JPH0613193A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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Publication number
JPH0613193A
JPH0613193A JP4170886A JP17088692A JPH0613193A JP H0613193 A JPH0613193 A JP H0613193A JP 4170886 A JP4170886 A JP 4170886A JP 17088692 A JP17088692 A JP 17088692A JP H0613193 A JPH0613193 A JP H0613193A
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JP
Japan
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voltage
lamp
discharge lamp
pulse
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP4170886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Saito
茂 斉藤
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Marelli Corp
Original Assignee
Kansei Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kansei Corp filed Critical Kansei Corp
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Priority to US08/081,213 priority patent/US5491387A/en
Priority to DE4322384A priority patent/DE4322384A1/en
Publication of JPH0613193A publication Critical patent/JPH0613193A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a discharge lamp lighting device by which rise time can be shortened and evenness of light output can be obtained with simple control. CONSTITUTION:A discharge lamp lighting device is provided with a DC converter 11, a PWM regulator 13 to convert output voltage outputted from this DC converter into pulse voltage of prescribed width so as to be outputted and a full bridge driver 14 to impress the pulse voltage on a discharge lamp 15, and is provided with a voltage detecting circuit 16 to detect voltage to be impressed on the discharge lamp 15, an electric current detecting circuit 17 to detect an electric current flowing to the discharge lamp 15, a multiplier 18 to obtain a product of a voltage detecting signal detected by the voltage detecting circuit 16 and an electric current detecting signal detected by the electric current detecting circuit 17 and a comparator 19 to output a comparison signal obtained by comparing an integrated value outputted by this multiplier 18 with a preset reference value. A pulse width modulating means 11 is provided to control the pulse width of the pulse voltage so that this comparison signal becomes zero.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、車両に使用される放
電灯を点灯させる点灯装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device for lighting a discharge lamp used in a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、かかる点灯装置として図29
に示すものが知られている(特開平3−8299号公報
参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as such a lighting device, FIG.
Is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-8299).

【0003】図29において、1はバッテリ2の直流電
圧を昇圧するDC昇圧回路、3はDC昇圧回路1の出力
電圧を正弦波交流電圧に変換する高周波昇圧回路、4は
放電灯5に電力を供給するための限流負荷及びイグナイ
タ回路、6は限流負荷及びイグナイタ回路4に起動信号
を出力するイグナイタ始動回路、7はDC昇圧回路1の
出力電圧を制御する制御回路である。
In FIG. 29, 1 is a DC booster circuit for boosting the DC voltage of the battery 2, 3 is a high frequency booster circuit for converting the output voltage of the DC booster circuit 1 into a sine wave AC voltage, and 4 is power for the discharge lamp 5. A current limiting load and an igniter circuit for supply, 6 is an igniter starting circuit that outputs a starting signal to the current limiting load and igniter circuit 4, and 7 is a control circuit that controls the output voltage of the DC booster circuit 1.

【0004】制御回路7は、DC昇圧回路1の出力電圧
を検出する電圧演算部7aと、DC昇圧回路1の出力電
流を検出する電流演算部7bと、これら演算部7a,7bか
らの信号に応じたデューティサイクルをもつ矩形パルス
を発生させてDC昇圧回路1のFET1aのゲートに送
出するパルス幅変調部7cとから構成されている。
The control circuit 7 includes a voltage calculation unit 7a for detecting the output voltage of the DC booster circuit 1, a current calculation unit 7b for detecting the output current of the DC booster circuit 1, and signals from these calculation units 7a, 7b. The pulse width modulator 7c generates a rectangular pulse having a corresponding duty cycle and sends it to the gate of the FET 1a of the DC booster circuit 1.

【0005】上記点灯装置にあっては、点灯スイッチS
の灯入時に先ずイグナイタ始動回路6から限流負荷及び
イグナイタ回路4に送られる信号によって起動パルスが
発生し、放電灯5のトリガーがかかられ、制御回路7に
よってDC昇圧回路1の出力電圧の制御が随時行なわ
れ、これにより最終的に放電灯5の定常状態への移行が
遂げられる。
In the above lighting device, the lighting switch S
When the lamp is turned on, a starting pulse is first generated by the signal sent from the igniter starting circuit 6 to the current limiting load and the igniter circuit 4, the discharge lamp 5 is triggered, and the control circuit 7 changes the output voltage of the DC booster circuit 1. The control is performed at any time, and finally the discharge lamp 5 is transitioned to the steady state.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
点灯装置にあっては、負荷(放電灯5)へ供給される電
力を一定にするためのフィードバック制御手段が設けら
れていないので、点灯スイッチSを投入してから、放電
灯5が所定光量を発光するまでに相当な時間を要してし
まう。すなわち、立上りが遅いという問題があった。ま
た、フィードバック制御手段が設けられていないことに
より光出力の平坦性を得ることが難しいという問題があ
った。
However, in the above lighting device, the lighting switch S is not provided with the feedback control means for keeping the electric power supplied to the load (discharge lamp 5) constant. It takes a considerable time after the discharge lamp 5 is turned on until the discharge lamp 5 emits a predetermined amount of light. That is, there is a problem that the rising is slow. Further, there is a problem that it is difficult to obtain the flatness of the light output because the feedback control means is not provided.

【0007】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、立上り時間を短くすることがで
き、しかも光出力の平坦性を得ることのできる放電灯点
灯装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a discharge lamp lighting device which can shorten the rise time and can obtain the flatness of the light output. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、直流の入力電圧を昇圧する昇圧手段と、
この昇圧手段から出力される出力電圧を所定幅のパルス
電圧に変換して出力するパルス発生手段と、前記パルス
電圧を放電灯に印加させるフルブリッジドライバとを備
えている放電灯点灯装置において、前記放電灯に印加す
る電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電灯に流れる
電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段が検
出する電圧検出信号と前記電流検出手段が検出する電流
検出信号との積をとる乗算手段と、この乗算手段が出力
する乗算値と予め設定した基準値とを比較した比較信号
を出力する比較手段と、前記比較信号がゼロとなるよう
に前記パルス電圧のパルス幅を制御するパルス幅変調手
段とを設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a boosting means for boosting a DC input voltage,
In a discharge lamp lighting device comprising pulse generating means for converting an output voltage outputted from the boosting means into a pulse voltage having a predetermined width and outputting the pulse voltage, and a full bridge driver for applying the pulse voltage to a discharge lamp, Voltage detection means for detecting the voltage applied to the discharge lamp, current detection means for detecting the current flowing through the discharge lamp, voltage detection signal detected by the voltage detection means and current detection signal detected by the current detection means Multiplying means for taking the product of, a comparing means for outputting a comparison signal comparing the multiplication value output by the multiplying means with a preset reference value, and a pulse width of the pulse voltage so that the comparison signal becomes zero. And a pulse width modulation means for controlling.

【0009】また、前記電圧検出手段が検出する電圧検
出信号と前記電流検出手段が検出する電流検出信号とを
加算する加算手段と、この加算手段が出力する加算値と
予め設定した基準値とを比較した比較信号を出力する比
較手段と、前記比較信号がゼロとなるように前記パルス
電圧のパルス幅を制御するパルス幅変調手段とを設けた
ことを特徴とする。
Further, an addition means for adding the voltage detection signal detected by the voltage detection means and the current detection signal detected by the current detection means, and an addition value output by the addition means and a preset reference value are added. Comparison means for outputting the compared comparison signal and pulse width modulation means for controlling the pulse width of the pulse voltage so that the comparison signal becomes zero are provided.

【0010】[0010]

【作用】この発明は、上記構成により、電圧検出手段が
放電灯に印加する電圧を検出し、電流検出手段が放電灯
に流れる電流を検出し、乗算手段が電圧検出手段が検出
する電圧検出信号と電流検出手段が検出する電流検出信
号との積をとり、比較手段が乗算手段が出力する乗算値
と予め設定した基準値とを比較した比較信号を出力し、
パルス幅変調手段がその比較信号がゼロとなるように前
記パルス電圧のパルス幅を制御する。
According to the present invention, with the above-mentioned structure, the voltage detecting means detects the voltage applied to the discharge lamp, the current detecting means detects the current flowing through the discharge lamp, and the multiplying means detects the voltage detection signal detected by the voltage detecting means. And a current detection signal detected by the current detection means, and the comparison means outputs a comparison signal obtained by comparing the multiplication value output by the multiplication means with a preset reference value,
The pulse width modulation means controls the pulse width of the pulse voltage so that the comparison signal becomes zero.

