JP4711148B2 - Discharge lamp lighting device and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は制御手段をディジタル化した放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device in which control means is digitized and an illumination device using the same.
制御手段をディジタル化した放電ランプ点灯装置は、たとえば特開平5−207756号公報などに記載されて知られている。 A discharge lamp lighting device in which the control means is digitized is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-207756.
一般に、インバータ式の点灯回路手段を備える放電ランプ点灯装置は、放電ランプの点灯状態や電源電圧に応じて、スイッチング手段のスイッチング周波数またはスイッチングのオンデューティを制御することにより、放電ランプを一定の明るさで点灯することができるように構成されている。 In general, a discharge lamp lighting device including an inverter type lighting circuit means controls the switching frequency of the switching means or the on-duty of the switching according to the lighting state of the discharge lamp and the power supply voltage, so that the discharge lamp has a constant brightness. It is configured to be able to light up.
放電ランプ点灯装置をディジタル化するには、制御手段をディジタル化するのが一般的である。制御をディジタル化することにより、所望の制御特性を得やすくなり、また応答の早い制御が期待できる。 In order to digitize the discharge lamp lighting device, the control means is generally digitized. By digitizing the control, desired control characteristics can be easily obtained, and a quick response control can be expected.
ところで、制御手段をディジタル化するには、ディジタル演算処理によって点灯回路手段に供給する制御信号を形成する。ディジタル演算処理に際しては、電源電圧や放電ランプの点灯状態などをアナログ形式で検出して、その検出出力をA/D変換によりディジタル形式に変換し、ディジタル化された点灯状態検出信号や電源電圧検出信号などを演算処理手段に制御入力する。演算処理手段には、予め演算プログラムを設定しておき、点灯状態検出信号や電源電圧検出信号などの制御入力に基づき演算プログラムにしたがって演算処理を行ってディジタル形式の制御信号を得て、これを直接またはD/A変換してアナログ形式に変換するなどの所要の変換を行って点灯回路手段に制御入力する。これにより、たとえば点灯周波数や出力電圧のオンデューティなどを制御して放電ランプを安定に点灯する。
しかし、放電ランプ点灯装置は、使用する回路部品の特性ばらつきなどにより、一定の制御信号を供給しても点灯状態にばらつきが生じる。 However, the discharge lamp lighting device varies in lighting state even if a constant control signal is supplied due to variations in characteristics of circuit components used.
そこで、従来は、主として回路部品の特性ばらつきの吸収および点灯状態の変化に対する負帰還的調整などのために、スイッチング周波数の微小な調整を行う場合、一般的にはクロック発振周波数を高くして分解能を高める必要があった。 Therefore, in the past, when performing fine adjustment of the switching frequency mainly to absorb characteristic variations of circuit components and negative feedback adjustment to changes in lighting state, the resolution is generally increased by increasing the clock oscillation frequency. It was necessary to increase.
しかしながら、クロック発振器の発振周波数が上昇するのに伴い消費電力の増大およびコストアップの要因になる。 However, as the oscillation frequency of the clock oscillator increases, it causes an increase in power consumption and cost.
本発明は、制御信号の調整などのために、発振周波数を消費電力の増大およびコストアップを伴わないで容易に調整できる放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device and an illumination device using the same, which can easily adjust the oscillation frequency without increasing power consumption and increasing costs for adjusting a control signal. .
請求項1の発明の放電ランプ点灯装置は、後記制御信号に応じて放電ランプの点灯状態を制御する点灯回路手段と;放電ランプの点灯状態を検出して点灯状態検出信号を発生する点灯状態検出手段と;タイマ機能を内蔵し、タイマ動作の一部を割り込み処理を用いて一時的に停止させて、その後再び動作を開始することができるように構成されているとともに、点灯状態検出信号に応じて演算により制御信号を形成して点灯回路手段に供給する演算処理手段と;を具備し、演算処理手段は、タイマ動作の一部を割り込み処理を用いて一時的に停止させて、その後再び動作を開始させることにより、制御信号であるパルスの時間幅を延伸させるとともに、時間幅が延伸されたパルスを時間幅を延伸しない適当数のパルスごとに混在させることにより、平均値として見たときに周波数が低減するように制御することを特徴とする。 A discharge lamp lighting device according to a first aspect of the present invention is a lighting circuit means for controlling a lighting state of a discharge lamp according to a control signal described later; a lighting state detection for detecting a lighting state of the discharge lamp and generating a lighting state detection signal Means; Built-in timer function, part of the timer operation can be temporarily stopped using interrupt processing, and then the operation can be started again, and according to the lighting state detection signal Arithmetic processing means for forming a control signal by calculation and supplying the control circuit means to the lighting circuit means; the arithmetic processing means temporarily stops part of the timer operation using interrupt processing and then operates again To extend the time width of the pulse that is the control signal, and to mix the pulses with the extended time width for every appropriate number of pulses that do not extend the time width. Ri, and controlling so that the frequency is reduced when viewed as an average value.
