JP2541988B2 - Load control device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、電源と負荷との間にスイッチング素子を
設け、このスイッチング素子をオンオフすることによ
り、電源から負荷への供給電力量を制御する負荷制御装
置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention provides a load control device that controls the amount of electric power supplied from a power supply to a load by providing a switching element between a power supply and a load and turning the switching element on and off. It is about.
負荷への供給電力量を制御する出力制御方式として、
一般的に周波数変調方式（FM）が従来から知られてい
る。この周波数変調方式は、周知のように、その周波数
を変化させることにより出力を制御するため、その周波
数範囲がきわめて広く、特に出力が大きいほど、その雑
音対策が困難になり、装置として高価なものとなる欠点
を有している。As an output control method that controls the amount of power supplied to the load,
Generally, a frequency modulation method (FM) has been conventionally known. As is well known, this frequency modulation system controls the output by changing the frequency, so that the frequency range is extremely wide, and the noise is more difficult to cope with as the output is larger, and the device is expensive. It has the drawback that
また、別の出力制御方式として、特開昭55−88295号
公報に開示されたものがある。この例は、主電源と補助
電源を切り替えて出力制御を行うものであるが、電源の
切替を行うための制御素子に大容量のものが必要であ
り、高価なものとなっていた。Another output control method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-88295. In this example, output control is performed by switching between the main power supply and the auxiliary power supply, but a large-capacity control element is required for switching the power supply, which is expensive.
また、上記方式において、補助電源を用いない場合も
考えられるが、電源をオフにするタイミングと発振用ト
ランジスタのスイッチングのタイミングが同期化されて
いないため、電源のオフ時に発振周期が変わる。これが
繰り返されるため、その周波数に応じた雑音が発生す
る。この雑音は、電源のオフのタイミングによって変化
するため、その周波数成分も変化し、その対策が困難と
なる欠点を有していた。Further, in the above method, it may be considered that the auxiliary power supply is not used, but since the timing of turning off the power supply and the timing of switching the oscillation transistor are not synchronized, the oscillation cycle changes when the power supply is turned off. Since this is repeated, noise corresponding to the frequency is generated. Since this noise changes depending on the timing of turning off the power supply, its frequency component also changes, which makes it difficult to take measures against it.
この発明の目的は、電源から負荷への供給電力量を制
御することができるとともに、雑音対策を容易に行うこ
とができる負荷制御装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a load control device capable of controlling the amount of power supplied from a power source to a load and easily taking measures against noise.
この発明の負荷制御装置は、電源と負荷との間にスイ
ッチング素子を設けた負荷制御装置において、 第１の周波数で前記スイッチング素子をオンオフする
とともに、前記第１の周波数の整数分の１の第２の周波
数に対応する周期毎の前記スイッチング素子のオンオフ
休止回数を増減することによって、前記電源から前記負
荷への供給電力量を制御することを特徴とする。The load control device according to the present invention is a load control device in which a switching element is provided between a power supply and a load, and turns on / off the switching element at a first frequency, and at the same time divides an integer fraction of the first frequency. It is characterized in that the amount of power supplied from the power source to the load is controlled by increasing or decreasing the number of times the switching element is turned on and off for each cycle corresponding to the frequency of 2.
この発明の構成によれば、第１の周波数でスイッチン
グ素子をオンオフするとともに、第１の周波数の整数分
の１の第２の周波数に対応する周期毎のスイッチング素
子のオンオフ休止回数を増減する構成であるため、電源
から負荷への供給電力量を制御することができる。ま
た、負荷への供給電力量の制御のために周波数が変化す
ることはないので、雑音対策を容易に行うことができ
る。According to the configuration of the present invention, the switching element is turned on / off at the first frequency, and the number of on / off pauses of the switching element for each cycle corresponding to the second frequency which is an integer fraction of the first frequency is increased / decreased. Therefore, the amount of power supplied from the power supply to the load can be controlled. Moreover, since the frequency does not change due to the control of the amount of power supplied to the load, it is possible to easily take measures against noise.
実施例 この発明の第１の実施例を第１図および第２図に基づ
いて説明する。この負荷制御装置は、DC−DCコンバータ
の例を示し、第１図に示すように、電源81と負荷82との
間にトランジスタからなるスイッチング素子83を設けた
負荷制御装置において、 第１の周波数f1（f1＝1/T1）でスイッチング素子83を
オンオフするとともに、第１の周波数f1に同期しかつそ
の整数分の１の第２の周波数f2（f2＝1/T2）に対応する
第２の周期T2毎のスイッチング素子83のオンオフ休止回
数を増減することによって、電源81から負荷82への供給
電力量を制御することを特徴とする。Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. This load control device shows an example of a DC-DC converter, and as shown in FIG. 1, in a load control device in which a switching element 83 formed of a transistor is provided between a power supply 81 and a load 82, a first frequency The switching element 83 is turned on / off at f 1 (f 1 = 1 / T 1 ), and the second frequency f 2 (f 2 = 1 / T 2 ) which is synchronized with the first frequency f 1 and is an integer fraction thereof The power supply amount from the power supply 81 to the load 82 is controlled by increasing or decreasing the number of times the switching element 83 is turned on and off for each second period T 2 corresponding to (4).