【0011】また、加算手段が電圧検出手段が検出する
電圧検出信号と電流検出手段が検出する電流検出信号と
を加算し、比較手段が加算手段が出力する加算値と予め
設定した基準値とを比較した比較信号を出力し、パルス
幅変調手段がその比較信号がゼロとなるように前記パル
ス電圧のパルス幅を制御する。
The addition means adds the voltage detection signal detected by the voltage detection means and the current detection signal detected by the current detection means, and the comparison means calculates the addition value output by the addition means and the preset reference value. The compared comparison signal is output, and the pulse width modulation means controls the pulse width of the pulse voltage so that the comparison signal becomes zero.

【0012】[0012]

【実施例】以下、この発明に係る放電灯点灯装置の実施
例を図面に基づいて説明する。
Embodiments of the discharge lamp lighting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】[第1実施例]図1において、11はバッ
テリ12の直流電圧を昇圧するDCコンバータ(昇圧手
段)、13は昇圧された直流電圧からパルス電圧を発生
するPWM(パルスウイドスモジュレーション)レギュ
レータ、14は前記パルス電圧を矩形波の交流電圧に変
換して高輝度放電ランプ(放電灯)15に印加させるH
ブリッジドライバである。
[First Embodiment] In FIG. 1, 11 is a DC converter (step-up means) for stepping up a DC voltage of a battery 12, and 13 is a PWM (pulse width modulation) for generating a pulse voltage from the stepped up DC voltage. A regulator 14 converts the pulse voltage into a rectangular wave AC voltage and applies it to a high-intensity discharge lamp (discharge lamp) H.
It is a bridge driver.

【0014】16はランプ15に印加する電圧を検出す
る電圧検出回路(電圧検出手段)、17はランプ15に
流れる電流を検出する電流検出回路(電流検出手段)、
18は電圧検出回路16が出力する電圧検出信号の値と
電流検出回路17が出力する電流検出信号の値とを乗算
する乗算器(乗算手段)、19は乗算器18が出力する
乗算信号と予め設定された基準値(ランプ15の規定電
力Erに対応した値)Vrとを比較する比較信号を出力す
る比較器である。
Reference numeral 16 is a voltage detection circuit (voltage detection means) for detecting the voltage applied to the lamp 15, and 17 is a current detection circuit (current detection means) for detecting the current flowing through the lamp 15.
Reference numeral 18 is a multiplier (multiplying means) for multiplying the value of the voltage detection signal output by the voltage detection circuit 16 and the value of the current detection signal output by the current detection circuit 17, and 19 is a multiplication signal output by the multiplier 18 in advance. It is a comparator that outputs a comparison signal for comparing with a set reference value (value corresponding to the prescribed power Er of the lamp 15) Vr.

【0015】PWMレギュレータ13は、比較器19か
ら出力される比較信号がゼロとなるようにパルス電圧の
幅を変えていくようになっている。そして、PWMレギ
ュレータ13は所定のパルス幅のパルス電圧を発生する
パルス発生手段と、前記パルス電圧のパルス幅を変える
パルス変調手段としての機能を備えている。
The PWM regulator 13 changes the width of the pulse voltage so that the comparison signal output from the comparator 19 becomes zero. The PWM regulator 13 has a function as a pulse generating means for generating a pulse voltage having a predetermined pulse width and a pulse modulating means for changing the pulse width of the pulse voltage.

【0016】次に上記実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0017】点灯スイッチSが投入されると、DCコン
バータ11によってバッテリ12の直流電圧が昇圧さ
れ、PWMレギュレータ13がその昇圧された直流電圧
から所定幅のパルス電圧にして出力していく。一方、高
電圧トリガ回路(図示せず)によりランプ15が初期点灯
を開始する。そして、フルブリッジドライバ14がパル
ス電圧を矩形波の交流電圧に変換してランプ15に印加
させていく。
When the lighting switch S is turned on, the DC voltage of the battery 12 is boosted by the DC converter 11, and the PWM regulator 13 converts the boosted DC voltage into a pulse voltage of a predetermined width and outputs the pulse voltage. On the other hand, the high voltage trigger circuit (not shown) causes the lamp 15 to start initial lighting. Then, the full bridge driver 14 converts the pulse voltage into a rectangular wave AC voltage and applies it to the lamp 15.

【0018】電圧検出回路16はランプ15に印加する
電圧に応じた電圧信号を出力し、電流検出回路17はラ
ンプ15に流れる電流に応じた電流信号を出力する。
The voltage detection circuit 16 outputs a voltage signal according to the voltage applied to the lamp 15, and the current detection circuit 17 outputs a current signal according to the current flowing through the lamp 15.

【0019】いま、電圧検出回路16が出力する電圧信
号の電圧をV1=βVb、電流検出回路17が出力する電
流信号の電圧をV2=αIとする。但し、Vbはランプ1
5に印加する電圧、Iはランプ15に流れる電流であ
る。
Now, assume that the voltage of the voltage signal output by the voltage detection circuit 16 is V1 = βVb and the voltage of the current signal output by the current detection circuit 17 is V2 = αI. However, Vb is lamp 1
5 is a voltage applied to 5, and I is a current flowing through the lamp 15.

【0020】乗算器18はV1とV2との積をとった乗算
信号を出力する。この乗算信号の電圧をVpとすると、
Vp=V1×V2=αβVb×Iとなる。
The multiplier 18 outputs a multiplication signal which is the product of V1 and V2. If the voltage of this multiplication signal is Vp,
Vp = V1 × V2 = αβVb × I.

【0021】比較器18は基準値VrとVpとを比較した
比較信号を出力し、VpがVrより大きい場合にはPWM
レギュレータ13のパルス幅を小さくし、ランプ15に
供給される電力を減少させる。逆に大きい場合にはパル
ス幅を大きくしてランプ15に供給される電力を増加さ
せる。最終的にはVp=Vrとなるパルス幅で平衡するこ
ととなる。
The comparator 18 outputs a comparison signal comparing the reference values Vr and Vp, and if Vp is larger than Vr, PWM
The pulse width of the regulator 13 is reduced to reduce the power supplied to the lamp 15. On the contrary, when it is large, the pulse width is increased to increase the power supplied to the lamp 15. Eventually, equilibrium will be achieved with a pulse width of Vp = Vr.

【0022】ここでは、Vrを基準とするフィードバッ
クループが形成されているので、Vrがランプ15の定
格電力の値に設定されていることにより、ランプ15に
は常に定格電力が供給されることになる。
Since a feedback loop based on Vr is formed here, the rated power is always supplied to the lamp 15 by setting Vr to the value of the rated power of the lamp 15. Become.

【0023】ところで、ランプ15の初期点灯時は、ラ
ンプ15の放電ガス成分がキセノンガスであるのでラン
プ15の端子電圧は25ボルト程度であり、定格電圧
(85ボルト)に比べて非常に小さく、従来例ではラン
プ15に供給される電力は少ない。しかし、乗算器18
等のフィードバックループにより初期点灯時でもランプ
15に定格電力が供給されるように働くので、点灯スイ
ッチSが投入されてから短時間でランプ15に定格電力
が供給されるようになる。すわなち、立上り時間は短い
ものとなる。
When the lamp 15 is initially lit, the discharge gas component of the lamp 15 is xenon gas, so the terminal voltage of the lamp 15 is about 25 volts, which is much smaller than the rated voltage (85 volts). In the conventional example, the electric power supplied to the lamp 15 is small. However, the multiplier 18
Since the rated power is supplied to the lamp 15 even in the initial lighting by the feedback loop such as the above, the rated power is supplied to the lamp 15 in a short time after the lighting switch S is turned on. That is, the rise time is short.

【0024】[第2実施例]図2は乗算器18と電圧検
出回路16,電流検出回路17との間に遅延回路20,2
1を設けたものである。この遅延回路20,21によっ
て応答速度を遅延させることにより、初期点灯時にラン
プ15に供給される電力の増加が図られるので、図3の
破線で示すようにランプ15の発光量は急激に増加し、
立上り時間はさらに短いものとなる。実線で示すグラフ
G1は遅延回路20,21を使用しない場合を示したもの
である。
[Second Embodiment] FIG. 2 shows a delay circuit 20, 2 between a multiplier 18 and a voltage detection circuit 16 and a current detection circuit 17.
1 is provided. By delaying the response speed by the delay circuits 20 and 21, the electric power supplied to the lamp 15 at the time of initial lighting can be increased, so that the light emission amount of the lamp 15 rapidly increases as shown by the broken line in FIG. ,
The rise time will be even shorter. The graph G1 shown by the solid line shows the case where the delay circuits 20 and 21 are not used.

