JP4096532B2

JP4096532B2 - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP4096532B2
Application number: JP2001258655A
Authority: JP
Inventors: 正徳三嶋; 寛明万波; 知宏笹川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003068494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、交流電源の出力を直流電圧に変換した後に、高周波電圧に変換して放電灯に供給するとともに、放電灯への供給電力を可変させて放電灯を調光させる放電灯点灯装置が提供されている。
【０００３】
例えば、図９に示すように、交流電源Ｖｓの出力を直流電圧に変換する直流電源部１０’と、直流電源部１０’からの出力を高周波電圧に変換して限流要素９０を介して放電灯Ｌｐに供給するインバータ部ＩＮＶと、放電灯Ｌｐを調光するように指示する調光信号を出力する調光部９５と、調光部９５の調光信号に応じて直流電源部１０’及びインバータ部ＩＮＶを制御する第１及び第２の調光制御手段９１，９２とを備えている（特開昭６１−１３５０９６号公報参照）。
【０００４】
直流電源部１０’は、交流電源Ｖｓの出力を整流する例えばダイオードブリッジなどの整流器、前記整流器からの出力を昇降圧するチョッパ回路から構成される電圧制御部９３と、電圧制御部９３からの出力を平滑する平滑部９４とを備え、電圧制御部９３のチョッパ回路に具備されたスイッチング素子をオン／オフさせることで、前記オン／オフに応じた直流電圧を出力する。
【０００５】
インバータ部ＩＮＶは、例えば複数のスイッチング素子を具備してハーフブリッジ形やフルブリッジ形などに構成されており、前記複数のスイッチング素子をオン／オフすることで、前記オン／オフに応じた高周波電圧を出力する。
【０００６】
そして、第１の調光制御手段９１は、調光部９５からの調光信号に応じて、電圧制御部９３におけるチョッパ回路のスイッチング素子をオン／オフさせ、第２の調光制御手段９２は、調光部９５からの調光信号に応じて、インバータ部ＩＮＶの複数のスイッチング素子をオン／オフさせる。
【０００７】
このような放電灯点灯装置では、調光部９５から調光信号を出力させてこの調光信号を所定のレベルまで変化させると、第１の調光制御手段９１が電圧制御部９３のスイッチング素子のオンデューティを可変させて、直流電源部１０’から出力される直流電圧の値を小さくすることによって、放電灯Ｌｐへの供給電力は抑えられて放電灯Ｌｐは全点灯から一定レベルまで調光する。そして、調光部９５からの調光信号を前記所定のレベルからさらに変化させると、第２の調光制御手段９２が、インバータ部ＩＮＶのスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させることによって、放電灯Ｌｐへの供給電力はさらに抑えられて放電灯Ｌｐはより深く調光する。
【０００８】
ところで、第１の調光制御手段９１は、放電灯Ｌｐを全点灯状態から調光状態にするときには、電圧制御部９３のスイッチング素子のオンデューティを小さくするように制御し、放電灯Ｌｐを調光状態から全点灯状態にするときには、前記オンデューティを大きくするように制御している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の放電灯点灯装置では、深い調光状態のときには上記オンデューティが小さくなるので入力電流の流れない期間が長くなってエネルギー効率が悪化し、全点灯状態のときには上記オンデューティが大きくなるので入力電流が連続モードになり易く、その結果、上述と同様にエネルギー効率が悪化するとともに、回路素子へのストレスが増大してしまうといった問題があった。なお、入力電流の連続モードを回避するためにはチョッパ回路に具備されるインダクタのインダクタンスを大きくすれば良いが、これでは前記インダクタが大型化してしまう。
【００１０】
また、交流電源の電圧が例えば約１００［Ｖ］から約２４２［Ｖ］といった広い範囲で変動すると、前記効率も変動してさらに悪化することがある。
【００１１】
例えば、定格電力が異なる複数種の放電灯Ｌｐを点灯させる放電灯点灯装置では、チョッパ回路のインダクタに流れる入力電流が最も大きくなる状態、つまり定格電力の最も大きな放電灯Ｌｐが接続されていて交流電源Ｖｓの電圧値が最も小さい状態に合わせて回路設計が行われている。しかし、定格電力の最も小さい放電灯Ｌｐが接続されている状態で交流電源Ｖｓの電圧値が大きくなれば、前記インダクタに流れる入力電流は小さくなり、ここで上述のように入力電流の流れない期間を長くすることで放電灯Ｌｐを調光状態にすると、入力電流が大きいときと比べて前記効率がさらに悪化する。
【００１２】
さらに、交流電源Ｖｓの電圧が上述のように変動してしまうと、直流電源部１０’からの出力電圧も、調光部９５の調光信号に関わらず変動してしまい、放電灯Ｌｐの点灯状態が不安定になってしまうといった問題があった。
【００１３】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、放電灯の点灯状態に関わらずエネルギー効率を高く安定させるとともに、交流電源の電圧変動による影響を抑えて放電灯を安定に点灯させる放電灯点灯装置を提供する。
【００１４】
【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の発明は、少なくとも１つのスイッチング素子を具備して、前記スイッチング素子をオン／オフさせることで、交流電源の出力を前記スイッチング素子のオン／オフに応じた直流電圧に変換する直流電源部と、前記直流電源部からの出力を高周波電圧に変換して放電灯に供給するインバータ部と、放電灯を調光するように指示する電圧信号からなる調光信号を出力する調光器と、前記調光器から調光信号が出力されていないときに、直流電源部からの出力電圧が変化すると、前記変化を抑えるように直流電源部のスイッチング素子の周波数を可変させるとともに、調光信号が出力されているときには、前記調光信号に応じて前記周波数を可変させる帰還制御部とを備え、帰還制御部は、直流電源部が出力する直流電圧を分圧した検出電圧と前記調光信号とが反転入力端に入力され、放電灯に定格電力を供給するときの前記検出電圧の値と略等しい基準電源の電圧が非反転入力端に入力されるオペアンプを具備し、反転入力端と非反転入力端との差を積分する積分回路からなる演算部と、当該演算部の演算結果に応じて直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させる駆動回路とを備えたことを特徴とし、帰還制御部に調光信号に応じて直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させることによって、調光器から調光信号を出力させることで、直流電源部からの出力電圧を抑えて放電灯を調光信号に応じたレベルに調光することができるとともに、従来例のようにスイッチング素子のオンデューティを可変させることがないため、放電灯の点灯状態に関わらずエネルギー効率を高く安定させることができ、また、放電灯を調光するためにインバータ部を制御することを要せず、回路構成を簡単にすることができてコスト低減を図ることができ、さらに、調光器から調光信号を出力させていないときには、交流電源の電圧変動に応じて直流電源部からの出力電圧が変化しようとしても、帰還制御部に前記変化が抑えられるように直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させることによって、直流電源部からの出力電圧を略一定に保つことができ、その結果、交流電源の電圧変動による影響を抑えて放電灯を安定に点灯させることができる。また、帰還制御部に調光信号と直流電源部の出力電圧とを区別させず、入力される電圧に応じて直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させることができ、帰還制御部の制御を簡単にして、帰還制御部を簡単な回路で構成することができる。また、例えば交流電源の電圧が約１００［Ｖ］から約２４２［Ｖ］といった広い範囲で変動し、直流電源部からの出力電圧も前記変動に応じて変化しても、前記変化に応じた値を演算部に演算させて、その結果に応じて駆動回路に直流電源部のスイッチング素子の周波数を可変させることによって、直流電源部からの出力電圧を略一定に保って放電灯に定格電力を供給し、放電灯を安定に全点灯させるができる。