JP2007200781A - High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system - Google Patents

High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system Download PDF

Info

Publication number
JP2007200781A
JP2007200781A JP2006019648A JP2006019648A JP2007200781A JP 2007200781 A JP2007200781 A JP 2007200781A JP 2006019648 A JP2006019648 A JP 2006019648A JP 2006019648 A JP2006019648 A JP 2006019648A JP 2007200781 A JP2007200781 A JP 2007200781A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lamp
pressure discharge
discharge lamp
frequency
acoustic resonance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006019648A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Kamata
征彦 鎌田
Kazutoshi Mita
一敏 三田
Takeshi Kato
剛 加藤
Yanbin Sun
彦斌 孫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP2006019648A priority Critical patent/JP2007200781A/en
Publication of JP2007200781A publication Critical patent/JP2007200781A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust a lamp power, as well as to achieve low withstand voltage and reduced size of circuit components to be used. <P>SOLUTION: A high-pressure discharge lamp lighting device includes an inverter circuit 16 which performs a high-frequency lighting operation for a high-pressure discharge lamp 18 by applying a DC voltage from a DC power supply circuit 12 and driving two switch elements Q2 and Q3 for switching on/off alternately, a lamp voltage detector circuit 20 for detecting a lamp voltage of the high-pressure discharge lamp, an acoustic resonance determination means 151 which determines the presence or absence of the acoustic resonance using the lamp voltage detected by the lamp voltage detector circuit 20, a frequency control means 152 which controls a switching frequency of the inverter circuit 16 to be a non-acoustic resonance frequency in accordance with a result of determination for the presence or absence of the acoustic resonance from the acoustic resonance determination means, and a lamp power adjustment means 153 which adjusts the lamp power by changing the on-duty of the elements Q2 and Q3 at a cycle longer than a switching cycle. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高圧放電灯を高周波点灯する高圧放電灯点灯装置及びこの高圧放電灯点灯装置を使用した照明装置に関する。   The present invention relates to a high-pressure discharge lamp lighting device for lighting a high-pressure discharge lamp at a high frequency, and an illumination device using the high-pressure discharge lamp lighting device.

高圧放電灯を高周波点灯すると音響共鳴現象が発生して点灯状態が不安定になるため、インバータ回路を使用して高周波電力を出力する高圧放電灯点灯装置では、スイッチ素子のスイッチング周波数を非共鳴周波数帯に合わせることで高圧放電灯の安定した点灯状態を確保するようにしている。   When a high pressure discharge lamp is turned on at high frequency, an acoustic resonance phenomenon occurs and the lighting state becomes unstable. Therefore, in a high pressure discharge lamp lighting device that outputs high frequency power using an inverter circuit, the switching frequency of the switch element is set to the non-resonant frequency. The stable lighting state of the high-pressure discharge lamp is secured by adjusting to the belt.

このような制御を行う高圧放電灯点灯装置では、インバータ回路のスイッチング周波数が決められるため、スイッチング周波数を変化させてランプ電力を調整することはできない。そこで、インバータ回路のスイッチング周波数を非共鳴周波数帯に合わせた状態で、直流電源の出力電圧を制御してランプ電力を調整するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−235033号公報
In a high pressure discharge lamp lighting device that performs such control, since the switching frequency of the inverter circuit is determined, the lamp power cannot be adjusted by changing the switching frequency. In view of this, there is one that adjusts the lamp power by controlling the output voltage of the DC power supply in a state where the switching frequency of the inverter circuit is adjusted to the non-resonant frequency band (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-235033 A

しかしながら、直流電源の出力電圧を制御してランプ電力を調整するものでは、出力電圧が最も高くなる状態に合わせて各回路部品の耐圧を設定しなければならず、これにより、使用する回路部品が高耐圧化し、結果として装置が大型化し、かつ、コストが高くなるという問題があった。   However, in the case of adjusting the lamp power by controlling the output voltage of the DC power supply, the withstand voltage of each circuit component must be set in accordance with the state in which the output voltage is the highest, and thus the circuit component to be used There is a problem that the pressure is increased, resulting in an increase in size of the device and an increase in cost.

本発明は、インバータ手段のスイッチング周波数を非共鳴周波数帯にして高圧放電灯を高周波点灯するものにおいて、ランプ電力を調整できるとともに使用する回路部品の低耐圧化を図ることができ、これにより、装置の小型化、低コスト化を図ることができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供する。   The present invention enables high-voltage lighting of a high-pressure discharge lamp with the switching frequency of the inverter means set to a non-resonant frequency band, and can adjust the lamp power and reduce the withstand voltage of the circuit components to be used. There are provided a high pressure discharge lamp lighting device and an illuminating device that can be reduced in size and cost.

