JP2009289555A - Discharge lamp lighting device, and luminaire - Google Patents

Discharge lamp lighting device, and luminaire Download PDF

Info

Publication number
JP2009289555A
JP2009289555A JP2008140091A JP2008140091A JP2009289555A JP 2009289555 A JP2009289555 A JP 2009289555A JP 2008140091 A JP2008140091 A JP 2008140091A JP 2008140091 A JP2008140091 A JP 2008140091A JP 2009289555 A JP2009289555 A JP 2009289555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge lamp
inverter circuit
lamp
lighting device
current
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
JP2008140091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Kitamura
紀之 北村
Hajime Osaki
肇 大崎
Naoko Iwai
直子 岩井
Toru Ishikita
徹 石北
Masahiko Kamata
征彦 鎌田
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 JP2008140091A priority Critical patent/JP2009289555A/en
Publication of JP2009289555A publication Critical patent/JP2009289555A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device capable of preventing striation and flickering of light without performing complicated control while avoiding a cataphoresis phenomenon. <P>SOLUTION: An inverter control part 73 operates an inverter circuit 52 at random to change a ripple of an envelope of a lamp current IL of a fluorescent lamp 15 without periodicity. Striation and flickering of light can be prevented without performing complicated control such as changing the direction of a DC voltage or modulating the DC voltage while avoiding the cataphoresis phenomenon without applying the DC voltage to the fluorescent lamp 15. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプを点灯させるインバータ回路を有する放電灯点灯装置およびこれを備えた照明器具に関する。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device having an inverter circuit for lighting a discharge lamp by converting a DC voltage into a high frequency voltage, and a lighting fixture including the same.

従来、この種の放電灯点灯装置は、放電ランプに直流電圧を高周波電圧に変換してこの放電ランプを点灯させるインバータ回路と、このインバータ回路と放電ランプとの間に接続されたLC共振回路などとを備えている。インバータ回路は、例えば対をなすスイッチング素子を備えたハーフブリッジ型のものなどがあり、スイッチング素子をデューティ制御することによりスイッチング動作させ、所定周波数の高周波電圧を、共振回路を介して放電ランプに印加することが可能である。   Conventionally, this type of discharge lamp lighting device includes an inverter circuit that turns on the discharge lamp by converting a DC voltage into a high-frequency voltage, an LC resonance circuit connected between the inverter circuit and the discharge lamp, etc. And. The inverter circuit includes, for example, a half-bridge type having a pair of switching elements, and performs switching operation by duty-controlling the switching elements, and applies a high-frequency voltage of a predetermined frequency to the discharge lamp via the resonance circuit. Is possible.

このような放電灯点灯装置において、例えばインバータ回路の動作周波数を一定とすると、特にアルゴンなどの原子量が大きい不活性ガスを封入した放電ランプでは、管壁に縞模様が現れて管に沿って移動する、いわゆるストライエーションが発生する。このストライエーションは、光のちらつきなどの不快感を与えるため、例えば対をなすスイッチング素子のオンデューティを非対称に設定することで、放電ランプに直流バイアスを与えることで、視角上ストライエーションを認識できないようにする構成が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   In such a discharge lamp lighting device, for example, assuming that the operating frequency of the inverter circuit is constant, a discharge lamp in which an inert gas having a large atomic weight, such as argon, is sealed, appears on the tube wall and moves along the tube. A so-called striation occurs. Since this striation gives an unpleasant feeling such as flickering of light, for example, the on-duty of the paired switching elements is set asymmetrically, and a direct current bias is applied to the discharge lamp, so that the striation on the visual angle cannot be recognized. Such a configuration is known (for example, see Patent Document 1).

また、放電ランプを外部からの調光信号に応じて調光制御する放電灯点灯装置では、例えば高周波専用の放電ランプを深く調光すると、この放電ランプに流れるランプ電流の包絡線(エンベロープ)は平坦であるにも拘らず、光にちらつきが発生することがある。このような光のちらつきを低減するために、インバータの動作周波数を周期的に変調させる構成が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平6−283286号公報(第3−4頁、図1) 特開平8−264295号公報(第4−5頁、図1)
In addition, in a discharge lamp lighting device that performs dimming control of a discharge lamp according to a dimming signal from the outside, for example, when deeply dimming a high-frequency discharge lamp, the envelope of the lamp current flowing through the discharge lamp is Despite being flat, the light may flicker. In order to reduce such flickering of light, a configuration is known in which the operating frequency of an inverter is periodically modulated (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-6-283286 (page 3-4, FIG. 1) JP-A-8-264295 (page 4-5, FIG. 1)

しかしながら、上述の特許文献1に記載された放電灯点灯装置では、与えられた直流バイアスによって、水銀の偏りに起因する明るさの低下、いわゆるカタホリシス現象が生じるおそれがある。   However, in the discharge lamp lighting device described in Patent Document 1 described above, there is a possibility that a reduction in brightness due to mercury bias, a so-called catalysis phenomenon may occur due to the applied DC bias.

したがって、このようなカタホリシス現象を回避しつつストライエーションや光のちらつきを防止するためには、直流バイアスの向きを変えたり、直流バイアスを変調させたり、周波数制御で点灯をさせたりするなど、放電ランプの点灯制御が複雑になるという問題点を有している。   Therefore, in order to avoid strata and flickering light while avoiding such cataphoresis phenomenon, it is necessary to change the direction of the DC bias, modulate the DC bias, or turn on the light by frequency control. There is a problem that the lighting control of the lamp becomes complicated.

また、直流バイアスを与えると、放電ランプのランプ寿命末期を検出することが容易でなくなるなどの問題も生じる。   In addition, when a DC bias is applied, there is a problem that it becomes difficult to detect the end of the lamp life of the discharge lamp.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、カタホリシス現象を回避しつつ複雑な制御をすることなくストライエーションおよび光のちらつきを防止できる放電灯点灯装置およびこれを備えた照明器具を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and provides a discharge lamp lighting device capable of preventing striation and light flicker without complicated control while avoiding a catalysis phenomenon, and a lighting fixture including the same. The purpose is to do.

請求項1記載の放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプを点灯させるインバータ回路と;このインバータ回路を周期性を有さず放電ランプのランプ電流の包絡線のリップルが変化するように動作させる制御手段と;を具備しているものである。   The discharge lamp lighting device according to claim 1 is an inverter circuit for lighting a discharge lamp by converting a DC voltage into a high-frequency voltage; the inverter circuit has no periodicity and an envelope ripple of a lamp current of the discharge lamp And a control means that operates to change.

放電ランプは、例えば蛍光ランプなどの低圧水銀放電灯が好適であるが、これに限定されるものではない。   The discharge lamp is preferably a low-pressure mercury discharge lamp such as a fluorescent lamp, but is not limited thereto.

インバータ回路は、例えば対をなすスイッチング素子を備えたハーフブリッジ型などのものが用いられるが、これに限定されるものではない。   As the inverter circuit, for example, a half bridge type including a pair of switching elements is used, but the inverter circuit is not limited thereto.

制御手段は、例えばインバータ回路の動作周波数を予め設定された高周波電圧の周波数より低いまたは高い周波数で間欠的にオン、オフするPWM変化方式などを採用することができる。   The control means can employ, for example, a PWM changing method in which the operating frequency of the inverter circuit is intermittently turned on and off at a frequency lower or higher than a preset high-frequency voltage frequency.

所定期間とは、例えばインバータ回路の動作周波数の毎サイクル、あるいは数サイクル毎などとする。   The predetermined period is, for example, every cycle of the operating frequency of the inverter circuit or every several cycles.

請求項2記載の放電灯点灯装置は、請求項1記載の放電灯点灯装置において、放電ランプに流れるランプ電流を検出する電流検出手段を具備し、制御手段は、電流検出手段により検出したランプ電流に応じた動作周波数でインバータ回路を動作させるための目標値を周期性を有さないように変動させて設定し、その目標値に近付けるようにインバータ回路を制御するものである。   A discharge lamp lighting device according to a second aspect of the present invention is the discharge lamp lighting device according to the first aspect, further comprising a current detection means for detecting a lamp current flowing through the discharge lamp, and the control means detects the lamp current detected by the current detection means. A target value for operating the inverter circuit at an operating frequency corresponding to the frequency is set so as not to have periodicity, and the inverter circuit is controlled so as to approach the target value.

