JP5712359B2 - Discharge lamp lighting device and lighting fixture equipped with discharge lamp lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、放電灯を調光点灯させる放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device for dimming and lighting a discharge lamp, and a lighting fixture including the discharge lamp lighting device.
従来より、放電灯等の蛍光ランプを点灯させる際に、蛍光ランプ両端に始動電圧を印加する前にフィラメントから熱電子が放出するのに充分な電流を流す予熱モードが設定されることにより、蛍光ランプ点滅時のストレスを抑えて蛍光ランプが短寿命になることを回避する放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when a fluorescent lamp such as a discharge lamp is lit, a preheating mode is set in which a current sufficient to discharge thermal electrons from the filament is set before applying a starting voltage to both ends of the fluorescent lamp. 2. Description of the Related Art A discharge lamp lighting device that suppresses stress at the time of lamp flashing and prevents a fluorescent lamp from having a short life and a lighting fixture including the discharge lamp lighting device are known (for example, see Patent Document 1).
前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具では、予熱モードの後に、一定期間蛍光ランプ両端に始動電圧を印加し、蛍光ランプを始動点灯させる始動モードが設定される。始動モードの後、蛍光ランプは通常点灯状態である点灯モードに設定される。
In the lighting apparatus including the discharge lamp lighting device and the discharge lamp lighting device described in
また、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具は、予熱モード、始動モード、点灯モードの各モードで、インバータ動作周波数を変化させて、各モードに適したインバータ出力(ランプ出力に相当する。ただし、始動モード中に蛍光ランプは点灯し、その間は始動モードでのインバータ周波数に応じたランプ出力で点灯する)を得ている。
Moreover, the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device and the discharge lamp lighting device described in
そして、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具は、予熱モードと始動モードでの周波数を決定する第1周波数決定回路と、調光信号に基づいて周波数を決定する第2周波数決定回路とを有する。第1設定信号と第2設定信号との合成値でインバータ周波数を決定し、始動モードから点灯モードへの切替え時に点灯モードでの最大スイッチング周波数以下となるように、第2周波数設定回路の設定信号を徐々に変化させる。
And the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device described in
これにより、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具は、始動モードから点灯モードへの移行時に、所謂、調光始動である調光下限となったとしても、ランプ電流が低下し過ぎ、本来の調光下限レベル以上に調光し過ぎることによる立ち消えを防止できる。
Thereby, the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device and the discharge lamp lighting device described in
ところが、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具は、始動モードから点灯モードへの切替え時に、過渡的に、Full出力以上のランプ出力となってしまう。
これは、発振回路が点灯モード切替時にFull出力時のインバータ動作周波数よりも低い周波数(fmin)から動作するためである。
However, the discharge lamp lighting device and the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device described in
This is because the oscillation circuit operates from a frequency (fmin) lower than the inverter operating frequency at the time of Full output when the lighting mode is switched.
図7に示すように、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置100は、始動モードから点灯モードヘの切替え時にスイッチSW3がオフするために、周波数は電流I1(抵抗R1)のみで決定される値から始まることになる。しかも、電流I4(抵抗R4)は徐々に増加していくために、周波数は一定期間所望のFull点灯時の周波数よりも低くなる。
As shown in FIG. 7, in the discharge
図8(a)〜(h)に示すように、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置100は、点A10においても、点灯モード切替時に、Full時よりも低い周波数より低い周波数となる。
これにより、図9に示すように、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置100は、ランプ電流が過渡的にFull出力よりも増加してしまう。
As shown in FIGS. 8A to 8H, the discharge
As a result, as shown in FIG. 9, the discharge
また、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置100は、Full点灯でのインバータ周波数が、始動モードでのインバータ周波数よりも低いために、始動モード期間に点灯したランプ出力よりも増加した後に調光することになる。
これは、始動時の閃光として人の目に違和感を与えることになる。
Moreover, since the discharge
This gives an uncomfortable feeling to the human eye as a flash when starting.
また、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具は、使用環境が変化した場合や部品のばらつきや蛍光ランプのばらつきによって始動時に立ち消えが発生する場合がある。
In addition, the discharge lamp lighting device and the lighting fixture including the discharge lamp lighting device described in
すなわち、図7に示した従来の放電灯点灯装置100において、点灯モードでの周波数を決定するコンデンサC1や抵抗R1,R4の値が公差や温度特性によって、特にコンデンサC1がばらつくと、調光信号Vdが同じ値であっても、本来よりも周波数が高くなってしまうために、立ち消えが発生する。
これは、容量公差のばらつきや周囲温度により、コンデンサC1の容量が低下し、且つ抵抗R1,R4の値が低く、電流I1,I4が多い場合は所望のインバータ周波数より高くなることが原因である。
That is, in the conventional discharge
This is because the capacitance of the capacitor C1 decreases due to variations in capacitance tolerance and the ambient temperature, and the values of the resistors R1 and R4 are low, and when the currents I1 and I4 are large, the frequency becomes higher than the desired inverter frequency. .
