JP2011065972A - Electric discharge lamp lighting device and luminaire employing the same - Google Patents

Electric discharge lamp lighting device and luminaire employing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric discharge lamp lighting device which reliably performs detection of end of life and detection of a load short circuit, suppresses stress to a resonance circuit to improve safety, and miniaturizes a coil of the resonance circuit. <P>SOLUTION: The electric discharge lamp lighting device including a feedback control circuit varying an operating frequency of a driving signal by detecting a lighting condition of an electric discharge lamp la for feedback to a drive control circuit, has: a detecting circuit for detecting voltage applied to the electric discharge lamp la to generate a detecting signal; a first decision unit (comparator CP1) for input of the detecting signal to determine that the detecting signal is abnormal when it is over a first value Vref1; a second decision unit (comparator CP2) for input of the detecting signal to determine that the detecting signal is abnormal when it is below a second value Vref2 (<Vref1); and a mask (AND gate G1) invalidating results of decision of the first decision unit during any time from immediately after staring of an inverter to termination of starting control. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電灯を高周波点灯させる放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp at high frequency and a lighting fixture using the same.

(従来例1)
従来、図17に示すような放電ランプ点灯装置(特開平10−189278号)が提案されている。この点灯装置は、直流電源10から供給される直流電圧をインバータ回路11により高周波電力に変換し、放電ランプlaに供給している。具体的には、直流電源10にパワーMOSFETよりなるスイッチング素子Q1,Q2の直列回路を接続し、スイッチング素子Q2の両端にカップリングコンデンサC2と共振用インダクタL1を介して放電ランプlaを接続している。放電ランプlaには共振および始動用のコンデンサC3が並列に接続されている。
(Conventional example 1)
Conventionally, a discharge lamp lighting device (Japanese Patent Laid-Open No. 10-189278) as shown in FIG. 17 has been proposed. In this lighting device, a DC voltage supplied from a DC power supply 10 is converted into high-frequency power by an inverter circuit 11 and supplied to a discharge lamp la. Specifically, a series circuit of switching elements Q1 and Q2 made of a power MOSFET is connected to the DC power source 10, and a discharge lamp la is connected to both ends of the switching element Q2 via a coupling capacitor C2 and a resonance inductor L1. Yes. A resonance and starting capacitor C3 is connected in parallel to the discharge lamp la.

スイッチング素子Q1,Q2のゲートは制御回路13に接続されている。制御回路13は高周波発振回路を内蔵しており、発振周波数を制御する。制御回路13によりスイッチング素子Q1,Q2が交互にオンされることにより、放電ランプlaには高周波電力が供給される。   The gates of the switching elements Q1, Q2 are connected to the control circuit 13. The control circuit 13 incorporates a high frequency oscillation circuit and controls the oscillation frequency. When the switching elements Q1, Q2 are alternately turned on by the control circuit 13, high-frequency power is supplied to the discharge lamp la.

放電ランプlaには、ランプ電圧を検出する検出回路12が接続されている。検出回路12は放電ランプlaのランプ電圧を検出し、このランプ電圧が所定電圧(異常電圧)を超えない正常ランプ電圧であればH出力、ランプ寿命末期などの所定電圧以上の異常ランプ電圧の場合はL出力の信号出力を行うものである。   A detection circuit 12 that detects a lamp voltage is connected to the discharge lamp la. The detection circuit 12 detects the lamp voltage of the discharge lamp la, and if this lamp voltage is a normal lamp voltage that does not exceed a predetermined voltage (abnormal voltage), it is an abnormal lamp voltage that is higher than a predetermined voltage such as H output or the end of lamp life. Is a signal output of L output.

検出回路12からの出力は、抵抗R7を介してコンパレータCPの−入力端子に接続されている。また、コンパレータCPの−入力端子には、直流電源10の電圧を抵抗R9,R10により分圧した電圧が重畳して印加され、抵抗R10と並列にコンデンサC5が接続されている。コンパレータCPの+入力端子には、直流電源10の電圧を抵抗R6,R8により分圧した基準電圧が印加されている。コンパレータCPの出力は、制御回路13に入力されている。   The output from the detection circuit 12 is connected to the negative input terminal of the comparator CP through the resistor R7. In addition, a voltage obtained by dividing the voltage of the DC power supply 10 by the resistors R9 and R10 is applied to the negative input terminal of the comparator CP, and a capacitor C5 is connected in parallel with the resistor R10. A reference voltage obtained by dividing the voltage of the DC power supply 10 by resistors R6 and R8 is applied to the + input terminal of the comparator CP. The output of the comparator CP is input to the control circuit 13.

制御回路13はコンパレータCPの出力がLのとき、例えば50kHzの発振周波数で、Hのとき、例えば100kHzの発振周波数で制御するものとする。発振周波数は点灯時の共振周波数よりも高く設定されており、50kHzの発振周波数ではフルパワーの全灯状態、100kHzの発振周波数ではパワーセーブ状態(フルパワーの全灯状態に対して30%程度の明るさ)となる。   When the output of the comparator CP is L, the control circuit 13 is controlled with, for example, an oscillation frequency of 50 kHz, and when it is H, the control circuit 13 is controlled with an oscillation frequency of 100 kHz, for example. The oscillation frequency is set to be higher than the resonance frequency at the time of lighting. The oscillation frequency is 50 kHz and the full power is in the full lighting state. The oscillation frequency of 100 kHz is the power saving state (about 30% with respect to the full power full lighting state). Brightness).

図17の回路の各部の動作波形を図18に示す。図中、(a)は検出回路12からの出力(H/L)、(b)はコンパレータCPの−入力端子の電圧(コンデンサC5の電圧)、(c)はコンパレータCPの出力(H/L)、(d)は制御状態である。   FIG. 18 shows operation waveforms of each part of the circuit of FIG. In the figure, (a) is the output (H / L) from the detection circuit 12, (b) is the voltage at the negative input terminal of the comparator CP (voltage of the capacitor C5), and (c) is the output (H / L) of the comparator CP. ) And (d) are control states.

電源投入時において、正常ランプ電圧の場合、図18(a)に示すように、検出回路12の出力はHであり、コンデンサC5が充電される間、コンパレータCPの−入力端子の電圧は緩やかに上昇する。最初、図18(c)に示すように、コンパレータCPの出力はHであり、100kHzの発振周波数にて発振している。これはランプ寿命を長くするための予熱を兼ねている。その後、コンパレータCPの−入力端子の電圧が+入力端子の基準電圧を越えると、図18(c)に示すように、コンパレータCPの出力は反転し、50kHzの通常点灯(全灯状態)となる。   At the time of power-on, when the lamp voltage is normal, as shown in FIG. 18A, the output of the detection circuit 12 is H, and the voltage at the negative input terminal of the comparator CP is moderated while the capacitor C5 is charged. To rise. Initially, as shown in FIG. 18C, the output of the comparator CP is H, and oscillates at an oscillation frequency of 100 kHz. This also serves as preheating for extending the lamp life. After that, when the voltage at the negative input terminal of the comparator CP exceeds the reference voltage at the positive input terminal, the output of the comparator CP is inverted as shown in FIG. .

一方、放電ランプlaの寿命末期等の異常ランプ電圧の場合、最初は正常ランプと同様な動作を行うが、検出回路12が異常電圧を検出すると、図18(a)に示すように、検出回路12の出力がLとなり、コンデンサC5が放電され、基準電圧以下となると、コンパレータCPの出力はHとなり、パワーセーブ状態となる。しかし、パワーセーブ状態となることでランプ電圧が減少し、検出回路12の出力は再びHとなり、コンデンサC5が充電され、基準電圧を越えると、コンパレータCPの出力は反転し、50kHzの通常点灯となる。以降、抵抗R7とコンデンサC5の時定数をもって充放電の繰り返しにより、パワーセーブモードと通常点灯の明暗を繰り返す動作を行い、使用者に対して放電ランプlaが交換時期に来ていることを喚起する。   On the other hand, in the case of an abnormal lamp voltage such as the end of life of the discharge lamp la, first, the same operation as that of the normal lamp is performed. However, when the detection circuit 12 detects the abnormal voltage, as shown in FIG. When the output of 12 becomes L and the capacitor C5 is discharged and becomes equal to or lower than the reference voltage, the output of the comparator CP becomes H and the power saving state is entered. However, when the power saving state is entered, the lamp voltage decreases, the output of the detection circuit 12 becomes H again, the capacitor C5 is charged, and when the reference voltage is exceeded, the output of the comparator CP is inverted and the 50 kHz normal lighting is performed. Become. Thereafter, by repeating charging / discharging with the time constants of the resistor R7 and the capacitor C5, the operation of repeating the power saving mode and the normal lighting brightness is performed to alert the user that the discharge lamp la is about to be replaced. .

