JP2000306687A - Control method for high pressure discharge lamp - Google Patents

Control method for high pressure discharge lamp

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JP2000306687A
JP2000306687A JP11235199A JP11235199A JP2000306687A JP 2000306687 A JP2000306687 A JP 2000306687A JP 11235199 A JP11235199 A JP 11235199A JP 11235199 A JP11235199 A JP 11235199A JP 2000306687 A JP2000306687 A JP 2000306687A
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pressure discharge
discharge lamp
lamp
voltage
high pressure
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JP11235199A
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Japanese (ja)
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Hiromitsu Hisaoka
弘光 久岡
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HISANAGA DENKI KK
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HISANAGA DENKI KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control current through a high pressure discharge lamp just after turned on, use the high pressure discharge lamp most efficiently, electrically detect a fact that it reaches the end of the life after a long use, and sound an alarm. SOLUTION: This method is a control method of a high pressure discharge lamp 35 such as a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a high pressure sodium lamp. A circuit 36 for detecting load voltage and current is provided, constant current control is performed just after the high pressure discharge lamp 35 is turned on, and changeover to constant current control is performed when load voltage (lamp voltage) of the high pressure discharge lamp 35 reaches a predetermined voltage or load power of the high pressure discharge lamp 35 reaches a predetermined power value.

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、高圧水銀ランプ、
メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の高圧
放電灯を効率的に点灯させる制御方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-pressure mercury lamp,
The present invention relates to a control method for efficiently lighting a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp and a high-pressure sodium lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】高圧水銀灯、高圧ナトリウムランプ、メ
タルハライドランプ等の高輝度放電灯が街路や工場等の
各種光源として使用されている。このような高圧放電灯
の点灯装置として、従来は電源として通常の交流電源を
使用し、リアクトルとサイリスタを用いて高電圧を発生
させて点灯する方式もあるが、効率が悪くランプ寿命が
短いという欠点がある。そこで、本出願人は先に特開平
9−245975号公報において交流を一旦直流にし、
これを再度高い周波数の交流に変換するインバータを用
いて高圧放電灯を点灯する電源装置を提案した。
2. Description of the Related Art High-intensity discharge lamps such as high-pressure mercury lamps, high-pressure sodium lamps, and metal halide lamps are used as various light sources in streets, factories, and the like. Conventionally, as a lighting device for such a high-pressure discharge lamp, there is a method in which a normal AC power supply is used as a power supply and a high voltage is generated by using a reactor and a thyristor to light the lamp, but the efficiency is poor and the lamp life is short. There are drawbacks. Therefore, the present applicant has previously set the alternating current to a direct current in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-245975,
A power supply device for lighting a high-pressure discharge lamp using an inverter that converts this into a high-frequency alternating current again was proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の高圧放電灯用電源装置においては、点灯直後は
負荷電圧が低いので、過大な電流が流れ、これによって
電極の寿命が短くなるという問題があった。更に、高圧
放電灯は長期間使用すると徐々に劣化し照度が下がる
が、これに対しての対策が講じられていないという問題
があった。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、点灯直後も高圧放電灯を流れる電流を制御し、高圧
放電灯を最大限効率的に使用し、長期間使用して寿命と
なった場合にはこれを電気的に検出し、警報を発するこ
とも可能な高圧放電灯の制御方法を提供することを目的
とする。
However, in the power supply device for a high-pressure discharge lamp described in the above-mentioned publication, since the load voltage is low immediately after lighting, an excessive current flows, thereby shortening the life of the electrode. there were. Further, the high-pressure discharge lamp gradually deteriorates and its illuminance decreases when used for a long period of time, but there is a problem that no countermeasure is taken against this. The present invention has been made in view of such circumstances, and controls the current flowing through the high-pressure discharge lamp even immediately after lighting, to use the high-pressure discharge lamp as efficiently as possible, and to use the high-pressure discharge lamp for a long period of time. An object of the present invention is to provide a control method for a high-pressure discharge lamp that can electrically detect this and generate an alarm.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る高圧放電灯の制御方法は、高圧水銀ランプ、メタル
ハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等の高圧放電灯
の制御方法であって、前記高圧放電灯の負荷電圧と負荷
電流を検知する回路を備え、前記高圧放電灯が点灯した
直後は定電流制御を行い、前記高圧放電灯の負荷電圧
(即ち、ランプ電圧)が予め定めた電圧又は前記高圧放
電灯の負荷電力が予め定めた電力値になった時点で、定
電力制御に切り換えるようにしている。本発明に係る高
圧放電灯の制御方法においては、前記高圧放電灯は、イ
ンバータを用いたPWM制御されている高周波を用いる
のが好ましく、これによって高効率の高圧放電灯の点灯
ができる。また、本発明に係る高圧放電灯の制御方法に
おいて、前記高圧放電灯の定電力制御中に、該高圧放電
灯が予め決めた規定電圧になった又は超えた場合にはラ
ンプ寿命が来たことを知らせるアラーム信号を発するよ
うにするのが好ましく、これによって高圧放電灯の寿命
の管理を行える。そして、前記高圧放電灯が前記アラー
ム信号を発した後、更に予め決められた時間点灯してい
る場合には、前記高圧放電灯に対する通電を停止するの
が更に好ましく、これによって、高圧放電灯の使用中に
消灯したり、あるいは事故の発生等を未然に防止でき
る。
According to the present invention, there is provided a method for controlling a high-pressure discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a high-pressure sodium lamp, and the like. A circuit for detecting a load voltage and a load current of the electric lamp; and a constant current control is performed immediately after the high-pressure discharge lamp is turned on, so that a load voltage of the high-pressure discharge lamp (that is, a lamp voltage) is a predetermined voltage or the high voltage. When the load power of the discharge lamp reaches a predetermined power value, the control is switched to constant power control. In the method for controlling a high-pressure discharge lamp according to the present invention, it is preferable that the high-pressure discharge lamp uses a high frequency that is PWM-controlled using an inverter, so that a high-efficiency high-pressure discharge lamp can be lit. In the method for controlling a high-pressure discharge lamp according to the present invention, when the high-pressure discharge lamp reaches or exceeds a predetermined voltage during the constant power control of the high-pressure discharge lamp, the lamp life may be over. It is preferable to generate an alarm signal for notifying that the life of the high-pressure discharge lamp can be managed. Then, after the high-pressure discharge lamp emits the alarm signal, when the high-pressure discharge lamp is lit for a further predetermined time, it is more preferable to stop energizing the high-pressure discharge lamp. Lights can be turned off during use or accidents can be prevented.

