JP2007042576A - Discharge lamp lighting device, lighting device, and lighting system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device for light controlling a discharge lamp which can control lighting stably without having a defect such as flickering and turning-out by suppressing fluctuations in discharge lamp output even in the case the ambient temperature has dropped. <P>SOLUTION: The discharge lamp lighting device lights the discharge lamp DL through a resonant circuit 5 by a high frequency voltage of an inverter part 4. The lighting device comprises an output detecting means R1 for detecting an electric output of the discharge lamp DL, a light-control signal generation circuit 9 which establishes a light-control instruction value according to the light control signal input, and a feedback control means B which compares and calculates a detected signal output from the output detecting means R1 and the light-control instruction value output from the light-control signal generation circuit 9 and changes an On-Off signal generated by an inverter control means A according to the calculation result. Furthermore, a pulse voltage superposing means C which impresses a pulsating high voltage on the discharge lamp DL with a prescribed period is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は放電灯を調光点灯可能な放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置並びに照明システムに関するものである。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device capable of dimming and lighting a discharge lamp, an illumination device using the same, and an illumination system.

従来、蛍光灯を代表とする放電灯の調光用安定器として、低周波の商用交流電源を高周波に変換するインバータ回路を用いて放電灯を高周波点灯し、入力される調光信号に応じて、放電灯に供給する電力を制御することにより放電灯を調光する調光用電子安定器が一般的となっている。このような調光用電子安定器においては、より低光束まで光出力のばらつきや、ちらつき等の不安定現象の発生しない安定した調光性能を得ることが要求されている。   Conventionally, as a dimming ballast for a discharge lamp typified by a fluorescent lamp, the discharge lamp is turned on at a high frequency using an inverter circuit that converts a low-frequency commercial AC power source into a high frequency, and according to the dimming signal input A dimming electronic ballast for dimming a discharge lamp by controlling the power supplied to the discharge lamp has become common. Such an electronic ballast for dimming is required to obtain a stable dimming performance that does not cause instability such as variations in light output and flickering even to a lower luminous flux.

この要求に応えるために、放電灯(例えば蛍光灯)の点灯状態を検出し、入力される調光信号に応じて、放電灯が所定の出力となるようにフィードバック制御を行なう電子安定器が一般的である。このようなフィードバック制御を用いたものとしては、放電灯に流れる電流を検出し、調光信号に応じた所定の電流値となるようにフィードバック制御するものが一般的であり、例えば特許文献1(特開平6−302393号公報)などにも関連技術が開示されている。   In order to meet this requirement, an electronic ballast that detects the lighting state of a discharge lamp (for example, a fluorescent lamp) and performs feedback control so that the discharge lamp has a predetermined output in accordance with an input dimming signal is generally used. Is. As a method using such feedback control, one that detects a current flowing through a discharge lamp and performs feedback control so as to obtain a predetermined current value according to a dimming signal is generally used. JP-A-6-302393) also discloses related technology.

また、放電灯への出力電力を検出し、フィードバック制御する方式も一般的に用いられており、例えば、特開平6−311753号公報に関連技術が開示されている他、STマイクロエレクトロニクス社の集積回路L6574を用いた調光用電子安定器の構成例が同社のアプリケーションノート(AN993:Electronic Ballast with PFC using L6574 and L6561)などにも記載されている。   In addition, a method of detecting output power to the discharge lamp and performing feedback control is generally used. For example, related technology is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-311753, and integration of ST Microelectronics, Inc. A configuration example of a dimming electronic ballast using the circuit L6574 is also described in the company's application note (AN993: Electronic Ballast with PFC using L6574 and L6561).

次に、放電灯への出力電力を検出し、フィードバック制御する電子安定器の具体例を図13を用いて説明する。図13では、入力交流電圧ACをダイオードブリッジDBで全波整流し、インダクタL1、スイッチング素子Q1、ダイオードD1、コンデンサC1よりなるチョッパ回路によって、コンデンサC1の両端に所定の直流電圧Vdcを得ている。スイッチング素子Q2、Q3、コンデンサC3よりなるインバータ回路は、直流電圧Vdcをスイッチング素子Q2、Q3によって高周波でスイッチングすることにより高周波の交流電圧に変換するものである。   Next, a specific example of an electronic ballast that detects the output power to the discharge lamp and performs feedback control will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the input AC voltage AC is full-wave rectified by a diode bridge DB, and a predetermined DC voltage Vdc is obtained across the capacitor C1 by a chopper circuit including an inductor L1, a switching element Q1, a diode D1, and a capacitor C1. . The inverter circuit including the switching elements Q2 and Q3 and the capacitor C3 converts the DC voltage Vdc into a high-frequency AC voltage by switching the DC voltage Vdc at a high frequency with the switching elements Q2 and Q3.

ここで、抵抗R1は、スイッチング素子Q3に流れる電流を検出し、検出される電流の平均値によってインバータ回路から出力される電力を等価的に検出するものである。また、インダクタL2、コンデンサC2、および放電灯DLからなる負荷回路は、インバータ回路によって変換された高周波交流電圧を、インダクタL2、コンデンサC2の共振によって略正弦波状に変換し、放電灯DLに所定の電力を供給するものである。   Here, the resistor R1 detects the current flowing through the switching element Q3, and equivalently detects the power output from the inverter circuit based on the average value of the detected current. In addition, the load circuit including the inductor L2, the capacitor C2, and the discharge lamp DL converts the high-frequency AC voltage converted by the inverter circuit into a substantially sine wave shape by the resonance of the inductor L2 and the capacitor C2, and supplies the discharge lamp DL with a predetermined voltage. It supplies power.

図13の回路では、抵抗R1によって検出されたインバータ出力電力は、抵抗R2を介してオペアンプOP1の反転入力端子(−)に入力され、指令値電圧VrefはオペアンプOP1の非反転入力端子(+)に入力される。オペアンプOP1は二つの入力信号を比較し、その誤差が小さくなるようにオペアンプOP1の出力電圧を変化させる。オペアンプOP1の出力端子は、電圧制御発振器VCOに接続され、オペアンプOP1の出力電圧に応じてインバータ回路の駆動周波数を可変することによりインバータ回路の出力電力を可変し、抵抗R1によって検出されるインバータ回路の出力電力が、指令値電圧Vrefに応じた目標電力と略同一となるようにフィードバック動作を行なうものである。   In the circuit of FIG. 13, the inverter output power detected by the resistor R1 is input to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP1 via the resistor R2, and the command value voltage Vref is input to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP1. Is input. The operational amplifier OP1 compares the two input signals and changes the output voltage of the operational amplifier OP1 so that the error is reduced. The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the voltage controlled oscillator VCO, and the output power of the inverter circuit is varied by varying the drive frequency of the inverter circuit according to the output voltage of the operational amplifier OP1, and the inverter circuit detected by the resistor R1 The feedback operation is performed so that the output power becomes substantially the same as the target power corresponding to the command value voltage Vref.

入力される調光信号に応じて指令値電圧Vrefを可変することにより、調光信号に応じてインバータ回路の出力電力を所望の値に調整することが可能である。このように、フィードバック制御を備えた電子安定器においては、例えば放電灯の特性ばらつきや、周囲温度の変化によって放電灯の特性が変化したような場合においても、略一定の電力を放電灯に供給できるという利点がある。   By varying the command value voltage Vref according to the input dimming signal, it is possible to adjust the output power of the inverter circuit to a desired value according to the dimming signal. In this way, in an electronic ballast equipped with feedback control, for example, even when the characteristics of the discharge lamp change due to variations in the characteristics of the discharge lamp or changes in the ambient temperature, substantially constant power is supplied to the discharge lamp. There is an advantage that you can.