(従来例2)
また、図19に示すようなフィードバック回路を搭載した放電ランプ点灯装置(特開2001−267090号)が提案されている。20は直流電源、21はインバータ回路、22は共振負荷回路、23はフィードバック回路、24は誤差増幅器、25は発振回路、26は制御電源回路である。制御電源回路26は、降圧抵抗R11、平滑コンデンサC6、定電圧ダイオードZD1よりなり、直流電源20から制御電源電圧Vccを生成する。制御電源電圧Vccは集積回路よりなる発振回路25の駆動電源となると共に、フィードバック回路23における誤差増幅器24のオペアンプOP1の駆動電源となる。また、抵抗R12,R13により分圧されて、オペアンプOP1の非反転入力端子に基準電圧を供給する。
(Conventional example 2)
Further, a discharge lamp lighting device (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-267090) equipped with a feedback circuit as shown in FIG. 19 has been proposed. 20 is a DC power supply, 21 is an inverter circuit, 22 is a resonant load circuit, 23 is a feedback circuit, 24 is an error amplifier, 25 is an oscillation circuit, and 26 is a control power supply circuit. The control power supply circuit 26 includes a step-down resistor R11, a smoothing capacitor C6, and a constant voltage diode ZD1, and generates a control power supply voltage Vcc from the DC power supply 20. The control power supply voltage Vcc serves as a drive power supply for the oscillation circuit 25 formed of an integrated circuit, and serves as a drive power supply for the operational amplifier OP1 of the error amplifier 24 in the feedback circuit 23. Further, the voltage is divided by the resistors R12 and R13, and the reference voltage is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1.

共振負荷回路22の構成は従来例1と同じため、構成が異なるフィードバック回路23について説明する。フィードバック回路23は、放電ランプlaに流れる高周波電流を検出する検出抵抗R17と、この検出抵抗R17で検出された高周波電圧を積分する抵抗R16とコンデンサC7よりなる積分回路と、積分用のコンデンサC7を帰還インピーダンスとするオペアンプOP1を備えている。検出抵抗R17に生じた高周波電圧がフィードバック回路23の抵抗R16とコンデンサC7によって平均化され、その平均化された直流電圧が誤差増幅器24のオペアンプOP1の反転入力端子に印加される。   Since the configuration of the resonant load circuit 22 is the same as that of the conventional example 1, the feedback circuit 23 having a different configuration will be described. The feedback circuit 23 includes a detection resistor R17 that detects a high-frequency current flowing through the discharge lamp la, an integration circuit that includes a resistor R16 that integrates a high-frequency voltage detected by the detection resistor R17, and a capacitor C7, and a capacitor C7 for integration. An operational amplifier OP1 is provided as a feedback impedance. The high frequency voltage generated in the detection resistor R17 is averaged by the resistor R16 of the feedback circuit 23 and the capacitor C7, and the averaged DC voltage is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 of the error amplifier 24.

発振回路25の発振周波数は、本来はコンデンサC8と抵抗R15の時定数により設定されるが、オペアンプOP1の出力電圧が変化すると、ダイオードD2と抵抗R14を介して発振回路25から流出する電流が変化するので、発振回路25から見ると抵抗R15の抵抗値が可変制御されたのと等価であるため、発振周波数が可変制御されることになる。発振回路25の発振周波数は、抵抗R16とコンデンサC7の接続点の電圧、すなわち検出抵抗R17の端子間高周波電圧の平均値がオペアンプOP1の非反転入力端子の基準電圧と等しくなるように制御される。   The oscillation frequency of the oscillation circuit 25 is originally set by the time constant of the capacitor C8 and the resistor R15, but when the output voltage of the operational amplifier OP1 changes, the current flowing out of the oscillation circuit 25 via the diode D2 and the resistor R14 changes. Accordingly, when viewed from the oscillation circuit 25, the resistance value of the resistor R15 is equivalent to being variably controlled, and therefore the oscillation frequency is variably controlled. The oscillation frequency of the oscillation circuit 25 is controlled so that the voltage at the connection point of the resistor R16 and the capacitor C7, that is, the average value of the high-frequency voltage between the terminals of the detection resistor R17 is equal to the reference voltage of the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. .

放電ランプlaのランプ電力は検出抵抗R17に流れる高周波電流の平均値と直流電源20の直流電圧の積で表される。従って、直流電源20の電圧が一定であれば、検出抵抗R17を流れる高周波電流の平均値に比例する検出抵抗R17の端子間高周波電圧の平均値が基準電圧に等しくなるように制御されるため、放電ランプlaのランプ電圧が一定値を保とうとする。   The lamp power of the discharge lamp la is represented by the product of the average value of the high-frequency current flowing through the detection resistor R17 and the DC voltage of the DC power source 20. Therefore, if the voltage of the DC power supply 20 is constant, the average value of the inter-terminal high-frequency voltage of the detection resistor R17 that is proportional to the average value of the high-frequency current flowing through the detection resistor R17 is controlled to be equal to the reference voltage. The lamp voltage of the discharge lamp la tries to maintain a constant value.

特開平10−189278号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-189278 特開2001−267090号公報JP 2001-267090 A

ところが、従来例1のように、検出閾値が1個でランプ電圧の上昇を検出する検出回路12と、従来例2のように、フィードバック回路23を有する構成の点灯装置を組み合わせた場合、負荷短絡時に以下のような問題が生じる可能性がある。   However, when a detection circuit 12 that detects a rise in lamp voltage with a single detection threshold as in Conventional Example 1 and a lighting device having a feedback circuit 23 as in Conventional Example 2 are combined, a load short circuit occurs. Sometimes the following problems can occur:

負荷短絡時に、ランプ電圧及びランプ電力は低下する方向のため、ランプ電圧が所定電圧を超えず、従来例1のような検出回路にて異常電圧を検出することができない。このため、インバータ回路は動作を継続する。また、ランプ電力が低下することで従来例2のようなフィードバック回路が動作し、ランプ電力を一定に保とうとインバータ回路の発振周波数を下げて、LC共振カーブの共振点に近づく方向に動作する。その結果、共振回路に過大な電流が流れることとなり、最悪の場合、コイルの破壊に至る。破壊を防ぐためには、直流重畳特性が高い大型のコイルを選定する必要があり、スペース的、コスト的にも不利である。   Since the lamp voltage and the lamp power are reduced when the load is short-circuited, the lamp voltage does not exceed a predetermined voltage, and an abnormal voltage cannot be detected by the detection circuit as in Conventional Example 1. For this reason, the inverter circuit continues to operate. Further, when the lamp power is reduced, the feedback circuit as in Conventional Example 2 is operated, and in order to keep the lamp power constant, the oscillation frequency of the inverter circuit is lowered to operate in a direction approaching the resonance point of the LC resonance curve. As a result, an excessive current flows through the resonance circuit, and in the worst case, the coil is destroyed. In order to prevent destruction, it is necessary to select a large coil with high direct current superposition characteristics, which is disadvantageous in terms of space and cost.

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、寿命末期検出と負荷短絡検出を確実に実施し、共振回路へのストレスを抑制し安全性を向上させると共に、共振回路のコイルの小型化を図れる放電灯点灯装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to reliably carry out end-of-life detection and load short-circuit detection, suppress stress on the resonance circuit, improve safety, and improve the resonance circuit. An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of reducing the size of the coil.

