JP5576748B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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本発明は、蛍光灯やHIDランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置、特に力率改善回路または電力変換回路におけるスイッチング素子のオンオフ制御の改良に関する。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as a fluorescent lamp or an HID lamp, and more particularly to an improvement in on / off control of a switching element in a power factor correction circuit or a power conversion circuit.

従来、放電灯点灯装置としては、銅鉄型の安定器(いわゆる銅鉄バラスト)が用いられてきた。安定器にはランプ電流を適正に制限するという役目があるが、銅鉄型の安定器では重量が重くなるとともに安定器自体が大型化してしまうため、近年では、安定器の軽量化、小型化、高機能化を目的としてスイッチング素子やダイオード等の電子部品を用いたいわゆる電子式安定器が利用されている。   Conventionally, as a discharge lamp lighting device, a copper iron type ballast (so-called copper iron ballast) has been used. Ballasts have the role of properly limiting the lamp current, but copper iron ballasts are heavier and larger in size, so in recent years the ballasts have become lighter and smaller. So-called electronic ballasts using electronic components such as switching elements and diodes have been used for the purpose of higher functionality.

電子式安定器、いわゆる電子バラストは、交流電源ACの交流出力が入力され直流を出力する直流電源回路と、直流電源回路の両出力端に接続され放電灯Laへの供給電力を調整・制御する電力変換回路とで構成される。
直流電源回路には、交流を全波整流する全波整流器と、その両出力端に並列接続される平滑コンデンサとによって、比較的簡単に構成されたものがある。また、直流電源回路には、全波整流器と、該全波整流出力を入力して一定振幅の直流電圧を高効率で生成する力率改善回路(アクティブフィルターとも呼ばれる。)とから構成されるものもある。この力率改善回路には力率改善のために数十kHzの周波数でオンオフ切換可能なスイッチング素子が設けられ、力率改善制御回路が該スイッチング素子の駆動を制御する。
An electronic ballast, a so-called electronic ballast, adjusts and controls the power supplied to the discharge lamp La connected to both output terminals of the DC power supply circuit and the DC power supply circuit that receive the AC output of the AC power supply AC and outputs DC. It consists of a power conversion circuit.
Some DC power supply circuits are configured relatively simply by a full-wave rectifier for full-wave rectification of alternating current and a smoothing capacitor connected in parallel to both output terminals thereof. The DC power supply circuit includes a full-wave rectifier and a power factor correction circuit (also called an active filter) that inputs the full-wave rectified output and generates a DC voltage having a constant amplitude with high efficiency. There is also. This power factor correction circuit is provided with a switching element that can be switched on and off at a frequency of several tens of kHz to improve the power factor, and the power factor correction control circuit controls the driving of the switching element.

一方、電力変換回路としては、一般的に降圧チョッパ型の回路構成が用いられる。電力変換回路には、10kHz〜500kHzの周波数でオンオフ切換可能なスイッチング素子が設けられ、電力変換制御回路が該スイッチング素子の駆動を制御する。電力変換制御回路は、放電灯のランプ電圧に応じて該スイッチング素子のスイッチング周波数又はオンデューティを調整して、放電灯への供給電力を制御する。
力率改善回路や電力変換回路には、スイッチング素子のオン状態で磁場のエネルギーを蓄積し、オフ状態でエネルギーを放出するインダクタが設けられている。インダクタのエネルギーの蓄積と放出が高周波のオンオフ切換により繰り返されることで、力率改善や電力変換が達成される。
On the other hand, a step-down chopper type circuit configuration is generally used as the power conversion circuit. The power conversion circuit is provided with a switching element that can be switched on and off at a frequency of 10 kHz to 500 kHz, and the power conversion control circuit controls driving of the switching element. The power conversion control circuit controls the power supplied to the discharge lamp by adjusting the switching frequency or on-duty of the switching element according to the lamp voltage of the discharge lamp.
The power factor correction circuit and the power conversion circuit are provided with an inductor that accumulates magnetic field energy when the switching element is on and releases energy when the switching element is off. Power factor improvement and power conversion are achieved by repeatedly storing and releasing the energy of the inductor by high-frequency on / off switching.

近年、電子式安定器の小型化への要求が高まり、回路効率を高めることで部品の小型化を図ってきた。直流電源回路や電力変換回路の回路効率を高めるため、これらの回路に内蔵されるスイッチング素子の制御方法にソフトスイッチングと呼ばれる制御が採用されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、電力変換回路のスイッチング素子に対してゼロクロススイッチングモードの制御を実行した場合の回路効率について説明されている。ゼロクロススイッチングとは、インダクタ等の電圧または電流が零になるタイミング(このタイミングをゼロクロスと呼ぶ。)でスイッチング素子のオンオフを切り替える制御方法を言う。インダクタに流れる電流(I)が略零になるタイミングで、スイッチング素子をオフからオンに切り換えれば、電流(I)とスイッチング素子に印加される電圧との関係で生じるスイッチングロスを小さくできる。
In recent years, the demand for miniaturization of electronic ballasts has increased, and the miniaturization of components has been attempted by increasing circuit efficiency. In order to increase the circuit efficiency of the DC power supply circuit and the power conversion circuit, a control called soft switching is employed as a method for controlling the switching elements incorporated in these circuits (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 describes the circuit efficiency when the control of the zero-cross switching mode is executed for the switching element of the power conversion circuit. Zero-cross switching is a control method for switching on and off a switching element at a timing when voltage or current of an inductor or the like becomes zero (this timing is referred to as zero-crossing). If the switching element is switched from OFF to ON at the timing when the current (I L ) flowing through the inductor becomes substantially zero, the switching loss caused by the relationship between the current (I L ) and the voltage applied to the switching element can be reduced. .

特許第3470529号公報Japanese Patent No. 3470529 特表2009−539220号公報Special table 2009-539220

ゼロクロススイッチングモードを実行する上で重要なことは、オフからオンへの切換のタイミング、すなわちソフトスイッチングの一周期の終わりのタイミングを何らかの方法で正しく検知することである。一般的には、チョークコイルに追加された二次巻き線(特許文献1の図1参照)やカレントトランス(特許文献2の図2参照)を用いて、その電圧の変化をみてオンタイミングを決定していた。しかし、二次巻き線やカレントトランスで得られる信号の立ち上がり、立ち下りは緩やかで、また、扱う電力により信号の振幅が変動してしまい、一周期の終わりのタイミングが不正確になることがあった。   What is important in executing the zero-crossing switching mode is to properly detect the timing of switching from off to on, that is, the timing of the end of one cycle of soft switching. In general, a secondary winding added to the choke coil (see FIG. 1 of Patent Document 1) and a current transformer (see FIG. 2 of Patent Document 2) are used to determine the on-timing based on the change in voltage. Was. However, the rise and fall of the signal obtained by the secondary winding and current transformer are slow, and the amplitude of the signal fluctuates depending on the power handled, resulting in inaccurate timing at the end of one cycle. It was.

また、特許文献1には、直流電源回路のグランドレベル側の出力端に、抵抗器(特許文献1の図10の符号28参照)を接続し、これを検出用抵抗器として用いることで、ソフトスイッチングの一周期の終わりを検知する方法も説明されている。検出用抵抗器の電圧を検出し、この電圧に基づいてスイッチング素子をオンオフ制御する。振幅の大きい信号を検出するためには、抵抗器の抵抗値を大きくする必要がある。しかし、抵抗の増加は回路損失の増大を招くので避けたい。そうすると、特許文献1の抵抗器による検出では信号振幅を大きくすることができず、ノイズの影響を受け易くなる。   Further, in Patent Document 1, a resistor (see reference numeral 28 in FIG. 10 of Patent Document 1) is connected to the output terminal on the ground level side of the DC power supply circuit, and this is used as a detection resistor. A method for detecting the end of one cycle of switching is also described. The voltage of the detection resistor is detected, and the switching element is on / off controlled based on this voltage. In order to detect a signal having a large amplitude, it is necessary to increase the resistance value of the resistor. However, an increase in resistance causes an increase in circuit loss and should be avoided. If it does so, in the detection by the resistor of patent document 1, a signal amplitude cannot be enlarged, but it becomes easy to receive to the influence of noise.

特に、HIDランプ(高圧放電灯)のランプ特性は激しく変動するため、ソフトスイッチングの各周期でのインダクタのエネルギー放出時間が変化してしまう。従来のソフトスイッチングではこのようなランプ特性の変動にオンオフ切換えのタイミングを充分に追従させることができず、回路効率の悪化の原因となっていた。適正なオンタイミングが常に変化してしまう場合でも回路損失を低減できるように、インダクタに流れる電流が零になるタイミングをリアルタイムで正確に検出することが求められていた。   In particular, since the lamp characteristics of the HID lamp (high pressure discharge lamp) fluctuate drastically, the energy release time of the inductor in each soft switching period changes. Conventional soft switching cannot sufficiently follow the timing of on / off switching to such a change in lamp characteristics, which causes deterioration in circuit efficiency. In order to reduce the circuit loss even when the proper on-timing always changes, it has been required to accurately detect the timing when the current flowing through the inductor becomes zero in real time.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、直流電源回路または電力変換回路においてソフトスイッチングの一周期の終わりを正確に検出し、ゼロクロススイッチングモードにおけるオンタイミングのズレによる回路損失を最小限に押さえることである。回路効率の改善を行って、放電灯点灯装置の消費電力の削減を計り、発電所内でのCO2の発生量を低減させて、地球温暖化防止に貢献することが可能な放電灯点灯装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and an object of the present invention is to accurately detect the end of one cycle of soft switching in a DC power supply circuit or a power conversion circuit and to detect a circuit caused by an on-timing shift in a zero cross switching mode. Minimize losses. Provides a discharge lamp lighting device that can contribute to the prevention of global warming by improving the circuit efficiency, reducing the power consumption of the discharge lamp lighting device, and reducing the amount of CO2 generated in the power plant There is to do.