請求項1記載の発明は、直流電源手段から直流電圧を入力し、少なくとも2つのスイッチ素子を交互にオンオフスイッチング駆動して高圧放電灯を高周波点灯するインバータ手段と、高圧放電灯のランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段と、このランプ電圧検出手段が検出したランプ電圧を使用して音響共鳴の有無を判定する音響共鳴判定手段と、この音響共鳴判定手段による音響共鳴の有無の判定に基づいてインバータ手段のスイッチング周波数を非音響共鳴周波数となるように制御する周波数制御手段と、スイッチ素子のスイッチングのオンデューティをスイッチング周期よりも長い周期で変化させてランプ電力を調整するランプ電力調整手段を具備した高圧放電灯点灯装置にある。   According to the first aspect of the present invention, a DC voltage is inputted from the DC power supply means, and at least two switch elements are alternately turned on / off to drive the inverter means for high-frequency lighting of the high pressure discharge lamp, and the lamp voltage of the high pressure discharge lamp is detected. A ramp voltage detecting means for determining the presence or absence of acoustic resonance using the lamp voltage detected by the lamp voltage detecting means, and an inverter based on the determination of the presence or absence of acoustic resonance by the acoustic resonance determining means A frequency control means for controlling the switching frequency of the means to be a non-acoustic resonance frequency, and a lamp power adjusting means for adjusting the lamp power by changing the on-duty of switching of the switch element in a cycle longer than the switching cycle. It is in the high pressure discharge lamp lighting device.

高圧放電灯としては、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などが使用される。また、発光管にアルミナ管を用いたセラミック放電灯も使用される。   As the high-pressure discharge lamp, a mercury lamp, a metal halide lamp, a high-pressure sodium lamp, or the like is used. A ceramic discharge lamp using an alumina tube as the arc tube is also used.

直流電源手段としては、例えば、交流電源電圧を整流する全波整流回路と、その整流回路の出力電圧を入力し昇圧した直流電圧を生成する昇圧チョッパ回路で構成されるものが使用される。なお、他の昇圧方式を使用してもよい。   As the DC power supply means, for example, a full-wave rectifier circuit that rectifies an AC power supply voltage and a boost chopper circuit that generates a DC voltage boosted by inputting an output voltage of the rectifier circuit is used. Note that other boosting methods may be used.

インバータ手段としては、ハーフブリッジ形やフルブリッジ形などの各種の方式がある。例えば、直列接続されて交互にオンオフする2つのスイッチ素子とLC共振回路を有するハーフブリッジ形の高周波インバータ回路は、制御手段によってインバータ回路のスイッチング周波数を制御し、このインバータ回路からの高周波出力を高圧放電灯の両端に印加することで高圧放電灯を高周波点灯する。   There are various types of inverter means such as a half bridge type and a full bridge type. For example, a half-bridge type high-frequency inverter circuit having two switching elements that are connected in series and alternately turned on and off and an LC resonance circuit controls the switching frequency of the inverter circuit by the control means, and the high-frequency output from the inverter circuit is high-voltage By applying the voltage to both ends of the discharge lamp, the high pressure discharge lamp is turned on at high frequency.

ランプ電圧検出手段は、高圧放電灯の両端の高周波電圧を検出するもので、ランプ始動後の安定点灯状態におけるランプ電圧の検出に使用される。また、音響共鳴現象が生じた場合にランプ電圧が変動するので、音響共鳴の発生の有無を判定するものにも使用される。   The lamp voltage detecting means detects a high-frequency voltage at both ends of the high-pressure discharge lamp, and is used for detecting the lamp voltage in a stable lighting state after starting the lamp. Moreover, since the lamp voltage fluctuates when an acoustic resonance phenomenon occurs, it is also used for determining whether or not acoustic resonance has occurred.

また、請求項2記載の発明のランプ電力調整手段は、オンデューティを連続的に変化させる構成になっている。   Further, the lamp power adjusting means of the invention according to claim 2 is configured to continuously change the on-duty.

また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の高圧放電灯点灯装置と、この高圧放電灯点灯装置により点灯される高圧放電灯と、この高圧放電灯を装着した器具本体とを具備した照明装置にある。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a high-pressure discharge lamp lighting device according to the first or second aspect, a high-pressure discharge lamp that is lit by the high-pressure discharge lamp lighting device, and an instrument body equipped with the high-pressure discharge lamp. It is in the provided lighting device.

本発明によれば、インバータ手段のスイッチング周波数を非共鳴周波数帯にして高圧放電灯を高周波点灯するものにおいて、スイッチ素子のスイッチングのオンデューティをスイッチング周期よりも長い周期で変化させてランプ電力を調整しているので、ランプ電力を調整できるとともに使用する回路部品の低耐圧化を図ることができ、これにより、装置の小型化、低コスト化を図ることができる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供できる。
また、本発明によれば、さらに、ランプ電力をより精度よく調整できる高圧放電灯点灯装置及び照明装置を提供できる。
According to the present invention, the lamp power is adjusted by changing the on-duty of the switching of the switching element at a cycle longer than the switching cycle in the high-frequency discharge lamp that operates at a high frequency with the switching frequency of the inverter means set to the non-resonant frequency band. Therefore, it is possible to adjust the lamp power and to reduce the withstand voltage of the circuit components to be used, thereby reducing the size and cost of the device, and the high pressure discharge lamp lighting device and lighting device. Can be provided.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a high pressure discharge lamp lighting device and a lighting device that can adjust the lamp power more accurately.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は高圧放電灯点灯装置の回路構成を示す図で、この高圧放電灯点灯装置は、交流電源ACに、コンデンサC1、C2及びトランスT1からなるノイズフィルタ回路11を介して直流電源手段としての直流電源回路12を接続している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a high pressure discharge lamp lighting device. This high pressure discharge lamp lighting device is connected to an AC power source AC as a DC power source means via a noise filter circuit 11 comprising capacitors C1, C2 and a transformer T1. A DC power supply circuit 12 is connected.

