JP5589586B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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Description

本発明は、放電ランプを点灯させる放電ランプ点灯装置に関するものである。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp.

従来、この種の放電ランプ点灯装置として、特許文献1には、図5のような交流電圧を印加することにより放電ランプを点灯するようにした放電ランプ点灯装置が開示されている。この放電ランプ点灯装置は、フルブリッジ回路を用いたものである。降圧チョッパ回路は、直流電源から入力される直流電圧を降圧し、所望の直流電圧を出力して、4つのスイッチング素子からなるフルブリッジ回路に印加している。フルブリッジ回路により直流電圧が交流電圧に変換され、この交流電圧が印加されるようにLC直列回路が接続されている。LC直列回路のコンデンサの両端には放電ランプが接続されている。放電ランプ始動時には、LC直列回路の共振周波数(例えば150kHz)近傍の高いスイッチング周波数の交流電圧が印加されることで、放電ランプ始動に必要な高い電圧が供給される。放電ランプが点灯した後はスイッチング周波数を定常周波数(数十〜数百Hz)に移行し、定常動作を行う。   Conventionally, as this type of discharge lamp lighting device, Patent Document 1 discloses a discharge lamp lighting device in which a discharge lamp is turned on by applying an AC voltage as shown in FIG. This discharge lamp lighting device uses a full bridge circuit. The step-down chopper circuit steps down a DC voltage input from a DC power source, outputs a desired DC voltage, and applies it to a full bridge circuit composed of four switching elements. The direct current voltage is converted into an alternating voltage by the full bridge circuit, and the LC series circuit is connected so that the alternating voltage is applied. Discharge lamps are connected to both ends of the capacitor of the LC series circuit. At the time of starting the discharge lamp, an AC voltage having a high switching frequency near the resonance frequency (for example, 150 kHz) of the LC series circuit is applied to supply a high voltage necessary for starting the discharge lamp. After the discharge lamp is lit, the switching frequency is shifted to a steady frequency (several tens to several hundreds Hz) to perform a steady operation.

特開2004−327117号公報JP 2004-327117 A

LC直列回路のインダクタは、通常フェライトコアに巻線が施されたものである。このインダクタに交流電圧が印加されると、巻線に流れる電流により周期的な磁界の変化が発生する。この磁界の変化によってフェライトコアが磁歪効果により歪み、機械的な振動が発生する。一方、フェライトコアの磁歪定数は温度依存性を有しており、フェライトコアの温度が低いときに磁歪定数は大きい。したがって、定常周波数に移行してしばらくの期間は、フェライトコアの温度は低く磁歪定数が大きい状態であるため、磁歪効果による機械的な振動によって可聴ノイズが発生するという問題があった。定常周波数である数十〜数百Hzは人間の可聴域の周波数であるため、この周波数での機械的な振動は 可聴ノイズとなるためである。ここで、人の可聴域は20Hz〜20kHzであり、そのうち1〜10kHzまでが最も聴こえ易い。この周波数帯から外れるほど聴こえにくくなっていく。騒音計での測定においても、人の耳への聴こえ易さを考慮して周波数帯別に重み付けによる補正を行うA特性モードが国際的に使用されている。A特性モードでは、例えば、100Hzの成分は−20dB、400Hzの成分は−5dB、1kHzの成分は0dB(補正なし)という補正をして、可聴ノイズを測定している。   An inductor of an LC series circuit is usually a ferrite core with a winding. When an AC voltage is applied to this inductor, a periodic magnetic field change occurs due to the current flowing through the winding. Due to the change in the magnetic field, the ferrite core is distorted by the magnetostrictive effect, and mechanical vibration is generated. On the other hand, the magnetostriction constant of the ferrite core has temperature dependence, and the magnetostriction constant is large when the temperature of the ferrite core is low. Therefore, since the ferrite core temperature is low and the magnetostriction constant is large for a while after the transition to the steady frequency, there is a problem that audible noise is generated by mechanical vibration due to the magnetostriction effect. This is because the stationary frequency of several tens to several hundreds of Hz is a frequency in the human audible range, and mechanical vibration at this frequency becomes audible noise. Here, the human audible range is 20 Hz to 20 kHz, of which 1 to 10 kHz is the easiest to hear. The farther away from this frequency band, the harder it is to hear. In the measurement with a sound level meter, the A characteristic mode is used internationally in which correction by weighting is performed for each frequency band in consideration of the ease of hearing to the human ear. In the A characteristic mode, for example, the audible noise is measured with correction of −20 dB for the 100 Hz component, −5 dB for the 400 Hz component, and 0 dB (no correction) for the 1 kHz component.