ここで、図14に松下電器産業株式会社製のFHF32蛍光ランプを周囲温度25℃および5℃の環境下において調光したときのランプ電流−ランプ電圧特性のグラフを示す。FHF32蛍光ランプを調光比約25%まで調光するためにはランプ電流を約100mA以下まで下げ、調光比約5%まで調光するにはランプ電流を約20mA以下まで下げる必要がある。しかしながら、図14に示すように、周囲温度が低下するとランプ特性は大きく変わり、特に調光比25%から5%までの領域では低温時のランプ電圧の変化が大きいために蛍光ランプの正常な点灯維持が難しくなる。この結果、安定器がランプを点灯維持するための電圧を供給することができず、出力が急激に変動し、ランプの調光特性が不連続となる現象(以下、ジャンプ現象と呼ぶ)や、ランプが完全に消灯してしまう現象(以下、立消え現象と呼ぶ)が発生する。   Here, FIG. 14 shows a graph of lamp current-lamp voltage characteristics when a FHF32 fluorescent lamp manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. is dimmed in an environment of ambient temperatures of 25 ° C. and 5 ° C. In order to dim the FHF32 fluorescent lamp to a dimming ratio of about 25%, the lamp current needs to be lowered to about 100 mA or less, and in order to dim the dimming ratio to about 5%, the lamp current needs to be lowered to about 20 mA or less. However, as shown in FIG. 14, when the ambient temperature decreases, the lamp characteristics change greatly. Particularly, in the region where the dimming ratio is 25% to 5%, the lamp voltage changes greatly at low temperatures, so that the fluorescent lamp operates normally. It becomes difficult to maintain. As a result, the ballast cannot supply a voltage for maintaining the lamp on, the output fluctuates rapidly, and the dimming characteristics of the lamp become discontinuous (hereinafter referred to as a jump phenomenon), A phenomenon that the lamp is completely extinguished (hereinafter referred to as the extinction phenomenon) occurs.

特に低温時において、このようなジャンプ現象や、立消え現象が発生した場合、フィードバック制御は出力を増加させるように動作するが、再び出力が急激に増加するため、正常なフィードバック動作が行なえず、図15に示すようにランプの出力が周期的に変動する振動現象が発生する。   In particular, when such a jump phenomenon or disappearance phenomenon occurs at low temperatures, the feedback control operates to increase the output, but the output increases rapidly again, so normal feedback operation cannot be performed. As shown in FIG. 15, a vibration phenomenon in which the output of the lamp fluctuates periodically occurs.

図15は松下電器産業株式会社製のFHF32蛍光灯を周囲温度0℃の環境下において、調光比約20%で調光点灯させたときの波形である。このようなフィードバック制御による出力の振動現象は、フィードバック制御回路の応答速度が速い場合、より具体的には図13に示す抵抗R2の抵抗値とコンデンサC4の容量値との積で決まる時定数が、インバータ回路の動作周期に近い場合には図15(a)に示すように放電灯出力の振動振幅は比較的安定しやすい傾向にある。   FIG. 15 shows a waveform when an FHF32 fluorescent lamp manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. is dimmed and lit at a dimming ratio of about 20% in an environment with an ambient temperature of 0 ° C. The oscillation phenomenon of the output by such feedback control has a time constant determined by the product of the resistance value of the resistor R2 and the capacitance value of the capacitor C4 shown in FIG. 13 when the response speed of the feedback control circuit is fast. When the operation period of the inverter circuit is close, the vibration amplitude of the discharge lamp output tends to be relatively stable as shown in FIG.

しかしながら、放電灯を定格電力付近で点灯すると抵抗R1に発生する検出電圧の振幅が大きくなり、オペアンプOP1に過大な信号が入力され、インバータ回路の動作周波数付近でのオペアンプOP1の増幅率が比較的大きいことや、オペアンプOP1の応答の遅れ、出力電流供給能力が足りなくなることなどによってオペアンプOP1の出力電圧が異常発振してしまい、正常なフィードバック制御が行なえないという課題があった。このため、調光時の出力を十分に安定化するためにフィードバック制御回路の応答速度を速くするには限界があった。   However, when the discharge lamp is turned on near the rated power, the amplitude of the detection voltage generated in the resistor R1 increases, an excessive signal is input to the operational amplifier OP1, and the amplification factor of the operational amplifier OP1 near the operating frequency of the inverter circuit is relatively high. The output voltage of the operational amplifier OP1 oscillates abnormally due to its large size, delay in the response of the operational amplifier OP1, lack of output current supply capability, etc., and there is a problem that normal feedback control cannot be performed. For this reason, there is a limit to increasing the response speed of the feedback control circuit in order to sufficiently stabilize the output during dimming.

また、図15(b)、(c)に示すようにフィードバック制御回路の応答速度が比較的遅い場合には定格電力付近でのオペアンプOP1の異常発振は発生しないが、調光時において放電灯出力の周期的な振動振幅が大きくなる。このとき、出力が変動する周期や振幅は、フィードバック制御回路の応答速度の他、インバータ回路や放電灯の過渡応答速度によって決まるため、外乱要因等の影響により出力変動周期、および振幅が微妙に変動し、低温時においてちらつきを生じてしまうという欠点があった。   Further, as shown in FIGS. 15B and 15C, when the response speed of the feedback control circuit is relatively slow, abnormal oscillation of the operational amplifier OP1 does not occur near the rated power, but the discharge lamp output is dimmed. The periodic vibration amplitude of increases. At this time, the cycle and amplitude at which the output fluctuates depends on the response speed of the feedback control circuit and the transient response speed of the inverter circuit and discharge lamp, so the output fluctuation cycle and amplitude vary slightly due to the influence of disturbance factors. However, there is a drawback that flickering occurs at low temperatures.

また、特に低温時における放電灯のジャンプ現象や、立消え現象を防止する他の従来例として、特開平6−76979号公報に開示されている技術がある。これは、放電灯に周期的にパルス状の電圧を印加し、ちらつき等の不安定現象を回避し、低光束まで安定した放電が維持できるようにしたものである。   As another conventional example for preventing the discharge lamp jump phenomenon and the extinction phenomenon particularly at low temperatures, there is a technique disclosed in JP-A-6-76979. This is a technique in which a pulsed voltage is periodically applied to the discharge lamp to avoid unstable phenomena such as flickering and to maintain a stable discharge up to a low luminous flux.

具体的には、放電灯に高周波電力を供給する高周波電源回路を備え、入力される調光信号に応じて調光制御部を用いて放電灯に供給する電力を可変することにより放電灯の調光を行うと共に、ランプ動作ポイント切り換え制御部を用いて放電灯に供給する電力の出力状態を周期的に切り替えることにより、パルス状の電圧波形を放電灯に周期的に印加し、放電灯を安定に点灯させるようにしたものである。しかしながら、本従来例では出力のフィードバック制御機能を備えていないため、放電灯の特性ばらつきや、周囲温度の変化によって放電灯の特性が変化し、出力の変動が大きくなるという課題があった。
特開平6−302393号公報 特開平6−311753号公報 特開平6−76979号公報
Specifically, a high-frequency power supply circuit that supplies high-frequency power to the discharge lamp is provided, and the electric power supplied to the discharge lamp is varied using a dimming control unit according to the input dimming signal, thereby adjusting the discharge lamp. Light is applied and the output state of the power supplied to the discharge lamp is periodically switched using the lamp operation point switching control unit, whereby a pulsed voltage waveform is periodically applied to the discharge lamp to stabilize the discharge lamp. It is made to light up. However, since this conventional example does not have an output feedback control function, there is a problem that the characteristics of the discharge lamp change due to variations in the characteristics of the discharge lamp or changes in the ambient temperature, resulting in large fluctuations in output.
JP-A-6-302393 JP-A-6-311753 JP-A-6-76979

本発明は、上述の背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、放電灯の調光を行なう放電灯点灯装置において、周囲温度が低下した場合においても、放電灯出力の変動を抑制し、ちらつきや立消えなどの不具合を生じることなく、安定した調光を行なえるようにすることにある。   The present invention has been invented in view of the above-described background art, and its problem is that, in a discharge lamp lighting device that performs dimming of a discharge lamp, fluctuations in the discharge lamp output even when the ambient temperature decreases. It is to suppress light and to perform stable dimming without causing problems such as flickering and disappearance.

