JP5366153B2 - Discharge lamp lighting circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting circuit which prevents the efficiency from lowering when the lighting circuit has a light control function, and prevents the life of the discharge lamp from reducing. <P>SOLUTION: The discharge lamp lighting circuit comprises an inverter circuit which generates the supply voltage of a lamp by switching the drive voltage of a discharge lamp and outputs it to the discharge lamp, a preheating capacitor connected between the filaments of the discharge lamp, a storage unit which stores the relationships of the light control level to the drive voltage of a discharge lamp and to the switching frequency, and a storage unit which stores the relationships so that the switching frequency decreases as the light control level increases, and the drive voltage of a discharge lamp when the light control level is in a full lighting state is lower than that when the light control level is in other states. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、調光機能を備える放電灯点灯回路に関する。   The present invention relates to a discharge lamp lighting circuit having a dimming function.

放電灯点灯回路は、放電灯のフィラメント間に接続した予熱用コンデンサに予熱電流を流し、フィラメントを、そのフィラメントから電子放出するのに十分暖めた段階で起動電圧をフィラメント間に与え、それによって放電を開始させる。また、調光機能を備える放電灯点灯回路は、矩形波状のランプ供給電圧を生成するスイッチング回路を備え、調光信号に応じてスイッチング周波数、すなわちランプ電圧の点灯周波数を変える。ランプ点灯状態では、点灯周波数とランプ電流とが略反比例する相関関係を備えるため、調光信号に応じて点灯周波数を制御することでランプ電流、すなわち放電灯の明るさを調光できる。   The discharge lamp lighting circuit applies a preheating current to a preheating capacitor connected between the filaments of the discharge lamp and applies a starting voltage between the filaments when the filament is sufficiently warmed to emit electrons from the filament, thereby discharging the filament. To start. The discharge lamp lighting circuit having a dimming function includes a switching circuit that generates a rectangular wave lamp supply voltage, and changes the switching frequency, that is, the lamp voltage lighting frequency, according to the dimming signal. In the lamp lighting state, since the lighting frequency and the lamp current have a correlation that is approximately inversely proportional, the lamp current, that is, the brightness of the discharge lamp can be dimmed by controlling the lighting frequency according to the dimming signal.

このような放電灯点灯回路では、スイッチング回路等の制御により、ランプの各モード（予熱モード、起動モード、点灯モード）での状態をある範囲内で所望の状態に設定することが可能である。例えば、特許文献１では、予熱モードや点灯モード（調光点灯モード）の各モードに適合するように基準信号周波数やインバータ回路のオンデーティを制御している。   In such a discharge lamp lighting circuit, it is possible to set the state of each lamp mode (preheating mode, start-up mode, lighting mode) to a desired state within a certain range by controlling the switching circuit or the like. For example, in Patent Document 1, the reference signal frequency and the on-date of the inverter circuit are controlled so as to conform to the preheating mode and the lighting mode (dimming lighting mode).

特許第３５２１６８７号公報Japanese Patent No. 3521687

しかしながら、上記のように、単に、放電灯動作時に遷移する各モードに適合するように基準信号周波数やインバータ回路のオンデーティを制御するだけでは、点灯回路の効率を十分に上げることと、ランプ寿命を上げることの両方を満足することは出来ない状況が発生する。これについて、以下説明する。   However, as described above, by simply controlling the reference signal frequency and the on-date of the inverter circuit so as to be adapted to each mode that changes during the operation of the discharge lamp, the efficiency of the lighting circuit is sufficiently increased and the lamp life is shortened. There will be situations where you cannot satisfy both. This will be described below.

インバータを使用して調光機能を持たせる場合、調光レベルを下げてランプ電流を小さくしたときにおいても安定した点灯状態を維持し、且つ放電灯の寿命も短命化させない見地から、調光レベルを下げた低調光レベルの状態ではフィラメント間に接続されている予熱用コンデンサに対して相対的に大きな予熱電流を流すことが必要になる。つまり、調光レベルが低くなるほど、このコンデンサの値を大きくする必要が出てくる。   When using an inverter to provide a dimming function, the dimming level is maintained from the standpoint of maintaining a stable lighting state and reducing the life of the discharge lamp even when the lamp current is reduced by lowering the dimming level. In a state of low dimming level with a low value, it is necessary to pass a relatively large preheating current to the preheating capacitor connected between the filaments. That is, the lower the dimming level, the greater the value of this capacitor will be.