また、演算部を積分回路から構成したことによって、直流電源部の出力電圧が僅かに変化しても、この変化を捉えて抑えることができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、インバータ部は、１乃至複数のスイッチング素子と、調光器からの調光信号に応じて前記スイッチング素子をオン／オフする制御部とを備え、前記オン／オフに応じた高周波電圧を出力することを特徴とし、調光器から調光信号を出力させたときには、前記調光信号に応じて制御部にインバータ部のスイッチング素子をオン／オフさせることによって、インバータ部から放電灯への供給電力をさらに抑えて、放電灯をより深く調光することができる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、調光器は、調光を深めるにつれて調光信号の電圧値の変化率を小さくさせることを特徴とし、調光が深い状態で調光信号の電圧値を増すことで調光を深めようとしたときには、調光器の構成部品のばらつきで前記電圧値を増加し過ぎて直流電源部からの出力電圧が過大に減少し放電灯を立消えさせてしまうことがあるが、調光器に調光を深めるにつれて調光信号の電圧値の変化率を小さくさせることによって、直流電源部の出力電圧の過大な減少を防いで放電灯の光出力の変化率を小さくすることができ、上述のような構成部品のばらつきによる放電灯の立消えを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態は、図１及び図２に示すように、交流電源Ｖｓの出力を直流電圧に変換する直流電源部１０と、直流電源部１０からの出力を高周波電圧に変換して放電灯Ｌｐに供給するインバータ部ＩＮＶと、放電灯Ｌｐを調光するように指示する調光信号を出力する調光器２０と、直流電源部１０の出力電圧及び調光器２０の調光信号に応じて直流電源部１０を制御する帰還制御部３０と、インバータ部ＩＮＶの両出力端間に接続されるインダクタＬ及びコンデンサＣの直列回路とを備えている。
【００２３】
直流電源部１０は、交流電源Ｖｓの出力を整流する例えばダイオードブリッジからなる整流器ＤＢと、整流器ＤＢの両出力端間に接続されるＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１及びダイオードＤ１の直列回路と、ダイオードＤ１に並列接続されるインダクタＬ１及びＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２に並列接続されるダイオードＤ２及び電解コンデンサからなる平滑用コンデンサＣ１の直列回路とを備えている。
【００２４】
このような直流電源部１０では、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が共にオン、共にオフする状態が高周波数で繰り返される。
【００２５】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオンのときには、交流電源Ｖｓ→整流器ＤＢ→スイッチング素子Ｑ１→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ２→整流器ＤＢ→交流電源Ｖｓの順に電流が流れて、これによりインダクタＬ１にエネルギーが蓄えられる。そして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオフしたときには、インダクタＬ１に蓄えられたエネルギーが放出されて、インダクタＬ１→ダイオードＤ２→平滑用コンデンサＣ１→ダイオードＤ１→インダクタＬ１の順に電流が流れ、平滑用コンデンサＣ１に電荷が蓄積される。
【００２６】
上述のようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が繰り返しオン／オフされることで、直流電源部１０は、平滑用コンデンサＣ１にスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフに応じた電荷を蓄積して、平滑用コンデンサＣ１の両端から直流電圧を出力するのである。
【００２７】
インバータ部ＩＮＶは、直流電源部１０の平滑用コンデンサＣ１に並列接続されたＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を交互に高周波数でオン／オフさせるインバータ制御部４０と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点に一端が接続された直流カット用のコンデンサＣ２とを備えている。また、インダクタＬ及びコンデンサＣの直列回路は、インバータ部ＩＮＶのコンデンサＣ２とスイッチング素子Ｑ４の直列回路の両端に接続され、放電灯ＬｐはコンデンサＣに並列接続される。
【００２８】
帰還制御部３０は、図３に示すように、基準電源Ｅ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、反転入力端に抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点が接続され、非反転入力端に基準電源Ｅ１の正極が接続されたオペアンプＯＰ１と、オペアンプＯＰ１の出力端と反転入力端の間に接続される抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ４の並列回路と、オペアンプＯＰ１からの出力電圧に応じて駆動信号を出力し、直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を前記出力電圧に応じた周波数でオン／オフさせる電圧−周波数変換回路からなる駆動回路３１とを備え、オペアンプＯＰ１及び抵抗Ｒ３並びにコンデンサＣ４から演算部たる比例積分回路が構成されている。また、帰還制御部３０における抵抗Ｒ１の抵抗Ｒ２と反対側の一端ａは、直流電源部１０における平滑用コンデンサＣ１の高電位側の一端に接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点ｂは調光器２０の出力端に接続され、駆動回路３１の出力端ｃは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の各ゲートに接続されている。そして、直流電源部１０における平滑用コンデンサＣ１の低電位側の一端と、帰還制御部３０における抵抗Ｒ２の抵抗Ｒ１と反対側の一端と、基準電源Ｅ１の負極とは、それぞれ共に接地されている。
【００２９】
調光器２０は、例えばスライドスイッチを備えており、前記スイッチの操作部を一方向にスライドさせることにより操作部の操作位置に応じた電圧値の調光信号を出力する。
【００３０】
ここで、上述のような本実施形態の動作について説明する。
【００３１】
まず、帰還制御部３０は、駆動回路３１の出力端ｃから予め設定された駆動信号を出力して、直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を所定の周波数で繰り返しオン／オフさせる。これにより、直流電源部１０は、交流電源Ｖｓの出力を前記所定の周波数に応じた直流電圧に変換する。
【００３２】
直流電源部１０から直流電圧が出力されると、インバター部ＩＮＶがスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を交互にオン／オフさせることで前記直流電圧を高周波電圧に変換し放電灯Ｌｐに供給するとともに、帰還制御部３０が、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路で前記直流電圧を分圧し、抵抗Ｒ２にかかる電圧を検出電圧として検出して、前記検出電圧の値と基準電源Ｅ１の電圧値との差を演算部で演算する。ここに、基準電源Ｅ１の電圧値は、放電灯Ｌｐに定格電力を供給するときの検出電圧の値と略等しくなるように設定されている。
【００３３】
そして演算した結果、前記差が略ゼロであれば、帰還制御部３０は、駆動回路３１からの前記駆動信号をそのまま維持させて、直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を前記所定の周波数でオン／オフさせ続ける。このとき、インバータＩＮＶからは放電灯Ｌｐに定格電力が供給され、放電灯Ｌｐは全点灯する。
【００３４】
ここで、交流電源Ｖｓの電圧が変動すると、直流電源部１０からの出力電圧も変化しようとする。しかし、前記出力電圧の変化によって、帰還制御部３０で検出する検出電圧の値と基準電源Ｅ１の電圧値との間に差が生じ、オペアンプＯＰ１が、前記差を増幅し積分した値の電圧を出力することで、駆動回路３１が前記出力電圧の変化を抑えるように、直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を可変させる。
【００３５】
