JPH07142180A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JPH07142180A
JPH07142180A JP28530893A JP28530893A JPH07142180A JP H07142180 A JPH07142180 A JP H07142180A JP 28530893 A JP28530893 A JP 28530893A JP 28530893 A JP28530893 A JP 28530893A JP H07142180 A JPH07142180 A JP H07142180A
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discharge lamp
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和弘 西本
Koji Nishiura
晃司 西浦
Katsunobu Hamamoto
勝信 濱本
Masahiro Yamanaka
正弘 山中
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Abstract

PURPOSE:To improve the input power factor and suppress the increase of the switching loss and the power loss of a control circuit. CONSTITUTION:A chopper circuit 1 outputs the DC boosted from the output of a rectifier DB to drive an inverter circuit IV, and a discharge lamp La is lighted by the high-frequency power outputted from the inverter circuit IV. The switching element Q1 of the chopper circuit 1 is turned on or off by a control circuit 2. The control circuit 2 is provided with the first control circuit 2a changing the operating frequency of the switching element Q1 in response to the input/output of the chopper circuit 1 and the second control circuit 2b turning the switching element Q1 on or off with the constant operating frequency. A selecting circuit 3 operates the switching element Q1 with the first control circuit 2a when the power consumption of a load circuit Z is large and operates the switching element Q1 with the second control circuit 2b when the power consumption of the load circuit Z is small.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯に交番電力を供
給するインバータ回路の前段にチョッパ回路を設けた放
電灯点灯装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device in which a chopper circuit is provided in front of an inverter circuit for supplying alternating electric power to a discharge lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、商用電源の交流電圧を整流し
平滑コンデンサによって平滑した直流入力をインバータ
回路によって高周波電力に変換して、放電灯に供給する
放電灯点灯装置が広く用いられている。この種の放電灯
点灯装置において、商用電源を整流後に平滑しているの
は、放電灯を負荷とする場合、供給される高周波電流の
包絡線が商用電源の交流周期で変動して放電灯に再点孤
現象が生じるのを実質的に無くすためであり、このこと
によって、放電灯の発光効率が向上するとともに、放電
灯からの光出力のちらつきも防止することができるので
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a discharge lamp lighting device has been widely used in which a DC input obtained by rectifying an AC voltage of a commercial power source and smoothed by a smoothing capacitor is converted into high frequency power by an inverter circuit and supplied to a discharge lamp. In this type of discharge lamp lighting device, the reason why the commercial power supply is smoothed after being rectified is that when the discharge lamp is used as a load, the envelope of the supplied high-frequency current fluctuates in the AC cycle of the commercial power supply and becomes the discharge lamp. This is to substantially eliminate the occurrence of the re-strike phenomenon, which improves the luminous efficiency of the discharge lamp and prevents the flicker of the light output from the discharge lamp.

【0003】しかしながら、商用電源を整流平滑する
と、商用電源から平滑コンデンへ流入する電流が交流電
圧のピーク値付近でのみ流れることになり、商用電源の
交流電圧の半サイクル毎に休止期間を持つピーク値の高
い電流となるから、入力力率が悪く、また交流電圧の基
本波形に対して多くの高次高調波電流成分を含むことに
なり、同じ交流配電系に接続される他の機器への高調波
ノイズの混入等の悪影響を及ぼすという問題がある。
However, when the commercial power source is rectified and smoothed, the current flowing from the commercial power source to the smoothing capacitor flows only near the peak value of the AC voltage, and a peak having a pause period for each half cycle of the AC voltage of the commercial power source. Since the current has a high value, the input power factor is poor, and many high-order harmonic current components are included in the basic waveform of the AC voltage, so that other equipment connected to the same AC distribution system There is a problem of adverse effects such as mixing of harmonic noise.

【0004】上記問題を解決し、入力力率を高めるとと
もに、高調波成分を低減し、かつインバータ回路に対し
ては変動の少ない直流電圧を供給する構成としては、以
下のようなものが考えられている。すなわち、図7に示
すように、商用電源ACをダイオードブリッジのような
整流器DBにより全波整流して得た直流を、チョッパ回
路1に入力し、チョッパ回路1の出力をインバータ回路
および放電灯を含む負荷回路Zに供給するのである。商
用電源ACと整流器DBとの間には高周波阻止用のフィ
ルタ回路NFが挿入される。チョッパ回路1は、整流器
DBの出力端間に接続されたインダクタL1 およびFE
Tよりなるスイッチング素子Q1 の直列回路と、スイッ
チング素子Q1 に並列接続された逆流阻止用のダイオー
ドD1 および平滑用のコンデンサC1 との直列回路とか
らなる。スイッチング素子Q1 は後述する制御回路2に
よりオン・オフされ、スイッチング素子Q1 のオン期間
にインダクタL1 に蓄積されたエネルギーがスイッチン
グ素子Q1 のオフ期間には直流入力に加算されてダイオ
ードD1 を通して出力側に供給されるのである。したが
って、コンデンサC1 の両端電圧は入力電圧よりも上昇
することになり、このチョッパ回路1は直流入力を昇圧
することになる。また、コンデンサC1 の両端電圧はス
イッチング素子Q1 のデューティ比に応じて決定され
る。
As a configuration for solving the above problems, increasing the input power factor, reducing the harmonic components, and supplying a DC voltage with little fluctuation to the inverter circuit, the following is conceivable. ing. That is, as shown in FIG. 7, a direct current obtained by full-wave rectifying the commercial power supply AC by a rectifier DB such as a diode bridge is input to the chopper circuit 1, and the output of the chopper circuit 1 is supplied to an inverter circuit and a discharge lamp. It is supplied to the load circuit Z including. A filter circuit NF for blocking high frequencies is inserted between the commercial power source AC and the rectifier DB. The chopper circuit 1 includes an inductor L 1 and an FE connected between output terminals of the rectifier DB.
A series circuit of switching elements Q 1 made of T, consisting of a series circuit of the diode D 1 and capacitor C 1 for smoothing for parallel connected reverse blocking of the switching element Q 1. The switching element Q 1 is turned on and off by the control circuit 2 to be described later, the energy stored in inductor L 1 during the ON period of the switching element Q 1 is being added to the DC input is in the OFF period of the switching element Q 1 diode D It is supplied to the output side through 1 . Therefore, the voltage across the capacitor C 1 will rise above the input voltage, and the chopper circuit 1 will boost the DC input. The voltage across the capacitor C 1 is determined according to the duty ratio of the switching element Q 1 .

【0005】コンデンサC1 の両端間には直列接続され
た2個の抵抗R1 ,R2 が接続され、抵抗R2 にはコン
デンサC2 が並列接続される。両抵抗R1 ,R2 の接続
点は制御回路2の入力になり、制御回路2では出力電圧
Voが略一定に保たれるように、両抵抗R1 ,R2 の接
続点の電位に基づいてスイッチング素子Q1 のデューヒ
比を制御する。制御回路2は、制御用の集積回路(たと
えば、シャープ社製のIR3M02)IC1 を主構成と
し、集積回路IC1 には抵抗R9 〜R14、コンデンサC
4 ,C5 が外付される。ここに、集積回路IC1 は8番
と11番との端子から、抵抗R9 とコンデンサC4 とに
よって決定される一定周波数の矩形波を出力するように
構成されている。また、集積回路IC1 の出力をスイッ
チング素子Q1 に与えるために抵抗R4 〜R8 、トラン
ジスタQ2 〜Q4 が設けられ、制御回路2に給電するた
めにフィルタ回路NFを通して商用電源を整流するダイ
オードD2 と、限流用の抵抗R3 と、平滑用のコンデン
サC3 とが設けられる。ここに、コンデンサC3 の正極
側はダイオードD2 と抵抗R3 とを介して整流器DBの
入力側に接続され、コンデンサC3 の負極側は整流器D
Bの負側の出力端に接続される。
Two resistors R 1 and R 2 connected in series are connected between both ends of the capacitor C 1 , and a capacitor C 2 is connected in parallel to the resistor R 2 . The connection point between the resistors R 1 and R 2 becomes the input of the control circuit 2, and the control circuit 2 is based on the potential at the connection point between the resistors R 1 and R 2 so that the output voltage Vo is kept substantially constant. Control the Deuch ratio of the switching element Q 1 . The control circuit 2 includes a control integrated circuit (e.g., Sharp Corporation IR3M02) the IC 1 as a main configuration, the integrated circuit IC 1 resistor R 9 to R 14, capacitors C
4 and C 5 are externally attached. Here, the integrated circuit IC 1 is configured to output a rectangular wave having a constant frequency determined by the resistor R 9 and the capacitor C 4 from the 8th and 11th terminals. Further, resistors R 4 to R 8 and transistors Q 2 to Q 4 are provided to give the output of the integrated circuit IC 1 to the switching element Q 1, and the commercial power source is rectified through the filter circuit NF to supply power to the control circuit 2. A diode D 2 for limiting current, a resistor R 3 for current limiting, and a capacitor C 3 for smoothing are provided. Here, the positive electrode side of the capacitor C 3 is connected to the input side of the rectifier DB through a diode D 2 and the resistor R 3, the negative electrode side of the capacitor C 3 is a rectifier D
It is connected to the negative output terminal of B.