しかし、予熱用コンデンサを大きな値に設定すると、今度は、全点灯状態（１００％調光レベル状態）等の高調光レベルになったときに過剰な予熱電流が流れ、点灯回路の効率が低下してしまう。すなわち、予熱用コンデンサを大きな値に設定すると放電灯の寿命は短命化しないが点灯回路の効率が低下し、一方、予熱用コンデンサを大きな値に設定しないと点灯回路の効率は低下しないが放電灯の寿命は短命化する、というトレードオフの問題がある。従来の点灯回路では、このトレードオフの問題を解決できていなかった。   However, if the preheating capacitor is set to a large value, an excessive preheating current will flow when the full lighting state (100% dimming level state) is reached, and the efficiency of the lighting circuit will decrease. End up. That is, if the preheating capacitor is set to a large value, the life of the discharge lamp will not be shortened, but the efficiency of the lighting circuit will be reduced. On the other hand, if the preheating capacitor is not set to a large value, the efficiency of the lighting circuit will not be reduced. There is a trade-off problem of shortening the lifespan. Conventional lighting circuits have not been able to solve this trade-off problem.

そこで、この発明の目的は、調光機能を持つ場合の効率低下防止と放電灯寿命低下防止を実現する放電灯点灯回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting circuit that realizes prevention of reduction in efficiency and prevention of reduction in discharge lamp life when a dimming function is provided.

この発明の放電灯点灯回路は、
放電灯駆動用電圧を生成する電源回路と、
前記放電灯駆動用電圧をスイッチングしてランプ供給電圧を生成し、これを放電灯に出力するインバータ回路と、
放電灯のフィラメント間に接続される予熱用コンデンサと、
調光信号が入力し、この調光信号に対応する調光レベルが設定される調光信号入力回路と、
調光レベルと放電灯駆動用電圧及びスイッチング周波数との関係を記憶する記憶部と、
前記放電灯の点灯時に、そのときに設定されている調光レベルに対応する放電灯駆動用電圧とスイッチング周波数とを前記記憶部から求め、これらの放電灯駆動用電圧とスイッチング周波数となるように、前記電源回路と前記スイッチング回路を制御する制御回路と、
を備えている。 The discharge lamp lighting circuit of the present invention is
A power supply circuit for generating a discharge lamp driving voltage;
An inverter circuit that generates a lamp supply voltage by switching the discharge lamp driving voltage, and outputs the generated voltage to the discharge lamp;
A preheating capacitor connected between the filaments of the discharge lamp;
A dimming signal input circuit in which a dimming signal is input and a dimming level corresponding to the dimming signal is set;
A storage unit for storing a relationship between a dimming level, a discharge lamp driving voltage, and a switching frequency;
When the discharge lamp is turned on, the discharge lamp driving voltage and switching frequency corresponding to the dimming level set at that time are obtained from the storage unit so that these discharge lamp driving voltage and switching frequency are obtained. A control circuit for controlling the power supply circuit and the switching circuit;
It has.

この発明では、調光レベルと放電灯駆動用電圧及びスイッチング周波数との関係を記憶する記憶部を備えており、この記憶部を参照して、調光レベル設定内容に応じて放電灯駆動用電圧及びスイッチング周波数を制御する。その制御は、調光レベルが高くなるに従ってスイッチング周波数が低くなるように、且つ、調光レベルが全点灯状態のときの放電灯駆動用電圧がそれ以外の調光レベルのときよりも低い値となるようにする。 The present invention includes a storage unit that stores the relationship between the dimming level, the discharge lamp driving voltage, and the switching frequency. With reference to the storage unit, the discharge lamp driving voltage is set according to the dimming level setting contents. And control the switching frequency. The control is such that the switching frequency decreases as the dimming level increases, and the discharge lamp driving voltage when the dimming level is in the fully lit state is lower than the other dimming levels. To be.

