JP2790133B2 - Lighting control device and lamp lighting device - Google Patents

Lighting control device and lamp lighting device

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JP2790133B2
JP2790133B2 JP9012965A JP1296597A JP2790133B2 JP 2790133 B2 JP2790133 B2 JP 2790133B2 JP 9012965 A JP9012965 A JP 9012965A JP 1296597 A JP1296597 A JP 1296597A JP 2790133 B2 JP2790133 B2 JP 2790133B2
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lamp
signal
voltage
frequency
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勉 垣谷
健一 乾
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、蛍光灯や白熱電球など
のランプを調光して点灯する照明制御装置およびランプ
点灯装置に関する。 【0002】(従来技術1) 従来、例えば特開昭61−296699号公報に記載さ
れているように、高周波点灯装置の動作周波数を変化さ
せることにより、放電灯との間に介在した誘導性限流素
子のインピーダンス変化させて放電灯を調光するものが
知られている。このものは、発振回路部からの周波数可
変の方形波信号を二相分割回路部で積分して略三角波を
形成し、この三角波と基準値とを比較して、一対のスイ
ッチング素子が共にオフする期間を含む制御信号を作成
している。この従来技術1は方形波信号の周波数が高周
波点灯装置の動作周波数の2倍の関係にある。したがっ
て、前記方形波の周波数を変化することにより、高周波
点灯装置の動作周波数が変化して放電灯を調光点灯でき
る。 【0003】(従来技術2)また、例えば特開昭61−
88499号公報に記載されているように、PWM信号
により高周波点灯装置を制御してランプの調光をするも
のも知られている。すなわち、高周波点灯装置は、調光
レベルに応じたデューティ比のPWM調光信号に基づい
て、PWM信号で変調された例えば第3図(c)に示す
ような波形の高周波出力を発生し、この出力をランプに
供給してランプを調光点灯するものである。第3図にお
いて、(a)は交流電源、例えば50または60Hzの
商用電源の電圧波形、(b)はPWM信号波形である。
このPWM信号は調光レベルが低い程オン(例えば12
V)期間が長く、オフ(OV)期間は短くなるように設
定されている。また、(c)はランプ電流波形であり、
PWM信号のオン期間は高周波出力の周波数が高く(例
えば50kHz)、ランプ電流は少ない(例えば70m
A)。一方、オフ期間は周波数が低く(例えば40kH
z)ランプ電流は多くなる(例えば330mA)。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術1は高周波点灯装置の動作周波数の2倍の周波数であ
る方形波信号の周波数を変化することにより調光するも
のである。高周波点灯装置は数十KHzで動作するた
め、方形波信号もこれの2倍と高周波である。したがっ
て、方形波信号を生成する発振回路部と二相分割回路部
とが遠く離れていると、高周波の方形波信号は浮遊容量
等により減衰し易く、かつ、電気的雑音等の影響によっ
て方形波信号の形状が変動し易く、そのため、調光の精
度が低下するという心配があった。また、高周波の方形
波信号を伝送することにより高周波雑音を生じて他の電
気機器に影響を及ぼすという問題もある。 【0005】また、上記従来技術2のようにPWM信号
で変調された高周波出力を発生する高周波点灯装置にお
いては、ランプ電流が大きなリップルを持った波形とな
り、そのため、うなり音が発生したり、電子部品へスト
レスを与える原因となるという問題があった。 【0006】本発明は、調光の精度を向上できると共
に、高調波雑音、うなり音の発生や電子部品へのストレ
スを低減できる照明制御装置およびランプ点灯装置を提
供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の照明制御
装置は、低周波交流を高周波電力に変換する高周波発生
装置と;高周波発生装置により付勢される調光点灯可能
なランプと;PWM信号を送出する調光信号送出装置
と;PWM信号を入力してそのデューティ比に応じた直
流信号を生成し、直流信号に応じた制御信号で高周波発
生装置の出力を制御すると共に、ランプのランプ電流値
に応じた検出信号を直流化して直流信号をランプ電流値
が一定化するように変化させる制御装置と;を具備して
いることを特徴とする。 【0008】本発明において、調光信号送出装置は、ラ
ンプの調光レベルを示すPWM信号を送出する。制御装
置は、調光信号送出装置から送出されたPWM信号を入
力してそのデューティ比に応じた直流信号を生成し、そ
の直流信号に応じた制御信号を発生する。また、高周波
発生装置は、その制御信号によって制御されて動作し、
例えば図2(b)に示すように光出力を変化させるよう
例えば20KHz〜100KHzの高周波電力を発生す
る。ランプはこの高周波電力により点灯する。ここで、
上記のように調光信号送出装置から制御装置に送出され
る信号は、PWM信号であるから伝送損失等によってそ
の信号の電圧値が変動してもデューティ比は変動するこ
とがない。ランプ電流は、従来の装置で生じていた例え