本発明は上述した問題点を鑑みてなされたものであり、フェライトコアの機械的な振動による可聴ノイズを低減した放電ランプ点灯装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a discharge lamp lighting device in which audible noise due to mechanical vibration of a ferrite core is reduced.

上記問題点を解決するために、本発明の放電ランプ点灯装置は、第1の値の直流電圧が供給される直流電圧入力端子と、前記第1の値の直流電圧を、第2の値の直流電圧に変換するものであって、スイッチング素子を含むDC−DCコンバータ回路と、前記DC−DCコンバータ回路の出力電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記DC−DCコンバータ回路から出力される直流電圧を、任意のスイッチング周波数の交流電圧に変換するものであって、スイッチング素子とLC直列回路を含むDC−ACインバータ回路と、前記LC直列回路に接続された放電ランプに流れるランプ電流を検出するための電流検出手段と、前記直流電圧検出手段によって検出された直流電圧の値と、前記電流検出手段によって検出されたランプ電流の値に応じて、前記DC−DCコンバータ回路および前記DC−ACインバータ回路のスイッチング素子のオン/オフをそれぞれ制御する制御回路と、を有する放電ランプ点灯装置であって、前記LC直列回路は、フェライトコアに巻線が施されたインダクタとコンデンサからなり、前記フェライトコアの磁歪定数は温度依存性を有しており、温度が低いときに磁歪定数が大きく、前記フェライトコアの温度を検出する温度検出手段が設けられており、前記制御回路は、前記温度検出手段により検出された前記フェライトコアの温度が所定温度よりも低いときに、前記スイッチング周波数を定常周波数よりも低い周波数とする。
In order to solve the above problems, a discharge lamp lighting device according to the present invention includes a DC voltage input terminal to which a first value of DC voltage is supplied, a first value of DC voltage, and a second value of DC voltage. A DC-DC converter circuit including a switching element, DC voltage detecting means for detecting an output voltage of the DC-DC converter circuit, and a DC output from the DC-DC converter circuit. A voltage is converted into an AC voltage having an arbitrary switching frequency, and a lamp-current flowing through a DC-AC inverter circuit including a switching element and an LC series circuit and a discharge lamp connected to the LC series circuit is detected. Current detecting means for detecting the value of the DC voltage detected by the DC voltage detecting means and the value of the lamp current detected by the current detecting means. A discharge lamp lighting device comprising: a control circuit for controlling on / off of switching elements of the DC-DC converter circuit and the DC-AC inverter circuit, wherein the LC series circuit is wound around a ferrite core. The magnetostriction constant of the ferrite core is temperature-dependent, the magnetostriction constant is large when the temperature is low, and temperature detection means for detecting the temperature of the ferrite core is provided. The control circuit sets the switching frequency to a frequency lower than the steady frequency when the temperature of the ferrite core detected by the temperature detection means is lower than a predetermined temperature.

この放電ランプ点灯装置では、インダクタのフェライトコアの温度が低いときにスイッチング周波数を定常周波数よりも低い周波数で動作させることができるため、スイッチング周波数を可聴域から遠ざけることができ、フェライトコアからの可聴ノイズを低減することができる。   In this discharge lamp lighting device, when the temperature of the ferrite core of the inductor is low, the switching frequency can be operated at a frequency lower than the steady-state frequency. Noise can be reduced.

また本発明では、前記温度検出手段は、サーミスタ素子である。   In the present invention, the temperature detecting means is a thermistor element.

また本発明では、前記温度検出手段は、前記巻線の直流抵抗値から前記フェライトコアの温度を検出する。   In the present invention, the temperature detecting means detects the temperature of the ferrite core from the DC resistance value of the winding.

この場合には、フェライトコアの温度を、より簡易的に検出することができる。   In this case, the temperature of the ferrite core can be detected more easily.

