JPH03171596A - Lighting apparatus for discharge lamp - Google Patents

Lighting apparatus for discharge lamp

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JPH03171596A
JPH03171596A JP30903189A JP30903189A JPH03171596A JP H03171596 A JPH03171596 A JP H03171596A JP 30903189 A JP30903189 A JP 30903189A JP 30903189 A JP30903189 A JP 30903189A JP H03171596 A JPH03171596 A JP H03171596A
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剱持 芳生
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Abstract

PURPOSE:To supply constant electric power for a lamp in a wide range of ambient temperature by changing amplification ratio of a computing amplifier having a temperature compensating circuit corresponding to d.c. input voltage and a lamp current and controlling the pulse width of a chopper circuit. CONSTITUTION:D.C. output of a commercial power source 1 rectified by a rectifier device D1 is put into a voltage-descending type chopper circuit 2 to adjust current and operates a full bridge-type inverter 4 to light a discharge lamp 5. Output of a signal reverse circuit 22 to which a detection output of an input voltage detection circuit 21 is sent and a detection output of a current detection device R1 of the chopper circuit 2 are put into a switching circuit 12 through a temperature compensating circuit 31. Under constant conditions, when temperature rises, impedance of a feedback circuit consisting of a Zener diode ZD of a computing amplifier 16 descends. At this time, impedance of a resistor R6 to be inserted into an input terminal of a computing amplifier 12 and a negative terhmistor 32 decreases to that the computing amplifier 16 maintains a constant amplification ratio and constant electric power is supplied.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流を入力した降圧形チョッパ回路で電流
制御を行い、フルブリッジ形インバータで矩形波点灯す
るようにした、メタルハライドランプ等の高輝度放電灯
の点灯装置の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention controls the current using a step-down chopper circuit that inputs direct current, and uses a full-bridge inverter to perform rectangular wave lighting. This invention relates to improvements in lighting devices for brightness discharge lamps.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、メタルハライドランプ等の高輝度放電灯が昔及し
始めており、かかる放電灯の点灯装置も、第3図に示す
ように、漏洩変圧器Trと主コンデンサCとからなる進
相型安定器など鋼鉄形の安定器を用いてランプLを点灯
する方式から、第4図に示すように、高周波インバータ
H.Iを用いた方式へと、小型軽量化が計られるように
なってきている。
In recent years, high-intensity discharge lamps such as metal halide lamps have become popular, and the lighting devices for such discharge lamps also include a phase-advanced ballast consisting of a leakage transformer Tr and a main capacitor C, as shown in Figure 3. From the method of lighting the lamp L using a steel type ballast, to the method of lighting the lamp L using a high frequency inverter H. as shown in FIG. A system using I is becoming more compact and lightweight.

しかしながら、このような高周波インバータを用いた点
灯装置においては、ある周波数領域の電流が供給される
と音響的共鳴現象が生し、アークが立ち消えしたりして
不安定となるという問題点がある。
However, in a lighting device using such a high frequency inverter, there is a problem in that when a current in a certain frequency range is supplied, an acoustic resonance phenomenon occurs, causing the arc to disappear and becoming unstable.

従来、かかる音響的共鳴現象による不安定を除去するた
め、例えば第5図に示すような矩形波点灯方式が提案さ
れている。すなわち第5図において、1は商用電源、D
,は整流素子、C1は平滑コンデンサであり、2は降圧
形チョッパ回路で、スイソチングトランジスタQ,とフ
リーホイルダイオードD2と直流リアクトルL,と平滑
コンデンサC2と前記スイッチングトランジスタQ,を
駆動制御する定電流フィードハソク回路3とで構成され
ている。R,は前記定電流フィードバック回路3へ検出
出力を入力する電流検出素子、4はスインチングトラン
ジスタQ2.Q3.Q..Qsからなるフルブリッジ形
インバータである。
Conventionally, in order to eliminate instability caused by such an acoustic resonance phenomenon, a rectangular wave lighting system as shown in FIG. 5, for example, has been proposed. In other words, in Fig. 5, 1 is the commercial power supply, D
, is a rectifying element, C1 is a smoothing capacitor, and 2 is a step-down chopper circuit that drives and controls the switching transistor Q, the freewheel diode D2, the DC reactor L, the smoothing capacitor C2, and the switching transistor Q. It is composed of a constant current feed circuit 3. R, is a current detection element that inputs a detection output to the constant current feedback circuit 3, and 4 is a switching transistor Q2. Q3. Q. .. This is a full bridge type inverter consisting of Qs.

そしてこのように構成された点灯装置においては、商用
電#1は整流素子D,で整流され、その直琉出力は降圧
形チョンパ回路2に入力されて、定電流制御が行われ、
該チョンパ回路2の出力はフルブリソジ形インバータ4
に入力される。そして該インバータ4の動作によりラン
ブ5には矩形波交番電圧が印加され、矩形波点灯が行わ
れる。
In the lighting device configured in this manner, commercial power #1 is rectified by the rectifying element D, and its direct output is input to the step-down chopper circuit 2, where constant current control is performed.
The output of the chopper circuit 2 is a full bridge inverter 4.
is input. By the operation of the inverter 4, a rectangular wave alternating voltage is applied to the lamp 5, and rectangular wave lighting is performed.

