JPH0330291A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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JPH0330291A
JPH0330291A JP16632289A JP16632289A JPH0330291A JP H0330291 A JPH0330291 A JP H0330291A JP 16632289 A JP16632289 A JP 16632289A JP 16632289 A JP16632289 A JP 16632289A JP H0330291 A JPH0330291 A JP H0330291A
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load
voltage
capacitor
transistor
discharge lamp
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Haruo Nagase
春男 永瀬
Akira Satomi
里見 彰
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the switching loss by alternating the high frequency operating period when switching elements are mutually turned on/off to supply the high frequency power to a load and the direct current operating period when one of the switching elements is turned on/off to supply the direct current power to the load at the time of no-load in a load circuit. CONSTITUTION:A load circuit in which capacitors C3, C4 are connected to a load H in parallel and an inductor L1 is connected to the load H in series is comprised. At the time of no-load in this load circuit, the high frequency operating period when a first and a second switching elements Q1, Q2 are mutually turned on/off to supply the high frequency power to the load H and the direct current operating period when one of the first and the second switching elements Q1, Q2 is turned on/off to supply the direct current power to the load H are alternated in a cycle lower than the on/off cycle of the switching elements Q1, Q2. Consequently, In the case that the load H is not started in the high frequency operating period, the direct current operating period following to the high frequency operating period becomes the dormant period practically after conclusion of charge of a capacitor connected to the load H in parallel. The reactive current flowing to the switching elements Q1, Q2 at the time of start is thereby reduced to reduce the switching loss.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ
装置に関するものであり、例えば高圧放電灯を始動点灯
させる用途に特に適するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inverter device using semiconductor switching elements, and is particularly suitable for, for example, starting and lighting a high-pressure discharge lamp.

[従来の技術] 第14図は従来のインバータ装置の回路図である.以下
、その回路構成について説明する。直流電源Eには、ト
ランジスタQ.,Q2の直列回路が並列的に接続されて
いる。トランジスタQ.,Q2には、ダイオードD +
 , D 2がそれぞれ逆並列接続されている.トラン
ジスタQ1の両端には、結合用のコンデンサC2を介し
て、インダクタL,とコンデンサC1よりなるLC直列
共振回路が接続されている.結合用のコンデンサC2の
容量値は、共振用のコンデンサC1に比べて十分に大き
な値に設定されており、定常時には直流電源Eの約半分
の電圧に充電され、共振には寄与しない。コンデンサC
Iの両端には放電灯Hが並列接続されている。
[Prior Art] Figure 14 is a circuit diagram of a conventional inverter device. The circuit configuration will be explained below. The DC power supply E includes a transistor Q. , Q2 are connected in parallel. Transistor Q. , Q2 has a diode D +
, D2 are connected in antiparallel. An LC series resonant circuit consisting of an inductor L and a capacitor C1 is connected to both ends of the transistor Q1 via a coupling capacitor C2. The capacitance value of the coupling capacitor C2 is set to a sufficiently larger value than that of the resonance capacitor C1, and is charged to approximately half the voltage of the DC power supply E during steady state, and does not contribute to resonance. Capacitor C
A discharge lamp H is connected in parallel to both ends of I.

第15図(a)は始動時における放電灯Hの両端電圧■
2の波形図である.図中、T1は第1の動作期間であり
、トランジスタQ..Q2は交互にオン・オフ動作を行
う。トランジスタQ,がオンでトランジスタQ2がオフ
のときには、コンデンサC,の充電電圧を電源として、
コンデンサC2からトランジスタQ1、コンデンサC,
、インダクタL1を介して電流が流れる.次に、トラン
ジスタQQ2が共にオフになると、インダクタし,のr
efitエネルギーにより、コンデンサC2、直流電源
E、ダイオードD2、コンデンサCIを介して電流が流
れる.次に、トランジスタQ.がオフでトランジスタQ
2がオンのときには、直流電源EからコンデンサC2、
インダクタL1、コンデンサC+,}ランジスタQ2を
介して電流が流れる。次に、トランジスタQ,,Q2が
共にオフになると、インダクタL1の蓄積エネルギーに
より、コンデンサCダイオードD1、コンデンサC2を
介して電流が流れる。放電灯Hは無負荷状態であるので
、電流はほとんど流れない9以下、同じ過程を繰り返し
、インダクタL.とコンデンサC,よりなるLC直列共
振回路には高周波電流が流れる.この高周波電流の周波
数は、トランジスタQ,,Q2のスイッチング周波数で
決まり、通常は数十K}{zである。
Figure 15(a) shows the voltage across the discharge lamp H at startup.
This is a waveform diagram of No. 2. In the figure, T1 is the first operation period, and transistor Q. .. Q2 performs on/off operations alternately. When transistor Q, is on and transistor Q2 is off, the charging voltage of capacitor C, is used as the power source,
From capacitor C2 to transistor Q1, capacitor C,
, a current flows through the inductor L1. Next, when transistors QQ2 are both turned off, the inductor and r
Due to efit energy, current flows through capacitor C2, DC power supply E, diode D2, and capacitor CI. Next, transistor Q. is off and transistor Q
2 is on, the capacitor C2,
A current flows through the inductor L1, the capacitor C+, and the transistor Q2. Next, when transistors Q, Q2 are both turned off, current flows through capacitor C diode D1 and capacitor C2 due to the energy stored in inductor L1. Since the discharge lamp H is in a no-load state, almost no current flows below 9. The same process is repeated until the inductor L. A high frequency current flows through the LC series resonant circuit consisting of the capacitor C and the capacitor C. The frequency of this high-frequency current is determined by the switching frequency of the transistors Q, , Q2, and is usually several tens of K}{z.

第15図(a)に示す第1の動作期間T1では、スイッ
チング周波数をLC直列共振回路の共振周波数の近くに
設定しており、コンデンサC1の両端電圧は共振作用に
より増大するので、放電灯Hの両端電圧V2は徐々に増
大する。この電圧V2が所定値Vpに達すると、第2の
動作期間T2に移行する。
In the first operating period T1 shown in FIG. 15(a), the switching frequency is set close to the resonant frequency of the LC series resonant circuit, and the voltage across the capacitor C1 increases due to resonance, so the discharge lamp H The voltage V2 across the terminal gradually increases. When this voltage V2 reaches a predetermined value Vp, the second operation period T2 begins.

