JP3295819B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
Discharge lamp lighting deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、各種用途の光源に使
用される放電灯に入力される、特に正常な電圧、電流ま
たは電力波形をもった矩形波交流電力を、常時、安定し
て供給できるように制御する放電灯点灯装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stable and stable supply of rectangular wave AC power having a normal voltage, current or power waveform, which is input to a discharge lamp used as a light source for various applications. The present invention relates to a discharge lamp lighting device that is controlled so that it can be performed .
【0002】[0002]
【従来の技術】放電灯を点灯させる放電灯点灯装置とし
て、従来、図4に示すようなものがある。この放電灯点
灯装置は、商用交流電源1に接続した第1の整流器2
と、整流された直流電力を高周波電力に変換するパルス
幅制御型の直流ー交流変換器3と、変換された高周波電
力を所定の電圧に昇圧する1次および2次巻線を有する
普通のトランス4と、このトランス4によって昇圧した
高周波電力を整流する第2の整流器5と、この整流器5
の出力側の直流電流値を検出する電流検出回路6と、整
流された直流電力を矩形波交流電力に変換する極性切替
回路7と、前記電流検出回路6からの検出信号に基づい
て、前記極性切替回路7に接続した放電灯8の放電電流
をほぼ一定値に保持するように、前記直流ー交流変換器
3を制御する電流制御回路9などによって構成されてい
る。2. Description of the Related Art As a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp, there is a device as shown in FIG. This discharge lamp lighting device includes a first rectifier 2 connected to a commercial AC power supply 1.
An ordinary transformer having a pulse width control type DC-AC converter 3 for converting rectified DC power into high-frequency power, and primary and secondary windings for boosting the converted high-frequency power to a predetermined voltage 4, a second rectifier 5 for rectifying the high-frequency power boosted by the transformer 4, and a rectifier 5
A current detection circuit 6 for detecting a DC current value on the output side of the power supply, a polarity switching circuit 7 for converting rectified DC power into rectangular wave AC power, and the polarity based on a detection signal from the current detection circuit 6. A current control circuit 9 for controlling the DC / AC converter 3 and the like are configured to maintain the discharge current of the discharge lamp 8 connected to the switching circuit 7 at a substantially constant value.
【0003】前記直流ー交流変換器3は、図5に示すよ
うに、4個のFET(電界効果トランジスタ)Q1 ,Q
1 、Q2 ,Q2 をブリッジの各辺に配置してスイッチン
グ回路を構成したもので、各FETQ1 ,Q1 、Q2 ,
Q2 のゲート端子Gとソース端子Sの間に適宜時間差を
おいて制御電圧信号e,e,e,eを印加すると、図に
おいて対角線方向に並ぶ2組のFETQ1 ,Q1 および
Q2 ,Q2 が交互に周期的にオン,オフ動作を繰り返し
て、出力端3a,3bに矩形波交流電力を発生するよう
になっている。As shown in FIG. 5, the DC-AC converter 3 comprises four FETs (field effect transistors) Q 1 , Q
1, Q 2, the Q 2 was disposed on each side of the bridge obtained by a switching circuit, each FETs Q 1, Q 1, Q 2,
Control voltage signal e at appropriate time difference between the gate terminal G and source terminal S of Q 2, e, e, is applied to e, FETs Q 1 two pairs arranged in a diagonal direction in FIG, Q 1 and Q 2, Q 2 alternately and periodically repeats the on and off operations to generate square wave AC power at the output terminals 3 a and 3 b.
【0004】前記電流制御回路9は、前記電流検出回路
6から送出された直流電流信号値を設定電圧と比較し
て、その差に相当する操作信号Aを出力する演算部9a
と、前記操作信号Aに対応したパルス幅のパルスPを周
期的に出力するパルス幅変調部9bと、このパルス幅変
調部9bからパルス幅が変調されて周期的に出力される
パルスPを制御信号eに変えて、前記直流ー交流変換器
3を構成する各FETQ1 ,Q1 ,Q2 ,Q2 に分配し
て印加するドライバー9cなどによって構成されてお
り、そして、前記のように、直流ー交流変換器3から出
力される高周波電力は、これを構成する各FETがオン
の状態にある時間が長くなると増大し、また、反対にF
ETがオンの状態にある時間が短くなると減少する。The current control circuit 9 compares a DC current signal value sent from the current detection circuit 6 with a set voltage and outputs an operation signal A corresponding to the difference.
A pulse width modulator 9b that periodically outputs a pulse P having a pulse width corresponding to the operation signal A, and controls a pulse P whose pulse width is modulated and periodically output from the pulse width modulator 9b. instead of the signal e, the being and the like DC over the FETs Q 1 constituting the AC converter 3, Q 1, Q 2, driver 9c for applying was partitioned Q 2, and, as described above, The high-frequency power output from the DC-AC converter 3 increases as the time during which each of the constituent FETs is in the ON state increases, and conversely, F
It decreases when the time that the ET is in the ON state is shortened.
