JP2009187745A - Lighting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device capable of optimally controlling an output voltage by detecting a current flowing through a lamp. <P>SOLUTION: The lighting device employs a configuration comprising: a transformer T having primary-side windings N122, N123 and a secondary-side winding N131; a transistor Q121 for turning on/off the current flowing from a power supply to the primary-side winding N122 of the transformer T; a current detection circuit 132 for detecting the current flowing through a lamp load 130 connected to the secondary-side winding N131 of the transformer T; and a driving circuit 110 for controlling the transistor Q121 based on a detection current of the current detection circuit 132, and controlling the current flowing through the primary-side winding N122 of the transformer T. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ファクシミリ、イメージスキャナ、複写機等の原稿読み取り装置の光源として使用される希ガス蛍光ランプの点灯装置に関する。   The present invention relates to a lighting device for a rare gas fluorescent lamp used as a light source of a document reading device such as a facsimile, an image scanner, and a copying machine.

近年、複写機やイメージスキャナなどの原稿読み取り装置の照明用光源として、希ガス放電による発光を利用した希ガス蛍光灯ランプが使用されている。
このような希ガス蛍光ランプは、パルス状の高周波電圧を印可して点灯することにより、高い輝度が得られることが知られている。
In recent years, rare gas fluorescent lamps using light emission by rare gas discharge have been used as illumination light sources for document reading apparatuses such as copying machines and image scanners.
It is known that such a rare gas fluorescent lamp can obtain high brightness by being turned on by applying a pulsed high-frequency voltage.

図1に、従来より一般的に用いられている希ガス蛍光ランプの点灯装置の構成を示す。
点灯装置をON/OFF制御するスイッチ回路Q6、スイッチングトランジスタQ10、Q11の切替時の飽和電流を抑制するためのチョークコイルL8、起動時には短絡し、起動後はインピーダンスとして働くことによりランプの印加電圧を抑制する2次側のバラストコンデンサC13、C14、共振条件を設定する一次側のコンデンサC12等を有している。動作原理は、ロイヤの回路と同じ動作原理である。
FIG. 1 shows a configuration of a lighting device for a rare gas fluorescent lamp that is generally used conventionally.
Switch circuit Q6 for ON / OFF control of the lighting device, choke coil L8 for suppressing saturation current during switching of switching transistors Q10, Q11, short-circuited at startup, and acts as impedance after startup, thereby reducing the applied voltage of the lamp Secondary ballast capacitors C13 and C14 to be suppressed, a primary side capacitor C12 for setting resonance conditions, and the like are included. The principle of operation is the same as that of Royer's circuit.

また、特許文献1の点灯装置の構成を図2に示す。この点灯装置は、図1に示す点灯装置と同様に2個のスイッチング素子Q22,Q23を必要とし、2次側にはバラストコンデンサC25を有している。また、フォトカプラのオンにより負荷電流を冷陰極管が点灯を保持し続けることのできる最小電流値に設定する負荷電流設定変更用の抵抗R26,R29と、フォトカプラを冷陰極管の点灯開始時における一定時間だけONさせる制御信号の入力端子(図2に示す信号入力端子S)とを備えている。   Moreover, the structure of the lighting device of patent document 1 is shown in FIG. This lighting device requires two switching elements Q22 and Q23 as in the lighting device shown in FIG. 1, and has a ballast capacitor C25 on the secondary side. Also, when the photocoupler is turned on, the load current is set to a minimum current value that allows the cold cathode tube to keep lighting, and the load current setting resistances R26 and R29 are set. And a control signal input terminal (signal input terminal S shown in FIG. 2) which is turned ON only for a certain period of time.

特許文献2の点灯装置は、発振器を有し入力電圧の増減により発振周波数を可変し制御する方式で、希ガス蛍光ランプの照度を安定させることを目的としている。この点灯装置は、出力側にバラストコンデンサを設けておらず、始動時、起動時、点灯時の電圧が全て同じであるため、ランプに印加する電圧のストレスがそのままランプに加わりランプの寿命に影響する。   The lighting device of Patent Document 2 has an oscillator and is a method of varying and controlling the oscillation frequency by increasing or decreasing the input voltage, and aims to stabilize the illuminance of the rare gas fluorescent lamp. This lighting device does not have a ballast capacitor on the output side, and the starting voltage, starting voltage, and lighting voltage are all the same, so the voltage stress applied to the lamp is directly applied to the lamp, affecting the life of the lamp. To do.

特開平5−343190号公報JP-A-5-343190 特開2006−79997号公報JP 2006-79997 A

しかしがなら、図1に示す点灯装置や、図2に示す特許文献1の点灯装置は、トランスの二次側の電圧がランプ電圧よりも高くなり、バラストコンデンサが必要となる。バラストコンデンサには電流が流れるので無負荷損を生じてしまう。
また、特許文献2の点灯装置は、出力側にバラストコンデンサを有していないため、始動時、起動時、点灯時の電圧がすべて同じになる。このため、ランプに印加する電圧のストレスがそのままランプに加わり、ランプの寿命に影響する。
However, in the lighting device shown in FIG. 1 and the lighting device of Patent Document 1 shown in FIG. 2, the voltage on the secondary side of the transformer is higher than the lamp voltage, and a ballast capacitor is required. Since current flows through the ballast capacitor, no-load loss occurs.
Moreover, since the lighting device of Patent Document 2 does not have a ballast capacitor on the output side, the voltage at the time of start-up, startup, and lighting are all the same. For this reason, the stress of the voltage applied to the lamp is directly applied to the lamp, which affects the life of the lamp.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ランプに流れる電流を検出して出力電圧を最適に制御することができる点灯装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a lighting device capable of optimally controlling an output voltage by detecting a current flowing through a lamp.