つまり、交流電源Ｖｓの電圧が例えば約１００［Ｖ］から約２４２［Ｖ］に増加した場合には、直流電源部１０からの出力電圧も増加しようとするが、帰還制御部３０が、前記出力電圧の増加を抑えるようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を小さくし、これとは逆に、交流電源Ｖｓの電圧が減少した場合には、直流電源部１０からの出力電圧も減少しようとするが、帰還制御部３０が、前記出力電圧の減少を抑えるようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を大きくする。
【００３６】
これにより本実施形態では、交流電源Ｖｓの電圧が変動しても直流電源部１０からの出力電圧を略一定に保って放電灯Ｌｐに定格電力を供給することができる。その結果、交流電源Ｖｓの電圧変動による影響を抑えて放電灯Ｌｐを安定に全点灯させることができるのである。また、帰還制御部３０の演算部を比例積分回路から構成したことによって、直流電源部１０の出力電圧が僅かに変化しても、この変化を捉えて抑えることができる。
【００３７】
次に、調光器２０の操作部をスライドさせたときの本実施形態の動作について説明する。
【００３８】
例えば図４（ａ）に示すように、調光器２０の操作部の操作位置ＰがＦｕｌｌの位置にあるときには、調光器２０からは調光信号が出力されず、上述のように、帰還制御部３０の駆動回路３１が直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を所定の周波数でオン／オフさせて放電灯Ｌｐに定格電力を供給させる。その結果、図４（ｂ）に示すように、放電灯Ｌｐは光出力φ１で全点灯する。
【００３９】
そして、調光器２０の操作部を、調光が深くなる向きに、つまり操作部の操作位置ＰがＦｕｌｌからＤｉｍに移るようにスライドさせると、調光器２０から帰還制御部３０に調光信号が出力され、この調光信号の電圧値Ｖは、操作部のスライド幅に略比例して大きくなる。このように調光信号が出力されると、調光信号による電圧が帰還制御部３０の抵抗Ｒ２に印加されるため、抵抗Ｒ２に印加される電圧値が基準電源Ｅ１の電圧値よりも大きくなって、両電圧値の間に差が生じる結果、上述の交流電源Ｖｓの電圧が変動したときと同様、帰還制御部３０が前記差に応じて直流電源部１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を減少させて、直流電源部１０の出力電力を抑える。
【００４０】
その結果、調光器２０の操作部をその操作位置ＰがＦｌｌからＤｉｍに移るようにスライドさせると、調光器２０から出力される調光信号の電圧値Ｖが０からＶ２に増加し、この電圧値の増加に応じて放電灯Ｌｐの光出力φは前記電圧値Ｖの増加率よりも大きな変化率でφ１からφ２に減少するのである。
【００４１】
このように本実施形態では、調光器２０から調光信号を出力させることで、直流電源部１０からの出力電圧を抑えて放電灯Ｌｐを調光信号に応じた任意のレベルに調光することができる。また、従来例のようにスイッチング素子のオンデューティを可変させることがないので、全点灯状態や調光状態といった放電灯Ｌｐの点灯状態に関わらずエネルギー効率を高く安定させることができる。また、本実施形態では、放電灯Ｌｐを調光するためにインバータ部ＩＮＶのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のオン／オフする周波数やオンデューティを可変することを要せず、回路構成を簡単にすることができてコスト低減を図ることができる。
【００４２】
さらに、調光信号による電圧を検出電圧と同様に抵抗Ｒ２に印加して、調光信号を検出電圧として帰還制御部３０に入力することによって、帰還制御部３０に調光信号と検出電圧とを区別させずに、調光信号が出力されたときには帰還制御部３０に、あたかも検出電圧が増加したかのようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフする周波数を小さくさせることができて、直流電源部１０からの出力電圧を抑え、放電灯Ｌｐを調光することができるのである。これにより、帰還制御部３０の制御を簡単にして、帰還制御部３０を簡単な回路で構成することができる。
【００４３】
ところで、上述のように調光器２０の操作部をスライドさせて放電灯Ｌｐを調光させるときには、図４（ｂ）に示すように、操作部の操作位置ＰがＤｉｍに近付くにつれて、操作部のスライド幅に対する放電灯Ｌｐの光出力φの変化率が大きくなる。つまり、帰還制御部１０は、操作部の操作位置ＰがＤｉｍ付近にあって調光信号の電圧値Ｖが大きいとき、電圧値Ｖの僅かな増加で、直流電源部１０の出力電圧を大幅に減少させて放電灯Ｌｐの光出力φを大きく減少させるのである。その結果、操作位置ＰがＤｉｍ付近にあって、さらに調光を深めようとしたときには、調光器２０の構成部品のばらつきによる操作位置Ｐの僅かなずれによって調光信号の電圧値Ｖを増加し過ぎて放電灯Ｌｐを立消えさせてしまうことがある。
【００４４】
そこで本実施形態では、図５（ａ）の実線及び点線に示すように、操作部をスライドさせて操作位置ＰをＦｕｌｌからＤｉｍに移すにつれて、つまり調光を深めるにつれて前記スライド幅に対する調光信号の電圧値Ｖの変化率を次第に小さくさせても良い。例えば、図５（ａ）の実線に示すように、調光信号の電圧値Ｖの変化率を次第に減少させたときには、直流電源部１０の出力電圧の過大な減少を防いで、図５（ｂ）の実線に示すように、光出力φの変化率は、操作部の操作位置Ｐに関わらず略一定に保たれ、操作位置ＰがＤｉｍ付近にあるときの前記変化率を小さくすることができる。また、図５（ａ）の点線に示すように、調光信号の電圧値Ｖの変化率をさらに小さくさせたときには、直流電源部１０の出力電圧の過大な減少をさらに防いで、図５（ｂ）の点線に示すように、操作部の操作位置ＰがＤｉｍに近付くにつれて、光出力φは操作位置Ｐのスライド幅の増加に対して例えば逆二乗に減少し、操作位置ＰがＤｉｍ付近にあるときの光出力φの変化率をさらに小さくすることができる。このように、操作部の操作位置ＰがＤｉｍ付近にあるときには、光出力φの変化率を小さくすることができ、上述のような構成部品のばらつきによる放電灯Ｌｐの立消えを防止することができる。
【００４５】
また本実施形態では、本実施形態の調光器２０以外の回路構成から、放電灯Ｌｐを調光させる機能を必要としない放電灯点灯装置を構成することができるので、前記放電灯点灯装置の回路構成を流用して、コスト低減を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では帰還制御部３０をオペアンプＯＰ１等で構成したが、例えば一般に市販されているような力率改善用のＩＣ（例えばモトローラ社製のＭＣ３３２６２など）を用いて帰還制御部３０を構成しても良い。このときには前記ＩＣに、直流電源部１０の出力電圧以外にも、例えば直流電源部１０の整流器ＤＢの出力電圧や、スイッチング素子Ｑ２に流れる電流などに応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御させて、力率を改善し、制御の安定性を向上することができる。
（実施形態２）
本実施形態における基本構成は実施形態１と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態では、図６及び図７に示すように、調光器２０が帰還制御部３０とインバータ部ＩＮＶのインバータ制御部４０に調光信号を出力し、インバータ制御部４０が前記調光信号に応じてスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のオン／オフする周波数を可変させる。
【００４８】
ここで本実施形態の直流電源部１０は、整流器ＤＢと、整流器ＤＢの両出力端に接続されたインダクタＬ１及びスイッチング素子Ｑ２の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２に並列接続されたダイオードＤ２及び平滑用コンデンサＣ１の直列回路とからなり、実施形態１の直流電源部１０と比べてスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１とが省略されたように構成されている。
【００４９】
このような直流電源部１０では、スイッチング素子Ｑ２がオンしたとき、交流電源Ｖｓ→整流器ＤＢ→インダクタＬ１→スイッチング素子Ｑ２→整流器ＤＢ→交流電源Ｖｓの順に電流が流れてインダクタＬ１にエネルギーが蓄えられる。そして、スイッチング素子Ｑ２がオフしたときには、インダクタＬ１に蓄えられたエネルギーが放出されて、インダクタＬ１→ダイオードＤ２→平滑用コンデンサＣ１→整流器ＤＢ→インダクタＬ１の順に電流が流れて、平滑用コンデンサＣ１に電荷が蓄積される。このようにスイッチング素子Ｑ２が繰り返しオン／オフされることで、直流電源部１０は、実施形態１と同様、平滑用コデンサＣ１にスイッチング素子Ｑ２のオン／オフする周波数に応じた電荷を蓄積して、平滑用コンデンサＣ１の両端から直流電圧を出力する。
