JP3011992B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インバータ回路を用いて直流電源電圧を
高周波電圧に変換し、この高周波電圧を蛍光ランプ等の
放電ランプに印加して、放電ランプを高周波点灯させる
放電灯点灯装置に関し、特に直流電源電圧の変動を検出
してインバータ回路から放電ランプへ供給されるインバ
ータ出力を変化させることにより、インバータ出力の変
動を抑制する放電灯点灯装置に係る。
高周波電圧に変換し、この高周波電圧を蛍光ランプ等の
放電ランプに印加して、放電ランプを高周波点灯させる
放電灯点灯装置に関し、特に直流電源電圧の変動を検出
してインバータ回路から放電ランプへ供給されるインバ
ータ出力を変化させることにより、インバータ出力の変
動を抑制する放電灯点灯装置に係る。
第４図に直列インバータ回路を用いた従来のこの種の
放電灯点灯装置の回路図を示す。この放電灯点灯装置
は、第４図に示すように、直流電源Ｅの電圧を例えばMO
Sトランジスタからなるスイッチング素子Q1,Q2の直列回
路で構成されたインバータ回路IN1に加えている。この
インバータ回路IN1は、駆動回路DR1,DR2からスイッチン
グ素子Q1,Q2にオンオフ駆動信号を供給して、スイッチ
ング素子Q1,Q2を交互にオンオフ動作させることによ
り、直流電源Ｅの電圧を高周波電圧に変換して負荷であ
る蛍光ランプ等の放電ランプLaに印加し、放電ランプLa
を高周波点灯させるようになっている。
放電灯点灯装置の回路図を示す。この放電灯点灯装置
は、第４図に示すように、直流電源Ｅの電圧を例えばMO
Sトランジスタからなるスイッチング素子Q1,Q2の直列回
路で構成されたインバータ回路IN1に加えている。この
インバータ回路IN1は、駆動回路DR1,DR2からスイッチン
グ素子Q1,Q2にオンオフ駆動信号を供給して、スイッチ
ング素子Q1,Q2を交互にオンオフ動作させることによ
り、直流電源Ｅの電圧を高周波電圧に変換して負荷であ
る蛍光ランプ等の放電ランプLaに印加し、放電ランプLa
を高周波点灯させるようになっている。
この場合、放電ランプLaは、直流電源Ｅの正極に大容
量のコンデンサC1を介して一方のフィラメントが接続さ
れ、スイッチング素子Q1,Q2の接続点にインダクタＬを
介して他方のフィラメントが接続されており、両フィラ
メントの非電源側端子間にコンデンサC2が接続されてい
て、インダクタＬと放電ランプLaとコンデンサC2とが共
振回路を構成している。なお、コンデンサC1は容量が大
きいので、共振には寄与しない。
量のコンデンサC1を介して一方のフィラメントが接続さ
れ、スイッチング素子Q1,Q2の接続点にインダクタＬを
介して他方のフィラメントが接続されており、両フィラ
メントの非電源側端子間にコンデンサC2が接続されてい
て、インダクタＬと放電ランプLaとコンデンサC2とが共
振回路を構成している。なお、コンデンサC1は容量が大
きいので、共振には寄与しない。
この放電灯点灯装置では、発振回路OS1から駆動回路D
R1,DR2を介し駆動信号を受け、スイッチング素子Q2が導
通すると、直流電源Ｅ→コンデンサC1→放電ランプLa→
限流用のインダクタＬ→スイッチング素子Q2→直流電源
Ｅの経路で電流が流れる。つぎに、スイッチング素子Q1
が導通すると、コンデンサC1に蓄積された電荷放出によ
る電流がコンデンサC1→放電ランプLa→スイッチング素
子Q1→コンデンサC1の経路で流れる。これが、高周波の
１サイクルとなり、この動作を繰り返す。
R1,DR2を介し駆動信号を受け、スイッチング素子Q2が導
通すると、直流電源Ｅ→コンデンサC1→放電ランプLa→
限流用のインダクタＬ→スイッチング素子Q2→直流電源
Ｅの経路で電流が流れる。つぎに、スイッチング素子Q1
が導通すると、コンデンサC1に蓄積された電荷放出によ
る電流がコンデンサC1→放電ランプLa→スイッチング素
子Q1→コンデンサC1の経路で流れる。これが、高周波の
１サイクルとなり、この動作を繰り返す。
上記インバータ回路IN1のスイッチング制御は、以下
に示す制御部が行う。この制御部は、駆動回路DR1,DR2
に発振のためのオンオフ信号を供給する発振回路OS
1と、インバータ回路IN1の動作周波数を変化させること
によりインバータ回路IN1から放電ランプLaへ供給する
インバータ出力電流を変化させて放電ランプLaの動作モ
ード（予熱モード，調光モード，全点灯モード）の切り
替えを行う動作モード切替制御回路MS1と、インバータ
回路IN1に加えられる直流電源Ｅの電圧変動を検出しそ
の電圧変動に応じてインバータ回路IN1の動作周波数を
変化させることによりインバータ出力電流の変動を抑制
するインバータ出力変動抑制回路IS1とで構成されてい
る。
に示す制御部が行う。この制御部は、駆動回路DR1,DR2
に発振のためのオンオフ信号を供給する発振回路OS
1と、インバータ回路IN1の動作周波数を変化させること
によりインバータ回路IN1から放電ランプLaへ供給する
インバータ出力電流を変化させて放電ランプLaの動作モ
ード（予熱モード，調光モード，全点灯モード）の切り
替えを行う動作モード切替制御回路MS1と、インバータ
回路IN1に加えられる直流電源Ｅの電圧変動を検出しそ
の電圧変動に応じてインバータ回路IN1の動作周波数を