ば図3に示すような100Hzまたは120Hzのリッ
プルを生じない。さらに、ランプのランプ電流値に応じ
た検出信号を直流化して直流信号を変化させるから、低
周波交流電源電圧が変動した場合にもランプ電流値を一
定化すなわち光出力の一定化を図れる。そして、このよ
うな一定化制御は、直流信号に対して検出信号を直流化
して行うので、信号の取扱いが容易でひいては構成を簡
単化できる。 【0009】請求項2記載の照明制御装置は、請求項1
記載の発明において、ランプは放電灯であるとともに、
制御装置は、放電灯の両端電圧に応じた電圧を検出し異
常高電圧検出時には高周波発生装置の出力を低減または
停止する直流信号を発生させるランプ電圧検出手段を有
していることを特徴とする。 【0010】本発明は、さらに、放電灯両端電圧が例え
ば無負荷時のように異常に高くなった場合には、高周波
発生装置の出力を低減する。したがって、高い無負荷電
圧が継続出力されることによる感電の危険、部品の劣
化、破壊等を防止できる。 【0011】請求項3記載のランプ点灯装置は、低周波
交流を高周波電力に変換する高周波発生装置と;高周波
発生装置により付勢される調光点灯可能なランプと;P
WM信号を入力してそのデューティ比に応じた直流信号
を生成し、直流信号に応じた制御信号で高周波発生装置
の出力を制御すると共に、ランプのランプ電流値に応じ
た検出信号を直流化して直流信号をランプ電流値が一定
化するように変化させる制御装置と;を具備しているこ
とを特徴とする。 【0012】本発明のランプ点灯装置は、上記照明制御
装置における制御装置および高周波発生装置と同様な作
用を成す。すなわち、制御装置は、調光信号送出装置か
ら送出されたPWM信号を入力してそのデューティ比に
応じた直流信号を生成し、その直流信号に応じた制御信
号を発生する。そして、高周波発生装置は、その制御信
号によって制御されて動作し、高周波電力を発生する。
ここで、上記のように調光信号送出装置から制御装置に
送出される信号は、PWM信号であるから伝送損失など
によってその信号の電圧値が変動してもデューティ比は
変動することがない。また、高周波発生装置はそのデュ
ーティ比に基づいて生成された直流信号に応じた制御信
号により高周波電力を発生して、この高周波電力により
ランプは点灯するから、ランプ電流波形に大きなリップ
ルは発生しない。また、簡単な構成でランプの光出力一
定化を図れる。 【0013】請求項4記載のランプ点灯装置は、請求項
3記載の発明において、ランプは放電灯であるととも
に、制御装置は、放電灯の両端電圧に応じた電圧を検出
し異常高電圧検出時には高周波発生装置の出力を低減ま
たは停止する直流信号を発生させるランプ電圧検出手段
を有していることを特徴とする。 【0014】本発明は、請求項2記載の発明と同様に作
用する。 【0015】 【実施形態】以下図面を用いて本発明の一実施形態を説
明する。図1は本発明の一実施形態例に係る照明制御装
置およびランプ点灯装置を示す回路図である。照明制御
装置は、同図に示すように高周波発生装置A、制御装置
B、調光信号送出装置Cおよびランプ9から構成されて
いる。 【0016】以下、各装置を詳細に説明する。ACは交
流電源で、この交流電源ACにインダクタ11とコンデ
ンサ12とからなる雑音防止用のL型フィルタ回路を介
して全波整流器21と平滑用コンデンサ22とからなる
整流回路2が接続されている。この整流回路2の正負直
流出力端子間にはSEPP接続された2個のパワーMO
SFET31,32を有する他励式のインバータ回路3
が接続されている。4は起動回路、5は制御系電源回
路、6は直流信号生成回路、7はV−f変換器、8はV
−f変換器7の高周波出力によりFET31,32をプ
ッシュプル駆動する駆動回路である。 【0017】インバータ回路3は、シリーズインバータ
またはハーフブリッジ等と呼ばれるタイプのもので、整
流回路3の正負直流出力端子間に2個のパワーMOSF
ET31,32の直列回路および2個の直流カット用コ
ンデンサ33,34の直列回路を接続し、FET31と
32との接続点およびコンデンサ33と34との接続点
の間にリーケージ型のインバータトランス35の1次巻
線35pを接続してある。 【0018】トランス35の2次巻線(ランプ電流供給
用巻線)35sには、共振用コンデンサ36が接続さ
れ、さらに、変流器(CT)37を介してランプ9たと
えば蛍光ランプが接続されている。35f1および35
f2はフィラメント電力供給用巻線で、それぞれランプ
9のフィラメント9f1および9f2に接続されてい
る。トランス35には、さらに、出力電圧検出用巻線3
5dが設けられている。 【0019】制御信号生成回路6は、ランプ電流検出手
段61、直流変換回路62、ランプ電圧検出手段63お
よび誤差増幅器64を具備する。 【0020】ランプ電流検出手段61はCT37の2次
巻線誘起出力よりランプ電流IL に比例する検出電圧V
IDを発生する。 【0021】直流変換回路62は、フォトカプラ65、
トランジスタ66、抵抗67およびコンデンサ68等か
らなり、調光信号送出装置Cから伝送されたPWM調光
信号を入力し、そのPWM信号を直流信号VPMに変換
し、この直流信号VPMを上記検出電圧VIDに直流バイア
スとして加算する。 【0022】ランプ電圧検出手段63は、インバータト
ランス35の出力電圧検出用巻線35dの誘起出力より
ランプ電圧VL に比例する電圧を発生する。 【0023】誤差増幅器64は、直流変換回路62の出
力電圧VPM+VIDとランプ電圧検出手段63の出力電圧
との高い方の電圧と参照電圧VREF との差電圧に比例す
る誤差電圧VERを出力する。なお、本実施形態におい
て、ランプ電圧検出手段63は、ランプ負荷開放等の負
荷異常時にインバータ回路3の出力を低減または遮断す
るためのもので、平常動作時は直流変換回路62の出力