前記直流電源回路12は、ダイオードブリッジからなる全波整流回路13と昇圧チョッパ回路14を有し、前記ノイズフィルタ回路11からの交流を前記全波整流回路13で全波整流した後、この全波整流回路13の出力端子に並列に接続された高域成分除去用のコンデンサC3で高域成分を除去してから前記昇圧チョッパ回路14に供給している。また、前記全波整流回路13の出力端子に制御回路15を接続している。   The DC power supply circuit 12 includes a full-wave rectifier circuit 13 composed of a diode bridge and a step-up chopper circuit 14, and the full-wave rectification is performed on the alternating current from the noise filter circuit 11 by the full-wave rectifier circuit 13. A high frequency component is removed by a high frequency component removing capacitor C 3 connected in parallel to the output terminal of the rectifier circuit 13, and then supplied to the step-up chopper circuit 14. A control circuit 15 is connected to the output terminal of the full-wave rectifier circuit 13.

前記昇圧チョッパ回路14は、トランスT2、MOS型FETからなるスイッチ素子Q1、平滑コンデンサC4を設け、前記コンデンサC3の正極側端子を、トランスT2の1次巻線T2pを介して前記スイッチ素子Q1のドレイン端子に接続するとともに、さらに、ダイオードD1を順極性方向に介して前記平滑コンデンサC4の一端に接続し、前記コンデンサC3の負極側端子を、前記平滑コンデンサC4の他端に接続するとともに、抵抗R1を直列に介して前記スイッチ素子Q1のソース端子に接続している。   The step-up chopper circuit 14 is provided with a transformer T2, a switching element Q1 made of a MOS FET, and a smoothing capacitor C4. The positive terminal of the capacitor C3 is connected to the switching element Q1 via the primary winding T2p of the transformer T2. In addition to being connected to the drain terminal, the diode D1 is connected to one end of the smoothing capacitor C4 via the forward polarity direction, the negative terminal of the capacitor C3 is connected to the other end of the smoothing capacitor C4, and a resistor R1 is connected in series to the source terminal of the switch element Q1.

前記トランスT2の2次巻線T2sは、一端を前記コンデンサC3の負極側端子に接続し、他端を制御回路15に接続するとともにダイオードD2を順極性方向に介して平滑コンデンサC5の一端に接続している。前記平滑コンデンサC5の他端は前記コンデンサC3の負極側端子に接続している。そして、前記ダイオードD2と平滑コンデンサC5との接続点を、抵抗R2を直列に介して前記全波整流回路13の出力端子の正極側に接続している。   The secondary winding T2s of the transformer T2 has one end connected to the negative terminal of the capacitor C3, the other end connected to the control circuit 15, and the diode D2 connected to one end of the smoothing capacitor C5 via the forward polarity direction. is doing. The other end of the smoothing capacitor C5 is connected to the negative terminal of the capacitor C3. The connection point between the diode D2 and the smoothing capacitor C5 is connected to the positive side of the output terminal of the full-wave rectifier circuit 13 through a resistor R2 in series.

前記制御回路15は、前記平滑コンデンサC5に出力される電圧値、前記スイッチ素子Q1から抵抗R1に流れる電流値、前記平滑コンデンサC4に出力される電圧値をそれぞれ入力している。
前記昇圧チョッパ回路14は、平滑コンデンサC4の両端間に昇圧した直流電圧VDCを出力し、これをインバータ手段としてのインバータ回路16に供給している。
The control circuit 15 receives a voltage value output to the smoothing capacitor C5, a current value flowing from the switch element Q1 to the resistor R1, and a voltage value output to the smoothing capacitor C4.
The step-up chopper circuit 14 outputs a DC voltage VDC boosted across the smoothing capacitor C4 and supplies it to an inverter circuit 16 as inverter means.

前記インバータ回路16は、直列接続した1対のMOS型FETからなるスイッチ素子Q2、Q3と、前記スイッチ素子Q3のソース端子に直列に接続した抵抗R3と、前記スイッチ素子Q3と抵抗R3との直列回路に直流カット用コンデンサC6を直列に介して並列に接続したLC共振回路17とで構成されている。前記LC共振回路17は、共振用インダクタL1と共振用コンデンサC7との直列回路によって形成されている。   The inverter circuit 16 includes a switch element Q2, Q3 composed of a pair of MOS FETs connected in series, a resistor R3 connected in series to the source terminal of the switch element Q3, and a series of the switch element Q3 and the resistor R3. The circuit is composed of an LC resonance circuit 17 in which a DC cut capacitor C6 is connected in parallel to the circuit in series. The LC resonance circuit 17 is formed by a series circuit of a resonance inductor L1 and a resonance capacitor C7.