このような制御により、点灯回路の効率低下と放電灯寿命低下を防止できる。その理由は次の通りである。   By such control, it is possible to prevent the efficiency of the lighting circuit from decreasing and the life of the discharge lamp from decreasing. The reason is as follows.

全点灯状態の高調光レベルにおいて、スイッチング周波数を低下することにより予熱用コンデンサのインピーダンスが高くなり、これにより予熱電流も低下する。全点灯状態の高調光レベルでは、フィラメントからの電子放出が十分であるために、仮に予熱電流がかなり低下したとしても消弧することはなく、点灯状態は十分に維持される。これに対して、全点灯状態以外の調光レベルになると、スイッチング周波数の低下が解消され、元の大きさに戻るため、予熱電流が大きくなる。したがって、予熱用コンデンサを、全点灯状態以外の調光レベルで必要十分な予熱電流が流れる程度の大きさに設定しておけば、全点灯状態の高調光レベルの場合に無駄な予熱電流が流れなくなり、点灯回路の効率低下を防ぐことが出来る。また、全点灯状態の高調光レベルでも、全点灯状態以外の調光レベルでも予熱電流の不足がなく確実な点灯状態を維持できるため、点灯中に消弧したりそれに近い不安定な状態に遷移することがなくなり放電灯寿命低下を防止できる。   By reducing the switching frequency at the harmonic level in the fully lit state, the impedance of the preheating capacitor is increased, thereby reducing the preheating current. Since the electron emission from the filament is sufficient at the harmonic light level in the full lighting state, even if the preheating current is considerably reduced, the arc is not extinguished and the lighting state is sufficiently maintained. On the other hand, when the dimming level is other than the full lighting state, the decrease in the switching frequency is eliminated and the original size is restored, so that the preheating current increases. Therefore, if the preheating capacitor is set to a magnitude that allows sufficient and sufficient preheating current to flow at a dimming level other than the fully lit state, useless preheating current flows at the harmonic level of the fully lit state. Therefore, the efficiency of the lighting circuit can be prevented from decreasing. In addition, since the preheating current can be maintained without any shortage of the preheating current at the dimming level other than the fully lit state, even if it is in the fully lit state, the arc can be extinguished during lighting or the state can be shifted to an unstable state close to it. This prevents the life of the discharge lamp from being reduced.

さらに、この発明では、全点灯状態の高調光レベルにおいて、スイッチング周波数を低下させると同時に放電灯駆動用電圧を低下させる。このため、スイッチング周波数低下ではランプ電流を上昇しようとし、放電灯駆動用電圧低下ではランプ電流を下げようとする。その結果、適当なスイッチング周波数を選択することにより、ランプ電流はほとんど低下しないか極く僅かの低下となる。ランプ電流が低下しないことにより放電灯は暗くなることはなく全点灯状態が維持される。これに対して、全点灯状態以外の調光レベルになると、放電灯駆動用電圧の低下は解消されて元の大きさに戻り、スイッチング周波数は設定された調光レベルに沿ったものとなるため、放電灯の調光制御が従来の点灯回路と同様に確実に行われる。   Furthermore, in the present invention, at the harmonic light level in the fully lit state, the switching frequency is lowered and the discharge lamp driving voltage is lowered at the same time. For this reason, when the switching frequency is decreased, the lamp current is increased, and when the discharge lamp driving voltage is decreased, the lamp current is decreased. As a result, by selecting an appropriate switching frequency, the lamp current is reduced little or only slightly. Since the lamp current does not decrease, the discharge lamp does not become dark and the fully lit state is maintained. On the other hand, when the dimming level is other than the full lighting state, the decrease in the discharge lamp driving voltage is canceled and returns to the original magnitude, and the switching frequency is in line with the set dimming level. The dimming control of the discharge lamp is reliably performed as in the conventional lighting circuit.