前記課題を解決するために本発明にかかる放電灯点灯装置は、交流電圧を全波整流し、放電灯に対して並列接続された電解コンデンサを介して、該放電灯に点灯電流を供給するものであって、
前記電解コンデンサの正極に向けて全波整流後の整流電流を供給するインダクタおよびダイオードの直列回路、および、前記インダクタおよびダイオードの接続点と前記電解コンデンサの負極とを結んで前記電解コンデンサに対して並列に接続されたスイッチング素子を有して、該スイッチング素子のオンオフ駆動で前記電解コンデンサを充電するように構成された充電手段と、
前記スイッチング素子のオンオフ駆動を制御する制御手段と、
前記スイッチング素子の両端子間の電圧に基づいてオン切換のタイミング信号を生成して前記制御手段に送るゼロクロス検出手段と、
を備える。
そして、前記スイッチング素子のドレイン側端子が、前記インダクタおよびダイオードの接続点と結ばれ、前記スイッチング素子のソース側端子が、前記電解コンデンサの負極と結ばれており、前記ゼロクロス検出手段は、前記スイッチング素子の両端子に対して並列に接続された検出用コンデンサおよび検出用抵抗器のCR直列回路を有する。オフ状態で前記インダクタを流れる電流が零になるタイミングで、前記スイッチング素子のドレイン−ソース間の出力容量と前記インダクタとが共振を起こして、前記スイッチング素子のドレイン電圧が低下した場合に、前記検出用コンデンサが該ドレイン電圧の変化部分を取り出して、前記検出用抵抗器の電圧がオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送られることを特徴とする。
本発明では、検出用コンデンサがリアクタンス素子であり、基本的には抵抗のような発熱が発生しない特性を有する。よって、検出用コンデンサが高いドレイン電圧(例えば数百ボルト)から制御手段の入力信号(例えば10V以下)までの大半の電圧降下機能を受け持つにも関わらず、発熱が起こらないので電力のロスが少なくて済む。
なお、本発明において、検出用コンデンサの静電容量は、スイッチング素子のドレイン−ソース間の出力容量よりも小さいことが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a discharge lamp lighting device according to the present invention supplies full current rectification of an AC voltage to the discharge lamp via an electrolytic capacitor connected in parallel to the discharge lamp. Because
A series circuit of an inductor and a diode that supplies a rectified current after full-wave rectification toward the positive electrode of the electrolytic capacitor, and a connection point of the inductor and the diode and a negative electrode of the electrolytic capacitor are connected to the electrolytic capacitor. Charging means having switching elements connected in parallel and configured to charge the electrolytic capacitor by on-off driving of the switching elements;
Control means for controlling on-off driving of the switching element;
Zero-cross detection means for generating an on-switching timing signal based on the voltage between both terminals of the switching element and sending it to the control means;
Is provided.
The drain side terminal of the switching element is connected to the connection point of the inductor and the diode, the source side terminal of the switching element is connected to the negative electrode of the electrolytic capacitor, and the zero cross detection means It has a CR series circuit of a detection capacitor and a detection resistor connected in parallel to both terminals of the element. When the current flowing through the inductor in the off state becomes zero, the output capacitance between the drain and source of the switching element and the inductor resonate, and the drain voltage of the switching element is reduced. The capacitor for taking out the change portion of the drain voltage, and the voltage of the detection resistor is sent to the control means as an ON switching timing signal .
In the present invention, the detection capacitor is a reactance element, and basically has a characteristic that heat generation such as resistance does not occur. Therefore, although the detection capacitor is responsible for most voltage drop functions from the high drain voltage (for example, several hundred volts) to the input signal (for example, 10 V or less) of the control means, heat generation does not occur, so power loss is small. I'll do it.
In the present invention, the capacitance of the detection capacitor is preferably smaller than the output capacitance between the drain and source of the switching element.

また、本発明にかかる放電灯点灯装置は、交流電圧を全波整流する整流回路と、該整流回路の両出力端に接続される電解コンデンサと、該電解コンデンサからの直流電流を放電灯の点灯電流に変換して供給する電力変換回路とを備え、前記電解コンデンサからの直流電流に基づいて放電灯へ点灯電流を供給するものであって、
前記電解コンデンサの正極には放電灯の一方の電極が接続され、
前記電力変換回路は、
前記放電灯の他方の電極と前記電解コンデンサの負極とを結ぶインダクタおよびスイッチング素子の直列回路と、オフ状態でインダクタからの電流を放電灯経由で該インダクタに回送するため、放電灯と前記インダクタの直列回路の両端を結ぶダイオードとを有して、前記スイッチング素子のオンオフ駆動で該電解コンデンサからの直流電流を放電灯の点灯電流に変換するとともに、
前記スイッチング素子のオンオフ駆動を制御する制御手段と、
前記スイッチング素子の両端子間の電圧に基づいてオン切換のタイミング信号を生成して前記制御手段に送るゼロクロス検出手段と、を備える。
そして、前記スイッチング素子のドレイン側端子が、前記インダクタおよびダイオードの接続点と結ばれ、前記スイッチング素子のソース側端子が、前記電解コンデンサの負極と結ばれており、前記ゼロクロス検出手段としては、前述と同様の手段を用いることを特徴とする。
The discharge lamp lighting device according to the present invention includes a rectifier circuit for full-wave rectification of an AC voltage, an electrolytic capacitor connected to both output terminals of the rectifier circuit, and a direct current from the electrolytic capacitor for lighting the discharge lamp. A power conversion circuit that converts and supplies the current, and supplies a lighting current to the discharge lamp based on a direct current from the electrolytic capacitor,
One electrode of a discharge lamp is connected to the positive electrode of the electrolytic capacitor,
The power conversion circuit includes:
A series circuit of an inductor and a switching element connecting the other electrode of the discharge lamp and the negative electrode of the electrolytic capacitor, and a current from the inductor in the off state is routed to the inductor via the discharge lamp. Having a diode connecting both ends of the series circuit, and converting the direct current from the electrolytic capacitor to the lighting current of the discharge lamp by the on-off drive of the switching element,
Control means for controlling on-off driving of the switching element;
And zero-cross detection means for generating an ON switching timing signal based on the voltage between both terminals of the switching element and sending the timing signal to the control means.
The drain side terminal of the switching element is connected to a connection point of the inductor and the diode, and the source side terminal of the switching element is connected to the negative electrode of the electrolytic capacitor. The same means is used.

また、ハーフブリッジ方式またはフルブリッジ方式の電力変換回路では、前記ゼロクロス検出手段は、前記電解コンデンサの負極側に一端が接続されたグランドレベル側のスイッチング素子の両端子間の電圧から、オン切換のタイミング信号を生成することが好ましい。   In the half-bridge type or full-bridge type power conversion circuit, the zero-cross detection means switches on from a voltage between both terminals of a ground level side switching element having one end connected to the negative electrode side of the electrolytic capacitor. It is preferable to generate a timing signal.

ゼロクロス検出手段の具体的な構成は、前記スイッチング素子の両端子に並列に接続された検出用コンデンサおよび検出用抵抗器のCR直列回路を有することが好ましく、オフ状態で前記インダクタを流れる電流が零になるタイミングで、前記スイッチング素子のドレイン−ソース間の出力容量と前記インダクタとが共振を起こして、前記スイッチング素子のドレイン電圧が低下した場合に、前記検出用コンデンサが該ドレイン電圧の変化部分を取り出し、前記検出用抵抗器の電圧がオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送られるようにすればよい。   The specific configuration of the zero-cross detection means preferably includes a CR series circuit of a detection capacitor and a detection resistor connected in parallel to both terminals of the switching element, and the current flowing through the inductor in the off state is zero. When the output capacitance between the drain and the source of the switching element and the inductor resonate at a timing when the drain voltage of the switching element decreases, the detection capacitor detects the change portion of the drain voltage. The voltage of the detection resistor may be taken out and sent to the control means as an ON switching timing signal.

ここで、前記ゼロクロス検出手段の検出用抵抗器は、複数の抵抗器の直列接続により構成され、該複数の抵抗器によって分圧された電圧をオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送ってもよい。
また、ゼロクロス検出手段は、前記検出用抵抗器の両端子に並列に接続されたツェナーダイオードを有し、該ツェナーダイオードを介して前記検出用抵抗器の電圧をオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送ることが好ましい。
Here, the detection resistor of the zero-cross detection means is constituted by a series connection of a plurality of resistors, and the voltage divided by the plurality of resistors may be sent to the control means as an ON switching timing signal. Good.
The zero-cross detection means has a Zener diode connected in parallel to both terminals of the detection resistor, and the control means uses the voltage of the detection resistor via the Zener diode as an ON switching timing signal. It is preferable to send to.