前記インバータ回路16の出力端である共振用コンデンサC7の両端に高圧放電灯18を接続している。前記インバータ回路16のスイッチ素子Q3に流れる電流を電流検出回路19で検出し、その検出信号を前記制御回路15に供給している。前記電流検出回路19は、前記抵抗R3に抵抗R4を直列に介してコンデンサC8を並列に接続し、そのコンデンサC8の両端から検出信号を出力する。   A high pressure discharge lamp 18 is connected to both ends of a resonance capacitor C7 which is an output end of the inverter circuit 16. The current flowing through the switching element Q3 of the inverter circuit 16 is detected by the current detection circuit 19, and the detection signal is supplied to the control circuit 15. The current detection circuit 19 connects a capacitor C8 in parallel to the resistor R3 through a resistor R4 in series, and outputs a detection signal from both ends of the capacitor C8.

前記高圧放電灯18のランプ電圧をランプ電圧検出手段であるランプ電圧検出回路20で検出している。ランプ電圧検出回路20は、高圧放電灯18の両端間に抵抗R5と抵抗R6との直列回路を並列に接続し、前記抵抗R5と抵抗R6の一端との接続点を、コンデンサC9を介してダイオードD3のカソード端子とダイオードD4のアノード端子に接続している。前記ダイオードD4のカソード端子をコンデンサC10の一端に接続し、前記ダイオードD3のアノード端子と前記コンデンサC10の他端を前記抵抗R6の他端に接続している。前記コンデンサC9、C10、ダイオードD3、D4は倍電圧整流回路を形成し、コンデンサC10の両端間からランプ電圧検出信号を取り出して前記制御回路15に供給している。   The lamp voltage of the high-pressure discharge lamp 18 is detected by a lamp voltage detection circuit 20 which is lamp voltage detection means. The lamp voltage detection circuit 20 has a series circuit of resistors R5 and R6 connected in parallel between both ends of the high-pressure discharge lamp 18, and a connection point between the resistors R5 and R6 is connected to a diode via a capacitor C9. The cathode terminal of D3 and the anode terminal of diode D4 are connected. The cathode terminal of the diode D4 is connected to one end of a capacitor C10, and the anode terminal of the diode D3 and the other end of the capacitor C10 are connected to the other end of the resistor R6. The capacitors C9 and C10 and the diodes D3 and D4 form a voltage doubler rectifier circuit, and a lamp voltage detection signal is extracted from both ends of the capacitor C10 and supplied to the control circuit 15.

前記制御回路15は、昇圧チョッパ回路14のスイッチ素子Q1のスイッチング周波数及びオンデューティを制御することで入力電圧を直流電圧VDCに昇圧する。前記昇圧チョッパ回路14は、スイッチ素子Q1がオンのときにトランスT2の1次巻線T2pにエネルギーを蓄え、スイッチ素子Q1がオフのときに1次巻線T2pに蓄えたエネルギーを、ダイオードD1を介して平滑コンデンサC4に放出することで、平滑コンデンサC4に昇圧した電圧を充電する。   The control circuit 15 boosts the input voltage to the DC voltage VDC by controlling the switching frequency and on-duty of the switch element Q1 of the boost chopper circuit 14. The step-up chopper circuit 14 stores energy in the primary winding T2p of the transformer T2 when the switch element Q1 is on, and supplies the diode D1 with energy stored in the primary winding T2p when the switch element Q1 is off. Is discharged to the smoothing capacitor C4, and the boosted voltage is charged to the smoothing capacitor C4.

また、前記制御回路15は、前記ランプ電圧検出回路20が検出したランプ電圧を使用して音響共鳴の有無を判定する音響共鳴判定手段151、この音響共鳴判定手段151による音響共鳴の有無の判定に基づいて前記インバータ回路16のスイッチング周波数を非音響共鳴周波数に制御する周波数制御手段152及び前記インバータ回路16のスイッチ素子Q2、Q3のスイッチングのオンデューティを制御してランプ電力を調整するランプ電力調整手段153を設けている。   In addition, the control circuit 15 uses the lamp voltage detected by the lamp voltage detection circuit 20 to determine the presence or absence of acoustic resonance. The acoustic resonance determination means 151 determines whether or not acoustic resonance exists. Based on the frequency control means 152 for controlling the switching frequency of the inverter circuit 16 to a non-acoustic resonance frequency and the lamp power adjusting means for adjusting the lamp power by controlling the on-duty of switching of the switching elements Q2 and Q3 of the inverter circuit 16. 153 is provided.

すなわち、前記制御回路15は、周波数制御手段152によってインバータ回路16の1対のスイッチ素子Q2、Q3を高周波の短い周期で交互にスイッチング駆動するとともにランプ電力調整手段153によって各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティをランプ始動時には50%に固定し、ランプ点灯時には低周波の長い周期で変化させ、かつ、各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティが互いに反転するように制御する。なお、この場の高周波とは1kHzを超える周波数を示し、通常は40kHzから50kHz位の範囲の周波数で駆動される。また、この場合の低周波とは、1kH以下の周波数を示し、ここでは100Hz程度の低周波でオンデューティを変化させるようにしている。   That is, the control circuit 15 alternately drives the pair of switch elements Q2 and Q3 of the inverter circuit 16 with a short period of high frequency by the frequency control means 152, and sets the switch elements Q2 and Q3 by the lamp power adjustment means 153. The on-duty is fixed to 50% at the time of starting the lamp, is changed at a low frequency with a long period when the lamp is lit, and the on-duty of each of the switching elements Q2 and Q3 is controlled to be inverted. The high frequency in this field indicates a frequency exceeding 1 kHz, and is usually driven at a frequency in the range of 40 kHz to 50 kHz. The low frequency in this case indicates a frequency of 1 kHz or less, and the on-duty is changed at a low frequency of about 100 Hz here.

