JP3246083B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JP3246083B2
JP3246083B2 JP13032993A JP13032993A JP3246083B2 JP 3246083 B2 JP3246083 B2 JP 3246083B2 JP 13032993 A JP13032993 A JP 13032993A JP 13032993 A JP13032993 A JP 13032993A JP 3246083 B2 JP3246083 B2 JP 3246083B2
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smoothing capacitor
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は放電ランプ点灯装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の放電ランプの点灯装置としては、
図4に示すように、チョッパ回路4とインバータ回路5
とがスイッチング素子を共用した回路が知られており、
これによって放電ランプ6に入力される電圧の入力力率
を高く、高調波成分を少なくするようにしたものであ
る。
2. Description of the Related Art Conventional lighting devices for discharge lamps include:
As shown in FIG. 4, the chopper circuit 4 and the inverter circuit 5
A circuit that shares a switching element is known.
Thus, the input power factor of the voltage input to the discharge lamp 6 is increased, and the harmonic components are reduced.

【0003】上記した従来の放電ランプの点灯装置の回
路構成について説明する。インバータ回路5は、直列に
接続したトランジスタ50,51と、トランジスタ5
0,51にそれぞれ逆並列接続されたダイオード50
a,51aと、コンデンサ52,53の直列回路と、ト
ランジスタ50,51を駆動する帰還巻線54ca,5
4cbと、放電ランプ6に接続された出力巻線54b
と、トランジスタ50,51の接続点とコンデンサ5
2,53の接続点との間に接続された1次巻線54aと
を有するトランス54と、抵抗55,56,57,58
とで構成される。チョッパ回路4は、交流電源1に対し
てノイズフィルタ2と整流回路3とを介して接続されて
おり、平滑コンデンサ41、トランジスタ50、このト
ランジスタ50と整流回路3の出力端との間に接続され
たインダクタンス素子42、および、インダクタンス素
子42とトランジスタ50との接続点から平滑コンデン
サ41へ充電電流を流すダイオード51aから構成され
る(特開平3−276598号公報)。
The circuit configuration of the above-described conventional discharge lamp lighting device will be described. Inverter circuit 5 includes transistors 50 and 51 connected in series and transistor 5
Diodes 50 connected in anti-parallel to 0 and 51, respectively.
a, 51a, a series circuit of capacitors 52, 53, and feedback windings 54ca, 5 for driving the transistors 50, 51.
4cb, the output winding 54b connected to the discharge lamp 6
And the connection point of the transistors 50 and 51 and the capacitor 5
A transformer 54 having a primary winding 54a connected between the connection points 2 and 53, and resistors 55, 56, 57 and 58
It is composed of The chopper circuit 4 is connected to the AC power supply 1 via the noise filter 2 and the rectifier circuit 3, and is connected between the smoothing capacitor 41, the transistor 50, and the output terminal of the transistor 50 and the rectifier circuit 3. And a diode 51a for flowing a charging current from the connection point between the inductance element 42 and the transistor 50 to the smoothing capacitor 41 (JP-A-3-276598).

