JPH081834B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JPH081834B2
JPH081834B2 JP60018944A JP1894485A JPH081834B2 JP H081834 B2 JPH081834 B2 JP H081834B2 JP 60018944 A JP60018944 A JP 60018944A JP 1894485 A JP1894485 A JP 1894485A JP H081834 B2 JPH081834 B2 JP H081834B2
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semiconductor switching
switching element
discharge lamp
frequency
circuit
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春男 永瀬
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は高圧放電灯などのインピーダンス変化の大
きい放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するもの
で、その小型軽量化に係るものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as a high pressure discharge lamp having a large impedance change, and relates to reduction in size and weight.

〔背景技術〕[Background technology]

放電灯は、その電圧電流特性が負特性であるため、点
灯維持するためには安定化の手段が必要である。従来の
一般の点灯装置では、安定化手段をチョークコイル,ト
ランス等の単独あるいはその組合せで構成しているの
で、寸法,重量が共に大きかった。この問題を解決する
ために、半導体素子を利用して高周波のスイッチングを
行ない、小型,軽量化を図る放電灯点灯装置が提案され
ている。
Since the discharge lamp has a negative voltage-current characteristic, a stabilizing means is required to maintain lighting. In the conventional general lighting device, the stabilizing means is composed of a choke coil, a transformer or the like alone or in combination thereof, so that both size and weight are large. In order to solve this problem, there has been proposed a discharge lamp lighting device that uses a semiconductor element to perform high-frequency switching to reduce the size and weight.

第5図は従来より提案されている半導体を利用した直
流チョッパ方式の放電灯点灯装置の一例の回路図を示し
ている。第5図において、1および2は直流電源電圧V
DCが印加される端子、Q6はトランジスタ、RSは電流制限
用抵抗、3はトランジスタQ6の制御回路、4は電流制限
用トランス、5および6は電流制限用トランス4の一次
ならびに二次巻線、D3は還流ダイオード、C2はコンデン
サ、LAは負荷で高圧放電灯である。制御回路3は電流制
限用抵抗RSによる電流検出結果に依存して動作し、二次
巻線6の電流がゼロになるまでトランジスタQ6をオフに
保持し、二次巻線6の電流がゼロになった後トラジスタ
Q6の電流IQ6が所定値に達するまでの期間オンにするよ
うに動作する。
FIG. 5 shows a circuit diagram of an example of a discharge lamp lighting device of a DC chopper system using a semiconductor that has been conventionally proposed. In FIG. 5, 1 and 2 are DC power supply voltage V
A terminal to which DC is applied, Q 6 is a transistor, R S is a current limiting resistor, 3 is a transistor Q 6 control circuit, 4 is a current limiting transformer, and 5 and 6 are primary and secondary of the current limiting transformer 4. Winding, D 3 is a freewheeling diode, C 2 is a capacitor, LA is a load and is a high pressure discharge lamp. The control circuit 3 operates depending on the current detection result by the current limiting resistor R S , keeps the transistor Q 6 off until the current in the secondary winding 6 becomes zero, and the current in the secondary winding 6 becomes Transistor after reaching zero
It operates so as to turn on for a period until the current I Q6 of Q 6 reaches a predetermined value.

第6図は第5図の放電灯点灯装置における高圧放電灯
LAの定常時の各部の電流,電圧波形を示す波形図であ
る。以下、この図を参照して第5図の放電灯点灯装置の
定常時の回路動作を詳しく説明する。時刻t1でトランジ
スタQ6が順バイアスされ、トランジスタQ6のコレクタ・
エミッタ間電圧VCEがゼロになり、トランジスタQ6に徐
々に増加する電流IQ6が流れる。時刻t2で電流制限用抵
抗RSの両端電圧が所定値に達すると、トランジスタQ6
ベース電流がゼロになる。したがって、トランジスタQ6
がオフとなり、電流IQ6がゼロとなる。電流IQ6がゼロに
なると、電流制限用トランス4の一次巻線5に誘導電圧
が生じ、ダイオードD3が導通して徐々に減少する電流I
D3が流れる。そして、電流ID3がゼロになった時刻t1
トランジスタQ6に再び順バイアスが与えられ、上記した
動作が繰返されることにより、高圧放電灯LAに電流ILA
が流れて、高圧放電灯LAが点灯維持することになる。こ
の場合、トランジスタQ6のスイッチング周波数f1は電流
ILAの周期をT1としたときに、1/T1となる。
FIG. 6 is a high pressure discharge lamp in the discharge lamp lighting device of FIG.
FIG. 7 is a waveform diagram showing current and voltage waveforms of various portions of LA in a steady state. Hereinafter, the circuit operation of the discharge lamp lighting device of FIG. 5 in the steady state will be described in detail with reference to this figure. At time t 1 , transistor Q 6 is forward biased, causing transistor Q 6 's collector
The emitter-to-emitter voltage V CE becomes zero, and a gradually increasing current I Q6 flows through the transistor Q 6 . When the voltage across the current limiting resistor R S reaches a predetermined value at time t 2 , the base current of the transistor Q 6 becomes zero. Therefore, transistor Q 6
Is turned off, and the current IQ6 becomes zero. When the current I Q6 becomes zero, an induced voltage is generated in the primary winding 5 of the current limiting transformer 4 and the diode D 3 conducts and the current I gradually decreases.
D3 flows. Then, at the time t 1 when the current I D3 becomes zero, the transistor Q 6 is forward-biased again, and the above-described operation is repeated, so that the high-pressure discharge lamp LA receives the current I LA.
Flows, and the high pressure discharge lamp LA keeps lighting. In this case, the switching frequency f 1 of transistor Q 6 is
The period of the I LA when the T 1, the 1 / T 1.

