JP4341487B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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Description

本発明は、主として蛍光灯の点灯に用いる放電灯点灯装置に関するものである。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device mainly used for lighting a fluorescent lamp.

従来から、放電灯の点灯に用いる放電灯点灯装置として、商用電源のような交流電源を入力電源とし、入力電源を高周波電圧に変換して放電灯を高周波で点灯させるものが提供されている。この種の放電灯点灯装置は、商用電源を入力電源とし、かつ放電灯として蛍光灯を用いる場合には、交流電源を整流回路およびチョッパ回路を用いて直流電源に変換し、チョッパ回路から出力される直流電圧をインバータ回路により高周波電圧に変換する構成が広く採用されている。また、インバータ回路を構成するスイッチング素子がチョッパ回路を構成するスイッチング素子と兼用されている構成もある。   Conventionally, as a discharge lamp lighting device used for lighting a discharge lamp, an AC power source such as a commercial power source is used as an input power source, and the input power source is converted into a high frequency voltage to light the discharge lamp at a high frequency. In this type of discharge lamp lighting device, when a commercial power source is used as an input power source and a fluorescent lamp is used as a discharge lamp, the AC power source is converted into a DC power source using a rectifier circuit and a chopper circuit, and output from the chopper circuit. A configuration for converting a DC voltage to be converted into a high-frequency voltage by an inverter circuit is widely adopted. There is also a configuration in which the switching element that constitutes the inverter circuit is also used as the switching element that constitutes the chopper circuit.

ところで、上述の構成の放電灯点灯装置を用いて放電灯を点灯させる場合に、放電灯の予熱、始動、定常点灯、調光点灯、無負荷、寿命末期などの各動作状態に対応するようにチョッパ回路およびインバータ回路を制御する必要がある。そこで、この種の制御を汎用ＩＣないしカスタムＩＣである集積回路からなる制御回路で行う構成が広く採用されている。制御回路は、放電灯の正常な動作状態である予熱、始動、定常点灯、調光点灯のほか、無負荷や寿命末期などの異常な動作状態にも対応可能となるように構成される（たとえば、特許文献１参照）。   By the way, when a discharge lamp is lit using the discharge lamp lighting device having the above-described configuration, the discharge lamp is preheated, started, steady lighting, dimming lighting, no load, end of life, and so on. It is necessary to control the chopper circuit and the inverter circuit. Therefore, a configuration in which this type of control is performed by a control circuit including an integrated circuit which is a general-purpose IC or a custom IC is widely used. The control circuit is configured so as to be able to cope with preheating, starting, steady lighting, dimming lighting, which are normal operating states of the discharge lamp, and abnormal operating states such as no load and end of life (for example, , See Patent Document 1).

特許文献１に記載された制御回路は、ハーフブリッジ型のインバータ回路を備えるインバータ回路に対応するものであって、予熱時間やインバータ回路の駆動周波数を集積回路に外付される抵抗やコンデンサにより決定できるように構成されている。インバータ回路の駆動周波数（つまり、インバータ回路から出力される高周波電圧の周波数）は、放電灯の動作状態（予熱、始動、定常点灯、調光点灯）に応じて設定され、駆動周波数を変化させることにより放電灯に印加される電圧が変化するようになっている。特許文献１に記載の発明のように、集積回路からなる制御回路を用いることにより、比較的少ない部品点数でインバータ回路の駆動および制御が可能になる。
特開２０００−１２３９８３号公報 The control circuit described in Patent Document 1 corresponds to an inverter circuit including a half-bridge type inverter circuit, and the preheating time and the drive frequency of the inverter circuit are determined by a resistor or a capacitor externally attached to the integrated circuit. It is configured to be able to. The drive frequency of the inverter circuit (that is, the frequency of the high-frequency voltage output from the inverter circuit) is set according to the operating state of the discharge lamp (preheating, starting, steady lighting, dimming lighting), and changing the driving frequency Thus, the voltage applied to the discharge lamp is changed. By using a control circuit composed of an integrated circuit as in the invention described in Patent Document 1, the inverter circuit can be driven and controlled with a relatively small number of parts.
JP 2000-123983 A

ところで、低調光レベルから始動しようとする場合や、低調光レベルでの調光点灯を行う場合には、放電灯に印加する高周波電圧を低くすると始動しなかったり立ち消えすることがあるから、その調光レベルに応じたピーク電圧の高周波電圧に対して高電圧を間欠的に重畳することによって、低調光レベルでの始動や調光点灯を可能とする技術が提案されている。上述のように集積回路で構成された制御回路で駆動および制御が行われるインバータ回路において、この種の機能を実現しようとすれば、高電圧を間欠的に重畳させるための別途の回路が必要になり、しかも重畳させる高電圧の振幅は調光レベルに応じて調節しなければならないから、制御回路以外に複雑な回路が必要になるという問題が生じる。すなわち、制御回路に集積回路を用いることによって部品点数を低減させ小型化を可能としたにもかかわらず、制御回路の周辺部品の部品点数が増加するから、部品点数の増加により実装作業に手数がかかり、また大型化することになる。しかも、重畳させる高電圧の条件は、放電灯の仕様によって異なるものであるから、放電灯の仕様ごとに回路定数を決定しなければならず、放電灯の仕様ごとに異なる部品を実装することになって部品管理に手間がかかるという問題が生じる。   By the way, when starting from a low dimming level or performing dimming lighting at a low dimming level, if the high frequency voltage applied to the discharge lamp is lowered, it may not start or disappear. There has been proposed a technique that enables start-up and dimming lighting at a low dimming level by intermittently superposing a high voltage on a high-frequency voltage having a peak voltage corresponding to the light level. In an inverter circuit that is driven and controlled by a control circuit composed of an integrated circuit as described above, if this type of function is to be realized, a separate circuit for intermittently superimposing a high voltage is required. In addition, since the amplitude of the high voltage to be superimposed must be adjusted according to the dimming level, there arises a problem that a complicated circuit other than the control circuit is required. In other words, although the number of components can be reduced and the size can be reduced by using an integrated circuit for the control circuit, the number of components around the control circuit increases. It takes a long time and it becomes large. Moreover, since the high voltage conditions to be superimposed differ depending on the specifications of the discharge lamp, circuit constants must be determined for each specification of the discharge lamp, and different parts must be mounted for each specification of the discharge lamp. Therefore, there arises a problem that it takes time to manage parts.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、集積回路からなる制御回路を用いながらも制御回路にあらかじめ用意されていない機能を容易に付加することができ、しかも異なる仕様の放電灯に対して部品の変更を必要としない放電灯点灯装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and the object thereof is to easily add functions not prepared in advance to the control circuit while using the control circuit formed of an integrated circuit, and different specifications. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device that does not require any change of parts to the discharge lamp.

請求項１の発明は、入力電源を高周波電圧に変換し放電灯を高周波で点灯させるインバータ回路と、放電灯の少なくとも予熱、始動、点灯の各動作状態に合うようにインバータ回路に与える駆動信号の周波数を決定する周波数設定回路を備え周波数設定回路により決定される高周波電圧の周波数を内蔵したタイマ回路の指示に応じて順次変化させることにより放電灯に印加する電圧を変化させる集積回路からなる第１の制御回路と、放電灯の動作状態に応じたモード信号を第１の制御回路から受け取るとともに少なくともモード信号に応じてインバータ回路から出力される高周波電圧の周波数を指示するインバータ制御信号を出力し、当該インバータ制御信号を第１の制御回路における周波数設定回路に与えるマイクロコンピュータからなる第２の制御回路とを備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit for converting an input power source into a high frequency voltage and lighting a discharge lamp at a high frequency, and a drive signal applied to the inverter circuit so as to suit at least the preheating, starting and lighting operation states of the discharge lamp . A first integrated circuit is provided which includes a frequency setting circuit for determining a frequency and which changes the voltage applied to the discharge lamp by sequentially changing the frequency of the high-frequency voltage determined by the frequency setting circuit in accordance with an instruction from a built-in timer circuit. And an inverter control signal indicating the frequency of the high-frequency voltage output from the inverter circuit according to at least the mode signal and receiving a mode signal corresponding to the operating state of the discharge lamp from the first control circuit , a microcomputer which gives the inverter control signal to the frequency setting circuit of the first control circuit Characterized in that it comprises a second control circuit.

