operation.

【0023】次に、放電管の明るさを調整する方法につ
いて説明する。近年、照明器具には任意に明るさを調整
できる調光機能を搭載した点灯装置がある。放電管の明
るさを調整するには、放電管に流れる電流の大きさを変
えることで達成できる。共振負荷回路では、点灯回路の
動作周波数fsと共振電流iLの関係は図8のようにな
り、動作周波数fsを共振インダクタ及びキャパシタで
決まる共振周波数foに対して高くするほど、放電管の
電流は減少する。この原理に基づき、点灯回路では動作
周波数fsを制御して調光を行っている。白熱電球の調
光に関しては、トライアックを用いた調光器で交流電源
ACの流通角を制御し電球へ供給する電力を調整して行
う。本発明によれば、インバータを用いた点灯回路にお
いて、例えば調光器で流通角を制御したACに応じて直
流電圧を出力するコンバータを用いると、この直流電圧
の変化に対応して放電管の明るさを調整することができ
る。直流電圧が変化すると図4に示したように、負荷の
共振周波数も変化する。前述では、この共振周波数の変
化に対する動作周波数の変化を小さくするようにゲート
電圧の位相差φgを調整し、自励動作を持続させた。こ
こで説明する調光を目的とした点灯回路では、共振周波
数foの変化に対し動作周波数fsの変化を大きくする
ことによって放電管の調光を行う。
Next, a method for adjusting the brightness of the discharge tube will be described. In recent years, there is a lighting device equipped with a dimming function capable of arbitrarily adjusting brightness in lighting equipment. Adjusting the brightness of the discharge tube can be achieved by changing the magnitude of the current flowing through the discharge tube. In the resonance load circuit, the relationship between the operating frequency fs of the lighting circuit and the resonance current iL is as shown in FIG. 8, and as the operating frequency fs is increased with respect to the resonance frequency fo determined by the resonance inductor and the capacitor, the current of the discharge tube increases. Decrease. Based on this principle, the lighting circuit controls the operating frequency fs to perform dimming. The dimming of the incandescent lamp is performed by controlling the flow angle of the AC power supply AC by a dimmer using a triac and adjusting the power supplied to the light bulb. According to the present invention, in a lighting circuit using an inverter, for example, when a converter that outputs a DC voltage in accordance with AC whose flow angle is controlled by a dimmer is used, a discharge tube corresponding to a change in the DC voltage is used. Brightness can be adjusted. When the DC voltage changes, the resonance frequency of the load also changes as shown in FIG. In the above description, the phase difference φg of the gate voltage was adjusted so as to reduce the change in the operating frequency with respect to the change in the resonance frequency, and the self-excited operation was continued. In the lighting circuit described here for dimming, the dimming of the discharge tube is performed by increasing the change in the operating frequency fs with respect to the change in the resonance frequency fo.