【0004】次に、上記した回路の動作を説明する。交
流電源1からノイズフィルタ2と整流回路3を介して全
波整流された直流の脈流電圧がチョッパ回路4に印加さ
れると、平滑コンデンサ41にインダクタンス素子42
とダイオード51aを介して充電される。例えば抵抗5
6を介して起動電流が流れてトランジスタ50がオンす
る。トランジスタ50がオンすると、平滑コンデンサ4
1からコンデンサ53とトランス54aを介して電流が
流れ、インバータ回路5のトランス54とコンデンサ5
2,53とからなる共振系が振動を始める。そのため、
トランジスタ50をオン、トランジスタ51をオフする
ようにトランス54の帰還巻線54ca,54cbに電
圧が発生し、トランジスタ50はオンを維持し、前記共
振系の振動に伴って、トランジスタ50,51はオンオ
フを交互に繰り返す。トランジスタ50がオンのとき、
インダクタンス素子42を介して交流電源1からインダ
クタンス素子42により制限された電流が流れ、この電
流は時間と共に増加する。さらに、この電流、および、
前記共振系を介して平滑コンデンサ41から流れる電流
とがトランジスタ50に同時に流れ、この電流は時間と
共に増加する。次いで、トランジスタ50がターンオフ
すると、ターンオフ直前にインダクタンス素子42に蓄
積されていたエネルギーが、ダイオード51aを介して
平滑コンデンサ41に放電される。同時に、トランジス
タ50がオフすると、トランジスタ51がオンし、共振
系は振動を続け、放電ランプ6に電圧およびエネルギー
を供給し続ける。共振系の振動により、トランジスタ5
1がオフ、トランジスタ50がオンすると、以後、チョ
ッパ回路4とインバータ回路5は上記動作を繰り返し、
放電ランプ6を点灯維持する。
Next, the operation of the above circuit will be described. When a full-wave rectified DC pulsating voltage is applied to the chopper circuit 4 from the AC power supply 1 via the noise filter 2 and the rectifier circuit 3, the inductance element 42 is added to the smoothing capacitor 41.
Is charged through the diode 51a. For example, resistor 5
A start-up current flows through 6 to turn on the transistor 50. When the transistor 50 is turned on, the smoothing capacitor 4
1 flows through the capacitor 53 and the transformer 54a, and the transformer 54 of the inverter circuit 5 and the capacitor 5a.
The resonance system composed of 2, 53 starts to vibrate. for that reason,
A voltage is generated in the feedback windings 54ca and 54cb of the transformer 54 so that the transistor 50 is turned on and the transistor 51 is turned off, the transistor 50 is kept on, and the transistors 50 and 51 are turned on and off with the vibration of the resonance system. Is alternately repeated. When the transistor 50 is on,
A current limited by the inductance element 42 flows from the AC power supply 1 via the inductance element 42, and this current increases with time. In addition, this current, and
The current flowing from the smoothing capacitor 41 via the resonance system simultaneously flows into the transistor 50, and this current increases with time. Next, when the transistor 50 is turned off, the energy stored in the inductance element 42 immediately before the turn-off is discharged to the smoothing capacitor 41 via the diode 51a. At the same time, when the transistor 50 is turned off, the transistor 51 is turned on, the resonance system continues to oscillate, and continues to supply voltage and energy to the discharge lamp 6. Due to the vibration of the resonance system, the transistor 5
1 turns off and the transistor 50 turns on. Thereafter, the chopper circuit 4 and the inverter circuit 5 repeat the above operation,
The discharge lamp 6 is kept on.

【0005】この動作において、交流電源1の瞬時値が
低いときは、インダクタンス素子42に流れる電流の増
加率は低く、オン時間が常に同一なら、トランジスタ5
0のターンオフ時のインダクタンス素子42の蓄積エネ
ルギーは小さく、平滑コンデンサ41の充電電圧も低下
する。このとき、入力電流も交流電源1の瞬時値に応じ
て小さくなる。交流電源1の瞬時値が高いときは、上記
した瞬時値が低いときとは反対の動作を行う。すなわち
インダクタンス素子42に流れる電流の増加率は高く、
オン時間が常に同一なら、トランジスタ50のターンオ
フ時のインダクタンス素子42の蓄積エネルギーは大き
く、平滑コンデンサ41の充電電圧は増加する。入力電
流も交流電源1の瞬時値に応じて大きくなる。このた
め、交流電源1の波形とほぼ相似形状の入力電流が得ら
れ、電源入力力率を高く、電源入力電流の高調波成分を
少なくすることができるものである。
In this operation, when the instantaneous value of the AC power supply 1 is low, the rate of increase of the current flowing through the inductance element 42 is low.
The energy stored in the inductance element 42 at the time of turn-off of 0 is small, and the charging voltage of the smoothing capacitor 41 also decreases. At this time, the input current also decreases according to the instantaneous value of the AC power supply 1. When the instantaneous value of the AC power supply 1 is high, an operation opposite to that when the instantaneous value is low is performed. That is, the increase rate of the current flowing through the inductance element 42 is high,
If the ON time is always the same, the energy stored in the inductance element 42 when the transistor 50 is turned off is large, and the charging voltage of the smoothing capacitor 41 increases. The input current also increases according to the instantaneous value of the AC power supply 1. Therefore, an input current having a substantially similar shape to the waveform of the AC power supply 1 can be obtained, the power input power factor can be increased, and harmonic components of the power supply input current can be reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の放電ランプ点灯装置では、部品不良または半田不良
等でトランジスタ50が動作しない場合には平滑コンデ
ンサ41の電圧が異常に上昇し、平滑コンデンサが破裂
してしまうという危険があった。このため、部品の性能
を上げたり、保護回路を設けるという対策を取ることも
考えられるが、大型で高価になってしまうという問題が
あった。
However, in such a conventional discharge lamp lighting device, when the transistor 50 does not operate due to a component failure or a solder failure, the voltage of the smoothing capacitor 41 rises abnormally, There was a risk that it would burst. For this reason, it is conceivable to take measures to improve the performance of components or to provide a protection circuit, but there is a problem that the components are large and expensive.