本発明によれば、放電ランプ点灯装置におけるインダクタのフェライトコアの温度が低いときにスイッチング周波数を定常周波数よりも低い周波数で動作させることができるため、スイッチング周波数を可聴域から遠ざけることができ、フェライトコアからの可聴ノイズを低減することができる。   According to the present invention, when the temperature of the ferrite core of the inductor in the discharge lamp lighting device is low, the switching frequency can be operated at a frequency lower than the steady frequency, so that the switching frequency can be kept away from the audible range. Audible noise from the core can be reduced.

本発明の第1の実施形態に係る放電ランプ点灯装置の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. フェライトコア温度と磁歪定数の関係を示す概略グラフである。It is a schematic graph which shows the relationship between a ferrite core temperature and a magnetostriction constant. 定常動作に移行後のコア温度と磁歪定数とスイッチング周波数の関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relationship between the core temperature after shifting to a steady operation, a magnetostriction constant, and switching frequency. 本発明の第2の実施形態に係る放電ランプ点灯装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the discharge lamp lighting device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来の放電ランプ点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional discharge lamp lighting device.

以下、本発明に係る放電ランプ点灯装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1に本発明の第1の実施形態に係る放電ランプ点灯装置1の構成を示す。直流の外部電源電圧が入力されるコネクタCN1にはインダクタL21とコンデンサC21からなるローパス・フィルタが接続されている。次段にレギュレータ9が接続され、さらにその後段には降圧チョッパ回路7が接続されている。この降圧チョッパ回路7はFET等の半導体スイッチ素子からなるスイッチング素子Q11、ダイオードD11、インダクタL11、コンデンサC11から構成されている。スイッチング素子Q11にはドライバ8を介してディジタル制御回路3が接続されている。
Hereinafter, embodiments of a discharge lamp lighting device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of a discharge lamp lighting device 1 according to the first embodiment of the present invention. A low-pass filter including an inductor L21 and a capacitor C21 is connected to the connector CN1 to which a DC external power supply voltage is input. A regulator 9 is connected to the next stage, and a step-down chopper circuit 7 is connected to the subsequent stage. The step-down chopper circuit 7 includes a switching element Q11 made of a semiconductor switching element such as an FET, a diode D11, an inductor L11, and a capacitor C11. The digital control circuit 3 is connected to the switching element Q11 via the driver 8.

インダクタL21とコンデンサC21からなるローパス・フィルタは、コネクタCN1から入力される外部電源電圧の安定化、ノイズの除去等を行っている。レギュレータ9は、ディジタル制御回路3の電源電圧を生成するためのものである。   The low-pass filter including the inductor L21 and the capacitor C21 stabilizes the external power supply voltage input from the connector CN1 and removes noise. The regulator 9 is for generating a power supply voltage for the digital control circuit 3.

降圧チョッパ回路7は、入力される直流電圧を降圧し、所望の電圧値の直流電圧を出力する回路である。ディジタル制御回路3によってスイッチング素子Q11のオン/オフが制御され、所望の直流電圧を得る仕組みとなっている。降圧チョッパ回路7から出力される出力電圧は、抵抗R1及びR2によって分圧され、その分圧された電圧がディジタル制御回路3に入力される。これによってディジタル制御回路3は降圧チョッパ回路7の出力電圧をモニタし、制御することが可能となる。   The step-down chopper circuit 7 is a circuit that steps down an input DC voltage and outputs a DC voltage having a desired voltage value. The digital control circuit 3 controls on / off of the switching element Q11 to obtain a desired DC voltage. The output voltage output from the step-down chopper circuit 7 is divided by the resistors R 1 and R 2, and the divided voltage is input to the digital control circuit 3. As a result, the digital control circuit 3 can monitor and control the output voltage of the step-down chopper circuit 7.