請求項1の放電灯点灯装置は、上記の課題を解決するために、図1に示すように、直流電源(チョッパ部1)と、直流電源に接続された高周波でオンオフされるスイッチング素子Q1,Q2を用いて高周波電源を出力するインバータ回路2と、負荷である放電ランプlaを接続され、共振用のインダクタL1および共振用のコンデンサC3を有し、インバータ回路2から出力される高周波電源が印加される共振負荷回路5と、インバータ回路2に設けたスイッチング素子Q1,Q2をオンオフさせる駆動信号の動作周波数を設定し、インバータ起動直後の予熱、始動制御を行う駆動制御回路(制御部3とドライバ部4)と、放電ランプlaの点灯状態を検出して、駆動制御回路へフィードバックすることで駆動信号の動作周波数を可変するフィードバック制御回路(制御部3と電流検出抵抗R4)を備える放電灯点灯装置であって、放電ランプlaに印加される電圧を検出して検出信号を生成する検出回路(抵抗R1〜R3、ダイオードD1、コンデンサC4)と、検出信号を入力し第1の値Vref1を上回ることで異常判定する第1の判定部(コンパレータCP1)と、検出信号を入力し第1の値Vref1より小さい第2の値Vref2を下回ることで異常判定する第2の判定部(コンパレータCP2)と、インバータ起動直後から始動制御が終了するまでの任意時間は第1の判定部の判定結果を無効とするマスク部(ANDゲートG1)を有することを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problem, the discharge lamp lighting device according to claim 1 includes a DC power source (chopper unit 1) and a switching element Q1, which is turned on and off at a high frequency connected to the DC power source, as shown in FIG. An inverter circuit 2 that outputs a high-frequency power source using Q2 and a discharge lamp la that is a load are connected, a resonance inductor L1 and a resonance capacitor C3 are connected, and a high-frequency power source that is output from the inverter circuit 2 is applied Drive control circuit (control unit 3 and driver) for setting the operating frequency of the drive signal for turning on and off the resonant load circuit 5 and the switching elements Q1 and Q2 provided in the inverter circuit 2 and performing preheating and start control immediately after the inverter is started Part 4) and a state in which the operating state of the drive signal is varied by detecting the lighting state of the discharge lamp la and feeding back to the drive control circuit. A discharge lamp lighting device provided with a feedback control circuit (control unit 3 and current detection resistor R4), which detects a voltage applied to the discharge lamp la and generates a detection signal (resistors R1 to R3, diode D1) , Capacitor C4), a first determination unit (comparator CP1) for determining an abnormality by inputting a detection signal and exceeding the first value Vref1, and a second value smaller than the first value Vref1 by inputting the detection signal A second determination unit (comparator CP2) that determines an abnormality by falling below Vref2, and a mask unit (AND gate) that invalidates the determination result of the first determination unit for an arbitrary time from the start of the inverter to the end of start control G1).

請求項2の発明は、請求項1記載の放電灯点灯装置を器具筐体内に収納して成る照明器具である(図16)。   A second aspect of the present invention is a lighting fixture in which the discharge lamp lighting device according to the first aspect is housed in a fixture casing (FIG. 16).

本発明によれば、放電ランプの寿命末期時にランプ電圧が異常電圧となった場合には、第1の判定部によりインバータ回路を停止させて異常電圧を防止し、回路部品に印加されるストレスを抑制する効果がある。また、第1の判定部による異常検出結果を点灯モード時のみ有効となるように制御することで、始動時の高電圧印加による検出回路の誤動作を防止することができるといった効果がある。さらに、負荷短絡時にランプ電圧が低下した場合には、第2の判定部により、インバータ回路を停止させて過大な電流が共振回路に流れるのを防止し、回路部品に印加されるストレスを抑制する効果がある。   According to the present invention, when the lamp voltage becomes an abnormal voltage at the end of the life of the discharge lamp, the inverter circuit is stopped by the first determination unit to prevent the abnormal voltage and the stress applied to the circuit components is reduced. There is an inhibitory effect. Further, by controlling the abnormality detection result by the first determination unit to be effective only in the lighting mode, there is an effect that it is possible to prevent malfunction of the detection circuit due to high voltage application at the start. Further, when the lamp voltage is reduced when the load is short-circuited, the second determination unit stops the inverter circuit to prevent an excessive current from flowing to the resonance circuit, and suppresses the stress applied to the circuit components. effective.

本発明の実施形態1の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の一変形例の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the one modification of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の他の変形例の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the other modification of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態2の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態4の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態5の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態7の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 7 of the present invention. 本発明の実施形態8の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 8 of the present invention. 本発明の実施形態8の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施形態9の照明器具の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the lighting fixture of Embodiment 9 of this invention. 従来例1の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of Conventional Example 1. 従来例1の動作を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing the operation of Conventional Example 1. 従来例2の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of Conventional Example 2.

(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1の回路図である。商用交流電源ACは全波整流器DB1により全波整流され、その脈流出力電圧はチョッパ部1により平滑化された直流電圧に変換される。チョッパ部1としては一般的には昇圧型のものが使用されるが、これに限定されるものではない。チョッパ部1から出力される平滑化された直流電圧は、インバータ回路2により高周波電圧に変換されて、共振負荷回路5に供給される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of Embodiment 1 of the present invention. The commercial AC power supply AC is full-wave rectified by the full-wave rectifier DB1, and the pulsating output voltage is converted into a DC voltage smoothed by the chopper unit 1. As the chopper unit 1, a booster type is generally used, but is not limited to this. The smoothed DC voltage output from the chopper unit 1 is converted into a high frequency voltage by the inverter circuit 2 and supplied to the resonant load circuit 5.

インバータ回路2はMOSFETよりなるスイッチング素子Q1,Q2の直列回路を備え、ドライバ部4の出力によりスイッチング素子Q1,Q2が高周波で交互にオン駆動されるように動作する。スイッチング素子Q2のソース電流は電流検出抵抗R4により検出され、制御部3のフィードバック端子FBに帰還入力されている。制御部3は高周波の発振回路を内蔵しており、フィードバック端子FBに帰還入力される電流の平均値が一定化されるように、発振周波数を可変制御する。   The inverter circuit 2 includes a series circuit of switching elements Q1 and Q2 made of MOSFETs, and operates so that the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on at a high frequency by the output of the driver unit 4. The source current of the switching element Q2 is detected by the current detection resistor R4 and is fed back to the feedback terminal FB of the control unit 3. The control unit 3 incorporates a high-frequency oscillation circuit and variably controls the oscillation frequency so that the average value of the current fed back to the feedback terminal FB is constant.

共振負荷回路5は、インダクタL1とコンデンサC1〜C3及び放電ランプlaよりなる。点灯時の共振周波数はインバータ回路2の発振周波数よりも低くなるように設定され、発振周波数が低くなると出力が増加し、発振周波数が高くなると出力が減少する。   The resonant load circuit 5 includes an inductor L1, capacitors C1 to C3, and a discharge lamp la. The resonance frequency at the time of lighting is set to be lower than the oscillation frequency of the inverter circuit 2. The output increases when the oscillation frequency becomes low, and the output decreases when the oscillation frequency becomes high.

放電ランプlaの両端電圧は、異常検出回路6の抵抗R1,R2により分圧されて、電圧Vxとして検出される。電圧Vxのピーク値はダイオードD1を介してコンデンサC4と抵抗R3の並列回路に印加されて、コンパレータCP1の+入力端子、コンパレータCP2の−入力端子に検出電圧として入力される。コンパレータCP1の−入力端子には第1の基準電圧Vref1が印加されており、コンパレータCP2の+入力端子には第2の基準電圧Vref2が印加されている。第1の基準電圧Vref1と第2の基準電圧Vref2の関係は、Vref2<Vref1となっている。   The voltage across the discharge lamp la is divided by the resistors R1 and R2 of the abnormality detection circuit 6 and detected as a voltage Vx. The peak value of the voltage Vx is applied to the parallel circuit of the capacitor C4 and the resistor R3 via the diode D1, and is input as a detection voltage to the + input terminal of the comparator CP1 and the − input terminal of the comparator CP2. The first reference voltage Vref1 is applied to the negative input terminal of the comparator CP1, and the second reference voltage Vref2 is applied to the positive input terminal of the comparator CP2. The relationship between the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2 is Vref2 <Vref1.