この矩形波点灯は、矩形波が印加されるため、ランプの
ちらつきが少なく良好な点灯が行われるとされている。
In this rectangular wave lighting, since a rectangular wave is applied, it is said that the lamp can be lit well with less flickering.

ところが、上記従来の放電灯点灯装置においては、降圧
形ヂョッパ回路において定電流制御を行っているため、
ランプ始動時においてもランプ安定時の電流しか流せな
い。しかし一般的に放電灯点灯においては、ランプ拍動
時は安定時の1.2〜2.5倍程度の電琉が必要とされ
、したがって安定時の電流で始動すると、始動時間が長
くかかったり、あるいは放電が安定せずランプが始動し
ない場合もある。また安定時は定電流制御が行われるた
め、ランプ電圧の変化が直接ランプ電力の変化となり、
したがってランプの製造時のばらつきによるランプ電圧
のばらつきや、寿命末期におけるランプ電圧の上昇によ
る過入力を防止することができないという欠点がある。
However, in the above-mentioned conventional discharge lamp lighting device, constant current control is performed in the step-down type chopper circuit.
Even when the lamp is started, only current can flow when the lamp is stable. However, in general, when lighting a discharge lamp, 1.2 to 2.5 times as much electricity is required when the lamp is pulsating as when it is stable, so starting with the current when it is stable may take a long time to start. , or the lamp may not start due to unstable discharge. In addition, constant current control is performed when stable, so changes in lamp voltage directly result in changes in lamp power.
Therefore, there is a drawback that it is impossible to prevent variations in lamp voltage due to variations in lamp manufacturing or excessive input due to an increase in lamp voltage at the end of the lamp's life.

更にはまた入力電圧の変動によりランプ電力が大きく変
化してしまうという問題点がある。
Furthermore, there is another problem in that the lamp power changes greatly due to fluctuations in input voltage.

従来の放電灯点灯装置における上記問題点を解消するた
めに、本発明者は先に特願昭63−329439号にお
いて、第6図に示すような放電灯点灯装置を提案した。
In order to solve the above problems in the conventional discharge lamp lighting device, the present inventor previously proposed a discharge lamp lighting device as shown in FIG. 6 in Japanese Patent Application No. 63-329439.

なお第6図において、第5図に示した従来例と同一構成
部材については同一符号を付して示している。降圧形チ
ョッパ回路2は、スインチングトランジスタQ1 とフ
リーホイルダイオードD2,直流リアクトルL,,平滑
コンデンサCz,スイッチングトランジスタQ1の駆動
回路11,電流検出素子R1の検出出力を入力して前記
駆動回路11へ制御信号を送出するスイッチング回路I
2とで構成されている。l3はフルブリソジ形インバー
タ4を構戒するスインチングトランジスタQz+  Q
..Q..Qsを駆動するためのフノノプフロノプ回路
で、14はインバータ4の出力瑞乙こ接続された拍動回
路である。なおC3は始動回路14から発生する高圧パ
ルスのバイパス用のコンデンサである。更にこの点灯装
置においては、直流電凋回路と降圧形チョッパ回路2と
の間に入力電圧検出回路21が設けられており、その検
出出力が信号反転回路22を介して、降圧形チョッパ回
路2のスイッチング回路12に、前記電流検出素子R1
の検出出力と共に入力されるように構成されている。
In FIG. 6, the same components as those in the conventional example shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. The step-down chopper circuit 2 inputs the switching transistor Q1, the freewheel diode D2, the DC reactor L, the smoothing capacitor Cz, the driving circuit 11 of the switching transistor Q1, and the detection output of the current detection element R1 to the driving circuit 11. Switching circuit I that sends control signals
It is composed of 2. l3 is a switching transistor Qz+Q that protects the full-bridge inverter 4.
.. .. Q. .. 14 is a pulsating circuit connected to the output of the inverter 4. Note that C3 is a capacitor for bypassing the high voltage pulse generated from the starting circuit 14. Furthermore, in this lighting device, an input voltage detection circuit 21 is provided between the DC voltage reducing circuit and the step-down chopper circuit 2, and its detection output is transmitted through the signal inversion circuit 22 to the switching of the step-down chopper circuit 2. The circuit 12 includes the current detection element R1.
is configured to be input together with the detection output of.

第7図は、前記入力電圧検出回路21,信号反転回路2
2及び降圧形チョッパ回路2におけるスイッチング回路
12の詳細な回路構成を示す図である。
FIG. 7 shows the input voltage detection circuit 21 and the signal inversion circuit 2.
2 is a diagram showing a detailed circuit configuration of the switching circuit 12 in the step-down chopper circuit 2 and the step-down chopper circuit 2. FIG.

