JPS63207096A - Discharge lamp lighter - Google Patents

Discharge lamp lighter

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Publication number
JPS63207096A
JPS63207096A JP4108287A JP4108287A JPS63207096A JP S63207096 A JPS63207096 A JP S63207096A JP 4108287 A JP4108287 A JP 4108287A JP 4108287 A JP4108287 A JP 4108287A JP S63207096 A JPS63207096 A JP S63207096A
Authority
JP
Japan
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circuit
discharge lamp
period
separately
oscillation
Prior art date
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Pending
Application number
JP4108287A
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Japanese (ja)
Inventor
久保田 諭
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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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、他励式インバータ回路を用いて放電灯を高周
波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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a discharge lamp lighting device that uses a separately excited inverter circuit to light a discharge lamp at high frequency.

(背景技術) 第8図は従来の放電灯点灯装置の回路図である。(Background technology) FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device.

交流電源ACの電源電圧は、ダイオードブリッジDBに
て整流され、コンデンサCoにて平滑され、直流電圧と
される。この直流電圧は、発振トランス○Tの1次側と
半導体スイッチ素子Q、との直列回路に印加される0発
振トランスOTの2次側には、コンデンサC1を介して
放電灯DLが接続され、放電灯DLの非電源側にはりア
クタンス素子(コンデンサC2)が接続され、放電灯フ
ィラメントの予熱回路が構成されている。半導体スイッ
チ素子Q1には、ダイオードD、が逆並列接続される。
The power supply voltage of the alternating current power supply AC is rectified by a diode bridge DB, smoothed by a capacitor Co, and made into a direct current voltage. This DC voltage is applied to a series circuit of the primary side of the oscillation transformer ○T and the semiconductor switch element Q. A discharge lamp DL is connected to the secondary side of the oscillation transformer OT via a capacitor C1, A beam actance element (capacitor C2) is connected to the non-power side of the discharge lamp DL, and a preheating circuit for the discharge lamp filament is configured. A diode D is connected in antiparallel to the semiconductor switch element Q1.

また、回路のインダクタンス成分と共振状芯を呈するコ
ンデンサCIをスイッチ素子Q1の両端に並列接続する
。このコンデンサC1の接続される位置は、発振トラン
スOTの1次コイルの両端でも構わない、半導体スイッ
チ素子Q1の制御極には、発振回路1の出力がゲート回
路2及びドライブ回路3を介して入力されている。
Further, a capacitor CI exhibiting a resonant core with the inductance component of the circuit is connected in parallel to both ends of the switching element Q1. The capacitor C1 may be connected to both ends of the primary coil of the oscillation transformer OT.The output of the oscillation circuit 1 is input to the control pole of the semiconductor switch element Q1 via the gate circuit 2 and the drive circuit 3. has been done.

第9図(イ)は半導体スイッチ素子Q、をオン・オフ制
御するために発振回路1から出力される他励信号(Hi
gl+“°レベルのとき他励オン信号、” L 。
FIG. 9(a) shows a separately excited signal (Hi
gl+“Separately excited ON signal when at ° level,” L.

四”レベルのとき他励オフ信号と呼ぶことにする)を示
す、他励オン信号にて半導体スイッチ素子Q1がオンさ
れると、発振トランスOTの1次側を介して、第9図(
ロ)に示されるような電流Icが半導体スイッチ素子Q
、に流れる。他励オフ信号にて半導体スイッチ素子Q1
がオフされると、回路のLC成分に蓄えられたエネルギ
ーのために、発振トランスOTはコンデンサC1と共振
し、共振コンデンサ電流が流れ、半導体スイッチ素子Q
、の両端には、第9図(ハ)に示されるような共振電圧
が生じる。この共振電圧がゼロになると、共振電流はダ
イオードD、を介して流れ、また、ダイオード電流がゼ
ロになると、他励オン信号により半導体スイッチ素子Q
1に前サイクルと同様に電流Icが流れる(第9図(ロ
))、このようにして、発振を継続して行く、そして、
この共振によって発振トランスOTの2次側に生じる電
圧を発振トランスOTのり一ケージインダクタンスとコ
ンデンサC1を介して放電灯DLに印加し、放電灯DL
を点灯させる。なお、第9U2(ニ)、(ホ)はそれぞ
れ発振トランスOTの1次電圧と1次電流を示している
When the semiconductor switching element Q1 is turned on by a separately excited ON signal, which indicates a separately excited OFF signal when the level is 4", the signal shown in FIG.
The current Ic as shown in b) is the semiconductor switch element Q.
, flows to. Semiconductor switch element Q1 with separately excited off signal
is turned off, the oscillating transformer OT resonates with the capacitor C1 due to the energy stored in the LC component of the circuit, a resonant capacitor current flows, and the semiconductor switch element Q
, a resonant voltage as shown in FIG. 9(c) is generated at both ends of . When this resonant voltage becomes zero, the resonant current flows through the diode D, and when the diode current becomes zero, the separately excited ON signal causes the semiconductor switch element Q to flow.
1, the current Ic flows in the same way as in the previous cycle (Fig. 9 (b)), and in this way, oscillation continues, and
The voltage generated on the secondary side of the oscillation transformer OT due to this resonance is applied to the discharge lamp DL via the cage inductance of the oscillation transformer OT and the capacitor C1.
lights up. Note that 9th U2 (d) and (e) indicate the primary voltage and primary current of the oscillation transformer OT, respectively.