本発明において、スイッチング素子がオフ状態の時に、インダクタを流れる電流が零になると、スイッチング素子のドレイン−ソース間の出力容量とインダクタとが共振を起こし、スイッチング素子のドレイン電圧が急減する。本発明によれば、スイッチング素子の両端子に小容量の検出用コンデンサが接続されているので、検出用コンデンサがドレイン電圧の変化を取り出すことができる。しかも、小容量の検出用コンデンサをスイッチング素子の両端子に並列に接続したことで、電圧の変化部分を特に強調して取り出すことが可能となり、オン切換のタイミングを正確に捉えることができる。
また、ゼロクロス検出手段として検出用コンデンサを用いないで、抵抗のみでゼロクロスを検出しようとすると、抵抗の発熱による電力ロスを引き起こしてしまう。これに対して本発明では、検出用コンデンサがリアクタンス素子であり、基本的には抵抗のような発熱が発生しない特性を有する。よって、検出用コンデンサが大半の電圧降下機能を受け持つにも関わらず、電力のロスが少なくて済む。例えば、数百ボルトの高い電圧からエネルギーロスをほとんど伴うこと無く、制御手段への10V以下の入力信号を発生させることが可能になる。
従って、検出用コンデンサによって取り出されたスイッチング素子のドレイン電圧の変化のタイミングを用いれば、オン切換のタイミング信号を正確に生成することができる。よって本発明のゼロクロス検出手段を用いれば、直流電源回路または電力変換回路においてソフトスイッチングの一周期の終わりを正確に検出することができ、放電灯点灯装置の回路効率の大幅な改善を行うことができる。
In the present invention, when the current flowing through the inductor becomes zero when the switching element is in the OFF state, the output capacitance between the drain and source of the switching element and the inductor resonate, and the drain voltage of the switching element rapidly decreases. According to the present invention, since a small-capacitance detection capacitor is connected to both terminals of the switching element, the detection capacitor can extract a change in drain voltage. In addition, since a small-capacitance detection capacitor is connected in parallel to both terminals of the switching element, it is possible to take out the voltage change portion with particular emphasis and to accurately grasp the on-switching timing.
Further, if a zero-cross is detected only by a resistor without using a detection capacitor as the zero-cross detection means, a power loss due to heat generation of the resistor is caused. On the other hand, in the present invention, the detection capacitor is a reactance element, and basically has a characteristic that heat generation such as resistance does not occur. Therefore, although the detection capacitor is responsible for most of the voltage drop functions, power loss can be reduced. For example, it becomes possible to generate an input signal of 10 V or less to the control means with little energy loss from a high voltage of several hundred volts.
Therefore, if the timing of the change of the drain voltage of the switching element taken out by the detection capacitor is used, an ON switching timing signal can be generated accurately. Therefore, if the zero cross detection means of the present invention is used, the end of one cycle of soft switching can be accurately detected in the DC power supply circuit or the power conversion circuit, and the circuit efficiency of the discharge lamp lighting device can be greatly improved. it can.

本発明の放電灯点灯装置の全体回路構成図である。It is a whole circuit block diagram of the discharge lamp lighting device of this invention. 本発明にかかるゼロクロス検出回路を力率改善回路に適用した場合の回路図である。It is a circuit diagram at the time of applying the zero cross detection circuit concerning this invention to a power factor improvement circuit. ゼロクロス検出回路の構成図である。It is a block diagram of a zero cross detection circuit. 図2に示すゼロクロス検出回路の要部における信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform in the principal part of the zero cross detection circuit shown in FIG. 本発明にかかるゼロクロス検出回路をフルブリッジ型インバータ回路に適用した場合の回路図である。It is a circuit diagram at the time of applying the zero cross detection circuit concerning this invention to a full bridge type inverter circuit.

以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明する。
図1に本発明にかかる放電灯点灯装置の構成図を示す。
同図において、放電灯点灯装置は、直流電源回路7および電力変換回路3から構成されている。直流電源回路7は、電力変換回路3に安定供給するための直流電力を交流電源ACから作り出す処理を行う。電力変換回路3は、直流電源回路7からの直流電力を放電灯のランプ電力に変換する処理を行う。放電灯点灯装置は、電力変換回路3の両出力端に接続された放電灯へ所定の点灯電流を供給する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
In the figure, the discharge lamp lighting device is composed of a DC power supply circuit 7 and a power conversion circuit 3. The DC power supply circuit 7 performs processing for generating DC power for stable supply to the power conversion circuit 3 from the AC power supply AC. The power conversion circuit 3 performs a process of converting DC power from the DC power supply circuit 7 into lamp power of a discharge lamp. The discharge lamp lighting device supplies a predetermined lighting current to the discharge lamp connected to both output ends of the power conversion circuit 3.

直流電源回路7および電力変換回路3には、高周波スイッチング素子がそれぞれ組み込まれており、ソフトスイッチングによってオンオフ制御されるようになっている。本発明では、回路技術を用いてソフトスイッチングの一周期の終わり、すなわちオフ状態からオン状態に切り替えるタイミングを正確に検出する検出回路を提供することができる。
ここでは、第一実施形態で直流電源回路7のスイッチング素子をソフトスイッチングでオンオフ制御する場合を説明し、第二実施形態で電力変換回路3のスイッチング素子をソフトスイッチングでオンオフ制御する場合を説明する。
The DC power supply circuit 7 and the power conversion circuit 3 are each incorporated with a high-frequency switching element and are controlled to be turned on and off by soft switching. The present invention can provide a detection circuit that accurately detects the end of one cycle of soft switching, that is, the timing of switching from an off state to an on state, using circuit technology.
Here, a case will be described in which the switching element of the DC power supply circuit 7 is controlled by soft switching in the first embodiment, and a case in which the switching element of the power conversion circuit 3 is controlled by soft switching in the second embodiment. .

第一実施形態
図2に本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路構成を示す。
<放電灯点灯装置の全体構成>
同図において、放電灯点灯装置は、商用電源ACから供給される交流電力を全波整流し直流化する全波整流器2と、該全波整流器2の出力を定電圧化、高力率化する力率改善回路8と、力率改善回路8の出力する直流電力をランプ電力に変換して放電灯Laに供給する電力変換回路3と、力率改善回路8におけるソフトスイッチングの一周期の終わりを検出するゼロクロス検出回路12と、力率改善回路8に組み込まれている高周波スイッチング素子Q1のオンオフ制御を行う力率改善制御回路1とを備える。
First Embodiment FIG. 2 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to this embodiment.
<Overall configuration of discharge lamp lighting device>
In the figure, the discharge lamp lighting device full-wave rectifies the full-wave rectified AC power supplied from the commercial power supply AC, and converts the output of the full-wave rectifier 2 to a constant voltage and increases the power factor. The power factor improvement circuit 8, the power conversion circuit 3 that converts the DC power output from the power factor improvement circuit 8 into lamp power and supplies it to the discharge lamp La, and the end of one cycle of soft switching in the power factor improvement circuit 8 A zero-cross detection circuit 12 for detecting, and a power factor correction control circuit 1 for performing on / off control of the high-frequency switching element Q1 incorporated in the power factor correction circuit 8 are provided.

ゼロクロス検出回路12には、スイッチング素子Qの電圧が入力され、検出回路12の出力電圧が力率改善制御回路1に送られる。力率改善制御回路1は検出回路12の出力電圧から最適なオンタイミングを識別し、力率改善回路8のスイッチング素子Qへオンオフ切換信号を送るようになっている。 The zero-cross detection circuit 12 receives the voltage of the switching element Q 1 and sends the output voltage of the detection circuit 12 to the power factor correction control circuit 1. The power factor correction control circuit 1 discriminates an optimum on timing from the output voltage of the detection circuit 12 and sends an on / off switching signal to the switching element Q 1 of the power factor correction circuit 8.

全波整流器2は、全波整流ダイオードブリッジで構成され、低周波( 例えば50Hz )の電源である商用交流電源ACの出力端の両端に接続されている。   The full-wave rectifier 2 is configured by a full-wave rectifier diode bridge, and is connected to both ends of the commercial AC power supply AC that is a low-frequency (for example, 50 Hz) power supply.

力率改善回路8は、全波整流器2の後段に接続され、アクティブ平滑フィルタとも呼ばれる。この力率改善回路8は、全波整流器2の一方の出力端( 図では+電圧出力端 )に一端部が接続されたインダクタL(チョークコイル)と、このインダクタLの他端部と全波整流器2のもう一方の出力端( 図では−電圧出力端 )の間にドレインおよびソースが接続された高周波スイッチング素子Qと、該スイッチング素子Qのスイッチングに伴う高周波成分通流用フィルタとしての平滑コンデンサCと、前記インダクタLとスイッチング素子Q間の接続点にアノードが接続された転流ダイオードDと、この転流ダイオードDのカソードと全波整流器2の−電圧出力端との間に接続された電解コンデンサCを備えている。 The power factor correction circuit 8 is connected to the subsequent stage of the full-wave rectifier 2 and is also called an active smoothing filter. The power factor correction circuit 8, a full-wave rectifier one output terminal of the second inductor end to the (+ voltage output terminal in the drawing) is connected L 1 and (choke coil), and the other end of the inductor L 1 (in the figure - voltage output terminal) the other output terminal of the full-wave rectifier 2 and the high frequency switching element Q 1 which drain and source are connected between, as a high-frequency component passing diverted filter with the switching of the switching element Q 1 A smoothing capacitor C 1 , a commutation diode D 1 having an anode connected to a connection point between the inductor L 1 and the switching element Q 1 , a cathode of the commutation diode D 1 , and a negative voltage output of the full-wave rectifier 2. and a electrolytic capacitor C 2 connected between an end.

そして、力率改善回路8は、全波整流回路2に入力される交流電流を歪みのない正弦波に整形し、振幅一定の安定化した直流電流を高効率で生成し、電解コンデンサCに静電エネルギーを充電する。力率改善回路8に組み込まれているインダクタL、高周波スイッチング素子Q、転流ダイオードDは、電解コンデンサCにエネルギーを充電する充電回路9を構成する。電解コンデンサCは、該コンデンサの両端子間に電力変換回路3を介して接続された放電灯Laへ点灯電流を供給する。 The power factor correction circuit 8, the alternating current input to the full-wave rectifying circuit 2 is shaped into a sine wave without distortion, the amplitude constant stabilized direct current generated by the high efficiency, the electrolytic capacitor C 2 Charge electrostatic energy. The inductor L 1 , the high-frequency switching element Q 1 , and the commutation diode D 1 incorporated in the power factor correction circuit 8 constitute a charging circuit 9 that charges the electrolytic capacitor C 2 with energy. Electrolytic capacitor C 2 supplies a lighting current to the discharge lamp La which is connected via a power conversion circuit 3 between both terminals of the capacitor.