降圧形チョッパ回路2におけるスイッチング回路12に
おいて、15は三角波状基準波の発振器で、抵抗R4及
びコンデンサC4は該発振器15の発生基準波の発振周
波数を決定している。16は演算増幅器で、R5は該増
幅器16のドリフト補償抵抗で、R6は入力抵抗であり
、それらの抵抗R,.Rbを介して電流検出素子R1の
検出出力が演算増幅器16に入力されるようになってい
る。そして演算増幅器16の入出力端間には、抵抗R7
、抵抗R,と?ェナーダイオードZDの直列回路、位相
補償するための抵抗R,とコンデンサC,の直列回路と
をそれぞれ並列接続したフィードバック回路が接続され
ている。17は前記演算増幅器16からの基準電圧と発
振器15からの三角波を比較して増幅する比較器で、該
比較器17の出力はチョッパ回路2の駆動回路11に入
力されるようになっている。
In the switching circuit 12 in the step-down chopper circuit 2, 15 is an oscillator of a triangular reference wave, and a resistor R4 and a capacitor C4 determine the oscillation frequency of the reference wave generated by the oscillator 15. 16 is an operational amplifier, R5 is a drift compensation resistor of the amplifier 16, R6 is an input resistor, and these resistors R, . The detection output of the current detection element R1 is input to the operational amplifier 16 via Rb. A resistor R7 is connected between the input and output terminals of the operational amplifier 16.
, resistance R, and? A feedback circuit is connected in parallel with a series circuit of an energy diode ZD, a series circuit of a resistor R for phase compensation, and a capacitor C. A comparator 17 compares and amplifies the reference voltage from the operational amplifier 16 and the triangular wave from the oscillator 15, and the output of the comparator 17 is input to the drive circuit 11 of the chopper circuit 2.

入力電圧検出回路21は、直流電源回路に並列に接続さ
れた分圧用直列接続抵抗R,。+RI+と、分圧用抵抗
R lo+  R I +の接続点と負例のラインとの
間に抵抗R,■を介して接続したホトカプラ23の入力
側となる発光ダイオードLEDとで構成されている。ま
た信号反転回路22は、定電圧源24と該電圧jg.2
4に抵抗R 13+  Rl4を介して接続されたホト
カプラ23の出力側となるホトトランジスタPTとで構
成されており、定電圧源24の正側に接続された抵抗R
l3の両端を、前記スイッチング回路12の入力端子a
,bにそれぞれ接続している。そして前記入力電圧検出
回路21のホトカプラ23の入力側を構成する発光ダイ
オードL E Dで検出した検出信号を、ホトカプラ2
3の出力側を構戒する信号反転回路22のホトトランジ
スタPTで受けて、該検出信号を反転して前記スイッチ
ング回路l2の演算増幅器16へマイナス入力を供給す
るように構或されている。
The input voltage detection circuit 21 includes a series-connected voltage dividing resistor R, which is connected in parallel to a DC power supply circuit. +RI+, and a light emitting diode LED which is connected to the input side of a photocoupler 23 via resistors R and ■ between the connection point of the voltage dividing resistor R lo+ R I + and the negative line. Further, the signal inverting circuit 22 connects a constant voltage source 24 and the voltage jg. 2
4 and a phototransistor PT, which is the output side of the photocoupler 23, connected to the resistor R13+R14 via the resistor R13+R14, and a resistor R13 connected to the positive side of the constant voltage source 24.
Both ends of l3 are connected to the input terminal a of the switching circuit 12.
, b, respectively. Then, the detection signal detected by the light emitting diode LED constituting the input side of the photocoupler 23 of the input voltage detection circuit 21 is sent to the photocoupler 23.
The phototransistor PT of the signal inversion circuit 22 receives the output side of the detection signal 3, inverts the detection signal, and supplies the negative input to the operational amplifier 16 of the switching circuit 12.

次にこのように構成された先に提案した放電灯点灯装置
の動作を、第5図に示した従来例と異なる部分について
説明する。まず第5図に示した従来の点灯装置と同様に
、商用電源lは整流素子Dで整流され、その直流出力は
降圧形チョノパ回路2に入力されて電流制御が行われ、
該チョッパ回路2の出力はフルブリッジ形インバータ4
に入力される。そして該インバータ4の動作と、始動回
路14の動作によりランブ5は始動して点灯が行われる
。ランプ拍動時には、始動電流が大きいため電流検出素
子R,の検出出力■1が大となる。したがってこの検出
出力■,が入力されるスイッチング回路12の演算増幅
器16の入出力差が大きくなり、それによりフィードバ
ック回路のツェナーダイオードZDが導通状態となる。
Next, the operation of the previously proposed discharge lamp lighting device configured as described above will be explained with respect to the differences from the conventional example shown in FIG. 5. First, similar to the conventional lighting device shown in FIG. 5, the commercial power supply l is rectified by a rectifying element D, and its DC output is input to a step-down Chonopa circuit 2 to perform current control.
The output of the chopper circuit 2 is connected to a full bridge inverter 4.
is input. Then, the lamp 5 is started and lit by the operation of the inverter 4 and the starting circuit 14. During lamp pulsation, the starting current is large, so the detection output (1) of the current detection element R becomes large. Therefore, the difference between the input and output of the operational amplifier 16 of the switching circuit 12 to which this detection output (2) is input becomes large, and the Zener diode ZD of the feedback circuit becomes conductive.