以下、より詳しく説明する。この負荷制御装置は、直
流の電源81と負荷82との間に設けたスイッチング素子83
を周期的にオンオフすることで昇圧トランス84の一次巻
線に矩形波電圧を加え、昇圧トランス84の二次巻線の誘
起電圧をダイオード85,86で整流するとともに、チョー
クコイル87およびコンデンサ88で平滑し、コンデンサ88
の両端に得られた高圧直流電圧を負荷82に印加するよう
になっている。The details will be described below. This load control device includes a switching element 83 provided between a DC power source 81 and a load 82.
A rectangular wave voltage is applied to the primary winding of the step-up transformer 84 by periodically turning on and off, and the induced voltage in the secondary winding of the step-up transformer 84 is rectified by the diodes 85 and 86, and at the same time by the choke coil 87 and the capacitor 88. Smooth and condenser 88
The high-voltage DC voltage obtained at both ends of the load is applied to the load 82.
この場合、スイッチング素子83であるトランジスタの
ベースに第２図（ａ）に示すような制御信号VSを入力す
ると、その電圧レベルがハイのときにスイッチング素子
83がオンとなるとともに、ローのときにスイッチング素
子83がオフとなり、すなわち第１の周波数f1でスイッチ
ング素子83が連続的にオンオフを繰り返すことになる。In this case, when the control signal V S as shown in FIG. 2A is input to the base of the transistor which is the switching element 83, the switching element is switched when the voltage level is high.
When 83 is turned on and is low, the switching element 83 is turned off, that is, the switching element 83 is repeatedly turned on and off at the first frequency f 1 .
また、スイッチング素子83であるトランジスタのベー
スに第２図（ｂ）に示すような制御信号VSを入力する
と、第１の周波数f1に対応する第１の周期T1でスイッチ
ング素子83がオンオフを繰り返すとともに、第１の周波
数f1の整数分の１、例えば５分の１の第２の周波数f2に
対応する周期T2毎に１回スイッチング素子83のオンオフ
が休止することになる。すなわち、第２図（ａ）に比べ
てスイッチング素子83のスイッチング回数が4/5に減少
することになる。Further, when the control signal V S as shown in FIG. 2B is input to the base of the transistor which is the switching element 83, the switching element 83 is turned on / off at the first cycle T 1 corresponding to the first frequency f 1. While repeating the above, the on / off of the switching element 83 is suspended once every period T 2 corresponding to the second frequency f 2 that is an integral fraction of the first frequency f 1 , for example, 1/5. That is, the number of times of switching of the switching element 83 is reduced to 4/5 as compared with FIG. 2 (a).
また、スイッチング素子83であるトランジスタのベー
スに第２図（ｃ）に示すような制御信号VSを入力する
と、第１の周波数f1に対応する第１の周期T1でスイッチ
ング素子83がオンオフを繰り返すとともに、第１の周波
数f1の整数分の１、例えば５分の１の第２の周波数f2に
対応する周期T2毎に２回スイッチング素子83のオンオフ
が休止することになる。すなわち、第２図（ａ）に比べ
てスイッチング素子83のスイッチング回数が3/5に減少
することになる。Further, when a control signal V S as shown in FIG. 2 (c) is input to the base of the transistor which is the switching element 83, the switching element 83 is turned on / off at the first cycle T 1 corresponding to the first frequency f 1. While repeating the above, the on / off of the switching element 83 is suspended twice in every cycle T 2 corresponding to the second frequency f 2 which is an integral fraction of the first frequency f 1 , for example, 1/5. That is, the number of times of switching of the switching element 83 is reduced to 3/5 as compared with FIG. 2 (a).
なお、第２図（ｂ），（ｃ）において、破線はパルス
がない状態を示している。In addition, in FIGS. 2B and 2C, the broken line shows a state in which there is no pulse.
このように、スイッチング素子83のオンオフの周波数
である第１の周波数f1は変えずに、スイッチング素子83
に加える制御信号VSにおける第２の周期T2毎のスイッチ
ング素子83のオンオフ休止回数を増減すると、昇圧トラ
ンス84に二次側に誘起する電圧が増減し、電源81から負
荷82への供給電力量が変化することになる。この際、オ
ンオフ休止回数が変化しても第２の周波数f2は変化しな
い。Thus, the first frequency f 1 that is the on / off frequency of the switching element 83 is not changed and the switching element 83
When the number of on / off pauses of the switching element 83 in the second cycle T 2 in the control signal V S applied to the power supply 81 is increased or decreased, the voltage induced on the secondary side of the step-up transformer 84 is increased or decreased, and the power supplied from the power supply 81 to the load 82 is The amount will change. At this time, the second frequency f 2 does not change even if the number of on / off pauses changes.