ランプ電圧は音響共鳴現象が生じた場合には非音響共鳴時に比べて上昇するので、制御回路15の音響共鳴判定手段151は音響共鳴を判定する基準電圧V1を設定し、図2に示すように、ステップS1にて、検出したランプ電圧が基準電圧V1以上か否かを判定し、基準電圧V1以上であれば、ステップS2にて、音響共鳴現象の発生を判定し、また、基準電圧V1未満であれば、ステップS3にて、音響共鳴現象の非発生を判定する。   When the acoustic resonance phenomenon occurs, the lamp voltage rises as compared with non-acoustic resonance. Therefore, the acoustic resonance determining means 151 of the control circuit 15 sets a reference voltage V1 for determining acoustic resonance, as shown in FIG. In step S1, it is determined whether or not the detected lamp voltage is equal to or higher than the reference voltage V1, and if it is equal to or higher than the reference voltage V1, occurrence of an acoustic resonance phenomenon is determined in step S2, and less than the reference voltage V1. If so, the non-occurrence of the acoustic resonance phenomenon is determined in step S3.

また、前記制御回路15の周波数制御手段152は前記音響共鳴判定手段151が音響共鳴を判定したときには、図2に示すように、ステップS4にて、インバータ回路16のスイッチング周波数を非音響共鳴周波数へ変化させる制御を行う。   Further, when the acoustic resonance determination unit 151 determines acoustic resonance, the frequency control unit 152 of the control circuit 15 changes the switching frequency of the inverter circuit 16 to the non-acoustic resonance frequency in step S4 as shown in FIG. Control to change.

このような構成においては、交流電源ACが投入されると制御回路15が動作し、この制御回路15によって昇圧チョッパ回路14のスイッチ素子Q1がスイッチング制御される。こうして直流電源回路12が動作を開始し、インバータ回路16に昇圧された直流電圧VDCが印加される。   In such a configuration, when the AC power supply AC is turned on, the control circuit 15 operates, and the control circuit 15 performs switching control of the switch element Q1 of the boost chopper circuit 14. Thus, the DC power supply circuit 12 starts operating, and the boosted DC voltage VDC is applied to the inverter circuit 16.

制御回路15は、また、周波数制御手段152によってインバータ回路16の各スイッチ素子Q2、Q3のスイッチング制御を開始する。ランプ始動時には、各スイッチ素子Q2、Q3を、図3に示すように、比較的高い周波数でスイッチング駆動するとともにオンデューティを50%で制御する。そして、高圧放電灯18が点灯状態に移行すると、周波数制御手段152は各スイッチ素子Q2、Q3のスイッチング周波数を低く制御する。例えば、始動時の略半分、始動時の周波数が80kHzであれば略40kHz程度に低下させる。   The control circuit 15 also starts switching control of the switch elements Q2 and Q3 of the inverter circuit 16 by the frequency control means 152. At the time of starting the lamp, as shown in FIG. 3, the switching elements Q2 and Q3 are switched and driven at a relatively high frequency and the on-duty is controlled at 50%. When the high-pressure discharge lamp 18 shifts to the lighting state, the frequency control means 152 controls the switching frequency of each switch element Q2, Q3 to be low. For example, if the frequency at the start is approximately half and the frequency at the start is 80 kHz, the frequency is reduced to approximately 40 kHz.

この状態で、制御回路15の音響共鳴判定手段151は、ランプ電圧検出回路20からランプ電圧検出信号を取込み、検出したランプ電圧が基準電圧V1以上か否かを判定する。検出したランプ電圧が基準電圧V1に達していなければ、音響共鳴判定手段151は音響共鳴現象の非発生を判定する。このとき、周波数制御手段152は点灯時のスイッチング周波数をこのまま維持する。また、検出したランプ電圧が基準電圧V1以上になっていれば、音響共鳴判定手段151は音響共鳴現象の発生を判定する。このとき、周波数制御手段152は各スイッチ素子Q2、Q3のスイッチング周波数を、音響共鳴現象の発生を回避できる周波数に変更する。   In this state, the acoustic resonance determination means 151 of the control circuit 15 takes in the lamp voltage detection signal from the lamp voltage detection circuit 20, and determines whether or not the detected lamp voltage is equal to or higher than the reference voltage V1. If the detected lamp voltage does not reach the reference voltage V1, the acoustic resonance determination unit 151 determines the absence of the acoustic resonance phenomenon. At this time, the frequency control means 152 maintains the switching frequency at the time of lighting as it is. If the detected lamp voltage is equal to or higher than the reference voltage V1, the acoustic resonance determination unit 151 determines the occurrence of the acoustic resonance phenomenon. At this time, the frequency control means 152 changes the switching frequency of each switch element Q2, Q3 to a frequency that can avoid the occurrence of the acoustic resonance phenomenon.

