JPS63175397A - Discharge lamp lighter - Google Patents

Discharge lamp lighter

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JPS63175397A
JPS63175397A JP649787A JP649787A JPS63175397A JP S63175397 A JPS63175397 A JP S63175397A JP 649787 A JP649787 A JP 649787A JP 649787 A JP649787 A JP 649787A JP S63175397 A JPS63175397 A JP S63175397A
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啓泰 竹内
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、他励式の電流共振型インバータ回路を用いて
放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp using a separately excited current resonance type inverter circuit.

(背景技術) 第5図はインバータ回路を用いた放電灯点灯装置の基本
構成を示す回路図である。直流電源Eの両端には、スイ
ッチング素子Q、、Q2の直列回路と、コンデンサCI
+CI’の直列回路とが並列的に接続されている。スイ
ッチング素子Q、、Q2にはダイオードD、、D2が夫
々逆並列に接続されている。スイッチング素子Q 1.
 Q tの接続点と、コンデンサC+ 、 C+ ’の
接続点との間には、負荷回路が接続されている。負荷回
路としては、非電源側に予熱用のコンデンサC2を並列
接続された放電灯lとインダクタンスLの直列回路が接
続されており、この負荷回路は一般に誘導性リアクタン
スを呈するように設計されている。放電灯lの非電源側
に接続されたコンデンサC2とインダクタンスLとはL
C共振回路を構成し、この共振回路を利用して放電灯p
の両端に高電圧を発生させ、放電灯lを始動及び点灯維
持させているものである。
(Background Art) FIG. 5 is a circuit diagram showing the basic configuration of a discharge lamp lighting device using an inverter circuit. A series circuit of switching elements Q, Q2 and a capacitor CI are connected to both ends of the DC power supply E.
+CI' series circuit is connected in parallel. Diodes D, D2 are connected in antiparallel to the switching elements Q, Q2, respectively. Switching element Q 1.
A load circuit is connected between the connection point of Qt and the connection point of capacitors C+ and C+'. As a load circuit, a series circuit of a discharge lamp L with a preheating capacitor C2 connected in parallel and an inductance L is connected to the non-power supply side, and this load circuit is generally designed to exhibit inductive reactance. . The capacitor C2 and inductance L connected to the non-power side of the discharge lamp l are L.
Configure a C resonance circuit, and use this resonance circuit to connect the discharge lamp P.
A high voltage is generated across the lamp to start and keep the discharge lamp lit.

従来、放電灯を点灯させる場合に、放電灯の寿命を長く
するという理由で、両極のフィラメン1−を十分に予熱
させてから高電圧を印加して点灯させる方法が広く用い
られている。この従来例にあっては、第6図(a)に示
すように、予熱時間L1の間は周波数f1でインバータ
回路を発振させて、コンデンサC2の両端電圧Vc2を
点灯電圧以下に下げて放電灯lのフィラメントを十分に
予熱し、予熱時間L1の経過後は周波数f2でインバー
タ回路を発振させて、コンデンサC2の両端電圧■。2
を点灯電圧よりも高くして、放電灯lを始動させるよう
にしている。
BACKGROUND ART Conventionally, when lighting a discharge lamp, a method has been widely used in which the filaments 1- at both poles are sufficiently preheated and then a high voltage is applied to light them, in order to extend the life of the discharge lamp. In this conventional example, as shown in FIG. 6(a), the inverter circuit is oscillated at the frequency f1 during the preheating time L1, and the voltage Vc2 across the capacitor C2 is lowered to below the lighting voltage. After the preheating time L1 has elapsed, the inverter circuit is oscillated at the frequency f2, and the voltage across the capacitor C2 is raised to ■. 2
is set higher than the lighting voltage to start the discharge lamp l.

第6図(b)はコンデンサC2に流れる電流rawを示
しており、同図(c)は放電灯lに流れる電流11を示
している。同図(d)は予熱時間1.においてスイッチ
ング素子に流れる電流波形を示しており、同図(e)は
高電圧をかけてから放電灯lが点灯するまでの時間t2
においてスイッチング素子に流れる電流波形を示してい
る。さらに、同図(f)は、放電灯lが点灯した後にス
イッチング素子に流れる電流波形を示している。同図(
g)は、コンデンサC2の両端に生じる電圧vc2と発
振周波数fとの関係を示しているや 第6図(a)に示すように、予熱時間り、の経過後には
、周波数をflからf2に変化させる。このときコンデ
ンサC2に高電圧を発生させるために、発振周波数f2
をインダクタンスLとコンデンサC2の固有振動周波数
f0よりも低く設定することが多い、また、点灯した時
に、所定の放電灯電流を得るためには、f 2 <f。
FIG. 6(b) shows the current raw flowing through the capacitor C2, and FIG. 6(c) shows the current 11 flowing through the discharge lamp l. The figure (d) shows the preheating time 1. , which shows the waveform of the current flowing through the switching element, and (e) of the same figure shows the time t2 from when a high voltage is applied until the discharge lamp l lights up.
2 shows the current waveform flowing through the switching element. Furthermore, FIG. 2(f) shows a current waveform flowing through the switching element after the discharge lamp 1 is turned on. Same figure (
g) shows the relationship between the voltage vc2 generated across the capacitor C2 and the oscillation frequency f.As shown in FIG. 6(a), after the preheating time has elapsed, the frequency changes from fl to f2. change. At this time, in order to generate a high voltage in capacitor C2, the oscillation frequency f2
is often set lower than the natural oscillation frequency f0 of the inductance L and capacitor C2.Furthermore, in order to obtain a predetermined discharge lamp current when the lamp is lit, f2<f.

