JP2658042B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JP2658042B2
JP2658042B2 JP62076419A JP7641987A JP2658042B2 JP 2658042 B2 JP2658042 B2 JP 2658042B2 JP 62076419 A JP62076419 A JP 62076419A JP 7641987 A JP7641987 A JP 7641987A JP 2658042 B2 JP2658042 B2 JP 2658042B2
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恵一 清水
健一 乾
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、螢光ランプ等の予熱形放電灯を点灯する装
置に関し、特に上記放電灯を少なくとも全光状態と所定
の調光状態との2つの調光レベルで点灯し得るととも
に、始動時、上記インバータを上記所定の調光状態と同
じ動作状態とすることで該放電灯を点灯することなく予
熱し、もってランプ寿命の確保を図った放電灯点灯装置
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for lighting a preheated discharge lamp such as a fluorescent lamp, and more particularly, to a device for switching the discharge lamp between at least a full light state and a predetermined dimming state. The lamp can be lit at two dimming levels, and at the time of starting, the inverter is set to the same operating state as the predetermined dimming state, thereby preheating the discharge lamp without lighting, thereby ensuring the lamp life. The present invention relates to a discharge lamp lighting device.

[従来の技術] 予熱形放電灯(ランプ)を充分予熱することなく放電
(点灯)させるいわゆるコールドスタートを繰り返す
と、ランプはいわゆる黒化する等、その寿命が短くな
る。そこで、直流電力を交流電力(例えば20〜100kHz)
に変換してこの交流電力でこのようなランプを点灯する
装置には、従来より、電源投入直後の所定時間ランプに
印加される電圧をそのランプの放電開始電圧より低いレ
ベルに保ちそのランプを点灯することなく予熱する、い
わゆるソフトスタート機能を持たせている。
[Related Art] When a so-called cold start in which a preheated discharge lamp (lamp) is discharged (lighted) without being sufficiently preheated is repeated, the life of the lamp is shortened, such as so-called blackening. Therefore, DC power is converted to AC power (for example, 20 to 100 kHz).
Conventionally, a device for lighting such a lamp with this AC power has a voltage applied to the lamp for a predetermined time immediately after the power is turned on, and the voltage applied to the lamp is kept at a level lower than the discharge starting voltage of the lamp to light the lamp. It has a so-called soft-start function that preheats without doing so.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、このようなソフトスタート機能を持たせる
ため、従来は、ランプの両フィラメントのインバータト
ランスに接続されていない側の端子同士間を予熱期間の
み短絡したり、インバータトランスにランプ電流供給用
の巻線とフィラメント巻線とを独立に巻回し、予熱中は
ランプ電流供給回路を遮断したり、あるいは特公昭59−
956号に記載されているように定電流プッシュプルイン
バータのスイッチングトランジスタを予熱期間のみA級
動作させてランプへの印加電圧を低減する等が行なわれ
ている。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in order to provide such a soft start function, conventionally, terminals between both filaments of the lamp that are not connected to the inverter transformer are short-circuited only during the preheating period. The winding for supplying lamp current and the filament winding are wound independently on the inverter transformer, and the lamp current supply circuit is cut off during preheating, or
As described in Japanese Patent No. 956, a switching transistor of a constant current push-pull inverter is operated in class A only during a preheating period to reduce a voltage applied to a lamp.

しかしながら、従来の点灯装置は、調光回路とは別に
ソフトスタート回路が設けてあるため、回路構成が複雑
であり、高コストであるという不都合があった。
However, the conventional lighting device has a disadvantage that the circuit configuration is complicated and the cost is high because the soft start circuit is provided separately from the dimming circuit.

本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑
み、インバータにおけるスイッチングの周波数および/
またはオン・オフデューティを可変してランプを調光す
る放電灯点灯装置において、ランプ寿命確保のためのソ
フトスタート機能を簡略な回路構成で、かつ低コストに
付加することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems in the conventional type, an object of the present invention is to provide a switching frequency and / or a switching frequency in an inverter.
Another object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device for dimming a lamp by varying the on / off duty so as to add a soft start function for ensuring lamp life with a simple circuit configuration and at low cost.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明では、直流電源より交
流出力を発生するインバータを備え、該インバータをス
イッチング周波数および/またはオン・オフデューティ
の異なる2以上のモードで動作させることによりランプ
を全光および調光点灯する放電灯点灯装置において、始
動時、インバータを調光点灯時と同じ動作状態に設定し
てランプを予熱するようにしている。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides an inverter that generates an AC output from a DC power supply, and switches the inverter to two or more modes having different switching frequencies and / or on / off duties. In a discharge lamp lighting device that operates the lamp with all light and dimming operation, the inverter is set to the same operating state as that at the time of dimming lighting at the time of starting, and the lamp is preheated.