本第1の実施形態では、入力電圧が高い場合を想定しているため、降圧チョッパ回路としているが、入力電圧が低い場合などは昇圧チョッパ回路にすることや、状況に応じて昇降圧チョッパ回路にすることが可能である。   In the first embodiment, since it is assumed that the input voltage is high, a step-down chopper circuit is used. It is possible to

降圧チョッパ回路7の出力は、さらに、DC−ACインバータ回路2に接続される。DC−ACインバータ回路2は、4つのスイッチング素子Q1〜Q4と、この4つのスイッチング素子Q1〜Q4を駆動するためのドライバ4と、インダクタL1とコンデンサC1からなるLC直列回路から構成されている。4つのスイッチング素子Q1〜Q4は、いわゆるフルブリッジ回路を構成しており、直流電圧を交流電圧に変換している。ドライバ4は、ディジタル制御回路3からの指令信号によって、スイッチング素子Q1とQ4、Q2とQ3の組合せで、それらを相補的にオン/オフしている。インダクタL1とコンデンサC1のLC直列回路は、フルブリッジ回路に接続されており、変換された交流電圧が印加されている。放電ランプ(図示せず)に対しては、コンデンサC1の両端に接続したコネクタCN2を介して、交流電圧を印加している。  The output of the step-down chopper circuit 7 is further connected to the DC-AC inverter circuit 2. The DC-AC inverter circuit 2 includes four switching elements Q1 to Q4, a driver 4 for driving the four switching elements Q1 to Q4, and an LC series circuit including an inductor L1 and a capacitor C1. The four switching elements Q1 to Q4 form a so-called full bridge circuit, and convert a DC voltage into an AC voltage. The driver 4 complementarily turns on / off the switching elements Q1 and Q4 and Q2 and Q3 by a command signal from the digital control circuit 3. The LC series circuit of the inductor L1 and the capacitor C1 is connected to a full bridge circuit, and a converted AC voltage is applied. An AC voltage is applied to a discharge lamp (not shown) via connectors CN2 connected to both ends of the capacitor C1.

本第1の実施形態ではDC−ACインバータ回路2にフルブリッジ回路を用いているが、状況に応じて、ハーフブリッジ回路、プッシュプル回路等を用いることが可能である。   In the first embodiment, a full bridge circuit is used for the DC-AC inverter circuit 2, but a half bridge circuit, a push-pull circuit, or the like can be used depending on the situation.

インダクタL1はフェライトコアに巻線が巻回されて構成されている。このフェライトコア近傍には、フェライトコア温度検出手段6であるサーミスタ素子が設けられている。サーミスタ素子はディジタル制御回路3に接続され、フェライトコアの温度がモニタされる。   The inductor L1 is configured by winding a winding around a ferrite core. In the vicinity of the ferrite core, a thermistor element as the ferrite core temperature detecting means 6 is provided. The thermistor element is connected to the digital control circuit 3 to monitor the temperature of the ferrite core.

負荷に相当する放電ランプに流れるランプ電流は、定常動作においてインダクタL1に流れる電流と一致する。したがって、降圧チョッパ回路7の出力の低圧側に設けられた電流検出手段5によってランプ電流は検出され、ディジタル制御回路3にてモニタされる。電流検出手段5としては、例えば抵抗を用いることができる。   The lamp current flowing through the discharge lamp corresponding to the load coincides with the current flowing through the inductor L1 in the steady operation. Therefore, the lamp current is detected by the current detection means 5 provided on the low voltage side of the output of the step-down chopper circuit 7 and monitored by the digital control circuit 3. For example, a resistor can be used as the current detection means 5.

本第1の実施形態の放電ランプ点灯装置は、例えばフロントプロジェクタに用いられる高圧水銀ランプ等を点灯させるものであり、ディジタル制御回路3に接続されているコネクタCN3は、このようなフロントプロジェクタ等の機器側のマイクロコンピュータ等と接続するためのものである。このコネクタを通して放電ランプ点灯装置の動作状況や、出力電圧や出力電流の指令信号等のやり取りを通信できるようになっている。   The discharge lamp lighting device of the first embodiment is for lighting a high-pressure mercury lamp used for a front projector, for example, and the connector CN3 connected to the digital control circuit 3 is such a front projector or the like. This is for connection with a microcomputer or the like on the device side. Through this connector, it is possible to communicate the operating status of the discharge lamp lighting device and the exchange of command signals for the output voltage and output current.