変化させることによりインバータ出力電流の変動を抑制
するインバータ出力変動抑制回路IS1とで構成されてい
る。
発振回路OS1は、タイマ用集積回路TM1（例えばシグネ
ティック社製の555）,D−フリップフロップFF1,ANDゲー
トAN1,AN2,抵抗R1およびコンデンサC3等で構成されてい
る。タイマ用集積回路TM1はコンデンサC3に流れ込む電
流での充電で決まる周期で発振し、その出力波形は第５
図（ａ）のような波形となる。Ｄ−フリップフロップFF
1は、タイマ用集積回路TM1の出力を分周し、その出力波
形は第５図（ｂ）のような波形となる。ANDゲートAN1,A
N2は、タイマ用集積回路TM1の出力とＤ−フリップフロ
ップFF1の出力との論理積をとり、出力波形はそれぞれ
第５図（ｃ），（ｄ）のような波形となる。なお、第５
図（ｅ）はコンデンサC3の両端電圧の波形を示してい
る。そして、第５図の前半部はコンデンサC3への充電電
流が多く、コンデンサC3の両端電圧の上昇勾配が大きい
状態を示し、後半部はコンデンサC3への充電電流が少な
く、コンデンサC3の両端電圧の上昇勾配が小さい状態を
示している。
ティック社製の555）,D−フリップフロップFF1,ANDゲー
トAN1,AN2,抵抗R1およびコンデンサC3等で構成されてい
る。タイマ用集積回路TM1はコンデンサC3に流れ込む電
流での充電で決まる周期で発振し、その出力波形は第５
図（ａ）のような波形となる。Ｄ−フリップフロップFF
1は、タイマ用集積回路TM1の出力を分周し、その出力波
形は第５図（ｂ）のような波形となる。ANDゲートAN1,A
N2は、タイマ用集積回路TM1の出力とＤ−フリップフロ
ップFF1の出力との論理積をとり、出力波形はそれぞれ
第５図（ｃ），（ｄ）のような波形となる。なお、第５
図（ｅ）はコンデンサC3の両端電圧の波形を示してい
る。そして、第５図の前半部はコンデンサC3への充電電
流が多く、コンデンサC3の両端電圧の上昇勾配が大きい
状態を示し、後半部はコンデンサC3への充電電流が少な
く、コンデンサC3の両端電圧の上昇勾配が小さい状態を
示している。
動作モード切替回路MS1は、予熱タイマTM2,調光スイ
ッチS1,トランジスタQ3,Q4,抵抗R3,R4,コンデンサC4お
よびカレントミラー回路CM2等で構成されている。そし
て、予熱タイマTM2により電源投入直後の一定時間だけ
トランジスタQ3をオンにしてコンデンサC4を短絡し、イ
ンバータ回路IN1を予熱モードで動作させ、一定時間の
経過後トランジスタQ3をオフにしてコンデンサC4の短絡
を解除する。また、調光スイッチS1がオンの状態では、
トランジスタQ4がオフで、インバータ回路IN1を全点灯
モードで動作させる。調光スイッチS1がオフの状態で
は、トランジスタQ4がオンで、インバータ回路IN1を調
光モードで動作させる。
ッチS1,トランジスタQ3,Q4,抵抗R3,R4,コンデンサC4お
よびカレントミラー回路CM2等で構成されている。そし
て、予熱タイマTM2により電源投入直後の一定時間だけ
トランジスタQ3をオンにしてコンデンサC4を短絡し、イ
ンバータ回路IN1を予熱モードで動作させ、一定時間の
経過後トランジスタQ3をオフにしてコンデンサC4の短絡
を解除する。また、調光スイッチS1がオンの状態では、
トランジスタQ4がオフで、インバータ回路IN1を全点灯
モードで動作させる。調光スイッチS1がオフの状態で
は、トランジスタQ4がオンで、インバータ回路IN1を調
光モードで動作させる。
以下、具体的に説明する。電源投入時は、予熱タイマ
TM2により一定時間トランジスタQ3をオンにし、抵抗R3
に電流IR3を流すことにより、カレントミラー回路CM2を
経てコンデンサC3に電流IR3を流す。このときは、コン
デンサC3に流れる電流は、抵抗R2に流れる電流IR2と抵
抗R3に流れる電流IR3との和の電流（IR2＋IR3）を流
し、全点灯時にコンデンサC3に流れる電流IR2よりも多
くし、インバータ回路IN1の動作周波数を高くし、イン
バータ出力電流を絞る。このとき、放電ランプLaに印加
される電圧は放電ランプLaの始動電圧より低く設定して
あり、予熱用のコンデンサC2を流える電流により放電ラ
ンプLaのフィラメントを予熱する。
TM2により一定時間トランジスタQ3をオンにし、抵抗R3
に電流IR3を流すことにより、カレントミラー回路CM2を
経てコンデンサC3に電流IR3を流す。このときは、コン
デンサC3に流れる電流は、抵抗R2に流れる電流IR2と抵
抗R3に流れる電流IR3との和の電流（IR2＋IR3）を流
し、全点灯時にコンデンサC3に流れる電流IR2よりも多
くし、インバータ回路IN1の動作周波数を高くし、イン
バータ出力電流を絞る。このとき、放電ランプLaに印加
される電圧は放電ランプLaの始動電圧より低く設定して
あり、予熱用のコンデンサC2を流える電流により放電ラ
ンプLaのフィラメントを予熱する。
この後、予熱タイマTM2がタイムアップして予熱タイ
マTM2の出力がハイレベルからローレベルに変化する
と、トランジスタQ3がオフとなり、コンデンサC4と抵抗
R3とで決まる時定数によって抵抗R3に流れる電流IR3が
徐々に減少し、遂にはIR3＝０となり、コンデンサC3に
流れる電流はIR2のみとなる。この電流IR3が０に減少す
