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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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH06196275A JPH06196275A (en) | 1994-07-15 |
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