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。 In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
(点灯回路手段について)点灯回路手段は、放電ランプの点灯を制御可能であればどのような構成であってもよい。しかし、高周波で点灯することにより発光効率を高くすることができるし、電子制御により肌理細かい制御が容易であることから、高周波インバータが好適である。 (Regarding Lighting Circuit Means) The lighting circuit means may have any configuration as long as lighting of the discharge lamp can be controlled. However, since the luminous efficiency can be increased by lighting at high frequency, and fine control by electronic control is easy, a high frequency inverter is suitable.
また、点灯回路手段は、放電ランプが蛍光ランプや高輝度放電ランプのように限流インピーダンスを外付けで必要とする場合には、限流インピーダンスを含むものとする。これに対して、一対の電極のうち少なくとも一方の電極が透光性放電容器の外面に密着して配設された外部電極を備え、内部に希ガスを主成分とするイオン化媒体を封入した放電ランプは、誘電体バリヤ放電を行い、透光性放電容器の壁を誘電体とする静電容量が形成されて放電ランプと直列に接続されるので、限流インピーダンスの外付けを省略できる。したがって、このような場合には、限流インピーダンスを必ずしも必要としない。 The lighting circuit means includes a current limiting impedance when the discharge lamp requires an external current limiting impedance like a fluorescent lamp or a high-intensity discharge lamp. In contrast, a discharge in which at least one of the pair of electrodes is provided with an external electrode disposed in close contact with the outer surface of the translucent discharge vessel, and an ionized medium mainly containing a rare gas is enclosed therein. Since the lamp performs dielectric barrier discharge, and an electrostatic capacity is formed with the wall of the translucent discharge vessel as a dielectric, and the lamp is connected in series with the discharge lamp, external connection of the current limiting impedance can be omitted. Therefore, in such a case, the current limiting impedance is not necessarily required.
限流インピーダンスは、高周波インバータの内部に限流機能がある場合に、当該限流機能たとえば出力トランスの漏洩インダクタンスを限流インピーダンスとして利用することができる。また、高周波インバータとは別に接続された限流機能を限流インピーダンスとして用いてもよい。 When the current limiting impedance has a current limiting function inside the high frequency inverter, the current limiting function, for example, the leakage inductance of the output transformer can be used as the current limiting impedance. Further, a current limiting function connected separately from the high frequency inverter may be used as the current limiting impedance.
さらに、点灯回路手段として高周波インバータを用いる場合、高周波インバータは、既知の各種回路方式のものを用いることができる。たとえば、フルブリッジ形、ハーフブリッジ形、並列形、一石形のインバータなどを許容する。 Further, when a high frequency inverter is used as the lighting circuit means, known high frequency inverters of various circuit types can be used. For example, a full bridge type, a half bridge type, a parallel type, a single stone type inverter, etc. are allowed.
さらにまた、点灯回路手段は、必要に応じて放電ランプを始動させる始動手段と、低周波交流を直流に変換してたとえば高周波インバータに直流電源を供給する電源変換手段とを具備していることを許容する。 Furthermore, the lighting circuit means includes a starting means for starting the discharge lamp as needed, and a power conversion means for converting the low-frequency alternating current to direct current and supplying, for example, direct-current power to the high-frequency inverter. Allow.
電源変換手段としてチョッパを用いることにより、入力電流の力率を高めるとともに、高調波歪を減少させることもできる。なお、高周波インバータにチョッパ動作機能を組み込んで複合形に構成した場合には、別設のチョッパを省略することができる。 By using a chopper as the power conversion means, the power factor of the input current can be increased and the harmonic distortion can be reduced. In addition, when a chopper operation function is incorporated in the high-frequency inverter to form a composite type, a separate chopper can be omitted.
さらにまた、点灯回路手段は、演算処理手段から供給されるパルス形式などの制御信号を直接制御入力するように構成できるが、要すればD/Aコンバータを備えて制御アナログ信号を得てから、この制御アナログ信号を制御端子に信号入力するように構成することもできる。そして、点灯回路手段のたとえば出力周波数または出力電圧のオンデューティなどを変化させることができる。 Furthermore, the lighting circuit means can be configured to directly control and input a control signal such as a pulse format supplied from the arithmetic processing means, but if necessary, a D / A converter is provided and a control analog signal is obtained. The control analog signal may be input to the control terminal. Then, for example, the output frequency or the on-duty of the output voltage of the lighting circuit means can be changed.
さらにまた、演算処理手段からの制御信号を所要により増幅し、ハイサイドドライブし、または絶縁するために、演算処理手段と点灯回路手段の制御入力端子との間に適当な変換手段を介在させることができる。 Furthermore, in order to amplify the control signal from the arithmetic processing means as required, to drive or to perform high-side insulation, an appropriate conversion means is interposed between the arithmetic processing means and the control input terminal of the lighting circuit means. Can do.