【0024】図9に調光を実現するゲート回路の構成を
示す。図9は図3のインダクタLgに並列にキャパシタ
Cgを設けたゲート回路の構成であり、ツェナーダイオ
ードがオフしている場合を示している。図3と図9で、
同様の部品については、図3で前述しており、ここでの
説明は省略する。図9において、キャパシタCgs,C
g及びインダクタLgの合成リアクタンスは、Cgs,
CgとLgの大きさ及び周波数の関係から容量性又は誘
導性、又は抵抗分だけになる。したがって、ゲート回路
に流れる電流igは、接続点Sを基準にしたCfの電圧
Vcfに対し、進み又は遅れ、もしくは同相の位相にな
る。ここで、共振周波数が増加するに従いキャパシタC
gのリアクタンスXcは減少し、インダクタLgのリア
クタンスXLは増加する。リアクタンスXcがXLより
も小さくなった場合、ゲート回路の合成インピーダンス
は容量性となり、接続点Sを基準にしたCfの電圧Vc
fに対し、ゲート回路に流れる電流iLは進む。これに
よってCgsの両端電圧であるゲートとソース間の電圧
Vgsも進み位相となり、共振電流iLに対する位相差
φgは大きくなる。このように、インダクタLgに並列
にキャパシタCgを接続することにより、共振周波数が
増加した場合、図10のようにゲート電圧の位相差φg
を増加させて、位相差φを大きくすることができる。即
ち、この位相差φの増加は、動作周波数fsを高くする
ため、共振周波数の変化Δfoに対する動作周波数の変
化Δfsを大きくすることができる。又、本発明の図9
のようなゲート駆動回路は共振負荷回路上に接続したキ
ャパシタCfの電圧を用いたことにより、共振周波数が
増加した場合、キャパシタCfのリアクタンスは減少し
Cfの電圧Vcfも減少する。Vcfとゲート電圧Vg
sは比例関係にあり、Vcfの減少によってVgsも減
少する。図11に共振周波数foの変化によってゲート
電圧の振幅が大きくなった場合と小さくなった場合の動
作波形を示す。図11において、共振周波数foが低い
場合の動作波形は破線で示しており、ゲート電圧Vgs
の振幅は大きくなる。Vgsが大きいと接続点Sの電圧
Vsと共振電流iLの位相差φは小さくなる。一方、共
振周波数foが高くなると、実線のような動作波形とな
り、ゲート電圧Vgsの振幅は小さくなる。Vgsが小
さくなると位相差φは大きくなる。共振負荷回路上のキ
ャパシタCfの電圧を帰還してゲート駆動を行う本発明
は、従来の帰還トランスを用いたゲート駆動と異なり、
共振周波数foの増加時にゲート電圧を減少させて位相
差φを大きくし、動作周波数fsを高くするに働く。以
上を整理すると、図9のようなゲート回路にすることに
よって、ゲート電圧の位相差φgを調整し、更にキャパ
シタCfを用いてゲート電圧Vgsの振幅を調整するこ
とによって、共振周波数の変化Δfoに対し、動作周波
数の変化Δfsを大きくして調光を行う。
FIG. 9 shows a configuration of a gate circuit for implementing dimming. FIG. 9 shows a configuration of a gate circuit in which a capacitor Cg is provided in parallel with the inductor Lg in FIG. 3, and shows a case where the Zener diode is off. 3 and 9,
Similar components have been described above with reference to FIG. 3, and description thereof will be omitted. In FIG. 9, capacitors Cgs, C
g and the inductor Lg have a combined reactance of Cgs,
From the relationship between the magnitudes and frequencies of Cg and Lg, only capacitance or inductive or resistance is required. Therefore, the current ig flowing through the gate circuit is advanced or delayed or in phase with respect to the voltage Vcf of Cf based on the connection point S. Here, as the resonance frequency increases, the capacitor C
The reactance Xc of g decreases and the reactance XL of inductor Lg increases. When the reactance Xc becomes smaller than XL, the combined impedance of the gate circuit becomes capacitive, and the voltage Vc of Cf with respect to the connection point S
The current iL flowing through the gate circuit advances with respect to f. As a result, the voltage Vgs between the gate and the source, which is the voltage across Cgs, also has an advanced phase, and the phase difference φg with respect to the resonance current iL increases. By connecting the capacitor Cg in parallel with the inductor Lg as described above, when the resonance frequency increases, as shown in FIG.
And the phase difference φ can be increased. That is, since the increase in the phase difference φ increases the operating frequency fs, the change Δfs in the operating frequency with respect to the change Δfo in the resonance frequency can be increased. FIG. 9 of the present invention.
When the resonance frequency increases, the reactance of the capacitor Cf decreases and the voltage Vcf of the Cf also decreases when the gate drive circuit uses the voltage of the capacitor Cf connected to the resonance load circuit. Vcf and gate voltage Vg
s is in a proportional relationship, and Vgs decreases as Vcf decreases. FIG. 11 shows operation waveforms when the amplitude of the gate voltage increases and decreases when the resonance frequency fo changes. In FIG. 11, the operation waveform when the resonance frequency fo is low is shown by a broken line, and the gate voltage Vgs
Becomes larger. When Vgs is large, the phase difference φ between the voltage Vs at the connection point S and the resonance current iL becomes small. On the other hand, when the resonance frequency fo increases, the operation waveform becomes as shown by the solid line, and the amplitude of the gate voltage Vgs decreases. As Vgs decreases, the phase difference φ increases. The present invention that performs the gate drive by feeding back the voltage of the capacitor Cf on the resonance load circuit is different from the gate drive using the conventional feedback transformer,
When the resonance frequency fo increases, the gate voltage is reduced to increase the phase difference φ, thereby increasing the operating frequency fs. Summarizing the above, the gate circuit as shown in FIG. 9 adjusts the phase difference φg of the gate voltage, and further adjusts the amplitude of the gate voltage Vgs using the capacitor Cf, thereby reducing the change Δfo in the resonance frequency. On the other hand, dimming is performed by increasing the change Δfs in the operating frequency.