この構成によれば、従来構成と同様のタイマ回路と周波数設定回路とを備えた集積回路からなる制御回路を第１の制御回路として用いながらも第１の制御回路にあらかじめ用意されていない機能を、第２の制御回路によって容易に付加することができる。しかも、第２の制御回路はマイクロコンピュータにより構成されていることにより、集積回路の周辺部品として個別部品を用いる必要がないから部品点数の増加や実装作業の手間が少なく、その上、異なる仕様の放電灯に対してプログラムを変更するだけで対応することができ部品の変更を必要とせず、部品管理に手間がかからないものである。要するに、インバータ回路の駆動および制御に関してインバータ回路に直結する部分は従来から提供されている制御回路と同様の集積回路である第１の制御回路に持たせ、放電灯の動作状態や仕様に応じた高周波電圧の精細な制御の指示についてはマイクロコンピュータである第２の制御回路に役割分担したことにより、部品点数を大幅に増加させることなく、複雑かつ精細な制御が可能になる。また、マイクロコンピュータとして高機能のものを用いる必要はないから、第２の制御回路は比較的安価であって、コストの大幅な負担が生じることはない。
具体的に言えば、少なくとも予熱、始動、点灯の各動作状態に合うようにインバータ回路から出力される高周波電圧の周波数を順次変化させる指示を第１の制御回路に内蔵したタイマ回路から行うことで、従来構成で提供されている機能を第１の制御回路で実現し、さらに、第２の制御回路において、第１の制御回路から放電灯の動作状態に応じたモード信号を受け取るとともに少なくともモード信号に応じてインバータ制御信号を出力し、当該インバータ信号を第１の制御回路における周波数設定回路に与えることで、放電灯の動作状態や仕様に応じた精細な制御を第１の制御回路の動作に付加することが可能になるのである。 According to this configuration, a function that is not prepared in advance in the first control circuit while using a control circuit formed of an integrated circuit having a timer circuit and a frequency setting circuit similar to the conventional configuration as the first control circuit. It can be easily added by the second control circuit. In addition, since the second control circuit is constituted by a microcomputer, it is not necessary to use individual parts as peripheral parts of the integrated circuit , so that the number of parts and the labor of mounting work are reduced, and different specifications are used. It is possible to cope with the discharge lamp only by changing the program, so that the parts need not be changed and the parts management does not take time. In short, the part directly connected to the inverter circuit regarding the drive and control of the inverter circuit is provided in the first control circuit, which is an integrated circuit similar to the control circuit that has been provided so far, according to the operating state and specifications of the discharge lamp. The instruction for fine control of the high-frequency voltage is shared by the second control circuit, which is a microcomputer, so that complicated and fine control can be performed without greatly increasing the number of parts. In addition, since it is not necessary to use a high-performance microcomputer as the microcomputer, the second control circuit is relatively inexpensive and does not cause a significant cost burden.
Specifically, an instruction to sequentially change the frequency of the high-frequency voltage output from the inverter circuit so as to suit at least the preheating, starting, and lighting operation states is given from the timer circuit incorporated in the first control circuit. The function provided in the conventional configuration is realized by the first control circuit, and the second control circuit receives a mode signal corresponding to the operating state of the discharge lamp from the first control circuit and at least the mode signal. The inverter control signal is output in response to the signal, and the inverter signal is supplied to the frequency setting circuit in the first control circuit, so that fine control according to the operation state and specifications of the discharge lamp is performed in the operation of the first control circuit. It can be added.

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記第２の制御回路は、前記第１の制御回路から受け取った前記モード信号が前記放電灯の始動を示しているときに前記放電灯に印加される高周波電圧が間欠的に高電圧を重畳した波形となるインバータ制御信号を第１の制御回路における前記周波数設定回路に与えるインバータ出力制御手段を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second control circuit may be arranged such that when the mode signal received from the first control circuit indicates the start of the discharge lamp, Inverter output control means for supplying an inverter control signal having a waveform in which a high voltage is intermittently superimposed with a high voltage to the frequency setting circuit in the first control circuit is provided.

この構成によれば、始動時において放電灯に印加する電圧を高電圧が間欠的に重畳される波形とすることによって、低調光レベルでの始動が可能になる。たとえば、始動時に定格で点灯させ点灯後に調光レベルを下げることによって所望の調光レベルで調光点灯させる技術があるが、この技術を採用すると放電灯が一瞬明るく点灯した後に光量が低下するから、光量変化が閃光として知覚され違和感を生じることになる。また、調光レベルが低くなるとその調光レベルに対応する比較的低い電圧の高周波電圧を放電灯に印加しても放電灯を始動させるのは困難であり、低調光レベルから閃光を生じることなく始動するのは一般には困難である。これに対して、請求項２の構成を採用すれば、高電圧を間欠的に重畳するだけであるから、閃光を抑制することができ、しかも高電圧によって放電を生じやすくしているから、低調光レベルでも始動が可能になる。また、放電灯の仕様に応じて第２の制御回路のプログラムを変更すれば対応することができ、異なる仕様の部品を用意する必要がないから、部品管理が容易である。  According to this configuration, it is possible to start at a low dimming level by setting the voltage applied to the discharge lamp at the time of starting to a waveform in which a high voltage is intermittently superimposed. For example, there is a technology that lights at a rated value at start-up and lowers the dimming level after lighting, so that the dimming lighting is performed at a desired dimming level, but if this technology is used, the light intensity decreases after the discharge lamp is lit brightly for a moment. , The change in the amount of light is perceived as a flash, resulting in a sense of incongruity. Also, when the dimming level is lowered, it is difficult to start the discharge lamp even if a relatively low-frequency high-frequency voltage corresponding to the dimming level is applied to the discharge lamp, and flashing does not occur from the low dimming level. It is generally difficult to start. On the other hand, if the configuration of claim 2 is adopted, only high voltage is intermittently superimposed, so that flashing can be suppressed, and discharge is easily caused by high voltage. It is possible to start even at the light level. Further, if the program of the second control circuit is changed according to the specification of the discharge lamp, it can be coped with, and it is not necessary to prepare parts with different specifications, so that parts management is easy.

請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記周波数設定回路は、前記第２の制御回路から出力される前記インバータ制御信号を受けて前記インバータ回路から出力される高周波電圧の周波数を変調することを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, in the second aspect of the invention, the frequency setting circuit receives the inverter control signal output from the second control circuit and modulates the frequency of the high-frequency voltage output from the inverter circuit. and to Turkey and features.

この構成によれば、第１の制御回路に設けた周波数設定回路に対するインタフェースを第２の制御回路に設け、高周波電圧の周波数を変調するインバータ制御信号を第２の制御回路から第１の制御回路に与えるだけの簡単な構成で放電灯を低調光レベルで始動する構成を実現することができる。   According to this configuration, the interface to the frequency setting circuit provided in the first control circuit is provided in the second control circuit, and the inverter control signal for modulating the frequency of the high-frequency voltage is transmitted from the second control circuit to the first control circuit. Thus, it is possible to realize a configuration in which the discharge lamp is started at a low dimming level with a simple configuration only given to the above.

請求項４の発明では、請求項１の発明において、前記第２の制御回路は、前記第１の制御回路から受け取った前記モード信号が前記放電灯の点灯を示しているときに前記放電灯に印加される高周波電圧が間欠的に高電圧を重畳した波形となるインバータ制御信号を第１の制御回路における前記周波数設定回路に与えるインバータ出力制御手段と、外部信号として与えられる調光信号により指示される調光レベルに応じて前記高電圧の振幅を調節する調光信号入力手段とを備え、調光信号入力手段は調光レベルが高いほど前記高電圧を印加していない期間の電圧と前記高電圧との振幅差を小さくすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second control circuit is configured to switch the discharge lamp when the mode signal received from the first control circuit indicates lighting of the discharge lamp. Inverter output control means for applying an inverter control signal having a waveform in which a high voltage is intermittently superimposed on a high voltage to the frequency setting circuit in the first control circuit, and a dimming signal given as an external signal. A dimming signal input unit that adjusts the amplitude of the high voltage according to a dimming level, and the dimming signal input unit increases the voltage of the period during which the high voltage is not applied as the dimming level increases. The difference in amplitude from the voltage is reduced.