【0007】本発明は小型で簡単な構成で高入力力率
で、かつ、電源入力電流の高調波成分が少ない状態で、
安全に放電ランプを始動・点灯維持することのできる放
電ランプ点灯装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a compact and simple structure having a high input power factor and a low harmonic component of a power supply input current.
An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of safely starting and maintaining the discharge lamp.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の放電ランプ点灯
装置は、放電ランプと共振コンデンサと第1のインダク
タンス素子と第1のスイッチ素子からなる閉回路、一端
が前記第1のスイッチ素子の一端に接続された平滑コン
デンサ、前記第1のスイッチ素子の他端と前記平滑コン
デンサの他端との間に接続された第2のスイッチ素子、
前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子との
接続点と、前記平滑コンデンサと前記第1のスイッチ素
子の一端との接続点との間に接続された整流手段、前記
平滑コンデンサと前記第2のスイッチ素子との接続点
と、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子
との接続点との間に、第2のインダクタンス素子を介し
て接続されるべき交流電源に接続された整流回路、およ
び、前記第2のインダクタンス素子と前記整流回路との
接続点と、前記平滑コンデンサと前記第1のスイッチ素
子の一端との接続点との間に接続され所定のブレークダ
ウン特性を有する半導体スイッチを有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a discharge lamp lighting device comprising: a closed circuit including a discharge lamp, a resonance capacitor, a first inductance element, and a first switch element; one end of which is one end of the first switch element. A second switch element connected between the other end of the first switch element and the other end of the smoothing capacitor;
A rectifier connected between a connection point between the first switch element and the second switch element and a connection point between the smoothing capacitor and one end of the first switch element; An AC power supply to be connected via a second inductance element between a connection point with a second switch element and a connection point between the first switch element and the second switch element. Rectifier circuit, and a connection point between the second inductance element and the rectification circuit, and a connection point between the smoothing capacitor and one end of the first switch element to provide a predetermined breakdown characteristic. Semiconductor switch.

【0009】[0009]

【作用】本発明によると、前記第2のインダクタンス素
子と前記整流回路との接続点と、前記平滑コンデンサと
前記第1のスイッチ素子の一端との接続点との間に所定
のブレークダウン特性を有する半導体スイッチを接続し
たことによって、平滑コンデンサの電圧が異常に上昇し
た場合に、前記半導体スイッチをブレークダウンさせ平
滑コンデンサの放電回路とするとともに、この電流によ
って、半導体スイッチを短絡モードで破壊し平滑コンデ
ンサの電圧を低下させる。
According to the present invention, a predetermined breakdown characteristic is provided between a connection point between the second inductance element and the rectifier circuit and a connection point between the smoothing capacitor and one end of the first switch element. When the voltage of the smoothing capacitor rises abnormally due to the connection of the semiconductor switch, the semiconductor switch is broken down to serve as a discharge circuit for the smoothing capacitor. Decrease the voltage of the capacitor.

【0010】また、第2のスイッチ素子の発熱を促し破
壊させ、ヒューズを遮断させる。
Further, the heat generation of the second switch element is promoted and destroyed, and the fuse is cut off.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1に示すように、実施例の放電ランプ点
灯装置は、放電ランプ78と共振コンデンサであるコン
デンサ76と第1のインダクタンス素子77と第1のス
イッチ素子74からなる閉回路、一端が第1のスイッチ
素子74の一端に接続された平滑コンデンサ71、第1
のスイッチ素子74の他端と平滑コンデンサ71の他端
との間に接続された第2のスイッチ素子75、第1のス
イッチ素子74と第2のスイッチ素子75との接続点
と、平滑コンデンサ71と第1のスイッチ素子74の一
端との接続点との間に接続された整流手段72、平滑コ
ンデンサ71と第2のスイッチ素子75との接続点と、
第1のスイッチ素子74と第2のスイッチ素子75との
接続点に、第2のインダクタンス素子9を介して交流電
源1にヒューズ32を介して接続されるべき整流回路3
1の出力端をそれぞれ接続している部分は従来例と同一
である。従来例と異なるのは、第2のインダクタンス素
子9と整流回路31との接続点と、平滑コンデンサ71
と第1のスイッチ素子74の一端との接続点との間に所
定のブレークダウン電圧を有する半導体スイッチ10を
接続していることである。
As shown in FIG. 1, the discharge lamp lighting device according to the embodiment has a closed circuit including a discharge lamp 78, a capacitor 76 as a resonance capacitor, a first inductance element 77, and a first switch element 74. The smoothing capacitor 71 connected to one end of the first switch element 74
A second switch element 75 connected between the other end of the switch element 74 and the other end of the smoothing capacitor 71; a connection point between the first switch element 74 and the second switch element 75; Rectifying means 72 connected between the first switching element 74 and a connection point with one end of the first switching element 74; a connection point between the smoothing capacitor 71 and the second switching element 75;
A rectifier circuit 3 to be connected to the AC power supply 1 via the fuse 32 at the connection point between the first switch element 74 and the second switch element 75 via the second inductance element 9
The portions connecting the output terminals of the output terminals 1 are the same as those in the conventional example. What is different from the conventional example is the connection point between the second inductance element 9 and the rectifier circuit 31 and the smoothing capacitor 71.
That is, the semiconductor switch 10 having a predetermined breakdown voltage is connected between the first switch element 74 and a connection point with the first switch element 74.