【0005】なお、本発明に係る高圧放電灯の制御方法
において、PWM変調のキャリア波の周波数をfc、イ
ンバータ回路の出力周波数をfpとした場合、以下の関
係式を有するようにするのが好ましい。 fc/fp=4・n (但し、n:整数) ・・・・・(A) これによって、以下の(1)〜(3)を満足し、放電灯
を流れる波形が安定し、放電灯に点滅バラツキ等が発生
しないことになる。(1)出力波形の正負のアンバラン
スがない。(2)出力波形の90度、270度の位相角
位置にPWM変調のキャリア波の最大幅の波形がある。
これによって出力波形が歪まない。(3)出力波形の0
度、180度、360度の位置では必ずPWM変調のキ
ャリア波の出力が0である。なお、ここで、fpは商用
周波数の4倍以上40倍以下で使用するのが効率、配線
ロス等の点から好ましが、本発明はこの範囲に限定され
るものではない。また、本発明に係る高圧放電灯の制御
方法を適用する高圧放電灯用電源装置において、共振用
コンデンサは、前記PWM変調のキャリア波の2倍の周
波数に共振するように選定するのが好ましい。これによ
って、接続された個々の高圧放電灯を適正な点孤角度で
点灯させることができる。
In the control method for a high-pressure discharge lamp according to the present invention, it is preferable that the following relational expression is provided, where the frequency of the PWM modulated carrier wave is fc and the output frequency of the inverter circuit is fp. . fc / fp = 4 · n (where n: an integer) (A) Thereby, the following (1) to (3) are satisfied, the waveform flowing through the discharge lamp is stabilized, and No flashing variation or the like will occur. (1) There is no positive or negative imbalance in the output waveform. (2) There is a waveform of the maximum width of the PWM modulated carrier wave at a phase angle position of 90 degrees and 270 degrees of the output waveform.
As a result, the output waveform is not distorted. (3) 0 of output waveform
The output of the carrier wave of PWM modulation is always 0 at the positions of degrees, 180 degrees and 360 degrees. Here, it is preferable to use fp at least 4 times and at most 40 times the commercial frequency in terms of efficiency, wiring loss, and the like, but the present invention is not limited to this range. In the high-pressure discharge lamp power supply device to which the control method of the high-pressure discharge lamp according to the present invention is applied, it is preferable that the resonance capacitor is selected so as to resonate at twice the frequency of the PWM modulated carrier wave. Thereby, the connected individual high-pressure discharge lamps can be turned on at an appropriate ignition angle.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係る高圧放電灯の制御方法を適用した高圧放電灯用
電源装置の回路図、図2(A)、(B)及び図3
(A)、(B)はそれぞれPWM変調出力に対する出力
波形図、図4はこの高圧放電灯の制御方法の動作フロー
図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a high-pressure discharge lamp power supply device to which a high-pressure discharge lamp control method according to an embodiment of the present invention is applied, and FIGS. 2 (A), (B), and FIG.
(A) and (B) are output waveform diagrams for the PWM modulation output, respectively, and FIG. 4 is an operation flow chart of the control method of the high pressure discharge lamp.