その結果、この演算増幅器16の増幅率αはほぼ次式(
1)で表されるようになる。
As a result, the amplification factor α of this operational amplifier 16 is approximately expressed by the following formula (
1).

R7+R8 この増幅率αは、ツェナーダイオートZDを含むフィー
ドバック回路の抵抗R.と抵抗R7とが並列に接続され
るため、フィードバック抵抗R7のみの場合の次式(2
)で表される増幅率α′より、低く抑えられるようにな
っている。
R7+R8 This amplification factor α is determined by the resistance R. of the feedback circuit including the Zener diode ZD. and resistor R7 are connected in parallel, so the following equation (2
) can be kept lower than the amplification factor α'.

R6 これにより、第8図(イ)に示すように、演算増幅器1
6の出力基準電圧Bは、増幅率αの時の値B幅率α′の
時の値Bz(一V,  ・      )よR6 り低くなる。この演算増幅器16の出力基準電圧B,又
はB2は、同しく第8図(イ)に示す発振器15の角波
Aと比較器17で比較され、第8図(口)に示十l+舶
山山・肋必ρ ワ叶1”  −h: S”i r二恥ス
 ▼小中較出力Cは降圧形チョッパ回路2の駆動回路1
1に入力され、降圧形チョッパ回路2のスイッチングト
ランジスタQ.には第8図(ロ)に示すパルス幅t1又
はL2と同じ駆動パルスが印加されて駆動制御される。
R6 As a result, as shown in FIG. 8(a), the operational amplifier 1
The output reference voltage B of R6 is lower than the value Bz (1 V, .multidot.) when the amplification factor is α and the value B when the width factor is α'. The output reference voltage B or B2 of the operational amplifier 16 is compared with the angular wave A of the oscillator 15 shown in FIG. ▼The small and medium comparison output C is the drive circuit 1 of the step-down chopper circuit 2.
1 and the switching transistor Q.1 of the step-down chopper circuit 2. A drive pulse having the same pulse width t1 or L2 as shown in FIG. 8(b) is applied to perform drive control.

演算増幅器16の増幅率がαの時のパルス幅1,は、増
幅率がα′の時のパルス幅L2より広いので、拍動時に
は大なる始動電流を流すようになっている。
Since the pulse width 1 when the amplification factor of the operational amplifier 16 is α is wider than the pulse width L2 when the amplification factor is α', a large starting current is caused to flow during pulsation.

ランプ起動後ランプ電圧は上昇し、それに伴って電流検
出素子R,の検出出力■1は低下し、演算増幅器16の
出力基準電圧Bは降下してくるが、定格ランプ電圧に到
る前の所定の電圧に達した後は、演算増幅器16のフィ
ードパソク回路のツェナーダイオードZDは遮断される
ように、その時点の演算増幅器16の人出力電位差にツ
ェナーダイオードZDのツェナー電圧をセソトしておく
After the lamp starts, the lamp voltage increases, and the detection output (1) of the current detection element R decreases accordingly, and the output reference voltage B of the operational amplifier 16 decreases, but the voltage decreases to a predetermined value before reaching the rated lamp voltage. After reaching the voltage, the Zener voltage of the Zener diode ZD is set to the current output potential difference of the operational amplifier 16 so that the Zener diode ZD of the feed path circuit of the operational amplifier 16 is cut off.

これにより前記所定のランプ電圧に達すると、それ以降
は演算増幅器16は増幅率α′の増幅器となり、その所
定のランプ電圧に到る間は、ツェナーdノ斗一L7nハ
北婢泌桃姓I▼トープフ4−口々1的乙こ増幅率は増加
する。
As a result, when the predetermined lamp voltage is reached, the operational amplifier 16 becomes an amplifier with an amplification factor α', and while the predetermined lamp voltage is reached, ▼Topf 4-The amplification rate of each word increases.

したがってランプ電圧とランプ電力との関係を示すレイ
ンポーカーブは、第9図に示すように、点線で示すツェ
ナーダイオードZDが導通状態における特性曲線aから
、1点鎖線で示すツェナーダイオードZDがオフ状態に
おける特性曲線bへ点P, Qに亘ってツェナーダイオ
ードZDの非線形特性によって連続的に変移し、実線C
で示すような特性となり、定格近傍のある範囲内のラン
プ電圧の変動に対してランプ電力をほぼ一定にする機能
をもち、ランプ電圧の上昇によって過電力とならないよ
うになっている。
Therefore, as shown in FIG. 9, the rain poker curve showing the relationship between the lamp voltage and the lamp power is as follows: from the characteristic curve a when the Zener diode ZD shown by the dotted line is in the conductive state, to the characteristic curve a when the Zener diode ZD shown by the dashed line is in the off state. There is a continuous transition to the characteristic curve b at points P and Q due to the nonlinear characteristics of the Zener diode ZD, and the solid line C
It has the characteristics shown in , and has the function of keeping the lamp power almost constant even when the lamp voltage fluctuates within a certain range around the rated value, and prevents overpowering due to a rise in lamp voltage.

