JP2010177012A - Lighting device, and illumination fixture having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ランプを点灯させる点灯装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device for lighting a lamp.
点灯装置の寿命末期時に点灯装置内にあるコンデンサの両端電圧やコンデンサに流れる電流に含まれるリップル成分により点灯装置の寿命を判断する技術がある。(例えば、特許文献1) There is a technique for determining the lifetime of a lighting device based on a ripple component included in the voltage across the capacitor in the lighting device and the current flowing in the capacitor at the end of the lifetime of the lighting device. (For example, Patent Document 1)
また、電解コンデンサのコンデンサ容量が低下したと判定するとき、スイッチング素子を強制的にオンにして過電流を流して過電流保護素子を溶断し、電源と放電灯点灯回路とを切り離す技術がある。(例えば、特許文献2) In addition, when it is determined that the capacitor capacity of the electrolytic capacitor has decreased, there is a technique in which the switching element is forcibly turned on to flow an overcurrent, the overcurrent protection element is blown, and the power supply and the discharge lamp lighting circuit are disconnected. (For example, Patent Document 2)
また、コンデンサの寿命が検知されたときに、スイッチング周波数を高くして、コンデンサのリップル電流を小さくし、コンデンサの内部発熱を抑制して、コンデンサの破裂、破損までの時間を延長する技術があり、コンデンサの温度及びコンデンサの出力電流に基づいて、使用条件によるコンデンサのリップル電圧の変動を補正してその影響をなくす技術がある。(例えば、特許文献3) In addition, when the life of a capacitor is detected, there is a technology to increase the switching frequency, reduce the capacitor ripple current, suppress the internal heat generation of the capacitor, and extend the time until the capacitor bursts or breaks. There is a technology for correcting the fluctuation of the ripple voltage of the capacitor according to the use condition and eliminating the influence based on the temperature of the capacitor and the output current of the capacitor. (For example, Patent Document 3)
しかしながら、電解コンデンサのコンデンサ容量が低下したときに過電流保護素子を溶断すると、電源と放電灯点灯回路とが切り離されるため、ランプが点灯中に突然ランプが消える恐れがあった。 However, if the overcurrent protection element is blown when the capacitor capacity of the electrolytic capacitor is reduced, the power source and the discharge lamp lighting circuit are disconnected, so that the lamp may suddenly disappear while the lamp is lit.
また、電解コンデンサのリップル電圧が増加する、或いは内部の損失角の正接tanδが変化することにより、電解コンデンサのリップル発熱(リップル電流による自己発熱)が増大するため、電解コンデンサの温度上昇に伴って、電解コンデンサの経年劣化が加速される恐れがあった。また、電解コンデンサ内部の圧力が上昇して、電解コンデンサの安全弁が動作してミスト状の電解液が放出される恐れがあり、ユーザーはミスト状の電解液を煙と誤認して、火災と間違える恐れがあった。 Further, since the ripple voltage of the electrolytic capacitor increases or the tangent tan δ of the internal loss angle changes, the ripple heat generation of the electrolytic capacitor (self-heating due to the ripple current) increases, so the temperature of the electrolytic capacitor increases. There was a risk of aging deterioration of the electrolytic capacitor. Also, the internal pressure of the electrolytic capacitor may rise, and the electrolytic capacitor's safety valve may operate to release mist-like electrolyte. The user mistakes the mist-like electrolyte as smoke and mistakes it as a fire. There was a fear.
また、点灯装置の寿命は、電解コンデンサの寿命が大きく影響しており、電解コンデンサが寿命になると、リップル電圧の変動が大きくなり、点灯装置の動作が不安定になることがあった。 In addition, the life of the lighting device is greatly affected by the life of the electrolytic capacitor. When the electrolytic capacitor reaches the end of its life, the fluctuation of the ripple voltage increases, and the operation of the lighting device may become unstable.
本発明に係わる点灯装置は、入力される交流電圧を整流する電源整流回路と、この電源整流回路に接続され、平滑電圧を生成する電解コンデンサを有する直流電源回路と、上記電解コンデンサに接続され、上記平滑電圧を接続されるランプに対応する電圧に変換して上記ランプを点灯する点灯回路と、上記電解コンデンサに並列に接続され、上記電解コンデンサのリップル電圧を検出するとともに、この検出するリップル電圧が予め設定される基準電圧よりも下回るとき、上記ランプの明るさを低減させる寿命レベル信号を上記点灯回路に出力する寿命検知回路を備える。 A lighting device according to the present invention is connected to a power source rectifier circuit that rectifies an input AC voltage, a DC power source circuit having an electrolytic capacitor that is connected to the power source rectifier circuit and generates a smoothed voltage, and the electrolytic capacitor. The smoothing voltage is converted into a voltage corresponding to the connected lamp, and the lighting circuit for lighting the lamp, and connected in parallel to the electrolytic capacitor, detects the ripple voltage of the electrolytic capacitor, and the detected ripple voltage When the voltage is lower than a preset reference voltage, a life detection circuit is provided that outputs a life level signal for reducing the brightness of the lamp to the lighting circuit.
本発明によれば、リップル電圧に基づいてランプが消費する電力を制御できるとともに、電解コンデンサの寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, the power consumed by the lamp can be controlled based on the ripple voltage, and the life of the electrolytic capacitor can be extended.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態の点灯装置を示す回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing the lighting device of the present embodiment.
点灯装置10は、入力される交流電圧ACをダイオードブリッジDBにより直流電圧に変換する電源整流回路20と、この電源整流回路20に接続され、変換された直流電圧を平滑する直流電源回路30と、この直流電源回路30で平滑される平滑電圧を変換して、接続されるランプLAを点灯する点灯回路40と、直流電源回路30及び点灯回路40に接続され、直流電源回路30のリップル電圧に応じて、ランプLAの点灯状態を変更する寿命レベル信号を点灯回路40に出力する寿命検知回路50と、を備える。
The
直流電源回路30は、電源整流回路20が整流した直流電圧を平滑して、平滑電圧を生成する電解コンデンサC1を備える。
The DC
点灯回路40は、直流電源回路30の電解コンデンサC1に充電された平滑電圧を、接続されるランプLAの種類に応じた電力に変換して出力する回路である。例えば、点灯装置10に接続されるランプLAは、放電ランプ、LED、ハロゲンランプなどであり、例えば、点灯装置10に接続されるランプLAが放電ランプである場合は、高周波電流を出力するインバータ回路を点灯回路40として用い、点灯装置10に接続されるランプLAがLEDである場合は、定電流を出力する定電流回路を点灯回路40として用いる。
The
寿命検知回路50は、直流電源回路30に並列に接続され、直流電源回路30の平滑電圧からリップル電圧を検出するリップル電圧検出回路51と、このリップル電圧検出回路51が検出するリップル電圧が予め設定される基準電圧Lを下回るとき、寿命レベル信号を出力する検出信号判定回路52と、を備える。
The
リップル電圧検出回路51は、電解コンデンサC1に並列接続され、電解コンデンサC1が平滑する平滑電圧に対応するリップル電圧検出信号を出力する。このリップル電圧検出回路51は、電解コンデンサC1により平滑された直流電圧に重畳されるリップル電圧のレベルを検出する回路であり、リップル電圧のレベルに応じて検出信号判定回路52にリップル電圧検出信号を送出する回路である。
The ripple
検出信号判定回路52は、入力されるリップル電圧検出信号と予め設定される基準電圧Lを比較して、リップル電圧検出信号が基準電圧Lよりも下回るとき、この基準電圧Lよりも下回る割合に応じる寿命レベル信号を出力する。例えば、検出信号判定回路52は、リップル電圧検出信号が予め設定される基準電圧L以上であれば、点灯回路40に寿命レベル信号を出力せず、リップル電圧検出信号が予め設定される基準電圧L未満であれば、基準電圧Lを下回るレベルに応じる寿命レベル信号を点灯回路40に出力する。
The detection
次に、電解コンデンサC1のコンデンサ容量の変化に伴って、リップル電圧が変化するときの点灯装置10の動作について説明する。
Next, operation | movement of the
図2は、電解コンデンサが初期時(新品時)のときの各部の特性を示す特性図であり、図2(a)は、電解コンデンサの電圧を示す図であり、図2(b)は、リップル電圧検出回路が検出する電圧を示す図であり、図2(c)は、ランプの明るさを示す図である。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing the characteristics of each part when the electrolytic capacitor is in the initial state (new product), FIG. 2 (a) is a diagram showing the voltage of the electrolytic capacitor, and FIG. It is a figure which shows the voltage which a ripple voltage detection circuit detects, and FIG.2 (c) is a figure which shows the brightness of a lamp | ramp.
