JP3777718B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波に変換するインバータ装置によりランプ負荷を高周波点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の放電灯点灯装置を図36に示す。この放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路1の出力を複数のランプ負荷21 、22 (例えばFCL40W,FCL32W〕に印加して、ランプ負荷21 ,22 を高周波点灯するものである。
【0003】
上記直流電圧は、交流電源ACをダイオードD1 乃至D4 からなるダイオードブリッジにより整流し、この整流出力を平滑コンデンサC0 にて完全平滑して作成したものである。
この放電灯点灯装置では、インバータ回路1として他励式のハーフブリッジ構成のものを用い、主スイッチング素子Q1 ,Q2 、これら主スイッチング素子Q1 ,Q2 を駆動する為の駆動回路4、主スイッチング素子Q1 ,Q2 を交互にオンオフ制御する為の制御回路5で構成してある。なお、主スイッチング素子Q1 ,Q2 には、主スイッチング素子Q1 ,Q2 の夫々両端に還流用のダイオードD5 、D6 を逆並列に接続されている。このインバータ回路1の出力には、チョークコイルL2 とコンデンサC4 からなる共振回路31 と、チョークコイルL1 とコンデンサC3 からなる共振回路32 とが接続してあり、この共振回路31 ,32 をインバータ回路1で励振して異ワットのランプ負荷21 ,22 を始動点灯するようにしてある。また、コンデンサC1 ,C2 は直流カット用のコンデンサであると共に、主スイッチング素子Q1 のオン時に充電された電荷がトランジスタQ2 のオン時の電源として用いられるものである。
【0004】
制御回路5によって図37に示す発振周波数f2 にて主スイッチング素子Q1,Q2 を交互にオンオフ制御して、インバータ回路1を発振動作させると、共振回路31 ,32 によって始動電圧が得られ、この高圧の始動電圧がランプ負荷21 ,22 の両端に印加され、ランプ負荷21 ,22 が点灯する。この点灯後はランプ負荷21 ,22 を含めた共振カーブがカーブ(1)又は(1)’(図37では○付き数字で表示)からカーブ(2)(図37では○付き数字で表示)に移行する。
【0005】
更に所定のランプ出力を得るために、制御回路5によって主スイッチング素子Q1 ,Q2 の発振周波数をf1 に移行させる。尚図2のf0 は無負荷時の共振周波数である。
ところが、この回路にあっては、ランプ点灯中例えばランプ負荷21 を外し再度そのままの状態でランプ負荷21 を再装着すると、この時インバータ回路1は発振周波数f1 にて動作しているため再装着ランプ負荷21 が点灯前は図に示す進相領域で動作することになる。この場合、主スイッチング素子Q1 ,Q2 は、特別な保護回路を設けない限りその耐量を超え即破壊に至ることが知られている。また、無負荷の状態からランプ負荷が再装着された時にも、上記と同様の課題が生じる。さらにランプ負荷が寿命末期になった状態においても、無負荷状態に近くなるので、インバータ回路1が発振周波数f1 にて動作しているため上記と同様の課題が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の放電灯点灯装置で、複数のランプ負荷を、始動点灯させる場合、一灯外れ時、無負荷時、ランプ寿命末期時等において、スイッチング素子に過大な電流が流れ破壊に至る恐れがあった。
本発明は、このような点に鑑みてなされてもので、その目的とするところは、複数のランプ負荷を始動点灯させる場合、一灯外れ時、無負荷時、ランプ寿命末期時等において、特別な保護回路を必要とすることなく、インバータ回路のスイッチング素子にストレスが加わるのを防止することができる放電灯点灯装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明では、一つのインバータ回路の出力に並列に接続される複数の共振回路を備え、共振回路の一端に結合される複数のランプ負荷を含む負荷回路を複数備えた放電灯点灯装置において、点灯時の共振周波数を無負荷時の共振周波数より低くし且つ始動から点灯に至る動作が遅相領域で為されるようにインバータ回路の発振周波数を限定したものであって、ランプ負荷外れを検出する手段と、該手段が少なくともランプ負荷が一灯外れたことを検出したときに複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つランプ負荷の放電開始電圧以上の電圧が出力可能な周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、ランプ負荷のランプ電流からエミレスを検出する手段と、該手段がランプ負荷のエミレスを検出すると、複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つ正常なランプ負荷が点灯維持可能な保護動作用の周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する手段を備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項3の発明では、請求項2の発明において、点灯動作から、ランプ負荷のエミレスを検出して上記保護用の周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する保護動作に移行する際に、一定期間始動動作時の発振周波数でインバータ回路を動作させることを特徴とする。
【0010】
請求項4の発明では、請求項2又は3記載の発明において、前記ランプ負荷のランプ電流からエミレスを検出する手段がランプ負荷のエミレスを検出すると、複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つ正常なランプ負荷が点灯維持可能な周波数な保護動作用の周波数にインバータ回路の発振周波数を、ランプ外れ検出の周波数制御に比して優先的に制御する手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
請求項の発明では、請求項1乃至4の何れかの発明において、複数のランプ負荷とは、異なる定格電力の放電灯を含むことを特徴とする
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の基本的な放電灯点灯装置の回路構成を示しており、この基本的な回路構成は、商用電源からなる交流電源ACを整流平滑、又はチョッパ回路により昇圧する等によって交流を直流に変換する直流変換部6と、この直流変換部6の出力を直流電源Eとするインバータ回路1により直流電源Eの直流電圧を数十kHzの交流電圧に変換する。インバータ回路1の出力端にはn個の共振回路31 〜3nが接続される。各共振回路31 〜3nの一端に放電灯たるランプ負荷21 〜2nが結合される。ランプ負荷21 〜2nには異なる定格電力のランプ負荷〔例えばFCL40W,FCL32W,FCL30W〕が組み合わされる場合もある。
【0014】
各共振回路31 〜3nの無負荷共振周波数をf01〜f0nとし、先ず各ランプ負荷21 〜2n に十分な始動電圧が得られる周波数f3 にてインバータ回路1を発振させランプ負荷21 〜2n を点灯させる。ランプ点灯後は図2に示すように点灯時の共振カーブA1 〜Anに移行する。尚B1 〜Bn,B1 ’〜Bn ’は共振回路31 〜3nの無負荷共振カーブを示す。
【0015】
インバータ回路1の発振周波数は必要なランプ電流を得る為に点灯周波数をf1 まで下げる。ここで本発明ではランプ負荷を一本以上外した時にインバータ回路1の発振周波数をf3 ’まで上げる(f3 ≒f3 ’)。これにより、外したランプ負荷を再装着した時に、ランプ始動前に対応する共振回路は無負荷共振カーブの遅相側にて動作するためインバータ回路1に過大な電流が流れることを防止できる。また十分な始動電圧が得られるので再装着ランプ負荷は十分始動点灯できる。
【0016】
以下の構成を基本とする実施形態により本発明を更に詳説する。
(実施形態1)
図3は本実施形態の回路構成を示しており、本実施形態は直流変換部6として、商用電源(AC100V)からなる交流電源ACを整流するダイオードD1 〜D4 からなるダイオードブリッジと、該ダイオードブリッジの出力を電源とし、チョークコイルL0 とMOSFETからなるスイッチング素子Q0 とダイオードD7 とコンデンサC0 より構成あれる昇圧チョッパとで構成され、昇圧チョッパは、チョッパ制御部7により直流電圧Eとして250Vを出力するよう動作している。チョッパ制御部7は、力率改善用のIC〔例えばMC33262モトローラ社製〕などによって構成される。インバータ回路1は、MOSFETからなるスイッチング素子Q1 ,Q2 でハーフブリッジ構成となっており、スイッチング素子Q1 ,Q2 を交互にオンさせる駆動回路〔例えばIR2111,IR社(インターナシャナル・レクチファイアー・コオーポレーション)製等で構成〕4、インバータ制御部8により制御されている。
【0017】
インバータ制御部8は図4に示すように汎用のIC(例えば、μPC494NEC社製など)8a等で構成され、IC8aはRT端子から流れ出す電流が多いほど、発振周波数は高くなるもので、RT端子とグランドの間には抵抗R15とコンデンサC12との並列回路を接続するとともに、抵抗R16,R17、トランジスタQ12の直列回路を接続している。そして抵抗R17、トランジスタQ12の直列回路にはトランジスタQ11を並列接続してある。そしてトランジスタQ11のベースは抵抗R18を介して入力端子aに、またトランジスタQ12のベースは抵抗R19を介して入力端子bに接続している。入力端子aにはタイマ部10の出力tim1 が、また入力端子bにはランプ外れ検出部9の検出出力及びタイマ部10の出力tim2 が接続される。
【0018】
タイマ部8は図5に示すように電源電圧Vccを抵抗R1 ,R2 で分圧して得られた基準電圧と、電源投入時から抵抗R5 を介して充電されるコンデンサC10の電圧とを比較するコンパレータCP1 と、電源電圧Vccを抵抗R3 ,R4 で分圧して得られる基準電圧と上記コンデンサC10の電圧とを比較するコンパレータCP2 等で構成され、コンパレータCP1 は電源投入からコンデンサC10の電圧が基準電圧を越えるまで出力tim1 を”H”とし、コンパレータCP2 は電源投入からコンデンサC10の電圧が基準電圧を越えるまで出力tim2 を”H”とするもので、出力tim1 ,tim2 の出力幅が図6(a)(b)に示すようになるように、コンパレータCP1 ,CP2 の基準電圧を抵抗R1 ,R2 やR3 ,R4 で設定している。抵抗R6 ,R7 はプルアップ用抵抗、ダイオードD8 、D9 は逆流防止用ダイオードである。
【0019】
電源電圧Vccは、ダイオードD1 〜D4 からなるダイオードブリッジの出力を抵抗R01とコンデンサC01で平滑し、この平滑されたコンデンサC01の両端電圧を更にツェナーダイオードZD01で一定化して得られるものである。
ランプ外れ検出部9は共振回路31 ,32 のチョークコイルL2 ,L1 の2次巻線の出力を取り込み、ランプ電流の有無によりランプ外れを検出するもので、上記チョークコイルL2 の2次巻線とチョークコイルL1 の2次巻線との極性を逆にしてその2次出力を図7に示すようにコンデンサC21,C22と抵抗R8 ,R9 とを介して加算し、その加算された電圧を抵抗R10、R11で分圧した後、ダイオードD10で整流してコンパレータCP3 の非反転入力端に入力するようになっている。コンパレータCP3 はその入力電圧と、電源電圧Vccを抵抗R12,R13で分圧して得られた基準電圧とを比較してランプ外れ時には抵抗R14で電源電圧Vccに吊り上げられた”H”出力を逆流防止用のダイオードD11を介して発生するようになっている。
【0020】
インバータ回路1の出力部にはチョークコイルL2 とコンデンサC4 とからなる共振回路31 や、チョークコイルL1 とコンデンサC1 とからなる共振回路32 が接続されており、これら共振回路31 ,32 をインバータ回路1で励振してランプ負荷21 ,22 を始動点灯させる。ここでランプ負荷21 としてFCL32Wを、またランプ負荷22 として、FCL40Wの蛍光ランプを使用している。共振回路31 ,32 のチョークコイルL2 ,L1 の2次巻線はランプ外れ検出部9に接続され、ランプ外れ検出部9がランプ外れを検出するとインバータ制御部8の発振周波数を変化させるように構成されている。