[作用および効果] 上記構成によれば、ランプの予熱時、ランプへ印加さ
せる電圧を低く保つというソフトスタート機能によりラ
ンプ寿命の確保が図られる。また、このためのソフトス
タート回路は、調光回路をタイマでコントロールするだ
けなので、簡単な回路構成で、かつ低コストに実現する
ことができる。
[Operation and Effect] According to the above configuration, the lamp life can be ensured by the soft start function of keeping the voltage applied to the lamp low when the lamp is preheated. Further, the soft start circuit for this purpose only controls the dimming circuit with a timer, so that it can be realized with a simple circuit configuration and at low cost.

[実施例] 以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。第1図
は本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置のブロック回
路を示す。同図の装置は、直流電源回路1、インバータ
回路2、調光切換回路3、全光始動回路4、ソフトスタ
ート回路5、電源電圧・温度補償回路6、無負荷停止回
路7、およびスイッチング改善回路8を具備する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block circuit of a discharge lamp lighting device according to one embodiment of the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 includes a DC power supply circuit 1, an inverter circuit 2, a dimming switching circuit 3, an all-optical starting circuit 4, a soft start circuit 5, a power supply voltage / temperature compensation circuit 6, a no-load stop circuit 7, and a switching improvement circuit. 8 is provided.

直流電源回路1は、全波整流回路DBおよび平滑用コン
デンサC4を備え、図示しない交流電源より平滑直流電圧
を発生する。
The DC power supply circuit 1 includes a full-wave rectifier circuit DB and a smoothing capacitor C4, and generates a smoothed DC voltage from an AC power supply (not shown).

インバータ回路2は、準E級自励式シングルトランジ
スタインバータ回路を用いたもので、スイッチングトラ
ンジスタTr1のコレクタと直流電源正側端子aとの間に
インダクタL1とコンデンサC1とのLC共振回路および限流
(バラスト)用インダクタL2と負荷である螢光ランプFL
との直列回路を接続し、インダクタL2に設けた帰還巻線
L2fを一端はコンデンサC3とインダクタL3との直列回路
を介してトランジスタTr1のべースに接続し他端は直流
電源負側端子bに接続してある。また、トランジスタTr
1のベースと直流電源負側端子bとの間に可変抵抗VRを
接続し、トランジスタTr1のエミッタをダイオードD7を
介して直流電源負側端子に接続してある。さらに、螢光
ランプFLの各フィラメントの非電源側端子f2とf4との間
にランプ起動用コンデンサC2を接続してある。
The inverter circuit 2 uses a quasi-E class self-excited single-transistor inverter circuit. An LC resonance circuit including an inductor L1 and a capacitor C1 and a current limiting (current limiting) are provided between the collector of the switching transistor Tr1 and the DC power supply positive terminal a. Ballast) inductor L2 and fluorescent lamp FL as load
The feedback winding connected to the inductor L2
One end of L2f is connected to the base of the transistor Tr1 via a series circuit of the capacitor C3 and the inductor L3, and the other end is connected to the DC power supply negative terminal b. In addition, transistor Tr
A variable resistor VR is connected between the base of the DC power supply 1 and the DC power supply negative terminal b, and the emitter of the transistor Tr1 is connected to the DC power supply negative terminal via a diode D7. Further, a lamp starting capacitor C2 is connected between the non-power supply side terminals f2 and f4 of each filament of the fluorescent lamp FL.

次に、インバータ回路2の動作を説明する。第1図に
おいて、図示しない交流電源が投入され、直流電源回路
1より直流電圧が発生すると、図示しない起動用抵抗を
介してトランジスタTr1にベース電流が供給され、トラ
ンジスタTr1のコレクタ電流がインダクタL1とコンデン
サC1との並列共振回路およびインダクタL2とコンデンサ
C2との直列共振回路を介して流れる。これにより、トラ
ンジスタTr1は、インダクタL2、帰還巻線L2f、コンデン
サC3およびインダクタL3を介してコレクタからベースへ
の正帰還、ならびにL1,L2,C1,C2からなるコレクタ回路
の共振により発振を開始する。
Next, the operation of the inverter circuit 2 will be described. In FIG. 1, when an AC power supply (not shown) is turned on and a DC voltage is generated from the DC power supply circuit 1, a base current is supplied to the transistor Tr1 via a startup resistor (not shown), and the collector current of the transistor Tr1 is connected to the inductor L1. Parallel resonance circuit with capacitor C1 and inductor L2 and capacitor
Flows through a series resonant circuit with C2. As a result, the transistor Tr1 starts oscillating due to positive feedback from the collector to the base via the inductor L2, the feedback winding L2f, the capacitor C3 and the inductor L3, and resonance of the collector circuit including L1, L2, C1, and C2. .

第1図において、コンデンサC3およびインダクタL3
は、トランジスタTr1のターンオフ時ベース電流を引き
抜いてトランジスタTr1のスイッチングロスを低減する
ためのものである。可変抵抗VRはトランジスタTr1のオ
ン時コンデンサに充電された電荷をこのトランジスタTr
1のオフ時に放電するコンデンサリセット用抵抗であ
る。
In FIG. 1, a capacitor C3 and an inductor L3
Is for reducing the switching loss of the transistor Tr1 by extracting the base current when the transistor Tr1 is turned off. The variable resistor VR transfers the charge stored in the capacitor when the transistor Tr1 is turned on to the transistor Tr1.
This is a capacitor reset resistor that is discharged when 1 is off.