【００５０】
このような本実施形態では、図８（ａ）に示すように、調光器２０の操作部をスライドさせて操作部の操作位置ＰをＦｕｌｌからＤｉｍに移すと、実施形態１と同様、調光器２０から電圧値Ｖが操作部のスライド幅に略比例して大きくなる調光信号が出力される。しかし本実施形態では、実施形態１と異なって、前記調光信号に応じてインバータ部ＩＮＶのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のオン／オフする周波数も可変させることによって、インバータ部ＩＮＶから放電灯Ｌｐへの供給電力が実施形態１よりも抑えられる。その結果、図８（ｂ）に示すように、調光器２０の操作部の操作位置ＰがＤｉｍにあるときには、放電灯Ｌｐの光出力φがφ２よりもさらに小さいφ３となるように、放電灯Ｌｐの光出力φを、図８（ｂ）の実線に示すように、実施形態１の光出力φ（図８（ｂ）に示す点線）よりも小くして、放電灯Ｌｐをより深く調光することができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、少なくとも１つのスイッチング素子を具備して、前記スイッチング素子をオン／オフさせることで、交流電源の出力を前記スイッチング素子のオン／オフに応じた直流電圧に変換する直流電源部と、前記直流電源部からの出力を高周波電圧に変換して放電灯に供給するインバータ部と、放電灯を調光するように指示する電圧信号からなる調光信号を出力する調光器と、前記調光器から調光信号が出力されていないときに、直流電源部からの出力電圧が変化すると、前記変化を抑えるように直流電源部のスイッチング素子の周波数を可変させるとともに、調光信号が出力されているときには、前記調光信号に応じて前記周波数を可変させる帰還制御部とを備え、帰還制御部は、直流電源部が出力する直流電圧を分圧した検出電圧と前記調光信号とが反転入力端に入力され、放電灯に定格電力を供給するときの前記検出電圧の値と略等しい基準電源の電圧が非反転入力端に入力されるオペアンプを具備し、反転入力端と非反転入力端との差を積分する積分回路からなる演算部と、当該演算部の演算結果に応じて直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させる駆動回路とを備えたので、帰還制御部に調光信号に応じて直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させることによって、調光器から調光信号を出力させることで、直流電源部からの出力電圧を抑えて放電灯を調光信号に応じたレベルに調光することができるとともに、従来例のようにスイッチング素子のオンデューティを可変させることがないため、放電灯の点灯状態に関わらずエネルギー効率を高く安定させることができ、また、放電灯を調光するためにインバータ部を制御することを要せず、回路構成を簡単にすることができてコスト低減を図ることができ、さらに、調光器から調光信号を出力させていないときには、交流電源の電圧変動に応じて直流電源部からの出力電圧が変化しようとしても、帰還制御部に前記変化が抑えられるように直流電源部のスイッチング素子のオン／オフする周波数を可変させることによって、直流電源部からの出力電圧を略一定に保つことができ、その結果、交流電源の電圧変動による影響を抑えて放電灯を安定に点灯させることができるという効果がある。また、帰還制御部に調光信号と直流電源部の出力電圧とを区別させず、入力される電圧に応じて直流電源部のスイッチング素子をオン／オフする周波数を可変させることができ、帰還制御部の制御を簡単にして、帰還制御部を簡単な回路で構成することができるという効果がある。また、例えば交流電源の電圧が約１００［Ｖ］から約２４２［Ｖ］といった広い範囲で変動し、直流電源部からの出力電圧も前記変動に応じて変化しても、前記変化に応じた値を演算部に演算させて、その結果に応じて駆動回路に直流電源部のスイッチング素子の周波数を可変させることによって、直流電源部からの出力電圧を略一定に保って放電灯に定格電力を供給し、放電灯を安定に全点灯させるができるという効果がある。また、演算部を積分回路から構成したことによって、直流電源部の出力電圧が僅かに変化しても、この変化を捉えて抑えることができるという効果がある。
【００５２】
請求項２の発明は、インバータ部は、１乃至複数のスイッチング素子と、調光器からの調光信号に応じて前記スイッチング素子をオン／オフする制御部とを備え、前記オン／オフに応じた高周波電圧を出力するので、調光器から調光信号を出力させたときには、前記調光信号に応じて制御部にインバータ部のスイッチング素子をオン／オフさせることによって、インバータ部から放電灯への供給電力をさらに抑えて、放電灯をより深く調光することができるという効果がある。
【００５５】
請求項３の発明は、調光器は、調光を深めるにつれて調光信号の電圧値の変化率を小さくさせるので、調光が深い状態で調光信号の電圧値を増すことで調光を深めようとしたときには、調光器の構成部品のばらつきで前記電圧値を増加し過ぎて直流電源部からの出力電圧が過大に減少し放電灯を立消えさせてしまうことがあるが、調光器に調光を深めるにつれて調光信号の電圧値の変化率を小さくさせることによって、直流電源部の出力電圧の過大な減少を防いで放電灯の光出力の変化率を小さくすることができ、上述のような構成部品のばらつきによる放電灯の立消えを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示す概略回路ブロック図である。
【図２】同上の概略回路図である。
【図３】同上の帰還制御部の概略回路図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、同上の動作説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、同上の他の動作説明図である。
【図６】実施形態２を示す概略回路ブロック図である。
【図７】同上の概略回路図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、同上の動作説明図である
【図９】従来例を示す概略回路ブロック図である。
【符号の説明】
１０直流電源部
２０調光器
３０帰還制御部
ＩＮＶインバータ部
Ｌｐ放電灯
Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子
Ｖｓ交流電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is provided a discharge lamp lighting device that converts the output of an AC power source into a DC voltage, then converts it to a high-frequency voltage and supplies it to the discharge lamp, as well as dimming the discharge lamp by varying the power supplied to the discharge lamp. Has been.
[0003]
For example, as shown in FIG. 9, a DC power supply unit 10 ′ that converts the output of the AC power supply Vs into a DC voltage, and an output from the DC power supply unit 10 ′ is converted into a high-frequency voltage and released through a current limiting element 90. An inverter unit INV to be supplied to the electric lamp Lp, a dimming unit 95 for outputting a dimming signal instructing the dimming of the discharge lamp Lp, a direct current power supply unit 10 ′ and a dimming signal from the dimming unit 95 First and second dimming control means 91 and 92 for controlling the inverter unit INV are provided (refer to Japanese Patent Laid-Open No. 61-133506).