【0021】
而して、今交流電源ACが投入されると、抵抗R01を介して、コンデンサC01に充電電流が流れ、その両端電圧がツエナーダイオードZ01によって略12Vとなり、該電圧が制御電源の電源電圧Vccとして各部に供給される。これによりチョッパ制御部7、インバータ制御部8が動作を開始し、平滑コンデンサC0 に略250Vの直流電圧が発生する。ー方タイマ部10からは、図6(a)(b)に示すようにtim1 、tim2 なる信号が電源投入と同時に出力される。インバータ制御部8の信号入力端aには信号tim1 、信号入力端bには信号tim2ランプ外れ検出部9の検出出力が接続されているため、信号tim1 が”H”時にはトランジスタQ11がオンして発振周波数がf5 、信号tim2 が”H”、信号tim1 が”L”の時にはトランジスタQ11がオフ、トランジスタQ12がオンして発振周波数f3 となる。つまり図8のような周波数変化となる。周波数f5 でランプ負荷21 ,22 を先行予熱し、その後ランプ負荷21 ,22 が放電開始するに十分な電圧を得られる周波数f3 に変化してランプ負荷21 ,22 が始動点灯する。信号tim2 が”L”となると、必要なランプ電流が得られる周波数f1にて動作する〔通常点灯状態〕。図8中Aは点灯時の共振カーブを示す。
【0022】
ランプ外れ検出部9は、2灯のランプ電流が打ち消し合うように〔チョークコイルL1 ,L2 の二次巻線の極性を逆に〕接続しているため、出力は”L”となっており、インバータ制御部8のIC8aのRT端子から流れ出す電流は、通常点灯動作では抵抗R15で決まる。ここで、ランプ負荷21 又は22 が抜かれるとランプ外れ検出部9の出力は”H”となり、インバータ制御部8のトランジスタQ12がオンするため発振周波数はf3 ’(=f3 )に変化するが、もう一方のランプ負荷22 又は21 は点灯を維持するため、光出力を得ることができる。
【0023】
外れたランプ負荷21 又は22 を再装着しても、インバータ回路1は発振周波数f3 ’で動作しているため、つまり、再装着されたランプ負荷21 又は22 が点灯開始する前にその共振回路31 又は32 の無負荷共振カーブの遅相B側にて動作しているため、特別な手段を用いずともインバータ回路1のスイッチング素子Q1 ,Q2 の耐量を超えることはない。また、ランプ負荷21 又は22 の放電開始電圧を得ることができるのでランプ負荷21 又は22 は点灯する。〔ランプ負荷の脱着時に電源リセツトなどの手段を用いることなく再始動可能となる。〕尚図8中B’は共振回路31 又は32 の進相側の無負荷共振カーブを示す。
本実施形態では周波数f3 ’=f3 としたが、f3 ’は複数の無負荷共振周波数の最も高いf0 よりも高く且つランプ負荷の放電開始に十分な電圧が出力可能な周波数であれば、f3 と一致させる必要はない。
【0024】
また本実施形態では、電源投入後周波数をf5 →f3 に変化させる際、瞬時に切り替えているが、周波数をスムーズに変化させれば、インバータ回路1のスイッチング素子Q1 ,Q2 にかかるストレスをより低減することができる。
(実施形態2)
本実施形態は図9に示す構成となり、実施形態1のランプ外れ検出部9の代わりにランプ電流検出部11を備え、このランプ電流検出部11に共振回路31 ,32 のチョークコイルL1 ,L2 の2次巻線が接続され、またインバータ制御部8として図10に示す回路が用いられている点で実施形態1と相違する。
【0025】
ランプ電流検出部11は図11に示すようにチョークコイルL1 ,L2 の2次出力をコンデンサC23,C24を通じて夫々取り込み、抵抗R20,R21の分圧回路及び抵抗R22,R23の分圧回路で夫々分圧してその分圧出力をダイオードD7 ,D7 ’によりオア接続し、そのオア出力を図12に示すコンパレータCP4 で基準値と比較し、エミレス等によってランプ電流が所定値以上となったか否かを検出するようになっている。基準値は抵抗R24,R25で電源電圧Vccを分圧して得るものであり、コンパレータCP4 は非反転入力端子に入力される上記オア出力が基準値を上回ると出力を”H”とするようになっている。尚抵抗R26はプルアップ抵抗、ダイオードD12は逆流防止用のダイオードである。
【0026】
インバータ制御部8は図10に示すように基本的には図4の実施形態1に用いたインバータ制御部8の構成を用いているが、抵抗R15に抵抗R27を介してトランジスタQ13を並列接続するとともに、該トラジスタQ13のベース・エミッタ間にトランジスタQ14を並列に接続し、トランジスタQ13のベースは抵抗R28を介して入力端子cに、またトランジスタQ14のベースは抵抗29を介して入力端子b’に接続した回路を付加し、入力端子cには上記コンパレータCP4 の出力を、また入力端子b’には入力端子bと同様にタイマ部10の信号tim2 を接続してある点で実施形態1のものと相違する。尚入力端子aにはタイマ部10の信号tim1 を、また入力端子bにはタイマ部10の信号tim2 を接続してある。
【0027】
而して、今交流電源ACが投入されると、抵抗R01を介して、コンデンサC01に充電電流が流れ、その両端電圧はツエナーダイオードZ01によって略12Vとなり、該電圧が制御電源の電源電圧Vccとして各部に供給される。これによりチョッパ制御部7、インバータ制御部8が動作を開始し、コンデンサC0 に略250Vの直流電圧が発生する。ー方タイマ部10からは、tim1 、tim2 なる信号が電源投入と同時に出力される。インバータ制御部8の信号入力端aには信号tim1 、信号入力端bには信号tim2 が接続されているため、信号tim1 が”H”時にはトランジスタQ11がオンして発振周波数がf5 、信号tim2 が”H”、信号tim1 が”L”の時にはトランジスタQ11がオフ、トランジスタQ12がオンして発振周波数f3 となる。つまり図8のような周波数変化となる。周波数f5ランプ負荷21 ,22 を先行予熱し、その後ランプ負荷21 ,22 が放電開始するに十分な電圧を得られる周波数f3 に変化してランプ負荷21 ,22 が始動点灯する。信号tim2 が”L”となると、必要なランプ電流が得られる周波数f1 にて動作する〔通常点灯状態〕。
【0028】
ここで、接続されているランプ負荷21 又は22 の少なくともどちらか一方が寿命末期となると、ランプ電流検出部11の抵抗分圧している部分〔R20とR21、あるいはR22とR23〕の電位が上昇し、出力信号は”H”となる。従って、コンパレータCP4 の出力は”H”となり、この時、信号tim2は”L”であるから、インバータ制御部8のトランジスタQ14はオフ、トランジスタQ13はオン、発振周波数はf4 となる。このとき、周波数f4 は複数の無負荷共娠周波数の最も高いf0 よりも高く且つ正常ランプ負荷21 ,22 が点灯維持可能な周波数となるよう、抵抗R27の値を設定しておく。以上の電源投入からの周波数の変化を第13図に示す。図13中Aは点灯時の共振カーブを、B,B’は共振回路31 又は32 の遅相側、進相側の無負荷共振カーブを示す。
【0029】
また、寿命末期のランプ負荷が接続された状態で電源投入されると、信号tim2 が”H”から”L”に変化するとき、ランプ負荷がエミレス点灯した場合、ランプ電流が大きいため、コンパレータCP4 の出力は”H”となり、発振周波数がf3 からf4 に変化する。
つまり、ランプ負荷が寿命末期になっても、インバータ回路1は発振周波数f4 で動作するため、ランプ負荷が点灯すると共振回路の無負荷共娠カーブの遅相側で動作し、特別な手段を用いずともインバータ回路1のスイッチング素子Q1 、Q2 の耐量を超えることはない。
【0030】
(実施形態3)
本実施形態の基本回路構成を図14に示す。本実施形態は、基本的は実施形態1の構成と同じであるが、実施形態1が2本のランプ負荷21 ,22 に対して本実施形態は2本以上のランプ負荷21 〜2n とそれに対応する共振回路3 13n を設けるるともに、直流カット用コンデンサC11〜C1nを備えた構成のもので、ランプ外れ検出部9の代わりに、各ランプ負荷21 〜2n のランプ電圧を夫々取り込み、ランプ寿命を検出する図15に示すランプ寿命検出部12を設け、図16に示すインバータ制御部8を用いた点で実施形態1と相違する。
【0031】
ランプ寿命検出部12は、図15に示すように各ランプ電圧をコンデンサC251 〜C25n を介して取り込み夫々の電圧を抵抗R301 〜R30nと、R311 〜R31n とで分圧し、その分圧出力をダイオードD201 〜D20n によってオア接続し、そのオア出力と、基準値とをコンパレータCP5 で比較して基準値をオア出力が越えたときに”H”出力を発生するようになっている。基準値は電源電圧Vccを抵抗R32、R33で分圧して得ている。また抵抗R34はプルアップ用抵抗、ダイオードD13は逆流防止用ダイオードである。
【0032】
インバータ制御部8は図16に示すようにトランジスタQ12のベースにオアゲートOR1 の出力を接続してあり、オアーゲートOR1 は一方の入力端子b1 にはタイマ部10の信号tim2 を、また他方の入力端子b2 にはランプ寿命検出部12の検出出力を接続して、両入力端子b1 ,b2 の入力信号の論理和をとってトランジスタQ12をオンさせるようになっている点と、抵抗R15に抵抗R35を介して並列接続されたトランジスタQ15と、入力端子dに接続されたランプ寿命検出出力をノットゲートNT1 で反転した後ベースに接続するトランジスタQ16と、このトランジスタQ16に並列に接続され、トランジスタQ16のオフ時に抵抗R36を介して充電されるコンデンサC26と、このコンデンサC26の両端電圧と基準値とを比較し、その比較出力をトランジスタQ15のベースに接続したコンパレータCP6 とを備えた点で実施形態1のインバータ制御部8と相違する。コンパレータCP6 の基準値は抵抗R37とR38とで電源電圧Vccを分圧して得、またコンパレータCP5 の出力端はプルアップ抵抗R39でプルアップしてある。
【0033】
而して、交流電源ACが投入されてから通常点灯に至るまでの発振周波数の変化は実施形態1と同様であって図17に示す通りである。今、あるランプ負荷、例えば21 が寿命末期になったとすると、そのランプ負荷21 の両端電圧が大きくなり、ランプ寿命検出部12中のコンパレータCP5 の出力は図18(c)に示すように”H”となる。この時、インバータ制御部8のトランジスタQ12は図18(e)に示すようにオンとなり、一方トランジスタQ16は図18(g)に示すようにオンからオフとなる。同時にコンデンサC26は抵抗R36を通じて流れる電流により充電を始め、抵抗R37、R36で決まる基準値を越えるまでは図17に示すように発振周波数はf3 を維持する。そして、基準値を越えるとコンパレータCP6 の出力が”H”となり、トランジスタQ15が図18(f)に示すようにオンとなる。従って、発振周波数は、抵抗R15,R16,R17,R35で決定されるf4 となる。このとき、周波数f4 は複数の無負荷共振周波数よりも高いf0 よりも高くかつ正常ランプが5℃で点灯維持可能な周波数より低く設定しておく。
【0034】
従って、複数のランプ負荷21 〜2n のうち、ある一本のランプ負荷が寿命末期となっても、インバータ回路1のスイッチング素子Q1 ,Q2 に過大なストレスがかかることを防止でき、かつ、光出力を得る事ができる。また、f4 をもっと高い周波数にすると正常なランプ負荷のフィラメントに流れる電流を低減でき正常なランプ負荷にかかるストレスを低減できる。
【0035】
尚図18(a)は信号tim1 を、同図(b)は信号tim2 を、同図(d)はトランジスタQ11の状態を、また図17のAは点灯時の共振カーブを、B,B’は遅相側、進相側の無負荷共振カーブを夫々示す。またfa は正常なランプ負荷が立ち消えする発振周波数を示す。
(実施形態4)
本実施形態は、ランプ外れ検出部9以外にランプ電流検出部12を設け、図19に示すインバータ制御部8を設けた点で実施形態1と相違する。ランプ外れ検出部9の構成は図7と同じ構成であり、ランプ電流検出部12の構成は図11と同じであって、図12のコンパレータ回路を用いる。
【0036】