【0006】上述のような構成によって、制御回路2に
はコンデンサC3 の両端電圧が供給されるのである。集
積回路IC1 の出力端である8番と11番との端子は、
コンデンサC3 の両端間で直列接続された2個の抵抗R
7 ,R8 の接続点に接続されることによって制御回路2
の上記出力部に接続される。したがって、集積回路IC
1 の出力がHレベルであると、相補的に接続された2個
のトランジスタQ2 ,Q3 のエミッタ同士の接続点はL
レベルになって、スイッチング素子Q1 はオフになり、
集積回路IC1 の出力がLレベルであると、スイッチン
グ素子Q1 はオンになる。
With the above configuration, the voltage across the capacitor C 3 is supplied to the control circuit 2. The terminals 8 and 11 which are the output terminals of the integrated circuit IC 1 are
Two resistors R connected in series between both ends of the capacitor C 3.
Control circuit 2 by connecting to the connection point of 7 and R 8
Is connected to the output section of. Therefore, the integrated circuit IC
When the output of 1 is H level, the connecting point between the emitters of the two transistors Q 2 and Q 3 which are connected complementarily is L
And the switching element Q 1 is turned off,
When the output of the integrated circuit IC 1 is L level, the switching element Q 1 is turned on.

【0007】次に、チョッパ回路1および制御回路2の
動作を説明する。図8(a)はインダクタL1 に流れる
電流、図8(b)はスイッチング素子Q1 の両端電圧を
示す。時刻t1 においてスイッチング素子Q1 がオンに
なると、インダクタL1 に流れる電流が徐々に増加し、
時刻t2 においてスイッチング素子Q1 がオフになる
と、インダクタL1 は蓄積されたエネルギーを放出して
電流が徐々に減少する。このようにしてインダクタL1
に流れる電流が時刻t3 において0になると、図9に破
線で示すように、スイッチング素子Q1 やダイオードD
1 の容量成分C6,C7 に蓄積された電荷が放出され
て、インダクタL1 には逆向きの電流i1 が流れること
になる。したがって、整流器DBの容量成分C5 を通し
て共振電流が流れることになる。すなわち、図8(a)
における時刻t3 と時刻t4 との間のような電流波形が
発生する。
Next, the operations of the chopper circuit 1 and the control circuit 2 will be described. 8A shows the current flowing through the inductor L 1 , and FIG. 8B shows the voltage across the switching element Q 1 . When the switching element Q 1 is turned on at time t 1 , the current flowing through the inductor L 1 gradually increases,
When the switching element Q 1 is turned off at time t 2 , the inductor L 1 releases the stored energy and the current gradually decreases. In this way the inductor L 1
When the current flowing through the switch becomes 0 at time t 3 , as shown by the broken line in FIG. 9, the switching element Q 1 and the diode D
The electric charge accumulated in the capacitance components C 6 and C 7 of 1 is released, and the reverse current i 1 flows through the inductor L 1 . Therefore, the resonance current flows through the capacitance component C 5 of the rectifier DB. That is, FIG. 8 (a)
A current waveform such as between time t 3 and time t 4 at is generated.

【0008】したがって、時刻t3 でインダクタL1
流れる電流が0になってから、時刻t4 でスイッチング
素子Q1 が再びオンになるまでの休止期間が長いと、入
力電流波形に多くの高調波成分が含まれることになる。
ここに、上述したようにスイッチング素子Q1 のオン・
オフの周期は一定に保たれているものであるから、整流
器DBへの入力電圧波形が正弦波である場合、入力電圧
のピーク値付近ではインダクタL1 の蓄積エネルギーが
多く時刻t3 と時刻t4 の間の電流休止期間が短くなる
が、入力電圧の低い期間にはインダクタL1 への蓄積エ
ネルギーが少なく電流休止期間が長くなる。すなわち、
図10に示すように、入力電圧のピーク値付近では入力
電流が多く、入力電圧の低い期間では入力電流が大幅に
少なくなるという問題があり、かつ入力電圧の低い期間
では高調波成分が増加するという問題が生じる。
Accordingly, since the current flowing through the inductor L 1 becomes 0 at time t 3, at time t 4 when the rest period to the switching element Q 1 is turned on again is long, many harmonic in the input current waveform Wave components will be included.
As described above, the switching element Q 1 is turned on.
Since the OFF cycle is kept constant, when the input voltage waveform to the rectifier DB is a sine wave, the stored energy in the inductor L 1 is large near the peak value of the input voltage, and the time t 3 and the time t. Although the current quiescent period between 4 becomes short, the energy stored in the inductor L 1 is small and the current quiescent period becomes long during the period when the input voltage is low. That is,
As shown in FIG. 10, there is a problem that the input current is large in the vicinity of the peak value of the input voltage, and the input current is significantly reduced in the low input voltage period, and the harmonic component increases in the low input voltage period. The problem arises.

【0009】このような問題を解決するには、図11に
示すような構成が考えられる。この構成では、スイッチ
ング素子Q1 をオン・オフさせる動作周波数を可変と
し、オンデューティは実質的に一定(チョッパ回路1の
出力電圧を一定に保つ範囲で変化)としてある。制御回
路2にはスイッチングレギュレータ用の汎用の集積回路
IC2 (たとえば、モトローラ社製のMC34246)
を用い、インダクタL1には2次巻線を有するものを用
いている。制御回路2では、インダクタL1 の2次巻線
の誘起電圧e2 に基づいてインダクタL1 に流れる電流
が0になるのを検出すると、スイッチング素子Q1 をオ
ンさせるのである。
To solve such a problem, a configuration as shown in FIG. 11 can be considered. In this configuration, the operating frequency for turning on / off the switching element Q 1 is variable, and the on-duty is substantially constant (changes within a range in which the output voltage of the chopper circuit 1 is kept constant). The control circuit 2 includes a general-purpose integrated circuit IC 2 for a switching regulator (for example, MC34246 manufactured by Motorola).
And the inductor L 1 has a secondary winding. In the control circuit 2, the current flowing through the inductor L 1 is detected to become 0 on the basis of the induced voltage e 2 of the secondary winding of the inductor L 1, it is of turns on the switching element Q 1.