また、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置100は、図8に示した点B10においても、調光下限時のインバータ周波数付近まで過渡的に動作周波数が増加している。
そのため、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置100は、このばらつきを考慮して設計すると、調光下限レベルは高く設定しなければならない。すなわち、深い調光はできない。
Moreover, the discharge
Therefore, if the discharge lamp lighting device and the discharge
このように、前述した特許文献1に記載された放電灯点灯装置100および放電灯点灯装置100を備える照明器具は、始動モードから点灯モードへの移行時に所望のFull出力以上のランプ出力(始動モード以上のランプ出力に相当する)となり、調光始動時には、所望の調光下限以下のランプ出力となる虞がある。
これは、仮に、立ち消えが発生しなかったとしても、Full以上や調光下限以下のランプ出力となる場合は、ランプフィラメントヘのストレスとなり、閃光として人の目に違和感を与えるようなランプ始動となる。
As described above, the discharge
Even if no extinction occurs, if the lamp output is more than Full or less than the dimming lower limit, it will cause stress on the lamp filament, and the lamp will start to feel strange as a flashlight. Become.
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、調光のランプ始動時に過渡的にFull出力以上のランプ出力とならず、且つ調光時始動には過渡的に始動モードでの光出力以上にならずに調光し、所望の調光下限以下のランプ出力にならないことにより、ランプ立ち消えを防止でき、ランプフィラメントヘのストレスや人の目への違和感を与えない放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to transiently prevent the lamp output from being more than the Full output at the time of dimming lamp start, and to transiently at the time of dimming start. Dimming without exceeding the light output in the start mode, and preventing the lamp output from falling below the desired dimming lower limit prevents the lamp from extinguishing, giving the lamp filament stress and discomfort to the human eye. Disclosed is a discharge lamp lighting device and a lighting fixture including the discharge lamp lighting device.
本発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源と、前記直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより高周波電圧に変換して放電灯に供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記放電灯の放電灯電流あるいは前記インバータ回路に流れるインバータ電流を検出し、検出信号を出力する検出回路と、前記放電灯電流あるいは前記インバータ電流を所望の値とするための目標値と前記検出信号の検出値との誤差を増幅する誤差増幅回路と、前記放電灯が始動点灯する前に所定の時間だけ前記放電灯に有するフィラメント電極を予熱する予熱モード、前記放電灯の前記フィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を印加する始動モード、および前記放電灯が始動点灯後に前記放電灯を定常点灯させる点灯モードに切替制御するタイマー回路と、前記タイマー回路に応じて周波数設定信号を変化させ、前記予熱モード、前記始動モード、前記点灯モードでの前記インバータ回路のスイッチング周波数を決める発振回路と、を具備し、前記点灯モードでの前記インバータ回路のスイッチング周波数は、前記発振回路のみで決定する第1点灯モード周波数と、前記発振回路と前記誤差増幅回路との出力信号の両方で決定する第2点灯モード周波数と、を有し、前記予熱モード、前記始動モードにおいては、前記誤差増幅回路の出力信号は、前記インバータ回路のスイッチング周波数に影響を与えないように定められた値に固定され、前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え時に、前記インバータ回路のスイッチング周波数が前記始動モードでの周波数から前記第2点灯モード周波数まで増加のみ、あるいは、減少のみとなるように、前記発振回路の周波数設定信号と前記誤差増幅回路との出力信号を変化させ、前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え時に、前記インバータ回路のスイッチング周波数が変化するまでに一定の遅延時間が設けられ、前記点灯モードへの切替え直後から前記誤差増幅回路の出力信号は徐々に変化し、前記遅延時間が経過すると、前記誤差増幅回路の出力信号に基づいて、前記検出信号の検出値が前記目標値に近づくようにフィードバック制御が実行される。 A discharge lamp lighting device according to the present invention controls a DC power source, an inverter circuit that converts a DC voltage of the DC power source into a high frequency voltage by switching with a switching element, and supplies the high frequency voltage to the discharge lamp, and controls an output of the inverter circuit and a control circuit for the said control circuit detects the inverter current flowing through the discharge lamp current or the inverter circuit of the discharge lamp, and a detection circuit for outputting a detection signal, the discharge lamp current or the inverter current An error amplification circuit that amplifies an error between a target value for obtaining a desired value and a detection value of the detection signal , and a filament electrode included in the discharge lamp is preheated for a predetermined time before the discharge lamp is started and lit. Preheating mode, applying a starting voltage for starting and lighting the discharge lamp for a predetermined time after preheating the filament electrode of the discharge lamp And a timer circuit that controls switching to a lighting mode in which the discharge lamp is steadily turned on after the discharge lamp is turned on, and a frequency setting signal is changed according to the timer circuit, and the preheating mode, the start mode, comprising an oscillation circuit for determining the switching frequency of the inverter circuit in the lighting mode, the switching frequency of the inverter circuit in the lighting mode, a first lighting mode frequency determined only by the oscillation circuit, the oscillation circuit wherein a second lighting mode frequency determined by both the output signal of the error amplifier circuit, the a, the preheat mode, in the starting mode, the output signal of said error amplification circuit, the switching frequency of the inverter circuit The value is fixed so as not to affect the lighting, and the start mode is switched to the lighting mode. When switching, only increased the frequency of switching frequency in the starting mode of the inverter circuit to the second lighting mode frequencies, or so that only reduced, the frequency setting signal of the oscillation circuit and of said error amplifier circuit When changing the output signal and switching from the start mode to the lighting mode, a certain delay time is provided until the switching frequency of the inverter circuit changes, and the output of the error amplifier circuit immediately after switching to the lighting mode signal gradually changes, if the delay time has elapsed, based on the output signal of said error amplification circuit, the detection value of the detection device signals is fed back control performed so as to come close to the target value.