【0007】図1に示すように、本発明の一実施の形態
に係る高圧放電灯(例えば、メタルハライドランプ)の
制御方法を適用した高圧放電灯用電源装置10は、電源
スイッチ11aと、これに続く三相交流のブリッジ型整
流器11と、その出力を電源とするインバータ回路12
と、その出力側に接続されるトランス13とを有してい
る。以下、これらについて詳しく説明する。
As shown in FIG. 1, a power supply device 10 for a high-pressure discharge lamp to which a method for controlling a high-pressure discharge lamp (for example, a metal halide lamp) according to an embodiment of the present invention is applied. The following three-phase AC bridge type rectifier 11 and an inverter circuit 12 using the output thereof as a power supply
And a transformer 13 connected to the output side. Hereinafter, these will be described in detail.

【0008】電源スイッチ11aはこの実施の形態では
マグネットスイッチからなって、図示しない励磁コイル
を通電することによって閉となり、ブリッジ型整流器1
1の三相交流電源に接続されるようになっている。この
電源スイッチ11aに接続されるブリッジ型整流器11
の手前にはリアクトル14〜16とコンデンサ17〜1
9を備えているが、これらはこの電源装置からラジオ周
波数ノイズ(高周波)が電源側に乗らないようにするた
めのもので、小さなインダクタンスを有するリアクトル
14〜16と、コンデンサ17〜19からなっている。
6本の整流素子(ダイオード又はサイリスタ)を有する
ブリッジ型整流器11の出力側に設けられているコンデ
ンサ20は非常に容量の小さいコンデンサで、ラジオノ
イズ吸収用のコンデンサである。このブリッジ型整流器
11の出力側には平滑回路が設けられているがこの平滑
回路はリアクトル21、22と容量の大きいコンデンサ
23とからなっている。このリアクトル21、22は三
相交流の力率の改善を行う役目もある。
The power switch 11a, which is a magnet switch in this embodiment, is closed when an exciting coil (not shown) is energized, and is closed.
1 three-phase AC power supply. Bridge type rectifier 11 connected to this power switch 11a
In front of the reactors 14-16 and capacitors 17-1
9 are provided to prevent radio frequency noise (high frequency) from being supplied to the power supply side from the power supply device, and include reactors 14 to 16 having a small inductance and capacitors 17 to 19. I have.
The capacitor 20 provided on the output side of the bridge type rectifier 11 having six rectifying elements (diodes or thyristors) is a capacitor having a very small capacity, and is a capacitor for absorbing radio noise. A smoothing circuit is provided on the output side of the bridge rectifier 11, and the smoothing circuit includes reactors 21 and 22 and a capacitor 23 having a large capacity. The reactors 21 and 22 also serve to improve the power factor of three-phase alternating current.

【0009】前記平滑回路を経て略均一になった直流
(約280V程度)は次のインバータ回路12に入力さ
れている。このインバータ回路12は通常のPWM変調
回路と同様、4つのFET24〜27を有し、FET2
4、27とFET25、26とを交互に同時にオンとす
ることによって、図2、図3に示すように、出力側に比
較的周波数の高い高周波の交流を発生させている。PW
M変調のキャリア波(搬送波)の周波数fcは8kHz
であり、負荷時のその出力周波数fpは333Hzとな
っている。図3(A)に示すように、PWMの出力波形
はその実効値が通常の交流と同様に正弦波になるよう
に、出力の正負それぞれの半周期(T/2)において、
最初はパルス幅が狭く徐々に広くなって、90度付近で
パルス幅が最高幅になり、その後は徐々にパルス幅が短
くなっている。このインバータ回路12を構成する4つ
のFET24〜27の制御は、CPUを備えた制御装置
であるコンピュータ28によって予め記録されたプログ
ラムによって行われ、その出力信号をベースドライブ回
路29によって所定の電力にした後、各FET24〜2
7を駆動している。
The DC (approximately 280 V), which has become substantially uniform through the smoothing circuit, is input to the next inverter circuit 12. The inverter circuit 12 has four FETs 24 to 27, similar to a normal PWM modulation circuit.
By alternately turning on the FETs 4 and 27 and the FETs 25 and 26 at the same time, as shown in FIGS. 2 and 3, a high-frequency alternating current having a relatively high frequency is generated on the output side. PW
The frequency fc of the carrier wave (carrier wave) of M modulation is 8 kHz.
And the output frequency fp under load is 333 Hz. As shown in FIG. 3 (A), the output waveform of the PWM has a positive and negative output half cycle (T / 2) such that its effective value becomes a sine wave like a normal AC.
At first, the pulse width is narrow and gradually widens, the pulse width reaches the maximum width around 90 degrees, and thereafter the pulse width gradually decreases. The control of the four FETs 24 to 27 constituting the inverter circuit 12 is performed by a program recorded in advance by a computer 28 which is a control device having a CPU, and the output signal is set to a predetermined power by a base drive circuit 29. Later, each FET 24-2
7 is being driven.

【0010】インバータ回路12の出力には、小さい容
量のリアクトル30、31とラジオノズル除去用の小さ
い容量のコンデンサ32が設けられ、その出力はトラン
ス13の一次側に入力されている。このトランス13は
漏洩トランスからなって、一次:二次の捲線比は1:
1.5となっている。これによって、インバータ回路1
2によって負荷時の190Vの電圧を約300Vに昇圧
している。このトランス13の出力側には、スタビライ
ザ用のコンデンサ(20μF)33が直列に接続されて
いると共に、共振用コンデンサ(この実施の形態では2
500pF)34が並列に接続されている。この共振用
コンデンサ34の容量をCxとし、トランス13を二次
側からみた場合のリアクタンスをLとし、PWM変調の
キャリア波の周波数をfc(この実施の形態では8kH
z)とした場合に、以下の式(B)を満足するようにそ
のCxの値が決定されている。 2・fc=1/(2πL1/2 ・Cx1/2 ) ・・・・・(B) 従って、出力側にPWM変調のキャリア波の周波数fc
の2倍の周波数16kHzの高電圧が発生する。
The output of the inverter circuit 12 is provided with small-capacity reactors 30 and 31 and a small-capacity capacitor 32 for removing the radio nozzle, and the output is input to the primary side of the transformer 13. This transformer 13 is composed of a leakage transformer and has a primary: secondary winding ratio of 1:
1.5. Thereby, the inverter circuit 1
2, the voltage of 190 V at the time of load is boosted to about 300 V. On the output side of the transformer 13, a stabilizer capacitor (20 μF) 33 is connected in series, and a resonance capacitor (in this embodiment, 2 μF) is connected.
(500 pF) 34 are connected in parallel. The capacitance of the resonance capacitor 34 is Cx, the reactance when the transformer 13 is viewed from the secondary side is L, and the frequency of the PWM modulated carrier wave is fc (8 kHz in this embodiment).
z), the value of Cx is determined so as to satisfy the following equation (B). 2 · fc = 1 / (2πL 1/2 · Cx 1/2 ) (B) Accordingly, the frequency fc of the PWM modulated carrier wave is output to the output side.
A high voltage having a frequency of 16 kHz which is twice as high as that of FIG.

【0011】この様子を図2、図3に示す。図3(A)
でトランス13の一次側の電圧を170Vにした場合の
二次側の波形を図3(B)に示したが333Hzの正弦
波aにおいて約60度付近の所でピークツウピーク(P
−P)1800Vの高電圧が発生していることが分か
る。これはPWM変調のキャリア波のオンオフのデュー
ティが丁度この付近で50%になるので、トランス13
の16kHzの変換効率が最大となるからである。一
方、図2(A)、(B)においては、トランス13の一
次側の電圧を70Vにした場合の発信波形を示すが、P
WM変調波の電圧が低い場合は、発信電圧も比較的低い
ことが分かる。従って、無負荷電圧が60度付近になる
位置で、高圧放電灯35が点灯するように二次電圧が調
整されている。
This situation is shown in FIGS. FIG. 3 (A)
FIG. 3B shows a waveform on the secondary side when the voltage on the primary side of the transformer 13 is set to 170 V in FIG.
-P) It can be seen that a high voltage of 1800 V is generated. This is because the on / off duty of the carrier wave of the PWM modulation becomes 50% just in the vicinity of this, so that the transformer 13
This is because the conversion efficiency at 16 kHz becomes maximum. On the other hand, FIGS. 2A and 2B show transmission waveforms when the voltage on the primary side of the transformer 13 is set to 70 V.
It can be seen that when the voltage of the WM modulation wave is low, the transmission voltage is also relatively low. Therefore, the secondary voltage is adjusted so that the high-pressure discharge lamp 35 is turned on at a position where the no-load voltage is around 60 degrees.

【0012】高圧放電灯35の負荷電圧(ランプ電圧)
と負荷電流を測定するための検出回路36がトランス1
3の二次側に設けられている。負荷電流を検出する回路
はCT(電流変成器、又はホール素子)からなって、負
荷電圧を検出する回路はPT(電圧変換器)若しくは分
流抵抗からなっている。これによって、負荷の状況を検
出してフィードバック回路37にてAD変換し、コンピ
ュータ(CPU)28に入力し、PWM変調の定電流及
び/又は定電力制御を行っている。コンピュータ28に
はこの高圧放電灯用電源装置10の制御プログラムを記
憶したROMを備え、その他コンピュータ28の動作に
必要なRAM、IF(インターフェイス)を備えてい
る。なお、図1において、38は電源回路、39はコン
ピュータ28に接続されるランプ類を備えた操作盤(表
示器)、40はコンピュータ28に接続される電源スイ
ッチ11aのコイルを示す。
The load voltage (lamp voltage) of the high-pressure discharge lamp 35
And a detection circuit 36 for measuring the load current
3 is provided on the secondary side. The circuit for detecting the load current includes a CT (current transformer or a Hall element), and the circuit for detecting the load voltage includes a PT (voltage converter) or a shunt resistor. As a result, the load condition is detected and A / D-converted by the feedback circuit 37, input to the computer (CPU) 28, and perform PWM modulation constant current and / or constant power control. The computer 28 includes a ROM that stores a control program for the high-pressure discharge lamp power supply device 10, and further includes a RAM and an IF (interface) necessary for the operation of the computer 28. In FIG. 1, reference numeral 38 denotes a power supply circuit, 39 denotes an operation panel (display) having lamps connected to the computer 28, and 40 denotes a coil of the power switch 11a connected to the computer 28.

【0013】続いて、本発明の一実施の形態に係る高圧
放電灯の制御方法について、図4を参照しながら説明す
る。操作盤39に設けられている図示しない電源スイッ
チをオンにすると、電源スイッチ11aがオンとなり、
三相交流がブリッジ型整流器11によって整流されて直
流となり、インバータ回路12によってPWM変調され
た高周波が発生する。この時点では、高圧放電灯35は
点灯していないので無負荷状態となり、出力側には図3
(B)に示すようなPWM変調のキャリア波の2倍の周
波数の高電圧が発生する(ステップ1s)。そして、正
弦波aに対してその位相角が約60度近傍になったとき
に、高圧放電灯35の電極間にアークが333Hzの交
流の約60度付近で発生しその後増加する電流によって
メイン電流が流れる。メイン電流が流れると高電圧の発
生は停止し、電源電圧が約300V、周波数が333H
zの電流が高圧放電灯35に流れる。これによって、高
圧放電灯35は点灯して放電状態を維持する(ステップ
2s)。
Next, a control method of the high pressure discharge lamp according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. When a power switch (not shown) provided on the operation panel 39 is turned on, the power switch 11a is turned on,
The three-phase alternating current is rectified by the bridge-type rectifier 11 to be a direct current, and the inverter circuit 12 generates a PWM-modulated high frequency. At this time, the high-pressure discharge lamp 35 is not lit, so that there is no load, and the output side is shown in FIG.
A high voltage having a frequency twice as high as that of the carrier wave of the PWM modulation as shown in (B) is generated (step 1s). When the phase angle of the sine wave a is about 60 degrees, an arc is generated between the electrodes of the high-pressure discharge lamp 35 at about 60 degrees of the 333 Hz alternating current, and the current that increases thereafter increases the main current. Flows. When the main current flows, the generation of the high voltage stops, the power supply voltage is about 300 V, and the frequency is 333 H
The current z flows through the high-pressure discharge lamp 35. Thus, the high-pressure discharge lamp 35 is turned on to maintain the discharge state (step 2s).

【0014】高圧放電灯35が点灯を開始すると最初は
定電流制御を行う(ステップ3s)。この理由は、点灯
時は高圧放電灯35の内部抵抗が比較的小さく、高圧放
電灯35の定格電圧あるいはその近傍の電圧をかけると
過大な電流が流れ、高圧放電灯35内部の電極の損耗を
生じるからである。ここで、従来の定電圧電源にリアク
トルやコンデンサ等の安定器を用いる方式では、放電時
の始動電流が比較的小さく、高圧放電灯35が安定状態
になるのに時間がかかるが、本発明方法では比較的短時
間のうちに正規の放電状態に達する。なお、電流の値は
この高圧放電灯35の定格電流か定格電流に近い電流に
する。高圧放電灯35を点灯すると、徐々に電圧が上昇
するので、この電圧を前記したPTや分流抵抗器等の電
圧検出手段によって検出し(ステップ4s)、所定の電
圧Vs以上となったことを検知して(ステップ5s)、
定電力制御に切り換える(ステップ6s)。
When the high-pressure discharge lamp 35 starts lighting, a constant current control is first performed (step 3s). The reason is that the internal resistance of the high-pressure discharge lamp 35 is relatively small at the time of lighting, and an excessive current flows when a rated voltage of the high-pressure discharge lamp 35 or a voltage near the rated voltage is applied. This is because it occurs. Here, in the conventional system using a ballast such as a reactor or a capacitor as a constant voltage power supply, the starting current at the time of discharging is relatively small, and it takes time for the high-pressure discharge lamp 35 to be in a stable state. Then, a normal discharge state is reached in a relatively short time. The value of the current is a rated current of the high-pressure discharge lamp 35 or a current close to the rated current. When the high-pressure discharge lamp 35 is turned on, the voltage gradually increases. This voltage is detected by the above-described voltage detecting means such as the PT and the shunt resistor (step 4s), and it is detected that the voltage has become equal to or higher than the predetermined voltage Vs. (Step 5s)
Switch to constant power control (step 6s).

【0015】これによって、高圧放電灯35に対する負
荷が一定になるので、高圧放電灯35が安定して点灯す
る。なお、この場合の所定の電圧Vsは、高圧放電灯3
5の定格電圧又はその近傍に設定する。ここで、点灯時
の高圧放電灯35の内部抵抗が上昇した場合には負荷電
圧が上昇するし、電源電圧が変動した場合には、それに
応じて負荷電圧も変動するので、常時電圧検出手段で高
圧放電灯35の負荷電圧(ランプ電圧)を検知して、測
定した電圧V×測定した電流Iが一定になるように、P
WM変調の波幅の制御を行う。なお、高圧放電灯35は
333Hzという高周波で駆動されているので、通常の
商用周波数で点灯されている高圧放電灯に比較して電力
効率が増加し力率は略1となる。
As a result, the load on the high-pressure discharge lamp 35 becomes constant, so that the high-pressure discharge lamp 35 is stably lit. Note that the predetermined voltage Vs in this case is the high voltage discharge lamp 3
Set to the rated voltage of 5 or its vicinity. Here, when the internal resistance of the high-pressure discharge lamp 35 at the time of lighting increases, the load voltage increases, and when the power supply voltage changes, the load voltage also changes accordingly. The load voltage (lamp voltage) of the high-pressure discharge lamp 35 is detected, and P is set so that the measured voltage V × the measured current I becomes constant.
The WM modulation wave width is controlled. Since the high-pressure discharge lamp 35 is driven at a high frequency of 333 Hz, the power efficiency increases and the power factor becomes approximately 1 as compared with a high-pressure discharge lamp that is lit at a normal commercial frequency.

【0016】この状態を維持しながら、高圧放電灯35
は点灯動作を行い、電源スイッチがオフになると消灯す
る(ステップ8s、9s)が、高圧放電灯35の寿命近
くになると、点灯時の高圧放電灯35の内部抵抗が上昇
し、定電力制御を行うとランプ電圧Vが上昇する。そこ
で、ランプ電圧Vが定格電圧の例えば、1.15倍にな
ったところの規定電圧Vmを超えたところで(ステップ
7s)、ランプ寿命が来たことを知らせるアラーム信号
を発する(ステップ10s)。このアラーム信号はラン
プ表示であってもよいし、ブザー等であってもよい。こ
のアラーム信号を発しても高圧放電灯35の点灯動作を
させている場合には、所定時間(例えば、2〜10時
間)程度経過したことを確認して(ステップ11s)、
消灯する(ステップ9s)。なお、アラーム信号発生後
の高圧放電灯35の点灯動作で定電力制御を行うと、電
圧が急激に上昇して危険な場合があるので、特定の電圧
(例えば、Vm)で止めて定電流制御をするようにして
もよい。
While maintaining this state, the high pressure discharge lamp 35
Performs a lighting operation, and turns off when the power switch is turned off (steps 8s and 9s). However, when the life of the high-pressure discharge lamp 35 approaches, the internal resistance of the high-pressure discharge lamp 35 at the time of lighting increases, and the constant power control is performed. Then, the lamp voltage V increases. Therefore, when the lamp voltage V exceeds the specified voltage Vm, which is, for example, 1.15 times the rated voltage (step 7s), an alarm signal is sent to notify that the lamp life has come (step 10s). This alarm signal may be a lamp display, a buzzer, or the like. If the lighting operation of the high-pressure discharge lamp 35 is performed even after this alarm signal is issued, it is confirmed that a predetermined time (for example, 2 to 10 hours) has elapsed (step 11s).
The light is turned off (step 9s). If constant power control is performed in the lighting operation of the high-pressure discharge lamp 35 after the generation of the alarm signal, the voltage may suddenly rise and may be dangerous. Therefore, the constant current control is performed by stopping at a specific voltage (for example, Vm). May be performed.

【0017】前記実施の形態においては、共振用コンデ
ンサとしてPWM変調波の2倍の周波数で発信させてい
るが、PWM変調波の基本波や2倍を超えるその整数倍
で共振するようにコンデンサを選定する場合も本発明は
適用される。前記実施の形態においては、高圧放電灯を
負荷とした場合について説明したが、通常の高圧水銀ラ
ンプ、高圧ナトリウムランプ等の高圧放電灯用であって
も本発明は適用される。また、前記実施の形態において
は、スタビライザーとして進相用のコンデンサを使用し
たが、リアクトルであってもよい。更に、前記実施の形
態においては、PWM変調のキャリア波の周波数fcを
8kHzとし、出力周波数を333Hzとしたが、前記
(A)式を満足する周波数(例えば、fc=16kH
z、fp=444Hz等)であれば、他の周波数でも適
用可能である。そして、前記実施の形態においては、電
源のオンオフはブリッジ型整流器の一次側に電源スイッ
チ(マグネットスイッチ)11aを設け、これをオンオ
フすることによって行ったが、インバータ回路12の各
FET24〜27のゲート電圧(電流)を制御すること
によって行うこともできるし、インバータ回路12の二
次側にマグネットスイッチを設けて行ってもよい。な
お、前記実施の形態においては、高圧放電灯の負荷電圧
が予め定めた電圧になった時点で定電力制御に切り換え
たが、高圧放電灯の負荷電力が予め定めた電力値になっ
た時点で定電力制御に切り換えてもよい。
In the above-described embodiment, the resonance capacitor is transmitted at twice the frequency of the PWM modulation wave. However, the capacitor is resonated at the fundamental wave of the PWM modulation wave or at an integral multiple of twice the fundamental wave. The present invention is also applied to the case of selection. In the above embodiment, the case where a high pressure discharge lamp is used as a load has been described. However, the present invention is also applicable to a high pressure discharge lamp such as a normal high pressure mercury lamp and a high pressure sodium lamp. Further, in the above embodiment, the phase advance capacitor is used as the stabilizer, but it may be a reactor. Further, in the above-described embodiment, the frequency fc of the PWM modulated carrier wave is set to 8 kHz and the output frequency is set to 333 Hz. However, a frequency satisfying the expression (A) (for example, fc = 16 kHz)
If z, fp = 444 Hz, etc.), other frequencies can be applied. In the above embodiment, the power is turned on and off by providing a power switch (magnet switch) 11a on the primary side of the bridge type rectifier and turning it on and off. It can be performed by controlling the voltage (current), or by providing a magnet switch on the secondary side of the inverter circuit 12. In the above-described embodiment, the control is switched to the constant power control when the load voltage of the high-pressure discharge lamp reaches a predetermined voltage, but when the load power of the high-pressure discharge lamp reaches a predetermined power value. The control may be switched to constant power control.

【0018】[0018]

【発明の効果】請求項1〜4記載の高圧放電灯の制御方
法は、負荷の電圧と電流を検知する回路を備え、高圧放
電灯が点灯した直後は定電流制御を行い、負荷電圧が予
め定めた電圧又は負荷電力が予め定めた電力値になった
時点で、定電力制御に切り換えているので、高圧放電灯
の電極に損耗を与えるような過大な電流を流すことなく
点灯動作を行い、高圧放電灯の寿命が長くなる。また、
高圧放電灯の点灯直後の電流を確保しているので、従来
の安定器による電流制御方法に比較して短時間のうちに
高圧放電灯が正常点灯動作に移行する。特に、請求項2
記載の高圧放電灯の制御方法においては、高圧放電灯
は、インバータを用いたPWM制御されている高周波を
用いているので、商用周波数を使用する場合に比較して
点灯効率が向上する。請求項3記載の高圧放電灯の制御
方法においては、高圧放電灯の定電力制御中に、高圧放
電灯が予め決めた規定電圧になった又は超えた場合には
ランプ寿命が来たことを知らせるアラーム信号を発する
ので、高圧放電灯の寿命を確実に知ることができ、これ
によって高圧放電灯の適正な交換が可能となる。そし
て、請求項4記載の高圧放電灯の制御方法においては、
高圧放電灯がアラーム信号を発した後、更に予め決めら
れた時間点灯している場合には、高圧放電灯に対する通
電を停止するので、高圧放電灯の電圧上昇による爆発や
事故等を未然に防止できる。
The method for controlling a high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 4 includes a circuit for detecting a voltage and a current of a load, and performs a constant current control immediately after the high-pressure discharge lamp is turned on, so that the load voltage is controlled in advance. At the time when the predetermined voltage or load power reaches the predetermined power value, the operation is switched to the constant power control, so that the lighting operation is performed without flowing an excessive current that causes the electrodes of the high-pressure discharge lamp to wear, The life of the high pressure discharge lamp is prolonged. Also,
Since the current immediately after lighting of the high-pressure discharge lamp is secured, the high-pressure discharge lamp shifts to the normal lighting operation within a short time as compared with the current control method using the conventional ballast. In particular, claim 2
In the control method for a high-pressure discharge lamp described above, the high-pressure discharge lamp uses a high frequency controlled by PWM using an inverter, so that the lighting efficiency is improved as compared with a case where a commercial frequency is used. In the control method of the high-pressure discharge lamp according to the third aspect, when the high-pressure discharge lamp reaches or exceeds a predetermined voltage during the constant power control of the high-pressure discharge lamp, it is notified that the lamp life has expired. Since the alarm signal is issued, the life of the high-pressure discharge lamp can be surely known, so that the high-pressure discharge lamp can be properly replaced. And in the control method of the high pressure discharge lamp of Claim 4,
If the high-pressure discharge lamp emits an alarm signal and remains lit for a predetermined period of time, the power supply to the high-pressure discharge lamp is stopped, preventing explosions and accidents due to the high voltage of the high-pressure discharge lamp. it can.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係る高圧放電灯の制御
方法を適用した高圧放電灯用電源装置の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a high-pressure discharge lamp power supply device to which a high-pressure discharge lamp control method according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】(A)、(B)はPWM出力に対する出力波形
図である。
FIGS. 2A and 2B are output waveform diagrams with respect to a PWM output.