(点灯状態検出手段について)点灯状態検出手段は、放電ランプの点灯状態を演算処理手段において負帰還制御して制御信号を形成するために、点灯状態を検出する。そして、点灯状態検出信号をアナログ形式からディジタル形式に変換するには、点灯状態検出手段にA/Dコンバータを配設してもよいし、演算処理手段内のA/Dコンバータ機能を利用してもよい。 (On Lighting State Detection Unit) The lighting state detection unit detects the lighting state in order to form a control signal by performing negative feedback control on the lighting state of the discharge lamp in the arithmetic processing unit. In order to convert the lighting state detection signal from the analog format to the digital format, an A / D converter may be provided in the lighting state detection means, or an A / D converter function in the arithmetic processing means may be used. Also good.
また、点灯状態は、種々の形で検出が可能である。たとえば、ランプ電圧およびランプ電流、ランプ電力または発光を検出することにより、点灯状態を検出できる。必要に応じてこれらを適宜選択することができる。 The lighting state can be detected in various forms. For example, the lighting state can be detected by detecting lamp voltage and lamp current, lamp power or light emission. These can be appropriately selected as necessary.
(演算処理手段について)演算処理手段は、演算処理手段から調光制御信号を点灯回路手段に送出して点灯回路手段から放電ランプに供給されるランプ電力を絞ることにより、放電ランプを調光点灯させてもよい。 (Regarding Arithmetic Processing Unit) The arithmetic processing unit dims the discharge lamp by sending a dimming control signal from the arithmetic processing unit to the lighting circuit unit and reducing the lamp power supplied from the lighting circuit unit to the discharge lamp. You may let them.
演算処理プログラムは、放電ランプを定電力、定電圧または定電流などの所要の制御パターンを始め、点灯状態に応じた制御量などを決定するように構成されている。 The arithmetic processing program is configured to determine a control amount according to a lighting state, including a required control pattern such as constant power, constant voltage, or constant current for the discharge lamp.
また、演算処理手段は、その機能を達成するために、たとえば読み出し専用メモリROM、一時記憶メモリRAM、中央処理ユニットCPUおよび電気的書き込み可能不揮発性メモリEEPROMなどによって構成することができる。このような構成における各要素の主な役割は以下のとおりである。 The arithmetic processing means can be constituted by, for example, a read-only memory ROM, a temporary storage memory RAM, a central processing unit CPU, an electrically writable nonvolatile memory EEPROM and the like in order to achieve the function. The main role of each element in such a configuration is as follows.
読み出し専用メモリROMには、制御プログラムおよび参照用のデータたとえば電圧値、電流値、変換テーブルおよび演算式の係数などを記憶させておく。 The read-only memory ROM stores a control program and reference data such as a voltage value, a current value, a conversion table, and a coefficient of an arithmetic expression.
一時記憶メモリRAMには、データを一時記憶させる。 The temporary storage memory RAM temporarily stores data.
中央処理ユニットCPUは、プログラムにしたがって演算を行う。 The central processing unit CPU performs calculations according to a program.
電気的書き込み可能不揮発性メモリEEPROMは、標準点灯状態データを記憶する。 The electrically writable nonvolatile memory EEPROM stores standard lighting state data.
(その他の構成について)放電ランプは、蛍光ランプなどの低圧放電ランプおよび高輝度放電ランプと称される高圧放電ランプのいずれであってもよい。また、誘電体バリヤ放電ランプなどであってもよい。 (Other Configurations) The discharge lamp may be either a low-pressure discharge lamp such as a fluorescent lamp or a high-pressure discharge lamp called a high-intensity discharge lamp. Further, a dielectric barrier discharge lamp or the like may be used.
また要すれば、電源電圧検出手段を配設し、その電源電圧検出データを演算処理手段に入力して、電源電圧の変動に対する点灯状態への影響を除去するように構成することもできる。 Further, if necessary, the power supply voltage detection means can be provided, and the power supply voltage detection data can be input to the arithmetic processing means to remove the influence on the lighting state with respect to the fluctuation of the power supply voltage.
そして本発明においては、演算処理手段のCPUの動作の一部を一時的に停止させて、その後再び動作を開始させることにより、パルスの時間幅を延伸させる。そして、このようにして時間幅が延伸されたパルスを、時間幅を延伸しない適当数のパルスごとに混在させることにより、平均値として見たときに周波数が低減することになる。 In the present invention, a part of the operation of the CPU of the arithmetic processing means is temporarily stopped, and then the operation is started again, thereby extending the time width of the pulse. The frequency is reduced when viewed as an average value by mixing the pulses whose time width is extended in this way for every appropriate number of pulses not extending the time width.
そうして、本発明においては、パルスの時間幅の延伸の程度および時間幅を延伸したパルスの混在率を変化させることにより、パルスの周波数を所要の範囲内で調整することができる。周波数の調整可能な範囲を10%程度にすることは容易である。要すれば、調整可能な範囲を10%を超えて設定することもできる。 Thus, in the present invention, the frequency of the pulse can be adjusted within a required range by changing the degree of extension of the time width of the pulse and the mixing ratio of the pulses having the extended time width. It is easy to make the frequency adjustable range about 10%. If necessary, the adjustable range can be set to exceed 10%.
