JP2010177174A - Discharge lamp lighting device and illumination fixture - Google Patents

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Hiroaki Nishikawa
弘明 西川
Kentaro Eguchi
健太郎 江口
Koji Shibata
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device by which stabilized continuous dimming operation is carried out without using a feedback control circuit. <P>SOLUTION: In an inverter circuit 22, a DC voltage Vm output from a DC power supply circuit 21 is switched, by switching elements Q1 and Q2 and then converted into a high frequency AC voltage and output. The discharge lamp lighting device 11 turns on a discharge lamp (LAMP), by applying an AC voltage output from the inverter circuit 22 to the LAMP. In an HVIC 24 and an operational frequency setting circuit 25, dimming control of the LAMP is carried out, by setting switching frequencies of Q1 and Q2 with respect to the inverter circuit 22. At this time, by the characteristic curve of current values of the LAMP with respect to the switching frequencies of Q1 and Q2, a region having a plurality of the current values corresponding to the same switching frequency is treated as an operation-inhibited region, and the switching frequencies that does not include the operation-inhibited region are set. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device and a lighting fixture.

放電灯点灯装置が連続調光動作する場合、動作周波数とランプ電流の特性カーブにおいて、異なるランプ電流値にて、動作周波数が同じ値となる周波数範囲でジャンプ現象に似た動作により、動作が不安定になるといった課題がある。そのため、従来の放電灯点灯装置では、フィードバック制御回路を用いて、連続調光動作をさせていた。   When the discharge lamp lighting device performs continuous dimming operation, the operation curve and the lamp current characteristic curve are different from each other in the frequency range where the operation frequency is the same value at different lamp current values, and the operation is not performed. There is a problem of becoming stable. Therefore, in the conventional discharge lamp lighting device, the continuous light control operation is performed using the feedback control circuit.

例えば、特許文献1には、電力フィードバックを用い、ジャンプ現象の対策を行うことが記載されている。例えば、特許文献2、特許文献3には、電力フィードバックを用い、異なる定格値を有する放電灯に自動的に適合でき、適切な点灯を行うことができることが記載されている。また、積分器を設けることで、基準電圧の変更に伴う急激な放電灯の明るさ(光出力)の変化を抑制し、使用時の快適性にも優れた放電灯点灯装置とすることも記載されている。   For example, Patent Document 1 describes that countermeasures against a jump phenomenon are taken using power feedback. For example, Patent Literature 2 and Patent Literature 3 describe that power feedback can be used to automatically adapt to discharge lamps having different rated values, and appropriate lighting can be performed. It is also described that by providing an integrator, a rapid change in brightness (light output) of the discharge lamp due to a change in the reference voltage is suppressed, and the discharge lamp lighting device has excellent comfort during use. Has been.

特開2000−30887号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-30887 特開2000−150184号公報JP 2000-150184 A 特開2000−150185号公報JP 2000-150185 A

従来、フィードバック制御回路等を用いずに、連続調光動作する場合、上記のような不具合が発生する。また、フィードバック制御回路の定数が適切でない場合も、同様の不具合が発生する。しかしながら、フィードバック制御回路は高価で複雑であるという課題があった。   Conventionally, when continuous light control operation is performed without using a feedback control circuit or the like, the above-described problems occur. A similar problem occurs when the constants of the feedback control circuit are not appropriate. However, there is a problem that the feedback control circuit is expensive and complicated.

本発明は、例えば、フィードバック制御回路を用いずに安定した連続調光動作を行う放電灯点灯装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is, for example, to provide a discharge lamp lighting device that performs a stable continuous dimming operation without using a feedback control circuit.

本発明の一の態様に係る放電灯点灯装置は、直流電源から出力される直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより高周波の交流電圧に変換して出力するインバータ回路を具備し、前記インバータ回路から出力される交流電圧を放電灯に印加することにより前記放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であり、前記インバータ回路に対して前記スイッチング素子のスイッチング周波数を設定することにより前記放電灯の調光制御を行う周波数設定部であって、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の所定範囲を動作禁止範囲として、前記動作禁止範囲に含まれないスイッチング周波数を設定する周波数設定部を備えることを特徴とする。   A discharge lamp lighting device according to one aspect of the present invention includes an inverter circuit that converts a DC voltage output from a DC power source into a high-frequency AC voltage by switching with a switching element, and outputs the inverter circuit from the inverter circuit. A discharge lamp lighting device for lighting the discharge lamp by applying an output AC voltage to the discharge lamp, and dimming control of the discharge lamp by setting a switching frequency of the switching element for the inverter circuit A frequency setting unit configured to set a switching frequency not included in the operation prohibited range, with a predetermined range of the switching frequency of the switching element as an operation prohibited range.