このインバータ回路2は、このリセット用抵抗VRを可
変することにより、インバータ回路2の発振周波数を可
変することができる。すなわち、第2図を参照して、ト
ランジスタTr1のオン期間TonにトランジスタTr1にはコ
ンデンサC3を介してベース電流が流れ、コンデンサC3は
帰還巻線L2f側が+、トランジスタTr1のベース側が−と
なる向きに充電される。このコンデンサC3の電荷は、ト
ランジスタTr1の次のオフ期間TOffに帰還巻線L2fに誘起
されるオン時とは逆向きの電圧により可変抵抗VRおよび
インダクタL3を介して放電される。
The inverter circuit 2 can vary the oscillation frequency of the inverter circuit 2 by varying the reset resistor VR. That is, referring to FIG. 2, during the ON period Ton of the transistor Tr1, a base current flows through the transistor Tr1 via the capacitor C3, and the direction of the capacitor C3 becomes + on the feedback winding L2f side and − on the base side of the transistor Tr1. Is charged. The electric charge of the capacitor C3 is discharged through the variable resistor VR and the inductor L3 by the voltage induced in the feedback winding L2f in the reverse direction during the next off period TOff of the transistor Tr1.

可変抵抗VRの抵抗値を大きくすると、コンデンサC3の
放電(リセット)の時定数が長くなる。ここで、トラン
ジスタTr1のオフ期間TOffはこのトランジスタTr1のコレ
クタに接続された上記共振系により定まるためほぼ一定
である。従って、トランジスタTr1のオフ期間TOff中に
放電される電荷量、すなわちオン期間Ton中に充電可能
な電荷量が少なくなる。つまり、コンデンサC3はトラン
ジスタTr1のオン時、トランジスタTr1のベース電流が流
れると早期に充電され、トランジスタTr1は早期にベー
ス電流が減少し、上記正帰還によりオフする。この結
果、トランジスタTr1のオン期間Tonが短縮され、発振周
波数が上昇する。
When the resistance value of the variable resistor VR is increased, the time constant of discharge (reset) of the capacitor C3 becomes longer. Here, the off period TOff of the transistor Tr1 is substantially constant because it is determined by the resonance system connected to the collector of the transistor Tr1. Therefore, the amount of charge discharged during the off period TOff of the transistor Tr1, that is, the amount of charge that can be charged during the on period Ton is reduced. That is, when the transistor Tr1 is on, the capacitor C3 is charged early when the base current of the transistor Tr1 flows, and the base current of the transistor Tr1 decreases early and is turned off by the positive feedback. As a result, the ON period Ton of the transistor Tr1 is shortened, and the oscillation frequency increases.

この装置においては、トランジスタTr1のコレクタ負
荷共振系の固有周波数をこのインバータ回路2の発振周
波数より低く設定してあるため、インバータ回路2の発
振周波数を上昇させて固有周波数から離せばランプ電流
は低減し、一方、インバータ回路2の発振周波数を下降
させて固有周波数に近づければランプ電流は増加する。
したがって、この装置においては、可変抵抗VRの抵抗値
を所定の値に設定してランプFLを全光点灯するととも
に、可変抵抗VRの抵抗値より高い値に可変しまたは切り
換えてインバータ回路2の発振周波数を上昇させ、ラン
プ電流を低減してランプFLを調光点灯することができ
る。
In this device, since the natural frequency of the collector load resonance system of the transistor Tr1 is set lower than the oscillation frequency of the inverter circuit 2, the lamp current is reduced by increasing the oscillation frequency of the inverter circuit 2 and moving it away from the natural frequency. On the other hand, if the oscillation frequency of the inverter circuit 2 is decreased to approach the natural frequency, the lamp current increases.
Therefore, in this device, the lamp FL is set to a predetermined value to turn on the lamp FL with all light, and the oscillation of the inverter circuit 2 is changed or changed to a value higher than the resistance of the variable resistor VR. By increasing the frequency and reducing the lamp current, the lamp FL can be dimmed and lit.

調光切換回路3は、調光・全光切換スイッチ等からな
り、定常状態におけるランプFLの点灯状態を設定するた
めの回路である。
The dimming switching circuit 3 includes a dimming / all-light switching switch and the like, and is a circuit for setting a lighting state of the lamp FL in a steady state.

ソフトスタート回路5は、電源投入直後の所定の時
間、インバータ回路2を調光時と同じ状態で動作させて
ランプFLへの印加電圧を放電開始電圧より低く保ちラン
プFLを点灯させずに予熱するための回路である。
The soft start circuit 5 operates the inverter circuit 2 in the same state as the time of dimming for a predetermined time immediately after the power is turned on, keeps the voltage applied to the lamp FL lower than the discharge start voltage, and preheats the lamp FL without lighting it. Circuit for

全光始動回路2は、上記予熱によりランプFLを充分予
熱した後、インバータ回路2を全光時と同じ状態で動作
させてランプFLに上記放電開始電圧より充分高い電圧を
印加し、ランプFLを点灯させるための回路である。
After the lamp FL is sufficiently preheated by the above preheating, the all-light starting circuit 2 operates the inverter circuit 2 in the same state as in the case of all light, applies a voltage sufficiently higher than the discharge starting voltage to the lamp FL, and starts the lamp FL. This is a circuit for lighting.

