JP4264493B2

JP4264493B2 - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP4264493B2
Application number: JP23043298A
Authority: JP
Inventors: 岳久濱口; 攻石川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-08-17
Also published as: JP2000068090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路を用いて放電灯を高周波点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来から知られている放電灯点灯装置の回路図である。１は直流電源、２は直流電源からの入力を高周波出力に変換するインバータ回路、３はインバータ回路を駆動するドライバ回路、４はインバータ回路の出力端に接続された放電灯７ａ及び７ｂを有する（以下、「ランプ」という。）負荷回路、５はカップリングコンデンサ、６ａ及び６ｂはバラストコイル、８ａ及び８ｂは始動コンデンサである。９ａ、９ｂ及び９ｃは抵抗であるが、９ａは予熱周波数、定格点灯周波数及び調光点灯周波数を決定し、９ｂは予熱周波数及び調光点灯周波数を決定し、９ｃは予熱周波数を決定する。１０はドライバ回路３の発振周波数を制御するシーケンス回路、１１はコンデンサ、１２及び１６はコンパレータであり、所定の基準電圧値を有し、この基準電圧値を超えるまで、出力はＬｏであり、基準電圧値を超えると出力はＨｉになる。１３はタイマー回路で、１３ａはタイマー制御電源スイッチ、１３ｂはタイマー制御電源、１８は調光スイッチである。
【０００３】
上記の放電灯点灯装置において、インバータ回路２は、ドライバ回路３によって駆動され、直流電源１を高周波出力に変換する。インバータ回路２からの高周波出力は、カップリングコンデンサ５、バラストコイル６ａ及び６ｂを介してランプ７ａ及び７ｂを点灯する。又、放電開始前のランプの予熱時は始動コンデンサ８ａ及び８ｂに電流が流れる。このランプ７ａ及び７ｂの非電源側に並列に接続された始動コンデンサ８ａ及び８ｂは、ランプ７ａ及び７ｂの予熱と共に、バラストコイル６ａ及び６ｂとで直列共振回路を構成し、この始動コンデンサ８ａ及び８ｂの両端に発生する電圧をランプ７ａ及び７ｂに印加して、ランプ７ａ及び７ｂを始動点灯するものである。ドライバ回路３は、例えば、内部に定電圧電源を持ち、定電圧電源からの電流をｉとすると、ｆ＝Ｋ×ｉ（Ｈｚ）の周波数（Ｋは定数）で、発振周波数を変化させてインバータ回路２を駆動する。
【０００４】
具体的には、放電灯の予熱時はコンパレータ１２の出力がＬｏ、放電灯の予熱終了後にはコンパレータ１２の出力がＨｉになるようタイマー回路１３を設定する。ドライバ回路３内の定電圧電源の電圧をＶ１、抵抗９ａの抵抗値をＲ１、９ｂの抵抗値をＲ２、抵抗９ｃの抵抗値をＲ３とすると、ランプの予熱時の予熱周波数ｆ１は、これら各抵抗の抵抗値Ｒ１〜Ｒ３で決定され
ｆ１＝Ｋ×（Ｖ１／Ｒ１＋Ｖ１／Ｒ２＋Ｖ１／Ｒ３）
となる。
ランプの予熱終了後は、タイマー回路１３の出力が所定の基準電圧値を超えてコンパレータ１２の出力がＨｉとなり、コンデンサ１１が充電される。従って、調光スイッチ１８がＯＦＦの場合の定格点灯周波数ｆ２は、抵抗９ａの抵抗値Ｒ１で決定され、
ｆ２＝Ｋ×（Ｖ１／Ｒ１）
となる。
更に、調光スイッチ１８がＯＮの場合の調光点灯周波数ｆ３は、抵抗９ａ，９ｂの抵抗値Ｒ１，Ｒ２で決定され、
ｆ３＝Ｋ×（Ｖ１／Ｒ１＋Ｖ１／Ｒ２）
となる。
【０００５】
この時、周波数は、コンデンサ１１の容量をＣ１とすると、ｆ１からｆ２までτ＝Ｒ３×Ｃ１の時定数で変化する。これにより、タイマー制御電源スイッチ１３ａがオンされた後の周波数は図９に示すように時定数τの積分曲線で変化する。又、この周波数の変化によりランプの光束は図９に示すように変化する。
又、調光スイッチ１８がＯＮのときは、調光信号は、周波数が定格点灯周波数ｆ２に到達した後に有効となり、コンパレータ１６の出力がＨｉからＬｏに切換わる。従って、調光時の周波数変化はに示すように定格点灯周波数ｆ２に到達後調光点灯周波数ｆ３に到達する。
【０００６】
又、調光機能を有するものについては、周波数のシフト中に調光信号を有効にすると、周波数及び光束の変化が不自然となるため、使用する人の視覚に違和感を与える。即ち、周波数は、コンデンサ１１が充電されることによりシフトし、コンデンサ１１の容量Ｃ１より、ｆ１からｆ２までτ＝Ｒ３×Ｃ１の時定数で変化する。このシフト中に調光信号が有効になると、抵抗９ｂにも電流が流れる。従って、抵抗９ａ，９ｂ，９ｃ全てに電流が流れることにより、周波数は、コンデンサ１１が充電されるまでの間、一瞬低くなることにより、図１０に示すように光束の変化が不自然となる。従って、完全に全光状態になるまで調光信号を有効にできない。