本発明の一の態様によれば、放電灯点灯装置において、インバータ回路に対してスイッチング素子のスイッチング周波数を設定することにより放電灯の調光制御を行う周波数設定部が、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の所定範囲を動作禁止範囲として、前記動作禁止範囲に含まれないスイッチング周波数を設定するため、フィードバック制御回路を用いずに安定した連続調光動作を行うことが可能となる。   According to one aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device, the frequency setting unit that performs dimming control of the discharge lamp by setting the switching frequency of the switching element with respect to the inverter circuit includes the switching frequency of the switching element. Since the switching frequency not included in the operation prohibition range is set with the predetermined range as the operation prohibition range, stable continuous dimming operation can be performed without using a feedback control circuit.

実施の形態1に係る照明器具の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a lighting fixture according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る放電灯点灯装置の特性カーブを示すグラフである。4 is a graph showing a characteristic curve of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る動作周波数設定回路の構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of an operating frequency setting circuit according to the first embodiment. フィードバック制御回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the discharge lamp lighting device provided with the feedback control circuit. フィードバック制御回路を備えた放電灯点灯装置の動作周波数設定回路及びフィードバック制御回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the operating frequency setting circuit of a discharge lamp lighting device provided with the feedback control circuit, and a feedback control circuit. 図2に示した回路の等価回路である。3 is an equivalent circuit of the circuit shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る照明器具10の構成を示すブロック図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a lighting fixture 10 according to the present embodiment.

図1において、照明器具10は、放電灯点灯装置11、放電灯点灯装置11に接続された電源端子台12及びランプソケット13を備えている。電源端子台12は、外部の商用電源14とつながる電力線15に接続されている。ランプソケット13には、不図示の放電灯が取り付けられる。放電灯点灯装置11は、電源端子台12を介して商用電源14により給電され、ランプソケット13に取り付けられた放電灯の点灯制御及び調光制御を行う。   In FIG. 1, the luminaire 10 includes a discharge lamp lighting device 11, a power supply terminal block 12 connected to the discharge lamp lighting device 11, and a lamp socket 13. The power terminal block 12 is connected to a power line 15 connected to an external commercial power source 14. A discharge lamp (not shown) is attached to the lamp socket 13. The discharge lamp lighting device 11 is powered by a commercial power supply 14 through a power terminal block 12 and performs lighting control and dimming control of a discharge lamp attached to the lamp socket 13.

図2は、本実施の形態に係る放電灯点灯装置11の構成を示す回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the discharge lamp lighting device 11 according to the present embodiment.

図2において、放電灯点灯装置11は、直流電源回路21、インバータ回路22、負荷回路23、HVIC24(高耐圧集積回路)、動作周波数設定回路25を備えている。   In FIG. 2, the discharge lamp lighting device 11 includes a DC power supply circuit 21, an inverter circuit 22, a load circuit 23, an HVIC 24 (high voltage integrated circuit), and an operating frequency setting circuit 25.

直流電源回路21は、整流回路(例えばダイオードブリッジ)、昇圧チョッパ回路等からなる。整流回路は、商用電源14の交流電圧を整流し、直流電圧に変換して出力する。昇圧チョッパ回路は、整流回路から出力される直流電圧を昇圧して出力する。図中、Vmは昇圧チョッパ回路の出力電圧を表している。   The DC power supply circuit 21 includes a rectifier circuit (for example, a diode bridge), a boost chopper circuit, and the like. The rectifier circuit rectifies the AC voltage of the commercial power supply 14, converts it to a DC voltage, and outputs it. The boost chopper circuit boosts and outputs a DC voltage output from the rectifier circuit. In the figure, Vm represents the output voltage of the boost chopper circuit.

