JP2617459B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JP2617459B2
JP2617459B2 JP62006483A JP648387A JP2617459B2 JP 2617459 B2 JP2617459 B2 JP 2617459B2 JP 62006483 A JP62006483 A JP 62006483A JP 648387 A JP648387 A JP 648387A JP 2617459 B2 JP2617459 B2 JP 2617459B2
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博之 西野
雅人 大西
啓泰 竹内
一行 松川
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【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、発振周波数が可変のインバータ回路を用い
て放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp using an inverter circuit whose oscillation frequency is variable.

(背景技術) 第5図はインバータ回路を用いた放電灯点灯装置の基
本構成を示す回路図である。直流電源Eの両端には、ス
イッチング素子Q1,Q2の直列回路と、コンデンサC1,C1
の直列回路とが並列的に接続されている。スイッチング
素子Q1,Q2にはダイオードD1,D2が夫々逆並列に接続され
ている。スイッチング素子Q1,Q2の接続点と、コンデン
サC1,C1′の接続点との間には、負荷回路が接続されて
いる。負荷回路としては、非電源側に予熱用のコンデン
サC2を並列接続された放電灯lとインダクタンスLの直
列回路が接続されており、この負荷回路は一般に誘導性
リアクタンスを呈するように設計されている。放電灯l
の非電源側に接続されたコンデンサC2とインダクタンス
LとはLC共振回路を構成し、この共振回路を利用して放
電灯lの両端に高電圧を発生させ、放電灯lを始動及び
点灯維持させているものである。
(Background Art) FIG. 5 is a circuit diagram showing a basic configuration of a discharge lamp lighting device using an inverter circuit. At both ends of the DC power supply E, a series circuit of switching elements Q 1 and Q 2 and capacitors C 1 and C 1
Are connected in parallel. Diodes D 1 and D 2 are connected in anti-parallel to switching elements Q 1 and Q 2 , respectively. A load circuit is connected between a connection point between the switching elements Q 1 and Q 2 and a connection point between the capacitors C 1 and C 1 ′. The load circuit, the capacitor C 2 for preheating the non-power supply side is connected to the series circuit of the parallel connected discharge lamp l and the inductance L, the load circuit is generally designed to exhibit an inductive reactance I have. Discharge lamp l
The capacitor C 2 and the inductance L connected to the non-power supply side of an LC resonant circuit, to generate a high voltage across the discharge lamp l by utilizing the resonance circuit, starting and sustaining a discharge lamp l It is what is being done.

従来、放電灯を点灯させる場合に、放電灯の寿命を長
くするという理由で、両極のフィラメントを十分に予熱
させてから高電圧を印加して点灯させる方法が広く用い
られている。この従来例にあっては、第6図(a)に示
すように、予熱時間t1の間は周波数f1でインバータ回路
を発振させてコンデンサC2の両端電圧Vc2を点灯電圧以
下に下げて放電灯lのフィラメントを十分に予熱し、予
熱時間t1の経過後は周波数f2でインバータ回路を発振さ
せて、コンデンサC2の両端電圧Vc2を点灯電圧よりも高
くして、放電灯lを始動させるようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a discharge lamp is turned on, a method of applying a high voltage and then turning on the filament after sufficiently heating the bipolar filament has been widely used because the life of the discharge lamp is extended. In the conventional example, as shown in FIG. 6 (a), during the preheating time t 1 is oscillating the inverter circuit lowered below the lighting voltage across the voltage Vc 2 of the capacitor C 2 at the frequency f 1 Te sufficiently preheated filament of the lamp l release, after a preheating time t 1 is to oscillate the inverter circuit at the frequency f 2, and higher than the operating voltage of the voltage across Vc 2 of the capacitor C 2, the discharge lamp 1 is started.

第6図(b)はコンデンサC2に流れる電流Ic2を示し
ており、同図(c)は放電灯lに流れる電流Ilを示して
いる。同図(d)は予熱時間t1においてスイッチング素
子に流れる電流波形を示しており、同図(e)は高電圧
をかけてから放電灯lが点灯するまでの時間t2において
スイッチング素子に流れる電流波形を示している。さら
に、同図(f)は、放電灯lが点灯した後にスイッチン
グ素子に流れる電流波形を示している。同図(g)は、
コンデンサC2の両端に生じる電圧Vc2と発振周波数fと
の関係を示している。
Figure 6 (b) shows the current Ic 2 flowing through the capacitor C 2, the (c) shows the current Il flowing through the discharge lamp l. FIG (d) shows a current waveform flowing through the switching element in the preheating time t 1, FIG. (E) is flowing through the switching element at the time t 2 to the discharge lamp l is lit by applying a high voltage 4 shows a current waveform. FIG. 3F shows a current waveform flowing through the switching element after the discharge lamp 1 is turned on. FIG.
3 shows the relationship between the voltage Vc 2 generated at both ends of the capacitor C 2 and the oscillation frequency f.