このように構成した放電灯点灯装置において、放電始動
時及び安定時付近においては、前述のように動作して、
安定した始動を行わせると共に、ランプ電圧の上昇に伴
う過入力を防止して適切な電力を供給するが、次に直流
入力電圧が変動した場合の動作について説明する。前記
入力電圧検出回路21で検出された検出信号は、信号反
転回路22において反転され、スイッチング回路12の
演算増幅器16にマイナスの信号を入力する。一方、ラ
ンプ電流検出素子R,においては、a点からb点に向け
て電流が流れるため、a点を基準にするとb点はマイナ
スとなり、電流検出素子R,による検出信号も演算増幅
器16に対してはマイナス入力となっている。したがっ
て直流入力電圧検出信号はランプ電流検出信号に重畳し
た形となり、直流入力電圧が上昇すると、その上界分だ
け演算増幅器16への入力電圧はマイナスに増加する。
In the discharge lamp lighting device configured in this way, when the discharge is started and when it is stable, it operates as described above.
While stably starting the lamp, it also prevents excessive input due to a rise in lamp voltage and supplies appropriate power.Next, the operation when the DC input voltage fluctuates will be explained. The detection signal detected by the input voltage detection circuit 21 is inverted by a signal inversion circuit 22 and inputted to the operational amplifier 16 of the switching circuit 12 as a negative signal. On the other hand, in lamp current detection element R, current flows from point a to point b, so if point a is used as a reference, point b becomes negative, and the detection signal from current detection element R is also applied to operational amplifier 16. is a negative input. Therefore, the DC input voltage detection signal is superimposed on the lamp current detection signal, and when the DC input voltage increases, the input voltage to the operational amplifier 16 increases negatively by the upper bound thereof.

それにより演算増幅器l6の出力電圧Bは上昇し、比較
出力波形Cのパルス幅tは小さくなり、降圧形チョッパ
回路2において電流が少なくなるように制御される。ま
た逆に直流入力電圧が下降した場合には、逆の動作が行
われチョッパ回路2において電流が増加するように制御
される。したがって、ランプ電圧及び入力電圧の広範囲
の変動に対しても定電力特性が達成されるようになって
いる。
As a result, the output voltage B of the operational amplifier l6 increases, the pulse width t of the comparison output waveform C decreases, and the current in the step-down chopper circuit 2 is controlled to decrease. Conversely, when the DC input voltage drops, the reverse operation is performed and the chopper circuit 2 is controlled so that the current increases. Therefore, constant power characteristics are achieved even over wide variations in lamp voltage and input voltage.

〔発明が解決しようとする課題」 ところが、先に提案した上記放電灯点灯装置においては
、ランプ電圧及び入力電圧の広範囲の変動に対しても定
電力特性が達戒されるようになっているが、降圧形チョ
ッパ回路2におけるスイッチング回路12を構成してい
る演算増幅器16のフイードハノク回路にツエナーダイ
オードZDが挿入されているため、スイソチング回路l
2が温度的安定性に欠けるという問題点がある。すなわ
ち、ツエナーダイオードは温度が」二昇すると、2■程
度の低いツェナー電圧が下がるため、このようなツエナ
ーダイオードを演算増幅器のフィードバック回路に挿入
している場合には、温度の上昇に伴って演算増幅器の増
幅率が低下し、それによりランプ電力が過電力となって
しまう。更に過電力によって周辺回路のトランジスタの
温度が」二昇し、それによってツェナーダイオードの温
度が更に上昇し、この悪循環の繰り返しによって最後に
は熱暴走してしまうという問題点があった,。
[Problem to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned discharge lamp lighting device proposed earlier, constant power characteristics are achieved even over a wide range of fluctuations in lamp voltage and input voltage. , since a Zener diode ZD is inserted in the feed Hanok circuit of the operational amplifier 16 that constitutes the switching circuit 12 in the step-down chopper circuit 2, the switching circuit l
2 has a problem in that it lacks thermal stability. In other words, when the temperature of a Zener diode rises by 2, the Zener voltage, which is as low as 2 cm, decreases, so if such a Zener diode is inserted into the feedback circuit of an operational amplifier, the operation will decrease as the temperature rises. The amplification factor of the amplifier decreases, resulting in overpowering the lamp power. Furthermore, overpowering caused the temperature of the transistors in the peripheral circuits to rise, which caused the temperature of the Zener diode to rise further, and this vicious cycle was repeated, eventually leading to thermal runaway.