電圧VPM+VIDの方がランプ電圧検出回路63の出力電
圧より高くなるように設定してある。 【0024】次に、この照明制御装置およびランプ点灯
装置の動作を説明する。 【0025】図示しないスイッチを介して交流電源AC
が投入されて、低周波交流が入力されると、整流回路2
より平滑整流出力が発生し、これがインバータ回路3に
供給される。また、起動回路4および制御系電源5を介
して直流電圧Vccが制御信号生成回路6、V−f変換
器7および駆動回路8に各々印加される。これにより、
V−f変換器7が高周波電圧よりなる制御信号を出力す
る。そして、この制御信号は駆動回路8を介して、高周
波発生装置のインバータ回路3のFET31,32のゲ
ートに供給されて、高周波発生装置Aは動作する。そし
て、FET31,32がインバータトランス35の1次
巻線35pを駆動し、インバータトランス35の2次巻
線35sに高周波電圧が誘起される。 【0026】なお、起動回路4は、交流電源ACの投入
後所定の時間、制御系電源5の出力電圧Vccを低減し
てインバータ回路3の高周波出力電力を低減し、この
間、ランプ9のフィラメントが充分に加熱されないまま
点灯する、いわゆるコールドスタートを防止している。 【0027】上記所定の時間が経過すると、制御系電源
5の出力電圧Vccが定常値に戻り、ランプ9は、イン
バータ回路3から放電開始電圧より充分高い高周波電圧
を印加され、点灯する。 【0028】定常点灯時、ランプ電流IL が、PWM調
光信号により与えられた調光レベルに応じた値(以下、
指令値という)より増加すると、電流変流器(CT)3
7の2次巻線誘起出力を検出するランプ電流検出手段6
1の出力電圧VIDが増加する。すると、直流変換回路6
2の出力電圧VPM+VIDが増加して誤差電圧VERが上昇
し、V−f変換器7からの出力が上昇してインバータ回
路3の出力周波数が上昇する。ここで、インバータトラ
ンス35のリ一ケージインダクタンスは誘導性インピー
ダンスとして作用し、ランプ電流IL は、インバータ回
路3の出力周波数が上昇することにより減少する。一
方、ランプ電流IL が上記指令値より減少すると、上述
とは逆にインバータ回路3の出力周波数が下降してラン
プ電流ILは増加する。この負帰還動作により、ランプ
電流IL は上記指令値近傍の値に安定化される。 【0029】制御信号生成回路6において、調光信号送
出装置Cから図示しない例えば信号線などを介して送出
された調光信号は、フォトカプラ65とトランジスタ8
6とにより常時入力されており、トランジスタ66のコ
レクタには外部調光信号と相似のPWM波形の電圧が発
生している。この電圧は、抵抗67およびコンデンサ6
8等により平滑され、コンデンサ68の端子間には外部
調光信号のパルス幅(オンデューテイ比)に比例する電
圧VPMが発生する。この電圧VPMはランプ電流検出手段
61から出力される検出電圧VIDに直流バイアスとして
加算された後、誤差増幅器64に入力される。 【0030】今、外部調光信号のパルス幅が大きくなっ
たとすると、電圧VPMが大きくなり、誤差増幅器64に
入力される電圧VPM+VIDが大きくなる。これにより、
誤差電圧VERが上昇してV−f変換器7から出力される
制御信号、およびインバータ回路3の出力周波数が上昇
し、ランプ電流が少なくなる。すなわち調光が深くな
る。 一方、外部調光信号のパルス幅が狭くなると、電
圧VPMが低下し、誤差増幅器64に入力される電圧VPM
+VIDが低下し、誤差電圧VERが低下し、V−f変換器
7から出力される制御信号およびインバータ回路3の出
力周波数が低下してランプ電流が大きくなる。すなわち
調光が浅くなる。 【0031】図2は、外部調光信号のPWM波形、パル
ス幅(オン・デューティ比)、直流信号(直流バイア
ス)の波形および電圧VPM、ならびにランプ9の明るさ
の関係を示す。このように、第1図の装置においては、
外部調光信号のパルス幅を可変して直流バイアス電圧V
PMを可変することにより、ランプ9を調光することがで
きる。 【0032】上記実施形態によれば、調光信号送出装置
Cから制御装置Bに送出される調光信号は、PWM信号
であるから調光信号送出装置と制御装置との間の伝送損
失などによって、その信号の電圧値が変動してもデュー
ティ比は変動することがない。また、PWM信号のデュ
ーティ比に基づいて生成された直流信号に応じた制御信
号により高周波発生回路の動作は制御されて高周波電力
を発生するから、ランプ電流のリップルが大幅に改善で
きる。 【0033】図4〜図6は、それぞれ本発明の他の実施
形態を示すもので、図1の高周波発生装置Aの部分を中
心にその変形例を示す。 【0034】図4は、図1の高周波発生装置を2灯用に
変形したものである。インバータトランス35には、ラ
ンプ9aと9bの共通接続したフィラメント用のフィラ
メント電力供給用巻線35f3が設けられている。 【0035】図5は、変形ハーフブリッジと呼ばれるイ
ンバータ回路で、図1のインバータ回路の直流カット用
コンデンサを1個にしたものである。 【0036】図6は、トランスレスに構成したハーフブ
リッジ型インバータ回路である。なお、本発明は上述の
実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施する
ことができる。例えば上述においては、PWM調光信号
のオン・デューティを直流信号レベルに変換した例につ
いて説明したが、オフ・デューティを直流信号レベルに
変換してもよい。 【0037】また、本発明は上述の図1および図4〜図
6に示す構成のインバータ回路の他、直流電圧に応じて
ランプ電流を可変し得る種々の高周波発生装置を用いた
ランプ点灯装置または電子安定器に適用可能である。 【0038】さらに、PWM信号としては上述の矩形波
信号の他、従来の位相制御形調光装置におけるような位