この1石式インバータ回路は、発振トランスOTの1次
側から見たインダクタンスとコンデンサC2とによる第
1の共振回路と、発振トランスOTの2次側から見たり
一ケージインダクタンスとコンデンサC3、C2による
第2の共振回路との2つの共振回路系を持ち、また、2
次回路の状態により、素子電圧VCHの振動波形が変化
する特徴を有している。すなわち、無負荷時には、発振
トランスOTの2次電流が流れなくなるので、その1次
側インダクタンスが大きくなり、そのために、コンデン
サC3と発振トランスOTの1次側から見たインダクタ
ンスとで決まる振動周期が長くなり、半導体スイッチ素
子Q、の両端電圧70日の巾が広くなる。
This one-stone inverter circuit consists of a first resonant circuit consisting of an inductance and a capacitor C2 as seen from the primary side of the oscillation transformer OT, and a one-cage inductance and a capacitor C3 and C2 as seen from the secondary side of the oscillation transformer OT. It has two resonant circuit systems with a second resonant circuit, and also has two resonant circuit systems.
It has a feature that the oscillation waveform of the element voltage VCH changes depending on the state of the next circuit. In other words, when there is no load, the secondary current of the oscillation transformer OT stops flowing, so its primary inductance increases, and as a result, the oscillation period determined by the capacitor C3 and the inductance seen from the primary side of the oscillation transformer OT increases. As a result, the width of the voltage across the semiconductor switch element Q, which is 70 days, increases.

このように、無負荷時に1次側回路の固有振動周期が長
くなった場合においても、他励式のインバータ回路では
他励信号の周期に従って半導体スイッチ素子Q、がオン
するために、第10図(ロ)に示されるように、半導体
スイッチ素子Q、の両端電圧、すなわち、共振コンデン
サCIの電圧が高い状態で半導体スイッチ素子Q1がオ
ンすることになり、コンデンサCIからのラッシュ電流
が半導体スイッチ素子Q、に流れて、大きな電力損失を
発生し、また半導体スイッチ素子Q1の破損を生じるこ
ともある。
In this way, even if the natural vibration period of the primary side circuit becomes long when there is no load, in a separately excited inverter circuit, the semiconductor switching element Q is turned on according to the period of the separately excited signal. As shown in (b), the semiconductor switch element Q1 is turned on when the voltage across the semiconductor switch element Q, that is, the voltage of the resonant capacitor CI is high, and the rush current from the capacitor CI is transferred to the semiconductor switch element Q. , and may cause large power loss and damage to the semiconductor switching element Q1.

そこで、第8図の回路では、半導体スイッチ素子Q、の
両端電圧を検出する素子電圧検出回路4を設けてあり、
半導体スイッチ素子Q、の両端電圧が高いときには、ゲ
ート回路2により他励オン信号の通過を阻止して、半導
体スイッチ素子Q。
Therefore, the circuit shown in FIG. 8 is provided with an element voltage detection circuit 4 that detects the voltage across the semiconductor switching element Q.
When the voltage across the semiconductor switching element Q is high, the gate circuit 2 prevents the separately excited ON signal from passing through the semiconductor switching element Q.

の導通を禁止するようにしている。したがって、無負荷
時において、第10図(イ)、(ロ)に示すように、半
導体スイッチ素子Q1の両端電圧VCHの巾が、発振回
路1の他励オフ信号の期間T3よりも長くなっても、第
10図(ハ)に示すように、■にE>0の期間中のドラ
イブ信号を禁止して、半導体スイッチ素子Q、の導通を
禁止することができる。このゲート回路2は、素子電圧
検出信号の反転信号と他励オン信号との論理積を取るこ
とにより節単に構成することができる。このようなゲー
ト回路2を設けることにより、無負荷時においても安全
に且つ安定に発振を行うことができるものである。
conduction is prohibited. Therefore, under no load, as shown in FIGS. 10(a) and 10(b), the width of the voltage VCH across the semiconductor switching element Q1 is longer than the period T3 of the separately excited off signal of the oscillation circuit 1. Also, as shown in FIG. 10(C), conduction of the semiconductor switching element Q can be prohibited by prohibiting the drive signal during the period of E>0 in (2). This gate circuit 2 can be constructed simply by taking the logical product of the inverted signal of the element voltage detection signal and the separately excited ON signal. By providing such a gate circuit 2, it is possible to safely and stably oscillate even when there is no load.

しかしながら、この従来例回路においては、無負荷状態
から放電灯DLを装着したときに、半導体スイッチ素子
Q1の両端に過電圧が印加され、半導体スイッチ素子Q
、の耐圧破壊を生じることがあった。
However, in this conventional example circuit, when the discharge lamp DL is attached from a no-load state, an overvoltage is applied across the semiconductor switch element Q1, and the semiconductor switch element Q
, pressure breakdown may occur.