[0004]
The DC power supply unit 10 ′ includes a voltage control unit 93 including a rectifier such as a diode bridge that rectifies the output of the AC power supply Vs, a chopper circuit that steps up and down the output from the rectifier, and an output from the voltage control unit 93. And a smoothing unit 94 for smoothing, and by turning on / off switching elements provided in the chopper circuit of the voltage control unit 93, a DC voltage corresponding to the on / off is output.
[0005]
The inverter unit INV includes, for example, a plurality of switching elements and is configured in a half bridge type, a full bridge type, or the like, and by turning on / off the plurality of switching elements, a high-frequency voltage corresponding to the on / off Is output.
[0006]
Then, the first dimming control unit 91 turns on / off the switching element of the chopper circuit in the voltage control unit 93 according to the dimming signal from the dimming unit 95, and the second dimming control unit 92 In response to the dimming signal from the dimming unit 95, the plurality of switching elements of the inverter unit INV are turned on / off.
[0007]
In such a discharge lamp lighting device, when the dimming signal is output from the dimming unit 95 and this dimming signal is changed to a predetermined level, the first dimming control means 91 causes the switching element of the voltage control unit 93 to switch. By varying the on-duty and reducing the value of the DC voltage output from the DC power supply 10 ', the power supplied to the discharge lamp Lp is suppressed, and the discharge lamp Lp is dimmed from full lighting to a certain level. To do. Then, when the dimming signal from the dimming unit 95 is further changed from the predetermined level, the second dimming control unit 92 varies the frequency at which the switching element of the inverter unit INV is turned on / off, The power supplied to the discharge lamp Lp is further suppressed, and the discharge lamp Lp is dimmed more deeply.
[0008]
By the way, the first dimming control means 91 controls the discharge lamp Lp to reduce the on-duty of the switching element of the voltage control unit 93 when changing the discharge lamp Lp from the fully lit state to the dimming state. When the light state is changed to the full lighting state, the on-duty is controlled to be increased.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional discharge lamp lighting device, since the on-duty is small in the deep dimming state, the period during which the input current does not flow is lengthened and the energy efficiency is deteriorated, and the on-duty is large in the full lighting state. As a result, the input current is likely to be in the continuous mode. As a result, there is a problem that the energy efficiency is deteriorated and the stress on the circuit element is increased as described above. In order to avoid the continuous mode of the input current, the inductance of the inductor provided in the chopper circuit may be increased, but this increases the size of the inductor.
[0010]
Further, when the voltage of the AC power supply fluctuates in a wide range, for example, from about 100 [V] to about 242 [V], the efficiency may fluctuate and further deteriorate.
[0011]
For example, in a discharge lamp lighting device that lights a plurality of types of discharge lamps Lp having different rated powers, a state in which the input current flowing through the inductor of the chopper circuit is maximized, that is, the discharge lamp Lp having the largest rated power is connected and is AC. The circuit design is performed in accordance with the state where the voltage value of the power supply Vs is the smallest. However, if the voltage value of the AC power supply Vs is increased while the discharge lamp Lp having the smallest rated power is connected, the input current flowing through the inductor decreases, and here, as described above, the period during which the input current does not flow. If the discharge lamp Lp is brought into a dimming state by lengthening the above, the efficiency is further deteriorated as compared with the case where the input current is large.
[0012]
Furthermore, if the voltage of the AC power supply Vs changes as described above, the output voltage from the DC power supply unit 10 ′ also changes regardless of the dimming signal of the dimming unit 95, and the discharge lamp Lp is turned on. There was a problem that the state became unstable.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to stabilize the energy efficiency at a high level regardless of the lighting state of the discharge lamp and to suppress the influence of the voltage fluctuation of the AC power source so as to stably light the discharge lamp. An electric lamp lighting device is provided.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises at least one switching element, and the switching element is turned on / off so that the output of the AC power supply is turned on / off according to the switching element. A direct current power supply unit for converting the direct current voltage into an inverter unit for converting the output from the direct current power supply unit into a high frequency voltage and supplying the high frequency voltage to the discharge lamp, and instructing the dimming of the discharge lampConsisting of voltage signalA dimmer that outputs a dimming signal, and a switching element of the DC power supply unit so as to suppress the change when the output voltage from the DC power source unit changes when no dimming signal is output from the dimmer A feedback control unit that varies the frequency according to the dimming signal when the dimming signal is output.The feedback control unit is configured such that the detection voltage obtained by dividing the DC voltage output from the DC power supply unit and the dimming signal are input to the inverting input terminal, and the value of the detection voltage when the rated power is supplied to the discharge lamp. Comprising an operational amplifier that has an operational amplifier in which a substantially equal reference voltage is input to the non-inverting input terminal and integrates the difference between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal; And a drive circuit that varies the frequency at which the switching element of the DC power supply section is turned on / off.By changing the frequency at which the switching element of the DC power supply unit is turned on / off in accordance with the dimming signal, the feedback control unit outputs the dimming signal from the dimmer, and the DC power supply unit The discharge lamp can be dimmed to a level according to the dimming signal while suppressing the output voltage from the lamp, and the on-duty of the switching element is not varied as in the conventional example. Regardless of this, energy efficiency can be highly stabilized, and it is not necessary to control the inverter unit to dim the discharge lamp, so that the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced. In addition, when the dimming signal is not output from the dimmer, even if the output voltage from the DC power supply section changes according to the voltage fluctuation of the AC power supply, the change is made to the feedback control section. By varying the on / off frequency of the switching element of the DC power supply unit so that it can be suppressed, the output voltage from the DC power supply unit can be kept substantially constant, and as a result, the influence of voltage fluctuations of the AC power supply can be suppressed. The discharge lamp can be lit stably.In addition, the feedback control unit does not distinguish between the dimming signal and the output voltage of the DC power supply unit, and the frequency at which the switching element of the DC power supply unit is turned on / off can be varied in accordance with the input voltage. Therefore, the feedback control unit can be configured with a simple circuit. For example, even if the voltage of the AC power supply fluctuates in a wide range from about 100 [V] to about 242 [V], and the output voltage from the DC power supply section also changes according to the fluctuation, the value corresponding to the change By supplying the rated power to the discharge lamp while keeping the output voltage from the DC power supply part substantially constant, the drive part varies the frequency of the switching element of the DC power supply part according to the result. In addition, the discharge lamp can be turned on all the time. In addition, since the calculation unit is composed of an integration circuit, even if the output voltage of the DC power supply unit slightly changes, this change can be detected and suppressed.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the inverter unit includes one or more switching elements and a control unit that turns on / off the switching elements in accordance with a dimming signal from a dimmer. The high frequency voltage corresponding to the on / off is output, and when the dimming signal is output from the dimmer, the switching unit of the inverter unit is turned on / off in the control unit according to the dimming signal. As a result, the power supplied from the inverter unit to the discharge lamp can be further suppressed, and the discharge lamp can be dimmed more deeply.