第7図は第5図の放電灯点灯装置における高圧放電灯
LAの始動直後の各部の電流波形を示す波形図である。以
下、この図を参照して第5図の放電灯点灯装置の始動直
後の回路動作を詳しく説明する。高圧放電灯LAは、始動
直後はランプ電圧VLAが10〜30V程度と低く、時間ととも
にランプ電圧VLAが上昇する。この始動直後は、ほぼ短
絡に近い状態となり、電流の傾きも急になり、t1−t2
は抵抗RSの電圧が高くなるので狭くなる。一方、t2−t1
は一次巻線5のインダクタンスをLとし高圧放電灯LAの
等価抵抗をRとすればL/Rで表される回路の時定数TLR
ID1は減少していく。始動時は、等価抵抗Rが小さいの
で、時定数TLRが大となり、周期T2が大で、始動時の点
灯周数f2(=1/T2)は非常に低くなる。
FIG. 7 is a high pressure discharge lamp in the discharge lamp lighting device of FIG.
It is a wave form diagram which shows the electric current waveform of each part immediately after starting LA. Hereinafter, the circuit operation of the discharge lamp lighting device of FIG. 5 immediately after starting will be described in detail with reference to this drawing. The high-voltage discharge lamp LA has a low lamp voltage V LA of about 10 to 30 V immediately after starting, and the lamp voltage V LA increases with time. Immediately after this start becomes a state close to almost short-circuited, the slope of the current becomes steeper, t 1 -t 2 between narrows the voltage of the resistor R S is increased. On the other hand, t 2 −t 1
Is the time constant T LR of the circuit represented by L / R, where L is the inductance of the primary winding 5 and R is the equivalent resistance of the high-pressure discharge lamp LA.
I D1 is decreasing. At the time of starting, since the equivalent resistance R is small, the time constant T LR is large, the period T 2 is large, and the lighting frequency f 2 (= 1 / T 2 ) at the time of starting is very low.

その他は定常時の説明で述べたものと同じである。 Others are the same as those described in the explanation of the steady state.

第8図はランプ電圧VLAと点灯周波数fとの関係を示
す図である。第8図において、f2は始動時の周波数、f1
は定常時の周波数、fLCはコンデンサC2と一次巻線5の
インダクタンスLほ共振周波数であり、 で表される。始動時は、ランプ電圧VLAが小で、時定数T
TRが大きいので、始動時の点灯周波数f2は定常時の点灯
周波数f1に比べて低い。そして、点灯周波数fが始動時
の点灯周波数f2から定常時の点灯周波数f1へ、ランプ電
圧VLAの上昇ともに上がっていくが、その過程の中で共
振周波数fLCを通過することがあり、このときにトラン
ジスタQ6に過電流が流れ、ランプ電流ILAに高周波成分
が多く含有されてリップルが増大し、アークが不安定に
なったり、ランプ電流ILAが減少する不具合が生じる欠
点があった。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the lamp voltage V LA and the lighting frequency f. In FIG. 8, f 2 is the frequency at the time of starting, f 1
Is the frequency at steady state, f LC is the resonance frequency of the capacitor C 2 and the inductance L of the primary winding 5, It is represented by. At startup, the lamp voltage V LA is small and the time constant T
Since TR is large, the lighting frequency f 2 at the start is lower than the lighting frequency f 1 at the steady state. Then, the lighting frequency f rises from the lighting frequency f 2 at the time of starting to the lighting frequency f 1 at the steady state with the rise of the lamp voltage V LA , but in the process, the resonance frequency f LC may pass through. At this time overcurrent flows through the transistor Q 6, the high frequency component is contained more increased ripple in the lamp current I LA, arc becomes unstable, the problems will be caused disadvantages that the lamp current I LA decreases there were.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

この発明は、高圧放電灯等のインピーダンス変化が大
きい放電灯を始動から定常状態へ安定に移行させること
ができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of stably shifting a discharge lamp such as a high pressure discharge lamp having a large impedance change from a starting state to a steady state.