電源電圧・温度補償回路6は、インバータ回路2の可
変抵抗VRの抵抗値、すなわち発振周波数を制御し、電源
電圧変動によるランプ電力変動を補償するとともに低温
時にランプ電圧を上昇して始動特性およびランプ輝度を
補償する。
The power supply voltage / temperature compensation circuit 6 controls the resistance value of the variable resistor VR of the inverter circuit 2, that is, the oscillation frequency, compensates for lamp power fluctuation due to power supply voltage fluctuation, and raises the lamp voltage at low temperature to increase the starting characteristics and the lamp. Compensate for brightness.

無負荷時停止回路7は、ランプFLが取り外されたり、
片道放電状態となったとき等の無負荷状態を検出してイ
ンバータ回路2の動作を停止するための回路である。
The no-load stop circuit 7 is used to remove the lamp FL,
This is a circuit for detecting an unloaded state such as a one-way discharge state and stopping the operation of the inverter circuit 2.

スイッチング改善回路8は、インバータ回路2のトラ
ンジスタTr1のスイッチング特性をより改善するための
回路である。
The switching improvement circuit 8 is a circuit for further improving the switching characteristics of the transistor Tr1 of the inverter circuit 2.

これらの回路3〜8の動作は第3図の装置と共通であ
るので、第3図のより詳細な回路図を参照しながら説明
する。
Since the operations of these circuits 3 to 8 are common to those of the apparatus of FIG. 3, description will be made with reference to a more detailed circuit diagram of FIG.

第3図は、本発明の第2の実施例に係る放電灯点灯装
置の回路構成を示す。この装置は、ランプFL1とFL2とを
2灯直列点灯するようにしたものである。
FIG. 3 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention. In this device, two lamps FL1 and FL2 are lit in series.

また、第1図の可変抵抗VRに代えてトランジスタTr8
等からなる可変抵抗回路VRを用いている。可変抵抗器VR
1はトランジスタTr8の動作点調節用である。このトラン
ジスタTr8は電源電圧・温度補償回路6から供給される
ベース電流に応じてその等価抵抗値が変化する。第3図
の装置において、トランジスタTr8のベースには、ソフ
トスタート回路5、全光始動回路4および調光切換回路
3の動作に応じて、ゼナーダイオードZDのゼナー電圧に
より定まる低い方の電圧(調光時)とダイオードD6の整
流出力により定まる高い方の電圧(全光時)との2種類
の電圧をさらに電源電圧と温度により補償した電圧に基
づく電流が流れる。
Also, a transistor Tr8 is used instead of the variable resistor VR in FIG.
And the like. Variable resistor VR
1 is for adjusting the operating point of the transistor Tr8. The equivalent resistance of the transistor Tr8 changes according to the base current supplied from the power supply voltage / temperature compensation circuit 6. In the device of FIG. 3, the base of the transistor Tr8 has a lower voltage (determined by the zener voltage of the zener diode ZD) according to the operations of the soft start circuit 5, the all-optical start circuit 4, and the dimming switching circuit 3. A current flows based on a voltage obtained by further compensating for two types of voltages, that is, a higher voltage (during all light) determined by the rectified output of the diode D6 and a power supply voltage and temperature.

次に、第3図の装置の動作を説明する。 Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 3 will be described.

第3図において、ロータリスイッチSW1は電源スイッ
チと全光/調光切換スイッチとを兼用しており、調光時
は図示の位置に設定されて直流電源回路1および調光切
換回路3に光流電源ACからの例えば100Vの交流電力を供
給する。全光時は直流電源回路2にだけ交流電力を供給
する。
In FIG. 3, a rotary switch SW1 serves both as a power switch and an all-light / dimming changeover switch, and is set to the position shown in FIG. For example, AC power of 100 V is supplied from a power supply AC. During all light, AC power is supplied only to the DC power supply circuit 2.