[0018]
  Claim3The invention of claim1Or2In the invention, the dimmer is characterized in that the rate of change of the voltage value of the dimming signal is reduced as the dimming is deepened, and dimming is performed by increasing the voltage value of the dimming signal in a deep dimming state. When trying to deepen, the voltage value may increase excessively due to variations in the components of the dimmer, and the output voltage from the DC power supply may decrease excessively, causing the discharge lamp to go off. By reducing the rate of change of the voltage value of the dimming signal as the dimming is deepened, the rate of change of the light output of the discharge lamp can be reduced by preventing an excessive decrease in the output voltage of the DC power supply unit. It is possible to prevent the discharge lamp from being extinguished due to variations in the components as described above.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a DC power supply unit 10 that converts the output of the AC power supply Vs into a DC voltage, and an output from the DC power supply unit 10 is converted into a high-frequency voltage into a discharge lamp Lp. The inverter unit INV to be supplied, the dimmer 20 that outputs a dimming signal instructing the dimming of the discharge lamp Lp, and the direct current according to the output voltage of the DC power supply unit 10 and the dimming signal of the dimmer 20 A feedback control unit 30 for controlling the power supply unit 10 and a series circuit of an inductor L and a capacitor C connected between both output terminals of the inverter unit INV are provided.
[0023]
The DC power supply unit 10 rectifies the output of the AC power supply Vs, for example, a rectifier DB composed of a diode bridge, a series circuit of a switching element Q1 composed of an FET connected between both output terminals of the rectifier DB and a diode D1, and a diode D1. And a series circuit of a switching element Q2 composed of an inductor L1 and FET connected in parallel to each other, and a series circuit of a smoothing capacitor C1 composed of a diode D2 connected in parallel to the switching element Q2 and an electrolytic capacitor.
[0024]
In such a DC power supply unit 10, the state in which both switching elements Q1, Q2 are both on and off is repeated at a high frequency.
[0025]
When switching elements Q1 and Q2 are on, current flows in the order of AC power supply Vs → rectifier DB → switching element Q1 → inductor L1 → switching element Q2 → rectifier DB → AC power supply Vs, whereby energy is stored in inductor L1. . When the switching elements Q1 and Q2 are turned off, the energy stored in the inductor L1 is released, and a current flows in the order of the inductor L1, the diode D2, the smoothing capacitor C1, the diode D1, and the inductor L1, and the smoothing capacitor C1. The charge is accumulated in the.
[0026]
When the switching elements Q1 and Q2 are repeatedly turned on / off as described above, the DC power supply unit 10 accumulates charges corresponding to the on / off of the switching elements Q1 and Q2 in the smoothing capacitor C1, thereby smoothing. A DC voltage is output from both ends of the capacitor C1.
[0027]
The inverter unit INV includes a series circuit of switching elements Q3 and Q4 made of FETs connected in parallel to the smoothing capacitor C1 of the DC power supply unit 10 and an inverter control unit that alternately turns on / off the switching elements Q3 and Q4 at a high frequency. 40 and a DC cut capacitor C2 having one end connected to a connection point between the switching elements Q3 and Q4. The series circuit of the inductor L and the capacitor C is connected to both ends of the series circuit of the capacitor C2 and the switching element Q4 of the inverter unit INV, and the discharge lamp Lp is connected to the capacitor C in parallel.
[0028]
As shown in FIG. 3, the feedback control unit 30 includes a reference power supply E1, a series circuit of resistors R1 and R2, a connection point of resistors R1 and R2 connected to the inverting input terminal, and a reference power supply E1 connected to the non-inverting input terminal. A driving signal is output according to the output voltage from the operational amplifier OP1, the parallel circuit of the resistor R3 and the capacitor C4 connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1, and the operational amplifier OP1. And a drive circuit 31 including a voltage-frequency conversion circuit that turns on / off the switching elements Q1 and Q2 of the DC power supply unit 10 at a frequency corresponding to the output voltage, and is proportional to the calculation unit from the operational amplifier OP1, the resistor R3, and the capacitor C4. An integrating circuit is configured. In addition, one end a of the feedback control unit 30 opposite to the resistor R2 is connected to one end of the DC power supply unit 10 on the high potential side of the smoothing capacitor C1, and the connection point b of the resistors R1 and R2 is dimming. The output terminal c of the drive circuit 31 is connected to the gates of the switching elements Q1 and Q2. The one end on the low potential side of the smoothing capacitor C1 in the DC power supply unit 10, the one end on the opposite side of the resistor R2 in the feedback control unit 30, and the negative electrode of the reference power supply E1 are all grounded. .
[0029]
The dimmer 20 includes a slide switch, for example, and outputs a dimming signal having a voltage value corresponding to the operation position of the operation unit by sliding the operation unit of the switch in one direction.
[0030]
Here, the operation of the present embodiment as described above will be described.
[0031]
First, the feedback control unit 30 outputs a preset drive signal from the output terminal c of the drive circuit 31, and repeatedly turns on / off the switching elements Q1, Q2 of the DC power supply unit 10 at a predetermined frequency. As a result, the DC power supply unit 10 converts the output of the AC power supply Vs into a DC voltage corresponding to the predetermined frequency.
[0032]
When a DC voltage is output from the DC power supply unit 10, the inverter unit INV alternately turns on / off the switching elements Q3 and Q4 to convert the DC voltage into a high frequency voltage and supply it to the discharge lamp Lp. The control unit 30 divides the DC voltage by a series circuit of resistors R1 and R2, detects the voltage applied to the resistor R2 as a detection voltage, and calculates the difference between the value of the detection voltage and the voltage value of the reference power supply E1. Part. Here, the voltage value of the reference power supply E1 is set to be substantially equal to the value of the detection voltage when the rated power is supplied to the discharge lamp Lp.
[0033]
As a result of the calculation, if the difference is substantially zero, the feedback control unit 30 maintains the drive signal from the drive circuit 31 as it is, and causes the switching elements Q1 and Q2 of the DC power supply unit 10 to have the predetermined frequency. Keep turning on / off. At this time, rated power is supplied from the inverter INV to the discharge lamp Lp, and the discharge lamp Lp is fully lit.
[0034]
Here, when the voltage of the AC power supply Vs fluctuates, the output voltage from the DC power supply unit 10 also tends to change. However, due to the change in the output voltage, a difference occurs between the value of the detection voltage detected by the feedback control unit 30 and the voltage value of the reference power supply E1, and the operational amplifier OP1 amplifies and integrates the voltage obtained by amplifying the difference. By outputting, the frequency at which the switching elements Q1, Q2 of the DC power supply unit 10 are turned on / off is varied so that the drive circuit 31 suppresses the change in the output voltage.
[0035]
In other words, when the voltage of the AC power supply Vs increases from, for example, about 100 [V] to about 242 [V], the output voltage from the DC power supply unit 10 also increases, but the feedback control unit 30 performs the output. On the contrary, when the frequency of the AC power supply Vs is decreased, the output voltage from the DC power supply unit 10 is also decreased, by reducing the frequency at which the switching elements Q1 and Q2 are turned on / off to suppress the increase in voltage. However, the feedback control unit 30 increases the frequency at which the switching elements Q1 and Q2 are turned on / off so as to suppress the decrease in the output voltage.
[0036]
Thereby, in this embodiment, even if the voltage of AC power supply Vs fluctuates, the rated power can be supplied to the discharge lamp Lp while keeping the output voltage from the DC power supply unit 10 substantially constant. As a result, the discharge lamp Lp can be fully lit stably while suppressing the influence of the voltage fluctuation of the AC power supply Vs. In addition, since the calculation unit of the feedback control unit 30 is configured by a proportional integration circuit, even if the output voltage of the DC power supply unit 10 slightly changes, this change can be detected and suppressed.
