JP2829876B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JP2829876B2
JP2829876B2 JP30903189A JP30903189A JP2829876B2 JP 2829876 B2 JP2829876 B2 JP 2829876B2 JP 30903189 A JP30903189 A JP 30903189A JP 30903189 A JP30903189 A JP 30903189A JP 2829876 B2 JP2829876 B2 JP 2829876B2
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芳生 剱持
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流を入力した降圧形チョッパ回路で電
流制御を行い、フルブリッジ形インバータで矩形波点灯
するようにした、メタルハライドランプ等の高輝度放電
灯の点灯装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a metal halide lamp or the like in which current is controlled by a step-down chopper circuit to which a direct current is input and a rectangular wave is lit by a full-bridge inverter. The present invention relates to improvement of a lighting device for a luminance discharge lamp.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、メタルハライドランプ等の高輝度放電灯が普及
し始めており、かかる放電灯の点灯装置も、第3図に示
すように、漏洩変圧器Trと主コンデンサCとからなる進
相型安定器など銅鉄形の安定器を用いてランプLを点灯
する方式から、第4図に示すように、高周波インバータ
H.Iを用いた方式へと、小型軽量化が計られるようにな
ってきている。
In recent years, high-intensity discharge lamps such as metal halide lamps have begun to spread, and lighting devices for such discharge lamps also include, as shown in FIG. 3, a phase-adjustment type ballast including a leakage transformer Tr and a main capacitor C. From the method of lighting the lamp L using a copper-iron type ballast, as shown in FIG.
HI-based systems are being reduced in size and weight.

しかしながら、このような高周波インバータを用いた
点灯装置においては、ある周波数領域の電流が供給され
ると音響的共鳴現象が生じ、アークが立ち消えしたりし
て不安定となるという問題点がある。
However, in a lighting device using such a high-frequency inverter, there is a problem that when a current in a certain frequency region is supplied, an acoustic resonance phenomenon occurs and an arc extinguishes and becomes unstable.

従来、かかる音響的共鳴現象による不安定を除去する
ため、例えば第5図に示すような矩形波点灯方式が提案
されている。すなわち第5図において、1は商用電源、
D1は整流素子、C1は平滑コンデンサであり、2は降圧形
チョッパ回路で、スイッチングトランジスタQ1とフリー
ホイルダイオードD2と直流リアクトルL1と平滑コンデン
サC2と前記スイッチングトランジスタQ1を駆動制御する
定電流フィードバック回路3とで構成されている。R1
前記定電流フィードバック回路3へ検出出力を入力する
電流検出素子、4はスイッチングトランジスタQ2,Q3
Q4,Q5からなるフルブリッジ形インバータである。
Conventionally, in order to remove instability due to the acoustic resonance phenomenon, for example, a rectangular wave lighting method as shown in FIG. 5 has been proposed. That is, in FIG. 5, 1 is a commercial power supply,
D 1 is the rectifying element, C 1 is a smoothing capacitor, 2 in step-down type chopper circuit, driving a switching transistor Q 1, the freewheeling diode D 2 DC reactor L 1 and a smoothing capacitor C 2 of the switching transistor Q 1 And a constant current feedback circuit 3 to be controlled. R 1 is a current detecting element for inputting a detection output to the constant current feedback circuit 3, and 4 is a switching transistor Q 2 , Q 3 ,
Q is a full-bridge inverter consisting of 4, Q 5.

そしてこのように構成された点灯装置においては、商
用電源1は整流素子D1で整流され、その直流出力は降圧
形チョッパ回路2に入力されて、定電流制御が行われ、
該チョッパ回路2の出力はフルブリッジ形インバータ4
に入力される。そして該インバータ4の動作によりラン
プ5には矩形波交番電圧が印加され、矩形波点灯が行わ
れる。この矩形波点灯は、矩形波が印加されるため、ラ
ンプのちらつきが少なく良好な点灯が行われるとされて
いる。
Then in the produced lighting device in this way, the commercial power supply 1 is rectified by the rectifier elements D 1, the DC output is inputted to the step-down type chopper circuit 2, the constant current control is performed,
The output of the chopper circuit 2 is a full bridge type inverter 4
Is input to Then, by the operation of the inverter 4, a rectangular wave alternating voltage is applied to the lamp 5, and rectangular wave lighting is performed. In this rectangular wave lighting, since a rectangular wave is applied, it is said that good lighting is performed with little flicker of the lamp.