【０００７】
[発明が解決しようとする課題]
上記のように動作する従来の放電灯点灯装置では、予熱周波数ｆ１から定格点灯周波数ｆ２への変化の時定数τは、τ＝Ｒ３×Ｃ１であり、抵抗９ｃの抵抗値Ｒ３，コンデンサ１１の容量Ｃ１によって決まる。但し、抵抗９ｃの抵抗値Ｒ３は予熱周波数を決定するものであり自由度は少なく、実質的にはコンデンサ１１の容量Ｃ１で時定数τの傾斜が決まる。しかしながら、このＣ１が大きいと、時定数が大きくなり、周波数シフトの傾斜が緩くなるので、予熱周波数ｆ１から定格点灯周波数ｆ２に到達するまで相当の時間を要することとなる。又、周波数のシフト中に調光信号を有効にすると、周波数及び光束の変化が図１０に示すように不自然となるため、使用する人の視覚に違和感を与え、完全に全光状態になるまで調光信号を有効にできない。従って、全光状態を経ないと調光状態に移行できないため調光状態になるまで相当の時間を要することとなる。
【０００８】
一方、コンデンサ１１の容量Ｃ１を小さくすると、周波数シフトの傾斜は急となり、短時間で所定の全光又は調光の出力状態になるが、始動不良ランプが装着されているような場合には、ランプの放電開始を判断する異常ランプ検出の回路が、その周波数変化に追従できず、異常が生じている場合でも、低い周波数で運転してしまう場合があり、インバータ回路の故障の原因となる。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので予熱周波数から定格点灯周波数又は調光点灯周波数へ移行する間の、周波数変化の時定数を２段階にし、１段階目の時定数を大きくし２段階目の時定数を１段階目の時定数よりも小さくし、ランプの放電開始後、１段階目の時定数から２段階目の時定数に移行することにより、定格点灯周波数へ到達し、又は調光点灯周波数に直接到達し、使用する人の視覚に違和感を与えずに点灯できる放電灯点灯装置を提供したものである。
【００１２】
〔課題を解決するための手段〕
本発明は直流入力を高周波出力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端に接続された放電灯負荷回路と、インバータ回路を駆動するドライバ回路と、電源投入後該ドライバ回路の発振周波数を定格点灯周波数又は定格点灯周波数よりも大きい調光点灯周波数に到達させる制御手段とを備えた放電灯点灯装置であって、前記制御手段は放電灯の予熱終了後に、第１の時定数でドライバ回路の発振周波数を低下させる手段と、放電灯の放電開始後、第１の時定数より小さい第２の時定数でドライバ回路の発振周波数を定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達させる手段とを備え、抵抗と第１のコンデンサからなる積分回路と、抵抗と第１のコンデンサとの接点とグランドとの間に接続された第１のスイッチ手段と、上記積分回路の終端とグランドとの間に接続された第２のスイッチ手段と、第２のスイッチ手段に対して並列に接続された第２のコンデンサとから構成し、第１の時定数は、第１のスイッチ手段を用いて、抵抗と第１のコンデンサからなる積分回路で決定される積分曲線であり、第２の時定数は、第１及び第２のスイッチ手段を用いて、抵抗と第１のコンデンサより容量の小さい第２のコンデンサからなる積分回路で決定される積分曲線にしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の回路図である。１は直流電源、２は直流入力を高周波出力に変換するインバータ回路、３はインバータ回路を駆動するドライバ回路である。４はインバータ回路の出力端に接続されたランプ負荷回路であり、カップリングコンデンサ５、バラストコイル６ａ及び６ｂ、ランプ７ａ及び７ｂ、始動コンデンサ８ａ及び８ｂから構成される。９ａ、９ｂ、９ｃ及び１４は抵抗であり、９ａは予熱周波数、定格点灯周波数及び調光点灯周波数を決定し、９ｂは予熱周波数及び調光点灯周波数を決定し、９ｃは予熱周波数を決定する。又、抵抗１４は、点灯する際には不要であるが、消灯する際にコンデンサ１５の電荷を放電させるために接続されているものである。従って抵抗９ｃ、１４の抵抗値をそれぞれＲ３，Ｒ４とすると、Ｒ４はＲ３に比べて十分小さい。
【００１７】
１０はドライバ回路３の発振周波数を制御するシーケンス回路、１１及び１５はコンデンサであり、コンデンサ１１，１５の容量値をそれぞれＣ１，Ｃ２とすると、コンデンサ１５の容量値はコンデンサ１１の容量値Ｃ１に比べて十分小さいものとする。又、１２及び１６はコンパレータであり、所定の基準電圧値を有し、この基準電圧値を超えるまではコンパレータ１２，１６の出力はＬｏであり、所定の基準電圧値を超えるとコンパレータ１２，１６の出力がＨｉになる。１３はタイマー回路で、タイマー制御電源スイッチ１３ａ、タイマー制御電源１３ｂを有する。１７、１９及び２０はトランジスタである。１８は調光機能を有効にするためのスイッチである。