【0025】[第3実施例]図4において、22は非線
形回路、23は差動増幅器で、この非線形回路22と差
動増幅器23とによって比較器19の基準電圧Vcをラ
ンプ15に印加する電圧に応じて変化させるようにした
ものである。すなわち、ランプ15の印加電圧が低い場
合にはVcを高めるようにしたものである。
[Third Embodiment] In FIG. 4, 22 is a non-linear circuit, 23 is a differential amplifier, and a voltage for applying the reference voltage Vc of the comparator 19 to the lamp 15 by the non-linear circuit 22 and the differential amplifier 23. It is designed to be changed according to. That is, Vc is increased when the voltage applied to the lamp 15 is low.

【0026】電圧検出回路16の出力電圧をβVbと
し、この出力電圧βVbを非線形処理した電圧を(βV
b)nとし、差動増幅器23の基準電圧ErをVf+γVi
とすると、差動増幅器23から出力される電圧Vcは、 Vc=Vf+γVi−(βVb)n …(1) となる。ただし、γ,nは任意の実数、Viは過剰な電力
供給を停止するための電圧である。
The output voltage of the voltage detection circuit 16 is βVb, and the voltage obtained by nonlinearly processing this output voltage βVb is (βV
b) n, and the reference voltage Er of the differential amplifier 23 is Vf + γVi
Then, the voltage Vc output from the differential amplifier 23 is Vc = Vf + γVi− (βVb) n (1) However, γ, n is an arbitrary real number, and Vi is a voltage for stopping excessive power supply.

【0027】ここで、非線形回路22は、図5に示すよ
うに、3つのツェナーダイオード25〜27と3つの抵
抗28〜30とからなる。この非線形回路22には図6
に示すように飽和特性を有する幅特性を持たせると、
(1)式で示された差動増幅器23の出力電圧Vcは、
図7に示すように、ゼロ付近で非線形回路22に入力す
る入力電圧(電圧検出回路16の出力電圧)が増加する
にしたがって急激に減少し、βViを越えたところで一
定値となる。
Here, the non-linear circuit 22 is composed of three Zener diodes 25 to 27 and three resistors 28 to 30 as shown in FIG. This non-linear circuit 22 is shown in FIG.
When the width characteristic having the saturation characteristic is given as shown in,
The output voltage Vc of the differential amplifier 23 expressed by the equation (1) is
As shown in FIG. 7, as the input voltage (output voltage of the voltage detection circuit 16) input to the non-linear circuit 22 increases near zero, it sharply decreases and becomes a constant value when βVi is exceeded.

【0028】したがって、比較器19に入力するVcと
乗算器18から出力される電圧Vpとの差は、βVbの値
がゼロ近辺のとき大きくなるので、PWMレギュレータ
13は図8に示す応答特性を示すこととなる。つまり、
ランプ15の初期点灯時ではランプ15に定格電力P0
の数倍の電力を供給することができるので、立上り時間
を極端に短くすることが可能である。また、電圧検出回
路16の出力電圧がβVi以後においてはランプ15の
電力が一定となるので、光出力の平坦性を得ることがで
きることとなる。
Therefore, since the difference between Vc input to the comparator 19 and the voltage Vp output from the multiplier 18 becomes large when the value of βVb is near zero, the PWM regulator 13 has the response characteristic shown in FIG. Will be shown. That is,
At the initial lighting of the lamp 15, the rated power P0 is supplied to the lamp 15.
Since it is possible to supply electric power several times higher than that of the above, the rise time can be extremely shortened. In addition, since the electric power of the lamp 15 becomes constant after the output voltage of the voltage detection circuit 16 is βVi, the flatness of the light output can be obtained.

【0029】なお、図8に示す鎖線は、後述する図21
の回路の特性を示す。
The chain line shown in FIG. 8 corresponds to that shown in FIG.
Shows the characteristics of the circuit.

【0030】[第4実施例]図9に示す放電灯点灯装置
は、電圧検出回路16から出力される電圧検出信号と、
電流検出回路17から出力される電流検出信号とを加算
器30で加算し、この加算した加算信号がゼロとなるよ
うにPWMレギュレータ13が出力するパルス電圧のパ
ルス幅を変えるものである。これにより、初期点灯時に
おいてもランプ15に供給される電力の一定化を図るよ
うにしたものである。31,32は増幅器である。
[Fourth Embodiment] The discharge lamp lighting device shown in FIG. 9 has a voltage detection signal output from the voltage detection circuit 16 and
The current detection signal output from the current detection circuit 17 is added by the adder 30, and the pulse width of the pulse voltage output from the PWM regulator 13 is changed so that the added signal thus added becomes zero. As a result, the electric power supplied to the lamp 15 is made constant even during the initial lighting. Reference numerals 31 and 32 are amplifiers.

【0031】増幅器31から出力される電圧VA1=−α
Vv、増幅器32から出力される電圧VA2=−βViとす
ると、加算器30の出力電圧VA3は、 VA3=αVv+βVi となる。ただし、α,βは増幅器31,32の増幅度、V
v,Viは電圧検出回路16,電流検出回路17が出力する
検出信号の電圧である。
The voltage VA1 = -α output from the amplifier 31
Assuming that Vv is the voltage VA2 = -βVi output from the amplifier 32, the output voltage VA3 of the adder 30 is VA3 = αVv + βVi. However, α and β are the amplification degrees of the amplifiers 31 and 32, V
v and Vi are the voltages of the detection signals output by the voltage detection circuit 16 and the current detection circuit 17.

【0032】PWMレギュレータ13は、パルス電圧の
パルス幅である導通時間を制御し、しかも、 Er=VA3=αVv+βVi …(A) となるように制御する(すなわち電圧検出回路16が検
出する検出信号と、電流検出回路17が検出する検出信
号との和が一定となるように制御する)。
The PWM regulator 13 controls the conduction time, which is the pulse width of the pulse voltage, and also controls it so that Er = VA3 = αVv + βVi (A) (that is, a detection signal detected by the voltage detection circuit 16). , So that the sum with the detection signal detected by the current detection circuit 17 becomes constant).

【0033】ランプ15に印加する電圧が定格電圧Vt
のときにVt=αVvとなるようにランプ電流も定格電
流Itとする。しかも、 αVv=βVi=1/2Er …(B) と設定すると(ただし、Viはランプ15に流れる電流
がItのときに電流検出回路17が検出する検出信号の
電圧である)、ランプ15に供給される供給電力Pt
は、 Pt=Vt×It=αVv×βVi となり、増幅器31,32の出力は相等しく、Er/2と
なっている。
The voltage applied to the lamp 15 is the rated voltage Vt.
In this case, the lamp current is also the rated current It so that Vt = αVv. Moreover, when αVv = βVi = 1 / 2Er (B) is set (where Vi is the voltage of the detection signal detected by the current detection circuit 17 when the current flowing through the lamp 15 is It), it is supplied to the lamp 15. Supply power Pt
Pt = Vt × It = αVv × βVi, and the outputs of the amplifiers 31 and 32 are equal and Er / 2.

【0034】いま、ランプ15の電圧Vが定格値Vtよ
りも±Xパーセントだけズレたとすると、(A)(B)式か
ら Er=αVt(1±X)+βVi …(C) βVi=Er−αVt(1±X)=Er{1−1/2(1±X)}
Now, assuming that the voltage V of the lamp 15 deviates by ± X percent from the rated value Vt, from the equations (A) and (B), Er = αVt (1 ± X) + βVi ... (C) βVi = Er−αVt (1 ± X) = Er {1-1 / 2 (1 ± X)}

【数1】 となる。[Equation 1] Becomes

【0035】(C)(D)式は、ランプ電圧が下がるとラン
プ電流が増加し、逆にランプ電圧が上がるとランプ電流
が下がることを示している。
The equations (C) and (D) show that the lamp current increases as the lamp voltage decreases, and conversely the lamp current decreases as the lamp voltage increases.

【0036】このときの、電力Pxを求めると、When the electric power Px at this time is calculated,

【数2】 となる。すなわち、ランプ電圧が定格値に近い所では、
図10に示すようにグラフの頂点近傍ではほとんど一定
である。例えば、Vtが20パーセント変化したときの
電力変化は、1−(0.2)2=0.96であり、4パーセ
ント減少するだけで、かなり改善される。ちなみに、定
電流駆動した場合には±20パーセント変化する。
[Equation 2] Becomes That is, where the lamp voltage is close to the rated value,
As shown in FIG. 10, it is almost constant near the top of the graph. For example, the change in power when Vt changes by 20 percent is 1- (0.2) 2 = 0.96, which is only improved by 4 percent. By the way, when it is driven with a constant current, it changes ± 20%.

【0037】また、起動時はランプ電圧が低いことから
電流が定格値の2倍近く流せるので立上りも定電流駆動
より速くなる。
Further, since the lamp voltage is low at the time of start-up, the current can flow nearly twice as much as the rated value, so that the rising speed is faster than that of the constant current drive.