【0005】なお、パルスPの発生周波数としては、前
記トランス4および整流器5内のチョークコイル5aお
よび平滑コンデンサ5bを軽量小型に構成するため、通
常10キロヘルツ程度に設定されており、この周波数は
パルス幅変調部9bに収納した発振器(図示せず)によ
って規定されている。The frequency of the pulse P is usually set to about 10 kHz in order to make the transformer 4 and the choke coil 5a and the smoothing capacitor 5b in the rectifier 5 light and small, and this frequency is set to about 10 kHz. It is defined by an oscillator (not shown) housed in the width modulator 9b.
【0006】また、前記電流検出回路6および電流制御
回路9は、放電灯8を流れる電流制御に適用した場合に
ついて説明したが、放電灯8を電力制御する場合には、
前記電流検出回路6に代えて設けた電力検出回路(図示
しない)から送出された電流検出信号と電圧検出信号と
を積算する乗算器(図示しない)を演算部に付加すれば
よく、この乗算器が出力した電力信号を設定電圧と比較
することによって操作信号を発生させることができる。Further, the case where the current detection circuit 6 and the current control circuit 9 are applied to the control of the current flowing through the discharge lamp 8 has been described.
A multiplier (not shown) for integrating a current detection signal and a voltage detection signal sent from a power detection circuit (not shown) provided in place of the current detection circuit 6 may be added to the arithmetic unit. The operation signal can be generated by comparing the power signal output by the controller with the set voltage.
【0007】なお、矩形波交流電力を出力する前記極性
切替回路7は、図6に示すように、前記直流ー交流変換
器3と同じ構成であるが、放電灯8のチラツキを防止す
るため、FETのオフ状態にある時間がきわめて短くな
るように動作する点、およびオン,オフ動作の周期が放
電灯の仕様周波数(通常は50〜60ヘルツ)に一致す
るように駆動される点が相違しており、このFETのオ
ン,オフ動作は、例えばマルチバイブレーターを使用し
た切替信号発生器10によって制御される。The polarity switching circuit 7 for outputting rectangular wave AC power has the same configuration as the DC-AC converter 3 as shown in FIG. 6, but in order to prevent flickering of the discharge lamp 8, The difference is that the FET operates so as to be extremely short in the OFF state, and that the FET is driven so that the cycle of the ON and OFF operations coincides with the specified frequency of the discharge lamp (usually 50 to 60 Hz). The on / off operation of the FET is controlled by a switching signal generator 10 using, for example, a multivibrator.
【0008】放電灯の点灯中、極性切替回路7には図6
に示すように電流が流れるので、極性切替回路7の出力
側には、図7に示すように、この極性切替回路7の入力
側に印加される直流電圧Eをほぼ忠実に反映した矩形波
電流、電圧または電力D,Dが発生する。During the lighting of the discharge lamp, the polarity switching circuit 7
As shown in FIG. 7, a rectangular wave current almost exactly reflects the DC voltage E applied to the input side of the polarity switching circuit 7 on the output side of the polarity switching circuit 7 as shown in FIG. , Voltage or power D, D is generated.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】図4に示す従来の放電
灯点灯装置によると、前記直流ー交流変換器3によって
発生させた約10キロヘルツの高周波電力をトランスに
よって昇圧するので、このトランス4とチョークコイル
5aおよび平滑コンデンサ5bの重量・寸法が小さくて
済み、また、放電電流の制限は電流制御によって行うよ
うにしたので、放電灯点灯装置を小型に構成することが
できる。According to the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 4, the high frequency power of about 10 kHz generated by the DC / AC converter 3 is boosted by a transformer. Since the weight and dimensions of the choke coil 5a and the smoothing capacitor 5b are small, and the discharge current is limited by current control, the discharge lamp lighting device can be made compact.
【0010】しかし、前記放電灯点灯装置には、次に述
べるような問題点があった。すなわち、この放電灯点灯
装置は極性切替回路7の入力側に電流検出回路6を設け
ているので、放電灯を流れる電流は制御できるが、電圧
を検出していないため、放電灯の入力電力(放電灯電流
と放電灯電圧の積)を制御することはできない。 また、
仮に前記電流検出回路6で電流検出と同時に電圧検出を
行なったとすると、電圧信号にはFETQ 1 ,Q 1 ,Q
2 ,Q 2 の電圧損失(導通抵抗の変化または増大)や温
度変化(導通抵抗の温度変化)が含まれてしまうので、
放電灯の入力電力を精度良く制御することができない。
例えば、極性切替回路7を構成するFETQ1 ,Q1 ,
Q2 ,Q2 の特性が変化して、図7に示すように、異常
な波形(電流波形、電圧波形、または電力波形)M,N
(仮想線で示す)を生じた場合、この異常な波形M,N
を正常な波形に修復することができない、という問題点
があった。However, the discharge lamp lighting device has the following problems. That is, since this discharge lamp lighting device is provided with the current detection circuit 6 on the input side of the polarity switching circuit 7, the current flowing through the discharge lamp can be controlled.