電流検出手段は、例えば放電ランプ内に実質的に流れるランプ電流を検出するものである。   The current detection means detects, for example, a lamp current that substantially flows in the discharge lamp.

請求項3記載の放電灯点灯装置は、請求項2記載の放電灯点灯装置において、制御手段は、周期性を有さないように変動させる目標値の設定に乱数を用いるものである。   A discharge lamp lighting device according to a third aspect is the discharge lamp lighting device according to the second aspect, wherein the control means uses a random number for setting a target value that is varied so as not to have periodicity.

請求項4記載の放電灯点灯装置は、請求項1記載の放電灯点灯装置において、放電ランプに流れるランプ電流を検出する電流検出手段を具備し、制御手段は、電流検出手段により検出したランプ電流に応じた動作周波数でインバータ回路を動作させるための目標値を設定し、この目標値に近付けるように設定するインバータ回路の利得を、周期性を有さないように変動させてインバータ回路を制御するものである。   A discharge lamp lighting device according to a fourth aspect of the present invention is the discharge lamp lighting device according to the first aspect, further comprising a current detection means for detecting a lamp current flowing through the discharge lamp, and the control means is a lamp current detected by the current detection means. Set a target value for operating the inverter circuit at an operating frequency according to the control frequency, and control the inverter circuit by changing the gain of the inverter circuit set so as to approach this target value so as not to have periodicity Is.

請求項5記載の放電灯点灯装置は、請求項4記載の放電灯点灯装置において、制御手段は、インバータ回路の利得を、電流検出手段で検出したランプ電流の包絡線が平坦となるための目標利得よりも大きい値とするものである。   The discharge lamp lighting device according to claim 5 is the discharge lamp lighting device according to claim 4, wherein the control means is a target for flattening the envelope of the lamp current detected by the current detection means with respect to the gain of the inverter circuit. The value is larger than the gain.

請求項6記載の照明器具は、放電ランプが取り付けられる器具本体と;放電ランプを点灯制御する請求項1ないし5いずれか一記載の放電灯点灯装置と;を具備しているものである。   The lighting fixture according to claim 6 comprises: a fixture main body to which the discharge lamp is attached; and the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 5 that controls lighting of the discharge lamp.

請求項1記載の放電灯点灯装置によれば、制御手段が、周期性を有さず放電ランプのランプ電流の包絡線のリップルが変化するようにインバータ回路を動作させることで、直流電圧を印加せずにカタホリシス現象を回避しつつ、例えば直流電圧の向きを変えたり直流電圧を変調させたりするなどの複雑な制御をすることなくストライエーションおよび光のちらつきを防止できる。   According to the discharge lamp lighting device of claim 1, the control means applies the DC voltage by operating the inverter circuit so that the ripple of the envelope of the lamp current of the discharge lamp does not have periodicity and changes. Without causing cataphoresis, it is possible to prevent striation and flickering without complicated control such as changing the direction of the DC voltage or modulating the DC voltage.

請求項2記載の放電灯点灯装置によれば、請求項1記載の放電灯点灯装置の効果に加えて、制御手段が、電流検出手段により検出したランプ電流に応じた動作周波数でインバータ回路を動作させるための目標値を、周期性を有さないように変動させて設定し、その目標値に近付けるようにインバータ回路を制御することで、インバータ回路を、周期性を有さず放電ランプのランプ電流の包絡線のリップルが変化するように容易に動作させることができる。   According to the discharge lamp lighting device according to claim 2, in addition to the effect of the discharge lamp lighting device according to claim 1, the control means operates the inverter circuit at the operating frequency corresponding to the lamp current detected by the current detection means. The target value to be changed is set so as not to have periodicity, and the inverter circuit is controlled so as to be close to the target value. It can be easily operated so that the ripple of the current envelope changes.

請求項3記載の放電灯点灯装置によれば、請求項2記載の放電灯点灯装置の効果に加えて、制御手段が、周期性を有さないように変動させる目標値の設定に乱数を用いることで、目標値を容易に変動させることができる。   According to the discharge lamp lighting device according to claim 3, in addition to the effect of the discharge lamp lighting device according to claim 2, the control means uses a random number for setting the target value to be varied so as not to have periodicity. Thus, the target value can be easily changed.

請求項4記載の放電灯点灯装置によれば、請求項1記載の放電灯点灯装置の効果に加えて、制御手段が、電流検出手段により検出したランプ電流に応じた動作周波数でインバータ回路を動作させるための目標値を設定し、この目標値に近付けるように設定するインバータ回路の利得を、周期性を有さないように変動させてインバータ回路を制御することで、インバータ回路を、周期性を有さず放電ランプのランプ電流の包絡線のリップルが変化するように容易に動作させることができる。   According to the discharge lamp lighting device according to claim 4, in addition to the effect of the discharge lamp lighting device according to claim 1, the control means operates the inverter circuit at an operation frequency corresponding to the lamp current detected by the current detection means. By setting the target value to be set to be close to this target value, the inverter circuit is controlled by changing the gain of the inverter circuit so that it does not have periodicity, and thus the inverter circuit is made periodic. It can be easily operated so that the ripple of the envelope of the lamp current of the discharge lamp changes.

請求項5記載の放電灯点灯装置によれば、請求項4記載の放電灯点灯装置の効果に加えて、制御手段が、インバータ回路の利得を、電流検出手段で検出したランプ電流の包絡線が平坦となるための目標利得よりも大きい値とすることで、インバータ回路を、周期性を有さず放電ランプのランプ電流の包絡線のリップルが変化するように動作させるための利得を容易に得ることができる。   According to the discharge lamp lighting device of the fifth aspect, in addition to the effect of the discharge lamp lighting device according to the fourth aspect, the control means provides the envelope of the lamp current detected by the current detection means with the gain of the inverter circuit. By making the value larger than the target gain for flattening, a gain for operating the inverter circuit so that the ripple of the envelope of the lamp current of the discharge lamp does not have periodicity can be easily obtained. be able to.

請求項6記載の照明器具によれば、請求項1ないし5いずれか一記載の放電灯点灯装置を備えることで、それぞれの効果を奏することができる。   According to the lighting fixture of Claim 6, each effect can be show | played by providing the discharge lamp lighting device as described in any one of Claim 1 thru | or 5.

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1ないし図5に第1の実施の形態を示し、図1は放電灯点灯装置を示す回路図、図2は放電灯点灯装置の要部を模式的に示す説明図、図3は放電灯点灯装置を備えた照明器具を示す斜視図、図4は放電灯点灯装置の電源部の動作を示すグラフ、図5は放電灯点灯装置のランプ電流を示すグラフである。   1 to 5 show a first embodiment, FIG. 1 is a circuit diagram showing a discharge lamp lighting device, FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the main part of the discharge lamp lighting device, and FIG. 3 is a discharge lamp. FIG. 4 is a perspective view showing a lighting fixture equipped with a lighting device, FIG. 4 is a graph showing the operation of the power supply unit of the discharge lamp lighting device, and FIG. 5 is a graph showing the lamp current of the discharge lamp lighting device.

図3に示すように、照明器具11は器具本体12を有しており、この器具本体12の下面には反射面13が形成され、この反射面13の長手方向の両端にはランプソケット14,14が装着され、これらランプソケット14,14間には、放電ランプとしての直管型の蛍光ランプ15が電気的かつ機械的に取り付けられている。また、この器具本体12内には、図1に示す放電灯点灯装置16(以下、単に点灯装置16という)が収納されている。   As shown in FIG. 3, the lighting fixture 11 has a fixture main body 12, a reflective surface 13 is formed on the lower surface of the fixture main body 12, and lamp sockets 14, 14, a straight tube type fluorescent lamp 15 as a discharge lamp is electrically and mechanically attached between the lamp sockets 14 and 14. Further, a discharge lamp lighting device 16 (hereinafter simply referred to as a lighting device 16) shown in FIG.

蛍光ランプ15は、直管状のバルブBの両端部に電極であるフィラメントFLa,FLbが封装されている。   In the fluorescent lamp 15, filaments FLa and FLb, which are electrodes, are sealed at both ends of a straight tube bulb B.