コンパレータCP1の出力はANDゲートG1の一方の入力に接続されている。ANDゲートG1の他方の入力には、制御部3から出力されるモード信号aが入力されている。モード信号aはランプ状態が点灯モード時のみHレベル出力となる。ANDゲートG1の出力は、ORゲートG2の一方の入力に接続されている。ORゲートG2の他方の入力にはコンパレータCP2の出力が接続されている。   The output of the comparator CP1 is connected to one input of the AND gate G1. The mode signal a output from the control unit 3 is input to the other input of the AND gate G1. The mode signal a is H level output only when the lamp state is the lighting mode. The output of the AND gate G1 is connected to one input of the OR gate G2. The output of the comparator CP2 is connected to the other input of the OR gate G2.

ORゲートG2の出力は、制御部3に入力されている。ORゲートG2の出力の状態により制御部3は、インバータ回路2を動作および停止させる。実際の異常検出の流れを、図2のタイミングチャートで説明する。   The output of the OR gate G2 is input to the control unit 3. The control unit 3 operates and stops the inverter circuit 2 according to the output state of the OR gate G2. The actual abnormality detection flow will be described with reference to the timing chart of FIG.

図2(a)の寿命末期検出時について説明する。放電ランプlaの寿命末期時にランプ電圧が上昇し、t0でVref1<Vxとなると、コンパレータCP1の出力がLレベルからHレベルへと変化する。点灯中のモード信号aはHレベルのため、ANDゲートG1の出力はHレベルとなる。ANDゲートG1の出力がHレベル、コンパレータCP2の出力がLレベルとなり、ORゲートG2の出力はHレベルとなる。   A description will be given of the end of life detection in FIG. When the lamp voltage rises at the end of the life of the discharge lamp la and Vref1 <Vx at t0, the output of the comparator CP1 changes from L level to H level. Since the lit mode signal a is at the H level, the output of the AND gate G1 is at the H level. The output of the AND gate G1 becomes H level, the output of the comparator CP2 becomes L level, and the output of the OR gate G2 becomes H level.

制御部3は、ORゲートG2の出力がHレベルでは異常検出と認識し、ドライバ部4へインバータ回路2を停止する信号を送信し、インバータ回路2を停止する。ドライバ部4はインバータ回路2を停止させるとき、同時にチョッパ部1を停止させても良い。   The control unit 3 recognizes that the abnormality is detected when the output of the OR gate G2 is at the H level, transmits a signal for stopping the inverter circuit 2 to the driver unit 4, and stops the inverter circuit 2. When the driver unit 4 stops the inverter circuit 2, the chopper unit 1 may be stopped simultaneously.

図2(b)の負荷短絡検出時について説明する。絶縁劣化等で負荷インピーダンスが下がることによりランプ電圧が低下し、t1でVx<Vref2となると、コンパレータCP2の出力がLレベルからHレベルへと変化する。コンパレータCP1の出力はLレベルであるため、ANDゲートG1の出力はLレベルとなる。ANDゲートG1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がHレベルとなるから、ORゲートG2の出力はHレベルとなる。その後の動作は、上記寿命末期時の停止動作と同じである。   A description will be given of when a load short circuit is detected in FIG. When the load impedance decreases due to insulation degradation or the like, the lamp voltage decreases, and when Vx <Vref2 at t1, the output of the comparator CP2 changes from L level to H level. Since the output of the comparator CP1 is L level, the output of the AND gate G1 is L level. Since the output of the AND gate G1 is L level and the output of the comparator CP2 is H level, the output of the OR gate G2 is H level. The subsequent operation is the same as the stop operation at the end of the lifetime.

このように、異常検出回路6はランプ寿命末期時やランプ異常を検出するが、ANDゲートG1により、ランプ寿命末期検出は点灯モード時のみ有効となる。   As described above, the abnormality detection circuit 6 detects the end of the lamp life or the lamp abnormality, but the AND gate G1 enables the end of lamp life detection only in the lighting mode.

異常検出後の動作としては、図3や図4の動作も可能とする。図3の場合、発振周波数f1で点灯中に異常検出すると、インバータ回路2の発振周波数をf2まで上げ、インバータ回路2と共振負荷回路5の部品のストレスが抑制される周波数で動作を継続させる。   As the operation after the abnormality is detected, the operations shown in FIGS. 3 and 4 are also possible. In the case of FIG. 3, when an abnormality is detected during lighting at the oscillation frequency f1, the oscillation frequency of the inverter circuit 2 is increased to f2, and the operation is continued at a frequency at which the stress of the components of the inverter circuit 2 and the resonant load circuit 5 is suppressed.

図4の場合、発振周波数f1で点灯中に異常検出すると、インバータ回路2を発振周波数f3で数回間欠発振させたあと、停止させる。   In the case of FIG. 4, when an abnormality is detected during lighting at the oscillation frequency f1, the inverter circuit 2 is intermittently oscillated several times at the oscillation frequency f3 and then stopped.

上記をまとめると、ランプ電圧が上昇し、ある閾値を超えた際と、ランプ電圧が低下し、ある閾値を下回った際に、インバータ回路を停止する保護動作をする。   In summary, when the lamp voltage increases and exceeds a certain threshold value, and when the lamp voltage decreases and falls below a certain threshold value, a protective operation is performed to stop the inverter circuit.

例えば、ランプ寿命末期で高周波出力電圧が上昇した場合、インバータ回路を停止することで高電圧印加による部品破壊を防ぐ。検出は点灯時のみ有効とすることで、始動時に必要となる高電圧印加時に検出動作が誤動作するのを防止する。   For example, when the high-frequency output voltage rises at the end of the lamp life, the inverter circuit is stopped to prevent component destruction due to high voltage application. Detection is enabled only during lighting, so that the detection operation is prevented from malfunctioning when a high voltage required at start-up is applied.

また、負荷短絡により高周波出力電圧が極端に低下した場合、インバータ回路を停止することで、共振負荷回路の電流範囲を制限できるため、共振負荷回路のインダクタL1の直流重畳を低く設定することができ、コイルを小型化することが可能となる。これにより、コストダウン、実装スペースの確保が出来るといった効果がある。   In addition, when the high frequency output voltage is extremely reduced due to a load short circuit, the current range of the resonant load circuit can be limited by stopping the inverter circuit, so that the DC superimposition of the inductor L1 of the resonant load circuit can be set low. The coil can be downsized. As a result, there are effects that cost reduction and mounting space can be secured.

(実施形態2)
図5は本発明の実施形態2の回路図である。基本的な構成は実施形態1と同様である。実施形態1との差異はANDゲートG3とモード信号bである。ANDゲートG3の入力にコンパレータCP2の出力とモード信号bが入る。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a circuit diagram of Embodiment 2 of the present invention. The basic configuration is the same as that of the first embodiment. The difference from the first embodiment is the AND gate G3 and the mode signal b. The output of the comparator CP2 and the mode signal b are input to the input of the AND gate G3.