言い換えると、充電回路9は、電解コンデンサCの正極に向けて全波整流後の整流電流を供給するインダクタLとダイオードDとの直列回路、および、インダクタLとダイオードD間の接続点と電解コンデンサCの負極とを結ぶスイッチング素子Qを有する。スイッチング素子Qは、ダイオードDと電解コンデンサCに対して並列に接続されていると言える。 In other words, the charging circuit 9, the series circuit of the inductor L 1 and the diode D 1 supplies a rectified current after full-wave rectification toward the positive electrode of the electrolytic capacitor C 2, and, between the inductors L 1 and the diode D 1 having a switching element Q 1 which connects the connecting point between the anode of the electrolytic capacitor C 2. The switching element Q 1 is said to be connected in parallel to the diode D 1 and the electrolytic capacitor C 2.

スイッチング素子Qは、インダクタLとダイオードDの中間点にスイッチング素子Qのドレイン側端子を接続し、電解コンデンサCの負極端子が接続されるグランドラインにスイッチング素子Qのソース側端子を接続する。スイッチング素子QにはNチャネルのエンハンスメント形のMOSFETを使用する。スイッチング素子Qのゲートに力率改善制御回路1からの駆動電流が供給されてゲート電圧が生じると、ドレイン−ソース間に電流が流れる。この状態をスイッチング素子Qのオン状態という。一方、ゲートに駆動電流が供給されず、ドレイン電流が流れない状態をオフ状態という。 The switching element Q 1 has a drain side terminal of the switching element Q 1 connected to an intermediate point between the inductor L 1 and the diode D 1 , and a source side of the switching element Q 1 connected to a ground line to which a negative electrode terminal of the electrolytic capacitor C 2 is connected. Connect the terminals. The switching element Q 1 using the enhancement type N-channel MOSFET. When the gate voltage drive current is supplied from the power factor improvement control circuit 1 to the gate of the switching element Q 1 is generated, the drain - current flows between the source. This state of the ON state of the switching element Q 1. On the other hand, a state where no drive current is supplied to the gate and no drain current flows is called an off state.

なお、平滑コンデンサCは、全波整流回路2からの整流電流の部分平滑およびスイッチング素子Qのオフ時にインダクタLで発生した電流を該インダクタLに戻すためにも用いられる。 Incidentally, smoothing capacitor C 1 is also used for returning the partial smoothing and the current generated in the inductor L 1 when off the switching element to Q 1 rectified current from the full-wave rectifying circuit 2 to the inductor L 1.

ゼロクロス検出回路12は、スイッチング素子Qの両端子間電圧を取り込むため、2箇所の入力端1a、1bに接続される。一方の入力端1aは、インダクタLとダイオードD間の接続点からスイッチング素子Qのドレインまでの間に設けられ、もう一方の入力端1bは、全波整流器2の−電圧出力端から延びるグランドレベルの電力線上に設けられる。 Zero-cross detection circuit 12 for capturing the voltage between the two terminals of the switching element Q 1, the two locations inputs 1a, is connected to 1b. One input terminal 1a is provided from the connection point between the inductor L 1 and the diode D 1 until the drain of the switching element Q 1, the other input terminal 1b is of the full-wave rectifier 2 - from the voltage output terminal It is provided on an extended ground level power line.

力率改善制御回路1は、力率改善回路(昇圧チョッパ回路)8の出力側の電解コンデンサCの出力電圧に応じて高周波スイッチング用スイッチング素子Qのオン期間を制御することで、その出力電圧が一定値となるようにフィードバック制御する。同時に、制御回路1は全波整流器2の全波整流電圧の振幅レベルの監視( 整流器の+電圧出力端の検出電圧 )と、グランドレベルを流れる電流レベルの監視とに基づいて全波整流電圧の振幅レベルに応じてスイッチング素子Qのオン期間を制御することで、入力交流電流を入力交流電圧の位相に一致させる力率改善の制御も行っている。これによって、力率改善回路8は、全波整流電圧を高力率で安定化直流電圧に変換する。なお、スイッチング素子Qのスイッチング周波数は通常数十kHzである。 The power factor improvement control circuit 1 controls the ON period of the high frequency switching switching element Q 1 in accordance with the output voltage of the electrolytic capacitor C 2 of the power factor correction circuit (step-up chopper circuit) 8 output side, the output Feedback control is performed so that the voltage becomes a constant value. At the same time, the control circuit 1 detects the full-wave rectified voltage based on the monitoring of the amplitude level of the full-wave rectified voltage of the full-wave rectifier 2 (the detected voltage at the + voltage output terminal of the rectifier) and the current level flowing through the ground level. by controlling the oN period of the switching element Q 1 in accordance with the amplitude level, and also controls the power factor correction to match the phase of the input AC voltage input AC current. As a result, the power factor correction circuit 8 converts the full-wave rectified voltage into a stabilized DC voltage with a high power factor. The switching frequency of the switching element Q 1 is usually several tens kHz.

次に、力率改善回路8の動作を説明する。
スイッチング素子Qのオン状態では、インダクタLとダイオードDの中間点の電位は、グランドレベル(ゼロ)となり、インダクタLの端子間電圧は整流後の直流電圧と等しくなる。すると、インダクタLに磁場のエネルギーが蓄積され、インダクタLを流れる電流は増加する。全波整流器2からの直流電流は、インダクタLからスイッチング素子Qを通ってグランドラインへ流れる。言い換えると、スイッチング素子Qのオン状態では、ダイオードDと電解コンデンサCがバイパスされることになる。
Next, the operation of the power factor correction circuit 8 will be described.
In the on-state switching element Q 1, the potential of the midpoint of the inductor L 1 and the diode D 1 is the ground level (zero), and the voltage between the terminals of the inductor L 1 becomes equal to the DC voltage after rectification. Then, the energy of the magnetic field in the inductor L 1 is accumulated, the current flowing through the inductor L 1 is increased. Direct current from the full-wave rectifier 2 flows from the inductor L 1 through the switching element Q 1 to the ground line. In other words, in the on-state switching element Q 1, so that the diode D 1 and the electrolytic capacitor C 2 is bypassed.

スイッチング素子Qのオフ状態では、インダクタLとダイオードDの中間点の電位は、電解コンデンサCの電圧(>整流後の直流電圧)と等しくなる。すると、インダクタLから磁場のエネルギーが放出され、インダクタLを流れる電流は徐々に減少する。インダクタLからの電流は、ダイオードDを通って電解コンデンサCを充電し、平滑コンデンサCを通過してインダクタLへ戻る。 In the off state of the switching element Q 1, the potential of the midpoint of the inductor L 1 and the diode D 1 is equal to the electrolytic capacitor C 2 of the voltage (> DC voltage after rectification). Then, the energy of the magnetic field from the inductor L 1 is discharged, the current flowing through the inductor L 1 is gradually decreased. Current from the inductor L 1 passes through the diode D 1 to charge the electrolytic capacitor C 2, back through the smoothing capacitor C 1 to the inductor L 1.

<ゼロクロス検出回路>
以下、本発明において特徴的な高い回路効率でソフトスイッチングを可能とするゼロクロス検出回路12について説明する。
ゼロクロス検出回路12は、力率改善回路1による高力率で安定化直流電圧の生成を、高い回路効率で実行できるように、ソフトスイッチングの一周期の終わりを正確に検出する回路である。図2に示すように、ゼロクロス検出回路12の1組の入力端1a、1bはスイッチング素子の両端子に接続され、1組の出力端2a、2bは力率改善制御回路1に接続されている。
<Zero cross detection circuit>
Hereinafter, the zero-cross detection circuit 12 that enables soft switching with high circuit efficiency characteristic of the present invention will be described.
The zero cross detection circuit 12 is a circuit that accurately detects the end of one cycle of soft switching so that the generation of a stabilized DC voltage with a high power factor by the power factor correction circuit 1 can be executed with high circuit efficiency. As shown in FIG. 2, one set of input terminals 1 a and 1 b of the zero cross detection circuit 12 are connected to both terminals of the switching element, and one set of output terminals 2 a and 2 b are connected to the power factor correction control circuit 1. .

図3にゼロクロス検出回路12の詳しい回路構成を示す。
同図において、ゼロクロス検出回路12は、入力端1a、1b間に並列に接続されるCR直列回路10と、このCR直列回路10の抵抗成分に対して並列に接続されたツェナーダイオードZDとを有し、ツェナーダイオードZDの両端子に出力端2a、2bが設けられている。
FIG. 3 shows a detailed circuit configuration of the zero cross detection circuit 12.
In the figure, the zero-cross detection circuit 12 has an input terminal 1a, a CR series circuit 10 connected in parallel between 1b, and a zener diode ZD 1 connected in parallel with the resistance component of the CR series circuit 10 It has an output terminal 2a to the terminals of the Zener diode ZD 1, 2b are provided.

CR直列回路10は、容量成分と抵抗成分が直列接続されている。比較的小さい容量成分である検出用コンデンサC11の一端(正の電荷側)は入力端1aとなり、検出用コンデンサC11の他端(負の電荷側)と出力端1b間に2つの検出用抵抗器R、Rの直列接続である抵抗成分が接続されている。検出用コンデンサC11の他端に接続される検出用抵抗器Rの一端を端子3aとし、検出用抵抗器R、R間の中間点を端子3bとし、出力端1bに接続される検出用抵抗器Rの他端を端子3cとする。
ツェナーダイオードZDは、検出用抵抗器Rの両端子3b、3cに並列に接続されている。
ゼロクロス検出回路12への入力電圧Vは、力率改善回路8のスイッチング素子Qのドレインとグランド間の電圧である。この入力電圧VがCR直列回路10に印加された際の抵抗成分(R、R)に生じる電圧は、2つの検出用抵抗器R、Rによって分圧されて、ツェナーダイオードZDを介して出力電圧になる。
The CR series circuit 10 has a capacitance component and a resistance component connected in series. Relatively small end of the detection capacitor C 11 is a capacitance component (positive charge side), whereby the input terminal 1a, the other end of the detection capacitor C 11 (negative charge side) and for the two detection between the output terminals 1b A resistance component that is a series connection of resistors R 2 and R 1 is connected. One end of the detection resistor R 2 connected to the other end of the detecting capacitor C 11 and the terminal 3a, an intermediate point between the detection resistor R 2, R 1 and terminal 3b, is connected to the output terminal 1b the other end of the detection resistor R 1 and the terminal 3c.
Zener diode ZD 1 is both terminals 3b of the detection resistor R 1, is connected in parallel to 3c.
An input voltage V 1 to the zero cross detection circuit 12 is a voltage between the drain of the switching element Q 1 of the power factor correction circuit 8 and the ground. The voltage generated in the resistance components (R 2 , R 1 ) when this input voltage V 1 is applied to the CR series circuit 10 is divided by the two detection resistors R 2 , R 1 , and the Zener diode ZD 1 becomes the output voltage.