バルブBは、管径が例えば25.5mm、すなわちT8型以下に設定されたガラス管であり、内面に、3波長発光形の図示しない蛍光体が塗布されている。また、このバルブB内には、放電ガスとして、水銀と、希ガス、例えばアルゴンとクリプトンとの混合ガスが封入されている。   The bulb B is a glass tube having a tube diameter of, for example, 25.5 mm, that is, T8 type or less, and a three-wavelength light emitting phosphor (not shown) is coated on the inner surface. Further, in the bulb B, a mixed gas of mercury and a rare gas such as argon and krypton is sealed as a discharge gas.

そして、図1に示すように、点灯装置16は、商用交流電源eを整流平滑するフィルタ部50および電源部51にインバータ回路52が接続され、このインバータ回路52の出力端には、共振回路53を介して蛍光ランプ15のフィラメントFLa,FLbが接続されている。また、インバータ回路52と共振回路53との接続部には、蛍光ランプ15のフィラメントFLa,FLbの予熱回路55が接続されている。さらに、電源部51、インバータ回路52および予熱回路55には、制御装置(処理装置)としての回路制御手段であるMPU56が接続され、このMPU56は、制御電源部57から給電されている。また、MPU56には、外部操作などに応じて調光信号DIMを出力する調光信号部58が接続されている。そして、フィルタ部50、電源部51、インバータ回路52、共振回路53、予熱回路55および制御電源部57により、蛍光ランプ15を動作させる主回路MCが構成されている。   As shown in FIG. 1, the lighting device 16 includes an inverter circuit 52 connected to a filter unit 50 and a power source unit 51 that rectifies and smoothes a commercial AC power source e, and an output terminal of the inverter circuit 52 includes a resonance circuit 53. The filaments FLa and FLb of the fluorescent lamp 15 are connected via the. In addition, a preheating circuit 55 for the filaments FLa and FLb of the fluorescent lamp 15 is connected to a connection portion between the inverter circuit 52 and the resonance circuit 53. Further, the power supply unit 51, the inverter circuit 52, and the preheating circuit 55 are connected to an MPU 56 that is a circuit control means as a control device (processing device), and the MPU 56 is supplied with power from the control power supply unit 57. The MPU 56 is connected to a dimming signal unit 58 that outputs a dimming signal DIM according to an external operation or the like. The filter unit 50, the power source unit 51, the inverter circuit 52, the resonance circuit 53, the preheating circuit 55, and the control power source unit 57 constitute a main circuit MC that operates the fluorescent lamp 15.

フィルタ部50は、商用交流電源eに接続されたコモンモードトランスTrと、このコモンモードトランスTrに接続された高周波成分を遮断するコンデンサC1とを備え、このコンデンサC1側が電源部51に接続されている。   The filter unit 50 includes a common mode transformer Tr connected to the commercial AC power source e and a capacitor C1 that cuts off a high frequency component connected to the common mode transformer Tr. The capacitor C1 side is connected to the power source unit 51. Yes.

電源部51は、入力電流I0と入力電圧V0との位相を合わせる、いわゆる臨界モードの力率改善(PFC)機能を備えた昇圧チョッパ電源であり、フィルタ部50側に全波整流素子REC1が接続され、この全波整流素子REC1の出力側には、昇圧チョッパ回路59が接続されている。この昇圧チョッパ回路59は、全波整流素子REC1の出力側に、インバータ回路52との間に昇圧用のトランスであるチョッパチョークL1と逆阻止用のダイオードD1との直列回路が接続されているとともに、チョッパチョークL1とダイオードD1のアノードとの接続点にスイッチング素子としての第1スイッチング素子、すなわちチョッピング用スイッチング素子である電界効果トランジスタ(FET)Q1が並列に接続されて、かつ、ダイオードD1のカソードとインバータ回路52との接続点に、平滑用のコンデンサである電解コンデンサC2が並列に接続されている。   The power supply unit 51 is a step-up chopper power supply having a so-called critical mode power factor correction (PFC) function that matches the phase of the input current I0 and the input voltage V0, and a full-wave rectifier REC1 is connected to the filter unit 50 side. A boost chopper circuit 59 is connected to the output side of the full-wave rectifying element REC1. The boost chopper circuit 59 is connected to the output side of the full-wave rectifier element REC1 with a series circuit of a chopper choke L1 as a boosting transformer and a reverse blocking diode D1 between the inverter circuit 52 and the output circuit. A first switching element as a switching element, that is, a field effect transistor (FET) Q1, which is a chopping switching element, is connected in parallel to the connection point between the chopper choke L1 and the anode of the diode D1, and the cathode of the diode D1 The electrolytic capacitor C2, which is a smoothing capacitor, is connected in parallel to the connection point between the inverter circuit 52 and the inverter circuit 52.

チョッパチョークL1は、一次巻線L1aと二次巻線L1bとを有し、一次巻線L1aが全波整流素子REC1の出力側とダイオードD1のアノードとの間に接続されているとともに、二次巻線L1bの一端側がグランド電位に接続され、他端側が検出用の抵抗R1を介してMPU56に接続されている。   The chopper choke L1 has a primary winding L1a and a secondary winding L1b, and the primary winding L1a is connected between the output side of the full-wave rectifying element REC1 and the anode of the diode D1, and the secondary winding L1a One end of the winding L1b is connected to the ground potential, and the other end is connected to the MPU 56 via the detection resistor R1.

電界効果トランジスタQ1は、ドレイン端子がチョッパチョークL1とダイオードD1のアノードとの接続点に接続されているとともに、ソース端子に抵抗R2が接続され、かつ、制御端子であるゲート端子がMPU56に接続され、チョッパチョークL1に流れるチョーク電流と電界効果トランジスタQ1に流れるスイッチング電流IQとに基づいてMPU56によりスイッチング駆動される。   In the field effect transistor Q1, the drain terminal is connected to the connection point between the chopper choke L1 and the anode of the diode D1, the resistance R2 is connected to the source terminal, and the gate terminal that is the control terminal is connected to the MPU 56. The MPU 56 performs switching driving based on the choke current flowing through the chopper choke L1 and the switching current IQ flowing through the field effect transistor Q1.

また、インバータ回路52は、電源部51に対して、第2スイッチング素子としてのインバータ用スイッチング素子である電界効果トランジスタQ2,Q3が直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ形のものである。   The inverter circuit 52 is a so-called half-bridge type in which field effect transistors Q2 and Q3, which are inverter switching elements as second switching elements, are connected in series to the power supply unit 51.

電界効果トランジスタQ2,Q3は、制御端子であるゲート端子がドライバ部としてのハイサイドドライバ65を介してMPU56に接続されており、このハイサイドドライバ65から供給される信号によってオンオフが制御される。   The field effect transistors Q2 and Q3 have their gate terminals as control terminals connected to the MPU 56 via a high side driver 65 as a driver unit, and ON / OFF is controlled by a signal supplied from the high side driver 65.

ハイサイドドライバ65は、MPU56から供給される調光用のPWM信号Pに応じて、数十kHz〜200kHz程度の周波数で電界効果トランジスタQ2,Q3を交互にオンオフする(スイッチング駆動する)ことで、電界効果トランジスタQ3のドレイン−ソース間に所定の高周波交流を発生させるものである。   The high side driver 65 alternately turns on / off the field effect transistors Q2 and Q3 at a frequency of about several tens of kHz to 200 kHz in accordance with the dimming PWM signal P supplied from the MPU 56 (switching driving). A predetermined high-frequency alternating current is generated between the drain and source of the field effect transistor Q3.

共振回路53は、電界効果トランジスタQ3の両端間に、直流成分を遮断するコンデンサC3と共振用巻線(共振用インダクタ)L2とを直列に介して共振用コンデンサC4が並列に接続されている。   In the resonance circuit 53, a resonance capacitor C4 is connected in parallel between both ends of the field effect transistor Q3 via a capacitor C3 that cuts off a DC component and a resonance winding (resonance inductor) L2 in series.