【0013】すなわち、交流電源電圧を整流する整流回
路31は入力端の一方にヒューズ32を介して交流電源
1と接続し、出力端の一方は、フィルタ回路2を介して
インダクタンス素子9の一端に接続され、また他方はト
ランジスタ75のエミッタに接続されている。フィルタ
回路2は、整流回路31の出力端に直列にインダクタン
ス素子21が接続され、その出力端にダイオード22を
順方向に直列に接続し、インダクタンス素子21とダイ
オード22との接続点と整流回路3の出力端の他端との
間にコンデンサ23が接続されている。フィルタ回路か
ら半導体スイッチ10とインダクタンス素子9を介して
接続されているインバータ回路7は、トランジスタ74
とトランジスタ75とで直列回路が構成されており、こ
の直列回路と並列に平滑コンデンサ71が接続されてい
る。また、トランジスタ74,75で構成された直列回
路にダイオード72,73をそれぞれ逆並列に接続され
ており、トランジスタ74に、共振コンデンサ76と蛍
光ランプ78とインダクタンス素子77とカレントトラ
ンスの1次巻線87aとの直列回路を並列に接続してい
る。コンデンサ79は、蛍光ランプ78の予熱電極を介
して並列に接続されている。このインバータ回路7はト
ランジスタ74,75のオンオフ動作によって生じるL
C共振、すなわち、インダクタンス素子とコンデンサに
よって発生する共振を用いて平滑コンデンサ71からの
直流入力を交流に変換し蛍光ランプ78に供給する。イ
ンバータ回路7のトランジスタ75に接続されたカレン
トトランス87の出力によりトランジスタ74,75を
駆動制御する駆動制御手段8は、カレントトランス87
の2次巻線87bの出力端とトランジスタ74のベース
との間に抵抗86を介して接続するとともに、2次巻線
87cの出力端とトランジスタ75のベースとの間に抵
抗85を介して接続している。フィルタ回路2のコンデ
ンサ23に並列に抵抗81とコンデンサ84とからなる
直列回路を接続するとともに直列回路の接続点からトリ
ガ素子83を介してトランジスタ75のベースへ接続し
ている。
That is, a rectifier circuit 31 for rectifying an AC power supply voltage is connected to the AC power supply 1 at one of its input terminals via a fuse 32, and one of its output terminals is connected to one end of an inductance element 9 via a filter circuit 2. And the other is connected to the emitter of transistor 75. In the filter circuit 2, an inductance element 21 is connected in series to an output terminal of a rectifier circuit 31, a diode 22 is connected in series to the output terminal in a forward direction, and a connection point between the inductance element 21 and the diode 22 is connected to the rectifier circuit 3. Is connected to the other end of the output terminal. The inverter circuit 7 connected from the filter circuit to the semiconductor switch 10 via the inductance element 9 includes a transistor 74
And a transistor 75, form a series circuit, and a smoothing capacitor 71 is connected in parallel with the series circuit. Diodes 72 and 73 are connected in anti-parallel to a series circuit composed of transistors 74 and 75, respectively. A transistor 74 includes a resonance capacitor 76, a fluorescent lamp 78, an inductance element 77, and a primary winding of a current transformer. 87a are connected in parallel. The capacitor 79 is connected in parallel via a preheating electrode of the fluorescent lamp 78. This inverter circuit 7 has L which is generated by the on / off operation of the transistors 74 and 75.
The DC input from the smoothing capacitor 71 is converted into AC using the C resonance, that is, the resonance generated by the inductance element and the capacitor, and supplied to the fluorescent lamp 78. The drive control means 8 for controlling the driving of the transistors 74 and 75 by the output of the current transformer 87 connected to the transistor 75 of the inverter circuit 7 includes the current transformer 87
Is connected between the output terminal of the secondary winding 87b and the base of the transistor 74 via a resistor 86, and is connected between the output terminal of the secondary winding 87c and the base of the transistor 75 via a resistor 85. are doing. A series circuit including a resistor 81 and a capacitor 84 is connected in parallel with the capacitor 23 of the filter circuit 2, and is connected from the connection point of the series circuit to the base of the transistor 75 via the trigger element 83.