また、制御回路15は、点灯時にはランプ電力調整手段153によって各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティを可変してインバータ回路16の出力電力を可変する。すなわち、インバータ回路16の出力電力は、図4に示すように、各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティが50%、50%のときには最も高くなり、各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティが40%、60%→30%、70%→20%、80%と互いのデューティ差が大きくなるに従って低下する。そこで、ランプ電力調整手段153は、各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティを可変することでインバータ回路16の出力電力を可変し、高圧放電灯18の定格電力にランプ電力を合わせる。   Further, the control circuit 15 varies the output power of the inverter circuit 16 by varying the on-duty of the switch elements Q2 and Q3 by the lamp power adjusting means 153 at the time of lighting. That is, as shown in FIG. 4, the output power of the inverter circuit 16 is highest when the on-duty of each switch element Q2, Q3 is 50% or 50%, and the on-duty of each switch element Q2, Q3 is 40%. , 60% → 30%, 70% → 20%, and 80%, which decrease as the mutual duty difference increases. Therefore, the lamp power adjusting means 153 varies the output power of the inverter circuit 16 by varying the on-duty of each switch element Q2, Q3, and adjusts the lamp power to the rated power of the high-pressure discharge lamp 18.

このように、ランプ電力をインバータ回路16の各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティを可変することで調整することができるので、直流電源の出力電圧を制御するもののように出力電圧が最も高くなる状態に合わせて各回路部品の耐圧を設定する必要は無く、使用する回路部品の低耐圧小型化を図ることができる。これにより、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。   In this way, the lamp power can be adjusted by varying the on-duty of each of the switch elements Q2 and Q3 of the inverter circuit 16, so that the output voltage becomes the highest as in the case of controlling the output voltage of the DC power supply. Therefore, it is not necessary to set the withstand voltage of each circuit component in accordance with the above, and the circuit component to be used can be reduced in size and withstand voltage. Thereby, size reduction and cost reduction of an apparatus can be achieved.

各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティは互いに反転関係にある。例えば、図5はスイッチ素子Q2のオンデューティが70%で、スイッチ素子Q3のオンデューティが30%のときの、オンオフタイミングと各スイッチ素子Q2、Q3に流れる電流波形を示している。また、図6はスイッチ素子Q2のオンデューティが30%でスイッチ素子Q3のオンデューティが70%のときの、オンオフタイミングと各スイッチ素子Q2、Q3に流れる電流波形を示している。   The on-duties of the switch elements Q2 and Q3 are in an inverted relationship with each other. For example, FIG. 5 shows the on / off timing and the current waveform flowing through each switch element Q2 and Q3 when the on-duty of the switch element Q2 is 70% and the on-duty of the switch element Q3 is 30%. FIG. 6 shows the on / off timing and the waveform of current flowing through each of the switch elements Q2 and Q3 when the on-duty of the switch element Q2 is 30% and the on-duty of the switch element Q3 is 70%.

ランプ電力調整手段153は、各スイッチ素子Q2、Q3を略40kHz前後の高周波でスイッチング駆動するが、スイッチ素子Q2のオンデューティが70%で、スイッチ素子Q3のオンデューティが30%のようなときには、高圧放電灯18に流れるランプ電流に偏りが生じる。   The lamp power adjusting means 153 drives the switching elements Q2 and Q3 at a high frequency of about 40 kHz. When the on-duty of the switching element Q2 is 70% and the on-duty of the switching element Q3 is 30%, The lamp current flowing in the high pressure discharge lamp 18 is biased.

このため、ランプ電力調整手段153は、図5の各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティ状態と図6の各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティ状態を100Hzの長い周期で切替える。すなわち、スイッチ素子Q2のオンデューティ70%、スイッチ素子Q3のオンデューティ30%を10msec間継続する。そして、10msecが経過すると、今度はスイッチ素子Q2のオンデューティ30%、スイッチ素子Q3のオンデューティ70%を略40kHzの高周波で切替え、これを10msec間継続する。そして、10msecが経過すると、再び、スイッチ素子Q2のオンデューティ70%、スイッチ素子Q3のオンデューティ30%に切替える。   For this reason, the lamp power adjusting means 153 switches the on-duty state of the switch elements Q2 and Q3 in FIG. 5 and the on-duty state of the switch elements Q2 and Q3 in FIG. 6 at a long cycle of 100 Hz. That is, the on-duty 70% of the switch element Q2 and the on-duty 30% of the switch element Q3 are continued for 10 msec. When 10 msec elapses, the on-duty 30% of the switching element Q2 and the on-duty 70% of the switching element Q3 are switched at a high frequency of about 40 kHz, and this is continued for 10 msec. When 10 msec elapses, the switching is again made to the on-duty 70% of the switching element Q2 and the on-duty 30% of the switching element Q3.

このような制御を行うことで、高圧放電灯18には図7に示すようなランプ電流が流れ、ランプ電流の偏りが解消される。また、高圧放電灯18に低周波電力成分を印加させることができる。これにより、低周波用に設計されたランプの性能を大きく損なうことなく点灯させることができる。   By performing such control, a lamp current as shown in FIG. 7 flows in the high-pressure discharge lamp 18, and the unevenness of the lamp current is eliminated. Further, a low frequency power component can be applied to the high pressure discharge lamp 18. As a result, it is possible to light the lamp designed for low frequency without significantly impairing the performance.