図6に本実施形態のタイミングチャートを示す。まず、図6(a)の正常時について説明する。商用交流電源ACのONにより、モード信号bはt2からt3までの一定時間、Hレベルが出力され、ANDゲートG3においてコンパレータCP2の出力が有効となる。   FIG. 6 shows a timing chart of the present embodiment. First, the normal state of FIG. When the commercial AC power supply AC is turned on, the mode signal b is output at the H level for a certain time from t2 to t3, and the output of the comparator CP2 becomes valid at the AND gate G3.

t2からt3までの期間中で正常時においては、Vref2<Vx<Vref1のため、コンパレータCP1およびCP2の出力はLレベルとなり、ANDゲートG1、ORゲートG2、ANDゲートG3の出力もLレベルとなる。これにより制御部3はインバータ回路2の周波数をf4→f5→f1と所定時間毎に変化させて、放電ランプlaを点灯する。点灯モードへの移行時に、モード信号aがHレベルとなるが、コンパレータCP1の出力がLレベルのままのため、ORゲートG2の出力がLレベルのままとなり、点灯動作が継続する。   In a normal state during the period from t2 to t3, since Vref2 <Vx <Vref1, the outputs of the comparators CP1 and CP2 are L level, and the outputs of the AND gate G1, the OR gate G2, and the AND gate G3 are also L level. . As a result, the control unit 3 changes the frequency of the inverter circuit 2 from f4 → f5 → f1 every predetermined time, and turns on the discharge lamp la. At the time of transition to the lighting mode, the mode signal a becomes H level, but since the output of the comparator CP1 remains at L level, the output of the OR gate G2 remains at L level and the lighting operation continues.

次に、図6(b)の負荷短絡検出時について説明する。商用交流電源ACのONにより、モード信号bはt2からt3までの一定時間、Hレベルが出力され、ANDゲートG3においてコンパレータCP2の出力が有効となる。負荷短絡検出時においてはVx<Vref2<Vref1となり、コンパレータCP1の出力はLレベル、コンパレータCP2の出力はHレベルとなる。t2からt3までの間、モード信号bがHレベルとなるため、ANDゲートG3の出力がHレベルとなる。ANDゲートG1の出力がLレベル、ANDゲートG3の出力がHレベルであるので、ORゲートG2の出力はHレベルとなる。ORゲートG2の出力がHレベルのため、制御部3は異常検出として認識し、ドライバ部4へインバータ回路2の停止信号を出し、インバータ回路2の停止状態を継続する。t3でモード信号bがLレベルとなるが、停止状態は商用交流電源ACのOFFまで継続する。   Next, a description will be given of when a load short circuit is detected in FIG. When the commercial AC power supply AC is turned on, the mode signal b is output at the H level for a certain time from t2 to t3, and the output of the comparator CP2 becomes valid at the AND gate G3. When a load short circuit is detected, Vx <Vref2 <Vref1, and the output of the comparator CP1 is L level and the output of the comparator CP2 is H level. Since the mode signal b is at H level from t2 to t3, the output of the AND gate G3 is at H level. Since the output of the AND gate G1 is L level and the output of the AND gate G3 is H level, the output of the OR gate G2 is H level. Since the output of the OR gate G2 is at the H level, the control unit 3 recognizes this as an abnormality detection, issues a stop signal for the inverter circuit 2 to the driver unit 4, and continues the stop state of the inverter circuit 2. Although the mode signal b becomes L level at t3, the stopped state continues until the commercial AC power supply AC is turned off.

例えば、施工時に組み付けミス等によりランプ線が地絡していた場合、電源ON直後に負荷短絡を検出し、インバータ回路2の動作を停止するため、負荷短絡状態で動作することを防ぎ、部品へのストレスを抑制することができる。また、電源ON時からの一定期間後、コンパレータCP2による異常検出結果を無効にすることで、通常動作時の誤検出を回避することができるといった効果がある。   For example, if the lamp wire has a ground fault due to an assembly error at the time of construction, the load short circuit is detected immediately after the power is turned on, and the operation of the inverter circuit 2 is stopped. Can suppress the stress. Also, there is an effect that erroneous detection during normal operation can be avoided by invalidating the abnormality detection result by the comparator CP2 after a certain period from when the power is turned on.

(実施形態3)
図7は本発明の実施形態3のタイミングチャートである。回路構成は実施形態2と同様である。実施形態2との差異はモード信号bである。モード信号bはある一定時間t6まではLレベルであり、ある一定時間t6を過ぎるとHレベルが出力される。ある一定時間t6までは連続点灯させても良いし、また、通常使用による電源ON/OFFの各状態も可能とする。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a timing chart of the third embodiment of the present invention. The circuit configuration is the same as in the second embodiment. The difference from the second embodiment is the mode signal b. The mode signal b is at the L level until a certain time t6, and the H level is output after the certain time t6. It may be continuously lit up to a certain time t6, and each power ON / OFF state by normal use is also possible.

まず、図7(a)の正常時について説明する。初回電源投入から、連続点灯または累積点灯の時間が一定時間t6を経過した後、モード信号bはLレベルからHレベルへと変化し、ANDゲートG3においてコンパレータCP2の出力が有効となる。正常時はVref2<Vx<Vref1のため、コンパレータCP1およびCP2の出力はLレベルとなり、各ゲートG1、G2、G3の出力もLレベルとなる。これにより、通常動作が継続される。   First, the normal state of FIG. After the time of continuous lighting or cumulative lighting after a certain time t6 has elapsed since the first power-on, the mode signal b changes from the L level to the H level, and the output of the comparator CP2 becomes valid at the AND gate G3. Since Vref2 <Vx <Vref1 at normal time, the outputs of the comparators CP1 and CP2 are L level, and the outputs of the gates G1, G2, and G3 are also L level. Thereby, normal operation is continued.

次に、図7(b)の負荷短絡検出時について説明する。初回電源投入から連続点灯または累積点灯の時間が一定時間t6を経過した後、モード信号bはLレベルからHレベルへと変化し、ANDゲートG3においてコンパレータCP2の出力が有効となる。絶縁劣化等により負荷インピーダンスが下がることによりランプ電圧が低下し、t7でVx<Vref2<Vref1となると、コンパレータCP1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がHレベルとなる。これにより、ANDゲートG1の出力がLレベル、ANDゲートG3の出力がHレベルとなり、ORゲートG2の出力がHレベルとなる。これにより、制御部3は異常検出として認識し、ドライバ部4へインバータ回路2の停止信号を出し、インバータ回路2を停止する。   Next, a description will be given of when a load short circuit is detected in FIG. After the time of continuous lighting or cumulative lighting after a certain time t6 has elapsed since the first power-on, the mode signal b changes from the L level to the H level, and the output of the comparator CP2 becomes valid at the AND gate G3. When the load impedance decreases due to insulation degradation or the like, the lamp voltage decreases and when Vx <Vref2 <Vref1 at t7, the output of the comparator CP1 becomes L level and the output of the comparator CP2 becomes H level. As a result, the output of the AND gate G1 becomes L level, the output of the AND gate G3 becomes H level, and the output of the OR gate G2 becomes H level. As a result, the control unit 3 recognizes that the abnormality has been detected, and issues a stop signal for the inverter circuit 2 to the driver unit 4 to stop the inverter circuit 2.

例えば、絶縁劣化等により使用開始からかなりの期間が過ぎてから負荷インピーダンスが下がることが考えられるが、使用開始から絶縁劣化が考えにくいある程度の期間(上述の一定時間t6)までは負荷短絡検出を無効にすることで、検出回路の誤動作による停止を回避することができる。言うまでもなく、実施形態2を併用することによって施工時の異常取り付けによる不安全モードを回避することができる。   For example, the load impedance may decrease after a considerable period of time has elapsed since the start of use due to insulation deterioration or the like, but load short-circuit detection is performed until a certain period of time during which insulation deterioration is unlikely to occur (the above-mentioned fixed time t6). By disabling it, it is possible to avoid a stop due to a malfunction of the detection circuit. Needless to say, by using Embodiment 2 together, an unsafe mode due to abnormal attachment during construction can be avoided.