インバータ制御部8は、トランジスタQ12のベースを、ダイオードD14を介して信号tim2 が接続される入力端子bに接続するとともに、ランプ外れ検出部9の検出出力が接続される入力端子eに接続し、抵抗R15には並列に抵抗R38を介して接続したトランジスタQ17を接続するとともに、トランジスタQ12のベース・エミッタ間にトランジスタQ19を接続し、更にトランジスタQ17のベース・エミッタ間にトランジスタQ18を接続し、トランジスタQ17のベース及びトランジスタQ19のベースをランプ電流検出部12のコンパレータCP4 の出力を接続する入力端子fに接続し、トランジスタQ18のベースを入力端子aに接続してあ
【0037】
而して本実施形態では通常点灯に至るまでの動作は、実施形態1と同様であり、動作状態を図20に示す。この図20で示すように停止モードから、交流電源ACが投入されると信号tim1 による予熱モード(発振周波数f5 )から信号tim2 による始動モード(発振周波数f3 )を経て、ランプ負荷21 ,22 が共に正常点灯すると、通常点灯(FULLモード 発振周波数f1 )となる。次に通常点灯状態にあるランプ負荷21 ,22 の内のうち一方が外されると、ランプ外れ検出部9の検出出力が”H”となり、インバー制御部8のトランジスタQ12がオンするため発振周波数はf3 ’(=f3 )に変化するが、もう一方は点灯状態を維持する(1灯点灯モード)。
【0038】
また通常点灯灯状態にあるランプ負荷が寿命末期となると、ランプ電流検出部12のコンパレータCP4 の出力が”H”になり、インバータ制御部8のトランジスタQ17、Q19がオンして発振周波数はf に変化する(寿命末期モード)。
ここで、もし一本のランプ負荷が外され、接続されているランプ負荷が寿命末期になった場合は、ランプ外れ検出部9の検出出力及びランプ電流検出部12のコンパレータCP4 の出力が共に”H”となるが、インバータ制御部8のトランジスタQ19がオンするため、トランジスタQ12はオンしない。従って、発振周波数はf4 に変化する。つまりランプ外れよりもランプ寿命末期の検出を優先させている。これにより、インバータ回路1のスイッチング素子Q1 ,Q2 に過大なストレスがかかることを防止するとともに、ランプ寿命末期の検出を優先させることにより、ランプ負荷21 ,22 の管壁温度を下げることが可能となり、その周辺部品の温度を下げて、より信頼性の高い点灯装置を提供することができる。尚図20において(脱)はランプ外しを意味する。
【0039】
(実施形態5)
本実施形態は基本的な構成は実施形態4と同じであるが、インバータ制御部8に接続されるタイマ部10の構成が図21に示す構成となっている点及びランプ電流検出部12に接続されるコンパレータ回路が図22に示すようにコンパレータCP4 ’の反転入力端子にランプ電流検出部12の検出出力を接続し、基準値をコンパレータCP4 の非反転入力端子に接続してある点で実施形態4と相違する。
【0040】
タイマ部8は図21に示すようにコンデンサC10に並列にトランジスタQ20を接続し、このトランジスタQ20のベースにコンパレータCP4 ’の出力を接続してある。
而して本実施形態では通常点灯に至るまでの動作は、実施形態1と同様で、発振周波数の変化の様子を図23に示す。
通常点灯状態にあるランプ負荷21 ,22 のうち一方が外されると、ランプ外れ検出部9の出力が”H”となり、インバータ制御部8のトランジスタQ12がオンするため発振周波数はf3 に変化するが、もう一方のランプ負荷は点灯維持している。ここで、さらにもう一方のランプ負荷も外されると、ランプ電流検出部12の出力電位が下がり、コンパレータCP4 の出力は”H”となる。この時、ランプ外れ検出部9の出力は”L”である。従って、タイマ部8のトランジスタQ20はオンして、発振周波数はf5 つまり先行予熱時の周波数に変化する。
【0041】
そして、再びランプ負荷21 ,22 が接続された場合、その共振回路31 ,32 の無負荷共振カーブの遅相側にてインバータ回路1が動作しているため、スイッチング素子Q1 、Q2 に過度のストレスがかかることを防止するとともに、ランプ電流検出部9の出力電位が上がり、コンパレータCP4 ’の出力は”L”となり、トランジスタQ20はオフとなって、先行予熱→始動→点灯と動作する。つまりランプ脱着再始動可能となる。
【0042】
また無負荷時(全てのランプ負荷21 ,22 が外されている時)、先行予熱時の周波数f5 で動作するが、このときインバータ回路1を間欠発振させることにより、スイッチング素子Q1 ,Q2 にかかるストレスを更に低減するこができる。
(実施形態6)
本実施形態は図24に示す回路を基本構成としており、主要部は実施形態1と略同じ構成となっている。駆動回路4はインバータ制御部8から出力される数10KHzの矩形波信号を入力し、この入力した信号が”H”レベル区間ではトラジスタQ21がオン、Q22がオフとなり、電源電圧VccによりトランジスタQ21を通じてスイッチング素子Q2 をオンさせ、このときスイッチング素子Q23もオンとなりトランジスタQ24がオフ、Q25がオンとなりスイッチング素子Q1 をオフさせる。このときコンデンサC30を電源電圧VccからダイオードD30を通じて充電しており、このコンデンサC30の充電電圧をトランジスタQ24,Q25の駆動電源とするようになっている。そして矩形波信号が”L”レベル区間ではトラジスタQ21がオフ、Q22がオンとなってスイッチング素子Q2 をオフさせ、またスイッチング素子Q23はオフするため、コンデンサC30を電源としてトランジスタQ24がオン、Q25がオフとなり、スイッチング素子Q1 をオンさせる。このようにしてインバータ回路1のスイッチング素子Q1 ,Q2 を交互にオンオフさせるのである。
【0043】
インバータ回路1の出力に接続されている共振回路31 ,32 のチョークコイルL1 ,L2 の2次巻線を、図7に示すランプ外れ検出部9と図11のランプ電流検出部12とに接続しており、ランプ電流検出部12の出力は図12、図22のコンパレータCP4 、CP4 ’からなる回路に接続してある。
インバータ制御部8は図25に示す回路から構成されており、図19のインバータ制御部8の回路を基本とし、図12のコンパレータCP4 の出力と基準値とを比較するコンパレータCP10の出力をダイオードD31を介してトランジスタQ19のコレクタに接続するとともに、コンパレータCP4 の出力が”H”のときにオンするトランジスタQ27と、トランジスタQ27がオンするとベース電流が流れてオンし、コンデンサC20を充電させるトランジスタQ28と、コンデンサC20の電圧と基準値とを比較し、出力をトランジスタQ17及びQ19のベースに接続したコンパレータCP11とを備えてある。抵抗R40とR41は電源電圧Vccを分圧してコンパレータCP10の基準値を得るための抵抗であり、抵抗R42とR43は電源電圧Vccを分圧してコンパレータCP11の基準値を得るための抵抗であり、抵抗R44,R45はプルアップ抵抗である。
【0044】
またトランジスタQ18のベースは、図26に示すようにランプ外れ検出部9の検出出力が”H”で、コンパレータCP4 の出力が立ち上がた時一定時間幅のパルスを出力するパルス発生回路13の出力を接続する入力端子gに接続してある。
而して交流電源ACの投入から始動点灯状態に至るまでは、他の実施形態1乃至5と同様であり、周波数f1 にてランプ負荷21 ,21 は図27の▲1▼区間に示すように通常点灯する。
【0045】
もし通常点灯時において、ランプ負荷21 ,22 の一方が外された場合、図30(b)に示すようにランプ外し検出部9の検出出力が発生し、インバータ制御部8のトランジスタQ12が図30(k)に示すようにオンして発振周波数は抵抗R15,R16,R17で決まり、図29の▲2▼区間でf3 となる。
また、接続されているランプ負荷21 ,22 が寿命末期となると、図28(a)又は図30(a)に示すようにランプ電流検出部12のコンパレータCP4 の出力が”H”となり一定時間をおいてインバータ制御部8のトランジスタQ27がトランジスタQ28がオンして一定時間後にコンパレータCP11の出力が図28(f)又は図30(f)に示すように”H”となり、そのため図28(l)又は図30(l)に示すようにトランジスタQ17がオンする。一方コンパレータCP4 の出力が”H”となると、コンパレータCP10の出力が図28(g)又は図30(g)に示すように”H”となり、図28(k)のようにトランジスタQ12がコンパレータCP11の出力が”H”になってトランジスタQ19がオンするまでオンするか、或いは図30(k)のようにトランジスタQ12がコンパレータCP11の出力が”H”になってトランジスタQ19が図28(i)又は図30(i)に示すようにオンするまでオン状態を継続する。コンパレータCP11の出力が上述したように”H”となり、トランジスタQ12がオフし、図28(l)又は図30(l)に示すようにトランジスタQ17がオンすると、発振周波数は抵抗R15、R38で決まり、図27、図29の▲3▼区間でf4 となる。この時、ランプ負荷21 又は22 の一灯が外されていても、ランプ寿命末期が優先され、発振周波数はf4 となる。
【0046】
さらに、接続されているランプ負荷21 ,22 が2本とも抜かれた時には、図30(e)に示すようにコンパレータCP4 ’の出力が”H”となり、図21に示すタイマ部8のトランジスタQ20がオンして信号tim1 ,tim2 が図30(c)(d)に示すように共に”H”となり、そのためトランジスタQ18が図30(h)に示すようにオンとなり、そのためトランジスタQ13,Q19がオフする。従ってトランジスタQ12が図30(k)に示すようにオンし、また信号tim1 により及びトランジスタQ11が図30(i)に示すようにオンし、結果発振周波数は抵抗R15,R18で決まり、図29の区間で周波数はf5 に変化する。
【0047】
周波数f3 ,f4 ,f5 は、いずれもランプが点灯開始する前のその共振回路の無負荷共振カーブの遅相側であるから、どの場合でも特別な手段を用いずともインバータ回路のスイッチング素子Q1 ,Q2 の耐量を超えることはなく、インバータ各素子のストレス低減,破壊防止に有効である。
図28(b)は図30(b)のランプ外れ検出出力を示す、図28(c)(d)は図30(c)(d)と同様に信号tim1 ,tim2 を示し、図28(e)は図30(e)と同様にコンパレータCP4 ’の出力を示す。また図28(h)は図30(h)と同様にトランジスタQ18の動作を示し、図28(i)は図30(i)と同様にトランジスタQ11の動作を、また図28(j)は図30(j)と同様にトランジスタQ11の動作を、更に図28(k)は図30(k)と同様にトランジスタQ12の動作を示す。
【0048】
ところで、インバータ制御部8に、第31図のように、抵抗R18とトランジスタQ11の直列回路に、抵抗R46とトランジスタQ40の直列回路を接続し、更にこのトランジスタQ40のベース・エミッタ間にトランジスタQ41を接続し、トランジスタQ40のベースには調光信号Sを、またトランジスタQ41のベースには信号tim2 及びランプ外れ検出出力を接続するともにコンパレータCP10の出力を接続した調光部15が加わった回路を用いることにより、通常点灯状態として、調光可能な点灯装置とすることができる。この場合、調光信号Sがあると、トランジスタQ40がオンして抵抗R46が発振周波数の決定要素として加わえて調光を行うものであるが、その他〔ランプ寿命、ランプ外れ、無負荷〕の信号がある場合にはトランジスタQ41がオンして調光信号SをバイパスしてトランジスタQ40をオフさせるようになっている。つまり他の信号を調光信号Sに対して優先させている。
【0049】
尚本実施形態に於いては、整流手段として昇圧チョッパ6を用いたが、この手段は特に限定するものではない。また、インバータ回路1もハーフブリッジ型を用いて説明したが、その他のインバータ回路でもかまわない。複数のランプ負荷についても同じ電力でも異電力でもかまわない。
(実施形態7)
本実施形態は実施形態6の図24に示す構成を基本として図32に示すようにインバータ制御部8の発振周波数に連動して昇圧チョッパからなる直流変換部66が動作する回路を付加している。
【0050】