【0014】次に、このような放電ランプ点灯装置の動
作について説明する。交流電源1から整流回路3とノイ
ズフィルタ2を介して全波整流された直流の脈流電圧が
印加されると、平滑コンデンサ71にダイオード10を
介して充電される。同時に、抵抗81を介してコンデン
サ84が充電されその電圧がトリガ素子83のブレーク
ダウン電圧に達すると、コンデンサ84の電荷がトラン
ジスタ75のベースに供給されトランジスタ75がオン
する。トランジスタ75がオンすると、平滑コンデンサ
71からコンデンサ76とコンデンサ79とインダクタ
ンス素子77とカレントトランス87を介して電流が増
加しながら流れ、インバータ回路7のトランス77とコ
ンデンサ76からなる共振系が振動を始める。そのた
め、トランジスタ75をオン、トランジスタ74をオフ
するようにカレントトランス87の2次巻線の87b,
87cに電圧が発生し、トランジスタ75はオンを維持
し、前記共振系の振動に伴って、トランジスタ75,7
4はオンオフを交互に繰り返す。トランジスタ75がオ
ンのとき、インダクタンス素子9を介して交流電源1か
らインダクタンス素子9により制限された電流が流れ、
この電流は時間と共に増加する。さらに、この電流、お
よび、前記共振系を介して平滑コンデンサ71から流れ
る電流とがトランジスタ75に同時に流れ、この電流は
時間と共に増加する。次いで、トランジスタ75がター
ンオフすると、ターンオフ直前にインダクタンス素子9
に蓄積されていたエネルギーが、ダイオード72を介し
て平滑コンデンサ71に放電される。同時に、トランジ
スタ75がオフすると、トランジスタ74がオンし、共
振系は振動を続け、放電ランプ78に電圧およびエネル
ギーを供給し続ける。共振系の振動により、トランジス
タ74がオフ、トランジスタ75がオンすると、以後上
記動作を繰り返し、放電ランプ78を点灯維持する。
Next, the operation of such a discharge lamp lighting device will be described. When a full-wave rectified DC pulsating voltage is applied from the AC power supply 1 via the rectifier circuit 3 and the noise filter 2, the smoothing capacitor 71 is charged via the diode 10. At the same time, when the capacitor 84 is charged via the resistor 81 and the voltage reaches the breakdown voltage of the trigger element 83, the charge of the capacitor 84 is supplied to the base of the transistor 75, and the transistor 75 is turned on. When the transistor 75 is turned on, current flows from the smoothing capacitor 71 through the capacitor 76, the capacitor 79, the inductance element 77, and the current transformer 87 while increasing, and the resonance system including the transformer 77 and the capacitor 76 of the inverter circuit 7 starts oscillating. . Therefore, the secondary winding 87b of the current transformer 87 is turned on so that the transistor 75 is turned on and the transistor 74 is turned off.
A voltage is generated at 87c, the transistor 75 is kept on, and the transistors 75, 7
No. 4 alternately turns on and off. When the transistor 75 is on, a current limited by the inductance element 9 flows from the AC power supply 1 through the inductance element 9,
This current increases with time. Further, this current and the current flowing from the smoothing capacitor 71 via the resonance system simultaneously flow into the transistor 75, and this current increases with time. Next, when the transistor 75 is turned off, the inductance element 9 is turned on immediately before the turn-off.
Is discharged to the smoothing capacitor 71 via the diode 72. At the same time, when the transistor 75 is turned off, the transistor 74 is turned on, the resonance system continues to oscillate, and continues to supply voltage and energy to the discharge lamp 78. When the transistor 74 is turned off and the transistor 75 is turned on by the vibration of the resonance system, the above operation is repeated thereafter, and the discharge lamp 78 is kept on.

【0015】この動作において、交流電源1の瞬時値が
低いときは、インダクタンス素子9に流れる電流の増加
率は低く、オン時間が常に同一なら、トランジスタ75
のターンオフ時のインダクタンス素子9の蓄積エネルギ
ーは小さく、平滑コンデンサ71の充電電圧も低下す
る。このとき、入力電流も交流電源1の瞬時値に応じて
小さくなる。交流電源1の瞬時値が高いときは、上記し
た瞬時値が低いときとは反対の動作を行う。すなわちイ
ンダクタンス素子9に流れる電流の増加率は高く、オン
時間が常に同一なら、トランジスタ75のターンオフ時
のインダクタンス素子9の蓄積エネルギーは大きく、平
滑コンデンサ71の充電電圧は増加する。入力電流も交
流電源1の瞬時値に応じて大きくなる。このため、交流
電源1の波形とほぼ相似形状の入力電流が得られ、電源
入力力率を高く、電源入力電流の高調波成分を少なくす
ることができるものである。
In this operation, when the instantaneous value of the AC power supply 1 is low, the rate of increase of the current flowing through the inductance element 9 is low.
, The energy stored in the inductance element 9 at the time of turn-off is small, and the charging voltage of the smoothing capacitor 71 also decreases. At this time, the input current also decreases according to the instantaneous value of the AC power supply 1. When the instantaneous value of the AC power supply 1 is high, an operation opposite to that when the instantaneous value is low is performed. That is, if the rate of increase of the current flowing through the inductance element 9 is high and the on-time is always the same, the energy stored in the inductance element 9 when the transistor 75 is turned off is large, and the charging voltage of the smoothing capacitor 71 increases. The input current also increases according to the instantaneous value of the AC power supply 1. Therefore, an input current having a substantially similar shape to the waveform of the AC power supply 1 can be obtained, the power input power factor can be increased, and harmonic components of the power supply input current can be reduced.