<ゼロクロスの検出方法>
ゼロクロスとは、スイッチング損失の原因となる電流値または電圧値がちょうど零になるタイミングを示す。検出回路に生じる信号波形図に基づいて、ゼロクロスの検出方法を説明する。
図4にゼロクロス検出回路12中の要部の信号波形を示す。
同図(A)はスイッチング素子Qの状態を示し、
同図(B)はインダクタ電流Iの変化を示す。
同図(C)は、スイッチング素子Qの両端子間電圧(V)の波形である。
同図(D)は、グランド側の入力端1bを基準とする、検出用抵抗器Rの検出用コンデンサ側の端子3aの電位、つまり、検出用抵抗器R、Rの直列回路の両端電圧の波形である。
同図(E)は、ツェナーダイオードZDの両端子間電圧(V)の波形である。
<Zero cross detection method>
The zero cross indicates a timing at which the current value or voltage value causing the switching loss becomes exactly zero. Based on signal waveform diagrams generated in the detection circuit, a zero cross detection method will be described.
FIG. 4 shows a signal waveform of a main part in the zero-cross detection circuit 12.
Fig (A) shows a state of the switching element Q 1,
FIG (B) shows a change in inductor current I L.
FIG. 4C shows the waveform of the voltage (V 1 ) between both terminals of the switching element Q 1 .
FIG (D) are based on the input end 1b of the ground side, of the detection capacitor side terminal 3a of the detection resistor R 2 potential, i.e., the series circuit of the detection resistor R 1, R 2 It is a waveform of a both-ends voltage.
FIG. 4E shows the waveform of the voltage (V 2 ) between both terminals of the Zener diode ZD 1 .

スイッチング素子Qのオンオフ駆動に応じて、両端子間の電圧(V)は同図(C)のように零ボルト(オン状態)と電解コンデンサCの電圧に等しい電圧値(オフ状態)とを交互に示す。入力電圧Vがゼロクロス検出回路12のCR直列回路10に印加された場合、つまり、入力端1bを基準(グランドレベル)として、入力端1aの電位がVであるとすると、検出用コンデンサC11により入力信号Vの変化成分のみが検出用抵抗器R、Rの直列回路に伝達され、グランドレベル(入力端1b)を基準とする検出用コンデンサC11と検出用抵抗器Rとの中点(端子3a)の電位V3aは、同図(D)のような両極性の信号になる。
検出用コンデンサC11と検出用抵抗器Rとの中点の電位V3aは、検出用抵抗器R、Rにより分圧され、分圧された電位が検出用抵抗器R、Rの中点(端子3b)に表れる。この中点(端子3b)における電位は、検出用抵抗器Rの両端に並列接続されたツェナーダイオードZDを介して出力電圧(V)になる。
Depending on and off driving of the switching element Q 1, between the two terminals of the voltage (V 1) the figure zero volts (ON state) and the voltage equal to the voltage value of the electrolytic capacitor C 2 as shown in (C) (off-state) Are shown alternately. If the input voltage V 1 is applied to the CR series circuit 10 of the zero-crossing detection circuit 12, that is, as a reference (ground level) input terminal 1b, the potential of the input terminal 1a is assumed to be V 1, the detection capacitor C only the change component of the input signal V 1 by 11 detecting resistor R 1, is transmitted to the series circuit of the R 2, detecting capacitor C 11 and the detection resistor R 2 relative to the ground level (input 1b) The potential V 3a at the midpoint (terminal 3a) is a bipolar signal as shown in FIG.
The potential V 3a at the midpoint between the detection capacitor C 11 and the detection resistor R 2 is divided by the detection resistors R 1 and R 2 , and the divided potential is detected by the detection resistors R 2 and R 2 . 1 appears at the midpoint (terminal 3b). In this mid-point (pin 3b) potential will through the Zener diode ZD 1 connected in parallel to both ends of the detecting resistor R 1 Output voltage (V 2).

<オン状態>
図2〜4に基づいて説明する。
スイッチング素子のオン状態では、インダクタLに整流後電圧が印加され、インダクタLに磁場のエネルギーが蓄積する。この間、図4(B)のようにインダクタ電流(I)は増加する。
オン状態では、スイッチング素子Qの端子間電圧Vは零ボルトであり(同図C)、端子3aにおける電位V3aは負の極性を示す(同図D)。この負電圧成分は、検出用抵抗器R、Rにより分圧されるが、ツェナーダイオードZDの順方向と端子3cから端子3bへの向きとが一致するから、端子3bの電位はツェナーダイオードZDによって零ボルトを示す。従って、出力電圧Vは零ボルトを示す(同図E)。
<On state>
This will be described with reference to FIGS.
In the ON state of the switching element, the rectified voltage is applied to the inductor L, and magnetic field energy is accumulated in the inductor L. During this time, the inductor current (I L ) increases as shown in FIG.
In the on state, the voltage between the terminals V 1 of the switching element Q 1 is zero volts (FIG. C), the potential V 3a at the terminal 3a indicates a negative polarity (FIG D). Although this negative voltage component is divided by the detection resistors R 2 and R 1 , the forward direction of the Zener diode ZD 1 coincides with the direction from the terminal 3c to the terminal 3b. Diode ZD 1 indicates zero volts. Therefore, the output voltage V 2 denotes the zero voltage (Fig E).

<オフ状態>
スイッチング素子のオフ状態では、インダクタLから磁場のエネルギーが放出し、電解コンデンサCを充電する。この間、図4(B)のようにインダクタ電流(I)は減少する。
オフ状態では、スイッチング素子Qの端子間電圧Vは、電解コンデンサCの電圧と等しく、例えば200Vを示す(同図C)。この電圧Vはゼロクロス検出回路12のCR直列回路に印加されるので、ターン・オフで端子3aにおける電位V3aは正極に反転し、例えば100Vになる。
<Off state>
In the off state of the switching device, the energy of the magnetic field from the inductor L is discharged to charge the electrolytic capacitor C 2. During this time, the inductor current (I L ) decreases as shown in FIG.
In the off state, the voltage V 1 between the terminals of the switching element Q 1 is equal to the voltage of the electrolytic capacitor C 2 , and shows 200 V, for example (FIG. C). Since the voltages V 1 is applied to the CR series circuit of the zero-crossing detection circuit 12, the potential V 3a at the terminal 3a on the turn-off is reversed to the positive electrode, for example a 100 V.

200Vのスイッチング素子Qの端子間電圧Vは、CR直列回路10に印加されて、その容量成分に電荷を蓄積させる。つまり、入力端1aから正電荷が検出用コンデンサC11へ流れる。検出用コンデンサC11への電荷の蓄積速度は、CR直列回路の容量値と抵抗値で決まる時定数により左右される。ここでは、時定数がインダクタLの放出時間よりも充分長くなるように、容量値と抵抗値が設定されている。従って、端子3aにおける電位V3aは時間の経過に従って減少する(同図D)。また、端子3aにおける正電圧成分は、検出用抵抗器R、Rによって分圧されるが、この分圧値よりもツェナー電圧の方が小さくなるように各抵抗値が設定されているため、端子3bの電圧はツェナー電圧でカットされる。従って、出力電圧Vはツェナー電圧値を示す(同図E)。 A voltage V 1 between terminals of the switching element Q 1 of 200 V is applied to the CR series circuit 10 and accumulates electric charges in its capacitance component. That is, flows from the input end 1a positive charges to the detection capacitor C 11. The rate of accumulation of charges to the detection capacitor C 11 is dependent by the time constant determined by the capacitance value and the resistance value of the CR series circuit. Here, the capacitance value and the resistance value are set so that the time constant is sufficiently longer than the discharge time of the inductor L. Accordingly, the potential V 3a at the terminal 3a decreases with the passage of time (D in the figure). Further, the positive voltage component at the terminal 3a is divided by the detection resistors R 2 and R 1 , but each resistance value is set so that the Zener voltage is smaller than the divided value. The voltage at the terminal 3b is cut by the Zener voltage. Therefore, the output voltage V 2 denotes the Zener voltage value (FIG E).

<検出用コンデンサに蓄積された電荷の放出>
インダクタLの磁場のエネルギー放出が終了すると、インダクタ電流Iが零になる。インダクタLと電解コンデンサC間にはダイオードDがあって、電解コンデンサCの電荷が逆流することはないから、インダクタ電流Iが零になると、スイッチング素子Qのドレイン−ソース間の出力容量とインダクタLとの間で共振が発生し、入力電圧Vが急激に低下してほぼゼロ電位となる(同図C)。すると、検出用コンデンサC11に蓄積された静電エネルギー(電荷)がスイッチング素子Qのドレイン−ソース間の出力容量を通過し、さらに端子1bから端子3c、検出用抵抗器R、Rを順に通過し、スイッチング素子Qへ戻る。このことにより、図4(D)のように、端子3aに負電圧が発生する。この負電圧は検出用抵抗器R、Rにより分圧されて、端子3bにも負電圧が発生するはずであるが、ツェナーダイオードZDの順方向の導通により短絡されて、出力電圧Vが零ボルトを示す。なお、出力容量とは、オフ状態のスイッチング素子Qにおいて、そのドレイン−ソース端子間に存在する静電容量を示す。
<Discharge of charge accumulated in detection capacitor>
When the energy release of the magnetic field of the inductor L 1 is completed, the inductor current I L becomes zero. Between the inductor L 1 and the electrolytic capacitor C 2 and a diode D 1, because the charge of the electrolytic capacitor C 2 is never flow back, the inductor current I L is zero, the drain of the switching element Q 1 - between the source the resonance occurs between the output capacitance and the inductor L 1, the input voltages V 1 becomes substantially zero potential rapidly decreases (FIG C). Then, the drain of the accumulated in the detecting capacitor C 11 electrostatic energy (charge) the switching element Q 1 - through the output capacitance between the source, further terminal 3c from the terminal 1b, the detecting resistor R 1, R 2 a pass in order, return to the switching element Q 1. As a result, a negative voltage is generated at the terminal 3a as shown in FIG. This negative voltage is divided by the detection resistors R 2 and R 1 and should also generate a negative voltage at the terminal 3b, but is short-circuited by the forward conduction of the Zener diode ZD 1 to generate an output voltage V 2 indicates zero volts. Note that the output capacitance, the switching element to Q 1 off state, its drain - shows the capacitance existing between the source terminal.