第6図(a)に示すように、予熱時間t1の経過後に
は、周波数をf1からf2に変化させる。このときコンデン
サC2に高電圧を発生させるために、発振周波数f2をイン
ダクタンスLとコンデンサC2の固有振動周波数f0よりも
低く設定することが多い。また、点灯した時に、所定の
放電灯電流を得るためには、f2<f0になってしまうこと
がほとんどである。この場合に、周波数を切り替えてか
ら放電灯lが点灯するまでの間に、短い時間t2ではある
が、同図(e)に示すような進相電流がスイッチング素
子に流れて、同時オン状態のサージ電流が流れる。特に
電源電圧Eが低い場合においては、電流の実効値も大き
く、サージ電流も大きくなり、スイッチング素子のASO
領域(安全動作領域)を越えるというような問題があ
る。
As shown in FIG. 6 (a), and after elapse of the preheating time t 1, changing the frequency from f 1 to f 2. In this case in order to generate a high voltage to the capacitor C 2, it is often lower than the natural vibration frequency f 0 of the oscillation frequency f 2 the inductance L and the capacitor C 2. In addition, in order to obtain a predetermined discharge lamp current at the time of lighting, f 2 <f 0 is almost always satisfied. In this case, during a period from switching the frequency to the discharge lamp l is lit, the shorter the time t 2 the case, the leading phase current as shown in FIG. (E) flows through the switching element, the simultaneous ON state Surge current flows. Particularly when the power supply voltage E is low, the effective value of the current is large, the surge current is also large, and the ASO
There is a problem such as exceeding the area (safe operation area).

他の従来例として、第7図に示すようなソフトスター
ト的な点灯方式も提案されている。この場合の回路構成
については、第5図の回路と同じとする。第7図(a)
は発振周波数fの時間的な変化を示すものであり、時間
の経過とともに周波数を徐々に下げ、点灯時に所定の電
流が得られる周波数f2まで変化させる制御方式である。
この場合において、コンデンサC2に流れる電流Ic2と放
電灯lに流れる電流Ilの時間的な変化を第7図(c),
(d)に示す。
As another conventional example, a lighting method like a soft start as shown in FIG. 7 has also been proposed. The circuit configuration in this case is the same as the circuit in FIG. FIG. 7 (a)
The oscillation frequency f is indicative of the temporal change of gradually lowering the frequency over time, a control system for changing up to a frequency f 2 which is obtained a predetermined current during lighting.
In this case, the temporal changes of the current Ic 2 flowing through the capacitor C 2 and the current Il flowing through the discharge lamp 1 are shown in FIG.
(D).

この従来例の場合、第7図(b)に示す共振特性曲線
から分かるように、発振周波数fを周波数f1から徐々に
下げて周波数f2に至るまでの間に、必ず共振点f0を通る
ので、放電灯lはスイッチング素子の電流が遅相モード
の状態で十分な高電圧を印加されて点灯することにな
り、第6図に示す制御方式のように、進相モードで放電
灯が点灯するということはなくなる。
In this prior art example, as can be seen from the resonance characteristic curve shown in FIG. 7 (b), during the oscillation frequency f up to the frequency f 2 is gradually lowered from the frequency f 1, always a resonance point f 0 Therefore, the discharge lamp 1 is turned on by applying a sufficiently high voltage in a state where the current of the switching element is in the slow mode, and the discharge lamp 1 is operated in the fast mode as in the control method shown in FIG. It will not light up.

しかしながら、この場合、周波数の高いところから周
波数を徐々に下げるために、予熱時間(電源投入後、放
電灯lが点灯するまでの時間が予熱時間となる)の大半
で予熱電流が得られなくなり、放電灯寿命に問題が生ず
る。
However, in this case, in order to gradually lower the frequency from a high frequency, a preheating current cannot be obtained in most of the preheating time (the time from when the power is turned on until the discharge lamp l is turned on). A problem arises with the life of the discharge lamp.

(発明の目的) 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、予熱時間中には十分な予
熱電流を得られるようにすると共に、始動時にはインバ
ータ回路のスイッチング素子に大きなストレスが加わら
ないようにした放電灯点灯装置を提供するにある。
(Objects of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to enable a sufficient preheating current to be obtained during a preheating time and to provide an inverter circuit at the time of starting. Another object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device in which a large stress is not applied to the switching element.