次に、放電ランプ点灯装置1の動作について説明する。ディジタル制御回路3は、放電ランプ始動時には、放電ランプの始動に必要な高い電圧を得るために、インダクタL1とコンデンサC1のLC直列回路に印加する交流電圧のスイッチング周波数を、このLC直列回路の共振周波数近傍もしくは共振周波数を奇数で除した値の周波数近傍とする。例えばインダクタL1の値が275μHであり、コンデンサC1の値が550pFであれば、共振周波数は409kHzとなる。この共振周波数を3で除した値の周波数近傍である、136kHz近傍のスイッチング周波数の交流電圧が印加されることで、放電ランプ始動が可能な高い電圧を得ることができる。   Next, the operation of the discharge lamp lighting device 1 will be described. At the time of starting the discharge lamp, the digital control circuit 3 sets the switching frequency of the AC voltage applied to the LC series circuit of the inductor L1 and the capacitor C1 to obtain a high voltage necessary for starting the discharge lamp. Near the frequency or near the frequency obtained by dividing the resonance frequency by an odd number. For example, if the value of the inductor L1 is 275 μH and the value of the capacitor C1 is 550 pF, the resonance frequency is 409 kHz. A high voltage capable of starting the discharge lamp can be obtained by applying an alternating voltage having a switching frequency near 136 kHz, which is in the vicinity of the frequency obtained by dividing the resonance frequency by 3.

放電ランプ始動のために必要な電圧を得ることができれば、共振周波数を3で除した値の周波数に限らず、1、5、7、9またはそれ以上の奇数で除した値の周波数であってもよい。このような放電ランプの始動は、おおよそ1秒以内の短い期間で達成される。   If the voltage required for starting the discharge lamp can be obtained, the resonance frequency is not limited to the value obtained by dividing by 3, but the frequency obtained by dividing the resonance frequency by an odd number of 1, 5, 7, 9 or more. Also good. Such starting of the discharge lamp is accomplished in a short period of time within approximately one second.

放電ランプが点灯すると、スイッチング周波数を定常周波数に移行して定常動作をする。放電ランプを継続して点灯させる定常周波数としてのスイッチング周波数は、例えば370Hzが適している。放電ランプの寿命特性や、放電ランプ点灯装置1の効率特性が良好なためである。   When the discharge lamp is lit, the switching frequency is shifted to the steady frequency and the steady operation is performed. For example, 370 Hz is suitable as a switching frequency as a steady frequency for continuously lighting the discharge lamp. This is because the life characteristics of the discharge lamp and the efficiency characteristics of the discharge lamp lighting device 1 are good.

しかし放電ランプの始動直後は、インダクタL1のフェライトコアは、使用雰囲気である室温(例えば25℃)近くであり、フェライトコアの磁歪定数λが大きい状態である。図2はフェライトコア温度と磁歪定数λの関係を示した概略グラフであり、室温近傍での磁歪定数λは大きいことを示している。   However, immediately after the start of the discharge lamp, the ferrite core of the inductor L1 is near the room temperature (for example, 25 ° C.), which is the operating atmosphere, and the ferrite core has a large magnetostriction constant λ. FIG. 2 is a schematic graph showing the relationship between the ferrite core temperature and the magnetostriction constant λ, and shows that the magnetostriction constant λ near the room temperature is large.

インダクタL1に流れる交流のランプ電流により発生する交番磁界によって、フェライトコアが磁歪効果により歪み、主としてスイッチング周波数の周期での機械的な振動が発生する。フェライトコアの温度が低いときには、磁歪定数が大きいため振動が大きくなり、また、スイッチング周波数が370Hzであれば、人の可聴域のうち最も人に聴こえ易い1〜10kHzに近い周波数であるために、フェライトコアの機械的な振動が人の耳に聞こえる可聴ノイズとなる。可聴ノイズは、例えば騒音計によって測定することができる。使用環境等に基づいて可聴ノイズの規格値を設定した場合に、フェライトコアの温度が低く、磁歪定数が大きいときには、この規格値を満足できないことがある。   Due to the alternating magnetic field generated by the alternating lamp current flowing through the inductor L1, the ferrite core is distorted by the magnetostriction effect, and mechanical vibrations mainly at the period of the switching frequency are generated. When the temperature of the ferrite core is low, since the magnetostriction constant is large, the vibration becomes large, and if the switching frequency is 370 Hz, it is a frequency close to 1 to 10 kHz that is most easily audible to humans in the human audible range. The mechanical vibration of the ferrite core becomes audible noise that can be heard by the human ear. The audible noise can be measured by a sound level meter, for example. When a standard value of audible noise is set based on the usage environment or the like, this standard value may not be satisfied when the temperature of the ferrite core is low and the magnetostriction constant is large.