〔発明の開示〕[Disclosure of Invention]

この発明の放電灯点灯装置は、点灯直後から安定点灯
に至るまでの期間でインピーダンス変化が大きい高圧放
電灯とこの高圧放電灯に直列接続したインダクタンス素
子と前記高圧放電灯に並列接続したコンデンサとからな
る共振回路と、前記共振回路に高周波出力を与える半導
体スイッチング素子と、前記高圧電灯のインプーダンス
の変化に応じて前記半導体スイッチング素子のスイッチ
ング周波数を変化させる制御回路とを備え、点灯直後か
ら安定点灯に至るまでの期間で前記半導体スイッチング
素子のスイッチング周波数の変化範囲内に前記インダク
タンス素子およびコンデンサの共振周波数を含まないよ
うにしたものである。
The discharge lamp lighting device of the present invention comprises a high pressure discharge lamp having a large impedance change in the period from immediately after lighting to stable lighting, an inductance element connected in series to the high pressure discharge lamp, and a capacitor connected in parallel to the high pressure discharge lamp. And a control circuit that changes the switching frequency of the semiconductor switching element according to the change in the impedance of the high-voltage lamp, and is stable immediately after lighting. The resonance frequency of the inductance element and the capacitor is not included in the change range of the switching frequency of the semiconductor switching element during the period until lighting.

このように、放電灯、インダクタンス素子およびコン
デンサよりなる共振回路に半導体スイッチング素子から
高周波出力を加えて放電灯を点灯させ、かつ放電灯のイ
ンピーダンス変化に応じて前記半導体スイッチング素子
のスイッチング周波数を変化させるようにした放電灯点
灯装置において、半導体スイッチング素子のスイッチン
グ周波数の変化範囲内にインダクタンス素子およびコン
デンサの共振周波数を含まないようにしたため、放電灯
が始動から定常状態へ移行するまでの期間のように放電
灯のイピーダンスが大きく変化する場合において、上記
スイッチング周波数が前記共振周波数を通らずに変化
し、高周波出力で共振することはなく、半導体スイッチ
ング素子に過電流が流れることはなく、またランプ電流
中の高周波リップルの含有量が増加することはなく、ア
ークを安定させることができ、さらに、ランプ電流の急
激な変化も防止することができて立消え等の不具合もな
くなり、放電灯を始動から定常状態へ安定して移行させ
ることができる。
In this way, the high frequency output is applied from the semiconductor switching element to the resonance circuit composed of the discharge lamp, the inductance element and the capacitor to turn on the discharge lamp, and the switching frequency of the semiconductor switching element is changed according to the impedance change of the discharge lamp. In the discharge lamp lighting device as described above, since the resonance frequency of the inductance element and the capacitor is not included within the change range of the switching frequency of the semiconductor switching element, the discharge lamp is changed from the start to the steady state like a period. When the impedance of the discharge lamp changes significantly, the switching frequency changes without passing through the resonance frequency, does not resonate at high frequency output, no overcurrent flows through the semiconductor switching element, and the lamp current Of high frequency ripple The amount of electricity does not increase, the arc can be stabilized, and sudden changes in the lamp current can be prevented, and problems such as extinction can be eliminated, and the discharge lamp can be stabilized from the start to the steady state. Can be transferred.