相制御された正弦波信号等を用いることもできる。但
し、この場合、位相制御されていない電源を供給するた
めの別個の電源ラインを設ける必要がある。 【0039】また、調光信号送出装置からランプ点灯装
置にPWM信号を送出する手段として、上記実施形態に
おいては、フォトカプラを用いた所謂光結合により信号
の伝送を行ったものについて説明しているが、有線また
は無線等の手段によりPWM信号を伝送しても良い。 【0040】さらに、上記実施形態においては、高周波
発生回路の出力周波数を変化させ、リーケージインダク
タンスによって誘導性の限流素子を形成してランプを調
光するように構成しているが、上記のような誘導性素子
の他、コンデンサなどの容量性限流素子を介してランプ
が付勢されるものでも良い。 【0041】 【発明の効果】請求項1および3記載の発明によれば、
調光信号はPWM信号であるから伝送損失などによって
その信号の電圧値が変動してもデューティ比は変動する
ことがない。そして、このデューティ比に基づいて生成
された直流信号に応じた制御信号によって高周波発生装
置は制御されランプを付勢する。また、ランプ電流値に
応じた検出信号を直流化して、ランプ電流値が一定化す
るように直流信号を変化させる。したがって、調光の精
度を向上できると共に、高調波雑音、うなり音の発生や
電子部品へのストレスを低減でき、さらに、簡単な構成
でランプ電流値ひいては光出力の一定化を図れる。 【0042】請求項2および4記載の発明によれば、さ
らに、放電灯が装着されていない無負荷時等に高い電圧
が継続出力して、感電の危険、部品の劣化、破壊等を防
止できる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting control device and a lamp lighting device for dimming and lighting a lamp such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp. (Prior Art 1) Conventionally, as described in, for example, JP-A-61-296699, by changing the operating frequency of a high-frequency lighting device, an inductive limit interposed between the high-frequency lighting device and a discharge lamp is known. There is known a device that dims a discharge lamp by changing the impedance of a flow element. In this device, a variable frequency square wave signal from an oscillation circuit unit is integrated by a two-phase division circuit unit to form a substantially triangular wave, and the triangular wave is compared with a reference value, and a pair of switching elements are both turned off. A control signal including a period is created. In the prior art 1, the frequency of the square wave signal is twice as high as the operating frequency of the high frequency lighting device. Therefore, by changing the frequency of the square wave, the operating frequency of the high-frequency lighting device changes, and the discharge lamp can be dimmed and lit. (Prior Art 2) For example, Japanese Patent Application Laid-Open
As described in JP-A-88499, there is also known an apparatus that controls a high-frequency lighting device based on a PWM signal to dimm the lamp. That is, the high-frequency lighting device generates a high-frequency output having a waveform, for example, as shown in FIG. 3C modulated by the PWM signal, based on the PWM dimming signal having a duty ratio corresponding to the dimming level. The output is supplied to the lamp to dimm the lamp. 3A shows a voltage waveform of an AC power supply, for example, a commercial power supply of 50 or 60 Hz, and FIG. 3B shows a PWM signal waveform.