本発明は、先に提案した放電灯点灯装置における上記問
題点を解決するためなされたもので、電源の周囲温度の
上昇に対しても常に一定のランプ・+1→1尤ハト仝Δ
ヴ上 2 レ シ I▼ } ナ,)日中1ポl蛍D作
台七ルI潴子た放電灯点灯装置を提供することを目的と
する。
The present invention was made to solve the above-mentioned problems in the previously proposed discharge lamp lighting device.
The object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device that can be used during the day.

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本発明は、直流を降圧形チョノパ回路に入
力して電流制御を行い該降圧形チョッパ回路の出力をフ
ルブリッジ形インバータに入力し、該インバータの出力
端に放電灯を接続して点灯する放電灯点灯装置において
、前記直流入力電圧を検出する手段と、前記降圧形チョ
ッパ回路の出力部のフリーホイルダイオードと平滑コン
デンサとの間に挿入した電流検出素子と、前記直流人ツ
ノ電圧検出手段の検出出力と前記電流検出素子の検出出
力を入力する演算増幅器を内蔵した前記降圧形チョッパ
回路のパルス幅を制御するスイッチング回路とを備え、
前記演算増幅器は第1の抵抗とツエナーダイオードの直
列回路と第2の抵抗の並列回路からなるフィードバック
回路と入力端に接続した温度補償回路とを有し、周囲温
度変化に基づく演算増幅器の増幅率の変動を補償しつつ
直流入力電圧及びランプ竜流に応動して42竹描ホa5
ミハヘ子内今ホ4宏メ;亦4エー,,、−同墜焚lハノ
ぐII/ス幅を制御するように構戒するものである。
[Means and effects for solving the problem] In order to solve the above problems, the present invention inputs direct current to a step-down chopper circuit, controls the current, and converts the output of the step-down chopper circuit into a full-bridge inverter. A discharge lamp lighting device that connects a discharge lamp to the output end of the inverter and lights the discharge lamp includes means for detecting the DC input voltage, and a freewheel diode and a smoothing capacitor at the output part of the step-down chopper circuit. a current detection element inserted between the two, and a switching circuit that controls the pulse width of the step-down chopper circuit that includes a built-in operational amplifier that inputs the detection output of the DC human horn voltage detection means and the detection output of the current detection element. Prepare,
The operational amplifier has a feedback circuit consisting of a series circuit of a first resistor and a Zener diode, and a parallel circuit of a second resistor, and a temperature compensation circuit connected to the input terminal, and the amplification factor of the operational amplifier is adjusted based on changes in ambient temperature. In response to the DC input voltage and lamp current while compensating for fluctuations in the
Mihahe, I am in the middle of the day, and I am taking precautions to control the width of the fire.

このように構成することにより、演算増幅器の入力端に
接続された温度補償回路によって、演算増幅器のフィー
ドバック回路に挿入されているツェナーダイオードの温
度特性の補償が行われ、周囲温度の広い範囲に亘って常
に一定のランプ電力を供給でき、安定した点灯動作が可
能となる。
With this configuration, the temperature compensation circuit connected to the input terminal of the operational amplifier compensates for the temperature characteristics of the Zener diode inserted in the feedback circuit of the operational amplifier, and the temperature characteristics of the Zener diode inserted in the feedback circuit of the operational amplifier are compensated for over a wide range of ambient temperatures. This enables constant lamp power to be supplied at all times, enabling stable lighting operation.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例について説明する。第1図は、本発明に係る
放電灯点灯装置の一実施例を示す回路構戒図で、第6図
に示した先に提案した放電灯点灯装置と同一構戒部材に
は同一符号を付して、その説明を省略する。
Examples will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention, and the same components as those of the previously proposed discharge lamp lighting device shown in FIG. 6 are given the same reference numerals. Therefore, the explanation thereof will be omitted.

本発明においては、入力電圧検出回路21の検出出力が
入力される信号反転回路22の出力、並びに降圧形チョ
ッパ回路2の電流検出素子R,の検出出力を温度補償回
路3lを介してスイッチング回路12に入力するように
構成されている。
In the present invention, the output of the signal inverting circuit 22 into which the detection output of the input voltage detection circuit 21 is inputted, as well as the detection output of the current detection element R of the step-down chopper circuit 2, is transferred to the switching circuit 12 through the temperature compensation circuit 3l. is configured to input.

第2図は、前記入力電圧検出回路21,信号反転回路2
2.降圧形チョッパ回路におけるスイツチング回路l2
及び温度補償回路31の詳細な回路構或を示す図で、同
しく第7図に示した先に提案した放電灯点灯装置と同一
構或部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
FIG. 2 shows the input voltage detection circuit 21 and the signal inversion circuit 2.
2. Switching circuit l2 in step-down chopper circuit
and a diagram showing the detailed circuit structure of the temperature compensation circuit 31, in which the same structures or members as those of the previously proposed discharge lamp lighting device shown in FIG. do.