電解コンデンサC1が初期状態のとき、リップル電圧は小さいので、リップル電圧検出回路51の出力の変動も小さい。そのため、リップル電圧検出回路51が出力するリップル電圧検出信号は、検出信号判定回路52の基準電圧Lよりも高い状態となる。
Since the ripple voltage is small when the electrolytic capacitor C1 is in the initial state, the fluctuation of the output of the ripple
したがって、リップル電圧検出信号が基準電圧Lよりも高い状態であるため、検出信号判定回路52は、寿命レベル信号を出力せず、点灯回路40は、ランプLAを通常点灯する。
Therefore, since the ripple voltage detection signal is higher than the reference voltage L, the detection
図3は電解コンデンサが経年劣化していき、寿命に至る前の状態の各部の特性を示す特性図であり、図3(a)は、電解コンデンサの電圧を示す図であり、図3(b)は、リップル電圧検出回路が検出する電圧を示す図であり、図3(c)は、ランプの明るさを示す図である。 FIG. 3 is a characteristic diagram showing the characteristics of each part in the state before the electrolytic capacitor is aged and reaches the end of its life, and FIG. 3A is a diagram showing the voltage of the electrolytic capacitor, and FIG. ) Is a diagram showing the voltage detected by the ripple voltage detection circuit, and FIG. 3C is a diagram showing the brightness of the lamp.
電解コンデンサC1が経年劣化して寿命(初期のコンデンサ容量に対して50%に低下したとき)になるまで、コンデンサ容量が徐々に低下していくので、電解コンデンサC1のリップル電圧が徐々に大きくなる。このとき、リップル電圧検出回路51が出力するリップル電圧検出信号のレベルも次第に大きくなる。
Since the capacitor capacity gradually decreases until the electrolytic capacitor C1 deteriorates over time and reaches the end of its life (when it is reduced to 50% of the initial capacitor capacity), the ripple voltage of the electrolytic capacitor C1 gradually increases. . At this time, the level of the ripple voltage detection signal output from the ripple
リップル電圧検出信号のレベルが次第に大きくなって、リップル電圧検出回路51が出力するリップル電圧検出信号の下限値が、検出信号判定回路52の基準電圧Lを下回るとき、検出信号判定回路52は、寿命レベル信号を出力する。この寿命レベル信号は、基準電圧Lを下回った電圧値に応じた差分の信号である。例えば、リップル電圧検出信号が基準電圧Lを1V下回るとき、0.5Vの寿命レベル信号を出力し、リップル電圧検出信号が基準電圧Lを5V下回るとき、2.5Vの寿命レベル信号を出力する。
When the level of the ripple voltage detection signal gradually increases and the lower limit value of the ripple voltage detection signal output from the ripple
点灯回路40は、寿命レベル信号が入力されると、寿命レベル信号のレベルに応じて、ランプLAの明るさを暗くして、ランプLAで消費される電力が低くなるように制御する。
When the life level signal is input, the
ランプLAで消費される電力が低くなると、電解コンデンサC1に対する負荷(この場合は点灯回路40及びランプLAによる消費電力)が軽減され、電解コンデンサC1のリップル電圧は小さくなる。
When the power consumed by the lamp LA is reduced, the load on the electrolytic capacitor C1 (in this case, the power consumed by the
なお、寿命レベル信号の説明の便宜上、「リップル電圧検出信号が基準電圧Lを1Vまたは2.5V下回るとき」としたが、実際には、リップル電圧検出信号が基準電圧Lに達すると、ランプLAの明るさを低減して、ランプLAで消費される電力が少なくなるように制御して、電解コンデンサC1のリップル電圧を低減するので、リップル電圧検出信号が基準電圧Lを大きく下回ることがない。したがって、寿命検知回路50が点灯回路40に寿命レベル信号を出力して、リップル電圧検出信号が基準電圧Lとほぼ等しくなるように制御している。
For convenience of explanation of the life level signal, “when the ripple voltage detection signal is 1 V or 2.5 V below the reference voltage L” is used. However, when the ripple voltage detection signal reaches the reference voltage L, the lamp LA The ripple voltage of the electrolytic capacitor C1 is reduced by controlling so that the power consumed by the lamp LA is reduced and the ripple voltage detection signal is not significantly lower than the reference voltage L. Therefore, the
次に、寿命検知回路50の有無による電解コンデンサC1の経年劣化(コンデンサ容量の低下)の違いを説明する。
Next, the difference in aging degradation (decrease in capacitor capacity) of the electrolytic capacitor C1 depending on the presence or absence of the
図4は、寿命検知回路の有無による経年時間と電解コンデンサのコンデンサ容量の関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the aging time depending on the presence / absence of the life detection circuit and the capacitance of the electrolytic capacitor.
電解コンデンサC1のコンデンサ容量は、新品時のコンデンサ容量を100%とすると、時間の経過とともにコンデンサ容量は低下していく。これは、電解コンデンサC1の内部の電解液が時間の経過とともに蒸発していくため、電解コンデンサC1のコンデンサ容量が徐々に低下する。 The capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 decreases with the passage of time, assuming that the capacitor capacity when new is 100%. This is because the electrolytic solution inside the electrolytic capacitor C1 evaporates with time, and the capacitance of the electrolytic capacitor C1 gradually decreases.
なお、この実施の形態において、電解コンデンサC1のコンデンサ容量が50%まで経過するとき、電解コンデンサC1の寿命とする。 In this embodiment, when the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 elapses to 50%, the lifetime of the electrolytic capacitor C1 is set.
ここで、電解コンデンサC1の寿命時間について説明する。電解コンデンサC1などの部品の寿命時間をτ、故障モードごとの固有の定数をA、Ea、絶対温度をT、ボルツマン定数をkとするとき、τ=A・exp(Ea/kT)という関係が成り立つというアレニウスの法則がある。一般的な電解コンデンサは、このアレニウスの法則により、使用温度が10℃低下すると寿命が2倍に延びることが知られている。裏返して捉えると、使用温度が10℃上昇すると寿命が半減すると言える。 Here, the lifetime of the electrolytic capacitor C1 will be described. When the lifetime of a part such as the electrolytic capacitor C1 is τ, the inherent constants for each failure mode are A and Ea, the absolute temperature is T, and the Boltzmann constant is k, the relationship τ = A · exp (Ea / kT) is established. There is Arrhenius' law that holds. It is known that the life of a general electrolytic capacitor is doubled when the operating temperature is lowered by 10 ° C. according to the Arrhenius law. In other words, if the operating temperature rises by 10 ° C, it can be said that the life is halved.