したがって、たとえば製造段階においては、本発明を適用して制御信号のパルスの周波数を変化させて標準点灯状態に調整することによって、回路部品の特性ばらつきを吸収することができる。なお、この場合の周波数可調整範囲は5%程度あればよい。 Therefore, for example, in the manufacturing stage, by applying the present invention and changing the frequency of the pulse of the control signal to adjust to the standard lighting state, it is possible to absorb the characteristic variation of the circuit components. In this case, the frequency adjustable range may be about 5%.
また、通常点灯時においては、点灯状態検出手段によって検出した放電ランプの点灯状態検出信号をA/D変換して、演算処理手段の内部で標準点灯状態データと比較し、その差に応じて演算処理手段から点灯回路手段に供給する制御信号の周波数を負帰還的に制御することによって、放電ランプを標準点灯状態で点灯させることができる。この場合には、点灯周波数がたとえば平均的な周波数であるところの約50kHz程度ならば、5〜10%の周波数可調整範囲があればよい。 In normal lighting, the discharge lamp lighting state detection signal detected by the lighting state detection means is A / D converted, compared with the standard lighting state data inside the arithmetic processing means, and calculated according to the difference. By controlling the frequency of the control signal supplied from the processing means to the lighting circuit means in a negative feedback manner, the discharge lamp can be lit in the standard lighting state. In this case, if the lighting frequency is about 50 kHz, which is an average frequency, for example, a frequency adjustable range of 5 to 10% is sufficient.
さらに、本発明においては、周波数を変化させて放電ランプを調光点灯させることもできる。 Furthermore, in the present invention, the discharge lamp can be dimmed by changing the frequency.
上記のいずれの態様においても、時間幅の異なるパルスが混在した制御信号で点灯回路手段が制御されることにより、放電ランプの発光の時間幅が変化するが、パルスが高い繰り返し周波数であれば、実際上視覚的に問題にはならない。 In any of the above aspects, the lighting circuit means is controlled by a control signal in which pulses having different time widths are mixed, so that the time width of light emission of the discharge lamp changes. It is not actually a visual problem.
また、以上説明したように、本発明においては、クロック信号の分解能を高めることなく制御信号の周波数を微調整できるので、放電ランプ点灯装置を安価にするのに効果的である。 Further, as described above, in the present invention, the frequency of the control signal can be finely adjusted without increasing the resolution of the clock signal, which is effective in reducing the cost of the discharge lamp lighting device.
そうして、タイマ機能を内蔵したシングルチップマイコンのタイマ機能を一時的に動作を停止させ、その後再び動作を開始させることにより、簡単な構成でパルスの時間幅を延伸させることができる。 Thus, by temporarily stopping the timer function of the single-chip microcomputer incorporating the timer function and then starting the operation again, the time width of the pulse can be extended with a simple configuration.
本発明においては、クロック信号の分解能を高めることなく制御信号の周波数を微調整できるので、演算処理手段にシングルチップマイコンを用いることができ、したがって放電ランプ点灯装置を安価に構成することができる。 In the present invention, since the frequency of the control signal can be finely adjusted without increasing the resolution of the clock signal, a single chip microcomputer can be used as the arithmetic processing means, and therefore the discharge lamp lighting device can be configured at low cost.
また、本発明においては、割り込み処理を用いてCPUの動作の一部を停止させるので、演算処理が簡単になる。 Further, in the present invention, a part of the operation of the CPU is stopped using interrupt processing, so that the arithmetic processing is simplified.
請求項2の発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体に配設された請求項1記載の放電ランプ点灯装置と;を具備していることを特徴としている。 A lighting device according to a second aspect of the present invention includes: a lighting device main body; and the discharge lamp lighting device according to the first aspect disposed in the lighting device main body.
本発明の照明装置は、放電ランプの発光を何らかの目的で利用するあらゆる装置を含む広い概念である。たとえば、各種照明器具、表示用装置および画像読取装置などである。 The illuminating device of the present invention is a broad concept including all devices that use the light emission of a discharge lamp for some purpose. For example, various lighting fixtures, display devices, and image reading devices.
照明器具としては、屋内用および屋外用の照明器具を含む。 The lighting fixture includes indoor and outdoor lighting fixtures.
表示用装置としては、内照式表示装置および外照式表示装置を含む。また、前者に用いるバックライト装置をも照明装置に含む。 The display device includes an internal illumination display device and an external illumination display device. Moreover, the backlight apparatus used for the former is also included in an illuminating device.
画像読取装置は、これを組み込んだ複写機、スキャナおよびファクシミリなどのOA機器を含む。 The image reading apparatus includes OA equipment such as a copying machine, a scanner, and a facsimile machine in which the image reading apparatus is incorporated.