かかる目的を達成するために本発明の点灯装置は、1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、前記トランスの2次巻線に接続されたランプに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路とを有する構成を採用している。
本発明は、ランプに流れる電流の大きさを検出して、トランスの1次巻線に流す電流を制御することからトランスの2次巻線に発生する電圧を制御することができる。従って、ランプの起動時と点灯時とでランプに供給される電圧を変更してランプにかかる電圧ストレスを軽減することができる。また、トランスの2次側にバラストコンデンサを設ける必要がなくなる。
In order to achieve such an object, a lighting device of the present invention includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, and a switching element for turning on and off a current from a power source flowing in the primary winding of the transformer. Current detecting means for detecting a current flowing in a lamp connected to the secondary winding of the transformer, and the switching element is controlled based on a detected current of the current detecting means, and flows in the primary winding of the transformer A configuration having a drive circuit for controlling current is employed.
The present invention can control the voltage generated in the secondary winding of the transformer by detecting the magnitude of the current flowing in the lamp and controlling the current flowing in the primary winding of the transformer. Therefore, the voltage stress applied to the lamp can be reduced by changing the voltage supplied to the lamp when the lamp is started and when it is lit. Further, it is not necessary to provide a ballast capacitor on the secondary side of the transformer.

本発明の点灯装置は、1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路とを有する構成を採用している。
本発明は、スイッチング素子に流れる電流の大きさを検出して、トランスの1次巻線に流す電流を制御することからトランスの2次巻線に発生する電圧を制御することができる。従って、ランプの起動時と点灯時とでランプに供給される電圧を変更してランプにかかる電圧ストレスを軽減することができる。また、トランスの2次側にバラストコンデンサを設ける必要がなくなる。
The lighting device of the present invention includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, a switching element that turns on and off a current from a power source that flows through the primary winding of the transformer, and a current that flows through the switching element. And a drive circuit that controls the switching element based on the current detected by the current detection means and controls the current flowing through the primary winding of the transformer.
The present invention can control the voltage generated in the secondary winding of the transformer by detecting the magnitude of the current flowing in the switching element and controlling the current flowing in the primary winding of the transformer. Therefore, the voltage stress applied to the lamp can be reduced by changing the voltage supplied to the lamp when the lamp is started and when it is lit. Further, it is not necessary to provide a ballast capacitor on the secondary side of the transformer.

本発明の点灯装置は、1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、前記トランスの2次巻線に接続されたランプにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段の検出電圧に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路とを有する構成を採用している。
本発明は、ランプにかかる電圧の大きさを検出して、トランスの1次巻線に流す電流を制御することからトランスの2次巻線に発生する電圧を制御することができる。従って、ランプの起動時と点灯時とでランプに供給される電圧を変更してランプにかかる電圧ストレスを軽減することができる。また、トランスの2次側にバラストコンデンサを設ける必要がなくなる。
The lighting device of the present invention includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, a switching element for turning on and off a current from a power source flowing in the primary winding of the transformer, and a secondary winding of the transformer. Voltage detection means for detecting a voltage applied to a lamp connected to the line, and a drive circuit for controlling the switching element based on the detection voltage of the voltage detection means and for controlling the current flowing in the primary winding of the transformer; The structure which has is adopted.
In the present invention, the voltage generated in the secondary winding of the transformer can be controlled by detecting the magnitude of the voltage applied to the lamp and controlling the current flowing through the primary winding of the transformer. Therefore, the voltage stress applied to the lamp can be reduced by changing the voltage supplied to the lamp when the lamp is started and when it is lit. Further, it is not necessary to provide a ballast capacitor on the secondary side of the transformer.

上記点灯装置において、前記電流検出手段の検出電流値が所定値を超えるとオンする第1スイッチと、前記電源の電圧を分圧する分圧回路と、前記第1スイッチのオンによりオンして、前記分圧回路の分圧比を切り替える第2スイッチとを有し、前記駆動回路は、前記分圧回路で分圧された前記電源の電圧と基準電圧とに基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する構成を採用できる。
従って、簡単な回路構成で、トランスの1次巻線に流れる電流を制御することができる。
In the above lighting device, the first switch that is turned on when the detected current value of the current detection means exceeds a predetermined value, the voltage dividing circuit that divides the voltage of the power source, and the first switch that is turned on when the first switch is turned on, A second switch for switching a voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit, and the drive circuit controls the switching element based on a voltage of the power source divided by the voltage dividing circuit and a reference voltage, and the transformer The structure which controls the electric current which flows into the primary winding of this can be employ | adopted.
Accordingly, the current flowing through the primary winding of the transformer can be controlled with a simple circuit configuration.

上記点灯装置において、前記トランスの2次巻線に接続されたランプの再起動時に、前記第1スイッチをオフして前記分圧回路の分圧比を初期状態に戻す第3スイッチを有する構成を採用できる。
従って、ランプの再起動時に第1スイッチをオフして分圧回路の分圧比を切り替えることにより、前記スイッチング素子の制御を変更してトランスの1次巻線に流れる電流を変更することができる。
The lighting device may include a third switch that turns off the first switch to return the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit to an initial state when the lamp connected to the secondary winding of the transformer is restarted. it can.
Therefore, when the lamp is restarted, the current flowing in the primary winding of the transformer can be changed by changing the control of the switching element by switching the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit by turning off the first switch.