つまりインバータ制御部8から駆動回路4を通じてインバータ回路1のスイッチング素子Q2に図33(a)に示す駆動信号が、また駆動信号を反転した駆動信号がスイッチング素子Q1に与えられ、両スイッチング素子Q1,Q2が交互にオンオフを繰り返して動作しているときに、スイッチング素子Q2のオン時ドレイン・ソース間に流れる電流In−Q2は図33(b)に示すようになり、また直流変換部6のスイッチング素子Q0には図33(c)に示す駆動信号が与えられる。スイッチング素子Q0のオン時にドレイン・ソース間に流れる電流I0−Q0は図33(d)に示すようになる。
【0051】
チョッパ制御部7には、平滑コンデンサC0 に並列に分圧抵抗R50とR51の直列回路を接続し、この分圧回路の抵抗51に並列接続したコンデンサC50の両端電圧をを取り込んで、オンデュティを決定している。図33(c)(d)に斜線で示した変化幅はチョッパ出力電圧のリップル電圧により決定される。本実施形態では、図に示す様にスイッチング素子Q0 とインバータ回路1のスイッチング素子Q2 は連動しながら同一の周波数にて動作している。又、インバータ回路1のスイッチ素子Q1 ,Q2 は図33(a)では略50%のオンデュティで動作している。
【0052】
上記図33の場合には発振周波数を50kHzの場合を示しているが、次に一灯点灯時やランプ寿命末期時等直流変換部6の負荷が非常に軽負荷となってチョパ6の出力電圧が異常に昇圧するのを防止するために、これらが検出されたときにはインバータ制御部8は発振周波数を略80kHzに移行する。この場合の各部の波形は図34(a)〜(d)に示すようになる。この場合図34(a)に示すスイッチング素子Q2 のオンデュテを略50%にて、動作させているが、一方直流変換部6のスイッチング素子Q0 のオンデュティ幅は図33(b)の時より図34(b)に示すように狭くする。このように、発振周波数を上げながら直流変換部6のオンデュティ幅を狭くするように制御することにより直流変換部6の出力電圧を異常に昇圧することを防止できる。本実施形態における、インバータ回路1の発振周波数,スイッチング素子Q1 ,Q2 のオンデュティ、直流変換部6のスイッチング素子Q0 のオンデュティ等は一例であり他の例にも適用可能である。その他の回路については実施形態6と同様であり、周波数の変化も同様である。
【0053】
図35は本実施形態の動作変化をまとめたもので、ランプ外れ、ランプ寿命末期、ランプ無負荷などの状態でもインバータ回路1のスイッチング素子Q1 、Q2 かかるストレス低減を低滅できる。尚図35は基本的には実施形態4で図19により示した流れ図と同じであるが、実施形態6の図31で示した調光部15を併設した場合における調光モード(DIMモード)を加えている。 尚本実施形態で用いるチョッパ制御部8、インバータ制御部8、タイマ部10、ランプ電流検出部12は具体的には実施形態6に於ける回路を用いており、これらの回路構成はコンパレータCP4 ,CP4 ’の回路を含めて一個のバイポーラICにて構成することも可能である。
【0054】
【発明の効果】
請求項1の発明では、一つのインバータ回路の出力に並列に接続される複数の共振回路を備え、共振回路の一端に結合される複数のランプ負荷を含む負荷回路を複数備えた放電灯点灯装置において、点灯時の共振周波数を無負荷時の共振周波数より低くし且つ始動から点灯に至る動作が遅相領域で為されるようにインバータ回路の発振周波数を限定したものであって、ランプ負荷外れを検出する手段と、該手段が少なくともランプ負荷が一灯外れたことを検出したときに複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つランプ負荷の放電開始電圧以上の電圧が出力可能な周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する手段とを備えたので、ランプ負荷の外れがあっても残りのランプ負荷を点灯維持することができ、しかもランプ負荷が外れた場合共振回路の進相領域で動作することがないので、外れたランプ負荷を再装着されても、特別な保護回路を設けずともインバータ回路のスイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止しつつ再始動できるいう効果がある。
【0055】
また請求項2の発明では、請求項1の発明において、ランプ負荷のランプ電流からエミレスを検出する手段と、該手段がランプ負荷のエミレスを検出すると、複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つ正常なランプ負荷が点灯維持可能な保護動作用の周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する手段を備えたので、特別な保護回路を設けずともインバータ回路のスイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止することができるという効果がある。
【0056】
請求項3の発明では、請求項2の発明において、点灯動作から、ランプ負荷のエミレスを検出して上記保護用の周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する保護動作に移行する際に、一定期間始動動作時の発振周波数でインバータ回路を動作させるので、インバータ回路のスイッチング素子にかかるストレスをより低減することができる。
【0057】
更に請求項4の発明では、請求項2又は3の発明において、前記ランプ負荷のランプ電流からエミレスを検出する手段がランプ負荷のエミレスを検出すると、複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つ正常なランプ負荷が点灯維持可能な周波数な保護動作用の周波数にインバータ回路の発振周波数を、ランプ外れ検出の周波数制御に比して優先的に制御する手段とを備えたので、ランプ寿命末期の検出による動作を優先させていることで、ランプ負荷の管璧温度を下げることが可能となり、その周辺部品の温度を下げて、より信頼性の高い放電灯点灯装置を得ることができるという効果がある。
【0059】
請求項5の発明では、請求項1乃至4の発明において、複数のランプ負荷とは、異なる定格電力の放電灯を含むので、異なるランプ負荷が複数接続されているものにも各請求項の発明の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的な回路構成図である。
【図2】同上の動作説明図である。
【図3】本発明の実施形態1の回路構成図である。
【図4】同上のインバータ制御部の回路図である。
【図5】同上のタイマ部の回路図である。
【図6】同上のタイマ部の動作説明用タイムチャートである。
【図7】同上のランプ外れ検出部の回路図である。
【図8】同上の動作説明図である。
【図9】本発明の実施形態2の回路構成図である。
【図10】同上のインバータ制御部の回路図である。
【図11】同上のランプ電流検出部の回路図である。
【図12】同上のコンパレータ回路の回路図である。
【図13】同上の動作説明図である。
【図14】本発明の実施形態3の回路構成図である。
【図15】同上のランプ寿命検出部の回路図である。
【図16】同上のインバータ制御部の回路図である。
【図17】同上の動作説明図である。
【図18】同上の動作説明用タイムチャートである。
【図19】本発明の実施形態4のインバータ制御部の回路図である。
【図20】同上の動作説明用の流れ図である。
【図21】本発明の実施形態5のタイマ部の回路図である。
【図22】同上のコンパレータ回路の回路図である。
【図23】同上の動作説明図である。
【図24】本発明の実施形態6の回路構成図である。
【図25】同上のインバータ制御部の回路図である。
【図26】同上のパルス発生回路の回路構成図である。
【図27】同上の動作説明図である。
【図28】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図29】同上の動作説明図である。
【図30】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図31】同上の別のインバータ制御部の回路図である。
【図32】本発明の実施形態7の回路図である。
【図33】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図34】同上の動作説明用タイミングチャートである。
【図35】同上の動作説明用の流れ図である。
【図36】従来例の回路構成図である。
【図37】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
1 インバータ回路
1 〜2n ランプ負荷
1 〜3n 共振回路
6 直流変換部
AC 交流電源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a lamp load at a high frequency by an inverter device that converts the frequency into a high frequency.
[0002]
[Prior art]
FIG. 36 shows a conventional discharge lamp lighting device of this type. In this discharge lamp lighting device, an output of an inverter circuit 1 that converts a DC voltage into a high-frequency voltage is supplied to a plurality of lamp loads 2.122(For example, FCL40W, FCL32W]1, 22Is a high-frequency lighting.
[0003]
The DC voltage is obtained by connecting the AC power source AC to the diode D.1To DFourRectified by a diode bridge consisting of0It was created with complete smoothing.
In this discharge lamp lighting device, an inverter circuit 1 having a separately excited half bridge configuration is used, and the main switching element Q is used.1, Q2These main switching elements Q1, Q2Drive circuit 4 for driving the main switching element Q1, Q2Is constituted by a control circuit 5 for alternately controlling on / off. The main switching element Q1, Q2The main switching element Q1, Q2Diode D for reflux at both ends of eachFive, D6Are connected in anti-parallel. The output of the inverter circuit 1 includes a choke coil L2And capacitor CFourResonant circuit 3 consisting of1And choke coil L1And capacitor CThreeResonant circuit 3 consisting of2And the resonance circuit 31, 32Is excited by an inverter circuit 1 and a lamp load 2 of different watts1, 22Is lit to start. Capacitor C1, C2Is a DC cut capacitor and main switching element Q1The charge charged when the transistor is turned on is the transistor Q2It is used as a power source when the power is turned on.
[0004]
  The oscillation frequency f shown in FIG.2 Main switching element Q at1, Q2 When the inverter circuit 1 oscillates by alternately turning on and off the resonance circuit 31 , 32 The starting voltage is obtained by the lamp load 21 , 22 Is applied to both ends of the lamp load 21 , 22 Lights up. After this lightinglampLoad 21 , 22 Resonance curve including(1) or (1) '(indicated by a number with a circle in FIG. 37)From curve(2) (Displayed with numbers with circles in FIG. 37)Migrate to
[0005]
  Further, in order to obtain a predetermined lamp output, the main switching element Q is controlled by the control circuit 5.1 , Q2 The oscillation frequency of f1 To migrate. In FIG. 2, f0 Is the resonance frequency at no load.
  However, in this circuit, for example, the lamp load 21 Remove and removelampLoad 21 At this time, the inverter circuit 1 has the oscillation frequency f.1 Re-mounted lamp load 21 Before is turned on, it operates in the phase advance region shown in the figure. In this case, the main switching element Q1 , Q2 It is known that unless a special protection circuit is provided, it will exceed its withstand capability and cause immediate destruction. Further, when the lamp load is remounted from an unloaded state, the same problem as described above occurs. Further, even when the lamp load is at the end of its life, it becomes close to the no-load state.1 This causes the same problem as described above.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  As described above, when starting and lighting a plurality of lamp loads with a conventional discharge lamp lighting device, excessive current flows through the switching element when one lamp is off, when there is no load, at the end of the lamp life, etc. There was a fear.
  The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to provide a plurality of lamp loads as starting points.LightWhen the lamp is off, the discharge lamp lighting device can prevent stress from being applied to the switching elements of the inverter circuit without requiring a special protection circuit when the lamp is off, no load, or at the end of the lamp life. Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a load circuit including a plurality of resonance circuits connected in parallel to the output of one inverter circuit and including a plurality of lamp loads coupled to one end of the resonance circuit. In the discharge lamp lighting device equipped with multiple units, the oscillation frequency of the inverter circuit is limited so that the resonance frequency at lighting is lower than the resonance frequency at no load and the operation from starting to lighting is performed in the slow phase region A means for detecting a lamp load loss and a plurality of no-load resonance frequencies when the means detects that at least one lamp load has been removed.MostAnd a means for controlling the oscillation frequency of the inverter circuit to a frequency at which a voltage higher than the high frequency and higher than the discharge start voltage of the lamp load can be output.
[0008]
  According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the means for detecting the Emires from the lamp current of the lamp load, and the means for detecting the Emires of the lamp load,Higher than the highest of the multiple no-load resonance frequenciesIn addition, there is provided a means for controlling the oscillation frequency of the inverter circuit to a frequency for a protective operation capable of maintaining a normal lamp load.
[0009]
  In invention of Claim 3, in invention of Claim 2, from lighting operation,Detect the lamp load Emile and control the inverter circuit oscillation frequency to the above-mentioned protective frequencyWhen shifting to the protection operation, the inverter circuit is operated at an oscillation frequency at the start operation for a certain period.
[0010]
  In the invention of claim 4, in the invention of claim 2 or 3, when the means for detecting Emires from the lamp current of the lamp load detects Emires of the lamp load,Higher than the highest of the multiple no-load resonance frequenciesAnd a means for preferentially controlling the oscillation frequency of the inverter circuit to the frequency for the protective operation that can maintain the normal lamp load to be lit compared to the frequency control for detecting the out-of-lamp. .
[0012]
  Claim5In the present invention, claims 1 toAny of 4In the invention, different from a plurality of lamp loadsRated powerIncluding a discharge lamp.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  FIG. 1 shows a circuit configuration of a basic discharge lamp lighting device according to the present invention. This basic circuit configuration is such that an AC power supply AC consisting of a commercial power source is rectified and smoothed or boosted by a chopper circuit or the like. The DC voltage of the DC power source E is converted into an AC voltage of several tens of kHz by the DC converter 6 for converting to DC and the inverter circuit 1 using the output of the DC converter 6 as the DC power source E. There are n resonance circuits 3 at the output terminal of the inverter circuit 1.1 ~ 3n are connected. Each resonance circuit 31 Lamp load 2 as a discharge lamp at one end of ~ 3n1 ~ 2n are combined. Lamp load 21 ~ 2n differentRated power lampIn some cases, loads (for example, FCL40W, FCL32W, and FCL30W) are combined.
[0014]
Each resonance circuit 31~ 3nThe no-load resonance frequency of f01~ F0nFirst, each lamp load 21~ 2nThe frequency f at which a sufficient starting voltage can be obtainedThreeCauses the inverter circuit 1 to oscillate and the lamp load 21~ 2nLights up. After the lamp is lit, the resonance curve A at the time of lighting as shown in FIG.1~ AnMigrate to B1~ Bn, B1'~ Bn'Is the resonance circuit 31~ 3nThe no-load resonance curve of is shown.
[0015]
  The oscillation frequency of the inverter circuit 1 is necessarylampTo obtain the current, set the lighting frequency to f1 To lower. Here in the present inventionlampWhen one or more loads are removed, the oscillation frequency of the inverter circuit 1 is fThree Up to '(fThree ≒ fThree ’). As a result, when the removed lamp load is remounted, the corresponding resonance circuit before starting the lamp operates on the slow phase side of the no-load resonance curve, so that an excessive current can be prevented from flowing through the inverter circuit 1. Further, since a sufficient starting voltage can be obtained, the remounted lamp load can be sufficiently started and lit.
[0016]
The present invention will be described in further detail by embodiments based on the following configurations.
(Embodiment 1)
FIG. 3 shows a circuit configuration of the present embodiment. In the present embodiment, a diode D that rectifies an AC power supply AC composed of a commercial power supply (AC 100 V) is used as the DC converter 6.1~ DFourAnd a choke coil L using the output of the diode bridge as a power source0And switching element Q consisting of MOSFET0And diode D7And capacitor C0The step-up chopper is configured to output 250 V as the DC voltage E by the chopper control unit 7. The chopper control unit 7 is configured by an IC for power factor improvement [for example, manufactured by MC33262 Motorola Co.]. The inverter circuit 1 includes a switching element Q made of a MOSFET.1, Q2The half-bridge configuration and switching element Q1, Q2Are controlled by the inverter control unit 8 (for example, made by IR2111, manufactured by IR (International Rectifier Co.)).
[0017]
As shown in FIG. 4, the inverter control unit 8 includes a general-purpose IC (for example, μPC494 NEC, etc.) 8a. The IC 8a has a higher oscillation frequency as the current flowing out from the RT terminal increases. Resistor R between ground15And capacitor C12A parallel circuit and a resistor R16, R17, Transistor Q12The series circuit is connected. And resistance R17, Transistor Q12Transistor Q11Are connected in parallel. And transistor Q11The base of R is resistance R18To the input terminal a and to the transistor Q12The base of R is resistance R19Is connected to the input terminal b. The output tim of the timer unit 10 is connected to the input terminal a.1 However, at the input terminal b, the detection output of the lamp detachment detection unit 9 and the output tim of the timer unit 10 are provided.2 Is connected.
[0018]
As shown in FIG. 5, the timer unit 8 applies the power supply voltage Vcc to the resistor R.1, R2The reference voltage obtained by dividing the voltage with the resistance RFiveCapacitor C charged viaTenComparator CP that compares the voltage of1And the power supply voltage Vcc to the resistance RThree, RFourThe reference voltage obtained by voltage division and the capacitor CTenComparator CP that compares the voltage of2Comparator CP1Is capacitor C from power-onTenOutput tim until the voltage exceeds the reference voltage1Is set to “H” and the comparator CP2Is capacitor C from power-onTenOutput tim until the voltage exceeds the reference voltage2Is set to “H” and the output tim1, Tim2So that the output width of the comparator CP becomes as shown in FIGS.1, CP2The reference voltage of the resistor R1, R2Or RThree, RFourIs set in. Resistance R6, R7Is the pull-up resistor, diode D8, D9Is a backflow prevention diode.
[0019]
The power supply voltage Vcc is the diode D1~ DFourThe output of the diode bridge consisting of01And capacitor C01The smoothed capacitor C01Zener diode ZD01It is obtained by making it constant.
The lamp detachment detection unit 9 includes the resonance circuit 31, 32Choke coil L2, L1The output of the secondary winding is taken in and the lamp detachment is detected by the presence or absence of the lamp current.2Secondary winding and choke coil L1The polarity of the secondary winding of the capacitor C2 is reversed, and the secondary output is shown in FIG.twenty one, Ctwenty twoAnd resistance R8, R9And the added voltage is added to the resistor RTen, R11After voltage division with diode DTenRectified by comparator CPThreeIs input to the non-inverting input terminal. Comparator CPThreeIs the resistance R of the input voltage and the power supply voltage Vcc.12, R13Compared with the reference voltage obtained by dividing the voltage by the resistance R14The diode D for preventing the backflow of the "H" output raised to the power supply voltage Vcc11It is supposed to occur through.
[0020]
  The output part of the inverter circuit 1 has a choke coil L2 And capacitor CFourResonant circuit 3 consisting of1 And choke coil L1 And capacitor C1 Resonant circuit 3 consisting of2 Are connected, and these resonant circuits 31 , 32 Is excited by the inverter circuit 1 and the lamp load 21 , 22 Turn on the light. Here lamp load 21 FCL32W as lamp load 22 As FCL40W fluorescencelampIs used. Resonant circuit 31 , 32 Choke coil L2 , L1 The secondary winding oflampConnected to the detachment detector 9,lampWhen the detachment detection unit 9 detects the detachment of the lamp, the oscillation frequency of the inverter control unit 8 is changed.
[0021]
  Thus, when the AC power supply AC is turned on now, the resistance R01Through the capacitor C01Charging current flows through the zener diode Z01Is approximately 12V, and this voltage is supplied to each part as the power supply voltage Vcc of the control power supply. As a result, the chopper controller 7 and the inverter controller 8 start operation, and the smoothing capacitor C0 A DC voltage of approximately 250V is generated at As shown in FIGS. 6A and 6B, the time timer unit 101 , Tim2 Is output simultaneously with power-on. The signal tim is input to the signal input terminal a of the inverter control unit 8.1 The signal input terminal b has a signal tim2 WhenlampSince the detection output of the disconnection detector 9 is connected, the signal tim1 When Q is “H”, transistor Q11Turns on and oscillation frequency is fFive , Signal tim2 Is “H”, signal tim1 When Q is “L”, transistor Q11Is off, transistor Q12Turns on and oscillation frequency fThree It becomes. That is, the frequency changes as shown in FIG. Frequency fFive With lamp load 21 , 22 Is preheated, and then the lamp load 21 , 22 Can obtain a voltage sufficient to start dischargeThree Change to lamp load 21 , 22 Lights up. Signal tim2 Becomes “L”, the frequency f at which the necessary lamp current can be obtained.1[Normal lighting state]. A in FIG. 8 shows a resonance curve at the time of lighting.