ロータリスイッチSW1が電源断状態から調光状態に切
り換えられると、交流電源ACからの交流電圧が、ヒュー
ズFや正特性サーミスタPTH等で構成される保護回路お
よびバリスタZNRや平衝トランスT1等で構成される雑音
防止・サージ吸収回路を介して直流電源回路1に供給さ
れる。直流電源回路1は、この交流電圧を全波整流回路
DBで整流し、コンデンサC4で平滑して直流電圧を発生す
る。この直流電圧は、インバータ回路2の起動用抵抗R3
介してスイッチングトランジスタTr1のベースに供給さ
れる。これにより、インバータ回路2は発振を開始し、
トランジスタTr1のコレクタに交流電圧Vc1(第2図)が
発生する。単巻トランスT2は、巻線L1がコンデンサC6と
並列共振回路を形成するとともに、交流電圧Vc1を昇圧
しトランスT3の一次巻線であるインダクタL2を介してコ
ンデンサC2、ランプFL1およびFL2からなるランプ回路に
印加する。
When the rotary switch SW1 is switched from the power-off state to the dimming state, the AC voltage from the AC power supply AC is composed of a protection circuit composed of a fuse F, a positive temperature coefficient thermistor PTH, etc. and a varistor ZNR and a balance transformer T1 etc. Is supplied to the DC power supply circuit 1 through a noise prevention / surge absorption circuit. The DC power supply circuit 1 converts this AC voltage into a full-wave rectifier circuit.
Rectified by DB and smoothed by capacitor C4 to generate DC voltage. This DC voltage is applied to the starting resistor R3 of the inverter circuit 2.
It is supplied to the base of the switching transistor Tr1 via the switching transistor Tr1. Thereby, the inverter circuit 2 starts oscillating,
An AC voltage Vc1 (FIG. 2) is generated at the collector of the transistor Tr1. The single-turn transformer T2 has a winding L1 that forms a parallel resonance circuit with the capacitor C6, and also boosts the AC voltage Vc1 and passes through the inductor L2, which is the primary winding of the transformer T3, to a lamp including the capacitor C2 and the lamps FL1 and FL2. Apply to the circuit.

ここで、ランプFL1およびFL2は未だ点灯しておらず開
放状態であるため、このトランジスタTr1のコレクタに
接続された共振系のQは高い。このため、インダクタL
1,L2、コンデンサC2および螢光ランプF1,F2の経路にイ
ンダクタL2およびコンデンサC2等の共振による点灯時よ
り大きな電流が流れ、これにより、螢光ランプF1,F2が
予熱される。このとき、コンデンサC2の両端、したがっ
て螢光ランプF1とF2の直列回路の両端には上記共振によ
る点灯時より高い電圧が発生しており、この電圧が螢光
ランプF1,F2の冷却時の放電開始電圧より高ければ螢光
ランプF1,F2は電源投入後予熱されることなく直ちに点
灯(コールドスタート)してしまう。このようなコール
ドスタートを防止するため、後述のソフトスタート回路
5が設けてある。また、トランスT3の二次巻線に誘起さ
れる交流電圧がダイオードD6およびコンデンサC17によ
り整流平滑され、これが回路3〜7に供給される。
Here, since the lamps FL1 and FL2 are not yet lit and are in an open state, the Q of the resonance system connected to the collector of the transistor Tr1 is high. Therefore, the inductor L
A larger current flows through the path of 1, L2, capacitor C2 and fluorescent lamps F1 and F2 than when the inductor L2 and capacitor C2 and the like are turned on due to resonance, whereby the fluorescent lamps F1 and F2 are preheated. At this time, a higher voltage is generated at both ends of the capacitor C2, that is, at both ends of the series circuit of the fluorescent lamps F1 and F2, than at the time of lighting due to the resonance, and this voltage is discharged when the fluorescent lamps F1 and F2 are cooled. If the voltage is higher than the starting voltage, the fluorescent lamps F1 and F2 are immediately turned on (cold start) without being preheated after the power is turned on. To prevent such a cold start, a soft start circuit 5 described later is provided. The AC voltage induced in the secondary winding of the transformer T3 is rectified and smoothed by the diode D6 and the capacitor C17, and supplied to the circuits 3 to 7.

ソフトスタート回路5においては、以下、第4図のタ
イムチャートを参照して説明すると、電源投入時、全光
始動回路4のコンデンサC13の端子電圧は零でありトラ
ンジスタTr5がオフしているため、トランジスタTr6がオ
ンしている。したがって、このソフトスタート回路5か
らはゼナーダイオードZDのゼナー電圧である調光時と同
じ電圧が電源電圧・温度補償回路7を介して可変抵抗回
路VRのトランジスタTr8のベースへ印加される。これに
より、トランジスタTr8の等価抵抗は調光時と同じ高い
方の抵抗値となり、インバータ回路2は発振周波数が全
光モード動作時より高く、上記共振回路に流れる電流お
よびコンデンサC2の両端に生じる電圧が全光モード動作
時よりも低い調光モードで動作する。調光モード時のこ
れら電流および電圧は、コンデンサC2の値を選択するこ
とにより点灯時の特性にほとんど影響を与えることなく
設定することができる。ここでは、ランプF1,F2オフ状
態でコンデンサC2の両端に生じる電圧が、インバータ回
路2を調光モードで動作させたときにランプF1,F2を放
電開始させる電圧より低く、全光モードで動作させたと
きにランプF1,F2を放電開始させる電圧より高くなるよ
うに設定してある。
The soft start circuit 5 will be described below with reference to the time chart of FIG. 4. When the power is turned on, the terminal voltage of the capacitor C13 of the all-optical start circuit 4 is zero and the transistor Tr5 is off. The transistor Tr6 is on. Therefore, from the soft start circuit 5, the same voltage as that at the time of dimming, which is the zener voltage of the zener diode ZD, is applied to the base of the transistor Tr8 of the variable resistance circuit VR via the power supply voltage / temperature compensation circuit 7. As a result, the equivalent resistance of the transistor Tr8 becomes the same higher resistance value as that at the time of dimming, the oscillation frequency of the inverter circuit 2 is higher than that at the time of the all-optical mode operation, and the current flowing through the resonance circuit and the voltage generated across the capacitor C2. Operate in a dimming mode lower than in the all-optical mode operation. The current and the voltage in the dimming mode can be set by selecting the value of the capacitor C2 without substantially affecting the lighting characteristics. Here, the voltage generated across the capacitor C2 when the lamps F1 and F2 are off is lower than the voltage at which the lamps F1 and F2 start discharging when the inverter circuit 2 is operated in the dimming mode. Is set so as to be higher than the voltage at which the lamps F1 and F2 are started to discharge.