そのため本第1の実施形態においては、ディジタル制御回路3は、放電ランプ始動直後であってフェライトコアの温度が低いときのスイッチング周波数を、定常周波数よりも低い周波数の100Hzで動作するように制御する。高圧水銀ランプ等の点灯においては、定常周波数よりも低い周波数とすることで、人の可聴域のうち最も人に聴こえ易い1〜10kHzから遠ざけることができるため、フェライトコアの振動による可聴ノイズを低減することができる。   Therefore, in the first embodiment, the digital control circuit 3 controls the switching frequency when the temperature of the ferrite core is low immediately after starting the discharge lamp so as to operate at 100 Hz, which is lower than the steady frequency. . When lighting a high-pressure mercury lamp, etc., by setting the frequency lower than the steady frequency, it can be moved away from 1 to 10 kHz, which is the most audible area in the human audible range, thus reducing the audible noise caused by the vibration of the ferrite core. can do.

しかし100Hzで動作を継続することは、放電ランプの寿命特性や、放電ランプ点灯装置1の効率特性を考慮すると好ましくない。ここで、インダクタL1のフェライトコアの温度は、放電ランプ点灯装置1の動作が継続することで上昇していく。このフェライトコアの温度上昇の原因は、フェライトコアの鉄損による発熱と、フェライトコアに巻回された巻線の抵抗損失(銅損)による発熱である。定常周波数である370Hz近傍での動作であれば、周波数が低いため、銅損による発熱が支配的である。   However, it is not preferable to continue the operation at 100 Hz in consideration of the life characteristics of the discharge lamp and the efficiency characteristics of the discharge lamp lighting device 1. Here, the temperature of the ferrite core of the inductor L1 rises as the operation of the discharge lamp lighting device 1 continues. The cause of the temperature rise of the ferrite core is heat generation due to iron loss of the ferrite core and heat generation due to resistance loss (copper loss) of the winding wound around the ferrite core. If the operation is in the vicinity of 370 Hz, which is a steady frequency, the frequency is low, so heat generated by copper loss is dominant.

フェライトコアの温度が上昇すると、図2に示すように磁歪定数は小さくなる。そのためフェライトコアの機械的な振動も小さくなり、100Hz動作によって低減された可聴ノイズが、さらに小さくなる。この磁歪定数の領域であれば、370Hzの定常周波数で動作しても、可聴ノイズは低減されている。   When the temperature of the ferrite core rises, the magnetostriction constant decreases as shown in FIG. Therefore, the mechanical vibration of the ferrite core is also reduced, and the audible noise reduced by the 100 Hz operation is further reduced. In the magnetostriction constant region, audible noise is reduced even when operating at a steady frequency of 370 Hz.

本第1の実施形態では、フェライトコア温度検出手段6によって検出したフェライトコアの温度が所定温度である60℃を超えると、スイッチング周波数を370Hzの定常周波数に移行するように、ディジタル制御回路3は制御する。このように制御することで、可聴ノイズが小さくなるフェライトコア温度では、100Hzで動作を継続することがなく、放電ランプの寿命特性や、放電ランプ点灯装置1の効率特性が良好な動作をさせることができる。   In the first embodiment, when the temperature of the ferrite core detected by the ferrite core temperature detecting means 6 exceeds a predetermined temperature of 60 ° C., the digital control circuit 3 is configured to shift the switching frequency to a steady frequency of 370 Hz. Control. By controlling in this way, at the ferrite core temperature at which the audible noise is reduced, the operation is not continued at 100 Hz, and the life characteristics of the discharge lamp and the efficiency characteristics of the discharge lamp lighting device 1 are made to operate favorably. Can do.

図3はランプ始動時から定常動作に移行後のコア温度と磁歪定数とスイッチング周波数の関係を示すタイミングチャートである。定常動作への移行直後はフェライトコア温度が低い状態であるため、スイッチング周波数は100Hzで動作している。   FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the core temperature, magnetostriction constant, and switching frequency after the transition from the lamp start to the steady operation. Since the ferrite core temperature is low immediately after the transition to the steady operation, the switching frequency operates at 100 Hz.