(発明の目的) 本発明は上述のような点に濫みてなされたものであり、
その目的とするところは、無負荷状態がら放電灯を装着
したときに半導体スイッチ素子にかかる印加電圧を低減
し、半導体スイッチ素子の信頼性を損なうことなく、安
全且つ安定に点灯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-mentioned points,
The purpose of this is to reduce the voltage applied to the semiconductor switch element when the discharge lamp is attached under no-load conditions, and to enable safe and stable lighting without compromising the reliability of the semiconductor switch element. To provide electric light lighting devices.

(発明の開示) 本発明に係る放電灯点灯装置を第1図実施例について説
明すると、直流電源Eと、直流電源Eに対して順方向で
ある半導体スイッチ素子Q、と、直流電源Eに対して逆
方向で半導体スイッチ素子Q1に並列接続されたダイオ
ードD1と、半導体スイッチ素子Q1に直列接続された
インダクタンス要素(発振トランスOT)と、インダク
タンス要素と共に第1の共振回路を形成するコンデンサ
C1と、半導体スイッチ素子Q、を繰り返しオン・オフ
させるための他励信号を発生する発振回路1と、半導体
スイッチ素子Q1が両端電圧を有する期間は、他励信号
が前記半導体スイッチ素子Q1の導通制御極に入力され
ることを禁止する回路(ゲート回路2)と、半導体スイ
ッチ゛素子Q1のオンオフにより発生する共振電圧を安
定要素(発振トランスOTのり一ケージインダクタンス
とコンデンサC3)を介して印加される放電灯DLとを
含み、安定要素と放電灯DL及び放電灯DLに並列接続
された予熱制御リアクタンス(コンデンサCZ)で第2
の共振回路を形成し、無負荷時の第1の共振回路の共振
周波数が放電灯点灯時に比べて低いインバータ回路にお
いて、少なくとも無負荷状態から放電灯DLを装着した
ときには、他励信号のオフ期間に対するオン期間の長さ
が放電灯DLの定格点灯時よりも短くなるように、発振
回路1を制御するオン期間制御回路6を備えて成るもの
である。
(Disclosure of the Invention) The discharge lamp lighting device according to the present invention will be described with reference to the embodiment shown in FIG. a diode D1 connected in parallel to the semiconductor switch element Q1 in the opposite direction; an inductance element (oscillation transformer OT) connected in series to the semiconductor switch element Q1; and a capacitor C1 forming a first resonant circuit together with the inductance element. The oscillation circuit 1 generates a separately excited signal for repeatedly turning on and off the semiconductor switching element Q, and during a period when the semiconductor switching element Q1 has a voltage across both ends, the separately excited signal is applied to the conduction control pole of the semiconductor switching element Q1. A discharge lamp DL is connected to a circuit that prohibits input (gate circuit 2) and a stabilizing element (oscillation transformer OT glue cage inductance and capacitor C3) to which the resonant voltage generated by turning on and off the semiconductor switch element Q1 is applied. and a second one with a stabilizing element, a discharge lamp DL, and a preheating control reactance (capacitor CZ) connected in parallel with the discharge lamp DL.
In an inverter circuit that forms a resonant circuit in which the resonant frequency of the first resonant circuit during no-load is lower than when the discharge lamp is lit, at least when the discharge lamp DL is attached from a no-load state, the OFF period of the separately excited signal The lamp includes an on-period control circuit 6 that controls the oscillation circuit 1 so that the length of the on-period is shorter than the rated lighting time of the discharge lamp DL.

従来例回路においては、上述のように、無負荷状態から
放電灯DLを装着すると、半導体スイッチ素子Q、の両
端に過電圧が発生する。この過電圧発生のメカニズムに
ついて調べると、これは他励信号の周波数が発振トラン
スOTの2次回路での共振周波数の近傍または共振周波
数以下で動作しているために生じる現象であることが判
った。
In the conventional circuit, as described above, when the discharge lamp DL is attached from a no-load state, an overvoltage is generated across the semiconductor switch element Q. When investigating the mechanism of this overvoltage generation, it was found that this phenomenon occurs because the frequency of the separately excited signal operates near or below the resonant frequency in the secondary circuit of the oscillation transformer OT.

インバータ回路の主回路についての等価回路を第2図に
示す、ここで、L、は発振トランスOTの1次側から見
た励磁インダクタンス、L2は発振トランスOTの2次
側から見なり−ケージインダクタンスであり−L+>L
xとなる。C2“は発振トランスOTの2次回路のコン
デンサの合成値を1次側に換算した値であり、Rはフィ
ラメント等価抵抗である。2次共振回路は、半導体スイ
ッチ素子Q、又はダイオードD、がオンしているときに
は、インダクタンスし2、コンデンサC2゛、抵抗Rで
j:、f成され、半導体スイッチ素子Q、とダイオード
D+がオフしているときには、インダクタンスL2、コ
ンデンサ02°、コンデンサCI、抵bT、 Rで構成
される。ここで言う2次回路の共振周波数は、インダク
タンスし2、コンデンサ02°、抵抗Rで決まる周波数
のことである。
The equivalent circuit for the main circuit of the inverter circuit is shown in Figure 2, where L is the excitation inductance seen from the primary side of the oscillation transformer OT, and L2 is the cage inductance seen from the secondary side of the oscillation transformer OT. And −L+>L
It becomes x. C2" is the value obtained by converting the combined value of the capacitors in the secondary circuit of the oscillation transformer OT to the primary side, and R is the filament equivalent resistance. When it is on, the inductance L2, capacitor C2', and resistor R form j:, f, and when the semiconductor switching element Q and diode D+ are off, the inductance L2, capacitor C2', capacitor CI, and resistor are formed. It is composed of bT and R.The resonant frequency of the secondary circuit referred to here is the frequency determined by the inductance 2, the capacitor 02°, and the resistor R.