全光始動回路4において、コンデンサC13は抵抗R9を
介して充電される。そして、電源投入後、コンデンサC1
3の端子電圧が上昇し、この端子電圧を抵抗R12とR13と
で分圧した電圧によりトランジスタTr5がオンする(第
4図時刻t1)と、ソフトスタート回路5のトランジスタ
Tr6がオフし、可変抵抗回路VRのトランジスタTr8のベー
ス電流は多い方に切り換わりインバータ回路2は全光モ
ードとなる。これにより、ランプF1,F2には放電開始電
圧より高い電圧が印加され、ランプF1,F2は放電を開始
し点灯する。点灯後は始動用コンデンサC2に並列に接続
されているランプF1,F2が低インピーダンスとなるた
め、負荷共振系のQが下がり、ランプF1,F2はインダク
タL2により電流を限流されて安定に点灯する。
In the all-light starting circuit 4, the capacitor C13 is charged via the resistor R9. Then, after turning on the power, the capacitor C1
When the terminal voltage of terminal 3 rises and the transistor Tr5 is turned on by a voltage obtained by dividing the terminal voltage by the resistors R12 and R13 (time t1 in FIG. 4), the transistor of the soft start circuit 5
Tr6 turns off, the base current of the transistor Tr8 of the variable resistance circuit VR switches to the larger one, and the inverter circuit 2 enters the all-optical mode. As a result, a voltage higher than the discharge starting voltage is applied to the lamps F1 and F2, and the lamps F1 and F2 start discharging and turn on. After lighting, since the lamps F1 and F2 connected in parallel with the starting capacitor C2 have low impedance, the Q of the load resonance system decreases, and the lamps F1 and F2 are stably lit by limiting the current by the inductor L2. I do.

調光切換回路3においては、調光状態に設定されたロ
ータリスイッチSW1を介して入力する交流電圧をダイオ
ードD1およびコンデンサC12により整流平滑してトラン
ジスタTr2のベースに供給している。これにより、トラ
ンジスタTr2がオンしトランジスタTr3がオフしている。
In the dimming switching circuit 3, an AC voltage input via the rotary switch SW1 set to a dimming state is rectified and smoothed by the diode D1 and the capacitor C12 and supplied to the base of the transistor Tr2. As a result, the transistor Tr2 is turned on and the transistor Tr3 is turned off.

この状態で、上記全光始回路4において、コンデンサ
C13がさらに抵抗R9を介して充電されてその端子電圧が
上昇し、この端子電圧を抵抗R10とR11とで分圧した電圧
によりトランジスタTr4がオンする(第4図時刻t2)
と、トランジスタTr5がオフし、ソフトスタート回路5
のトランジスタTr6がオンし、可変抵抗回路VRのトラン
ジスタTr8のベース電流は少ない方に切り換わりインバ
ータ回路2は調光モードとなる。これにより、以後、ラ
ンプF1,F2は調光状態で点灯する。
In this state, in the all-light starting circuit 4, the capacitor
C13 is further charged through the resistor R9 and its terminal voltage rises, and the transistor Tr4 is turned on by the voltage obtained by dividing this terminal voltage by the resistors R10 and R11 (time t2 in FIG. 4).
Transistor Tr5 is turned off and the soft start circuit 5
Transistor Tr6 is turned on, the base current of the transistor Tr8 of the variable resistance circuit VR is switched to the smaller one, and the inverter circuit 2 enters the dimming mode. Thereby, the lamps F1 and F2 are turned on in the dimming state thereafter.

一方、ロータリスイッチSW1が全光点灯位置に設定さ
れているときは、調光切換回路3に交流電圧は供給さる
ず、トランジスタTr2がオフとなる。したがって、トラ
ンジスタTr3がオン、トランジスタTr4がオフ、トランジ
スタTr5がオン、トランジスタTr6がオフとなり、可変抵
抗回路VRのトランジスタTr8のベースには多い方の電流
が流れ、トランジスタTr8の等価抵抗値は低い方となる
ためインバータ回路2は全光モードとなる。これによ
り、ランプF1,F2は全光点灯する。
On the other hand, when the rotary switch SW1 is set to the all-light lighting position, no AC voltage is supplied to the dimming switching circuit 3, and the transistor Tr2 is turned off. Therefore, the transistor Tr3 is turned on, the transistor Tr4 is turned off, the transistor Tr5 is turned on, and the transistor Tr6 is turned off.The higher current flows through the base of the transistor Tr8 of the variable resistance circuit VR, and the equivalent resistance value of the transistor Tr8 is lower. Therefore, the inverter circuit 2 is in the all-optical mode. As a result, the lamps F1 and F2 are all lit.