第2の動作期間T2でも、トランジスタQ,.Q2は交
互にオン・オフされるが、スイッチング周波数はLC直
列共振回路の共振周波数がら離れた周波数に設定される
.このため、共振作用は弱まり、コンデンサC,の両端
電圧は低下するので、放電灯Hの両端電圧v2は低下す
る. 放電灯Hは第1の動作期間T.の高電圧Vpにより始動
し、グロー放電状態に移行する.そして、第2の動作期
間T2で供給される高周波電力によりアーク放電状態に
移行する。しかしながら、この従来例にあっては、放電
灯Hが始動するまでの間、無負荷状態のままでトランジ
スタQ.,Q.がオン・オフ動作を継続し、LC直列共
振回路に無効電流を流し続けなければならない。この無
効電流は、無負荷状態でありながら大きな電流となるの
で、トランジスタQ.,Q2やダイオードD + , 
D 2に過大なストレスを与えるという問題がある.特
に、共振作用により高電圧Vpを発生させているときに
は、トランジスタQ 1, Q 2により断続される電
流が大きいので、スイッチング損失が増大し、素子を加
熱する.このため、電流耐量の大きい素子が必要となり
、コスト上昇を招くと共に装置が大型化するという問題
があった. そこで、放電灯Hの始動時においては、第1の動作期間
T1でのみトランジスタQ .Q 2をオン・オフさせ
、第2の動作期間T2ではトランジスタQ,,Q2を休
止させることが考えられる。この場合の動作波形を第1
5図(b)に示す.この方法では、トランジスタQ.,
Q2は間欠的に動作するので、素子に加わるストレスは
低減される.しかしながら、この方法では、放電灯Hが
高電圧Vpによりグロー放電状態となっても、その後、
アーク放電状態に移行させるエネルギーを供給すること
ができない.このため、グロー放電状態を検出する回路
を設けて、グロー放電の開始を検出すると、アーク放電
に移行させるための電力を連続的に供給する動作に切り
替える必要があり、制御回路の構成が複雑化するという
問題がある。
Also in the second operating period T2, transistors Q, . Q2 is turned on and off alternately, but the switching frequency is set to a frequency that is different from the resonant frequency of the LC series resonant circuit. Therefore, the resonance effect weakens and the voltage across the capacitor C decreases, so the voltage v2 across the discharge lamp H decreases. The discharge lamp H is operated during the first operation period T. It is started by the high voltage Vp and shifts to a glow discharge state. Then, the high-frequency power supplied during the second operation period T2 causes a transition to an arc discharge state. However, in this conventional example, the transistor Q remains in an unloaded state until the discharge lamp H starts. ,Q. must continue to operate on and off, and reactive current must continue to flow through the LC series resonant circuit. This reactive current becomes a large current even in a no-load state, so the transistor Q. , Q2 and diode D + ,
D There is a problem of putting too much stress on 2. In particular, when the high voltage Vp is generated by the resonance effect, the current intermittent by the transistors Q 1 and Q 2 is large, which increases switching loss and heats the element. For this reason, an element with a large current withstand capacity is required, resulting in an increase in cost and an increase in the size of the device. Therefore, when starting the discharge lamp H, the transistor Q. It is conceivable to turn on and off transistors Q2 and to pause transistors Q, , Q2 during the second operation period T2. The operating waveform in this case is
This is shown in Figure 5 (b). In this method, transistor Q. ,
Since Q2 operates intermittently, the stress applied to the element is reduced. However, in this method, even if the discharge lamp H enters the glow discharge state due to the high voltage Vp, after that,
It is not possible to supply the energy to transition to the arc discharge state. Therefore, it is necessary to provide a circuit to detect the glow discharge state, and when the start of glow discharge is detected, to switch to continuous supply of power to transition to arc discharge, which complicates the configuration of the control circuit. There is a problem with doing so.

第16図は従来の他のインバータ装置(特開昭62−2
6791号公報参照)の回路図である。
Figure 16 shows another conventional inverter device (Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-2
6791).

このインバータ装置では、負芦に矩形波電カを供給でき
るので、高圧放電灯Hの点灯に適している.何故なら、
高圧放電灯Hは高周波電力で点灯させると、音響的共鳴
現象によるアークの不安定が生じるが、矩形波電力で点
灯させると、音響的共鳴現象を回避できるからである。
This inverter device is suitable for lighting a high pressure discharge lamp H because it can supply square wave electric power to the negative reed. Because,
This is because when the high-pressure discharge lamp H is lit with high-frequency power, the arc becomes unstable due to an acoustic resonance phenomenon, but when the high-pressure discharge lamp H is lit with rectangular wave power, the acoustic resonance phenomenon can be avoided.

以下、上記インバータ装置の回路,構成について説明す
る。直流電源Eには、トランジスタQ,,Q2の直列回
路とトランジスタQ.,Q.の直列回路とが並列的に接
続されている。トランジスタQ,〜Q4には、ダイオー
ドD,〜D4がそれぞれ逆並列接続されている。トラン
ジスタQ,.Q2の接続点と、トランジスタQ..Q.
の接続点の間には、インダクタL,とパルストランスP
Tの2次巻線を介して高圧放電灯Hが接続されている。
The circuit and configuration of the inverter device will be explained below. The DC power supply E includes a series circuit of transistors Q, , Q2 and a transistor Q. ,Q. series circuits are connected in parallel. Diodes D and D4 are connected in antiparallel to the transistors Q and Q4, respectively. Transistor Q, . Q2 connection point and the transistor Q. .. Q.
An inductor L and a pulse transformer P are connected between the connection points of
A high pressure discharge lamp H is connected via the secondary winding of T.

パルストランスPTの2次巻線と高圧放電灯Hの直列回
路には、コンデンサC,が並列接続されると共に、イグ
ナイタIGが並列接続されている.トランジスタQ,,
Q,は数十KHzの高周波でスイッチングされ、トラン
ジスタQ2,Q4は数百KHzの低周波でスイッチング
される. 第l7図は上記回路における高圧放電灯Hの始動時にお
ける両端電圧V2の波形を示している.この電圧■2が
正の動作期間Taでは、トランジスタQ,をオン、トラ
ンジスタQ2.Q3をオフさせたまま、トランジスタQ
,を高周波でオン・オフさせる。また、上記電圧V2が
負の動作期間Tbでは、トランジスタQ2をオン、トラ
ンジスタQ,.Q.をオフさせたまま、トランジスタQ
3を高周波でオン・オフさせる。各動作期間T a ,
 T bにおいて、イグナイタIQにより発生された高
電圧Vpは、パルストランスPTとコンデンサCIを介
して高圧放電灯Hに印加される。これによって、高圧放
電灯Hはグロー放電状態となる.そして、高電圧Vpに
続く直流電圧Vaのエネルギーによって、高圧放電灯H
はグロー放電状態からアーク放電状態に移行する. この従来例では、高圧放電灯Hを始動させるための高電
圧VpをイグナイタIGとパルストランスPTにより発
生させている.しかしながら、イグナイタIGやパルス
トランスPTは始動後は不要な回路であり、このような
始動専用の回路部品を備えることにより、点灯装置の大
型化やコスト上昇を招くという問題があった. [発明が解決しようとする課題] 第14図に示す従来例のように、イグナイタやパルスト
ランスのような始動専用の回路部品を備えないインバー
タ装置において、第15図(a)に示すように、LC共
振作用を利用して始動用の高電圧の発生と始動後のエネ
ルギー供給を行うと、スイッチング素子のストレスが増
大するという問題があった。また、スイッチング素子の
ストレスを低減するために、第15図(b)に示すよう
に、始動用の高電圧の発生のみを間欠的に行うと、始動
後のエネルギーの供給ができないという問題があり、始
動を検知して素早く動作を切り替える必要があり、制御
回路の構成が複雑化するという問題があった。一方、第
16図に示すように、イグナイタやパルストランスのよ
うな始動専用の回路部品を備えるインバータ装置では、
スイッチング素子のストレスの増大や制御回路の複雑化
という問題は生じないが、始動専用の回路部品が必要と
なるので、点灯装置の大型化やコスト上昇を招くという
問題があった. 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、始動時に高電圧を必要とし、始
動後にエネルギー供給を必要とする高圧放電灯のような
負荷を駆動するのに適したインバータ装置を小型で安価
に実現することにある。
A capacitor C is connected in parallel to a series circuit between the secondary winding of the pulse transformer PT and the high pressure discharge lamp H, and an igniter IG is connected in parallel. Transistor Q,,
Q, is switched at a high frequency of several tens of KHz, and transistors Q2 and Q4 are switched at a low frequency of several hundred KHz. Figure 17 shows the waveform of the voltage V2 across the high-pressure discharge lamp H in the above circuit at the time of starting. During the operating period Ta in which the voltage 2 is positive, the transistor Q is turned on, and the transistor Q2 . With Q3 turned off, transistor Q
, is turned on and off at high frequency. Further, during the operation period Tb in which the voltage V2 is negative, the transistor Q2 is turned on, and the transistors Q, . Q. While turning off transistor Q
3 is turned on and off using high frequency. Each operating period T a ,
At Tb, high voltage Vp generated by igniter IQ is applied to high pressure discharge lamp H via pulse transformer PT and capacitor CI. As a result, the high-pressure discharge lamp H enters a glow discharge state. The energy of the DC voltage Va following the high voltage Vp causes the high pressure discharge lamp H to
transitions from a glow discharge state to an arc discharge state. In this conventional example, a high voltage Vp for starting the high pressure discharge lamp H is generated by an igniter IG and a pulse transformer PT. However, the igniter IG and pulse transformer PT are unnecessary circuits after starting, and the provision of such starting-only circuit components poses the problem of increasing the size and cost of the lighting device. [Problems to be Solved by the Invention] As shown in FIG. 15(a), in an inverter device that does not include circuit components dedicated to starting, such as an igniter or a pulse transformer, as in the conventional example shown in FIG. When the LC resonance effect is used to generate a high voltage for starting and to supply energy after starting, there is a problem in that stress on the switching elements increases. Furthermore, if only the high voltage for starting is generated intermittently to reduce the stress on the switching elements, as shown in Figure 15(b), there is a problem that energy cannot be supplied after starting. , it is necessary to detect the start and quickly switch the operation, which poses a problem in that the configuration of the control circuit becomes complicated. On the other hand, as shown in FIG.
Although this does not cause the problems of increased stress on the switching elements or increased complexity of the control circuit, it does require circuit components dedicated to starting, which causes the problem of an increase in the size and cost of the lighting device. The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to drive a load such as a high-pressure discharge lamp that requires high voltage at startup and energy supply after startup. The object of the present invention is to realize a small and inexpensive inverter device suitable for.