予熱回路55は、予熱用トランスL3、コンデンサC5、予熱用スイッチング素子としての電界効果トランジスタQ4および電流検出用の抵抗R3の直列回路を備え、コンデンサC5と電界効果トランジスタQ4との接続点と電界効果トランジスタQ2のソース端子との間に、ダイオードD2が接続されている。   The preheating circuit 55 includes a series circuit of a preheating transformer L3, a capacitor C5, a field effect transistor Q4 as a preheating switching element, and a current detection resistor R3, and a connection point between the capacitor C5 and the field effect transistor Q4 and a field effect. A diode D2 is connected between the source terminal of the transistor Q2.

予熱用トランスL3は、一次巻線L3aと、第1二次巻線L3bおよび第2二次巻線L3cとが対向配置されており、一次巻線L3aは、電界効果トランジスタQ2,Q3の接続点と共振用コンデンサC4との間に接続され、各二次巻線L3b,L3cは、コンデンサC6,C7を介してそれぞれ蛍光ランプ15のフィラメントFLa,FLbに接続されている。   In the preheating transformer L3, the primary winding L3a, the first secondary winding L3b and the second secondary winding L3c are arranged to face each other, and the primary winding L3a is a connection point between the field effect transistors Q2 and Q3. And the resonance capacitor C4, and the secondary windings L3b and L3c are connected to the filaments FLa and FLb of the fluorescent lamp 15 via the capacitors C6 and C7, respectively.

電界効果トランジスタQ4は、制御端子であるゲート端子がMPU56に接続され、このMPU56から供給される予熱用PWM信号PPによりスイッチング制御される。   In the field effect transistor Q4, a gate terminal as a control terminal is connected to the MPU 56, and switching control is performed by a preheating PWM signal PP supplied from the MPU 56.

そして、MPU56は、ディジタル処理を行う、いわゆるマイコンなどであり、図示しない記憶手段としてのROM、RAM、インターフェースであるI/Oポート、動作クロックを生成するクロック生成部などをそれぞれ有し、内部に、蛍光ランプの点灯状態を検出する電流検出手段としての状態検出部71、昇圧チョッパ回路59の制御用のチョッパ制御部72、ハイサイドドライバ65の制御用の制御手段としてのインバータ制御部73、予熱回路55の制御用の予熱回路制御部74などを備え、例えばこれら状態検出部71、チョッパ制御部72、インバータ制御部73および予熱回路制御部74などが、ソフトウェア処理部分を共有することで一体となっている。   The MPU 56 is a so-called microcomputer or the like that performs digital processing, and has a ROM, a RAM, an I / O port that is an interface, a clock generation unit that generates an operation clock, etc. , A state detector 71 as a current detector for detecting the lighting state of the fluorescent lamp, a chopper controller 72 for controlling the boost chopper circuit 59, an inverter controller 73 as a controller for controlling the high side driver 65, preheating For example, the state detection unit 71, the chopper control unit 72, the inverter control unit 73, and the preheating circuit control unit 74 are integrated with each other by sharing the software processing part. It has become.

状態検出部71は、放電電流すなわちランプ電流ILおよび放電電圧すなわちランプ電圧VLを、それぞれピーク位相に同期したタイミングで検出し、これらランプ電流ILおよびランプ電圧VLに対応したディジタルの周波数データに変換する演算手段であるA/D変換器の機能を有しており、A/D変換したランプ電流ILおよびランプ電圧VLをインバータ制御部73あるいは予熱回路制御部74などに出力するものである。   The state detection unit 71 detects the discharge current, that is, the lamp current IL, and the discharge voltage, that is, the lamp voltage VL, at timings synchronized with the peak phase, respectively, and converts them into digital frequency data corresponding to the lamp current IL and the lamp voltage VL. It has the function of an A / D converter which is an arithmetic means, and outputs the A / D converted lamp current IL and lamp voltage VL to the inverter control unit 73 or the preheating circuit control unit 74.

チョッパ制御部72は、電源部51のPFC制御用に電界効果トランジスタQ1をスイッチングするためのスイッチングパルスSPを生成し、入力電圧V0と入力電流I0との位相を合わせて力率を改善する力率改善部である。   The chopper control unit 72 generates a switching pulse SP for switching the field effect transistor Q1 for PFC control of the power supply unit 51, and adjusts the phase of the input voltage V0 and the input current I0 to improve the power factor. It is an improvement department.

インバータ制御部73は、状態検出部71により検出した動作状態に基づいてインバータ回路52の電界効果トランジスタQ2,Q3の動作制御用のPWM信号Pを生成する信号生成部すなわち調光信号生成部の機能を有するソフトウェア部である。   The inverter control unit 73 functions as a signal generation unit, that is, a dimming signal generation unit that generates the PWM signal P for controlling the operation of the field effect transistors Q2 and Q3 of the inverter circuit 52 based on the operation state detected by the state detection unit 71. Is a software part.

ここで、インバータ制御部73は、図2に模式的に示すように、ランプ電圧VLおよび調光信号DIMなどに応じてランプ電流ILの設定目標値IT0を設定する目標値設定部81と、乱数Rを発生させる乱数発生部82と、これら目標値設定部81により設定された設定目標値IT0と乱数発生部82により発生させた乱数Rとを加算して目標値IT1を出力する加算器83と、この加算器83により出力された目標値IT1と状態検出部71により検出したランプ電流ILとの差分Δ1を算出する減算器84と、この減算器84から出力された差分Δ1に基づいて、この差分Δ1に対応する利得Gを得るための動作周波数fに対応するPWM信号Pを設定する増幅器85とを備えている。そして、この増幅器85から出力されたPWM信号Pにより、ハイサイドドライバ65は、動作周波数fでインバータ回路52を動作させるように駆動される。 Here, as schematically shown in FIG. 2, the inverter control unit 73 includes a target value setting unit 81 that sets a set target value IT0 of the lamp current IL according to the lamp voltage VL, the dimming signal DIM, and the like, and a random number A random number generator 82 for generating R, and an adder 83 for adding the set target value IT0 set by the target value setting unit 81 and the random number R generated by the random number generator 82 and outputting the target value IT1 a subtracter 84 for calculating a difference delta 1 with the lamp current IL detected by the adder output target value by 83 IT1 and state detection unit 71, based on the difference delta 1 output from the subtracter 84 And an amplifier 85 for setting the PWM signal P corresponding to the operating frequency f for obtaining the gain G corresponding to the difference Δ 1 . The high side driver 65 is driven by the PWM signal P output from the amplifier 85 so as to operate the inverter circuit 52 at the operating frequency f.

乱数発生部82は、例えば乱数列、あるいは所定のプログラムなどに基づいて、周期性を有さない乱数Rを任意に発生させることが可能である。このとき、この発生させる乱数は、上限および下限がそれぞれ設定され、その平均値で制御される。なお、乱数としては、その平均値の分布がどのようなものでも用いることが可能である。また、この乱数発生部82は、例えば調光信号DIMに応じて乱数Rを発生させる場合と乱数Rを発生させない(動作しない)場合とが切り替えられる。例えば、調光信号DIMにより、所定の調光度以下に設定された場合、本実施の形態では蛍光ランプ15の全光点灯時の所定の60%以下の調光度に設定されたときに、乱数発生部82が乱数Rを発生させ、かつ、調光信号DIMにより設定される調光度に応じて、乱数Rの上限および下限などを任意に設定するように構成されている。   The random number generation unit 82 can arbitrarily generate a random number R having no periodicity based on, for example, a random number sequence or a predetermined program. At this time, the random number to be generated has an upper limit and a lower limit, respectively, and is controlled by the average value. Any random number distribution can be used as the random number. In addition, the random number generator 82 can be switched, for example, between generating a random number R according to the dimming signal DIM and not generating (operating) the random number R. For example, when the dimming signal DIM is set to a predetermined dimming level or less, in this embodiment, when the dimming level is set to a predetermined dimming level of 60% or less when the fluorescent lamp 15 is fully lit, random numbers are generated. The unit 82 is configured to generate a random number R and arbitrarily set an upper limit and a lower limit of the random number R according to the dimming degree set by the dimming signal DIM.