この実施例の負荷制御装置は、第１の周波数f1でスイ
ッチング素子83をオンオフするとともに、第１の周波数
f1に同期しかつその５分の１の第２の周波数f2に対応す
る周期T2毎のスイッチング素子83のオンオフ休止回数を
増減する構成であるため、電源81から負荷82への供給電
力量を制御することができる。また、負荷82への供給電
力量の制御のために第１および第２の周波数f1,f2が変
化することはないので、雑音対策を容易に行うことがで
きる。The load control device of this embodiment turns on / off the switching element 83 at the first frequency f 1 and
Since the number of ON / OFF pauses of the switching element 83 is increased / decreased in each cycle T 2 corresponding to the second frequency f 2 which is one fifth of the frequency f 2 in synchronization with f 1 , the power supplied from the power supply 81 to the load 82 is increased. The amount can be controlled. Moreover, since the first and second frequencies f 1 and f 2 do not change due to the control of the amount of power supplied to the load 82, noise countermeasures can be easily taken.
この発明の第２の実施例を第３図ないし第７図に基づ
いて説明する。この負荷制御装置は、蛍光ランプなどの
放電ランプを他励型２石プッシュプル方式インバータを
用いて高周波点灯させる放電灯点灯装置に適用し、電源
電圧が変動しても放電ランプの光出力が所定範囲内に入
るように制御する構成である。すなわち、この負荷制御
装置は、第３図に示すように、電源Ｂと放電ランプから
なる負荷FLとの間にスイッチング素子Q1,Q2を設けた負
荷制御装置において、 第１の周波数f1でスイッチング素子Q1,Q2をオンオフ
するとともに、第１の周波数f1に同期しかつその整数分
の１、例えば８分の１の第２の周波数f2に対応する周期
T2毎のスイッチング素子Q1,Q2のオンオフ休止回数を増
減することによって、電源Ｂから負荷FLへの供給電力量
を制御することを特徴とする。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7. This load control device is applied to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as a fluorescent lamp at a high frequency by using a separately excited two-stone push-pull type inverter, and the light output of the discharge lamp is kept at a predetermined level even if the power supply voltage changes. The configuration is such that it is controlled to fall within the range. That is, the load control device, as shown in FIG. 3, the load control device having a switching element Q 1, Q 2 between the load FL consisting of a power supply B and the discharge lamp, the first frequency f 1 The switching elements Q 1 and Q 2 are turned on / off at the same time, and the period is synchronized with the first frequency f 1 and corresponds to the second frequency f 2 that is a fraction of its integer, for example, 1/8.
It is characterized in that the amount of power supplied from the power source B to the load FL is controlled by increasing or decreasing the number of times the switching elements Q 1 and Q 2 are turned on and off for each T 2 .
以下、この負荷制御装置を組み込んだ放電灯点灯装置
を詳しく説明する。この放電灯点灯装置は、第３図に示
すように、MOS−FETからなるスイッチング素子Q1,Q2が
プッシュプル動作し、トランスTR1によって昇圧された
高周波電圧を負荷FLに印加して負荷FLを高周波点灯させ
るようになっており、さらに負荷電流を検出して電源Ｂ
の電圧の変動にかかわらず負荷FLの光出力が所定範囲内
にあるように、すなわち定出力特性が得られるようにス
イッチング素子Q1,Q2のオンオフを制御している。Hereinafter, a discharge lamp lighting device incorporating this load control device will be described in detail. In this discharge lamp lighting device, as shown in FIG. 3, the switching elements Q 1 and Q 2 composed of MOS-FETs perform push-pull operation, and the high frequency voltage boosted by the transformer TR 1 is applied to the load FL to load the load FL. It is designed to illuminate FL at high frequency, and further detect load current to detect power supply B.
ON / OFF of the switching elements Q 1 and Q 2 is controlled so that the light output of the load FL is within a predetermined range regardless of the fluctuation of the voltage, that is, constant output characteristics are obtained.
この負荷制御装置は、電源Ｂを投入すると、電源Ｂか
ら起動用のダイオードD2,抵抗R12とコンデンサC5,定電
圧回路REGおよびコンデンサC6とを介してトランジスタQ
3〜Q6に供給され、ゲート回路A1,A2から出力される第４
図（ｆ），（ｇ）に示すような矩形波電圧によってトラ
ンジスタQ3〜Q6がオンオフし、したがってスイッチング
素子Q1,Q2が交互にオンオフ動作を行う。この結果、ト
ランスTR1の一次巻線n1に電源Ｂから高周波交流電圧が
印加され、トランスTR1の二次巻線n2に高周波交流電圧
が誘起して負荷FLに印加され、負荷FLが起動することに
なる。起動すると、トランスTR1の巻線n3に電圧が誘起
し、この電圧がダイオードD1およびコンデンサC5で整流
・平滑され、定電圧回路REGおよびコンデンサC6を介し
てトランジスタQ3〜Q6に印加され、この電圧でもってト
ランジスタQ3〜Q6が駆動されてスイッチング素子Q1,Q2
が第１の周波数f1でオンオフを繰り返し、これによるト
ランスTR1の二次電圧でもって負荷FLが点灯を継続す
る。なお、コンデンサC3,抵抗R13,ダイオードD4,コンデ
ンサC4,抵抗R14はスイッチング素子Q1,Q2のオフ時にト
ランスTR1および定電流用のチョークコイルCHより発生
する逆起電圧を吸収する目的で挿入されている。C1,C2
はコンデンサである。When the power supply B is turned on, this load control device starts from the power supply B through a diode D 2 for starting, a resistor R 12 , a capacitor C 5 , a constant voltage circuit REG and a capacitor C 6 , and a transistor Q.