インバータ回路22は、スイッチング素子を具備する。図中、Q1、Q2はスイッチング用MOS−FETを表している。スイッチング用MOS−FETはスイッチング素子の例である。インバータ回路22は、Q1及びQ2のオン/オフを繰り返すことで昇圧チョッパ回路の出力電圧Vmを高周波交流電圧に変換して出力する。   The inverter circuit 22 includes a switching element. In the figure, Q1 and Q2 represent switching MOS-FETs. The switching MOS-FET is an example of a switching element. The inverter circuit 22 converts the output voltage Vm of the step-up chopper circuit into a high-frequency AC voltage and outputs it by repeating ON / OFF of Q1 and Q2.

負荷回路23は、バラストチョーク、始動用コンデンサ、カップリングコンデンサを具備する。図中、Lはバラストチョーク、Cは始動用コンデンサ、Ccはカップリングコンデンサを表している。負荷回路23には放電灯が接続され、放電灯はインバータ回路22から出力される高周波交流電圧によって点灯される。図中、LAMPは放電灯を表している。   The load circuit 23 includes a ballast choke, a starting capacitor, and a coupling capacitor. In the figure, L represents a ballast choke, C represents a starting capacitor, and Cc represents a coupling capacitor. A discharge lamp is connected to the load circuit 23, and the discharge lamp is turned on by a high-frequency AC voltage output from the inverter circuit 22. In the figure, LAMP represents a discharge lamp.

HVIC24は、インバータ回路22のQ1及びQ2に、インバータ回路22が動作する動作周波数(Q1及びQ2のスイッチングをするスイッチング周波数、LAMPを点灯する点灯周波数)を指令する。インバータ回路22は、高周波交流電圧を負荷回路23に供給してLAMPを点灯させる。また、HVIC24からの指令に従って動作周波数を変更してLAMPの明るさを制御する(即ち、LAMPの調光制御を行う)。図中、VccはHVIC24の電源、Rcは負荷回路23の負荷電流をモニタする抵抗である。   The HVIC 24 commands the operating frequency (the switching frequency for switching between Q1 and Q2 and the lighting frequency for lighting LAMP) to operate the inverter circuit 22 to Q1 and Q2 of the inverter circuit 22. The inverter circuit 22 supplies a high frequency AC voltage to the load circuit 23 to light up LAMP. Further, the operating frequency is changed in accordance with a command from the HVIC 24 to control the brightness of the LAMP (that is, the LAMP dimming control is performed). In the figure, Vcc is a power supply for the HVIC 24 and Rc is a resistor for monitoring the load current of the load circuit 23.

ここで、放電灯点灯装置11について、図3に示すような動作周波数とランプ電流の特性カーブ(特性曲線)が描ける。図3において、動作周波数が一定以上高くなると同一動作周波数に対するランプ電流値が複数存在している。   Here, with respect to the discharge lamp lighting device 11, a characteristic curve (characteristic curve) of the operating frequency and the lamp current as shown in FIG. 3 can be drawn. In FIG. 3, when the operating frequency becomes higher than a certain level, there are a plurality of lamp current values for the same operating frequency.

動作周波数設定回路25は、上記特性カーブにおける同一動作周波数で複数のランプ電流値が存在する動作周波数範囲をインバータ回路22が動作しないように動作禁止範囲と設定し、同一動作周波数で複数のランプ電流値が存在する動作周波数範囲の最小値未満の動作周波数範囲をインバータ回路22が動作する動作範囲と設定する。後述するように、動作周波数設定回路25は、外部から調光指令を受けると、調光指令に従って、HVIC24がインバータ回路22のQ1及びQ2に指令する動作周波数を動作範囲内で制御する。   The operating frequency setting circuit 25 sets an operating frequency range in which a plurality of lamp current values exist at the same operating frequency in the above characteristic curve as an operation prohibiting range so that the inverter circuit 22 does not operate, and a plurality of lamp currents at the same operating frequency. The operating frequency range that is less than the minimum value of the operating frequency range in which the value exists is set as the operating range in which the inverter circuit 22 operates. As will be described later, when the operating frequency setting circuit 25 receives a dimming command from outside, the operating frequency setting circuit 25 controls the operating frequency that the HVIC 24 commands the Q1 and Q2 of the inverter circuit 22 within the operating range in accordance with the dimming command.