また、各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティを50%でスイッチング駆動する時には、高圧放電灯18には図8に示すようなランプ電流が流れる。このときには高圧放電灯18に流れるランプ電流は偏らずに平均化される。   Further, when switching driving is performed with the on-duty of each of the switching elements Q2 and Q3 being 50%, a lamp current as shown in FIG. At this time, the lamp current flowing through the high-pressure discharge lamp 18 is averaged without being biased.

なお、この実施の形態では、各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティ状態を、例えば70%、30%から30%、70%へ、また、30%、70%から70%、30%へ不連続的に切替えるものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、各スイッチ素子Q2、Q3のオンデューティ状態を、例えば70%、30%から30%、70%へ、また、30%、70%から70%、30%へ連続的に変化させて切替えることもできる。
このような制御を行うことで高圧放電灯18のランプ電流は図9に示すように滑らかに変化するようになり、ランプ電力をより精度よく調整できる。また、ランプ電力が急激に変化することに伴う巻線部品などの騒音の低減等も期待できる。
In this embodiment, the on-duty state of each switching element Q2, Q3 is discontinuous from, for example, 70%, 30% to 30%, 70%, or from 30%, 70% to 70%, 30%. However, the present invention is not limited to this. For example, the on-duty state of each switch element Q2, Q3 is changed from 70%, 30% to 30%, 70%, or 30%, 70%. It is also possible to continuously change from 70% to 30%.
By performing such control, the lamp current of the high-pressure discharge lamp 18 changes smoothly as shown in FIG. 9, and the lamp power can be adjusted more accurately. In addition, it can be expected to reduce the noise of winding parts and the like due to a rapid change in lamp power.

(第2の実施の形態)
図10は本発明の第2の実施の形態に係る照明装置の構成を示す斜視図である。図中100は、第1の実施の形態の高圧放電灯点灯装置で、この高圧放電灯点灯装置100は器具本体101と別置されている。前記器具本体101に高圧放電灯18を装填している。
このような構成の照明装置においては、第1の実施の形態における高圧放電灯点灯装置100の効果を有する照明装置が得られる。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a lighting apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes the high-pressure discharge lamp lighting device according to the first embodiment. The high-pressure discharge lamp lighting device 100 is provided separately from the instrument main body 101. The instrument main body 101 is loaded with a high pressure discharge lamp 18.
In the illuminating device having such a configuration, an illuminating device having the effect of the high-pressure discharge lamp lighting device 100 in the first embodiment can be obtained.

本発明の第1の実施の形態に係る高圧放電灯点灯装置の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the high pressure discharge lamp lighting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同実施の形態における制御回路による音響共鳴現象の判定処理及び周波数の可変処理を示す流れ図。The flowchart which shows the determination process of the acoustic resonance phenomenon by the control circuit in the same embodiment, and the variable process of a frequency. 同実施の形態におけるランプ始動時のインバータ回路の各スイッチ素子のオンオフタイミングと電流波形を示す図。The figure which shows the on-off timing and current waveform of each switch element of the inverter circuit at the time of the lamp start in the embodiment. 同実施の形態におけるインバータ回路の各スイッチ素子のオンデューティ比変化と出力電力との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the ON duty ratio change of each switch element of the inverter circuit in the same embodiment, and output electric power. 同実施の形態のランプ点灯時においてインバータ回路の各スイッチ素子のオンデューティが70%/30%のときのオンオフタイミングと電流波形を示す図。The figure which shows the on-off timing and current waveform when the on-duty of each switch element of an inverter circuit is 70% / 30% at the time of the lamp lighting of the embodiment. 同実施の形態におけるランプ点灯時のインバータ回路の各スイッチ素子のオンデューティが30%/70%のときのオンオフタイミングと電流波形を示す図。The figure which shows the on-off timing and current waveform when the on-duty of each switch element of the inverter circuit at the time of lamp lighting in the embodiment is 30% / 70%. 同実施の形態のランプ点灯時において各スイッチ素子のオンデューティが70%/30%、30%/70%のときの高圧放電灯に流れるランプ電流波形を示す図。The figure which shows the lamp current waveform which flows into a high pressure discharge lamp when the on-duty of each switch element is 70% / 30% and 30% / 70% at the time of the lamp lighting of the embodiment. 同実施の形態のランプ点灯時において各スイッチ素子のオンデューティが50%、50%のときの高圧放電灯に流れるランプ電流波形を示す図。The figure which shows the lamp current waveform which flows into the high pressure discharge lamp when the on-duty of each switch element is 50% and 50% at the time of the lamp lighting of the embodiment. 同実施の形態のランプ点灯時において各スイッチ素子のオンデューティが70%/30%と30%/70%との間で連続して変化するときの高圧放電灯に流れるランプ電流波形を示す図。The figure which shows the lamp current waveform which flows into a high pressure discharge lamp when the on-duty of each switch element changes continuously between 70% / 30% and 30% / 70% at the time of the lamp lighting of the embodiment. 本発明の第2の実施の形態に係る照明装置を示す斜視図。The perspective view which shows the illuminating device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