したがって、電解コンデンサC1の経年劣化時は、電解コンデンサC1の内部電解液が減少していくことによりコンデンサ容量が低下し、リップル電圧が上昇する現象が起こる。この状態においては、リップル発熱も増加するため、加速的に内部電解液の減少が進行する。 Therefore, when the electrolytic capacitor C1 deteriorates over time, the internal electrolytic solution of the electrolytic capacitor C1 decreases, so that the capacitor capacity decreases and the ripple voltage increases. In this state, since ripple heat generation also increases, the decrease of the internal electrolyte proceeds at an accelerated rate.
また、電解コンデンサC1が経年劣化すると、電解コンデンサC1を流れる電流損失が大きくなるとともに、電解コンデンサC1の自己発熱が高くなる。したがって、電解コンデンサC1の自己発熱により温度が上昇するため、電解コンデンサC1の寿命を早めることに繋がる。 Further, when the electrolytic capacitor C1 deteriorates over time, the current loss flowing through the electrolytic capacitor C1 increases and the self-heating of the electrolytic capacitor C1 increases. Therefore, the temperature rises due to self-heating of the electrolytic capacitor C1, leading to a shortened life of the electrolytic capacitor C1.
このように、電解コンデンサC1が使用される環境によって、電解コンデンサC1の寿命時間が変化することが分かる。 Thus, it can be seen that the lifetime of the electrolytic capacitor C1 varies depending on the environment in which the electrolytic capacitor C1 is used.
次に、この電解コンデンサC1の経年劣化を検出するときの点灯装置10の動作を説明する。
Next, the operation of the
この実施の形態に示す点灯装置10では、電源整流回路20が整流した脈流を電解コンデンサC1で平滑するため、電解コンデンサC1のピーク電圧値は脈流電圧のピーク電圧値に規制される。一方、電解コンデンサC1の平滑電圧のリップル電圧の下限は、コンデンサ容量とランプLA及び点灯回路40で消費される電力によって規制され、コンデンサ容量が低下する、或いはランプLA及び点灯回路40で消費される電力が増加すると、電解コンデンサC1のリップル電圧の下限は減少し、したがって、リップル電圧が高くなる。
In the
電解コンデンサC1が新品時のとき、直流電源回路30が平滑する平滑電圧は、電源整流回路20が出力するピーク電圧が最大値(リップル電圧の上限値)となり、電解コンデンサC1のコンデンサ容量及びランプLAによって消費される電力に応じてリップル電圧の下限値が決まる。
When the electrolytic capacitor C1 is new, the smoothed voltage smoothed by the DC
したがって、新品時の電解コンデンサC1のコンデンサ容量に対する、経年劣化して低下した電解コンデンサC1のコンデンサ容量の割合に応じて、電解コンデンサC1が平滑する際に生じるリップル電圧は大きくなる。 Therefore, the ripple voltage generated when the electrolytic capacitor C1 is smoothed increases in accordance with the ratio of the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 that has deteriorated over time to the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 when new.
そのため、寿命検知回路50によって、電解コンデンサC1の経年劣化に伴う電解コンデンサC1のリップル電圧のレベルを検知してランプLAの点灯状態を変化させ、ランプLAにより消費される電力を軽減しているので、電解コンデンサC1のリップル電圧が所定の範囲内に収まり、また、電解コンデンサC1の自己発熱を抑える事ができる。
Therefore, the
よって、図4に示したように、寿命検知回路50の有無によって、電解コンデンサC1の寿命特性が変化し、寿命検知回路50によって、電解コンデンサC1の寿命が長くなる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the life characteristics of the electrolytic capacitor C <b> 1 change depending on the presence / absence of the
また、電解コンデンサC1は、リップル電圧が大きくなるほど電解コンデンサC1を流れる電流損失(tanδ)が大きくなり、この電流損失により電解コンデンサC1は自己発熱する。 Further, as the ripple voltage increases, the electrolytic capacitor C1 has a larger current loss (tan δ) flowing through the electrolytic capacitor C1, and the electrolytic capacitor C1 self-heats due to this current loss.
しかしながら、リップル電圧は、電解コンデンサC1のコンデンサ容量とランプLAに供給する電力に影響を受けるので、リップル電圧が基準電圧Lよりも下回るとき、ランプLAに供給する電力を低下させることで、リップル電圧が大きくなるのを抑えることができる。 However, since the ripple voltage is affected by the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 and the power supplied to the lamp LA, when the ripple voltage is lower than the reference voltage L, the ripple voltage is reduced by reducing the power supplied to the lamp LA. Can be suppressed.
したがって、電解コンデンサC1の電流損失を小さくできるので、電解コンデンサC1の自己発熱(リップル発熱)を小さくできる。 Accordingly, since the current loss of the electrolytic capacitor C1 can be reduced, the self-heating (ripple heat generation) of the electrolytic capacitor C1 can be reduced.
よって、電解コンデンサC1の温度上昇を抑えることができるので、寿命特性カーブを緩やかにでき、電解コンデンサC1の長寿命化ができる。 Therefore, since the temperature rise of the electrolytic capacitor C1 can be suppressed, the life characteristic curve can be moderated, and the life of the electrolytic capacitor C1 can be extended.
また、リップル電圧の大きさによって、ランプLAの明るさを変化させるので、ユーザーに点灯装置10の寿命、特に電解コンデンサC1の寿命が近づいていることを報知することができる。
Further, since the brightness of the lamp LA is changed depending on the magnitude of the ripple voltage, it is possible to inform the user that the life of the
なお、本実施の形態では、基準電圧Lをリップル電圧の負側(リップル電圧の低い側)を基準に設定しているが、直流電源回路30のリップル電圧の正側(リップル電圧の高い側)が変化する場合は、基準電圧Lを正側に設定してもよいし、基準電圧Lを正側、負側の両側に設定しても良い。 In this embodiment, the reference voltage L is set based on the negative side of the ripple voltage (the low side of the ripple voltage), but the positive side of the ripple voltage of the DC power supply circuit 30 (the high side of the ripple voltage). May change, the reference voltage L may be set to the positive side, or the reference voltage L may be set to both the positive side and the negative side.
また、電解コンデンサC1のコンデンサ容量が大きいとき、リップル電圧は小さくなる。そのため、検出信号判定回路52が検出するリップル電圧検出信号は、基準電圧Lよりも高くなるので、用いる電解コンデンサC1のコンデンサ容量に応じて基準電圧Lを適宜設定するとよい。
Further, when the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 is large, the ripple voltage becomes small. Therefore, since the ripple voltage detection signal detected by the detection
また、本実施の形態の点灯装置10は、ランプLAによって消費される電力が、点灯回路40などによって消費される電力と比較して非常に大きいため、リップル電圧が基準電圧Lを下回るときランプLAに供給する電力を制限する場合について説明したが、ランプLAによって消費される電力が小さい場合、点灯装置10が正常に動作する範囲で、消費電力の大きい回路の動作を一時的に制限或いは停止するように制御してもよい。
In addition, since the power consumed by the lamp LA is very large as compared with the power consumed by the
また、本実施の形態では、電解コンデンサC1のコンデンサ容量が、初期のコンデンサ容量に対して50%まで低下したときを寿命としたが、点灯装置10に用いる電解コンデンサC1の種類による電気特性に応じて設定すればよく、電解コンデンサC1の寿命は、初期のコンデンサ容量に対して、コンデンサ容量が50%まで低下したときに限定されない。
In the present embodiment, the lifetime is defined as when the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 is reduced to 50% of the initial capacitor capacity. However, depending on the electrical characteristics depending on the type of the electrolytic capacitor C1 used in the
なお、電解コンデンサC1のコンデンサ容量は、点灯装置10に通電していなくても時間の経過に伴って電解液が蒸発するためにコンデンサ容量が低下していく。また、電解コンデンサC1のコンデンサ容量の低下は、電解コンデンサC1が使用される環境による影響を大きく受ける。したがって、点灯装置10に通電しているときに発熱する電子部品(電解コンデンサC1の自己発熱を含む。)の影響によって、電解コンデンサC1の寿命に与える影響が大きい(電解コンデンサC1の寿命が短くなる)ため、本実施の形態では、点灯装置10に通電している場合の電解コンデンサC1の寿命特性を説明した。点灯装置10に通電していない場合は、図4に示す電解コンデンサC1の寿命特性の傾きが緩やかになる。
Note that the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 decreases as the electrolytic solution evaporates over time even when the
実施例1.
本実施例は、本実施の形態に示す寿命検知回路及び点灯回路の具体的な構成を示すものである。
Example 1.
This example shows a specific configuration of the life detection circuit and the lighting circuit described in this embodiment.
図5は、本実施例を示す照明器具である。
照明器具100は、放電ランプLA1に電力を供給する点灯装置10aを内蔵する器具本体101と、放電ランプLA1を機械的に保持するとともに、放電ランプLA1と点灯装置10aを電気的に接続するランプソケット102から構成される。
FIG. 5 is a lighting fixture showing the present embodiment.
The
次に、図6を用いて、本実施例の点灯装置について説明する。
図6は、本実施の形態における点灯装置の寿命検知回路及び点灯回路の具体的な構成を示す回路ブロック図である。
Next, the lighting device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a specific configuration of the life detection circuit and the lighting circuit of the lighting device according to the present embodiment.
点灯装置10aは、入力される交流電圧ACをダイオードブリッジDBにより直流電圧に変換する電源整流回路20と、この電源整流回路20に接続され、変換された直流電圧を平滑する直流電源回路30と、この直流電源回路30で平滑される平滑電圧を変換して、接続される放電ランプLA1を点灯する点灯回路40aと、直流電源回路30及び点灯回路40aに接続され、直流電源回路30の平滑電圧に応じて、放電ランプLA1の点灯状態を変更する寿命レベル信号を点灯回路40aに出力する寿命検知回路50aと、を備える。
The
点灯回路40aは、直流電源回路30が平滑する平滑電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路41と、このインバータ回路41のスイッチングを制御する制御回路42と、放電ランプLA1が接続されるとともに、接続される放電ランプLA1にインバータ回路41が変換する高周波電圧を供給する負荷回路43を備える。
The lighting circuit 40a is connected to the
負荷回路43は、一端がインバータ回路41に接続され、他端に放電ランプLA1が接続されるインダクタL1と、接続される放電ランプLA1と並列に接続されるコンデンサC2と、一端に放電ランプLA1が接続されるとともに、他端がインバータ回路41に接続される結合コンデンサC3とを備え、インダクタL1、コンデンサC2の共振を利用して、接続される放電ランプLA1を点灯させるとともに、結合コンデンサC3によって、この負荷回路43内に流れる直流電流を制限する。
The
インバータ回路41は、ドレイン端子が直流電源回路の正電位側に接続されるFET Q1と、ドレイン端子がFET Q1のソース端子に接続され、ソース端子が直流電源回路の負電位側に接続されるFET Q2とを備え、FET Q1、及び、Q2を交互にスイッチングして、直流電源回路30が平滑する平滑電圧を高周波電圧に変換する回路である。
The
制御回路42は、インバータ回路41がスイッチング動作する動作周波数を決定するとともに、寿命検知回路50aが出力する寿命レベル信号を入力するときは、インバータ回路41の動作周波数を変更する周波数設定回路42aと、この周波数設定回路42aが設定する動作周波数でインバータ回路41のFET Q1、Q2をON/OFFするインバータ制御回路42bと、を備える。
The
周波数設定回路42aは、インバータ回路41の発振周波数を決定する回路で、寿命検知回路50aから送出された信号を受け、その結果に基づき周波数を変更する回路である。負荷回路43が、インダクタL1とコンデンサC2によるLC共振回路で構成されているため、周波数が高くなるほど負荷出力(放電ランプLA1に供給する電力)が低減する。
The frequency setting circuit 42a is a circuit that determines the oscillation frequency of the
周波数設定回路42aは、寿命レベル信号が入力されるとき、入力される寿命レベル信号に応じてインバータ回路41の発振周波数を変更する。
When the life level signal is input, the frequency setting circuit 42a changes the oscillation frequency of the
インバータ制御回路42bは、周波数設定回路42aから指示される周波数により、FET Q1,Q2を交互にON/OFFさせる回路である。 The inverter control circuit 42b is a circuit for alternately turning on / off the FETs Q1 and Q2 at a frequency designated by the frequency setting circuit 42a.
寿命検知回路50aは、電解コンデンサC1に並列に接続されるリップル電圧検出回路51aと、このリップル電圧検出回路51aに接続されるとともに、点灯回路40aに接続される検出信号判定回路52aを備える。
The
リップル電圧検出回路51aは、直列接続される抵抗R1、R2を備え、この直列接続されるR1、R2は電解コンデンサC1に並列接続され、抵抗R1と抵抗R2の接続点から電解コンデンサC1が平滑する平滑電圧に対応するリップル電圧検出信号を出力する。このリップル電圧検出回路51aは、電解コンデンサC1により平滑された直流電圧に重畳されるリップル電圧のレベルを検出する回路であり、リップル電圧のレベルに応じて検出信号判定回路52aにリップル電圧検出信号を送出する回路である。
The ripple
検出信号判定回路52aは、直列接続される抵抗R3、R4によって制御電源電圧Vccを分圧して基準電圧Lを生成する基準電圧設定回路53aと、この基準電圧設定回路53aが設定する基準電圧Lとリップル電圧検出回路51aが出力するリップル電圧検出信号とを比較するオペアンプOPと、このオペアンプOPの出力端子に接続され、オペアンプOPの出力に基づいて寿命レベル信号を生成する検出信号生成回路54aと、を備える。
The detection
検出信号生成回路54aは、一端がオペアンプOPの出力端子に接続される抵抗R5と、この抵抗R5の他端にカソード端子が接続され、アノード端子が周波数設定回路42aに接続されるダイオードD1と、を備える。
The detection
次に、本実施例の点灯装置の回路動作について説明する。 Next, the circuit operation of the lighting device of the present embodiment will be described.
図7は、電解コンデンサが初期時(新品時)のときの各部の特性を示す特性図であり、図7(a)は、電解コンデンサの電圧を示す図であり、図7(b)は、リップル電圧検出回路が検出する電圧を示す図であり、図7(c)は、インバータ回路の発振周波数を示す図であり、図7(d)は、放電ランプの明るさを示す図である。 FIG. 7 is a characteristic diagram showing the characteristics of each part when the electrolytic capacitor is in the initial state (when new), FIG. 7A is a diagram showing the voltage of the electrolytic capacitor, and FIG. FIG. 7C is a diagram showing the voltage detected by the ripple voltage detection circuit, FIG. 7C is a diagram showing the oscillation frequency of the inverter circuit, and FIG. 7D is a diagram showing the brightness of the discharge lamp.
電解コンデンサC1が初期時(新品時)のときは、リップル電圧の変動が小さく、リップル電圧検出回路51が検出するリップル電圧は基準レベルよりも高い。したがって、リップル電圧検出回路51は寿命レベル信号を出力しないため、インバータ回路41の発振周波数は一定となり、放電ランプLA1の明るさも一定となる。
When the electrolytic capacitor C1 is in the initial state (when it is new), the fluctuation of the ripple voltage is small, and the ripple voltage detected by the ripple
図8は電解コンデンサが経年劣化していき、寿命に至る前の状態の各部の特性を示す特性図であり、図8(a)は、電解コンデンサの電圧を示す図であり、図8(b)は、リップル電圧検出回路が検出する電圧を示す図であり、図8(c)は、インバータ回路の発振周波数を示す図であり、図8(d)は、ランプの明るさを示す図である。 FIG. 8 is a characteristic diagram showing the characteristics of each part in a state before the electrolytic capacitor is aged and reaches the end of its life, and FIG. 8A is a diagram showing the voltage of the electrolytic capacitor, and FIG. ) Is a diagram showing the voltage detected by the ripple voltage detection circuit, FIG. 8 (c) is a diagram showing the oscillation frequency of the inverter circuit, and FIG. 8 (d) is a diagram showing the brightness of the lamp. is there.
電解コンデンサC1が経年劣化していくと、リップル電圧の変動が大きくなり、リップル電圧検出回路51aが検出するリップル電圧は基準電圧Lよりも下回るようになる。したがって、リップル電圧検出回路51aは、寿命レベル信号を出力して、インバータ回路41は、寿命レベル信号に応じてインバータ回路41の発振周波数を変動させる。そのため、放電ランプLA1の明るさもインバータ回路41の発振周波数に応じて変動する。
As the electrolytic capacitor C1 deteriorates over time, the fluctuation of the ripple voltage increases, and the ripple voltage detected by the ripple
本実施例では、交流電圧ACが200Vのときについて説明する。なお、交流電圧ACは、200Vに限定されることなく、100Vや254Vであってもよい。 In this embodiment, the case where the AC voltage AC is 200V will be described. The AC voltage AC is not limited to 200V, and may be 100V or 254V.
直流電源回路30の電解コンデンサC1が平滑した平滑電圧は、リップル電圧検出回路51aの抵抗R1、R2によって分圧されてリップル電圧検出信号が出力される。
The smoothed voltage smoothed by the electrolytic capacitor C1 of the DC
このリップル電圧検出信号は、検出信号判定回路52aのオペアンプOPによって基準電圧Lと比較される。
This ripple voltage detection signal is compared with the reference voltage L by the operational amplifier OP of the detection
例えば、電解コンデンサC1が新品時であり、放電ランプLA1が100%の明るさで点灯しているときのリップル電圧範囲(電解コンデンサが新品時の初期値)が5Vであったとする。 For example, it is assumed that the ripple voltage range (initial value when the electrolytic capacitor is new) is 5 V when the electrolytic capacitor C1 is new and the discharge lamp LA1 is lit with 100% brightness.
この場合、直流電源回路30が平滑する平滑電圧は、最大値が282Vとなり、下限値が277Vとなる。
In this case, the smoothing voltage smoothed by the DC
一方、直流電源回路30が平滑する平滑電圧は、電解コンデンサC1のコンデンサ容量が低下すると、最大値が282Vと変化しないが、コンデンサ容量の低下する割合に応じて、下限値が低くなる(例えば、254V)ので、リップル電圧は大きくなる。
On the other hand, the smoothing voltage smoothed by the DC
検出信号判定回路52aは、リップル電圧検出信号が基準電圧L以上であるとき、オペアンプOPから寿命レベル信号を出力しない。また、検出信号判定回路52aは、リップル電圧検出信号が基準電圧Lを下回るとき、オペアンプOPから基準電圧Lよりも下回る割合(リップル電圧が基準レベルLを下回るとき、その下回る差分)に応じる寿命レベル信号を送出する。
When the ripple voltage detection signal is equal to or higher than the reference voltage L, the detection
周波数設定回路42aは、寿命レベル信号が入力されないときは、予め設定されている動作周波数で動作するように、インバータ制御回路42bに周波数信号を出力し、寿命レベル信号が入力されるとき、寿命レベル信号に基づいて予め設定されている動作周波数よりも高い周波数信号をインバータ制御回路42bに出力する。このときの動作周波数は、オペアンプOPで比較されたリップル電流検出信号が基準電圧Lよりも低くなるほど動作周波数が高くなる周波数信号をインバータ制御回路42bに出力する。 When the life level signal is not input, the frequency setting circuit 42a outputs a frequency signal to the inverter control circuit 42b so as to operate at a preset operating frequency. When the life level signal is input, the frequency setting circuit 42a A frequency signal higher than the preset operating frequency is output to the inverter control circuit 42b based on the signal. The operating frequency at this time is output to the inverter control circuit 42b as a frequency signal whose operating frequency increases as the ripple current detection signal compared by the operational amplifier OP becomes lower than the reference voltage L.
なお、この実施例における周波数設定回路42aは、周波数設定回路42aから引き出される電流量に応じてインバータ回路41を発振する周波数を決定しており、オペアンプOPを介して周波数設定回路42aから引き出す電流量を調整している。
The frequency setting circuit 42a in this embodiment determines the frequency for oscillating the
周波数設定回路42aは、その差分が大きいほど、設定周波数を高く遷移させる。これにより、負荷出力が低減される(放電ランプLA1に供給する電力が小さくなる)ため、リップル電圧は低下する。この動作の繰り返しにより、リップル電圧は、設定される基準レベルと等しくなるように制御され、電解コンデンサC1の容量低下時のリップル電流による自己発熱(リップル発熱)を低下させることができる。つまり、電解コンデンサC1のコンデンサ容量が低下したときの加速的な寿命の短縮を回避することができるので、電解コンデンサC1の寿命を延ばすことができる。 The frequency setting circuit 42a shifts the set frequency higher as the difference is larger. As a result, the load output is reduced (the power supplied to the discharge lamp LA1 is reduced), so that the ripple voltage is lowered. By repeating this operation, the ripple voltage is controlled to be equal to the set reference level, and self-heating (ripple heat generation) due to the ripple current when the capacity of the electrolytic capacitor C1 is reduced can be reduced. That is, since the shortening of the accelerated life when the capacitor capacity of the electrolytic capacitor C1 is reduced can be avoided, the life of the electrolytic capacitor C1 can be extended.
検出信号判定回路52aは、入力されるリップル電圧検出信号と予め設定される基準電圧Lを比較して、リップル電圧検出信号が基準電圧Lよりも下回るとき、この基準電圧Lよりも下回る割合に応じる寿命レベル信号を出力する。この検出信号判定回路52aは、リップル電圧検出回路51aが検出するリップル電圧検出信号に基づいて、放電ランプLA1の点灯状態を変更する寿命レベル信号を出力する。例えば、リップル電圧検出信号が予め設定される基準電圧L以上であれば、インバータ回路41の周波数が通常となるように寿命レベル信号を出力せず、リップル電圧検出信号が予め設定される基準電圧L未満であれば、基準電圧Lを下回ったレベルに応じて、インバータ回路41の周波数をリニア(周波数を高く)に変更して、放電ランプLA1を調光する。
The detection
なお、本実施例の検出信号判定回路52aは、オペアンプOPを用いる場合について説明したが、リップル電圧が基準電圧Lの範囲を下回るとき能動的にトランジスタを動作させて寿命レベル信号を生成してもよく、また、マイコンなどを用いて寿命レベル信号を生成してもよい。
The detection
この実施例では、直流電源回路30が、電源整流回路20が整流した直流電圧を平滑して、平滑電圧を生成する電解コンデンサC1を備えるコンデンサインプット方式である場合について説明した。
In this embodiment, a case has been described in which the DC
実施例2.
本実施例は、本実施の形態に示す点灯装置の具体的な構成を示すものである。また、本実施例は、実施例1に示す直流電源回路の構成が異なるものである。
Example 2
This example shows a specific structure of the lighting device described in this embodiment. Further, the present embodiment is different in the configuration of the DC power supply circuit shown in the first embodiment.
本実施例において、実施例1に示す部分と同じ構成の部分は同符号を付し、説明を省略する。 In the present embodiment, the same components as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図9を用いて、本実施例の点灯装置について説明する。
図9は、本実施例の点灯装置を示す回路ブロック図である。
The lighting device of this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a circuit block diagram showing the lighting device of the present embodiment.
点灯装置10bは、交流電圧ACをダイオードブリッジDBにより直流電圧に変換する電源整流回路20と、この電源整流回路20に接続され、電源整流回路20が出力する電圧よりも高い電圧に昇圧するアクティブフィルタ回路30bと、アクティブフィルタ回路30bが出力する電圧を放電ランプLA1に供給する電力に変換する点灯回路40bと、アクティブフィルタ回路30bが出力する電圧からリップル電圧を判断する寿命検知回路50aを備える。
The lighting device 10b includes a
アクティブフィルタ回路30bは、インダクタL2と、FET Q3と、FET Q3のオン/オフを制御する昇圧チョッパ制御回路31aと、ダイオードD2と、電解コンデンサC1aと、この電解コンデンサC1aに並列に接続され、電解コンデンサC1aの平均電圧を検出する直列接続された抵抗R6、R7を備える。 The active filter circuit 30b is connected in parallel to the inductor L2, the FET Q3, the step-up chopper control circuit 31a for controlling on / off of the FET Q3, the diode D2, the electrolytic capacitor C1a, and the electrolytic capacitor C1a. The resistors R6 and R7 connected in series for detecting the average voltage of the capacitor C1a are provided.
アクティブフィルタ回路30bが出力する昇圧電圧は、昇圧チョッパ制御回路31aがFET Q3のスイッチングを制御して、抵抗R6、R7が検出する電圧(電解コンデンサC1aの平滑電圧の平均値)が一定になるように制御されている。 The boosted voltage output from the active filter circuit 30b is such that the voltage detected by the resistors R6 and R7 (the average value of the smoothing voltage of the electrolytic capacitor C1a) is constant by the boost chopper control circuit 31a controlling the switching of the FET Q3. Is controlled.
寿命検知回路50aは、抵抗R1、R2が直列接続され、リップル電圧検出信号を出力するリップル電圧検出回路51aと、このリップル電圧検出回路51aが出力するリップル電圧検出信号と基準電圧Lを比較する検出信号判定回路52aとを備える。
The
電解コンデンサC1aが初期(新品)状態で、電解コンデンサC1aの電圧は、平均値の±5%程度が最大値、最小値となる。電解コンデンサC1aが劣化した状態で、放電ランプLA1が消費する電力を一定とする場合は、電解コンデンサC1aの電圧は、平均値の±10%程度が最大値、最小値となる。また、負荷が大きくなるほどリップル電流が大きくなる。 When the electrolytic capacitor C1a is in an initial (new) state, the voltage of the electrolytic capacitor C1a has a maximum value and a minimum value of about ± 5% of the average value. When the electric power consumed by the discharge lamp LA1 is constant while the electrolytic capacitor C1a is deteriorated, the voltage of the electrolytic capacitor C1a has a maximum value and a minimum value of about ± 10% of the average value. Further, the ripple current increases as the load increases.
電解コンデンサC1aが劣化した状態のとき、寿命検知回路54aにより、放電ランプLA1が消費する電力をリップル電圧に応じて変化させると、電解コンデンサC1aの電圧の最大値、最小値を、平均値の±7〜8%程度となるように制御される。
When the electric power consumed by the discharge lamp LA1 is changed according to the ripple voltage by the
なお、本実施例では、電解コンデンサC1aの平均電圧を検知する回路(直列接続する抵抗R6、R7)と、リップル電圧を検出するリップル電圧検出回路51a(直列接続する抵抗R1、R2)をそれぞれ電解コンデンサC1aに並列接続する場合について説明したが、図10に示す点灯装置10cの寿命検知回路50bのように、複数の直列接続した抵抗R1a、R2a、R7aを電解コンデンサC1aに並列接続して、電解コンデンサC1aの平均電圧を検知する回路とリップル電圧を検出するリップル電圧検出回路を1つに纏めて、電解コンデンサ電圧検出回路51bとしてもよい。
In this embodiment, a circuit for detecting the average voltage of the electrolytic capacitor C1a (series connected resistors R6 and R7) and a ripple
この実施例では、電源整流回路20で整流した直流電圧を昇圧するアクティブフィルタ回路30bを有するアクティブフィルタ方式である場合について説明した。
In this embodiment, the case of the active filter system having the active filter circuit 30b that boosts the DC voltage rectified by the power
実施例3.
本実施例は、本実施の形態に示す点灯装置の具体的な構成を示すものである。また、本実施例は、実施例1に示す点灯回路の構成が異なるものである。
Example 3 FIG.
This example shows a specific structure of the lighting device described in this embodiment. Further, the present embodiment is different in the configuration of the lighting circuit shown in the first embodiment.
本実施例において、実施例1に示す部分と同じ構成の部分は同符号を付し、説明を省略する。 In the present embodiment, the same components as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図11を用いて、本実施例の点灯装置について説明する。
図11は、本実施例の点灯装置を示す回路ブロック図である。
The lighting device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a circuit block diagram showing the lighting device of the present embodiment.
まず、点灯装置10dの構成について説明する。
点灯装置10dは、入力される交流電圧ACを脈流の直流電圧に変換する電源整流回路20と、電源整流回路20に接続され、変換された脈流の直流電圧をほぼ一定電圧となるように平滑する一次側電解コンデンサC1bを有する直流電源回路30cと、一次側電解コンデンサC1bに接続されるとともに、接続されるLEDランプLA2に電力を供給する点灯回路40cと、一次側電解コンデンサC1bのリップル電圧を検知する寿命検知回路50cと、を備える。
First, the configuration of the lighting device 10d will be described.
The lighting device 10d is connected to the
点灯回路40cは、一次側電解コンデンサC1bに接続されるフライバック回路41aと、フライバック回路41aに接続される二次側電解コンデンサC1cと、接続されるLEDランプLA2に流れる負荷電流を検出する電流検出回路43と、電流検出回路43が検出する電流がほぼ一定となるように、フライバック回路41aを制御する制御回路42cと、を備える。
The
フライバック回路41aは、1次側の一端が一次側電解コンデンサC1bの高電位側に接続されるトランスT1と、トランスT1の1次側の他端に接続され、ON/OFFするスイッチング回路44と、トランスT1の二次側の一端にアノード端子が接続されるダイオードD3と、を備える。
The flyback circuit 41a includes a transformer T1 whose one end on the primary side is connected to the high potential side of the primary electrolytic capacitor C1b, and a
制御回路42cは、負荷に流れる電流を決定する基準値を設定する基準値設定器DEと、電流検出回路43が検出する電流値と基準値設定器DEの基準値とを比較する比較器CPと、比較器CPで比較した結果に応じて、スイッチング回路44をオン/オフ制御する制御信号を生成するとともに、生成した制御信号を出力するスイッチング回路制御信号生成部PQと、を備える。
The control circuit 42c includes a reference value setter DE that sets a reference value that determines the current flowing through the load, and a comparator CP that compares the current value detected by the
スイッチング回路制御信号生成部PQは、フォトトランジスタを備えて、点灯装置10dの一次側と二次側とを電気的に絶縁している。 The switching circuit control signal generation unit PQ includes a phototransistor and electrically insulates the primary side and the secondary side of the lighting device 10d.
スイッチング回路44は、FETなどからなるスイッチング部SWと、スイッチング回路制御部42cに接続され、入力される制御信号に応じてスイッチング部SWのオン/オフを切り替えるオン/オフコントローラCTを備える。
The switching
寿命検知回路50cは、一次側電解コンデンサC1bのリップル電圧を検出し、検出したリップル電圧に応じた寿命レベル信号を制御回路42cに出力する。 The life detection circuit 50c detects the ripple voltage of the primary side electrolytic capacitor C1b, and outputs a life level signal corresponding to the detected ripple voltage to the control circuit 42c.
なお、本実施例の電源整流回路20は、入力される交流電圧ACを脈流の直流電圧に変換する場合について説明したが、入力される交流電圧ACを入力される交流電圧ACのピーク電圧よりも高い電圧まで昇圧する昇圧チョッパ型回路を用いてもよく、また、入力される交流電源ACを入力される交流電源のピーク電圧よりも低い電圧まで降圧する降圧チョッパ型回路などを用いてもよい。
In addition, although the power
また、本実施例のスイッチング部SWは、FETを用いる場合について説明したが、バイポーラトランジスタなどの他の半導体スイッチング素子や、リレーなどの機械的スイッチング素子であってもよい。 Further, although the switching unit SW of the present embodiment has been described with respect to the case where the FET is used, it may be another semiconductor switching element such as a bipolar transistor or a mechanical switching element such as a relay.
また、本実施例では、スイッチング回路制御信号生成部PQにフォトトランジスタを備えて、点灯装置10dの一次側と二次側とを絶縁するとともに、オン/オフコントローラCTを介してスイッチング部SWをオン/オフ制御する場合について説明したが、スイッチング回路制御信号生成部PQは、オン/オフコントローラCTを介さずに直接スイッチング部SWのオン/オフ制御をしてもよい。 In this embodiment, the switching circuit control signal generation unit PQ is provided with a phototransistor to insulate the primary side and the secondary side of the lighting device 10d and to turn on the switching unit SW via the on / off controller CT. Although the case where the on / off control is performed has been described, the switching circuit control signal generation unit PQ may directly control the on / off of the switching unit SW without using the on / off controller CT.
次に、点灯装置10dの動作について説明する。 Next, the operation of the lighting device 10d will be described.
トランスT1の一次側には、スイッチング回路44のON/OFF動作に応じて、一次側電解コンデンサC1bで平滑された電力が供給され、トランスT1の二次側には、トランスT1の一次側に流れる一次電流に応じた二次電流が流れ、トランスT1の巻数比に応じた二次電圧が発生する。
The primary side of the transformer T1 is supplied with electric power smoothed by the primary side electrolytic capacitor C1b according to the ON / OFF operation of the switching
トランスT1の二次側に発生する二次電圧は、ダイオードD3によって整流されて、二次側電解コンデンサC1cに充電される。二次側電解コンデンサC1cに充電される電力は、接続されるLEDランプLA2に電力が供給される。 The secondary voltage generated on the secondary side of the transformer T1 is rectified by the diode D3 and charged in the secondary side electrolytic capacitor C1c. The electric power charged in the secondary electrolytic capacitor C1c is supplied to the LED lamp LA2 to be connected.
スイッチング回路制御信号生成部PQが生成する制御信号は、ほぼ一定周波数の信号(例えば、100kHzの周波数の制御信号)であり、比較器CPによって比較した結果に応じて、スイッチング回路44のオン/オフデューティーを変更する。例えば、比較器CPによって電流検出回路43が検出する電流値が多いと判断するときは、スイッチング回路44のオン時間が短くなる制御信号を生成し、比較器CPによって電流検出回路43が検出する電流値が少ないと判断するときは、スイッチング回路44のオン時間が長くなる制御信号を生成する。
The control signal generated by the switching circuit control signal generation unit PQ is a signal having a substantially constant frequency (for example, a control signal having a frequency of 100 kHz), and the switching
次に、寿命検知回路50cがリップル電圧を検出した場合の点灯装置10dの動作について説明する。 Next, the operation of the lighting device 10d when the life detection circuit 50c detects a ripple voltage will be described.
一次側電解コンデンサC1bが劣化して、リップル電圧の変動幅が大きくなるとき、スイッチング回路44のオン/オフデューティーを変更して、LEDランプLA2に供給する電力を抑制する。
When the primary electrolytic capacitor C1b deteriorates and the fluctuation range of the ripple voltage increases, the on / off duty of the switching
なお、本実施例では、寿命検知回路50cを一次側電解コンデンサC1bに並列に接続して、一次側電解コンデンサC1bのリップル電圧を検出する場合について説明したが、寿命検知回路50cを二次側電解コンデンサC1cに並列に接続して、二次側電解コンデンサC1cのリップル電圧を検出してもよい。 In the present embodiment, the case where the life detection circuit 50c is connected in parallel to the primary electrolytic capacitor C1b and the ripple voltage of the primary electrolytic capacitor C1b is detected has been described. The ripple voltage of the secondary electrolytic capacitor C1c may be detected by connecting in parallel with the capacitor C1c.
また、寿命検知回路50cを、一次側電解コンデンサC1b及び二次側電解コンデンサC1cにそれぞれ並列に接続して、一次側電解コンデンサC1bまたは二次側電解コンデンサC1cのうち、いずれか一方のリップル電圧が基準電圧Lを下回るときにLEDランプLA2が消費する電力を軽減するように制御してもよい。 Further, the life detection circuit 50c is connected in parallel to the primary side electrolytic capacitor C1b and the secondary side electrolytic capacitor C1c, respectively, and either one of the primary side electrolytic capacitor C1b or the secondary side electrolytic capacitor C1c has a ripple voltage. You may control so that the electric power which LED lamp LA2 consumes when it falls below the reference voltage L may be reduced.
また、一次側電解コンデンサC1bの寿命特性と、二次側電解コンデンサC1cの寿命特性が異なる場合、寿命が短い方に寿命検知回路50cを備えると、点灯装置10dを構成する回路構成が簡易になるとともに、一次側電解コンデンサC1b及び二次側電解コンデンサC1cの寿命をともに延ばすことができる。このように、複数の電解コンデンサを備える点灯装置の場合、寿命が最も短い電解コンデンサに寿命検知回路を並列に備えるのが望ましい。 In addition, when the life characteristics of the primary side electrolytic capacitor C1b and the life characteristics of the secondary side electrolytic capacitor C1c are different, the circuit configuration constituting the lighting device 10d is simplified if the life detection circuit 50c is provided on the shorter life side. In addition, the lifetimes of the primary side electrolytic capacitor C1b and the secondary side electrolytic capacitor C1c can be extended. Thus, in the case of a lighting device including a plurality of electrolytic capacitors, it is desirable to provide a life detection circuit in parallel with the electrolytic capacitor having the shortest life.
実施の形態2.
本実施の形態は、実施の形態1に示す点灯回路のリップル電圧検出回路の構成が異なるものである。
In the present embodiment, the configuration of the ripple voltage detection circuit of the lighting circuit shown in the first embodiment is different.
本実施の形態において、実施の形態1に示す部分と同じ構成の部分は同符号を付し、説明を省略する。 In the present embodiment, the same components as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図12は、本実施の形態の点灯装置の構成を示す回路ブロック図である。 FIG. 12 is a circuit block diagram illustrating a configuration of the lighting device according to the present embodiment.