この構成によれば、調光点灯時において放電灯に印加する電圧を高電圧が間欠的に重畳される波形とすることによって、低調光レベルでちらつきなく点灯させることが可能になる。一般に、低調光レベルでその調光レベルに対応する比較的低い電圧の高周波電圧を放電灯に印加すると放電灯の温度が低下して放電が不安定になりちらつきや立ち消えが生じやすくなる。これに対して、請求項４の構成を採用すれば、調光点灯時に高電圧を間欠的に重畳するから、放電灯の温度が下がりにくく、放電が安定してちらつきや立ち消えが生じにくくなる。また、放電灯の仕様に応じて第２の制御回路のプログラムを変更すれば対応することができ、異なる仕様の部品を用意する必要がないから、部品管理が容易である。   According to this configuration, the voltage applied to the discharge lamp at the time of dimming lighting has a waveform in which a high voltage is intermittently superimposed, so that it can be lit without flickering at a low dimming level. In general, when a high frequency voltage of a relatively low voltage corresponding to the dimming level is applied to the discharge lamp at a low dimming level, the temperature of the discharge lamp is lowered, the discharge becomes unstable, and flickering or extinction is likely to occur. On the other hand, if the structure of Claim 4 is employ | adopted, since a high voltage is superimposed on intermittently at the time of light control lighting, the temperature of a discharge lamp does not fall easily, discharge becomes stable, and it becomes difficult to produce a flicker and a light extinction. Further, if the program of the second control circuit is changed according to the specification of the discharge lamp, it can be coped with, and it is not necessary to prepare parts with different specifications, so that parts management is easy.

請求項５の発明では、請求項４の発明において、前記周波数設定回路は、前記第２の制御回路から出力される前記インバータ制御信号を受けて前記インバータ回路から出力される高周波電圧の周波数を変調することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the invention, in the fourth aspect of the invention, the frequency setting circuit receives the inverter control signal output from the second control circuit and modulates the frequency of the high-frequency voltage output from the inverter circuit. and to Turkey and features.

この構成によれば、第１の制御回路に設けた周波数設定回路に対するインタフェースを第２の制御回路に設け、高周波電圧の周波数を変調するインバータ制御信号を第２の制御回路から第１の制御回路に与えるだけの簡単な構成で放電灯を安定に調光点灯させることができる。   According to this configuration, the interface to the frequency setting circuit provided in the first control circuit is provided in the second control circuit, and the inverter control signal for modulating the frequency of the high-frequency voltage is transmitted from the second control circuit to the first control circuit. The discharge lamp can be dimmed and lit stably with a simple configuration that is simply applied to the lamp.

請求項６の発明では、請求項１の発明において、前記第１の制御回路は、外部信号であるリセット信号を受けると動作を停止するとともにリセット信号の解除により動作を再開するリセット回路を備え、前記第２の制御回路は、外部信号である調光信号により前記放電灯の消灯が指示されているときに前記リセット信号を第１の制御回路に与えるとともに調光信号により前記放電灯の点灯が指示されているときに前記リセット信号を解除するするリセット信号出力手段を備えることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the first control circuit includes a reset circuit that stops the operation when receiving a reset signal that is an external signal and restarts the operation by releasing the reset signal, The second control circuit gives the reset signal to the first control circuit when the dimming signal that is an external signal is instructed to turn off the discharge lamp, and the dimming signal turns on the discharge lamp. A reset signal output means for releasing the reset signal when instructed is provided.

この構成によれば、第２の制御回路に与える調光信号によって放電灯の点灯および消灯の指示が可能になる。   According to this configuration, it is possible to instruct the discharge lamp to be turned on and off by the dimming signal given to the second control circuit.

請求項７の発明では、請求項１の発明において、前記インバータ回路の無負荷状態を検出する異常検出回路を備え、前記第１の制御回路は、外部信号であるリセット信号を受けると動作を停止するとともにリセット信号の解除により動作を再開するリセット回路を備え、前記第２の制御回路は、異常検出回路から無負荷であることが通知されると前記リセット信号を第１の制御回路に与えるリセット信号出力手段を備えるとともに、無負荷状態が解除されるとリセット信号を解除することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the invention, there is provided an abnormality detection circuit for detecting a no-load state of the inverter circuit in the first aspect of the invention, and the first control circuit stops operation when receiving a reset signal which is an external signal. And a reset circuit that resumes the operation by releasing the reset signal, and the second control circuit is configured to provide the reset signal to the first control circuit when notified by the abnormality detection circuit that there is no load. A signal output means is provided, and the reset signal is canceled when the no-load state is canceled.

この構成によれば、放電灯の交換時などにおいて、放電灯が取り外された無負荷状態では第１の制御回路の動作が停止し、放電灯が装着されると第１の制御回路の動作が再開されるのであって、放電灯の着脱に応じてインバータ回路の動作の停止と再開とを自動的に行うことができる。しかも、放電灯の寿命末期などで無負荷状態になれば、第１の制御回路が停止してインバータ回路の動作も停止するから、インバータ回路に不要なストレスがかからず、インバータ回路の破壊を防止することができる。   According to this configuration, when the discharge lamp is replaced, the operation of the first control circuit is stopped in the no-load state where the discharge lamp is removed, and when the discharge lamp is mounted, the operation of the first control circuit is performed. The operation is resumed, and the operation of the inverter circuit can be automatically stopped and resumed according to the attachment / detachment of the discharge lamp. In addition, if the discharge lamp becomes unloaded at the end of its life, etc., the first control circuit stops and the operation of the inverter circuit also stops. Therefore, unnecessary stress is not applied to the inverter circuit, and the inverter circuit is destroyed. Can be prevented.

本発明の構成によれば、従来構成と同様のタイマ回路と周波数設定回路とを備えた集積回路からなる制御回路を第１の制御回路として用いながらも第１の制御回路にあらかじめ用意されていない機能を、第２の制御回路によって容易に付加することができるという利点がある。しかも、第２の制御回路はマイクロコンピュータにより構成されていることにより、集積回路の周辺部品として個別部品を用いる必要がないから部品点数の増加や実装作業の手間が少なく、その上、異なる仕様の放電灯に対してプログラムを変更するだけで対応することができ部品の変更を必要とせず、部品管理に手間がかからないという利点がある。 According to the configuration of the present invention, a control circuit composed of an integrated circuit including a timer circuit and a frequency setting circuit similar to the conventional configuration is used as the first control circuit, but is not prepared in advance in the first control circuit. There is an advantage that the function can be easily added by the second control circuit. In addition, since the second control circuit is constituted by a microcomputer, it is not necessary to use individual parts as peripheral parts of the integrated circuit , so that the number of parts and the labor of mounting work are reduced, and different specifications are used. There is an advantage in that it is possible to cope with the discharge lamp only by changing the program, and it is not necessary to change the parts, so that the parts management is not troublesome.

本実施形態の全体構成を図１に示す。本実施形態のインバータ回路は、商用電源のような交流電源ＡＣを入力電源を全波整流するダイオードブリッジからなる整流回路ＤＢを備え、整流回路ＤＢの出力電圧を昇圧型のチョッパ回路により電圧変換し、さらにインバータ回路により高周波電圧に変換する構成であって、高周波電圧が印加される負荷回路は、放電灯Ｌａのほか放電灯Ｌａとともに共振回路を構成するインダクタＬ２およびコンデンサＣ２を備える。   The overall configuration of this embodiment is shown in FIG. The inverter circuit according to the present embodiment includes a rectifier circuit DB including a diode bridge that full-wave rectifies an input power supply from an AC power supply AC such as a commercial power supply, and converts the output voltage of the rectifier circuit DB by a boost chopper circuit. Further, the load circuit to which the high frequency voltage is applied by the inverter circuit is provided with an inductor L2 and a capacitor C2 that form a resonance circuit together with the discharge lamp La in addition to the discharge lamp La.

チョッパ回路は、周知の構成であって、整流回路ＤＢの直流出力端間にインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路を接続し、スイッチング素子Ｑ１の両端間にはダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１との直列回路を接続した構成を有する。スイッチング素子Ｑ１は高周波（交流電源ＡＣの周波数よりも十分に高い周波数であって、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）でオンオフされ、スイッチング素子Ｑ１がオンである期間にインダクタＬ１に蓄積されたエネルギを、スイッチング素子Ｑ１がオフである期間にダイオードＤ１を通して平滑コンデンサＣ１およびインバータ回路に放出するように構成されている。平滑コンデンサＣ１の両端に印加される電圧は、整流回路ＤＢの出力電圧にインダクタＬ１の両端電圧を加算した電圧になるから、平滑コンデンサＣ１の両端電圧は整流回路ＤＢの出力電圧よりも昇圧される。また、この構成では整流回路ＤＢの入力電流に休止期間が生じないから、交流電源ＡＣと整流回路ＤＢとの間に図示しない高周波阻止フィルタを設けることにより、交流電源ＡＣへの高周波電流の混入が防止され、高周波電流歪を抑制することができる。しかも、整流回路ＤＢへの入力電流の包絡線は交流電源ＡＣの電圧波形にほぼ比例するから高力率になる。すなわち、チョッパ回路は力率改善回路として機能する。   The chopper circuit has a well-known configuration, and a series circuit of an inductor L1 and a switching element Q1 is connected between the DC output terminals of the rectifier circuit DB, and a diode D1 and a smoothing capacitor C1 are connected between both ends of the switching element Q1. It has a configuration in which series circuits are connected. The switching element Q1 is turned on and off at a high frequency (a frequency sufficiently higher than the frequency of the AC power supply AC and several kHz to several hundred kHz), and the energy accumulated in the inductor L1 during the period in which the switching element Q1 is on, The switching element Q1 is discharged to the smoothing capacitor C1 and the inverter circuit through the diode D1 while the switching element Q1 is off. Since the voltage applied across the smoothing capacitor C1 is a voltage obtained by adding the voltage across the inductor L1 to the output voltage of the rectifier circuit DB, the voltage across the smoothing capacitor C1 is boosted above the output voltage of the rectifier circuit DB. . In addition, in this configuration, there is no pause period in the input current of the rectifier circuit DB. Therefore, by providing a high-frequency blocking filter (not shown) between the AC power supply AC and the rectifier circuit DB, the high-frequency current is mixed into the AC power supply AC. Is prevented, and high-frequency current distortion can be suppressed. Moreover, since the envelope of the input current to the rectifier circuit DB is substantially proportional to the voltage waveform of the AC power supply AC, the power factor becomes high. That is, the chopper circuit functions as a power factor correction circuit.

インバータ回路は、２個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路を平滑コンデンサＣ１の両端間に接続し、さらに両スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点にコンデンサＣ３の一端を接続した構成を有している。コンデンサＣ３は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオンオフにより生成される矩形波電圧から直流成分を除去するために設けてある。負荷回路はコンデンサＣ３の他端と直列接続され、コンデンサＣ３と負荷回路との直列回路がスイッチング素子Ｑ３の両端間に接続される。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は高周波（チョッパ回路と同様の周波数）で交互にオンオフされる。スイッチング素子Ｑ２のオン期間には、コンデンサＣ３を通して負荷回路に電流が流れ、スイッチング素子Ｑ３のオン期間には、コンデンサＣ３を電源として負荷回路に電流が流れる。したがって、負荷回路にはスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオンオフにより高周波交番電圧が印加される。すなわち、本実施形態ではハーフブリッジ型のインバータ回路を採用している。   The inverter circuit has a configuration in which a series circuit of two switching elements Q2 and Q3 is connected between both ends of the smoothing capacitor C1, and one end of the capacitor C3 is connected to the connection point of both switching elements Q2 and Q3. . Capacitor C3 is provided to remove a DC component from a rectangular wave voltage generated by turning on / off switching elements Q2 and Q3. The load circuit is connected in series with the other end of the capacitor C3, and a series circuit of the capacitor C3 and the load circuit is connected between both ends of the switching element Q3. The switching elements Q2 and Q3 are alternately turned on and off at a high frequency (the same frequency as the chopper circuit). During the ON period of the switching element Q2, a current flows through the load circuit through the capacitor C3. During the ON period of the switching element Q3, a current flows through the load circuit using the capacitor C3 as a power source. Therefore, a high frequency alternating voltage is applied to the load circuit by turning on and off the switching elements Q2 and Q3. That is, in this embodiment, a half bridge type inverter circuit is employed.

負荷回路は、蛍光灯からなる放電灯Ｌａを備え、さらに一方のフィラメントの電源側に一端が接続されたインダクタＬ２と、両フィラメントの非電源側間に接続されたコンデンサＣ２とを備える。インダクタＬ２の他端はコンデンサＣ３に接続され、コンデンサＣ３とインダクタＬ２と放電灯Ｌａとの直列回路がスイッチング素子Ｑ３の両端間に接続される。なお、本実施形態ではスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３としてＭＯＳＦＥＴを用いている。   The load circuit includes a discharge lamp La made of a fluorescent lamp, and further includes an inductor L2 having one end connected to the power supply side of one filament and a capacitor C2 connected between the non-power supply sides of both filaments. The other end of the inductor L2 is connected to the capacitor C3, and a series circuit of the capacitor C3, the inductor L2, and the discharge lamp La is connected between both ends of the switching element Q3. In the present embodiment, MOSFETs are used as the switching elements Q1 to Q3.

スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオンオフさせる周波数（駆動周波数）は、インダクタＬ２とコンデンサＣ２とで形成される直列共振回路の共振周波数付近の周波数範囲で可変になっている。すなわち、放電灯Ｌａの始動前であってフィラメントを予熱する期間には、直列共振回路の共振周波数に対して十分に高い駆動周波数を選択し、放電灯Ｌａに印加される電圧が放電灯Ｌａを点灯させない程度の低電圧になるようにしてフィラメントを予熱する。また、放電灯Ｌａの予熱期間が終了して始動する際には、駆動周波数を予熱期間よりも直列共振回路の共振周波数に近付けることにより放電灯Ｌａに印加される電圧が放電灯Ｌａを始動させるのに足る程度の高電圧になるようにする。放電灯Ｌａが点灯すれば、放電灯ＬａとインダクタＬ２とコンデンサＣ２とからなる共振回路の共振周波数は、始動前の共振周波数よりも低くなる。放電灯Ｌａの点灯期間には、共振周波数よりも高い範囲において放電灯Ｌａから所望の光出力が得られるように駆動周波数を適宜に調節する。つまり、放電灯Ｌａに定格電流が流れる駆動周波数を選択すれば放電灯Ｌａが定格点灯し、放電灯Ｌａに定格電流よりも小さい電流が流れる駆動周波数を選択すれば放電灯Ｌａが調光点灯する。   The frequency (drive frequency) for turning on and off the switching elements Q2 and Q3 is variable in the frequency range near the resonance frequency of the series resonance circuit formed by the inductor L2 and the capacitor C2. That is, before the discharge lamp La is started and the filament is preheated, a driving frequency sufficiently high with respect to the resonance frequency of the series resonance circuit is selected, and the voltage applied to the discharge lamp La Preheat the filament so that the voltage is low enough not to light. When starting the discharge lamp La after the preheating period is finished, the voltage applied to the discharge lamp La starts the discharge lamp La by bringing the drive frequency closer to the resonance frequency of the series resonance circuit than the preheating period. Make sure that the voltage is high enough. When the discharge lamp La lights up, the resonance frequency of the resonance circuit composed of the discharge lamp La, the inductor L2, and the capacitor C2 becomes lower than the resonance frequency before starting. During the lighting period of the discharge lamp La, the drive frequency is appropriately adjusted so that a desired light output can be obtained from the discharge lamp La in a range higher than the resonance frequency. That is, if the driving frequency at which the rated current flows through the discharge lamp La is selected, the discharge lamp La is lit at a rated level, and if the driving frequency at which a current smaller than the rated current is flowed through the discharge lamp La is selected, the discharge lamp La is dimmed. .