12…直流電源回路(直流電源手段)、15…制御回路、151…音響共鳴判定手段、152…周波数制御手段、153…ランプ電力調整手段、16…インバータ回路(インバータ手段)、18…高圧放電灯、19…電流検出回路、20…ランプ電圧検出回路(ランプ電圧検出手段)、100…高圧放電灯点灯装置、101…器具本体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... DC power supply circuit (DC power supply means), 15 ... Control circuit, 151 ... Acoustic resonance determination means, 152 ... Frequency control means, 153 ... Lamp power adjustment means, 16 ... Inverter circuit (inverter means), 18 ... High pressure discharge lamp DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Current detection circuit, 20 ... Lamp voltage detection circuit (lamp voltage detection means), 100 ... High pressure discharge lamp lighting device, 101 ... Instrument main body.

Claims (3)

直流電源手段と;
この直流電源手段から直流電圧を入力し、少なくとも2つのスイッチ素子を交互にオンオフスイッチング駆動して高圧放電灯を高周波点灯するインバータ手段と;
前記高圧放電灯のランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段と;
このランプ電圧検出手段が検出したランプ電圧を使用して音響共鳴の有無を判定する音響共鳴判定手段と;
この音響共鳴判定手段による音響共鳴の有無の判定に基づいて前記インバータ手段のスイッチング周波数を非音響共鳴周波数となるように制御する周波数制御手段と;
前記スイッチ素子のスイッチングのオンデューティをスイッチング周期よりも長い周期で変化させてランプ電力を調整するランプ電力調整手段と;
を具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
DC power supply means;
Inverter means for inputting a DC voltage from the DC power supply means and alternately driving on / off switching of at least two switch elements to turn on the high pressure discharge lamp at high frequency;
Lamp voltage detecting means for detecting a lamp voltage of the high pressure discharge lamp;
Acoustic resonance determination means for determining the presence or absence of acoustic resonance using the lamp voltage detected by the lamp voltage detection means;
Frequency control means for controlling the switching frequency of the inverter means to be a non-acoustic resonance frequency based on the determination of the presence or absence of acoustic resonance by the acoustic resonance determination means;
Lamp power adjusting means for adjusting lamp power by changing an on-duty of switching of the switch element in a cycle longer than a switching cycle;
A high pressure discharge lamp lighting device comprising:
ランプ電力調整手段は、オンデューティを連続的に変化させることを特徴とする請求項1記載の高圧放電灯点灯装置。   2. The high pressure discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the lamp power adjusting means continuously changes the on-duty. 請求項1又は2記載の高圧放電灯点灯装置と;
この高圧放電灯点灯装置により点灯される高圧放電灯と;
この高圧放電灯を装着した器具本体と;
を具備したことを特徴とする照明装置。
A high pressure discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2;
A high pressure discharge lamp to be lit by the high pressure discharge lamp lighting device;
An instrument body equipped with the high-pressure discharge lamp;
An illumination device comprising:
JP2006019648A 2006-01-27 2006-01-27 High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system Pending JP2007200781A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006019648A JP2007200781A (en) 2006-01-27 2006-01-27 High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006019648A JP2007200781A (en) 2006-01-27 2006-01-27 High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007200781A true JP2007200781A (en) 2007-08-09

Family

ID=38455172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006019648A Pending JP2007200781A (en) 2006-01-27 2006-01-27 High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007200781A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013513917A (en) * 2009-12-10 2013-04-22 アゾディジタル・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン High intensity discharge lamp control method and high intensity discharge lamp supply system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013513917A (en) * 2009-12-10 2013-04-22 アゾディジタル・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン High intensity discharge lamp control method and high intensity discharge lamp supply system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007115660A (en) High-pressure discharge lamp lighting device, and illumination device
US20110074310A1 (en) Discharge lamp lighting apparatus
JP2009289492A (en) High-pressure discharge lamp lighting device and luminaire
JP5152501B2 (en) Load control device and electrical equipment
JP2009189158A (en) Control method of power supply apparatus, and power supply apparatus
JP2008159470A (en) Discharge lamp lighting device and image display device
JP2013026208A (en) Discharge lamp system and method of controlling the same
JP4014576B2 (en) Electrodeless discharge lamp power supply
JP2007200781A (en) High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system
JP5069573B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device, lighting fixture
JP2008027705A (en) High-pressure discharge lamp lighting device, and lighting apparatus
JP5163892B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP2010080138A (en) High-pressure discharge lamp lighting device, and lighting fixture
JP2003332085A (en) Power source device for inorganic electroluminescence
KR101220885B1 (en) Electronic ballast for high intensity discharge lamp
JP2010080137A (en) High pressure discharge lamp lighting device and luminaire
JP2003257689A (en) Lighting method for high pressure discharge lamp and electronic apparatus using it
JP5129652B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP5447959B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting control method thereof
JP2007087821A (en) High-pressure discharge lamp lighting device and lighting system
JP2009199876A (en) Discharge lamp lighting device, and illumination fixture equipped with this discharge lamp lighting device
JP6045858B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP5404381B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting fixture
JP2004303688A (en) Discharge lamp lighting device
JP2005174609A (en) Lighting system