他励オフ信号の巾は、第9図に示すように、■C巳> 
oである期間T、よりも長<、i振トランスOTの1次
電流が転流するまでの期間T2より短くなるように一定
に設定しである。無負荷時においては、素子電圧vcI
!の振動周期が長くなるため、前述したようにゲート回
路2を設けて、導通期間の制御を行っているので、放電
灯DLを定格点灯できるように半導体スイッチ素子Q、
のオン期間を最大に設定しても、第10図に示すような
ドライブ信号となり、安定に発振を行う。
The width of the separately excited off signal is as shown in Figure 9.
It is set to be constant so that it is longer than the period T, which is o, and shorter than the period T2 until the primary current of the i-oscillating transformer OT commutates. At no load, the element voltage vcI
! As the oscillation period becomes longer, the gate circuit 2 is provided to control the conduction period as described above, so that the semiconductor switching elements Q,
Even if the on-period is set to the maximum, the drive signal as shown in FIG. 10 will be obtained, and stable oscillation will occur.

ところが、無負荷状態から放電灯DLを接続したときに
は、放電灯DLは放電開始していないため、放電灯DL
のフィラメントを介して、コンデンサC2が接続され、
発振トランスOTの2次側に閉回路を作る。この閉回路
の振動周期は短く、このとき、他励信号の周波数よりも
発振トランスOTの2次側回路での共振周波数が高くな
る。このときの動作波形を第4図に示す0図中、■〜■
の期間では、半導体スイッチ素子Q、のオン期間(第4
図(ハ)参照)に徐々に増大するコレクタ電流が流れ、
その電流波形は2次側の共振電流により、一旦ピークに
達した後に下がってくる波形になっている。■の期間に
おいて、正常点灯時ならば、発振トランスOTの1次電
流(第4図(ロ))が負から正へ転流する位相aは、素
子電圧Vcaがゼロになった後に来るべきであるが、素
子電圧Vc、(第4図(イ))がゼロになる前に転流す
る。この電流は発振トランスOTの2次間回路の共振電
流によるものであり、第3図の回路で半導体スイッチ素
子Q1がオフであるときに、矢印Aの方向に流れるため
、発振トランスOTの1次巻線に電圧(第4図(ニ)参
照)を誘起し、コンデンサC1を充電し、半導体スイッ
チ素子Q1の素子電圧■cEを上昇さぜる。前述したゲ
ート回路2があるため、素子電圧VCEが発生している
間の半導体スイッチ素子Q、の導通は禁止されるので、
素子電圧VCEは上昇し、半導体スイッチ素子Q1の両
端に過電圧が発生する。
However, when the discharge lamp DL is connected from a no-load state, the discharge lamp DL has not started discharging.
A capacitor C2 is connected through the filament of
Create a closed circuit on the secondary side of the oscillation transformer OT. The oscillation period of this closed circuit is short, and at this time, the resonance frequency in the secondary circuit of the oscillation transformer OT is higher than the frequency of the separately excited signal. The operating waveforms at this time are shown in Figure 0 in Figure 4.
In the period , the on period of the semiconductor switch element Q (the fourth
(see figure (c)), a gradually increasing collector current flows,
The current waveform has a waveform that once reaches a peak and then decreases due to the resonance current on the secondary side. During the period (2), if the lighting is normal, phase a, in which the primary current of the oscillation transformer OT (Fig. 4 (b)) commutates from negative to positive, should come after the element voltage Vca becomes zero. However, commutation occurs before the element voltage Vc (FIG. 4(a)) becomes zero. This current is due to the resonant current in the circuit between the secondary circuits of the oscillation transformer OT, and flows in the direction of arrow A when the semiconductor switching element Q1 is off in the circuit shown in FIG. A voltage (see FIG. 4(d)) is induced in the winding, charging the capacitor C1, and increasing the element voltage ccE of the semiconductor switching element Q1. Due to the presence of the gate circuit 2 described above, conduction of the semiconductor switching element Q is prohibited while the element voltage VCE is generated.
The element voltage VCE rises, and an overvoltage occurs across the semiconductor switch element Q1.

このように、無負荷状態から放電灯DLを装着した時に
過渡的に半導体スイッチ素子Q、に過電圧が印加され、
半導体スイッチ素子Q1の信頼性を損なっていた。この
ときは、半導体スイッチ素子Q1の他励信号の周波数が
、発振1〜ランス○Tの2次側の共振周波数に比べて低
く、第4図の転流位相aでは2次電圧の発生よりも前に
2次回路のコンデンサC2°のチャージ電流が流れる進
相モードとなるために、このような高電圧を生じていた
ものである。
In this way, when the discharge lamp DL is installed from a no-load state, an overvoltage is transiently applied to the semiconductor switch element Q.
The reliability of the semiconductor switching element Q1 was impaired. At this time, the frequency of the separately excited signal of semiconductor switching element Q1 is lower than the resonance frequency of the secondary side of oscillation 1 to lance ○T, and is lower than the generation of secondary voltage in commutation phase a in Fig. 4. Such a high voltage was generated before because the charging current of the capacitor C2° in the secondary circuit was in a phase advance mode.