ところで、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のオンオフは、集積回路からなる第１の制御回路１と、マイクロコンピュータからなる第２の制御回路２とにより制御される。第１の制御回路１は、チョッパ回路およびインバータ回路の制御用として従来から提供されているものを用いることができる。すなわち、第１の制御回路１は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をオンオフさせる矩形波の駆動信号を出力するチョッパ駆動回路１１およびインバータ駆動回路１２を有し、さらに放電灯Ｌａの動作状態である予熱、始動、点灯のタイミングを制御するためのタイマ回路１３を備える。タイマ回路１３は放電灯Ｌａの動作状態に応じたモード信号を第１の制御回路１の外部に取り出す機能を有する。インバータ駆動回路１２から出力される駆動信号は発振回路１４から出力される矩形波の原信号に基づいて生成され、発振回路１４の出力周波数は周波数設定回路１５により決定される。周波数設定回路１５は、タイマ回路１３から指示される放電灯Ｌａの動作状態に応じて発振回路１４の出力周波数を変化させる機能と、第１の制御回路１の外部からのインバータ制御信号を受けて発振回路１４の出力周波数を変調する機能とを備える。   By the way, ON / OFF of the switching elements Q1 to Q3 is controlled by the first control circuit 1 made of an integrated circuit and the second control circuit 2 made of a microcomputer. As the first control circuit 1, one conventionally provided for controlling the chopper circuit and the inverter circuit can be used. That is, the first control circuit 1 has a chopper drive circuit 11 and an inverter drive circuit 12 that output a rectangular wave drive signal for turning on and off each of the switching elements Q1 to Q3, and further preheating that is an operating state of the discharge lamp La. A timer circuit 13 for controlling the timing of starting and lighting is provided. The timer circuit 13 has a function of taking out a mode signal corresponding to the operating state of the discharge lamp La to the outside of the first control circuit 1. The drive signal output from the inverter drive circuit 12 is generated based on the original rectangular wave signal output from the oscillation circuit 14, and the output frequency of the oscillation circuit 14 is determined by the frequency setting circuit 15. The frequency setting circuit 15 receives a function of changing the output frequency of the oscillation circuit 14 in accordance with the operating state of the discharge lamp La indicated by the timer circuit 13 and an inverter control signal from the outside of the first control circuit 1. A function of modulating the output frequency of the oscillation circuit 14.

第１の制御回路１には、チョッパ駆動回路１１に対する矩形波の原信号を出力し矩形波のデューティ比を調節することによってチョッパ回路の出力電圧を制御するチョッパ制御回路１６と、タイマ回路１３と発振回路１４とチョッパ制御回路１６とに対して動作の停止と再開とを指示する機能を有した停止回路１７と、タイマ回路１３と停止回路１７とに対して動作の停止と再開とを指示することができるリセット回路１８とが設けられる。チョッパ駆動回路１１は、第１の制御回路１の外部から与えられるチョッパ制御信号によりデューティ比が制御されることによりチョッパ回路の出力電圧を調節する。停止回路１７およびリセット回路１８はタイマ回路１３を起動して予熱から開始させる機能があり、さらに停止回路１７は発振回路１４の動作を停止させてインバータ回路の出力を停止させるとともにチョッパ制御回路１６の動作を停止させてチョッパ回路の出力を停止させる機能を有し、リセット回路１８は停止回路１７に停止を指示する機能を有している。停止回路１７がインバータ回路の動作を停止させるか再開させるかは、第１の制御回路１の外部から与えられる停止信号とリセット回路１８から与えられる停止信号とにより決定される。また、リセット回路１８が停止回路１７に停止信号を出力するか否かは第１の制御回路１の外部から与えられるリセット信号により決定される。   The first control circuit 1 includes a chopper control circuit 16 that outputs an original rectangular wave signal to the chopper driving circuit 11 and controls the output voltage of the chopper circuit by adjusting the duty ratio of the rectangular wave, and a timer circuit 13. The stop circuit 17 having a function of instructing the oscillation circuit 14 and the chopper control circuit 16 to stop and restart the operation, and the timer circuit 13 and the stop circuit 17 are instructed to stop and restart the operation. A reset circuit 18 is provided. The chopper driving circuit 11 adjusts the output voltage of the chopper circuit by controlling the duty ratio by a chopper control signal given from the outside of the first control circuit 1. The stop circuit 17 and the reset circuit 18 have a function of starting the timer circuit 13 to start from preheating. Further, the stop circuit 17 stops the operation of the oscillation circuit 14 to stop the output of the inverter circuit and the chopper control circuit 16. The reset circuit 18 has a function to stop the operation and stop the output of the chopper circuit, and the reset circuit 18 has a function to instruct the stop circuit 17 to stop. Whether the stop circuit 17 stops or restarts the operation of the inverter circuit is determined by a stop signal supplied from the outside of the first control circuit 1 and a stop signal supplied from the reset circuit 18. Further, whether or not the reset circuit 18 outputs a stop signal to the stop circuit 17 is determined by a reset signal given from the outside of the first control circuit 1.

上述したように、第１の制御回路１は、タイマ回路１３から放電灯Ｌａの動作状態に応じたモード信号を出力し、インバータ回路の駆動周波数を変調するインバータ制御信号が周波数設定回路１５に入力され、チョッパ回路の出力電圧を変化させるチョッパ制御信号がチョッパ制御回路１６に入力され、チョッパ回路およびインバータ回路の動作の停止および再開を指示する停止信号が停止回路１７に入力され、タイマ回路１４および停止回路１７のリセットと動作の再開とを指示するリセット信号がリセット回路１８に入力される。   As described above, the first control circuit 1 outputs a mode signal corresponding to the operating state of the discharge lamp La from the timer circuit 13, and an inverter control signal that modulates the drive frequency of the inverter circuit is input to the frequency setting circuit 15. A chopper control signal for changing the output voltage of the chopper circuit is input to the chopper control circuit 16, a stop signal for instructing stop and restart of the operation of the chopper circuit and the inverter circuit is input to the stop circuit 17, and the timer circuit 14 and A reset signal instructing resetting of the stop circuit 17 and resumption of operation is input to the reset circuit 18.

一方、第２の制御回路２は、第１の制御回路１からのモード信号と外部信号としての調光信号と後述する異常検出回路３の出力である異常信号とが入力され、第１の制御回路１に対して上述したインバータ制御信号とチョッパ制御信号と停止信号とリセット信号とを出力する機能を有する。すなわち、第２の制御回路２には、調光信号が入力される調光信号入力手段２１が設けられ、調光信号入力手段２１では調光信号により指示された調光レベルに応じて、チョッパ制御手段２２から出力されるチョッパ制御信号を変化させ、かつインバータ制御手段２３から出力されるインバータ制御信号を変化させる。インバータ制御信号は第１の制御回路１の周波数設定回路１５に入力され、インバータ制御信号によりインバータ回路の駆動周波数を変化させる。チョッパ制御手段２２およびインバータ制御手段２３には、タイマ回路１３からのモード信号を受信する動作モード検出手段２４も接続されており、動作モード検出手段２４を通して通知された放電灯Ｌａの動作状態によってもチョッパ制御信号およびインバータ制御信号を変化させる。   On the other hand, the second control circuit 2 receives a mode signal from the first control circuit 1, a dimming signal as an external signal, and an abnormal signal that is an output of an abnormality detection circuit 3 to be described later. The circuit 1 has a function of outputting the inverter control signal, the chopper control signal, the stop signal, and the reset signal described above. That is, the second control circuit 2 is provided with a dimming signal input means 21 to which a dimming signal is input, and the dimming signal input means 21 has a chopper according to the dimming level instructed by the dimming signal. The chopper control signal output from the control means 22 is changed, and the inverter control signal output from the inverter control means 23 is changed. The inverter control signal is input to the frequency setting circuit 15 of the first control circuit 1, and the drive frequency of the inverter circuit is changed by the inverter control signal. The chopper control means 22 and the inverter control means 23 are also connected with an operation mode detection means 24 for receiving a mode signal from the timer circuit 13, and depending on the operation state of the discharge lamp La notified through the operation mode detection means 24. The chopper control signal and the inverter control signal are changed.

調光信号入力手段２１の出力はリセット信号出力手段２５にも入力される。調光信号入力手段２１では、調光信号により指示された調光レベルが規定値以下であると消灯とみなしてリセット信号出力手段２５に消灯信号を与え、消灯以外の調光レベルではリセット信号出力手段２５に点灯信号を与える。リセット信号出力手段２５では、消灯信号が入力されるとリセット信号を出力し、点灯信号が入力されるとリセット信号を解除する。   The output of the dimming signal input means 21 is also input to the reset signal output means 25. The dimming signal input means 21 considers that the dimming level instructed by the dimming signal is less than the specified value, turns off the light, gives a reset signal output to the reset signal output means 25, and outputs a reset signal at a dimming level other than off. A lighting signal is given to the means 25. The reset signal output means 25 outputs a reset signal when a turn-off signal is input, and cancels the reset signal when a turn-on signal is input.