(発明の開示) 本発明に係る放電灯点灯装置にあっては、上記の目的
を達成するために、共振用インダクタと共振用コンデン
サとからなる直列共振回路と、この共振用コンデンサと
並列的に接続される放電灯とからなる負荷回路を含み、
発振周波数が可変のインバータ回路の発振出力にて放電
灯を点灯させる放電灯点灯装置において、インバータ回
路を放電灯の予熱時に前記負荷回路の固有振動周波数よ
り高い所定の周波数で一定時間発振させた後、時間の経
過と共に発振周波数を前記負荷回路の固有振動周波数よ
り高く、且つ予熱周波数より低い範囲で滑らかに低い方
向に変化させて始動させると共に、遅相電流が流れる範
囲の点灯周波数まで滑らかに変化させる周波数制御部を
設けて成るものである。
(Disclosure of the Invention) In the discharge lamp lighting device according to the present invention, in order to achieve the above object, a series resonance circuit including a resonance inductor and a resonance capacitor is provided in parallel with the resonance capacitor. Including a load circuit consisting of a connected discharge lamp,
In a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp with an oscillation output of an inverter circuit having a variable oscillation frequency, after oscillating the inverter circuit at a predetermined frequency higher than the natural oscillation frequency of the load circuit for a predetermined time during preheating of the discharge lamp, With the passage of time, the oscillation frequency is higher than the natural oscillation frequency of the load circuit, and is smoothly changed to a lower direction in a range lower than the preheating frequency to start, and smoothly changes to a lighting frequency in a range in which the slow current flows. This is provided with a frequency control unit for performing the control.

第1図(a)は、本発明における発振周波数fの時間
的変化とコンデンサの両端電圧Vc2との関係を示してい
る。この場合の回路構成については、第5図の回路と同
じとする。発振周波数fは、予熱時間t1の間は周波数f1
に固定されており、この状態で放電灯lのフィラメント
が十分に予熱されるので、放電灯寿命が損なわれること
はない。また、この例の場合、予熱時の周波数f1と点灯
時の周波数f2との間に共振点f0が含まれるために、周波
数f1でスイッチング素子に流れる遅相モードの電流波形
と同じ電流波形の状態で点灯されることになり、進相モ
ードの電流は流れなくなる。なお、第1図(b),
(c)にコンデンサC2に流れる電流Ic2及び放電灯lに
流れる電流Ilの時間的変化をそれぞれ示す。
FIG. 1A shows the relationship between the temporal change of the oscillation frequency f and the voltage Vc 2 across the capacitor in the present invention. The circuit configuration in this case is the same as the circuit in FIG. Oscillation frequency f is, during the preheating time t 1 is the frequency f 1
In this state, the filament of the discharge lamp 1 is sufficiently preheated, so that the life of the discharge lamp is not impaired. Also, in this example, because of an resonance point f 0 between the frequency f 2 at the time of lighting the frequency f 1 during preheating, the same as the slow mode of the current waveform flowing in the frequency f 1 to the switching element The lamp is lit in the state of the current waveform, and the current in the phase advance mode stops flowing. FIG. 1 (b),
(C) in respectively the temporal variation of the current Il flowing in the current Ic 2 and the discharge lamp l flowing through the capacitor C 2.

以下、本発明の実施例について説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described.

実施例1 第2図は本発明の一実施例の回路図である。本実施例
において、従来例回路と同一の機能を有する部分には同
一の符号を付して重複する説明は省略する。負荷回路と
しては、非電源側に予熱用のコンデンサC2を並列接続さ
れた放電灯lと、インダクタンスL及びコンデンサC1
直列回路が接続されている。コンデンサの容量はC1≫C2
であり、負荷回路の固有振動周波数は、インダクタンス
LとコンデンサC2とでほぼ定まる。
Embodiment 1 FIG. 2 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention. In the present embodiment, portions having the same functions as those of the conventional circuit are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The load circuit, a discharge lamp l of the capacitor C 2 for preheating the non-power side connected in parallel, an inductance L and a series circuit of a capacitor C 1 is connected. The capacitance of the capacitor is C 1 ≫C 2
, And the natural vibration frequency of the load circuit is substantially determined by the inductance L and the capacitor C 2.

