JP2006134732A - Discharge lamp lighting device and illumination system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。そして、このような放電灯点灯装置を備えた照明システムに関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp. And it is related with the illumination system provided with such a discharge lamp lighting device.
近年、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置として、従来主に用いられてきた銅鉄安定器に代わってインバータ回路を用いた放電灯点灯装置、いわゆる電子バラストが主流となりつつある(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, as a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp, a discharge lamp lighting device using an inverter circuit instead of a conventionally used copper iron ballast, a so-called electronic ballast is becoming mainstream (for example, Patent Documents). 1).
図5は、背景技術に係る放電灯点灯装置101の構成を示す回路図である。放電灯点灯装置101は、いわゆる電子バラストであり、外部に接続された商用電源111から供給された交流電源電圧を直流電圧に変換する直流電源回路102と、放電灯FLを点灯させるための矩形波交流電力を出力するインバータ回路103と、直流電源回路102の動作を制御する直流電源制御部107と、インバータ回路103の動作を制御するインバータ制御部108と、直流電源制御部107及びインバータ制御部108の動作用電源電圧を生成する制御電源部109と、インバータ回路103から出力された矩形波交流電力を外部に接続された放電灯FLへ供給する例えば端子台からなる外部出力部110と、を備えている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a discharge
直流電源回路102は、外部から供給された交流電源電圧を昇圧して直流電圧を生成する昇圧チョッパ回路であり、ダイオードブリッジDB1、インダクタL1、ダイオードD1、スイッチング素子Q1、及びコンデンサC1を備える。インバータ回路103は、降圧チョッパ回路104と極性反転回路105とを備えている。降圧チョッパ回路104は、直流電源回路102から出力された直流電圧を降圧し、インバータ制御部108からの制御信号に応じて放電灯FLへの供給電力を調整する降圧チョッパ回路で、スイッチング素子Q2、ダイオードD2、インダクタL2、コンデンサC2、及びスイッチング素子Q2の寄生ダイオードであるダイオードD7を備えている。極性反転回路105は、降圧チョッパ回路104から出力された直流電圧をチョッピングして矩形波交流電力を生成する回路部で、直列に接続されたスイッチング素子Q3,Q4と直列に接続されたスイッチング素子Q5,Q6とが並列に接続されることで、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6によってフルブリッジ回路を構成している。
The DC
そして、外部から供給された交流電源電圧を整流するダイオードブリッジDB1の正極側端子112は、インダクタL1、ダイオードD1、スイッチング素子Q2、インダクタL2、スイッチング素子Q5、及びスイッチング素子Q6を介してダイオードブリッジDB1の負極側端子113へ接続されている。そして、インダクタL1とダイオードD1との接続点はスイッチング素子Q1を介して負極側端子113へ接続され、ダイオードD1とスイッチング素子Q2との接続点(A点)はコンデンサC1を介して負極側端子113へ接続され、スイッチング素子Q2とインダクタL2との接続点は逆方向のダイオードD2を介して負極側端子113へ接続され、インダクタL2とスイッチング素子Q5との接続点はコンデンサC2を介して負極側端子113へ接続され、コンデンサC2と並列にスイッチング素子Q3,Q4の直列回路が接続されている。
The
また、スイッチング素子Q2,Q3,Q4,Q5,Q6は、例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconducter Field Effect Transistor)であり、寄生ダイオードであるダイオードD7,D3,D4,D5,D6が逆方向に接続されている。そして、A点の電圧、すなわち直流電源回路102の出力電圧が制御電源部109へ供給され、制御電源部109から直流電源制御部107及びインバータ制御部108の動作用電源電圧が供給されている。さらに、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)と、スイッチング素子Q5及びQ6の接続点(C点)とが外部出力部110を介して外部に接続された放電灯FLに接続されるようになっている。
The switching elements Q2, Q3, Q4, Q5, and Q6 are, for example, MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), and diodes D7, D3, D4, D5, and D6 that are parasitic diodes are connected in the opposite direction. . The voltage at point A, that is, the output voltage of the DC
図6は、極性反転回路105の動作を説明するための説明図である。まず、降圧チョッパ回路104から出力された直流電圧が、スイッチング素子Q3及びQ5の接続点とスイッチング素子Q4及びQ6の接続点との間に印加される。そして、図6に示すように、インバータ制御部108によって、スイッチング素子Q3及びQ6がオンされると共にスイッチング素子Q4及びQ5がオフされ、次にスイッチング素子Q3及びQ6がオフされると共にスイッチング素子Q4及びQ5がオンされ、これが例えば10〜900Hzの周波数で繰り返される。そうすると、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6により構成されたブリッジ回路によって放電灯点灯用の矩形波交流電圧Vflが生成され、10〜900Hzの矩形波交流電圧Vflが外部出力部110を介して放電灯FLへ供給される。
ところで、従来、放電灯点灯装置101の商品形態として器具内用バラストが主であった。器具内用バラストとは、放電灯点灯装置101を照明器具工場に納入し、工場内で照明器具内に組み込み、出荷するというものであった。ところが近年になり、放電灯点灯装置101を器具設置現場に直接納入し、器具内には組み込まず器具の近くに別置きする、いわゆる屋内用バラストの需要が増加してきた。屋内用バラストはその商品形態ゆえに、商用電源からの配線を接続する例えば端子台からなる入力端子部と、照明器具からの配線を接続する例えば端子台からなる出力端子部と、を設けている物が一般的である。しかし、端子台を持つ構造であるがゆえに、特に器具設置現場が屋根裏等の視界が悪い場所の場合、施工者が入力端子と出力端子とを誤って、出力端子に商用電源を接続し、そのまま電源を投入する(以下、入出力誤結線と呼ぶ)というヒューマンエラーが発生する可能性が高くなった。以下に、入出力誤結線時における放電灯点灯装置101の動作について説明する。