本実施形態によれば、コンパレータCP2による異常検出結果を使用開始から一定期間が過ぎてから有効となるように制御することで、経年で発生する絶縁劣化による負荷短絡を検出することができ、インバータ回路を停止させて過大な電流が共振負荷回路に流れるのを防止し、回路部品に印加されるストレスを抑制する効果がある。また、使用開始から一定期間までの間、コンパレータCP2による異常検出結果を無効とすることで、絶縁劣化の考えにくい期間での誤検出を回避することができるといった効果がある。   According to the present embodiment, by controlling the abnormality detection result by the comparator CP2 so that it becomes effective after a certain period from the start of use, it is possible to detect a load short circuit due to insulation deterioration that occurs over time, and The circuit is stopped and an excessive current is prevented from flowing into the resonant load circuit, thereby suppressing the stress applied to the circuit components. Further, by invalidating the abnormality detection result by the comparator CP2 from the start of use to a certain period, there is an effect that it is possible to avoid erroneous detection in a period in which insulation deterioration is unlikely.

(実施形態4)
図8は本発明の実施形態4の動作説明図である。基本的な構成は実施形態1と同様である。実施形態1との差異はVref2である。Vref2は累積点灯時間の計時とともに電圧値が上昇していく。
(Embodiment 4)
FIG. 8 is an operation explanatory diagram of Embodiment 4 of the present invention. The basic configuration is the same as that of the first embodiment. The difference from the first embodiment is Vref2. The voltage value of Vref2 increases as the cumulative lighting time is measured.

図9に本実施形態のタイミングチャートを示す。絶縁劣化等により負荷インピーダンスが下がることによりランプ電圧が低下し、t8でVx<Vref2<Vref1となると、コンパレータCP1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がHレベルとなり、ORゲートG2の出力はHレベルとなる。制御部3は異常検出として認識し、ドライバ部4へインバータ回路2の停止信号を出し、インバータ回路2を停止する。   FIG. 9 shows a timing chart of the present embodiment. When the load voltage decreases due to insulation degradation or the like, the lamp voltage decreases, and when Vx <Vref2 <Vref1 at t8, the output of the comparator CP1 becomes L level, the output of the comparator CP2 becomes H level, and the output of the OR gate G2 becomes H level Become a level. The control unit 3 recognizes that the abnormality has been detected, and issues a stop signal for the inverter circuit 2 to the driver unit 4 to stop the inverter circuit 2.

これにより、時間が経過するにつれてコンパレータCP2による負荷短絡検出がかかりやすくなり、長期間使用時は絶縁劣化によるランプ電圧の低下が軽度でも早期に検出することが可能である。   As a result, the load short circuit is easily detected by the comparator CP2 as time elapses, and the lamp voltage drop due to insulation deterioration can be detected early even if it is mild during long-term use.

本実施形態によれば、コンパレータCP2による異常検出の感度を時間経過とともに上げて行くことで、長期間使用時は絶縁劣化によるランプ電圧の低下が軽度でも早期に検出することができ、インバータ回路を停止させて過大な電流が共振回路に流れるのを防止し、回路部品に印加されるストレスを経年とともに、より抑制する効果がある。   According to the present embodiment, by increasing the sensitivity of abnormality detection by the comparator CP2 over time, a lamp voltage drop due to insulation deterioration can be detected early even when used for a long time, and the inverter circuit can be This is effective to prevent the excessive current from flowing to the resonance circuit by stopping and to further suppress the stress applied to the circuit components with the passage of time.

(実施形態5)
図10は本発明の実施形態5の動作説明図である。基本的な構成は実施形態4と同様である。実施形態4との差異はVref1である。Vref1は累積点灯時間の計時とともに電圧値が低下していき、Vref2の電圧値は上昇していく。
(Embodiment 5)
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of Embodiment 5 of the present invention. The basic configuration is the same as that of the fourth embodiment. The difference from the fourth embodiment is Vref1. The voltage value of Vref1 decreases as the cumulative lighting time is measured, and the voltage value of Vref2 increases.

図11に本実施形態のタイミングチャートを示す。(a)の寿命末期検出時について説明する。ランプ寿命末期によりランプ電圧が上昇し、t9でVref2<Vref1<Vxとなると、コンパレータCP1の出力がHレベル、コンパレータCP2の出力がLレベルとなり、ORゲートG2の出力がHレベルとなる。制御部3は異常検出として認識し、ドライバ部4へインバータ回路2の停止信号を出し、インバータ回路2を停止する。(b)の負荷短絡時は、実施形態4と同じ動作のため、説明を省略する。   FIG. 11 shows a timing chart of the present embodiment. A description will be given of (a) when the end of life is detected. When the lamp voltage rises at the end of the lamp life and Vref2 <Vref1 <Vx at t9, the output of the comparator CP1 becomes H level, the output of the comparator CP2 becomes L level, and the output of the OR gate G2 becomes H level. The control unit 3 recognizes that the abnormality has been detected, and issues a stop signal for the inverter circuit 2 to the driver unit 4 to stop the inverter circuit 2. Since the same operation as that of the fourth embodiment is performed when the load is short-circuited in FIG.

これにより、時間が経過するにつれてコンパレータCP1の寿命末期検出、コンパレータCP2の負荷短絡検出の両方がかかりやすくなり、長期間使用後は寿命末期、絶縁劣化が軽度でも早期に検出することが可能である。   As a result, both the end-of-life detection of the comparator CP1 and the load short-circuit detection of the comparator CP2 are likely to be applied as time elapses, and after the long-term use, it is possible to detect the end-of-life and early insulation even if the insulation deterioration is slight. .

本実施形態によれば、コンパレータCP1とCP2の検出感度を時間経過とともに上げていくことで、長期間使用時はランプ寿命末期時のランプ電圧の上昇または絶縁劣化によるランプ電圧の低下が軽度でも早期に検出することができ、インバータ回路を停止させて過大な電流が共振回路に流れるのを防止し、回路部品に印加されるストレスを経年とともに、より抑制する効果がある。   According to the present embodiment, by increasing the detection sensitivity of the comparators CP1 and CP2 over time, an increase in the lamp voltage at the end of the lamp life or a decrease in the lamp voltage due to insulation deterioration is early even if it is mild during long-term use. It is possible to detect the current, and the inverter circuit is stopped to prevent an excessive current from flowing to the resonance circuit, and the stress applied to the circuit components can be further suppressed with aging.

(実施形態6)
図12は本発明の実施形態6のタイミングチャートである。基本的な構成は実施形態3と同様である。実施形態3との差異はモード信号bである。本実施形態では、図12(b)に示すように、点灯モード移行後の一定期間(例えば200ms)はモード信号bがLレベルとなる。
(Embodiment 6)
FIG. 12 is a timing chart according to the sixth embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the third embodiment. The difference from the third embodiment is the mode signal b. In the present embodiment, as shown in FIG. 12B, the mode signal b is at the L level for a certain period (for example, 200 ms) after shifting to the lighting mode.

まず、図12(a)の点灯移行後の検出マスクがない時について説明する。t2で商用交流電源ACがONとなり、インバータ回路2の発振周波数がf4(予熱周波数)→f5(始動周波数)→f1(点灯周波数)と遷移するが、点灯直後はランプlaのインピーダンスが始動時に比べて極端に低くなる。t11で点灯移行時に急激にランプインピーダンスが低下した場合、t12でVx<Vref2<Vref1となると、コンパレータCP1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がHレベルとなる。これにより、ANDゲートG1の出力がLレベル、ANDゲートG3の出力がHレベルとなり、ORゲートG2の出力がHレベルとなる。制御部3は異常検出として認識し、ドライバ部4へインバータ回路2の停止信号を出し、インバータ回路2を停止する。インバータ回路2の停止により放電ランプlaが消灯することでランプインピーダンスが再び高くなる。   First, a case where there is no detection mask after the transition to lighting in FIG. The commercial AC power supply AC is turned on at t2, and the oscillation frequency of the inverter circuit 2 changes from f4 (preheating frequency) → f5 (starting frequency) → f1 (lighting frequency). And extremely low. If the lamp impedance rapidly decreases at the time of transition to lighting at t11, when Vx <Vref2 <Vref1 at t12, the output of the comparator CP1 becomes L level and the output of the comparator CP2 becomes H level. As a result, the output of the AND gate G1 becomes L level, the output of the AND gate G3 becomes H level, and the output of the OR gate G2 becomes H level. The control unit 3 recognizes that the abnormality has been detected, and issues a stop signal for the inverter circuit 2 to the driver unit 4 to stop the inverter circuit 2. When the inverter circuit 2 is stopped, the discharge lamp la is extinguished so that the lamp impedance is increased again.