なお、放電灯DLが点灯を行えば、発振トランス○Tの
2次回路にダンピング抵抗が接続されたことになるため
、共振周波数は第5図に示すように下がるため、点灯時
にはドライブ信号の周波数fdは2次回路の共振周波数
よりも高い状態で制御を行うことになり、上述のような
過電圧を生じることなく、安定な発振を行える。
Note that when the discharge lamp DL lights up, a damping resistor is connected to the secondary circuit of the oscillation transformer ○T, so the resonance frequency decreases as shown in Figure 5, so when the discharge lamp DL lights up, the frequency of the drive signal decreases. Since fd is controlled in a state higher than the resonant frequency of the secondary circuit, stable oscillation can be performed without causing the above-mentioned overvoltage.

本発明はこのように、発振トランスOTの1次側共振系
のほかに、2次側にも共振系を持つ1石式インバータ回
路において、少なくとも無負荷状態からの放電灯DLの
装着時においては、ドライブ信号の周波数を2次側共振
系の共振周波数よりも高くして、インバータ回路を遅相
モードで発振させるようにしている。
In this way, the present invention provides a single-stone inverter circuit that has a resonance system on the secondary side in addition to the primary side resonance system of the oscillation transformer OT, at least when the discharge lamp DL is installed from a no-load state. The frequency of the drive signal is set higher than the resonance frequency of the secondary side resonance system, so that the inverter circuit oscillates in a slow phase mode.

他励信号の周波数は、半導体スイッチ素子Q。The frequency of the separately excited signal is determined by the semiconductor switching element Q.

のオフ期間が一定期間に設定されているため、オン期間
を変えることにより変化する。したがって、他励信号の
周波数を高くするということは、半導体スイッチ素子Q
、のオン期間を短くするということである。無負荷状態
から放電灯DLを接続したときに、発振トランスOTの
2次側で共振系を持っても、その共振周波数よりも十分
に高い周波数で駆動されるため、第6図に示すように、
発振トランスOTの1次側には発振トランスOTの2次
電圧(第6図(ハ)〉に対して遅れ電流(第6図(ロ)
)が流れ、オン期間中の半導体スイッチ素子Q1のコレ
クタ電流はピークに達する前に遮断され、過電圧が生じ
ることなく、安全且つ安定に発振する。
Since the off period is set to a fixed period, it changes by changing the on period. Therefore, increasing the frequency of the separately excited signal means that the semiconductor switching element Q
This means shortening the on period of . When the discharge lamp DL is connected from a no-load state, even if there is a resonance system on the secondary side of the oscillation transformer OT, it will be driven at a frequency sufficiently higher than the resonance frequency, as shown in Figure 6. ,
The primary side of the oscillation transformer OT has a lagging current (Fig. 6 (b)) with respect to the secondary voltage of the oscillation transformer OT (Fig. 6 (c)).
) flows, and the collector current of the semiconductor switching element Q1 during the on period is cut off before reaching its peak, and oscillation occurs safely and stably without overvoltage occurring.

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.

火1眞 第1図は、本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回
路図である0発振トランスOTの2次巻線と放電灯DL
との間には、電流検出用のカレントトランス ンスCTは、放電灯DLに流れる電流(フィラメント電
流とランプ電流の合成値)を検出しており、これにより
、放電灯DLの装着を検出できる.カレント1〜ランス
CTの出力はダイオードD2にて整流され、抵抗R@,
 R1よりなる分圧回路にて分圧され、コンデンサC6
にて平滑されて、出力バッファとなるインバータI2に
入力される.以上の回路により、無負荷検出回路5が構
成されている。
Figure 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention, showing the secondary winding of the zero oscillation transformer OT and the discharge lamp DL.
A current transformer CT for current detection detects the current (combined value of filament current and lamp current) flowing through the discharge lamp DL, and thereby it is possible to detect whether the discharge lamp DL is attached. The outputs of current 1 to lance CT are rectified by diode D2, and resistors R@,
The voltage is divided by the voltage dividing circuit consisting of R1, and the capacitor C6
, and is input to inverter I2, which serves as an output buffer. The above circuit constitutes the no-load detection circuit 5.

発振回路1において、Llllは汎用のタイマーIC(
N E C′!!JμPD15555)である、このタ
イマICtmは、周知のように、トリガ端子(2番端子
)がl / 3 V cc以下になると、トリガされて
出力端子(3番端子)がHigl+”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2/3Vccになると
出力端子(3番端子)が“Low″レベルとなり、放電
端子(7番端子)も“Low”レベルとなる。
In the oscillation circuit 1, Lllll is a general-purpose timer IC (
NEC'! ! As is well known, this timer ICtm, which is a JμPD15555), is triggered when the trigger terminal (terminal 2) becomes l / 3 V cc or less, and the output terminal (terminal 3) becomes Higl+'' level, and the discharge terminal (Terminal 7) has high impedance. Also,
When the threshold terminal (terminal No. 6) becomes 2/3 Vcc, the output terminal (terminal no. 3) becomes a "Low" level, and the discharge terminal (terminal No. 7) also becomes a "Low" level.