本発明の点灯装置は、1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、前記2次巻線に発生する電圧を検出する電圧検出手段と、外部から入力されるデューティを調整されたPWM信号を直流変換する変換手段と、前記電圧検出手段の検出電圧と、直流変換された前記PWM信号の電圧とに基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路とを有する構成を採用している。
本発明は、外部入力したPWM信号と、トランスの2次巻線に発生する電圧とに基づいてスイッチング素子を制御し、トランスの1次巻線に流す電流を制御する。従って、トランスの2次巻線に発生する電圧を制御して、ランプの起動時と点灯時とでランプに供給される電圧を変更することができる。このためランプにかかる電圧ストレスを軽減することができる。また、トランスの2次側にバラストコンデンサを設ける必要がなくなる。
The lighting device of the present invention includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, a switching element for turning on / off a current from a power source flowing in the primary winding of the transformer, and the secondary winding. A voltage detection means for detecting a voltage to be generated; a conversion means for converting a PWM signal having an externally input duty adjusted; a detection voltage of the voltage detection means; and a voltage of the PWM signal that has been DC converted. And a drive circuit that controls the switching element and controls the current flowing in the primary winding of the transformer.
In the present invention, the switching element is controlled based on the externally input PWM signal and the voltage generated in the secondary winding of the transformer, and the current flowing through the primary winding of the transformer is controlled. Therefore, the voltage generated in the secondary winding of the transformer can be controlled to change the voltage supplied to the lamp when the lamp is started and when the lamp is lit. Therefore, voltage stress applied to the lamp can be reduced. Further, it is not necessary to provide a ballast capacitor on the secondary side of the transformer.

本発明によれば、ランプに流れる電流を検出して出力電圧を最適に制御することができる点灯装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lighting device which can detect the electric current which flows into a lamp | ramp and can control an output voltage optimally can be provided.

添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、図3を参照しながら本実施例の構成を説明する。
図3に示す点灯装置1000は、出力切替回路100と、駆動回路110と、トランスTと、スイッチング用のトランジスタQ121と、ランプ負荷130と、電流検出回路132と、電圧変換回路133と、出力保持回路140とを有している。
First, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The lighting device 1000 shown in FIG. 3 includes an output switching circuit 100, a drive circuit 110, a transformer T, a switching transistor Q121, a lamp load 130, a current detection circuit 132, a voltage conversion circuit 133, and an output holding circuit. Circuit 140.

出力切替回路100は、電源電圧Vccに直列に接続した抵抗R101,R102,R103と、エミッタ端子を接地し、ベース端子を抵抗R144とサイリスタSCR143のアノード端子との接続点S1に接続し、コレクタ端子を抵抗R101とR102との接続点S2に接続したトランジスタQ104と、前述接続点S1と、トランジスタQ104のベース端子とを接続する配線に一旦を接続し、他端を接地した抵抗R105とを有している。   The output switching circuit 100 has resistors R101, R102, R103 connected in series to the power supply voltage Vcc, the emitter terminal grounded, the base terminal connected to the connection point S1 between the resistor R144 and the anode terminal of the thyristor SCR143, and the collector terminal. Transistor Q104 connected to a connection point S2 between resistors R101 and R102, a resistor R105 having one end connected to the wiring connecting the connection point S1 and the base terminal of the transistor Q104, and the other end grounded. ing.

また、駆動回路110は、入力側を抵抗R102とR103との接続点S3に抵抗R106を介して接続し、出力側を巻線N123を介してトランジスタQ121に接続している。駆動回路110内には、オペアンプ113が設けられている。オペアンプ113の反転入力端子は、抵抗R112とコンデンサC111とからなる直流変換器と、抵抗R106とを介して接続点S3に接続している。また、オペアンプ113の非反転入力端子には、基準電圧源116が接続されている。オペアンプ113の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗R114とコンデンサC115とが接続されている。また、オペアンプ113の出力端子には、抵抗R117,R118、コンデンサC119とからなる直流変換器が接続されている。   The drive circuit 110 has an input side connected to a connection point S3 between the resistors R102 and R103 via the resistor R106, and an output side connected to the transistor Q121 via the winding N123. An operational amplifier 113 is provided in the drive circuit 110. The inverting input terminal of the operational amplifier 113 is connected to the connection point S3 via a DC converter composed of a resistor R112 and a capacitor C111, and a resistor R106. The reference voltage source 116 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 113. A resistor R114 and a capacitor C115 are connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 113. The output terminal of the operational amplifier 113 is connected to a DC converter including resistors R117 and R118 and a capacitor C119.

トランスTの一次側には、巻線N122と、巻線N123とが設けられている。巻線N122の一端は、電源電圧Vccに接続し、他端はトランジスタQ121のコレクタ端子に接続されている。また、巻線N123の一端は、トランジスタQ123のベース端子に接続し、他端は駆動回路110の出力に接続している。さらに、トランジスタQ121と直列に、トランスTの共振周波数を設定するコンデンサC120が接続されている。   On the primary side of the transformer T, a winding N122 and a winding N123 are provided. One end of winding N122 is connected to power supply voltage Vcc, and the other end is connected to the collector terminal of transistor Q121. One end of the winding N123 is connected to the base terminal of the transistor Q123, and the other end is connected to the output of the drive circuit 110. Further, a capacitor C120 for setting the resonance frequency of the transformer T is connected in series with the transistor Q121.