【0038】図11は、図9に示す放電灯点灯装置の回
路図を示したものである。図11において、33はフル
ブリッジ回路14のトランジスタQ1〜Q4をオン・オフ
させるフルブリッジドライバであり、このトランジスタ
Q1〜Q4のオン・オフで数10Hz〜数100Hzの周波
数の交流電圧をランプ15に印加させるものである。
FIG. 11 is a circuit diagram of the discharge lamp lighting device shown in FIG. In FIG. 11, reference numeral 33 is a full-bridge driver for turning on / off the transistors Q1 to Q4 of the full-bridge circuit 14. By turning on / off the transistors Q1 to Q4, an AC voltage having a frequency of several 10 Hz to several 100 Hz is applied to the lamp 15. It is applied.

【0039】PWMレギュレータ13はトランジスタQ
fとパルス幅変調器35等とから構成され、トランジス
タQfの導通時間によってパルス電圧の幅が決定され
る。導通時間はパルス幅変調器35が決定するものであ
り、パルス幅変調器35は、加算器30から出力される
加算信号Vcと予め設定されている内部基準電圧とを比
較し、加算信号Vcが内部基準電圧より低い場合には導
通時間を長くし、逆に加算信号Vcが内部基準電圧より
高い場合には導通時間を短くする。すなわち、パルス幅
変調器35は加算器30の出力電圧Vcが一定となるよ
うにパルス電圧のパルス幅を制御するものである36は
初期点灯を開始させるトリガ回路で、これは点灯スイッ
チSが投入された際にランプ15にトリガ電圧を印加さ
せて放電を開始させるものである。
The PWM regulator 13 is a transistor Q
It is composed of f and the pulse width modulator 35, and the width of the pulse voltage is determined by the conduction time of the transistor Qf. The conduction time is determined by the pulse width modulator 35. The pulse width modulator 35 compares the addition signal Vc output from the adder 30 with a preset internal reference voltage, and the addition signal Vc When it is lower than the internal reference voltage, the conduction time is lengthened, and conversely, when the addition signal Vc is higher than the internal reference voltage, the conduction time is shortened. That is, the pulse width modulator 35 controls the pulse width of the pulse voltage so that the output voltage Vc of the adder 30 becomes constant, and 36 is a trigger circuit for starting the initial lighting. When it is discharged, the lamp 15 is applied with a trigger voltage to start the discharge.

【0040】なお、フルブリッジドライバ33,トリガ
回路36は、図1,図2,図4,図9および図24(後述
する)では省略してある。
The full bridge driver 33 and the trigger circuit 36 are omitted in FIGS. 1, 2, 4, 9, and 24 (described later).

【0041】ここで、ランプ15に印加する電圧をV0
(フルブリッジ回路14の入力電圧と同等とみなすこと
ができる)とすると、増幅器31の出力電圧V1は、 V1=−V0・(R2/(R1+R2))・R4/R3 …(2) となる。ただし、R2≪R3である。
Here, the voltage applied to the lamp 15 is V0
(It can be regarded as equivalent to the input voltage of the full bridge circuit 14), the output voltage V1 of the amplifier 31 is V1 = -V0. (R2 / (R1 + R2)). R4 / R3 (2). However, R2 << R3.

【0042】一方、ランプ15に流れる電流をIrとす
ると、増幅器32の出力電圧V2は、 V2=−Ir・Rr・R6/R5 …(3) となる。ただし、Rr≪R5である。
On the other hand, assuming that the current flowing through the lamp 15 is Ir, the output voltage V2 of the amplifier 32 is V2 = -Ir.Rr.R6 / R5 (3). However, Rr << R5.

【0043】したがって、加算器30の出力電圧Vc
は、 Vc={V0・R2・R4/(R3(R1+R2)}+(Ir・Rr・R6/R5) …(4) さらに、(4)式は、 Vc=hV0+lIr …(5) と表わせるので、(A)式と同等になる。
Therefore, the output voltage Vc of the adder 30
Is Vc = {V0.R2.R4 / (R3 (R1 + R2)} + (Ir.Rr.R6 / R5) (4) Further, the formula (4) can be expressed as Vc = hV0 + lIr. , (A) is equivalent to the formula.

【0044】Vc=Er、h=α、l=βとすれば前述と全
く同じ形式となる。このような設定のときの、起動特性
は図12に示すようになり、速い起動特性を得ることが
でき、安定した点灯特性を有している。図12において
φはランプ15の発光光量、V0はランプ15の印加電
圧、Irはランプ15に流れる電流を示す。
If Vc = Er, h = α and l = β, the same format as described above is obtained. The start-up characteristics in such a setting are as shown in FIG. 12, and it is possible to obtain fast start-up characteristics and have stable lighting characteristics. In FIG. 12, φ represents the amount of light emitted from the lamp 15, V0 represents the applied voltage to the lamp 15, and Ir represents the current flowing through the lamp 15.

【0045】[第5実施例]図13に示す放電灯点灯装
置は、増幅器31の抵抗R4に、コンデンサCvと抵抗
Rvを直列接続したものを並列接続し、増幅器32の抵
抗R6にコンデンサCiと抵抗Riを直列接続したものを
並列接続したものである。これらコンデンサCv, Ci
と抵抗Rv,Riによって起動特性の立上りをより短くし
たものである。以下、説明する。
[Fifth Embodiment] In the discharge lamp lighting device shown in FIG. 13, the resistor R4 of the amplifier 31 is connected in parallel with the capacitor Cv and the resistor Rv connected in series, and the resistor R6 of the amplifier 32 is connected to the capacitor Ci. The resistors Ri are connected in series and are connected in parallel. These capacitors Cv, Ci
And the resistors Rv and Ri make the rise of the starting characteristic shorter. This will be described below.

【0046】先ず、増幅器32に付加したコンデンサC
iと抵抗Riとの作用について説明する。オペアンプ32
aのステップ応答は、図14に示すように、コンデンサ
Ciと抵抗Riの作用により、定常値すなわち定電力制御
の場合の値に達するまでに時間遅れが生ずる。この時間
遅れにより、加算器30の出力電圧Vcもしばらくの間
定常値よりも低い値となる。この結果、PWMレギュレ
ータ13のトランジスタQfの導通時間が長くなり、V0
を上昇させるように動作する。ただし、V0は放電ガス
成分が変化しない限り殆ど上昇しないので、ランプ電流
Irが図15に示すように時点t0付近では急激に上昇す
ることとなる。
First, the capacitor C added to the amplifier 32
The action of i and the resistance Ri will be described. Operational amplifier 32
As shown in FIG. 14, the step response of a has a time delay until it reaches a steady value, that is, a value in the case of constant power control, due to the action of the capacitor Ci and the resistor Ri. Due to this time delay, the output voltage Vc of the adder 30 also becomes a value lower than the steady value for a while. As a result, the conduction time of the transistor Qf of the PWM regulator 13 becomes longer, and V0
Work to raise. However, since V0 hardly increases unless the discharge gas component changes, the lamp current Ir rapidly increases near time t0 as shown in FIG.

【0047】この電流の上昇によりランプ15に供給さ
れる電力は高くなるので、起動時の立上り特性がより短
いものとなる。
Since the electric power supplied to the lamp 15 is increased due to the increase of the current, the rising characteristic at the time of starting becomes shorter.

【0048】ところで、Riの値は余り小さいとIrが大
きくなりすぎてランプ15を破壊するので、定電力制御
時の2倍程度、すなわち抵抗Riはほぼ抵抗R6と同じ程
度が好ましい。また、コンデンサCiの値は抵抗Riとの
時定数が2〜6秒ぐらいとなる値が適当である。
By the way, if the value of Ri is too small, Ir becomes too large and the lamp 15 is destroyed. Therefore, it is preferable that the value is about twice that in the constant power control, that is, the resistance Ri is substantially the same as the resistance R6. Further, it is appropriate that the value of the capacitor Ci is such that the time constant with the resistor Ri is about 2 to 6 seconds.

【0049】コンデンサCiと抵抗Riの作用のみでは、
過渡電流の減衰する過程で、ランプ15が発光する発光
量のディップやハンプ(こぶ)が生じるが、増幅器31
にもコンデンサCvと抵抗Rvを付加することにより、デ
ィップやハンプの発生を防止することができる。この場
合、CvとRvの時定数を大きくとる。
Only by the action of the capacitor Ci and the resistor Ri,
In the process of decaying the transient current, a dip or hump (hump) in the amount of light emitted from the lamp 15 is generated.
Further, by adding the capacitor Cv and the resistor Rv, it is possible to prevent the occurrence of dips and humps. In this case, the time constants of Cv and Rv are set large.

【0050】増幅器31のみにコンデンサCvと抵抗Rv
を付加した場合、オペアンプ31aのステップ応答は、
時定数が大きいことにより図16に示すように緩やかに
上昇していく。そして、この場合の起動特性は、オペア
ンプ31aの出力電圧の立上りはコンデンサCvと抵抗R
vの作用で遅れるため、図17に示すように、ランプ1
5の印加電圧V0が上昇するにも拘らず、点灯初期の電
流Irが流れ続ける。このため、過渡特性が減衰するま
でランプ15に供給される電力は、定電力制御の場合よ
りも大きくなり、起動からしばらくして(電圧V0の立
上り開始後;時点t1)からの立上りが速くなる。
Only the amplifier 31 has a capacitor Cv and a resistor Rv.
When adding, the step response of the operational amplifier 31a is
Since the time constant is large, it gradually rises as shown in FIG. The startup characteristic in this case is that the rising of the output voltage of the operational amplifier 31a is caused by the capacitor Cv and the resistance R.
As it is delayed by the action of v, as shown in FIG.
Although the applied voltage V0 of 5 rises, the current Ir at the initial stage of lighting continues to flow. Therefore, the electric power supplied to the lamp 15 becomes larger than that in the constant power control until the transient characteristic is attenuated, and the rise from the start (after the start of the rise of the voltage V0; the time t1) becomes faster after the start. .

【0051】抵抗Rvの値は実験からR6と同程度、Cv
の値は時定数が10〜15秒程度になる値がよいことが
分かった。
From the experiment, the value of the resistance Rv is about the same as that of R6, and Cv
It has been found that the value of is preferably such that the time constant is about 10 to 15 seconds.

【0052】図15および図17の両者を合わせると、
図18に示すように、立上りが速く、しかも立上り後に
ディップやハンプが殆ど生じない特性が得られる。
Combining both FIG. 15 and FIG. 17,
As shown in FIG. 18, it is possible to obtain a characteristic that the rising speed is fast and that dips or humps hardly occur after the rising speed.

【0053】[第6実施例]図19は、図13に示すコ
ンデンサCv,Ciと抵抗Rv,Riの代わりに抵抗Rとツェ
ナーダイオードZD1,ZD2を接続したものである。ツェ
ナーダイオードZD1,ZD2の電圧はEr/2より高いもの
が必要である。
[Sixth Embodiment] FIG. 19 shows a configuration in which a resistor R and zener diodes ZD1 and ZD2 are connected instead of the capacitors Cv and Ci and the resistors Rv and Ri shown in FIG. The Zener diodes ZD1 and ZD2 must have a voltage higher than Er / 2.

【0054】オペアンプ31aの出力電圧がEr/2より
も高い場合や低い場合には、図10に示すように、X=
0の点からズレるのでそのズレに応じてPWMレギュレ
ータ13の出力電力は定格値から下がってくる。このた
め、ZD1をEr/2より少し高めに選定しておく。そし
て、ランプ15の印加電圧が上昇してオペアンプ31a
の出力電圧がEr/2よりも大きくなって、図20に示す
ように、ポイント1からポイント2の方へズレてきた場
合、ZD1と抵抗Rfの作用で帰還抵抗がRfとR4の並列
値となり、オペアンプ31aの利得が下がる。これによ
り、オペアンプ31aの出力電圧が下がり、実質的に規
格値からの電圧のズレ値(X)が減少し、図20に示す
ように、ポイント2からポイント3を結ぶ曲線は、その
傾斜の度合が緩やかになり、定電力制御の幅が増す。R
fの値によっては、再び鎖線のように増加させることも
可能である。
When the output voltage of the operational amplifier 31a is higher or lower than Er / 2, as shown in FIG. 10, X =
Since there is a deviation from the point of 0, the output power of the PWM regulator 13 decreases from the rated value according to the deviation. Therefore, select ZD1 slightly higher than Er / 2. Then, the applied voltage of the lamp 15 rises and the operational amplifier 31a
20 becomes larger than Er / 2 and shifts from point 1 to point 2 as shown in FIG. 20, the feedback resistance becomes a parallel value of Rf and R4 by the action of ZD1 and resistance Rf. , The gain of the operational amplifier 31a decreases. As a result, the output voltage of the operational amplifier 31a is lowered, and the voltage deviation value (X) from the standard value is substantially reduced. As shown in FIG. 20, the curve connecting points 2 to 3 has a degree of inclination thereof. Becomes slower and the range of constant power control increases. R
Depending on the value of f, it is possible to increase it again like the chain line.

【0055】同様に、破線で示す部分を増すと(ツェナ
ーダイオードと抵抗を付加すると)、一層効果が増す。
オペアンプ32aの方にも同様の処理を施せば、ランプ
15の電圧が下降した場合に対する効果が現われ、大き
なズレに対しても定電力制御を行なうことができる。
Similarly, if the portion shown by the broken line is increased (a Zener diode and a resistor are added), the effect is further enhanced.
If the same process is performed on the operational amplifier 32a, the effect of the case where the voltage of the lamp 15 is lowered appears, and the constant power control can be performed even for a large deviation.

【0056】[第7実施例]図21はツェナーダイオー
ドZD1,ZD2の代わりにアナログスイッチ41,42接続
したものである。図21において、43は電圧検出回路
16が出力する電圧を検知する電圧検知回路、スイッチ
41は電圧検知回路43が検知する電圧が所定電圧以上
のときオンする。スイッチ42は電圧検知回路43が検
知する電圧が所定電圧以下のときオンする。44はイン
バータである。
[Seventh Embodiment] FIG. 21 shows a case where analog switches 41 and 42 are connected instead of the Zener diodes ZD1 and ZD2. In FIG. 21, reference numeral 43 denotes a voltage detection circuit that detects the voltage output by the voltage detection circuit 16, and switch 41 turns on when the voltage detected by the voltage detection circuit 43 is equal to or higher than a predetermined voltage. The switch 42 is turned on when the voltage detected by the voltage detection circuit 43 is equal to or lower than a predetermined voltage. Reference numeral 44 is an inverter.

【0057】いま、点灯スイッチSが投入されるとラン
プ15がトリガ回路36によって初期点灯する。このと
きの、ランプ15の端子電圧は25ボルト程度であり、
定格電圧(85ボルト)に比べて非常に小さい。
When the lighting switch S is turned on, the lamp 15 is initially lit by the trigger circuit 36. At this time, the terminal voltage of the lamp 15 is about 25 volts,
Very small compared to the rated voltage (85 volts).

【0058】ランプ電圧Vvを電圧検知回路43により
モニタし、ランプ電圧Vvが65ボルト以下では、アナ
ログスイッチ41をオフ、アナログスイッチ42をオン
させておき、オペアンプ32aの出力電圧が小さくなる
ようにしておく。そして、オペアンプ31aの出力電圧
をV1とし、オペアンプ32aの出力電圧をV2とする
と、加算器30の出力電圧V3は、 V3=V1+V2 …(10) となる。
The lamp voltage Vv is monitored by the voltage detection circuit 43. When the lamp voltage Vv is 65 V or less, the analog switch 41 is turned off and the analog switch 42 is turned on so that the output voltage of the operational amplifier 32a becomes small. deep. When the output voltage of the operational amplifier 31a is V1 and the output voltage of the operational amplifier 32a is V2, the output voltage V3 of the adder 30 is V3 = V1 + V2 (10).

【0059】パルス幅変調器35は、この電圧V3と内
部基準電圧とを比較し、V3の電圧の方が大きければ、
すなわちランプ15の供給電力が基準値よりも大きいと
きパルス幅を狭くしてランプ15の供給電力を減少させ
る。逆にV3の電圧が小さく、ランプ15の供給電力が
基準値よりも小さいときパルス幅を大きくしてランプ1
5の供給電力を増加させ、結局、Er=V3となるところ
でパルス幅が一定となる。すなわち、一定電力となるパ
ルス幅で平衡する。
The pulse width modulator 35 compares the voltage V3 with the internal reference voltage, and if the voltage V3 is larger,
That is, when the power supplied to the lamp 15 is larger than the reference value, the pulse width is narrowed to reduce the power supplied to the lamp 15. Conversely, when the voltage of V3 is small and the power supplied to the lamp 15 is smaller than the reference value, the pulse width is increased to increase the lamp 1
5, the pulse width becomes constant at the point where Er = V3. That is, equilibrium is achieved with a pulse width that provides constant power.

【0060】いま、ランプ電圧がV0とき、オペアンプ
31aの出力電圧を−V1とし、そのときのランプ電流を
I1とし、オペアンプ32aの出力電圧をV2とすると、
ランプ15の供給電力P1は、 P1=V0×I1 …(11) である。
When the lamp voltage is V0, the output voltage of the operational amplifier 31a is -V1, the lamp current at that time is I1, and the output voltage of the operational amplifier 32a is V2.
The power supply P1 of the lamp 15 is P1 = V0 * I1 (11).

【0061】このとき、加算器30の出力V3は、 V3=V1+V2 …(12) となる。At this time, the output V3 of the adder 30 becomes V3 = V1 + V2 (12)

【0062】そして、V1=V2=Er/2となるような設
定であるとすると、ランプ15の放電電圧が漸次上昇し
ていく場合、V1も上昇していくが、V2は逆に、 V2=Er−V1 …(13) の関係を維持しながら減少していく。すなわち、ランプ
電流が減少し、供給電力も減少する。このときの電力の
変化は、V1=A1Vvであり、V2=Er−V1がA2αI1
に対応するから、次のように表わすことができる(ただ
し、A1,A2はオペアンプ31a,32aの増幅度であ
る)。
If the setting is such that V1 = V2 = Er / 2, when the discharge voltage of the lamp 15 gradually increases, V1 also increases, but V2, on the contrary, V2 = Er-V1 (13) It decreases while maintaining the relationship. That is, the lamp current is reduced and the supply power is also reduced. The change in the power at this time is V1 = A1Vv, and V2 = Er-V1 is A2αI1
Can be expressed as follows (where A1 and A2 are the amplification degrees of the operational amplifiers 31a and 32a).

【0063】 P1=V1×I1=V1(Er−V1)/A1・A2・α=A(ErV1−V12) =A{−(V1−Er/2)2+Er/4} これを図示すると、AとErは定数であるから、図22
に示すように負の2次関数の変化をする。すなわち、V
1=V2=Er/2の条件では、ランプ15への供給電力は
V1=Er/2の点をピークとしてV1(ランプ電圧に対応)
が増加しても減少しても、その電力は減少していく。ま
た、Er/2付近における変化が緩やかである。
P1 = V1 × I1 = V1 (Er−V1) / A1 · A2 · α = A (ErV1−V1 2 ) = A {− (V1−Er / 2) 2 + Er / 4} Since A and Er are constants, FIG.
As shown in, the negative quadratic function is changed. That is, V
Under the condition of 1 = V2 = Er / 2, the power supplied to the lamp 15 peaks at the point of V1 = Er / 2 and is V1 (corresponding to the lamp voltage).
The power will decrease with increasing or decreasing. Also, the change near Er / 2 is gradual.

【0064】P1を定格電力の2〜3倍に設定してお
き、図23に示すように、増幅器31,32の回路の増
幅度を切り換えておき、ランプ15を起動すると、V1
が上昇してP1が定格電力P0に近づいたとき、増幅器3
1,32の増幅度を切り換えて、定格電圧、定格電力が
ピーク点となるように設定を変える。このようにするこ
とにより、ランプ15の電圧・電流特性(インピーダン
ス)に応じて供給電力が適宜調整される。
When P1 is set to 2 to 3 times the rated power and the amplification degree of the circuits of the amplifiers 31 and 32 is switched as shown in FIG.
Rises and P1 approaches the rated power P0, the amplifier 3
Switch the amplification degree of 1 and 32 and change the setting so that the rated voltage and rated power are at the peak points. By doing so, the supplied power is appropriately adjusted according to the voltage / current characteristics (impedance) of the lamp 15.

【0065】具体的には、ランプ電圧Vvが65ボルト
以下のとき、すなわち、ランプ15の点灯開始直後のと
きは、スイッチ41をオフ、スイッチ42をオンさせて
ランプ電圧Vvの減衰を比較的小さくとり、ランプ電流
Iの減衰を大きくとる。ランプ電圧がV1のときには大
電力を供給するように設定する。ランプ電圧Vvが65
ボルトを越えた場合は、スイッチ41をオンし、スイッ
チ42をオフさせて、ランプ電圧Vvの減衰は比較的大
きくし、ランプ電流Iの減衰を小さくとり、定格電圧V
0のときに定格電力P0が設定されるようにする。
Specifically, when the lamp voltage Vv is 65 V or less, that is, immediately after the lamp 15 is started to be turned on, the switch 41 is turned off and the switch 42 is turned on to relatively reduce the attenuation of the lamp voltage Vv. Therefore, the lamp current I is largely attenuated. When the lamp voltage is V1, it is set to supply a large amount of electric power. Lamp voltage Vv is 65
When the voltage exceeds the voltage, the switch 41 is turned on and the switch 42 is turned off to make the attenuation of the lamp voltage Vv relatively large, and the attenuation of the lamp current I small to make the rated voltage Vv smaller.
When 0, the rated power P0 is set.

【0066】このようにすることにより、定格値からラ
ンプ電圧がズレていてもほぼ定格電力を供給することが
できるので、ランプ15の立上り時間を相当短くするこ
とができることとなる。 [第8実施例]図24において、51,52は加算器3
0の前段に接続した非線形の減衰器である。
By doing so, the rated power can be supplied almost even if the lamp voltage deviates from the rated value, so that the rise time of the lamp 15 can be considerably shortened. [Eighth Embodiment] In FIG. 24, 51 and 52 are adders 3
It is a non-linear attenuator connected in front of 0.

【0067】いま、トリガ回路(図24において省略)
によってランプ15が点灯を開始すると、点灯直後は放
電ガスの主成分がキセノンであることによりランプ15
の電圧は低い。このため、電圧検出回路16が検出する
電圧検出信号の電圧V1は小さい。したがって、加算器
30の出力が基準電圧Erと等しくなるためにランプ1
5の電流Iが増加する。
Now, the trigger circuit (omitted in FIG. 24)
When the lamp 15 is started to be lit by the lamp 15, immediately after lighting, the main component of the discharge gas is xenon.
Voltage is low. Therefore, the voltage V1 of the voltage detection signal detected by the voltage detection circuit 16 is small. Therefore, since the output of the adder 30 becomes equal to the reference voltage Er, the lamp 1
The current I of 5 increases.

【0068】電流検出回路17は、抵抗Rr(図21参
照)の値をαとすると、電流検出回路17から出力され
る電流検出信号の電圧V2は、V2=αIとなる。この電
圧V2は減衰器51によって減衰されるので、ランプ1
5に流れる電流はさらに増加することとなる。
In the current detection circuit 17, when the value of the resistor Rr (see FIG. 21) is α, the voltage V2 of the current detection signal output from the current detection circuit 17 is V2 = αI. Since this voltage V2 is attenuated by the attenuator 51, the lamp 1
The current flowing through 5 will further increase.

【0069】減衰器51は、図25に示すように、大き
な電流に対しての応答は非常に小さい。また、起動時は
ランプ電圧Vvが低く、電圧検出回路16が検出する電
圧V1は低いので、平衡条件V1´+V2´=Erを満足す
るためにランプ電流は非常に大きな値となる。起動時の
ランプ電流は、図26に示すように、35Wのランプに
対して100Wの電力が印加されるように設定される。
印加電力は、許容電力曲線(実線)に沿って調整される
場合に最も応答の速いものとなる。この実施例では、こ
の曲線を連続的に近似して立上りを速めている。なお、
図26における点線は図21に示す回路の特性曲線を示
す。
As shown in FIG. 25, the attenuator 51 has a very small response to a large current. Further, since the lamp voltage Vv is low and the voltage V1 detected by the voltage detection circuit 16 is low at the time of startup, the lamp current becomes a very large value in order to satisfy the equilibrium condition V1 '+ V2' = Er. As shown in FIG. 26, the lamp current at startup is set so that 100 W of electric power is applied to a 35 W lamp.
The applied power has the fastest response when adjusted along the allowable power curve (solid line). In this embodiment, this curve is continuously approximated to accelerate the rise. In addition,
The dotted line in FIG. 26 shows the characteristic curve of the circuit shown in FIG.

【0070】ランプ15が加熱されてランプ電圧が上昇
してくると、平衡条件を満足するためにランプ電流が減
少し、電流検出回路17から出力される電流検出信号の
電圧V2が減少してくる。すなわち、図25に示すよう
に、ランプ電流の大幅な変化(3a部)についでやや緩
やかな変化(2a部)となり、後はリニアな変化とな
る。
When the lamp 15 is heated and the lamp voltage rises, the lamp current decreases to satisfy the equilibrium condition, and the voltage V2 of the current detection signal output from the current detection circuit 17 decreases. . That is, as shown in FIG. 25, a large change in the lamp current (3a part) is followed by a slightly gradual change (2a part), and then a linear change.