ところが、上記従来の放電灯点灯装置においては、降
圧形チョッパ回路において定電流制御を行っているた
め、ランプ始動時においてもランプ安定時の電流しか流
せない。しかし一般的に放電灯点灯においては、ランプ
始動時は安定時の1.2〜2.5倍程度の電流が必要とされ、
したがって安定時の電流で始動すると、始動時間が長く
かかったり、あるいは放電が安定せずランプが始動しな
い場合もある。また安定時は定電流制御が行われるた
め、ランプ電圧の変化が直接ランプ電力の変化となり、
したがってランプの製造時のばらつきによるランプ電圧
のばらつきや、寿命末期におけるランプ電圧の上昇によ
る過入力を防止することができないという欠点がある。
更にはまた入力電圧の変動によりランプ電力が大きく変
化してしまうという問題点がある。
However, in the above-described conventional discharge lamp lighting device, the constant current control is performed in the step-down type chopper circuit, so that only the current when the lamp is stable can flow at the start of the lamp. However, in general, when a discharge lamp is turned on, a current that is about 1.2 to 2.5 times that of a stable state is required when starting the lamp,
Therefore, when starting with a stable current, the starting time may be long, or the discharge may not be stable and the lamp may not start. Also, when the current is stable, constant current control is performed, so the change in lamp voltage directly changes the lamp power,
Therefore, there is a disadvantage that it is not possible to prevent variations in lamp voltage due to variations during manufacturing of the lamp and excessive input due to a rise in lamp voltage at the end of life.
Further, there is a problem that the lamp power greatly changes due to the fluctuation of the input voltage.

従来の放電灯点灯装置における上記問題点を解消する
ために、本発明者は先に特願昭63−329439号において、
第6図に示すような放電灯点灯装置を提案した。なお第
6図において、第5図に示した従来例と同一構成部材に
ついては同一符号を付して示している。降圧形チョッパ
回路2は、スイッチングトランジスタQ1とフリーホイル
ダイオードD2,直流リアクトルL1,平滑コンデンサC2
スイッチングトランジスタQ1の駆動回路11,電流検出素
子R1の検出出力を入力して前記駆動回路11へ制御信号を
送出するスイッチング回路12とで構成されている。13は
フルブリッジ形インバータ4を構成するスイッチングト
ランジスタQ2,Q3,Q4,Q5を駆動するためのフリップフ
ロップ回路で、14はインバータ4の出力端に接続された
始動回路である。なおC3は始動回路14から発生する高圧
パルスのバイパス用のコンデンサである。更にこの点灯
装置においては、直流電源回路と降圧形チョッパ回路2
との間に入力電圧検出回路21が設けられており、その検
出出力が信号反転回路22を介して、降圧形チョッパ回路
2のスイッチング回路12に、前記電流検出素子R1の検出
出力と共に入力されるように構成されている。
In order to solve the above problems in the conventional discharge lamp lighting device, the present inventor previously described in Japanese Patent Application No. 63-329439,
A discharge lamp lighting device as shown in FIG. 6 has been proposed. 6, the same components as those of the conventional example shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. Step-down chopper circuit 2, the switching transistor Q 1, the freewheeling diode D 2, a DC reactor L 1, a smoothing capacitor C 2,
Driving circuit 11 of the switching transistor Q 1, it is composed of a switching circuit 12 for sending a control signal to input the detection output of the current detection element R 1 to the drive circuit 11. Reference numeral 13 denotes a flip-flop circuit for driving the switching transistors Q 2 , Q 3 , Q 4 , and Q 5 constituting the full-bridge inverter 4, and reference numeral 14 denotes a starting circuit connected to the output terminal of the inverter 4. Incidentally C 3 are capacitors for bypassing the high voltage pulse generated from the starting circuit 14. Further, in this lighting device, a DC power supply circuit and a step-down chopper circuit 2 are provided.
An input voltage detection circuit 21 is provided between the, the detection output via a signal inverting circuit 22, the switching circuit 12 of the step-down chopper circuit 2 is input with a detection output of the current detection element R 1 It is configured to:

第7図は、前記入力電圧検出回路21,信号反転回路22
及び降圧形チョッパ回路2におけるスイッチング回路12
の詳細な回路構成を示す図である。降圧形チョッパ回路
2におけるスイッチング回路12において、15は三角波状
基準波の発振器で、抵抗R4及びコンデンサC4は該発振器
15の発生基準波の発振周波数を決定している。16は演算
増幅器で、R5は該増幅器16のドリフト補償抵抗で、R6
入力抵抗であり、それらの抵抗R5,R6を介して電流検出
素子R1の検出出力が演算増幅器16に入力されるようにな
っている。そして演算増幅器16の入出力端間には、抵抗
R7、抵抗R8とツェナーダイオードZDの直列回路、位相補
償するための抵抗R9とコンデンサC5の直列回路とをそれ
ぞれ並列接続したフィードバック回路が接続されてい
る。17は前記演算増幅器16からの基準電圧と発振器15か
らの三角波を比較して増幅する比較器で、該比較器17の
出力はチョッパ回路2の駆動回路11に入力されるように
なっている。
FIG. 7 shows the input voltage detection circuit 21 and the signal inversion circuit 22.
And switching circuit 12 in step-down chopper circuit 2
3 is a diagram showing a detailed circuit configuration of FIG. In the switching circuit 12 in the step-down chopper circuit 2, 15 is an oscillator of triangular reference wave, resistor R 4 and the capacitor C 4 is the generator
The oscillation frequencies of 15 generated reference waves are determined. 16 is an operational amplifier, R 5 is drift compensation resistor of the amplifier 16, R 6 is the input resistor, the detection output of the current detecting element R 1 through their resistance R 5, R 6 is an operational amplifier 16 Is to be entered. A resistor is connected between the input and output terminals of the operational amplifier 16.
A feedback circuit is connected in which a series circuit of R 7 , a resistor R 8 and a Zener diode ZD, and a series circuit of a resistor R 9 and a capacitor C 5 for phase compensation are connected in parallel. Reference numeral 17 denotes a comparator for comparing and amplifying the reference voltage from the operational amplifier 16 and the triangular wave from the oscillator 15. The output of the comparator 17 is input to the drive circuit 11 of the chopper circuit 2.

入力電圧検出回路21は、直流電源回路に並列に接続さ
れた分圧用直列接続抵抗R10,R11と、分圧用抵抗R10,R
11の接続点と負側のラインとの間に抵抗R12を介して接
続したホトカプラ23の入力側となる発光ダイオードLED
とで構成されている。また信号反転回路22は、定電圧源
24と該電圧源24に抵抗R13,R14を介して接続されたホト
カプラ23の出力側となるホトトランジスタPTとで構成さ
れており、定電圧源24の正側に接続された抵抗R13の両
端を、前記スイッチング回路12の入力端子a,bにそれぞ
れ接続している。そして前記入力電圧検出回路21のホト
カプラ23の入力側を構成する発光ダイオードLEDで検出
した検出信号を、ホトカプラ23の出力側を構成する信号
反転回路22のホトトランジスタPTで受けて、該検出信号
を反転して前記スイッチング回路12の演算増幅器16へマ
イナス入力を供給するように構成されている。
Input voltage detection circuit 21 includes a voltage dividing series resistors R 10, R 11 connected in parallel to the DC power source circuit, dividing resistors R 10, R
A light emitting diode LED via a resistor R 12 is the input side of the photocoupler 23 connected between the 11 connection point and the negative line
It is composed of The signal inverting circuit 22 is a constant voltage source.
24 and the voltage source 24 to the resistor R 13, R 14 is constituted by a phototransistor PT of the output side of the connected photocoupler 23 via a resistor R 13 connected to the positive side of the constant voltage source 24 Are connected to input terminals a and b of the switching circuit 12, respectively. Then, the detection signal detected by the light emitting diode LED constituting the input side of the photocoupler 23 of the input voltage detection circuit 21 is received by the phototransistor PT of the signal inversion circuit 22 constituting the output side of the photocoupler 23, and the detection signal is received. The switching circuit 12 is configured to invert and supply a negative input to the operational amplifier 16 of the switching circuit 12.

次にこのように構成された先に提案した放電灯点灯装
置の動作を、第5図に示した従来例と異なる部分につい
て説明する。まず第5図に示した従来の点灯装置と同様
に、商用電源1は整流素子D1で整流され、その直流出力
は降圧形チョッパ回路2に入力されて電流制御が行わ
れ、該チョッパ回路2の出力はフルブリッジ形インバー
タ4に入力される。そして該インバータ4の動作と、始
動回路14の動作によりランプ5は始動して点灯が行われ
る。ランプ始動時には、始動電流が大きいため電流検出
素子R1の検出出力V1が大となる。したがってこの検出出
力V1が入力されるスイッチング回路12の演算増幅器16の
入出力差が大きくなり、それによりフィードバック回路
のツェナーダイオードZDが導通状態となる。その結果、
この演算増幅器16の増幅率αはほぼ次式(1)で表され
るようになる。
Next, the operation of the previously proposed discharge lamp lighting device configured as described above will be described with respect to portions different from the conventional example shown in FIG. In first as in the conventional lighting device shown in FIG. 5, the commercial power supply 1 is rectified by the rectifier elements D 1, the DC output is performed is input current control to the step-down type chopper circuit 2, the chopper circuit 2 Are input to the full-bridge inverter 4. The lamp 5 is started and lit by the operation of the inverter 4 and the operation of the starting circuit 14. During lamp starting, the detection output V 1 of the current detecting element R 1 is large because the starting current is large. Thus output difference of the operational amplifier 16 of the switching circuit 12 to the detection output V 1 is inputted is increased and thereby the Zener diode ZD conductive state of the feedback circuit. as a result,
The amplification factor α of the operational amplifier 16 is substantially expressed by the following equation (1).