【0025】前述の実施例における始動は、共振負荷回
路上に接続したキャパシタCfを直流電圧に応じて充電
し動作を開始させる回路構成であった。これに対し、キ
ャパシタCf以外に始動用キャパシタを用いた点灯回路
を図12に示す。図12は図1に始動用キャパシタCs
を接続した構成であり、図1と図12で、同様の部品に
ついては、図1で前述しており、ここでの説明は省略す
る。始動用キャパシタCsは接続点Gと接続点F間にイ
ンダクタLgと直列に接続される。キャパシタC1の正
電極と接続点G間には抵抗R1を接続し、接続点Sとキ
ャパシタC1の負電極間には抵抗R2を接続する。又、
キャパシタCfには、並列に抵抗Rdが接続される。始
動時、直流電圧の増加と共に抵抗R1,R2,Rdを介
して始動用キャパシタCsを充電し、ゲートとソース間
には、始動キャパシタCsの電圧とほぼ同等の電圧が印
加される。ゲートとソース間の電圧が、スイッチング素
子Q1の閾値電圧を上回るとQ1はオンし、接続点Sか
ら接続点Fに向かって電流が流れ、接続点Fの電圧即ち
キャパシタCfの電圧は減少する。ここで、接続点Fと
接続点S間に接続されているキャパシタCf及び始動用
キャパシタCs,キャパシタCgs,インダクタLgは
LC共振回路を構成している為、キャパシタCsとCf
の僅かな電圧変化によって、LC共振回路に流れる電流
は増加し、ゲートとソース間の電圧振幅は増加する。こ
のような発振現象によって、スイッチQ1及びQ2が交
互にスイッチング動作を開始する。動作開始後、キャパ
シタCfに並列接続した抵抗Rdは、Cfに発生する電
圧の直流成分を小さくする効果があり、動作に悪影響を
与えることはない。即ち、RdはCfに発生する正負の
電圧振幅を揃え、上下スイッチング素子の導通期間を同
等にして点灯回路の動作を安定に持続させる。始動用キ
ャパシタを用いた実施例は前述の構成以外にも変形が可
能であり、図12の接続点Gと接続点S間に抵抗と直列
にCsを接続した構成でも構わない。
The starting in the above-described embodiment has a circuit configuration in which the capacitor Cf connected to the resonance load circuit is charged according to the DC voltage to start the operation. On the other hand, a lighting circuit using a starting capacitor other than the capacitor Cf is shown in FIG. FIG. 12 shows the starting capacitor Cs in FIG.
1 and FIG. 12, the same components have been described above with reference to FIG. 1, and description thereof will be omitted. The starting capacitor Cs is connected between the connection point G and the connection point F in series with the inductor Lg. A resistor R1 is connected between the positive electrode of the capacitor C1 and the connection point G, and a resistor R2 is connected between the connection point S and the negative electrode of the capacitor C1. or,
A resistor Rd is connected in parallel to the capacitor Cf. At the time of starting, the starting capacitor Cs is charged via the resistors R1, R2, and Rd as the DC voltage increases, and a voltage substantially equal to the voltage of the starting capacitor Cs is applied between the gate and the source. When the voltage between the gate and the source exceeds the threshold voltage of the switching element Q1, Q1 turns on, current flows from the connection point S to the connection point F, and the voltage at the connection point F, that is, the voltage of the capacitor Cf decreases. Here, since the capacitor Cf, the starting capacitor Cs, the capacitor Cgs, and the inductor Lg connected between the connection point F and the connection point S constitute an LC resonance circuit, the capacitors Cs and Cf
Due to the slight voltage change, the current flowing through the LC resonance circuit increases, and the voltage amplitude between the gate and the source increases. Due to such an oscillation phenomenon, the switches Q1 and Q2 start switching operations alternately. After the start of the operation, the resistor Rd connected in parallel to the capacitor Cf has an effect of reducing the DC component of the voltage generated in the capacitor Cf, and does not adversely affect the operation. That is, Rd equalizes the positive and negative voltage amplitudes generated in Cf, makes the conduction period of the upper and lower switching elements equal, and stably maintains the operation of the lighting circuit. The embodiment using the starting capacitor can be modified other than the above-described configuration, and a configuration in which Cs is connected in series with a resistor between the connection points G and S in FIG. 12 may be used.