放電ランプ点灯装置1の動作が継続すると、フェライトコア温度が上昇し、それに伴い磁歪定数が小さくなっていく。前述のとおり、フェライトコア温度検出手段6であるサーミスタ素子によって検出したフェライトコア温度が、所定温度である60℃を超えると、スイッチング周波数を370Hzに移行するようにディジタル制御回路3は制御する。   When the operation of the discharge lamp lighting device 1 continues, the ferrite core temperature rises and the magnetostriction constant decreases accordingly. As described above, when the ferrite core temperature detected by the thermistor element that is the ferrite core temperature detecting means 6 exceeds a predetermined temperature of 60 ° C., the digital control circuit 3 controls the switching frequency to shift to 370 Hz.

本実施形態においては、フェライトコア温度が60℃となったときにスイッチング周波数を移行したが、可聴ノイズやその規格値に応じて、スイッチング周波数を移行するフェライトコア温度を設定することができる。
(第2の実施形態)
図4に本発明の第2の実施形態に係る放電ランプ点灯装置10の構成を示す。第1の実施形態と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。第2の実施形態では、抵抗R3、R4の電圧検出手段を有する点で、第1の実施形態と異なる。
In this embodiment, the switching frequency is shifted when the ferrite core temperature reaches 60 ° C., but the ferrite core temperature at which the switching frequency is shifted can be set according to the audible noise and its standard value.
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a configuration of a discharge lamp lighting device 10 according to the second embodiment of the present invention. Portions corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The second embodiment differs from the first embodiment in that it includes voltage detection means for resistors R3 and R4.

第2の実施形態は、インダクタL1の巻線の直流抵抗値をディジタル制御回路3にて検出し、フェライトコア温度を検出する構成である。巻線材料となる金属は、抵抗の温度変化係数を有しているため、巻線の直流抵抗値から巻線の温度を導出することができる。またインダクタL1において、巻線はフェライトコアに巻回されていることから近接しており、巻線の温度からフェライトコアの温度を導出することができる。ディジタル制御回路3には、あらかじめ、巻線の直流抵抗値とフェライトコア温度の関係をプログラムしておく。   In the second embodiment, the DC resistance value of the winding of the inductor L1 is detected by the digital control circuit 3, and the ferrite core temperature is detected. Since the metal used as the winding material has a temperature change coefficient of resistance, the winding temperature can be derived from the DC resistance value of the winding. Further, in the inductor L1, the winding is close because it is wound around the ferrite core, and the temperature of the ferrite core can be derived from the temperature of the winding. In the digital control circuit 3, the relationship between the DC resistance value of the winding and the ferrite core temperature is programmed in advance.

インダクタL1の巻線にかかる電圧は、抵抗R1、R2からなる直流電圧検出手段と、抵抗R3、R4からなる電圧検出手段により、ディジタル制御回路3にてモニタされる。またインダクタL1に流れる電流は、電流検出手段5を介してディジタル制御回路3にてモニタされる。インダクタL1の巻線の直流抵抗値は、巻線にかかる電圧と電流値から、オームの法則により導出することができる。ここでDC−ACインバータ回路2の定常動作でのスイッチング周波数は370Hz程度であるため、このようにして直流抵抗値を導出するための周波数としては十分に低い周波数である。   The voltage applied to the winding of the inductor L1 is monitored by the digital control circuit 3 by a DC voltage detection means comprising resistors R1 and R2 and a voltage detection means comprising resistors R3 and R4. The current flowing through the inductor L1 is monitored by the digital control circuit 3 via the current detection means 5. The DC resistance value of the winding of the inductor L1 can be derived from Ohm's law from the voltage and current values applied to the winding. Here, since the switching frequency in the steady operation of the DC-AC inverter circuit 2 is about 370 Hz, the frequency for deriving the DC resistance value in this way is a sufficiently low frequency.

第2の実施形態では、電圧および電流を検出することでフェライトコアの温度を検出することができ、構成をより簡易なものとすることができる。   In the second embodiment, the temperature of the ferrite core can be detected by detecting the voltage and current, and the configuration can be simplified.

ここでディジタル制御回路3としてはDSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)を用いることが望ましい。他のディジタル制御回路としてはマイクロコンピュータ等が考えられるが、処理速度の速さという点において、DSPが有効である。   Here, it is desirable to use a DSP (digital signal processor) as the digital control circuit 3. As another digital control circuit, a microcomputer or the like can be considered, but a DSP is effective in terms of a high processing speed.