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え時に、前記発振回路の周波数設定信号を徐々に変化させる。 The discharge lamp lighting device according to the present invention, when switching from the starting mode of the lighting Modohe, Ru gradually changed frequency setting signal of the oscillation circuit.
本発明に係る放電灯点灯装置は、前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え後に、前記誤差増幅回路の出力信号は、一定期間、定められた値以下には低下しない。 The discharge lamp lighting device according to the present invention, after the switching from the starting mode of the lighting Modohe, the output signal of said error amplification circuit, a period of time, not drop below a defined value.
本発明に係る照明器具は、上記いずれかの放電灯点灯装置と、この放電灯点灯装置により点灯動作が制御される放電灯と、を含む。 Lighting device according to the present invention includes the any one of the discharge lamp lighting device, a discharge lamp lighting operation is controlled by the discharge lamp lighting device.
本発明に係る放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具によれば、調光のランプ始動時に過渡的にFull出力以上のランプ出力とならず、且つ調光時始動には過渡的に始動モードでの光出力以上にならずに調光し、所望の調光下限以下のランプ出力にならないため、ランプ立ち消えを防止でき、ランプフィラメントヘのストレスや人の目への違和感を与えないという効果を奏する。 According to the discharge lamp lighting device and the lighting fixture including the discharge lamp lighting device according to the present invention, the lamp output is not transiently higher than the Full output when the dimming lamp is started, and is transiently used for the dimming start. Dimming without exceeding the light output in the start mode, and the lamp output does not become less than the desired dimming lower limit, it can prevent the lamp from extinguishing, it does not give stress to the lamp filament and uncomfortable to human eyes There is an effect.
以下、本発明に係る複数の実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明に係る第1実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具において、照明器具1は、放電灯点灯装置10と、放電灯LAとを備える。
放電灯点灯装置10は、交流電源Vsの交流電圧を全波整流する整流器DB、および平滑コンデンサ(図示せず)を備えて整流器DBの脈流電圧を平滑する電源回路11からなる直流電源部12と、直流電源12の直流電圧を不図示のスイッチング素子によりスイッチングして高周波電圧に変換するインバータ回路13と、インバータ回路13の出力端子に接続された、インダクタおよびコンデンサを含む共振回路14と、共振回路14に接続されたインバータ回路13の出力を制御する制御回路15とで構成されており、放電灯LAに接続される。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a discharge lamp lighting device according to a plurality of embodiments and a lighting fixture including the discharge lamp lighting device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, in a lighting fixture including the discharge lamp lighting device and the discharge lamp lighting device according to the first embodiment of the present invention, the
The discharge
制御回路15は、インバータ回路13のスイッチング素子のスイッチング周波数を制御する発振回路16と、発振回路16の出力に基づいてスイッチング素子をオンオフさせるドライブ回路17と、放電灯LAの始動前に放電灯LAのフィラメントを予熱する予熱モード、予熱後に放電灯LAを始動点灯させるための始動電圧を放電灯LAに印加する始動モード、および放電灯LAを定常点灯させる定常点灯モードの各時間を設定するためのタイマー回路18と、インバータ回路13のスイッチング素子に流れる電流を検出する検出回路19と、外部より入力された調光信号を直流電圧に変換する調光信号変換回路20と、検出回路19の出力信号と調光信号変換回路20の出力信号との誤差を増幅し、発振回路16に出力する誤差増幅回路21とから構成されている。
The
発振回路16は、インバータ周波数を設定する周波数設定信号を予熱モードと、始動モードと、点灯モードとのモード毎に変化させてインバータ周波数を決定する。周波数設定信号で決定するインバータ周波数は、予熱モード周波数>始動モード周波数>点灯モード周波数の関係にある。ただし、実質的に、点灯モードでは誤差増幅回路21の出力と周波数設定信号との両方でインバータ周波数が決定する。
The
これは、発振回路16の周波数設定信号が、最低周波数fminを決定し、誤差増幅回路21の出力信号が発振回路16に影響を与えることにより、点灯モードでの周波数を最低周波数fminよりも高くするためである。これにより、点灯モードでは調光信号を変化させることにより、インバータ電流を所望の値にフィードバックさせることができる。
ここで、最低周波数fminを第1点灯モード周波数とし、誤差増幅回路21と周波数設定信号との両方で決まる周波数を第2点灯モード周波数とする。
This is because the frequency setting signal of the
Here, the lowest frequency fmin is set as the first lighting mode frequency, and the frequency determined by both the
予熱モードと始動モードとでは、誤差増幅回路21の出力信号が発振周波数に影響を与えない値に固定される。従って、予熱モードと始動モードとでは調光信号の値に関係なく、発振回路16の周波数設定信号が変化することにより、所定の予熱電流をフィラメントに流して始動点灯させるための所定の電圧を放電灯LAの両端に印加させて定められたインバータスイッチング周波数にインバータを制御することができる。
