JP2008243467A - Discharge lamp lighting device, luminaire, and illumination system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は放電灯点灯装置及びこれを用いた照明器具、照明システムに関し、特に、複数種の高圧放電灯を負荷対象として、そのうちのいずれか1つを接続して点灯する放電灯点灯装置に関するものである。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device, a lighting fixture using the same, and a lighting system, and more particularly to a discharge lamp lighting device for lighting a plurality of types of high-pressure discharge lamps connected to one of them. It is.
図11に一般的な定格電力70Wの高圧放電灯点灯装置のバラスト特性を示す。実線はランプ電圧−ランプ電流特性、破線はランプ電圧−ランプ電力特性である。本バラスト特性は、ランプスペックで規定されている始動電流値からなる定電流特性と、同じくランプスペックで規定されている定格電力値からなる定電力特性からなっている。本バラスト特性で、ランプを始動すると、図12に示すようなランプ電圧の立ち上がり特性となる。図12より、ランプ電圧が安定するまでのランプ電圧の立ち上がり特性は、2次関数的となっていることがわかる。また、初始動特性と再始動特性とのランプ電圧立ち上がり特性を比較すると、ランプ電圧が30Vから40Vに変化する時間に大きな差があることが確認できる。したがって、定電流特性による始動期間におけるランプ電圧の立ち上がり時間を計測してランプ定格電力を判別しようとすると、判別結果にばらつきが生じやすいと言える。 FIG. 11 shows the ballast characteristics of a general high-pressure discharge lamp lighting device with a rated power of 70 W. The solid line indicates the lamp voltage-lamp current characteristic, and the broken line indicates the lamp voltage-lamp power characteristic. The ballast characteristic includes a constant current characteristic composed of a starting current value defined in the lamp specification and a constant power characteristic composed of a rated power value similarly defined in the lamp specification. When the lamp is started with this ballast characteristic, the ramp voltage rise characteristic as shown in FIG. 12 is obtained. From FIG. 12, it can be seen that the rise characteristic of the lamp voltage until the lamp voltage is stabilized is a quadratic function. Further, comparing the ramp voltage rise characteristics of the initial start characteristic and the restart characteristic, it can be confirmed that there is a large difference in the time for the lamp voltage to change from 30V to 40V. Therefore, if it is attempted to determine the lamp rated power by measuring the rise time of the lamp voltage during the start-up period due to the constant current characteristic, it can be said that the determination results are likely to vary.
特許文献1(特開2005−310676号公報)では、高圧放電灯のランプ電圧が第1の電圧から第2の電圧に変化するまでの時間を検出して放電灯の種類を判別する高圧放電灯点灯装置が提案されている。この特許文献1では、ランプ判別時のバラスト特性(ランプ電圧−ランプ電流特性)は開示されていない。また、開示されているランプ点灯時のランプ電圧の立ち上がり特性によれば、ランプ安定時までのランプ電圧は2次関数的に上昇している。そのため、特許文献1に記載されているランプ電圧が30Vから40Vまでの経過時間をもってランプを判別しようとする場合、ランプ電圧が30Vになるまでのランプ電圧特性に大きく依存し、初始動、再始動、ランプ点灯方向、寿命などの状態によって、ランプ電圧が30Vになるまでのランプ特性が変化し、結果としてランプ電圧が30Vから40Vまで変化する時間にばらつきが生じやすい。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-310676), a high-pressure discharge lamp that detects the time until the lamp voltage of the high-pressure discharge lamp changes from a first voltage to a second voltage to determine the type of the discharge lamp. A lighting device has been proposed. In Patent Document 1, the ballast characteristic (lamp voltage-lamp current characteristic) at the time of lamp discrimination is not disclosed. Further, according to the disclosed ramp voltage rise characteristic when the lamp is lit, the lamp voltage increases to a quadratic function until the lamp is stable. Therefore, when trying to discriminate the lamp with the elapsed time from 30 V to 40 V described in Patent Document 1, it largely depends on the lamp voltage characteristics until the lamp voltage reaches 30 V, and the initial start and restart Depending on conditions such as the lamp lighting direction and life, the lamp characteristics change until the lamp voltage reaches 30V, and as a result, the time during which the lamp voltage changes from 30V to 40V tends to vary.