By the way, the ballast for appliances has been mainly used as the product form of the discharge
施工者が、誤って商用電源111を外部出力部110に接続すると、商用電源111から外部出力部110を介して交流電源電圧が、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)と、スイッチング素子Q5及びQ6の接続点(C点)との間に印加される。そうすると、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6の寄生ダイオードであるダイオードD3,D4,D5,D6によって構成されたダイオードブリッジによって交流電源電圧が整流され、この整流電圧がインダクタL2とスイッチング素子Q2の寄生ダイオードであるダイオードD7とを介してコンデンサC1に印加され、コンデンサC1が充電される。
When the contractor mistakenly connects the
コンデンサC1が充電されると、コンデンサC1の充電電圧(A点の電圧)が制御電源部109へ供給され、制御電源部109からインバータ制御部108へ動作用電源電圧が供給される結果、インバータ制御部108は、極性反転回路105により直流電圧をチョッピングして矩形波交流電圧を生成させるべく図6に示すようにスイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6をオン、オフさせる。
When the capacitor C1 is charged, the charging voltage (the voltage at point A) of the capacitor C1 is supplied to the control
そうすると、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)と、スイッチング素子Q5及びQ6の接続点(C点)との間には、商用電源111から外部出力部110を介して交流電源電圧が印加されているので、インバータ制御部108によってスイッチング素子Q4がオンされると、B点からスイッチング素子Q4、ダイオードD6を介してC点に至る電流経路が生じてB,C点間に外部出力部110を介して接続された商用電源111による短絡電流が流れ、スイッチング素子Q4、ダイオードD6及びダイオードD6を寄生ダイオードするスイッチング素子Q6を損傷あるいは破壊する。同様に、インバータ制御部108によってスイッチング素子Q6がオンされると、C点からスイッチング素子Q6、ダイオードD4を介してB点に至る電流経路が生じてB,C点間に外部出力部110を介して接続された商用電源111による短絡電流が流れ、スイッチング素子Q6、ダイオードD4及びダイオードD4を寄生ダイオードするスイッチング素子Q4を損傷あるいは破壊する。
Then, an AC power supply voltage is applied from the
そのため、施工者が、誤って商用電源111を外部出力部110に接続すると、放電灯点灯装置101が故障してしまうという不都合があった。このような不都合は、例えば極性反転回路105の代わりにスイッチング素子のハーフブリッジを用いて直流電圧をチョッピングし、周期性を有する矩形波電圧を放電灯FLに供給するようにした放電灯点灯装置であっても同様であり、外部出力部110から制御電源部109に至る電流経路を有する放電灯点灯装置であれば、同様の不都合が発生しうる。
For this reason, if the installer mistakenly connects the
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、入出力誤結線時における故障の発生を抑制することができる放電灯点灯装置、及びこれを用いた照明システムを提供することを目的とする。 The present invention is an invention made in view of such a problem, and provides a discharge lamp lighting device capable of suppressing the occurrence of a failure at the time of input / output misconnection and an illumination system using the same. Objective.
上述の目的を達成するために、本発明の第1の手段に係る放電灯点灯装置は、外部から電源電圧を受電する受電部と、前記受電部で受電された電源電圧に基づき直流電圧を生成する直流電源部と、前記直流電源部により生成された直流電圧をチョッピングして放電灯点灯用の周期性を有する周期電圧を生成するインバータ部と、前記インバータ部により生成された周期電圧を外部の放電灯へ供給するための外部出力部と、前記インバータ部の動作を制御する制御部と、前記直流電源部により生成された直流電圧に基づき前記制御部の動作用電源電圧を生成する制御電源部と、前記外部出力部に前記電源電圧が印加された場合に、当該電源電圧が前記制御電源部へ供給されることを阻止する逆接続保護部と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, a discharge lamp lighting device according to a first means of the present invention generates a DC voltage based on a power receiving unit that receives a power source voltage from the outside and a power source voltage received by the power receiving unit. A DC power supply unit, an inverter unit for chopping a DC voltage generated by the DC power supply unit to generate a periodic voltage having a periodicity for lighting a discharge lamp, and a periodic voltage generated by the inverter unit An external output unit for supplying to the discharge lamp, a control unit for controlling the operation of the inverter unit, and a control power supply unit for generating a power supply voltage for operation of the control unit based on a DC voltage generated by the DC power supply unit And a reverse connection protection unit that prevents the power supply voltage from being supplied to the control power supply unit when the power supply voltage is applied to the external output unit.