トランスTの二次側には、巻線N131が設けられており、この巻線N131には、ランプ負荷130と、ランプ負荷130に流れる電流を検出する電流検出回路132とが設けられている。また、電流検出回路132には、電圧変換回路133が接続されている。
電流検出回路132は、ランプ負荷130に流れる電流を検出する。電圧変換回路133は、電流検出回路132の検出電流値を電圧値に変換する。電圧変換回路133によって変換された電圧は、出力保持回路140に出力される。
A winding N131 is provided on the secondary side of the transformer T. The winding N131 is provided with a lamp load 130 and a current detection circuit 132 that detects a current flowing through the lamp load 130. In addition, a voltage conversion circuit 133 is connected to the current detection circuit 132.
The current detection circuit 132 detects the current flowing through the lamp load 130. The voltage conversion circuit 133 converts the detection current value of the current detection circuit 132 into a voltage value. The voltage converted by the voltage conversion circuit 133 is output to the output holding circuit 140.

出力保持回路140は、サイリスタSCR143と、抵抗R141と、コンデンサ142と、抵抗R144とを有している。
サイリスタSCR143のアノード端子は、抵抗R144を介して電源電圧Vccに接続されている。また、サイリスタSCR143のカソード端子は接地されている。さらにサイリスタSCR143のゲート端子には抵抗R141とコンデンサC142とが接続されている。このゲート挿入抵抗R141とコンデンサC142とは、ノイズ除去に用いられる。
The output holding circuit 140 includes a thyristor SCR 143, a resistor R141, a capacitor 142, and a resistor R144.
The anode terminal of the thyristor SCR 143 is connected to the power supply voltage Vcc via the resistor R144. Further, the cathode terminal of the thyristor SCR 143 is grounded. Further, a resistor R141 and a capacitor C142 are connected to the gate terminal of the thyristor SCR143. The gate insertion resistor R141 and the capacitor C142 are used for noise removal.

まず、ランプ負荷130の起動時には、出力切替回路100のトランジスタQ104がオフ状態にあるので、電源電圧Vccは抵抗R101,R102,R103によって分圧され、分圧された電圧(以下、この電圧をV1と呼ぶ)が駆動回路110のオペアンプ113に入力される。オペアンプ113は、この電圧V1と、基準電圧源116の基準電圧とを比較して、電圧V1が基準電圧よりも高くなると、トランジスタQ121のベース端子にバイアス電圧を印加する。   First, since the transistor Q104 of the output switching circuit 100 is in an OFF state when the lamp load 130 is started up, the power supply voltage Vcc is divided by the resistors R101, R102, and R103, and the divided voltage (hereinafter referred to as V1). Is input to the operational amplifier 113 of the drive circuit 110. The operational amplifier 113 compares the voltage V1 with the reference voltage of the reference voltage source 116, and applies a bias voltage to the base terminal of the transistor Q121 when the voltage V1 becomes higher than the reference voltage.

オペアンプ113からのバイアス電圧によりトランスTとトランジスタQ121とが自励発振を始める。トランスTの一次側の巻線N122,N123で振動した電圧は、巻線N122と巻線N123の巻数比に応じた電圧として、トランスTの二次側の巻線N131に出力され、ランプ負荷130に電圧が印加される。このときランプ負荷30には、点灯開始電圧よりも大きな電圧が印加される。
ランプ負荷130は、インピーダンスが非常に高い状態にあるが、ランプ負荷130の起動電圧よりも高い始動電圧が印加されることで、ランプ負荷130に流れる電流(以下、ランプ電流という)が増加し、ランプ負荷130が起動状態となる。起動状態では、ランプ負荷130の電圧が急激に低下してランプ電流が急激に増加する状態になる。起動状態からランプ負荷130が点灯する点灯状態になると、ランプ電圧は急激に低下して点灯電圧に落ち着くと共にランプ負荷130に流れるランプ電流もより小さい一定値に落ち着く。
Due to the bias voltage from the operational amplifier 113, the transformer T and the transistor Q121 start self-oscillation. The voltage oscillated in the primary windings N122 and N123 of the transformer T is output to the secondary winding N131 of the transformer T as a voltage corresponding to the turn ratio of the winding N122 and the winding N123, and the lamp load 130 A voltage is applied to. At this time, a voltage larger than the lighting start voltage is applied to the lamp load 30.
The lamp load 130 has a very high impedance, but when a starting voltage higher than the starting voltage of the lamp load 130 is applied, a current flowing through the lamp load 130 (hereinafter referred to as a lamp current) increases. The lamp load 130 is activated. In the start-up state, the voltage of the lamp load 130 rapidly decreases and the lamp current increases rapidly. When the lamp load 130 is turned on from the start-up state, the lamp voltage rapidly decreases and settles to the lighting voltage, and the lamp current flowing through the lamp load 130 also settles to a smaller constant value.