特許文献2(特開2005−310678号公報)では、高圧放電灯の種類を判別するための放電灯点灯装置のバラスト特性が開示されている。しかし、そのランプ判別時のバラスト特性(略一定ランプ電流)では、ランプ電圧が上昇するに従いランプ電力が増加することになるので、ランプ電圧の立ち上がり特性は2次関数的となり、本期間で放電灯の種類を判別する場合、判別電圧に達するまでの特性に大きく依存し、初始動、再始動などの状態によってランプ電圧が30Vから40Vまで変化する時間にばらつきが生じやすい。
特許文献1,2に開示された従来技術により、ほとんど全てのランプを判別することは可能である。しかし、ランプの初始動、再始動、点灯方向、寿命などのばらつき要因によっては、定格電力違いのランプ間の判別時間(ランプ電圧が30Vから40Vまで変化する時間)の差が小さくなり、判別が困難になる可能性がある。
It is possible to discriminate almost all lamps by the conventional techniques disclosed in
そこで、本発明では、前記ばらつき要因が発生した場合においてもランプ判別時のランプ電圧の立ち上がり特性が大きく変化しないようなバラスト特性を用いることにより、より確実にランプ定格電力を判別できる放電灯点灯装置を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, a discharge lamp lighting device that can more reliably determine the rated power of the lamp by using a ballast characteristic that does not significantly change the rising characteristic of the lamp voltage at the time of lamp discrimination even when the variation factor occurs. It is an issue to provide.
本発明の放電灯点灯装置は、上記の課題を解決するために、直流電源からの電力を変換して高圧放電灯に電力を供給する電力変換回路と、電力変換回路の供給電力を制御する点灯制御回路とを備え、複数種の高圧放電灯を負荷対象とし、高圧放電灯の種類を判別し、該高圧放電灯を定格点灯させる放電灯点灯装置であって、高圧放電灯の種類を判別する期間は、放電灯の照度もしくはランプ電圧が安定するまでであり、かつ、略一定のランプ電力で高圧放電灯を点灯し、判別期間内におけるランプ電圧が第1のランプ電圧から第1のランプ電圧よりも大きい第2のランプ電圧に変化する時間によって高圧放電灯の種類を判別し、判別結果に基づいて選択した電力で接続された高圧放電灯を点灯することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a discharge lamp lighting device according to the present invention converts a power from a DC power source to supply power to a high-pressure discharge lamp, and a lighting for controlling power supplied to the power conversion circuit A discharge lamp lighting device for controlling a plurality of types of high-pressure discharge lamps, determining the type of the high-pressure discharge lamp, and lighting the high-pressure discharge lamp at a rated level, and determining the type of the high-pressure discharge lamp The period is until the illuminance or lamp voltage of the discharge lamp is stabilized, and the high-pressure discharge lamp is turned on with substantially constant lamp power, and the lamp voltage in the determination period is changed from the first lamp voltage to the first lamp voltage. The type of the high-pressure discharge lamp is discriminated based on the time when the second lamp voltage changes to a larger value, and the connected high-pressure discharge lamp is turned on with the electric power selected based on the discrimination result.
本発明によれば、定電力特性によるランプ電圧の立ち上がり時間を計測してランプ定格電力を判別するので、従来の定電流特性による始動期間におけるランプ電圧の立ち上がり時間を計測してランプ定格電力を判別する場合に比べると、ランプ電圧の立ち上がり時間の計測結果にばらつきが生じにくく、したがって、より確実に放電灯の種類を判別することが可能となる。 According to the present invention, the lamp rated power is determined by measuring the rise time of the lamp voltage according to the constant power characteristics, so the lamp rated power is determined by measuring the rise time of the lamp voltage during the start-up period according to the conventional constant current characteristics. Compared to the case, the measurement result of the rise time of the lamp voltage is less likely to vary, and therefore the type of the discharge lamp can be more reliably determined.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1の放電灯点灯装置の回路図を図3に示す。この回路は放電灯DLのランプ電圧を抵抗R4,R5の分圧電圧として検出するマイコンIC1を含む放電灯判別回路6を備え、電源がONされると、ランプ判別期間(例えば、ランプ電圧が30Vから40Vに変化する期間)では、図1の破線に示すように、定電力特性(例えば、定電力値30W)で点灯し、ランプ電圧が第1の電圧(30V)から第2の電圧(40V)に変化するまでの時間を計測することにより、放電灯の種類を判別している。
(Embodiment 1)
FIG. 3 shows a circuit diagram of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. This circuit includes a discharge
図1のバラスト特性にて、高圧放電灯を始動した場合のランプ電圧立ち上り特性は、図2に示すようになる。図2より、ランプ電圧が安定するまでのランプ電圧の立ち上がり特性は、1次関数的となる。また、ランプ電圧立ち上がり特性の初始動特性と再始動特性を比較すると、ランプ電圧が30Vから40Vに変化するのに要する時間がほぼ同じであることが確認できる。したがって、本発明の高圧放電灯点灯装置により複数種のランプを判別することで、より確実に判別を行うことが可能となる。 With the ballast characteristic shown in FIG. 1, the lamp voltage rising characteristic when the high pressure discharge lamp is started is as shown in FIG. From FIG. 2, the ramp-up characteristic of the lamp voltage until the lamp voltage becomes stable is a linear function. Further, when comparing the initial start characteristic and the restart characteristic of the lamp voltage rising characteristic, it can be confirmed that the time required for the lamp voltage to change from 30 V to 40 V is substantially the same. Therefore, it is possible to more reliably perform the discrimination by discriminating a plurality of types of lamps with the high pressure discharge lamp lighting device of the present invention.