実施例 この発明の一実施例を第1図ないし第4図に基づいて
説明する。この放電灯点灯装置は、第1図に示すよう
に、トランジスタQ1〜Q4をブリッジ形に接続し、トラン
ジスタQ2,Q4にダイオードD1,D2を電流検出抵抗R0を介し
てそれぞれ並列接続し、トランジスタQ1,Q2の接続点と
トランジスタQ3,Q4との接続点との間にチョークコイルL
1および高圧放電灯LAの直列回路を接続し、高圧放電灯L
AにコンデンサC1を接続したものである。8は電流検出
抵抗R0の電圧降下にもとづいてトランジスタQ1〜Q4のオ
ンオフを制御する制御部である。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this discharge lamp lighting device, as shown in FIG. 1, transistors Q 1 to Q 4 are connected in a bridge shape, and transistors D 2 and Q 4 are connected to diodes D 1 and D 2 via a current detection resistor R 0. Connected in parallel, and connect a choke coil L between the connection point of transistors Q 1 and Q 2 and the connection point of transistors Q 3 and Q 4.
1 and high pressure discharge lamp LA series circuit is connected, high pressure discharge lamp L
The capacitor C 1 is connected to A. 8 is a control unit for controlling on and off of the transistor Q 1 to Q 4 based on the voltage drop across the current detection resistor R 0.

第3A図は第1図の各部の動作を示すタイミング図であ
る。
FIG. 3A is a timing chart showing the operation of each part of FIG.

以下、この図を参照して第1図の回路の動作を説明す
る。
The operation of the circuit of FIG. 1 will be described below with reference to this figure.

この放電灯点灯装置は、周期T1(例えば数百Hz)でト
ランジスタQ2,Q4が交互にオンオフし、トランジスタQ4
がオンとなったときにトランジスタQ1が周期T2(例えば
50KHz程度)でオンオフ(デューティ比可変のオンオフ
動作)し、トランジスタQ2がオンとなったときに図示は
さていないがトランジスタQ3が同様にオンオフすること
になる。この場合において、制御回路8が、電流検出抵
抗R0の電圧降下をもとにしてダイオードD1の電流がゼロ
になったときにトランジスタQ1を再びオンにし、ダイオ
ードD2の電流がゼロになったときにトランジスタQ3を再
びオンにする。
In this discharge lamp lighting device, the transistors Q 2 and Q 4 are alternately turned on and off at a cycle T 1 (several hundred Hz, for example), and the transistor Q 4
Transistor Q 1 is the period T 2 (for example, when but became ON
It turns on / off (variable duty ratio on / off operation) at about 50 KHz), and when the transistor Q 2 turns on, the transistor Q 3 turns on / off similarly (not shown). In this case, the control circuit 8 turns on the transistor Q 1 again when the current of the diode D 1 becomes zero based on the voltage drop of the current detection resistor R 0 , and the current of the diode D 2 becomes zero. Then turn on transistor Q 3 again.

第3A図において、t1−t2間では、トランジスタQ1がオ
ンし、この間では、2−Q1−L1−LA,C1−Q4−1の回路
が形成され、トランジスタQ1に電流IQ1が流れ、チョー
クコイルL1にエネルギーが蓄積される。つぎのt2−t3
では、トランジスタQ1がオフし、L1−LA,C1−Q4−D1
回路でチョークコイルL1のエネルギーが放出される。I
D1はこのときにダイオードD1に流れる電流、IL1はチョ
ークコイルL1に流れる電流、ILAはランプ電流である。
そして、ダイオードD1に流れる電流ID1が零になった時
点t3でトランジスタQ1を再びオンにし、前記の動作を繰
返させる(ランプ電流ILAの正の半サイクル)。
In FIG. 3A, the transistor Q 1 is turned on between t 1 and t 2 , and the circuit of 2-Q 1 −L 1 −LA, C 1 −Q 4 −1 is formed during this period and the transistor Q 1 is connected to the transistor Q 1 . current I Q1 flows, energy is accumulated in the choke coil L 1. In between following t 2 -t 3, the transistor Q 1 is turned off, L 1 -LA, energy of the choke coil L 1 in the circuit of C 1 -Q 4 -D 1 is released. I
D1 is a current flowing through the diode D 1 at this time, I L1 is the current flowing through the choke coil L 1, the I LA is the lamp current.
Then, at time t 3 when the current I D1 flowing through the diode D 1 becomes zero, the transistor Q 1 is turned on again, and the above-mentioned operation is repeated (a positive half cycle of the lamp current I LA ).

このような動作を行わせると、t3の時点での2−Q1
D1−1の回路によるサージ電流が流れることはない。
When such an operation is performed, 2-Q 1 − at the time of t 3
D surge current does not flow due to circuit 1 -1.

トランジスタQ2,Q3が動作しているときも同様である
(ランプ電流LLAの負の半サイクル)。
The same applies when the transistors Q 2 and Q 3 are operating (the negative half cycle of the lamp current L LA ).