制御部電源電圧Vccは、抵抗R1と抵抗R1とコンデ
ンサC7の直列回路に印加されており、抵抗R6と抵抗
R3との接続点は、タイマーICt+aの放電端子(7
番端子)に接続され、抵抗R9とコンデンサC7との接
続点は、タイマーICt+aのトリガ端子(2番端子)
とスレショルド端子(6番端子)に接続されている。抵
抗R1の両端にはトランジスタTrsを介して抵抗R3
゜が接続されている。トランジスタTrzのベースは抵
抗を介してトランジスタTr、に接続され、トランジス
タTr4がオンされたときには、トランジスタTr3も
オンされる。トランジスタTr、のベースは抵抗を介し
て無負荷検出回路5の検出出力に接続されている。この
トランジスタT r 2 、 T r、及び抵抗R10
によりオン期間制御回路6が構成されている。
The control unit power supply voltage Vcc is applied to the series circuit of the resistor R1, the resistor R1, and the capacitor C7, and the connection point between the resistor R6 and the resistor R3 is connected to the discharge terminal (7) of the timer ICt+a.
The connection point between resistor R9 and capacitor C7 is the trigger terminal (terminal 2) of the timer ICt+a.
and the threshold terminal (terminal 6). A resistor R3 is connected to both ends of the resistor R1 via a transistor Trs.
゜ is connected. The base of the transistor Trz is connected to the transistor Tr through a resistor, and when the transistor Tr4 is turned on, the transistor Tr3 is also turned on. The base of the transistor Tr is connected to the detection output of the no-load detection circuit 5 via a resistor. The transistors T r 2 , T r and the resistor R10
An on-period control circuit 6 is configured.

タイマーICLmは無安定マルチバイブレータを構成し
ており、その発振周波数は、トランジスタTr=がオフ
であるときには、抵抗R@ 、 R@とコンデンサC7
の時定数で決まる。このとき、タイマーjcL謡の出力
(3番端子)が°“Higl+”レベルである期間(他
励オン信号の巾)は、(Ra + R* ) Ctで定
まり、“”Low”レベルである期間(他励オフ信号の
巾)は、RBCtで定まる。トランジスタTr3がオン
されたときには、抵抗R8に抵抗R1゜が並列接続され
るので、他励オン信号の巾は、(ns//R1o 十n
 * ) Ctで定まり、トランジスタTr3がオフの
ときよりも短くなる。したがって、発振回路1の発振周
波数は高くなる。
Timer ICLm constitutes an astable multivibrator, and its oscillation frequency is determined by resistors R@, R@ and capacitor C7 when transistor Tr= is off.
It is determined by the time constant of At this time, the period during which the output (terminal 3) of the timer jcL song is at the “High+” level (width of the separately excited ON signal) is determined by (Ra + R*) Ct, and the period when it is at the “Low” level. (The width of the separately excited OFF signal) is determined by RBCt. When the transistor Tr3 is turned on, the resistor R1° is connected in parallel to the resistor R8, so the width of the separately excited ON signal is (ns//R1o
*) It is determined by Ct, and is shorter than when the transistor Tr3 is off. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 becomes high.

発振回路1の出力は、ゲート回路2におけるANDゲー
トG1の一方の入力に接続されている。
The output of the oscillation circuit 1 is connected to one input of an AND gate G1 in the gate circuit 2.

ANDゲートG、の地方の入力には、素子電圧検出回路
4の検出出力がインバータ■1にて論理を反転されて入
力されている。ここで、素子電圧検出回路4としては、
抵抗R+、 R2による電圧分圧回路を用いている。抵
抗R2には素子電圧検出回路4の出力を規制するための
ツェナダイオードZD、が並列接続されている。AND
ゲートG1の出力は、ドライブ回路3におけるトランジ
スタT r 1 。
The logic of the detection output of the element voltage detection circuit 4 is inverted by the inverter 1 and input to the local input of the AND gate G. Here, as the element voltage detection circuit 4,
A voltage divider circuit with resistors R+ and R2 is used. A Zener diode ZD for regulating the output of the element voltage detection circuit 4 is connected in parallel to the resistor R2. AND
The output of the gate G1 is the transistor T r 1 in the drive circuit 3.

Tr2よりなる相補動作形エミッタフォロワの入力に接
続されている。相補動作形エミッタフォロワの出力は、
抵抗R1とコンデンサCsの並列回路よりなるスピード
アップ回路を介して、半導体スイッチ素子Q、の制御入
力端に接続されている0本実施例にあっては、半導体ス
イッチ素子Q1としてバイポーラトランジスタを用いて
いる。なお、制御部電源電圧Vccは、平滑コンデンサ
C0に抵抗R1を介して接続されたコンデンサC4にて
得ている。その他の構成については、従来例回路と同様
である。
It is connected to the input of a complementary operation type emitter follower consisting of Tr2. The output of the complementary emitter follower is
In this embodiment, a bipolar transistor is used as the semiconductor switching element Q1. There is. Note that the control unit power supply voltage Vcc is obtained by a capacitor C4 connected to a smoothing capacitor C0 via a resistor R1. The other configurations are the same as the conventional circuit.