請求項1の各発明によれば、タイマ動作の動作を一時的に停止させて、その後再び動作を開始するように構成することにより、演算処理手段から点灯回路手段に供給される制御信号の時間幅を延伸させると、制御信号の周波数を平均値として低減して周波数の微調整が可能になる放電ランプ点灯装置を提供することができる。 According to each aspect of the present invention, the time of the control signal supplied from the arithmetic processing means to the lighting circuit means is configured by temporarily stopping the timer operation and then starting the operation again. When the width is extended, it is possible to provide a discharge lamp lighting device in which the frequency of the control signal is reduced as an average value and the frequency can be finely adjusted.
請求項2の発明によれば、請求項1の効果を有する照明装置を提供することができる。
According to invention of
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の放電ランプ点灯装置の第1の参考実施形態を示す回路ブロック図である。 FIG. 1 is a circuit block diagram showing a first reference embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
図において、1は交流電源、2は点灯回路手段、3は放電ランプ、4は点灯状態検出手段、5は演算処理手段、6は設定手段である。 In the figure, 1 is an AC power source, 2 is a lighting circuit means, 3 is a discharge lamp, 4 is a lighting state detection means, 5 is an arithmetic processing means, and 6 is a setting means.
交流電源1は、低周波交流の電源で、たとえば商用電源である。
The
(点灯回路手段2について)点灯回路手段2は、整流回路2a、直流安定化電源回路2b、高周波インバータ2cおよび限流インピーダンス2dを備え、高周波を発生する。
(About the lighting circuit means 2) The lighting circuit means 2 includes a rectifier circuit 2a, a DC stabilized power supply circuit 2b, a high-
整流回路2aは、全波整流回路からなる。 The rectifier circuit 2a is a full-wave rectifier circuit.
直流安定化電源回路2bは、全波整流出力を所要の電圧で、かつ安定化された直流電圧を得るために用いられる。 The DC stabilized power supply circuit 2b is used to obtain a stabilized DC voltage with a full-wave rectified output at a required voltage.
高周波インバータ2cは、直流電源に対して直列接続された一対のスイッチング手段Q1、Q2を備えたハーフブリッジ形インバータからなり、ゲートドライブ回路2c1が付設されている。
The high-
ゲートドライブ回路2c1は、後述する演算処理手段5から供給される制御信号を電圧変換によって電圧が0〜10V程度のドライブ信号を発生し、これを一対のスイッチング手段Q1、Q2のゲートに交互に印加してインバータ動作を行わせる。 The gate drive circuit 2c1 generates a drive signal having a voltage of about 0 to 10V by voltage conversion of a control signal supplied from the arithmetic processing means 5 to be described later, and alternately applies this to the gates of the pair of switching means Q1 and Q2. Then, inverter operation is performed.
限流インピーダンス2dは、インダクタからなり、高周波インバータ2cの高周波出力端間に放電ランプ3および直流カットコンデンサC1と直列接続されている。
The current limiting impedance 2d is composed of an inductor, and is connected in series with the
(放電ランプ3について)放電ランプ3は、蛍光ランプからなり、点灯回路手段2の高周波出力で付勢されて点灯する。
(About the discharge lamp 3) The
C2は、フィラメント加熱コンデンサで、放電ランプの一対のフィラメント電極の非電源側端子間に接続して、フィラメント加熱回路を形成している。 C2 is a filament heating capacitor, which is connected between the non-power supply side terminals of a pair of filament electrodes of the discharge lamp to form a filament heating circuit.
(点灯状態検出手段4について)点灯状態検出手段4は、ランプ電圧検出部4aおよびランプ電流検出部4bにより構成されている。 (About the lighting state detection means 4) The lighting state detection means 4 is comprised by the lamp voltage detection part 4a and the lamp current detection part 4b.
ランプ電圧検出部4aは、図示を省略しているが、放電ランプ3の両端間電圧を検出する。
Although not shown, the lamp voltage detector 4a detects the voltage across the
ランプ電流検出部4bは、図示を省略しているが、放電ランプ3と直列接続された電流検出用電流変成器を備えている。
Although not shown, the lamp current detection unit 4 b includes a current detection current transformer connected in series with the
(演算処理手段5について)演算処理手段5は、読み出し専用メモリROM、一時記憶メモリRAM、中央処理ユニットCPUおよび電気的書き込み可能不揮発性メモリEEPROMによって構成されている。なお、5aは上記の各構成要素を情報の授受関係に接続するバスラインである。
(Regarding Arithmetic Processing Unit 5) The
読み出し専用メモリROMは、演算処理プログラムを記憶している。プログラムは、少なくとも検査モードと通常点灯モードとを含んでいる。そして、検査モードにおいては、放電ランプ3の点灯状態を順次変化させるように制御信号を送出するとともに、後述する設定手段6から通常点灯状態へ設定が変更されたときに、その際の制御信号に対応するデータを標準点灯状態データとして記憶するようにプログラムが構成されている。
The read only memory ROM stores an arithmetic processing program. The program includes at least an inspection mode and a normal lighting mode. In the inspection mode, a control signal is sent so as to sequentially change the lighting state of the
演算処理手段5のCPUから点灯回路手段2に供給される制御信号は、0〜3Vから0〜5V程度のパルス電圧である。 The control signal supplied from the CPU of the arithmetic processing means 5 to the lighting circuit means 2 is a pulse voltage of about 0 to 3V to 0 to 5V.