【0016】次に、実施例の放電ランプ点灯装置の部品
不良または半田不良等でトランジスタ74が動作しない
異常時の動作について説明する。
Next, the operation of the discharge lamp lighting device according to the embodiment when the transistor 74 does not operate due to a component failure or a solder failure will be described.

【0017】交流電源1から整流回路3とノイズフィル
タ2を介して全波整流された直流の脈流電圧が印加され
ると、平滑コンデンサ71にダイオード10を介して充
電される。同時に、抵抗81を介してコンデンサ84が
充電されその電圧がトリガ素子83のブレークダウン電
圧に達すると、コンデンサ84の電荷がトランジスタ7
5のベースに供給されトランジスタ75がオンする。ト
ランジスタ75がオンすると、平滑コンデンサ71から
コンデンサ76とコンデンサ79とインダクタンス素子
77とカレントトランス87を介して電流が増加しなが
ら流れる。しかし、トランジスタ74・抵抗86・カレ
ントトランス87の半田不良等でトランジスタ74が動
作しない状態でも、インバータ回路7のトランス77と
コンデンサ76からなる共振系は、平滑コンデンサ71
とトランジスタ75とでなる閉回路を形成してしまうた
めに、カレントトランスの2次巻線87cに出力が発生
し、トランジスタ75のベース電流を供給し続ける。こ
のため、トランジスタ75がオンするので交流電源1か
らの電力供給は継続され、トランジスタ75のターンオ
フ直前にインダクタンス素子9に蓄積されていたエネル
ギーがダイオード72を介して平滑コンデンサ71に充
電される。このとき、インバータ回路7のトランス77
とコンデンサ76からなる共振系は共振しているが、周
波数が高いためにコンデンサ79の電圧は上昇せず発光
管78は放電を開始しない。このため、平滑コンデンサ
71にエネルギーが充電されるにもかかわらず、それを
発光管78で消費しないために平滑コンデンサ71の電
圧は異常に上昇してしまうこととなる。一般的に平滑コ
ンデンサ71として用いられている電解コンデンサは、
定格電圧の所定倍(通常1.1〜1.5倍)以上の電圧が
印加されると漏れ電流が流れ電解液の温度を上昇させ、
電解液が気化することによって破裂にいたる。
When a full-wave rectified DC pulsating voltage is applied from the AC power supply 1 through the rectifier circuit 3 and the noise filter 2, the smoothing capacitor 71 is charged via the diode 10. At the same time, when the capacitor 84 is charged via the resistor 81 and its voltage reaches the breakdown voltage of the trigger element 83, the charge of the capacitor 84 is
5, and the transistor 75 is turned on. When the transistor 75 is turned on, a current flows from the smoothing capacitor 71 while increasing through the capacitor 76, the capacitor 79, the inductance element 77, and the current transformer 87. However, even when the transistor 74 does not operate due to a defective solder of the transistor 74, the resistor 86, the current transformer 87, etc., the resonance system including the transformer 77 and the capacitor 76 of the inverter circuit 7 does not operate.
And a transistor 75, an output is generated in the secondary winding 87c of the current transformer, and the base current of the transistor 75 is continuously supplied. As a result, since the transistor 75 is turned on, the power supply from the AC power supply 1 is continued, and the energy stored in the inductance element 9 immediately before the transistor 75 is turned off is charged to the smoothing capacitor 71 via the diode 72. At this time, the transformer 77 of the inverter circuit 7
Although the resonance system including the capacitor 76 and the capacitor 76 resonates, the voltage of the capacitor 79 does not increase and the arc tube 78 does not start discharging because of the high frequency. For this reason, even though the energy is charged in the smoothing capacitor 71, the energy is not consumed by the arc tube 78, so that the voltage of the smoothing capacitor 71 abnormally increases. An electrolytic capacitor generally used as the smoothing capacitor 71 is:
When a voltage more than a predetermined time (usually 1.1 to 1.5 times) of the rated voltage is applied, a leakage current flows and raises the temperature of the electrolyte,
The electrolyte is vaporized, leading to rupture.

【0018】そこで実施例の放電ランプ点灯装置は、ダ
イオード10に正常点灯時に加わる電圧を越え、平滑コ
ンデンサ71の電圧が短時間では破裂に至らない定格電
圧の1.3倍程度になったときにブレークダウンするダ
イオード10を接続することにより、平滑コンデンサ7
1に異常電圧が印加される状態になった場合はダイオー
ド10に逆方向に電流を流し平滑コンデンサ71を保護
するというものである。さらに、ダイオード9に大きな
逆方向電流が流れると短絡モードで破壊する特性を用い
て異常動作が継続しないようにしているので、次にその
ときの動作について説明する。
Therefore, the discharge lamp lighting device according to the embodiment exceeds the voltage applied to the diode 10 at the time of normal lighting, and when the voltage of the smoothing capacitor 71 becomes about 1.3 times the rated voltage that does not cause explosion in a short time. By connecting the diode 10 that breaks down, the smoothing capacitor 7
When an abnormal voltage is applied to 1, a current flows in the diode 10 in the reverse direction to protect the smoothing capacitor 71. Further, the abnormal operation is prevented from continuing by using the characteristic of breaking in the short circuit mode when a large reverse current flows through the diode 9, and the operation at that time will be described next.

【0019】ダイオード10が短絡したときの等価回路
は、図2のように表せる。この時の平滑コンデンサ71
の電圧波形を図3の曲線Aで、また、電源電圧の電圧波
形を図3の曲線Bに示す。平滑コンデンサ71の電圧
は、交流電源1を整流した電圧以上に上がらないため、
平滑コンデンサ71を保護することができている。トラ
ンジスタ75がオンすると平滑コンデンサ71からイン
ダクタンス素子9と、コンデンサ76とコンデンサ79
とインダクタンス素子77からなる直列回路の両方を介
して電流が流れる。この状態でもコンデンサ76とイン
ダクタンス素子77によって共振は維持されるためにカ
レントトランスからは周期的にトランジスタ75をオ
ン、オフする電流が供給される。トランジスタ75がオ
フした瞬間にインダクタンス素子9に蓄積されていたエ
ネルギーはダイオード72を介してインダクタンス素子
9とダイオード72の閉回路のなかで放電される。さら
にその後、コンデンサ76とインダクタンス77に蓄積
された共振系のエネルギーがインダクタンス素子9を介
して放電されるため、インダクタンス素子9にはトラン
ジスタのオン、オフに関係なく常に大きな直流電流が流
れることとなり、通常点灯時の電流のみ制限できるよう
に選んであるインダクタンス素子9は容易に飽和するこ
ととなる。この状態でトランジスタ75がオンすればイ
ンダクタンス素子9の電流制限能力が低下しているため
に更に大きな電流が交流電源1から流れ込み、トランジ
スタ75は非常に発熱する状態となる。トランジスタは
許容を超えて発熱すると短絡モードで破壊されるため、
その結果、平滑コンデンサの両端にはインダクタンス素
子9のみがつながっている状態となり、大きな電流が流
れてヒューズが切れることにより点灯回路を安全にかつ
永久に止めることができる。
FIG. 2 shows an equivalent circuit when the diode 10 is short-circuited. The smoothing capacitor 71 at this time
Is shown by curve A in FIG. 3, and the voltage waveform of the power supply voltage is shown by curve B in FIG. Since the voltage of the smoothing capacitor 71 does not rise above the rectified voltage of the AC power supply 1,
The smoothing capacitor 71 can be protected. When the transistor 75 is turned on, the inductance element 9 from the smoothing capacitor 71, the capacitors 76 and 79
And a current flows through both the series circuit composed of Even in this state, since the resonance is maintained by the capacitor 76 and the inductance element 77, a current for periodically turning on and off the transistor 75 is supplied from the current transformer. The energy stored in the inductance element 9 at the moment when the transistor 75 is turned off is discharged through the diode 72 in the closed circuit of the inductance element 9 and the diode 72. Further thereafter, since the energy of the resonance system stored in the capacitor 76 and the inductance 77 is discharged through the inductance element 9, a large DC current always flows through the inductance element 9 regardless of whether the transistor is on or off. The inductance element 9 selected so as to limit only the current during normal lighting easily saturates. If the transistor 75 is turned on in this state, a larger current flows from the AC power supply 1 because the current limiting capability of the inductance element 9 is reduced, and the transistor 75 is in a state of extremely generating heat. Transistors are destroyed in short-circuit mode if they generate excessive heat.
As a result, only the inductance element 9 is connected to both ends of the smoothing capacitor, and a large current flows to blow the fuse, so that the lighting circuit can be safely and permanently stopped.