以下、本実施例の動作について説明する。The operation of this embodiment will be explained below.

発振回路1は、上述のように、他励信号のオン期間を切
り換えるトランジスタTr3を有しており、トランジス
タTr=のオン時には抵抗R,と並列に抵抗R1゜が接
続され、他励信号のオン期間が短くなり、発振周波数を
上げることができる。このトランジスタTr3は、無負
荷検出回路5の検出出力で駆動され、無負荷時には発振
トランスOTの2次巻線電流が流れないため、電流l・
ランスCTの出力電圧はゼロとなり、インバータI2の
出力信号は゛Iligb″レベルとなり、発振回路1の
トランジスタTr3をオンし、他励信号の周波数を上げ
る。
As mentioned above, the oscillation circuit 1 includes a transistor Tr3 that switches the ON period of the separately excited signal, and when the transistor Tr= is on, the resistor R1° is connected in parallel with the resistor R, and when the separately excited signal is turned on, the resistor R1° is connected. The period becomes shorter and the oscillation frequency can be increased. This transistor Tr3 is driven by the detection output of the no-load detection circuit 5, and when there is no load, the secondary winding current of the oscillation transformer OT does not flow, so the current l.
The output voltage of the lance CT becomes zero, the output signal of the inverter I2 becomes the "Iligb" level, turns on the transistor Tr3 of the oscillation circuit 1, and increases the frequency of the separately excited signal.

無負荷状態から放電灯DLを装着すると、発振トランス
OTの2次巻線に電流が流れるが、カレントトランスC
Tの出力を整流平滑している抵抗R@ 、 R7、コン
デンサC6の時定数により、一定時間は平滑電圧の立ち
上がりが遅れるため、その間、他励信号は高い周波数の
まま出力され、インバータ回路の共振周波数よりも十分
に高い周波数でインバータ回路が駆動される。その後、
無負荷検出回路5のコンデンサC6による平滑電圧が上
昇し、無負荷検出回路5の出力がLow”レベルとなり
、トランジスタTr=がオフとなって、発振回路1の発
振周波数が低下しても、その時点においては、放電灯D
Lは既に点灯しているため、インバータ回路の負荷側の
共振周波数は、:Q振回路1の発振周波数よりも下がっ
ている状態でインバータ回路が動作する。
When the discharge lamp DL is attached from a no-load state, current flows to the secondary winding of the oscillation transformer OT, but the current transformer C
Due to the time constants of the resistors R@, R7, and capacitor C6 that rectify and smooth the output of T, the rise of the smoothed voltage is delayed for a certain period of time, so the separately excited signal is output at a high frequency during that time, causing resonance in the inverter circuit. The inverter circuit is driven at a frequency sufficiently higher than the frequency. after that,
Even if the smoothed voltage by the capacitor C6 of the no-load detection circuit 5 rises, the output of the no-load detection circuit 5 becomes Low" level, the transistor Tr= is turned off, and the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 decreases, the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 decreases. At this point, discharge lamp D
Since L is already lit, the inverter circuit operates in a state where the resonance frequency on the load side of the inverter circuit is lower than the oscillation frequency of the Q oscillation circuit 1.

また、本発明の他の実施例として、他励信号の周波数は
一定とし、デユーティだけを下げる方法も考えられる。
Further, as another embodiment of the present invention, a method may be considered in which the frequency of the separately excited signal is kept constant and only the duty is lowered.

この場合には、第7図に示すように、オン期間中が狭い
ので、発振トランスOTの蓄積エネルギーは小さく、2
次回路の共振ループでの共振電流が小さくなるため、2
次回路に共振電流が流れても過電圧が半導体スイッチ索
子Q1に印加されることはない、ただし、このときイン
バータ回路の発振出力は、第7図に示すように、ドライ
ブ信号の1周期中に減衰振動する波形となり、ドライブ
信号の周期とは異なった振動を呈し、デユーティの設定
如何では、発振を継続しない場合もある。
In this case, as shown in FIG. 7, the ON period is narrow, so the stored energy of the oscillation transformer OT is small, and 2
Since the resonant current in the resonant loop of the next circuit becomes smaller, 2
Even if a resonant current flows in the next circuit, overvoltage will not be applied to the semiconductor switch cord Q1. However, at this time, the oscillation output of the inverter circuit will be The waveform becomes a damped oscillation, exhibiting a vibration different from the period of the drive signal, and depending on the duty setting, the oscillation may not continue.