This PWM signal is turned on (for example, 12
The V) period is set to be long and the OFF (OV) period is set to be short. (C) is a lamp current waveform,
During the ON period of the PWM signal, the frequency of the high-frequency output is high (for example, 50 kHz) and the lamp current is small (for example, 70 m).
A). On the other hand, the frequency is low during the off period (for example, 40 kHz).
z) The lamp current increases (for example, 330 mA). [0004] In the prior art 1, dimming is performed by changing the frequency of a square wave signal which is twice the operating frequency of the high-frequency lighting device. Since the high-frequency lighting device operates at several tens of kHz, the square wave signal is twice as high as this. Therefore, if the oscillation circuit section that generates the square wave signal and the two-phase splitting circuit section are far apart, the high-frequency square wave signal is easily attenuated by stray capacitance and the like, and the square wave signal is affected by electrical noise and the like. There is a concern that the shape of the signal is likely to fluctuate, and therefore, the accuracy of dimming is reduced. There is also a problem that high-frequency noise is generated by transmitting a high-frequency square wave signal, which affects other electric devices. In a high-frequency lighting device that generates a high-frequency output modulated by a PWM signal as in the above-mentioned prior art 2, the lamp current has a waveform having a large ripple, and therefore, a beat sound is generated or an electronic signal is generated. There is a problem that it causes stress to parts. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a lighting control device and a lamp lighting device that can improve the accuracy of dimming and reduce the generation of harmonic noise, beat noise, and stress on electronic components. A lighting control device according to a first aspect of the present invention includes a high-frequency generator for converting a low-frequency alternating current into a high-frequency power; and a dimmable and illuminable lamp energized by the high-frequency generator. And a dimming signal transmitting device for transmitting a PWM signal; a PWM signal being input, generating a DC signal according to the duty ratio, controlling the output of the high frequency generator with a control signal corresponding to the DC signal, A control device for converting a detection signal corresponding to the lamp current value of the lamp into a direct current and changing the direct current signal so that the lamp current value is constant. In the present invention, a dimming signal transmitting device transmits a PWM signal indicating a dimming level of a lamp. The control device receives the PWM signal transmitted from the dimming signal transmitting device, generates a DC signal according to the duty ratio, and generates a control signal according to the DC signal. The high-frequency generator operates under the control of the control signal,
For example, as shown in FIG. 2B, high-frequency power of, for example, 20 kHz to 100 kHz is generated so as to change the optical output. The lamp is turned on by this high frequency power. here,
Since the signal transmitted from the dimming signal transmitting device to the control device as described above is a PWM signal, the duty ratio does not change even if the voltage value of the signal changes due to transmission loss or the like. The lamp current does not cause the ripple of 100 Hz or 120 Hz as shown in FIG. Further, since the detection signal corresponding to the lamp current value of the lamp is converted into a DC signal to change the DC signal, the lamp current value can be stabilized even when the low-frequency AC power supply voltage fluctuates, that is, the light output can be stabilized. Since such a constant control is performed by converting a detection signal into a DC signal with respect to a DC signal, the handling of the signal is easy and the configuration can be simplified. According to a second aspect of the present invention, there is provided a lighting control apparatus.
In the described invention, the lamp is a discharge lamp,
The control device is characterized by having lamp voltage detection means for detecting a voltage corresponding to the voltage between both ends of the discharge lamp and generating a DC signal for reducing or stopping the output of the high frequency generator when abnormally high voltage is detected. . The present invention further reduces the output of the high frequency generator when the voltage across the discharge lamp becomes abnormally high, for example, when no load is applied. Therefore, danger of electric shock due to continuous output of a high no-load voltage, deterioration and destruction of components, and the like can be prevented. A lamp lighting device according to a third aspect of the present invention includes a high-frequency generator for converting a low-frequency alternating current into a high-frequency power; a dimmable lamp that is activated by the high-frequency generator;
A WM signal is input, a DC signal corresponding to the duty ratio is generated, the output of the high frequency generator is controlled by a control signal corresponding to the DC signal, and a detection signal corresponding to the lamp current value of the lamp is converted to DC. And a control device for changing the DC signal so that the lamp current value is constant. The lamp lighting device of the present invention has the same function as the control device and the high frequency generator in the above-mentioned lighting control device. That is, the control device receives the PWM signal transmitted from the dimming signal transmitting device, generates a DC signal corresponding to the duty ratio, and generates a control signal corresponding to the DC signal. The high-frequency generator operates under the control of the control signal to generate high-frequency power.