この発明では、前記記憶部は、調光レベルが全点灯状態のときから少なくとも略８０％点灯状態に遷移するまでの範囲において、放電灯駆動用電圧が最も低い値から徐々に高くなり、且つスイッチング周波数が最も低い値から徐々に高くなるように記憶する。また、前記記憶部は、調光レベルが前記所定調光レベル未満において、放電灯駆動用電圧が一定値であり、且つ調光レベルが低下するに応じてスイッチング周波数が徐々に高くなるように記憶する。   In the present invention, in the storage unit, the discharge lamp driving voltage gradually increases from the lowest value in the range from when the dimming level is in the fully lit state to at least approximately 80% of the lit state, and switching is performed. The frequency is stored so as to gradually increase from the lowest value. Further, the storage unit stores the discharge lamp driving voltage at a constant value when the dimming level is lower than the predetermined dimming level, and the switching frequency gradually increases as the dimming level decreases. To do.

このように、放電灯駆動用電圧とスイッチング周波数との関係を、全点灯状態から一定の範囲において記憶しておくことで、全点灯状態付近での急激な変化を防ぐことができる。   As described above, by storing the relationship between the discharge lamp driving voltage and the switching frequency in a certain range from the fully lit state, a sudden change in the vicinity of the fully lit state can be prevented.

上記記憶部は、テーブル形式で記憶することが望ましいが、前記関係を数式で表し、これを制御プログラム上に記憶しても良い。 The storage unit is preferably stored in a table format, but the relationship may be expressed by a mathematical expression and stored in a control program.

この発明によれば、調光機能を持つ場合の効率低下防止と放電灯寿命低下防止を実現し、さらに全点灯状態のときにランプ電流が低下しないように制御できる。   According to the present invention, it is possible to prevent the reduction in efficiency and the life of the discharge lamp when the dimming function is provided, and to control the lamp current so as not to decrease in the fully lit state.

本発明に係る放電灯点灯回路の一実施形態を示す全体ブロック図1 is an overall block diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting circuit according to the present invention. ランプ点灯時においてのランプ電流とランプ電圧との関係を示す図Diagram showing the relationship between lamp current and lamp voltage when the lamp is on ランプ点灯時においてのランプ電圧とスイッチング周波数（点灯時なので点灯周波数と称する）との関係を示す図The figure which shows the relationship between the lamp voltage at the time of lamp lighting and switching frequency (it is called lighting frequency since it is at the time of lighting) ランプ点灯時においてのランプ電流と点灯周波数との関係を示す図Diagram showing the relationship between lamp current and lighting frequency when the lamp is lit ランプ点灯前（放電開始前）においてのランプ電圧とスイッチング周波数（点灯前なので発振周波数と称する）との関係を示す図The figure which shows the relationship between the lamp voltage before a lamp lighting (before discharge start) and switching frequency (Because it is before lighting, it is called an oscillation frequency). テーブルの構成図Table structure 概略動作を示すフローチャートFlow chart showing general operation

図１は、本発明に係る放電灯点灯回路の一実施形態を示す全体ブロック図である。 FIG. 1 is an overall block diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting circuit according to the present invention.