4th which is supplied to 3 to Q 6 and is output from the gate circuits A 1 and A 2
Figure (f), the square wave voltage as shown in (g) and off the transistor Q 3 to Q 6, thus performing the on-off operation switching element Q 1, Q 2 are alternately. As a result, high-frequency AC voltage is applied from a power source B to the primary winding n 1 of the transformer TR 1, a high frequency AC voltage is applied to the induction and the load FL in the secondary winding n 2 of the transformer TR 1, the load FL is It will start. When activated, the induced voltage in the winding n 3 of the transformer TR 1, the voltage is rectified and smoothed by the diode D 1 and capacitor C 5, a transistor Q 3 through a constant voltage circuit REG and a capacitor C 6 to Q 6 Is applied to the switching elements Q 1 to Q 2 to drive the transistors Q 3 to Q 6 with this voltage.
Repeatedly turns on and off at the first frequency f 1 and the secondary voltage of the transformer TR 1 thereby causes the load FL to continue lighting. The capacitor C 3 , the resistor R 13 , the diode D 4 , the capacitor C 4 , and the resistor R 14 generate a counter electromotive voltage generated from the transformer TR 1 and the constant current choke coil CH when the switching elements Q 1 and Q 2 are off. It is inserted for the purpose of absorption. C 1 , C 2
Is a capacitor.
そして、点灯中において、電流−電圧変換回路COが負
荷電流を検出し、第４図（ｃ）に示すような直流電圧に
変換して出力することになる。この場合、電流−電圧変
換回路COは、トランスTR2の二次側に現れる電圧を比較
器CP1と抵抗R7およびコンデンサC8とで直流電圧に変換
するようになっている。なお、電流−電圧変換回路COの
出力電圧は、負荷電流が少ないとレベルが高く、負荷電
流が多いとレベルが低くなる。D5はダイオード、R3〜R6
は抵抗、C7,C9はコンデンサである。Then, during lighting, the current-voltage conversion circuit CO detects the load current, converts it into a DC voltage as shown in FIG. 4 (c), and outputs it. In this case, the current-voltage conversion circuit CO is adapted to convert the voltage appearing on the secondary side of the transformer TR 2 into a DC voltage by the comparator CP 1 , the resistor R 7 and the capacitor C 8 . The output voltage of the current-voltage conversion circuit CO has a high level when the load current is small and becomes low when the load current is large. D 5 is a diode, R 3 to R 6
Is a resistor, and C 7 and C 9 are capacitors.
一方、端子TMに第４図（ａ）に示すような第１の周波
数f1（例えば160K Hz）の矩形波電圧（クロックパル
ス）が入力されるが、この矩形波電圧を３段のフリップ
フロップFF1〜FF3よりなる分周回路FDが1/8分周して第
１の周波数f1の８分の１の第２の周波数f2を作り、この
分周回路FDの出力を抵抗R9およびコンデンサC10よりな
る積分回路ITが積分することにより第４図（ｂ）に示す
ような第２の周波数f2（例えば20K Hz）の三角波電圧
（破線は電流−電圧変換回路COの出力電圧を示す）を出
力する。On the other hand, a rectangular wave voltage (clock pulse) having a first frequency f 1 (for example, 160 KHz) as shown in FIG. 4 (a) is input to the terminal TM, and this rectangular wave voltage is applied to three stages of flip-flops. The frequency dividing circuit FD composed of FF 1 to FF 3 divides the frequency by 1/8 to generate the second frequency f 2 which is ⅛ of the first frequency f 1 and outputs the output of the frequency dividing circuit FD to the resistor R. A triangular wave voltage of a second frequency f 2 (for example, 20 KHz) as shown in FIG. 4 (b) by the integration circuit IT composed of 9 and the capacitor C 10 (the broken line indicates the output of the current-voltage conversion circuit CO). Voltage) is output.
そして、比較器CP2が積分回路ITから出力される三角
波電圧と電流−電圧変換回路COから出力される直流電圧
とを比較し、比較器CP2の出力電圧は、第４図（ｄ）に
示すように三角波電圧のほうが小さいときに出力がハイ
レベルになり、逆のときにローレベルになる。Then, the comparator CP 2 compares the triangular wave voltage output from the integration circuit IT with the DC voltage output from the current-voltage conversion circuit CO, and the output voltage of the comparator CP 2 is shown in FIG. 4 (d). As shown, the output becomes high level when the triangular wave voltage is smaller, and becomes low level when the triangular wave voltage is smaller.
上記の比較器CP2の出力電圧がフリップフロップFF4に
入力されることで第４図（ａ）の矩形波と同期した第４
図（ｅ）に示すような波形に変換され、この第４図
（ｅ）の出力でゲート回路A1,A2が制御され、第４図
（ａ）の矩形波が入力されるゲート回路A1の出力は前述
したように第４図（ｆ）に示すような波形となり、第４
図（ａ）の波形を反転器NT1で反転したものが入力され
るゲート回路A2の出力は前述したように第４図（ｇ）に
示すようになる。The output voltage of the comparator CP 2 is input to the flip-flop FF 4 so that the fourth voltage synchronized with the rectangular wave of FIG.