図4には、電流検出回路132と、電圧変換回路133との詳細な構成を示す。
電流検出回路132は、抵抗R134で構成し、電圧変換回路133は、ランプ負荷130と抵抗R134との接続点S4に直列に接続したダイオードD135とコンデンサC136とを有している。
ランプの起動状態では、ランプ電流が増加するので、電流検出回路132の検出電流は増加する。電流検出回路132の検出電流は交流電流であるため、電圧変換回路133のダイオードD135により整流して直流電流に変換しコンデンサC136に蓄える。コンデンサC136に蓄えられる電荷を検出電圧として出力保持回路40のサイリスタSCR143のゲート端子に印加する。
サイリスタSCR143の出力電圧を、出力切替回路100のトランジスタQ104のベース端子に印加することにより、抵抗R101,R102,R103による分圧は、ほぼR102とR103の分圧比になる。
抵抗R102,R103で分圧された電圧(以下、この電圧をV2と呼ぶ)が駆動回路110のオペアンプ113に入力される。
オペアンプ113は、この電圧V2に応じた低い電圧をトランジスタQ121のベース端子に供給する。なお、図4に示す点灯装置1100では、図3に示すトランジスタQ104に代えて、スイッチング素子107を設けている。
また、図5に示す点灯装置1200では、図3、4に示す出力保持回路140に代えて、オペアンプ160を設けている。
図5に示す点灯装置1200は、電源電圧Vccに抵抗151と、ツェナーダイオード152とを直列に接続した基準電圧発生回路150を設けている。ツェナーダイオード152の降伏電圧よりも高い電源電圧Vccが基準電圧発生回路150に入力されると、ツェナーダイオード152に電流が流れ、オペアンプ160の非反転入力端子に基準信号が出力される。また、オペアンプ160の反転入力端子には、電圧変換回路133の出力が抵抗R144を介して入力されている。
FIG. 4 shows detailed configurations of the current detection circuit 132 and the voltage conversion circuit 133.
The current detection circuit 132 includes a resistor R134, and the voltage conversion circuit 133 includes a diode D135 and a capacitor C136 connected in series to a connection point S4 between the lamp load 130 and the resistor R134.
Since the lamp current increases in the lamp start state, the detection current of the current detection circuit 132 increases. Since the detection current of the current detection circuit 132 is an alternating current, it is rectified by the diode D135 of the voltage conversion circuit 133 to be converted into a direct current and stored in the capacitor C136. The electric charge stored in the capacitor C136 is applied to the gate terminal of the thyristor SCR143 of the output holding circuit 40 as a detection voltage.
By applying the output voltage of the thyristor SCR 143 to the base terminal of the transistor Q104 of the output switching circuit 100, the voltage division by the resistors R101, R102, and R103 is approximately the voltage division ratio of R102 and R103.
A voltage divided by the resistors R102 and R103 (hereinafter referred to as V2) is input to the operational amplifier 113 of the drive circuit 110.
The operational amplifier 113 supplies a low voltage corresponding to the voltage V2 to the base terminal of the transistor Q121. Note that the lighting device 1100 illustrated in FIG. 4 includes a switching element 107 instead of the transistor Q104 illustrated in FIG.
Further, the lighting device 1200 shown in FIG. 5 includes an operational amplifier 160 instead of the output holding circuit 140 shown in FIGS.
A lighting device 1200 shown in FIG. 5 includes a reference voltage generation circuit 150 in which a resistor 151 and a Zener diode 152 are connected in series to a power supply voltage Vcc. When a power supply voltage Vcc higher than the breakdown voltage of the Zener diode 152 is input to the reference voltage generation circuit 150, a current flows through the Zener diode 152, and a reference signal is output to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 160. The output of the voltage conversion circuit 133 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 160 via the resistor R144.

このように本実施例は、ランプ負荷130に流れる電流の大きさを電流検出回路132で検出し、トランスTの1次側の巻線N122に流す電流を出力切替回路100と駆動回路110とで制御することからトランスTの2次側の巻線N131に発生する電圧を制御することができる。従って、ランプの起動時と点灯時とでランプに供給される電圧を変更してランプにかかる電圧ストレスを軽減することができる。また、トランスの2次側にバラストコンデンサを設ける必要がなくなる。   As described above, in this embodiment, the current detection circuit 132 detects the magnitude of the current flowing through the lamp load 130, and the current flowing through the primary winding N122 of the transformer T is output between the output switching circuit 100 and the drive circuit 110. Since the voltage is controlled, the voltage generated in the secondary winding N131 of the transformer T can be controlled. Therefore, the voltage stress applied to the lamp can be reduced by changing the voltage supplied to the lamp when the lamp is started and when it is lit. Further, it is not necessary to provide a ballast capacitor on the secondary side of the transformer.

図6には、出力切替回路100の抵抗R101,R102,R103で分圧された電源電圧と、トランジスタQ121のベース端子に供給する制御電圧と、トランスTの1次側の巻線N122の電圧と、トランスTの2次側の巻線N131の出力電圧とを示す。
なお、図6(A)には、抵抗R101,R102,R103で分圧され、オペアンプ113の反転入力端子に入力される入力電圧が0.5Vの場合を示し、図6(B)には入力電圧が2.5Vの場合を示し、図6(C)には入力電圧が5.0Vの場合を示す。
In FIG. 6, the power supply voltage divided by the resistors R101, R102, and R103 of the output switching circuit 100, the control voltage supplied to the base terminal of the transistor Q121, the voltage of the winding N122 on the primary side of the transformer T, , And the output voltage of the secondary winding N131 of the transformer T.
6A shows the case where the input voltage divided by the resistors R101, R102, and R103 and inputted to the inverting input terminal of the operational amplifier 113 is 0.5 V, and FIG. 6B shows the input. The case where the voltage is 2.5V is shown, and FIG. 6C shows the case where the input voltage is 5.0V.

添付図面を参照しながら本発明の第2実施例について説明する。本実施例の点灯装置2000の構成を図7に示す。
本実施例は、図7に示すようにトランジスタQ121のエミッタ端子に電流検出回路132を接続している。電流検出回路132には、電圧変換回路133を接続して電流検出回路132の検出電流を電圧変換回路133で電圧に変換する。変換した電圧を出力保持回路140内のサイリスタSCR143のゲート端子に供給する。
このようにトランスTをスイッチングするトランジスタQ121に流れる電流を検出し、検出電流に応じて駆動回路110に供給する電圧を切り替えることでも、ランプ負荷130に供給する電圧を最適値に制御することができる。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The structure of the lighting device 2000 of the present embodiment is shown in FIG.
In this embodiment, as shown in FIG. 7, a current detection circuit 132 is connected to the emitter terminal of the transistor Q121. A voltage conversion circuit 133 is connected to the current detection circuit 132, and the current detected by the current detection circuit 132 is converted into a voltage by the voltage conversion circuit 133. The converted voltage is supplied to the gate terminal of the thyristor SCR 143 in the output holding circuit 140.
The voltage supplied to the lamp load 130 can also be controlled to the optimum value by detecting the current flowing through the transistor Q121 that switches the transformer T and switching the voltage supplied to the drive circuit 110 according to the detected current. .