【図3】(A)、(B)はPWM出力に対する出力波形
図である。
FIGS. 3A and 3B are output waveform diagrams with respect to a PWM output.

【図4】本発明の一実施の形態に係る高圧放電灯の制御
方法のフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart of a method for controlling a high-pressure discharge lamp according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:高圧放電灯用電源装置、11:ブリッジ型整流
器、11a:電源スイッチ、12:インバータ回路、1
3:トランス、14〜16:リアクトル、17〜19:
コンデンサ、20:コンデンサ、21、22:リアクト
ル、23:コンデンサ、24〜27:FET、28:コ
ンピュータ、29:ベースドライブ回路、30、31:
リアクトル、32:コンデンサ、33:コンデンサ、3
4:共振用コンデンサ、35:高圧放電灯、36:検出
回路、37:フィードバック回路、38:電源回路、3
9:操作盤(表示器)、40:コイル
10: High pressure discharge lamp power supply device, 11: Bridge type rectifier, 11a: Power switch, 12: Inverter circuit, 1
3: transformer, 14-16: reactor, 17-19:
Capacitor, 20: Capacitor, 21, 22: Reactor, 23: Capacitor, 24-27: FET, 28: Computer, 29: Base drive circuit, 30, 31:
Reactor, 32: condenser, 33: condenser, 3
4: resonance capacitor, 35: high-pressure discharge lamp, 36: detection circuit, 37: feedback circuit, 38: power supply circuit, 3
9: operation panel (display), 40: coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K072 AA12 AA13 AA14 BA03 BB01 BC02 BC03 DD05 EB05 EB07 GA02 GB18 GC04 HA10 HB03 3K082 AA22 AA32 BA05 BA24 BA33 BD03 BD04 BD26 BD32 CA33 DA01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3K072 AA12 AA13 AA14 BA03 BB01 BC02 BC03 DD05 EB05 EB07 GA02 GB18 GC04 HA10 HB03 3K082 AA22 AA32 BA05 BA24 BA33 BD03 BD04 BD26 BD32 CA33 DA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高圧水銀ランプ、メタルハライドラン
プ、高圧ナトリウムランプ等の高圧放電灯の制御方法で
あって、前記高圧放電灯の負荷電圧と負荷電流を検知す
る回路を備え、前記高圧放電灯が点灯した直後は定電流
制御を行い、前記高圧放電灯の負荷電圧が予め定めた電
圧又は前記高圧放電灯の負荷電力が予め定めた電力値に
なった時点で、定電力制御に切り換えることを特徴とす
る高圧放電灯の制御方法。
1. A method for controlling a high pressure discharge lamp such as a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a high pressure sodium lamp, etc., comprising a circuit for detecting a load voltage and a load current of the high pressure discharge lamp, wherein the high pressure discharge lamp is turned on. Immediately after performing the constant current control, when the load voltage of the high-pressure discharge lamp reaches a predetermined voltage or the load power of the high-pressure discharge lamp reaches a predetermined power value, switching to the constant power control. To control high pressure discharge lamps.
【請求項2】 請求項1記載の高圧放電灯の制御方法に
おいて、前記高圧放電灯は、インバータを用いたPWM
制御されている高周波を用いることを特徴とする高圧放
電灯の制御方法。
2. The method for controlling a high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the high-pressure discharge lamp includes a PWM using an inverter.
A method for controlling a high pressure discharge lamp, characterized by using a controlled high frequency.
【請求項3】 請求項1又は2記載の高圧放電灯の制御
方法において、前記高圧放電灯の定電力制御中に、該高
圧放電灯が予め決めた規定電圧になった又は超えた場合
にはランプ寿命が来たことを知らせるアラーム信号を発
することを特徴とする高圧放電灯の制御方法。
3. The method for controlling a high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the constant-power control of the high-pressure discharge lamp is performed when the high-pressure discharge lamp reaches or exceeds a predetermined specified voltage. A method for controlling a high-pressure discharge lamp, comprising issuing an alarm signal indicating that the lamp life has expired.
【請求項4】 請求項3記載の高圧放電灯の制御方法に
おいて、前記高圧放電灯が前記アラーム信号を発した
後、更に予め決められた時間点灯している場合には、前
記高圧放電灯に対する通電を停止することを特徴とする
高圧放電灯の制御方法。
4. The method of controlling a high-pressure discharge lamp according to claim 3, wherein the high-pressure discharge lamp is lit for a predetermined time after the high-pressure discharge lamp issues the alarm signal. A method for controlling a high-pressure discharge lamp, characterized by stopping energization.
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