第3B図は、トランジスタQ1,Q4が動作しているときの
各部の電流波形を示す図である。図において、IC1はコ
ンデンサC1の電流である。チョークコイルL1の電流IL1
は、ランプ電流ILAとIC1とに分流するが、コンデンサC1
は高周波では低インピーダンスとなり、ほとんど高周波
成分はコンデンサC1へ流れる。ランプ電流ILAは、短い
時間で見ると、直流に高周波が重畳された波形となる。
一方、瞬時的にみると、時刻t1では、電流IL1がゼロで
あり、高圧放電灯LAとコンデンサC1との回路へ流入する
電流はゼロで、コンデンサC1の電荷は高圧放電灯LAへ放
出されることになる。すなわち、時刻t1ではLL1=0
で、IC1=ILAとなる。また、時刻t4ではIC1=0で、IL1
=ILAとなる。時刻t5は時刻t4と同じである。
FIG. 3B is a diagram showing a current waveform of each part when the transistors Q 1 and Q 4 are operating. In the figure, I C1 is the current of the capacitor C 1 . Current in choke coil L 1 I L1
Shunts into the lamp currents I LA and I C1 , but the capacitor C 1
Has a low impedance at high frequencies, and almost all high frequency components flow to the capacitor C 1 . The lamp current I LA has a waveform in which a high frequency is superimposed on a direct current when viewed in a short time.
On the other hand, instantaneously, at time t 1 , the current I L1 is zero, the current flowing into the circuit of the high pressure discharge lamp LA and the capacitor C 1 is zero, and the charge of the capacitor C 1 is high pressure discharge lamp LA. Will be released to. That is, at time t 1 , L L1 = 0
Then, I C1 = I LA . Further, at time t 4 , I C1 = 0, and I L1
= I LA . Time t 5 is the same as time t 4 .

このような動作により、各々のトランジスタQ1,Q3,
D1,D2にサージ電流が流れることなく、スイッチングロ
スを少なくでき、またランプ電流ILAにおいては高周波
リップルの少ない波形が得られ、高圧放電灯LAを音響的
共鳴現象によるアークのゆらぎを生じさせることなく安
定に点灯維持させることがある。
By such an operation, each transistor Q 1 , Q 3 ,
Switching current can be reduced without surge current flowing through D 1 and D 2, and a waveform with few high-frequency ripples can be obtained in the lamp current I LA , causing arc fluctuations in the high-pressure discharge lamp LA due to the acoustic resonance phenomenon. There is a case where the lighting is maintained stably without being caused.

上記トランジスタQ1〜Q4のスイッチング動作は、始動
時から定常時へ移行する際、高圧放電灯LAのインピーダ
ンスRが徐々に大きくなっていくため、電流ID1,ID2
ゼロになるタイミングが徐々に早くなり、トランジスタ
Q1,Q3の動作周波数、すなわち点灯周波数fは、始動時
が最も低く、定常状態へ向かうにつれて徐々に高くな
る。この場合において、チョークコイルL1とコンデンサ
C1の共振周波数 を第4図に示すように始動時の点灯周波数f1より低く設
定している。
Switching operation of the transistor Q 1 to Q 4 are, at the transition from the start to the steady state, the impedance R of the high pressure discharge lamp LA gradually increases, the timing of current I D1, I D2 becomes zero Gradually faster, transistor
The operating frequencies of Q 1 and Q 3 , that is, the lighting frequency f is lowest at the time of starting and gradually increases toward a steady state. In this case, choke coil L 1 and capacitor
Resonant frequency of C 1 Is set to be lower than the lighting frequency f 1 at the start, as shown in FIG.

このように構成した結果、高圧放電灯LAが始動から定
常状態へ移行する際に、点灯周波数fが共振周波数
fLC′に一致することはなくなり、負荷回路(L1,C1,L
A)のインピーダンスが極端に低くなることはなく、ト
ランジスタQ1〜Q4に過電流が流れたり、ランプ電流IILA
に高周波成分が多く含まれてリップルが増大すというこ
とは防止でき、したがってアークの不安定,ランプ電流
ILAの減少を防止でき、高圧放電灯LAを始動状態から定
常状態へ安定に移行させることができる。
As a result of such a configuration, when the high pressure discharge lamp LA shifts from the starting state to the steady state, the lighting frequency f becomes the resonance frequency.
f LC ′ no longer matches and the load circuit (L 1 , C 1 , L
The impedance of A) does not become extremely low, and overcurrent flows through the transistors Q 1 to Q 4 , and the lamp current I ILA
It is possible to prevent the ripple from increasing due to the high frequency component contained in the arc, and therefore the arc instability and lamp current.
It is possible to prevent the reduction of I LA , and it is possible to stably shift the high pressure discharge lamp LA from the starting state to the steady state.