In the preheating mode and the start mode, the output signal of the
図2に放電灯点灯装置10の要部の詳細回路図を示す。
図2に示すように、インバータの周波数を決定するインバータ回路13と、オペアンプである誤差増幅回路21と、ドライブ回路17とが集積回路ICに内蔵されている。
集積回路ICのHo端子およびLo端子とは、インバータ回路13のスイッチング素子FETにおいて高圧側FETと低圧側FETとのゲート端子に接続される。HGND端子は高圧側FETのソース端子と低圧側FETのドレイン端子に接続される。LGND端子はインバータ回路13のGNDに集積回路ICのGND端子と共通に接続される。
FIG. 2 shows a detailed circuit diagram of a main part of the discharge
As shown in FIG. 2, an
The Ho terminal and Lo terminal of the integrated circuit IC are connected to the gate terminals of the high-voltage side FET and the low-voltage side FET in the switching element FET of the
発振回路16の動作原理は、基本的に、特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置と同様であり、Ho端子およびLo端子の出力信号の周波数、すなわち、インバータ周波数は集積回路ICのCVCO端子の充放電電流(Icvco_soとIcvco_si)により決定される。集積回路ICの内部には、特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置と同様にカレントミラー回路が設けられており、CVCO端子の充放電電流は、RVCO端子の出力電流Ioutとミラー比によって決まる。RVCO端子の出力電流Ioutを制御することにより、インバータ周波数を設定する。RVCO端子の出力電流Ioutが多くなるとインバータ周波数は高くなってランプ出力は減少し、これとは異なり、RVCO端子の出力電流Ioutが減少するとインバータ周波数は低くなってランプ出力は増加する。
The operating principle of the
ここで、
VRVCO:RVCO端子電圧、
VOPout:OPout端子電圧、
VPREout:PREout端子電圧として、
予熱モードと始動モードとでのIoutはIrvco+Ipreとなり、
Iout=(VRVCO−VPREout)/Rpre+VRVCO/Rrvcoとなる。ただし、VOPout>VRVCO>VPREoutである。
PREout端子電圧は、PREin端子電圧と同じ値であり、PREin端子電圧はタイマー回路18(以下、マイコン18とも言う)により出力されるDuty信号を直流電圧DCに変換して作られる。従って、予熱モードと始動モードと点灯モードとでPREin端子に入力されるPREin端子電圧を変化させることにより、インバータ周波数が変化する。また、予熱モードや始動の期間はマイコン18より制御されている。
here,
VRVCO: RVCO terminal voltage,
VOPout: OPout terminal voltage,
VPREout: PREout terminal voltage
Iout in the preheating mode and the start mode is Irvco + Ipre,
Iout = (VRVCO−VPREout) / Rpre + VRVCO / Rrvco. However, VOPout>VRVCO> VPREout.
The PREout terminal voltage has the same value as the PREin terminal voltage, and the PREin terminal voltage is generated by converting a Duty signal output by the timer circuit 18 (hereinafter also referred to as the microcomputer 18) into a DC voltage DC. Therefore, the inverter frequency is changed by changing the PREin terminal voltage input to the PREin terminal in the preheating mode, the start mode, and the lighting mode. Further, the preheating mode and the starting period are controlled by the
集積回路ICには、オペアンプOPが内蔵されており、OP+端子には、調光信号変換回路20の出力信号が入力され、OP−端子には、インバータ回路13の低圧側FETのソース電流を検出するインバータ電流検出回路22の出力信号が入力される。
従って、OPout端子は調光信号とインバータ電流との誤差が増幅された信号が出力され、ダイオードC1と抵抗R1とを介してRVCO端子に接続されている。調光信号変換回路20の出力信号がインバータ電流検出回路22の出力信号よりも低下すると、OPout端子電圧が低下する。また、調光信号変換回路20の出力信号がインバータ電流検出回路22の出力信号よりも増加すると、OPout端子電圧が増加する。
The integrated circuit IC, the operational amplifier OP is built, the OP + terminal, the output signal of the dimming
Accordingly, the OPout terminal outputs a signal obtained by amplifying the error between the dimming signal and the inverter current, and is connected to the RVCO terminal via the diode C1 and the resistor R1. When the output signal of the dimming
インバータ回路13の電源となる直流電源12の出力電圧は一定であるために、インバータ内のFETのソース電流を検出することにより、インバータ回路13に消費される電力を擬似的に検出することになる。インバータ回路13に消費される電力の増減はランプ電力の増減と相関関係にあるため、ランプ電力を擬似的にフィードバックして調光制御していることになる。
Since the output voltage of the
予熱モードと始動モードとでは、OPout端子電圧(VOPout)はハイレベルHに固定され、VRVCO<VOPoutと設定されているために、予熱モードと始動モードとは、Iout=Irvco+Ipreとなる。
点灯モードではVOPout<VRVCO<VPREoutとなるため、Iout=Irvco+Iopoutとなる。OPout端子電圧が低下すると、Iopout電流が増加し、インバータ周波数が高くなり、放電灯LAが調光される。OPout端子電圧が増加すると、Iopout電流が低下し、インバータ周波数が低くなり、放電灯出力が増加する。以上の動作によりフィードバック動作が行われる。
In the preheating mode and the starting mode, the OPout terminal voltage (VOPout) is fixed at the high level H, and VRVCO <VOPout is set. Therefore, the preheating mode and the starting mode are Iout = Irvco + Ipre.