これにより、t13でVref2<Vx<Vref1となると、コンパレータCP1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がLレベルとなり、ANDゲートG1の出力はLレベル、ANDゲートG3の出力はLレベルとなり、ORゲートG2の出力はLレベルとなる。制御部3はドライバ部4へインバータ回路2の動作信号を出し、インバータ回路2を再び動作させる。   Thus, when Vref2 <Vx <Vref1 at t13, the output of the comparator CP1 becomes L level, the output of the comparator CP2 becomes L level, the output of the AND gate G1 becomes L level, the output of the AND gate G3 becomes L level, and OR The output of the gate G2 becomes L level. The control unit 3 issues an operation signal for the inverter circuit 2 to the driver unit 4 to operate the inverter circuit 2 again.

次に、図12(b)の点灯モード移行後の検出マスクがある時について説明する。始動から点灯モードへ移行時、t11からt14の期間、モード信号bをLレベルとし、ANDゲートG3でコンパレータCP2の検出結果を無効にする。   Next, a case where there is a detection mask after the transition to the lighting mode in FIG. During the transition from the start to the lighting mode, the mode signal b is set to L level during the period from t11 to t14, and the detection result of the comparator CP2 is invalidated by the AND gate G3.

t11で点灯モード移行時に一旦急激にランプインピーダンスが低下するが、時間とともに安定する。   At the time of transition to the lighting mode at t11, the lamp impedance once suddenly decreases but stabilizes with time.

t12からt13の間、Vx<Vref2<Vref1となり、コンパレータCP1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がHレベルとなる。この間、モード信号bがLレベルのため、ANDゲートG1の出力がLレベル、ANDゲートG3の出力がLレベルとなり、ORゲートG2の出力はLレベルとなる。   Between t12 and t13, Vx <Vref2 <Vref1, and the output of the comparator CP1 is L level and the output of the comparator CP2 is H level. During this time, since the mode signal b is L level, the output of the AND gate G1 is L level, the output of the AND gate G3 is L level, and the output of the OR gate G2 is L level.

t13で、Vref2<Vx<Vref1となり、t14でモード信号bがLレベルからHレベルへと変化すると、コンパレータCP1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がLレベルとなり、ANDゲートG1の出力がLレベル、ANDゲートG3の出力がLレベルとなり、ORゲートG2の出力がLレベルとなる。   At t13, Vref2 <Vx <Vref1, and when the mode signal b changes from L level to H level at t14, the output of the comparator CP1 becomes L level, the output of the comparator CP2 becomes L level, and the output of the AND gate G1 becomes L level. The output of the AND gate G3 becomes L level, and the output of the OR gate G2 becomes L level.

したがって、制御部3は点灯動作を継続する。これにより、点灯モード移行時にランプインピーダンスが急激に下がっても、負荷短絡検出が誤動作することなく、点灯動作を継続することができる。点灯モード移行後の検出マスクが終了した後、検出閾値Vref2は実施形態4、実施形態5に示すように動作させても良い。   Therefore, the control unit 3 continues the lighting operation. As a result, even if the lamp impedance rapidly decreases at the time of transition to the lighting mode, the lighting operation can be continued without malfunctioning the load short circuit detection. After the detection mask after the transition to the lighting mode is completed, the detection threshold Vref2 may be operated as shown in the fourth and fifth embodiments.

本実施形態によれば、コンパレータCP2による異常検出結果を始動から点灯モード移行時の一定期間のみ無効となるように制御することで、点灯モード移行時にランプインピーダンスが急激に下がっても、負荷短絡として誤検出することを回避できるといった効果がある。   According to the present embodiment, by controlling the abnormality detection result by the comparator CP2 to be invalid only for a certain period from the start to the lighting mode transition, even if the lamp impedance suddenly decreases during the lighting mode transition, There is an effect that false detection can be avoided.

(実施形態7)
図13は本発明の実施形態7の回路図である。基本的な構成は実施形態1〜6と同様である。実施形態1〜6との差異はマイコン7である。マイコン7のソフトウェア制御により実施形態1〜6の検出動作を行う。具体的には検出電圧をA/D変換して、基準電圧Vref1、Vref2に相当する閾値と比較すれば良い。検出動作の具体的内容については、実施形態1〜6と同様のため、説明を省略する。後述の実施形態8についてもマイコン7のソフトウェア制御により実現しても良い。
(Embodiment 7)
FIG. 13 is a circuit diagram of Embodiment 7 of the present invention. The basic configuration is the same as in the first to sixth embodiments. The difference from the first to sixth embodiments is the microcomputer 7. The detection operation of the first to sixth embodiments is performed by software control of the microcomputer 7. Specifically, the detection voltage may be A / D converted and compared with thresholds corresponding to the reference voltages Vref1 and Vref2. The specific contents of the detection operation are the same as in the first to sixth embodiments, and thus the description thereof is omitted. The eighth embodiment described later may also be realized by software control of the microcomputer 7.

本実施形態によれば、第1の判定部および第2の判定部をマイコンで実現することにより、部品点数を削減でき、コストダウン、実装スペースの確保ができるといった効果がある。   According to the present embodiment, by realizing the first determination unit and the second determination unit with a microcomputer, it is possible to reduce the number of parts, reduce costs, and secure mounting space.

(実施形態8)
図14は本発明の実施形態8の回路図である。基本的な構成は実施形態6と同様である。実施形態6との差異は抵抗R5である。
(Embodiment 8)
FIG. 14 is a circuit diagram of Embodiment 8 of the present invention. The basic configuration is the same as that of the sixth embodiment. The difference from the sixth embodiment is the resistance R5.

図15に本実施形態のタイミングチャートを示す。図15(a)の有負荷時について説明する。予熱と始動期間のt15からt17の期間、モード信号aをLレベルとし、ANDゲートG1でコンパレータCP1の検出結果を無効にする。   FIG. 15 shows a timing chart of the present embodiment. A description will be given of a load state in FIG. During the preheating and starting period t15 to t17, the mode signal a is set to L level, and the detection result of the comparator CP1 is invalidated by the AND gate G1.

インバータ回路2が発振開始するt15からモード信号bをLレベルからHレベルへと変化し、ANDゲートG3でコンパレータCP2の検出結果を有効にする。   The mode signal b changes from L level to H level from t15 when the inverter circuit 2 starts oscillating, and the detection result of the comparator CP2 is validated by the AND gate G3.

制御部3は、電源ONからインバータ回路2の発振開始までの期間にORゲートG2の出力がHレベルであれば有負荷状態と認識し、インバータ回路2の発振中にORゲートG2の出力がHレベルであれば、異常検出としてインバータ回路2を停止するという2つの機能を有するものとする。   If the output of the OR gate G2 is H level during the period from the power ON to the start of oscillation of the inverter circuit 2, the control unit 3 recognizes that the load is in a loaded state, and the output of the OR gate G2 is H during the oscillation of the inverter circuit 2. If it is a level, it shall have two functions of stopping the inverter circuit 2 as abnormality detection.

t2で商用交流電源ACがONしてからt15までの間、直流電圧VAが抵抗R5、放電ランプlaのフィラメント、抵抗R1とR2で分圧された電圧VxがコンパレータCP1,CP2に入力される。   During the period from the commercial AC power supply AC is turned on at t2 to t15, the DC voltage VA is input to the resistors R5, the filament of the discharge lamp la, and the voltage Vx divided by the resistors R1 and R2 to the comparators CP1 and CP2.

t2からt15までの間、Vref2<Vref1<Vxとなり、コンパレータCP1の出力がHレベル、コンパレータCP2の出力がLレベルとなる。これによりANDゲートG1の出力がHレベル、ANDゲートG3の出力がLレベルとなり、ORゲートG2の出力がHレベルとなる。   From t2 to t15, Vref2 <Vref1 <Vx, and the output of the comparator CP1 is H level and the output of the comparator CP2 is L level. As a result, the output of the AND gate G1 becomes H level, the output of the AND gate G3 becomes L level, and the output of the OR gate G2 becomes H level.