The gate circuit A is converted into a waveform as shown in FIG. 4E, the gate circuits A 1 and A 2 are controlled by the output of FIG. 4E, and the rectangular wave of FIG. 4A is input. The output of 1 has the waveform as shown in FIG.
The output of the gate circuit A 2 to which the waveform obtained by inverting the waveform of FIG. 4A by the inverter NT 1 is input is as shown in FIG. 4G as described above.
そして、ゲート回路A1の出力で抵抗R10およびトラン
ジスタQ5,Q6,抵抗R2を介してスイッチング素子Q2がオン
オフ制御され、ゲート回路A2の出力で抵抗R11およびト
ランジスタQ3,Q4,抵抗R1を介してスイッチング素子Q1が
オンオフ制御され、トランスTR1の二次側に高周波電圧
が誘起し、この電圧でもって負荷FLが高周波点灯する。The switching element Q 2 is on / off controlled by the output of the gate circuit A 1 through the resistor R 10 and the transistors Q 5 , Q 6 , and the resistor R 2, and the output of the gate circuit A 2 causes the resistor R 11 and the transistor Q 3 , The switching element Q 1 is ON / OFF controlled via Q 4 and the resistor R 1 , a high frequency voltage is induced on the secondary side of the transformer TR 1 , and the load FL is turned on at a high frequency by this voltage.
この際、電源電圧の変動などによって、負荷電流が変
動すると、電流−電圧変換回路COから出力される直流電
圧がそれに合わせて変化し、これによって比較器CP2の
出力電圧のパルス幅が変化し、したがってフリップフロ
ップFF4の出力電圧のパルス幅も変化し、この結果第２
の周波数f2に対応する周期T2毎のスイッチング素子Q1,Q
2のオンオフ休止回数が変化し、電源電圧の変動にかか
わらず負荷FLの光出力が所定範囲内に保持される。At this time, such as by fluctuations in the power supply voltage, the load current varies, the current - DC voltage output from the voltage conversion circuit CO varies accordingly, whereby the pulse width of the output voltage of the comparator CP 2 is changed Therefore, the pulse width of the output voltage of the flip-flop FF 4 also changes, which results in the second
Switching elements Q 1 and Q for each period T 2 corresponding to the frequency f 2 of
The number of on / off pauses of 2 changes, and the optical output of the load FL is kept within a predetermined range regardless of the fluctuation of the power supply voltage.
ここで、第２の周波数f2に対応する周期T2毎のスイッ
チング素子Q1,Q2のオンオフ休止回数を増減しても、第
２の周波数f2が所定値より高ければ、負荷FLである放電
ランプの点灯に影響を与えないということを説明する。Here, it is increased or decreased on-off number of pauses of the switching elements Q 1, Q 2 of each period T 2 corresponding to the second frequency f 2, if the second frequency f 2 is higher than the predetermined value, the load FL It will be explained that it does not affect the lighting of a certain discharge lamp.
第５図に示すような高周波電源101とトランス102とコ
ンデンサ103と放電ランプ（FLR40S）104とからなる実験
回路を作成し、第６図に示すような休止期間TOFFを有す
る正弦波バースト波形の高周波電圧を高周波電源101か
ら出力させて放電ランプ104を高周波点灯させた。An experimental circuit consisting of a high frequency power supply 101, a transformer 102, a capacitor 103 and a discharge lamp (FLR40S) 104 as shown in FIG. 5 was created, and a sine wave burst waveform having a quiescent period T OFF as shown in FIG. A high-frequency voltage was output from the high-frequency power supply 101, and the discharge lamp 104 was lit at a high frequency.
この場合、100K Hz,50K Hz,20K Hzの各周波数の高周
波電圧について、その休止期間TOFFの比率、すなわちデ
ューティ DUOFF＝TOFF/T を変化させ、各デューティDUOFFの場合について、ラン
プ電流Ｉが一定（70mA）となるように高周波電圧のレベ
ルを調整したときの放電ランプ104の光出力の変化を測
定した。ただし、周期Ｔは休止期間TOFFと動作期間TON
との和である。In this case, for high-frequency voltage of each frequency of 100K Hz, 50K Hz, 20K Hz, change the ratio of the OFF period T OFF , that is, the duty DU OFF = T OFF / T, and change the lamp current for each duty DU OFF. The change in the light output of the discharge lamp 104 when the level of the high frequency voltage was adjusted so that I was constant (70 mA) was measured. However, the cycle T is the rest period T OFF and the operation period T ON
Is the sum of
上記の測定結果を第１表に示す。なお、第１表では、
デューティDUOFFが０％の時光出力を100としている。Table 1 shows the above measurement results. In addition, in Table 1,
The optical output is set to 100 when the duty DU OFF is 0%.