また、上述の放電灯点灯装置において、前記逆接続保護部は、前記外部出力部から前記直流電源部と前記制御電源部との接続部に至る電流経路上に設けられ、前記外部出力部から前記制御電源部へ流れる方向の電流を阻止する整流作用を有することを特徴としている。 Further, in the above-described discharge lamp lighting device, the reverse connection protection unit is provided on a current path from the external output unit to a connection unit between the DC power supply unit and the control power supply unit, and from the external output unit to the It is characterized by having a rectifying action to block current flowing in the direction of flow to the control power supply unit.
そして、上述の放電灯点灯装置において、前記直流電源部は、前記電源電圧のピーク値を超える電圧を有する前記直流電圧を生成するものであり、前記逆接続保護部は、前記直流電圧によってオンする電圧応答素子であると共に前記直流電源部と前記制御電源部との間に介設されることを特徴としている。 In the above-described discharge lamp lighting device, the DC power supply unit generates the DC voltage having a voltage exceeding the peak value of the power supply voltage, and the reverse connection protection unit is turned on by the DC voltage. It is a voltage response element and is interposed between the DC power supply unit and the control power supply unit.
さらに、本発明の第2の手段に係る照明システムは、放電灯を点灯させるための周期電圧を外部に出力する外部出力部を備えた放電灯点灯装置と、前記外部出力部から供給された周期電圧を受電する外部入力部と前記外部入力部により受電された周期電圧を放電灯に供給するための配線とを備えた照明器具と、を備え、前記放電灯点灯装置は、上述のいずれかに記載の放電灯点灯装置であることを特徴としている。 Furthermore, the illumination system according to the second means of the present invention includes a discharge lamp lighting device including an external output unit that outputs a periodic voltage for lighting a discharge lamp to the outside, and a cycle supplied from the external output unit. A lighting fixture including an external input unit that receives voltage and a wiring for supplying a periodic voltage received by the external input unit to the discharge lamp, and the discharge lamp lighting device is one of the above It is the discharge lamp lighting device described.
このような構成の放電灯点灯装置及び照明システムは、受電部により受電された電源電圧に基づき直流電源部により直流電圧が生成され、その直流電圧がインバータ部によりチョッピングされて放電灯点灯用の周期電圧が生成され、その周期電圧が、放電灯を点灯させるべく外部出力部へ供給される。そして、誤って、外部出力部に電源電圧が印加された場合、逆接続保護部によって電源電圧が制御電源部へ供給されることが阻止されるので、制御電源部により動作用電源電圧が制御部へ供給されて制御部によりインバータ部の動作が開始され、インバータ部により電源電圧がチョッピングされてインバータ部で電源短絡することによる故障の発生を抑制することができる。 In the discharge lamp lighting device and the lighting system having such a configuration, a DC voltage is generated by the DC power supply unit based on the power supply voltage received by the power receiving unit, and the DC voltage is chopped by the inverter unit and the cycle for lighting the discharge lamp. A voltage is generated and the periodic voltage is supplied to the external output unit to light the discharge lamp. If the power supply voltage is accidentally applied to the external output unit, the reverse connection protection unit prevents the power supply voltage from being supplied to the control power supply unit. Then, the operation of the inverter unit is started by the control unit, the power supply voltage is chopped by the inverter unit, and the occurrence of a failure due to a short circuit of the power source in the inverter unit can be suppressed.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る照明システムの外観の一例を示す斜視図である。図1に示す照明システム1は、照明器具2と、放電灯点灯装置3とを備えている。照明器具2は、筐体21と、放電灯FLを照明器具2に接続するためのソケット22,23と、外部入力部の一例である接続端子241,242を備える端子台24と、ソケット22,23を接続端子241,242にそれぞれ接続する配線251,252とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the appearance of a lighting system according to an embodiment of the present invention. A