本発明で特徴的なことは、インダクタ電流Iが零になるタイミングと略同時に、上記のゼロクロス検出回路12の動作によって、出力電圧Vが零ボルトに急減することにある。このようなゼロクロス検出回路12の信号波形の変化、すなわちインダクタ電流が零になると、ゼロクロス検出回路12の出力信号Vが瞬時に零ボルトまで減少するという信号波形の変化を利用して、インダクタ電流が零になるゼロクロスのタイミングを正確に検出することができる。 It present invention characteristic of the inductor current I L roughly the timing becomes zero at the same time, by the operation of the zero-crossing detection circuit 12 is that the output voltage V 2 decreases rapidly to zero volts. Change in the signal waveform of such zero-cross detection circuit 12, i.e. when the inductor current becomes zero, by utilizing the change of the signal waveform of the output signal V 2 of the zero-cross detection circuit 12 is reduced to zero volts instantaneously, the inductor current It is possible to accurately detect the timing of zero crossing when becomes zero.

力率改善制御回路1は、ゼロクロス検出回路12の出力電圧(V)の変化によって、インダクタ電流Iが丁度零になるタイミングを検知でき、その情報をもとにスイッチング素子Qをターン・オンさせて次のスイッチング周期を開始させる。 The power factor improvement control circuit 1, the change in the output voltage of the zero-cross detection circuit 12 (V 2), the inductor current I L can detect timing just become zero, turn the switching element Q 1 based on the information Turn on to start the next switching period.

本実施形態によれば、急峻な立ち上がり、および、立ち下りの信号源(入力電圧V)から、その変化成分を強調する容量性結合(検出用コンデンサC11と検出用抵抗器R、Rの直列接続をスイッチング素子に対して並列に接続すること)により、検出用抵抗器R、Rの電圧信号を出力電圧Vとして取り出しているので、ソフトスイッチングにおけるゼロクロスのタイミングを精度良く検出することができる。
また、HIDランプのようにランプ特性が激しく変動する場合には、ソフトスイッチングの各周期でのインダクタLのエネルギー放出時間が変化してしまうが、本実施形態によれば、インダクタLに流れる電流が零になるタイミングをリアルタイムで正確に検出することができるため、回路効率の悪化を避けることができる。
According to the present embodiment, steep rise, and, falling signal source from (input voltage V 1), detecting resistor R 1 and emphasizes capacitive coupling (detection capacitor C 11 and the change component, R Since the voltage signals of the detection resistors R 1 and R 2 are taken out as the output voltage V 2 by connecting the serial connection of 2 in parallel with the switching element), the timing of zero crossing in soft switching can be accurately performed Can be detected.
Further, when varying the lamp characteristics are vigorous as HID lamps, the energy release time of the inductor L 1 in each cycle of the soft switching is changed, according to the present embodiment, flows through the inductor L 1 Since the timing when the current becomes zero can be accurately detected in real time, deterioration of circuit efficiency can be avoided.

なお、負電圧成分はツェナーダイオードZDの順方向の電圧でカットされ、正電圧成分はツェナー電圧でカットされるから、中点(端子3b)における電位は制御回路にとって安全な10V以下の電圧値に変換されることになる。 The negative voltage component is cut by the forward voltage of the Zener diode ZD 1, since a positive voltage component is cut by the Zener voltage, the midpoint potential in (terminal 3b) safe 10V below the voltage value for the control circuit Will be converted to.

また、ゼロクロス検出回路12に検出用コンデンサC11を用いないで、抵抗のみでゼロクロスを検出しようとすると、抵抗の発熱による電力ロスを引き起こす。これに対して本発明に用いる小容量の検出用コンデンサC11は、リアクタンス素子であり、基本的には、抵抗のような発熱が発生しない特性を有する。よって、検出用コンデンサC11は、大半の電圧降下分を受け持つにも関わらず、電力のロスを少なくすることができる。例えば、数百ボルトの高い電圧からエネルギーロスをほとんど伴うことなしに、制御回路への入力信号(10V以下)を発生させることが可能になる。
なお、スイッチング回路の部品定数およびスイッチング周波数の違いによっては、本発明のゼロクロス検出回路の後段に信号のディレー回路を追加し、ゼロボルトスイッチングのタイミングを調整する場合もある。
Further, without using the detecting capacitor C 11 to the zero-crossing detection circuit 12, when trying to detect a zero-cross in only resistors, causing power loss due to heat generation of the resistor. Detection capacitor C 11 having a small capacity for use in the present invention, on the other hand is a reactance element, basically, have the property of heat generation does not occur, such as resistance. Therefore, the detection capacitor C 11, despite the charge of the voltage drop of the majority, it is possible to reduce the loss of power. For example, it becomes possible to generate an input signal (10 V or less) to the control circuit with little energy loss from a high voltage of several hundred volts.
Depending on the difference in the component constants and switching frequency of the switching circuit, a signal delay circuit may be added after the zero cross detection circuit of the present invention to adjust the timing of zero volt switching.

第二実施形態
図5は、本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路構成を示す。
同図において、放電灯点灯装置は、商用電源ACから供給される交流電力から直流電力を生成する直流電源回路7と、直流電源回路7からの直流電力を放電灯のランプ電力に変換する処理を行う電力変換回路3と、電力変換回路3におけるソフトスイッチングの一周期の終わりを検出するゼロクロス検出回路12と、電力変換回路3に組み込まれている複数の高周波スイッチング素子Q〜Qのオンオフ制御を行うフルブリッジ型の電力変換制御回路11とを備えて構成される。
Second Embodiment FIG. 5 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to the present embodiment.
In the figure, the discharge lamp lighting device generates a DC power from an AC power supplied from a commercial power source AC, and a process of converting the DC power from the DC power circuit 7 into the lamp power of the discharge lamp. ON / OFF control of a plurality of high-frequency switching elements Q 2 to Q 5 incorporated in the power conversion circuit 3, a zero cross detection circuit 12 that detects the end of one cycle of soft switching in the power conversion circuit 3, And a full-bridge type power conversion control circuit 11 for performing

ゼロクロス検出回路12には、複数のスイッチング素子Q〜Qのうちでグランドラインにソースが接続され、高周波スイッチングを行うスイッチング素子Qの電圧が入力される。検出回路12の出力電圧は電力変換制御回路11に送られ、電力変換制御回路11は出力電圧から最適なオンタイミングを識別し、電力変換回路3の各スイッチング素子Q〜Qへ切換信号を送るようになっている。 The zero-cross detection circuit 12, a source to the ground line of the plurality of switching elements Q 2 to Q 5 is connected, the voltage of the switching element Q 5 to perform high-frequency switching is input. The output voltage of the detection circuit 12 is sent to the power conversion control circuit 11, and the power conversion control circuit 11 identifies the optimum on-timing from the output voltage and sends a switching signal to each of the switching elements Q 2 to Q 5 of the power conversion circuit 3. To send.

電力変換回路3は、フルブリッジ型のインバータ回路である。電力変換回路3は、直流電源回路7の両出力端に並列に接続されたスイッチング素子Q、Qの直列回路と、同様に直流電源回路7の両出力端に並列に接続された高周波スイッチング素子Q、Qの直列回路と、スイッチング素子Q〜Qのそれぞれに並列に且つ各素子Q〜Qの電流の向きとは反対方向に接続されたダイオードD〜Dと、スイッチング素子Q、Qの直列回路の接続点と高周波スイッチング素子Q、Qの直列回路の接続点との間に接続された放電灯LaおよびインダクタLの直列回路と、放電灯Laに対して並列に接続されて放電灯Laを流れる電流から、スイッチング素子Q、Qの高周波スイッチングによる高周波成分を側路( バイパス )させるためのコンデンサCと、電力変換回路3への入力電流を検出するための電流検出用抵抗Rと、この抵抗Rに高周波電流が流れるのを防ぐための高周波成分のバイパス用で小容量のコンデンサCと、を備えている。スイッチング素子Qは、その一端が直流電源回路7の負極側に接続されたグランドレベル側のスイッチング素子である。 The power conversion circuit 3 is a full bridge type inverter circuit. The power conversion circuit 3 includes a series circuit of switching elements Q 2 and Q 3 connected in parallel to both output terminals of the DC power supply circuit 7, and a high-frequency switching circuit connected in parallel to both output terminals of the DC power supply circuit 7. a series circuit of elements Q 4, Q 5, and the diode D 2 to D 5 that is connected in the opposite direction to the direction of and current of each element Q 2 to Q 5 in parallel to the respective switching elements Q 2 to Q 5 a series circuit of the switching element Q 2, a connection point of the series circuit of Q 3 and the high frequency switching element Q 4, Q the discharge lamp connected between the connection point of the series circuit of 5 La and the inductor L 2, the discharge lamp A capacitor C 4 for bypassing a high-frequency component due to high-frequency switching of the switching elements Q 4 and Q 5 from a current flowing in the discharge lamp La connected in parallel to La; A current detection resistor R 3 for detecting an input current to the power conversion circuit 3 and a small-capacitance capacitor C 3 for bypassing a high frequency component for preventing a high frequency current from flowing through the resistor R 3. I have. The switching element Q 5 is a switching element on the ground level side, one end of which is connected to the negative electrode side of the DC power supply circuit 7.