加算器83は、乱数発生部82により発生された乱数Rを設定目標値IT0に加算することで、目標値IT1を、インバータ回路52をランプ電流ILに対応した本来の動作周波数で動作させるために必要な目標値に対して歪ませるものである。したがって、インバータ制御部73によりインバータ回路52の動作が制御されることで、ランプ電流ILは、目標とするランプ電流に対してランダムに歪んだ状態となる。すなわち、目標となるランプ電流に対するランプ電流ILの歪み率は、調光信号DIMにより設定された調光度に応じて乱数発生部82での乱数Rの上限および下限などが任意に設定されることで、調光度に応じて任意に設定可能となっている。   The adder 83 adds the random number R generated by the random number generator 82 to the set target value IT0 so that the target value IT1 operates at the original operating frequency corresponding to the lamp current IL. It distorts against the required target value. Therefore, the operation of the inverter circuit 52 is controlled by the inverter control unit 73, so that the lamp current IL is randomly distorted with respect to the target lamp current. That is, the distortion rate of the lamp current IL with respect to the target lamp current is such that the upper and lower limits of the random number R in the random number generator 82 are arbitrarily set according to the dimming degree set by the dimming signal DIM. It can be arbitrarily set according to the dimming degree.

また、インバータ制御部73は、インバータ回路52の電界効果トランジスタQ2,Q3のデューティ比を略1:1に設定し、インバータ回路52から出力される電圧を、1サイクルの正負のピーク値が略等しくなるようにする。   Further, the inverter control unit 73 sets the duty ratio of the field effect transistors Q2 and Q3 of the inverter circuit 52 to approximately 1: 1, and the voltage output from the inverter circuit 52 has substantially equal positive and negative peak values in one cycle. To be.

ROMには、MPU56の各部により実行される各種プログラムが予め格納されている。   In the ROM, various programs executed by the respective units of the MPU 56 are stored in advance.

RAMには、状態検出部71などにより検出した各種ディジタル値がそれぞれに割り当てられた領域に記憶される。   In the RAM, various digital values detected by the state detection unit 71 and the like are stored in areas assigned to them.

予熱回路制御部74は、予熱回路55の電界効果トランジスタQ4のスイッチングを制御するためのもので、予熱回路55の予熱電流IPを検出する予熱状態検出部であり、予熱回路55の予熱電流IPを監視しつつ、例えば状態検出部71で検出したランプ電流ILおよびランプ電圧VLの少なくともいずれか一方の変化に追従するように最適予熱条件すなわち目標値を設定し、予熱電流IPが目標値に近付くように、予熱回路55の電界効果トランジスタQ4のゲート端子に供給する予熱用PWM信号PPを生成する。   The preheating circuit control unit 74 controls the switching of the field effect transistor Q4 of the preheating circuit 55, and is a preheating state detection unit that detects the preheating current IP of the preheating circuit 55. While monitoring, for example, an optimal preheating condition, that is, a target value is set so as to follow a change in at least one of the lamp current IL and the lamp voltage VL detected by the state detection unit 71 so that the preheating current IP approaches the target value. In addition, a preheating PWM signal PP to be supplied to the gate terminal of the field effect transistor Q4 of the preheating circuit 55 is generated.

制御電源部57は、MPU56および主回路MCを制御して蛍光ランプ15を駆動させる制御回路CCを駆動するための電源を供給する部分であり、例えば5Vの電源電圧から3.3Vあるいは1.8VなどのいわゆるVDDを生成する部分である。 The control power supply unit 57 is a part that supplies power for driving the control circuit CC that drives the fluorescent lamp 15 by controlling the MPU 56 and the main circuit MC. For example, the control power supply unit 57 supplies 3.3V or 1.8V from a power supply voltage of 5V. This is a portion that generates a so-called V DD .

調光信号部58は、調光信号DIMに対応する信号を出力するための調光信号部91と、この調光信号部91から出力された信号を全波整流して調光信号DIMとしてMPU56のインバータ制御部73に出力する全波整流素子REC2とを備えている。   The dimming signal unit 58 includes a dimming signal unit 91 for outputting a signal corresponding to the dimming signal DIM, and a full-wave rectification of the signal output from the dimming signal unit 91 as the dimming signal DIM. And a full-wave rectifying element REC2 output to the inverter control unit 73.

次に、上記第1の実施の形態の動作を説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

図示しない起動用回路などにより電界効果トランジスタQ1がオンされると、チョッパチョークL1(ダイオードD1)に直線的に増加する電流が流れることで、このチョッパチョークL1の二次巻線L1bにチョーク電流Iが流れ、チョッパチョークL1に電磁的エネルギが蓄積される。同時に、電界効果トランジスタQ1のオンによるスイッチング電流IQによって抵抗R2により生じる電圧がMPU56に入力されると、オフのスイッチングパルスSPがチョッパ制御部72から電界効果トランジスタQ1のゲート端子に供給されてこの電界効果トランジスタQ1がオフされることで、チョッパチョークL1に蓄積された電磁的エネルギが放出され、チョッパチョークL1(ダイオードD1)に直線的に減少する電流が流れる。   When the field effect transistor Q1 is turned on by a starting circuit (not shown) or the like, a linearly increasing current flows through the chopper choke L1 (diode D1), so that the choke current I flows through the secondary winding L1b of the chopper choke L1. Flows and electromagnetic energy is accumulated in the chopper choke L1. At the same time, when a voltage generated by the resistor R2 due to the switching current IQ when the field effect transistor Q1 is turned on is input to the MPU 56, an off switching pulse SP is supplied from the chopper controller 72 to the gate terminal of the field effect transistor Q1. When the effect transistor Q1 is turned off, the electromagnetic energy accumulated in the chopper choke L1 is released, and a linearly decreasing current flows through the chopper choke L1 (diode D1).

この動作の繰り返しにより、図4に示すように、入力電圧V0の波形すなわち全波整流されたサイン波形である基準波形SWを包絡線として出力電流I1が形成される。   By repeating this operation, as shown in FIG. 4, an output current I1 is formed by using the waveform of the input voltage V0, that is, the reference waveform SW, which is a sine waveform subjected to full-wave rectification, as an envelope.

電源部51により生成された出力電圧V1は、インバータ回路52の電界効果トランジスタQ2,Q3をインバータ制御部73がハイサイドドライバ65を所定の周波数および所定のオンデューティでオンオフ動作させることで、高周波交流電圧に変換される。   The output voltage V1 generated by the power supply unit 51 is generated by switching the field effect transistors Q2 and Q3 of the inverter circuit 52 on and off with the high-side driver 65 at a predetermined frequency and a predetermined on-duty. Converted to voltage.

この高周波交流電圧により、共振回路53が共振して共振電流が流れ、予熱回路制御部74で生成された所定の周波数の予熱用PWM信号PPにより電界効果トランジスタQ4がスイッチング動作された予熱回路55の予熱用トランスL3の各二次巻線L3b,L3cにそれぞれ予熱電流IPが流れて、蛍光ランプ15のフィラメントFLa,FLbを予熱する。   By this high frequency AC voltage, the resonance circuit 53 resonates and a resonance current flows, and the field effect transistor Q4 is switched by the preheating PWM signal PP having a predetermined frequency generated by the preheating circuit control unit 74. A preheating current IP flows through the secondary windings L3b and L3c of the preheating transformer L3 to preheat the filaments FLa and FLb of the fluorescent lamp 15.

そして、フィラメントFLa,FLbの予熱によりフィラメントFLa,FLb間に所定の始動電圧が印加されて蛍光ランプ15が点灯(始動)し、この蛍光ランプ15が定常点灯される。   A predetermined starting voltage is applied between the filaments FLa and FLb by preheating the filaments FLa and FLb, the fluorescent lamp 15 is turned on (started), and the fluorescent lamp 15 is steadily lit.

このとき、点灯装置16では、状態検出部71によって検出されたランプ電流ILに基づき、このランプ電流ILが所定の目標値IT1となるようにフィードバック制御がなされる。   At this time, the lighting device 16 performs feedback control based on the lamp current IL detected by the state detection unit 71 so that the lamp current IL becomes a predetermined target value IT1.

上記のように点灯した蛍光ランプ15を調光する場合には、点灯装置16のハイサイドドライバ65にインバータ制御部73からPWM信号Pを入力してインバータ回路52の駆動周波数を可変する。インバータ回路52の駆動周波数を増加、あるいは減少させることで、インバータ回路52からの高周波電力が抑制、あるいは増加されて、ランプ電流ILが抑制、あるいは増加され、蛍光ランプ15が調光される。   When dimming the fluorescent lamp 15 lit as described above, the PWM signal P is input from the inverter control unit 73 to the high side driver 65 of the lighting device 16 to vary the drive frequency of the inverter circuit 52. By increasing or decreasing the drive frequency of the inverter circuit 52, the high frequency power from the inverter circuit 52 is suppressed or increased, the lamp current IL is suppressed or increased, and the fluorescent lamp 15 is dimmed.