直流電源Eの両端には、抵抗R1,コンデンサC3の直列
回路よりなる制御部電源回路が接続されている。コンデ
ンサC3の電圧は、抵抗R4とツェナダイオードZDの直列回
路に印加されている。ツェナダイオードZDの両端に発生
した基準電圧は、コンパレータCPの反転入力端子に印加
されている。コンパレータCPの非反転入力端子にはコン
デンサC5の電圧が印加されている。コンデンサC5はトラ
ンジスタQ4を介して、コンデンサC3の充電電圧にて充電
される。トランジスタQ4には、カレントミラー回路を構
成するように、トランジスタQ3が接続されている。各ト
ランジスタQ3,Q4の電流利得hfeが十分に大きいとする
と、トランジスタQ4に流れる電流は、トランジスタQ3
流れる電流と同じになる。トランジスタQ3は、抵抗R2,R
3の直列回路を介してコンデンサC3の両端に接続されて
いる。抵抗R3にはコンデンサC4とトランジスタQ5が並列
接続されている。トランジスタQ5のベースには、抵抗R6
を介してタイマー回路3の出力が接続されている。タイ
マー回路3は、予熱時間を設定するものであり、直流電
源Eが投入されて、コンデンサC3の充電電圧が上昇して
から、所定の時間だけ高レベルの信号を出力する。した
がって、トランジスタQ3に流れる電流は、電源投入後の
一定時間は抵抗R2によって決まり、その後は、コンデン
サC4の充電電圧の上昇につれて、徐々に減少し、最終的
には抵抗R2,R3の直列抵抗によって決まる一定値とな
る。このCR回路によって、周波数制御部4が構成されて
いる。
To both ends of the DC power supply E, a control unit power supply circuit composed of a series circuit of a resistor R 1 and a capacitor C 3 is connected. The voltage of the capacitor C 3 is applied to the series circuit of the resistor R 4 and the Zener diode ZD. The reference voltage generated across the Zener diode ZD is applied to the inverting input terminal of the comparator CP. The voltage of the capacitor C 5 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator CP. Capacitor C 5 via the transistor Q 4, are charged at the charging voltage of the capacitor C 3. The transistor Q 4 are, so as to form a current mirror circuit, the transistor Q 3 is connected. Assuming that the current gain hfe of each of the transistors Q 3 and Q 4 is sufficiently large, the current flowing through the transistor Q 4 becomes the same as the current flowing through the transistor Q 3 . The transistor Q 3 is connected to the resistors R 2 and R
Through a series circuit of 3 are connected to both ends of the capacitor C 3. Capacitor C 4 and the transistor Q 5 is connected in parallel to the resistor R 3. To the base of the transistor Q 5, the resistance R 6
To the output of the timer circuit 3. The timer circuit 3 is used to set the preheat time, it is the DC power supply E is turned on, since the increase in the charging voltage of the capacitor C 3, and outputs a high level signal for a predetermined time. Accordingly, current flowing through the transistor Q 3 are predetermined time after power-on is determined by the resistor R 2, then, with increasing charge voltage of the capacitor C 4, gradually decreases, and eventually the resistance R 2, R The constant value is determined by the series resistance of 3 . The frequency control unit 4 is configured by the CR circuit.

コンデンサC5の両端電圧は、タイマーICtmの2番,6
番,及び7番端子に接続されている。このタイマーICtm
は、汎用のタイマーIC(NEC製μPD15555)であり、周知
のように、トリガ端子(2番端子)が(1/3)Vcc以下に
なると、トリガされて出力端子(3番端子,図示せず)
が高レベルとなり、放電端子(7番端子)は高インピー
ダンスとなる。また、スレショルド端子(6番端子)が
(2/3)Vccになると出力端子(3番端子)が低レベルと
なり、放電端子(7番端子)も低レベルになる。このた
め、コンデンサC5の両端には鋸歯状波電圧が発生する。
この電圧がコンパレータCPにて基準電圧と比較されて、
コンパレータCPからは矩形波の発振出力が得られる。
The voltage across the capacitor C 5 is No. 2 timers ICTM, 6
No. 7 terminal. This timer ICtm
Is a general-purpose timer IC (NEC µPD15555). As is well known, when the trigger terminal (terminal 2) falls below (1/3) Vcc, it is triggered and the output terminal (terminal 3 not shown) )
Becomes high level, and the discharge terminal (7th terminal) becomes high impedance. When the threshold terminal (terminal 6) becomes (2/3) Vcc, the output terminal (terminal 3) becomes low level, and the discharge terminal (terminal 7) also becomes low level. Therefore, the both ends of the capacitor C 5 sawtooth wave voltage is generated.
This voltage is compared with the reference voltage by the comparator CP,
A rectangular wave oscillation output is obtained from the comparator CP.