まず、図3の回路について説明する。直流電源としての電解コンデンサC1には、例えば昇圧チョッパ回路により商用交流電源を整流平滑して得られた直流電圧が印加されている。この直流電圧は、本回路では、例えば約300Vで一定に保たれており、これはHIDランプを始動するために必要とされている消灯時のランプ両端電圧(無負荷2次電圧)となっている。 First, the circuit of FIG. 3 will be described. For example, a DC voltage obtained by rectifying and smoothing a commercial AC power supply by a step-up chopper circuit is applied to the electrolytic capacitor C1 as a DC power supply. In this circuit, this DC voltage is kept constant at, for example, about 300 V, and this is the lamp end-to-end voltage (no-load secondary voltage) required for starting the HID lamp. Yes.
制御電源回路1は、分圧用の抵抗R1,R2とツェナーダイオードZD1よりなり、制御回路に供給する電圧Vccを生成する回路である。 The control power supply circuit 1 is composed of voltage dividing resistors R1 and R2 and a Zener diode ZD1, and generates a voltage Vcc to be supplied to the control circuit.
降圧チョッパ回路2は、スイッチング素子Q1、回生用ダイオードD1、インダクタL1、コンデンサC2よりなり、スイッチング素子Q1が高周波でスイッチングすることにより、電解コンデンサC1に蓄積されている直流電圧をランプDLに必要な電力に変換する。
The step-
極性反転回路3は、スイッチング素子Q2,Q3,Q4,Q5のフルブリッジ回路よりなり、フルブリッジ制御回路の制御下で、降圧チョッパ回路2のコンデンサC2の直流電圧を数十Hz〜数百Hzの低周波矩形波に変換する。
The
イグナイタ回路4は、パルストランスとパルス発生回路を含み、ランプ始動に必要な高圧パルス(約3〜5kV)を発生させる。
The
放電灯判別回路6は、放電灯DLのランプ電圧を検出して、複数種の放電灯を判別する。たとえば、マイクロチップ社製PIC12F675(A/D変換機能・フラッシュメモリ付8ビットマイコン)のような汎用マイコンIC1で構成されており、抵抗R4、R5の分圧点の電圧を監視することにより、ランプ電圧を検出し、その検出値に応じて、負荷であるランプの定格電力を判別する。そのために7番ピンはA/D変換入力に設定されており、コンデンサC2の両端電圧から得られるランプ電圧値を読み取る。また、2番,3番ピンは2値出力に設定されている。1番ピンは電源端子、8番ピンはグランド端子である。
The discharge lamp
制御回路5は降圧チョッパ回路2のスイッチング素子Q1を制御することによりランプDLに所望の電力を供給する。上述のように、電解コンデンサC1の電圧が一定(約300V)である場合、その電源から供給される電流値を調整することにより負荷であるランプに供給する電力を決定することができる。例えば、ランプに70Wの電力を供給する場合、70W/300V≒0.23Aを直流電源たるコンデンサC1から供給すれば負荷はおおよそ70W消費していることになる。このような原理により、電流検出抵抗R3により直流電源から供給される電流値を検出し、誤差アンプOP1により電流値を調整する。
The
具体的には、誤差アンプOP1の出力電圧と比較器OP2のマイナス端子の三角波信号とを比較することにより降圧チョッパ回路2のスイッチング素子Q1のオン・オフ動作を調整し、供給する電力を調整する。比較器OP2によるスイッチング素子Q1の駆動信号の生成動作を図4に示す。
Specifically, the on / off operation of the switching element Q1 of the step-
図4(a)はマイコンIC1の2番ピンのH/Lの出力状態を示しており、同図(b)は比較器OP2のマイナス端子に印加されるコンデンサC4の電圧、同図(c)の実線は比較器OP2のプラス端子に印加される基準電圧、破線はコンデンサC4の電圧、同図(d)は比較器OP2の出力を示している。なお、比較器OP2と誤差アンプOP1は1パッケージに2個のオペアンプを内蔵したICなどで安価に構成でき、その制御電源は電圧Vccから供給される。 4A shows the H / L output state of the 2nd pin of the microcomputer IC1, and FIG. 4B shows the voltage of the capacitor C4 applied to the negative terminal of the comparator OP2, FIG. 4C. The solid line indicates the reference voltage applied to the plus terminal of the comparator OP2, the broken line indicates the voltage of the capacitor C4, and the figure (d) indicates the output of the comparator OP2. The comparator OP2 and the error amplifier OP1 can be constructed at low cost with an IC or the like in which two operational amplifiers are incorporated in one package, and the control power is supplied from the voltage Vcc.