上記のように、本実施の形態では、インバータ回路22は、直流電源(直流電源回路21)から出力される直流電圧(Vm)をスイッチング素子(Q1及びQ2)でスイッチングすることにより高周波の交流電圧に変換して出力する。放電灯点灯装置11は、インバータ回路22から出力される交流電圧を放電灯(LAMP)に印加することにより放電灯(LAMP)を点灯させる。周波数設定部(HVIC24及び動作周波数設定回路25)は、インバータ回路22に対してスイッチング素子(Q1及びQ2)のスイッチング周波数を設定することにより放電灯(LAMP)の調光制御を行う。このとき、周波数設定部(HVIC24及び動作周波数設定回路25)は、スイッチング素子(Q1及びQ2)のスイッチング周波数の所定範囲を動作禁止範囲として、動作禁止範囲に含まれないスイッチング周波数を設定する。所定範囲とは、例えば図3に示したように、スイッチング素子(Q1及びQ2)のスイッチング周波数に対する放電灯(LAMP)の電流値の特性曲線にて、同一のスイッチング周波数に対応する電流値が複数存在する範囲である。   As described above, in the present embodiment, the inverter circuit 22 switches the DC voltage (Vm) output from the DC power supply (DC power supply circuit 21) with the switching elements (Q1 and Q2), thereby generating a high-frequency AC voltage. Convert to and output. The discharge lamp lighting device 11 lights the discharge lamp (LAMP) by applying an AC voltage output from the inverter circuit 22 to the discharge lamp (LAMP). The frequency setting unit (HVIC 24 and operating frequency setting circuit 25) performs dimming control of the discharge lamp (LAMP) by setting the switching frequency of the switching elements (Q1 and Q2) to the inverter circuit 22. At this time, the frequency setting unit (HVIC 24 and operating frequency setting circuit 25) sets a switching frequency that is not included in the operation prohibition range, with the predetermined range of the switching frequency of the switching elements (Q1 and Q2) as the operation prohibition range. For example, as shown in FIG. 3, the predetermined range is a characteristic curve of the current value of the discharge lamp (LAMP) with respect to the switching frequency of the switching elements (Q1 and Q2), and there are a plurality of current values corresponding to the same switching frequency. It is an existing range.

本実施の形態では、周波数設定部(HVIC24及び動作周波数設定回路25)は、動作禁止範囲の最小値未満を動作範囲とし、動作範囲に含まれるスイッチング周波数を設定する。この場合、動作範囲は、例えば図3に示したように、スイッチング素子(Q1及びQ2)のスイッチング周波数に対する放電灯(LAMP)の電流値の特性曲線にて、同一のスイッチング周波数に対応する電流値が複数存在するスイッチング周波数の最小値未満の範囲になる。   In the present embodiment, the frequency setting unit (HVIC 24 and operating frequency setting circuit 25) sets the switching frequency included in the operating range, with the operating range being less than the minimum value of the operating prohibited range. In this case, for example, as shown in FIG. 3, the operating range is a current value corresponding to the same switching frequency in the characteristic curve of the current value of the discharge lamp (LAMP) with respect to the switching frequency of the switching elements (Q1 and Q2). Is in a range less than the minimum value of the switching frequency.

本実施の形態によれば、放電灯点灯装置11が上記のような周波数設定部を備えているため、フィードバック制御回路を用いずに安定した連続調光動作を行うことが可能となる。   According to the present embodiment, since the discharge lamp lighting device 11 includes the frequency setting unit as described above, it is possible to perform a stable continuous dimming operation without using a feedback control circuit.

図4は、図2に示した動作周波数設定回路25の構成例を示す回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of the operating frequency setting circuit 25 shown in FIG.