Since VOPout <VRVCO <VPREout in the lighting mode, Iout = Irvco + Iopout. When the OPout terminal voltage decreases, the Iopout current increases, the inverter frequency increases, and the discharge lamp LA is dimmed. As the OPout terminal voltage increases, the Iopout current decreases, the inverter frequency decreases, and the discharge lamp output increases. The feedback operation is performed by the above operation.
このように放電灯点灯装置10は、PREout端子電圧(VPREout)が発振回路16の周波数設定信号であり、OPout端子電圧(VOPout)が誤差増幅回路21の出力信号となる。
放電灯点灯装置10が特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置と異なる点は、以下の2点である。
Thus, in the discharge
The discharge
相違点の1点目は、ランプ電力フィードバック回路が設けられている点である。
相違点の2点目は、始動モードから点灯モードへの切替え時に誤差増幅回路21の出力信号であるOPout端子電圧(VOPout)が徐々に変化し、インバータ周波数が始動モード周波数から第2点灯モード周波数まで増減せずに、増加のみあるいは減少のみとなるように発振回路16の周波数設定信号であるPREout端子電圧(VPREout)と誤差増幅回路21の出力信号であるOPout端子電圧(VOPout)の両方が変化する点である。
The first difference is that a lamp power feedback circuit is provided.
The second difference is that the OPout terminal voltage (VOPout), which is the output signal of the
図3に放電灯点灯装置10における予熱モード→始動モード→点灯モードでのランプ電流波形とインバータ周波数とOPout端子電圧とPREout端子電圧とを示す。
図3に示すように、始動モードから点灯モードヘの切替え時にインバータ周波数は点灯モードでの周波数よりも低くなっていない。従って、ランプ出力である光出力も点灯モードでのランプ出力である光出力よりも過渡的に高くなることはない。これは、点灯モードでのPREout端子電圧(VPREout)が一定期間の間において始動モードでの値と同じであるからである。その間に、OPout端子電圧(VOPout)はVRVCO電圧よりも低くなり、Iopout電流が増加してオペアンプOPによる調光が開始される。それまでは、Iopout電流が増加しないため、Iout電流は変化せず、一定期間、始動モード周波数のままとなる。更にその後、PREout端子電圧(VPREout)はVRVCO電圧よりも高くなり、Ipreによるインバータ周波数制御は行われなくなる。ここで、VPREoutが増加してIpreがゼロ(0)となることにより、RVCO端子の電流Ioutは減少するが、その間にもOPout端子電圧(VOPout)は低下するため、ランプ電流としては増加することはない。
このように、放電灯点灯装置10は、始動モードから点灯モードヘの切替え時の閃光を防止することができる。
FIG. 3 shows the lamp current waveform, inverter frequency, OPout terminal voltage, and PREout terminal voltage in the preheating mode → start mode → lighting mode in the discharge
As shown in FIG. 3, the inverter frequency is not lower than the frequency in the lighting mode when switching from the start mode to the lighting mode. Therefore, the light output that is the lamp output does not become transiently higher than the light output that is the lamp output in the lighting mode. This is because the PREout terminal voltage (VPREout) in the lighting mode is the same as the value in the start mode during a certain period. Meanwhile, the OPout terminal voltage (VOPout) becomes lower than the VRVCO voltage, the Iopout current increases, and dimming by the operational amplifier OP is started. Until then, the Iopout current does not increase, so the Iout current does not change and remains at the start mode frequency for a certain period. Thereafter, the PREout terminal voltage (VPREout) becomes higher than the VRVCO voltage, and inverter frequency control by Ipre is not performed. Here, when VPREout increases and Ipre becomes zero (0), the current Iout at the RVCO terminal decreases, but the OPout terminal voltage (VOPout) also decreases during this time, so that the lamp current increases. There is no.