添付図面を参照しながら本発明の第3実施例について説明する。本実施例の点灯装置3000の構成を図8に示す。
本実施例は、図8に示すようにトランスTの2次側の電圧を電圧検出回路137で検出する。すなわち、ランプ負荷130にかかる電圧を検出する。検出した電圧は、電圧比較回路138に出力される。電圧比較回路138は、電圧比較回路138の検出電圧と基準電圧とを比較し、検出電圧が基準電圧よりも高くなると、出力保持回路140のサイリスタSCR143に所定レベルの信号を出力する。
このようにランプ負荷130の電圧を検出し、検出電圧に応じて駆動回路110に供給する電圧を切り替えることでも、ランプ負荷130に供給する電圧を最適値に制御することができる。
なお、電圧検出回路137は、トランスTに補助巻線を設けて、この補助巻線でランプにかかる負荷を検出してもよい。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The structure of the lighting device 3000 of the present embodiment is shown in FIG.
In this embodiment, the voltage on the secondary side of the transformer T is detected by the voltage detection circuit 137 as shown in FIG. That is, the voltage applied to the lamp load 130 is detected. The detected voltage is output to the voltage comparison circuit 138. The voltage comparison circuit 138 compares the detection voltage of the voltage comparison circuit 138 with the reference voltage, and outputs a signal of a predetermined level to the thyristor SCR 143 of the output holding circuit 140 when the detection voltage becomes higher than the reference voltage.
Thus, the voltage supplied to the lamp load 130 can also be controlled to the optimum value by detecting the voltage of the lamp load 130 and switching the voltage supplied to the drive circuit 110 according to the detected voltage.
Note that the voltage detection circuit 137 may detect the load applied to the lamp by providing an auxiliary winding in the transformer T.

添付図面を参照しながら本発明の第4実施例について説明する。本実施例の点灯装置4000の構成を図9に示す。
本実施例は、点灯中のランプを一旦消灯してから再度点灯するときに、出力保持回路140のサイリスタSCR143が導通したままであるので、サイリスタSCR1をリセットするトランジスタQ145を設けている。
トランジスタQ145は、ベース端子を基準電圧発生回路150に接続している。また、エミッタ端子を接地し、コレクタ端子をサイリスタSCR143のカソード端子に接続している。
電源がオフされ、電源電圧Vccがツェナーダイオード152の降伏電圧よりも低くなると、ツェナーダイオード152がオフし、トランジスタQ145もオフする。トランジスタQ145のオフによりサイリスタSCR143もオフされる。
このような構成とすることで、ライプの再点灯時にサイリスタSCR143をリセットすることができる。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 9 shows the configuration of the lighting device 4000 of this embodiment.
In this embodiment, the thyristor SCR 143 of the output holding circuit 140 remains conductive when the lit lamp is turned off and then turned on again. Therefore, a transistor Q145 for resetting the thyristor SCR1 is provided.
The transistor Q145 has a base terminal connected to the reference voltage generation circuit 150. The emitter terminal is grounded, and the collector terminal is connected to the cathode terminal of the thyristor SCR 143.
When the power supply is turned off and the power supply voltage Vcc becomes lower than the breakdown voltage of the Zener diode 152, the Zener diode 152 is turned off and the transistor Q145 is also turned off. The thyristor SCR 143 is also turned off by turning off the transistor Q145.
By adopting such a configuration, the thyristor SCR 143 can be reset when the lighting is turned on again.

添付図面を参照しながら本発明の第5実施例について説明する。本実施例の点灯装置5000の構成を図10に示す。
本実施例は、基準電圧発生回路200、PWM変換回路210、オペアンプ300、起動時タイミング回路230、出力調整回路240、出力検出回路250、比較駆動回路260を有している。
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The structure of the lighting device 5000 of the present embodiment is shown in FIG.
The present embodiment includes a reference voltage generation circuit 200, a PWM conversion circuit 210, an operational amplifier 300, a startup timing circuit 230, an output adjustment circuit 240, an output detection circuit 250, and a comparison drive circuit 260.

基準電圧発生回路200は、シャントレギュレータにより構成されている。具体的な構成は、電源電圧Vccに抵抗R201とR202とサイリスタSCR203とが直列に接続されている。また、サイリスタSCR203に並列に抵抗204及び抵抗205と、コンデンサが接続されている。抵抗204と抵抗205の接続点S5がサイリスタSCR203のゲート端子に接続されている。   The reference voltage generation circuit 200 is configured by a shunt regulator. Specifically, resistors R201 and R202 and a thyristor SCR203 are connected in series to the power supply voltage Vcc. Further, a resistor 204, a resistor 205, and a capacitor are connected in parallel to the thyristor SCR203. A connection point S5 between the resistors 204 and 205 is connected to the gate terminal of the thyristor SCR203.

また、PWM変換回路210は、外部信号として入力されるPWM信号のパルス幅に従った電圧信号を生成して、オペアンプ270の非反転入力端子に出力する。   The PWM conversion circuit 210 generates a voltage signal according to the pulse width of the PWM signal input as an external signal, and outputs the voltage signal to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 270.