放電灯点灯装置3は、略箱状の筐体31と、接続端子321,322を備える端子台32と、接続端子331,332を備える端子台33と、を備えている。接続端子321,322は、放電灯点灯装置3により生成された放電灯点灯用の周期電圧を照明器具2へ供給するための外部出力部の一例であり、外部接続配線41,42によって、接続端子241,242と接続されている。接続端子331,332は、外部から電源電圧を受電する受電部の一例であり、外部に商用電源ACが接続されるようになっている。
The discharge
図2は、本発明の第1の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成の一例を説明するための回路図である。図2に示す放電灯点灯装置3は、いわゆる電子バラストであり、端子台33に接続された商用電源ACから供給された交流電源電圧Vacを直流電圧に変換する直流電源部の一例である直流電源回路302と、放電灯FLを点灯させるための矩形波交流電圧を出力するインバータ部の一例であるインバータ回路303と、直流電源回路302の動作を制御する直流電源制御部307と、インバータ回路303の動作を制御する制御部の一例であるインバータ制御部308と、直流電源制御部307及びインバータ制御部308の動作用電源電圧を生成する制御電源部309と、インバータ回路303から出力された矩形波交流電力を外部に接続された放電灯FLへ供給する接続端子321,322と、を備えている。
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an example of the configuration of the discharge lamp lighting device according to the first embodiment of the present invention. The discharge
直流電源回路302は、商用電源ACから接続端子331,332を介して供給された交流電源電圧Vacを昇圧して直流電圧Vdc1を生成する昇圧チョッパ回路であり、ダイオードブリッジDB1、インダクタL1、ダイオードD1、スイッチング素子Q1、及びコンデンサC1を備える。
The DC
インバータ回路303は、直流電源回路302から出力された直流電圧Vdc1をチョッピングして放電灯点灯用の周期性を有する矩形波交流電圧Vflを生成するインバータ部の一例であり、降圧チョッパ回路304と極性反転回路305とを備えている。降圧チョッパ回路304は、インバータ制御部308からの制御信号に応じて直流電源回路302から出力された直流電圧を降圧すると共に放電灯FLへの供給電力を調整する降圧チョッパ回路で、スイッチング素子Q2、ダイオードD2、インダクタL2、コンデンサC2、及びスイッチング素子Q2の寄生ダイオードであるダイオードD7を備えている。極性反転回路305は、降圧チョッパ回路304から出力された直流電圧Vdc2をチョッピングして放電灯点灯用の矩形波交流電力を生成する回路部で、直列に接続されたスイッチング素子Q3,Q4と直列に接続されたスイッチング素子Q5,Q6とが並列に接続されることで、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6によってフルブリッジ回路を構成している。
The
そして、外部から供給された交流電源電圧Vacを整流するダイオードブリッジDB1の正極側端子312は、インダクタL1、ダイオードD1のアノード、ダイオードD1のカソード、逆接続保護部の一例であるダイオードD8のアノード、ダイオードD8のカソード、スイッチング素子Q2、インダクタL2、スイッチング素子Q5、及びスイッチング素子Q6を介してダイオードブリッジDB1の負極側端子313へ接続されている。
The
そして、インダクタL1とダイオードD1との接続点はスイッチング素子Q1を介して負極側端子313へ接続され、ダイオードD1とダイオードD8との接続点(A点)はコンデンサC1を介して負極側端子313へ接続され、スイッチング素子Q2とインダクタL2との接続点はダイオードD2のカソードに接続され、ダイオードD2のアノードは負極側端子313へ接続され、インダクタL2とスイッチング素子Q5との接続点はコンデンサC2を介して負極側端子313へ接続され、コンデンサC2と並列にスイッチング素子Q3及びQ4の直列回路が接続されている。
The connection point between the inductor L1 and the diode D1 is connected to the
また、スイッチング素子Q2,Q3,Q4,Q5,Q6は、例えばMOS(Metal Oxide Semiconducter)トランジスタであり、ダイオードブリッジDB1の正極側端子312から負極側端子313へ向かう電流方向と逆方向に、寄生ダイオードであるダイオードD7,D3,D4,D5,D6がそれぞれ接続されている。そして、A点の電圧、すなわち直流電源回路302の出力電圧が制御電源部309へ供給され、制御電源部309から直流電源制御部307及びインバータ制御部308の動作用電源電圧が供給されている。
The switching elements Q2, Q3, Q4, Q5, and Q6 are, for example, MOS (Metal Oxide Semiconducter) transistors, which are parasitic diodes in a direction opposite to the current direction from the
さらに、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)は、パルストランスT1の二次巻線N2を介して接続端子321に接続され、パルストランスT1の一次巻線N1とスイッチング素子Q7と抵抗R1とを介してスイッチング素子Q5及びQ6の接続点(C点)に接続され、パルストランスT1の一次巻線N1とスイッチング素子Q7との直列回路と並列に、コンデンサC3が接続されている。そして、パルストランスT1、スイッチング素子Q7、抵抗R1、及びコンデンサC3によって、放電灯FLに放電を開始させるための高圧パルス電圧を発生するイグナイタ回路314が構成されている。スイッチング素子Q7は、印加電圧が所定のブレークオーバー電圧Vb1を超えるとオンする電圧応答素子で、例えばサイダックが用いられる。