このインバータ回路52の駆動周波数、すなわちPWM信号Pの周波数は、インバータ制御部73において、例えば調光信号部58から出力された調光信号DIMおよび状態検出部71により検出したランプ電流ILなどに基づいて設定される。   The drive frequency of the inverter circuit 52, that is, the frequency of the PWM signal P is based on the dimming signal DIM output from the dimming signal unit 58 and the lamp current IL detected by the state detection unit 71 in the inverter control unit 73, for example. Is set.

これらの制御は、調光信号DIMにより設定される調光度に応じてその制御内容が切り替えられる。   These controls are switched in accordance with the dimming degree set by the dimming signal DIM.

例えば、調光信号DIMによって60%より大きい調光度に設定された場合には、乱数発生部82が動作せず、インバータ制御部73において、ランプ電圧VLおよび調光信号DIMなどに応じて目標値設定部81によりランプ電流ILの設定目標値IT0を設定すると、この設定目標値IT0がそのまま目標値IT1となり、この目標値IT1と、状態検出部71により検出したランプ電流ILとの差分Δ1を減算器84により算出し、この差分Δ1に基づいて、この差分Δ1に対応する利得Gを得るための動作周波数fに対応するPWM信号Pを増幅器85で設定する。 For example, when the dimming level is set to be greater than 60% by the dimming signal DIM, the random number generation unit 82 does not operate, and the inverter control unit 73 sets the target value according to the lamp voltage VL and the dimming signal DIM. setting the set target value IT0 of the lamp current IL by the setting unit 81, it becomes a target value IT1 is the set target value IT0, and the target value IT1, the difference delta 1 with the lamp current IL detected by the state detection unit 71 Based on the difference Δ 1 calculated by the subtractor 84, the amplifier 85 sets the PWM signal P corresponding to the operating frequency f for obtaining the gain G corresponding to the difference Δ 1 .

一方、調光信号DIMによって60%以下の調光度に設定された場合には、インバータ制御部73において、ランプ電圧VLおよび調光信号DIMなどに応じて目標値設定部81によりランプ電流ILの設定目標値IT0を設定し、この設定目標値IT0と乱数発生部82で発生させた乱数Rとを加算器83により加算して目標値IT1とし、この目標値IT1と、状態検出部71により検出したランプ電流ILとの差分Δ1を減算器84により算出し、この差分Δ1に基づいて、この差分Δ1に対応する利得Gを得るための動作周波数fに対応するPWM信号Pを増幅器85で設定する。 On the other hand, when the dimming level is set to 60% or less by the dimming signal DIM, the inverter control unit 73 sets the lamp current IL by the target value setting unit 81 in accordance with the lamp voltage VL and the dimming signal DIM. A target value IT0 is set, and the set target value IT0 and the random number R generated by the random number generator 82 are added by an adder 83 to obtain a target value IT1, which is detected by the target value IT1 and the state detector 71. the difference delta 1 with the lamp current IL is calculated by the subtractor 84, based on the difference delta 1, in the amplifier 85 a PWM signal P corresponding to the operating frequency f for obtaining a gain G corresponding to the difference delta 1 Set.

なお、PWM信号Pによる周波数制御は、インバータ回路52の動作周波数の毎サイクル、あるいは所定周期以内の数サイクル毎に行われ、蛍光ランプ15の点灯状態がPWM信号Pの周波数に即座に反映される。   The frequency control by the PWM signal P is performed every cycle of the operating frequency of the inverter circuit 52 or every several cycles within a predetermined period, and the lighting state of the fluorescent lamp 15 is immediately reflected in the frequency of the PWM signal P. .

また、予熱回路55では、状態検出部71で検出したランプ電流IL、ランプ電圧VL、あるいは周囲の温度変化などに追従するように予熱回路制御部74により設定された目標値に予熱電流IPが近付くように生成した予熱用PWM信号PPによって電界効果トランジスタQ4がスイッチング動作されることで、蛍光ランプ15の種類や製造過程でのばらつきなどによって変化する点灯中の予熱量を最適化する。   In the preheating circuit 55, the preheating current IP approaches the target value set by the preheating circuit control unit 74 so as to follow the lamp current IL, the lamp voltage VL, or the ambient temperature change detected by the state detection unit 71. The field effect transistor Q4 is switched by the preheating PWM signal PP generated as described above, thereby optimizing the preheating amount during lighting that varies depending on the type of the fluorescent lamp 15 and variations in the manufacturing process.

以上のように、インバータ制御部73が、例えば図5に示すように、周期性を有さず蛍光ランプ15のランプ電流ILの包絡線(エンベロープ)のリップルが変化するように、所定周期毎に異なる動作周波数、換言すれば一定の周期性を有する不自然な動作周波数の変動でなく自然にランダムに変動する動作周波数でインバータ回路52をランダム動作(ランプ電流ILを故意に自然に歪ませた安定点灯動作)させることで、蛍光ランプ15に直流電圧(直流バイアス)を印加せずにカタホリシス現象を回避しつつ、例えば直流電圧の向きを変えたり直流電圧を変調させたりするなどの複雑な制御をすることなくストライエーションおよび光のちらつきを防止できる。   As described above, for example, as shown in FIG. 5, the inverter control unit 73 does not have periodicity so that the ripple of the envelope (envelope) of the lamp current IL of the fluorescent lamp 15 changes every predetermined cycle. Random operation of the inverter circuit 52 at a different operating frequency, in other words, an unnatural operating frequency fluctuation having a certain periodicity, and a natural randomly changing operating frequency (a stable operation in which the lamp current IL is intentionally naturally distorted) Lighting operation), avoiding the catalysis phenomenon without applying a DC voltage (DC bias) to the fluorescent lamp 15, while performing complex control such as changing the direction of the DC voltage or modulating the DC voltage. It is possible to prevent striation and light flickering without doing so.

具体的に、インバータ制御部73が、状態検出部71により検出したランプ電流ILに応じた動作周波数でインバータ回路52を動作させるための目標値IT1を、周期性を有さないように所定周期毎に変動させて設定し、その目標値IT1に近付けるようにインバータ回路52を制御することで、インバータ回路52を、周期性を有さず所定周期毎に異なる動作周波数で容易に動作させることができる。   Specifically, the inverter control unit 73 sets the target value IT1 for operating the inverter circuit 52 at an operating frequency corresponding to the lamp current IL detected by the state detection unit 71 at predetermined intervals so as not to have periodicity. By controlling the inverter circuit 52 so as to be close to the target value IT1, the inverter circuit 52 can be easily operated at a different operating frequency for each predetermined period without having periodicity. .

特に、高周波専用で用いる蛍光ランプ15においては、光のちらつきが発生しやすく、また、バルブBの管径がT8以下と、比較的細い蛍光ランプ15においては、カタホリシス現象やストライエーションが生じやすいので、上記のようにインバータ回路52をランダム動作させるように設定することで、高周波専用で用いられ、かつ、比較的細い蛍光ランプ15であっても、複雑な制御を必要とすることなくカタホリシス現象やストライエーションおよび光のちらつきなどを確実に防止できる。   In particular, the fluorescent lamp 15 used exclusively for high frequency is likely to cause light flicker, and the fluorescent lamp 15 having a tube diameter of the bulb B of T8 or less is likely to cause a catalysis phenomenon or striation. By setting the inverter circuit 52 to operate randomly as described above, even if the fluorescent lamp 15 is used exclusively for high frequency and is relatively thin, the catalysis phenomenon can be performed without requiring complicated control. It can reliably prevent striations and light flickering.

また、インバータ制御部73が、周期性を有さないように変動させる目標値IT1の設定に乱数Rを用いることで、目標値IT1を容易にランダムに変動させることができる。特に、ディジタル回路であるMPU56の乱数発生部82においては、プログラムなどを用いることで、擬似的な乱数をアナログ回路と比較して容易に発生させることができる。   Further, by using the random number R for the setting of the target value IT1 to be varied so that the inverter control unit 73 does not have periodicity, the target value IT1 can be easily varied randomly. In particular, in the random number generator 82 of the MPU 56 which is a digital circuit, a pseudo random number can be easily generated compared to an analog circuit by using a program or the like.