オペアンプ300は、バッファ(ボルテージフォロア)として機能する。オペアンプ300の出力は、比較駆動回路260の反転入力端子に接続されている。   The operational amplifier 300 functions as a buffer (voltage follower). The output of the operational amplifier 300 is connected to the inverting input terminal of the comparison drive circuit 260.

起動時タイミング回路230は、電源電圧Vccの立ち上がり時に、トランスTの二次側の出力電圧が無制御状態になることを防止するために設けている。起動時タイミング回路230は、トランスTの出力電圧の立ち上がりに遅れが生じている間、トランスTの二次側の出力電圧をクランプするため、比較駆動回路260に電圧を供給する。   The startup timing circuit 230 is provided to prevent the output voltage on the secondary side of the transformer T from entering an uncontrolled state when the power supply voltage Vcc rises. The start-up timing circuit 230 supplies a voltage to the comparison drive circuit 260 in order to clamp the output voltage on the secondary side of the transformer T while the rise of the output voltage of the transformer T is delayed.

出力検出回路250は、トランスTの補助巻線N124と、この補助巻線N124に接続されたダイオードD251と、コンデンサ252とを有している。補助巻線N124に発生する電圧をダイオードD251で直流電圧に変換して、出力調整回路240に出力する。   The output detection circuit 250 includes an auxiliary winding N124 of the transformer T, a diode D251 connected to the auxiliary winding N124, and a capacitor 252. The voltage generated in the auxiliary winding N124 is converted into a DC voltage by the diode D251 and output to the output adjustment circuit 240.

出力調整回路240は、直列に接続された抵抗R241と可変抵抗R242とを有している。出力検出回路250の出力側は、抵抗R241に接続されている。また、の抵抗R241に接続した可変抵抗R242の反対側の端部は、比較駆動回路260のオペアンプ261の非反転入力端子に接続している。   The output adjustment circuit 240 has a resistor R241 and a variable resistor R242 connected in series. The output side of the output detection circuit 250 is connected to the resistor R241. The opposite end of the variable resistor R242 connected to the resistor R241 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 261 of the comparison drive circuit 260.

比較駆動回路260は、オペアンプ261と、抵抗R264と、抵抗R265と、コンデンサC266とを有している。また、オペアンプ261の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗R262とコンデンサC263とが接続されている。
オペアンプ261は、直流電圧に変換されたPWM信号を基準電圧として、出力調整回路240から出力される電圧との差に応じた電圧をトランジスタQ121のゲートに出力する。
The comparison drive circuit 260 includes an operational amplifier 261, a resistor R264, a resistor R265, and a capacitor C266. Further, a resistor R262 and a capacitor C263 are connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 261.
The operational amplifier 261 outputs a voltage corresponding to the difference from the voltage output from the output adjustment circuit 240 to the gate of the transistor Q121 using the PWM signal converted into the DC voltage as a reference voltage.

外部入力されるPWM信号は、不図示の制御回路より送られてくる信号である。ランプ電流に応じたデューティのPWM信号を本実施例の点灯装置に入力することで、比較駆動回路260が補助巻線N124で検出する電圧がPWM信号の電圧に近づくようにトランジスタQ121のゲート端子に印加する電圧を調整する。このようにして、ランプの点灯時には高い電圧を印加し、ランプの点灯後は比較的低い電圧でランプを駆動するように点灯装置を制御することができる。   An externally input PWM signal is a signal sent from a control circuit (not shown). By inputting a PWM signal with a duty corresponding to the lamp current to the lighting device of the present embodiment, the voltage detected by the auxiliary winding N124 by the comparison drive circuit 260 approaches the voltage of the PWM signal to the gate terminal of the transistor Q121. Adjust the voltage to be applied. In this way, it is possible to control the lighting device so that a high voltage is applied when the lamp is lit and the lamp is driven at a relatively low voltage after the lamp is lit.

添付図面を参照しながら本発明の第6実施例について説明する。本実施例の点灯装置6000の構成を図11に示す。
本実施例も実施例5と同様に補助巻線124を設けて、この補助巻線N124でトランスTの2次側に発生する電圧を検出している。
また、基準電圧発生部を持たず、外部入力されるPWM信号を基準電圧としている。
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 11 shows the configuration of the lighting device 6000 of this example.
In this embodiment, an auxiliary winding 124 is provided in the same manner as in the fifth embodiment, and a voltage generated on the secondary side of the transformer T is detected by the auxiliary winding N124.
In addition, the reference voltage generator is not provided, and an externally input PWM signal is used as a reference voltage.

外部に設けられた不図示の制御回路でデューティを調整されたPWM信号を入力する。このPWM信号をコンデンサC111と、抵抗R112とからなる直流変換回路で直流変換し、オペアンプ1113の反転入力端子に出力する。PWM信号のデューティはランプ電流の大きさに応じて制御回路で調整される。
また、トランスTの補助巻線N124に発生する電圧をダイオードD251、コンデンサC252で平滑した直流電圧に変換して、出力調整回路240に出力する。出力調整回路240は、直流電圧を調整してオペアンプ113の非反転入力端子に出力する。
オペアンプ113は、直流電圧に変換されたPWM信号を基準電圧として、出力調整回路240から出力される電圧との差に応じた電圧をトランジスタQ121のゲートに出力する。
従って、ランプの点灯時には高い電圧を印加し、ランプの点灯後は比較的低い電圧でランプを駆動するように点灯装置を制御することができる。
A PWM signal whose duty is adjusted by a control circuit (not shown) provided outside is input. This PWM signal is converted into a direct current by a direct current conversion circuit including a capacitor C111 and a resistor R112, and is output to the inverting input terminal of the operational amplifier 1113. The duty of the PWM signal is adjusted by the control circuit in accordance with the magnitude of the lamp current.
Further, the voltage generated in the auxiliary winding N124 of the transformer T is converted into a DC voltage smoothed by the diode D251 and the capacitor C252, and is output to the output adjustment circuit 240. The output adjustment circuit 240 adjusts the DC voltage and outputs it to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 113.
The operational amplifier 113 outputs a voltage corresponding to the difference from the voltage output from the output adjustment circuit 240 to the gate of the transistor Q121 using the PWM signal converted into the DC voltage as a reference voltage.
Accordingly, it is possible to control the lighting device so that a high voltage is applied when the lamp is turned on and the lamp is driven with a relatively low voltage after the lamp is turned on.