1、10:放電ランプ点灯装置
2:DC−ACインバータ回路
3:ディジタル制御回路
4、8:ドライバ
5:電流検出手段
6:フェライトコア温度検出手段
7:降圧チョッパ回路
9:レギュレータ
CN1〜CN3:コネクタ
Q1〜Q4、Q11:スイッチング素子
R1、R2:抵抗(直流電圧検出手段)
R3、R4:抵抗(電圧検出手段)
L1、L11、L21:インダクタ
C1、C11、C21:コンデンサ
D11:ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10: Discharge lamp lighting device 2: DC-AC inverter circuit 3: Digital control circuit 4, 8: Driver 5: Current detection means 6: Ferrite core temperature detection means 7: Step-down chopper circuit 9: Regulator CN1-CN3: Connector Q1-Q4, Q11: Switching elements R1, R2: Resistance (DC voltage detecting means)
R3, R4: Resistance (voltage detection means)
L1, L11, L21: Inductors C1, C11, C21: Capacitors D11: Diodes

Claims (3)

第1の値の直流電圧が供給される直流電圧入力端子と、
前記第1の値の直流電圧を、第2の値の直流電圧に変換するものであって、スイッチング素子を含むDC−DCコンバータ回路と、
前記DC−DCコンバータ回路の出力電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記DC−DCコンバータ回路から出力される直流電圧を、任意のスイッチング周波数の交流電圧に変換するものであって、スイッチング素子とLC直列回路を含むDC−ACインバータ回路と、
前記LC直列回路に接続された放電ランプに流れるランプ電流を検出するための電流検出手段と、
前記直流電圧検出手段によって検出された直流電圧の値と、前記電流検出手段によって検出されたランプ電流の値に応じて、前記DC−DCコンバータ回路および前記DC−ACインバータ回路のスイッチング素子のオン/オフをそれぞれ制御する制御回路と、を有する放電ランプ点灯装置であって、
前記LC直列回路は、フェライトコアに巻線が施されたインダクタとコンデンサからなり、
前記フェライトコアの磁歪定数は温度依存性を有しており、温度が低いときに磁歪定数が大きく、前記フェライトコアの温度を検出する温度検出手段が設けられており、
前記制御回路は、前記温度検出手段により検出された前記フェライトコアの温度が所定温度よりも低いときに、前記スイッチング周波数を定常周波数よりも低い周波数とする、放電ランプ点灯装置。
A DC voltage input terminal to which a first value DC voltage is supplied;
A DC-DC converter circuit including a switching element for converting the first value DC voltage into a second value DC voltage;
DC voltage detection means for detecting the output voltage of the DC-DC converter circuit;
A DC voltage output from the DC-DC converter circuit is converted into an AC voltage having an arbitrary switching frequency, and includes a DC-AC inverter circuit including a switching element and an LC series circuit,
Current detecting means for detecting a lamp current flowing in a discharge lamp connected to the LC series circuit;
The switching elements of the DC-DC converter circuit and the DC-AC inverter circuit are turned on / off according to the value of the DC voltage detected by the DC voltage detecting means and the value of the lamp current detected by the current detecting means. A discharge lamp lighting device having a control circuit for controlling each of off,
The LC series circuit is composed of an inductor and a capacitor in which a winding is applied to a ferrite core,
The magnetostriction constant of the ferrite core has temperature dependence, the magnetostriction constant is large when the temperature is low, and a temperature detection means for detecting the temperature of the ferrite core is provided,
The discharge lamp lighting device, wherein when the temperature of the ferrite core detected by the temperature detecting means is lower than a predetermined temperature, the control circuit sets the switching frequency to a frequency lower than a steady frequency.
前記温度検出手段は、サーミスタ素子である、請求項に記載の放電ランプ点灯装置。 The temperature detecting means is a thermistor element, a discharge lamp lighting device according to claim 1. 前記温度検出手段は、前記巻線の直流抵抗値から前記フェライトコアの温度を検出する、請求項1または請求項2に記載の放電ランプ点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2, wherein the temperature detection means detects the temperature of the ferrite core from a DC resistance value of the winding.
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