[0022]
  The lamp detachment detector 9 [choke coil L so that the lamp currents of the two lamps cancel each other out.1 , L2 The output is “L”, and the current flowing out from the RT terminal of the IC 8a of the inverter control unit 8 is the resistance R in the normal lighting operation.15Determined by. here,lampLoad 21 Or 22 When is removedlampThe output of the disconnection detector 9 becomes “H”, and the transistor Q of the inverter controller 812Is turned on, the oscillation frequency is fThree ′ (= FThree ), But the other lamp load 22 Or 21 Keeps lighting, so that it is possible to obtain light output.
[0023]
  Out of lamp load 21 Or 22 The inverter circuit 1 still has the oscillation frequency fThree Because it ’s working with,lampLoad 21 Or 22 The resonance circuit 3 before1 Or 32 Switching element Q of inverter circuit 1 without using any special means.1 , Q2 Do not exceed the tolerance. Lamp load 21 Or 22 Since the discharge start voltage can be obtainedlampLoad 21 Or 22 Lights up. [lampIt becomes possible to restart without using means such as power resetting when the load is removed. In FIG. 8, B 'represents the resonance circuit 31 Or 32 The no-load resonance curve of the phase advance side is shown.
  In this embodiment, the frequency fThree '= FThree But fThree 'Is the highest f of a plurality of no-load resonance frequencies.0 Higher than and a frequency at which a voltage sufficient to start discharge of the lamp load can be output, fThree There is no need to match.
[0024]
In this embodiment, the frequency after power-on is set to f.Five→ fThreeHowever, if the frequency is changed smoothly, the switching element Q of the inverter circuit 1 is switched.1, Q2Stress can be further reduced.
(Embodiment 2)
The present embodiment is configured as shown in FIG. 9 and includes a lamp current detection unit 11 instead of the lamp detachment detection unit 9 of the first embodiment, and the lamp current detection unit 11 includes the resonance circuit 3.1, 32Choke coil L1, L210 is different from the first embodiment in that the secondary winding is connected and the circuit shown in FIG. 10 is used as the inverter control unit 8.
[0025]
The lamp current detection unit 11 includes a choke coil L as shown in FIG.1, L2Secondary output of capacitor Ctwenty three, Ctwenty fourEach through the resistance R20, Rtwenty oneVoltage divider circuit and resistor Rtwenty two, Rtwenty threeEach of the voltage is divided by the voltage dividing circuit and the divided voltage output is diode D.7, D7′, And the OR output is connected to the comparator CP shown in FIG.FourIn comparison with the reference value, it is detected whether or not the lamp current has become equal to or greater than a predetermined value by Emiles or the like. The reference value is resistance Rtwenty four, Rtwenty fiveIs obtained by dividing the power supply voltage Vcc with the comparator CP.FourWhen the OR output input to the non-inverting input terminal exceeds a reference value, the output is set to “H”. Resistance R26Is the pull-up resistor, diode D12Is a backflow prevention diode.
[0026]
As shown in FIG. 10, the inverter control unit 8 basically uses the configuration of the inverter control unit 8 used in the first embodiment of FIG.15Resistance R27Through transistor Q13Are connected in parallel, and the transistor Q13Transistor Q between the base and emitter14Are connected in parallel, and the transistor Q13The base of R is resistance R28To the input terminal c and to the transistor Q14The base of the resistor29And a circuit connected to the input terminal b 'via the input terminal c'.FourThe signal tim of the timer unit 10 is applied to the input terminal b 'in the same manner as the input terminal b.2Are different from those of the first embodiment in that they are connected. Note that the signal tim of the timer unit 10 is connected to the input terminal a.1In addition, the signal tim of the timer unit 10 is connected to the input terminal b.2Is connected.
[0027]
  Thus, when the AC power supply AC is turned on now, the resistance R01Through the capacitor C01Charging current flows through the zener diode Z01Is approximately 12V, and this voltage is supplied to each part as the power supply voltage Vcc of the control power supply. As a result, the chopper controller 7 and the inverter controller 8 start operation, and the capacitor C0 A DC voltage of approximately 250V is generated at -From the timer part 10, the tim1 , Tim2 Is output simultaneously with power-on. The signal tim is input to the signal input terminal a of the inverter control unit 8.1 The signal input terminal b has a signal tim2 Is connected, so the signal tim1 When Q is “H”, transistor Q11Turns on and oscillation frequency is fFive , Signal tim2 Is “H”, signal tim1 When Q is “L”, transistor Q11Is off, transistor Q12Turns on and oscillation frequency fThree It becomes. That is, the frequency changes as shown in FIG. Frequency fFive solampLoad 21 , 22 Is preheated, and then the lamp load 21 , 22 Can obtain a voltage sufficient to start dischargeThree Change to lamp load 21 , 22 Lights up. Signal tim2 Becomes “L”, the frequency f at which the necessary lamp current can be obtained.1 [Normal lighting state].
[0028]
  Where connectedlampLoad 21 Or 22 When at least one of the end of lifelampThe portion of the current detector 11 where the resistance is divided [R20And Rtwenty oneOr Rtwenty twoAnd Rtwenty three] Rises, and the output signal becomes “H”. Therefore, the comparator CPFourSince the signal tim2 is “L” at this time, the transistor Q of the inverter control unit 8 becomes “H”.14Is off, transistor Q13Is on, oscillation frequency is fFourIt becomes. At this time, the frequency fFourIs the highest f of multiple no-load co-occurrence frequencies0 Higher and normal lamp load 21 , 22 Resistance R so that becomes a frequency that can maintain lighting27Set the value of. FIG. 13 shows the change in frequency after the power is turned on. In FIG. 13, A is a resonance curve at the time of lighting, and B and B ′ are resonance circuits 3.1 Or 32 The no-load resonance curves of the slow side and the fast side are shown.
[0029]
Also, when the power is turned on with the lamp load at the end of the life connected, the signal tim2When the lamp load changes from "H" to "L", the lamp current is large and the comparator CPFourOutput becomes “H” and the oscillation frequency is fThreeTo fFourTo change.
That is, even when the lamp load reaches the end of its life, the inverter circuit 1 does not generate the oscillation frequency f.FourTherefore, when the lamp load is turned on, it operates on the slow phase side of the no-load co-occurrence curve of the resonance circuit, and the switching element Q of the inverter circuit 1 is used without using any special means.1, Q2Do not exceed the tolerance.
[0030]
(Embodiment 3)
  FIG. 14 shows the basic circuit configuration of this embodiment. The present embodiment is basically the same as the configuration of the first embodiment, but the first embodiment has two lamp loads 2.1 , 22 On the other hand, this embodiment has two or more lamp loads 21 ~ 2n and the corresponding resonant circuitThree 1 ~Threen and a DC cut capacitor C11~ C1with nso,Instead of the lamp detachment detector 9, each lamp load 21 The lamp life detection unit 12 shown in FIG. 15 for detecting the lamp life by taking in the lamp voltages of .about.2n is provided, and the inverter control unit 8 shown in FIG. 16 is used, which is different from the first embodiment.
[0031]
As shown in FIG. 15, the lamp life detecting unit 12 converts each lamp voltage into a capacitor C.251~ C25nEach voltage is taken in via a resistor R301~ R30nAnd R311~ R31nAnd the divided output is diode D201~ D20nOR connection of the OR output and the reference value with the comparator CPFiveWhen the OR output exceeds the reference value, an “H” output is generated. The reference value is the power supply voltage Vcc and the resistance R32, R33It is obtained by partial pressure at. Resistance R34Is the pull-up resistor, diode D13Is a backflow prevention diode.
[0032]
As shown in FIG.12OR gate to the base of1Output or OR gate OR1Is one input terminal b1Is the signal tim of the timer unit 102And the other input terminal b2Is connected to the detection output of the lamp life detector 12 and both input terminals b1, B2Of the input signal of the transistor Q12And the resistance R15Resistance R35Transistor Q connected in parallel via15And the lamp life detection output connected to the input terminal d is not gate NT1Transistor Q connected to the base after being inverted at16And this transistor Q16Connected in parallel to the transistor Q16Resistance R when off36Capacitor C charged via26And this capacitor C26Is compared with the reference value, and the comparison output is given to the transistor Q.15Comparator CP connected to the base of6It differs from the inverter control part 8 of Embodiment 1 by the point provided with these. Comparator CP6The reference value is resistance R37And R38Obtained by dividing the power supply voltage Vcc, and the comparator CPFiveThe output terminal is a pull-up resistor R39Pulled up at.
[0033]
  Thus, the change in the oscillation frequency from when the AC power supply AC is turned on until the normal lighting is performed is the same as that of the first embodiment and is as shown in FIG. Now there islampLoad, eg 21 If is at the end of its life,lampLoad 21 And the comparator CP in the lamp life detector 12 increases.Five Output becomes “H” as shown in FIG. At this time, the transistor Q of the inverter control unit 812Is turned on as shown in FIG. 18 (e) while the transistor Q16Is turned from on to off as shown in FIG. At the same time capacitor C26Is resistance R36Charging begins with the current flowing through the resistor R37, R36Until the reference value determined by is exceeded, the oscillation frequency is f as shown in FIG.Three To maintain. When the reference value is exceeded, the comparator CP6 Output becomes “H” and transistor Q15Is turned on as shown in FIG. Therefore, the oscillation frequency is the resistance R15, R16, R17, R35Determined by fFourIt becomes. At this time, the frequency fFourIs higher than a plurality of no-load resonance frequencies0 Higher and lower than the frequency at which the normal lamp can keep lit at 5 ° C.
[0034]
  Therefore, multiplelampLoad 21 ˜2n, even if one lamp load reaches the end of its life, the switching element Q of the inverter circuit 11 , Q2 It is possible to prevent an excessive stress from being applied to the light source and to obtain a light output. FFourNormal with higher frequencylampThe current flowing through the filament of the load can be reduced, and the stress applied to a normal lamp load can be reduced.
[0035]
FIG. 18A shows the signal tim.1(B) shows the signal tim.2(D) shows the transistor Q.11FIG. 17A shows a resonance curve during lighting, and B and B ′ show no-load resonance curves on the slow side and the fast side, respectively. FaIndicates the oscillation frequency at which the normal lamp load disappears.
(Embodiment 4)
The present embodiment is different from the first embodiment in that a lamp current detection unit 12 is provided in addition to the lamp detachment detection unit 9 and an inverter control unit 8 shown in FIG. 19 is provided. The configuration of the lamp detachment detection unit 9 is the same as that of FIG. 7, the configuration of the lamp current detection unit 12 is the same as that of FIG. 11, and uses the comparator circuit of FIG.
[0036]
  The inverter control unit 8 includes a transistor Q12The base of the diode D14Signal tim through2 Is connected to the input terminal b connected to the lamp, and connected to the input terminal e to which the detection output of the lamp detachment detector 9 is connected, and the resistance R15In parallel with resistor R38Transistor Q connected via17And the transistor Q12Transistor Q between the base and emitter19And further connect the transistor Q17Transistor Q between the base and emitter18And transistor Q17Base and transistor Q19Is based on the comparator CP of the lamp current detector 12FourIs connected to the input terminal f to which the output of the transistor Q is connected.18Is connected to the input terminal a.Ru.
[0037]
  Thus, in the present embodiment, the operation up to the normal lighting is the same as that in the first embodiment, and the operation state is shown in FIG. As shown in FIG. 20, when the AC power supply AC is turned on from the stop mode, the signal tim1 Preheating mode (oscillation frequency fFive ) To signal tim2 Start mode (oscillation frequency fThree ), Lamp load 21 , 22 When both are normally lit, normal lighting (FULL mode oscillation frequency f1 ) Next, the lamp load 2 in the normal lighting state 21 , 22 If one of them is removed, the detection output of the lamp removal detection unit 9 becomes “H”, and the invarTTransistor Q of control unit 812Is turned on, the oscillation frequency is fThree ′ (= FThree ), But the other maintains the lighting state (one-lamp lighting mode).
[0038]
  When the lamp load in the normal lighting state is at the end of its life, the comparator CP of the lamp current detection unit 12 is used.FourBecomes “H” and the transistor Q of the inverter control unit 817, Q19Turns on and oscillation frequency is f 1 (End-of-life mode).
  Here, if one lamp load is removed and the connected lamp load reaches the end of its life, the detection output of the lamp detachment detection unit 9 and the comparator CP of the lamp current detection unit 12FourBoth of the outputs of the transistor Q become “H”, but the transistor Q of the inverter control unit 819Is turned on, transistor Q12Does not turn on. Therefore, the oscillation frequency is fFourTo change. That is, priority is given to detection at the end of the lamp life rather than out of lamp. Thus, the switching element Q of the inverter circuit 11 , Q2 Is prevented from being overstressed and priority is given to detection at the end of the lamp life, so that the lamp load 21 , 22 It is possible to reduce the temperature of the tube wall, and to reduce the temperature of the peripheral parts, thereby providing a more reliable lighting device. In FIG. 20, (deletion) means lamp removal.
[0039]
(Embodiment 5)
Although the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the fourth embodiment, the configuration of the timer unit 10 connected to the inverter control unit 8 is the configuration shown in FIG. The comparator circuit to be operated is a comparator CP as shown in FIG.FourThe detection output of the lamp current detector 12 is connected to the inverting input terminal of ′, and the reference value is set as the comparator CP.FourThis is different from the fourth embodiment in that it is connected to the non-inverting input terminal.
[0040]
The timer unit 8 has a capacitor C as shown in FIG.TenIn parallel with transistor Q20This transistor Q20Comparator CP at the base ofFourThe output of 'is connected.
Thus, in the present embodiment, the operation up to the normal lighting is the same as that in the first embodiment, and the state of the oscillation frequency change is shown in FIG.
Lamp load 2 in normal lighting state1, 22When one of them is removed, the output of the lamp removal detection unit 9 becomes “H”, and the transistor Q of the inverter control unit 812Is turned on, the oscillation frequency is fThreeHowever, the other lamp load remains on. Here, when the other lamp load is also removed, the output potential of the lamp current detector 12 decreases, and the comparator CPFourOutput becomes “H”. At this time, the output of the lamp detachment detector 9 is “L”. Therefore, the transistor Q of the timer unit 820Is on and the oscillation frequency is fFiveThat is, it changes to the frequency at the time of preceding preheating.
[0041]
  And againlampLoad 21 , 22 Is connected to the resonant circuit 31 , 32 Since the inverter circuit 1 is operating on the slow phase side of the no-load resonance curve, the switching element Q1 , Q2 And the output potential of the lamp current detector 9 is increased, and the comparator CPFourThe output of 'becomes "L" and the transistor Q20Is turned off and operates as follows: advance preheating → starting → lighting. That is, the lamp can be removed and restarted.
[0042]
  No load (all lamp loads 21 , 22 ), The frequency f at the time of preceding preheatingFive At this time, the switching circuit Q1 , Q2 Further reduce stressWhenCan do.
(Embodiment 6)
The present embodiment has the basic configuration of the circuit shown in FIG. 24, and the main part has substantially the same configuration as that of the first embodiment. The drive circuit 4 receives a rectangular wave signal of several tens KHz output from the inverter control unit 8, and when the input signal is in the “H” level section, the transistor Qtwenty oneIs on, Qtwenty twoIs turned off and the transistor Q is turned on by the power supply voltage Vcc.twenty oneThrough switching element Q2 At this time, switching element Qtwenty threeTurns on and transistor Qtwenty fourIs off, Qtwenty fiveTurns on and switching element Q1 Turn off. At this time, capacitor C30From the power supply voltage Vcc to the diode D30This capacitor C30Charge voltage of transistor Qtwenty four, Qtwenty fiveIt is designed to be a drive power source. In the section where the rectangular wave signal is “L” level, the transistor Qtwenty oneIs off, Qtwenty twoTurns on and switching element Q2 And switching element Qtwenty threeCapacitor C30Transistor Qtwenty fourIs on, Qtwenty fiveTurns off and switching element Q1 Turn on. In this way, the switching element Q of the inverter circuit 11 , Q2 Are alternately turned on and off.
[0043]
  Resonant circuit 3 connected to the output of the inverter circuit 11 , 32 Choke coil L1 , L2 The secondary winding is shown in FIG.lampThe disconnection detector 9 and FIG.lampThe output of the lamp current detector 12 is connected to the current detector 12, and the output of the comparator CP in FIGS.Four, CPFourIt is connected to a circuit consisting of '.
  The inverter control unit 8 includes the circuit shown in FIG. 25. The inverter control unit 8 is based on the circuit of the inverter control unit 8 shown in FIG.FourComparator CP that compares the output of the IC and the reference valueTenOutput of diode D31Through transistor Q19And the comparator CPFourTransistor Q that turns on when the output of the transistor is "H"27And transistor Q27When is turned on, the base current flows and turns on, and the capacitor C20Q for charging28And capacitor C20Is compared with the reference value, and the output of transistor Q17And Q19Comparator CP connected to the base of11It is equipped with. Resistance R40And R41Divides the power supply voltage Vcc and comparator CPTenResistance for obtaining a reference value of R42And R43Divides the power supply voltage Vcc and comparator CP11Resistance for obtaining a reference value of R44, R45Is a pull-up resistor.
[0044]
Transistor Q18As shown in FIG. 26, the detection output of the lamp detachment detection unit 9 is “H” and the comparator CPFourIs connected to an input terminal g to which an output of a pulse generation circuit 13 that outputs a pulse having a predetermined time width is output.
Thus, from the turning on of the AC power supply AC to the start lighting state, it is the same as in the other embodiments 1 to 5, and the frequency f1Lamp load at 21, 21Is normally lit as shown in section (1) of FIG.
[0045]
If normal lighting, lamp load 21, 2230 is removed, the detection output of the lamp removal detection unit 9 is generated as shown in FIG. 30B, and the transistor Q of the inverter control unit 8 is generated.12Is turned on as shown in FIG. 30 (k), and the oscillation frequency is the resistance R15, R16, R17And f in section (2) in FIG.ThreeIt becomes.
Connected lamp load 21, 22When the end of the life is reached, the comparator CP of the lamp current detector 12 as shown in FIG. 28 (a) or FIG. 30 (a).FourOutput becomes “H” and the transistor Q of the inverter control unit 8 after a certain time27Is transistor Q28Comparator CP after a certain period of time11The output of the transistor Q becomes “H” as shown in FIG. 28 (f) or FIG. 30 (f). Therefore, as shown in FIG. 28 (l) or FIG.17Turns on. On the other hand, comparator CPFourWhen the output of becomes “H”, the comparator CPTenOutput becomes “H” as shown in FIG. 28 (g) or FIG. 30 (g), and the transistor Q as shown in FIG. 28 (k).12Comparator CP11Output becomes “H” and transistor Q19Is turned on until the transistor Q is turned on, or the transistor Q as shown in FIG.12Comparator CP11Output becomes “H” and transistor Q19As shown in FIG. 28 (i) or FIG. 30 (i), the on state is continued until it is turned on. Comparator CP11Output becomes “H” as described above, and the transistor Q12Is turned off and the transistor Q as shown in FIG. 28 (l) or FIG. 30 (l).17When is turned on, the oscillation frequency is the resistance R15, R38In the section (3) in FIGS. 27 and 29, fFourIt becomes. At this time, lamp load 21Or 22Even if one lamp is removed, the end of lamp life is given priority, and the oscillation frequency is fFourIt becomes.
[0046]
  In addition, connectedrunLoad 21 , 22 When both are removed, as shown in FIG. 30 (e), the comparator CPFour'Becomes "H", and the transistor Q of the timer unit 8 shown in FIG.20Turns on and signal tim1 , Tim2 Are both “H” as shown in FIGS. 30C and 30D, so that the transistor Q18Is turned on as shown in FIG. 30 (h), so that the transistor Q13, Q19Turns off. Therefore transistor Q12Is turned on as shown in FIG. 30 (k), and the signal tim1 And transistor Q11Is turned on as shown in FIG. 30 (i), and the resulting oscillation frequency is the resistance R15, R18The frequency is f in the section of FIG.Five To change.
[0047]
  Frequency fThree , FFour, FFive Are bothlampIs on the slow phase side of the no-load resonance curve of the resonance circuit before the start of lighting, so in any case, the switching element Q of the inverter circuit can be used without using special means.1 , Q2 This is effective for reducing stress and preventing breakdown of each inverter element.
  FIG. 28B shows the out-of-lamp detection output of FIG. 30B, and FIGS. 28C and 28D show the signal tim in the same manner as FIGS.1 , Tim2 FIG. 28 (e) shows the comparator CP as in FIG. 30 (e).FourThe output of ′ is shown. FIG. 28 (h) shows a transistor Q as in FIG. 30 (h).18FIG. 28 (i) shows the operation of the transistor Q as in FIG. 30 (i).11And FIG. 28 (j) shows the transistor Q as in FIG. 30 (j).11Further, FIG. 28 (k) shows the operation of the transistor Q as in FIG. 30 (k).12The operation of is shown.
[0048]
By the way, as shown in FIG.18And transistor Q11Resistance series R46And transistor Q40Are connected in series, and further, this transistor Q40Transistor Q between the base and emitter41And transistor Q40The dimming signal S is applied to the base of the transistor Q, and the transistor Q41The base of the signal is tim2Comparator CP is also connected to the lamp out detection outputTenBy using a circuit to which a dimming unit 15 connected to the output of the above is added, a lighting device capable of dimming as a normal lighting state can be obtained. In this case, if there is a dimming signal S, the transistor Q40Turns on and resistance R46Is added as a determinant of the oscillation frequency for dimming, but if there is a signal of other [lamp life, lamp out, no load], transistor Q41Turns on and bypasses the dimming signal S to turn off the transistor Q40Is supposed to turn off. That is, other signals are given priority over the dimming signal S.
[0049]
In this embodiment, the step-up chopper 6 is used as the rectifying means, but this means is not particularly limited. Moreover, although the inverter circuit 1 was also explained using a half bridge type, other inverter circuits may be used. The same or different power may be used for a plurality of lamp loads.
(Embodiment 7)
  The present embodiment is based on the configuration shown in FIG. 24 of the sixth embodiment, and is boosted in conjunction with the oscillation frequency of the inverter control unit 8 as shown in FIG.ChopperA circuit for operating the DC converter 66 is added.
[0050]
  That is, the drive signal shown in FIG. 33A is given to the switching element Q2 of the inverter circuit 1 from the inverter control unit 8 through the drive circuit 4, and the drive signal inverted from the drive signal is given to the switching element Q1. When Q2 operates alternately on and off alternately, the current In-Q2 flowing between the drain and source when the switching element Q2 is on is as shown in FIG. 33 (b), and the switching of the DC converter 6 is performed. The drive signal shown in FIG. 33C is applied to the element Q0.Be. The current I0-Q0 flowing between the drain and source when the switching element Q0 is on is as shown in FIG.
[0051]
The chopper controller 7 includes a smoothing capacitor C0 In parallel with the voltage dividing resistor R50And R51Connect a series circuit of51Capacitor C connected in parallel to50The on-duty is determined by taking in the voltage at both ends. 33 (c) and 33 (d), the change width indicated by hatching isChopperIt is determined by the ripple voltage of the output voltage. In this embodiment, as shown in the figure, the switching element Q0 And switching element Q of inverter circuit 12 Are operating at the same frequency while interlocking. The switching element Q of the inverter circuit 11 , Q2 FIG. 33 (a) operates at an on-duty of approximately 50%.
[0052]
  33 shows the case where the oscillation frequency is 50 kHz. Next, the load of the DC converter 6 becomes very light when one lamp is turned on or at the end of the lamp life, and the output voltage of the chopper 6 is reduced. In order to prevent the voltage from rising abnormally, the inverter control unit 8 shifts the oscillation frequency to about 80 kHz when these are detected. In this case, the waveforms of the respective parts are as shown in FIGS. In this case, the switching element Q shown in FIG.2 OnduteIHowever, the switching element Q of the DC converter 6 is0 The on-duty width is made narrower as shown in FIG. 34 (b) than in the case of FIG. 33 (b). In this way, it is possible to prevent the output voltage of the DC converter 6 from being abnormally boosted by controlling the on-duty width of the DC converter 6 to be narrowed while increasing the oscillation frequency. In this embodiment, the oscillation frequency of the inverter circuit 1 and the switching element Q1 , Q2 ON-DUTY, switching element Q of DC converter 60 The on-duty is an example and can be applied to other examples. Other circuits are the same as in the sixth embodiment, and the change in frequency is also the same.
[0053]
  FIG. 35 summarizes the operation changes of this embodiment.lampCome off,lampThe switching element Q of the inverter circuit 1 even at the end of its life, no load on the lamp, etc.1 , Q2 Such stress reduction can be reduced. FIG. 35 is basically the same as the flowchart shown in FIG. 19 in the fourth embodiment, but the dimming mode (DIM mode) in the case where the dimmer 15 shown in FIG. 31 of the sixth embodiment is also provided. Added. The chopper control unit 8, inverter control unit 8, timer unit 10 and lamp current detection unit 12 used in the present embodiment specifically use the circuit in the sixth embodiment.Four, CPFourIt is also possible to configure with one bipolar IC including the circuit '.
[0054]
【The invention's effect】
  In the invention of claim 1, a discharge lamp lighting device comprising a plurality of resonance circuits connected in parallel to the output of one inverter circuit and a plurality of load circuits including a plurality of lamp loads coupled to one end of the resonance circuit The oscillation frequency of the inverter circuit is limited so that the operation from start to lighting is performed in the slow phase region by lowering the resonance frequency at the time of lighting than the resonance frequency at the time of no load. And means for detecting at least one of the plurality of no-load resonance frequencies when the means detects that the lamp load has been removed.mostBecause it has means to control the oscillation frequency of the inverter circuit to a frequency that can output a voltage higher than the high frequency and higher than the discharge start voltage of the lamp load, the remaining lamp load is lit even if the lamp load is disconnected If the lamp load is removed, it will not operate in the phase advance region of the resonant circuit. Even if the removed lamp load is remounted, switching of the inverter circuit is possible without providing a special protection circuit. Restarting while preventing excessive current from flowing through the elementWhenThere is an effect.
[0055]
  Further, in the invention of claim 2, in the invention of claim 1, means for detecting Emires from the lamp current of the lamp load, and when the means detects Emires of the lamp load,Higher than the highest of the multiple no-load resonance frequenciesIn addition, since there is a means for controlling the oscillation frequency of the inverter circuit to the frequency for the protection operation that can maintain the normal lamp load lighting, an excessive current flows through the switching element of the inverter circuit without providing a special protection circuit. There is an effect that can be prevented.
[0056]
  In invention of Claim 3, in invention of Claim 2, from lighting operation,Detect the lamp load Emile and control the inverter circuit oscillation frequency to the above-mentioned protective frequencyWhen shifting to the protection operation, the inverter circuit is operated at the oscillation frequency at the start operation for a certain period, so that the stress applied to the switching element of the inverter circuit can be further reduced.
[0057]
  Furthermore, in the invention of claim 4, in the invention of claim 2 or 3, when the means for detecting Emires from the lamp current of the lamp load detects Emires of the lamp load,Higher than the highest of the multiple no-load resonance frequenciesAnd a means for preferentially controlling the oscillation frequency of the inverter circuit as compared with the frequency control for detecting the out-of-lamp as the frequency for the protection operation that can maintain the normal lamp load. By giving priority to the operation based on the detection of the lamp, it is possible to lower the lamp wall temperature of the lamp load, and it is possible to obtain a more reliable discharge lamp lighting device by lowering the temperature of its peripheral components. There is.
[0059]
  In the invention of claim 5, claim 1Up to 4In the present invention, it is different from the plurality of lamp loadsRated powerTherefore, the effect of the invention of each claim can be expected even when a plurality of different lamp loads are connected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic circuit configuration diagram of the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of the inverter control unit of the above.
FIG. 5 is a circuit diagram of the timer section same as above.
FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the timer unit.
FIG. 7 is a circuit diagram of a lamp detachment detection unit same as above.
FIG. 8 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram of the inverter control unit of the above.
FIG. 11 is a circuit diagram of the lamp current detection unit of the above.
FIG. 12 is a circuit diagram of the above comparator circuit.
FIG. 13 is an operation explanatory diagram of the above.
FIG. 14 is a circuit configuration diagram of Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 15 is a circuit diagram of the lamp life detection unit.
FIG. 16 is a circuit diagram of the inverter control unit of the above.
FIG. 17 is an operation explanatory diagram of the above.
FIG. 18 is a time chart for explaining the operation of the above.
FIG. 19 is a circuit diagram of an inverter control unit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation.
FIG. 21 is a circuit diagram of a timer unit according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a circuit diagram of the above comparator circuit.
FIG. 23 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 24 is a circuit configuration diagram of Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 25 is a circuit diagram of the inverter control unit of the above.
FIG. 26 is a circuit configuration diagram of the pulse generation circuit of the above.
FIG. 27 is a diagram for explaining the operation of the above.
FIG. 28 is a timing chart for explaining the operation of the above.
FIG. 29 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 30 is a timing chart for explaining the operation of the above.
FIG. 31 is a circuit diagram of another inverter control unit of the above.
FIG. 32 is a circuit diagram of Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 33 is a timing chart for explaining the operation of the above.
FIG. 34 is a timing chart for explaining the operation of the above.
FIG. 35 is a flowchart for explaining the operation.
FIG. 36 is a circuit configuration diagram of a conventional example.
FIG. 37 is a diagram for explaining the operation of the above.
[Explanation of symbols]
1 Inverter circuit
21~ 2n  Lamp load
31~ 3n  Resonant circuit
6 DC converter
AC AC power supply

Claims (5)

一つのインバータ回路の出力に並列に接続される複数の共振回路を備え、共振回路の一端に結合される複数のランプ負荷を含む負荷回路を複数備えた放電灯点灯装置において、点灯時の共振周波数を無負荷時の共振周波数より低くし且つ始動から点灯に至る動作が遅相領域で為されるようにインバータ回路の発振周波数を限定したものであって、ランプ負荷外れを検出する手段と、該手段が少なくともランプ負荷が一灯外れたことを検出したときに複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つランプ負荷の放電開始電圧以上の電圧が出力可能な周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する手段とを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。In a discharge lamp lighting device having a plurality of resonance circuits connected in parallel to the output of one inverter circuit and having a plurality of load circuits including a plurality of lamp loads coupled to one end of the resonance circuit, the resonance frequency during lighting The oscillation frequency of the inverter circuit is limited so that the operation from the start to lighting is performed in the slow phase region, and the means for detecting the lamp load off, When the means detects that at least one lamp load is off, the inverter circuit oscillates to a frequency that is higher than the highest frequency among the plurality of no-load resonance frequencies and that can output a voltage higher than the discharge load voltage of the lamp load. A discharge lamp lighting device comprising: means for controlling a frequency. ランプ負荷のランプ電流からエミレスを検出する手段と、該手段がランプ負荷のエミレスを検出すると、複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つ正常なランプ負荷が点灯維持可能な保護動作用の周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。Means for detecting Emiles from the lamp current of the lamp load, and a protection operation capable of maintaining a normal lamp load that is higher than the highest frequency among a plurality of no-load resonance frequencies when the means detects Emiles of the lamp load 2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising means for controlling the oscillation frequency of the inverter circuit to a frequency for use. 点灯動作から、ランプ負荷のエミレスを検出して上記保護用の周波数にインバータ回路の発振周波数を制御する保護動作に移行する際に、一定期間始動動作時の発振周波数でインバータ回路を動作させることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。When switching from a lighting operation to a protective operation in which the lamp load is detected and controlling the oscillation frequency of the inverter circuit to the above-mentioned protective frequency, the inverter circuit is operated at the oscillation frequency at the start operation for a certain period. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein: 前記ランプ負荷のランプ電流からエミレスを検出する手段がランプ負荷のエミレスを検出すると、複数の無負荷共振周波数の内最も高い周波数よりも高く且つ正常なランプ負荷が点灯維持可能な周波数な保護動作用の周波数にインバータ回路の発振周波数を、ランプ外れ検出の周波数制御に比して優先的に制御する手段とを備えたことを特徴とする請求項2又は3記載の放電灯点灯装置。When the means for detecting the Emires from the lamp current of the lamp load detects Emires of the lamp load, the frequency is higher than the highest frequency among the plurality of no-load resonance frequencies, and the frequency for the protective operation that allows the normal lamp load to be maintained. 4. The discharge lamp lighting device according to claim 2, further comprising means for preferentially controlling the oscillation frequency of the inverter circuit as compared with the frequency control for detecting lamp detachment. 複数のランプ負荷とは、異なる定格電力の放電灯を含むことを特徴とする請求項1乃4の何れか記載の放電灯点灯装置。5. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the plurality of lamp loads include discharge lamps having different rated powers.
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