つぎに、制御部8の構成および動作を第2図により説
明する。第2図において、発振回路11は数百Hzで発振
し、フリップフロップ回路10により2つの信号を取り出
してランプ電流ILAの正の半サイクルと負の半サイクル
の基準のドライブ信号を得る。この信号は数百Hzでオン
オフさせるトランジスタQ2,Q4のベースドライブ回路7
へ送る。一方、数十KHdでオンオフさせるトランジスタQ
1,Q3のベースドライブ回路9へは、タイマ(IC555:μPC
1555:NEC社製)I1の出力信号とフリップフロップ回路10
の出力信号とをアンド素子I3,I4で合成した信号が与え
られることになる。
Next, the configuration and operation of the control unit 8 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the oscillating circuit 11 oscillates at several hundred Hz, and the flip-flop circuit 10 takes out two signals to obtain the reference drive signals of the positive half cycle and the negative half cycle of the lamp current I LA . This signal is a base drive circuit 7 for transistors Q 2 and Q 4 that turn on and off at several hundred Hz.
Send to. On the other hand, a transistor Q that turns on and off at several tens of KHd
1, to the base drive circuit 9 of Q 3, timer (IC555: μPC
1555: manufactured by NEC) I 1 output signal and flip-flop circuit 10
Thus, a signal obtained by synthesizing the output signal of and the AND elements I 3 and I 4 is given.

電流検出抵抗R0は、ダイオードD1,D2の電流ID1,ID2
検出し、コンパレータI2がその電圧降下と基準電圧VREF
を抵抗R6,R7で分圧した電圧VR7とを比較し、電流検出抵
抗R0の両端電圧が電圧VR7より高ければ、コンパレータI
2の出力は“H"となってトランジスタQ5をオンにす。タ
イマI1の端子はリセット端子で、トランジスタQ5がオ
ンすると、抵抗R1,R2,コンデンサC2による発振は停止す
る。つまり、電流ID1またはID2が流れている状態では、
コンパレータI2の出力はトランジスタQ5をオンにし、リ
セットを働かせており、電流ID1またはID2がほぼゼロに
なった時点でトランスタQ5がオフし、抵抗R1,R2,コンデ
ンサC2による発振が開始し、タイマI1の出力端子が
“H"となり、コンデンサC2の電圧が(2/3)VCCとなる
と、出力端子は“L"となる。この時間がトランジスタ
Q1またはQ2のオン時間にあたる。タイマI1は無安定マル
チバイブレータとして動作しているが、R1≫R2であり、
出力端子の“L"時間はC2−R2−−の回路での時定
数で近似的に決るので短いが、出力端子がいったん
“L"となると、主回路のトランジスタQ1,Q2はオフで電
流ID1,ID2が流れるから、トランジスタQ5がオンし、タ
イマI1は発振せず、出力端子はLのままとなる。した
がって、出力端子が“H"の時間は抵抗R1,R2,コンデン
サC2で決まり、出力端子の“L"の時間は電流ID1,ID2
がゼロになるまでの時間となる。
The current detection resistor R 0 detects the currents I D1 and I D2 of the diodes D 1 and D 2 , and the comparator I 2 detects the voltage drop and the reference voltage V REF.
Is compared with voltage V R7 divided by resistors R 6 and R 7 , and if the voltage across current detection resistor R 0 is higher than voltage V R7 , comparator I
The output of 2 goes "H", turning on transistor Q 5 . The terminal of the timer I 1 is a reset terminal, and when the transistor Q 5 is turned on, the oscillation by the resistors R 1 , R 2 and the capacitor C 2 is stopped. That is, when the current I D1 or I D2 is flowing,
The output of the comparator I 2 turns on the transistor Q 5 and works resetting.When the current I D1 or I D2 becomes almost zero, the transformer Q 5 turns off and the resistors R 1 , R 2 and the capacitor C 2 When the oscillation starts due to, the output terminal of the timer I 1 becomes "H" and the voltage of the capacitor C 2 becomes (2/3) V CC , the output terminal becomes "L". This time the transistor
It corresponds to the on-time of Q 1 or Q 2 . Timer I 1 is operating as an astable multivibrator, but R 1 >> R 2 ,
The “L” time of the output terminal is short because it is approximately determined by the time constant of the C 2 −R 2 −− circuit, but once the output terminal becomes “L”, the transistors Q 1 and Q 2 of the main circuit are Since the currents I D1 and I D2 flow when turned off, the transistor Q 5 turns on, the timer I 1 does not oscillate, and the output terminal remains at L. Therefore, the time when the output terminal is "H" is determined by the resistors R 1 , R 2 and the capacitor C 2 , and the time when the output terminal is "L" is the current I D1 , I D2.
Is the time until becomes zero.