【0026】図13は接続点Sと接続点F間にキャパシ
タCfと直列に始動用インダクタLsを接続した点灯回
路である。前述ではキャパシタCf又は始動用キャパシ
タCsの僅かな電圧変化を始動パルスとし、ゲートとソ
ース間の電圧振幅を増加させたが、図13のように始動
用インダクタLsを用いることによって、Lsに流れる
微少な電流で大きな誘起電圧を得ることができ、確実な
始動が可能である。動作開始後はキャパシタCfのリア
クタンスを始動用インダクタLsのリアクタンスより遥
かに大きい値に選択することによって、自励動作に悪影
響を与えることはない。
FIG. 13 shows a lighting circuit in which a starting inductor Ls is connected in series with a capacitor Cf between a connection point S and a connection point F. In the above description, a slight voltage change of the capacitor Cf or the starting capacitor Cs is used as a starting pulse to increase the voltage amplitude between the gate and the source. However, by using the starting inductor Ls as shown in FIG. A large induced voltage can be obtained with a small current, and reliable starting can be performed. After the start of the operation, the self-excited operation is not adversely affected by selecting the reactance of the capacitor Cf to be much larger than the reactance of the starting inductor Ls.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、点灯装置の高周波動作
が安定になる。
According to the present invention, the high frequency operation of the lighting device is stabilized.

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

【図1】本発明による点灯回路の第1の実施例。FIG. 1 shows a first embodiment of a lighting circuit according to the present invention.

【図2】図1のツェナーダイオードが導通状態にある場
合のゲート回路。
FIG. 2 is a gate circuit when the Zener diode of FIG. 1 is in a conductive state.

【図3】図1のツェナーダイオードが導通状態にない場
合のゲート回路。
FIG. 3 is a gate circuit when the zener diode of FIG. 1 is not in a conductive state;

【図4】図1の直流電圧変化に対する放電管の等価抵抗
及び共振周波数の関係を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a DC voltage change of FIG. 1 and an equivalent resistance and a resonance frequency of a discharge tube.

【図5】図1のゲート回路の共振周波数に対する共振電
流対ゲート電圧の位相差とインバータ出力電圧対共振電
流の位相差及び動作周波数の関係を示すグラフ。
5 is a graph showing a relationship between a resonance current versus a gate voltage and a phase difference between an inverter output voltage and a resonance current and an operation frequency with respect to a resonance frequency of the gate circuit of FIG. 1;

【図6】図1の実施例の動作説明図。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the embodiment in FIG. 1;

【図7】図1の実施例の動作周波数に対するインバータ
出力電圧対共振電流の位相差の関係を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an inverter output voltage and a phase difference of a resonance current with respect to an operating frequency in the embodiment of FIG. 1;

【図8】共振負荷回路における点灯回路の動作周波数と
共振電流の関係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an operating frequency of a lighting circuit and a resonance current in a resonance load circuit.