になってしまうことがほとんどである、この場合に、周
波数を切り替えてから放電灯lが点灯するまでの間に、
短い時間t2ではあるが、同図(e)に示すような進相
電流がスイッチング素子に流れて、同時オン状態のサー
ジ電流が流れる。特に電源電圧Eが低い場合においては
、電流の実効値も大きく、サージ電流も大きくなり、ス
イッチング素子のASO領域(安全動作領域)を越える
というような問題がある。
In this case, between the time the frequency is switched and the discharge lamp 1 turns on,
Although it is for a short time t2, a phase-advanced current as shown in FIG. 4(e) flows through the switching element, and a surge current in the simultaneous ON state flows. Particularly when the power supply voltage E is low, the effective value of the current is large and the surge current is also large, causing problems such as exceeding the ASO area (safe operating area) of the switching element.

そこで、従来、第7図に示すような回路が提案されてい
る。この回路の詳細については後述するが、積分コンデ
ンサC4の充電電圧の上昇に応じて、インバータ回路の
発振周波数fを予熱時局波数f、から点灯時周波数r2
まで滑らかに変化させるように構成されている。電源投
入後の一定時間は、タイマー回路4の出力によりトラン
ジスタQ、がオンされて、コンデンサC1の両端に抵抗
R2が接続されているので、コンデンサC4の電圧は低
レベルである。このときのインバータ回路の発振周波数
は、予熱時局波数f1となる。タイマー回路4のタイマ
一時flt+が経過して、トランジスタQ。
Therefore, conventionally, a circuit as shown in FIG. 7 has been proposed. The details of this circuit will be described later, but as the charging voltage of the integrating capacitor C4 increases, the oscillation frequency f of the inverter circuit changes from the preheating wave number f to the lighting frequency r2.
It is designed to smoothly change up to. For a certain period of time after the power is turned on, the transistor Q is turned on by the output of the timer circuit 4, and the resistor R2 is connected across the capacitor C1, so the voltage of the capacitor C4 is at a low level. The oscillation frequency of the inverter circuit at this time is the preheating current wave number f1. When the timer moment flt+ of the timer circuit 4 elapses, the transistor Q.

がオフされると、コンデンサC4はI・ランジスタQ3
と抵抗R2よりなる限流要素を介して充電され、その充
電電圧は徐々に上昇する。コンデンサC1の充電電圧の
上昇につれてインバータ回路の発振周波数は徐々に上昇
し、最終的には点灯時周波数f2に至る。
is turned off, capacitor C4 is connected to I transistor Q3.
The voltage is charged through a current limiting element consisting of a resistor R2, and the charging voltage gradually increases. As the charging voltage of the capacitor C1 increases, the oscillation frequency of the inverter circuit gradually increases, and finally reaches the lighting frequency f2.

第8図(a)は、第7図回路における発振周波数fの時
間的変化とコンデンサの両端電圧VC,・との関係を示
している。発振周波数fは、予熱時間t、の間は周波数
f1に固定されており、この状態で放電灯lのフィラメ
ントが十分に予熱されるので、放電灯寿命が損なわれる
ことはない、また、この例の場合、予熱時の周波数f、
と点灯時の周波数f2との間に共振点f0が含まれるた
めに、周波数fIでスイッチング素子に流れる遅相モー
ドの電流波形と同じ電流波形で点灯されることになり、
進相モードの電流は流れなくなる。なお、第8図(b)
、(c)はコンデンサC2に流れる電流IC2及び放電
灯lに流れる電流11の時間的変化をそれぞれ示す。
FIG. 8(a) shows the relationship between the temporal change in the oscillation frequency f and the voltage across the capacitor VC, · in the circuit of FIG. The oscillation frequency f is fixed at the frequency f1 during the preheating time t, and the filament of the discharge lamp l is sufficiently preheated in this state, so the discharge lamp life is not impaired. In the case of preheating frequency f,
Since the resonance point f0 is included between the frequency f2 and the frequency f2 at the time of lighting, the light is turned on with the same current waveform as the slow mode current waveform flowing through the switching element at the frequency fI,
The phase advance mode current stops flowing. In addition, Fig. 8(b)
, (c) show temporal changes in the current IC2 flowing through the capacitor C2 and the current 11 flowing through the discharge lamp l, respectively.

ところで、放電灯が寿命末期になると、半波放電を起こ
したり、フィラメント断線前に不点灯になることが有り
得る。このような状態においては、放電灯の等価抵抗が
大きくなるために、共振度きが深くなり、スイッチング
素子の電流が進相モードになり、そのピーク値が上昇し
、スイッチング柔子のストレスが増大し、この状態が長
時間続くと、スイッチング素子Q 1. Q 2が破壊
されるという問題が生じる。
By the way, when a discharge lamp reaches the end of its life, it may cause half-wave discharge or stop lighting before the filament breaks. In such a state, the equivalent resistance of the discharge lamp increases, so the degree of resonance deepens, the current in the switching element enters a phase advance mode, its peak value increases, and the stress on the switching element increases. However, if this state continues for a long time, the switching element Q1. The problem arises that Q2 is destroyed.