(設定手段6について)設定手段6は、演算処理手段5の動作モードを検査モードと通常点灯モードとのいずれかに設定する。
(Regarding Setting Unit 6) The setting unit 6 sets the operation mode of the
(動作について)最初に、検査モードについて説明する。 (Operation) First, the inspection mode will be described.
設定手段6を操作して検査モードに設定すると、演算処理手段5のCPUはROMから検査モードの演算処理プログラムを読み出し、順次周波数が減少する方向に変化するパルスからなる制御信号を発生して点灯回路手段2のゲートドライブ回路2c1に送出する。ゲートドライブ回路2c1は、制御信号を電圧変換してゲートドライブ信号を発生し、これを一対のスイッチング手段Q1、Q2のゲートに交互に印加するので、高周波インバータ2cが動作して、高周波電圧を発生する。
When the setting means 6 is operated to set the inspection mode, the CPU of the arithmetic processing means 5 reads the arithmetic processing program for the inspection mode from the ROM, generates a control signal composed of pulses that sequentially change in the frequency decreasing direction, and lights up. The signal is sent to the gate drive circuit 2c1 of the circuit means 2. The gate drive circuit 2c1 converts the control signal into a voltage to generate a gate drive signal, which is alternately applied to the gates of the pair of switching means Q1 and Q2, so that the
一方、放電ランプ点灯装置の出力端に放電ランプ3として標準負荷を接続する。また、標準負荷に流れるランプ電流に相当する負荷電流と、標準負荷の端子電圧とを計測して負荷電力を算出する電力計を接続してから、高周波電圧を標準負荷に印加する。そして、上記の動作に対応して高周波電圧の周波数が順次減少していくので、これに伴い限流インピーダンス2dが減少していく。このため、標準負荷に流れる負荷電流が順次増加していく。
On the other hand, a standard load is connected as the
そこで、電力計をたとえばオペレータが監視して、予め定められている所定の点灯状態に相当する所定の負荷電力になったところで、設定手段6を操作して通常点灯モードに設定する。これにより、設定が変更された時点の制御信号に対応するデータが標準点灯状態データとしてEEPROMに記憶される。 Therefore, the wattmeter is monitored by an operator, for example, and when the predetermined load power corresponding to a predetermined lighting state determined in advance is reached, the setting means 6 is operated to set the normal lighting mode. Thereby, the data corresponding to the control signal at the time when the setting is changed is stored in the EEPROM as the standard lighting state data.
次に、通常点灯EEPROMに記憶されているモードについて説明する。 Next, modes stored in the normally lit EEPROM will be described.
設定手段6が通常点灯状態モードの状態で交流電源1が投入されると、演算処理手段5のCPUがROMに記憶されている通常点灯モードの演算処理プログラムを読み出す。次に、CPUがEEPROMに記憶されている標準点灯状態データを読み出して初期状態設定を行い、標準点灯状態データに対応する制御信号を発生して点灯回路手段2に送出する。
When the
制御信号の供給を受けたゲートドライブ回路2c1は、制御信号に対応したゲートドライブ信号を変換によって発生し、一対のスイッチング手段Q1、Q2を交互にスイッチングするので、高周波インバータ2bは、動作を開始して放電ランプ3に高周波電圧を印加する。
The gate drive circuit 2c1 that has received the supply of the control signal generates a gate drive signal corresponding to the control signal by conversion and switches the pair of switching means Q1 and Q2 alternately. Therefore, the high frequency inverter 2b starts operation. A high frequency voltage is applied to the
放電ランプ3が点灯すると、点灯状態検出手段4からランプ電流およびランプ電圧が検出され、CPUに送出される。CPU内のA/Dコンバータ機能によって点灯状態検出信号がアナログ形式からディジタル形式に変換されてから、制御信号データとの差異の有無およびその程度がCPUによって演算される。その結果、差異があればその程度に応じて負帰還的に補正された制御信号が形成されて点灯回路手段に送出されるので、結局放電ランプ3は負帰還制御によって標準点灯状態に維持されることになる。
When the
図2は、本発明の放電ランプ点灯装置の第2の参考実施形態を示す回路ブロック図である。 FIG. 2 is a circuit block diagram showing a second reference embodiment of the discharge lamp lighting device of the present invention.
図において、図1と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。 In the figure, the same parts as those in FIG.