ところで、上述したように放電灯Ｌａの異常を検出する異常検出回路３を設けてあり、異常検出回路３では、コンデンサＣ２の両端電圧を検出することにより放電灯Ｌａが外れた場合や放電灯Ｌａのフィラメントが断線した場合を異常として検出する。また、異常検出回路３では、放電灯Ｌａのランプ電圧を検出するから寿命末期時におけるエミレス状態をランプ電圧の非平衡状態によって検出する機能を付加する場合もある。異常検出回路３において放電灯Ｌａの異常を検出したときに出力される異常信号は、第２の制御回路２に設けた異常検出入力手段２７に入力され、異常検出入力手段２７に異常信号が入力されると、リセット信号出力手段２５および停止信号出力手段２６にそれぞれリセット信号と停止信号とを出力させる。   By the way, as described above, the abnormality detection circuit 3 for detecting the abnormality of the discharge lamp La is provided. In the abnormality detection circuit 3, when the discharge lamp La is disconnected by detecting the voltage across the capacitor C2, the discharge lamp La is detected. When the filament is broken, it is detected as abnormal. Further, since the abnormality detection circuit 3 detects the lamp voltage of the discharge lamp La, a function for detecting the Emiless state at the end of the life based on the unbalanced state of the lamp voltage may be added. The abnormality signal output when the abnormality detection circuit 3 detects abnormality of the discharge lamp La is input to the abnormality detection input means 27 provided in the second control circuit 2, and the abnormality signal is input to the abnormality detection input means 27. Then, the reset signal output means 25 and the stop signal output means 26 are caused to output a reset signal and a stop signal, respectively.

次にマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する）により構成された第２の制御回路２の動作を図２に基づいて説明する。電源が投入されると、第２の制御回路２は初期化され（Ｓ１）、第１の制御回路１に対してリセット信号出力手段２５を通してリセット信号を出力する（Ｓ２）。したがって、第１の制御回路１は停止状態に保たれる。次に、第１の制御回路１が停止している状態で異常検出回路３の出力を読み込み、異常検出入力手段２７により放電灯Ｌａが装着されているか否かを確認する（Ｓ３）。放電灯Ｌａが装着されていなければ（つまり、無負荷であれば）、第１の制御回路１の停止状態が維持され、放電灯Ｌａが装着されていれば（つまり、有負荷であれば）、調光信号入力手段２１により調光信号を読み込み（Ｓ４）、調光信号が点灯を指示しているか消灯を指示しているかを判断する（Ｓ５）。調光信号により消灯が指示されているときには、第１の制御回路１に対してリセット信号出力手段２５からリセット信号を出力し（Ｓ６）、第１の制御回路１を停止させる。ここに、電源投入直後であれば第１の制御回路１は停止しているから、ステップＳ６は第１の制御回路１を停止させた状態に保つだけであるが、第１の制御回路１が動作中であればステップＳ６により第１の制御回路１が停止することになる。   Next, the operation of the second control circuit 2 constituted by a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) will be described with reference to FIG. When the power is turned on, the second control circuit 2 is initialized (S1), and a reset signal is output to the first control circuit 1 through the reset signal output means 25 (S2). Therefore, the first control circuit 1 is kept in a stopped state. Next, the output of the abnormality detection circuit 3 is read in a state where the first control circuit 1 is stopped, and it is confirmed by the abnormality detection input means 27 whether or not the discharge lamp La is mounted (S3). If the discharge lamp La is not mounted (that is, if there is no load), the stopped state of the first control circuit 1 is maintained, and if the discharge lamp La is mounted (that is, if there is a load). The dimming signal is read by the dimming signal input means 21 (S4), and it is determined whether the dimming signal is instructed to turn on or off (S5). When turning off is instructed by the dimming signal, a reset signal is output from the reset signal output means 25 to the first control circuit 1 (S6), and the first control circuit 1 is stopped. Here, since the first control circuit 1 is stopped immediately after the power is turned on, the step S6 merely keeps the first control circuit 1 stopped. If it is in operation, the first control circuit 1 is stopped in step S6.

一方、ステップＳ５において調光信号が点灯を指示しているときには、リセット信号出力手段２５を通して第１の制御回路１のリセット状態を解除し（Ｓ７）、第１の制御回路１の動作を開始させる。第１の制御回路１の動作が開始されるとタイマ回路１３からモード信号が出力されるから、動作モード検出手段２４においてタイマ回路１３からモード信号を受け取る（Ｓ８）。第１の制御回路１からのモード信号は、予熱、始動、点灯、停止のいずれかを示すから、チョッパ制御手段２２およびインバータ制御手段２３からモード信号が示す動作に応じてチョッパ制御信号およびインバータ制御信号を出力する（Ｓ９〜Ｓ１２）。予熱制御あるいは始動制御を行った後にはステップＳ４に戻って調光信号を読み込み、点灯制御を行う場合には調光信号に応じた調光データを第２の制御回路２に設けた調光データテーブルＴ１から読み込み、当該調光データに対応するチョッパ制御信号およびインバータ制御信号を出力する。すなわち、調光データテーブルＴ１から読み出した調光データに応じて放電灯Ｌａを定常点灯させるかまたは調光点灯させる。また、点灯中には異常検出回路３から放電灯Ｌａの寿命末期などの異常の有無を読み込み（Ｓ１３）、正常であればステップＳ４に戻って調光信号を読み込み、異常であれば停止信号出力手段２６から停止信号を出力する（Ｓ１４）。ただし、ステップＳ１４において停止信号を出力した後にはステップＳ４に戻って調光信号を読み込む。停止信号を出力したときにはステップＳ５において停止と判断されるから、ステップＳ６においてリセット信号が出力され、ステップＳ１２の停止モードに移行する。つまり、チョッパ制御手段２２およびインバータ制御手段２３からのチョッパ制御信号およびインバータ制御信号を停止し、ステップＳ３に戻って放電灯Ｌａが有負荷になるのを待つ。ここで、停止モードにおいて放電灯Ｌａが取り外され無負荷になると、ステップＳ２に戻ってリセット信号出力手段２５からリセット信号を出力するから、放電灯Ｌａが再装着されると上述した動作によりリセットが解除され、放電灯Ｌａを確実に再起動させることが可能になる。   On the other hand, when the dimming signal indicates lighting in step S5, the reset state of the first control circuit 1 is canceled through the reset signal output means 25 (S7), and the operation of the first control circuit 1 is started. . When the operation of the first control circuit 1 is started, a mode signal is output from the timer circuit 13, so that the operation mode detection means 24 receives the mode signal from the timer circuit 13 (S8). Since the mode signal from the first control circuit 1 indicates any of preheating, starting, lighting, and stopping, the chopper control signal and inverter control are performed according to the operation indicated by the mode signal from the chopper control means 22 and the inverter control means 23. A signal is output (S9 to S12). After performing the preheating control or the start control, the process returns to step S4 to read the dimming signal. When the lighting control is performed, the dimming data corresponding to the dimming signal is provided in the second control circuit 2. It reads from the table T1 and outputs a chopper control signal and an inverter control signal corresponding to the dimming data. That is, the discharge lamp La is steadily lit or dimmed according to the dimming data read from the dimming data table T1. Also, during lighting, the presence or absence of abnormality such as the end of life of the discharge lamp La is read from the abnormality detection circuit 3 (S13). If normal, the process returns to step S4 and the dimming signal is read. A stop signal is output from the means 26 (S14). However, after outputting the stop signal in step S14, the process returns to step S4 to read the dimming signal. When the stop signal is output, it is determined to stop in step S5. Therefore, the reset signal is output in step S6, and the process proceeds to the stop mode in step S12. That is, the chopper control signal and the inverter control signal from the chopper control means 22 and the inverter control means 23 are stopped, and the process returns to step S3 to wait for the discharge lamp La to become loaded. Here, when the discharge lamp La is removed and no load is applied in the stop mode, the process returns to step S2 and a reset signal is output from the reset signal output means 25. Therefore, when the discharge lamp La is remounted, the reset is performed by the above-described operation. It is cancelled | released and it becomes possible to restart the discharge lamp La reliably.