本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図1に示すように、交流電源ACからの入力電圧を整流する整流器DBと、整流器から出力される脈流電圧を平滑する直流電源部(昇圧チョッパ回路6及び平滑コンデンサC1)と、少なくとも一つのスイッチング素子Q2,Q3により構成され、前記直流電源部から出力される直流平滑電圧Vdcを入力し高周波電圧へ変換するインバータ部4と、少なくとも一つのインダクタL2、コンデンサC2を含んで構成され、前記インバータ部4から出力される高周波電圧を入力し、共振作用によって放電灯DLを点灯する共振負荷部5と、前記インバータ部4のスイッチング素子Q2,Q3のオンオフ制御信号を生成し、駆動信号を出力するインバータ制御手段Aと、外部から入力される調光信号に応じて前記インバータ制御手段Aで生成されるオンオフ制御信号を可変する調光制御部と、を備えた放電灯点灯装置において、前記調光制御部は、放電灯DLの電気的出力を検出する出力検出手段(抵抗R1)と、入力される調光信号に応じて調光指令値を設定する調光信号設定手段(調光信号生成回路9)と、前記出力検出手段から出力される検出信号と調光信号設定手段から出力される調光指令値とを比較演算し、この演算結果に応じて前記インバータ制御手段Aで生成されるオンオフ信号を可変するフィードバック制御手段Bを有し、前記放電灯DLにパルス状高電圧を所定の周期で印加するパルス電圧重畳手段Cを設けたことを特徴とするものである。   In the present invention, in order to solve the above problem, as shown in FIG. 1, a rectifier DB that rectifies an input voltage from an AC power supply AC, and a DC power supply that smoothes a pulsating voltage output from the rectifier. Part (step-up chopper circuit 6 and smoothing capacitor C1) and at least one switching element Q2, Q3, and an inverter part 4 for inputting the DC smoothed voltage Vdc output from the DC power supply part and converting it into a high-frequency voltage; A resonance load unit 5 that includes at least one inductor L2 and a capacitor C2, inputs a high-frequency voltage output from the inverter unit 4 and lights the discharge lamp DL by a resonance action, and a switching element of the inverter unit 4 Inverter control means A that generates on / off control signals for Q2 and Q3 and outputs drive signals, and dimming input from the outside And a dimming control unit that varies the on / off control signal generated by the inverter control means A according to the signal, the dimming control unit detects an electrical output of the discharge lamp DL Output detection means (resistor R1), a dimming signal setting means (dimming signal generation circuit 9) for setting a dimming command value according to the input dimming signal, and detection output from the output detection means A feedback control means B for comparing the signal and the dimming command value output from the dimming signal setting means, and varying the on / off signal generated by the inverter control means A according to the calculation result, A pulse voltage superimposing means C for applying a pulsed high voltage to the discharge lamp DL at a predetermined cycle is provided.

このように、請求項1の発明にあっては、放電灯の点灯状態を検出し、入力される調光信号に応じて、放電灯が所定の出力となるようにフィードバック制御を行なう放電灯点灯装置において、放電灯に周期的にパルス状電圧を印加するパルス電圧重畳手段を設けることにより、特に低温時のちらつきや立消えといった不安定現象を改善したものである。   Thus, according to the first aspect of the present invention, the discharge lamp lighting that detects the lighting state of the discharge lamp and performs feedback control so that the discharge lamp has a predetermined output in accordance with the input dimming signal. In the apparatus, by providing a pulse voltage superimposing means for periodically applying a pulsed voltage to the discharge lamp, instability phenomenon such as flickering and extinction at a low temperature is improved.

請求項1の発明によれば、放電灯の出力を略一定に制御するフィードバック制御手段と、特に低温時のちらつきや立消えを防止するパルス電圧重畳手段の双方を備えているので、周囲温度低下に伴う放電灯出力の低下を抑制するとともに、ちちつきや立消えの発生を防止することができる。   According to the invention of claim 1, since both the feedback control means for controlling the output of the discharge lamp substantially constant and the pulse voltage superimposing means for preventing flickering and extinction especially at low temperatures are provided, the ambient temperature is lowered. It is possible to suppress the accompanying decrease in the discharge lamp output and to prevent the occurrence of flickering or extinction.

また、請求項2〜3の発明によれば、特に低温時に発生するフィードバック制御の変動周期と、パルス状電圧の印加周期を同期させることにより、ジャンプ現象時のちらつきや、フィードバック制御応答性等とパルス周期との不整合によるちらつきを改善できる。   Further, according to the inventions of claims 2 to 3, flickering at the time of a jump phenomenon, feedback control responsiveness, etc. are obtained by synchronizing the fluctuation cycle of feedback control that occurs particularly at low temperatures and the application cycle of the pulse voltage. Flicker due to mismatch with the pulse period can be improved.

さらに、請求項4〜5の発明によれば、放電灯に印加するパルス状電圧の印加周期、パルス高さ、パルス幅のより好ましい条件を有するので、より安定した調光を行なえる。   Further, according to the inventions of claims 4 to 5, since more preferable conditions of the application period, pulse height, and pulse width of the pulse voltage applied to the discharge lamp are provided, more stable light control can be performed.

(実施の形態1)
以下、本発明の第1の実施の形態に係る放電灯点灯装置を図1、図2、図3に基づいて説明する。図1は本実施の形態の回路図を示しており、図2、図3は制御部7の詳細を示している。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. FIG. 1 shows a circuit diagram of the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 show details of the control unit 7.

まず、図1に基づいて、放電灯点灯装置1の構成を説明する。本実施の形態の放電灯点灯装置1は、商用電源ACに接続されるダイオードブリッジDBと昇圧チョッパ回路6と電解コンデンサC1とからなるAC−DCコンバータ3と、ハーフブリッジインバータ4と、共振回路5と、制御部7と、固定抵抗器R1と、放電灯DL(以下、放電ランプDLという)と調光信号生成回路9と、を備えている。   First, the configuration of the discharge lamp lighting device 1 will be described with reference to FIG. The discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment includes an AC-DC converter 3 including a diode bridge DB, a step-up chopper circuit 6 and an electrolytic capacitor C1, which are connected to a commercial power supply AC, a half-bridge inverter 4, and a resonance circuit 5. A control unit 7, a fixed resistor R1, a discharge lamp DL (hereinafter referred to as a discharge lamp DL), and a dimming signal generation circuit 9.

点灯回路2はAC−DCコンバータ3と、ハーフブリッジインバータ4と、共振回路5で構成されている。また、制御部7は、昇圧チョッパ回路6のスイッチング素子Q1を制御するチョッパ制御回路8、スイッチング素子Q2,Q3の駆動周波数制御回路であるA回路、フィードバック制御手段であるB回路、および、パルス電圧重畳手段であるC回路を備えている。   The lighting circuit 2 includes an AC-DC converter 3, a half bridge inverter 4, and a resonance circuit 5. The control unit 7 also includes a chopper control circuit 8 that controls the switching element Q1 of the boost chopper circuit 6, an A circuit that is a drive frequency control circuit for the switching elements Q2 and Q3, a B circuit that is feedback control means, and a pulse voltage. A C circuit as superimposing means is provided.

なお、商用電源ACは、商用の交流電源であり、その電圧は、例えば100Vや200V、その周波数は50Hzや60Hzなどである。   The commercial power source AC is a commercial AC power source, and its voltage is, for example, 100 V or 200 V, and its frequency is 50 Hz or 60 Hz.

AC−DCコンバータ3は、商用電源ACの電源電圧を全波整流するダイオードブリッジDBと、ダイオードブリッジDBの出力を昇圧する昇圧チョッパ回路6とその出力電圧を平滑する電解コンデンサC1とを備えているが、昇圧チョッパ回路6は、その他、降圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路、あるいは昇圧チョッパ回路と降圧チョッパ回路とを直列に接続した回路などを用いてもよい。要は、ある交流電圧を別の直流電圧に変換するものであれば、どのような回路構成でも構わない。   The AC-DC converter 3 includes a diode bridge DB that full-wave rectifies the power supply voltage of the commercial power supply AC, a boost chopper circuit 6 that boosts the output of the diode bridge DB, and an electrolytic capacitor C1 that smoothes the output voltage. However, the step-up chopper circuit 6 may be a step-down chopper circuit, a step-up / step-down chopper circuit, or a circuit in which a step-up chopper circuit and a step-down chopper circuit are connected in series. In short, any circuit configuration may be used as long as it converts a certain AC voltage into another DC voltage.