本参考実施形態は、CPUに外部入力部5bを備えている点で異なる。 This reference embodiment is different in that the CPU includes an external input unit 5b.
すなわち、外部入力部5bを備えるに当たり、外部入力部5bにスイッチング信号が入力したときに、そのときの制御信号に対応するデータを標準点灯状態データとしてEEPROMに記憶するように演算処理プログラムを構成している。 That is, when the external input unit 5b is provided, when the switching signal is input to the external input unit 5b, the arithmetic processing program is configured to store the data corresponding to the control signal at that time in the EEPROM as the standard lighting state data. ing.
外部入力部5bにに入力させるスイッチング信号は、たとえばオペレータが点灯状態を示す計器を監視していて、所定点灯状態になったときにスイッチを操作することにより、形成されるようになっている。 The switching signal to be input to the external input unit 5b is formed, for example, when an operator monitors a meter indicating a lighting state and operates a switch when a predetermined lighting state is reached.
図3は、本発明の放電ランプ点灯装置の第3の参考実施形態を示す回路ブロック図である。 FIG. 3 is a circuit block diagram showing a third reference embodiment of the discharge lamp lighting device of the present invention.
図において、図1と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。 In the figure, the same parts as those in FIG.
本参考実施形態は、点灯状態検出信号が所定値になったときの制御信号に対応するデータを標準点灯状態データとして記憶するように構成した点で異なる。 This reference embodiment is different in that data corresponding to a control signal when the lighting state detection signal becomes a predetermined value is stored as standard lighting state data.
すなわち、放電ランプ点灯装置に内蔵している点灯状態検出手段4が外部入力端子4cを配設している。そして、検査モードにおいては、外部入力端子4cに予め校正されるとともに、内蔵の点灯状態検出手段4と同一仕様の標準点灯状態検出手段(図示しない。)を接続して、その標準点灯状態検出手段から標準点灯状態検出信号を外部入力端子4cに入力させる。 That is, the lighting state detection means 4 built in the discharge lamp lighting device is provided with the external input terminal 4c. In the inspection mode, a standard lighting state detection means (not shown) having the same specifications as the built-in lighting state detection means 4 is connected to the external input terminal 4c in advance, and the standard lighting state detection means is connected thereto. The standard lighting state detection signal is input to the external input terminal 4c.
そうして、標準点灯状態検出信号が入力したときに送出される制御信号に対応するデータを標準点灯状態データとしてEEPROMに記憶させる Then, the data corresponding to the control signal transmitted when the standard lighting state detection signal is input is stored in the EEPROM as the standard lighting state data.
図4は、本発明の放電ランプ点灯装置の第1の実施形態を示す回路図である。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a first embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
図において、図1と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。 In the figure, the same parts as those in FIG.
本実施形態は、演算処理手段5にシングルチップマイコンを用いて制御信号の周波数をクロック信号発振器の分解能を変更することなく調整するように構成するとともに、直流安定化回路2bを昇圧チョッパによって構成した点で異なる。 In the present embodiment, a single-chip microcomputer is used as the arithmetic processing means 5 so as to adjust the frequency of the control signal without changing the resolution of the clock signal oscillator, and the DC stabilization circuit 2b is configured by a boost chopper. It is different in point.
すなわち、シングルチップマイコンからなる演算処理手段5は、タイマ機能を備えるが、割り込み処理によってタイマ機能を一時的に停止させて、その後再び動作を開始することができるように構成されている。 That is, the arithmetic processing means 5 composed of a single-chip microcomputer has a timer function, but is configured so that the timer function can be temporarily stopped by interrupt processing and then the operation can be started again.
図5は、本発明の放電ランプ点灯装置の第4の実施形態における制御信号の時間幅を延伸させる動作原理を説明する波形図である。 FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operating principle of extending the time width of the control signal in the fourth embodiment of the discharge lamp lighting device of the present invention.
図において、横軸は時間を、縦軸は電圧を、それぞれ示す。また、矢印t1は演算処理手段5の一部動作を停止させる停止開始時間を、矢印t2は再び動作を開始させる動作再開時間を、それぞれ示す。 In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. An arrow t1 indicates a stop start time for stopping the partial operation of the arithmetic processing means 5, and an arrow t2 indicates an operation restart time for starting the operation again.
図から明かなように、時間t1−t2の間制御信号の時間幅が延伸されるので、平均値としての周波数が低減することになる。 As is clear from the figure, the time width of the control signal is extended during the time t1-t2, so that the frequency as the average value is reduced.
次に、再び図4に戻って直流安定化回路2bについて説明する。 Next, returning to FIG. 4 again, the DC stabilizing circuit 2b will be described.