[課題を解決するための手段] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第1
図及び第2図に示すように、負荷(例えば放電灯H)に
コンデンサC1を並列接続しインダクタL1を直列接続
した負荷回路を備え、少なくとも第1及び第2のスイッ
チング素子(例えばトランジスタQ,,Q2)を直列的
に接続した回路を直流電源Eに並列的に接続し、前記ス
イッチング素子のスイッチング動作により負荷回路に電
力を供給するインバータ装置において、負荷回路の無負
荷時に、第1及び第2のスイッチング素子が交互にオン
・オフして負荷に高周波電力を供給する高周波動作期間
T,,T,と、第1又は第2のスイッチング素子の一方
がオン・オフして負荷に直流電力を供給する直流動作期
間T2,T.とを、スイッチング素子のオン・オフ周期
よりも低周期で交番させる制御手段を備えることを特徴
とするものである。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, in order to solve the above problems, the first
As shown in FIG. 2 and FIG. 2, the load circuit includes a load (for example, a discharge lamp H), a capacitor C1 connected in parallel and an inductor L1 connected in series, and at least first and second switching elements (for example, a transistor Q, . . . Q2) connected in series is connected in parallel to a DC power supply E, and in an inverter device that supplies power to a load circuit by the switching operation of the switching element, when the load circuit is not loaded, the first and second A high-frequency operation period T,,T, in which the switching elements of the switching elements alternately turn on and off to supply high-frequency power to the load, and one of the first or second switching elements turns on and off to supply DC power to the load. DC operation period T2, T. The present invention is characterized by comprising a control means for alternating the on-off period of the switching element at a lower period than the on-off period of the switching element.

[作用] 本発明にあっては、負荷回路の無負荷時に、第1及び第
2のスイッチング素子が交互にオン・オフして負荷に高
周波電力を供給する高周波動作期間T.,T.と、第1
又は第2のスイッチング素子の一方がオン・オフして負
荷に直流電力を供給する直流動作期間T.,T.とを、
スイッチング素子のオン・オフ周期よりも低周期で交番
させるようにしたので、高周波動作期間T + , T
 sにおけるスイッチング周波数を負荷回路の共振周波
数の近傍に設定することにより、負荷に高電圧Vpを印
加して負荷を始動させることができ、直流動作期間T.
,T.では、始動後の負荷にエネルギーを供給すること
ができる.高周波動作期間T + , T sの高電圧
Vpで負荷が始動しない場合には、負荷は無負荷状態(
高インピーダンス状態〉のままとなるので、負荷に並列
接続されたコンデンサC1が充電された後は、負荷回路
には電流が流れなくなる。
[Function] In the present invention, when the load circuit is not loaded, the first and second switching elements alternately turn on and off to supply high frequency power to the load. ,T. and the first
Or a DC operation period T. in which one of the second switching elements turns on and off to supply DC power to the load. ,T. and,
Since the alternation is performed at a cycle lower than the on/off cycle of the switching element, the high frequency operation period T + , T
By setting the switching frequency at T.s near the resonant frequency of the load circuit, the load can be started by applying a high voltage Vp to the load, and the DC operating period T.s.
,T. can supply energy to the load after startup. If the load does not start at the high voltage Vp during the high frequency operation period T + , T s, the load is in a no-load state (
Since the high impedance state remains, no current flows through the load circuit after the capacitor C1 connected in parallel with the load is charged.

つまり、本発明にあっては、高周波動作期間T1,T,
の高電圧Vpで負荷が始動しない場合には、それに続く
直流動作期間T2,T.は実質的にスイッチング素子の
休止期間となる。これにより、始動時にスイッチング素
子に流れる無効電流を低減することができ、スイッチン
グ損失を低減することができる。しかも、高周波動作期
間T.,T,の高電圧Vpで負荷が始動した場合には、
それ続く直流動作期間T2,T.で負荷にエネルギーを
供給することができるので、従来例のようにスイッチン
グ動作を間欠動作から連続動作に切り替えるための特別
な検出手段や制御手段を設ける必要がなく、構成が簡単
となる。
That is, in the present invention, the high frequency operation periods T1, T,
If the load does not start at the high voltage Vp of T. is substantially the rest period of the switching element. Thereby, it is possible to reduce the reactive current flowing through the switching element at the time of starting, and it is possible to reduce switching loss. Moreover, the high frequency operation period T. , T, when the load is started at high voltage Vp,
Subsequent DC operating periods T2, T. Since energy can be supplied to the load in the conventional example, there is no need to provide special detection means or control means for switching the switching operation from intermittent operation to continuous operation, which simplifies the configuration.

[実施例1] 第1図は本発明の第1実施例の回路図である。[Example 1] FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

以下、その回路構戒について説明する。直流電源Eには
、トランジスタQ,.Q2の直列回路とコンデンサC 
,,C .の直列回路とが並列的に接続されている.各
トランジスタQ ,. Q tには、ダイオードD +
 , D 2がそれぞれ逆並列接続されている.各コン
デンサC,,C.には、直流電源Eの約半分の電圧が充
電される.トランジスタQI.Q2の接続点と、コンデ
ンサC s , C 4の接続点の間には、インダクタ
L1を介して放電灯Hが接続されている。
The circuit structure will be explained below. The DC power supply E includes transistors Q, . Series circuit of Q2 and capacitor C
,,C. The series circuits are connected in parallel. Each transistor Q, . Q t has a diode D +
, D2 are connected in antiparallel. Each capacitor C,,C. is charged with approximately half the voltage of DC power supply E. Transistor QI. A discharge lamp H is connected through an inductor L1 between the connection point of Q2 and the connection point of capacitors Cs and C4.

放電灯Hには、コンデンサC,が並列接続されている。A capacitor C is connected in parallel to the discharge lamp H.

各トランジスタQ.,Q2の制御電極には、それぞれ第
2図に示すような制御信号が供給されている。
Each transistor Q. , Q2 are supplied with control signals as shown in FIG. 2, respectively.

第2図に示す動作期間T + , T 3では、トラン
ジスタQ,,Q.が交互にオン・オフ動作を行う。これ
により、放電灯Hには高周波電圧が印加される.次に、
動作期間T2では、トランジスタQ2がオフのままトラ
ンジスタQ1が高周波でオン・オフすることにより、放
電灯Hには正の直流電圧が印加される。また、動作期間
T4では、トランジスタQ,がオフのままトランジスタ
Q2が高周波でオン・オフすることにより、放電灯Hに
は負の直流電圧が印加される。したがって、放電灯Hの
両端電圧V2は第4図に示すようになる。
During the operation period T + , T 3 shown in FIG. 2, the transistors Q, , Q. performs on/off operations alternately. As a result, a high frequency voltage is applied to the discharge lamp H. next,
During the operation period T2, a positive DC voltage is applied to the discharge lamp H by turning on and off the transistor Q1 at high frequency while the transistor Q2 remains off. Further, during the operation period T4, a negative DC voltage is applied to the discharge lamp H by turning on and off the transistor Q2 at a high frequency while the transistor Q remains off. Therefore, the voltage V2 across the discharge lamp H becomes as shown in FIG.