【００１８】
図１の動作について、図２のタイミングチャートを用いて説明する。
ランプの予熱時はコンパレータ１２の出力がＬｏ、ランプの予熱終了後にはコンパレータ１２の出力がＨｉになるようタイマー回路１３を設定する。従って、予熱期間中は、コンパレータ１２の出力がＬｏであり、コンデンサ１１には電流が流れず、抵抗９ｃからコンパレータ１２へ電流が流れる。
ランプの予熱終了後は、タイマー回路１３の出力が所定の基準電圧値を超えてコンパレータ１２の出力がＨｉとなり、コンデンサ１１に電流が流れ、コンデンサ１１が充電され、第１の時定数で周波数のシフトが開始される。又、ランプ７ａ及び７ｂが放電できる適当な時間経過後にタイマー回路１３からの出力により、コンパレータ１６の出力がＨｉからＬｏとなるようにコンパレータ１６の基準電圧値を設定する。このときトランジスタ１７がＯＮからＯＦＦとなり、無効となっていた抵抗１４及びコンデンサ１５が有効となり、コンデンサ１５に電流が流れる。この抵抗１４、コンデンサ１５が有効になると、抵抗１４を介してコンデンサ１５に充電され、第２の時定数はτ＝（Ｒ３＋Ｒ４）×｛Ｃ１×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）｝で周波数がシフトする。ここで、抵抗１４の抵抗値Ｒ４は、抵抗９ｃの抵抗値Ｒ３に比べて十分小さく、又コンデンサ１５の容量値Ｃ２は、コンデンサ１１の容量値Ｃ１に比べて十分小さいのでＲ３≫Ｒ４、Ｃ１≫Ｃ２が成立する。
【００１９】
従って周波数シフトの時定数は擬似的にτ≒Ｒ３×Ｃ２となり、周波数は、この時定数で第２の周波数シフトを開始する。コンデンサ１１の充電が終了すると、抵抗９ａのみに電流が流れる状態となり、周波数は抵抗９ａの抵抗値Ｒ１のみで決定され定格点灯周波数ｆ２に到達する。従って、調光スイッチ１８がＯＦＦの場合は、第１の周波数シフト終了後、第２の周波数シフトにより定格点灯周波数ｆ２に急速に到達する。又、ランプ異常検出等、ランプの放電状態を確かめてから定格点灯周波数に移行する手段を有するものについても、第１の周波数シフトの期間中に十分にランプ状態を判断できるので、異常ランプからの保護も安全に行う手段を設計できることになる。
【００２０】
一方、調光スイッチがＯＮされている場合は、第１の周波数シフトが終了し、トランジスタ１７がＯＦＦされると同時に、トランジスタ１９もＯＦＦすることにより、トランジスタ２０がＯＮとなり、第１の周波数シフトの終了と同時に、抵抗９ａ及び９ｂに電流が流れ、周波数はＲ１，Ｒ２で決定され、第２の周波数シフトにより調光点灯周波数ｆ３に直接到達する。従って、第１の周波数シフトの後、第２の周波数シフトで定格点灯周波数を経由せずに直接調光点灯周波数に移行できる。なお、第２の周波数シフトは、τ≒Ｒ３×Ｃ２の非常に小さい時定数により急速に目標値に到達するものの、トランジスタ１７がＯＦＦされた後、トランジスタ２０のＯＮと、コンデンサ１１の充電完了が同時に行われ、そのタイムラグはほとんど無い。従って、第２の周波数シフトとトランジスタ２０のＯＮが同時に行われ、第２の周波数シフトにより調光点灯周波数ｆ３に直接到達し、周波数のシフト中に調光信号を有効にしても、周波数及び光束の変化が不自然とならず、使用する人の視覚に違和感を与えず、図１０に示すような不具合は回避できる。
【００２１】
又、トランジスタ２０のＯＮがコンデンサ１１の充電よりも先になる場合は、コンデンサ１１の充電が完了するまでは、抵抗９ａ，９ｂ，９ｃ，全てに電流が流れるため、周波数が調光点灯周波数よりも高くなり、図３のように周波数が一瞬だけ調光点灯周波数から外れる可能性もあるが、トランジスタ２０のＯＮとコンデンサ１１の充電はほとんど同時に行われるため、光出力は追従せず上記と同様に図１０に示すような不具合は回避できる。
【００２２】
又、抵抗１４は、点灯する際には不要であるが、消灯する際にトランジスタ１７がＯＦＦからＯＮとなるため、コンデンサ１５の電荷を放電させるために接続されているものである。従って抵抗９ｃに比べて十分小さいものであり、点灯の際にはほとんど影響を持たないものである。
【００２３】
なお、上記の説明ではドライバ回路は、内部に定電圧電源を持ち、定電圧電源から流れ出る電流に対して正特性を持つとしているが、本発明はこれに限定するものではなく、負特性を持つものや外部から印加された電圧に対して正特性又は負特性を持つものその他の種々のドライバ回路でもよい。
【００２４】
実施の形態２.