第4図において実線はロータリスイッチSW1を調光状
態に設定したとき、破線は全光状態に設定したときの各
部の動作を示す。
In FIG. 4, a solid line indicates the operation of each unit when the rotary switch SW1 is set to the dimming state, and a broken line indicates the operation of each unit when the rotary switch SW1 is set to the all-light state.

なお、上述からも分るように、この装置においては、
コンデンサC13および抵抗R9はソフトスタート回路5お
よび全光点灯回路4双方のタイマ回路を兼ねている。
In addition, as can be seen from the above, in this device,
The capacitor C13 and the resistor R9 also serve as a timer circuit for both the soft start circuit 5 and the all-light lighting circuit 4.

電源電圧・温度補償回路6においては、直流電限電圧
を抵抗R1とサーミスタER2とで分圧した電圧をトランジ
スタTr7のベースに印加している。したがって、電源電
圧が上昇すると、トランジスタTr7のベース電圧が上昇
してトランジスタTr7のコレクタ電流、すなわちトラン
ジスタTr8のベース電流が減少し、トランジスタTr8の等
価抵抗値が上昇してインバータ回路2の発振周波数が上
昇し、ランプ電流が低減する。一方、電源電圧が下降す
ると、上述とは逆にランプ電流が増加する。これによ
り、電源電圧の変動に対してランプ電流を安定化するこ
とができる。
In the power supply voltage / temperature compensation circuit 6, a voltage obtained by dividing the DC limit voltage by the resistor R1 and the thermistor ER2 is applied to the base of the transistor Tr7. Therefore, when the power supply voltage increases, the base voltage of the transistor Tr7 increases, the collector current of the transistor Tr7, that is, the base current of the transistor Tr8 decreases, the equivalent resistance value of the transistor Tr8 increases, and the oscillation frequency of the inverter circuit 2 increases. Rise and the lamp current decreases. On the other hand, when the power supply voltage decreases, the lamp current increases contrary to the above. This makes it possible to stabilize the lamp current with respect to fluctuations in the power supply voltage.

また、温度が低下すると、サーミスタER1およびER2の
抵抗値が減少する。そして、サーミスタER1の抵抗値の
減少によりトランジスタTr7のエミッタ電圧が上昇し、
サーミスタER2の抵抗値の減少によりトランジスタTr7の
ベース電圧が低下する。したがって、トランジスタTr7
のコレクタ電流、すなわちトランジスタTr8のベース電
流が増加し、トランジスタTr8の等価抵抗値が低下して
インバータ回路2の発振周波数が下降し、始動持のラン
プ電圧および点灯時のランプ電流が増加する。これによ
り、低温時の始動性能および低温点灯時の光出力を確保
することができる。
When the temperature decreases, the resistance values of the thermistors ER1 and ER2 decrease. Then, the emitter voltage of the transistor Tr7 increases due to the decrease in the resistance value of the thermistor ER1,
The decrease in the resistance value of the thermistor ER2 lowers the base voltage of the transistor Tr7. Therefore, the transistor Tr7
, The base current of the transistor Tr8 increases, the equivalent resistance value of the transistor Tr8 decreases, the oscillation frequency of the inverter circuit 2 decreases, and the lamp voltage during start-up and the lamp current during lighting increase. Thereby, the starting performance at low temperature and the light output at low temperature lighting can be ensured.

第3図の装置において、ランプF1,F2オフ時、すなわ
ち無負荷時はインダクタL2とコンデンサC2等による共振
電流がトランジスタTr1に流れる。この共振電流は、ラ
ンプ点灯時より大きいため、この状態が続くとトランジ
スタTr1にストレスが蓄積したり、最悪の場合はトラン
ジスタTr1が熱暴走して破壊してしまう。無負荷時停止
回路7はこれを防止するためのものである。
In the device shown in FIG. 3, when the lamps F1 and F2 are off, that is, when there is no load, a resonance current by the inductor L2 and the capacitor C2 flows through the transistor Tr1. Since this resonance current is larger than when the lamp is turned on, if this state continues, stress will be accumulated in the transistor Tr1, or in the worst case, the transistor Tr1 will be thermally runaway and destroyed. The no-load stop circuit 7 is for preventing this.