Since the signal transmitted from the dimming signal transmitting device to the control device as described above is a PWM signal, the duty ratio does not change even if the voltage value of the signal changes due to transmission loss or the like. Further, the high-frequency generator generates high-frequency power by a control signal corresponding to a DC signal generated based on the duty ratio, and the high-frequency power turns on the lamp, so that a large ripple does not occur in the lamp current waveform. Further, the light output of the lamp can be made constant with a simple configuration. According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the lamp is a discharge lamp, and the control device detects a voltage corresponding to a voltage between both ends of the discharge lamp. It is characterized by having a ramp voltage detecting means for generating a DC signal for reducing or stopping the output of the high frequency generator. The present invention operates in the same manner as the second aspect of the present invention. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a lighting control device and a lamp lighting device according to an embodiment of the present invention. The lighting control device includes a high-frequency generator A, a controller B, a dimming signal transmitter C, and a lamp 9 as shown in FIG. Hereinafter, each device will be described in detail. AC is an AC power supply, and a rectifier circuit 2 including a full-wave rectifier 21 and a smoothing capacitor 22 is connected to the AC power supply AC via an L-type filter circuit including an inductor 11 and a capacitor 12 for preventing noise. . Between the positive and negative DC output terminals of the rectifier circuit 2, two power MOs connected by SEPP are provided.
Separately-excited inverter circuit 3 having SFETs 31 and 32
Is connected. 4 is an activation circuit, 5 is a control system power supply circuit, 6 is a DC signal generation circuit, 7 is a Vf converter, 8 is V
This is a drive circuit for performing push-pull driving of the FETs 31 and 32 by the high frequency output of the −f converter 7. The inverter circuit 3 is of a type called a series inverter or a half bridge, and has two power MOSFs between the positive and negative DC output terminals of the rectifier circuit 3.
A series circuit of ET31 and ET32 and a series circuit of two DC cut capacitors 33 and 34 are connected, and a leakage type inverter transformer 35 is connected between a connection point between FETs 31 and 32 and a connection point between capacitors 33 and 34. The primary winding 35p is connected. A resonance capacitor 36 is connected to the secondary winding (lamp current supply winding) 35s of the transformer 35, and the lamp 9 such as a fluorescent lamp is connected via a current transformer (CT) 37. ing. 35f1 and 35
f2 is a filament power supply winding connected to the filaments 9f1 and 9f2 of the lamp 9, respectively. The transformer 35 further includes an output voltage detecting winding 3.
5d is provided. The control signal generation circuit 6 includes a lamp current detection means 61, a DC conversion circuit 62, a lamp voltage detection means 63, and an error amplifier 64. The lamp current detecting means 61 detects a detection voltage V proportional to the lamp current IL from the secondary winding induced output of CT37.
Generate ID. The DC conversion circuit 62 includes a photocoupler 65,
It comprises a transistor 66, a resistor 67, a capacitor 68, etc., receives a PWM dimming signal transmitted from the dimming signal transmitting device C, converts the PWM signal into a DC signal VPM, and converts the DC signal VPM to the detection voltage VID. As a DC bias. The lamp voltage detecting means 63 generates a voltage proportional to the lamp voltage VL from the induced output of the output voltage detecting winding 35d of the inverter transformer 35. The error amplifier 64 outputs an error voltage VER proportional to a difference voltage between a higher voltage between the output voltage VPM + VID of the DC conversion circuit 62 and the output voltage of the ramp voltage detecting means 63 and the reference voltage VREF. In the present embodiment, the lamp voltage detecting means 63 is used to reduce or cut off the output of the inverter circuit 3 when a load abnormality such as a lamp load release occurs, and during normal operation, the output voltage VPM + VID of the DC conversion circuit 62. Is set to be higher than the output voltage of the lamp voltage detection circuit 63. Next, the operation of the lighting control device and the lamp lighting device will be described. AC power supply AC through a switch (not shown)
Is input and a low-frequency AC is input, the rectifier circuit 2
A smoother rectified output is generated, which is supplied to the inverter circuit 3. Further, DC voltage Vcc is applied to control signal generation circuit 6, Vf converter 7 and drive circuit 8 via start circuit 4 and control system power supply 5, respectively. This allows
The Vf converter 7 outputs a control signal composed of a high-frequency voltage. Then, the control signal is supplied to the gates of the FETs 31 and 32 of the inverter circuit 3 of the high frequency generator via the drive circuit 8, and the high frequency generator A operates. Then, the FETs 31 and 32 drive the primary winding 35p of the inverter transformer 35, and a high-frequency voltage is induced in the secondary winding 35s of the inverter transformer 35. The starting circuit 4 reduces the output voltage Vcc of the control system power supply 5 to reduce the high frequency output power of the inverter circuit 3 for a predetermined time after the AC power supply AC is turned on. This prevents a so-called cold start that lights up without being heated sufficiently. When the predetermined time elapses, the output voltage Vcc of the control system power supply 5 returns to a steady value, and the lamp 9 is applied with a high-frequency voltage sufficiently higher than the discharge starting voltage from the inverter circuit 3 and lights. At the time of steady lighting, the lamp current IL has a value (hereinafter, referred to as a value) corresponding to the dimming level given by the PWM dimming signal.