本実施例においては、温度補償回路31としては、負特
性サーミスタ32を用い、該サーミスタ32をスイッチ
ング回路l2の入力端子bと演算増幅器16のマイナス
入力端子との間に、入力抵抗R,と共に直列接続するも
のである。
In this embodiment, a negative characteristic thermistor 32 is used as the temperature compensation circuit 31, and the thermistor 32 is connected in series with an input resistor R between the input terminal b of the switching circuit l2 and the negative input terminal of the operational amplifier 16. It is something that connects.

このように構或された点灯装置においては、第6図及び
第7図に示した先に提案した点灯装置と同様に、放電灯
拍動時には演算増幅器の増幅率を抑えてパルス幅を大な
るように制御し、始動に充分な電流を流して安定した始
動を行わせ、且つ安定時付近においては演算増幅率を高
めてランプ電圧の上昇に伴って過電力とならないように
、適切な電力を供給することができ、また入力電圧の変
動に対してほぼ一定の電力となるようにすることができ
る。
In the lighting device constructed in this way, as in the previously proposed lighting device shown in FIGS. 6 and 7, the amplification factor of the operational amplifier is suppressed to increase the pulse width when the discharge lamp pulsates. The lamp is controlled to flow enough current for stable starting, and when the lamp is stable, the operational amplification factor is increased to prevent overpowering as the lamp voltage increases. The power can be supplied and the power can be made to be approximately constant with respect to fluctuations in the input voltage.

更に本発明においては、定常状態において、周囲温度が
上昇した場合、演算増幅器16のフイードハック回路の
ツェナーダイオードZDのツエナー電圧が下がり、抵抗
R7,Rl1、ツエナーダイオードZDを含むフィード
バック回路のインピーダンスが下がるため、演算増幅器
16の増幅率が下がり過電力になろうとする。このとき
、演算増幅器16のマイナス入力端に挿入されている抵
抗R6と負特性サーミスタ32のインピーダンスは周囲
温度上昇によって下がるため、結果的に入力インピーダ
ンスとフィードバックインピーダンスの比は一定となり
、周囲温度が上昇しても演算増幅器16は一定の増幅率
を保持でき、したがって定常状態においては、周囲温度
が変化しても定電力を維持することができる。
Furthermore, in the present invention, in a steady state, when the ambient temperature rises, the Zener voltage of the Zener diode ZD of the feed hack circuit of the operational amplifier 16 decreases, and the impedance of the feedback circuit including the resistors R7, Rl1, and the Zener diode ZD decreases. , the amplification factor of the operational amplifier 16 decreases, leading to overpower. At this time, the impedance of the resistor R6 inserted into the negative input terminal of the operational amplifier 16 and the negative characteristic thermistor 32 decreases as the ambient temperature rises, and as a result, the ratio of input impedance to feedback impedance becomes constant, and the ambient temperature increases. However, the operational amplifier 16 can maintain a constant amplification factor, and therefore, in a steady state, it can maintain constant power even if the ambient temperature changes.

なお上記実施例では、渇度補償回路として演算増幅器の
マイナス入力端に直列接続した負特性サーミスタで構成
したものを示したが、同様な温度補償を行う回路であれ
ば、何れでも用いることができる。
In the above embodiment, the thirst compensation circuit is constructed of a negative characteristic thermistor connected in series to the negative input terminal of the operational amplifier, but any circuit that performs similar temperature compensation can be used. .