Thus, the discharge
以上、説明した本発明に係る第1実施形態の放電灯点灯装置10は、点灯モードでのスイッチング周波数が、発振回路16のみで決定する第1点灯モード周波数と、発振回路16と誤差増幅回路21との出力信号の両方で決定する第2点灯モード周波数とを有し、予熱モード、始動モードにおいては、誤差増幅回路21の出力信号は、インバータ周波数に影響を与えないように定められた値に固定され、始動モードから点灯モードヘの切替え時にインバータ周波数が始動モードでの周波数から第2点灯モード周波数まで増加のみ、あるいは、減少のみとなるように発振回路16の周波数設定信号と誤差増幅回路21との出力信号を変化させる。
As described above, in the discharge
従って、本発明に係る第1実施形態の放電灯点灯装置10は、調光のランプ始動時に過渡的にFull出力以上のランプ出力とならず、且つ調光時始動には過渡的に始動モードでの光出力以上にならずに調光し、所望の調光下限以下のランプ出力にならないことにより、ランプ立ち消えを防止でき、ランプフィラメントヘのストレスや人の目への違和感を与えない。
Therefore, the discharge
また、本発明に係る第1実施形態の放電灯点灯装置10は、始動モードから点灯モードヘの切替え時に、発振回路16の周波数設定信号が変化するまでに一定の遅延時間を設け、誤差増幅回路21の出力信号は徐々に変化する。
In addition, the discharge
従って、本発明に係る第1実施形態の放電灯点灯装置10は、始動モードから点灯モードヘの切替え時に誤差増幅回路21の出力信号を徐々に変化させることにより、立ち消えが発生しなくなり、発振回路16の周波数設定信号に遅延時間を設けるだけで容易に閃光を防止できる。
Accordingly, in the discharge
本発明に係る第1実施形態の照明器具1は、調光のランプ始動時に過渡的にFull出力以上のランプ出力とならず、且つ調光時始動には過渡的に始動モードでの光出力以上にならずに調光し、所望の調光下限以下のランプ出力にならないことにより、ランプ立ち消えを防止でき、ランプフィラメントヘのストレスや人の目への違和感を与えない放電灯点灯装置10により放電灯LAの点灯動作が制御される照明器具1を提供できる。
The
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具について説明する。
なお、以下の各実施形態において、上述した第1実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
(Second Embodiment)
Next, the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting device of 2nd Embodiment which concerns on this invention is demonstrated.
In the following embodiments, components that are the same as those in the first embodiment described above or functionally similar components are simplified or omitted by giving the same reference numerals or equivalent symbols in the drawings. To do.
図4に本発明に係る第2実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置30において予熱モード→始動モード→点灯モードでのランプ電流波形とインバータ周波数とOPout端子電圧とPREout端子電圧とを示す。
図4に示すように、放電灯点灯装置30が第1実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置10と異なる点は、始動モードから点灯モードヘの切替え時に発振回路16の周波数設定信号であるPREout端子電圧(VPREout)が徐々に増加し、誤差増幅回路21の出力信号であるOPout端子電圧(VOPout)とが徐々に減少する点である。
FIG. 4 shows a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention and a discharge
As shown in FIG. 4, the discharge
第1実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置10では、点灯モードへ切替え後にPREout端子電圧が一定期間遅れてから急峻にCVCO端子電圧以上になっていたが、フィードバック時定数の設計やランプ特性によっては過渡的に始動モードでのランプ電流以上のランプ電流となる場合がある。
In the discharge
そこで、放電灯点灯装置30は、PREout端子電圧とOPout端子電圧との両方が徐々に所望の値まで変化することにより、PREin端子の電流Ipreが急にゼロ(0)となることによる過渡的なインバータ周波数の低下がないために、放電灯点灯装置10では実現できないようなランプ特性やフィードバック時定数を用いた放電灯点灯装置30においても、容易に点灯モード移行後も一定期間、始動モードでのランプ電流と同じランプ電流を出力することができる。
Therefore, the discharge
また、深い調光を行う放電灯点灯装置30においても閃光を防止できる。始動モードから点灯モードへの切替え時の一定期間はインバータ動作周波数が始動モードと同じ値になっているため、ランプ出力である光出力も点灯モードの一定期間は始動モードでのランプ出力(光出力)と同じとなるためである。
Further, the flashlight can be prevented also in the discharge
また、OPout端子電圧である誤差増幅回路21の出力信号が、特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具のように調光信号に応じて直接変化するのではなく、フィードバック回路の出力電圧信号として変化する。
さらに、フィードバックの目標信号であるOP+信号が徐々に所望の調光レベルまで変化するため、OPout端子電圧も徐々に変化することになる。よって、特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具のように、過渡的に所望のランプ電流よりも低下することがない。
In addition, the output signal of the
Further, since the OP + signal that is the feedback target signal gradually changes to a desired dimming level, the OPout terminal voltage also gradually changes. Therefore, unlike the discharge lamp lighting device and the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device described in
所望の調光レベルであるOP+信号に対して、ランプ電流が低下した場合は、OPout端子電圧が増加するため、それ以上、Iopoutが増加して周波数が高くなることはない。
また、OP+信号が徐々に変化するため、所望の調光レベルまで正確にフィードバック制御することができる。フィードバックのスピードを制御する時定数やランプ特性によっては、急峻にOP+信号が変化すると、OPout端子電圧が低下しすぎて、過渡的にランプ電流が低下したり、立ち消えが発生したりすることがある。
When the lamp current decreases with respect to the OP + signal at the desired dimming level, the OPout terminal voltage increases, so that Iopout does not increase any further and the frequency does not increase.
