JPH0750633B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JPH0750633B2
JPH0750633B2 JP1306928A JP30692889A JPH0750633B2 JP H0750633 B2 JPH0750633 B2 JP H0750633B2 JP 1306928 A JP1306928 A JP 1306928A JP 30692889 A JP30692889 A JP 30692889A JP H0750633 B2 JPH0750633 B2 JP H0750633B2
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lamp
circuit
current
output
voltage
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JP1306928A
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聖明 内橋
律之 福盛
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、直流電源の出力を断続させて交流に変換する
スイッチング素子を備えたインバータにより放電ランプ
を点灯させるようにし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 discharge lamp is lit by an inverter equipped with a switching element that intermittently converts the output of a DC power supply into AC.

【従来の技術】[Prior art]

この種の放電灯点灯装置として、たとえば、第4図に示
すような回路構成が知られている。すなわち、交流電源
ACを整流器DBにより全波整流し、整流器DBの出力を平滑
用コンデンサCにより平滑して直流電源電圧V0を発生さ
せる直流電源を備え、この直流電源の出力をスイッチン
グ素子を備えたインバータ1により断続させて交流に変
換し、インバータ1の出力電圧により放電ランプを点灯
させるのである。 インバータ1は、直流電源電圧V0を4個のスイッチング
素子Q1〜Q4により断続させ、限流用インダクタンスLを
介して放電ランプ2に給電するようになっている。ま
た、放電ランプ2には高周波バイパス用のコンデンサC1
が並列接続されている。すなわち、4個のスイッチング
素子Q1〜Q4は、2個ずつ(Q1とQ3、Q2とQ4)が直列接続
されており、各直列回路がそれぞれ直流電源の両端間に
接続されているのであって、各直列回路のスイッチング
素子Q1,Q3、Q2,Q4の接続点の間に、限流用インダクタ
ンスLと放電ランプ2との直列回路が接続されるのであ
る。また、各スイッチング素子Q1〜Q4にはそれぞれダイ
オードD1〜D4が逆並列に接続される。 スイッチング素子Q1,Q2は高周波(数+kHz)でオン・
オフされ、スイッチング素子Q3,Q4はスイッチング素子
Q1,Q2よりも十分に低い周波数(数百Hz)でオン・オフ
される。第5図(c),(d)に示すように、スイッチ
ング素子Q3,Q4は交互にオン・オフするのであり、第5
図(b),(c)に示すように、スイッチング素子Q3
オンである期間にはスイッチング素子Q2がオン・オフ
し、第5図(a),(d)に示すように、スイッチング
素子Q4がオンである期間にはスイッチング素子Q1がオン
・オフするように動作タイミングが設定されている。 したがって、スイッチング素子Q4がオンであるときに
は、スイッチング素子Q1がオンであると、直流電源→ス
イッチング素子Q1→限流用インダクタンスL→放電ラン
プ2およびコンデンサC1→スイッチング素子Q4→抵抗R
→直流電源という経路で電流が流れ、スイッチング素子
Q1がオフになると、限流用インダクタンスLに蓄積され
たエネルギーにより、限流用インダクタンスL→放電ラ
ンプ2およびコンデンサC1→スイッチング素子Q4→抵抗
R→ダイオードD3→限流用インダクタンスLという経路
で電流が流れるのである。一方、スイッチング素子Q3
オンであるときには、スイッチング素子Q2がオンである
と、直流電源→スイッチング素子Q2→放電ランプ2およ
びコンデンサC1→限流用インダクタンスL→スイッチン
グ素子Q3→抵抗R→直流電源という経路で電流が流れ、
スイッチング素子Q2がオフになると、限流用インダクタ
ンスLに蓄積されたエネルギーにより、限流用インダク
タンスL→スイッチング素子Q3→抵抗R→ダイオードD4
→放電ランプ2およびコンデンサC1→限流用インダクタ
ンスLという経路で電流が流れる。 以上のような動作により、限流用インダクタンスLに
は、第5図(e)に示すように、高周波電流ILが流れる
ことになる。コンデンサC1は、第5図(f)に示すよう
に、限流用インダクタンスLに流れる高周波成分IC1
通過させるように設定されているから、放電ランプ2に
流れるランプ電流1は、第5図(g)に示すように、
スイッチング素子Q3,Q4のオン・オフ周期に対応した矩
形波に、スイッチング素子Q1,Q2のオン・オフ周期の高
周波リプル成分を重畳したものとなる。 ところで、上記回路では、ランプ電流に相当する電流を
抵抗Rの両端電圧として検出し、抵抗Rの両端電圧の大
小に応じてランプ電流が一定になるように、制御回路3
を介してスイッチング素子Q1,Q2のオンデューティをフ
ィードバック制御するようになっている。 制御回路3は、ランプ電流検出回路11、高周波発生回路
12、低周波発生回路13、ゲート回路14、ドライブ回路15
1〜154により構成される。高周波発生回路12は、鋸歯状
波発生回路16、一対の比較回路17a,17b、両比較回路の
出力の論理和を出力するオア回路18よりなり、比較回路
17bは、第6図(b)(c)に示すように、鋸歯状波発
生回路16の出力レベルが基準電圧VSよりも低いときに、
出力レベルが“H"になる。一方、限流用インダクタンス
Lに、第6図(a)のような電流ILが流れているとき
に、ランプ電流検出回路11の出力は第6図(b)に破線
で示すようになる。比較回路17aは、ランプ電流検出回
路11の出力レベルが鋸歯状波発生回路16の出力レベルよ
りも高いときに、第6図(d)のように、出力レベルを
“H"にする。したがって、オア回路18の出力は第6図
(e)のようになる。 低周波発生回路13は、パルス発生回路19、フリップフロ
ップ回路20、一対のナンド回路21a,21bなどを備え、両
ナンド回路21a,21bからはそれぞれデューティ比がほぼ5
0%のパルスが交互にオンとなるように出力される。 ゲート回路14は、一対のノア回路22a,22bよりなり、各
ノア回路22a,22bは低周波発生回路13の一方の出力レベ
ルが“H"であるときに、他方の出力が入力されているノ
ア回路22a,22bから高周波発生回路12の出力を反転した
出力が得られるようにしている。 ドライブ回路151〜154は、ノア回路22a,22bの出力や低
周波発生回路13の出力を受けて、対応する各スイッチン
グ素子Q1〜Q4を制御するのである。 以上のようにして、制御回路3では、高周波発生回路12
のオンデューティを制御することにより、ランプ電流を
ほぼ一定に保つように制御するのである。
As a discharge lamp lighting device of this type, for example, a circuit configuration as shown in FIG. 4 is known. That is, AC power supply