f b Rl′I/Tl六h甲−) 以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、降圧形チョッパ回路のパルス幅を制御するスイッチン
グ回路を構戒する演算増幅器のフィードバンク回路に、
抵抗とツェナーダイオードの直列回路を付加すると共に
、入力電圧検出信号を電流検出信号と共に演算増幅器に
温度補償回路を介して入力させるという簡単な構戒で、
放電灯始動時には演算増幅器の増幅率を抑えてパルス幅
を大なるように制御し、始動に充分な電流を流して安定
した始動を行わせ、且つ安定時付近では演算増幅率を高
めてランプ電圧の上昇に伴って過電力とならないように
、適切な電力を供給することができ、更に入力電圧の変
動並びに周囲温度の変化に対してほぼ一定のランプ電力
となるようにすることができる。したがってランプの寿
命を著しく向上させることのできる放電灯点灯装置を提
供することができる。
f b Rl'I/Tl6hA-) As described above based on the embodiments, according to the present invention, the feed bank of the operational amplifier that controls the switching circuit that controls the pulse width of the step-down chopper circuit. to the circuit,
This is done simply by adding a series circuit of a resistor and a Zener diode, and inputting the input voltage detection signal together with the current detection signal to the operational amplifier via a temperature compensation circuit.
When starting the discharge lamp, the amplification factor of the operational amplifier is suppressed and the pulse width is controlled to be large, allowing sufficient current to flow for starting and stable starting, and when the lamp is stable, the operational amplification factor is increased to increase the lamp voltage. Appropriate power can be supplied so that overpower does not occur as the voltage increases, and the lamp power can be kept approximately constant despite fluctuations in input voltage and changes in ambient temperature. Therefore, it is possible to provide a discharge lamp lighting device that can significantly improve the lamp life.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る放電灯点灯装置の一実施例を云
す同路!!成図、第2図は、その降圧形チョッパ回路の
スイッチング回路、入力電圧検出回路、信号反転回路及
び温度補償回路の具体的な回路構戒を示す図、第3図は
、従来の銅鉄形安定器を用いた放電灯点灯装置を示す図
、第4図は、従来の高周波インバータを用いた放電灯点
灯装置を示す図、第5図は、従来の低周波矩形波点灯の
放電灯点灯装置の回路構戒例を示す図、第6図は、先に
提案した放電灯点灯装置を示す回路構成図、第7図は、
そのスイッチング回路、入力電圧検出回路及び信号反転
回路の具体的な回路構或図、第8図(イ),(口)は、
その動作を説明するための信号波形図、第9図は、その
ランプ電圧とランプ電力との関係を示す図である。 図において、2は降圧形チョッパ回路、4はフルブリソ
ジ形インバータ、5は放電灯、11は駆動回路、l2は
スイッチング回路、14は拍動回路、15は発振器、1
6は演算増幅器、l7は比較器、21は入力電圧検出回
路、22は信号反転回路、23はホトカプラ、31は温
度補償回路、32は負特性サーミスタを示す。 + + 第8図 B, ’C2 第9図 一ランプ電圧
FIG. 1 shows an example of a discharge lamp lighting device according to the present invention. ! Figure 2 shows the specific circuit configuration of the switching circuit, input voltage detection circuit, signal inversion circuit, and temperature compensation circuit of the step-down chopper circuit, and Figure 3 shows the conventional copper-iron type. FIG. 4 is a diagram showing a discharge lamp lighting device using a ballast, FIG. 4 is a diagram showing a discharge lamp lighting device using a conventional high-frequency inverter, and FIG. 5 is a diagram showing a conventional discharge lamp lighting device using low-frequency rectangular wave lighting. Figure 6 is a circuit configuration diagram showing the previously proposed discharge lamp lighting device, and Figure 7 is a diagram showing an example of the circuit configuration.
The specific circuit configuration diagrams of the switching circuit, input voltage detection circuit and signal inversion circuit, FIG.
FIG. 9, a signal waveform diagram for explaining the operation, is a diagram showing the relationship between the lamp voltage and the lamp power. In the figure, 2 is a step-down chopper circuit, 4 is a full-bridge inverter, 5 is a discharge lamp, 11 is a drive circuit, 12 is a switching circuit, 14 is a pulse circuit, 15 is an oscillator, 1
6 is an operational amplifier, 17 is a comparator, 21 is an input voltage detection circuit, 22 is a signal inversion circuit, 23 is a photocoupler, 31 is a temperature compensation circuit, and 32 is a negative characteristic thermistor. + + Figure 8 B, 'C2 Figure 9 - Lamp voltage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、直流を降圧形チョッパ回路に入力して電流制御を行
い該降圧形チョッパ回路の出力をフルブリッジ形インバ
ータに入力し、該インバータの出力端に放電灯を接続し
て点灯する放電灯点灯装置において、前記直流入力電圧
を検出する手段と、前記降圧形チョッパ回路の出力部の
フリーホイルダイオードと平滑コンデンサとの間に挿入
した電流検出素子と、前記直流入力電圧検出手段の検出
出力と前記電流検出素子の検出出力を入力する演算増幅
器を内蔵した前記降圧形チョッパ回路のパルス幅を制御
するスイッチング回路とを備え、前記演算増幅器は第1
の抵抗とツェナーダイオードの直列回路と第2の抵抗の
並列回路からなるフィードバック回路と入力端に接続し
た温度補償回路とを有し、周囲温度変化に基づく演算増
幅器の増幅率の変動を補償しつつ直流入力電圧及びラン
プ電流に応動して演算増幅器の増幅率を変え、チョッパ
回路のパルス幅を制御するように構成したことを特徴と
する放電灯点灯装置。
1. A discharge lamp lighting device that inputs direct current to a step-down chopper circuit to control the current, inputs the output of the step-down chopper circuit to a full-bridge inverter, and connects a discharge lamp to the output end of the inverter to light it. , a means for detecting the DC input voltage, a current detection element inserted between the freewheel diode and the smoothing capacitor of the output part of the step-down chopper circuit, and a detection output of the DC input voltage detection means and the current. a switching circuit that controls the pulse width of the step-down chopper circuit that includes a built-in operational amplifier that inputs the detection output of the detection element;
It has a feedback circuit consisting of a series circuit of a resistor, a Zener diode, and a parallel circuit of a second resistor, and a temperature compensation circuit connected to the input terminal. A discharge lamp lighting device characterized by being configured to change the amplification factor of an operational amplifier in response to a DC input voltage and lamp current to control the pulse width of a chopper circuit.
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