つぎに、この第１表のデータをもとにしてデューティ
DUOFFと光出力との関係を第７図に示した。第７図にお
いて、曲線X1は100K Hzの場合を、曲線X2は50K Hzの場
合を、曲線X3は20K Hzの場合をそれぞれ示している。 Next, based on the data in Table 1, the duty
The relationship between DU OFF and light output is shown in Fig. 7. In FIG. 7, the curve X 1 shows the case of 100 KHz, the curve X 2 shows the case of 50 KHz, and the curve X 3 shows the case of 20 KHz.
以上の実験の結果から明らかなように、本実験で使用
した放電ランプ104は、休止期間TOFFが約50μｓ以下で
あれば、発光効率が低下しないということがわかる。な
お、休止期間TOFFが長くなると発光効率が低下するの
は、放電ランプ104が再点灯する際の励起エネルギーが
上昇し、その分発光に寄与しないとためと推定される。As is clear from the results of the above experiment, it is understood that the discharge lamp 104 used in this experiment does not decrease the luminous efficiency when the rest period T OFF is about 50 μs or less. Note that it is presumed that the emission efficiency decreases when the quiescent period T OFF becomes longer because the excitation energy when the discharge lamp 104 is turned on again increases and does not contribute to light emission.
この実施例の負荷制御装置は、第１の周波数f1でスイ
ッチング素子Q1,Q2をオンオフするとともに、第１の周
波数f1に同期しかつその整数分の１の第２の周波数f2に
対応する周期T2毎のスイッチング素子Q1,Q2のオンオフ
休止回数を増減する構成であるため、電源Ｂから負荷FL
への供給電力量を制御することができる。また、負荷FL
への供給電力量の制御のために周波数が変化することは
ないので、雑音対策を容易に行うことができる。Load control device of this embodiment, the switching element at a first frequency f 1 Q 1, together with the turning on and off the Q 2, One only synchronous with the first frequency f 1 of 1 of the integer fraction second frequency f 2 Since the number of on / off pauses of the switching elements Q 1 and Q 2 is increased / decreased for each cycle T 2 corresponding to
It is possible to control the amount of power supplied to the device. Also, load FL
Since the frequency does not change due to the control of the amount of power supplied to the device, it is possible to easily take measures against noise.
なお、三角波の周波数は、20K Hzとしているが、可聴
周波数より高く、例えば16K Hz以上とすることにより異
常音が聞こえることがなく、しかも負荷FLである放電ラ
ンプのちらつきをなくすことができ、また放電ランプの
発光効率の低下も防止することができる。Although the frequency of the triangular wave is set to 20 KHz, it is higher than the audible frequency, for example, by setting it to 16 KHz or more, no abnormal sound is heard, and moreover, the flicker of the discharge lamp which is the load FL can be eliminated, and It is also possible to prevent a decrease in luminous efficiency of the discharge lamp.
この発明の第３の実施例を第８図ないし第11図に基づ
いて説明する。この負荷制御装置は、蛍光ランプなどの
放電ランプを自励型２石プッシュプル方式インバータを
用いて高周波点灯させる放電灯点灯装置に適用し、電源
電圧が変動しても放電ランプの光出力が所定範囲内に入
るように制御する構成である。すなわち、この負荷制御
装置は、第８図に示すように、電源１と放電ランプから
なる負荷７との間にスイッチング素子2,3を設けた負荷
制御装置において、 第１の周波数f1でスイッチング素子2,3をオンオフす
るとともに、第１の周波数f1に同期しかつその整数分の
１の第２の周波数f2に対応する周期T2毎のスイッチング
素子2,3のオンオフ休止回数を増減することによって、
電源１から負荷７への供給電力量を制御することを特徴
とする。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This load control device is applied to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as a fluorescent lamp at a high frequency by using a self-excited two-stone push-pull inverter, and the light output of the discharge lamp is predetermined even if the power supply voltage changes. The configuration is such that it is controlled to fall within the range. That is, the load control device, as shown in FIG. 8, the load control device having a switching element 2, 3 between the load 7 composed of the power supply 1 and the discharge lamp, the switching at a first frequency f 1 While turning on / off the elements 2 and 3, increase / decrease the number of on / off pauses of the switching elements 2 and 3 for each period T 2 which is synchronized with the first frequency f 1 and corresponds to the second frequency f 2 which is an integer fraction thereof. By,
The power supply amount from the power source 1 to the load 7 is controlled.
以下、この負荷制御装置を組み込んだ放電灯点灯装置
を詳しく説明する。この放電灯点灯装置は、第８図に示
すように、MOS−FETからなるスイッチング素子2,3がプ
ッシュプル動作し、トランス５によって昇圧された高周
波電圧を負荷７に印加して負荷７を高周波点灯させるよ
うになっており、さらに負荷電流を検出して電源１の電
圧の変動にかかわらず負荷７の光出力が所定範囲内にあ
るように、すなわち定出力特性が得られるように、スイ
ッチング素子2,3のオンオフを制御している。Hereinafter, a discharge lamp lighting device incorporating this load control device will be described in detail. In this discharge lamp lighting device, as shown in FIG. 8, the switching elements 2 and 3 formed of MOS-FETs perform push-pull operation, and the high frequency voltage boosted by the transformer 5 is applied to the load 7 so that the load 7 becomes high frequency. The switching element is lit so that the light output of the load 7 is within a predetermined range regardless of fluctuations in the voltage of the power supply 1 by detecting the load current, that is, constant output characteristics are obtained. It controls the on / off of a few.