図４は本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の回路図である。図４中の符号は全て実施の形態１のものと同様であるので説明を省略する。
本実施の形態の放電点灯装置の回路は、実施の形態１の放電灯点灯装置の回路から抵抗１４及びコンデンサ１５を削除したものである。
従って、動作は、コンパレータ１６の出力がＬｏとなり、トランジスタ１７がＯＦＦとなり第１の周波数シフトが終了するまでは、本発明の実施の形態１と同様である。
トランジスタ１７がＯＦＦとなった場合、コンデンサ１１の終端が開放状態となり、充電を瞬時に完了し、周波数シフトは、段階状に定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達する。
これにより、本発明の実施の形態１では、第２の時定数により、積分カーブで定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達するのに対し、本実施の形態では、傾きがなく、段階状に定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達する。この周波数及び光出力の変化は、図５に示すものとなる。
【００２５】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３の放電灯点灯装置の回路図である。図６中１〜２０は、実施の形態１のものと同様であるので説明を省略する。２１はランプ放電検出回路であり、第１の周波数シフト時にランプが放電を開始したことを検知し、ランプが放電を開始したときのランプ電圧の急激な低下を検出することにより動作する回路である。
実施の形態１，２においては、コンパレータ１６の出力が切り替わるタイミングをタイマー１３との接続することにより時間指定で決定しているが、本実施の形態においては、放電検出回路２１が、ランプの放電を検出したことで決定される。即ち、放電検出回路２１がランプの放電を検出すると、コンパレータ１６の出力がＬｏからＨｉとなり、コンデンサ１５に電荷が充電され、第２の周波数シフトに移行するか、又は、段階状に定格点灯周波数又は調光点灯周波数へ到達する。従って、実施の形態３のタイミングチャートは図７に示すものとなる。これにより、ランプの予熱終了後、より短時間で定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達できることとなる。
【００２６】
上記の説明では、ランプ放電検出回路２１は、第１の周波数シフト時にランプが放電を開始したことを検知する回路であり、ランプが放電を開始したときのランプ電圧の急激な低下を検出することにより動作するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく他の方法によってランプの放電を検出してもよい。
【００２９】
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明にかかる放電灯点灯装置は、直流入力を高周波出力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端に接続された放電灯負荷回路と、インバータ回路を駆動するドライバ回路と、電源投入後該ドライバ回路の発振周波数を定格点灯周波数又は定格点灯周波数よりも大きい調光点灯周波数に到達させる制御手段とを備えた放電灯点灯装置であって、前記制御手段は放電灯の予熱終了後に、第１の時定数でドライバ回路の発振周波数を低下させる手段と、放電灯の放電開始後、第１の時定数より小さい第２の時定数でドライバ回路の発振周波数を定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達させる手段とを備え、抵抗と第１のコンデンサからなる積分回路と、抵抗と第１のコンデンサとの接点とグランドとの間に接続された第１のスイッチ手段と、上記積分回路の終端とグランドとの間に接続された第２のスイッチ手段と、第２のスイッチ手段に対して並列に接続された第２のコンデンサとから構成され、第１の時定数は、第１のスイッチ手段を用いて抵抗と第１のコンデンサからなる積分回路で決定される積分曲線であり、第２の時定数は、第１及び第２のスイッチ手段を用いて、抵抗と第２のコンデンサからなる積分回路で決定される積分曲線にしたので、コンデンサ、抵抗及びコンパレータ、トランジスタ等のスイッチ手段といった簡易な回路構成で、放電灯の予熱終了後短時間で全光状態又は調光状態に到達できる。又、ランプ放電後瞬時に定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達できるとともにランプ異常に対しても安全に対処できる。更に、定格点灯周波数を経由しないで調光点灯周波数に到達できるため、調光点灯の際、使用する人にとって違和感のない点灯を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１の周波数シフト及び光出力変化を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１の調光点灯の場合の周波数シフト及び光出力変化を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の周波数シフト及び光出力変化を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３の放電灯点灯装置の回路図である。
【図７】本発明の実施の形態３の放電灯点灯装置の周波数シフト及び光出力変化を示すタイミングチャートである。
【図８】従来の放電灯点灯装置の一例を示す回路図である。
【図９】従来の放電灯点灯装置の一例を示す周波数シフト及び光出力変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】従来の放電灯点灯装置の周波数シフト及び光出力変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１直流電源、２インバータ回路、３ドライバ回路、４負荷回路、９ａ，９ｂ，９ｃ，１４抵抗、１０シーケンス回路、１１，１５コンデンサ、１２、１６コンパレータ、１３タイマー回路、１３ａタイマー制御電源スイッチ、１３ｂタイマー制御電源、１７，１９，２０トランジスタ、１８調光スイッチ、２１ランプ放電検出回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device that operates a discharge lamp at high frequency using an inverter circuit.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventionally known discharge lamp lighting device. Reference numeral 1 denotes a DC power source, 2 denotes an inverter circuit that converts an input from the DC power source into a high-frequency output, 3 denotes a driver circuit that drives the inverter circuit, and 4 includes discharge lamps 7a and 7b connected to an output terminal of the inverter circuit ( (Hereinafter referred to as “lamp”) Load circuit, 5 is a coupling capacitor, 6a and 6b are ballast coils, and 8a and 8b are starting capacitors. 9a, 9b and 9c are resistors, 9a determines the preheating frequency, rated lighting frequency and dimming lighting frequency, 9b determines the preheating frequency and dimming lighting frequency, and 9c determines the preheating frequency. 10 is a sequence circuit that controls the oscillation frequency of the driver circuit 3, 11 is a capacitor, 12 and 16 are comparators, and has a predetermined reference voltage value. Until this reference voltage value is exceeded, the output is Lo, and the reference When the voltage value is exceeded, the output becomes Hi. 13 is a timer circuit, 13a is a timer control power switch, 13b is a timer control power supply, and 18 is a dimming switch.
[0003]
In the above discharge lamp lighting device, the inverter circuit 2 is driven by the driver circuit 3 to convert the DC power source 1 into a high frequency output. The high frequency output from the inverter circuit 2 lights the lamps 7a and 7b via the coupling capacitor 5 and the ballast coils 6a and 6b. Further, when the lamp is preheated before the start of discharge, a current flows through the starting capacitors 8a and 8b. The starting capacitors 8a and 8b connected in parallel to the non-power supply side of the lamps 7a and 7b constitute a series resonance circuit with the ballast coils 6a and 6b together with the preheating of the lamps 7a and 7b, and the starting capacitors 8a and 8b. The voltage generated at both ends is applied to the lamps 7a and 7b, and the lamps 7a and 7b are started and lit. For example, the driver circuit 3 has a constant voltage power source therein, and if the current from the constant voltage power source is i, the inverter circuit changes the oscillation frequency at a frequency of f = K × i (Hz) (K is a constant). The circuit 2 is driven.
[0004]
Specifically, the timer circuit 13 is set so that the output of the comparator 12 is Lo during preheating of the discharge lamp, and the output of the comparator 12 is Hi after preheating of the discharge lamp. Assuming that the voltage of the constant voltage power supply in the driver circuit 3 is V1, the resistance value of the resistor 9a is R1, the resistance value of 9b is R2, and the resistance value of the resistor 9c is R3, the preheating frequency f1 during preheating of the lamp is F1 = K × (V1 / R1 + V1 / R2 + V1 / R3) determined by the resistance values R1 to R3 of the resistor
It becomes.
After the preheating of the lamp is completed, the output of the timer circuit 13 exceeds a predetermined reference voltage value, the output of the comparator 12 becomes Hi, and the capacitor 11 is charged. Therefore, the rated lighting frequency f2 when the dimming switch 18 is OFF is determined by the resistance value R1 of the resistor 9a.
f2 = K × (V1 / R1)
It becomes.
Furthermore, the dimming lighting frequency f3 when the dimming switch 18 is ON is determined by the resistance values R1 and R2 of the resistors 9a and 9b.
f3 = K × (V1 / R1 + V1 / R2)
It becomes.
[0005]
At this time, the frequency changes from f1 to f2 with a time constant of τ = R3 × C1 when the capacitance of the capacitor 11 is C1. As a result, the frequency after the timer control power switch 13a is turned on changes in an integral curve with a time constant τ as shown in FIG. Further, the luminous flux of the lamp changes as shown in FIG.
When the dimming switch 18 is ON, the dimming signal becomes effective after the frequency reaches the rated lighting frequency f2, and the output of the comparator 16 is switched from Hi to Lo. Therefore, the frequency change at the time of dimming reaches the dimming lighting frequency f3 after reaching the rated lighting frequency f2 as shown in FIG.
[0006]
For those having a dimming function, if the dimming signal is enabled during the frequency shift, changes in frequency and luminous flux become unnatural, giving the user a sense of incongruity. That is, the frequency shifts when the capacitor 11 is charged, and changes from the capacitance C1 of the capacitor 11 from f1 to f2 with a time constant of τ = R3 × C1. If the dimming signal becomes valid during this shift, a current also flows through the resistor 9b. Accordingly, the current flows through all of the resistors 9a, 9b, and 9c, and the frequency is lowered for a moment until the capacitor 11 is charged, so that the change in the luminous flux becomes unnatural as shown in FIG. Therefore, the dimming signal cannot be made effective until the entire light state is reached.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional discharge lamp lighting device operating as described above, the time constant τ of the change from the preheating frequency f1 to the rated lighting frequency f2 is τ = R3 × C1, the resistance value R3 of the resistor 9c, and the capacitance of the capacitor 11 It depends on C1. However, the resistance value R3 of the resistor 9c determines the preheating frequency and has a low degree of freedom, and the inclination of the time constant τ is substantially determined by the capacitance C1 of the capacitor 11. However, if this C1 is large, the time constant becomes large and the slope of the frequency shift becomes gentle, so that it takes a considerable time to reach the rated lighting frequency f2 from the preheating frequency f1. Moreover, enabling dimming signal during the shift of the frequency, the change in the frequency and flux becomes unnatural, as shown in FIG. 10, giving a sense of discomfort to human vision to be used, completely in all light conditions The dimming signal cannot be activated until Accordingly, since it is not possible to shift to the dimming state without passing through the all-light state, a considerable time is required until the dimming state is reached.
[0008]
On the other hand, when the capacitance C1 of the capacitor 11 is reduced, the frequency shift slope becomes steep, and a predetermined all-light or dimming output state is obtained in a short time. The abnormal lamp detection circuit that determines the start of discharge of the lamp cannot follow the frequency change, and even if an abnormality occurs, the circuit may operate at a low frequency, causing a failure of the inverter circuit.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the time constant of frequency change during the transition from the preheating frequency to the rated lighting frequency or the dimming lighting frequency is set to two stages. By increasing the constant, making the time constant of the second stage smaller than the time constant of the first stage, and starting the discharge of the lamp, shifting from the time constant of the first stage to the time constant of the second stage, the rated lighting frequency Or a discharge lamp lighting device that can reach a dimming lighting frequency directly and can be turned on without giving a sense of incongruity to a user's vision.
[0012]
[Means for solving the problems]
The present invention relates to an inverter circuit that converts a DC input into a high-frequency output, a discharge lamp load circuit connected to the output terminal of the inverter circuit, a driver circuit that drives the inverter circuit, and an oscillation frequency of the driver circuit after power-on. A discharge lamp lighting device comprising a control means for reaching a dimming lighting frequency greater than a lighting frequency or a rated lighting frequency, wherein the control means has a first time constant after completion of preheating of the discharge lamp. Means for lowering the oscillation frequency, and means for causing the oscillation frequency of the driver circuit to reach the rated lighting frequency or dimming lighting frequency with a second time constant smaller than the first time constant after the discharge of the discharge lamp is started, An integrating circuit comprising a resistor and a first capacitor; a first switch means connected between a contact point between the resistor and the first capacitor and the ground; and the integrating circuit. The second switch means connected between the terminal and the ground, and a second capacitor connected in parallel to the second switch means, the first time constant is the first switch Is an integration curve determined by an integration circuit comprising a resistor and a first capacitor, and the second time constant is determined by a resistor and a first capacitor using the first and second switch means. This is an integration curve determined by an integration circuit composed of a second capacitor having a small capacity.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention. Reference numeral 1 denotes a DC power source, 2 an inverter circuit for converting a DC input into a high frequency output, and 3 a driver circuit for driving the inverter circuit. A lamp load circuit 4 is connected to the output terminal of the inverter circuit, and includes a coupling capacitor 5, ballast coils 6a and 6b, lamps 7a and 7b, and starting capacitors 8a and 8b. 9a, 9b, 9c and 14 are resistors, 9a determines the preheating frequency, rated lighting frequency and dimming lighting frequency, 9b determines the preheating frequency and dimming lighting frequency, and 9c determines the preheating frequency. The resistor 14 is not necessary when the light is turned on, but is connected to discharge the charge of the capacitor 15 when the light is turned off. Therefore, if the resistance values of the resistors 9c and 14 are R3 and R4, respectively, R4 is sufficiently smaller than R3.
[0017]
10 is a sequence circuit that controls the oscillation frequency of the driver circuit 3, and 11 and 15 are capacitors. When the capacitance values of the capacitors 11 and 15 are C1 and C2, respectively, the capacitance value of the capacitor 15 becomes the capacitance value C1 of the capacitor 11. It should be small enough. Reference numerals 12 and 16 denote comparators, which have a predetermined reference voltage value. Until the reference voltage value is exceeded, the outputs of the comparators 12 and 16 are Lo. When the predetermined reference voltage value is exceeded, the comparators 12, 16 Output becomes Hi. A timer circuit 13 has a timer control power switch 13a and a timer control power supply 13b. Reference numerals 17, 19 and 20 denote transistors. Reference numeral 18 denotes a switch for enabling the dimming function.
[0018]
The operation of FIG. 1 will be described using the timing chart of FIG.
The timer circuit 13 is set so that the output of the comparator 12 is Lo at the time of preheating the lamp and the output of the comparator 12 is Hi after the preheating of the lamp. Therefore, during the preheating period, the output of the comparator 12 is Lo, no current flows through the capacitor 11, and a current flows from the resistor 9c to the comparator 12.
After the preheating of the lamp is completed, the output of the timer circuit 13 exceeds a predetermined reference voltage value, the output of the comparator 12 becomes Hi, the current flows through the capacitor 11, the capacitor 11 is charged, and the frequency of the first time constant is reached. The shift starts. Further, the reference voltage value of the comparator 16 is set so that the output of the comparator 16 changes from Hi to Lo by the output from the timer circuit 13 after an appropriate period of time during which the lamps 7a and 7b can be discharged. At this time, the transistor 17 is turned from ON to OFF, the invalid resistor 14 and the capacitor 15 are enabled, and a current flows through the capacitor 15. When the resistor 14 and the capacitor 15 are activated, the capacitor 15 is charged via the resistor 14, and the second time constant shifts the frequency by τ = (R3 + R4) × {C1 × C2 / (C1 + C2)}. Here, since the resistance value R4 of the resistor 14 is sufficiently smaller than the resistance value R3 of the resistor 9c, and the capacitance value C2 of the capacitor 15 is sufficiently smaller than the capacitance value C1 of the capacitor 11, R3 >> R4, C1 >> C2 is established.
[0019]
Therefore, the time constant of the frequency shift is pseudo τ≈R3 × C2, and the frequency starts the second frequency shift with this time constant. When charging of the capacitor 11 is completed, a current flows only through the resistor 9a, and the frequency is determined only by the resistance value R1 of the resistor 9a and reaches the rated lighting frequency f2. Therefore, when the dimming switch 18 is OFF, the rated lighting frequency f2 is rapidly reached by the second frequency shift after the end of the first frequency shift. In addition, for lamp abnormality detection, etc., which has means for shifting to the rated lighting frequency after confirming the discharge state of the lamp, the lamp state can be judged sufficiently during the first frequency shift period. It will be possible to design safer means of protection.
[0020]
On the other hand, when the dimming switch is turned on, the first frequency shift is completed, and the transistor 17 is turned off. At the same time, the transistor 19 is also turned off, so that the transistor 20 is turned on and the first frequency shift is performed. At the same time, current flows through the resistors 9a and 9b, the frequency is determined by R1 and R2, and the dimming lighting frequency f3 is reached directly by the second frequency shift. Therefore, after the first frequency shift, it is possible to shift directly to the dimming lighting frequency without passing through the rated lighting frequency by the second frequency shift. The second frequency shift rapidly reaches the target value with a very small time constant of τ≈R3 × C2, but after the transistor 17 is turned off, the transistor 20 is turned on and the capacitor 11 is completely charged. It is done at the same time and there is almost no time lag. Therefore, even if the second frequency shift and the transistor 20 are simultaneously turned on, the second frequency shift directly reaches the dimming lighting frequency f3, and the dimming signal is enabled during the frequency shift, the frequency and the luminous flux. This change does not become unnatural, does not give a sense of incongruity to the user's vision, and can avoid the problem shown in FIG.
[0021]
When the transistor 20 is turned on before the capacitor 11 is charged, the current flows through the resistors 9a, 9b, and 9c until the capacitor 11 is completely charged. As shown in FIG. 3, the frequency may deviate from the dimming lighting frequency for a moment. However, since the transistor 20 is turned on and the capacitor 11 is charged almost simultaneously, the light output does not follow and is the same as described above. In addition, the problem shown in FIG. 10 can be avoided.
[0022]
Further, the resistor 14 is not necessary when the light is turned on, but is connected to discharge the charge of the capacitor 15 because the transistor 17 is turned from OFF to ON when the light is turned off. Therefore, it is sufficiently smaller than the resistor 9c, and has little influence upon lighting.
[0023]
In the above description, the driver circuit has a constant voltage power source and has a positive characteristic with respect to a current flowing out of the constant voltage power source. However, the present invention is not limited to this and has a negative characteristic. Various driver circuits having a positive characteristic or a negative characteristic with respect to a voltage applied from the outside or a voltage applied from the outside may be used.
[0024]
Embodiment 2.
FIG. 4 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention. Since the reference numerals in FIG. 4 are all the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
The circuit of the discharge lighting device of the present embodiment is obtained by removing the resistor 14 and the capacitor 15 from the circuit of the discharge lamp lighting device of the first embodiment.
Therefore, the operation is the same as that of the first embodiment of the present invention until the output of the comparator 16 becomes Lo, the transistor 17 is turned OFF, and the first frequency shift is completed.
When the transistor 17 is turned off, the terminal of the capacitor 11 is opened, charging is completed instantaneously, and the frequency shift reaches the rated lighting frequency or the dimming lighting frequency stepwise.
Thus, in the first embodiment of the present invention, the rated lighting frequency or the dimming lighting frequency is reached in the integral curve by the second time constant, whereas in the present embodiment, there is no inclination and stepwise. Reach the rated lighting frequency or dimming lighting frequency. This change in frequency and light output is as shown in FIG.
[0025]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 6, 1 to 20 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 21 denotes a lamp discharge detection circuit which is operated by detecting that the lamp has started discharging at the time of the first frequency shift and detecting a rapid decrease in lamp voltage when the lamp has started discharging. .
In the first and second embodiments, the timing at which the output of the comparator 16 is switched is determined by specifying the time by connecting to the timer 13, but in this embodiment, the discharge detection circuit 21 is configured to discharge the lamp. It is determined by detecting. That is, when the discharge detection circuit 21 detects the discharge of the lamp, the output of the comparator 16 changes from Lo to Hi and the capacitor 15 is charged, and the shift to the second frequency shift is performed, or the rated lighting frequency is stepwise. Or it reaches the dimming lighting frequency. Therefore, the timing chart of Embodiment 3 is as shown in FIG. As a result, the rated lighting frequency or dimming lighting frequency can be reached in a shorter time after the end of preheating of the lamp.