[0037]
Next, the operation of this embodiment when the operation unit of the dimmer 20 is slid will be described.
[0038]
For example, as shown in FIG. 4A, when the operation position P of the operation unit of the dimmer 20 is at the Full position, no dimming signal is output from the dimmer 20 and feedback is performed as described above. The drive circuit 31 of the control unit 30 turns on / off the switching elements Q1, Q2 of the DC power supply unit 10 at a predetermined frequency to supply the rated power to the discharge lamp Lp. As a result, as shown in FIG. 4B, the discharge lamp Lp is fully lit with the light output φ1.
[0039]
Then, when the operation unit of the dimmer 20 is slid in the direction in which the dimming is deepened, that is, the operation position P of the operation unit is moved from Full to Dim, the dimmer 20 controls the dimming to the feedback control unit 30. A signal is output, and the voltage value V of the dimming signal increases substantially in proportion to the slide width of the operation unit. When the dimming signal is output in this manner, a voltage value based on the dimming signal is applied to the resistor R2 of the feedback control unit 30, so that the voltage value applied to the resistor R2 becomes larger than the voltage value of the reference power supply E1. As a result of the difference between the two voltage values, the feedback control unit 30 turns on / off the switching elements Q1 and Q2 of the DC power supply unit 10 according to the difference as in the case where the voltage of the AC power supply Vs fluctuates. The output power of the DC power supply unit 10 is suppressed by reducing the frequency to be turned off.
[0040]
As a result, when the operation portion of the dimmer 20 is slid so that the operation position P moves from Fl1 to Dim, the voltage value V of the dimming signal output from the dimmer 20 increases from 0 to V2, As the voltage value increases, the light output φ of the discharge lamp Lp decreases from φ1 to φ2 at a rate of change larger than the rate of increase of the voltage value V.
[0041]
As described above, in the present embodiment, the dimming signal is output from the dimmer 20 to suppress the output voltage from the DC power supply unit 10 and dimm the discharge lamp Lp to an arbitrary level according to the dimming signal. be able to. Further, since the on-duty of the switching element is not varied as in the conventional example, the energy efficiency can be highly stabilized regardless of the lighting state of the discharge lamp Lp such as the full lighting state or the dimming state. Further, in the present embodiment, it is not necessary to vary the on / off frequency and on-duty of the switching elements Q3 and Q4 of the inverter unit INV in order to dimm the discharge lamp Lp, and the circuit configuration is simplified. And cost reduction can be achieved.
[0042]
Further, a voltage based on the dimming signal is applied to the resistor R2 in the same manner as the detection voltage, and the dimming signal is input to the feedback control unit 30 as the detection voltage, whereby the dimming signal and the detection voltage are supplied to the feedback control unit 30. Without distinction, when the dimming signal is output, the feedback control unit 30 can reduce the frequency at which the switching elements Q1, Q2 are turned on / off as if the detection voltage has increased, The output voltage from the unit 10 can be suppressed and the discharge lamp Lp can be dimmed. Thereby, the control of the feedback control unit 30 can be simplified, and the feedback control unit 30 can be configured with a simple circuit.
[0043]
By the way, when the discharge lamp Lp is dimmed by sliding the operation unit of the dimmer 20 as described above, as the operation position P of the operation unit approaches Dim, as shown in FIG. The rate of change of the light output φ of the discharge lamp Lp with respect to the slide width increases. That is, when the operation position P of the operation unit is near Dim and the voltage value V of the dimming signal is large, the feedback control unit 10 greatly increases the output voltage of the DC power supply unit 10 with a slight increase in the voltage value V. The light output φ of the discharge lamp Lp is greatly reduced by decreasing the value. As a result, when the operation position P is in the vicinity of Dim and further dimming is desired, the voltage value V of the dimming signal increases due to a slight deviation of the operation position P due to variations in the components of the dimmer 20. This may cause the discharge lamp Lp to disappear.
[0044]
Therefore, in the present embodiment, as shown by the solid and dotted lines in FIG. 5A, the dimming signal corresponding to the slide width as the operation portion is slid to move the operation position P from Full to Dim, that is, as the dimming is deepened. The rate of change of the voltage value V may be gradually reduced. For example, as shown by the solid line in FIG. 5A, when the rate of change of the voltage value V of the dimming signal is gradually decreased, an excessive decrease in the output voltage of the DC power supply unit 10 is prevented, and FIG. ), The rate of change of the optical output φ is kept substantially constant regardless of the operation position P of the operation unit, and the rate of change when the operation position P is in the vicinity of Dim can be reduced. . Further, as shown by the dotted line in FIG. 5A, when the rate of change of the voltage value V of the dimming signal is further reduced, an excessive decrease in the output voltage of the DC power supply unit 10 is further prevented, and FIG. As shown by the dotted line in b), as the operation position P of the operation unit approaches Dim, the light output φ decreases to, for example, an inverse square with respect to the increase in the slide width of the operation position P, and the operation position P becomes near Dim. The change rate of the light output φ at a certain time can be further reduced. As described above, when the operation position P of the operation unit is in the vicinity of Dim, the rate of change of the light output φ can be reduced, and the discharge lamp Lp can be prevented from disappearing due to the variation in the components as described above. .
[0045]
In the present embodiment, a discharge lamp lighting device that does not require a function of dimming the discharge lamp Lp can be configured from a circuit configuration other than the dimmer 20 of the present embodiment. Cost reduction can be achieved by diverting the circuit configuration.
[0046]
In the present embodiment, the feedback control unit 30 is composed of the operational amplifier OP1 or the like. However, the feedback control unit 30 is configured using a power factor improving IC (for example, MC33262 manufactured by Motorola, Inc.) that is generally commercially available. It may be configured. At this time, in addition to the output voltage of the DC power supply unit 10, the IC controls the switching elements Q1, Q2 according to the output voltage of the rectifier DB of the DC power supply unit 10, the current flowing through the switching element Q2, etc. Power factor can be improved and control stability can be improved.
(Embodiment 2)
Since the basic configuration in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and only the portions that are characteristic of the present embodiment will be described in detail.
[0047]
In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the dimmer 20 outputs a dimming signal to the feedback control unit 30 and the inverter control unit 40 of the inverter unit INV, and the inverter control unit 40 outputs the dimming signal. Accordingly, the frequency at which the switching elements Q3 and Q4 are turned on / off is varied.
[0048]
Here, the DC power supply unit 10 of the present embodiment includes a rectifier DB, a series circuit of an inductor L1 and a switching element Q2 connected to both output terminals of the rectifier DB, a diode D2 connected in parallel to the switching element Q2, and a smoothing device. It is composed of a series circuit of a capacitor C1, and is configured such that the switching element Q1 and the diode D1 are omitted as compared with the DC power supply unit 10 of the first embodiment.
[0049]
In such a DC power supply unit 10, when the switching element Q2 is turned on, current flows in the order of AC power supply Vs → rectifier DB → inductor L1 → switching element Q2 → rectifier DB → AC power supply Vs, and energy is stored in the inductor L1. . When the switching element Q2 is turned off, the energy stored in the inductor L1 is released, and a current flows in the order of the inductor L1, the diode D2, the smoothing capacitor C1, the rectifier DB, the inductor L1, and the smoothing capacitor C1. Charge is accumulated. As the switching element Q2 is repeatedly turned on / off in this manner, the DC power supply unit 10 accumulates charges corresponding to the frequency at which the switching element Q2 is turned on / off in the smoothing capacitor C1, as in the first embodiment. A DC voltage is output from both ends of the smoothing capacitor C1.