そこで、第7図回路においては、放電灯lの寿命末期に
スイッチング素子Q2に流れる過電流を検出し、所定レ
ベル以上の過電流が検出されたときには、タイマー回路
4をリセットし、トランジスタQ5をオンにして、積分
コンデンサC4を抵抗R1を介して放電させることによ
り、インバータ回路の発振周波数を予熱時局波数f1に
戻すようにしている。そして、タイマー回路4のタイマ
一時間1.が経過すると、再びトランジスタQ、をオフ
にして積分コンデンサC1を抵抗R6を介して徐々に充
電し、インバータ回路の発振周波数を点灯時周波数まで
滑らかに変化させる。この後、再び放電灯寿命末期の過
電流が検出されることにより、以下、同じ動作を繰り返
し、インバータ回路の発振周波数は第9図に示すように
変化する。これによって、放電灯lは点灯状態と予熱状
態とを交互に繰り返し、その出力光束が点滅することに
より、放電灯の寿命末期をユーザーに知らせて、回路が
破損する前に電源を遮断させるようにしている。
Therefore, in the circuit shown in FIG. 7, an overcurrent flowing through the switching element Q2 is detected at the end of the life of the discharge lamp l, and when an overcurrent exceeding a predetermined level is detected, the timer circuit 4 is reset and the transistor Q5 is turned on. By discharging the integrating capacitor C4 via the resistor R1, the oscillation frequency of the inverter circuit is returned to the preheating local wave number f1. Then, the timer circuit 4's timer 1 hour 1. When , the transistor Q is turned off again and the integrating capacitor C1 is gradually charged via the resistor R6, thereby smoothly changing the oscillation frequency of the inverter circuit to the lighting frequency. Thereafter, as the overcurrent at the end of the discharge lamp life is detected again, the same operation is repeated and the oscillation frequency of the inverter circuit changes as shown in FIG. 9. As a result, the discharge lamp l alternately cycles between the lighting state and the preheating state, and its output luminous flux blinks to notify the user that the discharge lamp is at the end of its lifespan, so that the power can be cut off before the circuit is damaged. ing.

しかしながら、この方式では点灯状態と予熱状態とを交
互に繰り返す際に、インバータ回路の発振周波数を決め
るコンデンサC4が所定の時定数をもって充放電を繰り
返すので、発振周波数は第9図に示すように、LC回路
の共振点f0を通って変化する。したがって、特に、寿
命末期を検出した後、予熱モードに入るまでの間におい
て、スイ・〉チング素子Q、、Q2に加わるストレスが
非常に大きくなり、放電灯lの点滅中にスイッチング素
子Q、、Q、が破壊するおそれがあった。
However, in this method, when the lighting state and preheating state are alternately repeated, the capacitor C4, which determines the oscillation frequency of the inverter circuit, repeats charging and discharging with a predetermined time constant, so the oscillation frequency is as shown in FIG. It changes through the resonance point f0 of the LC circuit. Therefore, especially after detecting the end of life and before entering preheating mode, the stress applied to the switching elements Q, , Q2 becomes very large, and the stress applied to the switching elements Q, , Q2 becomes extremely large while the discharge lamp l is blinking. Q. There was a risk that it would be destroyed.

(発明の目的) 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、放電灯の始動時におけるイン
バータ回路のスイッチング素子のストレスを軽減するこ
とができると共に、放電灯の寿命末期には放電灯の点滅
によりユーザーに寿命末期であることを知らせることが
でき、この放電灯の点滅時におけるスイッチング素子の
ストレスをも軽減できるようにした放電灯点灯装置を提
供するにある。
(Object of the invention) The present invention has been made in view of the above points, and
The purpose of this is to reduce the stress on the switching elements of the inverter circuit when starting the discharge lamp, and to notify the user that the discharge lamp is at the end of its life by blinking at the end of its life. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device which is capable of reducing the stress on a switching element during blinking of the discharge lamp.

(発明の開示) 本発明に係る放電灯点灯装置の構成を、第1図及び第2
図に示す実施例について説明すると、他励式の電流共振
型インバータ回路の発振出力により放電灯lを点灯させ
る放電灯点灯装置において、抵抗R6のような限流要素
を介して充電される積分コンデンサC4の充電電圧の上
昇に応じてインバータ回路の発振周波数を予熱時局波数
f1から点灯時周波数f2まで滑らかに変化させる周波
数制御回路5と、放電灯lの寿命末期を検出する寿命末
期検出回路6と、寿命末期検出回路6の検出出力が生じ
たときには、周波数制御回路5の積分コンデンサC4を
前記限流要素を介して再充電させるように初期電圧まで
急速放電させる急速放電回路7とを備えて成るものであ
る。
(Disclosure of the Invention) The configuration of the discharge lamp lighting device according to the present invention is shown in FIGS.
To explain the embodiment shown in the figure, in a discharge lamp lighting device that lights a discharge lamp l by the oscillation output of a separately excited current resonance type inverter circuit, an integrating capacitor C4 is charged via a current limiting element such as a resistor R6. a frequency control circuit 5 that smoothly changes the oscillation frequency of the inverter circuit from the preheating local wave number f1 to the lighting frequency f2 in response to an increase in the charging voltage; and an end-of-life detection circuit 6 that detects the end of the life of the discharge lamp l. , a rapid discharge circuit 7 that rapidly discharges the integrating capacitor C4 of the frequency control circuit 5 to the initial voltage so as to recharge it via the current limiting element when the detection output of the end-of-life detection circuit 6 is generated. It is something.

本発明にあっては、このように、放電灯lの寿命末期検
出出力が生じたときには、周波数制御用の積分コンデン
サC4を急速放電させるようにしたから、第1図に示す
ように、点灯時周波数r2から予熱時局波数f、に復帰
する際には周波数が瞬時に変fヒし、予熱時局波数f1
から点灯時周波数f2に変化するときには周波数が徐々
に変化するものであり、したがって、放電灯の始動時に
おけるインバータ回路のスイッチング素子のストレスを
軽減することができると共に、放電灯の寿命末期には放
電灯の点滅によりユーザーに寿命末期であることを知ら
せることができ、この放電灯の点滅時におけるスイッチ
ング素子のストレスをも軽減できるものである。
In the present invention, when the end-of-life detection output of the discharge lamp l occurs, the integrating capacitor C4 for frequency control is rapidly discharged, so that when the lamp is lit, as shown in FIG. When returning from the frequency r2 to the preheating current wave number f, the frequency changes instantaneously to the preheating current wave number f1.
When changing from the lighting frequency f2 to the lighting frequency f2, the frequency changes gradually. Therefore, the stress on the switching elements of the inverter circuit when starting the discharge lamp can be reduced, and at the end of the discharge lamp's life, the frequency changes gradually. By blinking the electric lamp, it is possible to inform the user that the discharge lamp is at the end of its life, and the stress on the switching element when the discharge lamp blinks can be reduced.

以下、本発明の実施例について説明する。Examples of the present invention will be described below.

尺1匠り 第2図は本発明の一実施例の回路図である。本実施例に
おいて、従来例回路と同一の機能を有する部分には同一
の符号を付して重複する説明は省略する。負荷回路のコ
ンデンサの容量はCI> C2゛となるように設定され
ており、負荷回路の固有振動周波数は、インダクタンス
LとコンデンサC2とてほぼ定まる。
Figure 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. In this embodiment, parts having the same functions as those of the conventional circuit are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted. The capacitance of the capacitor in the load circuit is set so that CI>C2', and the natural oscillation frequency of the load circuit is approximately determined by the inductance L and the capacitor C2.

直流電源Eの両端には、抵抗R2,コンデンサC1の直
列回路よりなる制御部電源回路が接続されている。コン
デンサC5の電圧は、抵抗R7とツェナダイオードZD
の直列回路に印加されでいる。
A control power supply circuit consisting of a series circuit of a resistor R2 and a capacitor C1 is connected to both ends of the DC power supply E. The voltage of capacitor C5 is connected to resistor R7 and Zener diode ZD.
is applied to the series circuit.

ツェナダイオードZDの両端に発生した基準電圧は、コ
ンパレータCP 2の反転入力端子に印加されている。
The reference voltage developed across the Zener diode ZD is applied to the inverting input terminal of the comparator CP2.

コンパレータCP 2の非反転入力端子にはコンデンサ
C9の電圧が印加されている。コンデンサC5はトラン
ジスタQ、を介して、コンデンサC1の充電電圧により
充電される。トランジスタQ、には、カレントミラー回
路を構成するように、トランジスタQ、が接続されてい
る。各トランジスタQ、、Q、の電流利得hfeが十分
に大きいとすると、トランジスタQ4に流れる電流は、
トランジスタQ、に流れる電流と同じになる。トランジ
スタQ、は、抵抗Rs 、 Rsの直列回路を介してコ
ンデンサC3の両端に接続されている。抵抗R5には、
トランジスタQ、と抵抗R4の直列回路と、コンデンサ
C1と、トランジスタQsとが並列接続されている。ト
ランジスタQsのベースには、抵抗R3を介してタイマ
ー回路4の出力が接続されている。タイマー回路4は、
予熱時間を設定するものであり、直流電源Eが投入され
て、コンデンサC1の充電電圧が上昇してから、所定の
時間だけ高レベルの信号を出力する。したがって、トラ
ンジスタQコに流れる電流は、電源投入後の一定時間は
抵抗R,,R,,R,によって決まり、その後は、コン
デンサC1の充電電圧の上昇につれて、除)(に減少し
、最終的には抵抗R2,R,の直列抵抗によって決まる
一定直となる。このCR回路によって、周波数制御回路
5が構成されている。
The voltage of the capacitor C9 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator CP2. Capacitor C5 is charged via transistor Q with the charging voltage of capacitor C1. A transistor Q is connected to the transistor Q to form a current mirror circuit. Assuming that the current gain hfe of each transistor Q, , Q, is sufficiently large, the current flowing through transistor Q4 is
The current will be the same as that flowing through transistor Q. Transistor Q is connected across capacitor C3 via a series circuit of resistors Rs and Rs. For resistor R5,
A series circuit of a transistor Q and a resistor R4, a capacitor C1, and a transistor Qs are connected in parallel. The output of the timer circuit 4 is connected to the base of the transistor Qs via a resistor R3. The timer circuit 4 is
The preheating time is set, and a high level signal is output for a predetermined time after the DC power supply E is turned on and the charging voltage of the capacitor C1 rises. Therefore, the current flowing through the transistor Q is determined by the resistors R,,R,,R, for a certain period of time after the power is turned on, and then decreases to has a constant frequency determined by the series resistance of resistors R2 and R. This CR circuit constitutes the frequency control circuit 5.

コンデンサC1の両端電圧は、タイマーICtmの2番
、6番、及び7番端子に接続されている。このタイマー
ICt+aは、汎用のタイマーIC(NEC製μPD1
5555)であり、周知のように、トリガ端子(2番端
子)が(1/3)Vcc以下になると、トリガされて出
力端子(3番端子)が高レベルとなり、放電端子(7番
端子)は高インピーダンスとなる。また、スレショルド
端子(6番端子)が(2/ 3 ) V ccになると
出力端子(3番端子)が低レベルとなり、放電端子(7
番端子)も低レベルとなる。
The voltage across the capacitor C1 is connected to the 2nd, 6th, and 7th terminals of the timer ICtm. This timer ICt+a is a general-purpose timer IC (μPD1 manufactured by NEC).
5555), and as is well known, when the trigger terminal (terminal 2) becomes lower than (1/3) Vcc, it is triggered and the output terminal (terminal 3) becomes high level, and the discharge terminal (terminal 7) becomes high impedance. Also, when the threshold terminal (terminal 6) becomes (2/3) V cc, the output terminal (terminal 3) becomes low level, and the discharge terminal (terminal 7) becomes low level.
terminal) is also at a low level.

このため、コンデンサC1の両端には鋸歯状波電圧が発
生する。この電圧がコンパレータCP2にて基準電圧と
比較されて、コンパレータCP2からは矩形波の発振出
力が得られる。
Therefore, a sawtooth wave voltage is generated across the capacitor C1. This voltage is compared with a reference voltage by a comparator CP2, and a rectangular wave oscillation output is obtained from the comparator CP2.

コンパレータCP2の出力は、DフリップフロップFF
により分周される。DフリップフロップFFの出力Q、
Qは、NANDゲートG、、G、の一方の入力にそれぞ
れ接続されている。また、出力Qはデータ人力りに接続
されている。クロック入力Cには、前述のコンパレータ
CP2の出力が接続されている。クロック入力Cが低レ
ベルから高レベルに立ち上がる度に、Dフリップフロッ
プFFの出力は反転し、出力Q、Qからはコンパレータ
CP 2の出力を2分の1に分周したデユーティファク
ター50%の矩形波が得られる。一方、コンパレータc
p、の出力は、インバータゲー)−a3.G4と抵抗R
,を介して、NANDゲートG + 、 G zの他方
の入力に接続されている。各NANDゲートGQ2の駆
動回路1,2に入力されている。したがって、スイッチ
ング素子Q、、Q、の駆動信号は、一方が高レベルで他
方が低レベルである第1の3111間と、一方が低レベ
ルで他方が高レベルである第2の期間とが交番する信号
となり、第1の期間と第2の期間との間に、両方の出力
が共に低レベルである第3の期間が存在する。この第3
の期間は、スイッチング素子Q、、Q2が共にオンにな
らないようにするためのデッドオフタイムであり、オン
状君のスイッチング素子の電荷蓄積時間等を考慮した短
い時間で良く、第2図回路では、コンパレータCP2の
出力が低レベルである期間によって決定されている。
The output of comparator CP2 is the D flip-flop FF.
The frequency is divided by Output Q of D flip-flop FF,
Q is connected to one input of NAND gates G, , G, respectively. Further, the output Q is connected to the data input terminal. The clock input C is connected to the output of the above-mentioned comparator CP2. Every time the clock input C rises from a low level to a high level, the output of the D flip-flop FF is inverted, and from the outputs Q and Q, a duty factor of 50%, which is the output of the comparator CP2 divided by half, is output. A square wave is obtained. On the other hand, comparator c
The output of p, is the inverter game)-a3. G4 and resistance R
, to the other inputs of the NAND gates G + and G z . It is input to drive circuits 1 and 2 of each NAND gate GQ2. Therefore, the drive signals of the switching elements Q, , Q, alternate between a first period in which one is at a high level and the other is at a low level, and a second period in which one is at a low level and the other is at a high level. There is a third period between the first period and the second period in which both outputs are at a low level. This third
The period is a dead-off time to prevent both switching elements Q, Q2 from being turned on, and it can be a short time taking into consideration the charge accumulation time of the switching elements when they are on. , is determined by the period during which the output of comparator CP2 is at a low level.

スイッチング素子Q2には、電流検出用の抵抗R1が直
列接続されており、この抵抗R3の両端には、コンデン
サC7が接続されている。コンデンサC7の両端電圧は
、コンパレータCP、の非反転入力端子に印加されてい
る。コンパレータCP1の反転入力端子には、基準電圧
Vrが印加されてのレベルを越えると、抵抗R1の電圧
降下が増大し、コンデンサC7の両端電圧が基準電圧V
rよりも高くなって、コンパレータCP、の出力がLo
w”レベルから“HiHI+”レベルとなる。コンパレ
ータCP1の出力は、出力禁止回ii’83を介してタ
イマー回路4のリセット入力に接続されている。出力禁
止回路3は電源投入後の一定時間は出力を“L。
A current detection resistor R1 is connected in series to the switching element Q2, and a capacitor C7 is connected to both ends of this resistor R3. The voltage across the capacitor C7 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator CP. When the reference voltage Vr is applied to the inverting input terminal of the comparator CP1 and exceeds the level, the voltage drop across the resistor R1 increases and the voltage across the capacitor C7 increases to the reference voltage Vr.
r becomes higher than r, and the output of comparator CP becomes Lo.
w" level becomes "HiHI+" level. The output of comparator CP1 is connected to the reset input of timer circuit 4 via output inhibit circuit ii'83. Set the output to “L”.

w”レベルに保持し、その陵は、コンパレータcP1の
出力をそのまま出力する回路であり、放電灯lの始動時
の過電流を誤って検出することを防止するために設けら
れている0以上の回路により、放電灯の寿命末期の過電
流を検出する寿命末期検出回路6が構成される。
w" level, and its terminal is a circuit that outputs the output of the comparator cP1 as it is. The circuit constitutes an end-of-life detection circuit 6 that detects overcurrent at the end of the discharge lamp's life.

以上の構成により、第1図に示すような周波数制御を行
うことができる。すなわち、直流電源Eを投入すると、
タイマー回路4の出力により一定時間トランジスタQ5
がオンする。従って、インバータ回路の発振周波数は、
コンデンサC2と抵抗r(5,R41Raの値によって
ほぼ定まった値となり、周波数f、で予熱が行なわれる
9次に、タイマー回路4のタイマ一時間t1が経過する
と、その出力がイ氏レベルとなり、トランジスタQsが
オフとなる。このため、コンデンサC1が徐々に充電さ
れ、その充電電圧は抵抗Rs 、 Rgの分圧電圧に至
る。このとき、インバータ回路の発振周波数は前述の予
熱時の周波数f、から、抵抗R5,R,とコンデンサC
6により決まる周波数f2へ徐々に変化する。この周波
数の変化の途中で放電灯lが点灯する。
With the above configuration, frequency control as shown in FIG. 1 can be performed. In other words, when DC power supply E is turned on,
Transistor Q5 is activated for a certain period of time by the output of timer circuit 4.
turns on. Therefore, the oscillation frequency of the inverter circuit is
The value is approximately determined by the values of the capacitor C2 and the resistor r (5, R41Ra), and preheating is performed at the frequency f.Next, when one time t1 of the timer circuit 4 elapses, its output becomes the level of Mr. The transistor Qs is turned off. Therefore, the capacitor C1 is gradually charged, and its charging voltage reaches the divided voltage of the resistors Rs and Rg. At this time, the oscillation frequency of the inverter circuit is equal to the frequency f during preheating described above. From, resistor R5, R, and capacitor C
The frequency gradually changes to f2 determined by 6. During this frequency change, the discharge lamp 1 is turned on.

次に、放電灯lが寿命末期になると、寿命末期検出回路
6がスイッチング素子Q2に流れる過電流を検出し、所
定レベル以上の過電流が検出されたときには、寿命末期
検出回路6の出力が゛High°゛レベルとなり、タイ
マー回路4をリセットすると共に、抵抗R1を介してト
ランジスタQ、にベース電流を流してトランジスタQ、
をオンにする。
Next, when the discharge lamp l reaches the end of its life, the end-of-life detection circuit 6 detects an overcurrent flowing through the switching element Q2, and when an overcurrent exceeding a predetermined level is detected, the output of the end-of-life detection circuit 6 is The level becomes High°, which resets the timer circuit 4 and causes the base current to flow through the transistor Q through the resistor R1.
Turn on.

これによって、積分コンデンサC4はトランジスタQ6
を介して急速放電され、インバータ回路の発振周波数は
瞬時に予熱時局波数f1に戻る。これによって、過電流
が抑制されるから、寿命末期検出口路6の出力は’Lo
g”レベルに戻り、トランジスタQ6はオフする。その
後、タイマー回路4のタイマ一時間t1が経過すると、
トランジスタQ。
This causes integrating capacitor C4 to connect to transistor Q6.
The oscillation frequency of the inverter circuit instantly returns to the preheating current wave number f1. This suppresses overcurrent, so the output of the end-of-life detection path 6 becomes 'Lo.
g" level, and the transistor Q6 is turned off. After that, when one time t1 of the timer circuit 4 elapses,
Transistor Q.

がオフになり、再び積分コンデンサC4を抵抗R3を介
して除々に充電し、インバータ回路の発振周波数を点灯
時周波数f2まで滑らかに変化させる。
is turned off, the integrating capacitor C4 is gradually charged again via the resistor R3, and the oscillation frequency of the inverter circuit is smoothly changed to the lighting frequency f2.

この後、再び放電灯寿命末期の過電流が検出されること
により、以下、同じ動作を繰り返し、インバータ回路の
発振周波数は第1[?lに示すように変化する。したが
って、放電灯lは点灯状態と予熱状態とを交互に繰り返
し、その出力光束が点滅することにより、放電灯の寿命
末期をユーザーに知らせることができる。しかも、点灯
状態から予熱状態に復帰する際には、周波数を瞬時に変
化させるようにしているので、従来例のようにスイッチ
ング素子Q 1. Q zに大きなストレスが加わるこ
とは防止できるものである。
After this, the overcurrent at the end of the discharge lamp life is detected again, and the same operation is repeated, and the oscillation frequency of the inverter circuit becomes the first [? It changes as shown in l. Therefore, the discharge lamp 1 alternately repeats the lighting state and the preheating state, and the output luminous flux blinks, thereby informing the user of the end of the life of the discharge lamp. Moreover, when returning from the lighting state to the preheating state, the frequency is changed instantaneously, so unlike the conventional example, the switching element Q1. It is possible to prevent large stress from being applied to Qz.

火見1」工 第3図は本発明の他の実施例の要部回路図であり、イン
バータ装置の主回路の構成は第2図回路と同様であるの
で、図示を省略しである0本実施例にあっては、インバ
ータ装置の制御回路の構成が前の実施例とは異なってい
る。tlmlは汎用のタイマーIC(NEC製μPD1
5555)である。
Fig. 3 is a circuit diagram of a main part of another embodiment of the present invention, and since the configuration of the main circuit of the inverter device is the same as the circuit in Fig. 2, the illustration is omitted. In this embodiment, the configuration of the control circuit of the inverter device is different from the previous embodiment. tlml is a general-purpose timer IC (μPD1 manufactured by NEC)
5555).

タイマーICLM+の時定数回路を構成する抵抗R。A resistor R that constitutes the time constant circuit of the timer ICLM+.

2 、 R+ 3+コンデンサC,の直列回路には電源
電圧■eeが印加されている。抵抗RI2とR13の接
続点は。
A power supply voltage ■ee is applied to the series circuit of 2, R+3, and capacitor C. The connection point between resistors RI2 and R13 is.

タイマーICt+a+の放電端子(7番端子)に接続さ
れ、抵抗R13とコンデンサC8の接続点はタイマIC
tm+のスレショルド端子(6番端子)及びトリガ端子
(2番端子)に接続されている。これによって、タイマ
ーICLm+は無安定マルチバイブレータとして動作す
る。その発振周波数は、抵抗R12゜RI3及びコンデ
ンサC3の時定数と、制御端子(5番端子)の電圧によ
って決まる。タイマーICt+++。
It is connected to the discharge terminal (terminal 7) of the timer ICt+a+, and the connection point between the resistor R13 and the capacitor C8 is the timer IC.
It is connected to the threshold terminal (terminal 6) and trigger terminal (terminal 2) of tm+. Thereby, timer ICLm+ operates as an astable multivibrator. The oscillation frequency is determined by the time constant of the resistor R12°RI3 and the capacitor C3, and the voltage at the control terminal (terminal 5). Timer ICt+++.

の出力端子(3番端子)は、フリップフロップFFより
なる分周回路に接続されている。
The output terminal (terminal 3) of is connected to a frequency dividing circuit made up of a flip-flop FF.

周波数制御回路5の構成については、実施例1の渇きと
ほぼ同様である。電源投入後、一定時間はタイマー回路
4の出力が高レベルでトランジスタQ5がオンであるの
で、オペアンプOPには抵抗R1,R4、R5と抵抗R
IGとの分圧電圧が入力され、オペアンプOPにて低イ
ンピーダンス化されて、タイマーICt+alの制御端
子(5′#端子)に入力され、予熱時の発振周波数f1
が決定される。フリップフロップFFによる分周回路の
動作は実施例1と同様である。
The configuration of the frequency control circuit 5 is almost the same as that of the first embodiment. After the power is turned on, the output of the timer circuit 4 is at a high level and the transistor Q5 is on for a certain period of time, so the operational amplifier OP has resistors R1, R4, R5 and a resistor R.
The divided voltage with IG is inputted, the impedance is made low by the operational amplifier OP, and it is inputted to the control terminal (5'# terminal) of the timer ICt+al, and the oscillation frequency f1 during preheating is input.
is determined. The operation of the frequency dividing circuit using the flip-flop FF is the same as in the first embodiment.

次にタイマー回路4のタイマ一時間【1の経過後におい
ては、トランジスタQ、がオフし、抵抗R2を介してコ
ンデンサC1が充電されるので、オペアンプoPへの入
力電圧は、予熱時に比べて徐々に高くなり、それによっ
てタイマーICtm+の発振周波数が徐々に低くなる。
Next, after one hour [1] of the timer circuit 4 has elapsed, the transistor Q is turned off and the capacitor C1 is charged via the resistor R2, so the input voltage to the operational amplifier oP gradually decreases compared to during preheating. As a result, the oscillation frequency of timer ICtm+ gradually decreases.

この変化により、予熱時の発振周波数f1から点灯時の
発振周波数f2へとスムーズに移行するようになってい
る。
This change allows a smooth transition from the oscillation frequency f1 during preheating to the oscillation frequency f2 during lighting.

さらに、放電灯lが寿命末期になると、寿命末期検出回
路6がスイッチング素子Q2に流れる過電流を検出し、
所定レベル以上の3at流が検出されたときには、寿命
末期検出回路6の出力が“Hlgll“レベルとなり、
タイマー回路4をリセットすると共に、抵抗R4を介し
てトランジスタQ6にベース電流を流してI・ランジス
タQ6をオンにする。
Furthermore, when the discharge lamp l reaches the end of its life, the end of life detection circuit 6 detects an overcurrent flowing through the switching element Q2,
When a 3at flow higher than a predetermined level is detected, the output of the end-of-life detection circuit 6 becomes the "Hlgll" level,
The timer circuit 4 is reset, and a base current is passed through the transistor Q6 via the resistor R4 to turn on the I transistor Q6.

これによって、積分コンデンサC1はトランジスタQ6
を介して3速放電され、インバータ回路の発振周波数は
瞬時に予熱時局波数f1に戻る。
This causes integrating capacitor C1 to connect to transistor Q6.
The oscillation frequency of the inverter circuit instantly returns to the preheating current wave number f1.

なお、第2図及び第3図回路における周波数スィーブ用
の積分コンデンサC4の揮類は特に限定する必要はない
が、アルミ電解コンデンサを用いた場かには、その漏れ
電流の温度特性が第4図に示すようになり、高温になる
程、指数関数的に増加する特性を示す、したがって、こ
の特性を利用してコンデンサC1に流れる電流を高温時
に多くして、低温時に少なくすれば、IC等は温度によ
る影響を受けにくいように設計されているので、発振周
波数は低温時には低く、高温時には高くなる温度特性と
なり、放電灯に流れる電流は低温時には増加する。した
がって、低温時の調光点灯状態からの立ち消えや、低温
時の光束低下等の放電灯特有の問題を解消することがで
きる。
Note that there is no need to specifically limit the volatiles of the integrating capacitor C4 for frequency sweeping in the circuits of FIGS. 2 and 3, but when using an aluminum electrolytic capacitor, the temperature characteristics of its leakage current are As shown in the figure, it exhibits a characteristic that increases exponentially as the temperature increases. Therefore, if you use this characteristic to increase the current flowing through the capacitor C1 at high temperatures and decrease it at low temperatures, IC etc. is designed to be less affected by temperature, so the oscillation frequency has a temperature characteristic that is low at low temperatures and high at high temperatures, and the current flowing through the discharge lamp increases at low temperatures. Therefore, it is possible to solve problems peculiar to discharge lamps, such as turning off the dimmed lighting state at low temperatures and a decrease in luminous flux at low temperatures.