Command value), the current transformer (CT) 3
Lamp current detecting means 6 for detecting the secondary winding induced output 7
1 increases the output voltage VID. Then, the DC conversion circuit 6
2, the output voltage VPM + VID increases, the error voltage VER increases, the output from the Vf converter 7 increases, and the output frequency of the inverter circuit 3 increases. Here, the leakage inductance of the inverter transformer 35 acts as an inductive impedance, and the lamp current IL decreases as the output frequency of the inverter circuit 3 increases. On the other hand, when the lamp current IL decreases below the above command value, the output frequency of the inverter circuit 3 decreases and the lamp current IL increases, contrary to the above. By this negative feedback operation, the lamp current IL is stabilized at a value near the command value. In the control signal generating circuit 6, the dimming signal transmitted from the dimming signal transmitting device C via, for example, a signal line (not shown)
6 and a voltage having a PWM waveform similar to that of the external light control signal is generated at the collector of the transistor 66. This voltage is applied to the resistor 67 and the capacitor 6
8, a voltage VPM is generated between the terminals of the capacitor 68 in proportion to the pulse width (on-duty ratio) of the external dimming signal. This voltage VPM is added to the detection voltage VID output from the lamp current detection means 61 as a DC bias, and then input to the error amplifier 64. If the pulse width of the external dimming signal is increased, the voltage VPM increases, and the voltage VPM + VID input to the error amplifier 64 increases. This allows
The error voltage VER rises, the control signal output from the Vf converter 7 and the output frequency of the inverter circuit 3 rise, and the lamp current decreases. That is, the light control becomes deep. On the other hand, when the pulse width of the external dimming signal is reduced, the voltage VPM decreases, and the voltage VPM input to the error amplifier 64 is reduced.
+ VID decreases, the error voltage VER decreases, the control signal output from the V-f converter 7 and the output frequency of the inverter circuit 3 decrease, and the lamp current increases. That is, light control becomes shallow. FIG. 2 shows the relationship among the PWM waveform of the external dimming signal, the pulse width (ON duty ratio), the waveform and voltage VPM of the DC signal (DC bias), and the brightness of the lamp 9. Thus, in the apparatus of FIG.
DC bias voltage V by varying the pulse width of the external dimming signal
By varying the PM, the light of the lamp 9 can be adjusted. According to the above embodiment, the dimming signal transmitted from the dimming signal transmitting device C to the control device B is a PWM signal, so that the dimming signal is transmitted due to transmission loss between the dimming signal transmitting device and the control device. The duty ratio does not change even if the voltage value of the signal changes. Further, the operation of the high-frequency generation circuit is controlled by a control signal corresponding to the DC signal generated based on the duty ratio of the PWM signal to generate high-frequency power, so that the ripple of the lamp current can be greatly improved. FIGS. 4 to 6 show other embodiments of the present invention, and show modifications of the high frequency generator A shown in FIG. FIG. 4 shows a modification of the high frequency generator of FIG. 1 for two lamps. The inverter transformer 35 is provided with a filament power supply winding 35f3 for a filament commonly connected to the lamps 9a and 9b. FIG. 5 shows an inverter circuit called a modified half bridge in which the DC cut capacitor of the inverter circuit of FIG. 1 is reduced to one. FIG. 6 shows a half-bridge type inverter circuit configured without a transformer. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented. For example, in the above description, an example was described in which the on-duty of the PWM dimming signal was converted to a DC signal level, but the off-duty may be converted to a DC signal level. The present invention also provides a lamp lighting device using various high-frequency generators capable of varying a lamp current according to a DC voltage, in addition to the inverter circuit having the configuration shown in FIGS. 1 and 4 to 6 described above. Applicable to electronic ballasts. Further, as the PWM signal, in addition to the rectangular wave signal described above, a sine wave signal or the like whose phase is controlled as in a conventional phase control type dimmer can be used. However, in this case, it is necessary to provide a separate power supply line for supplying a power supply that is not phase-controlled. In the above-described embodiment, as a means for transmitting a PWM signal from a dimming signal transmitting device to a lamp lighting device, a signal is transmitted by so-called optical coupling using a photocoupler. However, the PWM signal may be transmitted by a wired or wireless means. Furthermore, in the above embodiment, the output frequency of the high frequency generating circuit is changed, and the lamp is dimmed by forming an inductive current limiting element by the leakage inductance. The lamp may be energized via a capacitive current limiting element such as a capacitor in addition to a simple inductive element. According to the first and third aspects of the present invention,
Since the dimming signal is a PWM signal, the duty ratio does not change even if the voltage value of the signal changes due to transmission loss or the like. The high frequency generator is controlled by a control signal corresponding to the DC signal generated based on the duty ratio to energize the lamp. In addition, the detection signal corresponding to the lamp current value is converted to DC, and the DC signal is changed so that the lamp current value is constant. Therefore, the accuracy of dimming can be improved, harmonic noise and beat noise can be reduced, and stress on electronic components can be reduced. Further, the lamp current value and thus the light output can be made constant with a simple configuration. According to the second and fourth aspects of the present invention, a high voltage is continuously output when the discharge lamp is not mounted and when there is no load, and the risk of electric shock, deterioration and destruction of parts can be prevented. .