マイコンIC1の2番ピンがHレベルのとき、スイッチング素子Q8がオンすることにより、コンデンサC4が短絡され、その蓄積電荷は放電される。マイコンIC1の2番ピンがLレベルになると、スイッチング素子Q8がオフすることにより、抵抗R14を介してコンデンサC4が充電され、その電圧が上昇して行く。コンデンサC4の電圧は比較器OP2のマイナス端子に印加されている。比較器OP2のプラス端子には誤差アンプOP1の出力電圧が基準電圧として印加されている。コンデンサC4の電圧が基準電圧よりも低い期間は比較器OP2の出力はHレベルとなる。したがって、マイコンIC1の2番ピンから出力される周波数で、スイッチング素子Q1はオン・オフ駆動され、そのパルス幅は誤差アンプOP1の出力電圧が上昇するにつれて大きくなる。それゆえ、誤差アンプOP1のプラス端子の基準電圧を可変することにより、直流電源から供給される電流値(ひいては供給される電力)を調整することが可能である。 When the second pin of the microcomputer IC1 is at the H level, the switching element Q8 is turned on, whereby the capacitor C4 is short-circuited and the accumulated charge is discharged. When the second pin of the microcomputer IC1 becomes L level, the switching element Q8 is turned off, so that the capacitor C4 is charged through the resistor R14 and the voltage rises. The voltage of the capacitor C4 is applied to the negative terminal of the comparator OP2. The output voltage of the error amplifier OP1 is applied as a reference voltage to the plus terminal of the comparator OP2. During the period when the voltage of the capacitor C4 is lower than the reference voltage, the output of the comparator OP2 becomes H level. Accordingly, the switching element Q1 is driven on and off at the frequency output from the second pin of the microcomputer IC1, and the pulse width thereof increases as the output voltage of the error amplifier OP1 increases. Therefore, by changing the reference voltage of the plus terminal of the error amplifier OP1, it is possible to adjust the current value (and hence the supplied power) supplied from the DC power supply.
なお、本回路では回路構成を簡単化するために、スイッチング素子Q8をオン・オフする制御信号をマイコンIC1の2番ピンから供給しているが、高周波発振回路をマイコンIC1とは別に設けて、その発振出力によりスイッチング素子Q8をオン・オフ制御しても構わない。 In order to simplify the circuit configuration in this circuit, a control signal for turning on / off the switching element Q8 is supplied from the second pin of the microcomputer IC1, but a high frequency oscillation circuit is provided separately from the microcomputer IC1. The switching element Q8 may be on / off controlled by the oscillation output.
電流検出抵抗R3に流れるチョッパ電流は抵抗R6とコンデンサC3により平均化されて直流電圧に変換され、入力抵抗R10を介して誤差アンプOP1の反転入力端子に印加される。誤差アンプOP1の反転入力端子と出力端子の間には帰還抵抗R11が接続されており、入力抵抗R10と帰還抵抗R11の比率で増幅率が決まる。また、誤差アンプOP1の非反転入力端子には、コンデンサC5の電圧が印加されている。 The chopper current flowing through the current detection resistor R3 is averaged by the resistor R6 and the capacitor C3, converted into a DC voltage, and applied to the inverting input terminal of the error amplifier OP1 via the input resistor R10. A feedback resistor R11 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the error amplifier OP1, and the amplification factor is determined by the ratio of the input resistor R10 and the feedback resistor R11. The voltage of the capacitor C5 is applied to the non-inverting input terminal of the error amplifier OP1.