Further, since the OP + signal gradually changes, feedback control can be accurately performed up to a desired dimming level. Depending on the time constant that controls the feedback speed and the lamp characteristics, if the OP + signal changes suddenly, the OPout terminal voltage may drop too much, causing the lamp current to drop transiently or to go out. is there.
放電灯点灯装置30は、OP+信号の変化に充分な時間を設けているために、フィードバック制御をしつつ、所望の調光レベルまで調光できる。
従って、放電灯点灯装置30は、特許文献1に記載された放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具のように、過渡的なランプ電流の低下や、それによる立ち消えが発生しない。
Since the discharge
Therefore, unlike the discharge lamp lighting device and the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device described in
このように、放電灯点灯装置30は、始動モードから点灯モードへの移行後に、一定期間、インバータ周波数を始動モードの周波数となるように発振回路16の周波数設定信号と誤差増幅回路21の出力信号との両方を徐々に変化させることにより、閃光による違和感や立ち消えが発生しない。
As described above, the discharge
本発明に係る第2実施形態の放電灯点灯装置30は、始動モードから点灯モードヘの切替え時に、発振回路16の周波数設定信号と誤差増幅回路21の出力信号との両方を徐々に変化させる。
The discharge
従って、本発明に係る第2実施形態の放電灯点灯装置30は、発振回路16の周波数設定信号と誤差増幅回路21の出力信号の両方を始動モードから点灯モードへの切替時に徐々に変化させることにより、ランプ特性により立ち消えや閃光が発生し易い場合や短い時定数によってフィードバック制御のスピードが速い場合であっても、立ち消えや閃光を防止できる。
Therefore, the discharge
(第3実施形態)
次に、本発明に係る第3実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具について説明する。
図5に本発明に係る第3実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置40の要部の詳細回路図を示す。
(Third embodiment)
Next, the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting device of 3rd Embodiment which concerns on this invention is demonstrated.
The detailed circuit diagram of the principal part of the discharge
図5に示すように、放電灯点灯装置40が第2実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具における放電灯点灯装置30と異なる点は、OPout端子の出力に下限クランプ回路41が設けられており、誤差増幅回路21の出力信号であるOPout端子電圧が、始動モードから点灯モードへの切替え後の一定期間は定められた値以下にはならない点である。下限クランプ回路41によりクランプされる電圧はマイコン18により設定される。
As shown in FIG. 5, the discharge
図6に本発明に係る第3実施形態の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具において放電灯点灯装置40におけるランプ電流波形図を示す。
図6に示すように、点灯モード移行後の一定期間は、OPout端子電圧(VOPout)が定められた値以下にはならない。一定期間を超えると、マイコン18からのDuty信号が徐々に低下して、下限クランプ電圧のレベルが低下していく。これにより、放電灯LAが冷えていて、調光始動直後に立ち消えが発生しやすい状態にあっても、点灯モードへの移行後の一定期間は調光レベルが高く、ランプ電流が高いので、立ち消えしない。一定期間後は、ランプ最冷点温度が上昇しているので、さらに深い調光を行ってもランプの立ち消えは発生しない。一定期間後の調光下限クランプのレベルは、例えば数十分の長い時間をかけて徐々に低下するために、人が光の変化を認識することがなく、深く調光できる。
FIG. 6 shows a lamp current waveform diagram in the discharge
As shown in FIG. 6, the OPout terminal voltage (VOPout) does not fall below a predetermined value for a certain period after the transition to the lighting mode. When the predetermined period is exceeded, the duty signal from the
本発明に係る第3実施形態の放電灯点灯装置40は、始動モードから点灯モードヘの切替え後に、誤差増幅回路21の出力信号が一定期間定められた値以下には低下しない。
従って、本発明に係る第3実施形態の放電灯点灯装置40は、部品の公差ばらつきや温度特性により、始動モードから点灯モードへの切替え時に立ち消えが発生し易い場合であっても、立ち消えを防止できる。
In the discharge
Therefore, the discharge
なお、本発明の放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を備える照明器具は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。 In addition, the lighting fixture provided with the discharge lamp lighting device and the discharge lamp lighting device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.