【図9】本発明による調光用のゲート回路。FIG. 9 shows a gate circuit for dimming according to the present invention.

【図10】図9のゲート回路の共振周波数に対する共振
電流対ゲート電圧の位相差とインバータ出力電圧対共振
電流の位相差及び動作周波数の関係を示すグラフ。
10 is a graph showing the relationship between the phase difference between the resonance current and the gate voltage and the phase difference between the inverter output voltage and the resonance current and the operating frequency with respect to the resonance frequency of the gate circuit of FIG.

【図11】図9のゲート回路の動作説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation of the gate circuit in FIG. 9;

【図12】本発明による点灯回路の第2の実施例。FIG. 12 shows a second embodiment of the lighting circuit according to the present invention.

【図13】本発明による点灯回路の第3の実施例。FIG. 13 shows a third embodiment of the lighting circuit according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…放電管、AC…交流電源、DB…整流回路、Q1,
Q2…パワーMOSFET、ZD1,ZD2…ツェナーダイオ
ード、Zg…インピーダンス、C1,C2,Cd,C
r,Cf,Cgs,Cg,Cs…キャパシタ、Lg,L
r,Ls…インダクタ、R1,R2,Rd…抵抗。
1: discharge tube, AC: AC power supply, DB: rectifier circuit, Q1,
Q2: Power MOSFET, ZD1, ZD2: Zener diode, Zg: Impedance, C1, C2, Cd, C
r, Cf, Cgs, Cg, Cs: capacitor, Lg, L
r, Ls: inductor, R1, R2, Rd: resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 41/282 H05B 41/29 A (72)発明者 南村 雄一 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所熱器ライティング事業部内 Fターム(参考) 3K072 AA02 AA16 BA03 BB01 BC01 BC03 DD04 GA03 GB12 GC01 HA06 5H007 AA03 BB03 CA02 CB03 CB12 CB22 CC03 DA03 DB03 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05B 41/282 H05B 41/29 A (72) Inventor Yuichi Minamimura 888 Fujibashi, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Heater Lighting Division F term (reference) 3K072 AA02 AA16 BA03 BB01 BC01 BC03 DD04 GA03 GB12 GC01 HA06 5H007 AA03 BB03 CA02 CB03 CB12 CB22 CC03 DA03 DB03