なお、スイッチング素子Q〜QとしてMOSFETを用いた場合は、MOSFETがその構成上内蔵している寄生ダイオードが逆電流通流用ダイオードD〜Dに利用されるので、特別にダイオードを接続する必要はない。 When MOSFETs are used as the switching elements Q 2 to Q 5 , parasitic diodes built in the MOSFETs are used for the reverse current carrying diodes D 2 to D 5. do not have to.

各スイッチング素子Q〜Qは、電力変換制御回路11からの制御信号によって、スイッチング素子Qがオン、Qが高周波スイッチングされ、スイッチング素子Q、Qがオフの状態と、スイッチング素子Q、Qがオフでスイッチング素子Qがオン、Qが高周波スイッチングされる状態とを交互に低周波(数十Hz〜数百Hz)で繰り返す。 Each of the switching elements Q 2 to Q 5 is in a state in which the switching element Q 2 is turned on, the Q 5 is high-frequency switched, and the switching elements Q 3 and Q 4 are turned off by the control signal from the power conversion control circuit 11. The state in which Q 2 and Q 5 are off, the switching element Q 3 is on, and Q 4 is high-frequency switched alternately repeats at low frequencies (several tens to several hundreds of Hz).

スイッチング素子Qがオンで、Qが高周波スイッチングしている期間においては、スイッチング素子Qのオン時、直流電源回路7からの直流電流が、スイッチング素子Q→放電灯La→インダクタL→スイッチング素子Qの順番で直流電源回路7の負極の端子に流れて、インダクタLに磁場のエネルギーが蓄積される。そして、スイッチング素子Qのオフ時、インダクタLに蓄積されているエネルギーが放出され、インダクタL→ダイオードD→スイッチング素子Q→放電灯La→インダクタLの経路で電流が流れる。 The switching element Q 2 is on, in a period in which Q 5 is high-frequency switching, when the switching element Q 5, a DC current from the DC power supply circuit 7, the switching element Q 2 → discharge lamp La → inductor L 2 → flows in the order of the switching elements Q 5 to the negative electrode terminal of the DC power supply circuit 7, the energy of the magnetic field is stored in the inductor L 1. Then, when the off of the switching element Q 5, energy stored in the inductor L 2 is released, the current flows through a path of the inductor L 2 → diode D 4 → the switching element Q 2 → discharge lamp La → inductor L 2.

一方、スイッチング素子Qがオンで、Qが高周波スイッチングしている期間においては、スイッチング素子Qのオン時、直流電源回路7からの直流電流が、スイッチング素子Q→インダクタL→放電灯La→スイッチング素子Qの順番で直流電源回路7の負極の端子に流れて、インダクタLに磁場のエネルギーが蓄積される。そして、スイッチング素子Qのオフ時、インダクタLに蓄積されているエネルギーが放出され、インダクタL→放電灯La→スイッチング素子Q→ダイオードD→インダクタLの経路で電流が流れる。 On the other hand, the switching element Q 3 is turned on, in a period in which Q 4 is a high-frequency switching, when the switching element Q 4, direct current from the DC power supply circuit 7, the switching element Q 4 → inductor L 2 → release flows to the negative electrode terminal of the lamp La → switching element Q DC power supply circuit 7 in 3 of the order, the energy of the magnetic field is stored in the inductor L 1. Then, when the off of the switching element Q 4, the energy stored in the inductor L 2 is released, the current flows through a path of the inductor L 2 → discharge lamp La → switching element Q 3 → the diode D 5 → inductor L 2.

このような動作を行う本実施形態の電力変換回路3は、以下の回路を基本構成とするフルブリッジ型の電力変換回路と言うことができる。すなわち、直流電源回路3の電解コンデンサCの正極に、放電灯Laの一方の電極が接続されており、基本構成となる電力変換回路は、放電灯Laの他方の電極と電解コンデンサCの負極とを結ぶインダクタLおよびスイッチング素子Q(またはQ)の直列回路と、オフ状態でインダクタLからの電流を放電灯La経由で該インダクタLに回送するため、放電灯LaとインダクタLの直列回路の両端を結ぶダイオードD(またはD)とを有する。そして、スイッチング素子Q(またはQ)のオンオフ駆動で該電解コンデンサCからの直流電流を放電灯Laの点灯電流に変換する。 The power conversion circuit 3 of the present embodiment that performs such an operation can be said to be a full-bridge type power conversion circuit having the following circuit as a basic configuration. That is, the electrolytic capacitor C 2 of the DC power supply circuit 3 to the positive electrode, the discharge lamp one of the electrodes is connected to La, the electric power conversion circuit as a basic configuration, the discharge lamp La and the other electrode and the electrolytic capacitor C 2 of a series circuit of an inductor L 2 and the switching element Q 5 connecting the negative electrode (or Q 4), for routing current from the inductor L 2 in the inductor L 2 through the discharge lamp La in the off state, and the discharge lamp La And a diode D 4 (or D 5 ) connecting both ends of the series circuit of the inductor L 2 . Then, to convert the direct current from the electrolytic capacitor C 2 to the lighting current of the discharge lamp La in off driving of the switching element Q 5 (or Q 4).

本実施形態におけるゼロクロス検出回路12は前述の実施形態と同じ構成のものを用いている。図5に示すように、ゼロクロス検出回路12の1組の入力端1a、1bはスイッチング素子Qの両端子に接続されている。
スイッチング素子Qが高周波でオンオフするモードでは、前述の実施形態と同様に、インダクタLの電流が零になるタイミングと略同時に、ゼロクロス検出回路12の動作によって、出力電圧Vが零ボルトに急減するので、インダクタ電流が零になるゼロクロスのタイミングを正確に検出することができる。
The zero cross detection circuit 12 in the present embodiment has the same configuration as that of the previous embodiment. As shown in FIG. 5, a pair of input terminals 1a of the zero-crossing detection circuit 12, 1b are connected to both terminals of the switching element Q 5.
In a mode in which the switching element Q 5 is turned on and off at a high frequency, similar to the embodiment described above, the current in the inductor L 2 is at the same time a timing substantially becomes zero, the operation of the zero-crossing detection circuit 12, the output voltage V 2 is zero volts Since it rapidly decreases, it is possible to accurately detect the timing of zero crossing when the inductor current becomes zero.

また、スイッチング素子Qが高周波でオンオフするモードでは、インダクタLの電流が零になるタイミングと略同時に、ゼロクロス検出回路12の動作によって、出力電圧Vが零ボルトからツェナー電圧まで急増する。出力電圧Vの変化によって、インダクタ電流が零になるゼロクロスのタイミングを正確に検出することができる。 The switching element Q 4 is in the mode to turn on and off at a high frequency, the current in inductor L 2 is substantially the timing becomes zero at the same time, by the operation of the zero-crossing detection circuit 12, the output voltage V 2 increases rapidly from zero to the Zener voltage. The change in the output voltage V 2, the timing of the zero crossing of the inductor current becomes zero can be accurately detected.

本実施形態では、フルブリッジ型の電力変換回路3について説明したが、ハーブブリッジ型の電力変換回路にも同様に本発明の放電灯点灯装置を適用できる。また、1つのスイッチング素子を用いた降圧チョッパ回路と4つのスイッチング素子を用いた極性反転回路とを組み合わせて、放電灯に交番する点灯電流を供給するようにした電力変換回路にも本発明の放電灯点灯装置を適用できる。   In the present embodiment, the full bridge type power conversion circuit 3 has been described. However, the discharge lamp lighting device of the present invention can be similarly applied to a herb bridge type power conversion circuit. The present invention is also applied to a power conversion circuit in which a step-down chopper circuit using one switching element and a polarity inversion circuit using four switching elements are combined to supply a lighting current alternating to a discharge lamp. An electric lighting device can be applied.

ゼロクロス検出回路12を力率改善回路に使用した実施例について説明する。
図3に示すゼロクロス検出回路を用いて、各素子の特性値を以下のように設定した。
検出用コンデンサC11 :100pF、
抵抗器R :10kΩ、
抵抗器R :51kΩ、
ツェナーダイオードZD:4.3V
その結果、従来のチョークコイルに二次巻き線を追加して信号を検出する方式に比べて、力率改善回路の回路効率を93%から95%へ向上させることができた。
また、同様に、上記ゼロクロス検出回路を電力変換回路に使用した実施例においては、従来のカレントトランスを使用して信号を検出する方式に比べて、電力変換回路の回路効率を90%から93%へ向上させることができた。
An embodiment in which the zero cross detection circuit 12 is used in a power factor correction circuit will be described.
Using the zero cross detection circuit shown in FIG. 3, the characteristic values of the respective elements were set as follows.
Detection capacitor C 11 : 100 pF,
Resistor R 1 : 10 kΩ,
Resistor R 2 : 51 kΩ,
Zener diode ZD 1 : 4.3V
As a result, the circuit efficiency of the power factor correction circuit can be improved from 93% to 95%, compared with the conventional method of detecting a signal by adding a secondary winding to the choke coil.
Similarly, in the embodiment in which the zero cross detection circuit is used for the power conversion circuit, the circuit efficiency of the power conversion circuit is 90% to 93% compared to the conventional method of detecting a signal using a current transformer. Could be improved.

本発明は、水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプなどのHIDランプのほか、キセノンランプを含む高圧放電灯の点灯装置に適用できる。また、蛍光灯等の低圧放電灯の点灯装置にも応用できる。   The present invention can be applied to lighting devices for high pressure discharge lamps including xenon lamps in addition to HID lamps such as mercury lamps, metal halide lamps, and high pressure sodium lamps. It can also be applied to a lighting device for a low pressure discharge lamp such as a fluorescent lamp.