点灯装置10eは、入力される交流電圧ACをダイオードブリッジDBにより直流電圧に変換する電源整流回路20と、この電源整流回路20に接続され、変換された直流電圧を平滑する直流電源回路30と、この直流電源回路20で平滑される平滑電圧を変換して、接続されるランプLAを点灯する点灯回路40と、直流電源回路20及び点灯回路40に接続され、直流電源回路20の平滑電圧に応じて、ランプLAの点灯状態を変更する寿命レベル信号を点灯回路40に出力する寿命検知回路50dと、を備える。
The lighting device 10e includes a power
寿命検知回路50dは、リップル電圧を検出するリップル電圧検出回路51と、リップル電圧検出回路51のリップル電圧検出信号を入力するとともに、入力するリップル電圧検出信号から電解コンデンサC1が寿命であるか否かを判別し、判別した結果に基づいて、寿命レベル信号を出力する検出信号判定回路52bを備える。
The
検出信号判定回路52bは、リップル電圧検出回路51が検出するリップル電圧と基準電圧Lとを比較して基準電圧Lを下回る回数をカウントするカウント部55を有し、このカウント部55がカウントする回数が所定回数(例えば120回)に達するとき、リップル電圧が基準電圧Lを下回るレベルに応じた寿命レベル信号を点灯回路40に出力する。
The detection signal determination circuit 52b has a count unit 55 that compares the ripple voltage detected by the ripple
一般に電力会社が供給している商用電源(交流電源)は50Hzか60Hzであり、瞬時停電、電源サグが発生する時間は、約2秒以下である。そのため、カウント部55がカウントする回数を120回程度とすると、瞬時停電、電源サグによって、リップル電圧検出回路51が基準電圧Lを下回るリップル電圧検出信号を出力するとき、検出信号判定回路52bが寿命レベル信号を出力するのを排除することができる。
Generally, a commercial power supply (AC power supply) supplied by an electric power company is 50 Hz or 60 Hz, and the time during which an instantaneous power failure or power sag occurs is about 2 seconds or less. Therefore, assuming that the count unit 55 counts about 120 times, when the ripple
このように、リップル電圧検出信号が基準電圧Lを下回る回数をカウントするので、交流電圧ACが過渡的に変化するときなど、電解コンデンサC1が本来の寿命になっていないときに、リップル電圧検出信号が基準電圧Lを下回ることによって、点灯回路40の出力が制限されることがなくなる。したがって、一時的に暗くなることによって、照明器具を使用しているユーザーが不快感を感じたり、照明器具の故障であると誤解したりすることがない。
In this way, since the number of times the ripple voltage detection signal falls below the reference voltage L is counted, the ripple voltage detection signal is obtained when the electrolytic capacitor C1 has not reached its original life, such as when the AC voltage AC changes transiently. Is less than the reference voltage L, the output of the
10、10a、10b、10c、10d、10e 点灯装置、20 電源整流回路、30、30a、30c 直流電源回路、30b アクティブフィルタ回路、31a 昇圧チョッパ制御回路、40、40a、40b、40c 点灯回路、41 インバータ回路、41a フライバック回路、42、42c 制御回路、42a 周波数設定回路、42b インバータ制御回路、43 電流検出回路、44 スイッチング回路、50、50a、50b、50c、50d 寿命検知回路、51、51a リップル電圧検出回路、51b 電解コンデンサ電圧検出回路、52、52a、52b 検出信号判定回路、53a 基準電圧設定回路、54a 検出信号生成回路、55 カウント部、100 照明器具、101 器具本体、102 ランプソケット、AC 交流電圧、DB ダイオードブリッジ、C1、C1a、 電解コンデンサ、C1b 一次側電解コンデンサ、C1c 二次側電解コンデンサ、C2 コンデンサ、C3 結合コンデンサ、D1〜D3 ダイオード、R1〜R7、R1a、R2a、R7a 抵抗、L1、L2 インダクタ、T1 トランス、Q1〜Q3 FET、OP オペアンプ、SW スイッチング部、CT オン/オフコントローラ、PQ スイッチング回路制御信号生成部、CP 比較器、DE 基準値設定器、LA ランプ、LA1 蛍光ランプ、LA2 LED。 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e lighting device, 20 power rectifier circuit, 30, 30a, 30c DC power supply circuit, 30b active filter circuit, 31a boost chopper control circuit, 40, 40a, 40b, 40c lighting circuit, 41 Inverter circuit, 41a Flyback circuit, 42, 42c Control circuit, 42a Frequency setting circuit, 42b Inverter control circuit, 43 Current detection circuit, 44 Switching circuit, 50, 50a, 50b, 50c, 50d Life detection circuit, 51, 51a Ripple Voltage detection circuit, 51b Electrolytic capacitor voltage detection circuit, 52, 52a, 52b Detection signal determination circuit, 53a Reference voltage setting circuit, 54a Detection signal generation circuit, 55 Count unit, 100 Lighting fixture, 101 Appliance body, 102 Lamp socket, ACCurrent voltage, DB diode bridge, C1, C1a, electrolytic capacitor, C1b primary side electrolytic capacitor, C1c secondary side electrolytic capacitor, C2 capacitor, C3 coupling capacitor, D1-D3 diode, R1-R7, R1a, R2a, R7a resistance, L1, L2 inductor, T1 transformer, Q1-Q3 FET, OP operational amplifier, SW switching unit, CT on / off controller, PQ switching circuit control signal generator, CP comparator, DE reference value setting unit, LA lamp, LA1 fluorescent lamp LA2 LED.
Claims (7)
上記電源整流回路に接続され、平滑電圧を生成する電解コンデンサを有する直流電源回路と、
上記電解コンデンサに接続され、上記平滑電圧を接続されるランプに対応する電圧に変換して上記ランプを点灯する点灯回路と、
上記電解コンデンサに並列に接続され、上記電解コンデンサのリップル電圧を検出するとともに、この検出するリップル電圧が予め設定される基準電圧よりも下回るとき、上記ランプの明るさを低減させる寿命レベル信号を上記点灯回路に出力する寿命検知回路と、
を備えることを特徴とする点灯装置。 A power rectifier circuit for rectifying the input AC voltage;
A DC power supply circuit having an electrolytic capacitor connected to the power supply rectifier circuit and generating a smoothed voltage;
A lighting circuit that is connected to the electrolytic capacitor and converts the smoothed voltage into a voltage corresponding to the connected lamp to light the lamp;
A life level signal that is connected in parallel to the electrolytic capacitor and detects the ripple voltage of the electrolytic capacitor and reduces the brightness of the lamp when the detected ripple voltage is lower than a preset reference voltage. A life detection circuit that outputs to the lighting circuit;
A lighting device comprising:
上記電源整流回路に接続され、平滑電圧を生成する電解コンデンサを有する直流電源回路と、
上記電解コンデンサに接続され、上記平滑電圧を接続されるランプに対応する電圧に変換して上記ランプを点灯する点灯回路と、
上記電解コンデンサに並列に接続され、上記電解コンデンサのリップル電圧を検出するとともに、この検出するリップル電圧が予め設定される基準電圧よりも上回るとき、上記ランプの明るさを低減させる寿命レベル信号を上記点灯回路に出力する寿命検知回路と、
を備えることを特徴とする点灯装置。 A power rectifier circuit for rectifying the input AC voltage;
A DC power supply circuit having an electrolytic capacitor connected to the power supply rectifier circuit and generating a smoothed voltage;
A lighting circuit that is connected to the electrolytic capacitor and converts the smoothed voltage into a voltage corresponding to the connected lamp to light the lamp;
A life level signal that is connected in parallel with the electrolytic capacitor and detects the ripple voltage of the electrolytic capacitor and reduces the brightness of the lamp when the detected ripple voltage exceeds a preset reference voltage. Life detection circuit that outputs to lighting circuit,
A lighting device comprising:
を備えることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載の点灯装置。 The lighting circuit controls the switching element and ON / OFF of the switching element to control a predetermined current to flow through the lamp, and when the life detection circuit outputs a life level signal, A control circuit for controlling the current flowing through the lamp to be less than the predetermined current;
The lighting device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
上記点灯装置を固定する器具本体と、
を備えることを特徴とする照明器具。 The lighting device according to any one of claims 1 to 6,
An appliance body for fixing the lighting device;
A lighting apparatus comprising:
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