上述したように、第２の制御回路２がマイコンにより構成され、第１の制御回路１の動作モードの検出を含むループを繰り返し実行するから、第１の制御回路１の動作モードを定期的に確認することになり、動作モードに適合したチョッパ制御信号およびインバータ制御信号を第１の制御回路１に与えることができる。また、点灯モードでは調光信号に応じたチョッパ制御信号およびインバータ制御信号を生成しており、しかもチョッパ制御信号およびインバータ制御信号は調光データテーブルＴ１を用いて決定されるから、調光データテーブルＴ１において調光信号と調光データとの対応付けを適宜に行うことで、調光信号と放電灯Ｌａの光出力とを対応付ける調光曲線を任意に設定することができる。   As described above, the second control circuit 2 is constituted by a microcomputer, and the loop including the detection of the operation mode of the first control circuit 1 is repeatedly executed. Therefore, the operation mode of the first control circuit 1 is periodically changed. As a result, the chopper control signal and the inverter control signal suitable for the operation mode can be supplied to the first control circuit 1. In the lighting mode, the chopper control signal and the inverter control signal corresponding to the dimming signal are generated, and the chopper control signal and the inverter control signal are determined using the dimming data table T1, and therefore the dimming data table By appropriately associating the dimming signal with the dimming data at T1, a dimming curve for associating the dimming signal with the light output of the discharge lamp La can be arbitrarily set.

以上説明したように本実施形態の構成によれば、第１の制御回路１に第２の制御回路２を付加するだけの簡単な構成で、従来から提供されている集積回路からなる第１の制御回路１を利用しながらも高機能化が可能になる。しかも、仕様の異なる放電灯Ｌａの予熱、始動、定常点灯、調光点灯に適合する条件を、回路構成や回路定数を変更することなく設定することができ、その上、調光曲線を用途に応じて任意に設定することが可能になる。   As described above, according to the configuration of the present embodiment, the first control circuit 1 can be simply configured by adding the second control circuit 2 to the first control circuit 1, and the first circuit composed of an integrated circuit provided conventionally. High functionality can be achieved while using the control circuit 1. Moreover, conditions suitable for preheating, starting, steady lighting, and dimming lighting of discharge lamps La with different specifications can be set without changing the circuit configuration and circuit constants, and the dimming curve can be used for applications. It becomes possible to set arbitrarily according to this.

ところで、閃光を防止しながらも調光レベルが低い状態で放電灯Ｌａを始動しようとする場合に、図３に示すように、始動期間において高電圧を間欠的に重畳する技術が知られている。本実施形態では、第１の制御回路１に設けた周波数設定回路１５に対して第２の制御回路２に設けたインバータ制御手段２３からインバータ制御信号を入力することにより、インバータ回路の駆動周波数を間欠的に変化させ、この動作により放電灯Ｌａに対して高電圧を間欠的に印加することができるようにしてある。言い換えると、インバータ制御信号によって、周波数設定回路１５を通して発振回路１４から出力される矩形波の原信号の周波数を変調しているのであって、結果的にインバータ回路から出力され放電灯Ｌａに印加される高周波電圧の周波数が変調されることになる。周波数の変調幅は重畳する高電圧のピーク値に応じて設定され、変調幅を制御することにより、放電灯Ｌａの調光比に応じた適正な高電圧を放電灯Ｌａに印加することが可能になる。   By the way, when starting the discharge lamp La in a state where the light control level is low while preventing flashing, as shown in FIG. 3, a technique of intermittently superimposing a high voltage during the start period is known. . In the present embodiment, by inputting an inverter control signal from the inverter control means 23 provided in the second control circuit 2 to the frequency setting circuit 15 provided in the first control circuit 1, the drive frequency of the inverter circuit is set. It is changed intermittently, and a high voltage can be intermittently applied to the discharge lamp La by this operation. In other words, the frequency of the original rectangular wave signal output from the oscillation circuit 14 through the frequency setting circuit 15 is modulated by the inverter control signal, and is consequently output from the inverter circuit and applied to the discharge lamp La. The frequency of the high frequency voltage to be modulated is modulated. The frequency modulation width is set according to the peak value of the high voltage to be superimposed, and by controlling the modulation width, it is possible to apply an appropriate high voltage to the discharge lamp La according to the dimming ratio of the discharge lamp La. become.

たとえば、図４（ａ）のように、予熱時には負荷回路（コンデンサＣ２、インダクタＬ２、放電灯Ｌａ）の共振周波数（無負荷時の共振周波数）よりも十分に高い周波数であって、放電灯Ｌａに印加される電圧が放電灯Ｌａを始動させない程度の高周波になるように駆動周波数を設定する。この状態では放電灯Ｌａのフィラメントが予熱される。次に、タイマ回路１３により予熱モードから始動モードに移行したことが第２の制御回路２に通知されると、図４（ａ）に「始動時変調」として示している範囲で駆動周波数を間欠的（図３に示す例では周期的でもある）に変化させる。図３では始動期間において調光レベルが変化しない状態で、駆動周波数を徐々に低くするようにインバータ制御信号を生成する例を示している。始動期間において放電灯Ｌａに印加される高周波電圧の変化幅（つまり、高電圧を印加していない期間の電圧と高電圧を印加している期間の電圧との振幅差）の最大値は図４（ａ）に示すＶｓになる。なお、始動期間において駆動周波数を変化させる周波数幅は調光信号により指示された調光レベルによって、放電灯Ｌａに印加される高周波電圧の変化幅の最大値は調光レベルが高いほど小さくする。このように、低調光レベルで始動させようとするときに、始動期間において高電圧を間欠的に印加することによって閃光をほとんど生じることなく始動させることが可能になる。   For example, as shown in FIG. 4A, the frequency is sufficiently higher than the resonance frequency (resonance frequency at no load) of the load circuit (capacitor C2, inductor L2, discharge lamp La) during preheating, and the discharge lamp La The drive frequency is set so that the voltage applied to the high frequency does not start the discharge lamp La. In this state, the filament of the discharge lamp La is preheated. Next, when the timer circuit 13 notifies the second control circuit 2 that the preheat mode has been switched to the start mode, the drive frequency is intermittently set within the range indicated as “startup modulation” in FIG. (In the example shown in FIG. 3, it is also periodic). FIG. 3 shows an example in which the inverter control signal is generated so that the drive frequency is gradually lowered while the dimming level does not change during the start period. The maximum value of the change width of the high-frequency voltage applied to the discharge lamp La during the start-up period (that is, the amplitude difference between the voltage during the period during which no high voltage is applied and the voltage during the period during which the high voltage is applied) is shown in FIG. Vs shown in FIG. It should be noted that the frequency width for changing the drive frequency during the start-up period is made smaller as the dimming level is higher, depending on the dimming level indicated by the dimming signal. As described above, when starting at a low dimming level, it is possible to start almost without flash by applying a high voltage intermittently during the start period.

放電灯Ｌａの始動後には第２の制御回路２は第１の制御回路１から点灯モードへの移行が通知される。点灯モードにおいても調光点灯しているときには、調光レベルに応じて高電圧を間欠的に重畳する。調光点灯時も始動時と同様に、放電灯Ｌａに印加される高周波電圧の変化幅の最大値は調光レベルが高いほど小さくする。図３に示す例では、調光レベルを時間経過とともに高めて駆動周波数を徐々に低くしており、かつ高周波電圧の変化幅の最大値を駆動周波数が低くなるに従って小さくしている。つまり、駆動周波数が低くなり調光レベルが高くなるほど高周波電圧の変化幅の最大値を小さくするのである。図４（ｂ）は放電灯Ｌａの点灯時の駆動周波数を示しており、調光レベルが下限になると「下限時変調」として示している範囲で駆動周波数を間欠的（図３に示す例では周期的でもある）に変化させ、放電灯Ｌａに印加する高周波電圧を間欠的に高電圧にする。また、定格点灯時であって高電圧を重畳させる必要がない場合には駆動周波数を変化させず、結果的に放電灯Ｌａに印加する高周波電圧も一定になる。この構成により低調光レベルでの調光点灯時においても放電が安定し、ちらつきや立ち消えが生じにくくなる。   After the start of the discharge lamp La, the second control circuit 2 is notified of the transition from the first control circuit 1 to the lighting mode. When the dimming light is on even in the lighting mode, a high voltage is intermittently superimposed according to the dimming level. Similarly to the start-up, the maximum value of the change width of the high-frequency voltage applied to the discharge lamp La is made smaller as the dimming level is higher. In the example shown in FIG. 3, the dimming level is increased with time and the driving frequency is gradually lowered, and the maximum value of the change width of the high-frequency voltage is reduced as the driving frequency is lowered. That is, the maximum value of the change width of the high-frequency voltage is reduced as the drive frequency is lowered and the dimming level is raised. FIG. 4B shows the driving frequency when the discharge lamp La is turned on. When the dimming level reaches the lower limit, the driving frequency is intermittently set in the range indicated as “lower limit modulation” (in the example shown in FIG. 3). The high-frequency voltage applied to the discharge lamp La is intermittently increased to a high voltage. Further, when it is not necessary to superimpose a high voltage at the time of rated lighting, the driving frequency is not changed, and as a result, the high frequency voltage applied to the discharge lamp La becomes constant. With this configuration, the discharge is stabilized even when the dimming is turned on at a low dimming level, and flickering and extinction are less likely to occur.

以上説明したように、調光レベルが低い状態で始動することによって閃光を防止することができ、また点灯時には低調光レベルでもちらつきや立ち消えを防止することができる。しかも、既存の集積回路を用いて実現できる第１の制御回路１に対してマイコンからなる第２の制御回路２を付加するだけで上述の動作が可能になるから、複雑な構成のパルス制御回路を必要とせず、実装スペースの大幅な増加がなく比較的安価に提供することができる。また、マイコンのプログラムを変更することにより仕様の異なる放電灯Ｌａに対して適正な条件で対応することが可能になる。   As described above, flashing can be prevented by starting at a low dimming level, and flickering and extinction can be prevented even at a low dimming level during lighting. In addition, since the above-described operation can be performed only by adding the second control circuit 2 made of a microcomputer to the first control circuit 1 that can be realized by using an existing integrated circuit, the pulse control circuit having a complicated configuration. Therefore, it can be provided at a relatively low cost without a significant increase in mounting space. In addition, it is possible to cope with discharge lamps La having different specifications under appropriate conditions by changing the microcomputer program.

本発明の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

１ 第１の制御回路
２ 第２の制御回路
３ 異常検出回路
１５ 周波数設定回路
１８ リセット回路
２１ 調光信号入力手段
２３ インバータ出力制御手段
２５ リセット信号出力手段
ＡＣ 交流電源
Ｃ１ 平滑コンデンサ
Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ
ＤＢ 整流回路
Ｌ１ インダクタ
Ｌ２ インダクタ
Ｌａ 放電灯
Ｑ１〜Ｑ３ スイッチング素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st control circuit 2 2nd control circuit 3 Abnormality detection circuit 15 Frequency setting circuit 18 Reset circuit 21 Dimming signal input means 23 Inverter output control means 25 Reset signal output means AC AC power supply C1 Smoothing capacitor C2, C3 capacitor DB Rectifier circuit L1 Inductor L2 Inductor La Discharge lamp Q1-Q3 Switching element

Claims (7)

入力電源を高周波電圧に変換し放電灯を高周波で点灯させるインバータ回路と、放電灯の少なくとも予熱、始動、点灯の各動作状態に合うようにインバータ回路に与える駆動信号の周波数を決定する周波数設定回路を備え周波数設定回路により決定される高周波電圧の周波数を内蔵したタイマ回路の指示に応じて順次変化させることにより放電灯に印加する電圧を変化させる集積回路からなる第１の制御回路と、放電灯の動作状態に応じたモード信号を第１の制御回路から受け取るとともに少なくともモード信号に応じてインバータ回路から出力される高周波電圧の周波数を指示するインバータ制御信号を出力し、当該インバータ制御信号を第１の制御回路における周波数設定回路に与えるマイクロコンピュータからなる第２の制御回路とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。 An inverter circuit that converts the input power source into a high-frequency voltage and lights the discharge lamp at a high frequency, and a frequency setting circuit that determines the frequency of the drive signal applied to the inverter circuit so as to meet at least the preheating, starting and lighting operation states of the discharge lamp A first control circuit comprising an integrated circuit for changing the voltage applied to the discharge lamp by sequentially changing the frequency of the high-frequency voltage determined by the frequency setting circuit according to an instruction of a built-in timer circuit; a mode signal corresponding to the operating state to output the inverter control signal for instructing the frequency of the high frequency voltage outputted from the inverter circuit in accordance with at least mode signal with received from the first control circuit, the inverter control signal first in the control circuit and a second control circuit comprising a microcomputer which gives the frequency setting circuit The discharge lamp lighting device characterized by obtaining. 前記第２の制御回路は、前記第１の制御回路から受け取った前記モード信号が前記放電灯の始動を示しているときに前記放電灯に印加される高周波電圧が間欠的に高電圧を重畳した波形となるインバータ制御信号を第１の制御回路における前記周波数設定回路に与えるインバータ出力制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 In the second control circuit, the high-frequency voltage applied to the discharge lamp is superimposed with a high voltage intermittently when the mode signal received from the first control circuit indicates the start of the discharge lamp. 2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising inverter output control means for supplying an inverter control signal having a waveform to the frequency setting circuit in the first control circuit. 前記周波数設定回路は、前記第２の制御回路から出力される前記インバータ制御信号を受けて前記インバータ回路から出力される高周波電圧の周波数を変調することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。 Said frequency setting circuit release according to claim 2, wherein the benzalkonium to modulate the frequency of the high frequency voltage outputted from said second said inverter circuit receiving said inverter control signal outputted from the control circuit Electric light lighting device. 前記第２の制御回路は、前記第１の制御回路から受け取った前記モード信号が前記放電灯の点灯を示しているときに前記放電灯に印加される高周波電圧が間欠的に高電圧を重畳した波形となるインバータ制御信号を第１の制御回路における前記周波数設定回路に与えるインバータ出力制御手段と、外部信号として与えられる調光信号により指示される調光レベルに応じて前記高電圧の振幅を調節する調光信号入力手段とを備え、調光信号入力手段は調光レベルが高いほど前記高電圧を印加していない期間の電圧と前記高電圧との振幅差を小さくすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 In the second control circuit, the high-frequency voltage applied to the discharge lamp is superimposed with a high voltage intermittently when the mode signal received from the first control circuit indicates lighting of the discharge lamp. Inverter output control means for supplying an inverter control signal having a waveform to the frequency setting circuit in the first control circuit, and adjusting the amplitude of the high voltage according to the dimming level indicated by the dimming signal given as an external signal A dimming signal input unit configured to reduce the amplitude difference between the high voltage and a voltage during a period in which the high voltage is not applied, as the dimming level is higher. Item 2. A discharge lamp lighting device according to Item 1. 前記周波数設定回路は、前記第２の制御回路から出力される前記インバータ制御信号を受けて前記インバータ回路から出力される高周波電圧の周波数を変調することを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。 Said frequency setting circuit release according to claim 4, wherein the benzalkonium to modulate the frequency of the high frequency voltage outputted from said second said inverter circuit receiving said inverter control signal outputted from the control circuit Electric light lighting device. 前記第１の制御回路は、外部信号であるリセット信号を受けると動作を停止するとともにリセット信号の解除により動作を再開するリセット回路を備え、前記第２の制御回路は、外部信号である調光信号により前記放電灯の消灯が指示されているときに前記リセット信号を第１の制御回路に与えるとともに調光信号により前記放電灯の点灯が指示されているときに前記リセット信号を解除するするリセット信号出力手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。   The first control circuit includes a reset circuit that stops operation upon receiving a reset signal that is an external signal and restarts operation upon cancellation of the reset signal, and the second control circuit performs dimming that is an external signal. A reset that gives the reset signal to the first control circuit when the discharge lamp is instructed to turn off the discharge lamp, and cancels the reset signal when the dimming signal instructs to turn on the discharge lamp. The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising a signal output means. 前記インバータ回路の無負荷状態を検出する異常検出回路を備え、前記第１の制御回路は、外部信号であるリセット信号を受けると動作を停止するとともにリセット信号の解除により動作を再開するリセット回路を備え、前記第２の制御回路は、異常検出回路から無負荷であることが通知されると前記リセット信号を第１の制御回路に与えるリセット信号出力手段を備えるとともに、無負荷状態が解除されるとリセット信号を解除することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。   An abnormality detection circuit that detects a no-load state of the inverter circuit, and the first control circuit includes a reset circuit that stops operation upon receiving a reset signal that is an external signal and resumes operation upon cancellation of the reset signal. And the second control circuit includes reset signal output means for providing the reset signal to the first control circuit when notified from the abnormality detection circuit that there is no load, and the no-load state is canceled. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the reset signal is canceled.
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