1 力率改善制御回路
2 全波整流器
3 電力変換回路
7 直流電源回路
11 電力変換制御回路
12 ゼロクロス検出回路
AC 交流電源
La 放電灯
ZD ツェナーダイオード
、L インダクタ
、C、C 平滑コンデンサ
電解コンデンサ
11 検出用コンデンサ
1 power factor improvement control circuit 2 full-wave rectifier 3 power conversion circuit 7 the DC power supply circuit 11 a power conversion control circuit 12 zero-crossing detecting circuit AC AC power La discharge lamp ZD 1 Zener diode L 1, L 2 inductor C 1, C 3, C 4 smoothing capacitor C 2 electrolytic capacitor C 11 detection capacitor

Claims (5)

交流電圧を全波整流し、放電灯に対して並列接続された電解コンデンサを介して、該放電灯に点灯電流を供給する放電灯点灯装置において、
前記電解コンデンサの正極に向けて全波整流後の整流電流を供給するインダクタおよびダイオードの直列回路、および、前記インダクタおよびダイオードの接続点と前記電解コンデンサの負極とを結んで前記電解コンデンサに対して並列に接続されたスイッチング素子を有して、該スイッチング素子のオンオフ駆動で前記電解コンデンサを充電するように構成された充電手段と、
前記スイッチング素子のオンオフ駆動を制御する制御手段と、
前記スイッチング素子の両端子間の電圧に基づいてオン切換のタイミング信号を生成して前記制御手段に送るゼロクロス検出手段と、を備え、
前記スイッチング素子のドレイン側端子が、前記インダクタおよびダイオードの接続点と結ばれ、前記スイッチング素子のソース側端子が、前記電解コンデンサの負極と結ばれており、
前記ゼロクロス検出手段は、前記スイッチング素子の両端子に対して並列に接続された検出用コンデンサおよび検出用抵抗器のCR直列回路を有し、
オフ状態で前記インダクタを流れる電流が零になるタイミングで、前記スイッチング素子のドレイン−ソース間の出力容量と前記インダクタとが共振を起こして、前記スイッチング素子のドレイン電圧が低下した場合に、
前記検出用コンデンサが該ドレイン電圧の変化部分を取り出して、前記検出用抵抗器の電圧がオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送られることを特徴とする放電灯点灯装置。
In a discharge lamp lighting device that rectifies an AC voltage in full wave and supplies a lighting current to the discharge lamp via an electrolytic capacitor connected in parallel to the discharge lamp.
A series circuit of an inductor and a diode that supplies a rectified current after full-wave rectification toward the positive electrode of the electrolytic capacitor, and a connection point of the inductor and the diode and a negative electrode of the electrolytic capacitor are connected to the electrolytic capacitor. Charging means having switching elements connected in parallel and configured to charge the electrolytic capacitor by on-off driving of the switching elements;
Control means for controlling on-off driving of the switching element;
Zero cross detection means that generates an ON switching timing signal based on a voltage between both terminals of the switching element and sends the timing signal to the control means,
The drain side terminal of the switching element is connected to the connection point of the inductor and the diode, and the source side terminal of the switching element is connected to the negative electrode of the electrolytic capacitor,
The zero-cross detection means has a CR series circuit of a detection capacitor and a detection resistor connected in parallel to both terminals of the switching element,
When the current flowing through the inductor in the off state becomes zero, the output capacitance between the drain and source of the switching element and the inductor resonate, and the drain voltage of the switching element decreases.
The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the detection capacitor takes out the change portion of the drain voltage, and the voltage of the detection resistor is sent to the control means as an ON switching timing signal .
交流電圧を全波整流する整流回路と、該整流回路の両出力端に接続される電解コンデンサと、該電解コンデンサからの直流電流を放電灯の点灯電流に変換して供給する電力変換回路とを備える放電灯点灯装置において、
前記電解コンデンサの正極には放電灯の一方の電極が接続され、
前記電力変換回路は、
前記放電灯の他方の電極と前記電解コンデンサの負極とを結ぶインダクタおよびスイッチング素子の直列回路と、オフ状態でインダクタからの電流を放電灯経由で該インダクタに回送するため、放電灯と前記インダクタの直列回路の両端を結ぶダイオードとを有して、前記スイッチング素子のオンオフ駆動で該電解コンデンサからの直流電流を放電灯の点灯電流に変換するとともに、
前記スイッチング素子のオンオフ駆動を制御する制御手段と、
前記スイッチング素子の両端子間の電圧に基づいてオン切換のタイミング信号を生成して前記制御手段に送るゼロクロス検出手段と、を備え、
前記スイッチング素子のドレイン側端子が、前記インダクタおよびダイオードの接続点と結ばれ、前記スイッチング素子のソース側端子が、前記電解コンデンサの負極と結ばれており、
前記ゼロクロス検出手段は、前記スイッチング素子の両端子に対して並列に接続された検出用コンデンサおよび検出用抵抗器のCR直列回路を有し、
オフ状態で前記インダクタを流れる電流が零になるタイミングで、前記スイッチング素子のドレイン−ソース間の出力容量と前記インダクタとが共振を起こして、前記スイッチング素子のドレイン電圧が低下した場合に、
前記検出用コンデンサが該ドレイン電圧の変化部分を取り出して、前記検出用抵抗器の電圧がオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送られることを特徴とする放電灯点灯装置。
A rectifier circuit for full-wave rectification of an AC voltage, an electrolytic capacitor connected to both output terminals of the rectifier circuit, and a power converter circuit for converting a DC current from the electrolytic capacitor into a lighting current for a discharge lamp and supplying the converted current In the discharge lamp lighting device provided,
One electrode of a discharge lamp is connected to the positive electrode of the electrolytic capacitor,
The power conversion circuit includes:
A series circuit of an inductor and a switching element connecting the other electrode of the discharge lamp and the negative electrode of the electrolytic capacitor, and a current from the inductor in the off state is routed to the inductor via the discharge lamp. Having a diode connecting both ends of the series circuit, and converting the direct current from the electrolytic capacitor to the lighting current of the discharge lamp by the on-off drive of the switching element,
Control means for controlling on-off driving of the switching element;
Zero cross detection means that generates an ON switching timing signal based on a voltage between both terminals of the switching element and sends the timing signal to the control means,
The drain side terminal of the switching element is connected to the connection point of the inductor and the diode, and the source side terminal of the switching element is connected to the negative electrode of the electrolytic capacitor,
The zero-cross detection means has a CR series circuit of a detection capacitor and a detection resistor connected in parallel to both terminals of the switching element,
When the current flowing through the inductor in the off state becomes zero, the output capacitance between the drain and source of the switching element and the inductor resonate, and the drain voltage of the switching element decreases.
The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the detection capacitor takes out the change portion of the drain voltage, and the voltage of the detection resistor is sent to the control means as an ON switching timing signal .
請求項2記載の放電灯点灯装置において、
前記電力変換回路は、ハーフブリッジ方式またはフルブリッジ方式でスイッチング動作するように構成され、
前記ゼロクロス検出手段は、前記電解コンデンサの負極側に一端が接続されたグランドレベル側のスイッチング素子の両端子間の電圧から、オン切換のタイミング信号を生成することを特徴とする放電灯点灯装置。
In the discharge lamp lighting device according to claim 2,
The power conversion circuit is configured to perform a switching operation in a half-bridge method or a full-bridge method,
The discharge lamp lighting device, wherein the zero-cross detection means generates an ON switching timing signal from a voltage between both terminals of a ground level side switching element having one end connected to the negative electrode side of the electrolytic capacitor.
請求項1から3のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
前記ゼロクロス検出手段の検出用抵抗器は、複数の抵抗器の直列接続により構成され、該複数の抵抗器によって分圧された電圧をオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送ることを特徴とする放電灯点灯装置。
In the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3 ,
The detection resistor of the zero-cross detection means is constituted by a series connection of a plurality of resistors, and sends the voltage divided by the plurality of resistors to the control means as an ON switching timing signal. Discharge lamp lighting device.
請求項1から4のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
前記ゼロクロス検出手段は、前記検出用抵抗器の両端子に並列に接続されたツェナーダイオードを有し、該ツェナーダイオードを介して前記検出用抵抗器の電圧をオン切換のタイミング信号として前記制御手段に送ることを特徴とする放電灯点灯装置。
In the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 4 ,
The zero-cross detection means has a Zener diode connected in parallel to both terminals of the detection resistor, and the voltage of the detection resistor is passed through the Zener diode to the control means as an ON switching timing signal. A discharge lamp lighting device characterized by being sent.
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Cited By (1)

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CN112398384A (en) * 2020-10-10 2021-02-23 浙江亚特电器有限公司 Control device for direct current motor

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105577005B (en) * 2016-02-05 2018-09-25 江苏力行电力电子科技有限公司 A kind of New type of current of Off-line SMPS detects and controls circuit
CN108566098B (en) * 2018-06-26 2023-07-25 江苏兆能电子有限公司 Current detection circuit applied to full-bridge direct current-direct current converter
US10674585B1 (en) * 2019-04-30 2020-06-02 Ledvance Llc Reliability of hardware reset process for smart light emitting diode (LED) bulbs
CN113543411B (en) * 2021-06-08 2024-03-15 深圳南云微电子有限公司 Current limiting circuit and application thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5367247A (en) * 1992-08-10 1994-11-22 International Business Machines Corporation Critically continuous boost converter
JP3470529B2 (en) * 1996-11-15 2003-11-25 松下電工株式会社 Discharge lamp lighting device
JP2005086915A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Toshiba Lighting & Technology Corp Power supply device, discharge lamp lighting device, and lighting equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112398384A (en) * 2020-10-10 2021-02-23 浙江亚特电器有限公司 Control device for direct current motor

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