AC is full-wave rectified by the rectifier DB, the output of the rectifier DB is smoothed by the smoothing capacitor C, and a DC power supply for generating a DC power supply voltage V 0 is provided. The output of this DC power supply is provided by the inverter 1 having a switching element. It is intermittently converted into alternating current, and the discharge lamp is turned on by the output voltage of the inverter 1. The inverter 1 is configured so that the DC power supply voltage V 0 is interrupted by the four switching elements Q 1 to Q 4 , and the discharge lamp 2 is supplied with power via the current limiting inductance L. In addition, the discharge lamp 2 has a high-frequency bypass capacitor C 1
Are connected in parallel. That is, the four switching elements Q 1 to Q 4 are connected in series, two each (Q 1 and Q 3 , Q 2 and Q 4 ), and each series circuit is connected between both ends of the DC power supply. Therefore, the series circuit of the current limiting inductance L and the discharge lamp 2 is connected between the connection points of the switching elements Q 1 , Q 3 , Q 2 , and Q 4 of each series circuit. Further, diodes D 1 to D 4 are connected in antiparallel to the switching elements Q 1 to Q 4 , respectively. Switching elements Q 1 and Q 2 turn on at high frequency (several + kHz)
It is turned off, and switching elements Q 3 and Q 4 are switching elements.
It is turned on and off at a sufficiently low frequency (hundreds Hz) than Q 1, Q 2. As shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), the switching elements Q 3 and Q 4 are alternately turned on and off.
Figure (b), (c), the switching element Q 2 is turned on and off during a period the switching element Q 3 is turned on, FIG. 5 (a), (d), the switching The operation timing is set so that the switching element Q 1 is turned on / off while the element Q 4 is on. Therefore, when the switching element Q 4 is on and the switching element Q 1 is on, the DC power supply → the switching element Q 1 → the current limiting inductance L → the discharge lamp 2 and the capacitor C 1 → the switching element Q 4 → the resistor R.
→ Switching element
When Q 1 is turned off, due to the energy stored in the current limiting inductance L, the current limiting inductance L → discharge lamp 2 and capacitor C 1 → switching element Q 4 → resistor R → diode D 3 → current limiting inductance L An electric current flows. On the other hand, when the switching element Q 3 is on and the switching element Q 2 is on, the DC power supply → the switching element Q 2 → the discharge lamp 2 and the capacitor C 1 → the current limiting inductance L → the switching element Q 3 → the resistance R. → Current flows through the route called DC power supply,
When the switching element Q 2 is turned off, the energy accumulated in the current limiting inductance L causes the current limiting inductance L → switching element Q 3 → resistance R → diode D 4
→ Discharge lamp 2 and capacitor C 1 → Current flows through the path of inductance L for current limiting. By the above operation, the high frequency current I L flows through the current limiting inductance L as shown in FIG. 5 (e). As shown in FIG. 5 (f), the capacitor C 1 is set so as to pass the high frequency component I C1 flowing in the current limiting inductance L, so that the lamp current 1 flowing in the discharge lamp 2 is As shown in (g),
A rectangular wave corresponding to the on-off cycle of the switching element Q 3, Q 4, becomes superimposed high frequency ripple component of the on-off cycle of the switching elements Q 1, Q 2. By the way, in the above circuit, a current corresponding to the lamp current is detected as the voltage across the resistor R, and the control circuit 3 is controlled so that the lamp current becomes constant according to the magnitude of the voltage across the resistor R.