コンパレータCPの出力は、DフリップフロップFFによ
り分周される。DフリップフロップFFの出力Q,は、NA
NDゲートG1,G2の一方の入力にそれぞれ接続されてい
る。また、出力はデータ入力Dに接続されている。ク
ロック入力Cには、前述のコンパレータCPの出力が接続
されている。クロック入力Cが低レベルから高レベルに
立ち上がる度に、DフリップフロップFFの出力は反転
し、出力Q,からはコンパレータCPの出力を2分の1に
分周したデューティファクター50%の矩形波が得られ
る。一方、コンパレータCPの出力は、インバータゲート
G3,G4と抵抗R5を介して、NANDゲートG1,G2の他方の入力
に接続されている。各NANDゲートG2,G1の出力は、それ
ぞれ、スイッチング素子Q1,Q2の駆動回路1,2に入力され
ている。したがって、スイッチング素子Q1,Q2の駆動信
号は、一方が高レベルで他方が低レベルである第1の期
間と、一方が低レベルで他方が高レベルである第2の期
間とが交番する信号となり、第1の期間と第2の期間と
の間に、両方の出力が共に低レベルである第3の期間が
存在する。この第3の期間は、スイッチング素子Q1,Q2
が共にオンにならないようにするためのデッドオフタイ
ムであり、オン状態のスイッチング素子の電荷蓄積時間
等を考慮した短い時間で良く、第2図回路では、コンパ
レータCPの出力が低レベルである期間によって決定され
ている。
The output of the comparator CP is divided by the D flip-flop FF. The output Q of the D flip-flop FF is NA
The ND gates G 1 and G 2 are respectively connected to one input. The output is connected to the data input D. The output of the aforementioned comparator CP is connected to the clock input C. Each time the clock input C rises from a low level to a high level, the output of the D flip-flop FF is inverted, and a square wave having a duty factor of 50% obtained by dividing the output of the comparator CP by half is output from the output Q. can get. On the other hand, the output of the comparator CP
It is connected to the other inputs of the NAND gates G 1 and G 2 via G 3 and G 4 and a resistor R 5 . Outputs of the NAND gates G 2 and G 1 are input to driving circuits 1 and 2 of the switching elements Q 1 and Q 2 , respectively. Therefore, the drive signals of the switching elements Q 1 and Q 2 alternate between a first period in which one is at a high level and the other is at a low level, and a second period in which one is at a low level and the other is at a high level. A signal is present, and between the first and second periods there is a third period during which both outputs are low. During this third period, the switching elements Q 1 , Q 2
Is a dead-off time for preventing both of them from being turned on, and may be a short time in consideration of the charge accumulation time of the switching element in the on-state. In the circuit of FIG. Has been determined by

以上の構成により、第1図(a)に示すような周波数
制御を行うことができる。すなわち、直流電源Eを投入
すると、タイマー回路3の出力により一定時間トランジ
スタQ5がオンする。従って、インバータ回路の発振周波
数は、コンデンサC5と抵抗R2の値によってほぼ定まった
値となり、周波数f1で予熱が行なわれる。次に、タイマ
ー回路3のタイマー時間t1が経過すると、その出力が低
レベルとなり、トランジスタQ5がオフとなる。このた
め、コンデンサC4が徐々に充電され、その充電電圧は抵
抗R2,R3の分圧電圧に至る。このとき、インバータ回路
の発振周波数は前述の予熱時の周波数f1から、抵抗R2,R
3とコンデンサC5により決まる周波数f2へ徐々に変化す
る。この周波数の変化の途中で放電灯lが点灯する。
With the above configuration, frequency control as shown in FIG. 1A can be performed. That is, when turning on the DC power source E, a certain time the transistor Q 5 by the output of the timer circuit 3 is turned on. Accordingly, the oscillation frequency of the inverter circuit, becomes almost stated value by the value of capacitor C 5 and the resistor R 2, the preheating is carried out at a frequency f 1. Then, when the timer time t 1 of the timer circuit 3 has passed, the output goes low, the transistor Q 5 is turned off. Therefore, the charging capacitor C 4 is gradually its charging voltage reaches the divided voltage of the resistors R 2, R 3. At this time, the oscillation frequency of the inverter circuit from the frequency f 1 during the above-mentioned preheating, resistors R 2, R
Gradually changing the frequency f 2 determined by 3 and the capacitor C 5. During the change of the frequency, the discharge lamp 1 is turned on.

実施例2 第3図は本発明の他の実施例の回路図である。本実施
例にあっては、インバータ回路として周知のプッシュプ
ル回路を用いている。インバータ回路の発振トランスOT
は、1次巻線に中間タップを有するリーケージトランス
よりなり、スイッチング素子Q1,Q2が交互に導通するこ
とにより、2次巻線に接続された負荷回路に交番電流が
流れる。負荷回路としては、実施例1に用いたのと同様
の回路が接続されているが、インダクタンスLの代わり
に発振トランスOTのリーケージインダクタンスを用いて
いる。
Embodiment 2 FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention. In this embodiment, a well-known push-pull circuit is used as an inverter circuit. Oscillation transformer OT for inverter circuit
Consists of a leakage transformer having an intermediate tap in the primary winding, and the switching elements Q 1 and Q 2 are turned on alternately, so that an alternating current flows through a load circuit connected to the secondary winding. As the load circuit, the same circuit as that used in the first embodiment is connected, but the leakage inductance of the oscillation transformer OT is used instead of the inductance L.

インバータ回路の制御部には、スイッチングレギュレ
ータ用IC(NEC製μPC494)を用いている。このスイッチ
ングレギュレータ用IC5の発振周波数は5番端子に接続
されたコンデンサC7の容量と、6番端子に接続された抵
抗値より決まる。また4番端子は、14番端子の基準電圧
を抵抗R7,R8にて分圧した電位を入力され、これにより
スイッチング素子Q1,Q2のデッドオフタイムを定めてい
る。また13番端子は2石用に使用する為に抵抗R10を介
して高レベルの信号を与えている。抵抗R11,R12はスイ
ッチングレギュレータ用IC5内部のオープンコレクタの
トランジスタのコレクタ抵抗として用いている。
The control unit of the inverter circuit uses a switching regulator IC (μPC494 manufactured by NEC). The oscillation frequency of the switching regulator for IC5 is a capacitance of the capacitor C 7 connected to the fifth terminal, determined from the resistance value connected to the sixth terminal. The fourth terminal receives the potential obtained by dividing the reference voltage of the fourteenth terminal by the resistors R 7 and R 8 , thereby determining the dead-off time of the switching elements Q 1 and Q 2 . The Pin 13 has given high level signal through the resistor R 10 in order to be used for 2 stone. The resistors R 11 and R 12 are used as collector resistors of an open-collector transistor inside the switching regulator IC 5.