すなわち、直流安定化回路2bを構成している昇圧チョッパは、一対の入力端2b1が整流回路2aの直流出力端間に接続している。また、一対の出力端2b2が高周波インバータ2cの直流入力端間に接続している。
That is, the boost chopper constituting the DC stabilizing circuit 2b has a pair of input terminals 2b1 connected between the DC output terminals of the rectifier circuit 2a. A pair of output terminals 2b2 are connected between the DC input terminals of the high-
一対の入力端間にインダクタ2b3およびスイッチング手段2b4の直列回路が接続されている。 A series circuit of an inductor 2b3 and a switching means 2b4 is connected between the pair of input terminals.
スイッチング手段2b4と並列にダイオード2b5および平滑コンデンサ2b6の直列回路が接続されている。 A series circuit of a diode 2b5 and a smoothing capacitor 2b6 is connected in parallel with the switching means 2b4.
そして、スイッチング手段2b4は、そのゲートにゲートドライブ回路2b7が接続されている。 The switching means 2b4 has a gate drive circuit 2b7 connected to its gate.
そうして、昇圧チョッパは、スイッチング手段2b4のオン時間をTONとし、オフ時間をTOFFとするとし、入力電圧をVp、出力電圧をVoとすると、数式1に示すように入力電圧より高い出力電圧を得ることができる。
(数1)Vo=(TON+TOFF)Vp/TOFF
また、入力力率が高くて、しかも高調波歪が著しく少なくなる。
Then, the boosting chopper assumes that the ON time of the switching means 2b4 is TON, the OFF time is TOFF, the input voltage is Vp, and the output voltage is Vo. Can be obtained.
(Equation 1) Vo = (TON + TOFF) Vp / TOFF
Also, the input power factor is high and the harmonic distortion is remarkably reduced.
図6は、本発明の照明装置の一実施形態における照明器具を示す斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view showing a lighting fixture in one embodiment of the lighting device of the present invention.
図において、7は照明器具本体、8は放電ランプ点灯装置である。 In the figure, 7 is a lighting fixture body, and 8 is a discharge lamp lighting device.
照明器具本体7は、基体7aおよびランプソケット7bを備えている。さらに、必要に応じて反射板、端子台および配線などを含んでいる。 The luminaire main body 7 includes a base body 7a and a lamp socket 7b. Furthermore, a reflector, a terminal block, wiring, etc. are included as needed.
放電ランプ点灯装置8は、放電ランプ点灯回路8aおよび放電ランプ8bからなる。
The discharge
放電ランプ点灯回路8aは、図1に示す構成を備えている。 The discharge lamp lighting circuit 8a has the configuration shown in FIG.
放電ランプ8bは、蛍光ランプからなる。 The discharge lamp 8b is a fluorescent lamp.
そうして、本実施形態の照明器具は、放電ランプ8bの光出力が一定した照明を行うことができるものである Then, the lighting fixture of this embodiment can perform illumination with a constant light output of the discharge lamp 8b.
1…交流電源
2…点灯回路手段
2a…整流回路
2b…直流安定化電源回路
2c…高周波インバータ
2c1…ゲートドライブ回路
2d…限流インピーダンス
3…放電ランプ
4…点灯状態検出手段
4a…ランプ電圧検出部
4b…ランプ電流検出部
5…演算処理手段
5a…バスライン
6…設定手段
C1…直流カットコンデンサ
C2…フィラメント加熱コンデンサ
Q1…スイッチング手段
Q2…スイッチング手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
放電ランプの点灯状態を検出して点灯状態検出信号を発生する点灯状態検出手段と;
タイマ機能を内蔵し、タイマ動作の一部を割り込み処理を用いて一時的に停止させて、その後再び動作を開始することができるように構成されているとともに、点灯状態検出信号に応じて演算により制御信号を形成して点灯回路手段に供給する演算処理手段と;
を具備し、
演算処理手段は、タイマ動作の一部を割り込み処理を用いて一時的に停止させて、その後再び動作を開始させることにより、制御信号であるパルスの時間幅を延伸させるとともに、時間幅が延伸されたパルスを時間幅を延伸しない適当数のパルスごとに混在させることにより、平均値として見たときに周波数が低減するように制御することを特徴とする放電ランプ点灯装置。 Lighting circuit means for controlling the lighting state of the discharge lamp in response to a control signal described later;
Lighting state detection means for detecting a lighting state of the discharge lamp and generating a lighting state detection signal;
Built-in timer function, configured to be able to temporarily stop part of the timer operation using interrupt processing and then start the operation again , and calculate according to the lighting state detection signal Arithmetic processing means for forming a control signal and supplying it to the lighting circuit means;
Comprising
The arithmetic processing means temporarily stops part of the timer operation using interrupt processing, and then starts the operation again, thereby extending the time width of the pulse as the control signal and extending the time width. pulse by Zaisa mixed for each appropriate number of pulses does not extend the time width was, the discharge lamp lighting device and controls so that the frequency is reduced when viewed as an average value.
照明装置本体に配設された請求項1記載の放電ランプ点灯装置と;
を具備していることを特徴とする照明装置。 A lighting device body;
The discharge lamp lighting device according to claim 1, which is disposed in the lighting device body;
An illumination device comprising:
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