【0010】以下に、図11の回路の動作を説明する。
チョッパ回路1では出力電圧が一定に保たれるように、
入力電圧を抵抗R15,R16で分圧して第1の検出電圧V
11とするとともに、出力電圧を抵抗R1 ,R2 で分圧し
て得た第2の検出電圧V12を誤差増幅器21に入力し、
基準電圧発生部29で発生した基準電圧と第2の検出電
圧V12との差分に比例した誤差電圧V12′と第1の検出
電圧V11とを乗算器22により乗算し、スイッチング素
子Q1 に流れる電流を検出するためにスイッチング素子
1 に直列接続された抵抗R17の両端電圧である第3の
検出電圧V13と乗算器22の出力電圧とが比較器23に
おいて比較される。比較器23の出力はRSラッチ24
に入力され、RSラッチ24の出力がLレベルになると
出力回路25を通してスイッチング素子Q1 がオフにな
るようにしてある。すなわち、スイッチング素子Q1
流す電流のピーク値の目標値を乗算器22の出力により
決定し、抵抗R17の両端電圧により検出したスイッチン
グ素子Q1 の通過電流が目標値に達すると所望のエネル
ギーがインダクタL1 に蓄積されたものとしてスイッチ
ング素子Q1 をオフにするのである。
The operation of the circuit shown in FIG. 11 will be described below.
In the chopper circuit 1, so that the output voltage is kept constant,
The input voltage is divided by resistors R 15 and R 16 to obtain the first detection voltage V
11, and the second detection voltage V 12 obtained by dividing the output voltage by the resistors R 1 and R 2 is input to the error amplifier 21.
The error voltage V 12 ′ proportional to the difference between the reference voltage generated by the reference voltage generator 29 and the second detection voltage V 12 is multiplied by the first detection voltage V 11 by the multiplier 22, and the switching element Q 1 The third detection voltage V 13 which is the voltage across the resistor R 17 connected in series with the switching element Q 1 and the output voltage of the multiplier 22 are compared in the comparator 23 in order to detect the current flowing in the switching element Q 1 . The output of the comparator 23 is the RS latch 24.
When the output of the RS latch 24 becomes L level, the switching element Q 1 is turned off through the output circuit 25. That is, the target value of the peak value of the current flowing through the switching element Q 1 is determined by the output of the multiplier 22, and when the passing current of the switching element Q 1 detected by the voltage across the resistor R 17 reaches the target value, the desired energy is reached. Turns off the switching element Q 1 as if it were stored in the inductor L 1 .

【0011】一方、RSラッチ24は、インダクタL1
の2次巻線への誘起電圧e2 がほぼ0Vになる時点を検
出するゼロ点検出器26の出力が遅延回路27を通して
入力されることによってセットされて出力をHレベルに
する。すなわち、スイッチング素子Q1 のオフ後にイン
ダクタL1 の蓄積エネルギーがほぼ0になると、スイッ
チング素子Q1 を再びオンにするのである。タイマ回路
28はRSラッチ24の動作を確実にするために設けら
れている。
On the other hand, the RS latch 24 has an inductor L 1
Is set by inputting the output of the zero-point detector 26, which detects the time when the induced voltage e 2 to the secondary winding becomes approximately 0 V, through the delay circuit 27 to bring the output to the H level. That is, when the stored energy of the inductor L 1 becomes almost 0 after the switching element Q 1 is turned off, the switching element Q 1 is turned on again. The timer circuit 28 is provided to ensure the operation of the RS latch 24.

【0012】上述のような動作によって、入力電圧にか
かわらずインダクタL1 の蓄積エネルギーをほぼ一定に
するようにスイッチング素子Q1 のオン期間が調節さ
れ、また電流の休止期間がほとんど生じないようにスイ
ッチング素子Q1 のオフ期間が制御されるから、スイッ
チング素子Q1 に流れる電流のピーク値は入力電圧波形
にほぼ一致した正弦波上に乗ることになる。しかも、負
荷回路Zの入力電圧であるチョッパ回路1の出力電圧V
oをほぼ一定に保つことができるのである。
By the above-described operation, the ON period of the switching element Q 1 is adjusted so that the stored energy of the inductor L 1 becomes almost constant regardless of the input voltage, and the current idle period hardly occurs. Since the off period of the switching element Q 1 is controlled, the peak value of the current flowing through the switching element Q 1 is on a sine wave that substantially matches the input voltage waveform. Moreover, the output voltage V of the chopper circuit 1 which is the input voltage of the load circuit Z
It is possible to keep o almost constant.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、図1
1の構成によって、入力力率は改善されるのであるが、
次のような問題が生じる。すなわち、図11の構成では
インダクタL1 への蓄積エネルギーをほぼ一定にするよ
うにスイッチング素子Q1 のオン期間を設定し、またイ
ンダクタL1 への電流の休止期間がほとんど生じないよ
うにスイッチング素子Q1 のオフ期間を設定するから、
入力電圧だけではなくチョッパ回路1の出力に接続され
ている負荷回路Zでの消費電力の大きさによってもスイ
ッチング素子Q1 のオン期間とオフ期間とが変化し、結
局、負荷回路Zでの消費電力に応じて動作周波数が変動
することになる。したがって、負荷回路Zでの消費電力
が小さいと動作周波数が高くなり、スイッチング素子Q
1 でのスイッチング損失が大きくなるとともに、制御回
路2での消費電力も増加するという問題が生じる。
As described above, FIG.
Although the input power factor is improved by the configuration of 1,
The following problems occur. That is, in the configuration of FIG. 11, the ON period of the switching element Q 1 is set so that the energy stored in the inductor L 1 is substantially constant, and the switching element Q 1 is set so that there is almost no rest period of the current flowing in the inductor L 1 . Since the off period of Q 1 is set,
Not only the input voltage but also the amount of power consumption in the load circuit Z connected to the output of the chopper circuit 1 changes the ON period and the OFF period of the switching element Q 1 , and eventually the consumption in the load circuit Z is changed. The operating frequency will vary depending on the power. Therefore, when the power consumption in the load circuit Z is small, the operating frequency becomes high and the switching element Q
There arises a problem that the switching loss in 1 increases and the power consumption in the control circuit 2 also increases.

【0014】たとえば、初めに負荷回路Zでの消費電力
がP、このときの動作周波数がfであったとして、消費
電力がP′(P>P′)に減少し、そのときに動作周波
数がf′に変化したものとする。スイッング素子Q1
オン期間においてスイッチング素子Q1 に流れる電流、
すなわちインダクタL1 に流れる電流ip は、商用電源
電圧の実効値をVRMS とすると、 ip ={2(√2)P/VRMS } sinθ (ただし、0<θ<π) の包絡線上にあり、θ=π/2の場合について考える
と、 ip =2(√2)P/VRMS であるから、入力電圧をVi、スイッチング素子Q1
オン期間をtON、オフ期間をtOFF 、インダクタL1
インダクタンスをLとするときに、次式が成立する。 Vi・tON/L=(Vo−Vi)tOFF /L=2(√
2)P/VRMS ∴tON=2(√2)P・L/Vi・VRMSOFF =2(√2)P・L/(Vo−Vi)・VRMS 動作周波数fは、1/(tON+tOFF )であるから、 f=1/{2(√2)P・L/Vi・VRMS +2(√
2)P・L/(Vo−Vi)・VRMS } =VRMS Vi(Vo−Vi)/2(√2)P・L・Vo が成立し、同様にして、動作周波数がf′になると、 f′=VRMS Vi(Vo−Vi)/2(√2)P′・L
・Vo が成立する。いま、P′=P/4とすれば、 f′=4f となり、消費電力が低減すれば動作周波数が高くなるの
である。要するに、 P・f=VRMS Vi(Vo−Vi)/2(√2)L・V
o であって、右辺は一定であるから、消費電力Pと動作周
波数fとは反比例の関係であることがわかる。
For example, assuming that the power consumption in the load circuit Z is P and the operating frequency at this time is f, the power consumption is reduced to P '(P>P'), at which time the operating frequency becomes It is assumed to have changed to f '. Current flowing through the switching element Q 1 in the ON period Suinngu element Q 1,
That current i p flowing through the inductor L 1, when the effective value of the commercial power source voltage and V RMS, i p = {2 (√2) P / V RMS} sinθ ( However, 0 <θ <π) envelope line of Considering the case of θ = π / 2, since i p = 2 (√2) P / VRMS , the input voltage is Vi, the ON period of the switching element Q 1 is t ON , and the OFF period is t ON . When OFF and the inductance of the inductor L 1 is L, the following equation holds. Vi · t ON / L = (Vo-Vi) t OFF / L = 2 (√
2) P / V RMS ∴t ON = 2 (√2) P · L / Vi · V RMS t OFF = 2 (√2) P · L / (Vo-Vi) · V RMS Operating frequency f is 1 / Since (t ON + t OFF ), f = 1 / {2 (√2) P · L / Vi · V RMS +2 (√
2) P · L / (Vo−Vi) · V RMS } = V RMS Vi (Vo−Vi) / 2 (√2) P · L · Vo holds, and similarly, when the operating frequency becomes f ′. , F ′ = VRMS Vi (Vo-Vi) / 2 (√2) P ′ · L
・ Vo is established. Now, if P '= P / 4, then f' = 4f, and if the power consumption is reduced, the operating frequency is increased. In short, P · f = V RMS Vi (Vo-Vi) / 2 (√2) L · V
Since o 2 is constant on the right side, it can be seen that the power consumption P and the operating frequency f are in inverse proportion.

【0015】このように、負荷回路Zの消費電力とチョ
ッパ回路1の動作周波数とが反比例の関係になっている
と、負荷回路Zの消費電力の変動によって、スイッチン
グ素子Q1 でのスイッチング損失や制御回路2での電力
損失が増大するという問題が生じるのである。本発明は
上記問題点の解決を目的とするものであり、入力力率が
高く負荷回路には略一定の直流電圧を与えることができ
るようにしながらも、負荷回路での消費電力の変動によ
るスイッチング素子の動作周波数の変化を抑制して、ス
イッチング損失や制御回路での電力損失の増加を抑制し
た放電灯点灯装置を提供しようとするものである。
As described above, when the power consumption of the load circuit Z and the operating frequency of the chopper circuit 1 are in inverse proportion to each other, the fluctuation of the power consumption of the load circuit Z causes a switching loss or a switching loss in the switching element Q 1. The problem arises that the power loss in the control circuit 2 increases. The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and it is possible to apply a substantially constant DC voltage to a load circuit with a high input power factor, while switching due to fluctuations in power consumption in the load circuit. An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device that suppresses a change in operating frequency of an element and suppresses an increase in switching loss and power loss in a control circuit.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、ス
イッチング素子により直流入力を断続させることにより
インダクタにエネルギーを蓄積し、このインダクタの蓄
積エネルギーをダイオードを通して放出するチョッパ回
路と、チョッパ回路の出力を交番電力に変換するインバ
ータ回路およびインバータ回路の出力により点灯する放
電灯からなる負荷回路と、インダクタに流れる電流と負
荷回路の動作状態とに基づいてスイッチング素子をオン
・オフさせる動作周波数を可変する第1の制御回路と、
スイッチング素子を一定の動作周波数でオン・オフさせ
る第2の制御回路と、第1の制御回路と第2の制御回路
との一方を選択してスイッチング素子を動作させる選択
回路とを具備するのである。
According to a first aspect of the present invention, a switching element interrupts a direct current input to store energy in an inductor, and the stored energy of the inductor is discharged through a diode. A load circuit consisting of an inverter circuit that converts the output to alternating power and a discharge lamp that lights up with the output of the inverter circuit, and the operating frequency that turns the switching element on and off based on the current flowing in the inductor and the operating state of the load circuit A first control circuit for
A second control circuit for turning on / off the switching element at a constant operating frequency, and a selection circuit for selecting one of the first control circuit and the second control circuit to operate the switching element are provided. .

【0017】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、選択回路は、負荷回路での消費電力が所定値を越
えていると第1の制御回路を選択し、消費電力が所定値
以下であると第2の制御回路を選択することを特徴とす
る。請求項3の発明では、請求項1の発明において、放
電灯はフィラメントを備え、選択回路は、放電灯の点灯
時には第1の制御回路を選択し、放電灯の予熱時には第
2の制御回路を選択することを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the selection circuit selects the first control circuit when the power consumption in the load circuit exceeds a predetermined value, and the power consumption is less than or equal to the predetermined value. Is selected, the second control circuit is selected. According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the discharge lamp includes a filament, and the selection circuit selects the first control circuit when the discharge lamp is lit and the second control circuit when the discharge lamp is preheated. It is characterized by selecting.

【0018】請求項4の発明では、請求項1または請求
項2の発明において、インバータ回路は放電灯への供給
電力を可変とする調光制御部を備えることを特徴とす
る。請求項5の発明では、請求項1の発明において、イ
ンバータ回路は、外部からの調光信号を受けて放電灯へ
の供給電力を可変とする調光制御部を備え、選択回路
は、放電灯の光出力が所定レベルを越えているときに第
1の制御回路を選択し、放電灯の光出力が所定レベル以
下であるときに第2の制御回路を選択することを特徴と
する。
A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the inverter circuit includes a dimming control section for varying the power supplied to the discharge lamp. According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the inverter circuit includes a dimming control unit that receives a dimming signal from the outside to change the power supplied to the discharge lamp, and the selection circuit includes the discharge lamp. The first control circuit is selected when the light output of is above a predetermined level, and the second control circuit is selected when the light output of the discharge lamp is below a predetermined level.

【0019】請求項6の発明では、請求項5の発明にお
いて、選択回路は、調光信号により第1の制御回路と第
2の制御回路との一方を選択することを特徴とする。
The invention of claim 6 is characterized in that, in the invention of claim 5, the selection circuit selects one of the first control circuit and the second control circuit by a dimming signal.

【0020】[0020]

【作用】請求項1の構成によれば、インダクタに流れる
電流と負荷回路の動作状態とに基づいてチョッパ回路の
スイッチング素子の動作周波数を可変する第1の制御回
路と、スイッチング素子を一定の動作周波数でオン・オ
フさせる第2の制御回路とを設けて、第1の制御回路と
第2の制御回路との一方を選択回路で選択してスイッチ
ング素子を動作させるようにしているのであって、入力
電流波形の歪みが問題になる場合にはスイッチング素子
の動作周波数を可変として入力力率の低下を抑制し、入
力電流波形の歪みはあまり問題にならないがスイッチン
グ素子でのスイッング損失などが増加することが問題に
なる場合にはスイッチング素子の動作周波数を固定して
損失の増加を抑制することができるのである。
According to the first aspect of the present invention, the first control circuit for varying the operating frequency of the switching element of the chopper circuit based on the current flowing through the inductor and the operating state of the load circuit, and the switching element performing a constant operation. A second control circuit for turning on / off at a frequency is provided, and one of the first control circuit and the second control circuit is selected by the selection circuit to operate the switching element. When the distortion of the input current waveform becomes a problem, the operating frequency of the switching element is made variable to suppress the decrease of the input power factor. The distortion of the input current waveform does not become a problem but the switching loss of the switching element increases. If this becomes a problem, the operating frequency of the switching element can be fixed to suppress an increase in loss.

【0021】請求項2の構成によれば、負荷回路での消
費電力に応じて第1の制御回路と第2の制御回路とを選
択するのであって、負荷回路での消費電力が比較的大き
く入力電流波形が歪むと力率が大幅に低下するような条
件では第1の制御回路によって動作周波数を可変とし、
入力力率の低下を抑制するのである。また、負荷回路で
の消費電力が比較的小さく入力電流波形に多少の歪みが
あっても入力力率にあまり影響がないときには、第2の
制御回路を選択することによって動作周波数を固定し、
スイッチング素子でのスイッチング損失や制御回路での
電力損失を抑制するのである。
According to the second aspect of the invention, the first control circuit and the second control circuit are selected according to the power consumption of the load circuit, so that the power consumption of the load circuit is relatively large. When the input current waveform is distorted and the power factor drops significantly, the operating frequency is made variable by the first control circuit,
It suppresses the decrease of the input power factor. In addition, when the power consumption in the load circuit is relatively small and the input power waveform does not have much influence even if the input current waveform is slightly distorted, the operating frequency is fixed by selecting the second control circuit.
The switching loss in the switching element and the power loss in the control circuit are suppressed.

【0022】請求項3の構成によれば、負荷回路にフィ
ラメントを備える放電灯が含まれている場合の実施態様
であって、放電灯の点灯時であって負荷回路での消費電
力が大きいときには入力力率の低下を抑制し、放電灯の
予熱時であって負荷回路での消費電力が小さいときには
スイッチング損失等を抑制するのである。請求項4の構
成によれば、負荷回路に設けたインバータ回路により放
電灯への供給電力を調節して調光制御を可能としている
のであって、放電灯の光出力が大きいときには負荷回路
の消費電力が大きくなって入力力率の低下を抑制するよ
うに第1の制御回路が選択され、放電灯の光出力が低い
ときには負荷回路の消費電力が小さくなってスイッチン
グ損失等の電力損失が抑制されるのである。
According to the third aspect of the present invention, it is an embodiment in which the load circuit includes a discharge lamp having a filament, and when the discharge lamp is lit and the power consumption in the load circuit is large. This suppresses a decrease in the input power factor and suppresses switching loss and the like when the discharge lamp is preheated and the power consumption in the load circuit is small. According to the structure of claim 4, the inverter circuit provided in the load circuit enables the dimming control by adjusting the power supplied to the discharge lamp. Therefore, when the light output of the discharge lamp is large, the load circuit consumes less power. The first control circuit is selected so as to suppress the decrease in the input power factor due to the increase in the power, and when the light output of the discharge lamp is low, the power consumption of the load circuit is reduced and the power loss such as the switching loss is suppressed. It is.

【0023】請求項5の構成によれば、負荷回路に設け
たインバータ回路で放電灯を調光制御するに際して、光
出力のレベルに閾値を設定して第1の制御回路と第2の
制御回路との一方を選択するのであり、請求項4と同様
の機能を有している。請求項6の構成によれば、放電灯
の光出力を制御する調光信号によって第1の制御回路と
第2の制御回路との一方を選択するから、請求項4と同
様の機能を持たせるにあたって、負荷回路の状態を検出
する手段が不要であって構成が簡単になるのである。
According to the fifth aspect of the present invention, when the discharge circuit is dimming-controlled by the inverter circuit provided in the load circuit, a threshold value is set for the level of the light output and the first control circuit and the second control circuit are set. One of and is selected, and has the same function as in claim 4. According to the configuration of claim 6, since one of the first control circuit and the second control circuit is selected by the dimming signal for controlling the light output of the discharge lamp, the same function as in claim 4 is provided. In this regard, the structure is simplified because no means for detecting the state of the load circuit is required.

【0024】[0024]

【実施例】【Example】

(実施例1)本実施例では、図1に示すように、図7に
示した構成と同様に、商用電源ACにフィルタ回路NF
を通して整流器DBを接続し、整流器DBから出力され
る直流(脈流)をチョッパ回路1によって昇圧した後に
負荷回路Zに供給するように構成してある。すなわち、
後述する制御回路2を除いて図6に示した従来構成と同
構成のものは同符号で示してある。負荷回路Zは、直流
入力を高周波電力に変換するインバータ回路IVと、イ
ンバータ回路IVの出力が供給されて点灯する放電灯L
aとを備えている。また、チョッパ回路1のスイッチン
グ素子Q1 をオン・オフさせる制御回路2は、動作周波
数が可変である図11の制御回路と同様に構成された第
1の制御回路2aと、動作周波数が固定されている図7
の制御回路と同様に構成された第2の制御回路2bとか
らなり、選択回路3によって一方の制御回路2a,2b
の出力が択一的にスイッチング素子Q1 に与えられるよ
うにしてある。選択回路3は、チョッパ回路1と負荷回
路Zとの間の接続点に流れる電流を検出する電流検出器
4により制御され、電流検出器4により検出された電流
が規定の閾値を越えるとき(すなわち、負荷回路Zの消
費電力が所定値を越えるとき)には第1の制御回路2a
を選択し、検出電流が閾値以下であると第2の制御回路
2bを選択する。
(Embodiment 1) In this embodiment, as shown in FIG. 1, a filter circuit NF is connected to a commercial power supply AC as in the configuration shown in FIG.
The rectifier DB is connected through the rectifier DB, and the direct current (pulsating current) output from the rectifier DB is boosted by the chopper circuit 1 and then supplied to the load circuit Z. That is,
Those having the same configuration as the conventional configuration shown in FIG. 6 except for a control circuit 2 described later are denoted by the same reference numerals. The load circuit Z includes an inverter circuit IV that converts a DC input into high frequency power, and a discharge lamp L that is turned on by being supplied with the output of the inverter circuit IV.
a and. The control circuit 2 for turning on and off the switching element to Q 1 chopper circuit 1 includes a first control circuit 2a the operating frequency is configured similarly to the control circuit of FIG. 11 is variable, the operating frequency is fixed Figure 7
Second control circuit 2b configured in the same manner as the above control circuit, and one of the control circuits 2a and 2b is selected by the selection circuit 3.
Is selectively applied to the switching element Q 1 . The selection circuit 3 is controlled by a current detector 4 which detects a current flowing at a connection point between the chopper circuit 1 and the load circuit Z, and when the current detected by the current detector 4 exceeds a prescribed threshold value (that is, , When the power consumption of the load circuit Z exceeds a predetermined value), the first control circuit 2a
And the second control circuit 2b is selected when the detected current is less than or equal to the threshold value.

【0025】上記構成を採用することによって、負荷回
路Zでの消費電力が大きい期間には入力電圧に応じて動
作周波数が変化する第1の制御回路2aを選択すること
で、入力電圧の変動にかかわらずインダクタL1 への蓄
積エネルギーをほぼ一定にするとともにインダクタL1
への電流休止期間の増加を制限して、入力電流波形の歪
みを抑制し、もって入力力率の低下を抑制するのであ
る。また、負荷回路Zでの消費電力が小さい期間には入
力電圧にかかわらず動作周波数がほぼ一定になる第2の
制御回路2bを選択するのであって、第2の制御回路2
bでは負荷回路Zでの消費電力に合わせて動作周波数を
設定しておくことによって、入力力率をあまり低下させ
ずに、スイッチング素子Q1 でのスイッチング損失や第
2の制御回路2bでの消費電力の増加を抑制することが
できるのである。
By adopting the above configuration, by selecting the first control circuit 2a whose operating frequency changes according to the input voltage during the period when the power consumption in the load circuit Z is large, the fluctuation of the input voltage can be prevented. Regardless of this, the energy stored in the inductor L 1 is made substantially constant and the inductor L 1
The increase of the current quiescent period is restricted to suppress the distortion of the input current waveform, thereby suppressing the decrease of the input power factor. In addition, the second control circuit 2b is selected because the operating frequency is substantially constant regardless of the input voltage while the power consumption of the load circuit Z is small.
In b, by setting the operating frequency according to the power consumption in the load circuit Z, the switching loss in the switching element Q 1 and the consumption in the second control circuit 2b can be reduced without significantly reducing the input power factor. The increase in power can be suppressed.

【0026】(実施例2)本実施例は、図2に示すよう
に、電流検出器4を負荷回路Zにおけるインバータ回路
IVと放電灯Laとの間に挿入したものであって、イン
バータ回路IVから放電灯Laに流れる電流に基づいて
負荷回路Zでの消費電力を検出している。他の構成、動
作は実施例1と同様である。
(Embodiment 2) In this embodiment, as shown in FIG. 2, a current detector 4 is inserted between an inverter circuit IV in a load circuit Z and a discharge lamp La. The power consumption in the load circuit Z is detected based on the current flowing from the discharge lamp La to the discharge lamp La. Other configurations and operations are similar to those of the first embodiment.

【0027】(実施例3)本実施例では、図3に示すよ
うに、放電灯Laとしてフィラメントf1 ,f2を有す
るものを用い、インバータ回路IVによって放電灯La
の始動前にフィラメントf1 ,f2 を予熱するようにし
た例を示す。すなわち、フィラメントf1,f2 を有す
る放電灯Laでは始動を容易にし、また寿命を長くする
目的で、所定期間だけフィラメントf1 ,f2 に小電流
を流して予熱した後に、点灯状態に移行させることが一
般に行なわれている。
(Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 3, a discharge lamp La having filaments f 1 and f 2 is used, and a discharge lamp La is formed by an inverter circuit IV.
An example is shown in which the filaments f 1 and f 2 are preheated before starting the above. That facilitates the discharge lamp start at La having filament f 1, f 2, also for the purpose of long life, after preheated by flowing a small current to the filament f 1, f 2 for a predetermined time period, transition to a lighting state It is generally done.

【0028】図3に示すインバータ回路IVは、入力端
間にトランジスタよりなる2個のスイッチング素子
5 ,Q6 の直列回路を接続し、一方のスイッチング素
子Q5 に直流カット用のコンデンサC8 と放電灯Laと
電流トランスTの1次巻線との直列回路を並列接続し、
電流トランスTに設けた2つの2次巻線により各スイッ
チング素子Q5 ,Q6 にバイアスを与えるようにした自
励式ハーフブリッジ形式のインバータ回路IVとなって
いる。また、放電灯Laのフィラメントf1 ,f2の一
端間にはコンデンサC9 が接続されている。各スイッチ
ング素子Q5 ,Q6にはダイオードD5 ,D6 が逆並列
に接続され、スイッチング素子Q6 のベースには起動回
路Sが接続される。
In the inverter circuit IV shown in FIG. 3, a series circuit of two switching elements Q 5 and Q 6 each formed of a transistor is connected between input terminals, and one switching element Q 5 has a capacitor C 8 for cutting a direct current. And the discharge lamp La and the primary winding of the current transformer T are connected in parallel,
The self-excited half-bridge type inverter circuit IV is configured such that the two secondary windings provided in the current transformer T apply a bias to the switching elements Q 5 and Q 6 . A condenser C 9 is connected between the ends of the filaments f 1 and f 2 of the discharge lamp La. Diodes D 5 and D 6 are connected in antiparallel to the switching elements Q 5 and Q 6 , respectively, and a starting circuit S is connected to the base of the switching element Q 6 .

【0029】このインバータ回路IVは、起動回路Sに
よりスイッチング素子Q6 がオンになると、コンデンサ
8 −放電灯La(−コンデンサC9 )−電流トランス
T−スイッチング素子Q6 という経路で電流が流れ、こ
のときスイッチング素子Q5はオフに保たれる。その
後、電流トランスTに流れる電流が減少するとスイッチ
ング素子Q6 がオフ、スイッチング素子Q5 がオンにな
り、コンデンサC8 −スイッチング素子Q5 −電流トラ
ンスT−放電灯La(−コンデンサC9 )という経路で
電流が流れて放電灯Laに対して先とは逆向きの電流を
流すのである。やがて電流トランスTに流れる電流が減
少すれば、スイッチング素子Q6 が再びオンになり、上
記動作を繰り返すことによって放電灯Laに交番電力を
与える周知の動作を行なう。
In the inverter circuit IV, when the switching element Q 6 is turned on by the starting circuit S, a current flows through a path of capacitor C 8 -discharge lamp La (-capacitor C 9 ) -current transformer T-switching element Q 6. At this time, the switching element Q 5 is kept off. Thereafter, the switching element Q 6 the current flowing through the current transformer T decreases off, the switching element Q 5 is turned on, the capacitor C 8 - that - (capacitor C 9) - switching element Q 5 current transformer T- discharge lamp La An electric current flows through the path, and an electric current in the opposite direction to the previous one flows to the discharge lamp La. When the current flowing through the current transformer T decreases in time, the switching element Q 6 is turned on again, and the above-described operation is repeated to perform the well-known operation of applying alternating power to the discharge lamp La.

【0030】ところで、上述のように放電灯Laを予熱
した後に点灯させるために、電流トランスTの一方の2
次巻線には予熱制御回路5が接続されており、予熱制御
回路5は、予熱時にはスイッチング素子Q6 のオン期間
を短くしてインバータ回路IVの出力を小さくするよう
に制御する(実願昭63−259794号参照)。次
に、予熱制御回路5の構成を動作とともに説明する。予
熱制御回路5は、電流トランスTの2次巻線への誘起電
圧をダイオードD4 により半波整流し、ツェナーダイオ
ードZD1 で安定化するとともにコンデンサC11で平滑
して電源を得ている。コンデンサC11の両端間には2個
の抵抗R21,R22の直列回路と、抵抗R23とコンデンサ
12との直列回路とが接続され、2個の抵抗R21,R22
の接続点と、抵抗R23およびコンデンサC12の接続点の
電位とをコンパレータCP1 によって比較するようにし
て予熱タイマ回路6を構成している。すなわち、両抵抗
21,R22の接続点の電位を基準電位とし、コンデンサ
12の端子電圧が基準電位に達するまではコンパレータ
CP1 の出力がLレベルに保って時限動作を行ない、時
限動作が終了するとコンパレータCP1 の出力がHレベ
ルになる。
By the way, in order to light the discharge lamp La after preheating it as described above, one of the two current transformers T is turned on.
A preheat control circuit 5 is connected to the next winding, and the preheat control circuit 5 controls so as to shorten the ON period of the switching element Q 6 and reduce the output of the inverter circuit IV during preheating (actual application). 63-259794). Next, the configuration of the preheat control circuit 5 will be described together with the operation. The preheat control circuit 5 half-wave rectifies the induced voltage to the secondary winding of the current transformer T with the diode D 4 , stabilizes it with the Zener diode ZD 1 , and smoothes it with the capacitor C 11 to obtain a power supply. A series circuit of two resistors R 21, R 22 is across capacitor C 11, a series circuit of a resistor R 23 and capacitor C 12 is connected, two resistors R 21, R 22
The preheat timer circuit 6 is configured so that the comparator CP 1 compares the potential at the connection point of the resistor R 23 and the potential at the connection point of the resistor R 23 and the capacitor C 12 . That is, the potential at the connection point between the resistors R 21 and R 22 is used as the reference potential, and the output of the comparator CP 1 is kept at the L level to perform the timed operation until the terminal voltage of the capacitor C 12 reaches the reference potential. When is finished, the output of the comparator CP 1 becomes H level.

【0031】予熱制御回路5には、スイッチング素子Q
6 がオンである期間に電流トランスTの2次巻線の出力
によってオフになるスイッチング素子Q7 も設けられ、
スイッチング素子Q7 にはコンデンサC10が並列接続さ
れ、スイッチング素子Q7 がオフになると抵抗R20を介
してコンデンサC10が充電されるようになっている。コ
ンデンサC10の端子電圧は、コンパレータCP2 の非反
転入力端に入力され、コンパレータCP2 の反転入力端
に入力される予熱タイマ回路6の出力と比較される。し
たがって、予熱タイマ回路6の時限動作中にはコンデン
サC10の端子電圧に応じてコンパレータCP2 の出力が
HレベルまたはLレベルとなり、予熱タイマ回路6の時
限動作が終了するとコンパレータCP2 の出力はコンデ
ンサC10の端子電圧にかかわらずLレベルに保たれるこ
とになる。コンパレータCP2 はスイッチング素子Q6
のベースとエミッタとの間に接続されたスイッチング素
子Q8 を制御するのであって、コンパレータCP2 の出
力がHレベルになるとスイッチング素子Q6 は強制的に
オフにされる。
The preheating control circuit 5 includes a switching element Q.
Also provided is a switching element Q 7 which is turned off by the output of the secondary winding of the current transformer T while 6 is on,
The switching element Q 7 capacitor C 10 are connected in parallel, so that the capacitor C 10 is charged switching element Q 7 via a a resistor R 20 is off. The terminal voltage of the capacitor C 10 is input to the non-inverting input terminal of the comparator CP 2, is compared with the output of the preheating timer circuit 6 is input to the inverting input terminal of the comparator CP 2. Therefore, during the timed operation of the preheat timer circuit 6, the output of the comparator CP 2 becomes H level or L level according to the terminal voltage of the capacitor C 10 , and when the timed operation of the preheat timer circuit 6 ends, the output of the comparator CP 2 becomes It is maintained at the L level regardless of the terminal voltage of the capacitor C 10 . The comparator CP 2 is a switching element Q 6
It controls the switching element Q 8 connected between the base and the emitter of the switching element, and the switching element Q 6 is forcibly turned off when the output of the comparator CP 2 becomes H level.

【0032】上記動作によって、予熱タイマ回路6の時
限動作中には、コンデンサC10の充放電に応じてスイッ
チング素子Q6 のオン期間が制限されるのであって、イ
ンバータ回路IVの出力電力が小さくなり、結果的に放
電灯Laを点灯させることなくフィラメントf1 ,f2
の予熱を行なうことができる。また、予熱タイマ回路6
の時限動作が終了すると、スイッチング素子Q8 がオフ
に保たれることになり、スイッチング素子Q6 のオン期
間が長くなって、インバータ回路IVは放電灯Laに対
して点灯に必要な電力を供給するようになり、放電灯L
aが始動するのである。
By the above operation, the ON period of the switching element Q 6 is limited according to the charging / discharging of the capacitor C 10 during the timed operation of the preheat timer circuit 6, so that the output power of the inverter circuit IV is small. As a result, the filaments f 1 and f 2 are turned on without turning on the discharge lamp La.
Can be preheated. In addition, the preheat timer circuit 6
When the timed operation of is finished, the switching element Q 8 is kept off, the ON period of the switching element Q 6 becomes long, and the inverter circuit IV supplies the electric power necessary for lighting the discharge lamp La. The discharge lamp L
a starts.

【0033】上述のような動作によって、放電灯Laの
予熱と始動とを行なうのであって、予熱タイマ回路6に
よって予熱時間が規定されるのである。ここで、予熱中
には点灯時に比較すると負荷回路Zの消費電力が小さい
から、本実施例では予熱中には第2の制御回路2bを選
択し、点灯中には第1の制御回路2aを選択するように
選択回路3を切り換えているのである。すなわち、予熱
中か否かは予熱タイマ回路6の出力状態によって知るこ
とができるから、コンパレータCP1 の出力により選択
回路3を切り換えるようにしているのである。他の構成
は実施例1と同様であるから説明を省略する。
The above-described operation preheats and starts the discharge lamp La, and the preheat timer circuit 6 defines the preheat time. Here, since the power consumption of the load circuit Z during preheating is smaller than that during lighting, in the present embodiment, the second control circuit 2b is selected during preheating and the first control circuit 2a is selected during lighting. The selection circuit 3 is switched so as to select. That is, whether or not preheating is being performed can be known from the output state of the preheating timer circuit 6, so that the selection circuit 3 is switched by the output of the comparator CP 1 . Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

【0034】(実施例4)本実施例は、実施例3の回路
構成において、図11に示した制御回路2を第1の制御
回路2aとしてだけではなく、第2の制御回路2bとし
ても用いるようにしたものである。すなわち、図4に示
すように、実施例3との相違点は、第2の制御回路2b
を別途に設ける代わりに、第1の制御回路2aに設けた
ゼロ点検出器26への入力を、インダクタL1 の2次巻
線から得る状態と、インバータ回路IVのスイッチング
素子Q5 ,Q6 との接続点から得る状態とを選択回路3
によって選択している点である。すなわち、スイッチン
グ素子Q6 の両端電圧は一定周波数の矩形波電圧であ
り、抵抗R24を通してオア回路ORに入力される。オア
回路ORにはインダクタL1 の2次巻線の誘起電圧e2
も入力されており、選択回路ORでオア回路ORの出力
が選択されたときには、上記一定周期の矩形波電圧とイ
ンダクタL1 の2次巻線の誘起電圧e2 との論理和がゼ
ロ点検出器26に入力されることになる。他の構成は実
施例3と同様である。
(Fourth Embodiment) In this embodiment, in the circuit configuration of the third embodiment, the control circuit 2 shown in FIG. 11 is used not only as the first control circuit 2a but also as the second control circuit 2b. It was done like this. That is, as shown in FIG. 4, the difference from the third embodiment is that the second control circuit 2b
Instead of separately providing, the state where the input to the zero-point detector 26 provided in the first control circuit 2a is obtained from the secondary winding of the inductor L 1 and the switching elements Q 5 and Q 6 of the inverter circuit IV. The state obtained from the connection point with
This is the point selected by. That is, the voltage across the switching element Q 6 is a rectangular wave voltage having a constant frequency, and is input to the OR circuit OR through the resistor R 24 . The induced voltage e 2 of the secondary winding of the inductor L 1 is applied to the OR circuit OR.
Is also input, and when the output of the OR circuit OR is selected by the selection circuit OR, the logical sum of the rectangular wave voltage of the constant period and the induced voltage e 2 of the secondary winding of the inductor L 1 is detected as a zero point. Will be input to the container 26. Other configurations are similar to those of the third embodiment.

【0035】上記構成では、スイッチング素子Q6 の両
端電圧は、図5(a)のような一定周期の矩形波であ
り、インダクタL1 を通過する電流の波形が図5(b)
のようであるとすれば、インダクタL1 の2次巻線の誘
起電圧e2 は図5(c)のようになる。すなわち、ゼロ
点検出器26への入力電圧は図5(c)に破線で示すよ
うになり、矩形波を入力しない場合よりもスイッチング
素子Q1 のオフ期間が延長されることになる。ここにお
いて、一定周期の矩形波電圧を得るために、インバータ
回路IVのスイッチング素子Q6 の両端電圧を用いてい
るが、別途に矩形波電圧を発生する手段を設けてもよ
い。
In the above structure, the voltage across the switching element Q 6 is a rectangular wave having a constant period as shown in FIG. 5A, and the waveform of the current passing through the inductor L 1 is shown in FIG. 5B.
Then, the induced voltage e 2 of the secondary winding of the inductor L 1 is as shown in FIG. 5 (c). That is, the input voltage to the zero point detector 26 is as shown by the broken line in FIG. 5C, and the OFF period of the switching element Q 1 is extended as compared with the case where no rectangular wave is input. Here, the voltage across the switching element Q 6 of the inverter circuit IV is used in order to obtain the rectangular wave voltage of a constant cycle, but a means for generating the rectangular wave voltage may be provided separately.

【0036】(実施例5)本実施例では、実施例4と同
様に第1の制御回路2aを第2の制御回路2bとしても
兼用できるようにしたものであって、図6に示すよう
に、選択回路3ではインダクタL1 の2次巻線の誘起電
圧e2 をゼロ点検出器26に入力する状態と、別途に設
けた無安定マルチバイブレータ(日本電気社製のμPC
1555等の集積回路を用いて構成される)7からの一
定周期の矩形波電圧をゼロ点検出器26に入力する状態
とを選択するようになっている。また、選択回路3はチ
ョッパ回路1と負荷回路Zとの間に挿入した電流検出器
4の出力によって制御される。したがって、負荷回路Z
への供給電流が規定の閾値を越えるときにはゼロ点検出
器26にはインダクタL1 の誘起電圧e2 が印加されて
スイッチング素子Q1 の動作周波数が可変となり、負荷
回路Zへの供給電流が閾値以下であると無安定マルチバ
イブレータ7からの矩形波電圧がゼロ点検出器26に入
力されてスイッチング素子Q1 の動作周波数が一定に保
たれるのである。
(Embodiment 5) In the present embodiment, the first control circuit 2a can be used also as the second control circuit 2b as in the case of the fourth embodiment, and as shown in FIG. In the selection circuit 3, a state in which the induced voltage e 2 of the secondary winding of the inductor L 1 is input to the zero point detector 26 and an astable multivibrator (μPC manufactured by NEC Corporation) separately provided.
A state in which a rectangular wave voltage having a constant period from 7) configured by using an integrated circuit such as 1555) is input to the zero point detector 26 is selected. The selection circuit 3 is controlled by the output of the current detector 4 inserted between the chopper circuit 1 and the load circuit Z. Therefore, the load circuit Z
When the supply current to the load point Z exceeds the specified threshold value, the induced voltage e 2 of the inductor L 1 is applied to the zero-point detector 26, the operating frequency of the switching element Q 1 becomes variable, and the supply current to the load circuit Z becomes the threshold value. In the following case, the rectangular wave voltage from the astable multivibrator 7 is input to the zero point detector 26 and the operating frequency of the switching element Q 1 is kept constant.

【0037】ここにおいて、インバータ回路IVとして
は放電灯Laに共振回路を通して給電し、インバータ回
路IVの動作周波数を可変とすることによって共振電流
を調節して放電灯Laへの供給電力を制御するようにし
たものを用いており(たとえば、特願平1−24980
3号参照)、放電灯Laをアーク放電領域からグロー放
電領域まで調光制御できるように構成されたものを用い
ている。しかるに、インバータ回路IVにより放電灯L
aを調光制御すれば、負荷回路Zへの供給電流が変化す
るのであって、調光レベルに応じてチョッパ回路1の動
作を切り換えることができるのである。他の構成は実施
例4と同様である。
Here, as the inverter circuit IV, the discharge lamp La is fed with power through the resonance circuit, and the operating frequency of the inverter circuit IV is made variable so that the resonance current is adjusted to control the power supplied to the discharge lamp La. Is used (for example, Japanese Patent Application No. 1-24980).
(See No. 3), a discharge lamp La configured to be capable of dimming control from an arc discharge region to a glow discharge region is used. However, the discharge lamp L is driven by the inverter circuit IV.
If a is dimming-controlled, the current supplied to the load circuit Z changes, and the operation of the chopper circuit 1 can be switched according to the dimming level. Other configurations are the same as those in the fourth embodiment.