図4において、動作周波数設定回路25は、コンデンサC1、抵抗R1のほか、それぞれスイッチSW2,SW3,・・・,SWnによってオン/オフされる抵抗R2,R3,・・・,Rnを具備する。R1及びR2,R3,・・・,Rnはいずれも固定抵抗であるものとする。動作周波数fopは、C1の容量と、R1及びR2,R3,・・・,Rnの合成抵抗Rsとに基づき、HVIC24にて、例えば動作周波数fop=1.41/(Rs×C1)のように決まる。そのため、動作周波数設定回路25は、調光指令回路31から入力される調光指令電圧によりSW2,SW3,・・・,SWnをオン/オフしてRsを制御することで、動作周波数を変更し、調光動作を行う。前述したように、動作周波数設定回路25が動作周波数を変更する範囲は、図3に示した動作範囲である。なお、調光指令回路31は、放電灯点灯装置11に具備されてもよいし、照明器具10が備える他の装置に具備されてもよい。調光指令回路31は、照明制御装置等に実装された調光器から調光信号を受信し、調光信号に応じた調光指令電圧をSW2,SW3,・・・,SWnに印加する。   4, the operating frequency setting circuit 25 includes resistors R2, R3,..., Rn that are turned on / off by switches SW2, SW3,. R1 and R2, R3,..., Rn are all fixed resistors. Based on the capacitance of C1 and the combined resistance Rs of R1, R2, R3,..., Rn, the operating frequency fop is, for example, operating frequency fo = 1.41 / (Rs × C1) in the HVIC 24. Determined. For this reason, the operating frequency setting circuit 25 changes the operating frequency by controlling Rs by turning on / off SW2, SW3,..., SWn by the dimming command voltage input from the dimming command circuit 31. , Perform dimming operation. As described above, the range in which the operating frequency setting circuit 25 changes the operating frequency is the operating range shown in FIG. The dimming command circuit 31 may be included in the discharge lamp lighting device 11 or may be included in another device included in the lighting fixture 10. The dimming command circuit 31 receives a dimming signal from a dimmer mounted on a lighting control device or the like, and applies a dimming command voltage corresponding to the dimming signal to SW2, SW3,.

上記例では、R1及びR2,R3,・・・,Rnはいずれも固定抵抗であるものとしたが、R1を可変抵抗としてもよい。この場合、SW2,SW3,・・・,SWn、及び、R2,R3,・・・,Rnは不要となる。   In the above example, R1 and R2, R3,..., Rn are all fixed resistors, but R1 may be a variable resistor. In this case, SW2, SW3,..., SWn, and R2, R3,.

以下では、本実施の形態に係る放電灯点灯装置11と、フィードバック制御回路を備えた放電灯点灯装置とを対比する。   Below, the discharge lamp lighting device 11 which concerns on this Embodiment and the discharge lamp lighting device provided with the feedback control circuit are contrasted.

図5は、フィードバック制御回路を備えた放電灯点灯装置81の構成を示す回路図である。   FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device 81 including a feedback control circuit.

図5において、放電灯点灯装置81は、図2に示した放電灯点灯装置11と同様に、直流電源回路91、インバータ回路92、負荷回路93、HVIC94、動作周波数設定回路95を備えるほか、FB回路96(フィードバック制御回路)を備えている。   In FIG. 5, the discharge lamp lighting device 81 includes a DC power supply circuit 91, an inverter circuit 92, a load circuit 93, an HVIC 94, and an operating frequency setting circuit 95, as in the discharge lamp lighting device 11 shown in FIG. A circuit 96 (feedback control circuit) is provided.

図6(a)は、図5に示した動作周波数設定回路95の構成例を示す回路図である。図6(b)は、図5に示したFB回路96の構成例を示す回路図である。   FIG. 6A is a circuit diagram showing a configuration example of the operating frequency setting circuit 95 shown in FIG. FIG. 6B is a circuit diagram showing a configuration example of the FB circuit 96 shown in FIG.

図6(a)において、動作周波数設定回路95は、コンデンサC1、抵抗R1,R2、ダイオードD1を具備する。図6(b)において、FB回路96は、コンデンサC2、抵抗R3、オペアンプ97を具備する。調光指令回路31は、図4に示したものと同様に、照明制御装置等に実装された調光器から調光信号を受信し、調光信号に応じた調光指令電圧をオペアンプ97の反転端子入力(IN+)に印加する。オペアンプ97の非反転端子入力(IN−)には、負荷電流をモニタするRcにてセンスされた電圧が印加される。オペアンプ97は、非反転端子(IN−)の電圧(制御量)が反転端子(IN+)の電圧(指令値)と等しくなるように、出力電圧(以下、Voutと表す)を変える。即ち、オペアンプ97は、調光指令電圧に基づいてB部の電圧を調節する。動作周波数設定回路95のC部は、HVIC94と接続されており、定電圧源(以下、Vrと表す)となっている。電流I1は、I1=Vr/R1となる。また、電流I2は、I2=(Vr−Vout−Vf)/R2となる。ここで、Vfは、D1のオン電圧を表している。動作周波数fopは、I1,I2と、C1の容量と、Vrとに基づき、HVIC94にて、例えば動作周波数fop=(1.41×(I1+I2))/(C1×Vr)のように決まる。そのため、動作周波数設定回路95及びFB回路96は、オペアンプ97からの出力電圧を制御することで、動作周波数を変更し、調光動作を行う。オペアンプ97により制御量が指令値となるように帰還制御しているため、制御量の不意な変化に対して安定した調光制御が可能となる。なお、C2、R3は積分器として用いている。   In FIG. 6A, the operating frequency setting circuit 95 includes a capacitor C1, resistors R1 and R2, and a diode D1. 6B, the FB circuit 96 includes a capacitor C2, a resistor R3, and an operational amplifier 97. The dimming command circuit 31 receives the dimming signal from the dimmer mounted on the illumination control device or the like, and supplies the dimming command voltage corresponding to the dimming signal to the operational amplifier 97, as shown in FIG. Apply to inverting terminal input (IN +). A voltage sensed by Rc for monitoring the load current is applied to the non-inverting terminal input (IN−) of the operational amplifier 97. The operational amplifier 97 changes the output voltage (hereinafter referred to as Vout) so that the voltage (control amount) of the non-inverting terminal (IN−) becomes equal to the voltage (command value) of the inverting terminal (IN +). That is, the operational amplifier 97 adjusts the voltage of the B part based on the dimming command voltage. The C part of the operating frequency setting circuit 95 is connected to the HVIC 94 and serves as a constant voltage source (hereinafter referred to as Vr). The current I1 is I1 = Vr / R1. The current I2 is I2 = (Vr−Vout−Vf) / R2. Here, Vf represents the ON voltage of D1. The operating frequency fop is determined by the HVIC 94 based on I1, I2, the capacity of C1, and Vr, for example, operating frequency fop = (1.41 × (I1 + I2)) / (C1 × Vr). Therefore, the operating frequency setting circuit 95 and the FB circuit 96 control the output voltage from the operational amplifier 97 to change the operating frequency and perform the dimming operation. Since feedback control is performed so that the control amount becomes the command value by the operational amplifier 97, stable light control can be performed against an unexpected change in the control amount. C2 and R3 are used as integrators.

図3の動作周波数とランプ電流の関係を示したグラフのような特性をもつ放電灯点灯装置では、フィードバック制御を行わない場合、ランプ電流190mA付近で調光動作が不安定となる。具体的にはランプ電流190mAで暫くすると、LAMPが立消える。グラフより、動作周波数とランプ電流の特性カーブにて、ランプ電流190mAに対応する動作周波数は動作禁止範囲に含まれている(具体的には、動作禁止範囲の最小値となっている)から、ジャンプ現象が発生したためであるということがわかる。一方、フィードバック制御を行った場合、ランプ電流10mAまで上記のような不具合が発生しない。また、本実施の形態のように、動作周波数とランプ電流の特性カーブの動作範囲で調光動作する設計とすれば、上記のような不具合が発生しないことになる。本実施の形態によれば、高価で複雑なフィードバック制御回路を用いる必要がなくなり、安価で簡単な回路構成にて、安定した調光制御を行うことが可能となる。   In the discharge lamp lighting device having the characteristics shown in the graph showing the relationship between the operating frequency and the lamp current in FIG. 3, the dimming operation becomes unstable in the vicinity of the lamp current of 190 mA when feedback control is not performed. Specifically, after a while at a lamp current of 190 mA, LAMP disappears. From the graph, in the characteristic curve of the operating frequency and the lamp current, the operating frequency corresponding to the lamp current of 190 mA is included in the operation prohibited range (specifically, the minimum value of the operation prohibited range). It can be seen that this is because a jump phenomenon has occurred. On the other hand, when feedback control is performed, the above-described problem does not occur up to a lamp current of 10 mA. Further, if the dimming operation is designed in the operating range of the characteristic curve of the operating frequency and the lamp current as in the present embodiment, the above problems do not occur. According to the present embodiment, it is not necessary to use an expensive and complicated feedback control circuit, and stable dimming control can be performed with an inexpensive and simple circuit configuration.