Furthermore, the connection point (point B) of the switching elements Q3 and Q4 is connected to the
また、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)は接続端子321を介して外部に接続された放電灯FLに接続され、スイッチング素子Q5及びQ6の接続点(C点)は接続端子322を介して外部に接続された放電灯FLに接続されるようになっている。
The connection point (point B) of the switching elements Q3 and Q4 is connected to the discharge lamp FL connected to the outside via the
直流電源制御部307は、スイッチング素子Q1のオン、オフを制御して直流電源回路302を昇圧チョッパ回路として動作させるための制御回路で、例えばモトローラ社製の制御IC(Integrated Circuit)であるMC33262を備えて構成されている。インバータ制御部308は、スイッチング素子Q2のオン、オフを制御して降圧チョッパ回路304を動作させて放電灯点灯用の直流電圧Vdc2を生成させると共に、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6のオン、オフを制御して極性反転回路305により直流電圧Vdc2から放電灯点灯用の矩形波交流電圧Vflを生成させる制御回路であり、例えば松下電器(株)製の制御ICであるMIP0254やマイクロコンピュータ等の制御回路を備えて構成されている。
The DC power
次に、上述のように構成された照明システム1の動作について説明する。図1を参照してまず、照明器具2における接続端子241,242と放電灯点灯装置3における接続端子321,322とがそれぞれ正しく外部接続配線41,42により接続され、商用電源ACが接続端子331,332に正しく接続された場合、商用電源ACから接続端子331,332を介してダイオードブリッジDB1へ交流電源電圧Vacが供給され、ダイオードブリッジDB1により整流された電圧がインダクタL1とダイオードD1とを介してコンデンサC1で充電、平滑され、コンデンサC1の充電電圧(A点の電圧)が、制御電源部309へ供給される。
Next, operation | movement of the
そうすると、制御電源部309から直流電源制御部307及びインバータ制御部308へ動作用電源電圧が供給され、直流電源制御部307及びインバータ制御部308による制御動作が開始される。まず、直流電源制御部307からの制御信号に応じてスイッチング素子Q1がオン、オフされることにより、直流電源回路302はいわゆる昇圧チョッパ回路として動作し、交流電源電圧Vacを昇圧した直流電圧Vdc1がA点に出力される。そして、A点に出力された直流電圧Vdc1が制御電源部309へ供給され、直流電源制御部307及びインバータ制御部308による制御動作が維持される。
Then, the operation power supply voltage is supplied from the control
直流電源回路302は、直流電源制御部307からの制御信号に基づき放電灯点灯装置3における仕様上の最大入力電源電圧のピーク値、すなわち最大入力電源電圧に2の平方根を乗じた値を超える電圧を直流電圧Vdc1として出力するように設定されている。例えば直流電源回路302の入力電源電圧範囲が100V〜200Vである場合には、直流電圧Vdc1は、最大入力電源電圧200Vのピーク値である283Vを超える電圧にされている。
The DC
これにより、直流電源回路302に入力される交流電源電圧Vacが変動した場合であっても、直流電源回路302からインバータ回路303へ一定の直流電圧Vdc1を供給することができるので、近年放電灯点灯装置に対する市場要求が強い多様な入力電源電圧への対応、いわゆるマルチ電源化に対応可能にされている。そして、交流電源電圧Vacが変動した場合であっても直流電源回路302により一定の電圧にされた直流電圧Vdc1(A点の電圧)を、制御電源部309へ供給する構成とすることにより、制御電源部309は、多様な入力電圧に対応する必要がなく、交流電源電圧Vacに関わらず一定の直流電圧Vdc1に応じて直流電源制御部307及びインバータ制御部308の動作用電源電圧を生成することが容易となる。
Thus, even when the AC power supply voltage Vac input to the DC
次に、直流電源回路302から出力された直流電圧Vdc1(A点の電圧)は、ダイオードD8を介して降圧チョッパ回路304へ供給される。降圧チョッパ回路304は、公知の降圧チョッパ回路であり、インバータ制御部308からの制御信号に応じて放電灯点灯用の直流電圧Vdc2を極性反転回路305へ出力すると共に放電灯FLへ供給される電力量を調整する。
Next, the DC voltage Vdc1 (voltage at point A) output from the DC
次に、降圧チョッパ回路304から出力された直流電圧Vdc2は、極性反転回路305におけるスイッチング素子Q3及びQ5の接続点と、スイッチング素子Q4及びQ6の接続点間に印加される。そして、図6に示すように、インバータ制御部308によって、スイッチング素子Q3及びQ6がオンされると共にスイッチング素子Q4及びQ5がオフされ、次にスイッチング素子Q3及びQ6がオフされると共にスイッチング素子Q4及びQ5がオンされ、これが例えば10〜900Hzの周波数で繰り返される。そうすると、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6により構成されたブリッジ回路によって、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)とスイッチング素子Q5及びQ6の接続点(C点)との間に放電灯点灯用の10〜900Hzの矩形波交流電圧Vflが生成され、矩形波交流電圧VflがパルストランスT1を介して接続端子321,322へ出力される。
Next, the DC voltage Vdc2 output from the step-down
そして、図1に示すように、接続端子321,322へ出力された矩形波交流電圧Vflは、外部接続配線41,42、及び照明器具2における接続端子241,242、配線251,252を介して放電灯FLへ供給される。なお、図2においては、外部接続配線41,42、及び照明器具2における接続端子241,242、配線251,252の図示を省略して端子台32と放電灯FLとの接続を示している。
As shown in FIG. 1, the rectangular wave AC voltage Vfl output to the
図3は、イグナイタ回路314の動作を説明するための波形図である。まず、B点とC点との間に矩形波交流電圧Vflが出力されると、抵抗R1とコンデンサC3との時定数によりコンデンサC3の電圧Vc3は徐々に充電される。電圧Vc3がスイッチング素子Q7のブレークオーバー電圧Vb1に達するとスイッチング素子Q7はオンし、コンデンサC3に蓄積された電荷をスイッチング素子Q7、パルストランスT1の一次巻線N1を介して放電させる。このときパルストランスT1に発生したパルス電圧が昇圧され、パルストランスT1の二次巻線N2に高圧パルス電圧(数kV)を発生させる。そしてこの高圧パルス電圧が接続端子321,322を介して放電灯FLへ供給され、放電灯FLが放電を開始し点灯状態に移行する。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the
そして、インバータ制御部308における図略の電圧検出回路によって、放電灯FLのランプ電圧Vfd(又は電流、電力であってもよい)が検出され、ランプ電圧Vfdに応じてスイッチング素子Q2がオン、オフされることにより、放電灯FLへ供給される電力が調整され、放電灯FLが点灯するようになっている。
Then, a lamp voltage Vfd (or current or electric power) of the discharge lamp FL is detected by a voltage detection circuit (not shown) in the
次に、入出力誤結線時、すなわち接続端子321,322に誤って商用電源ACが接続された場合における放電灯点灯装置3の動作について説明する。接続端子321,322に商用電源ACが接続されると、商用電源ACから接続端子321,322を介して交流電源電圧Vacが、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)と、スイッチング素子Q5及びQ6の接続点(C点)との間に印加される。そうすると、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6の寄生ダイオードであるダイオードD3,D4,D5,D6により構成されたダイオードブリッジによって交流電源電圧Vacが整流され、この整流電圧がインダクタL2とスイッチング素子Q2の寄生ダイオードであるダイオードD7とを介してダイオードD8に印加される。しかし、ダイオードD8は交流電源電圧Vacの整流電圧とは逆方向になるので、ダイオードD8によって、交流電源電圧Vacの整流電圧が制御電源部309へ供給されることが阻止される。
Next, the operation of the discharge
そうすると、制御電源部309からインバータ制御部308へ動作用電源電圧が供給されることはなく、従って、インバータ制御部308によって、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6がオンされることがないので商用電源ACによる短絡電流が流れることが抑制され、極性反転回路305における短絡電流によるスイッチング素子やダイオードの損傷あるいは破壊が抑制される結果、入出力誤結線時における故障の発生を抑制することができる。
Then, the operation power supply voltage is not supplied from the control
なお、ダイオードD8は、交流電源電圧Vacの整流電圧が制御電源部309へ供給されることを阻止するべく整流作用を有するものであればよく、例えばダイオードD8の代わりにサイリスタを常時オン状態にして用いてもよい。
The diode D8 only needs to have a rectifying function so as to prevent the rectified voltage of the AC power supply voltage Vac from being supplied to the control
また、ダイオードD8は、スイッチング素子Q3及びQ5の接続点から直流電源回路302と制御電源部309との接続部であるA点に至る電流経路上に設けられていればよく、例えばスイッチング素子Q2とインダクタL2との間や、スイッチング素子Q3及びQ5の接続点とインダクタL2との間等に介設されていてもよい。この場合、ダイオードD8は、放電灯点灯装置3の正常動作を妨げることなく入出力誤結線時における故障の発生を抑制することができる。
The diode D8 only needs to be provided on the current path from the connection point of the switching elements Q3 and Q5 to the point A that is the connection part between the DC
また、例えば極性反転回路305の代わりにスイッチング素子のハーフブリッジを用いて直流電圧をチョッピングし、周期性を有する矩形波電圧を放電灯FLに供給するようにした放電灯点灯装置であってもよい。
Further, for example, a discharge lamp lighting device in which a DC voltage is chopped using a half bridge of a switching element instead of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る照明システムについて説明する。本発明の第2の実施形態に係る照明システム1aは、照明システム1と同様、図1によって示される。図1に示す照明システム1aは、放電灯点灯装置3の代わりに放電灯点灯装置3aを備える点で異なる。図4は、図1に示す放電灯点灯装置3aの構成の一例を説明するための回路図である。図4に示す放電灯点灯装置3aと図2に示す放電灯点灯装置3とでは、下記の点で異なる。
(Second Embodiment)
Next, an illumination system according to the second embodiment of the present invention will be described. The
すなわち、図4に示す放電灯点灯装置3aは、ダイオードD8を備えない。そして、ダイオードD1とコンデンサC1との接続点(A点)と、ダイオードブリッジDB1の負極側端子313との間に抵抗R2とコンデンサC4との直列回路が介設され、コンデンサC4と並列にスイッチング素子Q8とトランスT2における一次巻線との直列回路が接続され、トランスT2における二次巻線の一端は負極側端子313に接続される一方他端はダイオードD9とコンデンサC5とを介して負極側端子313に接続され、ダイオードD9とコンデンサC5との接続点が、動作用電源電圧を供給するべくインバータ制御部308に接続されている。そして、トランスT2と、ダイオードD9と、コンデンサC5とによって、制御電源部309が構成されている。
That is, the discharge
スイッチング素子Q8は、印加電圧が所定のブレークオーバー電圧Vb2を超えるとオンする逆接続保護部の一例である電圧応答素子で、例えばサイダックが用いられる。スイッチング素子Q8のブレークオーバー電圧Vb2は、放電灯点灯装置3における仕様上の最大入力電源電圧のピーク値、すなわち最大入力電源電圧に2の平方根を乗じた値を超える電圧であって、直流電圧Vdc1以下の電圧にされており、スイッチング素子Q8に直流電圧Vdc1が印加されるとオンするが、交流電源電圧Vacが印加されてもオンしないようにされている。
The switching element Q8 is a voltage response element that is an example of a reverse connection protection unit that is turned on when an applied voltage exceeds a predetermined breakover voltage Vb2. For example, a Sidac is used. The breakover voltage Vb2 of the switching element Q8 is a voltage exceeding the peak value of the maximum input power supply voltage in the specification of the discharge
また、直流電源制御部307には、ダイオードD1とコンデンサC1との接続点(A点)の電圧が動作用電源電圧として抵抗R3を介して供給されるようになっている。
The DC power
その他の構成は図2に示す放電灯点灯装置3と同様であるのでその説明を省略し、以下、図4に示す放電灯点灯装置3aの動作について説明する。まず、照明器具2における接続端子241,242と放電灯点灯装置3における接続端子321,322とがそれぞれ正しく外部接続配線41,42により接続され、商用電源ACが接続端子331,332に正しく接続された場合、商用電源ACから接続端子331,332を介してダイオードブリッジDB1へ交流電源電圧Vacが供給され、ダイオードブリッジDB1により整流された電圧がインダクタL1とダイオードD1とを介してコンデンサC1で充電、平滑され、コンデンサC1の充電電圧(A点の電圧)が、動作用電源電圧として抵抗R3を介して直流電源制御部307へ供給される。
Since the other configuration is the same as that of the discharge
そうすると、直流電源制御部307は直流電源回路302の制御動作を開始し、直流電源回路302によって、コンデンサC1の両端電圧(A点の電圧)が直流電圧Vdc1として出力される。そして、直流電圧Vdc1によって、抵抗R2とコンデンサC4とによる時定数に応じてコンデンサC4が充電され、その充電電圧がスイッチング素子Q8のブレークオーバー電圧Vb2に達すると、スイッチング素子Q8がオンする。
Then, the DC power
スイッチング素子Q8がオンすると、コンデンサC4の充電電圧がトランスT2によってインバータ制御部308の動作用電源電圧まで降圧され、ダイオードD9で整流され、コンデンサC5で平滑されてインバータ制御部308の動作用電源電圧が生成され、インバータ制御部308へ供給され、インバータ制御部308によるインバータ回路303の制御動作が開始される。以降の動作は図2に示す放電灯点灯装置3と同様であるのでその説明を省略する。
When the switching element Q8 is turned on, the charging voltage of the capacitor C4 is stepped down to the operation power supply voltage of the
次に、入出力誤結線時、すなわち接続端子321,322に誤って商用電源ACが接続された場合における放電灯点灯装置3aの動作について説明する。接続端子321,322に商用電源ACが接続されると、商用電源ACから接続端子321,322を介して交流電源電圧Vacが、スイッチング素子Q3及びQ4の接続点(B点)と、スイッチング素子Q5,Q6の接続点(C点)との間に印加される。そうすると、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6の寄生ダイオードであるダイオードD3,D4,D5,D6により構成されたダイオードブリッジによって交流電源電圧Vacが整流され、この整流電圧がインダクタL2とスイッチング素子Q2の寄生ダイオードであるダイオードD7とを介してコンデンサC1に印加される。
Next, the operation of the discharge
そして、コンデンサC1に印加された交流電源電圧Vacの整流電圧によって、抵抗R2とコンデンサC4とによる時定数に応じてコンデンサC4が充電され、その充電電圧がスイッチング素子Q8に印加される。しかし、スイッチング素子Q8のブレークオーバー電圧Vb2は、放電灯点灯装置3における仕様上の最大入力電源電圧のピーク値、すなわち最大入力電源電圧に2の平方根を乗じた値を超える電圧にされているので、交流電源電圧Vacの整流電圧が印加されてもオンしない。
The capacitor C4 is charged according to the time constant of the resistor R2 and the capacitor C4 by the rectified voltage of the AC power supply voltage Vac applied to the capacitor C1, and the charged voltage is applied to the switching element Q8. However, the breakover voltage Vb2 of the switching element Q8 is set to a voltage exceeding the peak value of the maximum input power supply voltage in the specification of the discharge
そうすると、コンデンサC4の充電電圧が制御電源部309に供給されないため制御電源部309からインバータ制御部308へ動作用電源電圧が供給されることはなく、従って、インバータ制御部308によって、スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6がオンされることがないので商用電源ACによる短絡電流が流れることが抑制され、極性反転回路305における短絡電流によるスイッチング素子やダイオードの損傷あるいは破壊が抑制される結果、入出力誤結線時における故障の発生を抑制することができる。
Then, since the charging voltage of the capacitor C4 is not supplied to the control
1,1a 照明システム
2 照明器具
3,3a 放電灯点灯装置
32,33 端子台
41,42 外部接続配線
241,242 接続端子
251,252 配線
302 直流電源回路
303 インバータ回路
304 降圧チョッパ回路
305 極性反転回路
307 直流電源制御部
308 インバータ制御部
309 制御電源部
321,322 接続端子
331,332 接続端子
C1,C2,C3,C4,C5 コンデンサ
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9 ダイオード
DB1 ダイオードブリッジ
L1,L2 インダクタ
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8 スイッチング素子
R1,R2,R3 抵抗
T1 パルストランス
T2 トランス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記受電部で受電された電源電圧に基づき直流電圧を生成する直流電源部と、
前記直流電源部により生成された直流電圧をチョッピングして放電灯点灯用の周期性を有する周期電圧を生成するインバータ部と、
前記インバータ部により生成された周期電圧を外部の放電灯へ供給するための外部出力部と、
前記インバータ部の動作を制御する制御部と、
前記直流電源部により生成された直流電圧に基づき前記制御部の動作用電源電圧を生成する制御電源部と、
前記外部出力部に前記電源電圧が印加された場合に、当該電源電圧が前記制御電源部へ供給されることを阻止する逆接続保護部と、
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。 A power receiving unit that receives power supply voltage from the outside;
A DC power supply unit that generates a DC voltage based on the power supply voltage received by the power receiving unit;
An inverter unit that chops a DC voltage generated by the DC power source unit to generate a periodic voltage having a periodicity for lighting a discharge lamp;
An external output unit for supplying the periodic voltage generated by the inverter unit to an external discharge lamp;
A control unit for controlling the operation of the inverter unit;
A control power supply unit that generates a power supply voltage for operation of the control unit based on a DC voltage generated by the DC power supply unit;
When the power supply voltage is applied to the external output unit, a reverse connection protection unit that prevents the power supply voltage from being supplied to the control power supply unit;
A discharge lamp lighting device comprising:
前記逆接続保護部は、前記直流電圧によってオンする電圧応答素子であると共に前記直流電源部と前記制御電源部との間に介設されることを特徴とする放電灯点灯装置。 The DC power supply unit generates the DC voltage having a voltage exceeding the peak value of the power supply voltage,
The reverse connection protection unit is a voltage response element that is turned on by the DC voltage, and is interposed between the DC power source unit and the control power source unit.
前記外部出力部から供給された周期電圧を受電する外部入力部と前記外部入力部により受電された周期電圧を放電灯に供給するための配線とを備えた照明器具と、
を備え、
前記放電灯点灯装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の放電灯点灯装置であることを特徴とする照明システム。
A discharge lamp lighting device having an external output unit for outputting a periodic voltage for lighting the discharge lamp to the outside;
A lighting fixture comprising an external input unit that receives the periodic voltage supplied from the external output unit, and a wiring for supplying the periodic voltage received by the external input unit to a discharge lamp;
With
The said discharge lamp lighting device is a discharge lamp lighting device in any one of Claims 1-3, The illumination system characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004323149A JP2006134732A (en) | 2004-11-08 | 2004-11-08 | Discharge lamp lighting device and illumination system |
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