本実施例に用いる周波数制御部4の構成及び動作につ
いては実施例1の場合と同じであるので、重複する説明
は省略する。
The configuration and operation of the frequency control unit 4 used in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

実施例3 第4図は本発明のさらに他の実施例の回路図である。
本実施例は1石式のインバータ回路であり、スイッチン
グ素子Q1として電力用のMOSFETを用いている。スイッチ
ング素子Q1にはコンデンサC0が並列接続されており、こ
のスイッチング素子Q1を介して、リーケージトランスよ
りなる発振トランスOTの1次側巻線が直流電源Eに接続
されている。発振トランスOTの2次側巻線には、実施例
2の場合と同様の負荷回路が接続されている。なお、こ
の場合、スイッチング素子Q1の逆方向電流は、MOSFETの
寄生ダイオードを介して流れる。
Embodiment 3 FIG. 4 is a circuit diagram of still another embodiment of the present invention.
This embodiment is an inverter circuit 1 transistor type, are used MOSFET for power as the switching element Q 1. The switching element Q 1 and the capacitor C 0 is connected in parallel, through the switching element Q 1, 1 winding of the oscillating transformer OT consisting leakage transformer is connected to a DC power source E. The same load circuit as in the second embodiment is connected to the secondary winding of the oscillation transformer OT. In this case, the reverse current of the switching element Q 1 is, flows through the MOSFET parasitic diode.

抵抗R1,コンデンサC3の直列回路は、直流電源Eの両
端に接続されており、スイッチング素子Q1の駆動回路及
び制御回路に電源電圧Vccを与えている。まず、スイッ
チング素子Q1の駆動回路について説明する。コンデンサ
C3には、抵抗R13を介してトランジスタQ6が接続されて
いる。トランジスタQ6のコレクタは、トランジスタQ7,Q
8のベースに接続されている。トランジスタQ7,Q8のエミ
ッタは、抵抗R14を介して接続され、トランジスタQ7,Q8
のコレクタはそれぞれコンデンサC3の両端に接続されて
いる。トランジスタQ6がオンすると、そのコレクタ電位
が低下するので、トランジスタQ7がオフ状態、トランジ
スタQ8がオンできる状態となり、スイッチング素子Q1
ゲートは、抵抗R15,トランジスタQ8を介して、グランド
レベルにプルダウンされる。トランジスタQ6がオフする
と、そのコレクタ電位が上昇するので、トランジスタQ8
がオフ、トランジスタQ7がオンとなり、抵抗R14,R15,R
16の直列回路にコンデンサC3の充電電圧が印加され、抵
抗R16の両端に生じる分圧電圧によりスイッチング素子Q
1のゲート電位が上昇する。これによって、スイッチン
グ素子Q1のゲートが電圧駆動されるものである。
A series circuit of the resistor R 1 and the capacitor C 3 is connected to both ends of the DC power supply E, and supplies a power supply voltage Vcc to a drive circuit and a control circuit of the switching element Q 1 . First, an explanation will be made for a driving circuit of the switching element Q 1. Capacitor
The C 3, the transistor Q 6 through the resistor R 13 is connected. The collector of the transistor Q 6, the transistor Q 7, Q
Connected to 8 bases. The emitters of the transistors Q 7 and Q 8 are connected through a resistor R 14 , and the transistors Q 7 and Q 8
The collectors are connected to both ends of the capacitor C 3, respectively. When the transistor Q 6 is turned on, since the collector potential drops, the transistor Q 7 is turned off, a state where the transistor Q 8 can be turned on, the gate of the switching element Q 1 is, resistors R 15, via the transistor Q 8, Pulled down to ground level. When the transistor Q 6 is turned off, because the collector potential rises, transistor Q 8
But off, the transistor Q 7 is turned on, the resistor R 14, R 15, R
16 the charging voltage of the capacitor C 3 is applied to the series circuit of the switching element Q by a divided voltage generated across the resistor R 16
The gate potential of 1 rises. Thereby, in which the gate of the switching element Q 1 is are voltage driven.

次に、スイッチング素子Q1の制御回路について説明す
る。tm1,tm2は汎用のタイマーIC(NEC製μPD15555)で
ある。タイマーICtm1の時定数回路を構成する抵抗R17,R
18,コンデンサC8の直列回路には電源電圧Vccが印加され
ている。抵抗R17とR18の接続点はタイマーICtm1の放電
端子(7番端子)に接続され、抵抗R18とコンデンサC8
の接続点はタイマーICtm1のスレショルド端子(6番端
子)及びトリガ端子(2番端子)に接続されている。こ
れによって、タイマーICtm1は無安定マルチバイブレー
タとして動作する。その発振周波数は、抵抗R17,R18
びコンデンサC8の時定数と、制御端子(5番端子)の電
圧によって決まる。タイマーICtm1の出力端子(3番端
子)は、タイマーICtm2のトリガ端子(2番端子)に接
続されている。
Next, a description will be given of the control circuit of the switching element Q 1. tm 1 and tm 2 are general-purpose timer ICs (μPD15555 manufactured by NEC). Resistors R 17 and R constituting the time constant circuit of timer ICtm 1
18, the power supply voltage Vcc is applied to the series circuit of the capacitor C 8. Connection point of the resistors R 17 and R 18 are connected to the discharge terminal of the timer ICTM 1 (7 Pin), the resistor R 18 and capacitor C 8
The connection point is connected to a timer ICTM 1 threshold terminal (6 Pin) and a trigger terminal (pin 2). Thus, the timer ICTM 1 operates as an astable multivibrator. The oscillation frequency is determined by the time constants of the resistors R 17 and R 18 and the capacitor C 8 and the voltage of the control terminal (the fifth terminal). Timer ICTM 1 output terminal (third terminal) is connected to a timer ICTM 2 trigger terminal (pin 2).

タイマーICtm2の時定数回路を構成する抵抗R19,コン
デンサC10の直列回路には、電源電圧Vccが印加されてい
る。抵抗R19とコンデンサC10の接続点はタイマーICtm2
の放電端子(7番端子)及びスレショルド端子(6番端
子)に接続されている。タイマーICtm2の制御端子(5
番端子)はコンデンサC9を介して接地されている。これ
によって、タイマーICtm2は単安定マルチバイブレータ
として動作する。タイマーICtm2の出力端子(3番端
子)は、前述のスイッチング素子Q1の駆動回路における
トランジスタQ6のベースに接続されている。
The power supply voltage Vcc is applied to a series circuit of the resistor R 19 and the capacitor C 10 constituting the time constant circuit of the timer ICtm 2 . Connection point of the resistors R 19 and capacitor C 10 Timer ICTM 2
Are connected to the discharge terminal (No. 7 terminal) and the threshold terminal (No. 6 terminal). Control terminal of timer ICtm 2 (5
Ban terminal) is grounded via a capacitor C 9. Thus, the timer ICTM 2 operates as a monostable multivibrator. Timer ICTM 2 output terminal (third terminal) is connected to the base of the transistor Q 6 in the drive circuit of the switching elements to Q 1 described above.

周波数制御部4の構成については、実施例1の場合と
ほぼ同様である。電源投入後、一定時間はタイマー回路
3の出力が高レベルでトランジスタQ5がオンであるの
で、オペアンプOPには抵抗R0,R3の並列回路と抵抗R2
の分圧電圧が入力され、オペアンプOPにて低インピーダ
ンス化されて、タイマーICtm1の制御端子(5番端子)
に入力され、予熱時の発振周波数f1が決定される。タイ
マーICtm2よりなる単安定マルチバイブレータは、スイ
ッチング素子Q1のオフ期間を決定するために用いられて
いる。
The configuration of the frequency control unit 4 is substantially the same as that of the first embodiment. After power since a certain time output of the timer circuit 3 is the transistor Q 5 at high levels is on, the divided voltage of the parallel circuit of the resistor R 0, R 3 and the resistor R 2 is input to the operational amplifier OP , Low impedance by the operational amplifier OP, control terminal of timer ICtm 1 (5th terminal)
It is input to the oscillation frequency f 1 during preheating is determined. Monostable multivibrator consisting timer ICTM 2 is used to determine the OFF period of the switching element Q 1.

次にタイマー回路3のタイマー時間t1の経過後におい
ては、トランジスタQ5がオフし、抵抗R0を介してコンデ
ンサC4が充電されるので、オペアンプOPへの入力電圧
は、予熱時に比べて徐々に高くなり、それによってタイ
マーICtm1の発振周波数が徐々に低くなる。この変化に
より、予熱時の発振周波数f1から点灯時の発振周波数f2
へとスムーズに移行するようになっている。
Then after the elapse of timer time t 1 of the timer circuit 3, the transistor Q 5 is turned off, the capacitor C 4 is charged through the resistor R 0, the input voltage to the operational amplifier OP, than that in the preheating gradually increases, the oscillation frequency of the timer ICTM 1 is gradually lowered thereby. This change, the oscillation frequency f 2 at the time of lighting the oscillation frequency f 1 during preheating
The transition is smooth.