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態に係る照明制御装置および
ランプ点灯装置の回路図 【図2】図1の装置の各部の動作波形の説明図 【図3】従来の高周波点灯装置の各部の動作波形図 【図4】他の実施形態に係る高周波発生装置の部分回路
図 【図5】さらに他の実施形態に係る高周波発生装置の部
分回路図 【図6】さらに他の実施形態に係る高周波発生装置の部
分回路図 【符号の説明】 A:高周波発生装置、B:制御装置、C:調光信号送出
装置、AC:交流電源、2:整流回路、3:インバータ
回路、5:制御系電源、6:制御信号生成回路、7:V
−f変換器、9:ランプ、61:ランプ電流検出手段、6
3:ランプ電圧検出手
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of a lighting control device and a lamp lighting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of operation waveforms of respective parts of the device of FIG. FIG. 4 is an operation waveform diagram of each part of the high-frequency lighting device of FIG. 4. FIG. 4 is a partial circuit diagram of a high-frequency generation device according to another embodiment. FIG. Partial circuit diagram of high-frequency generator according to another embodiment [Description of symbols] A: high-frequency generator, B: controller, C: dimming signal transmitter, AC: AC power supply, 2: rectifier circuit, 3: inverter Circuit, 5: control system power supply, 6: control signal generation circuit, 7: V
-F converter, 9: lamp, 61: lamp current detecting means, 6
3: Lamp voltage detection hand

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 41/38 - 41/42 H05B 37/02──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H05B 41/38-41/42 H05B 37/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.低周波交流を高周波電力に変換する高周波発生装置
と;高周波発生装置により付勢される調光点灯可能なラ
ンプと;PWM信号を送出する調光信号送出装置と;P
WM信号を入力してそのデューティ比に応じた直流信号
を生成し、直流信号に応じた制御信号で高周波発生装置
の出力を制御すると共に、ランプのランプ電流値に応じ
た検出信号を直流化して直流信号をランプ電流値が一定
化するように変化させる制御装置と;を具備しているこ
とを特徴とする照明制御装置。 2.前記ランプは放電灯であるとともに、前記制御装置
は、放電灯の両端電圧に応じた電圧を検出し異常高電圧
検出時には高周波発生装置の出力を低減または停止する
直流信号を発生させるランプ電圧検出手段を有している
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の照明制御
装置。 3.低周波交流を高周波電力に変換する高周波発生装置
と;高周波発生装置により付勢される調光点灯可能なラ
ンプと;PWM信号を入力してそのデューティ比に応じ
た直流信号を生成し、直流信号に応じた制御信号で高周
波発生装置の出力を制御すると共に、ランプのランプ電
流値に応じた検出信号を直流化して直流信号をランプ電
流値が一定化するように変化させる制御装置と;を具備
していることを特徴とするランプ点灯装置。 4.前記ランプは放電灯であるとともに、前記制御装置
は、放電灯の両端電圧に応じた電圧を検出し異常高電圧
検出時には高周波発生装置の出力を低減または停止する
直流信号を発生させるランプ電圧検出手段を有している
ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のランプ点
灯装置。
(57) [Claims] A high-frequency generator for converting a low-frequency alternating current into a high-frequency power; a dimmable lamp capable of being activated by the high-frequency generator; a dimmer signal transmitter for transmitting a PWM signal;
A WM signal is input, a DC signal corresponding to the duty ratio is generated, an output of the high frequency generator is controlled by a control signal corresponding to the DC signal, and a detection signal corresponding to a lamp current value of the lamp is converted to DC. A control device for changing a DC signal so that a lamp current value is constant; and a lighting control device. 2. The lamp is a discharge lamp, and the control device detects a voltage corresponding to a voltage between both ends of the discharge lamp, and a lamp voltage detecting means for generating a DC signal for reducing or stopping the output of the high frequency generator when abnormally high voltage is detected. The lighting control device according to claim 1, further comprising: 3. A high-frequency generator for converting low-frequency AC into high-frequency power; a dimmable lamp that is energized by the high-frequency generator; a DC signal that receives a PWM signal and generates a DC signal according to the duty ratio; And a control device for controlling the output of the high-frequency generator with a control signal corresponding to the control signal and converting the detection signal corresponding to the lamp current value of the lamp to DC to change the DC signal so that the lamp current value is constant. A lamp lighting device, comprising: 4. The lamp is a discharge lamp, and the control device detects a voltage corresponding to a voltage between both ends of the discharge lamp, and a lamp voltage detecting means for generating a DC signal for reducing or stopping the output of the high frequency generator when abnormally high voltage is detected. 4. The lamp lighting device according to claim 3, comprising:
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