1 照明器具
10,30,40 放電灯点灯装置
12 直流電源
13 インバータ回路
15 制御回路
16 発振回路
18 タイマー回路
19 検出回路
21 誤差増幅回路
LA 放電灯
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記直流電源の直流電圧をスイッチング素子でスイッチングすることにより高周波電圧に変換して放電灯に供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路の出力を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記放電灯の放電灯電流あるいは前記インバータ回路に流れるインバータ電流を検出し、検出信号を出力する検出回路と、
前記放電灯電流あるいは前記インバータ電流を所望の値とするための目標値と前記検出信号の検出値との誤差を増幅する誤差増幅回路と、
前記放電灯が始動点灯する前に所定の時間だけ前記放電灯に有するフィラメント電極を予熱する予熱モード、前記放電灯の前記フィラメント電極を予熱してから所定時間放電灯を始動点灯させるための始動電圧を印加する始動モード、および前記放電灯が始動点灯後に前記放電灯を定常点灯させる点灯モードに切替制御するタイマー回路と、
前記タイマー回路に応じて周波数設定信号を変化させ、前記予熱モード、前記始動モード、前記点灯モードでの前記インバータ回路のスイッチング周波数を決める発振回路と、 を具備し、
前記点灯モードでの前記インバータ回路のスイッチング周波数は、前記発振回路のみで決定する第1点灯モード周波数と、前記発振回路と前記誤差増幅回路との出力信号の両方で決定する第2点灯モード周波数と、を有し、前記予熱モード、前記始動モードにおいては、前記誤差増幅回路の出力信号は、前記インバータ回路のスイッチング周波数に影響を与えないように定められた値に固定され、前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え時に、前記インバータ回路のスイッチング周波数が前記始動モードでの周波数から前記第2点灯モード周波数まで増加のみ、あるいは、減少のみとなるように、前記発振回路の周波数設定信号と前記誤差増幅回路との出力信号を変化させ、
前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え時に、前記インバータ回路のスイッチング周波数が変化するまでに一定の遅延時間が設けられ、
前記点灯モードへの切替え直後から前記誤差増幅回路の出力信号は徐々に変化し、
前記遅延時間が経過すると、前記誤差増幅回路の出力信号に基づいて、前記検出信号の検出値が前記目標値に近づくようにフィードバック制御が実行される放電灯点灯装置。 DC power supply,
An inverter circuit that converts the DC voltage of the DC power source into a high-frequency voltage by switching with a switching element and supplies the voltage to the discharge lamp;
And a control circuit for controlling the output of said inverter circuit,
The control circuit includes:
A detection circuit for detecting a discharge lamp current of the discharge lamp or an inverter current flowing in the inverter circuit and outputting a detection signal;
An error amplifying circuit for amplifying an error between a target value for setting the discharge lamp current or the inverter current to a desired value and a detection value of the detection signal;
A preheating mode in which the filament electrode included in the discharge lamp is preheated for a predetermined time before the discharge lamp is turned on, and a starting voltage for starting the discharge lamp for a predetermined time after preheating the filament electrode of the discharge lamp. A timer circuit that controls switching to a lighting mode in which the discharge lamp is steadily turned on after the start-up lighting of the discharge lamp,
In response to said timer circuit to change the frequency setting signal, the preheating mode, the starting mode, anda oscillating circuit for determining the switching frequency of the inverter circuit in the lighting mode,
The switching frequency of the inverter circuit in the lighting mode is a first lighting mode frequency determined only by the oscillation circuit, and a second lighting mode frequency determined by both output signals of the oscillation circuit and the error amplification circuit. In the preheating mode and the start mode, the output signal of the error amplifier circuit is fixed to a value determined so as not to affect the switching frequency of the inverter circuit , and the output signal from the start mode is at the lighting Modohe switching, only increased the frequency of switching frequency in the starting mode of the inverter circuit to the second lighting mode frequencies, or, so that a decrease only, the error amplifier and the frequency setting signal of the oscillation circuit Change the output signal with the circuit ,
When switching from the starting mode to the lighting mode, a certain delay time is provided until the switching frequency of the inverter circuit changes,
The output signal of the error amplifier circuit gradually changes immediately after switching to the lighting mode,
When the delay time has elapsed, the error amplifier based on the output signal of the circuit, the detection signal of the detection value discharge lamp lighting device feedback control that is performed so as to come close to the target value.
前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え時に、前記発振回路の周波数設定信号を徐々に変化させる放電灯点灯装置。 In the discharge lamp lighting device according to claim 1 ,
When switching from the starting mode of the lighting Modohe gradually altered so that discharge lamp lighting device a frequency setting signal of the oscillation circuit.
前記始動モードから前記点灯モードヘの切替え後に、前記誤差増幅回路の出力信号は、一定期間、定められた値以下には低下しない放電灯点灯装置。 In the discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2 ,
After switching from the starting mode of the lighting Modohe, the output signal of said error amplification circuit, a period of time, not drop below a defined value discharge lamp lighting device.
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