この増幅率αは、ツェナーダイオードZDを含むフィー
ドバック回路の抵抗R8と抵抗R7とが並列に接続されるた
め、フィードバック抵抗R7のみの場合の次式(2)で表
される増幅率α′より、低く抑えられるようになってい
る。
The amplification factor alpha, since the resistor R 8 of the feedback circuit including a Zener diode ZD and a resistor R 7 is connected in parallel, the amplification factor represented by the following formula in the case of only the feedback resistor R 7 (2) alpha ′.

これにより、第8図(イ)に示すように、演算増幅器
16の出力基準電圧Bは、増幅率αの時の値 増幅率α′の時の値 より低くなる。この演算増幅器16の出力基準電圧B1又は
B2は、同じく第8図(イ)に示す発振器15の三角波Aと
比較器17で比較され、第8図(ロ)に示す比較出力波形
C1又はC2が得られる。この比較出力Cは降圧形チョッパ
回路2の駆動回路11に入力され、降圧形チョッパ回路2
のスイッチングトランジスタQ1には第8図(ロ)に示す
パルス幅t1又はt2と同じ駆動パルスが印加されて駆動制
御される。演算増幅器16の増幅率がαの時のパルス幅t1
は、増幅率がα′の時のパルス幅t2より広いので、始動
時には大なる始動電流を流すようになっている。
As a result, as shown in FIG.
The output reference voltage B of 16 is the value at the time of the amplification rate α. Value at amplification rate α ' Lower. Output reference voltage of the operational amplifier 16 B 1 or
B 2 is also compared in FIG. 8 (b) to the comparator 17 and the triangular wave A of the oscillator 15 shown, comparing an output waveform shown in Figure 8 (b)
C 1 or C 2 is obtained. The comparison output C is input to the drive circuit 11 of the step-down chopper circuit 2 and the step-down chopper circuit 2
Of the switching transistor Q 1 same drive pulse is driven and controlled is applied to the pulse width t 1 or t 2 shown in Figure 8 (b). The pulse width t 1 when the amplification factor of the operational amplifier 16 is α
Since the pulse width is wider than the pulse width t 2 when the amplification factor is α ′, a large starting current flows at the time of starting.

ランプ起動後ランプ電圧は上昇し、それに伴って電流
検出素子R1の検出出力V1は低下し、演算増幅器16の出力
基準電圧Bは降下してくるが、定格ランプ電圧に到る前
の所定の電圧に達した後は、演算増幅器16のフィードバ
ック回路のツェナーダイオードZDは遮断されるように、
その時点の演算増幅器16の入出力電位差にツェナーダイ
オードZDのツェナー電圧をセットしておく。
Starting up after the lamp voltage rises, and decrease the detection output V 1 of the current detecting element R 1 with it, the output reference voltage B of the operational amplifier 16 is descending, but before the predetermined reaching the rated lamp voltage After reaching the voltage of, the Zener diode ZD of the feedback circuit of the operational amplifier 16 is cut off,
The Zener voltage of the Zener diode ZD is set to the input / output potential difference of the operational amplifier 16 at that time.

これにより前記所定のランプ電圧に達すると、それ以
降は演算増幅器16は増幅率α′の増幅器となり、その所
定のランプ電圧に到る間は、ツェナーダイオードZDの非
線形特性によってアナログ的に増幅率は増加する。
As a result, when the predetermined lamp voltage is reached, the operational amplifier 16 thereafter becomes an amplifier having an amplification factor α ′, and during the time when the predetermined lamp voltage is reached, the amplification factor is increased in an analog manner due to the nonlinear characteristics of the Zener diode ZD. To increase.

したがってランプ電圧とランプ電力との関係を示すレ
インボーカーブは、第9図に示すように、点線で示すツ
ェナーダイオードZDが導通状態における特性曲線aか
ら、1点鎖線で示すツェナーダイオードZDがオフ状態に
おける特性曲線bへ、点P,Qに亘ってツェナーダイオー
ドZDの非線形特性によって連続的に変移し、実線cで示
すような特性となり、定格近傍のある範囲内のランプ電
圧の変動に対してランプ電力をほぼ一定にする機能をも
ち、ランプ電圧の上昇によって過電力とならないように
なっている。
Therefore, as shown in FIG. 9, the rainbow curve showing the relationship between the lamp voltage and the lamp power is obtained from the characteristic curve a in which the zener diode ZD indicated by the dotted line is in the conducting state, and the zener diode ZD indicated by the dashed line is in the off state. The characteristic curve b continuously changes due to the non-linear characteristic of the Zener diode ZD over the points P and Q, and becomes a characteristic shown by a solid line c. Has a function of making the power substantially constant, and prevents an overpower due to an increase in the lamp voltage.

このように構成した放電灯点灯装置において、放電始
動時及び安定時付近においては、前述のように動作し
て、安定した始動を行わせると共に、ランプ電圧の上昇
に伴う過入力を防止して適切な電力を供給するが、次に
直流入力電圧が変動した場合の動作について説明する。
前記入力電圧検出回路21で検出された検出信号は、信号
反転回路22において反転され、スイッチング回路12の演
算増幅器16にマイナスの信号を入力する。一方、ランプ
電流検出素子R1においては、a点からb点に向けて電流
が流れるため、a点を基準にするとb点はマイナスとな
り、電流検出素子R1による検出信号も演算増幅器16に対
してはマイナス入力となっている。したがって直流入力
電圧検出信号はランプ電流検出信号に重畳した形とな
り、直流入力電圧が上昇すると、その上昇分だけ演算増
幅器16への入力電圧はマイナスに増加する。それにより
演算増幅器16の出力電圧Bは上昇し、比較出力波形Cの
パルス幅tは小さくなり、降圧形チョッパ回路2におい
て電流が少なくなるように制御される。また逆に直流入
力電圧が下降した場合には、逆の動作が行われチョッパ
回路2において電流が増加するように制御される。した
がって、ランプ電圧及び入力電圧の広範囲の変動に対し
ても定電力特性が達成されるようになっている。
In the discharge lamp lighting device configured as described above, at the time of starting discharge and near the time of stable operation, the operation is performed as described above, and a stable start is performed. Next, the operation when the DC input voltage fluctuates will be described.
The detection signal detected by the input voltage detection circuit 21 is inverted by a signal inversion circuit 22 and a negative signal is input to the operational amplifier 16 of the switching circuit 12. On the other hand, in the lamp current detection element R 1, a current flows toward the point b from point a, point b when the reference point a becomes negative, with respect to the detection signal is also operational amplifier 16 by the current detection element R 1 Input is negative. Therefore, the DC input voltage detection signal is superimposed on the lamp current detection signal, and when the DC input voltage increases, the input voltage to the operational amplifier 16 increases by the amount of the increase. As a result, the output voltage B of the operational amplifier 16 increases, the pulse width t of the comparison output waveform C decreases, and the current is reduced in the step-down chopper circuit 2. Conversely, when the DC input voltage drops, the reverse operation is performed and the chopper circuit 2 is controlled so that the current increases. Therefore, a constant power characteristic is achieved even in a wide range of fluctuations of the lamp voltage and the input voltage.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、先に提案した上記放電灯点灯装置において
は、ランプ電圧及び入力電圧の広範囲の変動に対しても
定電力特性が達成されるようになっているが、降圧形チ
ョッパ回路2におけるスイッチング回路12を構成してい
る演算増幅器16のフィードバック回路にツェナーダイオ
ードZDが挿入されているため、スイッチング回路12が温
度的安定性に欠けるという問題点がある。すなわち、ツ
ェナーダイオードは温度が上昇すると、2V程度の低いツ
ェナー電圧が下がるため、このようなツェナーダイオー
ドを演算増幅器のフィードバック回路に挿入している場
合には、温度の上昇に伴って演算増幅器の増幅率が低下
し、それによりランプ電力が過電力となってしまう。更
に過電力によって周辺回路のトランジスタの温度が上昇
し、それによってツェナーダイオードの温度が更に上昇
し、この悪循環の繰り返しによって最後には熱暴走して
しまうという問題点があった。
However, in the discharge lamp lighting device proposed above, a constant power characteristic is achieved even in a wide range of fluctuations of the lamp voltage and the input voltage, but the switching circuit 12 in the step-down chopper circuit 2 is not required. Since the Zener diode ZD is inserted in the feedback circuit of the operational amplifier 16 which constitutes the above, there is a problem that the switching circuit 12 lacks temperature stability. In other words, when the temperature of the Zener diode rises, the Zener voltage as low as about 2 V drops, so if such a Zener diode is inserted in the feedback circuit of the operational amplifier, the amplification of the operational amplifier will increase as the temperature rises. The rate is reduced, which causes the lamp power to be overpowered. Furthermore, there has been a problem that the temperature of the transistors in the peripheral circuit rises due to the overpower, and the temperature of the Zener diode further rises.

本発明は、先に提案した放電灯点灯装置における上記
問題点を解決するためなされたもので、電源の周囲温度
の上昇に対しても常に一定のランプ電力を供給できるよ
うにした温度補償機能を備えた放電灯点灯装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problem in the previously proposed discharge lamp lighting device, and has a temperature compensation function that can always supply constant lamp power even when the ambient temperature of the power supply rises. It is an object to provide a discharge lamp lighting device provided with the same.

〔課題を解決するための手段及び作用〕[Means and actions for solving the problem]

上記問題点を解決するため、本発明は、直流を降圧形
チョッパ回路に入力して電流制御を行い該降圧形チョッ
パ回路の出力をフルブリッジ形インバータに入力し、該
インバータの出力端に放電灯を接続して点灯する放電灯
点灯装置において、前記直流入力電圧を検出する手段
と、前記降圧形チョッパ回路の出力部のフリーホイルダ
イオードと平滑コンデンサとの間に挿入した電流検出素
子と、前記直流入力電圧検出手段の検出出力と前記電流
検出素子の検出出力を入力する演算増幅器を内蔵した前
記降圧形チョッパ回路のパルス幅を制御するスイッチン
グ回路とを備え、前記演算増幅器は第1の抵抗とツェナ
ーダイオードの直列回路と第2の抵抗の並列回路からな
るフィードバック回路と入力端に接続した温度補償回路
とを有し、周囲温度変化に基づく演算増幅器の増幅率の
変動を補償しつつ直流入力電圧及びランプ電流に応動し
て演算増幅器の増幅率を変え、チョッパ回路のパルス幅
を制御するように構成するものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a step-down chopper circuit which controls a current by inputting a direct current to an output of the step-down chopper circuit and inputs the output of the step-down chopper circuit to a full-bridge inverter. A discharge lamp lighting device for connecting and lighting the DC input voltage, a current detection element inserted between a free wheel diode and a smoothing capacitor at an output section of the step-down chopper circuit, and A switching circuit for controlling a pulse width of the step-down chopper circuit having a built-in operational amplifier for inputting a detection output of input voltage detection means and a detection output of the current detection element, wherein the operational amplifier has a first resistor and a Zener A feedback circuit comprising a series circuit of a diode and a parallel circuit of a second resistor; and a temperature compensating circuit connected to the input terminal. Response to changing the amplification factor of the operational amplifier into a DC input voltage and the lamp current while compensating for variations in the amplification factor of the operational amplifier based on, is to configured to control the pulse width of the chopper circuit.

このように構成することにより、演算増幅器の入力端
に接続された温度補償回路によって、演算増幅器のフィ
ードバック回路に挿入されているツェナーダイオードの
温度特性の補償が行われ、周囲温度の広い範囲に亘って
常に一定のランプ電力を供給でき、安定した点灯動作が
可能となる。
With such a configuration, the temperature characteristic of the Zener diode inserted in the feedback circuit of the operational amplifier is compensated for by the temperature compensation circuit connected to the input terminal of the operational amplifier, and the temperature characteristic is compensated over a wide range of the ambient temperature. Thus, constant lamp power can be supplied at all times, and stable lighting operation can be performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例について説明する。第1図は、本発明に係
る放電灯点灯装置の一実施例を示す回路構成図で、第6
図に示した先に提案した放電灯点灯装置と同一構成部材
には同一符号を付して、その説明を省略する。
Hereinafter, embodiments will be described. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
The same components as those of the previously proposed discharge lamp lighting device shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

本発明においては、入力電圧検出回路21の検出出力が
入力される信号反転回路22の出力、並びに降圧形チョッ
パ回路2の電流検出素子R1の検出出力を温度補償回路31
を介してスイッチング回路12に入力するように構成され
ている。
In the present invention, the temperature compensation circuit 31 outputs, as well as the detection output of the current detection element R 1 of the step-down type chopper circuit 2 of the signal inversion circuit 22 which detects the output is the input of the input voltage detection circuit 21
And input to the switching circuit 12 via the.

第2図は、前記入力電圧検出回路21,信号反転回路22,
降圧形チョッパ回路におけるスイッチング回路12及び温
度補償回路31の詳細な回路構成を示す図で、同じく第7
図に示した先に提案した放電灯点灯装置と同一構成部材
には同一符号を付して、その説明を省略する。本実施例
においては、温度補償回路31としては、負特性サーミス
タ32を用い、該サーミスタ32をスイッチング回路12の入
力端子bと演算増幅器16のマイナス入力端子との間に、
入力抵抗R6と共に直列接続するものである。
FIG. 2 shows the input voltage detection circuit 21, the signal inversion circuit 22,
FIG. 9 is a diagram showing a detailed circuit configuration of the switching circuit 12 and the temperature compensation circuit 31 in the step-down chopper circuit,
The same components as those of the previously proposed discharge lamp lighting device shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, a negative temperature coefficient thermistor 32 is used as the temperature compensation circuit 31, and the thermistor 32 is connected between the input terminal b of the switching circuit 12 and the minus input terminal of the operational amplifier 16.
It is intended to be connected in series with the input resistor R 6.

このように構成された点灯装置においては、第6図及
び第7図に示した先に提案した点灯装置と同様に、放電
灯始動時には演算増幅器の増幅率を抑えてパルス幅を大
なるように制御し、始動に充分な電流を流して安定した
始動を行わせ、且つ安定時付近においては演算増幅率を
高めてランプ電圧の上昇に伴って過電力とならないよう
に、適切な電力を供給することができ、また入力電圧の
変動に対してほぼ一定の電力となるようにすることがで
きる。
In the lighting device configured as described above, similarly to the previously proposed lighting device shown in FIGS. 6 and 7, when the discharge lamp is started, the gain of the operational amplifier is suppressed to increase the pulse width. Control and supply a sufficient current to start the motor to ensure stable starting, and to supply a suitable power so as not to be overpowered with the rise of the lamp voltage by increasing the operation amplification factor near the stable time. And the power can be made substantially constant with respect to the fluctuation of the input voltage.

更に本発明においては、定常状態において、周囲温度
が上昇した場合、演算増幅器16のフィードバック回路の
ツェナーダイオードZDのツェナー電圧が下がり、抵抗
R7,R8、ツェナーダイオードZDを含むフィードバック回
路のインピーダンスが下がるため、演算増幅器16の増幅
率が下がり過電力になろうとする。このとき、演算増幅
器16のマイナス入力端に挿入されている抵抗R6と負特性
サーミスタ32のインピーダンスは周囲温度上昇によって
下がるため、結果的に入力インピーダンスとフィードバ
ックインピーダンスの比は一定となり、周囲温度が上昇
しても演算増幅器16は一定の増幅率を保持でき、したが
って定常状態においては、周囲温度が変化しても定電力
を維持することができる。
Further, in the present invention, when the ambient temperature rises in the steady state, the Zener voltage of the Zener diode ZD of the feedback circuit of the operational amplifier 16 decreases, and the resistance increases.
Since the impedance of the feedback circuit including R 7 , R 8 and the Zener diode ZD decreases, the amplification factor of the operational amplifier 16 decreases and the power tends to be overpowered. At this time, since the impedance of the resistor R 6 and a negative temperature coefficient thermistor 32 which is inserted into the negative input terminal of the operational amplifier 16 to decrease the ambient temperature rises, resulting in the ratio of the input impedance and the feedback impedance is constant, the ambient temperature Even if the temperature rises, the operational amplifier 16 can maintain a constant amplification factor, and therefore, in a steady state, can maintain a constant power even when the ambient temperature changes.

なお上記実施例では、温度補償回路として演算増幅器
のマイナス入力端に直列接続した負特性サーミスタで構
成したものを示したが、同様な温度補償を行う回路であ
れば、何れでも用いることができる。
In the above embodiment, the temperature compensation circuit is constituted by a negative characteristic thermistor connected in series to the minus input terminal of the operational amplifier. However, any circuit that performs similar temperature compensation can be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれ
ば、降圧形チョッパ回路のパルス幅を制御するスイッチ
ング回路を構成する演算増幅器のフィードバック回路
に、抵抗とツェナーダイオードの直列回路を付加すると
共に、入力電圧検出信号を電流検出信号と共に演算増幅
器に温度補償回路を介して入力させるという簡単な構成
で、放電灯始動時には演算増幅器の増幅率を抑えてパル
ス幅を大なるように制御し、始動に充分な電流を流して
安定した始動を行わせ、且つ安定時付近では演算増幅率
を高めてランプ電圧の上昇に伴って過電力とならないよ
うに、適切な電力を供給することができ、更に入力電圧
の変動並びに周囲温度の変化に対してほぼ一定のランプ
電力となるようにすることができる。したがってランプ
の寿命を著しく向上させることのできる放電灯点灯装置
を提供することができる。
As described above with reference to the embodiments, according to the present invention, a series circuit of a resistor and a zener diode is added to a feedback circuit of an operational amplifier constituting a switching circuit for controlling a pulse width of a step-down chopper circuit. With a simple configuration, the input voltage detection signal and the current detection signal are input to the operational amplifier via the temperature compensation circuit via the temperature compensation circuit.When the discharge lamp is started, the amplification factor of the operational amplifier is controlled to increase the pulse width. In this case, it is possible to supply a sufficient electric power so that a sufficient current is supplied to perform a stable starting, and in the vicinity of a stable time, the operational amplification factor is increased so that the electric power is not overpowered with the rise of the lamp voltage. The lamp power can be made substantially constant with respect to a change in the input voltage and a change in the ambient temperature. Therefore, it is possible to provide a discharge lamp lighting device capable of significantly improving the life of the lamp.

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

第1図は、本発明に係る放電灯点灯装置の一実施例を示
す回路構成図、第2図は、その降圧形チョッパ回路のス
イッチング回路、入力電圧検出回路、信号反転回路及び
温度補償回路の具体的な回路構成を示す図、第3図は、
従来の銅鉄形安定器を用いた放電灯点灯装置を示す図、
第4図は、従来の高周波インバータを用いた放電灯点灯
装置を示す図、第5図は、従来の低周波矩形波点灯の放
電灯点灯装置の回路構成例を示す図、第6図は、先に提
案した放電灯点灯装置を示す回路構成図、第7図は、そ
のスイッチング回路、入力電圧検出回路及び信号反転回
路の具体的な回路構成図、第8図(イ),(ロ)は、そ
の動作を説明するための信号波形図、第9図は、そのラ
ンプ電圧とランプ電力との関係を示す図である。 図において、2は降圧形チョッパ回路、4はフルブリッ
ジ形インバータ、5は放電灯、11は駆動回路、12はスイ
ッチング回路、14は始動回路、15は発振器、16は演算増
幅器、17は比較器、21は入力電圧検出回路、22は信号反
転回路、23はホトカプラ、31は温度補償回路、32は負特
性サーミスタを示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a switching circuit, an input voltage detection circuit, a signal inversion circuit, and a temperature compensation circuit of the step-down chopper circuit. FIG. 3 shows a specific circuit configuration, and FIG.
Diagram showing a discharge lamp lighting device using a conventional copper-iron ballast,
FIG. 4 is a diagram showing a conventional discharge lamp lighting device using a high frequency inverter, FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration example of a conventional low frequency rectangular wave lighting discharge lamp lighting device, and FIG. FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing the previously proposed discharge lamp lighting device, FIG. 7 is a specific circuit configuration diagram of the switching circuit, the input voltage detection circuit and the signal inversion circuit, and FIGS. FIG. 9 is a signal waveform diagram for explaining the operation, and FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the lamp voltage and the lamp power. In the figure, 2 is a step-down chopper circuit, 4 is a full bridge inverter, 5 is a discharge lamp, 11 is a driving circuit, 12 is a switching circuit, 14 is a starting circuit, 15 is an oscillator, 16 is an operational amplifier, and 17 is a comparator. , 21 is an input voltage detecting circuit, 22 is a signal inverting circuit, 23 is a photocoupler, 31 is a temperature compensation circuit, and 32 is a negative thermistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−177298(JP,A) 特開 昭62−252096(JP,A) 特開 昭63−301493(JP,A) 特開 昭62−150693(JP,A) 実開 平2−65899(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 41/24 - 41/29──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-2-177298 (JP, A) JP-A-62-252096 (JP, A) JP-A-63-301493 (JP, A) JP-A-62-1 150693 (JP, A) Japanese Utility Model Hei 2-65899 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 41/24-41/29

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流を降圧形チョッパ回路に入力して電流
制御を行い該降圧形チョッパ回路の出力をフルブリッジ
形インバータに入力し、該インバータの出力端に放電灯
を接続して点灯する放電灯点灯装置において、前記直流
入力電圧を検出する手段と、前記降圧形チョッパ回路の
出力部のフリーホイルダイオードと平滑コンデンサとの
間に挿入した電流検出素子と、前記直流入力電圧検出手
段の検出出力と前記電流検出素子の検出出力を入力する
演算増幅器を内蔵した前記降圧形チョッパ回路のパルス
幅を制御するスイッチング回路とを備え、前記演算増幅
器は第1の抵抗とツェナーダイオードの直列回路と第2
の抵抗の並列回路からなるフィードバック回路と入力端
に接続した温度補償回路とを有し、周囲温度変化に基づ
く演算増幅器の増幅率の変動を補償しつつ直流入力電圧
及びランプ電流に応動して演算増幅器の増幅率を変え、
チョッパ回路のパルス幅を制御するように構成したこと
を特徴とする放電灯点灯装置。
1. A step-down chopper circuit for inputting a direct current to perform current control, an output of the step-down chopper circuit to a full-bridge inverter, and connecting a discharge lamp to an output terminal of the inverter to emit light. In the lamp lighting device, a means for detecting the DC input voltage, a current detection element inserted between a free wheel diode and a smoothing capacitor at an output part of the step-down chopper circuit, and a detection output of the DC input voltage detection means And a switching circuit for controlling a pulse width of the step-down chopper circuit having a built-in operational amplifier for inputting a detection output of the current detecting element, wherein the operational amplifier comprises a series circuit of a first resistor and a Zener diode, and a second circuit.
It has a feedback circuit consisting of a parallel circuit of resistors and a temperature compensation circuit connected to the input end, and performs calculations in response to DC input voltage and lamp current while compensating for fluctuations in the amplification factor of the operational amplifier due to changes in ambient temperature. Change the amplification factor of the amplifier,
A discharge lamp lighting device characterized in that a pulse width of a chopper circuit is controlled.
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