さらに、乱数発生部82では、乱数の上限と下限とをそれぞれ設定してその平均値で制御することにより、蛍光ランプ15が不点になったり、破損したりすることを防止できる。   Further, the random number generator 82 can set the upper limit and lower limit of the random number and control the average value thereof to prevent the fluorescent lamp 15 from becoming unsatisfactory or damaged.

そして、インバータ制御部73が、インバータ回路52の動作周波数の1サイクルでのインバータ回路52からの出力電圧のピーク値の正負が略等しくなるようにインバータ回路52を制御することで、蛍光ランプ15に直流電圧を与えないようにし、この直流電圧に起因する蛍光ランプ15のカタホリシス現象、すなわち水銀の偏りにより直管型の蛍光ランプ15の一端側が明るく他端側が暗くなるなどの現象を防止できる。   Then, the inverter control unit 73 controls the inverter circuit 52 so that the positive and negative of the peak value of the output voltage from the inverter circuit 52 in one cycle of the operating frequency of the inverter circuit 52 becomes substantially equal, so that the fluorescent lamp 15 A direct voltage is not applied, and a cataphoresis phenomenon of the fluorescent lamp 15 due to the direct voltage, that is, a phenomenon such that one end side of the straight fluorescent lamp 15 becomes bright and the other end side becomes dark due to the bias of mercury can be prevented.

また、蛍光ランプ15には直流電圧が印加されていないので、蛍光ランプ15のランプ電圧VLなどを介して、寿命末期の検出も可能となる。   Further, since no DC voltage is applied to the fluorescent lamp 15, the end of life can be detected via the lamp voltage VL of the fluorescent lamp 15.

さらに、上記構成は、例えば直流電圧の向きを変えたり直流電圧を変調させたりするなどの複雑な制御を必要としないため、MPU56の構成およびプログラムなども簡略化でき、小型化や製造コストの低減なども可能となる。   Furthermore, since the above configuration does not require complicated control such as changing the direction of the DC voltage or modulating the DC voltage, the configuration and program of the MPU 56 can be simplified, downsizing and reduction in manufacturing cost. Etc. are also possible.

そして、インバータ制御部73は、インバータ回路52の電界効果トランジスタQ2,Q3のデューティ比を略1:1に設定し、インバータ回路52から出力される電圧を、1サイクルの正負のピーク値が略等しくなるようにすることで、蛍光ランプ15に対して直流電圧が印加されないように確実に抑制できる。   Then, the inverter control unit 73 sets the duty ratio of the field effect transistors Q2 and Q3 of the inverter circuit 52 to approximately 1: 1, and the voltage output from the inverter circuit 52 is approximately equal to the positive and negative peak values of one cycle. By doing so, it is possible to reliably suppress the DC voltage from being applied to the fluorescent lamp 15.

また、調光信号DIMにより所定の調光度に設定された際に乱数発生部82が乱数Rを発生させてインバータ回路52をランダム動作させるようにインバータ制御部73が制御するため、特に調光時に発生しやすいカタホリシス現象やストライエーションおよび光のちらつきなどを、調光時でも確実に防止できる。   In addition, since the inverter control unit 73 controls the random number generator 82 to generate the random number R and operate the inverter circuit 52 at random when the dimming signal DIM is set to a predetermined dimming degree, particularly during dimming. Cataphoresis phenomenon, striation, and flickering of light that occur easily can be reliably prevented even during dimming.

さらに、調光信号DIMにより設定された調光度に応じてランプ電流ILの歪み率を可変させることにより、深い調光を行った際でも、カタホリシス現象やストライエーションおよび光のちらつきなどを確実に防止できる。   Furthermore, by varying the distortion rate of the lamp current IL according to the dimming level set by the dimming signal DIM, even when performing deep dimming, it is possible to reliably prevent cataphoresis, striation, and light flickering. it can.

そして、インバータ回路52をランダム動作させることにより、このインバータ回路52の電界効果トランジスタQ2,Q3の切り替えなどにより発生する雑音も周期性を有さずに特定の周波数に集中せず広い周波数帯域に分布するので、聴覚上の雑音を低減できる。   By operating the inverter circuit 52 at random, noise generated by switching the field effect transistors Q2 and Q3 of the inverter circuit 52 does not have periodicity and is not concentrated on a specific frequency but distributed over a wide frequency band. As a result, auditory noise can be reduced.

次に、図6に第2の実施の形態を示し、図6は放電灯点灯装置の要部を模式的に示す説明図である。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, FIG. 6 shows a second embodiment, and FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a main part of the discharge lamp lighting device. In addition, about the structure and effect | action similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

この第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態において、インバータ制御部73により設定される利得Gをランダムに変動させるものである。   In the second embodiment, the gain G set by the inverter control unit 73 is randomly changed in the first embodiment.

すなわち、インバータ制御部73は、例えば調光信号DIMにより60%以下の調光度に設定された場合には、目標値設定部81で設定された設定目標値IT0と状態検出部71で検出したランプ電流ILとの差分Δ2が減算器84により算出され、この差分Δ2に対応する目標利得G0を得るための目標動作周波数f0に対応する目標PWM信号P0と、乱数発生部82により発生させた乱数Rとが加算器93により加算されることで、目標PWM信号P0に対して歪んだ目標値であるPWM信号Pを出力することにより、ハイサイドドライバ65を介して、目標動作周波数f0と異なる動作周波数fでインバータ回路52をランダム動作させるように構成されている。 That is, for example, when the dimming signal is set to 60% or less by the dimming signal DIM, the inverter control unit 73 sets the set target value IT0 set by the target value setting unit 81 and the lamp detected by the state detection unit 71. A difference Δ 2 with respect to the current IL is calculated by the subtractor 84, and the target PWM signal P 0 corresponding to the target operating frequency f 0 for obtaining the target gain G 0 corresponding to the difference Δ 2 is generated by the random number generator 82. The random number R is added by the adder 93 so that the PWM signal P, which is a distorted target value with respect to the target PWM signal P0, is output, so that it differs from the target operating frequency f0 via the high side driver 65. The inverter circuit 52 is configured to randomly operate at the operating frequency f.

ここで、乱数発生部82により発生させる乱数Rは、状態検出部71で検出したランプ電流ILの包絡線が平坦となるためのインバータ回路52の目標利得G0よりも大きい利得Gを得るためのPWM信号Pを得られるように設定されている。   Here, the random number R generated by the random number generator 82 is PWM for obtaining a gain G larger than the target gain G0 of the inverter circuit 52 for flattening the envelope of the lamp current IL detected by the state detector 71. The signal P is set to be obtained.

この結果、インバータ制御部73が、周期性を有さず蛍光ランプ15のランプ電流ILの包絡線のリップルが変化するようにインバータ回路52をランダム動作させるなど、上記第1の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。   As a result, the inverter control unit 73 operates the inverter circuit 52 at random so that the ripple of the envelope of the lamp current IL of the fluorescent lamp 15 does not have periodicity, and the like, as in the first embodiment. By having this configuration, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.

また、具体的に、インバータ制御部73が、状態検出部71により検出したランプ電流ILに応じた動作周波数でインバータ回路52を動作させるための設定目標値IT0を設定し、この設定目標値IT0に近付けるように設定するインバータ回路52の利得Gを、周期性を有さないように変動させるようにPWM信号Pをランダムに変動させてインバータ回路52を制御することで、インバータ回路52を、周期性を有さず蛍光ランプ15のランプ電流ILの包絡線のリップルが変化するように容易に動作させることができる。   Specifically, the inverter control unit 73 sets a set target value IT0 for operating the inverter circuit 52 at an operating frequency corresponding to the lamp current IL detected by the state detecting unit 71, and sets the set target value IT0. By controlling the inverter circuit 52 by randomly changing the PWM signal P so as to change the gain G of the inverter circuit 52 set so as to be close so as not to have periodicity, It can be easily operated so that the ripple of the envelope of the lamp current IL of the fluorescent lamp 15 changes.

