JP2007257989A - High-pressure discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、メタルハライドランプ等の高圧放電灯点灯装置に関するもので、入力電源の瞬時停電、瞬時電圧降下が起きた時に、電源復帰まで点灯を維持させるようにした高圧放電灯点灯装置に関する。 The present invention relates to a high pressure discharge lamp lighting device such as a metal halide lamp, and more particularly to a high pressure discharge lamp lighting device that maintains lighting until the power is restored when an instantaneous power failure or instantaneous voltage drop occurs in an input power source.
メタルハライドランプは、定常状態で点灯した後に消灯し、直後に点灯しようとした場合、再始動するまでに、数分(4〜7分)を要する。従って、設置状況によっては、フロアの大きな面積が停電状態になる課題がある。 When the metal halide lamp is turned on in a steady state and then turned off, and then immediately turned on, it takes several minutes (4 to 7 minutes) to restart. Therefore, depending on the installation situation, there is a problem that a large area of the floor becomes a power failure state.
図4は従来の放電灯点灯装置の概略構成を示すブロック図である。図4において、101は商用電源、102は電源スイッチ、103は整流平滑回路で、通常設計容量値以上の容量値の平滑コンデンサを備えている。104はランプ電力を制御するチョッパ回路、105は極性を切り換えるフルブリッジインバータ回路、106は始動器、107はメタルハライドランプなどの放電灯、108は電源停電時の無電圧を検出する入力電圧検出回路で、その検出信号でチョッパ回路104を制御するようになっている。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional discharge lamp lighting device. In FIG. 4, 101 is a commercial power supply, 102 is a power switch, 103 is a rectifying and smoothing circuit, and includes a smoothing capacitor having a capacitance value equal to or higher than the normal design capacitance value. 104 is a chopper circuit that controls lamp power, 105 is a full-bridge inverter circuit that switches polarity, 106 is a starter, 107 is a discharge lamp such as a metal halide lamp, and 108 is an input voltage detection circuit that detects no-voltage during a power failure. The
この放電灯点灯装置において、瞬時停電が発生した場合は、商用電源101の瞬時停電時の無電圧を入力電圧検出回路108で検出し、チョッパ回路104を低ランプ電力の調光状態とする。これにより整流平滑回路103の大容量の平滑コンデンサ蓄積電気エネルギーにより、電源の短時間の遮断に対しても放電灯107を消灯することなく、点灯を維持することができる(例えば、特許文献1参照)。
従来の放電灯点灯装置は、電源101の瞬時停電時の無電圧を入力電圧検出回路108で検出し、チョッパ回路104を低ランプ電力の調光状態とするもので、瞬時電圧降下(サグ)に対しては、対応ができないという課題があった。
The conventional discharge lamp lighting device detects the no-voltage at the time of the instantaneous power failure of the
また、仮に瞬時電圧降下に対応するために、整流平滑回路103前後の電圧を検出して調光制御を行う場合は、広範囲に亘る不規則な瞬時電圧降下をカバーするためには複雑な検出回路が必要となる。複雑な検出回路を搭載しても、チラツキなどの誤動作を起こす可能性がある。
In addition, if the dimming control is performed by detecting the voltage before and after the rectifying and
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、入力電源の瞬時停電、瞬時電圧降下が起きた時に、高圧放電灯の消灯までの時間を延ばすことができる高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When an instantaneous power failure or instantaneous voltage drop of the input power source occurs, the high-pressure discharge lamp can be turned on to extend the time until the high-pressure discharge lamp is turned off. An object is to provide an apparatus.
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、コンデンサを含む昇圧インバータと、スイッチング素子を含む降圧インバータとを有する高圧放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置において、昇圧インバータのコンデンサの電圧を検出する検出回路と、降圧インバータのスイッチング素子を制御する制御回路と、この制御回路に設けられ、検出回路の検出するコンデンサの電圧が所定電圧以下に低下する場合に、高圧放電灯への出力電力が定常時より低い所定値になるように降圧インバータのスイッチング素子を制御する電力切替部とを備えたことを特徴とする。 A high pressure discharge lamp lighting device according to the present invention is a high pressure discharge lamp lighting device for lighting a high pressure discharge lamp having a step-up inverter including a capacitor and a step-down inverter including a switching element. Circuit, a control circuit for controlling the switching element of the step-down inverter, and the output power to the high-pressure discharge lamp when the voltage of the capacitor detected by the detection circuit falls below a predetermined voltage when the output power to the stationary circuit is steady And a power switching unit that controls the switching element of the step-down inverter so as to have a lower predetermined value.
また、この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、コンデンサの電圧の所定電圧は、設計値の73%前後とすることを特徴とする。 The high-pressure discharge lamp lighting device according to the present invention is characterized in that the predetermined voltage of the capacitor voltage is about 73% of the design value.
また、この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯への出力電力の定常時より低い所定値は、最小値が定常点灯時の1/2前後とすることを特徴とする。 Further, the high pressure discharge lamp lighting device according to the present invention is characterized in that the predetermined value lower than the steady state of the output power to the high pressure discharge lamp has a minimum value of about 1/2 of the steady state lighting.
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、上記構成により、入力電源の瞬時停電、瞬時電圧降下が起きた時に、高圧放電灯の消灯までの時間を延ばすことができる。 With the above configuration, the high pressure discharge lamp lighting device according to the present invention can extend the time until the high pressure discharge lamp is turned off when an instantaneous power failure or instantaneous voltage drop occurs in the input power supply.
実施の形態1.
図1乃至図3は実施の形態1を示す図で、図1は高圧放電灯点灯装置100の回路図、図2は瞬時停電(電源電圧0%)又は瞬時電圧降下(電源電圧30%、60%)が発生した場合の、昇圧インバータ3のコンデンサC31の電圧の変化を示す図((a)はコンデンサC31の電圧の変化のデータ、(b)そのグラフ)、図3はランプの出力電力を変化させて瞬時停電時にランプ点灯を維持できる時間を測定した結果を示す図である。
1 to 3 are diagrams showing the first embodiment. FIG. 1 is a circuit diagram of a high pressure discharge
図1により高圧放電灯点灯装置100の構成を説明する。整流回路2は、商用電源1から交流電力を取り込んで整流を行う、ダイオードD21、ダイオードD22、ダイオードD23、ダイオードD24で構成されるダイオードブリッジ及びこのダイオードの両出力端間に接続されるコンデンサ21で構成される。
The configuration of the high pressure discharge
昇圧インバータ3は、整流回路2の高電位側出力端と一端が接続されるインダクタンスL31、このインダクタンスL31の他端および整流回路2の低電位側出力端と夫々ドレインおよびソースが接続されるFETQ31(電界効果トランジスタ)、インダクタンスL31の他端とアノードが接続されるダイオードD31、およびこのダイオードD31のカソードと整流回路2の低電位側出力端との間に接続されるコンデンサC31により構成される。
The step-
降圧インバータ4は、ダイオードD31のカソードとドレインが接続されるFETQ41(スイッチング素子の一例)、このFETQ41のソースおよび整流回路2の低電位側出力端と夫々カソードおよびアノードが接続されるダイオードD41、FETQ41のソースと一端が接続されるインダクタンスL41、このインダクタンスL41の他端と整流回路2の低電位側出力端との間に接続されるコンデンサC41により構成される。
The step-down
点灯回路5は、コンデンサC41と並列接続される直列接続のFETQ51、FETQ52、これらFETQ51、FETQ52と並列接続される直列接続のFETQ53、FETQ54、始動パルス発生回路6により構成される。
The
検出回路9は、昇圧インバータ3のコンデンサC31の電圧を検出している。
The
制御回路10は、通常点灯時は、降圧インバータ4のFETQ41のデューティ制御により降圧インバータ4から点灯回路5への所定の直流電力の供給制御を行う機能を有するほかに、電力切替部10aによる機能を備える。
During normal lighting, the
電力切替部10aは、検出回路9により、昇圧インバータ3のコンデンサC31の電圧が所定電圧以下に降下したことを検出した場合、オン期間の短いデューティ制御信号によりFETQ41の制御が所定時間行われるようにする。
When the
図2は、商用電源1の瞬時停電時又は瞬時電圧降下時の、昇圧インバータ3のコンデンサC31の電圧の変化を測定した結果である。昇圧インバータ3のコンデンサC31の電圧は、商用電源1が通常の電圧であれば、例えば247Vになるように設計されている。
FIG. 2 shows a result of measuring a change in voltage of the capacitor C31 of the step-
瞬時停電時(図2では、電源電圧0%)には、コンデンサC31の電圧が、瞬時停電前の247.5Vから、図2に示すように暫時減少し、100msでは、高圧放電灯7が消灯する。
At the time of an instantaneous power failure (
瞬時電圧降下時で、電源電圧が定格電圧の30%に降下する場合は、瞬時停電時とほぼ同様にコンデンサC31の電圧は変化し、やはり100msでは、高圧放電灯7が消灯する。このように、瞬時停電ではなく、瞬時電圧降下でも高圧放電灯7は消灯するので、検出回路9により瞬時電圧降下を検出して、電力切替部10aにより、オン期間の短いデューティ制御信号によりFETQ41の制御を所定時間行うことが有効である。
When the power supply voltage drops to 30% of the rated voltage when the instantaneous voltage drops, the voltage of the capacitor C31 changes in substantially the same way as during the instantaneous power failure, and the high-
また、瞬時電圧降下時で、電源電圧が定格電圧の60%に降下する場合、コンデンサC31の電圧は、1秒経過しても143Vある。高圧放電灯7は、その後消灯する。
Further, when the power supply voltage drops to 60% of the rated voltage at the time of instantaneous voltage drop, the voltage of the capacitor C31 is 143 V even after 1 second. The high
瞬時停電時又は瞬時電圧降下時に、検出回路9の検出する昇圧インバータ3のコンデンサC31の電圧が、図2の例では、例えば、180Vに低下した場合に(この180Vは、昇圧インバータ3のコンデンサC31の電圧の設計値約247Vに対して約73%に相当する)、電力切替部10aが、オン期間の短いデューティ制御信号によりFETQ41の制御を所定時間行うようにする。
In the example of FIG. 2, for example, when the voltage of the capacitor C31 of the
そのようにすれば、図2の例で、電源電圧0%(瞬時停電時)の場合、瞬時停電発生より20ms弱で電力切替部10aが動作する。
In that case, in the example of FIG. 2, when the power supply voltage is 0% (during an instantaneous power failure), the
また、図2の例で、電源電圧30%(瞬時電圧降下時)の場合、瞬時電圧降下発生より20ms強で電力切替部10aが動作する。
Further, in the example of FIG. 2, when the power supply voltage is 30% (at the time of instantaneous voltage drop), the
また、図2の例で、電源電圧60%(瞬時電圧降下時)の場合、瞬時電圧降下発生より30ms弱で電力切替部10aが動作する。
In the example of FIG. 2, when the power supply voltage is 60% (at the time of instantaneous voltage drop), the
オン期間の短いデューティ制御信号によりFETQ41の制御を所定時間行うことにより、高圧放電灯7の瞬時停電からの消灯までの時間を、どの程度長くできるか測定した一例を以下に示す。
An example of measuring how long the time from the momentary power failure of the high-
図3は、高圧放電灯7にHCI−TC/E 70W、高圧放電灯点灯装置100に70Wのものを使用して、瞬時停電時にランプ点灯を維持できる時間を測定した結果を示す。尚、図3で、瞬時停電から消灯までの時間は、定常点灯時を100としたときの割合で示す。
FIG. 3 shows the results of measuring the time during which a lamp can be lit during an instantaneous power failure using HCI-TC / E 70 W for the high
図3に示すように、出力電力が90Wでは、瞬時停電から消灯までの時間は、定常点灯時の64%に低下する。 As shown in FIG. 3, when the output power is 90 W, the time from the momentary power failure to extinguishing is reduced to 64% of the steady lighting.
また、出力電力が54Wでは、瞬時停電から消灯までの時間は、定常点灯時の155%に増加する。 When the output power is 54 W, the time from the momentary power failure to extinguishing increases to 155% during steady lighting.
また、出力電力が36W(定常点灯時の1/2)では、瞬時停電から消灯までの時間は、定常点灯時の200%(2倍)に増加する。 In addition, when the output power is 36 W (1/2 of steady lighting), the time from the momentary power failure to extinguishing increases to 200% (double) of steady lighting.
このように、高圧放電灯点灯装置100の出力電力を落とせば、瞬時停電から消灯までの時間を延ばすことができる。
Thus, if the output power of the high-pressure discharge
但し、高圧放電灯点灯装置100の出力電力は、定常点灯時の出力電力の1/2の出力電力を最小値とする。
However, the output power of the high pressure discharge
我が国の電力事情からすると、瞬時電圧降下の持続時間は最大電源周波数の3サイクルである。従って、瞬時電圧降下の持続時間は、50Hzで最大60ms、60Hzで最大50msである。本実施の形態では、上記のとおり、瞬時電圧降下発生から20ms乃至30ms経過後に、電力切替部10aが動作するので、上記我が国の電力事情における瞬時電圧降下に対応可能である。
According to the power situation in Japan, the duration of the instantaneous voltage drop is 3 cycles of the maximum power supply frequency. Accordingly, the duration of the instantaneous voltage drop is a maximum of 60 ms at 50 Hz and a maximum of 50 ms at 60 Hz. In the present embodiment, as described above, since the
1 商用電源、2 整流回路、3 昇圧インバータ、4 降圧インバータ、5 点灯回路、6 始動パルス発生回路、7 高圧放電灯、9 検出回路、10 制御回路、10a 電力切替部、100 高圧放電灯点灯装置、101 商用電源、102 スイッチ、103 整流平滑回路、104 チョッパ回路、105 フルブリッジインバータ回路、106 始動器、107 放電灯、108 入力電圧検出回路。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記昇圧インバータの前記コンデンサの電圧を検出する検出回路と、
前記降圧インバータの前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
この制御回路に設けられ、前記検出回路の検出する前記コンデンサの電圧が所定電圧以下に低下する場合に、前記高圧放電灯への出力電力が定常時より低い所定値になるように前記降圧インバータの前記スイッチング素子を制御する電力切替部とを備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 In a high pressure discharge lamp lighting device for lighting a high pressure discharge lamp having a step-up inverter including a capacitor and a step-down inverter including a switching element,
A detection circuit for detecting a voltage of the capacitor of the boost inverter;
A control circuit for controlling the switching element of the step-down inverter;
Provided in this control circuit, when the voltage of the capacitor detected by the detection circuit drops below a predetermined voltage, the output of the step-down inverter is set so that the output power to the high-pressure discharge lamp becomes a predetermined value lower than that in a steady state. A high pressure discharge lamp lighting device comprising: a power switching unit that controls the switching element.
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