【0071】減衰器51,52は図27に示すように、
コンパレータC1〜C4を利用した非線形減衰回路で、ト
ランジスタやダイオードを使用したものに比べて安定
性、設定精度などの特性のよいものが得られる。
The attenuators 51 and 52 are, as shown in FIG.
A non-linear attenuating circuit using the comparators C1 to C4 can be obtained which has better characteristics such as stability and setting accuracy than those using a transistor or a diode.

【0072】減衰器51は、基準電圧EsをRa,Rb,Rc
にて分圧し、これら分圧した電圧をコンパレータC1〜
C3の基準電圧として非反転端子に入力させている。ま
た、コンパレータC1〜C3の出力端子は抵抗R1〜R3及
びRを介して電流検出回路に接続されている。A4は演
算増幅器である。電流検出回路17の出力電圧V2がゼ
ロの場合、コンパレータC1〜C3はすべてオフとなり、
R1〜R3は接続されていない状態となる。
The attenuator 51 sets the reference voltage Es to Ra, Rb, Rc.
Voltage is divided by, and the divided voltage is comparator C1 ~
It is input to the non-inverting terminal as the reference voltage of C3. The output terminals of the comparators C1 to C3 are connected to the current detection circuit via the resistors R1 to R3 and R. A4 is an operational amplifier. When the output voltage V2 of the current detection circuit 17 is zero, all the comparators C1 to C3 are turned off,
R1 to R3 are not connected.

【0073】コンパレータC1は電流検出回路17の出
力電圧V2が上昇してくるとR,R1を通しての逆相入力
電圧がEsの分圧値を越えてコンパレータC1がオンとな
る。これにより、電圧V2はR1/(R+R1)の減衰を受け
る。この減衰を受ける点は、図26のポイント1で、こ
のポイント1で分圧値を越えるようにRcを選定してお
けばよい。
In the comparator C1, when the output voltage V2 of the current detection circuit 17 rises, the reverse phase input voltage through R and R1 exceeds the divided value of Es, and the comparator C1 is turned on. As a result, the voltage V2 is attenuated by R1 / (R + R1). The point where this attenuation occurs is point 1 in FIG. 26, and Rc may be selected so as to exceed the partial pressure value at this point 1.

【0074】さらに、V2が上昇するとコンパレータC2
がオンし、電圧VbはR1とR2の並列合成抵抗による減
衰を受ける。この減衰は、 {R1R2/(R1+R2)}/{R+(R1R2/(R1+R2))} =R1R2/{R(R1+R2)+R1R2} である。この減衰を受ける点は、図26のポイント2
で、このポイント2で分圧値を越えるようにRbを選定
しておけばよい。
Further, when V2 rises, the comparator C2
Is turned on, and the voltage Vb is attenuated by the parallel combined resistance of R1 and R2. This attenuation is {R1R2 / (R1 + R2)} / {R + (R1R2 / (R1 + R2))} = R1R2 / {R (R1 + R2) + R1R2}. The point that receives this attenuation is point 2 in FIG.
Then, at this point 2, Rb may be selected so as to exceed the partial pressure value.

【0075】さらに、V2が上昇してコンパレータC3が
オンすると、電圧V2は抵抗R1,R2,R3の並列抵抗によ
る減衰を受けることとなる。そして、この減衰を受ける
点は、図26のポイント3で、このポイント3で分圧値
を越えるようにRaを選定しておけばよい。
When V2 further rises and the comparator C3 is turned on, the voltage V2 is attenuated by the parallel resistance of the resistors R1, R2 and R3. Then, the point where this attenuation occurs is point 3 in FIG. 26, and Ra may be selected so that the partial pressure value is exceeded at this point 3.

【0076】この減衰器51の動作により、ランプ電圧
が定格電圧(85ボルト)より低い場合、ランプ15は
速やかに起動して定常状態へ移行する。
Due to the operation of the attenuator 51, when the lamp voltage is lower than the rated voltage (85 volts), the lamp 15 is quickly started and shifts to the steady state.

【0077】ところで、ランプ電圧が定格電圧を越える
とランプ15への印加電力は2次曲線に沿って漸減して
くる。そして、電圧検出回路16の出力電圧V1が上昇
してくるが、この電圧V1が減衰器52によって減衰さ
れるので、ランプ15に流れる電流の減少が抑制され、
定電力特性がより改善されることとなる。
When the lamp voltage exceeds the rated voltage, the power applied to the lamp 15 gradually decreases along the quadratic curve. Then, the output voltage V1 of the voltage detection circuit 16 rises, but since this voltage V1 is attenuated by the attenuator 52, the decrease in the current flowing through the lamp 15 is suppressed,
The constant power characteristic is further improved.

【0078】すなわち、電圧V2が上昇してC4がオンす
るとV2が、(R5R6/(R5+R6))/{R+(R5R6/
(R5+R6))}なる減衰を受ける。
That is, when the voltage V2 rises and C4 turns on, V2 becomes (R5R6 / (R5 + R6)) / {R + (R5R6 /
(R5 + R6))}.

【0079】ランプ電圧が定格値以上の場合には、電流
検出回路17の出力電圧V2は規格値以下となるので、
電圧V2は図28に示すように直線的に減少し、図23
に示すように、ランプ電圧がV0に達した後にはランプ
の印加電力は漸減してくる。衰器52はこれを改善する
ためのものである。
When the lamp voltage is above the rated value, the output voltage V2 of the current detection circuit 17 is below the standard value.
The voltage V2 decreases linearly as shown in FIG.
As shown in, the applied power to the lamp gradually decreases after the lamp voltage reaches V0. The attenuator 52 is for improving this.

【0080】図25に示すように、定格電圧85ボルト
より若干高く且つ102ボルトより低いポイント2、例
えば92ボルト程度の所から減衰を大きくすると、ラン
プ電流の減少を抑制することができ、再び電力供給量が
増加する。
As shown in FIG. 25, if the attenuation is increased from the point 2 which is slightly higher than the rated voltage 85 V and lower than 102 V, for example, about 92 V, the decrease of the lamp current can be suppressed and the power is restored again. The supply will increase.

【0081】なお、ランプ15の動作電圧の規格は、標
準値85ボルトに対し上限が102ボルトであり、その
範囲が狭いので1ポイントの補正で十分である。
As for the standard of the operating voltage of the lamp 15, the upper limit is 102 volts with respect to the standard value of 85 volts, and since the range is narrow, one point of correction is sufficient.

【0082】以上説明したように、減衰器51,52の
動作によりランプ15の起動は極めて速くなり、しかも
広い範囲に亘って定電力制御が行なわれるので、特性の
バラツキの多い放電灯に対しても均一な発光特性が得ら
れ、光出力の平坦性を得ることができる。
As described above, the operation of the attenuators 51 and 52 makes the start of the lamp 15 extremely fast, and the constant power control is performed over a wide range. Therefore, for a discharge lamp having a large variation in characteristics. In addition, uniform emission characteristics can be obtained, and flatness of light output can be obtained.

【0083】なお、図1,図2,図4,図24には比較器
19が示されており、図9,図11,図13,図19,図2
1には示されていないが、一般にPWMレギュレーショ
ン13のパルス幅変調器35は比較器19の役目も果た
すからであり、図1…図24では説明の便宜上図示した
ものである。
Incidentally, the comparator 19 is shown in FIGS. 1, 2, 4, and 24, and the comparator 19 is shown in FIG. 9, FIG. 11, FIG. 13, FIG.
Although not shown in FIG. 1, the pulse width modulator 35 of the PWM regulation 13 also serves as the comparator 19 in general, and is shown in FIGS. 1 to 24 for convenience of description.

【0084】[0084]

【効果】この発明によれば、放電灯に印加する電圧を検
出する電圧検出手段と、放電灯に流れる電流を検出する
電流検出手段と、電圧検出手段が検出する電圧検出信号
と前記電流検出手段が検出する電流検出信号との積をと
る乗算手段と、この乗算手段が出力する乗算値と予め設
定した基準値とを比較した比較信号を出力する比較手段
と、比較信号がゼロとなるように前記パルス電圧のパル
ス幅を制御するパルス幅変調手段とを設けたものであ
り、また、電圧検出手段が検出する電圧検出信号と前記
電流検出手段が検出する電流検出信号とを加算する加算
手段と、この加算手段が出力する加算値と予め設定した
基準値とを比較して比較信号を出力する比較手段と、比
較信号がゼロとなるように前記パルス電圧のパルス幅を
制御するパルス幅変調手段とを設けたものであるから、
放電灯の立上り時間を短くすることができ、しかも光出
力の平坦性を得ることができる
According to the present invention, the voltage detection means for detecting the voltage applied to the discharge lamp, the current detection means for detecting the current flowing through the discharge lamp, the voltage detection signal detected by the voltage detection means, and the current detection means. Multiplying means for taking the product of the current detection signal detected by, and a comparing means for outputting a comparison signal comparing the multiplication value output by this multiplying means with a preset reference value, so that the comparison signal becomes zero. Pulse width modulation means for controlling the pulse width of the pulse voltage, and addition means for adding a voltage detection signal detected by the voltage detection means and a current detection signal detected by the current detection means. A comparing means for comparing the added value output by the adding means with a preset reference value and outputting a comparison signal; and a pulse width changing control for controlling the pulse width of the pulse voltage so that the comparison signal becomes zero. Since is provided with a means,
The rise time of the discharge lamp can be shortened and the flatness of the light output can be obtained.