具体的に説明する。電源１を投入すると、電源１から
ドライブ回路４に給電され、ゲート回路24,25から出力
される第１の周波数f1の矩形波電圧によってスイッチン
グ素子2,3が交互にオンオフ動作を行う。この結果、ト
ランス５の一次巻線n1に電源１から高周波交流電圧が印
加され、トランス５の二次巻線n2に高周波交流電圧が誘
起して負荷７に印加され、負荷７が始動することにな
る。起動すると、トランス５の巻線n3に電圧が誘起す
る。この誘起電圧は抵抗8,8′,9,ダイオード10および比
較器11よりなる整流・波形整形回路31で整流されて矩形
波に波形整形され、この波形整形回路31の出力が反転器
32で反転されてゲート回路24に帰還され、またさらに反
転器33で反転されてゲート回路25に帰還される。This will be specifically described. When the power supply 1 is turned on, power is supplied from the power supply 1 to the drive circuit 4, and the switching elements 2 and 3 alternately turn on and off by the rectangular wave voltage of the first frequency f 1 output from the gate circuits 24 and 25. As a result, a high frequency AC voltage is applied from the power supply 1 to the primary winding n 1 of the transformer 5, a high frequency AC voltage is induced in the secondary winding n 2 of the transformer 5 and applied to the load 7, and the load 7 is started. It will be. When activated, a voltage is induced in the winding n 3 of the transformer 5. This induced voltage is rectified by a rectification / waveform shaping circuit 31 composed of resistors 8, 8 ′, 9, a diode 10 and a comparator 11 and shaped into a rectangular wave, and the output of this waveform shaping circuit 31 is an inverter.
It is inverted by 32 and fed back to the gate circuit 24, and further inverted by the inverter 33 and fed back to the gate circuit 25.
これによって、スイッチング素子Q1,Q2がオンオフを
繰り返し、トランス５の二次電圧でもって負荷７が点灯
を継続する。なお、ゲート回路24,25は後述の回路で制
御される。As a result, the switching elements Q 1 and Q 2 are repeatedly turned on and off, and the secondary voltage of the transformer 5 causes the load 7 to continue lighting. The gate circuits 24 and 25 are controlled by circuits described later.
そして、点灯中において、電流検出回路13,抵抗14,1
5,比較器16,抵抗17,コンデンサ18からなり第２の実施例
と同様の電流−電圧変換回路34でもって負荷電流を直流
電圧に変換し、この直流電圧をパルス選択回路19に入力
している。Then, during lighting, the current detection circuit 13, the resistors 14, 1
5, comprising a comparator 16, a resistor 17 and a capacitor 18, the load current is converted into a DC voltage by the same current-voltage conversion circuit 34 as in the second embodiment, and this DC voltage is input to the pulse selection circuit 19. There is.
このパルス選択回路19は、第９図に示すように、入力
される直流電圧のレベルを検出する比較器41〜45と、比
較器41〜45に基準電圧を与える抵抗46〜51と、比較器41
〜45の出力を論理処理することにより直流電圧の各範囲
に応じて異なるものの出力がハイレベルとなるアンド回
路52〜57と、このアンド回路52〜57の出力に応じて端子
65〜70より入力される第11図（ａ）〜（ｆ）の矩形波の
いずれかを端子71から選択的に出力するアンド回路58〜
63およびオア回路64とで構成されている。As shown in FIG. 9, the pulse selecting circuit 19 includes comparators 41 to 45 for detecting the level of the input DC voltage, resistors 46 to 51 for giving a reference voltage to the comparators 41 to 45, and a comparator. 41
AND circuits 52 to 57 whose outputs are high level by logically processing the output of ~ 45 but which are different according to each range of DC voltage, and terminals depending on the outputs of the AND circuits 52 to 57
AND circuit 58 for selectively outputting any of the rectangular waves of FIGS. 11 (a) to (f) input from 65 to 70 from the terminal 71.
63 and an OR circuit 64.
そして、電流−電圧変換回路34から出力される直流電
圧のレベルに応じて選択された矩形波でもってフリップ
フロップ20を介してゲート回路24,25が制御されること
で第２の実施例と同様に負荷７への供給電力量を所定範
囲内に制御することができる。この場合、負荷７への供
給電力量が多くて電流−電圧変換回路34の出力直流電圧
が高いときは、第11図においてハイレベルの期間が短い
（ａ），（ｂ）などの矩形波が選択され、直流電圧のレ
ベルが低くなるにつれて選択される矩形波が（ｃ）から
順次（ｄ），（ｅ），（ｆ）と切り替わる。すなわち、
ゲート回路24,25に加えられる矩形波は、直流電圧が高
いときは第10図の実線のようになり、直流電圧が低いと
きは同図の破線のようになる。Then, the gate circuits 24 and 25 are controlled via the flip-flop 20 by the rectangular wave selected according to the level of the DC voltage output from the current-voltage conversion circuit 34, which is similar to the second embodiment. Moreover, the amount of electric power supplied to the load 7 can be controlled within a predetermined range. In this case, when the amount of power supplied to the load 7 is large and the output DC voltage of the current-voltage conversion circuit 34 is high, rectangular waves such as (a) and (b) having a short high level period in FIG. 11 are generated. The selected rectangular wave is switched from (c) to (d), (e), and (f) in sequence as the level of the DC voltage becomes lower. That is,
The rectangular wave applied to the gate circuits 24 and 25 is as shown by the solid line in FIG. 10 when the DC voltage is high, and as shown by the broken line in the figure when the DC voltage is low.