る過程で、動作周波数が徐々に下降し、これによって放
電ランプLaへの印加電圧を徐々に上昇させ、放電ランプ
Laを始動させ点灯に至らせる。
マTM2の出力がハイレベルからローレベルに変化する
と、トランジスタQ3がオフとなり、コンデンサC4と抵抗
R3とで決まる時定数によって抵抗R3に流れる電流IR3が
徐々に減少し、遂にはIR3＝０となり、コンデンサC3に
流れる電流はIR2のみとなる。この電流IR3が０に減少す
る過程で、動作周波数が徐々に下降し、これによって放
電ランプLaへの印加電圧を徐々に上昇させ、放電ランプ
Laを始動させ点灯に至らせる。
また、調光スイッチS1をオフにすることにより、トラ
ンジスタQ4をオンにし、抵抗R4に電流IR4を流し、発振
回路OS1のコンデンサC3に流れる電流をIR2から（IR2＋I
R4）へと増加させ、これによって動作周波数を上昇させ
て出力電流を絞り、放電ランプLaを調光点灯させる。
ンジスタQ4をオンにし、抵抗R4に電流IR4を流し、発振
回路OS1のコンデンサC3に流れる電流をIR2から（IR2＋I
R4）へと増加させ、これによって動作周波数を上昇させ
て出力電流を絞り、放電ランプLaを調光点灯させる。
インバータ出力変動抑制回路IS1は、直流電源Ｅの正
極に接続した抵抗R2と、カレントミラー回路CM1と抵抗R
5とで構成されている。そして、直流電源Ｅの電圧変動
を抵抗R2を通してカレントミラー回路CM1へ流れる電流
の変動として検出し、この電流の変動をカレントミラー
回路CM2を介してコンデンサC3への充電電流の変動とし
て伝達することにより、直流電源Ｅの電圧変動によるイ
ンバータ回路IN1の出力電流の変動を抑制する。
極に接続した抵抗R2と、カレントミラー回路CM1と抵抗R
5とで構成されている。そして、直流電源Ｅの電圧変動
を抵抗R2を通してカレントミラー回路CM1へ流れる電流
の変動として検出し、この電流の変動をカレントミラー
回路CM2を介してコンデンサC3への充電電流の変動とし
て伝達することにより、直流電源Ｅの電圧変動によるイ
ンバータ回路IN1の出力電流の変動を抑制する。
具体的に説明する。抵抗R2に流れる電流は２個のカレ
ントミラー回路CM1,CM2でコンデンサC3へ伝達され、コ
ンデンサC3が充電される。直流電源Ｅの電圧が上昇する
と、抵抗R2を通る電流が増加し、したがってコンデンサ
C3の充電電流が増加してコンデンサC3の両端電圧の上昇
勾配が大きくなる。この結果、タイマ用集積回路TM1の
出力のハイレベル期間が短くなり（ローレベル期間は変
わらない）、発振周波数を上昇させ、インバータ回路IN
1の動作周波数を上昇させる。この場合、インダクタＬ
が放電ランプLaの限流要素となっていることから、イン
バータ回路IN1の動作周波数を上昇させることは、イン
バータ回路IN1の出力電流を絞る方向に作用する。一
方、直流電源Ｅの電圧が低下すると、上記と逆の動作を
してインバータ回路IN1の出力電流を増加させることに
なり、以上の動作により、直流電源Ｅの電圧変動による
インバータ回路IN1の出力電流の変動を抑制することに
なる。
ントミラー回路CM1,CM2でコンデンサC3へ伝達され、コ
ンデンサC3が充電される。直流電源Ｅの電圧が上昇する
と、抵抗R2を通る電流が増加し、したがってコンデンサ
C3の充電電流が増加してコンデンサC3の両端電圧の上昇
勾配が大きくなる。この結果、タイマ用集積回路TM1の
出力のハイレベル期間が短くなり（ローレベル期間は変
わらない）、発振周波数を上昇させ、インバータ回路IN
1の動作周波数を上昇させる。この場合、インダクタＬ
が放電ランプLaの限流要素となっていることから、イン
バータ回路IN1の動作周波数を上昇させることは、イン
バータ回路IN1の出力電流を絞る方向に作用する。一
方、直流電源Ｅの電圧が低下すると、上記と逆の動作を
してインバータ回路IN1の出力電流を増加させることに
なり、以上の動作により、直流電源Ｅの電圧変動による
インバータ回路IN1の出力電流の変動を抑制することに
なる。
上記の放電灯点灯装置において、インバータ出力変動
制御回路IS1は、予熱モード，全点灯モード，調光モー
ドのいずれのモードにおいても動作し、直流電源Ｅの電
圧変動による抵抗R2の電流IR2の変化分ΔIR2はいずれの
モードでも同じであるため、直流電源Ｅの電圧変動に対
するインバータ回路IN1の動作周波数の変化幅は各モー
ドにおいて同一になる。
制御回路IS1は、予熱モード，全点灯モード，調光モー
ドのいずれのモードにおいても動作し、直流電源Ｅの電
圧変動による抵抗R2の電流IR2の変化分ΔIR2はいずれの
モードでも同じであるため、直流電源Ｅの電圧変動に対
するインバータ回路IN1の動作周波数の変化幅は各モー
ドにおいて同一になる。
しかし、放電ランプLaの特性は、非線形であって定電
圧特性をもつものである。全点灯の場合はインバータ回
路IN1の出力電流、すなわちランプ電流が多いため、放
電ランプLaの等価抵抗値は低く、調光点灯の場合は、イ
ンバータ回路IN1の出力電流、すなわちランプ電流が少
ないため、放電ランプLaの等価抵抗値は高くなる。ま
た、予熱状態では、放電ランプLaの等価抵抗は∞とな
る。
圧特性をもつものである。全点灯の場合はインバータ回
路IN1の出力電流、すなわちランプ電流が多いため、放
電ランプLaの等価抵抗値は低く、調光点灯の場合は、イ
ンバータ回路IN1の出力電流、すなわちランプ電流が少
ないため、放電ランプLaの等価抵抗値は高くなる。ま
た、予熱状態では、放電ランプLaの等価抵抗は∞とな
る。
このように、放電ランプLaが非線形特性をもつため
に、限流用のインダクタL,放電ランプLa,および予熱用
のコンデンサC2で構成される負荷回路の共振曲線は、近
似的に第６図に示すように、放電ランプLaの等価抵抗が
小さい全点灯時が曲線Ａのようになり、放電ランプLaの
等価抵抗が大きい調光時が曲線Ｂのようになり、放電ラ
ンプLaの等価抵抗が∞の予熱時が曲線Ｃのようになる。
なお、コンデンサC1は容量が大きいカップリングコンデ
ンサであり、共振特性には影響を与えない。
に、限流用のインダクタL,放電ランプLa,および予熱用
のコンデンサC2で構成される負荷回路の共振曲線は、近
似的に第６図に示すように、放電ランプLaの等価抵抗が
小さい全点灯時が曲線Ａのようになり、放電ランプLaの
等価抵抗が大きい調光時が曲線Ｂのようになり、放電ラ
ンプLaの等価抵抗が∞の予熱時が曲線Ｃのようになる。
なお、コンデンサC1は容量が大きいカップリングコンデ
ンサであり、共振特性には影響を与えない。
第６図によれば、全点灯時の動作周波数f1付近の曲線
Ａの勾配と、調光点灯時の動作周波数f2付近の曲線Ｂの
勾配と、予熱時の動作周波数f3付近の曲線Ｃの勾配とを
比較すると、予熱時の曲線Ｃの勾配が最大で、調光点灯
時の曲線Ｂの勾配がつぎに大きく、全点灯時の曲線Ａの
勾配が最小であり、直流電源Ｅの電圧の変動に対するイ
ンバータ回路IN1の出力変動を抑制するためには、予熱
時にはわずか周波数変化で行え、全点灯時には大きな周
波数変化が必要となることが判る。
Ａの勾配と、調光点灯時の動作周波数f2付近の曲線Ｂの
勾配と、予熱時の動作周波数f3付近の曲線Ｃの勾配とを
比較すると、予熱時の曲線Ｃの勾配が最大で、調光点灯
時の曲線Ｂの勾配がつぎに大きく、全点灯時の曲線Ａの
勾配が最小であり、直流電源Ｅの電圧の変動に対するイ
ンバータ回路IN1の出力変動を抑制するためには、予熱
時にはわずか周波数変化で行え、全点灯時には大きな周
波数変化が必要となることが判る。
このような非線形特性を放電ランプLaがもつことによ
り、インバータ出力変動抑制回路IS1の設定を全点灯時
に合わせると、調光時および予熱時に直流電源Ｅの電圧
変動に対して過補償となる。また、予熱時に合わせる
と、全点灯時に補償が不足し、出力変動補償特性が劣化
する。
り、インバータ出力変動抑制回路IS1の設定を全点灯時
に合わせると、調光時および予熱時に直流電源Ｅの電圧
変動に対して過補償となる。また、予熱時に合わせる
と、全点灯時に補償が不足し、出力変動補償特性が劣化
する。
なお、インバータ出力変動抑制回路IS1による補償量
の設定方法としては、例えば、全点灯時のコンデンサC3
の充電電流IR2とその変化分ΔIR2とで、変化分ΔIR2を
小さくするには、抵抗R2を大きくすることにより、 ΔIR2〔R2:小〕＞ΔIR2〔R2:大〕 とすることができ、電流IR2が減少した分を第４図に示
したように、抵抗R5に流すことにより、トータルの充電
電流を同一にするように構成すれば、上記の補償量を任
意に設定することができる。
の設定方法としては、例えば、全点灯時のコンデンサC3
の充電電流IR2とその変化分ΔIR2とで、変化分ΔIR2を
小さくするには、抵抗R2を大きくすることにより、 ΔIR2〔R2:小〕＞ΔIR2〔R2:大〕 とすることができ、電流IR2が減少した分を第４図に示
したように、抵抗R5に流すことにより、トータルの充電
電流を同一にするように構成すれば、上記の補償量を任
意に設定することができる。
このように、出力変動補償特性が劣化すると、直流電
源Ｅの電圧変動に対し、所定の光束が得られなくなる。
またこの他に、全点灯時には、電源電圧上昇時にインバ
ータ回路IN1等を構成する回路素子の温度上昇が増大す
るという問題がある。また、調光点灯時においては、電
圧変動に対しインバータ出力電流が絞られ過ぎ、特に低
温下において放電ランプLaの立ち消えの問題が生じる。
さらに、予熱時において、予熱電流が変動することによ
り、予熱不足によって放電ランプLaの寿命が短くなると
いう問題が生じる。
源Ｅの電圧変動に対し、所定の光束が得られなくなる。
またこの他に、全点灯時には、電源電圧上昇時にインバ
ータ回路IN1等を構成する回路素子の温度上昇が増大す
るという問題がある。また、調光点灯時においては、電
圧変動に対しインバータ出力電流が絞られ過ぎ、特に低
温下において放電ランプLaの立ち消えの問題が生じる。
さらに、予熱時において、予熱電流が変動することによ
り、予熱不足によって放電ランプLaの寿命が短くなると
いう問題が生じる。
この発明の目的は、放電ランプがどのような動作モー
ドにあっても、電源電圧変動に対する出力変動の補償を
常に過不足なく最適に行うことができる放電灯点灯装置
を提供することである。
ドにあっても、電源電圧変動に対する出力変動の補償を
常に過不足なく最適に行うことができる放電灯点灯装置
を提供することである。
この発明の放電灯点灯装置は、直流電源電圧を高周波
電圧に変換して放電ランプに印加することにより放電ラ
ンプを高周波点灯させるインバータ回路と、インバータ
回路の動作周波数を変化させることによりインバータ回
路から放電ランプへ供給するインバータ出力を変化させ
て放電ランプの動作モードを切り替える動作モード切替
制御回路と、インバータ回路に加えられる直流電源電圧
の変動を検出し直流電源電圧の変動に応じてインバータ
回路の動作周波数を変化させることによりインバータ出
力の変動を抑制するインバータ出力変動抑制回路とを備
え、動作モード切替回路による放電ランプの動作モード
の切替に応答してインバータ出力変動抑制回路によるイ
ンバータ回路の動作周波数の変化幅を切り替えるように
している。
電圧に変換して放電ランプに印加することにより放電ラ
ンプを高周波点灯させるインバータ回路と、インバータ
回路の動作周波数を変化させることによりインバータ回
路から放電ランプへ供給するインバータ出力を変化させ
て放電ランプの動作モードを切り替える動作モード切替
制御回路と、インバータ回路に加えられる直流電源電圧
の変動を検出し直流電源電圧の変動に応じてインバータ
回路の動作周波数を変化させることによりインバータ出
力の変動を抑制するインバータ出力変動抑制回路とを備
え、動作モード切替回路による放電ランプの動作モード
の切替に応答してインバータ出力変動抑制回路によるイ
ンバータ回路の動作周波数の変化幅を切り替えるように
している。
インバータ回路が直流電源電圧を高周波電圧に変換し
て放電ランプに印加することにより、放電ランプを高周
波点灯させる。この放電ランプの動作モードは、動作モ
ード切替制御回路がインバータ回路から放電ランプへ供
給するインバータ出力を変化させることにより行う。
て放電ランプに印加することにより、放電ランプを高周
波点灯させる。この放電ランプの動作モードは、動作モ
ード切替制御回路がインバータ回路から放電ランプへ供
給するインバータ出力を変化させることにより行う。
インバータ出力変動抑制回路がインバータ回路に加え
られる直流電源電圧の変動を検出し直流電源電圧の変動
に応じてインバータ回路の動作周波数を変化させること
により、インバータ出力の変動を抑制する。この際に、
動作モード切替回路による放電ランプの動作モードの切
替に応答してインバータ出力変動抑制回路によるインバ
ータ回路の動作周波数の変化幅を切り替えることにな
る。この結果、放電ランプの動作モードに応じてインバ
ータ回路の動作周波数の変化幅を適正に設定することが
可能で、インバータ出力変動抑制回路によるインバータ
出力の変動補償を過不足なく行うことができる。
られる直流電源電圧の変動を検出し直流電源電圧の変動
に応じてインバータ回路の動作周波数を変化させること
により、インバータ出力の変動を抑制する。この際に、
動作モード切替回路による放電ランプの動作モードの切
替に応答してインバータ出力変動抑制回路によるインバ
ータ回路の動作周波数の変化幅を切り替えることにな
る。この結果、放電ランプの動作モードに応じてインバ
ータ回路の動作周波数の変化幅を適正に設定することが
可能で、インバータ出力変動抑制回路によるインバータ
出力の変動補償を過不足なく行うことができる。
この発明の第１の実施例を第１図および第２図に基づ
いて説明する。この放電灯点灯装置は、第１図に示すよ
うに、従来例の第４図の動作モード切替制御回路MS1に
代えて、動作モード切替制御回路MS2を用いたもので、
その他の構成は第４図と同様である。
いて説明する。この放電灯点灯装置は、第１図に示すよ
うに、従来例の第４図の動作モード切替制御回路MS1に
代えて、動作モード切替制御回路MS2を用いたもので、
その他の構成は第４図と同様である。
動作モード切替制御回路MS2は、調光スイッチS1と、
抵抗R6〜R9と、トランジスタQ4と、コンデンサC5と、演
算増幅器OP1と、カレントミラー回路CM2とから構成され
ている。この場合、演算増幅器OP1はボルテージフォロ
ワを構成し、トランジスタQ4と抵抗R9とはエミッタフォ
ロワを構成している。そして、トランジスタQ4のエミッ
タは抵抗R8を介して直流電源Ｅに接続してあり、トラン
ジスタQ4のエミッタ電位は、コンデンサC5の電圧が低い
ときには抵抗R8,R9の分圧電圧となり、コンデンサC5の
電圧VC5が抵抗R8,R9の分圧電圧を超えるとトランジスタ
Q4のエミッタ電位がコンデンサC5の電圧VC5となる。
抵抗R6〜R9と、トランジスタQ4と、コンデンサC5と、演
算増幅器OP1と、カレントミラー回路CM2とから構成され
ている。この場合、演算増幅器OP1はボルテージフォロ
ワを構成し、トランジスタQ4と抵抗R9とはエミッタフォ
ロワを構成している。そして、トランジスタQ4のエミッ
タは抵抗R8を介して直流電源Ｅに接続してあり、トラン
ジスタQ4のエミッタ電位は、コンデンサC5の電圧が低い
ときには抵抗R8,R9の分圧電圧となり、コンデンサC5の
電圧VC5が抵抗R8,R9の分圧電圧を超えるとトランジスタ
Q4のエミッタ電位がコンデンサC5の電圧VC5となる。
以下、この回路の動作について説明する。
電源投入直後は、コンデンサC5の電圧VC5が第２図
（ａ）に示すように低電圧であるが、抵抗R7を通して充
電されて電圧VC5が上昇し、電圧VCCに達すると一定にな
る。一方、トランジスタQ4のエミッタ電位は、第２図
（ｂ）に示すように、最初は電圧VCCを抵抗R8,R9で分圧
した電圧であるが、抵抗R8,R9の分圧電圧にトランジス
タQ4のベース・エミッタ間電圧BEを加えた電圧を電圧V
C5が超えると、トランジスタQ4のエミッタ電位は電圧V
C5の上昇に連動して上昇していく。
（ａ）に示すように低電圧であるが、抵抗R7を通して充
電されて電圧VC5が上昇し、電圧VCCに達すると一定にな
る。一方、トランジスタQ4のエミッタ電位は、第２図
（ｂ）に示すように、最初は電圧VCCを抵抗R8,R9で分圧
した電圧であるが、抵抗R8,R9の分圧電圧にトランジス
タQ4のベース・エミッタ間電圧BEを加えた電圧を電圧V
C5が超えると、トランジスタQ4のエミッタ電位は電圧V
C5の上昇に連動して上昇していく。
上記のコンデンサC5の電圧VC5をボルテージフォロワ
を構成する演算増幅器OP1が受け、抵抗R3に流れる電流
を変化させる。コンデンサC5の電圧VC5が低電圧である
ときは、演算増幅器OP1の出力電圧は抵抗R8,R9で決まる
分圧電圧であり、抵抗R3に流れる電流が多いため、発振
回路OS1のコンデンサC3の充電電流が多く、その発振周
波数が高くなるため、放電ランプLaの予熱モードとな
る。この後、電圧VC5が上昇するに従って、演算増幅器O
P1の出力電圧が上昇していき、抵抗R3に流れる電流が減
少していき、ついには零になる。この過程で、発振回路
OS1の発振周波数、つまりインバータ回路IN1の動作周波
数が徐々に下降し、これに伴いインバータ回路IN1の出
力電流が徐々に増加し、放電ランプLaが始動して全点灯
に至る。
を構成する演算増幅器OP1が受け、抵抗R3に流れる電流
を変化させる。コンデンサC5の電圧VC5が低電圧である
ときは、演算増幅器OP1の出力電圧は抵抗R8,R9で決まる
分圧電圧であり、抵抗R3に流れる電流が多いため、発振
回路OS1のコンデンサC3の充電電流が多く、その発振周
波数が高くなるため、放電ランプLaの予熱モードとな
る。この後、電圧VC5が上昇するに従って、演算増幅器O
P1の出力電圧が上昇していき、抵抗R3に流れる電流が減
少していき、ついには零になる。この過程で、発振回路
OS1の発振周波数、つまりインバータ回路IN1の動作周波
数が徐々に下降し、これに伴いインバータ回路IN1の出
力電流が徐々に増加し、放電ランプLaが始動して全点灯
に至る。
調光スイッチS1をオンすることにより、演算増幅器OP
1の出力電圧を低下させ、抵抗R3に電流を流し、発振回
路OS1の発振周波数を高めてインバータ回路IN1の出力電
流を絞り、放電ランプLaの調光を行う。
1の出力電圧を低下させ、抵抗R3に電流を流し、発振回
路OS1の発振周波数を高めてインバータ回路IN1の出力電
流を絞り、放電ランプLaの調光を行う。
ボルテージフォロワを構成する演算増幅器OP1の予熱
時の出力電圧は、直流電源Ｅの電圧変動に対し、第２図
（ｂ）において、一点鎖線あるいは破線で示すように変
化し、例えば直流電源Ｅの電圧上昇時には、演算増幅器
OP1の出力電圧が一点鎖線のように上昇し、抵抗R3に流
れる電流を減少させ、発振回路OS1の発振周波数を下げ
てインバータ回路IN1の動作周波数を下げ、インバータ
回路IN1の出力電流を増加させるように作用し、出力変
動補償とはちょうど逆の動作を行うことになる。
時の出力電圧は、直流電源Ｅの電圧変動に対し、第２図
（ｂ）において、一点鎖線あるいは破線で示すように変
化し、例えば直流電源Ｅの電圧上昇時には、演算増幅器
OP1の出力電圧が一点鎖線のように上昇し、抵抗R3に流
れる電流を減少させ、発振回路OS1の発振周波数を下げ
てインバータ回路IN1の動作周波数を下げ、インバータ
回路IN1の出力電流を増加させるように作用し、出力変
動補償とはちょうど逆の動作を行うことになる。
この動作モード切替制御回路MS2の予熱時の特性と、
インバータ出力変動抑制回路IS1の特性とを合わせる
と、予熱時の発振回路OS1の発振周波数の変化幅、つま
りインバータ回路IN1の動作周波数の変化幅が全点灯時
の発振回路OS1の発振周波数の変化幅より狭く抑えられ
ることになる。この結果、全点灯時の出力変動補償を最
適に設定し、かつ予熱時の出力変動補償を最適に設定す
ることができ、したがって放電ランプLaの予熱時および
全点灯時ともに出力変動補償を過不足なく最適に行うこ
とができる。
インバータ出力変動抑制回路IS1の特性とを合わせる
と、予熱時の発振回路OS1の発振周波数の変化幅、つま
りインバータ回路IN1の動作周波数の変化幅が全点灯時
の発振回路OS1の発振周波数の変化幅より狭く抑えられ
ることになる。この結果、全点灯時の出力変動補償を最
適に設定し、かつ予熱時の出力変動補償を最適に設定す
ることができ、したがって放電ランプLaの予熱時および
全点灯時ともに出力変動補償を過不足なく最適に行うこ
とができる。
この発明の第２の実施例を第３図に基づいて説明す
る。この放電灯点灯装置は、直流電源Ｅの電圧変動に対
するインバータ回路IN1の出力変動を補償するための発
振回路OS1の発振周波数の変化幅、つまりインバータ回
路IN1の動作周波数の変化幅を、全点灯時を最大とし、
調光時をつぎに広くし、予熱時を最小に設定することに
より、全点灯時，調光時および予熱時のそれぞれの場合
において、出力変動補償を過不足なく常に最適に行うこ
とを目的として回路構成したものであり、第４図におけ
る動作モード切替制御回路MS1およびインバータ出力変
動抑制回路IS1に代えて、動作モード切替制御回路MS3お
よびインバータ出力変動抑制回路IS2を用いたもので、
その他の構成は第４図の放電灯点灯装置と同様である。
る。この放電灯点灯装置は、直流電源Ｅの電圧変動に対
するインバータ回路IN1の出力変動を補償するための発
振回路OS1の発振周波数の変化幅、つまりインバータ回
路IN1の動作周波数の変化幅を、全点灯時を最大とし、
調光時をつぎに広くし、予熱時を最小に設定することに
より、全点灯時，調光時および予熱時のそれぞれの場合
において、出力変動補償を過不足なく常に最適に行うこ
とを目的として回路構成したものであり、第４図におけ
る動作モード切替制御回路MS1およびインバータ出力変
動抑制回路IS1に代えて、動作モード切替制御回路MS3お
よびインバータ出力変動抑制回路IS2を用いたもので、
その他の構成は第４図の放電灯点灯装置と同様である。
動作モード切替制御回路MS3は、動作モード切替制御
回路MS1に対し、トランジスタQ6,抵抗R6,反転回路N1,
N2,AND回路AN3,トランジスタQ7,Q8等を追加している。
回路MS1に対し、トランジスタQ6,抵抗R6,反転回路N1,
N2,AND回路AN3,トランジスタQ7,Q8等を追加している。
また、インバータ出力変動抑制回路IS2は、インバー
タ出力変動抑制回路IS1に対し、抵抗R11,R12,トランジ
スタQ9,Q10を追加している。
タ出力変動抑制回路IS1に対し、抵抗R11,R12,トランジ
スタQ9,Q10を追加している。
以上の構成の要点は、直流電源Ｅの電圧変動検出用抵
抗を、抵抗R2単独の場合、抵抗R2,R11の並列の場合、抵
抗R2,R11,R12の並列の場合の３通りにトランジスタQ7〜
Q10で切り替えるように構成した点、および上記の電圧
変動検出用抵抗切替に伴う電流値の変化（動作点の変
化）を補正するために、カレントミラー回路CM1の出力
側に抵抗R10とトランジスタQ6の直列回路を並列的に設
けている。
抗を、抵抗R2単独の場合、抵抗R2,R11の並列の場合、抵
抗R2,R11,R12の並列の場合の３通りにトランジスタQ7〜
Q10で切り替えるように構成した点、および上記の電圧
変動検出用抵抗切替に伴う電流値の変化（動作点の変
化）を補正するために、カレントミラー回路CM1の出力
側に抵抗R10とトランジスタQ6の直列回路を並列的に設
けている。
以上のような回路構成において、各トランジスタQ3,Q
5〜Q10のオンオフ状態，電圧変動検出用抵抗の抵抗値お
よび発振回路OS1の発振周波数の変化幅は、予熱時，全
点灯時および調光時に次表のような状態をとることにな
る。
5〜Q10のオンオフ状態，電圧変動検出用抵抗の抵抗値お
よび発振回路OS1の発振周波数の変化幅は、予熱時，全
点灯時および調光時に次表のような状態をとることにな
る。
なお、動作モード切替制御回路MS3における予熱タイ
マTM2および調光スイッチS1のオンオフに伴うトランジ
スタQ6〜Q8のオンオフ動作以外の予熱，全点灯および調
光の基本的動作は従来例と同様であるので、説明は省略
する。
マTM2および調光スイッチS1のオンオフに伴うトランジ
スタQ6〜Q8のオンオフ動作以外の予熱，全点灯および調
光の基本的動作は従来例と同様であるので、説明は省略
する。
この実施例の放電灯点灯装置は、予熱時，全点灯時お
よび調光時のそれぞれの動作モードにおいて、発振回路
OS1の発振周波数の変化幅を適正に設定できるので、全
ての動作モードにおいて、出力変動補償を過不足なく常
に最適に行うことができる。
よび調光時のそれぞれの動作モードにおいて、発振回路
OS1の発振周波数の変化幅を適正に設定できるので、全
ての動作モードにおいて、出力変動補償を過不足なく常
に最適に行うことができる。
なお、上記各実施例は、インバータ回路IN1が直列イ
ンバータ構成であったが、従来例で述べたような問題
は、非線形特性を有する放電ランプを負荷とする１石イ
ンバータ、ハーフブリッジインバータ、フルブリッジイ
ンバータでも同様に生じるものであり、これらの回路構
成においても、本発明を適用することで、同様の効果が
得られる。
ンバータ構成であったが、従来例で述べたような問題
は、非線形特性を有する放電ランプを負荷とする１石イ
ンバータ、ハーフブリッジインバータ、フルブリッジイ
ンバータでも同様に生じるものであり、これらの回路構
成においても、本発明を適用することで、同様の効果が
得られる。
この発明の放電灯点灯装置によれば、放電ランプの動
作モードの切替に応答してインバータ回路の動作周波数
の変化幅を切り替えるようにしたので、放電ランプの動
作モードに応じてインバータ回路の動作周波数の変化幅
を適正に設定することが可能で、インバータ出力変動抑
制回路によるインバータ出力の変動補償を過不足なく行
うことができる。したがって、インバータ回路の出力変
動に伴う温度上昇，放電ランプの寿命の短縮，低温下で
の調光の際の放電ランプの立ち消えの問題等を回避する
ことができる。
作モードの切替に応答してインバータ回路の動作周波数
の変化幅を切り替えるようにしたので、放電ランプの動
作モードに応じてインバータ回路の動作周波数の変化幅
を適正に設定することが可能で、インバータ出力変動抑
制回路によるインバータ出力の変動補償を過不足なく行
うことができる。したがって、インバータ回路の出力変