【0020】また、正常点灯時にはダイオード10は発
光管の点灯に関与していないために高速のものを使用す
る必要がなく、ダイオード10の両端の電圧は平滑コン
デンサ71の電圧から交流電源1の電圧を引いたものに
なるために平滑コンデンサ71よりも低くなるので高い
ブレークダウン電圧のものを選ぶ必要もなく安価な素子
を用いることができる。さらに、電源投入直後にインダ
クタンス素子9を介さずに直接平滑コンデンサを急速に
充電できるため回路起動時にインバータ7を早く確実に
発振開始できるため、起動性能、ランプの始動性能を改
善することができる。
At the time of normal lighting, the diode 10 is not involved in the lighting of the arc tube, so that it is not necessary to use a high-speed diode. Therefore, since it is lower than the smoothing capacitor 71, it is not necessary to select a device having a high breakdown voltage, and an inexpensive element can be used. Further, the smoothing capacitor can be rapidly charged directly without the intervention of the inductance element 9 immediately after the power is turned on, so that the inverter 7 can start oscillating quickly and reliably at the time of starting the circuit, so that the starting performance and the starting performance of the lamp can be improved.

【0021】上記実施例では、半導体スイッチとしてブ
レークダウン特性を有するダイオード10を用いたが、
ツェナー特性を有するものでも良い。この場合、異常時
に逆方向に電流を流してから短絡するまでの時間が若干
長くなるだけで短絡してからの動作は既に述べた通りで
ある。また、アバランシェ特性を持つものでも同様に使
用することができる。
In the above embodiment, the diode 10 having the breakdown characteristic is used as the semiconductor switch.
Those having zener characteristics may be used. In this case, the operation after the short-circuiting is as described above, only slightly increasing the time from the flow of the current in the reverse direction to the short-circuiting in the abnormal state. Further, those having avalanche characteristics can be similarly used.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電ラン
プ点灯装置は、小型、安価で、かつ簡単で構成で、電源
入力力率が高く、電源入力電流の高調波成分が少ない状
態で放電ランプを始動・点灯維持することができ、部品
異常時にも安全にすることができるというすぐれた効果
を有するものである。
As described above, the discharge lamp lighting device of the present invention is small, inexpensive, simple, and has a high power input power factor, and discharges in a state where the harmonic components of the power input current are small. The lamp has an excellent effect that the lamp can be started and lit, and can be kept safe even in the event of a component failure.

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

【図1】本発明の一実施例である放電ランプ点灯装置の
回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】保護装置作動時の等価回路図FIG. 2 is an equivalent circuit diagram when the protection device is activated.

【図3】保護装置作動時の交流電源1の一周期の平滑コ
ンデンサの電圧波形図
FIG. 3 is a voltage waveform diagram of a smoothing capacitor in one cycle of the AC power supply 1 when the protection device is activated.

【図4】従来の放電ランプ点灯装置の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 整流回路 4 チョッパ回路 5,7 インバータ回路 9,77 インダクタンス素子 41,71 平滑コンデンサ 50,51,74,75 トランジスタ 54 トランス 76 共振コンデンサ 3 Rectifier circuit 4 Chopper circuit 5, 7 Inverter circuit 9, 77 Inductance element 41, 71 Smoothing capacitor 50, 51, 74, 75 Transistor 54 Transformer 76 Resonant capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/282 H02M 7/48 H05B 41/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 41/282 H02M 7/48 H05B 41/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 放電ランプと共振コンデンサと第1のイ
ンダクタンス素子と第1のスイッチ素子からなる閉回
路、一端が前記第1のスイッチ素子の一端に接続された
平滑コンデンサ、前記第1のスイッチ素子の他端と前記
平滑コンデンサの他端との間に接続された第2のスイッ
チ素子、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ
素子との接続点と、前記平滑コンデンサと前記第1のス
イッチ素子の一端との接続点との間に接続された整流手
段、前記平滑コンデンサと前記第2のスイッチ素子との
接続点と、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッ
チ素子との接続点との間に、第2のインダクタンス素子
を介して接続されるべき交流電源に接続された整流回
路、および、前記第2のインダクタンス素子と前記整流
回路との接続点と、前記平滑コンデンサと前記第1のス
イッチ素子の一端との接続点との間に接続され所定のブ
レークダウン特性を有する半導体スイッチを有すること
を特徴とする放電ランプ点灯装置。
1. A closed circuit including a discharge lamp, a resonance capacitor, a first inductance element, and a first switch element, a smoothing capacitor having one end connected to one end of the first switch element, and the first switch element. A second switch element connected between the other end of the smoothing capacitor and the other end of the smoothing capacitor; a connection point between the first switch element and the second switch element; Rectifying means connected between a connection point with one end of the switch element, a connection point between the smoothing capacitor and the second switch element, and a connection between the first switch element and the second switch element A rectifier circuit connected to an AC power supply to be connected via a second inductance element, and a connection point between the second inductance element and the rectifier circuit, A discharge lamp lighting device comprising a semiconductor switch connected between a smoothing capacitor and a connection point of one end of the first switch element and having a predetermined breakdown characteristic.
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