なお、上記実施例では、共振周波数fLC′を始動時の
点灯周波数f2より低く設定し、高圧放電灯LAが始動から
定常状態へ移行する際の高圧放電灯LAのインピーダンス
増加による店頭周波数fの変化過程に含まないようにし
たが、点灯周波数fがf2からf1へ移行する際に共振周波
数fLC′をとばして周波数変化させることでも、同様の
効果が得られる。
In the above embodiment, the resonance frequency f LC ′ is set lower than the lighting frequency f 2 at the start, and the storefront frequency f due to the impedance increase of the high pressure discharge lamp LA when the high pressure discharge lamp LA shifts from the start to the steady state. However, the same effect can be obtained by skipping the resonance frequency f LC ′ and changing the frequency when the lighting frequency f shifts from f 2 to f 1 .

また、この発明は直流チョッパ方式および交流チョッ
パ方式のいずれの放電灯点灯装置にも適用することがで
きる。
Further, the present invention can be applied to both a DC chopper type and an AC chopper type discharge lamp lighting device.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明の放電灯点灯装置は、放電灯,インダクタン
ス素子およびコンデンサよりなる共振回路に半導体スイ
ッチング素子から高周波出力を加えて放電灯を点灯さ
せ、かつ放電灯のインピーダンス変化に応じて前記半導
体スイッチング素子のスイッチング周波数を変化させる
ようにした放電灯点灯装置において、半導体スイッチン
グ素子のスイッチング周波数の変化範囲内にインダクタ
ンス素子およびコンデンサの共振周波数を含まないよう
にしたため、放電灯が始動から定常状態へ移行するまで
の期間のように放電灯のインピーダンスが大きく変化す
る場合において、上記スイッチング周波数が前記共振周
波数を通らずに変化し、高周波出力で共振することはな
く、半導体スイッチング素子に過電流が流れることはな
く、またランプ電流中の高周波リップルの含有量が増大
することはなく、アークを安定させることができ、さら
にランプ電流の急激な変化も防止することができて立消
え等の不具合もなくなり、放電灯を始動から定常状態へ
安定して移行させることができる。
In the discharge lamp lighting device of the present invention, a high frequency output is applied from a semiconductor switching element to a resonance circuit composed of the discharge lamp, an inductance element and a capacitor to turn on the discharge lamp, and the semiconductor switching element of the semiconductor switching element is changed according to the impedance change of the discharge lamp. In the discharge lamp lighting device that changes the switching frequency, since the resonance frequency of the inductance element and the capacitor is not included in the change range of the switching frequency of the semiconductor switching element, the discharge lamp changes from the start to the steady state. In the case where the impedance of the discharge lamp largely changes as in the period of, the switching frequency does not pass through the resonance frequency, does not resonate at high frequency output, and the overcurrent does not flow in the semiconductor switching element. , Again during lamp current The high-frequency ripple content does not increase, the arc can be stabilized, and sudden changes in the lamp current can be prevented, so that problems such as extinction can be eliminated, and the discharge lamp can be stabilized from the start to the steady state. Can be moved to.

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

第1図はこの発明の一実施例の回路図、第2図はその要
部の詳細な回路図、第3A図および第3B図はそれぞれ第1
図の各部の波形図、第4図は第1図の回路におけるラン
プ電圧と点灯周波数の関係を示す図、第5図は従来の放
電灯点灯装置の回路図、第6図は第5図の回路の定常点
灯時の各部の波形図、第7図は第5図の回路の始動直後
の各部の波形図、第8図は第5図の回路におけるランプ
電圧と点灯周波数の関係を示す図である。 LA……高圧放電灯、Q1,Q3……トランジスタ(半導体ス
イッチング素子)、L1……チョークコイル(インダクタ
ンス素子)、C1……コンデンサ、D1,D2……ダイオード
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a main portion thereof, and FIGS. 3A and 3B are respectively a first circuit diagram.
FIG. 4 is a waveform diagram of each part of the figure, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the lamp voltage and the lighting frequency in the circuit of FIG. 1, FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device, and FIG. FIG. 7 is a waveform diagram of each part during steady lighting of the circuit, FIG. 7 is a waveform diagram of each part immediately after the circuit of FIG. 5 is started, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the lamp voltage and the lighting frequency in the circuit of FIG. is there. LA ...... high pressure discharge lamp, Q 1, Q 3 ...... transistor (semiconductor switching devices), L 1 ...... choke coil (inductance element), C 1 ...... capacitor, D 1, D 2 ...... diode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】点灯直後から安定点灯に至るまでの期間で
インピーダンス変化が大きい高圧放電灯とこの高圧放電
灯に直列接続したインダクタンス素子と前記高圧放電灯
に並列接続したコンデンサとからなる共振回路と、前記
共振回路に高周波出力を与える半導体スイッチング素子
と、前記高圧放電灯のインピーダンスの変化に応じて前
記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を変化
させる制御回路とを備え、点灯直後から安定点灯に至る
までの期間で前記半導体スイッチング素子のスイッチン
グ周波数の変化範囲内に前記インダクタンス素子および
前記コンデンサの共振周波数を含まないようにした放電
灯点灯装置。
1. A resonance circuit comprising a high-pressure discharge lamp having a large impedance change during a period from immediately after lighting to stable lighting, an inductance element connected in series to the high-pressure discharge lamp, and a capacitor connected in parallel to the high-pressure discharge lamp. A semiconductor switching element that gives a high-frequency output to the resonance circuit, and a control circuit that changes the switching frequency of the semiconductor switching element in accordance with a change in impedance of the high-pressure discharge lamp, from immediately after lighting until stable lighting A discharge lamp lighting device in which a resonance frequency of the inductance element and the capacitor is not included in a change range of a switching frequency of the semiconductor switching element in a period.
【請求項2】半導体スイッチング素子は、第1ないし第
4の4個の半導体スイッチング素子からなり、直流電源
の両端間に第1および第2の半導体スイッチング素子の
直列回路と第3および第4の半導体スイッチング素子の
直列回路とをこの並びで並列に接続し、前記第1および
第2の半導体スイッチング素子の接続点と前記第3およ
び第4の半導体スイッチング素子の直列回路の接続点の
間に共振回路を接続した特許請求の範囲第(1)項記載
の放電灯点灯装置。
2. A semiconductor switching element comprises four semiconductor switching elements, first to fourth, and a series circuit of first and second semiconductor switching elements and a third and fourth semiconductor switching element between both ends of a DC power supply. A series circuit of semiconductor switching elements is connected in parallel in this arrangement, and resonance occurs between a connection point of the first and second semiconductor switching elements and a connection point of the series circuits of the third and fourth semiconductor switching elements. The discharge lamp lighting device according to claim (1), wherein a circuit is connected.
【請求項3】第2および第4の半導体スイッチング素子
にそれぞれ第1および第2のダイオードを逆並列接続
し、前記第2および第4の半導体スイッチング素子を交
互に低周波駆動し、前記第4の半導体スイッチング素子
のオン期間に前記第1の半導体スイッチング素子を高周
波駆動し、前記第2の半導体スイッチング素子のオン期
間に前記第3の半導体スイッチング素子を高周波駆動し
た特許請求の範囲第(2)項記載の放電灯点灯装置。
3. A first and a second diode are respectively connected in anti-parallel to a second and a fourth semiconductor switching element, and the second and the fourth semiconductor switching element are alternately driven at a low frequency to drive the fourth semiconductor switching element. The first semiconductor switching element is driven at a high frequency during the ON period of the semiconductor switching element, and the third semiconductor switching element is driven at a high frequency during the ON period of the second semiconductor switching element. The discharge lamp lighting device according to the item.
【請求項4】制御回路は、第1の半導体スイッチング素
子を動作させた後一定時間経過後に前記第1の半導体ス
イッチング素子を遮断し第1のダイオードを通して流れ
る誘導電流が略零になったときに前記第1の半導体スイ
ッチング素子を再導通させるとともに、第3の半導体ス
イッチング素子を動作させた後一定時間経過後に前記第
3の半導体スイッチング素子を遮断し第2のダイオード
を通して流れる誘導電流が略零になったときに前記第3
の半導体スイッチング素子を再導通させるようにした特
許請求の範囲第(3)項記載の放電灯点灯装置。
4. The control circuit, when a predetermined time elapses after operating the first semiconductor switching element, shuts off the first semiconductor switching element and the induced current flowing through the first diode becomes substantially zero. The first semiconductor switching element is re-conducted, and the third semiconductor switching element is shut off after a lapse of a certain time after the third semiconductor switching element is operated, so that the induced current flowing through the second diode becomes substantially zero. When it comes to the third
The discharge lamp lighting device according to claim (3), wherein the semiconductor switching element is re-energized.
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