動に伴う温度上昇，放電ランプの寿命の短縮，低温下で
の調光の際の放電ランプの立ち消えの問題等を回避する
ことができる。
第１図はこの発明の第１の実施例の放電灯点灯装置の構
成を示す回路図、第２図は第１図の放電灯点灯装置にお
いて予熱モードから全点灯モードへ移行する際の各部の
電圧変化を示すタイムチャート、第３図はこの発明の第
２の実施例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図、第４
図は従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図、第５図
は第４図の放電灯点灯装置の各部のタイムチャート、第
６図は第４図の従来例における予熱時，調光時および全
点灯時の共振特性曲線を示す特性図である。 Ｅ……直流電源、IN1……インバータ回路、La……放電
ランプ、OS1……発振回路、MS2……動作モード切替制御
回路、IS1……インバータ出力変動抑制回路
成を示す回路図、第２図は第１図の放電灯点灯装置にお
いて予熱モードから全点灯モードへ移行する際の各部の
電圧変化を示すタイムチャート、第３図はこの発明の第
２の実施例の放電灯点灯装置の構成を示す回路図、第４
図は従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図、第５図
は第４図の放電灯点灯装置の各部のタイムチャート、第
６図は第４図の従来例における予熱時，調光時および全
点灯時の共振特性曲線を示す特性図である。 Ｅ……直流電源、IN1……インバータ回路、La……放電
ランプ、OS1……発振回路、MS2……動作モード切替制御
回路、IS1……インバータ出力変動抑制回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−174568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−100769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−169796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−80300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−10599（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−246894（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135375（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/24 - 41/29 H05B 41/38 - 41/42
Claims (1)
- 【請求項１】直流電源電圧を高周波電圧に変換して放電
ランプに印加することにより放電ランプを高周波点灯さ
せるインバータ回路と、 前記インバータ回路の動作周波数を変化させることによ
り前記インバータ回路から前記放電ランプへ供給するイ
ンバータ出力を変化させて前記放電ランプの動作モード
を切り替える動作モード切替制御回路と、 前記インバータ回路に加えられる直流電源電圧の変動を
検出し前記直流電源電圧の変動に応じて前記インバータ
回路の動作周波数を変化させることによりインバータ出
力の変動を抑制するインバータ出力変動抑制回路とを備
え、 前記動作モード切替回路による前記放電ランプの動作モ
ードの切替に応答して前記インバータ出力変動抑制回路
による前記インバータ回路の動作周波数の変化幅を切り
替えるようにした放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289422A JP3011992B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289422A JP3011992B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04163897A JPH04163897A (ja) | 1992-06-09 |
| JP3011992B2 true JP3011992B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=17743041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2289422A Expired - Fee Related JP3011992B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011992B2 (ja) |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2289422A patent/JP3011992B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04163897A (ja) | 1992-06-09 |
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