図7は、図2に示した回路の等価回路である。   FIG. 7 is an equivalent circuit of the circuit shown in FIG.

図7において、Vは電源電圧、Lはバラストチョーク、Cは始動コンデンサ、Iはランプ電流、Rはランプインピーダンスである。このとき、動作周波数とランプ電流の関係は以下の通りである。

Figure 2010177174
In FIG. 7, V is the supply voltage, L is a ballast choke, C is starting capacitor, I R is the lamp current, R is the lamp impedance. At this time, the relationship between the operating frequency and the lamp current is as follows.
Figure 2010177174

異なるランプ電流をIR1,IR2と、対になるランプインピーダンスをR1,R2(ランプ電圧―電流特性による)とした場合、上記式より、以下の関係が成り立つ場合に、異なるランプ電流値にて動作周波数が同じ値となるといえる。

Figure 2010177174
Assuming that different lamp currents are I R1 and I R2 and the paired lamp impedances are R1 and R2 (depending on the lamp voltage-current characteristics), according to the above formula, if the following relationship holds, It can be said that the operating frequency has the same value.
Figure 2010177174

即ち、上記の関係が成り立つ場合に、周波数f(IR1,R1)=f(IR2,R2)となる。 That is, when the above relationship holds, the frequency f (I R1 , R1) = f (I R2 , R2).

例えば、上記のように、動作周波数とランプ電流の関係から、異なるランプ電流値にて動作周波数が同じ値となる周波数の最小値未満の周波数範囲(動作範囲)を算出することが可能である。なお、動作範囲においては、動作周波数とランプ電流の関係が1対1の関係となる。   For example, as described above, from the relationship between the operating frequency and the lamp current, it is possible to calculate a frequency range (operating range) that is less than the minimum value of the frequencies at which the operating frequency becomes the same value at different lamp current values. In the operating range, the relationship between the operating frequency and the lamp current is a one-to-one relationship.

実施の形態2.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

図3に示したような動作周波数とランプ電流の特性カーブは、例えば温度によって変化する。そこで、本実施の形態では、放電灯点灯装置11が温度センサを用いて現在温度を測定し、現在温度に応じて予め定義された動作禁止範囲及び動作範囲を基に、インバータ回路22の動作周波数を設定する。   The characteristic curve of the operating frequency and the lamp current as shown in FIG. 3 varies depending on the temperature, for example. Therefore, in the present embodiment, the discharge lamp lighting device 11 measures the current temperature using the temperature sensor, and the operating frequency of the inverter circuit 22 is based on the operation prohibition range and the operation range that are predefined according to the current temperature. Set.

図示していないが、放電灯点灯装置11は、図2に示したものと同様に、直流電源回路21、インバータ回路22、負荷回路23、HVIC24、動作周波数設定回路25を備えるほか、記憶装置、温度センサを備えている。   Although not shown, the discharge lamp lighting device 11 includes a DC power supply circuit 21, an inverter circuit 22, a load circuit 23, an HVIC 24, and an operating frequency setting circuit 25 as well as the one shown in FIG. A temperature sensor is provided.

記憶装置には、温度に応じて動作禁止範囲及び動作範囲を定義した定義データが予め記憶されている。温度センサは、所定のタイミングで(例えば1時間ごとに)温度を測定する。周波数設定部(前述したHVIC24及び動作周波数設定回路25のほか、マイクロコンピュータ等から構成される)は、記憶装置から定義データを読み取り、読み取った定義データで定義された動作禁止範囲及び動作範囲の中から、温度センサで測定された温度に対応するものを特定する。そして、特定した動作範囲に含まれるスイッチング周波数を設定する(即ち、特定した動作禁止範囲に含まれないスイッチング周波数を設定する)。これにより、本実施の形態では、より正確な調光制御が可能となる。   The storage device stores in advance definition data that defines the operation prohibition range and the operation range according to the temperature. The temperature sensor measures the temperature at a predetermined timing (for example, every hour). The frequency setting unit (comprising a microcomputer in addition to the HVIC 24 and the operating frequency setting circuit 25 described above) reads the definition data from the storage device, and operates within the operation inhibition range and the operation range defined by the read definition data. From this, the one corresponding to the temperature measured by the temperature sensor is specified. Then, a switching frequency included in the specified operation range is set (that is, a switching frequency not included in the specified operation prohibition range is set). Thereby, in this Embodiment, more exact light control can be performed.

10 照明器具、11 放電灯点灯装置、12 電源端子台、13 ランプソケット、14 商用電源、15 電力線、21 直流電源回路、22 インバータ回路、23 負荷回路、24 HVIC、25 動作周波数設定回路、31 調光指令回路、81 放電灯点灯装置、91 直流電源回路、92 インバータ回路、93 負荷回路、94 HVIC、95 動作周波数設定回路、96 FB回路、97 オペアンプ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lighting fixture, 11 Discharge lamp lighting device, 12 Power supply terminal block, 13 Lamp socket, 14 Commercial power supply, 15 Power line, 21 DC power supply circuit, 22 Inverter circuit, 23 Load circuit, 24 HVIC, 25 Operating frequency setting circuit, 31 adjustment Light command circuit, 81 discharge lamp lighting device, 91 DC power supply circuit, 92 inverter circuit, 93 load circuit, 94 HVIC, 95 operating frequency setting circuit, 96 FB circuit, 97 operational amplifier.

Claims (5)

直流電源から出力される直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより高周波の交流電圧に変換して出力するインバータ回路を具備し、前記インバータ回路から出力される交流電圧を放電灯に印加することにより前記放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、
前記インバータ回路に対して前記スイッチング素子のスイッチング周波数を設定することにより前記放電灯の調光制御を行う周波数設定部であって、前記スイッチング素子のスイッチング周波数の所定範囲を動作禁止範囲として、前記動作禁止範囲に含まれないスイッチング周波数を設定する周波数設定部を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
An inverter circuit that converts a DC voltage output from a DC power source into a high-frequency AC voltage by switching with a switching element and outputs the AC voltage, and applying the AC voltage output from the inverter circuit to the discharge lamp is provided. In a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp,
A frequency setting unit that performs dimming control of the discharge lamp by setting a switching frequency of the switching element with respect to the inverter circuit, wherein the operation is performed with a predetermined range of the switching frequency of the switching element as an operation prohibition range. A discharge lamp lighting device comprising a frequency setting unit for setting a switching frequency not included in the prohibited range.
前記周波数設定部は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数に対する前記放電灯の電流値の特性曲線にて、同一のスイッチング周波数に対応する電流値が複数存在する範囲を前記動作禁止範囲とすることを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。   The frequency setting unit is characterized in that, in the characteristic curve of the current value of the discharge lamp with respect to the switching frequency of the switching element, a range in which a plurality of current values corresponding to the same switching frequency exist is set as the operation prohibited range. The discharge lamp lighting device according to claim 1. 前記周波数設定部は、前記動作禁止範囲の最小値未満を動作範囲とし、前記動作範囲に含まれるスイッチング周波数を設定することを特徴とする請求項2に記載の放電灯点灯装置。   3. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the frequency setting unit sets a switching frequency included in the operation range by setting the operation range to be less than a minimum value of the operation prohibition range. 前記放電灯点灯装置は、さらに、
温度に応じて前記動作禁止範囲を定義した定義データを予め記憶する記憶装置と、
温度を測定する温度センサとを備え、
前記周波数設定部は、前記記憶装置から前記定義データを読み取り、読み取った定義データで定義された、前記温度センサで測定された温度に対応する前記動作禁止範囲に含まれないスイッチング周波数を設定することを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の放電灯点灯装置。
The discharge lamp lighting device further includes:
A storage device for preliminarily storing definition data defining the operation prohibition range according to temperature;
A temperature sensor for measuring the temperature,
The frequency setting unit reads the definition data from the storage device, and sets a switching frequency defined by the read definition data and not included in the operation prohibition range corresponding to the temperature measured by the temperature sensor. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4までのいずれかに記載の放電灯点灯装置と、
前記放電灯点灯装置に接続され、外部からの電力線に接続される電源端子台と、
前記放電灯点灯装置に接続され、前記放電灯が取り付けられるランプソケットとを備えることを特徴とする照明器具。
A discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 4,
A power terminal block connected to the discharge lamp lighting device and connected to an external power line;
A lighting fixture comprising: a lamp socket connected to the discharge lamp lighting device and to which the discharge lamp is attached.
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