JPS63245276A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPS63245276A
JPS63245276A JP62076426A JP7642687A JPS63245276A JP S63245276 A JPS63245276 A JP S63245276A JP 62076426 A JP62076426 A JP 62076426A JP 7642687 A JP7642687 A JP 7642687A JP S63245276 A JPS63245276 A JP S63245276A
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JP
Japan
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circuit
transistor
inverter
voltage
capacitor
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Pending
Application number
JP62076426A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fuminori Nakaya
文則 仲矢
Keiichi Shimizu
恵一 清水
Kenichi Inui
乾 健一
Minaki Aoike
青池 南城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Electric Equipment Corp
Original Assignee
Toshiba Electric Equipment Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63245276A publication Critical patent/JPS63245276A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce a cost and miniaturize a device and enhance the efficiency, by detecting the ambient temperature of a load or the like, and by controlling the ON/OFF-frequency and duty of an inverter variably according to the ambient temperature. CONSTITUTION:An electric-discharge lamp lighting equipment is provided with a DC power-supply circuit 1, an inverter circuit 2, a dimming change-over circuit 3, an overall light starting circuit 4, a soft start circuit 5, a power-supply voltage/temperature compensating circuit 6, a non-load stop circuit 7, and a switching improvement circuit 8. By varying a reset resistor VR with the inverter circuit 2, its oscillation frequency can be varied. Besides, by controlling the ON/OFF- frequency and duty of a transistor Tr 1 variably according to the ambient temperature of the equipment, output frequency is varied, and to the fluorescent lamp FL of a load, output according to the ambient temperature can be fed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置
に関し、特に、螢光ランプ等の予熱形成電灯を高周波、
例えば20〜100kH2の交流電力で点灯する放電灯
点灯装置として好適な電力変換装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power conversion device that converts DC power to AC power.
The present invention relates to a power conversion device suitable as a discharge lamp lighting device that lights with AC power of 20 to 100 kHz, for example.

[従来の技術] 螢光ランプ等の放電灯は、低温時、始動性能および光出
力が低下する。したがって、このような放電灯を点灯す
るための装置では、その出力を周囲温度の変化に応じて
可変できることが望ましい。
[Prior Art] Discharge lamps such as fluorescent lamps have reduced starting performance and light output at low temperatures. Therefore, it is desirable for a device for lighting such a discharge lamp to be able to vary its output in accordance with changes in ambient temperature.

従来、この種の装置においては、直流電源としてシリー
ズレギュレータやスイッチングレギュレータ等を用い、
この直流電源に温度特性を持たせてインバータの入力端
子をコントロールし、もって、インバータの出力をコン
トロールしていた。
Conventionally, this type of equipment uses a series regulator, switching regulator, etc. as a DC power supply.
This DC power supply was given temperature characteristics to control the input terminals of the inverter, which in turn controlled the inverter's output.

[発明が解決しようとする問題点コ したがって、従来の装置は、シリーズレギュレータやス
イッチングレギュレータ等の電源回路を要し、部品点数
が多く、高コスト、大型、かつ低効率であるという不都
合があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, conventional devices require power supply circuits such as series regulators and switching regulators, and have the disadvantages of having a large number of parts, high cost, large size, and low efficiency. .

本発明は、上述の従来形における問題点に鑑みてなされ
たもので、周囲温度の変化に応じ出力を変えられ、かつ
同種の従来形に比べて部品点数が少なく、低コスト、小
型、かつ高効率の電力変換装置を提(1(、することを
目的とする。
The present invention was made in view of the problems of the conventional type described above, and is capable of changing output according to changes in ambient temperature, has fewer parts than conventional types of the same type, is low in cost, small in size, and has a high cost. The purpose is to provide an efficient power conversion device.

[問題点を解決するための手段] 上記[1的を達成するため本発明では、装置または負荷
の周囲温度を検出し、この検出信号に応じてインバータ
δ−溝成する主スイツチング素子のオン・オフ周波数お
よび/またはオン・オフデユーティを可変制御するよう
にしている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above [1], the present invention detects the ambient temperature of the device or the load, and turns on/off the main switching element forming the inverter δ-groove in response to this detection signal. The off frequency and/or on/off duty are variably controlled.

[作用および効果] この種のインバータぼ、一般に、出力端に共振回路や出
カドランス等のリアクタンス素子が接続されている。ま
た、負荷として放電灯を用いる場合も放電灯のバラスト
としてインダクタ等のりアクタンス素子が接続される。
[Operations and Effects] This type of inverter generally has a reactance element such as a resonant circuit or an output transformer connected to the output end. Also, when a discharge lamp is used as a load, a glue actance element such as an inductor is connected as a ballast of the discharge lamp.

したがって、上述のように、装置の周囲温度に応じて主
スイツチング素子のオン・オフの周波数および/または
デユーティを可変制御することにより、出力周波数が可
変され負荷へ周囲温度に応じた出力を供給することがで
きる。このため、本発明の装置を放電灯点灯装置として
用いた場合、低温時は出力を増大することにより、螢光
ランプ等の始動特性を改善し、点灯時の光出力を確保す
葛ことができる。
Therefore, as mentioned above, by variably controlling the on/off frequency and/or duty of the main switching element according to the ambient temperature of the device, the output frequency is varied and an output corresponding to the ambient temperature is supplied to the load. be able to. Therefore, when the device of the present invention is used as a discharge lamp lighting device, by increasing the output when the temperature is low, it is possible to improve the starting characteristics of fluorescent lamps, etc. and ensure the light output when lighting. .

また、本発明の装置は、直流入力安定化のために安定化
電源回路を要しないため、上記従来形に比べて部品点数
が少なく、低コスト、小型、かつ高効率である。
Further, since the device of the present invention does not require a stabilizing power supply circuit for stabilizing the DC input, it has fewer parts than the conventional type, and is lower in cost, smaller in size, and more efficient.

サラニ、インバータの出力を必要最小限に設計すること
ができ、この点からも小形化および低コスト化を図るこ
とができる。
The output of the inverter can be designed to the minimum necessary, and from this point of view as well, miniaturization and cost reduction can be achieved.

[実施例] 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Example] The present invention will be described in detail below using the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置のブロ
ック回路を示す。同図の装置は、直流電源回路1、イン
バータ回路2、調光切換回路3、全光始動回路4、ソフ
トスタート回路5、電源電圧・温度補償回路6、無負荷
停止回路7、およびスイッチング改善回路8を具備する
FIG. 1 shows a block circuit of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention. The device in the figure includes a DC power supply circuit 1, an inverter circuit 2, a dimming switching circuit 3, an all-light starting circuit 4, a soft start circuit 5, a power supply voltage/temperature compensation circuit 6, a no-load stop circuit 7, and a switching improvement circuit. 8.

直流電源回路1は、全波整流回路DBおよび平滑用コン
デンサC4を備え、図示しない交流電源より平滑角2i
9i、電圧を発生する。
The DC power supply circuit 1 includes a full-wave rectifier circuit DB and a smoothing capacitor C4, and has a smoothing angle of 2i from an AC power supply (not shown).
9i, generate voltage.

インバータ回路2は、準E級自励式シングルトランジス
タインバータ回路を用いたもので、スイッチングトラン
ジスタTriのコレクタと直流電源正側端子aとの間に
インダクタLlとコンデンサC1とのLC共振回路およ
び限流(バラスト)用インダクタL2と負荷である螢光
ランプFLとの直列回路を接続し、インダクタL2に設
けた帰還巻線L2f’を一端はコンデンサC3とインダ
クタL3との直列回路を介してトランジスタTriのベ
ースに接続し他端は直流電源負側端子すに接続しである
。また、トランジスタTriのベースと直流電源負側端
子すとの間に可変抵抗VRを接続し、トランジスタTr
iのエミッタをダイオードD7を介して直流電源負側端
子に接続しである。さらに、螢光ランプFLの各フィラ
メントの非電源側端子「2とr4との間にランプ起動用
コンデンサC2を接続しである。
The inverter circuit 2 uses a semi-E class self-excited single transistor inverter circuit, and has an LC resonance circuit of an inductor Ll and a capacitor C1 connected between the collector of the switching transistor Tri and the positive terminal a of the DC power supply, and a current limiting circuit ( A series circuit of an inductor L2 (for ballast) and a fluorescent lamp FL as a load is connected, and a feedback winding L2f' provided in the inductor L2 is connected to the base of the transistor Tri at one end via a series circuit of a capacitor C3 and an inductor L3. The other end is connected to the negative terminal of the DC power supply. In addition, a variable resistor VR is connected between the base of the transistor Tri and the negative side terminal of the DC power supply, and the transistor Tr
The emitter of i is connected to the negative terminal of the DC power supply via a diode D7. Furthermore, a lamp starting capacitor C2 is connected between the non-power supply side terminal ``2'' and r4 of each filament of the fluorescent lamp FL.

次に、インバータ回路2の動作を説明する。第1図にお
いて、図示しない交流電源が投入され、直流電源回路1
より直流電圧が発生すると、図示しない起動用抵抗を介
してトランジスタTrlにベース電流が供給され、トラ
ンジスタTriのコレクタ電流がインダクタL1とコン
デンサCtとの並列共振回路およびインダクタL2とコ
ンデンサC2との直列共振回路を介して流れる。これに
より、トランジスタTriは、インダクタL2、帰還巻
tl L 2f、コンデンサC3およびインダクタL3
を介してのコレクタからベースへの正帰還、ならびにL
L、L2.C1,C2からなるコレクタ回路の共振によ
り発振を開始する。
Next, the operation of the inverter circuit 2 will be explained. In FIG. 1, an AC power supply (not shown) is turned on, and a DC power supply circuit 1
When a DC voltage is generated, a base current is supplied to the transistor Trl via a starting resistor (not shown), and the collector current of the transistor Tri is connected to the parallel resonant circuit of the inductor L1 and the capacitor Ct and the series resonance circuit of the inductor L2 and the capacitor C2. flows through the circuit. Thereby, the transistor Tri is connected to the inductor L2, the feedback winding tl L 2f, the capacitor C3 and the inductor L3
positive feedback from the collector to the base via L
L, L2. Oscillation starts due to resonance of the collector circuit consisting of C1 and C2.

第1図において、コンデンサC3およびインダクタL3
は、トランジスタTriのターンオフ時ベース電流を引
き抜いてトランジスタTriのスイッチングロスを低減
するためのものである。可変抵抗VRはトランジスタT
riのオン時コンデンサに充電された電荷をこのトラン
ジスタTrlのオフ時に放電するコンデンサリセット用
抵抗である。
In FIG. 1, capacitor C3 and inductor L3
is for reducing the switching loss of the transistor Tri by drawing out the base current when the transistor Tri is turned off. Variable resistance VR is transistor T
This is a capacitor reset resistor that discharges the charge charged in the capacitor when ri is on when this transistor Trl is off.

このインバータ回路2は、このリセット用抵抗VRを可
変することにより、インバータ回路2の発振周波数を可
変することができる。すなわち、第2図を参照して、ト
ランジスタTriのオン期間TonにトランジスタTr
iにはコンデンサC3を介してベース電流が流れ、コン
デンサC3は帰還巻線L2f’側が+、トランジスタT
riのベース側が−となる向きに充電される。このコン
デンサC3の電荷は、トランジスタTriの次のオフ期
間Tof’f’にコンデンサC3から帰還巻線L 2f
’、可変抵抗 VRおよびインダクタL3を経由してコ
ンデンサC3に戻る経路で放電される。
This inverter circuit 2 can vary the oscillation frequency of the inverter circuit 2 by varying the reset resistor VR. That is, referring to FIG. 2, during the on period Ton of the transistor Tri, the transistor Tr
The base current flows through capacitor C3, and the feedback winding L2f' side of capacitor C3 is +, and the transistor T
The base side of ri is charged in the negative direction. The charge of this capacitor C3 is transferred from the capacitor C3 to the feedback winding L2f during the next off period Tof'f' of the transistor Tri.
', is discharged via a path returning to capacitor C3 via variable resistor VR and inductor L3.

可変抵抗VRの抵抗値を大きくすると、コンデンサC3
の放電(リセット)の時定数が長くなる。
When the resistance value of variable resistor VR is increased, capacitor C3
The discharge (reset) time constant becomes longer.

ここで、トランジスタTriのオフ期間Toff’はこ
のトランジスタTrlのコレクタに接続された上記共振
系により定まるためほぼ一定である。従って、トランジ
スタTrlのオフ期間Torr中に放電される電荷量、
すなわちオン期間Ton中に充電可能な電荷量が少なく
なる。つまり、コンデンサC3はトランジスタTrlの
オン時、トランジスタTriのベース電流が流れると早
期に充電され、トランジスタTriは早期にベース電流
が減少し、上記正帰還によりオフする。この結果、トラ
ンジスタTr1のオン期間Tonが短縮され、発振周波
数が上昇する。
Here, the off-period Toff' of the transistor Tri is determined by the resonance system connected to the collector of the transistor Trl, and is therefore substantially constant. Therefore, the amount of charge discharged during the off period Torr of the transistor Trl,
That is, the amount of charge that can be charged during the on period Ton decreases. That is, when the transistor Trl is on, the capacitor C3 is quickly charged when the base current of the transistor Tri flows, and the base current of the transistor Tri quickly decreases, and the transistor Tri is turned off due to the positive feedback described above. As a result, the on period Ton of the transistor Tr1 is shortened and the oscillation frequency is increased.

この装置においては、トランジスタTriのコレクタ負
荷共振系の固有周波数をこのインバータ回路2の発振周
波数より低く設定しであるため、インバータ回路2の発
振周波数を上昇させて固有周波数から離せばランプ電流
は低減し、一方、インバータ回路2の発振周波数を下降
させて固有周波数に近づければランプ電流は増加する。
In this device, the natural frequency of the collector load resonance system of the transistor Tri is set lower than the oscillation frequency of this inverter circuit 2, so if the oscillation frequency of the inverter circuit 2 is increased and moved away from the natural frequency, the lamp current will be reduced. On the other hand, if the oscillation frequency of the inverter circuit 2 is lowered to approach the natural frequency, the lamp current will increase.

したがって、この装置においては、可変抵抗VRの抵抗
値を所定の値に設定してランプFLを全光点灯するとと
もに、可変抵抗VRの抵抗値をより高い値に可変しまた
は切り換えてインバータ回路2の発振周波数を上昇させ
、ランプ電流を低減してランプFLを調光点灯すること
ができる。
Therefore, in this device, the resistance value of the variable resistor VR is set to a predetermined value to turn on the lamp FL at full brightness, and the resistance value of the variable resistor VR is varied or switched to a higher value to control the inverter circuit 2. The lamp FL can be dimmed and lit by increasing the oscillation frequency and decreasing the lamp current.

調光切換回路3は、調光・全光切換スイッチ等からなり
、定常状態におけるランプFLの点灯状態を設定するた
めの回路である。
The dimming switching circuit 3 includes a dimming/all-lighting switch and the like, and is a circuit for setting the lighting state of the lamp FL in a steady state.

ソフトスタート回路5は、電源投入直後の所定の時間、
インバータ回路2を調光時と同じ状態で動作させてラン
プFLへの印加電圧を放電開始電圧より低く保ちランプ
FLを点灯させずに予熱するための回路である。
The soft start circuit 5 operates for a predetermined period of time immediately after the power is turned on.
This circuit operates the inverter circuit 2 in the same state as during dimming, keeps the voltage applied to the lamp FL lower than the discharge start voltage, and preheats the lamp FL without lighting it.

全光始動回路2は、上記予熱によりランプFLを充分予
熱した後、インバータ回路2を全光時と同じ状態で動作
させてランプFLに上記放電開始電圧より充分高い電圧
を印加し、ランプFLを点灯させるための回路である。
After fully preheating the lamp FL by the above-mentioned preheating, the full-light starting circuit 2 operates the inverter circuit 2 in the same state as in the full-light mode to apply a voltage sufficiently higher than the discharge starting voltage to the lamp FL, thereby starting the lamp FL. This is the circuit for lighting.

電源電圧・温度補償回路6は、インバータ回路2の可変
抵抗VRの抵抗値、すなわち発振周波数を制御し、電源
電圧変動によるランプ電力変動を補償するとともに低温
時にランプ電圧を上昇1.て始動特性およびランプ輝度
を補償する。
The power supply voltage/temperature compensation circuit 6 controls the resistance value of the variable resistor VR of the inverter circuit 2, that is, the oscillation frequency, compensates for lamp power fluctuations due to power supply voltage fluctuations, and increases the lamp voltage at low temperatures.1. to compensate for starting characteristics and lamp brightness.

無負荷時停止回路7は、ランプFLが取り外されたり、
片道放電状態となったとき等の無負荷状態を検出してイ
ンバータ回路2の動作を停止するための回路である。
The no-load stop circuit 7 is activated when the lamp FL is removed or
This circuit detects a no-load state such as a one-way discharge state and stops the operation of the inverter circuit 2.

スイッチング改善回路8は、インバータ回路2のトラン
ジスタTriのスイッチング特性をより改心するための
回路である。
The switching improvement circuit 8 is a circuit for improving the switching characteristics of the transistor Tri of the inverter circuit 2.

これらの回路3〜8の動作は第3図の装置と共通である
ので、第3図のより詳細な回路図を参照しながら説明す
る。
Since the operations of these circuits 3 to 8 are common to the device shown in FIG. 3, they will be explained with reference to the more detailed circuit diagram shown in FIG.

第3図は、本発明の第2の実施例に係る放電灯点灯装置
の回路構成を示す。この装置は、ランプFLIとFL2
とを2打直列点灯するようにしたものである。
FIG. 3 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention. This device consists of lamps FLI and FL2.
It is designed so that two strokes of and are lit in series.

また、第1図の可変抵抗VRに代えてトランジスタTr
8等からなる可変抵抗回路VRを用いている。可変抵抗
器VRIはトランジスタTr8の動作点調節用である。
Also, in place of the variable resistor VR in FIG.
A variable resistance circuit VR consisting of 8 etc. is used. The variable resistor VRI is used to adjust the operating point of the transistor Tr8.

このトランジスタTr8は電源電圧・温度補償回路6か
ら供給されるベース電流に応じてその等価抵抗値が変化
する。第3図の装置において、トランジスタTr8のベ
ースには、ソフトスタート回路5、全光始動回路4およ
び調光切換回路3の動作に応じて、ゼナーダイオードZ
Dのゼナー電工により定まる低い方の電圧(調光時)と
ダイオードD6の整流出力により定まる高い方の電圧(
全光時)との2種類の電圧をさらに電源車j工と温度に
より補償した電圧に基づく電流が流れる。
The equivalent resistance value of this transistor Tr8 changes depending on the base current supplied from the power supply voltage/temperature compensation circuit 6. In the device shown in FIG. 3, a zener diode Z is connected to the base of the transistor Tr8 in accordance with the operations of the soft start circuit 5, all-light starting circuit 4, and dimming switching circuit 3.
The lower voltage determined by D's Zener Electric Works (during dimming) and the higher voltage determined by the rectified output of diode D6 (
A current flows based on a voltage that is further compensated for by the power supply voltage and temperature.

次に、第3図の装置の動作を説明する。Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 3 will be explained.

第3図において、ロータリスイッチSWIは電源スィッ
チと全光/調光切換スイッチとを兼用しており、調光時
は図示の位置に設定されて直流電源回路1および調光切
換回路3に交流電源ACからの例えば100Vの交流電
力を供給する。全光時は直流電源回路2にだけ交流電力
を供給する。
In Fig. 3, the rotary switch SWI serves as both a power switch and a full-light/dimmer switch, and when dimming, it is set to the position shown in the figure, and AC power is supplied to the DC power supply circuit 1 and the dimming switch circuit 3. For example, alternating current power of 100V from AC is supplied. During full light, AC power is supplied only to the DC power supply circuit 2.

ロークリスイッチSWlが電源断状態から、周光状態に
切り換えられると、交流電源ACからの交流電圧が、ヒ
ユーズFや正特性サーミスタPTH等で構成される保護
回路およびバリスタZNRや平衡トランスT1等で構成
される雑音防止・サージ吸収回路を介して直流電源回路
1に供給される。
When the low-return switch SWl is switched from the power-off state to the cycle-light state, the AC voltage from the AC power supply AC is applied to the protection circuit consisting of fuse F, positive temperature coefficient thermistor PTH, etc., varistor ZNR, balance transformer T1, etc. The signal is supplied to the DC power supply circuit 1 via the noise prevention/surge absorption circuit configured.

直流電源回路1は、この交流電圧を全波整流回路DBで
整流し、コンデンサC4で平滑して直流電圧を発生する
。この直流電圧は、インバータ回路2の起動用抵抗R3
介してスイッチングトランジスタTrlのベースに供給
される。これにより、インバータ回路2は発振を開始し
、トランジスタTriのコレクタに交流電圧VcL(第
2図)が発qユする。単巻トランスT2は、巻線L1が
コンデンサC6と並列共振回路を形成するとともに、交
流電圧Vclを昇圧しトランスT3の一次巻線であるイ
ンダクタL2を介してコンデンサc2、ランプFLIお
よびFL2からなるランプ回路に印加する。
The DC power supply circuit 1 rectifies this AC voltage with a full-wave rectifier circuit DB, smoothes it with a capacitor C4, and generates a DC voltage. This DC voltage is applied to the starting resistor R3 of the inverter circuit 2.
The signal is supplied to the base of the switching transistor Trl via the switching transistor Trl. As a result, the inverter circuit 2 starts oscillating, and an alternating current voltage VcL (FIG. 2) is generated at the collector of the transistor Tri. In the autotransformer T2, the winding L1 forms a parallel resonant circuit with the capacitor C6, and the AC voltage Vcl is stepped up and connected via the inductor L2, which is the primary winding of the transformer T3, to the lamp consisting of the capacitor c2, lamps FLI and FL2. Apply to the circuit.

ここで、ランプFLIおよびFL2は未だ点灯しておら
ず開放状態であるため、このトランジスタTriのコレ
クタに接続された共振系のQは高い。
Here, since the lamps FLI and FL2 are not yet lit and are in an open state, the Q of the resonance system connected to the collector of this transistor Tri is high.

このため、インダクタLL、L2、コンデンサC2およ
び螢光ランプFl、F2の経路にインダクタL2および
コンデンサ02等の共振による点灯時より大きな電流が
流れ、これにより、螢光ランプFl、F2が予熱される
。このとき、コンデンサC2の両端、したがって螢光ラ
ンプF1とF2の直列回路の両端には上記共振による点
灯時より高い電圧が発生しており、この電圧が螢光ラン
プFl、F2の冷却時の放電開始電圧より高ければ螢光
ランプFl、F2は電源投入後予熱されることな(直ち
に点灯(コールドスタート)してしまう。このようなコ
ールドスタートを防止するため、後述のソフトスタート
回路5が設けである。
Therefore, a larger current flows through the paths of the inductors LL and L2, the capacitor C2, and the fluorescent lamps Fl and F2 than when the lights are turned on due to the resonance of the inductor L2 and capacitor 02, thereby preheating the fluorescent lamps Fl and F2. . At this time, a higher voltage is generated at both ends of the capacitor C2, and therefore at both ends of the series circuit of the fluorescent lamps F1 and F2, than when the lamps are turned on due to the resonance, and this voltage is caused by the discharge of the fluorescent lamps Fl and F2 during cooling. If the voltage is higher than the starting voltage, the fluorescent lamps Fl and F2 will not be preheated after the power is turned on (they will turn on immediately (cold start)).In order to prevent such a cold start, a soft start circuit 5, which will be described later, is provided. be.

また、トランスT3の二次巻線に誘起される交流電圧が
ダイオードD6およびコンデンサC17により整流平滑
され、これが回路3〜7に供給される。
Further, the AC voltage induced in the secondary winding of the transformer T3 is rectified and smoothed by the diode D6 and the capacitor C17, and is supplied to the circuits 3 to 7.

ソフトスタート回路5においては、以下、第4図のタイ
ムチャートを参照して説明すると、電源投入時、全光始
動回路4のコンデンサC13の端子電圧は零でありトラ
ンジスタTr5がオフしているため、トランジスタTr
6がオンしている。したがって、このソフトスタート回
路5からはゼナーダイオードZDのゼナー電圧である調
光時と同じ電圧が電源電圧・温度補償回路7を介して可
変抵抗回路VRのトランジスタTr8のベースへ印加さ
れる。これにより、トランジスタTr8の等価抵抗は調
光時と同じ高い方の抵抗値となり、インバータ回路2は
発振周波数が全光モード動作時より高く、上記共振回路
に流れる電流およびコンデンサC2の両端に生じる電圧
が全光モード動作時よりも低い調光モードで動作する。
In the soft start circuit 5, as explained below with reference to the time chart of FIG. 4, when the power is turned on, the terminal voltage of the capacitor C13 of the all-optical start circuit 4 is zero and the transistor Tr5 is turned off. Transistor Tr
6 is on. Therefore, from this soft start circuit 5, the same voltage as during dimming, which is the zener voltage of the zener diode ZD, is applied via the power supply voltage/temperature compensation circuit 7 to the base of the transistor Tr8 of the variable resistance circuit VR. As a result, the equivalent resistance of the transistor Tr8 becomes the same higher resistance value as during dimming, and the oscillation frequency of the inverter circuit 2 is higher than that during all-optical mode operation, resulting in a current flowing through the resonant circuit and a voltage generated across the capacitor C2. operates in a lower dimming mode than when operating in full light mode.

調光モード時のこれらの電流および電圧は、コンデンサ
C2の値を選択することにより点灯時の特性にほとんど
影響を与えることなく設定することができる。ここでは
、ランプFl、F2オフ状態でコンデンサC2の両端に
生じる電圧が、インバータ回路2を調光モードで動作さ
せたときにランプFl、F2を放電開始させる電圧より
低く、全光モードで動作させたときにランプFl、F2
を放電開始させる電圧より高くなるように設定しである
These currents and voltages in the dimming mode can be set by selecting the value of the capacitor C2 with almost no effect on the lighting characteristics. Here, the voltage generated across the capacitor C2 when the lamps Fl and F2 are off is lower than the voltage that starts discharging the lamps Fl and F2 when the inverter circuit 2 is operated in the dimming mode, and the inverter circuit 2 is operated in the full-light mode. When the lamp Fl, F2
The voltage is set to be higher than the voltage that starts the discharge.

全光始動回路4において、コンデンサC13は抵抗R9
を介して充電される。そして、電源投入後、コンデンサ
C13の端子電圧が上昇し、この端子電圧を抵抗R12
とR13とで分圧した電圧によりトランジスタTr5が
オンする(第4図時刻t I)と、ソフトスタート回路
5のトランジスタTr6がオフし、可変抵抗回路VRの
トランジスタTr8のベース電流は多い方に切り換わり
インバータ回路2は全光モードとなる。これにより、ラ
ンプFl。
In the all-optical starting circuit 4, capacitor C13 is connected to resistor R9.
is charged via. After the power is turned on, the terminal voltage of the capacitor C13 rises, and this terminal voltage is transferred to the resistor R12.
When the transistor Tr5 is turned on by the voltage divided between Instead, the inverter circuit 2 becomes the all-optical mode. This causes the lamp Fl.

F2には放電開始電圧より高い電圧が印加され、ランプ
Fl、F2は放電を開始し点灯する。点灯後は始動用コ
ンデンサC2に並列に接続されているランプFl、F2
が低インピーダンスとなるため、負荷共振系のQが下が
り、ランプFl、F2はインダクタL2により電流を限
流されて安定に点灯する。
A voltage higher than the discharge starting voltage is applied to F2, and lamps Fl and F2 start discharging and turn on. After lighting, the lamps Fl and F2 connected in parallel to the starting capacitor C2
Since the impedance becomes low, the Q of the load resonance system decreases, and the current of the lamps Fl and F2 is limited by the inductor L2, so that the lamps are lit stably.

調光切換回路3においては、調光状態に設定されたロー
クリスイッチSWIを介して入力する交流電圧をダイオ
ードD1およびコンデンサCI2により整流平滑してト
ランジスタTr2のベースに供給している。これにより
、トランジスタTr2がオンしトランジスタTr3がオ
フしている。
In the dimming switching circuit 3, an alternating current voltage input through the low-return switch SWI set to the dimming state is rectified and smoothed by a diode D1 and a capacitor CI2, and then supplied to the base of a transistor Tr2. As a result, the transistor Tr2 is turned on and the transistor Tr3 is turned off.

この状態で、上記全光始回路4において、コンデンサC
Hがさらに抵抗R9を介して充電されてその端子電圧が
上昇し、この端子電圧を抵抗RIOとR11とで分圧し
た電圧によりトランジスタTr4がオンする(第4図時
刻t2)と、トランジスタTr5がオフし、ソフトスタ
ート回路5のトランジスタTr6がオンし、可変抵抗回
路VRのトランジスタTr8のベース電流は少ない方に
切り換わりインバータ回路2は調光モードとなる。これ
により、以後、ランプFl、F2は調光状態で点灯する
In this state, in the all-optical starting circuit 4, the capacitor C
H is further charged through the resistor R9 and its terminal voltage rises. When this terminal voltage is divided by the resistors RIO and R11 and the transistor Tr4 is turned on (time t2 in FIG. 4), the transistor Tr5 is turned on. The transistor Tr6 of the soft start circuit 5 is turned on, and the base current of the transistor Tr8 of the variable resistance circuit VR is switched to the smaller one, so that the inverter circuit 2 enters the dimming mode. As a result, the lamps Fl and F2 are lit in a dimmed state from now on.

一方、ロークリスイッチSW1が全光点灯位置に設定さ
れているときは、調光切換回路3に交流電圧は供給され
ず、トランジスタTr2がオフとなる。したがって、ト
ランジスタTr3がオン、トランジスタTr4がオフ、
トランジスタTr5がオン、トランジスタTr8がオフ
となり、可変抵抗回路VRのトランジスタTr8のベー
スには多い方の電流が流れ、トランジスタTr8の等価
抵抗値は低い方となるためインバータ回路2は全光モー
ドとなる。これにより、ランプFl、F2は全光点灯す
る。
On the other hand, when the low-return switch SW1 is set to the full-light lighting position, no AC voltage is supplied to the dimming switching circuit 3, and the transistor Tr2 is turned off. Therefore, transistor Tr3 is on, transistor Tr4 is off,
The transistor Tr5 is turned on and the transistor Tr8 is turned off, and the larger current flows through the base of the transistor Tr8 of the variable resistance circuit VR, and the equivalent resistance value of the transistor Tr8 becomes the lower one, so the inverter circuit 2 enters the all-optical mode. . As a result, the lamps Fl and F2 are fully lit.

第4図において実線はロータリスイッチSWIを調光状
態に設定したとき、破線は全光状態に設定したときの各
部の動作を示す。
In FIG. 4, the solid line shows the operation of each part when the rotary switch SWI is set to the dimming state, and the broken line shows the operation of each part when the rotary switch SWI is set to the full light state.

なお、上述からも分るように、この装置においては、コ
ンデンサC13および抵抗R9はソフトスタート回路5
および全光点灯回路4双方のタイマ回路を兼ねている。
As can be seen from the above, in this device, the capacitor C13 and the resistor R9 are connected to the soft start circuit 5.
It also serves as a timer circuit for both the full-light lighting circuit 4 and the full-light lighting circuit 4.

電源電圧・温度補償回路6においては、直流電源電圧を
抵抗R1とサーミスタER2とで分圧した電圧をトラン
ジスタTr7のベースに印加している。したがって、電
源電圧が上昇すると、トランジスタTr7のベース電圧
が上昇してトランジスタTr7のコレクタ電流、すなわ
ちトランジスタTr8のベース電流が減少し、トランジ
スタTr8の等価抵抗値が上昇してインバータ回路2の
発振周波数が上昇し、ランプ電流力!低減する。一方、
電源電圧が下降すると、上述とは逆にランプ電流が増加
する。これにより、電源電圧の変動に対してランプ電流
を安定化することができる。
In the power supply voltage/temperature compensation circuit 6, a voltage obtained by dividing the DC power supply voltage by a resistor R1 and a thermistor ER2 is applied to the base of the transistor Tr7. Therefore, when the power supply voltage increases, the base voltage of the transistor Tr7 increases, the collector current of the transistor Tr7, that is, the base current of the transistor Tr8 decreases, the equivalent resistance value of the transistor Tr8 increases, and the oscillation frequency of the inverter circuit 2 increases. Rise and power the lamp current! reduce on the other hand,
When the power supply voltage decreases, the lamp current increases, contrary to the above. Thereby, the lamp current can be stabilized against fluctuations in the power supply voltage.

また、温度が低下すると、サーミスタERIおよびER
2の抵抗値が減少する。そして、サーミスタERIの抵
抗値の減少によりトランジスタTr7のエミッタ電圧が
上昇し、サーミスタER2の抵抗値の減少によりトラン
ジスタTr7のベース電圧が低下する。したがって、ト
ランジスタTr7のコレクタ電流、すなわちトランジス
タTr8のベース電流が増加し、トランジスタTr8の
等価抵抗値が低下してインバータ1路2の発振周波数が
下降し、始動時のランプ電圧および点灯時のランプ電流
が増加する。これにより、低温時の始動性能および低温
点灯時の光出力を確保することができる。
Also, as the temperature decreases, thermistors ERI and ER
2 resistance value decreases. Then, the emitter voltage of the transistor Tr7 increases due to the decrease in the resistance value of the thermistor ERI, and the base voltage of the transistor Tr7 decreases due to the decrease in the resistance value of the thermistor ER2. Therefore, the collector current of the transistor Tr7, that is, the base current of the transistor Tr8 increases, the equivalent resistance value of the transistor Tr8 decreases, the oscillation frequency of the inverter 1 path 2 decreases, and the lamp voltage at the time of starting and the lamp current at the time of lighting. increases. Thereby, starting performance at low temperatures and light output at low temperature lighting can be ensured.

第3図の装置において、ランプFl、F2オフ時、すな
わち無負荷時はインダクタL2とコンデ:2すC2等に
よる共振電流がトランジスタTrlに流れる。この共振
電流は、ランプ点灯時より大きいため、この状態が続く
とトランジスタTriにストレスが蓄積したり、最悪の
場合はトランジスタTriが熱暴走して破壊してしまう
。無負荷時停止回路7はこれを防止するだめのものであ
る。
In the device shown in FIG. 3, when the lamps Fl and F2 are off, that is, when there is no load, a resonant current due to the inductor L2, capacitor C2, etc. flows through the transistor Trl. Since this resonant current is larger than when the lamp is lit, if this state continues, stress will accumulate in the transistor Tri, or in the worst case, the transistor Tri will undergo thermal runaway and be destroyed. The no-load stop circuit 7 is designed to prevent this.

無負荷時には負荷時より大きな電流がインダクタL2に
流れる。したがって、トランスT3の二次巻線L2sに
誘起される電圧も無負荷時の方が大きい。無負荷時停止
回路7において、無負荷時、ダイオードD6の整流出力
が上昇し、その状態が所定の時間継続すると、コンデン
サCL4は抵抗R17,R18等を介して充電され、そ
の端子電圧が」−昇する。そして、この端子電圧が、定
電圧素子SB5のオン電圧より高くなると、SB5がオ
ンする。こわにより、サイリスクSCRがオンし、トラ
ンジスタTr9がオンしてトランジスタTriがオフし
、インバータ回路2は発振を停止する。この停止[−状
態は、電源を一旦遮断して再投入するまで継続する。
When there is no load, a larger current flows through the inductor L2 than when there is a load. Therefore, the voltage induced in the secondary winding L2s of the transformer T3 is also larger when there is no load. In the no-load stop circuit 7, when there is no load, the rectified output of the diode D6 increases, and when this state continues for a predetermined period of time, the capacitor CL4 is charged via resistors R17, R18, etc., and its terminal voltage becomes - rise Then, when this terminal voltage becomes higher than the on-voltage of constant voltage element SB5, SB5 is turned on. Due to the stiffness, the cyrisk SCR is turned on, the transistor Tr9 is turned on, the transistor Tri is turned off, and the inverter circuit 2 stops oscillating. This stop state continues until the power is turned off and then turned on again.

第5図は、本発明の第3の実施例に係る放電灯点灯装置
の回路構成を示す。同図の装置は、第3図の装置の調光
切換回路3、全光点灯回路4、ソフトスタート回路5お
よび無負荷時停止回路7を時定数回路部分を除きIC化
したものである。この第5図の装置においては、ソフト
スタートの時定数と全光点灯の時定数とが別個に設置:
lられている。
FIG. 5 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention. The device shown in the figure is an IC version of the dimming switching circuit 3, full-light lighting circuit 4, soft start circuit 5, and no-load stop circuit 7 of the device shown in FIG. 3, except for the time constant circuit portion. In the device shown in Fig. 5, the soft start time constant and the full light lighting time constant are set separately:
I'm being ignored.

第6図は、本発明の第4の実施例に係る放電灯点灯装置
の回路構成を示す。同図の装置は、第゛3図のものに対
し、インバータ出力制御用の回路3〜8のうち温度補償
回路部分のみを残すとともに該部分の回路構成を変形し
たものである、。
FIG. 6 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to a fourth embodiment of the present invention. The device shown in FIG. 3 is different from the device shown in FIG. 3 in that only the temperature compensation circuit portion of the circuits 3 to 8 for controlling the inverter output is left and the circuit configuration of this portion is modified.

第6図の装置において、温度低下時はサーミスタTHの
抵抗値が増加する。すると、トランジスタTr8のベー
ス電圧が上昇し、トランジスタTr8はベース電流が増
加して等価抵抗値が低下する。
In the device shown in FIG. 6, the resistance value of the thermistor TH increases when the temperature decreases. Then, the base voltage of the transistor Tr8 increases, the base current of the transistor Tr8 increases, and the equivalent resistance value decreases.

これにより、インバータ回路2はトランジスタTrlの
オン期間が長くなって発振周波数が低下し、出力が増加
する。この結果、第6図の装置によれば、ランプFLを
低温時でも良好に始動させ、かつ常温時と同程度の輝度
で点灯させることができる。
As a result, in the inverter circuit 2, the on period of the transistor Trl becomes longer, the oscillation frequency decreases, and the output increases. As a result, according to the device shown in FIG. 6, the lamp FL can be started well even at low temperatures and can be lit with the same brightness as at room temperature.

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

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、 第2図は、第1図におけるインバータ回路の各部波形図
、 第3図は、本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の
回路図、 第4図は、第3図の装置の各部動作を説明するためのタ
イミングチャート、そして 第5および6図は、それぞれ本発明のさらに他の実施例
に係る放電灯点灯装置の回路図である。 1:直流電源回路、2:インバータ回路、3:調光切換
回路、4:全光点灯回路、5:ソフトスタート回路、 6:電源電圧・温度補償回路、 T rl ニスイツチングトランジスタ、T r8 :
可変抵抗素子としてのトランジスタ。
FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of each part of the inverter circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to another embodiment of the present invention. 4 is a timing chart for explaining the operation of each part of the device in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to still another embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of a light lighting device. 1: DC power supply circuit, 2: Inverter circuit, 3: Dimming switching circuit, 4: Full lighting circuit, 5: Soft start circuit, 6: Power supply voltage/temperature compensation circuit, T rl Niswitching transistor, T r8 :
Transistor as a variable resistance element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、スイッチング素子を備え直流電源から出力される電
力を交流電力に変換するインバータを具備する電力変換
装置において、 該電力変換装置または負荷の周囲温度を検出しこの検出
値に応じて上記スイッチング素子のオン・オフのデュー
ティおよび/または周波数を可変する制御回路を設けた
ことを特徴とする電力変換装置。 2、前記インバータの出力端子にリアクタンス素子を並
列および/または直列に接続した特許請求の範囲第1項
に記載の電力変換装置。 3、前記インバータが1石式トランジスタインバータで
ある特許請求の範囲第1または2項に記載の電力変換装
置。 4、前記インバータが前記スイッチングトランジスタの
出力をコンデンサを介してベースに正帰還する自励式イ
ンバータであり、前記制御回路は該スイッチングトラン
ジスタのオン期間のベース電流により該コンデンサに蓄
積される電荷を該スイッチングトランジスタのオフ期間
に放電する際の放電時定数を可変するものである特許請
求の範囲第3項に記載の電力変換装置。 5、負荷として放電灯を接続され、放電灯点灯装置とし
て使用された特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記
載の電力変換装置。
[Claims] 1. In a power conversion device equipped with an inverter that includes a switching element and converts power output from a DC power source into AC power, the ambient temperature of the power conversion device or the load is detected and the detected value is A power conversion device comprising a control circuit that varies the on/off duty and/or frequency of the switching element accordingly. 2. The power conversion device according to claim 1, wherein a reactance element is connected in parallel and/or in series to the output terminal of the inverter. 3. The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the inverter is a single transistor transistor inverter. 4. The inverter is a self-commutated inverter that positively feeds back the output of the switching transistor to the base via a capacitor, and the control circuit converts the charge accumulated in the capacitor by the base current during the ON period of the switching transistor into the switching transistor. The power conversion device according to claim 3, wherein the power conversion device is configured to vary a discharge time constant when discharging during an off period of the transistor. 5. The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, which is connected with a discharge lamp as a load and used as a discharge lamp lighting device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011108017A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Constant current power supply device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51102453A (en) * 1975-03-06 1976-09-09 Matsushita Electric Works Ltd
JPS57176696A (en) * 1981-04-22 1982-10-30 Matsushita Electric Works Ltd Device for firing discharge lamp

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