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源の正極と負極間に相補的に直列接
続された第一,第二の半導体スイッチング素子のスイッ
チングに応じて、共振手段に接続された放電管に交流電
流を供給する点灯装置であって、 第一,第二の半導体スイッチング素子の制御端子と基準
端子はそれぞれ互いに共通点で接続され、 第一,第二の半導体スイッチング素子の基準端子が共通
に接続された接続点と前記直流電源の少なくとも一方の
極間に、前記放電管を接続した共振手段と、前記共振手
段に流れる電流に同期した電圧を発生する第一のキャパ
シタと、を直列に接続し、 前記第一のキャパシタの電圧を、前記共振手段の周波数
変化に応じて位相をシフトする位相シフト手段を介し
て、前記第一,第二の半導体スイッチング素子の制御端
子に印加することを特徴とする点灯装置。
1. A lighting device for supplying an alternating current to a discharge tube connected to a resonance means in accordance with switching of first and second semiconductor switching elements connected in series between a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply. A control terminal and a reference terminal of the first and second semiconductor switching elements are connected to each other at a common point, and a connection point where the reference terminals of the first and second semiconductor switching elements are connected to each other. Connecting at least one of the poles of the DC power supply, a resonance unit to which the discharge tube is connected, and a first capacitor that generates a voltage synchronized with a current flowing through the resonance unit, in series, A voltage of a capacitor is applied to control terminals of the first and second semiconductor switching elements via a phase shift unit that shifts a phase according to a frequency change of the resonance unit. That lighting device.
【請求項2】請求項1において、前記位相シフト手段
は、第一のインダクタであり、前記第一のインダクタと
前記第一のキャパシタから構成されるゲート駆動回路を
備えることを特徴とする点灯装置。
2. A lighting device according to claim 1, wherein said phase shift means is a first inductor, and comprises a gate drive circuit comprising said first inductor and said first capacitor. .
【請求項3】請求項2において、前記第一,第二の半導
体スイッチング素子の制御端子と基準端子間に、制御端
子の電圧変化を制限する第二のキャパシタを備え、前記
第一,第二のキャパシタと前記第一のインダクタから構
成されるゲート駆動回路を備えることを特徴とする点灯
装置。
3. The device according to claim 2, further comprising a second capacitor for limiting a voltage change of the control terminal between the control terminal and the reference terminal of the first and second semiconductor switching elements. A lighting device, comprising: a gate drive circuit including the capacitor and the first inductor.
【請求項4】請求項3において、前記第一,第二の半導
体スイッチング素子の制御端子と基準端子間に、制御端
子の電圧を許容値以下に制限するクランプ手段を備え、
前記クランプ手段と第一,第二のキャパシタ及び前記第
一のインダクタから構成されるゲート駆動回路を備える
ことを特徴とする点灯装置。
4. The device according to claim 3, further comprising a clamp between a control terminal and a reference terminal of the first and second semiconductor switching elements, the clamp means restricting a voltage of the control terminal to an allowable value or less.
A lighting device comprising: a gate drive circuit comprising the clamp means, first and second capacitors, and the first inductor.
【請求項5】請求項4において、前記第一,第二の半導
体スイッチング素子の基準端子共通接続点と前記直流電
源の少なくとも一方の極間に、第三のキャパシタを備え
ることを特徴とする点灯装置。
5. The lighting device according to claim 4, wherein a third capacitor is provided between a common connection point of the reference terminals of the first and second semiconductor switching elements and at least one pole of the DC power supply. apparatus.
【請求項6】請求項5において、前記第一のキャパシタ
に始動電圧を印加するための始動手段を備えることを特
徴とする点灯装置。
6. The lighting device according to claim 5, further comprising starting means for applying a starting voltage to said first capacitor.
【請求項7】請求項2において、前記第一のインダクタ
に並列に第四のキャパシタを備え、前記第一,第四のキ
ャパシタと前記第一のインダクタから構成されるゲート
駆動回路を備えることを特徴とする点灯装置。
7. The semiconductor device according to claim 2, further comprising a fourth capacitor in parallel with said first inductor, and a gate drive circuit comprising said first and fourth capacitors and said first inductor. Characteristic lighting device.
【請求項8】請求項2において、前記直流電源の正極と
負極間に抵抗を介して接続された始動用キャパシタを備
え、前記始動用キャパシタの電圧を前記第一,第二の半
導体スイッチング素子の制御端子と基準端子間に印加す
ることを特徴とする点灯装置。
8. The semiconductor device according to claim 2, further comprising: a starting capacitor connected between a positive electrode and a negative electrode of the DC power supply via a resistor, wherein the voltage of the starting capacitor is adjusted by the first and second semiconductor switching elements. A lighting device for applying a voltage between a control terminal and a reference terminal.
【請求項9】請求項2において、前記第一のキャパシタ
と直列に第二の始動用インダクタを備え、前記第一,第
二のインダクタと前記第一のキャパシタから構成される
ゲート駆動回路を備えることを特徴とする点灯装置。
9. A circuit according to claim 2, further comprising a second starting inductor in series with said first capacitor, and a gate drive circuit comprising said first and second inductors and said first capacitor. A lighting device, characterized in that:
【請求項10】請求項1記載の点灯装置と、前記放電管
として無電極蛍光ランプと、を備える照明器具。
10. A lighting apparatus comprising: the lighting device according to claim 1; and an electrodeless fluorescent lamp as the discharge tube.
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