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

【図1】この発明に係わる放電灯点灯装置の構成を示し
たブロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to the present invention,

【図2】第2実施例の構成を示したブロック図、FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment,

【図3】ランプの起動特性を示したグラフ、FIG. 3 is a graph showing a starting characteristic of a lamp,

【図4】第3実施例の構成を示したブロック図、FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment,

【図5】非線形回路の構成を示した回路図、FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a non-linear circuit,

【図6】非線形回路の伝達特性を示したグラフ、FIG. 6 is a graph showing a transfer characteristic of a non-linear circuit,

【図7】差動増幅器の特性を示したグラフ、FIG. 7 is a graph showing characteristics of a differential amplifier,

【図8】応答特性を示したグラフ、FIG. 8 is a graph showing response characteristics,

【図9】第4実施例の構成を示したブロック図、FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a fourth embodiment,

【図10】ランプ電圧のズレ量と電力との関係を示した
グラフ、
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the deviation amount of the lamp voltage and the electric power,

【図11】第4実施例の構成を具体的に示した回路図、FIG. 11 is a circuit diagram specifically showing the configuration of the fourth embodiment,

【図12】応答特性を示したグラフ、FIG. 12 is a graph showing response characteristics,

【図13】第5実施例を示した回路図、FIG. 13 is a circuit diagram showing a fifth embodiment.

【図14】オペアンプのステップ応答を示したグラフ、FIG. 14 is a graph showing a step response of an operational amplifier,

【図15】立上り時の電流のみを増加させたときの応答
特性を示したグラフ、
FIG. 15 is a graph showing the response characteristic when only the current at the rising time is increased,

【図16】オペアンプのステップ応答を示したグラフ、FIG. 16 is a graph showing a step response of an operational amplifier,

【図17】電圧の立上りのみを速めたとき応答特性を示
したグラフ
FIG. 17 is a graph showing response characteristics when only the rise of voltage is accelerated.

【図18】立上り時の電流と増加させるとともに電圧の
立上りを速めた応答特性を示したグラフ、
FIG. 18 is a graph showing a response characteristic in which the current at the time of rising is increased and the rising of the voltage is accelerated.

【図19】第6実施例を示した回路図、FIG. 19 is a circuit diagram showing a sixth embodiment,

【図20】第6実施例におけるランプ電圧のズレ量と電
力との関係を示したグラフ、
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the deviation amount of the lamp voltage and the electric power in the sixth embodiment,

【図21】第7実施例を示した回路図、FIG. 21 is a circuit diagram showing a seventh embodiment,

【図22】ランプ電圧とランプの電力との関係を示した
グラフ、
FIG. 22 is a graph showing the relationship between lamp voltage and lamp power,

【図23】図21におけるランプ電圧とランプの電力と
の関係を示したグラフ、
23 is a graph showing the relationship between the lamp voltage and the lamp power in FIG. 21,

【図24】第8実施例の構成を示したブロック図、FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of an eighth embodiment,

【図25】減衰器の出力と電圧検出回路の検出電圧との
関係を示したグラフ、
FIG. 25 is a graph showing the relationship between the output of the attenuator and the detection voltage of the voltage detection circuit,

【図26】ランプ電圧とランプの供給電力との関係を示
したグラフ、
FIG. 26 is a graph showing the relationship between the lamp voltage and the power supplied to the lamp,

【図27】減衰器の構成を示した回路図、FIG. 27 is a circuit diagram showing the configuration of an attenuator,

【図28】減衰器の出力と電圧検出回路の検出電圧との
関係を示したグラフ、
FIG. 28 is a graph showing the relationship between the output of the attenuator and the detection voltage of the voltage detection circuit,

【図29】従来の放電灯点灯装置の構成を示した回路図
である。
FIG. 29 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 DCコンバータ 13 PWMレギュレータ 14 フルブリッジドライバ 15 高輝度放電ランプ(放電灯) 16 電圧検出手段 17 電流検出手段 18 乗算器 19 比較器 11 DC Converter 13 PWM Regulator 14 Full Bridge Driver 15 High Intensity Discharge Lamp (Discharge Lamp) 16 Voltage Detecting Means 17 Current Detecting Means 18 Multiplier 19 Comparator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流の入力電圧を昇圧する昇圧手段と、こ
の昇圧手段から出力される出力電圧を所定幅のパルス電
圧に変換して出力するパルス発生手段と、前記パルス電
圧を放電灯に印加させるフルブリッジドライバとを備え
ている放電灯点灯装置において、 前記放電灯に印加する電圧を検出する電圧検出手段と、 前記放電灯に流れる電流を検出する電流検出手段と、 前記電圧検出手段が検出する電圧検出信号と前記電流検
出手段が検出する電流検出信号との積をとる乗算手段
と、 この乗算手段が出力する乗算値と予め設定した基準値と
を比較した比較信号を出力する比較手段と、 前記比較信号がゼロとなるように前記パルス電圧のパル
ス幅を制御するパルス幅変調手段とを設けたことを特徴
とする放電灯点灯装置。
1. A boosting means for boosting a DC input voltage, a pulse generating means for converting an output voltage output from the boosting means into a pulse voltage having a predetermined width and outputting the pulse voltage, and applying the pulse voltage to a discharge lamp. In a discharge lamp lighting device having a full-bridge driver, a voltage detection unit that detects a voltage applied to the discharge lamp, a current detection unit that detects a current flowing in the discharge lamp, and the voltage detection unit detects the voltage. Multiplication means for taking the product of the voltage detection signal and the current detection signal detected by the current detection means, and comparison means for outputting a comparison signal comparing the multiplication value output by this multiplication means with a preset reference value. A discharge lamp lighting device, comprising: a pulse width modulation unit that controls a pulse width of the pulse voltage so that the comparison signal becomes zero.
【請求項2】直流の入力電圧を昇圧する昇圧手段と、こ
の昇圧手段から出力される出力電圧を所定幅のパルス電
圧に変換して出力するパルス発生手段と、前記パルス電
圧を放電灯に印加させるフルブリッジドライバとを備え
ている放電灯点灯装置において、 前記放電灯に印加する電圧を検出する電圧検出手段と、 前記放電灯に流れる電流を検出する電流検出手段と、 前記電圧検出手段が検出する電圧検出信号と前記電流検
出手段が検出する電流検出信号とを加算する加算手段
と、 この加算手段が出力する加算値と予め設定した基準値と
を比較して比較信号を出力する比較手段と、 前記比較信号がゼロとなるように前記パルス電圧のパル
ス幅を制御するパルス幅変調手段とを設けたことを特徴
とする放電灯点灯装置。
2. A boosting means for boosting a DC input voltage, a pulse generating means for converting an output voltage output from the boosting means into a pulse voltage having a predetermined width and outputting the pulse voltage, and applying the pulse voltage to a discharge lamp. In a discharge lamp lighting device having a full-bridge driver, a voltage detection unit that detects a voltage applied to the discharge lamp, a current detection unit that detects a current flowing in the discharge lamp, and the voltage detection unit detects the voltage. Adding means for adding the voltage detection signal and the current detection signal detected by the current detecting means, and comparing means for comparing the added value output by the adding means with a preset reference value and outputting a comparison signal. A discharge lamp lighting device, comprising: a pulse width modulation unit that controls a pulse width of the pulse voltage so that the comparison signal becomes zero.
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US08/081,213 US5491387A (en) 1992-06-29 1993-06-25 Discharge lamp lighting circuit for increasing electric power fed in initial lighting of the lamp
DE4322384A DE4322384A1 (en) 1992-06-29 1993-06-29 Ignition device for discharge lamp - has feedback control through monitors on lamp to vary pulse-width modulator on drive circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6396796B1 (en) 1997-06-11 2002-05-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Changer apparatus for information discs
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