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。   The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

従来の一般的な点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional general lighting device. 従来の一般的な点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional general lighting device. 実施例1の点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lighting device of Example 1. FIG. 電流検出回路と電圧変換回路の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a current detection circuit and a voltage conversion circuit. 出力保持回路をオペアンプで構成した点灯装置を示す図である。It is a figure which shows the lighting device which comprised the output holding circuit with the operational amplifier. スイッチング用のトランジスタのベースに印加される制御電圧とトランスTの1次巻線の電圧と2次巻線の電圧とを示す図であり、(A)は入力電圧を0.5Vに分圧したときのものであり、(B)は入力電圧を2.5Vに分圧したときのものであり、(C)は入力電圧を5.0Vに分圧したときのものである。It is a figure which shows the control voltage applied to the base of the transistor for switching, the voltage of the primary winding of the transformer T, and the voltage of a secondary winding, (A) divided the input voltage into 0.5V (B) is when the input voltage is divided to 2.5V, and (C) is when the input voltage is divided to 5.0V. 実施例2の点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lighting device of Example 2. FIG. 実施例3の点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lighting device of Example 3. 実施例4の点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lighting device of Example 4. 実施例5の点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lighting device of Example 5. 実施例6の点灯装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the lighting device of Example 6.

符号の説明Explanation of symbols

100 出力切替回路
110 駆動回路
T トランス
Q121 トランジスタ
130ランプ負荷
132 電流検出回路
133 電圧変換回路
140 出力保持回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Output switching circuit 110 Drive circuit T Transformer Q121 Transistor 130 Lamp load 132 Current detection circuit 133 Voltage conversion circuit 140 Output holding circuit

Claims (6)

1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、
前記トランスの2次巻線に接続されたランプに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路と、
を有することを特徴とする点灯装置。
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A switching element for turning on and off a current from a power source flowing through the primary winding of the transformer;
Current detection means for detecting a current flowing in a lamp connected to the secondary winding of the transformer;
A drive circuit for controlling the switching element based on a detection current of the current detection means and controlling a current flowing in a primary winding of the transformer;
A lighting device comprising:
1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路と、
を有することを特徴とする点灯装置。
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A switching element for turning on and off a current from a power source flowing through the primary winding of the transformer;
Current detecting means for detecting a current flowing through the switching element;
A drive circuit for controlling the switching element based on a detection current of the current detection means and controlling a current flowing in a primary winding of the transformer;
A lighting device comprising:
1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、
前記トランスの2次巻線に接続されたランプにかかる電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段の検出電圧に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路と、
を有することを特徴とする点灯装置。
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A switching element for turning on and off a current from a power source flowing through the primary winding of the transformer;
Voltage detecting means for detecting a voltage applied to a lamp connected to the secondary winding of the transformer;
A drive circuit for controlling the switching element based on a detection voltage of the voltage detection means and controlling a current flowing in a primary winding of the transformer;
A lighting device comprising:
前記電流検出手段の検出電流値が所定値を超えるとオンする第1スイッチと、
前記電源の電圧を分圧する分圧回路と、
前記第1スイッチのオンによりオンして、前記分圧回路の分圧比を切り替える第2スイッチとを有し、
前記駆動回路は、前記分圧回路で分圧された前記電源の電圧と基準電圧とに基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の点灯装置。
A first switch that turns on when a detected current value of the current detecting means exceeds a predetermined value;
A voltage dividing circuit for dividing the voltage of the power source;
A second switch that is turned on when the first switch is turned on and switches a voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit;
The drive circuit controls the switching element based on a voltage of the power source divided by the voltage dividing circuit and a reference voltage, and controls a current flowing in a primary winding of the transformer. The lighting device according to claim 1 or 2.
前記トランスの2次巻線に接続されたランプの再起動時に、前記第1スイッチをオフして前記分圧回路の分圧比を初期状態に戻す第3スイッチを有することを特徴とする請求項4記載の点灯装置。   5. A third switch for turning off the first switch and returning the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit to an initial state when the lamp connected to the secondary winding of the transformer is restarted. The lighting device described. 1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
前記トランスの1次巻線に流す電源からの電流をオン、オフするスイッチング素子と、
前記2次巻線に発生する電圧を検出する電圧検出手段と、
外部から入力されるデューティを調整されたPWM信号を直流変換する変換手段と、
前記電圧検出手段の検出電圧と、直流変換された前記PWM信号の電圧とに基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記トランスの1次巻線に流れる電流を制御する駆動回路と、
を有することを特徴とする点灯装置。
A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A switching element for turning on and off a current from a power source flowing through the primary winding of the transformer;
Voltage detecting means for detecting a voltage generated in the secondary winding;
Conversion means for converting a PWM signal having an externally input duty adjusted, to DC conversion;
A drive circuit that controls the switching element based on the detection voltage of the voltage detection means and the voltage of the PWM signal that has been DC converted, and that controls the current flowing in the primary winding of the transformer;
A lighting device comprising:
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