(発明の効果) 本発明は上述のように、共振用インダクタと共振用コ
ンデンサとからなる直列共振回路と、この共振用コンデ
ンサと並列的に接続される放電灯とからなる負荷回路を
含み、発振周波数可変のインバータ回路を用いた放電灯
点灯装置において、インバータ回路を放電灯の予熱時に
は前記負荷回路の固有振動周波数より高い所定の周波数
で一定時間発振させ、その後、時間の経過と共に発振周
波数を前記負荷回路の固有振動周波数より高く、且つ予
熱周波数より低い範囲で滑らかに低い方向に変化させて
始動させると共に、遅相電流が流れる範囲の点灯周波数
まで滑らかに変化させるようにしたから、予熱時間中は
十分な予熱電流を得ることができ、したがって、放電灯
の寿命を損なうことがなく、また、始動時においては、
周波数が徐々に変化するので、従来例のように周波数の
急変によりインバータ回路のスイッチング素子に過大な
ストレスが加わるようなことがなく、放電灯をスムーズ
に始動させることが可能になるという効果がある。
(Effect of the Invention) As described above, the present invention includes a series resonance circuit including a resonance inductor and a resonance capacitor, and a load circuit including a discharge lamp connected in parallel with the resonance capacitor. In a discharge lamp lighting device using a variable frequency inverter circuit, when the discharge lamp is preheated, the inverter circuit oscillates for a fixed time at a predetermined frequency higher than the natural oscillation frequency of the load circuit, and thereafter, the oscillation frequency is increased with time. Since the starting is performed by changing the load circuit in a direction higher than the natural oscillation frequency of the load circuit and lower than the preheating frequency, and smoothly changing to a lighting frequency in a range in which the slow current flows, during the preheating time. Can obtain a sufficient preheating current, and therefore does not impair the life of the discharge lamp.
Since the frequency changes gradually, the switching element of the inverter circuit is not subjected to excessive stress due to a sudden change in the frequency unlike the conventional example, and the discharge lamp can be started smoothly. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の動作説明図、第2図は本発明の一実施
例の回路図、第3図は本発明の他の実施例の回路図、第
4図は本発明のさらに他の実施例の回路図、第5図は従
来例の回路図、第6図は同上の動作説明図、第7図は他
の従来例の動作説明図である。 Eは直流電源、Q1,Q2はスイッチング素子、lは放電
灯、3はタイマー回路、4は周波数制御部である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example, FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the above example, and FIG. 7 is an operation explanatory diagram of another conventional example. E is a DC power supply, Q 1 and Q 2 are switching elements, 1 is a discharge lamp, 3 is a timer circuit, and 4 is a frequency control unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 啓泰 門真市大字門真1048番地 松下電工株式 会社内 (72)発明者 松川 一行 門真市大字門真1048番地 松下電工株式 会社内 (72)発明者 安宅 薫 門真市大字門真1048番地 松下電工株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭59−16300(JP,A) 特開 昭62−241295(JP,A) 特開 昭61−296696(JP,A) 実開 昭59−126497(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyasu Takeuchi 1048 Kadoma Kadoma Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Inventor Kazuyuki Matsukawa 1048 Kadoma City Kazuma Kadomo Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Inventor Ataka 1048 Kamon Kadoma City Oaza Kadoma Matsushita Electric Works, Ltd. (56) References JP-A-59-16300 (JP, A) JP-A-62-241295 (JP, A) JP-A-61-296696 (JP, A) Shokai Sho 59-126497 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】共振用インダクタと共振用コンデンサとか
らなる直列共振回路と、この共振用コンデンサと並列的
に接続される放電灯とからなる負荷回路を含み、発振周
波数が可変のインバータ回路の発振出力にて放電灯を点
灯させる放電灯点灯装置において、インバータ回路を放
電灯の予熱時に前記負荷回路の固有振動周波数より高い
所定の周波数で一定時間発振させた後、時間の経過と共
に発振周波数を前記負荷回路の固有振動周波数より高
く、且つ予熱周波数より低い範囲で滑らかに低い方向に
変化させて始動させると共に、遅相電流が流れる範囲の
点灯周波数まで滑らかに変化させる周波数制御部を設け
て成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
An oscillation circuit for an inverter circuit having a variable oscillating frequency includes a series resonance circuit including a resonance inductor and a resonance capacitor, and a load circuit including a discharge lamp connected in parallel with the resonance capacitor. In a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp with an output, after oscillating an inverter circuit at a predetermined frequency higher than a natural oscillation frequency of the load circuit for a predetermined time during preheating of the discharge lamp, the oscillation frequency is increased with time. A frequency control unit is provided that starts by changing the load circuit in a direction higher than the natural oscillation frequency of the load circuit and lower than the preheating frequency in a smoothly lower direction, and smoothly changes to a lighting frequency in a range in which the slow current flows. Discharge lamp lighting device characterized by the above-mentioned.
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