この期間、制御部3は電源ONからインバータ回路2の発振前の期間に、ORゲートG2の出力がHレベルであることを認識するため、有負荷状態と判断する。これにより制御部3はインバータ回路2の発振周波数をf4→f5→f1と一定時間毎に変化させ、放電ランプlaを点灯する。   During this period, the control unit 3 recognizes that the output of the OR gate G2 is at the H level during a period before the oscillation of the inverter circuit 2 from the power ON, and therefore determines that the load is in a load state. As a result, the control unit 3 changes the oscillation frequency of the inverter circuit 2 from f4 → f5 → f1 at regular intervals, and turns on the discharge lamp la.

t16からt17までの始動期間では、Vref2<Vref1<Vxとなり、コンパレータCP1の出力がHレベル、コンパレータCP2の出力がLレベルとなるが、始動期間中はモード信号aがLレベルのため、ANDゲートG1の出力がLレベル、ANDゲートG3の出力がLレベルとなり、ORゲートG2の出力がLレベルとなり、誤検出しない。   In the start-up period from t16 to t17, Vref2 <Vref1 <Vx and the output of the comparator CP1 is H level and the output of the comparator CP2 is L level. However, since the mode signal a is L level during the start-up period, the AND gate The output of G1 is at L level, the output of AND gate G3 is at L level, the output of OR gate G2 is at L level, and no erroneous detection occurs.

次に、図15(b)の無負荷時について説明する。t2で商用交流電源ACがONしてからt15までの間、放電ランプlaのフィラメント抵抗が無いため、直流電圧VAが抵抗R1、R2に印加されないため、Vx=0Vとなる。これにより、Vx<Vref2<Vref1となり、コンパレータCP1の出力がLレベル、コンパレータCP2の出力がHレベルとなる。この間、モード信号bはLレベルのため、ANDゲートG1の出力がLレベル、ANDゲートG3の出力がLレベルとなり、ORゲートG2の出力がLレベルとなる。   Next, the no-load state in FIG. 15B will be described. Since the filament resistance of the discharge lamp la does not exist from t1 until the commercial AC power supply AC is turned on, the DC voltage VA is not applied to the resistors R1 and R2, and therefore Vx = 0V. As a result, Vx <Vref2 <Vref1, and the output of the comparator CP1 becomes L level and the output of the comparator CP2 becomes H level. During this time, since the mode signal b is L level, the output of the AND gate G1 is L level, the output of the AND gate G3 is L level, and the output of the OR gate G2 is L level.

この期間、制御部3は電源ONからインバータ回路2の発振前の期間に、ORゲートG2の出力がLレベルであることを認識するため、無負荷状態と判断する。これにより制御部3は、ドライバ部4へインバータ回路2の停止信号を出し、インバータ回路2の停止を継続する。   During this period, the control unit 3 recognizes that the output of the OR gate G2 is at the L level during the period before the oscillation of the inverter circuit 2 from the time when the power is turned on, and therefore determines that there is no load. As a result, the control unit 3 issues a stop signal for the inverter circuit 2 to the driver unit 4 and continues to stop the inverter circuit 2.

以上の動作により、異常検出用のコンパレータを利用して、負荷の有無について検出が可能となる。   With the above operation, it is possible to detect the presence or absence of a load by using an abnormality detection comparator.

本実施形態によれば、直流電圧をランプのフィラメントを介して抵抗分圧することにより、コンパレータCP1とCP2に検出信号を供給することで、電源ONからインバータ発振開始までの間に、負荷の有無を検出することができるといった効果がある。   According to the present embodiment, the presence / absence of a load is determined between the time the power is turned on and the start of inverter oscillation by supplying a detection signal to the comparators CP1 and CP2 by resistance-dividing the DC voltage through the lamp filament. There is an effect that it can be detected.

(実施形態9)
図16は本発明の実施形態9に係る照明器具の外観の一例を示す斜視図である。照明器具30は、実施形態1〜8のいずれかの放電灯点灯装置を収容する筐体31と、放電ランプlaを放電灯点灯装置に接続するためのソケット32とを備えている。なお、図16に例示したような1台の照明器具として用いる他、複数台の照明器具の点滅や調光を制御する照明システムとして構成しても良い。
(Embodiment 9)
FIG. 16 is a perspective view showing an example of the appearance of a lighting fixture according to Embodiment 9 of the present invention. The lighting fixture 30 includes a housing 31 that houses any of the discharge lamp lighting devices according to the first to eighth embodiments, and a socket 32 for connecting the discharge lamp la to the discharge lamp lighting device. In addition to being used as a single lighting fixture as illustrated in FIG. 16, it may be configured as a lighting system that controls blinking and dimming of a plurality of lighting fixtures.

照明器具に用いられる放電ランプは、放電管の形状が直管型、環型、屈曲型のいずれかである蛍光ランプが一般的であるが、これらに限定されるものではない。   A discharge lamp used in a lighting fixture is generally a fluorescent lamp whose discharge tube has a straight tube shape, a ring shape, or a bent shape, but is not limited thereto.

5 共振負荷回路
6 異常検出回路
CP1 コンパレータ(第1の判定部)
CP2 コンパレータ(第2の判定部)
G1 ANDゲート(マスク部)
la 放電ランプ
5 Resonant load circuit 6 Abnormality detection circuit CP1 Comparator (first determination unit)
CP2 comparator (second determination unit)
G1 AND gate (mask part)
la Discharge lamp

Claims (2)

直流電源と、
直流電源に接続された高周波でオンオフされるスイッチング素子を用いて高周波電源を出力するインバータ回路と、
負荷である放電ランプを接続され、共振用のインダクタおよび共振用のコンデンサを有し、インバータ回路から出力される高周波電源が印加される共振負荷回路と、
インバータ回路に設けたスイッチング素子をオンオフさせる駆動信号の動作周波数を設定し、インバータ起動直後の予熱、始動制御を行う駆動制御回路と、
放電ランプの点灯状態を検出して、駆動制御回路へフィードバックすることで駆動信号の動作周波数を可変するフィードバック制御回路を備える放電灯点灯装置であって、
放電ランプに印加される電圧を検出して検出信号を生成する検出回路と、
検出信号を入力し第1の値を上回ることで異常判定する第1の判定部と、
検出信号を入力し第1の値より小さい第2の値を下回ることで異常判定する第2の判定部と、
インバータ起動直後から始動制御が終了するまでの任意時間は第1の判定部の判定結果を無効とするマスク部を有することを特徴とする放電灯点灯装置。
DC power supply,
An inverter circuit that outputs a high-frequency power source using a switching element connected to a DC power source and turned on and off at a high frequency;
A resonant load circuit connected to a discharge lamp as a load, having a resonant inductor and a resonant capacitor, to which a high-frequency power output from an inverter circuit is applied;
A drive control circuit that sets an operating frequency of a drive signal for turning on and off a switching element provided in the inverter circuit, performs preheating immediately after the inverter starts, and start control;
A discharge lamp lighting device including a feedback control circuit that detects a lighting state of a discharge lamp and varies an operating frequency of a drive signal by feeding back to the drive control circuit,
A detection circuit that detects a voltage applied to the discharge lamp and generates a detection signal;
A first determination unit that inputs a detection signal and determines an abnormality by exceeding the first value;
A second determination unit that inputs a detection signal and determines abnormality by falling below a second value smaller than the first value;
A discharge lamp lighting device comprising: a mask unit that invalidates a determination result of the first determination unit for an arbitrary period of time from the start of the inverter to the end of the start control.
請求項1記載の放電灯点灯装置を器具筐体内に収納して成る照明器具。 A lighting fixture comprising the discharge lamp lighting device according to claim 1 housed in a fixture housing.
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