さらに、インバータ制御部73が、インバータ回路52の利得Gを得るためのPWM信号Pを、状態検出部71で検出したランプ電流ILの包絡線が平坦となるための目標利得G0よりも大きい利得Gを得られるものとすることで、インバータ回路52をランダム動作させるための利得Gを容易に得ることができる。   Further, the PWM signal P for the inverter control unit 73 to obtain the gain G of the inverter circuit 52 is larger than the target gain G0 for making the envelope of the lamp current IL detected by the state detection unit 71 flat. Thus, the gain G for operating the inverter circuit 52 at random can be easily obtained.

なお、上記各実施の形態において、インバータ制御部73は、例えば蛍光ランプ15に印加される直流電圧を検出し、この直流電圧が0となるように電界効果トランジスタQ2,Q3のデューティを設定してもよい。   In each of the above embodiments, the inverter control unit 73 detects, for example, a DC voltage applied to the fluorescent lamp 15, and sets the duty of the field effect transistors Q2 and Q3 so that the DC voltage becomes zero. Also good.

また、フィルタ部50、電源部51、共振回路53および予熱回路55などの各種回路は、上記構成に限定されるものではない。   Various circuits such as the filter unit 50, the power source unit 51, the resonance circuit 53, and the preheating circuit 55 are not limited to the above-described configuration.

さらに、照明器具11は、調光信号DIMにより調光できるものでなくてもよい。   Furthermore, the lighting fixture 11 may not be dimmable by the dimming signal DIM.

本発明の第1の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the discharge lamp lighting device of the 1st Embodiment of this invention. 同上放電灯点灯装置の要部を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the principal part of a discharge lamp lighting device same as the above. 同上放電灯点灯装置を備えた照明器具を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device same as the above. 同上放電灯点灯装置の電源部の動作を示すグラフである。It is a graph which shows operation | movement of the power supply part of a discharge lamp lighting device same as the above. 同上放電灯点灯装置のランプ電流を示すグラフである。It is a graph which shows the lamp current of a discharge lamp lighting device same as the above. 本発明の第2の実施の形態の要部を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the principal part of the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 照明器具
12 器具本体
15 放電ランプとしての蛍光ランプ
16 放電灯点灯装置
52 インバータ回路
71 電流検出手段としての状態検出部
73 制御手段としてインバータ制御部
11 Lighting equipment
12 Instrument body
15 Fluorescent lamps as discharge lamps
16 Discharge lamp lighting device
52 Inverter circuit
71 State detection unit as current detection means
73 Inverter control unit as control means

Claims (6)

直流電圧を高周波電圧に変換して放電ランプを点灯させるインバータ回路と;
このインバータ回路を周期性を有さず放電ランプのランプ電流の包絡線のリップルが変化するように動作させる制御手段と;
を具備していることを特徴とする放電灯点灯装置。
An inverter circuit for turning on a discharge lamp by converting a DC voltage into a high-frequency voltage;
Control means for operating the inverter circuit so that the ripple of the lamp current envelope of the discharge lamp does not have periodicity;
A discharge lamp lighting device comprising:
放電ランプに流れるランプ電流を検出する電流検出手段を具備し、
制御手段は、電流検出手段により検出したランプ電流に応じた動作周波数でインバータ回路を動作させるための目標値を周期性を有さないように変動させて設定し、その目標値に近付けるようにインバータ回路を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
Comprising current detection means for detecting a lamp current flowing in the discharge lamp;
The control means sets the target value for operating the inverter circuit at an operating frequency corresponding to the lamp current detected by the current detecting means so as not to have periodicity, and sets the target value close to the target value. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the circuit is controlled.
制御手段は、周期性を有さないように変動させる目標値の設定に乱数を用いる
ことを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the control means uses a random number for setting a target value to be varied so as not to have periodicity.
放電ランプに流れるランプ電流を検出する電流検出手段を具備し、
制御手段は、電流検出手段により検出したランプ電流に応じた動作周波数でインバータ回路を動作させるための目標値を設定し、この目標値に近付けるように設定するインバータ回路の利得を、周期性を有さないように変動させてインバータ回路を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
Comprising current detection means for detecting a lamp current flowing in the discharge lamp;
The control means sets a target value for operating the inverter circuit at an operating frequency corresponding to the lamp current detected by the current detection means, and has a periodicity for the gain of the inverter circuit set so as to be close to the target value. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the inverter circuit is controlled so as not to fluctuate.
制御手段は、インバータ回路の利得を、電流検出手段で検出したランプ電流の包絡線が平坦となるための目標利得よりも大きい値とする
ことを特徴とする請求項4記載の放電灯点灯装置。
The discharge lamp lighting device according to claim 4, wherein the control means sets the gain of the inverter circuit to a value larger than a target gain for flattening the envelope of the lamp current detected by the current detection means.
放電ランプが取り付けられる器具本体と;
放電ランプを点灯制御する請求項1ないし5いずれか一記載の放電灯点灯装置と;
を具備していることを特徴とする照明器具。
An instrument body to which a discharge lamp is attached;
A discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 5, which controls lighting of the discharge lamp;
The lighting fixture characterized by comprising.
JP2008140091A 2008-05-28 2008-05-28 Discharge lamp lighting device, and luminaire Pending JP2009289555A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008140091A JP2009289555A (en) 2008-05-28 2008-05-28 Discharge lamp lighting device, and luminaire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008140091A JP2009289555A (en) 2008-05-28 2008-05-28 Discharge lamp lighting device, and luminaire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009289555A true JP2009289555A (en) 2009-12-10

Family

ID=41458580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008140091A Pending JP2009289555A (en) 2008-05-28 2008-05-28 Discharge lamp lighting device, and luminaire

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009289555A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011187294A (en) * 2010-03-08 2011-09-22 Shihen Tech Corp Discharge lamp lighting device
JP2013247778A (en) * 2012-05-25 2013-12-09 Mitsubishi Electric Corp Electronic load device
KR20190100801A (en) * 2018-02-21 2019-08-29 현대자동차주식회사 System and method for controlling inverter driving motor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011187294A (en) * 2010-03-08 2011-09-22 Shihen Tech Corp Discharge lamp lighting device
JP2013247778A (en) * 2012-05-25 2013-12-09 Mitsubishi Electric Corp Electronic load device
KR20190100801A (en) * 2018-02-21 2019-08-29 현대자동차주식회사 System and method for controlling inverter driving motor
CN110190798A (en) * 2018-02-21 2019-08-30 现代自动车株式会社 System and method for controlling the inverter of driving motor
KR102518178B1 (en) 2018-02-21 2023-04-07 현대자동차주식회사 System and method for controlling inverter driving motor
CN110190798B (en) * 2018-02-21 2024-03-26 现代自动车株式会社 System and method for controlling inverter of driving motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4838588B2 (en) Inverter and its control circuit, and light emitting device and liquid crystal television using the same
WO2005094137A1 (en) High voltage discharge lamp lighting apparatus and luminaire
TWI516033B (en) Pulse-width modulation control device
JP2007115660A (en) High-pressure discharge lamp lighting device, and illumination device
JP2007122981A (en) Lighting device and illumination device
JP4853638B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device
JP2010113822A (en) High-pressure discharge lamp lighting device and lighting method of high-pressure discharge lamp
JP5152501B2 (en) Load control device and electrical equipment
US20090108769A1 (en) Lighting device and illumination apparatus
KR100704357B1 (en) Dischrge lamp lighting device
JP5196146B2 (en) Lighting device and lighting apparatus
JP2009289555A (en) Discharge lamp lighting device, and luminaire
JP2009140766A (en) Discharge lamp lighting device
JP4810994B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting fixture
JP2009289664A (en) Lighting device for discharge lamp, and illumination apparatus
JP5163892B2 (en) Discharge lamp lighting device
US20050062439A1 (en) Dimming control techniques using self-excited gate circuits
WO2009130861A1 (en) Inverter device
JP3899798B2 (en) Electrodeless discharge lamp lighting device
JP5045921B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting fixture
JP5170596B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device and light source device
JP4239898B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting fixture
JP2010097807A (en) Lighting apparatus
JP2009289665A (en) Lighting apparatus and luminaire
KR200177634Y1 (en) Electronic ballast for fluorescent lights