無負荷時には負荷時より大きな電流がインダクタL2に
流れる。したがって、トランスT3の二次巻線L2sに誘起
される電圧も無負荷時の方が大きい。無負荷時停止回路
7において、無負荷時、ダイオードD6の整流出力が上昇
し、その状態が所定の時間継続すると、コンデンサC14
は抵抗R17,R18等を介して充電され、その端子電圧が上
昇する。そして、この端子電圧が、定電圧素子SB5のオ
ン電圧より高くなると、SB5がオンする。これにより、
サイリスタSCRがオンし、トランジスタTr9がオンしてト
ランジスタTr1がオフし、インバータ回路2は発振を停
止する。この停止状態は、電源を一旦遮断して再投入す
るまで継続する。
At no load, a larger current flows through the inductor L2 than at the time of load. Therefore, the voltage induced in the secondary winding L2s of the transformer T3 is larger when no load is applied. In the no-load stop circuit 7, when no load is applied, the rectified output of the diode D6 rises, and if this state continues for a predetermined time, the capacitor C14
Is charged via the resistors R17, R18, etc., and the terminal voltage increases. When this terminal voltage becomes higher than the ON voltage of the constant voltage element SB5, SB5 turns on. This allows
The thyristor SCR turns on, the transistor Tr9 turns on and the transistor Tr1 turns off, and the inverter circuit 2 stops oscillating. This stop state continues until the power is once turned off and turned on again.

第5図は、本発明の第3の実施例に係る放電灯点灯装
置の回路構成を示す。同図の装置は、第3図の装置の調
光切換回路3、全光点灯回路4、ソフトスタート回路5
および無負荷時停止回路7を時定数回路部分を除きIC化
したものである。なお、第5図の装置においては、ソフ
トスタートの時定数と全光点灯の時定数とを別個に設け
てある。
FIG. 5 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention. The device shown in the figure is a dimming switching circuit 3, an all-light lighting circuit 4, a soft start circuit 5 of the device shown in FIG.
Also, the no-load stop circuit 7 is formed as an IC except for a time constant circuit. In the apparatus shown in FIG. 5, a time constant for soft start and a time constant for all-light lighting are separately provided.

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

第1図は、本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回
路図、 第2図は、第1図におけるインバータ回路の各部波形
図、 第3図は、本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の
回路図、 第4図は、第3図の装置の各部動作を説明するためのタ
イミングチャート、そして 第5図は、本発明のさらに他の実施例に係る放電灯点灯
装置の回路図である。 1:直流電源回路、2:インバータ回路、 3:調光切換回路、4:全光点灯回路、 5:ソフトスタート回路。
FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of each part of the inverter circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram of the discharge lamp lighting device, FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of each part of the device of FIG. 3, and FIG. 5 is a discharge lamp lighting device according to still another embodiment of the present invention. FIG. 1: DC power supply circuit, 2: Inverter circuit, 3: Dimming switching circuit, 4: All light lighting circuit, 5: Soft start circuit.

フロントページの続き (72)発明者 青池 南城 東京都港区三田1丁目4番28号 東芝電 材株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−107599(JP,A) 特開 昭58−142800(JP,A) 特開 昭63−69197(JP,A) 特開 昭63−244599(JP,A) 特開 昭63−245275(JP,A) 特開 昭63−4598(JP,A) 特開 昭63−244594(JP,A) 実開 昭58−66599(JP,U)Continuation of the front page (72) The inventor Nanjo Aoike 1-4-2, Mita, Minato-ku, Tokyo Toshiba Denshi Co., Ltd. (56) References JP-A-57-107599 (JP, A) JP-A-58-142800 (JP, A) JP-A-63-69197 (JP, A) JP-A-63-244599 (JP, A) JP-A-63-245275 (JP, A) JP-A-63-4598 (JP, A) Sho 63-244594 (JP, A) Sho 58-66599 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】スイッチング素子を備え直流電源より交流
出力を発生するインバータ、この交流出力を供給されて
点灯する予熱形放電灯、ならびに、上記スイッチング素
子のオン・オフのデューティおよび/または周波数を可
変して上記インバータを上記放電灯が全光点灯する第1
のモードと上記放電灯が所定の調光状態で点灯する第2
のモードとの少なくとも2つの動作モードに設定する調
光制御手段を具備する放電灯点灯装置において、 始動時、上記インバータを先ず上記第2のモードで動作
させて上記放電灯を放電させることなく予熱し、次いで
上記第1のモードで動作させて上記放電灯に放電を開始
させ、しかる後上記調光制御手段で設定される動作モー
ドで動作させることにより上記放電灯を全光または調光
点灯するタイマ制御手段を設けたことを特徴とする放電
灯点灯装置。
An inverter having a switching element and generating an AC output from a DC power supply, a preheated discharge lamp that is supplied with the AC output and lights up, and a variable on / off duty and / or frequency of the switching element. Then, the inverter is driven by the discharge lamp to emit all light.
And the second mode in which the discharge lamp is lit in a predetermined dimming state
A discharge lamp lighting device comprising dimming control means for setting at least two operation modes, the first operation of the inverter in the second mode at the time of starting, and the preheating without discharging the discharge lamp. Then, the discharge lamp is started to discharge by operating in the first mode, and thereafter, the discharge lamp is operated in the operation mode set by the dimming control means, so that the discharge lamp is all-lighted or dimmed. A discharge lamp lighting device comprising a timer control means.
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