[0050]
In this embodiment, as shown in FIG. 8A, when the operation unit P of the dimmer 20 is slid to move the operation position P of the operation unit from Full to Dim, as in the first embodiment. A dimming signal is outputted from the optical device 20 so that the voltage value V increases substantially in proportion to the slide width of the operation unit. However, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the frequency at which the switching elements Q3 and Q4 of the inverter section INV are turned on / off is varied in accordance with the dimming signal, whereby the inverter section INV to the discharge lamp Lp is changed. The supplied power is suppressed as compared with the first embodiment. As a result, as shown in FIG. 8B, when the operation position P of the operation unit of the dimmer 20 is at Dim, the light output φ of the discharge lamp Lp is released so that it is φ3 smaller than φ2. As shown by a solid line in FIG. 8B, the light output φ of the electric lamp Lp is made smaller than the light output φ of Embodiment 1 (dotted line shown in FIG. 8B) to adjust the discharge lamp Lp more deeply. Can be light.
[0051]
【The invention's effect】
  The invention according to claim 1 is a DC power supply comprising at least one switching element, wherein the switching element is turned on / off to convert the output of the AC power supply into a DC voltage corresponding to the on / off of the switching element. And an inverter unit for converting the output from the DC power supply unit into a high-frequency voltage and supplying it to the discharge lamp, and instructing the dimming of the discharge lampConsisting of voltage signalA dimmer that outputs a dimming signal, and a switching element of the DC power supply unit so as to suppress the change when the output voltage from the DC power source unit changes when no dimming signal is output from the dimmer A feedback control unit that varies the frequency according to the dimming signal when the dimming signal is output.The feedback control unit is configured such that the detection voltage obtained by dividing the DC voltage output from the DC power supply unit and the dimming signal are input to the inverting input terminal, and the value of the detection voltage when the rated power is supplied to the discharge lamp. Comprising an operational amplifier that has an operational amplifier in which a substantially equal reference voltage is input to the non-inverting input terminal and integrates the difference between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal; And a drive circuit that varies the frequency at which the switching element of the DC power supply section is turned on / off.Therefore, by changing the frequency at which the switching element of the DC power supply unit is turned on / off in accordance with the dimming signal, the feedback control unit outputs the dimming signal from the dimmer, so that the output from the DC power supply unit Since the discharge lamp can be dimmed to a level corresponding to the dimming signal while suppressing the voltage, the on-duty of the switching element is not changed as in the conventional example, so that energy is maintained regardless of the lighting state of the discharge lamp. The efficiency can be stabilized stably, and it is not necessary to control the inverter unit for dimming the discharge lamp, the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced. When the dimming signal is not output from the dimmer, the change is suppressed by the feedback control unit even if the output voltage from the DC power source unit changes according to the voltage fluctuation of the AC power source. Thus, by varying the on / off frequency of the switching element of the DC power supply unit, the output voltage from the DC power supply unit can be kept substantially constant, and as a result, the influence of voltage fluctuations of the AC power supply can be suppressed and released. There is an effect that the electric lamp can be lit stably.In addition, the feedback control unit does not distinguish between the dimming signal and the output voltage of the DC power supply unit, and the frequency at which the switching element of the DC power supply unit is turned on / off can be varied according to the input voltage. This makes it possible to simplify the control of the unit and to configure the feedback control unit with a simple circuit. For example, even if the voltage of the AC power supply fluctuates in a wide range from about 100 [V] to about 242 [V], and the output voltage from the DC power supply section also changes according to the fluctuation, the value corresponding to the change By supplying the rated power to the discharge lamp while keeping the output voltage from the DC power supply part substantially constant, the drive part varies the frequency of the switching element of the DC power supply part according to the result. In addition, there is an effect that the discharge lamp can be fully lit. In addition, since the calculation unit is configured by an integration circuit, even if the output voltage of the DC power supply unit slightly changes, this change can be captured and suppressed.
[0052]
According to a second aspect of the invention, the inverter unit includes one or more switching elements, and a control unit that turns on / off the switching elements in accordance with a dimming signal from a dimmer, and according to the on / off state. Therefore, when a dimming signal is output from the dimmer, the control unit turns on / off the switching element of the inverter unit according to the dimming signal, so that the inverter unit discharges the discharge lamp. There is an effect that it is possible to further dimm the discharge lamp by further suppressing the supplied power.
[0055]
  Claim3Since the dimmer reduces the rate of change of the voltage value of the dimming signal as the dimming is deepened, the dimmer tries to deepen the dimming by increasing the voltage value of the dimming signal in a deep dimming state. If this happens, the voltage value may increase excessively due to variations in the components of the dimmer, and the output voltage from the DC power supply may decrease excessively, causing the discharge lamp to go off. By reducing the rate of change of the voltage value of the dimming signal as the depth of the light is increased, the rate of change of the light output of the discharge lamp can be reduced by preventing an excessive decrease in the output voltage of the DC power supply unit, as described above. There is an effect that the discharge lamp can be prevented from being extinguished due to variations in components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic circuit block diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the above.
FIG. 3 is a schematic circuit diagram of the feedback control unit of the above.
FIGS. 4A and 4B are operation explanatory views of the same. FIG.
FIGS. 5A and 5B are other operation explanatory views of the above. FIG.
FIG. 6 is a schematic circuit block diagram showing a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic circuit diagram of the above.
FIGS. 8A and 8B are operation explanatory views of the same. FIG.
FIG. 9 is a schematic circuit block diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
10 DC power supply
20 Dimmer
30 Feedback control unit
INV inverter
Lp discharge lamp
Q1, Q2 switching element
Vs AC power supply

Claims

A direct-current power supply unit that includes at least one switching element and converts the output of the alternating-current power supply to a direct-current voltage corresponding to on / off of the switching element by turning on and off the switching element; and the direct-current power supply unit An inverter unit for converting the output from the high-frequency voltage to supply to the discharge lamp, a dimmer that outputs a dimming signal composed of a voltage signal instructing to dimm the discharge lamp, and a dimmer from the dimmer When the output voltage from the DC power supply unit changes when the optical signal is not output, the frequency of the switching element of the DC power supply unit is varied to suppress the change, and when the dimming signal is output, A feedback control unit that varies the frequency according to the dimming signal ,
The feedback control unit has a detection voltage obtained by dividing the DC voltage output from the DC power supply unit and the dimming signal input to the inverting input terminal, and is approximately the value of the detection voltage when the rated power is supplied to the discharge lamp. An operational unit comprising an operational amplifier that has an equal reference power supply voltage input to the non-inverting input terminal and integrates the difference between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal, and depending on the calculation result of the arithmetic unit A discharge lamp lighting device comprising: a drive circuit that varies a frequency for turning on / off a switching element of a DC power supply unit .

The inverter unit includes one or more switching elements and a control unit that turns on / off the switching elements according to a dimming signal from a dimmer, and outputs a high-frequency voltage corresponding to the on / off. The discharge lamp lighting device according to claim 1.

The discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2 , wherein the dimmer reduces the rate of change of the voltage value of the dimming signal as the dimming is deepened .