ハーフブリッジインバータ4は、AC−DCコンバータ3の出力端子間に接続されたスイッチング素子Q2、Q3の直列回路を有し、このスイッチング素子Q2、Q3のスイッチング信号を供給するための制御部7が接続され、ハーフブリッジインバータ4のスイッチング素子Q2、Q3の接続点から共振回路5が接続され、スイッチング素子Q3の低電位(ソース)側にハーフブリッジインバータ4に流れる電流を電圧に変換して検出し、制御部7に入力するための固定抵抗器R1が接続されている。   The half-bridge inverter 4 has a series circuit of switching elements Q2 and Q3 connected between output terminals of the AC-DC converter 3, and a control unit 7 for supplying switching signals of the switching elements Q2 and Q3 is connected to the half-bridge inverter 4. The resonance circuit 5 is connected from the connection point of the switching elements Q2 and Q3 of the half-bridge inverter 4, and the current flowing through the half-bridge inverter 4 is detected by converting the current flowing through the half-bridge inverter 4 to the low potential (source) side of the switching element Q3. A fixed resistor R1 for input to the control unit 7 is connected.

すなわち、AC−DCコンバータ3によって得られた直流電圧Vdcは、ハーフブリッジインバータ4の高周波スイッチング動作によって高周波の矩形波交流電圧に変換され、ハーフブリッジインバータ4のスイッチング素子Q2、Q3の接続点に出力される。この矩形波交流電圧が共振回路5に入力されることによって共振作用による略正弦波の電圧が生じ、放電ランプDLの両端に印加され、放電ランプDLが点灯している。このとき、スイッチング素子Q3に流れる電流を固定抵抗器R1によって変換した電圧を制御部7にフィードバックしている。   That is, the DC voltage Vdc obtained by the AC-DC converter 3 is converted into a high-frequency rectangular wave AC voltage by the high-frequency switching operation of the half-bridge inverter 4 and output to the connection point of the switching elements Q2 and Q3 of the half-bridge inverter 4. Is done. When this rectangular wave AC voltage is input to the resonance circuit 5, a substantially sinusoidal voltage is generated due to a resonance action and applied to both ends of the discharge lamp DL, and the discharge lamp DL is lit. At this time, a voltage obtained by converting the current flowing through the switching element Q3 by the fixed resistor R1 is fed back to the control unit 7.

放電ランプDLを点灯させる電力を決めているのは、外部からの調光信号に応じて調光信号生成回路9によって可変される直流電圧Vrefが生成され、この直流電圧Vrefが制御部7に入力されている。   The power for turning on the discharge lamp DL is determined by generating a DC voltage Vref that is variable by the dimming signal generation circuit 9 in accordance with an external dimming signal, and this DC voltage Vref is input to the control unit 7. Has been.

つぎに、制御部7は、図1及び図2、図3に示すように、A回路、B回路、C回路を備えている。
A回路はスイッチング素子Q2,Q3の駆動周波数制御回路であり、B回路はフィードバック制御回路であり、図2に示すように固定抵抗器R1によって検出された出力検出信号が入力抵抗R2を介してオペアンプOP1の反転入力端子に入力されるとともに、調光信号生成回路9によって生成された調光信号VrefがオペアンプOP1の非反転入力端子に入力されている。また、オペアンプOP1の出力端子と反転入力端子の間に互いに並列に接続された帰還抵抗R4及びコンデンサC4が接続されており、検出信号と調光信号Vrefの電圧レベルが常に略同一となるように駆動周波数制御回路Aを制御し、スイッチング素子Q1,Q2の駆動周波数を調整する制御(フィードバック制御)を行うものである。
Next, as shown in FIGS. 1, 2, and 3, the control unit 7 includes an A circuit, a B circuit, and a C circuit.
The A circuit is a drive frequency control circuit for the switching elements Q2 and Q3, and the B circuit is a feedback control circuit. As shown in FIG. 2, the output detection signal detected by the fixed resistor R1 is connected to the operational amplifier via the input resistor R2. In addition to being input to the inverting input terminal of OP1, the dimming signal Vref generated by the dimming signal generation circuit 9 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. Further, a feedback resistor R4 and a capacitor C4 connected in parallel with each other are connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1, so that the voltage levels of the detection signal and the dimming signal Vref are always substantially the same. Control (feedback control) is performed to control the drive frequency control circuit A and adjust the drive frequency of the switching elements Q1, Q2.

C回路はパルス信号をA回路に供給するための制御信号を出力する回路を備えている。A回路に対して、C回路から周期的なパルス状の信号電圧Vpcを供給することでインバータ回路4の駆動周波数を周期的に変動させ、これにより放電ランプDLに印加される高周波電圧(ランプ電圧)を周期的に変動させることにより、パルス状の高電圧(パルス電圧)を放電ランプDLの両端に印加している。   The C circuit includes a circuit that outputs a control signal for supplying a pulse signal to the A circuit. By supplying a periodic pulse-like signal voltage Vpc from the C circuit to the A circuit, the drive frequency of the inverter circuit 4 is periodically varied, and thereby a high frequency voltage (lamp voltage) applied to the discharge lamp DL. ) Is periodically changed to apply a pulsed high voltage (pulse voltage) to both ends of the discharge lamp DL.

C回路の具体構成例を図3に示す。図3に示すように、C回路は、A回路に接続されたオペアンプからなる第1のバッファB1と、第1のバッファB1の入力端(オペアンプの非反転入力端)に互いのカソードが接続されたダイオードD2,D3と、オペアンプからなりその出力端が一方のダイオードD2のアノードに接続された第2のバッファB2と、オペアンプからなりその出力端が他方のダイオードD3のアノードに接続された第3のバッファB3とで構成される。   A specific configuration example of the C circuit is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the C circuit has a first buffer B1 made of an operational amplifier connected to the A circuit and a cathode connected to the input terminal of the first buffer B1 (the non-inverting input terminal of the operational amplifier). A second buffer B2 made of an operational amplifier and having an output terminal connected to the anode of one diode D2, and a third buffer having an output terminal connected to the anode of the other diode D3. Buffer B3.

第2のバッファB2の入力端には図4(a)に示すような直流電圧信号Vrefが入力され、第3のバッファB3の入力端には図4(b)に示すような周期T1、パルス幅t1のパルス信号Vplが入力されており、図4(c)に実線で示すようにこれら2種類の信号をダイオードD2,D3によって合成した信号(以下、「パルス電圧指令信号」と呼ぶ)Vpcが第1のバッファB1を介してA回路に与えられる。これにより、入力される調光信号に応じてパルス電圧指令信号Vpcの振幅を可変することにより、調光レベルに応じたパルス電圧振幅の制御が可能となる。   A DC voltage signal Vref as shown in FIG. 4A is input to the input terminal of the second buffer B2, and a pulse having a cycle T1 and a pulse as shown in FIG. 4B is input to the input terminal of the third buffer B3. A pulse signal Vpl of width t1 is inputted, and a signal (hereinafter referred to as “pulse voltage command signal”) Vpc obtained by synthesizing these two kinds of signals by diodes D2 and D3 as indicated by a solid line in FIG. Is supplied to the A circuit via the first buffer B1. Thus, by varying the amplitude of the pulse voltage command signal Vpc in accordance with the input dimming signal, it is possible to control the pulse voltage amplitude in accordance with the dimming level.