【0038】(実施例6)実施例5では調光制御が可能
な負荷回路Zへの供給電流を監視することによって、調
光レベルを判定しているが、本実施例では調光制御を行
なう際に外部からインバータ回路IVに与える調光信号
を用いて、選択回路3の切換制御を行なうようにしたも
のである。すなわち、調光レベルに応じて負荷回路Zで
の消費電力が決定されるのであって、調光レベルは調光
信号により決定されるから、この調光信号に基づいて選
択回路3を切換制御しても実質的に負荷回路Zの消費電
力に基づいて選択回路3を切り換えたことになる点に着
眼したものである。
(Embodiment 6) In the fifth embodiment, the dimming level is determined by monitoring the current supplied to the load circuit Z capable of dimming control. In this embodiment, the dimming control is performed. At this time, the dimming signal externally applied to the inverter circuit IV is used to control the switching of the selection circuit 3. That is, since the power consumption in the load circuit Z is determined according to the dimming level, and the dimming level is determined by the dimming signal, the selection circuit 3 is switch-controlled based on this dimming signal. However, the point is that the selection circuit 3 is substantially switched based on the power consumption of the load circuit Z.

【0039】たとえば、調光信号が周波数一定の矩形波
でデューティ比を変えることによって調光レベルを指示
するものであれば、選択回路3ではデューティ比を検出
することによって切換制御を行なったり、矩形波をディ
ジタル−アナログ変換してアナログ信号のレベル判定に
より切換制御を行ったりすることができる。他の構成は
実施例5と同様である。
For example, if the dimming signal is a rectangular wave with a constant frequency and indicates the dimming level by changing the duty ratio, the selection circuit 3 detects the duty ratio to perform switching control or a rectangular wave. Switching control can be performed by digital-analog converting a wave and judging the level of the analog signal. Other configurations are similar to those of the fifth embodiment.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明は上述のように、インダクタに流
れる電流と負荷回路の動作状態とに基づいてチョッパ回
路のスイッチング素子の動作周波数を可変する第1の制
御回路と、スイッチング素子を一定の動作周波数でオン
・オフさせる第2の制御回路とを設けて、第1の制御回
路と第2の制御回路との一方を選択回路で選択してスイ
ッチング素子を動作させるようにしているので、入力電
流波形の歪みが問題になる場合にはスイッチング素子の
動作周波数を可変として入力力率の低下を抑制し、入力
電流波形の歪みはあまり問題にならないがスイッチング
素子でのスイッング損失などが増加することが問題にな
る場合にはスイッチング素子の動作周波数を固定して損
失の増加を抑制することができるという効果がある。す
なわち、全体として高い入力力率を保ちながらも、低消
費電力時にはスイッチング損失等による電力損失を抑制
して無駄な電力消費を抑制することができるという利点
を有するのである。
As described above, according to the present invention, the first control circuit for varying the operating frequency of the switching element of the chopper circuit based on the current flowing in the inductor and the operating state of the load circuit, and the switching element are kept constant. A second control circuit that turns on and off at the operating frequency is provided, and one of the first control circuit and the second control circuit is selected by the selection circuit to operate the switching element. When the distortion of the current waveform becomes a problem, the operating frequency of the switching element is made variable to suppress the decrease of the input power factor, and the distortion of the input current waveform does not become a problem, but the switching loss of the switching element increases. When the above problem occurs, there is an effect that the operating frequency of the switching element can be fixed and an increase in loss can be suppressed. That is, while maintaining a high input power factor as a whole, there is an advantage that power consumption due to switching loss or the like can be suppressed at the time of low power consumption and wasteful power consumption can be suppressed.

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

【図1】実施例1を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.

【図2】実施例2を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment.

【図3】実施例3を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment.

【図4】実施例4を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment.

【図5】実施例4の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the fourth embodiment.

【図6】実施例5を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth embodiment.

【図7】従来例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図8】従来例の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of a conventional example.

【図9】従来例の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram of a conventional example.

【図10】従来例の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a conventional example.

【図11】他の従来例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チョッパ回路 2 制御回路 2a 第1の制御回路 2b 第2の制御回路 3 選択回路 4 電流検出器 AC 商用電源 C1 コンデンサ D1 ダイオード IV インバータ回路 L1 インダクタ La 放電灯 Q1 スイッチング素子 Z 負荷回路1 Chopper Circuit 2 Control Circuit 2a First Control Circuit 2b Second Control Circuit 3 Selection Circuit 4 Current Detector AC Commercial Power Supply C 1 Capacitor D 1 Diode IV Inverter Circuit L 1 Inductor La Discharge Lamp Q 1 Switching Element Z Load Circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 正弘 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masahiro Yamanaka 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スイッチング素子により直流入力を断続
させることによりインダクタにエネルギーを蓄積し、こ
のインダクタの蓄積エネルギーをダイオードを通して放
出するチョッパ回路と、チョッパ回路の出力を交番電力
に変換するインバータ回路およびインバータ回路の出力
により点灯する放電灯からなる負荷回路と、インダクタ
に流れる電流と負荷回路の動作状態とに基づいてスイッ
チング素子をオン・オフさせる動作周波数を可変する第
1の制御回路と、スイッチング素子を一定の動作周波数
でオン・オフさせる第2の制御回路と、第1の制御回路
と第2の制御回路との一方を選択してスイッチング素子
を動作させる選択回路とを具備して成る放電灯点灯装
置。
1. A chopper circuit for storing energy in an inductor by intermittently connecting a DC input with a switching element and discharging the stored energy of the inductor through a diode, and an inverter circuit and an inverter for converting the output of the chopper circuit into alternating electric power. A load circuit including a discharge lamp that is turned on by the output of the circuit; a first control circuit that changes an operating frequency for turning on / off the switching element based on a current flowing through the inductor and an operating state of the load circuit; Discharge lamp lighting comprising a second control circuit for turning on / off at a constant operating frequency, and a selection circuit for selecting one of the first control circuit and the second control circuit to operate a switching element apparatus.
【請求項2】 選択回路は、負荷回路での消費電力が所
定値を越えていると第1の制御回路を選択し、消費電力
が所定値以下であると第2の制御回路を選択することを
特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
2. The selecting circuit selects the first control circuit when the power consumption in the load circuit exceeds a predetermined value, and selects the second control circuit when the power consumption is less than the predetermined value. The discharge lamp lighting device according to claim 1.
【請求項3】 放電灯はフィラメントを備え、選択回路
は、放電灯の点灯時には第1の制御回路を選択し、放電
灯の予熱時には第2の制御回路を選択することを特徴と
する請求項1記載の放電灯点灯装置。
3. The discharge lamp comprises a filament, and the selection circuit selects the first control circuit when the discharge lamp is turned on, and selects the second control circuit when the discharge lamp is preheated. The discharge lamp lighting device according to 1.
【請求項4】 インバータ回路は放電灯への供給電力を
可変とする調光制御部を備えることを特徴とする請求項
1または請求項2記載の放電灯点灯装置。
4. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the inverter circuit includes a dimming control unit that varies the power supplied to the discharge lamp.
【請求項5】 インバータ回路は、外部からの調光信号
を受けて放電灯への供給電力を可変とする調光制御部を
備え、選択回路は、放電灯の光出力が所定レベルを越え
ているときに第1の制御回路を選択し、放電灯の光出力
が所定レベル以下であるときに第2の制御回路を選択す
ることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
5. The inverter circuit includes a dimming control unit that receives a dimming signal from the outside to vary the power supplied to the discharge lamp, and the selection circuit includes a light output of the discharge lamp exceeding a predetermined level. 2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the first control circuit is selected when the discharge lamp is on, and the second control circuit is selected when the light output of the discharge lamp is below a predetermined level.
【請求項6】 選択回路は、調光信号により第1の制御
回路と第2の制御回路との一方を選択することを特徴と
する請求項5記載の放電灯点灯装置。
6. The discharge lamp lighting device according to claim 5, wherein the selection circuit selects one of the first control circuit and the second control circuit according to the dimming signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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