マイコンIC1の3番ピンからはランプ電力指令値としてPWM信号が出力されている。このPWM信号はランプ電力の指令値に応じてパルス幅が変化する矩形波電圧であり、Hレベルになると、抵抗R12を介してコンデンサC5が充電され、Lレベルになると、抵抗R12を介してコンデンサC5が放電され、結果として、PWM信号のパルス幅に応じた直流電圧がフィードバック制御の目標値としてコンデンサC5に充電される。これにより、マイコンIC1の制御下で放電灯DLへの供給電力を任意に調節することができ、ランプ電圧Vlaの検出値に応じて(マイコンIC1内のメモリテーブルを参照することにより)任意のランプ電力を供給できるので、任意のバラスト特性(例えば、図1の特性や後述の図6の特性など)を実現することができる。 A PWM signal is output as a lamp power command value from the third pin of the microcomputer IC1. This PWM signal is a rectangular wave voltage whose pulse width changes according to the command value of lamp power. When the PWM signal becomes H level, the capacitor C5 is charged via the resistor R12, and when it becomes L level, the capacitor C5 passes through the resistor R12. C5 is discharged, and as a result, a DC voltage corresponding to the pulse width of the PWM signal is charged to the capacitor C5 as a target value for feedback control. As a result, the power supplied to the discharge lamp DL can be arbitrarily adjusted under the control of the microcomputer IC1, and an arbitrary lamp can be selected according to the detected value of the lamp voltage Vla (by referring to the memory table in the microcomputer IC1). Since power can be supplied, an arbitrary ballast characteristic (for example, the characteristic shown in FIG. 1 or the characteristic shown in FIG. 6 described later) can be realized.
図1は本実施の形態においてランプ種類の判別のために用いるバラスト特性を示しており、実線はランプ電圧−ランプ電流特性、破線はランプ電圧−ランプ電力特性である。図1に示すようなバラスト特性によりランプを始動させ、ランプ始動後、ランプ電圧が30Vから40Vになる時間を計測することにより、ランプ電力種類を判別する。 FIG. 1 shows a ballast characteristic used for discriminating a lamp type in the present embodiment. A solid line indicates a lamp voltage-lamp current characteristic, and a broken line indicates a lamp voltage-lamp power characteristic. The lamp is started with the ballast characteristic as shown in FIG. 1, and after the lamp is started, the lamp power type is determined by measuring the time for the lamp voltage to change from 30V to 40V.
ランプ電圧が30Vから40Vになる時間の検出は、例えば、マイコンIC1のA/D変換(ランプ電圧検出)の回数をカウントすることにより実現できる。また、マイコンIC1の内蔵タイマーを用いることでも計測可能である。 The time when the lamp voltage is changed from 30 V to 40 V can be detected by, for example, counting the number of A / D conversions (lamp voltage detection) of the microcomputer IC1. It can also be measured by using a built-in timer of the microcomputer IC1.
図1のバラスト特性を有する点灯装置でランプを始動し、そのときのランプ電圧が30Vから40Vに変化するのに要する時間を計測した結果を図5に示す。図中、実線のグラフは初始動時の経過時間、斜線のグラフは再始動時の経過時間を示す。対象としたランプは、セラメタプレミアS(松下電器産業製)の35W、70Wの色温度3000K、3500K、4200Kのランプ各5〜6本のデータである。図5よりランプ電圧が30Vから40Vに変化する時間を例えば約3.0秒をしきい値として判定すれば35W、70Wを判別することが可能となる。 FIG. 5 shows the result of measuring the time required for the lamp to start with the lighting device having the ballast characteristic shown in FIG. 1 and the lamp voltage at that time to change from 30V to 40V. In the figure, the solid line graph indicates the elapsed time at the initial start, and the diagonal line graph indicates the elapsed time at the restart. The target lamps are data of 5 to 6 lamps of Cerameta Premier S (manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) with 35 W and 70 W color temperatures of 3000K, 3500K, and 4200K. From FIG. 5, if the time for the lamp voltage to change from 30V to 40V is determined as a threshold value, for example, about 3.0 seconds, 35 W and 70 W can be determined.
本実施の形態では、ランプ判別期間、例えば、ランプ電圧が30Vから40Vの期間でのバラスト特性を図1の破線に示すような定電力特性(例えば、定電力値30W)となるように制御する。このように、ランプ電圧が30Vから40Vに上昇するのに要する時間の計測を略一定のランプ電力特性の期間で判定することで、より判別性能が向上する。 In the present embodiment, control is performed so that the ballast characteristic in the lamp discrimination period, for example, the period in which the lamp voltage is 30 V to 40 V, becomes a constant power characteristic (for example, a constant power value of 30 W) as shown by a broken line in FIG. . As described above, the determination performance is further improved by determining the measurement of the time required for the lamp voltage to rise from 30 V to 40 V in the period of the substantially constant lamp power characteristic.
本バラスト特性にて、ランプを始動した場合のランプ電圧立ち上がり特性は、図2に示すようになる。図2より、ランプ電圧が安定するまでのランプ電圧の立ち上がり特性は、1次関数的となる。したがって、本バラスト特性を用いて複数種のランプを判別することで、より確実に判別を行うことが可能となる。 With this ballast characteristic, the ramp voltage rise characteristic when the lamp is started is as shown in FIG. From FIG. 2, the ramp-up characteristic of the lamp voltage until the lamp voltage becomes stable is a linear function. Therefore, by discriminating a plurality of types of lamps using this ballast characteristic, it becomes possible to perform the discrimination more reliably.
(実施の形態2)
図6を用いて本実施の形態を説明する。実施の形態1では、図1に示すように、ランプ定格電力35W、70Wの判別をする場合に、判別期間の定電力値は約30Wに設定したが、本実施の形態では、2種のランプ定格電力のうち、小さい方の定格電力値を判別期間の定電力値とする。すなわち、ランプ判別期間(ランプ電圧が30Vから40Vの期間)でのバラスト特性を図6の実線に示すように定電力特性(定電力値39W)となるように制御する。そして、ランプ電圧が30Vから40Vに変化するのに要する時間を計測し、所定時間(例えば、約3秒)よりも短ければ、そのまま39Wの定電力特性のまま点灯させる(図6の破線参照)。また、ランプ電圧が30Vから40Vに変化するのに要する時間が前記所定時間よりも長ければ、ランプ電力を上昇させ、70Wの定電力特性に移行させる(図6の実線参照)。
(Embodiment 2)
This embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, when determining the lamp rated power of 35 W and 70 W, the constant power value of the determination period is set to about 30 W. However, in this embodiment, two types of lamps are used. Among the rated powers, the smaller rated power value is set as the constant power value for the discrimination period. That is, the ballast characteristic in the lamp discrimination period (period in which the lamp voltage is 30 V to 40 V) is controlled to be a constant power characteristic (constant power value 39 W) as shown by the solid line in FIG. Then, the time required for the lamp voltage to change from 30 V to 40 V is measured, and if it is shorter than a predetermined time (for example, about 3 seconds), it is lit as it is with a constant power characteristic of 39 W (see the broken line in FIG. 6). . If the time required for the lamp voltage to change from 30 V to 40 V is longer than the predetermined time, the lamp power is increased and shifted to a constant power characteristic of 70 W (see the solid line in FIG. 6).
このようなバラスト特性にすることにより、バラストに求められる定電力特性は、2種類になる。したがって、回路部品の削減が可能となり、また、制御の容易性が向上する。さらに、ランプ電力種が35Wの場合には、ランプ判別後のバラスト特性の切替が必要ないので、光出力の変動も抑制される。 By using such ballast characteristics, there are two types of constant power characteristics required for ballast. Therefore, it is possible to reduce circuit components and improve controllability. Furthermore, when the lamp power type is 35 W, it is not necessary to switch the ballast characteristic after lamp determination, so that fluctuations in light output are also suppressed.
(実施の形態3)
図7は上述の実施の形態1の高圧放電灯点灯装置で点灯させたときの、セラメタプレミアS(松下電器産業製)の35W、70Wランプ各3本のランプ電圧立ち上がり特性である。この図7より、例えば、点灯後20秒後のランプ電圧が40V未満のものは、確実に70Wランプであると判別可能であることがわかる。したがって、上記の各実施の形態の高圧放電灯点灯装置に本実施の形態3の判別手法を追加することにより、より確実にランプ種類を判別することが可能となる。
(Embodiment 3)
FIG. 7 shows the ramp voltage rise characteristics of three 35 W and 70 W lamps of Cerameta Premier S (manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) when the high pressure discharge lamp lighting device of the first embodiment is used. From FIG. 7, it can be seen that, for example, a lamp with a lamp voltage of less than 40
そのときの動作フローを図8、図9に示す。図8では全体のフロー、図9では判別処理の詳細なフローを示す。点灯装置の構成は図3と同じで良い。 The operation flow at that time is shown in FIGS. FIG. 8 shows the overall flow, and FIG. 9 shows the detailed flow of the discrimination processing. The configuration of the lighting device may be the same as in FIG.
図8のステップ#1で電源をONすると、イグナイタ回路4により高圧始動電圧が印加され、ステップ#2でランプが始動したかを判定する。ランプが始動したか否かは、ランプ電圧とほぼ等しい降圧チョッパ回路2の出力電圧であるコンデンサC2の両端電圧を抵抗R4、R5で分圧し、検出することによりマイコンIC1にて判定できる。
When the power is turned on in step # 1 in FIG. 8, a high voltage starting voltage is applied by the
ステップ#3で判別処理が開始されると、後述の図9の判別A,Bが確定するのを待ち(#4)、確定すると判別処理を終了し(#5)、判別A,Bの結果に応じて、出力電力を切り替える(#6,#7)。図8のステップ#8〜#10は、判別処理の終了後に、判別結果に応じた定格点灯制御を行う動作である。
When the discrimination process is started in
図9は判別処理の詳細なフローであり、図8のステップ#3〜#5に対応している。
FIG. 9 is a detailed flow of the discrimination process, and corresponds to
ステップ#11で判別処理が開始されると、ステップ#12で一定ランプ電流となるように制御し、ステップ#13で時間t1の計測を開始する。具体的には、マイコンIC1内部の変数t1を0にリセットし、一定時間毎のタイマー割り込みを許可して、タイマー割り込みの度に変数t1をインクリメントすれば良い。
When the discrimination process is started in
ステップ#14,#15ではランプ電圧がVla≧30Vとなるか、時間t1の計測値が20秒以上となるまで待機する。 In steps # 14 and # 15, the process waits until the lamp voltage becomes Vla ≧ 30 V or the measured value of time t1 becomes 20 seconds or more.
仮に、Vla≧30Vとなる前にt1≧20sとなった場合、ステップ#16で時間t1の計測を終了する。具体的には、マイコンIC1内部の変数t1を0にリセットし、そのタイマー割り込みを禁止とする。これは後述のステップ#23でt1≧20sと再度判定されるのを防ぐためである。
If t1 ≧ 20s before Vla ≧ 30V, the measurement of time t1 is terminated in step # 16. Specifically, the variable t1 in the microcomputer IC1 is reset to 0, and the timer interrupt is prohibited. This is to prevent re-determination of t1 ≧ 20 s in
ステップ#17ではランプ電圧を検出し、その検出値をVla3とする。ステップ#18ではVla3<40Vか否かを判定する。始動後20秒が経過した後もランプ電圧が40V未満であれば、図7から70Wランプであると判定できるので、ステップ#19に移行し、第1の判別結果(判別A)は70Wランプと確定させる。それ以外の場合にはステップ#20に移行し、第1の判別結果(判別A)は不明としておく。
In
ステップ#15〜#20と全く同様の判定処理はステップ#23〜#28にも設けているが、後者の判定処理はステップ#14,#15のループでt1≧20sとなる前にVla≧30Vとなった場合にのみ実行される。一度でもステップ#16を通れば、その時点でt1=0となり、変数t1のカウントは停止するので、ステップ#19または#20からステップ#14に戻ると、次にステップ#15を通ってもt1=0であるから、ステップ#16には移行せず、ステップ#14,#15のループでVla≧30Vとなるのを待つことになり、一度確定された判別Aの結果が変更されることは無い。
The same determination process as in steps # 15 to # 20 is also provided in steps # 23 to # 28, but the latter determination process is performed before V1 ≧ 30V before t1 ≧ 20s in the loop of steps # 14 and # 15. It is executed only when If step # 16 is passed once, t1 = 0 at that time, and the count of variable t1 stops. Therefore, when returning to step # 14 from
ステップ#14でVla≧30Vになると、ステップ#21へ移行し、時間t2の計測を開始する。具体的には、マイコンIC1内部の変数t2を0にリセットし、一定時間毎のタイマー割り込みを許可して、タイマー割り込みの度に変数t2をインクリメントすれば良い。 When Vla ≧ 30V is satisfied in step # 14, the process proceeds to step # 21, and measurement of time t2 is started. Specifically, the variable t2 inside the microcomputer IC1 may be reset to 0, a timer interrupt at regular intervals may be permitted, and the variable t2 may be incremented each time the timer interrupt occurs.
ステップ#22では一定ランプ電力(例えば30W、図1の破線参照)の制御を設定し、ステップ#23でt1≧20sとなるか、ステップ#29でランプ電圧の検出値がVla2≧40Vとなるのを待つ。ステップ#23でt1≧20sとなった場合、ステップ#24〜#28の動作(ステップ#15〜#20で説明したのと同じ動作)を1回だけ実行し、その後は、t1=0となることで、ステップ#22→#23→#29のループを繰り返す。
In
ステップ#29でVla2≧40Vとなれば、ステップ#30へ移行し、時間t2の計測を終了する。具体的には、変数t2の値は保持したまま、タイマー割り込みを禁止とすれば良い。この変数t2はステップ#14でVla≧30Vとなった直後にステップ#21でt2=0からカウントを開始しており、ステップ#29でVla2≧40Vとなった直後にステップ#30でカウントを停止しているから、ランプ電圧が30Vから40Vに変化する時間に対応している。
If
ステップ#31では、この時間t2が3秒未満か否かを判定する。t2<3sであれば、図5から35Wのランプであると判定できるから、ステップ#32で第2の判別結果(判別B)は35Wランプと確定する。t2≧3sであれば、図5から70Wのランプであると判定できるから、ステップ#33で第2の判別結果(判別B)は70Wランプと確定する。ステップ#34で判別結果が確定し、図8のステップ#5の判別処理終了となる。
In
図8のステップ#6では、第1の判別結果(判別A)を優先的に参照し、判別Aが70Wであれば、ステップ#8の70W定格点灯制御に移行する。判別Aが70Wでなければ、ステップ#7で第2の判別結果(判別B)を参照し、判別Bが70Wであれば、ステップ#9の70W定格点灯制御に、判別Bが35Wであれば、ステップ#10の35W定格点灯制御に移行する。
In
以上のように、本実施の形態では、第1の判別手法として、始動から20秒後のランプ電圧を計測し、始動から20秒後のランプ電圧が40V未満の場合、70Wと判別する。
As described above, in the present embodiment, as a first determination method, the
また、第2の判別手法として、ランプ電圧が30Vから40Vに到達するまでの時間を計測し、30Vから40Vへの所要時間が3秒未満の場合、35Wと判別する。また、30Vから40Vへの所要時間が3秒超の場合、70Wと判別する。 As a second determination method, the time until the lamp voltage reaches 30V to 40V is measured, and when the required time from 30V to 40V is less than 3 seconds, it is determined as 35W. Moreover, when the time required from 30V to 40V exceeds 3 seconds, it is determined as 70W.
本実施の形態では第1の判別結果(判別A)を優先的に参照しているが、第2の判別結果(判別B)を優先的に参照しても良い。 In the present embodiment, the first determination result (determination A) is preferentially referred to, but the second determination result (determination B) may be preferentially referred to.
また、2つの測定値を組み合わせて判別しているが、ランプ電圧が30Vから40Vに上昇するのに要する時間のみで判別する、ということも可能であり、その場合、図9のステップ#15〜#20、#23〜#28、#13を省略すれば良い。
Further, although the determination is made by combining the two measured values, it is also possible to determine only by the time required for the lamp voltage to rise from 30 V to 40 V. In that case, in
(実施の形態4)
図10は本発明の放電灯点灯装置を用いた照明器具の構成例を示す。(a)、(b)はスポットライトに適用した例、(c)はダウンライトに適用した例であり、図中、11は点灯装置の回路を格納した電子バラスト、12は高圧放電灯を装着した灯体、13は配線である。いずれの照明器具も35W、70Wのような複数の種類の高圧放電灯を適宜選択して装着することができる。これらの照明器具を複数組み合わせて照明システムを構築しても良く、必要な照度、発光色、デザイン等に応じて、種類の異なる複数の高圧放電灯が混在して用いられても構わない。
(Embodiment 4)
FIG. 10 shows a structural example of a lighting fixture using the discharge lamp lighting device of the present invention. (A), (b) is an example applied to a spotlight, (c) is an example applied to a downlight. In the figure, 11 is an electronic ballast storing a circuit of a lighting device, and 12 is a high pressure discharge lamp. The
また、高圧放電灯とバラストが単純に接続されるのみで光出力を得る高圧放電灯点灯装置や、定格の異なる複数の照明器具を組み合わせて用いる照明システム、ランプとバラストあるいは反射板等を適宜必要な数だけ組み合わせて成る照明システム、という形態を取ることも可能である。あるいは、光を伝導する手段などを用いて、ランプと光出力部がそれぞれ離れた位置に設置されるものや、他の光源などが組み合わせて設置されるような照明システムに用いてもよい。 In addition, a high-pressure discharge lamp lighting device that obtains light output by simply connecting the high-pressure discharge lamp and the ballast, an illumination system that uses a combination of multiple lighting fixtures with different ratings, and a lamp and ballast or reflector are required as appropriate. It is also possible to take the form of a lighting system composed of any number of combinations. Alternatively, it may be used in an illumination system in which the lamp and the light output unit are installed at positions separated from each other by using a means for conducting light, or in combination with other light sources.
DL 高圧放電灯(HIDランプ)
2 降圧チョッパ回路
5 制御回路
6 放電灯判別回路
IC1 マイコン
DL High pressure discharge lamp (HID lamp)
2 Step-down
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