The on-duty of switching elements Q 1 and Q 2 is feedback-controlled via. The control circuit 3 includes a lamp current detection circuit 11 and a high frequency generation circuit.
12, low frequency generation circuit 13, gate circuit 14, drive circuit 15
It is composed of 1 to 15 4 . The high frequency generation circuit 12 includes a sawtooth wave generation circuit 16, a pair of comparison circuits 17a and 17b, and an OR circuit 18 that outputs the logical sum of the outputs of both comparison circuits.
17b, when the output level of the sawtooth wave generation circuit 16 is lower than the reference voltage V S , as shown in FIGS.
Output level becomes “H”. On the other hand, when the current I L as shown in FIG. 6 (a) is flowing through the current limiting inductance L, the output of the lamp current detection circuit 11 is as shown by the broken line in FIG. 6 (b). When the output level of the lamp current detection circuit 11 is higher than the output level of the sawtooth wave generation circuit 16, the comparison circuit 17a sets the output level to "H" as shown in FIG. 6 (d). Therefore, the output of the OR circuit 18 is as shown in FIG. 6 (e). The low frequency generation circuit 13 includes a pulse generation circuit 19, a flip-flop circuit 20, a pair of NAND circuits 21a and 21b, etc., and a duty ratio of approximately 5 from each of the NAND circuits 21a and 21b.
The 0% pulse is output so that it turns on alternately. The gate circuit 14 is composed of a pair of NOR circuits 22a and 22b. Each of the NOR circuits 22a and 22b receives the output of the other when the output level of the low frequency generation circuit 13 is "H". An output obtained by inverting the output of the high frequency generation circuit 12 is obtained from the circuits 22a and 22b. Drive circuit 15 1 to 15 4 receives the output of the NOR circuit 22a, 22b of the output and the low frequency generation circuit 13 is to control the corresponding switching elements to Q 1 to Q 4. As described above, in the control circuit 3, the high frequency generation circuit 12
By controlling the on-duty of, the lamp current is controlled so as to be kept substantially constant.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

ところで、このような放電灯点灯装置において、たとえ
ば、高圧放電ランプのように正特性を有し、しかも寿命
が近付くにつれてランプ電圧が上昇するような放電ラン
プ2を用いたとすると、放電ランプ2の寿命末期におけ
るランプ電圧の上昇に伴って、限流用インダクタンスL
に流れる電流ILの傾斜が緩やかになり、高周波発生回路
12の一方の比較回路17aの出力レベルが“H"となる期間
が短くなる。その結果、制御回路3は、スイッチング素
子Q1,Q2のオン期間を長くし、ランプ電流の減少を抑え
てランプ電力を増加させるように制御することになる。 すなわち、ランプ電圧とランプ電力とは、第7図に実線
で示すような関係になっている。したがって、放電ラン
プ2が寿命末期になってランプ電圧が定格を越えるよう
になると、過負荷になりランプ寿命を短縮したり、放電
ランプ2を破壊するというような問題が生じることにな
る。 このような問題を回避するためには、第7図に破線で示
すように、ランプ電圧が定格を越えると、ランプ電力を
急激に減少させるように制御するのが望ましい。 このような制御を行う構成としては、第8図に示すよう
な構成が考えられる。すなわち、ランプ電流検出回路11
の出力を積分回路23により平均化し、ランプ電流の平均
値IXと鋸歯状波発生回路16の出力とを比較回路24により
比較するのであって、第9図(a)(b)に示すよう
に、鋸歯状波発生回路16の出力レベルがランプ電流の平
均値IXよりも大きい期間に、比較回路24の出力レベルが
“H"になるようにしているのである。こうして得られた
比較回路24の出力は、オア回路25によって高周波発生回
路12の出力との論理和がとられる。したがって、ランプ
電圧が上昇してランプ電流が減少すると、上述したよう
に高周波発生回路12の出力レベルが“H"となる期間が短
くなるが、逆に、比較回路24の出力レベルが“H"となる
期間は長くなるから、オア回路25の出力レベルが“H"と
なる期間は、ランプ電圧が比較的小さい領域ではランプ
電圧とともに減少し、ランプ電圧がある値を越えると増
加することになる。すなわち、スイッチング素子Q1,Q2
のオン期間が短くなるのである。その結果、ランプ電圧
が所定値よりも小さい領域ではランプ電圧の上昇ととも
にランプ電力が増加し、ランプ電圧が所定値以上の領域
ではランプ電圧が上昇するにつれてランプ電力が減少す
るという動作が可能になるのである。 しかしながら、この構成では、ランプ電圧が上記設定値
以上の領域では、ランプ電流の減少に伴ってスイッチン
グ素子Q1,Q2のオン期間が減少するとフィードバック制
御によってランプ電流が一層減少するから、ランプ電流
が急速に減少し、放電ランプ2の放電が不安定になりや
すく、ちらつきや立ち消え等の問題が発生する。 さらに、上述のように鋸歯状波発生回路16の出力とラン
プ電流の平均値IXとを比較してスイッチング素子Q1,Q2
のオンデューティを制御している場合に、スイッチング
素子Q3,Q4のオン期間においてスイッチング素子Q1,Q2
のオンデューティはほとんど変化しない。一方、スイッ
チング素子Q3,Q4のスイッチング周波数が数百Hz以下で
あるときに、放電ランプ2のインピーダンスは極性が反
転するときに高く、しだいに低くなる。すなわち、放電
の半サイクルの間に、放電ランプ2のインピーダンスが
変化するのに対し、スイッチング素子Q1,Q2のオンデュ
ーティはほぼ一定であるから、ランプ電流のピーク値が
変化し、ちらつきが発生するという問題が生じる。 本発明は上記問題の解決を目的とするものであって、ラ
ンプ電圧が定格電圧以上に設定された所定値より低い領
域ではランプ電圧の上昇に伴ってランプ電力を増加さ
せ、上記所定値以上の領域ではランプ電圧が上昇すると
ランプ電力を減少させるように制御しながらも、上記所
定値以上の領域におけるちらつきや立ち消えの発生がな
い放電灯点灯装置を提供しようとするものである。
By the way, in such a discharge lamp lighting device, for example, if a discharge lamp 2 having a positive characteristic like a high pressure discharge lamp and having a lamp voltage rising as the life approaches, is used, the life of the discharge lamp 2 As the lamp voltage rises at the end, the current limiting inductance L
The current I L flowing in
The period in which the output level of one of the 12 comparison circuits 17a is "H" is shortened. As a result, the control circuit 3 controls so that the ON period of the switching elements Q 1 and Q 2 is lengthened, the decrease of the lamp current is suppressed, and the lamp power is increased. That is, the lamp voltage and the lamp power have a relationship as shown by the solid line in FIG. Therefore, when the discharge lamp 2 reaches the end of its life and the lamp voltage exceeds the rating, an overload is caused, which shortens the life of the lamp or destroys the discharge lamp 2. In order to avoid such a problem, it is desirable to control so that the lamp power is sharply reduced when the lamp voltage exceeds the rating, as shown by the broken line in FIG. As a configuration for performing such control, a configuration as shown in FIG. 8 can be considered. That is, the lamp current detection circuit 11
The output of is averaged by the integrating circuit 23, and the average value IX of the lamp current and the output of the sawtooth wave generating circuit 16 are compared by the comparing circuit 24, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). Further, the output level of the comparison circuit 24 is set to "H" during the period when the output level of the sawtooth wave generation circuit 16 is larger than the average value IX of the lamp current. The output of the comparison circuit 24 thus obtained is logically ORed with the output of the high frequency generation circuit 12 by the OR circuit 25. Therefore, when the lamp voltage rises and the lamp current decreases, as described above, the period during which the output level of the high frequency generation circuit 12 becomes "H" becomes short, but conversely, the output level of the comparison circuit 24 becomes "H". The period during which the output level of the OR circuit 25 is "H" decreases with the lamp voltage in the region where the lamp voltage is relatively small, and increases when the lamp voltage exceeds a certain value. . That is, the switching elements Q 1 , Q 2
The ON period of is shortened. As a result, in a region where the lamp voltage is lower than the predetermined value, the lamp power increases with the rise of the lamp voltage, and in a region where the lamp voltage is higher than the predetermined value, the lamp power decreases as the lamp voltage increases. Of. However, in this configuration, in the region where the lamp voltage is equal to or higher than the set value, when the ON period of the switching elements Q 1 and Q 2 is reduced as the lamp current is reduced, the lamp current is further reduced by the feedback control. Rapidly decreases, the discharge of the discharge lamp 2 is likely to be unstable, and problems such as flicker and extinguishing occur. Further, as described above, the output of the sawtooth wave generation circuit 16 and the average value I X of the lamp current are compared to each other, and the switching elements Q 1 , Q 2
When the on-duty of the switching elements Q 3 and Q 4 is controlled, the switching elements Q 1 and Q 2
The on-duty of is almost unchanged. On the other hand, when the switching frequency of the switching elements Q 3 and Q 4 is several hundreds Hz or less, the impedance of the discharge lamp 2 is high when the polarity is inverted and gradually becomes low. That is, while the impedance of the discharge lamp 2 changes during the half cycle of discharge, the on-duty of the switching elements Q 1 and Q 2 is almost constant, so the peak value of the lamp current changes and flicker occurs. The problem occurs. The present invention is intended to solve the above problem, in a region where the lamp voltage is lower than a predetermined value set to a rated voltage or higher, the lamp power is increased with an increase in the lamp voltage, and the lamp power is equal to or higher than the predetermined value. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device in which flicker or extinguishing does not occur in a region having a predetermined value or more, while controlling the lamp power to decrease when the lamp voltage rises in the region.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、上記目的を達成するために、請求項1の構成
では、直流電源の出力を断続させて交流に変換するスイ
ッチング素子を備えたインバータと、インバータの出力
により点灯する正特性の放電ランプへのランプ電流がほ
ぼ一定になるようにスイッチング素子のオンデューティ
を制御する制御回路とを具備した放電灯点灯装置におい
て、ランプ電圧の平均値を検出するとともにランプ電圧
の平均値の上昇に伴って出力レベルが低減するランプ電
圧検出回路と、ランプ電流の瞬時値を検出するとともに
ランプ電流の瞬時値に対応して出力レベルが変化するラ
ンプ電流検出回路と、ランブ電圧検出回路の出力レベル
がランプ電流検出回路の出力レベル以下になる期間の増
加に伴ってスイッチング素子のオンデューティを無段階
に減少させる出力が得られる比較回路とを具備している
のである。
In order to achieve the above object, the present invention provides, in the configuration of claim 1, an inverter equipped with a switching element for intermittently converting an output of a DC power supply into an AC, and a discharge lamp having a positive characteristic that is turned on by the output of the inverter. In a discharge lamp lighting device equipped with a control circuit for controlling the on-duty of a switching element so that the lamp current to the lamp is almost constant, the average value of the lamp voltage is detected and the average value of the lamp voltage is increased. The lamp voltage detection circuit reduces the output level, the lamp current detection circuit that detects the instantaneous value of the lamp current and the output level changes according to the instantaneous value of the lamp current, and the output level of the ramp voltage detection circuit is the lamp current. Output that continuously reduces the on-duty of the switching element as the period during which it falls below the output level of the detection circuit increases A comparison circuit which is obtained with each other to comprise a.

【作用】[Action]

上記構成によれば、ランプ電圧の平均値とランプ電流の
瞬時値とを比較し、ランプ電圧の平均値の上昇に伴って
無段階に減少するランプ電圧検出回路の出力レベルがラ
ンプ電流検出回路の出力レベル以下になる期間の増加に
伴ってインバータのスイッチング素子のオンデューティ
を低減させるのであって、従来のようにランプ電流のみ
でフィードバック制御するのではなく、ランプ電圧の平
均値を加味してスイッチング素子のオンデューティを制
御するので、ランプ電流検出回路の出力レベルとランプ
電圧検出回路の出力レベルとの関係を適宜設定すること
によって、ランプ電圧が定格電圧よりやや高い所定値に
達するまでは、ランプ電圧の平均値がスイッチング素子
のオンデューティに影響しないようにしてランプ電圧の
上昇(すなわち、ランプ電流の減少)に伴ってランプ電
力が上昇するように制御し、ランプ電圧が所定値を越え
るとランプ電圧の上昇に伴ってランプ電力を減少させる
ように制御することができるのである。すなわち、ラン
プ電流に対して正特性となる放電ランプを用いる場合
に、ランプ電圧が所定値を越えるとランプ電圧の上昇が
抑制されて、過負荷によるランプ寿命の短縮や放電ラン
プの破壊が防止されるのである。しかも、ランプ電圧の
上昇を抑制しながらもランプ電流の瞬時値の変化に対し
てスイッチング素子のオンデューティをインピーダンス
の変化に追随させているから、比較的短時間で放電ラン
プのインピーダンスが変化しても、ランプ電流のピーク
値をほぼ一定に保つことができ、放電ランプの寿命末期
等におけるランプ電流の急速な減少が防止されて放電が
安定し、ちらつきや立ち消えが防止できることになる。
比較的短時間の間に放電ランプのインピーダンスが変化
してもランプ電流のピーク値をほぼ一定に保つことがで
きるのであり、従来のようなちらつきや立ち消えの発生
がないのである。
According to the above configuration, the average value of the lamp voltage is compared with the instantaneous value of the lamp current, and the output level of the lamp voltage detection circuit that decreases steplessly as the average value of the lamp voltage rises is The on-duty of the switching element of the inverter is reduced with the increase of the period when the output level becomes lower than the output level.Therefore, the feedback control is not performed only by the lamp current as in the conventional method, but the switching is performed by adding the average value of the lamp voltage. Since the on-duty of the element is controlled, by appropriately setting the relationship between the output level of the lamp current detection circuit and the output level of the lamp voltage detection circuit, the lamp voltage is kept slightly higher than the rated voltage. The rise of the lamp voltage (that is, the average value of the voltage does not affect the on-duty of the switching element) Controlled to lamp power increases with pump decrease in current), the lamp voltage is can be controlled to reduce the lamp power in accordance with the increase of the lamp voltage exceeds a predetermined value. That is, when a discharge lamp having a positive characteristic with respect to the lamp current is used, when the lamp voltage exceeds a predetermined value, the rise of the lamp voltage is suppressed, and the lamp life is shortened and the discharge lamp is prevented from being destroyed due to overload. It is. Moreover, while suppressing the rise of the lamp voltage, the on-duty of the switching element follows the change of the impedance with respect to the change of the instantaneous value of the lamp current, so that the impedance of the discharge lamp changes in a relatively short time. Also, the peak value of the lamp current can be kept almost constant, the rapid decrease of the lamp current at the end of the life of the discharge lamp, etc. can be prevented, the discharge can be stabilized, and the flicker and extinguishing can be prevented.
Even if the impedance of the discharge lamp changes in a relatively short time, the peak value of the lamp current can be kept almost constant, and the flicker and extinguishing unlike the conventional case do not occur.

【実施例1】 基本的な構成は第4図に示した従来構成と同じであり、
制御回路3の一部のみが異なるので、相違点についての
み説明する。 第1図に示すように、制御回路3に、ランプ電圧検出回
路26、比較回路27、オア回路28が付加されている。低周
波発生回路13、ゲート回路14、ドライブ回路151〜154
ついては、第4図構成と同じである。ランプ電圧検出回
路26は、放電ランプ2と限流用インダクタンスLとの接
続点に接続され、ランプ電圧を抵抗R1〜R3とコンデンサ
C2,C3よりなる積分回路により平均化する。ランプ電圧
の平均値はダイオードD5などを介して差動増幅回路29に
入力され、抵抗R4,R5により設定された基準電圧との差
が得られる。ここに、差動増幅回路29の出力はランプ電
圧の平均値が上昇すると減少するように設定してある。 ランプ電流検出回路11の出力は、第2図(b)示すよう
に、比較回路27によって、ランプ電圧検出回路26の出力
レベルVXと比較され、ランプ電流検出回路11の出力がラ
ンプ電圧検出回路26の出力レベルVxを越えると、第2図
(c)に示すように、比較回路27の出力レベルは“H"に
なる。すなわち、ランプ電圧が上昇するほど、比較回路
27の出力レベルが“H"になる期間が長くなるのである。
比較回路27の出力は、オア回路28によって、高周波発生
回路12の出力との論理和がとられ、オア回路28の出力が
ゲート回路14に入力されるのである。 しかるに、高周波発生回路12の出力が、第2図(a)の
ようであるときに、ランプ電圧が上昇すれば、比較回路
27の出力レベルが“H"になる期間が長くなり、第2図
(d)に示すように、高周波発生回路12のみによる場合
よりもオア回路28のオン期間が長くなるのである。すな
わち、ランプ電力は減少するのである。ここにおいて、
ランプ電圧検出回路26の各定数値を選択することによ
り、ランプ電圧が定格電圧よりやや高い所定値に達する
までは、ランプ電圧の上昇に伴ってランプ電力も上昇す
るようにし、ランプ電圧が上記所定値を越えると比較回
路27の出力レベルが“H"になるようにしてランプ電圧の
上昇に伴ってランプ電力を減少させるように制御するこ
とができるのである。 ところで、ランプ電圧の平均値の上昇に伴って減少する
ように設定したランプ電圧検出回路26の出力とランプ電
流の瞬時値とを比較して、スイッチング素子Q1,Q2(第
4図参照)のオンデューティを制御するようにしている
から、放電ランプ2のインピーダンスが変化しても、ラ
ンプ電流の瞬時値によるフィードバック制御によりラン
プ電流のピーク値をほぼ一定に保つことができるから、
ランプ電流の平均値によるフィードバック制御を行う場
合で発生していたちらつきが生じないのである。また、
ランプ電圧の平均値を検出し、ランプ電圧の上昇に対し
てスイッチング素子Q1,Q2のオン期間を減少させるよう
にしているから、ランプ電流に対して正特性となる放電
ランプ2を用いている場合でも、ランプ電圧の上昇が抑
制され、放電が不安定にならないのである。
Embodiment 1 The basic structure is the same as the conventional structure shown in FIG.
Since only part of the control circuit 3 is different, only the difference will be described. As shown in FIG. 1, a ramp voltage detection circuit 26, a comparison circuit 27, and an OR circuit 28 are added to the control circuit 3. Low frequency generation circuit 13, the gate circuit 14, the drive circuit 15 1 to 15 4 are the same as Figure 4 configuration. The lamp voltage detection circuit 26 is connected to the connection point between the discharge lamp 2 and the current limiting inductance L, and outputs the lamp voltage to the resistors R 1 to R 3 and the capacitor.
Averaging is performed by an integrating circuit consisting of C 2 and C 3 . The average value of the lamp voltage is input to the differential amplifier circuit 29 via the diode D 5, etc., and the difference from the reference voltage set by the resistors R 4 and R 5 is obtained. Here, the output of the differential amplifier circuit 29 is set so as to decrease as the average value of the lamp voltage rises. As shown in FIG. 2 (b), the output of the lamp current detection circuit 11 is compared with the output level V X of the lamp voltage detection circuit 26 by the comparison circuit 27, and the output of the lamp current detection circuit 11 is compared with the output level of the lamp voltage detection circuit 11. When the output level V x of 26 is exceeded, the output level of the comparison circuit 27 becomes "H" as shown in FIG. 2 (c). That is, as the lamp voltage increases, the comparison circuit
The period in which the output level of 27 becomes "H" becomes longer.
The output of the comparison circuit 27 is logically ORed with the output of the high frequency generation circuit 12 by the OR circuit 28, and the output of the OR circuit 28 is input to the gate circuit 14. However, if the lamp voltage rises when the output of the high frequency generation circuit 12 is as shown in FIG. 2 (a), the comparison circuit
The period in which the output level of 27 is "H" is long, and as shown in FIG. 2 (d), the on period of the OR circuit 28 is longer than that in the case where only the high frequency generation circuit 12 is used. That is, the lamp power is reduced. put it here,
By selecting each constant value of the lamp voltage detection circuit 26, until the lamp voltage reaches a predetermined value which is slightly higher than the rated voltage, the lamp power is also increased with the increase of the lamp voltage, and the lamp voltage is the above-mentioned predetermined value. When it exceeds the value, the output level of the comparison circuit 27 becomes "H" so that the lamp power can be controlled to decrease with the increase of the lamp voltage. By the way, by comparing the output of the lamp voltage detection circuit 26 set to decrease with the increase of the average value of the lamp voltage and the instantaneous value of the lamp current, the switching elements Q 1 and Q 2 (see FIG. 4) are compared. Since the on-duty of the lamp is controlled, even if the impedance of the discharge lamp 2 changes, the peak value of the lamp current can be kept substantially constant by the feedback control based on the instantaneous value of the lamp current.
The flickering does not occur when the feedback control based on the average value of the lamp current is performed. Also,
Since the average value of the lamp voltage is detected and the ON period of the switching elements Q 1 and Q 2 is reduced with the rise of the lamp voltage, the discharge lamp 2 having a positive characteristic with respect to the lamp current is used. Even if it is present, the rise of the lamp voltage is suppressed and the discharge does not become unstable.

【実施例2】 実施例1では、ランプ電圧を放電ランプ2と限流用イン
ダクタンスLとの接続点より検出していたが、本実施例
では、第3図に示すように、限流用インダクタンスLを
兼ねたトランスTを設け、このトランスTの2次巻線の
出力電圧を整流器29により全波整流した後、コンデンサ
C4により平滑化してランプ電圧の平均値を間接的に得る
ようにしている。この構成では、放電ランプ2とトラン
スTの1次巻線との直列回路に平均的には略一定の電圧
が印加されていることによって、ランプ電圧が上昇する
と、トランスTの2次巻線の出力電圧が減少するから、
差動増幅回路が不要になる。 なお、上記各実施例では、インバータ1として第4図の
構成のものを例示したが、ハーフブリッジ方式のインバ
ータを用いたり、直流を交流に変換するチョッパ回路の
後段にフルブリッジ方式のインバータを負荷として用い
た構成としても同等の効果を得ることができる。
Second Embodiment In the first embodiment, the lamp voltage is detected from the connection point between the discharge lamp 2 and the current limiting inductance L, but in the present embodiment, the current limiting inductance L is detected as shown in FIG. A transformer T that also serves as a transformer is provided, and the output voltage of the secondary winding of the transformer T is full-wave rectified by the rectifier 29, and then the capacitor is formed.
The average value of the lamp voltage is indirectly obtained by smoothing with C 4 . In this configuration, when a substantially constant voltage is applied to the series circuit of the discharge lamp 2 and the primary winding of the transformer T on average, when the lamp voltage rises, the secondary winding of the transformer T Since the output voltage decreases,
The differential amplifier circuit becomes unnecessary. In each of the above embodiments, the inverter 1 having the configuration shown in FIG. 4 is illustrated, but a half-bridge type inverter is used, or a full-bridge type inverter is loaded in the subsequent stage of the chopper circuit for converting direct current into alternating current. The same effect can be obtained even with the configuration used as.

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明は上述のように、ランプ電圧の平均値とランプ電
流の瞬時値とを比較し、ランプ電圧の平均値の上昇に伴
って減少するランプ電圧検出回路の出力レベルがランプ
電流検出回路の出力レベル以下になる期間の増加に伴っ
てインバータのスイッチング素子のオンデューティを無
段階に低減させるので、従来のようにランプ電流のみで
フィードバック制御するのではなく、ランプ電圧の平均
値を加味してスイッチング素子のオンデューティを制御
することによって、ランプ電流検出回路の出力レベルと
ランプ電圧検出回路の出力レベルとの関係を適宜設定す
れば、ランプ電圧が定格電圧よりやや高い所定値に達す
るまでは、ランプ電圧の平均値がスイッチング素子のオ
ンデューティに影響しないようにしてランプ電圧の上昇
(すなわち、ランプ電流の減少)に伴ってランプ電力が
上昇するように制御し、ランプ電圧が所定値を越えると
ランプ電圧の上昇に伴ってランプ電力を減少させるよう
に制御することができる。すなわち、ランプ電流に対し
て正特性となる放電ランプを用いる場合に、ランプ電圧
が所定値を越えるとランプ電圧の上昇が抑制されて、過
負荷によるランプ寿命の短縮や放電ランプの破壊が防止
されるという効果がある。しかも、ランプ電圧の上昇を
抑制しながらもランプ電流の瞬時値の変化に対してスイ
ッチング素子のオンデューティをインピーダンスの変化
に追随させているから、比較的短時間で放電ランプのイ
ンピーダンスが変化しても、ランプ電流のピーク値をほ
ぼ一定に保つことができ、放電ランプの寿命末期等にお
けるランプ電流の急速な減少が防止されて放電が安定
し、ちらつきや立ち消えが防止できるという効果を奏す
る。
As described above, the present invention compares the average value of the lamp voltage with the instantaneous value of the lamp current, and the output level of the lamp voltage detection circuit that decreases with the increase of the average value of the lamp voltage is the output of the lamp current detection circuit. Since the on-duty of the switching element of the inverter is reduced steplessly with an increase in the period of time below the level, feedback control is performed only with the lamp current as in the past, and switching is performed with the average value of the lamp voltage taken into consideration. By controlling the on-duty of the element, the relationship between the output level of the lamp current detection circuit and the output level of the lamp voltage detection circuit can be set appropriately until the lamp voltage reaches a predetermined value that is slightly higher than the rated voltage. The lamp voltage rises (that is, the run voltage is adjusted so that the average value of the voltage does not affect the on-duty of the switching element). Controlled to the lamp power increases with decreasing current), the lamp voltage can be controlled to reduce the lamp power in accordance with the increase of the lamp voltage exceeds a predetermined value. That is, when a discharge lamp having a positive characteristic with respect to the lamp current is used, when the lamp voltage exceeds a predetermined value, the rise of the lamp voltage is suppressed, and the lamp life is shortened and the discharge lamp is prevented from being destroyed due to overload. Has the effect of Moreover, while suppressing the rise of the lamp voltage, the on-duty of the switching element follows the change of the impedance with respect to the change of the instantaneous value of the lamp current, so that the impedance of the discharge lamp changes in a relatively short time. Also, the peak value of the lamp current can be kept substantially constant, the rapid decrease of the lamp current at the end of the life of the discharge lamp, etc. can be prevented, the discharge can be stabilized, and flicker and extinguishing can be prevented.

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

第1図は本発明の実施例1を示す要部回路図、第2図は
同上の動作説明図、第3図は本発明の実施例2を示す要
部回路図、第4図は従来例を示す回路図、第5図ないし
第7図は同上の動作説明図、第8図は他の従来例を示す
要部回路図、第9図は同上の動作説明図である。 1…インバータ、2…放電ランプ、3…制御回路、11…
ランプ電流検出回路、26…ランプ電圧検出回路、30…比
較回路、Q1〜Q4…スイッチング素子。
FIG. 1 is a circuit diagram of essential parts showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the same as above, FIG. 3 is a circuit diagram of essential parts showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a conventional example. FIG. 5 to FIG. 7 are operation explanatory diagrams of the same as above, FIG. 8 is a main part circuit diagram showing another conventional example, and FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the same. 1 ... Inverter, 2 ... Discharge lamp, 3 ... Control circuit, 11 ...
Lamp current detection circuit, 26 ... lamp voltage detection circuit, 30 ... comparator circuit, Q 1 to Q 4 ... switching elements.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源の出力を断続させて交流に変換す
るスイッチング素子を備えたインバータと、インバータ
の出力により点灯する正特性の放電ランプへのランプ電
流がほぼ一定になるようにスイッチング素子のオンデュ
ーティを制御する制御回路とを具備した放電灯点灯装置
において、上記制御回路は、ランプ電圧の平均値を検出
するとともにランプ電圧の平均値の上昇に伴って出力レ
ベルが低減するランプ電圧検出回路と、ランプ電流の瞬
時値を検出するとともにランプ電流の瞬時値に対応して
出力レベルが変化するランプ電流検出回路と、ランプ電
圧検出回路の出力レベルがランプ電流検出回路の出力レ
ベル以下になる期間の増加に伴ってスイッチング素子の
オンデューティを無段階に減少させる出力が得られる比
較回路とを具備して成ることを特徴とする放電灯点灯装
置。
1. An inverter equipped with a switching element for intermittently converting the output of a DC power supply to convert it into an alternating current, and a switching element for switching so that the lamp current to a positive-characteristic discharge lamp lit by the output of the inverter is substantially constant. In a discharge lamp lighting device including a control circuit for controlling on-duty, the control circuit detects an average value of a lamp voltage and a lamp voltage detection circuit whose output level decreases as the average value of the lamp voltage rises. A lamp current detection circuit that detects the instantaneous value of the lamp current and the output level changes according to the instantaneous value of the lamp current, and the period during which the output level of the lamp voltage detection circuit falls below the output level of the lamp current detection circuit. And a comparison circuit that can obtain an output that continuously reduces the on-duty of the switching element as the The discharge lamp lighting device characterized by comprising.
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