Is not detected, the input power of the discharge lamp (discharge lamp current
And the discharge lamp voltage) cannot be controlled. Also,
If the current detection circuit 6 detects the current and the voltage simultaneously with the current detection,
When done with, the voltage signal FETs Q 1, Q 1, Q
2, the voltage loss of Q 2 (change in conduction resistance or increased) or temperature
Temperature change (temperature change of conduction resistance)
The input power of the discharge lamp cannot be accurately controlled.
For example, FETs Q 1, Q 1 constituting a polarity switching circuit 7,
The characteristics of Q 2 and Q 2 change, and abnormal waveforms (current waveform, voltage waveform or power waveform) M and N as shown in FIG.
(Indicated by a virtual line), the abnormal waveforms M and N
Cannot be restored to a normal waveform.
【0011】この発明は、前述の問題点に鑑み、極性切
替回路の出力側の電気的状態(電圧、電流)を検出し、
この検出信号に基づいてパルス幅制御型の直流ー交流変
換器を制御することによって、放電灯の入力電力をFE
TQ 1 ,Q 1 ,Q 2 ,Q 2 の特性の変化や劣化に影響さ
れることなく正確に検出することにより、放電灯の交流
点灯電力を常時、精度良く安定して供給できる放電灯点
灯装置を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention detects an electrical state (voltage, current) on the output side of a polarity switching circuit ,
Based on this detection signal, pulse width control type DC-AC conversion
Control the input power of the discharge lamp by FE
Influenced by the change or deterioration of the characteristics of TQ 1 , Q 1 , Q 2 , Q 2
AC current of the discharge lamp
It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device capable of constantly and accurately supplying lighting power .
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記のような課題を解決
するため、この発明は、商用交流電力を整流器2で整流
した後、パルス幅制御型の直流ー交流変換器3を介して
高周波電力に変換し、さらに、トランス11aと整流器
11bと極性切替回路11cとを有する矩形波発生ユニ
ット11を介して高周波電力を矩形波交流電力に変換す
るようにした放電灯点灯装置において、矩形波発生ユニ
ット11の出力側の電気的な状態を検出する電流電圧検
出回路12aと、この電流電圧検出回路12aで検出し
た交流信号を直流電流信号S 3 に変換する帰還信号極性
切替回路12bと、前記電流電圧検出回路12aで検出
した交流信号を直流電圧信号S 4 に変換する帰還信号極
性切替回路12bと、前記矩形波発生ユニット11の極
性切替回路11cと前記帰還信号極性切替回路12bの
極性を切り替える切替信号発生器12dと、前記帰還信
号極性切替回路12b,12bから送出された直流電流
信号S 3 および直流電圧信号S 4 を受け取って直流電流
と直流電圧の積である電力値を設定電力と比較して、そ
の差に相当する操作信号Aを出力する演算部12c
1 と、前記操作信号Aに対応したパルス幅のパルスPを
周期的に出力するパルス幅変調部12c 2 と、このパル
ス幅変調部12c 2 からパルス幅が変調されて周期的に
出力されるパルスPを制御信号eに変えて前記パルス幅
制御型の直流ー交流変換器3を構成する各FETQ 1 ,
FETQ 1 ,FETQ 2 ,FETQ 2 に分配して印加す
るドライバー12c 3 とで構成された電力制御回路12
cとを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置としたも
のである。[Means for Solving the Problems] The problems as described above are solved.
To make this inventionIsCommercial AC powerWith rectifier 2Rectification
After that, the pulse width control type DC-AC converter3Through
Converts to high-frequency power, and11aAnd rectifier
11bAnd polarity switching circuit11cAnd a square wave generating unit having
To11Converts high-frequency power to square-wave AC power via
In the discharge lamp lighting device
To11The electrical state of the output side of thecurrent voltageInspection
Output circuit12aAnd thiscurrent voltageDetection circuit12aDetected by
AC signal to DCCurrentsignalS Three Feedback signal polarity to convert to
Switching circuit12bWhen,Detected by the current / voltage detection circuit 12a
The converted AC signal is converted to a DC voltage signal S Four Feedback signal pole to convert to
Gender switching circuit 12b,The pole of the rectangular wave generating unit 11
And the feedback signal polarity switching circuit 12b.
A switching signal generator 12d for switching the polarity,The return signal
Signal polarity switching circuit12b, 12bDC sent fromCurrent
Signal S Three And DC voltage signal S Four Receiving DC current
Is compared with the set power, and
Calculation unit 12c that outputs an operation signal A corresponding to the difference
1 And a pulse P having a pulse width corresponding to the operation signal A
Pulse width modulator 12c that outputs periodically Two And this pal
Swap modulator 12c Two The pulse width is modulated from
The output pulse P is changed to a control signal e to change the pulse width
Each FET Q constituting the control type DC-AC converter 3 1 ,
FETQ 1 , FETQ Two , FETQ Two Distribute and apply
Driver 12c Three Power control circuit 12 composed of
cAnd a discharge lamp lighting device characterized by comprising:
It is.