駆動周波数制御回路であるA回路は、B回路から入力される出力電圧レベルによりスイッチング素子Q2、Q3の駆動周波数を調光比に応じた値にフィードバック制御するとともに、C回路から入力されるパルス電圧指令信号Vpcのパルス電圧指令信号振幅に応じた周波数分だけ駆動周波数を低い値に周期的に変化させる。その結果、図9に示すように、駆動周波数を周期的にfbからfaへと変化したときに、インバータ回路4から共振回路5を介して放電ランプDLに印加されるランプ電圧Vlaが増大し、放電ランプDLにパルス電圧が印加されることになる。   The A circuit, which is a drive frequency control circuit, feedback-controls the drive frequency of the switching elements Q2, Q3 to a value corresponding to the dimming ratio according to the output voltage level input from the B circuit, and the pulse voltage input from the C circuit. The drive frequency is periodically changed to a low value by a frequency corresponding to the pulse voltage command signal amplitude of the command signal Vpc. As a result, as shown in FIG. 9, when the drive frequency is periodically changed from fb to fa, the lamp voltage Vla applied to the discharge lamp DL from the inverter circuit 4 through the resonance circuit 5 increases. A pulse voltage is applied to the discharge lamp DL.

ここで、本構成による、放電ランプDLヘの出力電圧波形を図5に示す。図5は、ランプ電圧Vlaに対して、約1.6msecの周期T1でパルス電圧を印加した場合の例であり、高周波(数10kHz)のランプ電圧の包絡線がT1の周期でパルス的に増大することで実質的にパルス電圧が印加されていることが分かる。このパルス電圧を印加する周期は通常、約10msec以下とすることにより、パルス電圧の印加による出力の変動をちらつきとして目に感じないようにすることができる。   Here, the output voltage waveform to the discharge lamp DL according to this configuration is shown in FIG. FIG. 5 shows an example in which a pulse voltage is applied to the lamp voltage Vla at a period T1 of about 1.6 msec, and the envelope of the lamp voltage at a high frequency (several tens of kHz) increases in a pulse manner at the period of T1. By doing so, it can be seen that a pulse voltage is substantially applied. The period of applying this pulse voltage is usually about 10 msec or less, so that fluctuations in the output due to the application of the pulse voltage can be prevented from flickering.

本実施形態においては、上述のように出力検出信号と調光信号の電圧レベルが常に等しくなるようにインバータ回路4の駆動周波数を調整するフィードバック制御をB回路で行っているため、低温時においても、放電ランプDLの出力が低下することを抑制することができ、また、パルス電圧の周期的な印加によって、低温時のジャンプ現象や立ち消えといった不具合が発生することを抑制できるという利点がある。   In the present embodiment, the feedback control for adjusting the drive frequency of the inverter circuit 4 is performed by the B circuit so that the voltage levels of the output detection signal and the dimming signal are always equal as described above. There is an advantage that the output of the discharge lamp DL can be suppressed from being lowered, and the occurrence of problems such as a jump phenomenon and extinction at a low temperature can be suppressed by periodically applying a pulse voltage.

(実施の形態2)
以下、本発明の第2の実施の形態を図6、図7を参照して説明する。回路構成については上述の図1と同様である。この実施の形態では、特にパルス状電圧の印加周期を最適化することにより、フィードバック制御とパルス状電圧印加条件との不整合によるちらつきの発生を防止し、より安定した調光性能を得ることができる。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The circuit configuration is the same as in FIG. In this embodiment, in particular, by optimizing the application period of the pulse voltage, it is possible to prevent flickering due to mismatch between the feedback control and the pulse voltage application condition, and to obtain more stable dimming performance. it can.

図6はフィードバック制御のみ(パルス電圧の重畳なし)で松下電器産業株式会社製のFHF32蛍光灯を周囲温度0℃の環境下において、調光比約20%で調光点灯させたときのランプ電圧波形である。   FIG. 6 shows the lamp voltage when the FHF32 fluorescent lamp manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. is dimmed and lit at a dimming ratio of about 20% in an environment of an ambient temperature of 0 ° C. with only feedback control (no pulse voltage superposition). It is a waveform.

図7はパルス電圧の印加周期T1を変化させた時のランプ電圧波形とオペアンプOP1の出力電圧波形、さらにちらつき発生状況の目視確認をした結果を示している。(ここでは代表例としてパルス電圧の印加周期が3.2msec、2.5msec、1.6msecの測定結果を示す。)   FIG. 7 shows the result of visual confirmation of the ramp voltage waveform, the output voltage waveform of the operational amplifier OP1, and the flicker occurrence state when the pulse voltage application period T1 is changed. (Here, as a typical example, measurement results of pulse voltage application periods of 3.2 msec, 2.5 msec, and 1.6 msec are shown.)

図6に示すように、フィードバック制御のみ(パルス電圧の重畳なし)の状態においては、従来例で説明したように、ジャンプ現象の発生によりフィードバック制御が振動し、約3.2msecの周期(以下、T2とする)で出力が周期的に振動し、ちらつきが発生した。   As shown in FIG. 6, in the state of only the feedback control (no superposition of the pulse voltage), as explained in the conventional example, the feedback control vibrates due to the occurrence of the jump phenomenon, and has a period of about 3.2 msec (hereinafter, The output oscillates periodically and flickers.

本実施の形態においては、図7に示すように、パルス印加周期が3.2msec、1.6msecの場合はちらつきが発生しなかったのに対して2.5msecの時はちらつきが発生した。これは、パルス印加周期T1が3.2msec、1.6msecではフィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期(T2=約3.2msec)に対してパルス印加周期がほぼ同期しており、オペアンプの出力電圧も安定しているためである。つまり、パルス印加周期T1が3.2msecではフィードバック制御のみによるランプ電圧振動の1周期に対してパルス電圧を1回、1.6msecではランプ電圧振動の1周期に対してパルス電圧を2回印加させることでちらつきもなく、オペアンプの出力電圧も安定動作をしている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, no flicker occurred when the pulse application period was 3.2 msec or 1.6 msec, whereas flicker occurred when the pulse application period was 2.5 msec. This is because when the pulse application cycle T1 is 3.2 msec and 1.6 msec, the pulse application cycle is substantially synchronized with the oscillation cycle of the lamp voltage only by feedback control (T2 = about 3.2 msec), and the output voltage of the operational amplifier It is because it is also stable. That is, when the pulse application cycle T1 is 3.2 msec, the pulse voltage is applied once for one cycle of the ramp voltage oscillation only by feedback control, and when 1.6 msec, the pulse voltage is applied twice for one cycle of the ramp voltage oscillation. There is no flickering, and the output voltage of the operational amplifier is stable.

しかし、パルス電圧の印加周期T1が2.5msecの場合は、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期T2に対してパルス電圧の印加周期T1が同期していないため、オペアンプの出力電圧が不安定となり、ちらつきが発生していることがわかる。つまり、フィードバック制御の応答とパルス電圧の印加周期との不整合によって、フィードバック制御が不安定となり、パルスを印加することによって逆にちらつきを発生していることになる。   However, when the pulse voltage application period T1 is 2.5 msec, the output voltage of the operational amplifier becomes unstable because the pulse voltage application period T1 is not synchronized with the oscillation period T2 of the lamp voltage by only feedback control. It can be seen that flickering occurs. In other words, the feedback control becomes unstable due to the mismatch between the feedback control response and the pulse voltage application cycle, and flickering occurs when the pulse is applied.

以上のことからフィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期T2に対してパルス電圧の印加周期T1を同期させることにより、フィードバック制御の応答と、パルス電圧の印加周期の不整合によるちらつきの発生を抑制できることがわかる。   From the above, by synchronizing the pulse voltage application period T1 with the lamp voltage oscillation period T2 by only feedback control, it is possible to suppress the occurrence of flickering due to feedback control response and pulse voltage application period mismatch. I understand.

本実施の形態によると、フィードバック振動周期T2に対して、パルス電圧の印加周期T1を略1/N倍(Nは1以上の整数)とすることにより、低温時においてもちらつきの発生を抑制し、安定な放電ランプの調光を行なうことができる。なお、フィードバック振動周期T2に対して、パルス電圧の印加周期T1を略N倍(Nは1以上の整数)とした場合においても、同様の原理により、フィードバック制御の応答と、パルス電圧の印加周期を整合させることができるから、低温時においてもちらつきの発生を抑制し、安定な放電ランプの調光を行なうことができる。   According to the present embodiment, the pulse voltage application period T1 is set to approximately 1 / N times (N is an integer of 1 or more) with respect to the feedback vibration period T2, thereby suppressing the occurrence of flicker even at low temperatures. Therefore, stable dimming of the discharge lamp can be performed. Even when the pulse voltage application period T1 is approximately N times (N is an integer equal to or greater than 1) with respect to the feedback vibration period T2, the feedback control response and the pulse voltage application period are based on the same principle. Therefore, the occurrence of flickering can be suppressed even at low temperatures, and stable dimming of the discharge lamp can be performed.