放電灯点灯回路１は、本実施形態においては商用交流電源ＡＣがコンセントなどを介して接続されることによって駆動される。ダイオードブリッジＤＢは、商用交流電源ＡＣを全波整流する。ダイオードブリッジＤＢの出力側には、昇圧チョッパ回路１０が接続されている。昇圧チョッパ回路１０は、チョークコイルＬｃ、スイッチング素子Ｑ１、整流ダイオードＤ１及び平滑コンデンサＣ１からなり、平滑コンデンサＣ１の一端に放電灯駆動用電圧として、所定電圧、ここでは３６０Ｖを生成する。また、後述のように、この放電灯駆動用電圧を、３６０Ｖを最大値として調光レベルに応じて低下する制御を行う。スイッチング素子駆動回路１１はスイッチング素子Ｑ１のベースに接続され、スイッチング素子Ｑ１の駆動を制御する。これらの要素と回路群により、放電灯に対して放電灯駆動用電圧を供給する電源回路が構成される。 In the present embodiment, the discharge lamp lighting circuit 1 is driven by connecting a commercial AC power supply AC via an outlet or the like. The diode bridge DB performs full-wave rectification on the commercial AC power supply AC. A boost chopper circuit 10 is connected to the output side of the diode bridge DB. The step-up chopper circuit 10 includes a choke coil Lc, a switching element Q1, a rectifier diode D1, and a smoothing capacitor C1, and generates a predetermined voltage, here 360V, as a discharge lamp driving voltage at one end of the smoothing capacitor C1. Further, as will be described later, the discharge lamp driving voltage is controlled to decrease according to the dimming level with 360 V as the maximum value. The switching element driving circuit 11 is connected to the base of the switching element Q1, and controls the driving of the switching element Q1. A power supply circuit that supplies a discharge lamp driving voltage to the discharge lamp is configured by these elements and the circuit group.

マイクロコンピュータ（制御回路）１２は、所定の制御を行って各回路部に対して信号の出力を行う。例えば、詳細については後述するが、リモコンから入力された調光レベルに応じてテーブル１２０を参照し、上記電源回路で生成される放電灯駆動用電圧の大きさとインバータ回路１７のスイッチング周波数とを設定する。   The microcomputer (control circuit) 12 performs predetermined control and outputs a signal to each circuit unit. For example, although details will be described later, the magnitude of the discharge lamp driving voltage generated by the power supply circuit and the switching frequency of the inverter circuit 17 are set with reference to the table 120 according to the dimming level input from the remote controller. To do.

マイクロコンピュータ１２は、例えばスイッチング素子駆動回路１１へ制御信号を出力し、平滑コンデンサＣ１が所定電圧に充電されるようにスイッチング素子Ｑ１をオン、オフ駆動させる。交流入力検出回路１３は、商用交流電源ＡＣラインと接地との間に接続され、商用交流電源ＡＣの接続状態を検出し、検出結果をマイクロコンピュータ１２に出力する。チョークコイル出力検出回路１４は、チョークコイルＬｃの二次側に接続され、ダイオードブリッジＤＢからチョークコイルＬｃへ電力が供給されているか否かを検出するもので、検出結果をマイクロコンピュータ１２に出力する。制御回路用電源回路１５は、昇圧チョッパ回路１０で生成される電圧を用いて、マイクロコンピュータ１２や後述するハーフブリッジ駆動回路１６、寿命末期検出回路１８等の電源電圧（１４Ｖおよび５Ｖ）を生成する。 For example, the microcomputer 12 outputs a control signal to the switching element driving circuit 11 to drive the switching element Q1 on and off so that the smoothing capacitor C1 is charged to a predetermined voltage. The AC input detection circuit 13 is connected between the commercial AC power supply AC line and the ground, detects the connection state of the commercial AC power supply AC, and outputs the detection result to the microcomputer 12. The choke coil output detection circuit 14 is connected to the secondary side of the choke coil Lc and detects whether or not electric power is supplied from the diode bridge DB to the choke coil Lc, and outputs the detection result to the microcomputer 12. . The control circuit power supply circuit 15 generates power supply voltages (14 V and 5 V) for the microcomputer 12, a half-bridge drive circuit 16, which will be described later, the end of life detection circuit 18, and the like, using the voltage generated by the boost chopper circuit 10. .