(発明の効果) 本発明は上述のように、素子電圧の高いときに半導体ス
イッチ米子の導通を禁止゛して無負荷時の半導体スイッ
チ素子の保護を行うようにした共振型の1石他励式イン
バー°夕回路において、少なくとも無負荷状態から放電
灯を装着したときには、他励f3号のオフ期間に対する
オン期間の長さが放電灯の定13点灯時よりも短くなる
ようにしたから、無負荷状態から放電灯を装着した時に
半導体スイッチ素子に印加される過渡的な過電圧を抑制
することができ、半導体スイッチ素子の信顆性を損なう
ことがなくなるという効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention is a resonant single-stone separately excited type that protects the semiconductor switch element during no load by prohibiting conduction of the semiconductor switch element when the element voltage is high. In the inverter evening circuit, at least when the discharge lamp is installed from a no-load state, the length of the on-period with respect to the off-period of the externally excited Accordingly, it is possible to suppress transient overvoltage applied to the semiconductor switch element when the discharge lamp is attached, and there is an effect that the reliability of the semiconductor switch element is not impaired.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は同上の主
回路についての等価回路図、第3図は同上の動作説明の
ための回路図、第4図は同上の動作波形図、第5図は同
上の動作説明図、第6図は同上の動作波形図、第7図は
本発明の池の実施例の動作波形図、第8図は従来例の回
路図、第9図及び第10図は同上の動作波形図である。 1は発振回路、2はゲート回路、4は素子電圧検出回路
、5は無負荷検出回路、6はオン期間制御回路、Eは直
流電源、Qlは半導体スイッチ素子、D、はダイオード
、C,、C2はコンデンサ、OTは発振トランス、DL
は放電灯、Tr=はトランジスタである。
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of the main circuit of the above, Fig. 3 is a circuit diagram for explaining the operation of the above, and Fig. 4 is the operation waveform of the same. 5 is an explanatory diagram of the same operation as above, FIG. 6 is an operation waveform diagram of the same as above, FIG. 7 is an operation waveform diagram of the embodiment of the pond of the present invention, FIG. 8 is a circuit diagram of the conventional example, and FIG. This figure and FIG. 10 are operation waveform diagrams of the same as above. 1 is an oscillation circuit, 2 is a gate circuit, 4 is an element voltage detection circuit, 5 is a no-load detection circuit, 6 is an on-period control circuit, E is a DC power supply, Ql is a semiconductor switch element, D is a diode, C,... C2 is a capacitor, OT is an oscillation transformer, DL
is a discharge lamp, and Tr= is a transistor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)直流電源と、直流電源に対して順方向である半導
体スイッチ素子と、直流電源に対して逆方向で半導体ス
イッチ素子に並列接続されたダイオードと、半導体スイ
ッチ素子に直列接続されたインダクタンス要素と、イン
ダクタンス要素と共に第1の共振回路を形成するコンデ
ンサと、半導体スイッチ素子を繰り返しオン・オフさせ
るための他励信号を発生する発振回路と、半導体スイッ
チ素子が両端電圧を有する期間は、他励信号が前記半導
体スイッチ素子の導通制御極に入力されることを禁止す
る回路と、半導体スイッチ素子のオンオフにより発生す
る共振電圧を安定要素を介して印加される放電灯とを含
み、安定要素と放電灯及び放電灯に並列接続された予熱
制御リアクタンスで第2の共振回路を形成し、無負荷時
の第1の共振回路の共振周波数が放電灯点灯時に比べて
低いインバータ回路において、少なくとも無負荷状態か
ら放電灯を装着したときには、他励信号のオフ期間に対
するオン期間の長さが放電灯の定格点灯時よりも短くな
るように、発振回路を制御するオン期間制御回路を備え
て成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
(1) A DC power supply, a semiconductor switching element in the forward direction with respect to the DC power supply, a diode connected in parallel to the semiconductor switching element in the reverse direction with respect to the DC power supply, and an inductance element connected in series with the semiconductor switching element. , a capacitor that forms a first resonant circuit together with an inductance element, an oscillation circuit that generates a separately excited signal to repeatedly turn on and off the semiconductor switch element, and a separately excited The circuit includes a circuit that prohibits a signal from being input to the conduction control pole of the semiconductor switch element, and a discharge lamp that applies a resonance voltage generated by turning on and off the semiconductor switch element via a stabilizing element. In the inverter circuit, a second resonant circuit is formed by a preheating control reactance connected in parallel to the electric lamp and the discharge lamp, and the resonant frequency of the first resonant circuit during no-load is lower than when the discharge lamp is lit, at least in the no-load state. The lamp is characterized by being equipped with an on-period control circuit that controls the oscillation circuit so that when the discharge lamp is installed, the length of the on-period with respect to the off-period of the separately excited signal is shorter than the rated lighting time of the discharge lamp. Discharge lamp lighting device.
(2)オン期間制御回路は、他励信号のオフ期間を一定
としてオン期間を短くすることにより、他励信号の周波
数が第2の共振回路の共振周波数よりも高くなるように
制御する回路であ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 on-period control circuit is a circuit that controls the frequency of the separately-excited signal to be higher than the resonant frequency of the second resonant circuit by keeping the off-period of the separately-excited signal constant and shortening the on-period. A discharge lamp lighting device according to claim 1, characterized in that:
(3)オン期間制御回路は、他励信号の周波数を一定と
して、他励信号のオフ期間に対するオン期間の長さが短
くなるように制御する回路であ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。
(3) The on-period control circuit is a circuit that controls the separately-excited signal so that the frequency of the separately-excited signal is kept constant and the length of the on-period of the separately-excited signal is shorter than the off-period. The discharge lamp lighting device according to item 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03192693A (en) * 1989-12-21 1991-08-22 Wako Electric Co Ltd Discharge lamp lighting apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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