(実施の形態3)
以下、本発明の第3の実施形態を図8を参照して説明する。この実施の形態では、特にパルス状電圧の印加条件(印加周期、パルス高さ、パルス幅、等)を最適化することにより、フィードバック制御とパルス状電圧印加条件との不整合によるちらつきの発生を防止し、より安定した調光性能を得ることができる。
(Embodiment 3)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, flickering due to mismatch between the feedback control and the pulse voltage application condition is achieved by optimizing the pulse voltage application conditions (application period, pulse height, pulse width, etc.). And more stable light control performance can be obtained.

図8は松下電器産業株式会社製のFHF32蛍光灯を周囲温度0℃の環境下において、調光比約20%で調光点灯させた状態において、パルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比を3%〜50%まで変化させ、パルス印加ピーク電圧値Vo−pをランプ電圧実効値(Vrms)の約4.0倍まで変化させた時のちらつきの発生状況を観測した結果である。   FIG. 8 shows the duty ratio of the pulse application interval t1 with respect to the pulse application period T1 in a state where a FHF32 fluorescent lamp manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. is lit with a dimming ratio of about 20% in an environment of an ambient temperature of 0 ° C. Is a result of observing the occurrence of flicker when the pulse application peak voltage value Vo-p is changed to about 4.0 times the lamp voltage effective value (Vrms).

ここで、図8(a)はパルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比が3%の時の結果をグラフに示したものである。図8(b)はパルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比が5%の時の結果をグラフに示したものである。図8(c)はパルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比が10%の時の結果をグラフに示したものである。図8(d)はパルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比を15%から50%まで変化させた時の結果をグラフに示したものである。なお、デューティ比15%から50%まではほぼ同様の結果が得られたため、図8(d)に示す1つのグラフに結果を示す。   Here, FIG. 8A is a graph showing the results when the duty ratio of the pulse application interval t1 to the pulse application period T1 is 3%. FIG. 8B is a graph showing the results when the duty ratio of the pulse application section t1 with respect to the pulse application period T1 is 5%. FIG. 8C is a graph showing the results when the duty ratio of the pulse application interval t1 with respect to the pulse application period T1 is 10%. FIG. 8D is a graph showing the results when the duty ratio of the pulse application period t1 with respect to the pulse application period T1 is changed from 15% to 50%. In addition, since the substantially same result was obtained from duty ratio 15% to 50%, a result is shown in one graph shown in FIG.8 (d).

図8(a)〜(d)のグラフにおいて、安定領域はランプ電圧波形、オペアンプ出力電圧波形、ちらつき目視評価全てにおいて安定している場合を“OK”の領域で示しており、ランプ電圧波形、オペアンプ出力電圧波形が不安定となり、ちらつきが確認された領域を灰色で示している。   In the graphs of FIGS. 8A to 8D, the stable region indicates the lamp voltage waveform, the operational amplifier output voltage waveform, and the case where all the flicker visual evaluations are stable in the “OK” region. The region where the operational amplifier output voltage waveform becomes unstable and flicker is confirmed is shown in gray.

図8によると、実施の形態2で説明したように、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期(T2=約3.2msec)に対して、パルス印加周期が1/N倍、もしくはN倍(Nは1以上の整数)の近傍で比較的低いパルス電圧でも、ちらつきなく安定に調光できることがわかる。   According to FIG. 8, as described in the second embodiment, the pulse application period is 1 / N times or N times (N times) the lamp voltage oscillation period (T2 = about 3.2 msec) only by feedback control. It can be seen that dimming can be performed stably without flickering even at a relatively low pulse voltage in the vicinity of 1).

しかしながら、デューティ比が大きいほど、かつパルス印加ピーク電圧が大きいほど、ちらつきなく安定に調光できるパルス印加周期の領域が拡大することがわかる。   However, it can be seen that the larger the duty ratio and the higher the pulse application peak voltage, the wider the pulse application cycle region in which light can be stably adjusted without flickering.

特に、図8(d)に示すように、パルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比を約15%以上とした場合、パルス印加ピーク電圧値(Vo−p)がランプ電圧実効値(Vrms)の約2倍以上の領域では、比較的広いパルス印加周期範囲でちらつきのない安定した調光が可能となり、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期T2に対してパルス印加周期T1を、実質上、同期させる必要がなくなることがわかる。   In particular, as shown in FIG. 8D, when the duty ratio of the pulse application period t1 with respect to the pulse application period T1 is about 15% or more, the pulse application peak voltage value (Vo-p) becomes the lamp voltage effective value (Vrms). ) In a region more than twice as large as possible, stable dimming without flickering is possible in a relatively wide pulse application period range, and the pulse application period T1 is substantially reduced with respect to the lamp voltage oscillation period T2 by only feedback control. It can be seen that there is no need to synchronize.

より具体的には、図8(d)に示す結果より、パルス印加ピーク電圧値(Vo−p)がランプ電圧実効値(Vrms)の約2倍以上3倍以下の領域において、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期(T2)に対してパルス印加周期(T1)がT2≦T1≦N×T2(Nは1以上の整数であり、N×T2≦約10msec)または、1/2×T2≦T1≦3/4×T2の条件を満たす範囲で、安定した調光動作が得られた。   More specifically, based on the result shown in FIG. 8D, only the feedback control is performed in the region where the pulse application peak voltage value (Vo-p) is about 2 to 3 times the lamp voltage effective value (Vrms). The pulse application period (T1) is T2 ≦ T1 ≦ N × T2 (N is an integer of 1 or more, N × T2 ≦ about 10 msec) or 1/2 × T2 ≦ with respect to the lamp voltage oscillation period (T2). Stable dimming operation was obtained within a range satisfying the condition of T1 ≦ 3/4 × T2.

また、パルス印加ピーク電圧値(Vo−p)がランプ電圧実効値(Vrms)の約3倍以上の領域においては、パルス印加周期T1に関わらず安定した調光動作が得られた。しかし、回路部品等への電気的ストレスを考慮するとパルス印加ピーク電圧値(Vo−p)は低い方が好ましく、また、点灯装置の部品ばらつきや放電ランプのばらつき、更にはパルス印加周期のばらつき等を考慮すると、実施の形態2で述べたようにフィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期T2に対してパルス印加周期T1を同期させた方がより好ましいことは言うまでもない。   In addition, in a region where the pulse application peak voltage value (Vo-p) is about three times or more of the lamp voltage effective value (Vrms), a stable dimming operation was obtained regardless of the pulse application period T1. However, considering the electrical stress on the circuit components, it is preferable that the pulse application peak voltage value (Vo-p) is low, and the variation of the components of the lighting device, the variation of the discharge lamp, the variation of the pulse application period, etc. In view of the above, it is needless to say that it is more preferable to synchronize the pulse application period T1 with the oscillation period T2 of the lamp voltage by only feedback control as described in the second embodiment.

本実施の形態によると、パルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比を約15%以上とし、パルス印加ピーク電圧値(Vo−p)がランプ電圧実効値(Vrms)の約2倍以上3倍以下、かつ、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期T2に対してパルス印加周期T1がT2≦T1≦N×T2(Nは1以上の整数)または、1/2×T2≦T1≦3/4×T2の条件を満たすパルス条件、または、パルス印加周期T1に対するパルス印加区間t1のデューティ比を約15%以上とし、パルス印加ピーク電圧値(Vo−p)がランプ電圧実効値(Vrms)の約3倍以上となるパルス条件とすることにより、点灯装置の部品ばらつきや放電ランプのばらつき、パルス印加周期のばらつきの影響を受けにくく、より安定した放電ランプの調光が行なえる放電灯点灯装置を供給することが可能となる。   According to the present embodiment, the duty ratio of the pulse application period t1 with respect to the pulse application period T1 is set to about 15% or more, and the pulse application peak voltage value (Vo-p) is about twice or more the lamp voltage effective value (Vrms) 3 The pulse application period T1 is T2 ≦ T1 ≦ N × T2 (N is an integer equal to or greater than 1) or 1/2 × T2 ≦ T1 ≦ 3 / The pulse condition satisfying the condition of 4 × T2 or the duty ratio of the pulse application section t1 with respect to the pulse application cycle T1 is set to about 15% or more, and the pulse application peak voltage value (Vo-p) is the lamp voltage effective value (Vrms). By setting the pulse condition to be about 3 times or more, it is less affected by variations in lighting device components, discharge lamp variations, and pulse application cycle. Dimming boss had discharge lamp becomes possible to supply the lamp lighting device release performed.

(実施の形態4)
以下、本発明の第4の実施形態を図10を参照して説明する。フィードバック制御によって発生するランプ電圧の振動は、図2におけるフィードバック制御手段Bを構成するオペアンプOP1およびその周辺部品(コンデンサC4、抵抗R2、R4)によって決まるフィードバック制御回路の周波数応答特性によってその振動周期が変動する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The oscillation of the lamp voltage generated by the feedback control has its oscillation cycle depending on the frequency response characteristic of the feedback control circuit determined by the operational amplifier OP1 and its peripheral components (capacitor C4, resistors R2, R4) constituting the feedback control means B in FIG. fluctuate.

ここで、フィードバック制御によるランプ電圧の振動周期が約10msec以下となるようにフィードバック制御回路の周波数応答特性を設定することにより、ランプ電圧の振動によって発生する光出力の振動が目に感じられにくくなり、ちらつきを抑制することが可能となる。図10は、例えばR2=10kΩ、R4=1000kΩ、C4=18nFとした時のフィードバック制御回路の周波数応答特性を示したものである。図10に示すように、低周波領域でのフィードバックゲインを高くすることにより、ランプ電圧の振動周期を短くし、ちらつきを抑制することができる。   Here, by setting the frequency response characteristics of the feedback control circuit so that the lamp voltage oscillation period by the feedback control is about 10 msec or less, the vibration of the light output generated by the lamp voltage oscillation is less noticeable to the eyes. , Flicker can be suppressed. FIG. 10 shows the frequency response characteristics of the feedback control circuit when R2 = 10 kΩ, R4 = 1000 kΩ, and C4 = 18 nF, for example. As shown in FIG. 10, by increasing the feedback gain in the low frequency region, the oscillation cycle of the lamp voltage can be shortened and flickering can be suppressed.

より具体的には、図10に示すように、フィードバックゲインの周波数特性が、1kHz以下の周波数帯で0(零)デシベル以上となるようにフィードバック制御手段を構成することにより、ランプ電圧の振動周期が約10msec以下となり、実質的に光出力変動がちらつきとして目に感じられないようにすることができる。また、このとき、放電ランプに印加するパルス電圧の印加周期は、フィードバックによるランプ電圧の振動周期以下とすることにより、パルス電圧の印加周波数に対しては、フィードバックゲインが比較的低い周波数帯となるため、パルス電圧の印加によるフィードバック制御への影響度を小さくすることができる。   More specifically, as shown in FIG. 10, by configuring the feedback control means so that the frequency characteristic of the feedback gain is 0 (zero) decibels or higher in the frequency band of 1 kHz or lower, the oscillation cycle of the lamp voltage is achieved. Is about 10 msec or less, and the light output fluctuation can be substantially prevented from being perceived as flicker. At this time, by applying the pulse voltage application cycle to the discharge lamp below the oscillation cycle of the lamp voltage by feedback, the feedback gain has a relatively low frequency band with respect to the applied frequency of the pulse voltage. Therefore, the degree of influence on the feedback control by applying the pulse voltage can be reduced.

なお、本実施の形態では、図2に示すフィードバック制御回路での説明をおこなったが、回路構成はこれに限定されるものではなく、他の構成であってもよい。   In the present embodiment, the feedback control circuit shown in FIG. 2 has been described. However, the circuit configuration is not limited to this, and other configurations may be used.

本実施の形態によると、フィードバック制御によって発生するランプ電圧の振動によって発生するちらつきを実質的に目に感じられなくすることができる。また、パルス電圧印加によるフィードバック制御への影響を小さくし、パルス電圧印加によるちらつきの発生を抑制することができる。   According to this embodiment, the flicker generated by the oscillation of the lamp voltage generated by the feedback control can be made substantially unnoticeable. Moreover, the influence on the feedback control by applying the pulse voltage can be reduced, and the occurrence of flickering by applying the pulse voltage can be suppressed.

(実施の形態5)
図11は直管型の照明器具20の一例を示しており、放電ランプLpa、Lpbとして、主に施設・店舗用途に用いられる直管形のランプを使用している。すなわち、上述した実施形態1〜4のいずれかに示す放電灯点灯装置21と、放電灯点灯装置21を装着する本体24と、放電灯点灯装置21から電力が供給される、放電ランプLpa及びLpbとから照明器具20が構成されている。本体24は、いわゆる2灯用の富士型照明器具を示している。22は放電ランプLpaが装着されるソケットであり、23は放電ランプLpa及びLpbと対向する側に配設される白色の反射板である。
(Embodiment 5)
FIG. 11 shows an example of a straight tube type lighting fixture 20, and straight tube lamps mainly used for facilities and stores are used as the discharge lamps Lpa and Lpb. That is, the discharge lamp lighting device 21 according to any of the first to fourth embodiments described above, the main body 24 to which the discharge lamp lighting device 21 is mounted, and the discharge lamps Lpa and Lpb to which power is supplied from the discharge lamp lighting device 21. The lighting fixture 20 is comprised from these. The main body 24 is a so-called Fuji-type lighting fixture for two lights. Reference numeral 22 denotes a socket to which the discharge lamp Lpa is mounted, and reference numeral 23 denotes a white reflector disposed on the side facing the discharge lamps Lpa and Lpb.

(実施の形態6)
図12は照明システムの一例を示しており、上述した複数台の照明器具20と、これらの照明器具20を制御する制御装置Sとから照明システムが構成されている。各照明器具20は人体感知センサ(図示しない)を備えており、制御装置Sは、たとえば、12台の照明器具AからLまでの人体感知センサや光束をプログラムによって一括制御している。
(Embodiment 6)
FIG. 12 shows an example of a lighting system, and the lighting system is composed of the plurality of lighting fixtures 20 described above and a control device S that controls these lighting fixtures 20. Each lighting fixture 20 is provided with a human body detection sensor (not shown), and the control device S collectively controls, for example, the human body detection sensors and light fluxes of twelve lighting fixtures A to L by a program.

制御装置Sの特徴として、人体感知センサによって人を感知すると放電ランプが点灯し、人が不在となると調光あるいは消灯する機能や、放電ランプの装着状況の入力、任意の照明器具の点灯、消灯条件の設定が可能であるプログラム制御機能を有しており、設置環境に応じた、非常に効率の高い、省エネルギーの照明システムを実現することができる。   As a feature of the control device S, a discharge lamp is turned on when a person is detected by a human body sensor, and a function of dimming or turning off when a person is absent, an input of a discharge lamp mounting state, and turning on / off an arbitrary lighting fixture It has a program control function capable of setting conditions, and can realize an extremely efficient and energy saving lighting system according to the installation environment.

本発明の実施の形態1の全体構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the whole structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の要部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principal part structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の要部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principal part structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の動作説明のための波形図である。It is a wave form diagram for operation | movement description of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のランプ電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the lamp voltage of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2のランプ電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the lamp voltage of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の動作説明のための波形図である。It is a wave form diagram for description of operation | movement of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3の好ましい動作範囲を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the preferable operation | movement range of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態1の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態4の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る照明器具の正面図である。It is a front view of the lighting fixture which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6に係る照明システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the illumination system which concerns on Embodiment 6 of this invention. 従来例の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of a prior art example. 従来例の課題を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the subject of a prior art example. 従来例のランプ電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the lamp voltage of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 放電灯点灯装置
2 点灯回路
3 AC−DCコンバータ
4 インバータ回路
5 共振回路
7 制御部
9 調光信号生成回路
DL 放電灯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge lamp lighting device 2 Lighting circuit 3 AC-DC converter 4 Inverter circuit 5 Resonance circuit 7 Control part 9 Dimming signal generation circuit DL Discharge lamp

Claims (9)

交流電源からの入力電圧を整流する整流器と、
整流器から出力される脈流電圧を平滑する直流電源部と、
少なくとも一つのスイッチング素子により構成され、前記直流電源部から出力される直流平滑電圧を入力し高周波電圧へ変換するインバータ部と、
少なくとも一つのインダクタ、コンデンサを含んで構成され、前記インバータ部から出力される高周波電圧を入力し、共振作用によって放電灯を点灯する共振負荷部と、
前記インバータ部のスイッチング素子のオンオフ制御信号を生成し、駆動信号を出力するインバータ制御部と、
外部から入力される調光信号に応じて前記インバータ制御部で生成されるオンオフ制御信号を可変する調光制御部と、を備えた放電灯点灯装置において、
前記調光制御部は、
放電灯の電気的出力を検出する出力検出手段と、
入力される調光信号に応じて調光指令値を設定する調光信号設定手段と、
前記出力検出手段から出力される検出信号と調光信号設定手段から出力される調光指令値とを比較演算し、この演算結果に応じて前記インバータ制御部で生成されるオンオフ信号を可変するフィードバック制御手段を有し、
前記放電灯にパルス状高電圧を所定の周期で印加するパルス電圧重畳手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
A rectifier that rectifies the input voltage from the AC power supply;
A DC power supply unit that smoothes the pulsating voltage output from the rectifier;
An inverter unit configured by at least one switching element, for converting a DC smoothed voltage output from the DC power source unit into a high frequency voltage;
A resonance load unit configured to include at least one inductor and a capacitor, input a high-frequency voltage output from the inverter unit, and light a discharge lamp by a resonance action;
An inverter control unit that generates an on / off control signal for the switching element of the inverter unit and outputs a drive signal;
In a discharge lamp lighting device comprising: a dimming control unit that varies an on / off control signal generated by the inverter control unit according to a dimming signal input from the outside,
The dimming controller is
Output detection means for detecting the electrical output of the discharge lamp;
A dimming signal setting means for setting a dimming command value according to the input dimming signal;
A feedback that compares the detection signal output from the output detection means with the dimming command value output from the dimming signal setting means, and varies the on / off signal generated by the inverter control unit according to the calculation result Having control means,
A discharge lamp lighting device comprising pulse voltage superimposing means for applying a pulsed high voltage to the discharge lamp at a predetermined cycle.
放電灯の調光領域で発生する放電灯の電圧包絡線の振動周期T2に対し前記パルス電圧重畳手段で設定されるパルス状高電圧の印加周期T1はT1≒T2×NまたはT1≒T2/N(Nは1以上の整数)とすることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。 The pulse high voltage application period T1 set by the pulse voltage superimposing means is T1≈T2 × N or T1≈T2 / N with respect to the vibration period T2 of the voltage envelope of the discharge lamp generated in the dimming region of the discharge lamp. 2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein N is an integer of 1 or more. 放電灯の調光領域で発生する放電灯の電圧包絡線の振動周期T2に対し、前記パルス状高電圧の印加周期T1はT1≒T2/N(Nは1から3までの整数)であり、パルス状高電圧の印加周期T1に対するパルス状高電圧の印加時間幅t1の比率は5%≦t1/T1<15%とすることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。 The pulse period high voltage application period T1 is T1≈T2 / N (N is an integer from 1 to 3) with respect to the oscillation period T2 of the discharge lamp voltage envelope generated in the dimming region of the discharge lamp, 3. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the ratio of the pulse-shaped high voltage application time width t1 to the pulse-shaped high voltage application period T1 is 5% ≦ t1 / T1 <15%. 前記パルス電圧重畳手段で設定されるパルス状高電圧の印加周期T1に対する前記パルス状高電圧の印加時間幅t1の比率はt1/T1≧15%とし、パルス状高電圧のピーク値は、放電灯電圧実効値の2倍以上3倍以下とし、放電灯の調光領域で発生する放電灯の電圧包絡線の振動周期T2に対して、前記パルス状高電圧の印加周期T1は、T2≦T1≦N×T2(Nは1以上の整数)または1/2×T2≦T1≦3/4×T2としたことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。 The ratio of the pulse high voltage application time width t1 to the pulse high voltage application period T1 set by the pulse voltage superimposing means is t1 / T1 ≧ 15%, and the peak value of the pulse high voltage is the discharge lamp. With respect to the oscillation period T2 of the voltage envelope of the discharge lamp generated in the dimming region of the discharge lamp, the application period T1 of the pulsed high voltage is T2 ≦ T1 ≦. 2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein N × T2 (N is an integer of 1 or more) or 1/2 × T2 ≦ T1 ≦ 3/4 × T2. 前記パルス電圧重畳手段で設定されるパルス状高電圧の印加周期T1に対する前記パルス状高電圧の印加時間幅t1の比率はt1/T1≧15%とし、パルス状高電圧のピーク値は、放電灯電圧実効値の3倍以上としたことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。 The ratio of the pulse high voltage application time width t1 to the pulse high voltage application period T1 set by the pulse voltage superimposing means is t1 / T1 ≧ 15%, and the peak value of the pulse high voltage is the discharge lamp. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the voltage effective value is three times or more. 前記フィードバック制御手段は、フィードバック演算をおこなうためのオペアンプを有し、前記オペアンプの増幅率が1kHz以下の周波数帯域において、0デシベル以上となるように構成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The feedback control means includes an operational amplifier for performing a feedback calculation, and is configured so that an amplification factor of the operational amplifier is 0 decibel or higher in a frequency band of 1 kHz or lower. The discharge lamp lighting device according to any one of the above. 前記パルス状高電圧の印加周期T1は、前記電圧包絡線の振動周期T2に対してT1≦T2となることを特徴とする請求項6記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to claim 6, wherein the application period T1 of the pulsed high voltage is T1≤T2 with respect to the vibration period T2 of the voltage envelope. 請求項1〜7のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を装着する本体と、放電灯点灯装置から電力が供給される放電灯と、を備えたことを特徴とする照明装置。 An illumination comprising: the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 7, a main body on which the discharge lamp lighting device is mounted, and a discharge lamp to which electric power is supplied from the discharge lamp lighting device. apparatus. 請求項8に記載の照明装置と、この照明装置に調光信号を与える制御装置とから構成される照明システム。 An illumination system comprising the illumination device according to claim 8 and a control device that provides a dimming signal to the illumination device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008204846A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Senseki Koden Kagi Kofun Yugenkoshi Energy-saving control method of light emitting module

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH076889A (en) * 1993-04-23 1995-01-10 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JPH09139296A (en) * 1995-11-15 1997-05-27 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JPH11265797A (en) * 1998-03-18 1999-09-28 Toshiba Lighting & Technology Corp Discharge lamp lighting device and lighting system
JP2005050652A (en) * 2003-07-28 2005-02-24 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JP2005085588A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Matsushita Electric Works Ltd Dimming control system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH076889A (en) * 1993-04-23 1995-01-10 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JPH09139296A (en) * 1995-11-15 1997-05-27 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JPH11265797A (en) * 1998-03-18 1999-09-28 Toshiba Lighting & Technology Corp Discharge lamp lighting device and lighting system
JP2005050652A (en) * 2003-07-28 2005-02-24 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
JP2005085588A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Matsushita Electric Works Ltd Dimming control system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008204846A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Senseki Koden Kagi Kofun Yugenkoshi Energy-saving control method of light emitting module

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