【0013】[0013]
【作用】(1)放電灯の入力電流・電圧は、極性切替回
路11cの出力側で電流電圧検出回路12aにより検出
される。この検出された交流の電圧・電流信号S 1 ,S
2 は、前記極性切替回路11cの出力信号と同じ周期の
矩形波信号であり、その信号の振幅が放電灯の電流およ
び電圧の振幅に比例している。 (2)この電圧・電流信号S 1 ,S 2 は、帰還信号極性
切替回路12b,12bを通ってその大きさが矩形波の
振幅に一致した直流の電流・電圧信号S 3 ,S 4 とな
る。この電流・電圧信号S 3 ,S 4 は演算部12c 1 で
掛け算し、電力信号 となり、設定電力信号と比較し、そ
の結果が一致するようにパルス幅変調部12c 2 を制御
し、ドライバー12c 3 を介してパルス幅制御型の直流
−交流変換器3を駆動する。 (3)従って、放電灯の入力電力が一定となるよう負帰
還制御が行なわれ、その結果、放電灯の光出力が常時一
定となる。また、設定信号を変化させることにより所定
の点灯電力、すなわち、放電灯の光出力を所定の強さに
安定に制御することができる。 [Function] (1) The input current and voltage of the discharge lamp are controlled by the polarity switching circuit.
Detected by the current / voltage detection circuit 12a at the output side of the path 11c
Is done. The detected AC voltage / current signals S 1 , S
2 has the same cycle as the output signal of the polarity switching circuit 11c.
It is a square wave signal, and the amplitude of the signal is
And the amplitude of the voltage. (2) The voltage and current signals S 1, S 2 is the feedback signal polarity switching circuit 12b, its size through 12b of the rectangular wave
DC current and voltage signals S 3 matching the amplitude I and S 4
You. In this current and voltage signals S 3, S 4 are calculating unit 12c 1
The result is a power signal, which is compared with the set power signal.
Control the pulse width modulation unit 12c 2 so that the result of
And, a direct current pulse width controlled via a driver 12c 3
Driving the AC converter 3; (3) Therefore, the negative feedback is performed so that the input power of the discharge lamp becomes constant.
As a result, the light output of the discharge lamp is constantly
It will be fixed. Also, by changing the setting signal,
Lighting power, that is, the light output of the discharge lamp to a predetermined intensity
It can be controlled stably.
【0014】[0014]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図1および図2はこの発明の一実施例を
示すもので、この実施例の主要部は、商用交流電源に接
続した第1の整流器2と、この第1の整流器2の出力側
に接続したパルス幅制御型の直流ー交流変換器3と、こ
の直流ー交流変換器3の出力側に配置した1組の矩形波
発生ユニット11と、制御装置12などからなり、この
矩形波発生ユニット11は、トランス11aと、第2の
整流器11bと、極性切替回路11cなどによって構成
されている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the present invention . The main part of this embodiment is a first rectifier 2 connected to a commercial AC power supply and an output side of the first rectifier 2. It comprises a pulse width control type DC-AC converter 3, a set of rectangular wave generating units 11 arranged on the output side of the DC-AC converter 3, a control device 12, and the like. , A transformer 11a, a second rectifier 11b, a polarity switching circuit 11c, and the like.
【0015】前記第1の整流器2と、パルス幅制御型の
直流ー交流変換器3とは、図4に示す従来のものと同じ
構成であり、トランス11aと第2の整流器11bと
は、図4に示す従来のトランス4と第2の整流器5と同
じ構成であるが、制御装置12を構成する電流電圧検出
回路12aを極性切替回路11cの出力側に設けた点お
よび制御装置12を構成する帰還信号極性切替回路12
b,12bを設けた点が相違している。なお、前記極性
切替回路11cは図4に示す従来の極性切替回路7と同
じ構成である。 The first rectifier 2 and the pulse width control type DC-AC converter 3 are the same as the conventional one shown in FIG.
And a transformer 11a and a second rectifier 11b.
Has the same configuration as the conventional transformer 4 and the second rectifier 5 shown in FIG. 4 except that a current-voltage detection circuit 12a constituting the control device 12 is provided on the output side of the polarity switching circuit 11c. Signal polarity switching circuit 12 constituting
The difference is that b and 12b are provided. The polarity
The switching circuit 11c is the same as the conventional polarity switching circuit 7 shown in FIG.
The configuration is the same.
【0016】トランス11aの一次側の巻線11a1 は
前記直流ー交流変換器3の出力側に接続され、また、二
次側の巻線11a2 は第2の整流器11bの入力側に接
続されている。また、第2の整流器11bの出力側は極
性切替回路11cの入力側に接続されており、極性切替
回路11cは一対の出力端11c1 ,11c2 を形成し
ている。The windings 11a 1 on the primary side of the transformer 11a is connected to the output side of the DC over AC converter 3, also winding 11a 2 on the secondary side is connected to the input side of the second rectifier 11b ing. Further, the output side of the second rectifier 11b is connected to the input side of the polarity switching circuit 11c, the polarity switching circuit 11c forms a pair of output terminals 11c 1, 11c 2.
【0017】前記制御装置12は、前記極性切替回路1
1cの出力側に配置した電流電圧検出回路12aと、こ
の電流電圧検出回路12aから送られた交流電流信号s
1 と交流電圧信号s2 を、直流電流信号s3 と直流電圧
信号s4 に変換する帰還信号極性切替回路12b,12
bと、各帰還信号極性切替回路12b,12bから送出
された、直流電流信号s3 および直流電圧信号s4 を受
け取って前記パルス幅制御型の直流ー交流変換器3を形
成する各FETの制御電圧信号を発生する電力制御回路
12cと、前記極性切替回路11cおよび各帰還信号極
性切替回路12b,12bの極性を同時に切り替える切
替信号発生器12dなどによって構成されており、前記
電流電圧検出回路12aは矩形波電流および矩形波電圧
の大きさに比例した交流電流信号s1 および交流電圧信
号s2 を発生する。The control device 12 includes the polarity switching circuit 1
1c and an AC current signal s sent from the current / voltage detection circuit 12a.
1 and an alternating voltage signal s 2, the feedback signal polarity switching circuit 12b which converts the direct current signal s 3 into a DC voltage signal s 4, 12
b and the DC current signal s 3 and the DC voltage signal s 4 sent from the respective feedback signal polarity switching circuits 12b, 12b to form the pulse width control type DC-AC converter 3.
A power control circuit 12c which generates a control voltage signal for each FET to be formed, the polarity switching circuit 11c and the feedback signal polarity switching circuit 12b, is configured by including the switching signal generator 12d for switching simultaneously polarity of 12b, the current voltage detection circuit 12a generates an alternating current signal s 1 and an AC voltage signal s 2 is proportional to the magnitude of the square wave current and a rectangular wave voltage.
【0018】前記各帰還信号極性切替回路12b,12
bは、図2に示すように、前記電流電圧検出回路12a
が検出した交流電流信号s1 (または交流電圧信号
s2 )を増幅する増幅器12b1 と、この増幅器12b
1 の出力信号を受け入れてその極性を反転する反転器1
2b2 と、前記切替信号発生器12dが送出した切替信
号を受け入れて、交互に開閉動作を行うスイッチング素
子a,bを有するスイッチ回路12b3 などによって構
成されており、一方のスイッチング素子aは増幅器12
b1 の出力側に、また、他方のスイッチング素子bは反
転器12b2 の出力側に接続されている。Each of the feedback signal polarity switching circuits 12b, 12
b is, as shown in FIG. 2, the current-voltage detection circuit 12a
There an amplifier 12b 1 which amplifies the alternating current signal s 1 that has been detected (or alternating voltage signal s 2), the amplifier 12b
Inverter 1 that accepts the output signal of 1 and inverts its polarity
2b 2 and a switch circuit 12b 3 having switching elements a and b that alternately open and close by receiving the switching signal sent from the switching signal generator 12d, and one switching element a is an amplifier. 12
the output side of the b 1, also, the other switching element b is connected to the output side of the inverter 12b 2.
【0019】この帰還信号極性切替回路12b,12b
は次のように動作する。すなわち、帰還信号極性切替回
路12bへの入力信号の波形がプラスの極性をもってい
る場合、増幅器12b1 で増幅された信号は閉状態にあ
る一方のスイッチング素子aを通過する。また、入力信
号の波形がマイナスの極性をもっている場合、増幅器1
2b1 で増幅された信号は、反転器12b2 を通って極
性がプラスに変換された後、他方のスイッチング素子b
が導通しているときに(図示せず)帰還信号極性切替回
路12b,12bの出力端に到達する。このようにし
て、各帰還信号極性切替回路12b,12bから送出さ
れた、直流電流信号s3 および直流電圧信号s4 は前記
電力制御回路12cに入力する。The feedback signal polarity switching circuits 12b, 12b
Works as follows. That is, the waveform of the input signal to the feedback signal polarity switching circuit 12b may have a positive polarity, the signal amplified by the amplifier 12b 1 passes through one of the switching elements a in the closed state. If the waveform of the input signal has a negative polarity, the amplifier 1
The signal amplified by 2b 1, after the polarity through the inverter 12b 2 is converted to a plus, the other switching element b
(Not shown) reaches the output terminals of the feedback signal polarity switching circuits 12b and 12b. In this way, the DC current signal s 3 and the DC voltage signal s 4 transmitted from the feedback signal polarity switching circuits 12b, 12b are input to the power control circuit 12c.
【0020】この際、切替信号発生器12dが極性切替
回路11cおよび帰還信号極性切替回路12b,12b
の双方を同時に切替動作するので、波形の正負に係わり
なく交流信号が円滑に直流信号に変換される。At this time, the switching signal generator 12d includes a polarity switching circuit 11c and feedback signal polarity switching circuits 12b, 12b.
Are simultaneously switched, so that the AC signal can be smoothly converted to a DC signal regardless of whether the waveform is positive or negative.
【0021】前記電力制御回路12cは、前記各帰還信
号極性切替回路12b,12bから送出された直流電流
信号S 3 と直流電圧信号S 4 を掛け算して電力信号(電
力に比例した電圧)とし、設定電力(設定電力に比例し
た電圧)と比較してその差に対応した操作信号Aを出力
する演算部12c1 と、前記操作信号Aに対応したパル
ス幅のパルスPを出力するパルス幅変調部12c2 と、
このパルス幅変調部12c2 からパルス幅が変調されて
出力されるパルスを、制御信号eに変えて前記パルス幅
制御型の直流ー交流変換器3を構成する各FETQ1 ,
Q1 ,Q2 ,Q2 に分配して印加するドライバー12c
3 などによって構成されており、そして、このFETQ
1 ,Q1 ,Q2 ,Q2 は高周波(例えば100キロヘル
ツ)で切替動作を行うので、この直流ー交流変換器3で
変換されるパルスPは高周波(例えば100キロヘル
ツ)で出力される。The power control circuit 12c is provided with a DC current transmitted from each of the feedback signal polarity switching circuits 12b, 12b.
The signal S 3 is multiplied by the DC voltage signal S 4 to generate a power signal (power
Voltage in proportion to the set power )
And an arithmetic unit 12c 1 for outputting an operation signal A corresponding to the difference compared with the voltage), the pulse width modulation section 12c 2 that outputs a pulse P having a pulse width corresponding to the operation signal A,
A pulse having a pulse width from the pulse width modulation section 12c 2 is output is modulated, the pulse width in place of the control signal e
Each FET Q 1 , which constitutes the control type DC-AC converter 3,
Driver 12c that distributes and applies Q 1 , Q 2 , and Q 2
3 and this FET Q
1, since the Q 1, Q 2, Q 2 performs the switching operation at a high frequency (e.g., 100 kilohertz), pulse P which is converted by the DC over AC converter 3 is output at a high frequency (e.g., 100 kilohertz).
【0022】次に、この実施例の放電灯点灯装置の動作
について説明する。いま、図7に示すように、放電灯点
灯装置から異常な波形M,Nが出力された場合、この異
常な波形M,Nは前記電流電圧検出回路12aによって
各波形M,Nごとに検出され、波形の形状に比例した交
流電流信号s1 および交流電圧信号s2 を発生する。Next, the operation of the discharge lamp lighting device of this embodiment will be described. Now, as shown in FIG. 7, the abnormal waveform M from the discharge lamp lighting device, if N is outputted, the abnormal waveform M, N each waveform M by the current voltage detection circuit 12a, is detected for each N Generates an AC current signal s 1 and an AC voltage signal s 2 proportional to the shape of the waveform.
【0023】この交流電流信号s1 および交流電圧信号
s2 は帰還信号極性切替回路12b,12bを通って直
流電流信号s3 および直流電圧信号s4 に変換され、次
に、電力制御回路12cに送出される。The AC current signal s 1 and the AC voltage signal s 2 are converted into a DC current signal s 3 and a DC voltage signal s 4 through feedback signal polarity switching circuits 12b, 12b. Sent out.
【0024】この直流電流信号s3 および直流電圧信号
s4 は、演算部12c1 内で電力信号に変換され、さら
に、設定電力値と比較されて波形の歪みU(出力電力の
時間変動の例)、V(出力電力のずれの例)(図7にお
いてハッチングを施して示す)に対応する操作信号A
u、Av(図3においてハッチングを施して示す)がパ
ルス幅変調部12c2 に送出される。The DC current signal s 3 and the DC voltage signal s 4 are converted into a power signal in the calculating section 12c 1 and further compared with a set power value to obtain a waveform distortion U (a change in output power).
Operation signal A corresponding to time variation example), V (example of output power deviation) (indicated by hatching in FIG. 7)
u, (shown hatched in FIG. 3) Av is sent to the pulse width modulation section 12c 2.
【0025】ここで、パルス幅変調部12c2 は、操作
信号Au,Avに対応するパルス幅のパルスPを発生す
るが、パルスPの発生周波数が前記極性切替回路11c
の切替周波数よりも遙かに大きいので、操作信号Au,
Avは図3に示すように細かく分割される(極性切替回
路11cの切替周波数が50ヘルツで、パルス幅変調部
12c 2 からの高周波が100キロヘルツの場合、各操
作信号Au,Avは、2000分の1に分割される)。
そして分割された部分U1 ,U2 ,U3 、V1,V2 ,
V3 ごとに変調されたパルス幅をもったパルスPが前記
パルス幅制御型の直流ー交流変換器3に送出される。Here, the pulse width modulator 12c 2 generates a pulse P having a pulse width corresponding to the operation signals Au and Av.
Is much larger than the switching frequency of the operation signal Au,
Av is finely divided as shown in FIG. 3 (the switching frequency of the polarity switching circuit 11c is 50 Hz , and the pulse width modulation unit
If the high frequency from 12c 2 is 100 kHz , each operation signal Au, Av is divided by a factor of 2000).
Then, the divided parts U 1 , U 2 , U 3 , V 1 , V 2 ,
Pulse P is the with a modulated pulse width for each V 3
It is sent to a pulse width control type DC-AC converter 3.
【0026】前記の結果、前記極性切替回路11cの入
力側には、前記各パルスのパルス幅に対応した直流電圧
が経時的に発生する。そして、この経時的に発生した直
流電圧は、極性切替回路11cを構成する一組のFET
Q1 ,Q1 またはQ2 ,Q2が導通状態にあるときに極
性切替回路3を通って出力端に送られ、正常な波形をも
った矩形波交流電力が出力される。[0026] The results, on the input side of the polarity switching circuit 11c, the DC voltage corresponding to the pulse width of each pulse over time occurs. The DC voltage generated over time is used as a set of FETs constituting the polarity switching circuit 11c.
When Q 1 , Q 1 or Q 2 , Q 2 is in the conductive state, it is sent to the output terminal through the polarity switching circuit 3 and rectangular wave AC power having a normal waveform is output.
【0027】なお、この発明は前述の実施例にのみに限
定されるものではなく、例えば直流ー交流変換器および
極性切替回路をFETで構成する代わりに絶縁ゲートト
ランジスタなどの半導体素子を使用してもよいこと、ま
た、矩形波発生ユニットを1組設ける代わりに2組以上
設けてもよいこと、さらに、矩形波電力制御を行う代わ
りに矩形波電圧制御あるいは矩形波電流制御を行っても
よいことなど、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変更を加え得ることは勿論である。The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, a DC-AC converter and a polarity switching circuit may be formed by using semiconductor devices such as insulated gate transistors instead of FETs. That two or more sets of rectangular wave generating units may be provided instead of one set, and that rectangular wave voltage control or rectangular wave current control may be performed instead of performing rectangular wave power control. Of course, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0028】[0028]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成し
たので、放電灯の入力電流・電圧は、 極性切替回路の出
力側で電流電圧検出回路により検出され、この検出され
た交流の電圧・電流信号は、前記極性切替回路の出力信
号と同じ周期の矩形波信号であり、その信号の振幅が放
電灯の電流および電圧の振幅に比例する。 そして、前記
交流の電圧および電流信号は、帰還信号極性切替回路を
通ってその大きさが矩形波の振幅に一致した直流の電流
・電圧信号となり、この電流および電圧信号は演算部で
掛け算して電力信号となり、予め設定された電力信号と
比較し、その結果が一致するようにパルス幅変調部を制
御し、このパルス幅変調部から得られるパルスを制御信
号に変えてドライバーを介してパルス幅制御型の直流−
交流変換器を駆動する。 従って、放電灯の入力電力が一
定となるよう負帰還制御が行なわれ、その結果、放電灯
の光出力が常時一定となる。また、パルス幅制御型の直
流−交流変換器の制御信号を変化させることにより所定
の点灯電力、すなわち、放電灯の光出力を所定の強さに
安定に制御することができる。 The present invention is configured as described above.
Since the input current and voltage of the discharge lamp is out of polarity switching circuit
On the input side, a current-voltage detection circuit detects
The AC voltage and current signals are output signals of the polarity switching circuit.
Signal with the same period as the signal.
It is proportional to the amplitude of the lamp current and voltage. And said
For AC voltage and current signals, use the feedback signal polarity switching circuit.
DC current whose magnitude matches the amplitude of the square wave
・ It becomes a voltage signal, and this current and voltage signal
The power signal is multiplied, and the power signal is set in advance.
Comparison, and control the pulse width modulator so that the results match.
Control pulse from the pulse width modulation section.
Pulse width control type DC through driver
Drive the AC converter. Therefore, the input power of the discharge lamp is
Negative feedback control is performed so that the discharge lamp
Is always constant. In addition, the pulse width control type
Predetermined by changing the control signal of the current-to-AC converter
Lighting power, that is, the light output of the discharge lamp to a predetermined intensity
It can be controlled stably.
【図1】この発明の放電灯点灯装置の一実施例を示すブ
ロック図を横長に示したものである。FIG. 1 is a horizontally long block diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
【図2】この発明の放電灯点灯装置の構成要素の一つで
ある帰還信号極性切替回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a feedback signal polarity switching circuit which is one of the components of the discharge lamp lighting device of the present invention.
【図3】この発明の放電灯点灯装置の構成要素の一つで
あるパルス幅変調部の作用説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of a pulse width modulation section which is one of the components of the discharge lamp lighting device of the present invention.
【図4】従来の放電灯点灯装置のブロック図を横長に示
したものである。FIG. 4 is a block diagram of a conventional discharge lamp lighting device, which is horizontally long.
【図5】従来の放電灯点灯装置の構成要素の一つである
直流ー交流変換器の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a DC-AC converter that is one of the components of a conventional discharge lamp lighting device.
【図6】図4における極性切替回路の動作説明図であ
る。6 is an operation explanatory diagram of the polarity switching circuit in FIG. 4;
【図7】矩形波の歪み説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of distortion of a rectangular wave.
1 商用交流電源 2 第1の整流器 3 直流ー交流変換器 4 トランス 5 第2の整流器 6 電流検出回路 7 極性切替回路 8 放電灯 9 電流制御回路 10 切換信号発生器 11 矩形波発生ユニット 11a トランス 11b 第2の整流器 11c 極性切替回路 12 制御装置 12a 電流電圧検出回路 12b 帰還信号極性切替回路 12c 電力制御回路 12c1 演算部 12c2 パルス幅変調部 12c3 ドライバー 12d 切替信号発生器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial AC power supply 2 1st rectifier 3 DC-AC converter 4 Transformer 5 2nd rectifier 6 Current detection circuit 7 Polarity switching circuit 8 Discharge lamp 9 Current control circuit 10 Switching signal generator 11 Square wave generation unit 11a Transformer 11b Second rectifier 11c Polarity switching circuit 12 Controller 12a Current / voltage detection circuit 12b Feedback signal polarity switching circuit 12c Power control circuit 12c 1 Operation unit 12c 2 Pulse width modulation unit 12c 3 Driver 12d Switching signal generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05B 41/282 H05B 41/29 Z (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/16 340 H02M 7/48 H05B 41/18 310 H05B 41/231 H05B 41/24 H05B 41/282 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H05B 41/282 H05B 41 / 29Z (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 41/16 340 H02M 7 / 48 H05B 41/18 310 H05B 41/231 H05B 41/24 H05B 41/282
Claims (1)
後、パルス幅制御型の直流ー交流変換器(3)を介して
高周波電力に変換し、さらに、トランス(11a)と整
流器(11b)と極性切替回路(11c)とを有する矩
形波発生ユニット(11)を介して高周波電力を矩形波
交流電力に変換するようにした放電灯点灯装置におい
て、 矩形波発生ユニット(11)の出力側の電気的な状態を
検出する電流電圧検出回路(12a)と、 この電流電圧検出回路(12a)で検出した交流電流信
号(S 1 )を直流電流信号(S 3 )に変換する帰還信号
極性切替回路(12b)と、前記電流電圧検出回路(12a)で検出した交流電圧信
号(S 2 )を直流電圧信号(S 4 )に変換する帰還信号
極性切替回路(12b)と 、前記矩形波発生ユニット(11)の極性切替回路(11
c)と前記帰還信号極性切替回路(12b,12b)の
極性を切り替える切替信号発生器(12d)と、 前記帰還信号極性切替回路(12b,12b)から送出
された直流電流信号(S 3 )および直流電圧信号
(S 4 )を受け取って直流電流と直流電圧の積である電
力値を設定電力と比較して、その差に相当する操作信号
Aを出力する演算部(12c 1 )と、 前記操作信号Aに対応したパルス幅のパルスPを周期的
に出力するパルス幅変調部(12c 2 )と、 このパルス幅変調部(12c 2 )からパルス幅が変調さ
れて周期的に出力されるパルスPを制御信号eに変えて
前記パルス幅制御型の直流ー交流変換器(3)を構成す
る各FETQ 1 ,FETQ 1 ,FETQ 2 ,FETQ 2
に分配して印加するドライバー(12c 3 )とで構成さ
れた電力制御回路(12c) とを備えたことを特徴とす
る放電灯点灯装置。After rectifying commercial AC power with a rectifier (2), the rectifier converts the commercial AC power into high-frequency power via a pulse width control type DC-AC converter (3) , and further converts the transformer (11a) and a rectifier (11b ). ) and in the discharge lamp lighting device designed to convert the high frequency power to the rectangular wave AC power through the rectangular wave generating unit (11) and a polarity switching circuit (11c), the output side of the rectangular wave generating unit (11) a current voltage detection circuit for detecting the electrical state (12a) of the conversion alternating current signal <br/> No. detected by the current voltage detection circuit (12a) and (S 1) into a direct current signal (S 3) A feedback signal polarity switching circuit (12b), and an AC voltage signal detected by the current / voltage detection circuit (12a).
Signal that converts the signal (S 2 ) into a DC voltage signal (S 4 )
A polarity switching circuit (12b) and a polarity switching circuit (11) of the rectangular wave generation unit (11).
c) and the feedback signal polarity switching circuit (12b, 12b).
Switching signal generator for switching the polarity (12d), the feedback signal polarity switching circuit (12b, 12b) direct current signal (S 3) transmitted from and a DC voltage signal
(S 4 ) and receive the DC current and the DC voltage
The force value is compared with the set power, and the operation signal corresponding to the difference
A calculating unit (12c 1 ) for outputting A, and periodically outputting a pulse P having a pulse width corresponding to the operation signal A
The pulse width modulation unit for outputting the (12c 2) and a pulse width modulation of the pulse width modulation section (12c 2)
The pulse P periodically output to the control signal e
The pulse width control type DC-AC converter (3) is configured.
FET Q 1 , FET Q 1 , FET Q 2 , FET Q 2
And a driver (12c 3 ) that distributes and applies
And a power control circuit (12c) .
Priority Applications (1)
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JP34682892A JP3295819B2 (en) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | Discharge lamp lighting device |
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