[0026]
In the above description, the lamp discharge detection circuit 21 is a circuit that detects that the lamp starts discharging at the time of the first frequency shift, and detects a rapid decrease in lamp voltage when the lamp starts discharging. However, the present invention is not limited to this, and the discharge of the lamp may be detected by other methods.
[0029]
〔The invention's effect〕
As is clear from the above description, a discharge lamp lighting device according to the present invention includes an inverter circuit that converts a DC input into a high-frequency output, a discharge lamp load circuit that is connected to the output terminal of the inverter circuit, and an inverter circuit. A discharge lamp lighting device comprising: a driver circuit to be driven; and a control unit that causes an oscillation frequency of the driver circuit to reach a rated lighting frequency or a dimming lighting frequency greater than the rated lighting frequency after power is turned on, the control unit Means for reducing the oscillation frequency of the driver circuit with a first time constant after the preheating of the discharge lamp, and the oscillation frequency of the driver circuit with a second time constant smaller than the first time constant after the discharge of the discharge lamp is started. and it means to reach the rated operating frequency or dimming lighting frequency, resistor and an integrating circuit comprising a first capacitor, resistor and contacts and Gras a first capacitor A first switch means connected between the second switch means and a second switch means connected in parallel to the second switch means. The first time constant is an integration curve determined by an integration circuit consisting of a resistor and a first capacitor using the first switch means, and the second time constant is Since the integration curve determined by the integration circuit composed of the resistor and the second capacitor is made using the first and second switch means, the circuit can be released with a simple circuit configuration such as a switch means such as a capacitor, resistor, comparator, and transistor. It is possible to reach the all-light state or the dimming state in a short time after the preheating of the lamp is completed. In addition, the rated lighting frequency or dimming lighting frequency can be reached instantaneously after the lamp discharge, and a lamp abnormality can be safely handled. Furthermore, since the dimming lighting frequency can be reached without going through the rated lighting frequency, it is possible to realize lighting that does not give a sense of incongruity to the user during dimming lighting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing frequency shift and optical output change according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing frequency shift and light output change in the case of dimming lighting according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a timing chart showing frequency shift and light output change of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a timing chart showing frequency shift and light output change of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 9 is a timing chart showing frequency shift and light output change showing an example of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 10 is a timing chart showing frequency shift and light output change of a conventional discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
1 DC power supply, 2 inverter circuit, 3 driver circuit, 4 load circuit, 9a, 9b, 9c, 14 resistor, 10 sequence circuit, 11, 15 capacitor, 12, 16 comparator, 13 timer circuit, 13a timer control power switch, 13b Timer control power supply 17, 19, 20 transistors, 18 dimmer switch, 21 lamp discharge detection circuit.

Claims

直流入力を高周波出力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力端に接続された放電灯負荷回路と、インバータ回路を駆動するドライバ回路と、電源投入後該ドライバ回路の発振周波数を定格点灯周波数又は定格点灯周波数よりも大きい調光点灯周波数に到達させる制御手段とを備えた放電灯点灯装置において、前記制御手段は放電灯の予熱終了後に、第１の時定数でドライバ回路の発振周波数を低下させる手段と、放電灯の放電開始後に、第１の時定数より小さい第２の時定数でドライバ回路の発振周波数を定格点灯周波数又は調光点灯周波数に到達させる手段とを備え、抵抗と第１のコンデンサからなる積分回路と、抵抗と第１のコンデンサとの接点とグランドとの間に接続された第１のスイッチ手段と、上記積分回路の終端とグランドとの間に接続された第２のスイッチ手段と、第２のスイッチ手段に対して並列に接続された第２のコンデンサとから構成し、第１の時定数は、第１のスイッチ手段を用いて抵抗と第１のコンデンサからなる積分回路で決定され、第２の時定数は、第１及び第２のスイッチ手段を用いて、抵抗と第１のコンデンサより容量の小さい第２のコンデンサからなる積分回路で決定されるようにしたことを特徴とする放電灯点灯装置。An inverter circuit for converting a DC input into a high-frequency output; a discharge lamp load circuit connected to the output terminal of the inverter circuit; a driver circuit for driving the inverter circuit; In a discharge lamp lighting device comprising a control means for reaching a dimming lighting frequency greater than a rated lighting frequency, the control means lowers the oscillation frequency of the driver circuit with a first time constant after the preheating of the discharge lamp is completed. And a means for causing the oscillation frequency of the driver circuit to reach a rated lighting frequency or a dimming lighting frequency with a second time constant smaller than the first time constant after the discharge of the discharge lamp is started . An integrating circuit comprising a capacitor; first switch means connected between a contact between the resistor and the first capacitor and the ground; and a terminal of the integrating circuit. The second switch means connected between the ground and the second capacitor connected in parallel to the second switch means, and the first time constant is determined by the first switch means. And the second time constant is determined from the second capacitor having a smaller capacity than that of the resistor and the first capacitor by using the first and second switch means. A discharge lamp lighting device characterized by being determined by an integrating circuit .