ここで、動作期間T.,T,における回路動作について
詳しく説明する。この期間においては、トランジスタQ
..Q2が所定のデッドオフタイムを経て交互にオン・
オフされる。まず、トランジスタQ,がオン、トランジ
スタQ2がオフのときには、コンデンサC,Jからトラ
ンジスタQ.、インダクタL,、コンデンサC1を介し
て電流が流れてコンデンサC,が放電されると共に、直
流電源EからトランジスタQ1インダクタL1、コンデ
ンサCコンデンサC,を介して電流が流れてコンデンサ
C,が充電される.放電灯Hは無負荷状態であるので、
ほとんど電流が流れない。その後、トランジスタQ.,
Q2が共にオフすると、インダクタLの蓄積エネルギー
により、インダクタL.からコンデンサCI、コンデン
サC4、ダイオードD2を介して電流が流れる。次に、
トランジスタQ1がオフ、トランジスタQ2がオンのと
きには、コンデンサC,からコンデンサC,、インダク
タしトランジスタQ2を介して電流が流れてコンデンサ
C,が放電されると共に、直流電源EがらコンデンサC
,、コンデンサC1、インダクタし,、トランジスタQ
2を介して電流が流れてコンデンサC3が充電される。
Here, the operation period T. , T, will be explained in detail. During this period, transistor Q
.. .. Q2 is turned on and off alternately after a predetermined dead-off time.
It will be turned off. First, when transistor Q is on and transistor Q2 is off, capacitors C and J are connected to transistor Q. , inductor L, and capacitor C1 to discharge capacitor C, while current flows from DC power source E to transistor Q1 through inductor L1 and capacitor C to charge capacitor C. Ru. Since discharge lamp H is in a no-load state,
Almost no current flows. After that, transistor Q. ,
When Q2 are both turned off, the stored energy in inductor L causes inductor L. A current flows from the capacitor CI, the capacitor C4, and the diode D2. next,
When the transistor Q1 is off and the transistor Q2 is on, current flows from the capacitor C through the inductor and the transistor Q2, discharging the capacitor C, and also discharging the capacitor C from the DC power supply E.
, capacitor C1, inductor, transistor Q
Current flows through C2 to charge capacitor C3.

その後、トランジスタQ,.Q2が共にオフすると、イ
ンダクタL1の蓄積エネルギーにより、インダクタし,
からダイオードDコンデンサC,、コンデンサC,を介
して電流が流れる。以下、上記の過程を繰り返し、イン
ダクタL1とコンデンサC1の直列共振回路には、高周
波電流が流れる.この高周波電流の周波数は、トランジ
スタQ,,Q.のスイッチング周波数により決まる。し
たがって、スイッチング周波数を直列共振回路の共振周
波数に近い周波数(通常は共振周波数よりも少し高い周
波数)に設定すれば、コンデンサC1の両端には共振作
用により高周波の高電圧が発生し、放電灯Hに印加され
る。この高周波の高電圧の振幅は、インダクタL,とコ
ンデンサC1よりなる直列共振回路の共振周波数と、ト
ランジスタQ 1, Q 2のスイッチング周波数との
関係により自由に設定することができるので、使用する
放電灯ト■に応じてインダクタL1やコンデンサC1の
回路定数、スイッチング周波数の設計値を変更すれば、
所望の始動性能を得ることが可能となる。
Then transistors Q, . When both Q2 are turned off, the stored energy in inductor L1 causes the inductor to
A current flows from the diode D through the capacitor C, and the capacitor C. Thereafter, the above process is repeated, and a high frequency current flows through the series resonant circuit of inductor L1 and capacitor C1. The frequency of this high frequency current is determined by the frequency of the transistors Q, ,Q. determined by the switching frequency of Therefore, if the switching frequency is set to a frequency close to the resonant frequency of the series resonant circuit (usually a frequency slightly higher than the resonant frequency), a high frequency and high voltage will be generated across the capacitor C1 due to the resonance effect, and the discharge lamp H is applied to The amplitude of this high frequency high voltage can be freely set depending on the relationship between the resonant frequency of the series resonant circuit consisting of inductor L and capacitor C1 and the switching frequency of transistors Q1 and Q2. If you change the circuit constants of inductor L1 and capacitor C1 and the design values of switching frequency according to the lighting conditions,
It becomes possible to obtain desired starting performance.

第6図は動作期間T,,T,lにおけるトランジスタQ
,,Q.のスイッチング周波数fと、そのスイッチング
周波数により得られる高電圧Vpとの関係を示すグラフ
である。図中、『。は無負荷時の負荷回路の共振周波数
、つまりインダクタし,とコンデンサC1よりなる直列
共振回路の共振周波数である.動作期間T + , T
 zにおけるトランジスタQQ2のスイッチング周波数
rは、第6図の斜線部で示すように、共振周波数f0よ
りも少し高い周波数fa〜rbの範囲に設定するもので
ある.この周波数範囲では、共振周波数10に近いので
、高電圧Vpの振幅を大きくすることができ、しがも遅
相電流が流れるので、回路動作が安定する。
Figure 6 shows the transistor Q during the operating period T, , T, l.
,,Q. 3 is a graph showing the relationship between the switching frequency f of , and the high voltage Vp obtained by the switching frequency. In the diagram, ``. is the resonant frequency of the load circuit under no load, that is, the resonant frequency of the series resonant circuit consisting of the inductor and capacitor C1. Operating period T + , T
The switching frequency r of the transistor QQ2 at z is set in the frequency range fa to rb, which is slightly higher than the resonance frequency f0, as shown by the shaded area in FIG. In this frequency range, since the resonance frequency is close to 10, the amplitude of the high voltage Vp can be increased, and since a slow phase current flows, the circuit operation is stabilized.

第7図は動作期間T1において、スイッチング周波数f
をrbからfaに減少させた場合の電圧V2の波形を示
している.この場合、共振作用は徐々に強くなるので、
放電灯Hに印加される電圧V2は徐々に増大する。なお
、スイッチング周波数fを変化させない場合においても
、共振作用は徐々に強くなるので、第7図に示すような
動作波形が得られる。
FIG. 7 shows that during the operating period T1, the switching frequency f
The waveform of voltage V2 is shown when V2 is decreased from rb to fa. In this case, the resonance effect gradually becomes stronger, so
The voltage V2 applied to the discharge lamp H gradually increases. Note that even when the switching frequency f is not changed, the resonance effect gradually becomes stronger, so that an operating waveform as shown in FIG. 7 is obtained.

第8図(a)は動作期間T,,T,において、スイッチ
ング周波数rをfa〜rbの範囲で変化させた場合の電
圧V2の波形を示しており、第8図(b)は動作期間T
.,T.において、スイッチング周波数fをfaから『
bに増加させた場合の電圧v2の波形を示している。こ
のように、動作期間T.,T3においてスイッチング周
波数『を変化させることにより、ピークの高電FE−V
pを与えるタイミングを変えることができる。第7図で
は動作期間T.の最後に、第8図(a)では動作期間T
.,T,の中間で、第8図(b)では動作期間T.,T
,の最初に、それぞれピークの高電圧Vpを与えている
.これらの動作波形のうち、いずれを選択するかは放電
灯Hの始動特性や回路構成等に応じて決定すれば良い.
次に、動作期間T2において、正の直流電圧が発生する
ときの回路動作について説明する。この期間においては
、トランジスタQ2がオフのままで、トランジスタQ,
のみが高周波でオン・オフ動作を行う。まず、トランジ
スタQ1がオンのときには、コンデンサC,からトラン
ジスタQ1、インダクタL1コンデンサC,を介して電
流が流れてコンデンサC,が放電されると共に、直流電
源EからトランジスタQ1、インダクタしI、コンデン
サC.コンデンサC,を介して電流が流れてコンデンサ
C4が充電される.放電灯Hは無負荷状態であるので、
ほとんど電流が流れない。次に、トランジスタQ,がオ
フすると、インダクタL,の蓄積エネルギーにより、イ
ンダクタL1がらコンデンサCI、コンデンサC,、ダ
イオードD2を介して電流が流れる。以下、上記の過程
を繰り返し、インダクタL1とコンデンサC,を平滑要
素とし、ダイオードD2を帰還電流路とするチョッパー
回路が楕戒され、コンデンサC1には直流電圧が充電さ
れる. 次に、動作期間T,において、負の直流電圧が発生する
ときの回路動作について説明する。この期間においては
、トランジスタQ,がオフのままで、トランジスタQ2
のみが高周波でオン・オフ動作を行う。まず、トランジ
スタQ2がオンのときには、コンデンサC4からコンデ
ンサC1インダクタL1、トランジスタQ2を介して電
流が流れてコンデンサC,が放電されると共に、直流電
源EからコンデンサC3、コンデンサCI、インダクタ
L1、トランジスタQ2を介して電流が流れてコンデン
サC,が充電される.次に、トランジスタQ2がオフす
ると、インダクタL1の蓄積エネルギーにより、インダ
クタL.からダイオードD.コンデンサC,、コンデン
サCIを介して電流が流れる。以下、上記の過程を繰り
返し、インダクタLとコンデンサC1を平滑要素とし、
ダイオードDを帰還電流路とするチョッパー回路が構戒
され、コンデンサC1には動作期間T2とは逆極性の直
流電圧が充電される. なお、動作期間T2,T,において、放電灯Hが無負荷
状態の場合には、最初の数サイクルでコンデンサC1の
充電が完了し、その後は電流が流れなくなる.このため
、動作期間T.,T.の高電圧Vpで放電灯Hが始動し
なかった場合には、それに続く動作期間T2,T.は実
質的に休止期間となる.また、動作期間T,,T,の高
電圧Vpで放電灯Hが始動した場合には、それに続く動
作期間T2T4は放電灯Hをグロー放電状態からアーク
放電状態に移行させるエネルギー供給のための期間とな
る.放電灯Hが高圧放電灯である場合には、始動後は動
作期間T 2 , T 4を周期的に繰り返して矩形波
点灯させることが好ましい。また、放電灯Hが蛍光灯で
ある場合には、始動後は動作期間TT,を継続して、高
周波点灯させても良い。
FIG. 8(a) shows the waveform of voltage V2 when the switching frequency r is varied in the range fa to rb during the operating period T,,T, and FIG. 8(b) shows the waveform of the voltage V2 during the operating period T,,T.
.. ,T. , the switching frequency f is changed from fa to '
The waveform of the voltage v2 is shown when the voltage v2 is increased to b. In this way, the operating period T. , T3, by changing the switching frequency ', the peak high current FE-V
The timing of giving p can be changed. In FIG. 7, the operating period T. At the end of FIG. 8(a), the operating period T
.. , T, and in FIG. 8(b), the operating period T. ,T
, a peak high voltage Vp is applied at the beginning of each. Which of these operating waveforms to select may be determined depending on the starting characteristics of the discharge lamp H, the circuit configuration, etc.
Next, the circuit operation when a positive DC voltage is generated during the operation period T2 will be described. During this period, transistor Q2 remains off and transistors Q,
only performs on/off operations at high frequencies. First, when the transistor Q1 is on, a current flows from the capacitor C through the transistor Q1, the inductor L1, and the capacitor C, discharging the capacitor C. .. Current flows through capacitor C, and capacitor C4 is charged. Since discharge lamp H is in a no-load state,
Almost no current flows. Next, when transistor Q is turned off, current flows from inductor L1 through capacitor CI, capacitor C, and diode D2 due to the energy stored in inductor L. Thereafter, the above process is repeated to create a chopper circuit with inductor L1 and capacitor C as smoothing elements and diode D2 as a feedback current path, and capacitor C1 is charged with DC voltage. Next, a description will be given of the circuit operation when a negative DC voltage is generated during the operation period T. During this period, transistor Q, remains off and transistor Q2
only performs on/off operations at high frequencies. First, when the transistor Q2 is on, a current flows from the capacitor C4 through the capacitor C1 inductor L1 and the transistor Q2, discharging the capacitor C, and also from the DC power supply E to the capacitor C3, the capacitor CI, the inductor L1, and the transistor Q2. Current flows through the capacitor C, charging it. Next, when transistor Q2 turns off, the energy stored in inductor L1 causes inductor L. from diode D. Current flows through capacitors C and CI. Hereafter, repeat the above process, use the inductor L and capacitor C1 as smoothing elements,
A chopper circuit with diode D as a feedback current path is installed, and capacitor C1 is charged with a DC voltage of opposite polarity to the operating period T2. Note that during the operating period T2, T, when the discharge lamp H is in a no-load state, charging of the capacitor C1 is completed in the first few cycles, and no current flows thereafter. Therefore, the operating period T. ,T. If the discharge lamp H does not start at the high voltage Vp of T. is essentially a hiatus period. In addition, when the discharge lamp H is started at the high voltage Vp during the operation period T,,T,, the following operation period T2T4 is a period for supplying energy to transition the discharge lamp H from the glow discharge state to the arc discharge state. becomes. When the discharge lamp H is a high-pressure discharge lamp, it is preferable that after starting, the operation periods T 2 and T 4 are periodically repeated for rectangular wave lighting. Further, when the discharge lamp H is a fluorescent lamp, after starting, the operation period TT may be continued and high-frequency lighting may be performed.

[実施例2] 第3図は本発明の第2実施例の回路図である。[Example 2] FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

本実施例は、第1図の実施例において、コンデンサC.
,C.に代えて、トランジスタQ..Q.を接続したも
のである.各トランジスタQ.,Q.には、ダイオード
D.,D.が逆並列接続されている。本実施例において
、トランジスタQ..Q2に供給される制御信号は、第
2図に示す制御信号と同じである.また、トランジスタ
Q,に供給される制御信号はトランジスタQ2に供給さ
れる制御信号と同じであり、トランジスタQ4に供給さ
れる制御信号はトランジスタQ,に供給される制御信号
と同じである。
In this embodiment, the capacitor C.
,C. In place of transistor Q. .. Q. This is a connection of . Each transistor Q. ,Q. has a diode D. ,D. are connected in antiparallel. In this embodiment, transistor Q. .. The control signal supplied to Q2 is the same as the control signal shown in FIG. Further, the control signal supplied to transistor Q is the same as the control signal supplied to transistor Q2, and the control signal supplied to transistor Q4 is the same as the control signal supplied to transistor Q.

まず、動作期間T + , T sでは、トランジスタ
Q.Q4がオンでトランジスタQ2,Q,がオフである
第1の状態と、トランジスタQ,〜Q,が全てオフであ
る第2の状態と、トランジスタQ,,Q.がオフでトラ
ンジスタQ2.Q.がオンである第3の状態と、トラン
ジスタQ1〜Q,が全てオフである第4の状態とが同順
に繰り返すことにより、放電灯Hには高周波電圧が印加
される.次に、動作期間T.では、トランジスタQ2.
Q,がオフのままでトランジスタQ,.Q.が高周波で
オン・オフして、放電灯Hには直流電圧が申加される.
また、動作期間T4では、トランジスタQ,.Q.がオ
フのままでトランジスタQ2.Q,が高周波でオン・オ
フして、放電灯Hには動作期間T2とは逆極性の直流電
圧が印加される. したがって、本実施例において放電灯Hに印加される電
圧V2は、実施例1と同様に第4図に示す波形となる。
First, during the operating period T + , T s , the transistor Q. A first state in which Q4 is on and transistors Q2, Q, are off, a second state in which transistors Q, -Q, are all off, and a second state in which transistors Q, . is off and transistor Q2. Q. A high frequency voltage is applied to the discharge lamp H by repeating the third state in which the transistors are on and the fourth state in which all the transistors Q1 to Q are off in the same order. Next, the operation period T. Now, transistor Q2.
Q, remains off and transistors Q, . Q. is turned on and off at high frequency, and a DC voltage is applied to the discharge lamp H.
Further, during the operation period T4, the transistors Q, . Q. remains off, transistor Q2. Q, is turned on and off at a high frequency, and a DC voltage of opposite polarity to the operating period T2 is applied to the discharge lamp H. Therefore, in this embodiment, the voltage V2 applied to the discharge lamp H has the waveform shown in FIG. 4, as in the first embodiment.

ただし、実施例1ではハーフブリッジ構成であるので、
直流電圧Vaの大きさは直流電源Eの電圧V1の約半分
となるが、本実施例ではフルブリッジ構成であるので、
直流電圧Vaの大きさは直流電源Eの電圧V,とほぼ同
じとなる。
However, since Example 1 has a half-bridge configuration,
The magnitude of the DC voltage Va is approximately half of the voltage V1 of the DC power supply E, but since this embodiment has a full bridge configuration,
The magnitude of the DC voltage Va is approximately the same as the voltage V of the DC power supply E.

故に、本実施例は放電灯Hの点灯時の管電圧が高い場合
に特に適している. 第5図は実施例1,2の作用説明図である。同図(a)
は実施例1.2における負荷回路の構成を示している。
Therefore, this embodiment is particularly suitable when the tube voltage during lighting of the discharge lamp H is high. FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of Examples 1 and 2. Figure (a)
shows the configuration of the load circuit in Example 1.2.

実施例1.2において、負荷回路の入力電圧VABは同
図(b)に示すように変化し、動作波形は全く同じであ
るが、入力電圧VABの振幅は異なり、実施例1では直
流電源Eの電圧■,の約半分に略等しく、実施例2では
直流電源Eの電圧V,に略等しくなる. ところで、上記各実施例において、放電灯Hは動作期間
T.,T,で印加される高電圧Vpにより始動ずるもの
であるが、本発明者らは各種の条件で始動試験を試みた
結果、動作期間T2,T.で印加される直流電圧Vaの
大きさも始動性能に深く関係していることを発見した.
第9図は動作期間T2,T,で放電灯Hに印加される直
流電圧Vaの大きさと放電灯Hの始動確率との関係を調
べた結果を示している.始動試験に用いた放電灯Hは、
メタルハライドランプ70W(オスラム製}IQI−I
S70W/WDL)のランダム品である.この放電灯H
の定格値は、管電圧=95V(+10V〜一15V)、
管電流=0.92A、管電力=75Wである.第9図か
ら明らかなように、動作期間T2,T4で放電灯Hに印
加される直流電圧Vaが管電圧の1.5倍未満になると
、始動確率が大幅に低下し、直流電圧Vaが管電圧の2
〜3倍ぐらいに上昇すると、良好な始動性能が得られる
ことが分かった.また、直流電圧Vaを高くし過ぎると
、スイッチング素子等の電圧耐量を上げる必要があり、
コストの上昇や装置の大型化を招くことになるので、直
流電圧Vaは管電圧の3倍以下が限度である.したがっ
て、動作期間T2,T.で放電灯Hに印加される直流電
圧Vaは点灯時の管電圧の1.5倍乃至3倍の範囲に設
定することが好ましい。
In Example 1.2, the input voltage VAB of the load circuit changes as shown in FIG. In the second embodiment, it is approximately equal to the voltage V of the DC power supply E. By the way, in each of the above embodiments, the discharge lamp H has an operating period of T. , T, but the inventors of the present invention attempted a starting test under various conditions and found that the operation period T2, T. It was discovered that the magnitude of the DC voltage Va applied at the engine is also deeply related to the starting performance.
FIG. 9 shows the results of investigating the relationship between the magnitude of the DC voltage Va applied to the discharge lamp H during the operating period T2, T, and the starting probability of the discharge lamp H. The discharge lamp H used in the starting test was
Metal halide lamp 70W (made by Osram) IQI-I
This is a random item (S70W/WDL). This discharge lamp H
The rated value is tube voltage = 95V (+10V to -15V),
Tube current = 0.92A, tube power = 75W. As is clear from FIG. 9, when the DC voltage Va applied to the discharge lamp H during the operating periods T2 and T4 becomes less than 1.5 times the tube voltage, the starting probability decreases significantly, and the DC voltage Va Voltage 2
It was found that good starting performance can be obtained when the temperature is increased by ~3 times. Also, if the DC voltage Va is made too high, it is necessary to increase the voltage withstand capacity of switching elements, etc.
The DC voltage Va is limited to three times the tube voltage or less, as this will lead to an increase in cost and an increase in the size of the device. Therefore, the operating periods T2, T. It is preferable that the DC voltage Va applied to the discharge lamp H be set in a range of 1.5 to 3 times the tube voltage during lighting.

第10図は上記始動試験時における放電灯Hの両端電圧
v2を示す波形図である。図中、動作期間T + . 
T :lにおけるスイッチング周波数は約80KHzで
あり、同期間において発生する高電圧Vpは約4400
Vである.また、3600Vでのパルス幅(電圧値が3
600Vを越えている時間)は約2μsecである.動
作期間T + , T 3の長さは約100Jjsec
であるが、数十μsec〜数118eeの範囲で良好な
始動性能が得られた。動作期間T2,T.の長さは約1
0IIsecであるが、数msec〜数+msecの範
囲で良好な始動性能が得られた. 動作期間T.,T.における高電圧Vpは放電灯Hを無
負荷状態からグロー放電状態に移行させるために必要で
あり、動作期間T 2 , T 4における直流電圧V
aは放電灯Hをグロー放電状態からアーク放電状態に移
行させるために必要である。この直流電圧Vaが低過ぎ
ると、放電灯Hはグロー放電状態とはなるものの、放電
灯Hに十分な電流が流れず、アーク放電状態に移行でき
ない.したがって、放電灯Hの始動には、動作期間T,
,T.の高電圧Vpのみならず、動作期間T 2 , 
T 4の直流電圧Vaも必要である. [実施例3] 第11図は本発明の第3実施例の回路図である.本実施
例は、第1図の実施例において、直流電源Eの出力側に
昇圧チョッパー回路Xを接続したものである.以下、こ
の昇圧チョッパー回路Xの構成について説明する.直流
電源Eの正極にはインダクタL,の一端が接続されてい
る.インダクタL,の他端は、トランジスタQ,を介し
て直流電源Eの負極に接続されている.インダクタLコ
とトランジスタQ,の接続点はダイオードD,を介して
コンデンサC 3 , C 4の直列回路の一端に接続
されている.コンデンサC s , C 4の直列回路
の他端は、直流電源Eの負極に接続されている. 以下、この昇圧チョッパー回路Xの動作について説明す
る.トランジスタQ,がオン状態のとき、直流電源Eか
らの直流電流はトランジスタQ5を介してインダクタL
,に流れ、インダクタL,に工゜ネルギーが蓄えられる
.次に、トランジスタQ5がオフ状態になると、インダ
クタL,はその両端に電圧を発生し、直流電源Eの電圧
V,にインダクタL3の両端電圧を加えた電圧が、ダイ
オードD,を介してコンデンサC .,C 4の直列回
路に印加される.以下、同様にして、トランジスタQ,
をスイッチングすることにより、直流電源Eの電圧v1
よりも高い電圧をコンデンサC ,,C .の直列回路
に得ることができる.また、トランジスタQ,のオン・
デューティ(スイッチング周期に占めるオン時間の割合
)を変えることにより、コンデンサC 3, C 4の
直列回路に得られる電圧を自由に設定することができる
. 既に述べたように、動作期間T2,T.で放電灯Hに印
加される直流電圧Vaは、コンデンサCs,C,の充電
電圧で決まる.したがって、始動時において、放電灯H
の点灯時の管電圧の1.5倍〜3倍程度の直流電圧Va
が得られるように、昇圧チョッパー回路Xにおけるトラ
ンジスタQsのオン・デューティを制御すれば、良好な
始動性能を得ることができる.一方、放電灯Hの始動後
は、直流電圧Vaは管電圧の1.5倍〜3倍程度とする
必要はなく、負荷の条件に適した電圧に設定すれば良い
。そこで、昇圧チョッパー回路Xにおけるトランジスタ
Q,のオン・デューティを放電灯Hの始動前後で切り替
えることが好ましい.なお、直流電源Eの出力側に接続
するチョッパー回路は昇圧タイブに限定されるものでは
なく、降圧タイプであっても良い.ただし、交流電源を
整流平滑して得られる電圧は、始動に必要な直流電圧V
aよりも低いことが一般的であるので、本実施例のよう
に昇圧チョッパー回路Xを用いることが好ましい. [実施例4] 第12図は本発明の第4実施例の回路図である.本実施
例は、第14図に示す従来例と実質的に同じ楕戒の直列
共振型のインバータ装置において、トランジスタQ,.
Q2に第2図に示すような制御信号を与えて、放電灯H
の両端に第4図に示すような電圧■2が得られるように
したものである。
FIG. 10 is a waveform diagram showing the voltage v2 across the discharge lamp H during the starting test. In the figure, the operating period T + .
The switching frequency at T:l is about 80KHz, and the high voltage Vp generated during the same period is about 4400KHz.
It is V. In addition, the pulse width at 3600V (voltage value is 3
The time during which the voltage exceeds 600V is approximately 2 μsec. The length of the operating periods T + and T 3 is approximately 100 Jjsec
However, good starting performance was obtained in the range of several tens of microseconds to several 118 ee. Operating period T2, T. The length of is about 1
0IIsec, but good starting performance was obtained in the range of several msec to several + msec. Operating period T. ,T. The high voltage Vp at is necessary to transition the discharge lamp H from the no-load state to the glow discharge state, and the DC voltage Vp during the operating periods T 2 and T 4 is
a is necessary to shift the discharge lamp H from the glow discharge state to the arc discharge state. If this DC voltage Va is too low, although the discharge lamp H enters the glow discharge state, sufficient current does not flow through the discharge lamp H, and the lamp cannot shift to the arc discharge state. Therefore, to start the discharge lamp H, the operating period T,
,T. Not only the high voltage Vp but also the operating period T 2 ,
The DC voltage Va of T4 is also required. [Embodiment 3] Figure 11 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that a step-up chopper circuit X is connected to the output side of the DC power supply E. The configuration of this boost chopper circuit X will be explained below. One end of an inductor L is connected to the positive pole of the DC power supply E. The other end of the inductor L is connected to the negative pole of the DC power supply E via the transistor Q. The connection point between inductor L and transistor Q is connected via diode D to one end of a series circuit of capacitors C3 and C4. The other end of the series circuit of capacitors C s and C 4 is connected to the negative pole of DC power supply E. The operation of this boost chopper circuit X will be explained below. When the transistor Q is on, the DC current from the DC power supply E flows through the inductor L through the transistor Q5.
, and energy is stored in the inductor L. Next, when the transistor Q5 is turned off, the inductor L generates a voltage across it, and the voltage obtained by adding the voltage across the inductor L3 to the voltage V of the DC power supply E is applied to the capacitor C via the diode D. .. , C is applied to the series circuit of 4. Similarly, transistors Q,
By switching the voltage v1 of the DC power supply E
A voltage higher than that of capacitors C , , C . can be obtained in a series circuit. Also, the on-state of transistor Q,
By changing the duty (ratio of on-time to the switching period), the voltage obtained in the series circuit of capacitors C3 and C4 can be freely set. As already mentioned, the operating periods T2, T. The DC voltage Va applied to the discharge lamp H is determined by the charging voltage of the capacitors Cs and C. Therefore, at startup, the discharge lamp H
DC voltage Va about 1.5 to 3 times the tube voltage when lighting
Good starting performance can be obtained by controlling the on-duty of the transistor Qs in the boost chopper circuit X so that . On the other hand, after the discharge lamp H is started, the DC voltage Va does not need to be approximately 1.5 to 3 times the tube voltage, and may be set to a voltage suitable for the load conditions. Therefore, it is preferable to switch the on-duty of the transistor Q in the boost chopper circuit X before and after starting the discharge lamp H. Note that the chopper circuit connected to the output side of the DC power supply E is not limited to a step-up type, but may be a step-down type. However, the voltage obtained by rectifying and smoothing the AC power supply is the DC voltage V required for starting.
Since it is generally lower than a, it is preferable to use a boost chopper circuit X as in this embodiment. [Embodiment 4] FIG. 12 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention. This embodiment uses transistors Q, .
A control signal as shown in Fig. 2 is given to Q2 to control the discharge lamp H.
A voltage (2) as shown in FIG. 4 is obtained across both ends of the line.

なお、第14図に示す従来例では、負荷回路が結合用の
コンデンサC2を介して高電位側のトランジスタQ1に
並列接続されており、本実施例では、低電位測のトラン
ジスタQ2に並列接続されているが、実質的な相違では
ない.結合用のコンデンサC2として、数十μF〜数百
μF程度の静電容量値のものを使用すれば、定常状態に
おいては、直流電源Eの電圧V1の約半分の電圧がコン
デンサC,に充電される。したがって、本実施例におい
て、動作期間T 2 . T 4で放電灯Hに印加され
る直流電圧Vaの大きさは、直流電源Eの電圧V1の約
半分となる. [実施例5] 第13図は本発明の第5実施例の回路図である。
In the conventional example shown in FIG. 14, the load circuit is connected in parallel to the transistor Q1 on the high potential side via the coupling capacitor C2, and in the present embodiment, the load circuit is connected in parallel to the transistor Q2 measuring the low potential. However, it is not a substantial difference. If a capacitance value of several tens of μF to several hundred μF is used as the coupling capacitor C2, in a steady state, a voltage approximately half of the voltage V1 of the DC power source E will be charged to the capacitor C. Ru. Therefore, in this embodiment, the operating period T 2 . The magnitude of the DC voltage Va applied to the discharge lamp H at T4 is approximately half of the voltage V1 of the DC power supply E. [Embodiment 5] FIG. 13 is a circuit diagram of a fifth embodiment of the present invention.

本実施例にあっては、第1図の実施例において、負荷回
路における放電灯Hと直列にパルストランスPTの2次
巻線を接続している.また、負荷回路と並列に始動電圧
発生用の共振回路を接続している. 以下、この始動電圧発生用の共振回路の構戒について説
明する。トランジスタQ.,Q.の接続点には、コンデ
ンサC2の一端が接続され、コンデンサC 3 , C
 4の接続点には、コンデンサC0の一端が接続され、
コンデンサC2の他端とコンデンサCoの他端の間には
、インダクタL2が接続されている。コンデンサC0の
両端には、パルストランスPTの1次巻線が接続されて
いる.コンデンサC0とインダクタL2は直列共振回路
を楕戒しており、その共振作用によりコンデンサC0の
両端に発生する電圧がパルストランスPTとコンデンサ
CIを介して放電灯Hに印加される.本実施例では、始
動用の高電圧をパルストランスPTで昇圧して放電灯H
に印加しているので、動作期間TT,においてスイッチ
ング素子に流れる電流が少なくて済む。
In this embodiment, in the embodiment shown in FIG. 1, the secondary winding of the pulse transformer PT is connected in series with the discharge lamp H in the load circuit. Additionally, a resonant circuit for generating starting voltage is connected in parallel with the load circuit. The structure of this resonant circuit for generating starting voltage will be explained below. Transistor Q. ,Q. One end of capacitor C2 is connected to the connection point of capacitors C 3 , C
One end of the capacitor C0 is connected to the connection point 4,
An inductor L2 is connected between the other end of the capacitor C2 and the other end of the capacitor Co. The primary winding of a pulse transformer PT is connected to both ends of the capacitor C0. Capacitor C0 and inductor L2 form a series resonant circuit, and due to their resonance, a voltage generated across capacitor C0 is applied to discharge lamp H via pulse transformer PT and capacitor CI. In this embodiment, the high voltage for starting is boosted by a pulse transformer PT, and the discharge lamp H
, the current flowing through the switching element during the operation period TT can be reduced.

本実施例において、トランジスタQ,.Q.に与える制
御信号は第2図に示す制御信号と同じである.動作期間
T + , T sにおけるスイッチング周波数は、イ
ンダクタL2とコンデンサcoの直列共振回路の共振周
波数よりも少し高く設定すれば良い.また、インダクタ
LlやコンデンサC,は定常点灯時の動作を基準に設計
すれば良い.インダクタしは動作期間T , ,T ,
における高周波をブロックするように設計し、結合用の
コンデンサC2は動作期間T,,T.における直流をブ
ロックするように設計すれば良い. なお、上記各実施例では、動作期間T.,T.における
直流電圧の極性を反転させているが、動作期間T t 
, T 4における直流電圧の極性は同じでも良い.こ
の場合、放電灯Hの両端電圧■2の波形図は、第4図の
破線で示すようになる。
In this embodiment, transistors Q, . Q. The control signal given to is the same as the control signal shown in Figure 2. The switching frequency during the operating periods T + and T s may be set slightly higher than the resonant frequency of the series resonant circuit of the inductor L2 and the capacitor co. In addition, the inductor Ll and capacitor C may be designed based on operation during steady lighting. The inductor has an operating period T, ,T,
The coupling capacitor C2 is designed to block high frequencies during the operating period T, , T. The design should be designed to block the direct current at . Note that in each of the above embodiments, the operation period T. ,T. Although the polarity of the DC voltage at is inverted, the operating period T t
, the polarity of the DC voltage at T4 may be the same. In this case, the waveform diagram of the voltage (2) across the discharge lamp H becomes as shown by the broken line in FIG.

[発明の効果] 本発明にあっては、負荷にコンデンサを並列接続しイン
ダクタを直列接続した負荷回路を備え、この負荷回路の
無負荷時に、第1及び第2のスイッチング素子が交互に
オン・オフして負荷に高周波電力を供給する高周波動作
期間と、第1又は第2のスイッチング素子の一方がオン
・オフして負荷に直流電力を供給する直流動作期間とを
、スイッチング素子のオン・オフ周期よりも低周期で交
番させるようにしたので、高周波動作期間に負荷が始動
しない場合には、それに続く直流動作期間は負荷と並列
接続されたコンデンサの充電完了後に実質的に休止期間
となるから、始動時にスイッチング素子に流れる無効電
流を低減することができ、スイッチング損失を低減する
ことができるという効果がある.しかも、高周波動作期
間に負荷が始動した場合には、それ続く直流動作期間で
負荷にエネルギーを供給することができるので、従来例
のようにスイッチング動作を間欠動作から連続動作に切
り替えるための特別な検出手段や制御手段を設ける必要
がなく、楕戒が簡単となるという効果がある. なお、始動用の高電圧は負荷回路のインダクタとコンデ
ンサにより発生させるように構或すれば、始動専用の回
路部品が不要となり、コストの低減と装置の小型軽量化
が可能になるという効果がある. また、負荷が放電灯である場合には、直流動作期間にお
ける直流電圧を放電灯の点灯時の管電圧の1.5倍乃至
3倍の範囲に設定すれば、良好な始動性能が得られると
いう効果がある,
[Effects of the Invention] The present invention includes a load circuit in which a capacitor is connected in parallel to a load and an inductor is connected in series, and when the load circuit is not loaded, the first and second switching elements are alternately turned on and off. The high-frequency operation period when the switching element is turned off and supplies high-frequency power to the load, and the DC operation period when one of the first or second switching elements is turned on and off and supplies DC power to the load are determined by turning the switching element on and off. Since the alternation is performed at a lower frequency than the current cycle, if the load does not start during the high-frequency operation period, the subsequent DC operation period will essentially become a rest period after the capacitor connected in parallel with the load has completed charging. This has the effect of being able to reduce the reactive current flowing through the switching element during startup, and reducing switching loss. Moreover, if the load starts during the high-frequency operation period, energy can be supplied to the load during the following DC operation period, so a special There is no need to provide detection means or control means, and the effect is that elliptical precepts are simplified. If the high voltage for starting is generated by the inductor and capacitor in the load circuit, there will be no need for circuit parts dedicated to starting, which will have the effect of reducing costs and making the device smaller and lighter. .. In addition, when the load is a discharge lamp, good starting performance can be obtained by setting the DC voltage during the DC operation period to a range of 1.5 to 3 times the tube voltage when the discharge lamp is lit. effective,

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

第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図は同上の
動作波形図、第3図は本発明の第2実施例の回路図、第
4図は同上の動作波形図、第5図(a),(b)はそれ
ぞれ本発明の作用説明のための回路図及び波形図、第6
図乃至第8図は本発明における高周波動作期間の動作説
明図、第9図及び第10図は本発明における直流動作期
間の動作説明図、第11図は本発明の第3実施例の回路
図、第12図は本発明の第4実施例の回路図、第13図
は本発明の第5実施例の回路図、第14図は従来例の回
路図、第15図は同上の動作波形図、第16図は他の従
来例の回路図、第17図は同上の動作波形図である. Eは直流電源、Q,,Q2はトランジスタ、C1はコン
デンサ、L1はインダクタ、Hは放電灯、TT3は高周
波動作期間、T2,T.は直流動作期間である. 第1図
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operating waveform diagram of the same as above, FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an operating waveform diagram of the same as above. 5(a) and 5(b) are a circuit diagram and a waveform diagram for explaining the operation of the present invention, respectively.
8 are explanatory diagrams of the operation during the high frequency operation period of the present invention, FIGS. 9 and 10 are explanatory diagrams of the operation during the DC operation period of the present invention, and FIG. 11 is a circuit diagram of the third embodiment of the present invention. , FIG. 12 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a circuit diagram of a fifth embodiment of the present invention, FIG. 14 is a circuit diagram of a conventional example, and FIG. 15 is an operation waveform diagram of the same as above. , FIG. 16 is a circuit diagram of another conventional example, and FIG. 17 is an operating waveform diagram of the same. E is a DC power supply, Q, , Q2 are transistors, C1 is a capacitor, L1 is an inductor, H is a discharge lamp, TT3 is a high frequency operation period, T2, T. is the DC operating period. Figure 1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)負荷にコンデンサを並列接続しインダクタを直列
接続した負荷回路を備え、少なくとも第1及び第2のス
イッチング素子を直列的に接続した回路を直流電源に並
列的に接続し、前記スイッチング素子のスイッチング動
作により負荷回路に電力を供給するインバータ装置にお
いて、負荷回路の無負荷時に、第1及び第2のスイッチ
ング素子が交互にオン・オフして負荷に高周波電力を供
給する高周波動作期間と、第1又は第2のスイッチング
素子の一方がオン・オフして負荷に直流電力を供給する
直流動作期間とを、スイッチング素子のオン・オフ周期
よりも低周期で交番させる制御手段を備えることを特徴
とするインバータ装置。
(1) A load circuit including a capacitor connected in parallel to a load and an inductor connected in series, a circuit in which at least a first and a second switching element are connected in series is connected in parallel to a DC power supply, and the switching element is In an inverter device that supplies power to a load circuit through a switching operation, a high-frequency operation period in which the first and second switching elements alternately turn on and off to supply high-frequency power to the load when the load circuit is not loaded; It is characterized by comprising a control means for alternating the DC operation period in which one of the first and second switching elements is turned on and off to supply DC power to the load, at a cycle lower than the on-off cycle of the switching element. inverter device.
(2)高周波動作期間における第1及び第2のスイッチ
ング素子のスイッチング周波数を負荷回路の無負荷時の
共振周波数の近傍に設定したことを特徴とする請求項1
記載のインバータ装置。
(2) Claim 1 characterized in that the switching frequencies of the first and second switching elements during the high frequency operation period are set near the resonant frequency of the load circuit when no load is applied.
The inverter device described.
(3)負荷は放電灯であり、直流動作期間において負荷
に印加される直流電圧を放電灯の点灯時の管電圧の1.
5倍乃至3倍の範囲に設定したことを特徴とする請求項
1記載のインバータ装置。
(3) The load is a discharge lamp, and the DC voltage applied to the load during the DC operation period is 1.5% of the tube voltage when the discharge lamp is lit.
The inverter device according to claim 1, wherein the inverter device is set in a range of 5 times to 3 times.
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