この実施例は第２の実施例と同様の効果を有する。 This embodiment has the same effect as the second embodiment.
なお、上記実施例では、負荷電流を一定に保つように
構成したが、任意のレベルの出力を得るように構成する
ものもこの発明に含まれる。In the above embodiment, the load current is kept constant, but the present invention also includes a constitution so as to obtain an output at an arbitrary level.
また、負荷としては、放電ランプを実施例としている
が、これに限るものではなく、スイッチング電源等の電
源と負荷との間にスイッチング素子を介し、スイッチン
グ素子のオンオフ動作によって負荷に電力を供給するも
のであれば何でもよい。たとえば、放電ランプの調光や
電圧変動補償にも利用することができる。Although the discharge lamp is used as an example of the load, the present invention is not limited to this, and power is supplied to the load by a switching element between a power source such as a switching power supply and the load and an ON / OFF operation of the switching element. Anything will do. For example, it can be used for dimming a discharge lamp and compensating for voltage fluctuations.
この発明の負荷制御装置によれば、第１の周波数でス
イッチング素子をオンオフするとともに、第１の周波数
の整数分の１の第２の周波数に対応する周期毎のスイッ
チング素子のオンオフ休止回数を増減する構成であるた
め、電源から負荷への供給電力量を制御することができ
る。また、負荷への供給電力量の制御のために周波数が
変化することはないので、雑音対策を容易に行うことが
できる。According to the load control device of the present invention, the switching element is turned on / off at the first frequency, and the number of on / off pauses of the switching element is increased / decreased for each cycle corresponding to the second frequency which is an integer fraction of the first frequency. With this configuration, the amount of power supplied from the power supply to the load can be controlled. Moreover, since the frequency does not change due to the control of the amount of power supplied to the load, it is possible to easily take measures against noise.
第１図はこの発明の第１の実施例の構成を示す回路図、
第２図は第１図の各部の波形図、第３図はこの発明の第
２の実施例の構成を示す回路図、第４図は第３図の各部
の波形図、、第５図は実験回路を示す回路図、第６図は
その高周波電源の波形図、第７図は第５図の実験回路に
おける光出力とデューティとの関係を示す特性図、第８
図はこの発明の第３の実施例の構成を示す回路図、第９
図は第８図の要部の具体的な回路図、第10図および第11
図はそれぞれ第10図の各部の波形図である。 81……電源、82……負荷、83……スイッチング素子FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention,
2 is a waveform diagram of each part of FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a waveform diagram of each part of FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing an experimental circuit, FIG. 6 is a waveform diagram of the high frequency power supply, FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between light output and duty in the experimental circuit of FIG.
FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of a third embodiment of the present invention,
Figure is a concrete circuit diagram of the main part of Figure 8, Figure 10 and Figure 11.
Each figure is a waveform diagram of each part of FIG. 81 …… power supply, 82 …… load, 83 …… switching element
Claims (3)
けた負荷制御装置において、 第１の周波数で前記スイッチング素子をオンオフすると
ともに、前記第１の周波数の整数分の１の第２の周波数
に対応する周期毎の前記スイッチング素子のオンオフ休
止回数を増減することによって、前記電源から前記負荷
への供給電力量を制御することを特徴とする負荷制御装
置。1. A load control device having a switching element provided between a power supply and a load, wherein the switching element is turned on and off at a first frequency, and a second frequency which is an integer fraction of the first frequency is provided. The load control device is configured to control the amount of power supplied from the power supply to the load by increasing or decreasing the number of times the switching element is turned on and off for each cycle corresponding to.
定した特許請求の範囲第（１）項記載の負荷制御装置。2. The load control device according to claim 1, wherein the second frequency is set higher than an audible frequency.
ランプを高周波点灯させるようにしている特許請求の範
囲第（１）項記載の負荷制御装置。3. The load control device according to claim 1, wherein the load is a discharge lamp, and the discharge lamp is lit at a high frequency.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62160229A JP2541988B2 (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Load control device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP62160229A JP2541988B2 (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Load control device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS645354A JPS645354A (en) | 1989-01-10 |
| JP2541988B2 true JP2541988B2 (en) | 1996-10-09 |
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ID=15710496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (1)
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| JPS5878675U (en) * | 1981-11-21 | 1983-05-27 | 日本赤外線工業株式会社 | Power supply for laser equipment |
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1987
- 1987-06-25 JP JP62160229A patent/JP2541988B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |