JP2003157992A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
Discharge lamp lighting deviceInfo
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- JP2003157992A JP2003157992A JP2001355555A JP2001355555A JP2003157992A JP 2003157992 A JP2003157992 A JP 2003157992A JP 2001355555 A JP2001355555 A JP 2001355555A JP 2001355555 A JP2001355555 A JP 2001355555A JP 2003157992 A JP2003157992 A JP 2003157992A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、インバータ回路
により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。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば特開平９−３２０７８２
号公報に開示された従来の放電灯点灯装置の回路構成図
である。図において、２１は交流電源、２２はダイオー
ドブリッジ、２３はインバータ回路、２４は放電灯、２
５は抵抗、２６はツェナダイオード、２７はコンデン
サ、２８はインバータ制御回路、２９はダイオード、３
０は抵抗である。
【０００３】次に、図３をもとに動作を説明する。交流
電源２１が投入されると、ダイオードブリッジ２２によ
り全波整流された電圧が抵抗２５に印加される。この時
抵抗２５に電流が流れ、ツェナダイオード２６の定電圧
素子により、所定の電圧でコンデンサ２７を充電する。
そして、前記コンデンサ２７に蓄えられた電荷をエネル
ギーとして、インバータ制御回路２８がインバータ回路
２３を動作させて放電灯２４が点灯する。前記放電灯２
４が点灯すると、前記インバータ回路２３内部に設けら
れた巻線（図示せず）から前記インバータ制御回路２８
の動作に必要な電源が供給されインバータ制御回路２８
は動作を続ける。
【０００４】また、図４は特開平９−５５２９６号公報
に開示された他の従来の放電灯点灯装置の回路構成図で
ある。尚、図４において上記図３と同一又は相当部分に
は同一符号を付し説明を省略する。３１は昇圧コンバー
タ、３２は昇圧用のインダクタンス、３３はコンデン
サ、３４は電圧検出抵抗、３５は降圧コンバータ、３６
は降圧用のインダクタンス、３７はコンデンサ、３８は
スイッチング素子、３９は極性切換え回路、４０は高圧
パルス発生回路である。上記図３の放電灯点灯装置で
は、インバータ回路２３内部の巻き線からインバータ制
御回路２８に必要な電源電圧を生成しているが、図４の
昇圧コンバータ３１と降圧コンバータ３５とブリッジ回
路２２等から構成される放電灯点灯装置では、前記昇圧
用のインダクタンス３２、または降圧用のインダクダン
ス３６に制御電源電圧生成用の巻き線（図示せず）を追
加して、昇圧用インダクダンス３２、または降圧用イン
ダクダンス３６に高周波電流が流れる際に、前記制御電
源電圧生成用の巻き線に発生する電圧で制御電源電圧を
生成する方法がとられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記図３の従来の放電
灯点灯装置では、例えば放電灯２４の異常を検出して、
インバータ回路２３を停止した場合でも、停止状態を保
持するためには、インバータ制御回路２８が動作してい
なければならない。しかしながら、前記インバータ回路
２３が停止してしまうと、該インバータ回路２３内部の
巻き線からの前記インバータ制御回路２８への給電が停
止するため、インバータ制御回路２８の電源を前記抵抗
２５から給電しなければならない。
【０００６】その際、例えば交流電源２１の電圧が２０
０Ｖで、インバータ制御回路２８の電源として１０Ｖ、
２０ｍＡが必要な場合、前記抵抗２５でツェナダイオー
ド２６の電圧近傍まで、ＡＣ２００Ｖの全波整流電圧を
落とさなければならない。ＡＣ２００Ｖの全波整流電圧
の平均電圧は、おおよそ１８０Ｖで、これをツェナダイ
オード２６の電圧１０Ｖまで落とすとすると、前記抵抗
２５の両端で１８０−１０＝１７０Ｖ落とさなければな
らない。そして、抵抗２５には２０ｍＡの電流を流さな
ければならないので、この時の抵抗２５の値は、１７０
Ｖ／２０ｍＡ＝８．５ＫΩとなり、消費電力は、３．４
Ｗとなる。
【０００７】前記抵抗２５に流れる電流が、電源投入直
後の短時間であれば、抵抗２５に３．４Ｗよりも定格電
力が小さな抵抗を使っても問題ないが、保護等でインバ
ータ回路２３が停止している間、長時間にわたって抵抗
２５から前記インバータ制御回路２８へ給電する場合
は、信頼性等を考慮すると倍以上の定格電力容量の抵抗
が必要となる。つまり、７Ｗの抵抗を使わなければなら
ず、抵抗のサイズが大きくなり、ひいては点灯装置のザ
イズも大きくなるという問題があった。
【０００８】また、上記図４の放電灯点灯装置では、昇
圧コンバータ３１のインダクタンス３２、または降圧コ
ンバータ３５のインダクタンス３６に流れる高周波電流
を利用して、制御電源電圧を生成する方法においても、
放電灯２４の異常を検出して放電灯２４を消灯させた場
合は、制御電源電圧の生成が困難になるという問題があ
る。
【０００９】つまり、図４の放電灯点灯装置では、昇圧
コンバータ３１の昇圧用インダクタンス３２に制御電源
生成用の巻き線を追加して、ここから制御電源を得よう
とする場合は、異常時に放電灯２４への電流を遮断した
場合、昇圧コンバータ３１から電流が流れなくなるの
で、コンデンサ３３の電圧が上昇する。コンデンサ３３
の電圧が所定の電圧に到達すると昇圧コンバータ３１は
停止してしまう。その後、コンデンサ３３の電圧は、電
圧検出抵抗３４から徐々に放電して低下する。そして、
所定の電圧まで低下すると、再び昇圧コンバータ３１が
動作を開始するが、放電灯２４へ電流が流れないため、
すぐにコンデンサ３３が所定の電圧まで充電されてしま
い、昇圧コンバータ３１は再び停止する。このように、
昇圧コンバータ３１が間欠的に動作するため、昇圧コン
バータ３１が動作していないときの制御電源電圧の生成
が困難となる。
【００１０】また、図４の降圧コンバータ３５の降圧用
インダクタンス３６に制御電源電圧生成用の巻き線を追
加して、ここから制御電源電圧を得ようとする場合は、
異常時に放電灯２４への電流を遮断した場合、降圧コン
バータ３５から放電灯２４へ電流が流れなくなるので、
制御電源回路２８は電流を流そうとして、スイッチング
素子３８を最大オンデューティまで開く。しかし、コン
デンサ３７の電圧が昇圧コンバータ３１の出力電圧まで
充電されると、スイッチング素子３８を最大オンデュー
ティで動作しても、降圧用インダクタンス３６には電流
が流れなくなり、制御電源電圧の生成ができなくなる。
その後、コンデンサ３７の自己放電等で電荷が放電し
て、コンデンサ３７の電圧が昇圧コンバータ３１の出力
電圧よりも下がった時にだけ、降圧用インダクダンス３
６に電流が流れ、制御電源電圧を生成するが、すぐにコ
ンデンサ３７が充電されて、再び電流が流れなくなる。
したがって、上記昇圧コンバータ３１の昇圧用インダク
タンス３２に制御電源電圧生成用の巻き線を追加して、
制御電源電圧を得ようとする場合と同様に、降圧コンバ
ータ３５が間欠的に動作するので、降圧コンバータ３５
が動作していないときの制御電源電圧の生成が困難とな
る。
【００１１】本発明は上記の問題点を解消するためにな
されたもので、放電灯の異常を検出して放電灯への給電
が停止した場合でも、抵抗から制御電源電圧を生成する
必要がなく、また、コンバータを連続動作させることに
より安定して制御電源電圧を確保することのできる放電
灯点灯装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の放電灯点灯装置は、スイッチング素子を高周波でオ
ン／オフして全波整流電圧を昇圧するコンバータ、ある
いはスイッチング素子を高周波でオン／オフして放電灯
へ供給する電流を制限するコンバータの何れかのコンバ
ータのインダクタンスに併設された制御電源電圧生成用
の巻き線と、放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段
と、放電灯電流を検出する放電灯電流検出手段を備えた
放電灯点灯装置であって、前記放電灯電圧または放電灯
電流が所定範囲から外れた場合に、放電灯を消灯させる
とともに、前記制御電源電圧生成用巻き線を有するコン
バータのスイッチング素子のオンデューティを、前記放
電灯電圧または放電灯電流が所定範囲内の時のオンデュ
ーティより小さくするようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１における放電灯点灯装置の構成示すブロ
ック図である。図１において、１は商用交流電源、２は
前記商用交流電源１を全波整流するダイオードブリッ
ジ、３は前記ダイオードブリッジ２により全波整流され
た電圧を昇圧する昇圧コンバータで、互いに磁気的に結
合された一次巻き線ｎ１と二次巻き線ｎ２からなるイン
ダクタンス３ａ、ダイオード３ｂ、スイッチング素子３
ｃ、コンデンサ３ｄで構成されている。４は放電灯７に
流す電流を制御する降圧コンバータ、５は放電灯７に流
れる電流の極性を変える極性切換え回路、6は放電灯７
に流れる電流を検出する電流検出抵抗、８は高圧パルス
を発生させて放電灯７を始動させる高圧パルス発生回
路、９は制御電源電圧生成回路で、抵抗９ａ、ツェナダ
イオード９ｂ、ダイオード９ｃ、９ｄ、コンデンサ９
ｅ、９ｇ、定電圧ＩＣ９ｆで構成されている。１０は前
記昇圧コンバータ３により昇圧された直流電圧を検出す
る直流電圧検出回路、１１は制御回路、１２は放電灯電
圧を検出する放電灯電圧検出回路、１３、１４は差動増
幅器、１５は前記昇圧コンバータ３のスイッチング素子
３ｃのオンデューティ制限回路である。
【００１４】次に、図１をもとに動作を説明する。商用
交流電源１が投入されると、前記ダイオードブリッジ２
で全波整流された電圧が、前記制御電源電圧生成回路９
の抵抗９ａに印加されて抵抗９ａに電流が流れ、ツェナ
ダイオード９ｂの定電圧素子により、所定の直流電圧で
コンデンサ９ｇを充電する。そして前記コンデンサ９ｇ
に充電された充電エネルギーにより、前記制御回路１１
が動作を開始する。
【００１５】制御回路１１は、まず前記昇圧コンバータ
３の動作を開始して、前記ダイオードブリッジ２で全波
整流された電圧を昇圧し、さらに、この昇圧された直流
電圧は、降圧コンバータ４を介して、極性切換え回路５
にて交流に変換されて放電灯７に印加される。この状態
で制御回路１１から高圧パルス発生回路８を駆動して、
放電灯７を始動させる高圧パルスを印加して放電灯７を
点灯させる。
【００１６】放電灯７の点灯後、前記制御回路１１は、
放電灯電圧検出回路１２から放電灯電圧を読込み、この
電圧から放電灯７の電力が所定の電力となるような放電
灯電流値を演算する。演算された電流値は、目標電流値
として差動増幅器１３に出力される。そして差動増幅器
１３では、前記電流検出抵抗６で検出した放電灯電流と
前記制御回路１１からの目標電流値とを比較して、両者
が一致するように前記降圧コンバータ４を動作させ放電
灯７に流す電流を制御する。
【００１７】ここで、昇圧コンバータ３の動作について
詳しく説明する。差動増幅器１４は、前記直流電圧検出
回路１０で検出したコンデンサ３ｄの電圧が制御回路１
１から与えられた目標電圧値と、かつ入力が高力率にな
るように、昇圧コンバータ３のスイッチング素子３ｃの
スイッチング動作を行う。前記スイッチング素子３ｃが
オンになると、インダクタンス３ａに電流が流れインダ
クタンス３ａの一次巻き線ｎ１にエネルギーが蓄積され
る。スイッチング素子３ｃがオフになると、インダクタ
ンス３ａの一次巻き線ｎ１に蓄えられたエネルギーがダ
イオード３ｂを介してコンデンサ３ｄに充電される。
【００１８】制御回路１１は、昇圧コンバータ３の出力
電圧が所定の電圧となるような目標電圧値を前記差動増
幅器１４に出力する。差動増幅器１４は、前記制御回路
１１からの目標電圧値と前記直流電圧検出回路１０で検
出した昇圧コンバータ３の出力電圧を比較して、昇圧コ
ンバータ３の出力電圧が目標電圧値となるように前記ス
イッチング素子３ｃのオンデューティを決定する。そし
て、オンデューティ制限回路１５では、スイッチング素
子３ｃに過大電流が流れるのを防止するために、前記差
動増幅器１４にて決定されたスイッチング素子３ｃのオ
ンデューティが制御回路１１から与えられた所定値以上
にならないように制限する。オンデューティ制限回路１
５はスイッチング素子３ｃに過大電流が流れるのを防止
する保護回路なので、通常の放電灯７が安定点灯してい
る時、前記差動増幅器１４で決定されるオンデューティ
値よりも十分大きい値に設定されており、差動増幅器１
４にて決定されたオンデューティがオンデューティ制限
回路１５により制限されることはない。
【００１９】一方、前記インダクタンス３ａには、制御
電源用の二次巻き線ｎ２が設けられており、インダクタ
ンス３ａの一次巻き線ｎ１と二次巻き線ｎ２とでトラン
スが構成されるので、一次巻き線ｎ１に電流が流れると
二次巻き線ｎ２に電圧が発生する。この電圧を前記制御
電源電圧生成回路９のダイオード９ｄとコンデンサ９ｅ
で平滑して、定電圧ＩＣ９ｆで所定電圧の制御電源電圧
を生成する。前記定電圧ＩＣ９ｆで生成される制御電源
電圧は、前記抵抗９ａで生成される制御電源電圧より若
干高くなるようにしてあるので、前記定電圧ＩＣ９ｆか
ら制御電源電圧が供給されるようになると、前記抵抗９
ａには電流が流れなくなる。
【００２０】すなわち、電源投入時、昇圧コンバータ３
が動作していないときは、前記制御回路１１の制御電源
電圧は前記抵抗９ａを介して供給されるが、昇圧コンバ
ータ３が動作を開始すると、前記二次巻き線ｎ２から供
給されることになる。
【００２１】そして、前記放電灯電圧検出回路１２から
検出される放電灯電圧、または、前記電流検出抵抗６か
ら検出される放電灯電流が、所定の範囲から外れた場
合、制御回路１１は、放電灯７が異常であると判定し
て、前記極性切換え回路５の動作を停止して、放電灯７
への電力の供給を停止させて放電灯７を消灯させる。こ
の時、制御回路１１は、前記オンデューティ制限回路１
５に与える制限値を、通常の放電灯点灯時の前記放電灯
電圧検出回路１２から検出される放電灯電圧、または、
前記電流検出抵抗６から検出される放電灯電流が所定範
囲内の時の値よりも小さい値にする。
【００２２】これにより、放電灯の異常が検出され放電
灯を消灯させたとき、差動増幅器１４で決定されたオン
デューティは、オンデューティ制限回路１５にて制御回
路１１から与えられた制限値によって制限されるので、
スイッチング素子３ｃのオンデューティは小さくなる。
これにより、スイッチング素子３ｃが一回のスイッチン
グでコンデンサ３ｄに充電するエネルギーは小さくな
り、制御回路１１からの目標電圧値に充電するために
は、多くのスイッチング回数を必要とする。コンデンサ
３ｄに充電された電圧は、直流電圧検出回路１０の抵抗
を介して徐々に放電されるので、オンデューティを小さ
く制限することにより、インダクタンス３ａの一次巻き
線ｎ１に蓄えられたエネルギーがコンデンサ３ｄに充電
される速度は、コンデンサ３ｄの充電されたエネルギー
が前記直流電圧検出回路１０の抵抗を介して放電される
速度より小さくなり、昇圧コンバータ３は連続的に動作
することになる。この結果、前記インダクタンス３ａに
は連続的に高周波電流が流れるので、二次巻き線ｎ２に
も連続的に高周波電圧が発生し、前述の制御電源電圧生
成回路９の動作により制御電源電圧が確保される。
【００２３】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２における放電灯点灯装置の構成を示すブロック図
である。尚、図２において上記実施の形態１に示す構成
と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略す
る。図２において、３´は前記ダイオードブリッジ２に
より全波整流された電圧を昇圧する昇圧コンバータ、４
´は放電灯７に流す電流を制御する降圧コンバータで、
互いに磁気的に結合された一次巻き線ｎ１と二次巻き線
ｎ２からなるインダクタンス４ａ、ダイオード４ｂ、ス
イッチング素子４ｃ、コンデンサ４ｄで構成されてい
る。１５´は前記降圧コンバータ４´のスイッチング素
子４ｃのオンデューティ制限回路である。上記実施の形
態１においては、昇圧コンバータ３のインダクタンス３
ａに制御電源電圧生成用の二次巻き線ｎ２を設けたが、
本実施の形態においては、降圧コンバータ４´のインダ
クタンス４ａに制御電源電圧生成用の二次巻き線ｎ２を
設けるようにしたものである。
【００２４】基本的な動作は、上記実施の形態１と同様
であるのでここでの説明を省略し、主に降圧コンバータ
４´の動作について説明する。前記降圧コンバータ４´
のスイッチング素子４ｃを高周波でオン／オフすると、
スイッチング素子４ｃがオンの期間、前記昇圧コンバー
タ３´からスイッチング素子４ｃに電流が流れる。スイ
ッチング素子４ｃへ流れた電流は、ダイオード４ｂとイ
ンダクタンス４ａの一次巻き線ｎ１とコンデンサ４ｄで
平滑されて、放電灯７へ供給される。スイッチング素子
４ｃのオンデューティを大きくすると放電灯７に供給さ
れる電流は多くなり、オンデューティを小さくすると放
電灯７に供給される電流は少なくなる。
【００２５】制御回路１１は、放電灯電圧検出回路１２
から放電灯電圧を読込み、この電圧から放電灯７の電力
が所定の電力となるような放電灯電流値を演算する。演
算された電流値は、目標電流値として差動増幅器１３に
出力される。そして、差動増幅器１３では、前記制御回
路１１からの目標電流値と前記電流検出抵抗６で検出し
た放電灯電流とを比較して、放電灯電流が目標電流とな
るように前記スイッチング素子４ｃのオンデューティを
決定する。
【００２６】そして、オンデューティ制限回路１５´で
は、スイッチング素子４ｃに過大電流が流れるのを防止
するために、前記差動増幅器１３にて決定されたスイッ
チング素子４ｃのオンデューティが制御回路１１から与
えられた所定値以上にならないように制限する。オンデ
ューティ制限回路１５´は、スイッチング素子４ｃに過
大電流が流れるのを防止する保護回路なので、通常の放
電灯７が安定点灯している時、差動増幅器１３で決定さ
れるオンデューティ値よりも十分大きい値に設定されて
おり、差動増幅器１３にて決定されたオンデューティが
オンデューティ制限回路１５´により制限されることは
ない。
【００２７】一方、前記降圧コンバータ４´のインダク
タンス４ａには、制御電源電圧生成用の二次巻き線ｎ２
が設けられており、インダクタンス４ａの一次巻き線ｎ
１と二次巻き線ｎ２とでトランスが構成されるので、前
記一次巻き線ｎ１に電流が流れると二次巻き線ｎ２に電
圧が発生する。この電圧を前記制御電源電圧生成回路９
のダイオード９ｄとコンデンサ９ｅで平滑して、定電圧
ＩＣ９ｆで所定電圧の制御電源電圧を生成する。前記定
電圧ＩＣ９ｆで生成される制御電源電圧は、上記実施の
形態１同様に抵抗９ａで生成される制御電源電圧より若
干高くなるようにしてあるので、前記定電圧ＩＣ９ｆか
ら制御電源が供給されるようになると、前記抵抗９ａに
は電流が流れなくなる。
【００２８】すなわち、電源投入時、前記制御回路１１
の制御電源電圧は前記抵抗９ａを介して供給されるが、
降圧コンバータ４´が動作を開始すると、上記実施の形
態１同様に前記二次巻き線ｎ２から供給される。
【００２９】そして、前記放電灯電圧検出回路１２から
検出される放電灯電圧、または、電流検出抵抗６から検
出される放電灯電流が、所定の範囲から外れた場合、制
御回路１１は、放電灯７が異常であると判定して、前記
極性切換え回路５の動作を停止して、放電灯７への電力
の供給を停止させて放電灯７を消灯させる。この時、制
御回路１１は、前記オンデューティ制限回路１５´に与
える制限値を、通常の放電灯点灯時の前記放電灯電圧検
出回路１２から検出される放電灯電圧、または、電流検
出抵抗６から検出される放電灯電流が所定範囲内の時の
値よりも小さい値にする。
【００３０】これにより、放電灯の異常が検出され放電
灯を消灯させたとき、差動増幅器１３で決定されたオン
デューティは、オンデューティ制限回路１５´にて制御
回路１１から与えられた制限値によって制限されるの
で、スイッチング素子４ｃのオンデューティは小さくな
る。これにより、スイッチング素子４ｃが一回のスイッ
チングで出力するエネルギーは小さくなる。すなわち、
スイッチング素子４ｃとインダクタンス４ａの一次巻き
線ｎ１を介してコンデンサ４ｄを充電する速度は、コン
デンサ４ｄの充電された電荷が放電灯電圧検出回路１２
の抵抗を介して放電される速度よりも遅くなり、コンデ
ンサ４ｄの電圧は、昇圧コンバータ３´の出力電圧より
も常に低くなり、降圧コンバータ４´は連続的に動作す
る。この結果、インダクタンス４ａには連続的に高周波
電流が流れるので、二次巻き線ｎ２にも連続的に高周波
電圧が発生し、前述の制御電源電圧生成回路９の動作に
より上記実施の形態１同様に制御電源電圧が確保され
る。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明に係る請求項１の放
電灯点灯装置は、スイッチング素子を高周波でオン／オ
フして、全波整流電圧を昇圧するコンバータ、あるい
は、放電灯へ供給する電流を制限するコンバータの何れ
かのコンバータのインダクタンスに併設された制御電源
電圧生成用の巻き線と、放電灯電圧を検出する放電灯電
圧検出手段と、放電灯電流を検出する放電灯電流検出手
段を備え、前記放電灯電圧検出手段の検出値、または、
前記放電灯電流検出手段の検出値が所定範囲から外れ放
電灯の異常を検出した時に、放電灯を消灯させるととも
に、コンバータのスイッチング素子のオンデューティ
を、通常の放電灯点灯時の前記放電灯電圧検出値または
放電灯電流検出値が所定範囲内の時のオンデューティよ
り小さくし、コンバータを連続的に動作するようにした
ので、放電灯を消灯させた無負荷時でも制御電源電圧を
安定して確保することのできる放電灯点灯装置を得るこ
とができる。また、従来のように抵抗から制御電源を生
成する必要がなく、抵抗の容量も比較的小さくすること
が可能で、装置をコンパクトにすることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp by an inverter circuit. 2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. H10-115,004. In the figure, 21 is an AC power supply, 22 is a diode bridge, 23 is an inverter circuit, 24 is a discharge lamp, 2
5 is a resistor, 26 is a Zener diode, 27 is a capacitor, 28 is an inverter control circuit, 29 is a diode, 3
0 is a resistance. Next, the operation will be described with reference to FIG. When the AC power supply 21 is turned on, a voltage subjected to full-wave rectification by the diode bridge 22 is applied to the resistor 25. At this time, a current flows through the resistor 25, and the capacitor 27 is charged at a predetermined voltage by the constant voltage element of the Zener diode 26.
Then, using the electric charge stored in the capacitor 27 as energy, the inverter control circuit 28 operates the inverter circuit 23 to turn on the discharge lamp 24. The discharge lamp 2
4 is turned on, the windings (not shown) provided inside the inverter circuit 23 cause the inverter control circuit 28 to turn on.
The power supply required for the operation of the inverter control circuit 28 is supplied.
Keeps working. FIG. 4 is a circuit diagram of another conventional discharge lamp lighting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-55296. In FIG. 4, the same or corresponding parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 31 is a step-up converter, 32 is a step-up inductance, 33 is a capacitor, 34 is a voltage detection resistor, 35 is a step-down converter, 36
Is a step-down inductance, 37 is a capacitor, 38 is a switching element, 39 is a polarity switching circuit, and 40 is a high voltage pulse generating circuit. In the discharge lamp lighting device shown in FIG. 3, the power supply voltage required for the inverter control circuit 28 is generated from the winding inside the inverter circuit 23, but the booster converter 31, the step-down converter 35, the bridge circuit 22 and the like shown in FIG. In the discharge lamp lighting device thus configured, a winding (not shown) for generating a control power supply voltage is added to the step-up inductance 32 or the step-down inductance 36 to increase the step-up inductance 32 or the step-down inductance. When a high-frequency current flows through the inductance 36 for control, a control power supply voltage is generated by a voltage generated in the control power supply voltage generation winding. In the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 3, for example, an abnormality of the discharge lamp 24 is detected,
Even when the inverter circuit 23 is stopped, the inverter control circuit 28 must be operating in order to maintain the stopped state. However, when the inverter circuit 23 stops, the power supply to the inverter control circuit 28 from the winding inside the inverter circuit 23 stops, so that the power supply of the inverter control circuit 28 must be supplied from the resistor 25. Must. At this time, for example, when the voltage of the AC power supply 21 is 20
0V, 10V as a power supply of the inverter control circuit 28,
If 20 mA is required, the full-wave rectified voltage of 200 V AC must be dropped by the resistor 25 to the vicinity of the voltage of the Zener diode 26. The average voltage of the full-wave rectified voltage of 200V AC is approximately 180V. If this voltage is reduced to 10V of the Zener diode 26, the voltage must be reduced by 180-10 = 170V across the resistor 25. Since a current of 20 mA has to flow through the resistor 25, the value of the resistor 25 at this time is 170
V / 20 mA = 8.5 KΩ, and the power consumption is 3.4
W. If the current flowing through the resistor 25 is short after the power is turned on, there is no problem if a resistor having a rated power smaller than 3.4 W is used for the resistor 25, but the inverter circuit 23 is stopped for protection or the like. In the case where power is supplied from the resistor 25 to the inverter control circuit 28 for a long time during the operation, a resistor having a rated power capacity twice or more is required in consideration of reliability and the like. In other words, a resistor of 7 W must be used, and the size of the resistor increases, and the size of the lighting device also increases. In the discharge lamp lighting device of FIG. 4, the control power supply voltage is generated by using the high-frequency current flowing through the inductance 32 of the boost converter 31 or the inductance 36 of the step-down converter 35.
When the discharge lamp 24 is turned off by detecting the abnormality of the discharge lamp 24, there is a problem that it is difficult to generate the control power supply voltage. In other words, in the discharge lamp lighting device shown in FIG. 4, if a control power supply winding is added to the boosting inductance 32 of the boost converter 31 to obtain control power therefrom, the discharge is performed in an abnormal condition. When the current to the lamp 24 is cut off, the current stops flowing from the boost converter 31 and the voltage of the capacitor 33 increases. Capacitor 33
When the voltage reaches a predetermined voltage, boost converter 31 stops. Thereafter, the voltage of the capacitor 33 is gradually discharged from the voltage detection resistor 34 and falls. And
When the voltage drops to the predetermined voltage, the boost converter 31 starts operating again. However, since no current flows to the discharge lamp 24,
Immediately, the capacitor 33 is charged to the predetermined voltage, and the boost converter 31 stops again. in this way,
Since boost converter 31 operates intermittently, it is difficult to generate a control power supply voltage when boost converter 31 is not operating. In addition, when a winding for generating a control power supply voltage is added to the step-down inductance 36 of the step-down converter 35 shown in FIG.
If the current to the discharge lamp 24 is interrupted at the time of an abnormality, no current flows from the step-down converter 35 to the discharge lamp 24.
The control power supply circuit 28 opens the switching element 38 up to the maximum on-duty in order to pass a current. However, when the voltage of the capacitor 37 is charged to the output voltage of the boost converter 31, even if the switching element 38 is operated at the maximum on-duty, no current flows through the step-down inductance 36, and the control power supply voltage can be generated. Disappears.
Thereafter, only when the charge of the capacitor 37 is discharged by self-discharge or the like and the voltage of the capacitor 37 falls below the output voltage of the boost converter 31, the step-down inductance 3
6, a control power supply voltage is generated, but immediately the capacitor 37 is charged and the current stops flowing again.
Therefore, a winding for generating a control power supply voltage is added to the boosting inductance 32 of the booster converter 31,
As in the case where the control power supply voltage is to be obtained, the step-down converter 35 operates intermittently.
It is difficult to generate the control power supply voltage when the device is not operating. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is not necessary to generate a control power supply voltage from a resistor even when power supply to the discharge lamp is stopped upon detecting abnormality of the discharge lamp. Another object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of stably securing a control power supply voltage by continuously operating a converter. According to a first aspect of the present invention, there is provided a discharge lamp lighting device comprising: a converter for turning on / off a switching element at a high frequency to boost a full-wave rectified voltage; A winding for generating a control power supply voltage provided in parallel with the inductance of any one of the converters for limiting the current supplied to the discharge lamp by turning on / off at a high frequency; discharge lamp voltage detection means for detecting the discharge lamp voltage; A discharge lamp lighting device provided with a discharge lamp current detecting means for detecting a discharge lamp current, wherein when the discharge lamp voltage or the discharge lamp current is out of a predetermined range, the discharge lamp is turned off and the control power supply The on-duty of the switching element of the converter having the voltage generating winding is set to the on-duty when the discharge lamp voltage or the discharge lamp current is within a predetermined range. It is designed to be smaller than a. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a commercial AC power supply, 2 is a diode bridge for full-wave rectifying the commercial AC power supply 1, and 3 is a boost converter for boosting a voltage that has been full-wave rectified by the diode bridge 2, and is magnetically coupled to each other. Inductance 3a, diode 3b, switching element 3 composed of primary winding n1 and secondary winding n2
c, and a capacitor 3d. 4 is a step-down converter for controlling the current flowing to the discharge lamp 7, 5 is a polarity switching circuit for changing the polarity of the current flowing to the discharge lamp 7, 6 is the discharge lamp 7
, A high-voltage pulse generating circuit for generating a high-voltage pulse to start the discharge lamp 7, and a control power supply voltage generating circuit 9 including a resistor 9a, a zener diode 9b, diodes 9c, 9d, Capacitor 9
e, 9g, and a constant voltage IC 9f. 10 is a DC voltage detection circuit for detecting the DC voltage boosted by the boost converter 3, 11 is a control circuit, 12 is a discharge lamp voltage detection circuit for detecting a discharge lamp voltage, 13 and 14 are differential amplifiers, and 15 is This is an on-duty limiting circuit for the switching element 3c of the boost converter 3. Next, the operation will be described with reference to FIG. When the commercial AC power supply 1 is turned on, the diode bridge 2
Is supplied to the control power supply voltage generation circuit 9
Is applied to the resistor 9a, a current flows through the resistor 9a, and the capacitor 9g is charged with a predetermined DC voltage by the constant voltage element of the Zener diode 9b. And the capacitor 9g
The control energy of the control circuit 11
Starts operation. The control circuit 11 first starts the operation of the boost converter 3 to boost the voltage that has been full-wave rectified by the diode bridge 2, and furthermore, this boosted DC voltage is passed through the step-down converter 4. And the polarity switching circuit 5
And is applied to the discharge lamp 7. In this state, the control circuit 11 drives the high-voltage pulse generation circuit 8 to
A high-voltage pulse for starting the discharge lamp 7 is applied to turn on the discharge lamp 7. After the discharge lamp 7 is turned on, the control circuit 11
The discharge lamp voltage is read from the discharge lamp voltage detection circuit 12, and a discharge lamp current value is calculated from this voltage so that the power of the discharge lamp 7 becomes a predetermined power. The calculated current value is output to the differential amplifier 13 as a target current value. Then, the differential amplifier 13 compares the discharge lamp current detected by the current detection resistor 6 with the target current value from the control circuit 11, and operates the step-down converter 4 so that the two coincide with each other. Control the current flowing through Here, the operation of the boost converter 3 will be described in detail. The differential amplifier 14 controls the voltage of the capacitor 3 d detected by the DC voltage detection circuit 10
The switching operation of the switching element 3c of the boost converter 3 is performed so that the target voltage value given from 1 and the input have a high power factor. When the switching element 3c is turned on, a current flows through the inductance 3a, and energy is accumulated in the primary winding n1 of the inductance 3a. When the switching element 3c is turned off, the energy stored in the primary winding n1 of the inductance 3a is charged in the capacitor 3d via the diode 3b. The control circuit 11 outputs a target voltage value to the differential amplifier 14 so that the output voltage of the boost converter 3 becomes a predetermined voltage. The differential amplifier 14 compares the target voltage value from the control circuit 11 with the output voltage of the boost converter 3 detected by the DC voltage detection circuit 10 so that the output voltage of the boost converter 3 becomes the target voltage value. The on-duty of the switching element 3c is determined. In the on-duty limiting circuit 15, the on-duty of the switching element 3c determined by the differential amplifier 14 is set to a predetermined value given from the control circuit 11 in order to prevent an excessive current from flowing through the switching element 3c. Restrict so that it does not become above. On-duty limiting circuit 1
Numeral 5 is a protection circuit for preventing an excessive current from flowing through the switching element 3c, and is set to a value sufficiently larger than the on-duty value determined by the differential amplifier 14 when the ordinary discharge lamp 7 is stably lit. The differential amplifier 1
4 is not limited by the on-duty limiting circuit 15. On the other hand, the inductance 3a is provided with a secondary winding n2 for a control power supply, and a primary winding n1 and a secondary winding n2 of the inductance 3a constitute a transformer. When a current flows through the line n1, a voltage is generated on the secondary winding n2. This voltage is supplied to the diode 9d and the capacitor 9e of the control power supply voltage generation circuit 9.
And a control voltage of a predetermined voltage is generated by the constant voltage IC 9f. Since the control power supply voltage generated by the constant voltage IC 9f is slightly higher than the control power supply voltage generated by the resistor 9a, when the control power supply voltage is supplied from the constant voltage IC 9f, Resistance 9
No current flows through a. That is, when the power is turned on, the boost converter 3
Is not operating, the control power supply voltage of the control circuit 11 is supplied via the resistor 9a. However, when the boost converter 3 starts operating, it is supplied from the secondary winding n2. . When the discharge lamp voltage detected by the discharge lamp voltage detection circuit 12 or the discharge lamp current detected by the current detection resistor 6 is out of a predetermined range, the control circuit 11 When it is determined that the electric lamp 7 is abnormal, the operation of the polarity switching circuit 5 is stopped and the discharge lamp 7 is stopped.
The supply of electric power to the discharge lamp 7 is stopped, and the discharge lamp 7 is turned off. At this time, the control circuit 11 controls the on-duty limiting circuit 1
5, the discharge lamp voltage detected by the discharge lamp voltage detection circuit 12 during normal discharge lamp lighting, or
The discharge lamp current detected from the current detection resistor 6 is set to a value smaller than a value when the discharge lamp current is within a predetermined range. Thus, when an abnormality of the discharge lamp is detected and the discharge lamp is turned off, the on-duty determined by the differential amplifier 14 depends on the limit value given from the control circuit 11 by the on-duty limit circuit 15. Because it is restricted,
The on-duty of the switching element 3c decreases.
As a result, the energy that the switching element 3c charges the capacitor 3d in one switching operation is reduced, and a large number of switching operations are required to charge the capacitor 3d to the target voltage value from the control circuit 11. Since the voltage charged in the capacitor 3d is gradually discharged through the resistance of the DC voltage detection circuit 10, by restricting the on-duty to a small value, the energy stored in the primary winding n1 of the inductance 3a is reduced. Is smaller than the speed at which the charged energy of the capacitor 3d is discharged through the resistance of the DC voltage detection circuit 10, and the boost converter 3 operates continuously. As a result, since a high-frequency current flows continuously through the inductance 3a, a high-frequency voltage is continuously generated also in the secondary winding n2, and the control power supply voltage is secured by the operation of the control power supply voltage generation circuit 9 described above. You. Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 2, reference numeral 3 'denotes a boost converter for boosting a voltage which has been full-wave rectified by the diode bridge 2;
′ Is a step-down converter for controlling the current flowing through the discharge lamp 7,
It is composed of an inductance 4a, a diode 4b, a switching element 4c, and a capacitor 4d composed of a primary winding n1 and a secondary winding n2 magnetically coupled to each other. Reference numeral 15 'denotes an on-duty limiting circuit for the switching element 4c of the step-down converter 4'. In the first embodiment, the inductance 3 of the boost converter 3
a is provided with a secondary winding n2 for generating a control power supply voltage,
In the present embodiment, a secondary winding n2 for generating a control power supply voltage is provided in the inductance 4a of the step-down converter 4 '. Since the basic operation is the same as that of the first embodiment, the description is omitted here, and the operation of the step-down converter 4 'will be mainly described. The step-down converter 4 '
When the switching element 4c is turned on / off at a high frequency,
While the switching element 4c is on, a current flows from the boost converter 3 'to the switching element 4c. The current flowing to the switching element 4c is smoothed by the diode 4b, the primary winding n1 of the inductance 4a, and the capacitor 4d, and is supplied to the discharge lamp 7. When the on-duty of the switching element 4c is increased, the current supplied to the discharge lamp 7 increases, and when the on-duty is reduced, the current supplied to the discharge lamp 7 decreases. The control circuit 11 includes a discharge lamp voltage detection circuit 12
, The discharge lamp voltage is read, and a discharge lamp current value is calculated from this voltage so that the power of the discharge lamp 7 becomes a predetermined power. The calculated current value is output to the differential amplifier 13 as a target current value. Then, the differential amplifier 13 compares the target current value from the control circuit 11 with the discharge lamp current detected by the current detection resistor 6, and sets the switching element 4c so that the discharge lamp current becomes the target current. Determine the on-duty. In the on-duty limiting circuit 15 ', the on-duty of the switching element 4c determined by the differential amplifier 13 is supplied from the control circuit 11 in order to prevent an excessive current from flowing through the switching element 4c. Is restricted so as not to exceed the specified value. The on-duty limiting circuit 15 'is a protection circuit for preventing an excessive current from flowing through the switching element 4c. The value is set to a sufficiently large value, and the on-duty determined by the differential amplifier 13 is not limited by the on-duty limiting circuit 15 '. On the other hand, an inductance 4a of the step-down converter 4 'has a secondary winding n2 for generating a control power supply voltage.
Is provided, and a primary winding n of the inductance 4a is provided.
1 and the secondary winding n2 constitute a transformer, so that when a current flows through the primary winding n1, a voltage is generated at the secondary winding n2. This voltage is supplied to the control power supply voltage generation circuit 9.
And a predetermined control power supply voltage is generated by the constant voltage IC 9f. Since the control power supply voltage generated by the constant voltage IC 9f is slightly higher than the control power supply voltage generated by the resistor 9a as in the first embodiment, control power is supplied from the constant voltage IC 9f. Then, no current flows through the resistor 9a. That is, when the power is turned on, the control circuit 11
Is supplied via the resistor 9a,
When the step-down converter 4 'starts operating, it is supplied from the secondary winding n2 as in the first embodiment. When the discharge lamp voltage detected by the discharge lamp voltage detection circuit 12 or the discharge lamp current detected by the current detection resistor 6 is out of a predetermined range, the control circuit 11 7 is determined to be abnormal, the operation of the polarity switching circuit 5 is stopped, the supply of power to the discharge lamp 7 is stopped, and the discharge lamp 7 is turned off. At this time, the control circuit 11 sets the limit value to be given to the on-duty limit circuit 15 ′ from the discharge lamp voltage detected by the discharge lamp voltage detection circuit 12 during normal discharge lamp lighting or from the current detection resistor 6. A value smaller than the value when the detected discharge lamp current is within a predetermined range is set. Thus, when an abnormality of the discharge lamp is detected and the discharge lamp is turned off, the on-duty determined by the differential amplifier 13 is limited to the limit value given by the control circuit 11 by the on-duty limit circuit 15 '. , The on-duty of the switching element 4c is reduced. As a result, the energy output from the switching element 4c in one switching operation is reduced. That is,
The rate at which the capacitor 4d is charged via the primary winding n1 of the switching element 4c and the inductance 4a is determined by the charge of the capacitor 4d and the discharge lamp voltage detection circuit 12.
, The voltage of the capacitor 4d is always lower than the output voltage of the boost converter 3 ', and the step-down converter 4' operates continuously. As a result, since the high-frequency current flows continuously through the inductance 4a, a high-frequency voltage is continuously generated also in the secondary winding n2, and the operation of the control power supply voltage generation circuit 9 described above causes the same as in the first embodiment. The control power supply voltage is secured. As described above, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect of the present invention, a converter for turning on / off a switching element at a high frequency to boost a full-wave rectified voltage or a discharge lamp. A control power supply voltage generation winding provided in parallel with the inductance of any one of the converters for limiting the current supplied to the discharge lamp, a discharge lamp voltage detecting means for detecting a discharge lamp voltage, and a discharge lamp for detecting a discharge lamp current It comprises a current detection means, the detection value of the discharge lamp voltage detection means, or
When the detected value of the discharge lamp current detecting means is out of a predetermined range and an abnormality of the discharge lamp is detected, the discharge lamp is turned off, and the on-duty of the switching element of the converter is changed to the discharge lamp voltage at the time of normal discharge lamp lighting. When the detection value or discharge lamp current detection value is within the predetermined range, the duty is smaller than the on-duty and the converter is operated continuously, so that the control power supply voltage can be stabilized even when there is no load with the discharge lamp turned off. A discharge lamp lighting device that can be ensured can be obtained. In addition, unlike the related art, there is no need to generate a control power supply from a resistor, the capacity of the resistor can be relatively small, and the device can be made compact.
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における放電灯点灯
装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態２における放電灯点灯
装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 従来の放電灯点灯装置の構成を示すブロック
図である。
【図４】 従来の他の放電灯点灯装置の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
１ 商用交流電源、 ２ ダイオードブリッジ、 ３、
３´ 昇圧コンバータ、 ４、４´ 降圧コンバータ、
５ 極性切換え回路、 ６ 電流検出抵抗、７ 放電
灯、 ８ 高圧パルス発生回路、 ９ 制御電源電圧生
成回路、 １０ 直流電圧検出回路、 １１ 制御回
路、 １２ 放電灯電圧検出回路、 １３、１４ 差動
増幅器、 １５、１５´ オンデューティ制限回路。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of another conventional discharge lamp lighting device. [Explanation of symbols] 1 commercial AC power supply, 2 diode bridge, 3,
3 'boost converter, 4, 4' buck converter,
5 polarity switching circuit, 6 current detection resistor, 7 discharge lamp, 8 high voltage pulse generation circuit, 9 control power supply voltage generation circuit, 10 DC voltage detection circuit, 11 control circuit, 12 discharge lamp voltage detection circuit, 13, 14 differential amplifier , 15, 15 'On-duty limiting circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 淺山 正臣 神奈川県横浜市西区北幸２丁目８番29号 オスラム・メルコ株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AC11 BA05 BB01 BB10 EA02 EA06 EB05 EB07 GA02 GB03 GB12 GC10 HA10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masaomi Asayama 2-8-29 Kitako, Nishi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa OSRAM Melco Co., Ltd. F term (reference) 3K072 AC11 BA05 BB01 BB10 EA02 EA06 EB05 EB07 GA02 GB03 GB12 GC10 HA10
Claims (1)
して全波整流電圧を昇圧するコンバータ、あるいはスイ
ッチング素子を高周波でオン／オフして放電灯へ供給す
る電流を制限するコンバータの何れかのコンバータのイ
ンダクタンスに併設された制御電源電圧生成用の巻き線
と、放電灯電圧を検出する放電灯電圧検出手段と、放電
灯電流を検出する放電灯電流検出手段を備えた放電灯点
灯装置であって、前記放電灯電圧または前記放電灯電流
が所定範囲から外れた場合に、放電灯を消灯させるとと
もに、前記制御電源電圧生成用巻き線を有するコンバー
タのスイッチング素子のオンデューティを、前記放電灯
電圧または放電灯電流が所定範囲内の時のオンデューテ
ィより小さくするようにしたことを特徴とする放電灯点
灯装置。Claims: 1. A converter for turning on / off a switching element at a high frequency to boost a full-wave rectified voltage, or limiting a current supplied to a discharge lamp by turning on / off a switching element at a high frequency. One of the converters includes a winding for generating a control power supply voltage provided in parallel with the inductance of any one of the converters, a discharge lamp voltage detector for detecting a discharge lamp voltage, and a discharge lamp current detector for detecting a discharge lamp current. An electric lamp lighting device, wherein when the discharge lamp voltage or the discharge lamp current is out of a predetermined range, the discharge lamp is turned off, and the on-duty of a switching element of a converter having the control power supply voltage generation winding is reduced. Wherein the discharge lamp voltage or discharge lamp current is smaller than the on-duty when the discharge lamp voltage is within a predetermined range. Light equipment.
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| JP2001355555A JP4211022B2 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Discharge lamp lighting device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005100923A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Lg Electronics Inc | Low-output microwave lighting device, and flicker removing method utilizing the same |
| JP2011103285A (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Green Mark Technology Inc | Dimmable led lamp |
| JP2012113880A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Panasonic Corp | Lighting device and luminaire using the same |
-
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| JP2012113880A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Panasonic Corp | Lighting device and luminaire using the same |
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