また、実施例の説明においては、寿命末期検出回路6は
放電灯の寿命末期の過電流を検出する回路を例示したが
、放電灯の半波放電状態を検出するものであっても良い
Furthermore, in the description of the embodiment, the end-of-life detection circuit 6 has been exemplified as a circuit that detects an overcurrent at the end of the life of a discharge lamp, but it may also be a circuit that detects a half-wave discharge state of the discharge lamp.

(発明の効果) 本発明は上述のように、限流要素を介して充電される積
分コンデンサの充電電圧の上昇に応じて発振周波数を予
熱時局波数から点灯時周波数まで滑らかに変化させるよ
うにした他励式の電流共振型インバータ回路により放電
灯を点灯させる装置において、放電灯の寿命末期検出出
力が生じたときには、周波数制御用の積分コンデンサを
、前記限流要素を介して再充電させるように初期電圧ま
で急速放電させるようにしたから、点灯時周波数から予
熱時局波数に瞬時に復帰させることができ、また、予熱
時局波数から点灯時周波数に変化するときには周波数を
徐々に変化させることができ、したがって、放電灯の始
動時におけるインバータ回路のスイッチング素子のスト
レスを軽減することができると共に、放電灯の寿命末期
には放電灯の点滅によりユーザーに寿命末期であること
を知らぜることができ、この放電灯の点滅時におけるス
イッチング素子のストレスをも軽減でき、信頼性の高い
点灯装置を実現できるという効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention is capable of smoothly changing the oscillation frequency from the preheating frequency to the lighting frequency in response to an increase in the charging voltage of the integrating capacitor charged via the current limiting element. In a device for lighting a discharge lamp using a separately excited current resonant inverter circuit, when an end-of-life detection output of the discharge lamp occurs, an integrating capacitor for frequency control is recharged via the current limiting element. Since the battery is rapidly discharged to the initial voltage, it is possible to instantly return from the lighting frequency to the preheating frequency, and the frequency can be changed gradually when changing from the preheating frequency to the lighting frequency. Therefore, the stress on the switching elements of the inverter circuit when starting the discharge lamp can be reduced, and at the end of the discharge lamp's life, the discharge lamp can blink to notify the user that it is at the end of its life. This has the effect of reducing the stress on the switching element during blinking of the discharge lamp, and realizing a highly reliable lighting device.

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

第1図は本発明の動作説明図、第2図は本発明の一実施
例の回路図、第3図は本発明の他の実施例の要部回路図
、第4図は同上の動作説明図、第5図は従来例の回路図
、第6I2Iは同上の動作説明図、第7図は他の従来例
の回路図、第8図及び第9図は同上の動作説明図である
。 C1は積分コンデンサ、R3は抵抗、Eは直流電源、Q
、、C2はスイッチング素子、lは放電灯、5は周波数
制御回路、6は寿命末期検出回路、7は急速放電回路で
ある。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the operation of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of one embodiment of the invention, Fig. 3 is a main circuit diagram of another embodiment of the invention, and Fig. 4 is an explanation of the operation of the same. 5 is a circuit diagram of a conventional example, 6I2I is an explanatory diagram of the same operation as above, FIG. 7 is a circuit diagram of another conventional example, and FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams of operation same as above. C1 is an integrating capacitor, R3 is a resistor, E is a DC power supply, Q
, C2 is a switching element, l is a discharge lamp, 5 is a frequency control circuit, 6 is an end-of-life detection circuit, and 7 is a rapid discharge circuit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)他励式の電流共振型インバータ回路の発振出力に
より放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、限流
要素を介して充電される積分コンデンサの充電電圧の上
昇に応じてインバータ回路の発振周波数を予熱時周波数
から点灯時周波数まで滑らかに変化させる周波数制御回
路と、放電灯の寿命末期を検出する寿命末期検出回路と
、寿命末期検出回路の検出出力が生じたときには、周波
数制御回路の積分コンデンサを前記限流要素を介して再
充電させるように初期電圧まで急速放電させる急速放電
回路とを備えて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
(1) In a discharge lamp lighting device that lights a discharge lamp using the oscillation output of a separately excited current resonant inverter circuit, the oscillation frequency of the inverter circuit changes depending on the rise in the charging voltage of the integral capacitor charged via the current limiting element. A frequency control circuit that smoothly changes the frequency from the preheating frequency to the lighting frequency, an end-of-life detection circuit that detects the end of the discharge lamp's life, and an integral capacitor of the frequency control circuit when the detection output of the end-of-life detection circuit occurs. and a rapid discharge circuit for rapidly discharging to an initial voltage so as to recharge the discharge lamp through the current limiting element.
(2)予熱時周波数は共振回路の固有共振周波数よりも
高く設定され、点灯時周波数は共振回路の固有共振周波
数よりも低く、且つ、点灯時の負荷回路の共振周波数よ
りも高く設定されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の放電灯点灯装置。
(2) The frequency during preheating is set higher than the natural resonant frequency of the resonant circuit, and the frequency during lighting is set lower than the natural resonant frequency of the resonant circuit and higher than the resonant frequency of the load circuit during lighting. A discharge lamp lighting device according to claim 1, characterized in that:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02126597A (en) * 1988-11-07 1990-05-15 Tokyo Electric Co Ltd Discharge lamp lighting device
JPH10503047A (en) * 1994-07-19 1998-03-17 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Method of operating at least one fluorescent lamp with electronic ballast and ballast arrangement for the fluorescent lamp

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JPH02126597A (en) * 1988-11-07 1990-05-15 Tokyo Electric Co Ltd Discharge lamp lighting device
JPH10503047A (en) * 1994-07-19 1998-03-17 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Method of operating at least one fluorescent lamp with electronic ballast and ballast arrangement for the fluorescent lamp

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