ハーフブリッジ駆動回路１６は、マイクロコンピュータ１２からの制御信号に基づいて交互にハイ、ローとなる駆動パルスをハーフブリッジ接続インバータ回路１７に出力する。インバータ回路１７はハーフブリッジ型であり、直列接続されたスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と、その出力（負荷）側に共振回路を構成するための誘導リアクトルＬ１、コンデンサＣ２，Ｃ３を備えている。コンデンサＣ３は、この共振回路を構成するとともに、放電灯ＦＬのフィラメントを予熱する予熱用コンデンサを兼用している。なお、コンデンサＣ２は直流をカットする。   The half-bridge drive circuit 16 outputs drive pulses that alternately become high and low based on a control signal from the microcomputer 12 to the half-bridge connection inverter circuit 17. The inverter circuit 17 is a half-bridge type, and includes switching elements Q2 and Q3 connected in series, an induction reactor L1 for forming a resonance circuit on the output (load) side, and capacitors C2 and C3. The capacitor C3 constitutes this resonance circuit and also serves as a preheating capacitor for preheating the filament of the discharge lamp FL. The capacitor C2 cuts direct current.

スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は、ハーフブリッジ駆動回路１６から互いに逆位相の駆動パルスが入力されることで交互にオン、オフを繰り返す。従って、放電灯ＦＬは、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン、オフ動作及び共振動作により、所定電源（本実施例では３６０Ｖ）からの電力が高周波電力に変換されて供給され、両フィラメントが予熱された後、始動して点灯する。 The switching elements Q2 and Q3 are repeatedly turned on and off alternately by receiving drive pulses having opposite phases from the half bridge drive circuit 16. Accordingly, the discharge lamp FL is supplied with power from a predetermined power source (360 V in this embodiment) converted into high-frequency power by the on / off operation and resonance operation of the switching elements Q2 and Q3, and both filaments are preheated. After that, it starts and lights up.

寿命末期検出回路１８は、放電灯ＦＬの両端に接続されたもので、検出した電圧をマイクロコンピュータ１２に出力する。マイクロコンピュータ１２は、寿命末期検出回路１８からの検出電圧に基づいて、放電灯ＦＬの寿命末期の判定及び制御を行う。   The end of life detection circuit 18 is connected to both ends of the discharge lamp FL, and outputs the detected voltage to the microcomputer 12. The microcomputer 12 determines and controls the end of life of the discharge lamp FL based on the detection voltage from the end of life detection circuit 18.

電源電圧検出回路１９は、昇圧チョッパ回路１０で生成される電圧のレベルを検出する。マイクロコンピュータ１２は、電源電圧検出回路１９の検出結果に基づき、昇圧チョッパ回路１０で生成された電圧のレベルが安定するようにスイッチング素子駆動回路１１を介してスイッチング素子Ｑ１のオンオフのタイミングを制御する。なお、リモコン受光回路２０は、図外の例えば携帯型操作部（リモコン）から赤外線変調して送信された指示信号を受光する。マイクロコンピュータ１２は、リモコン受光回路２０での受光信号に応じて点灯／消灯制御や調光制御を行う。
以上の回路構成からなる放電灯点灯回路の特性は図２〜図５の通りである。 The power supply voltage detection circuit 19 detects the level of the voltage generated by the boost chopper circuit 10. The microcomputer 12 controls the on / off timing of the switching element Q1 via the switching element drive circuit 11 so that the level of the voltage generated by the boost chopper circuit 10 is stabilized based on the detection result of the power supply voltage detection circuit 19. . The remote control light receiving circuit 20 receives an instruction signal transmitted by infrared modulation from a non-illustrated portable operation unit (remote control), for example. The microcomputer 12 performs on / off control and dimming control according to the light reception signal from the remote control light receiving circuit 20.
The characteristics of the discharge lamp lighting circuit having the above circuit configuration are as shown in FIGS.

図２は、ランプ点灯時においてのランプ電流とランプ電圧との関係、図３は、ランプ点灯時においてのランプ電圧とスイッチング周波数（点灯時なので点灯周波数と称する）との関係、図４は、ランプ点灯時においてのランプ電流と点灯周波数との関係、図５は、ランプ点灯前（放電開始前）においてのランプ電圧とスイッチング周波数（点灯前なので発振周波数と称する）との関係をそれぞれ示している。 FIG. 2 shows the relationship between the lamp current and the lamp voltage when the lamp is lit, FIG. 3 shows the relationship between the lamp voltage and the switching frequency when the lamp is lit (referred to as the lighting frequency because it is lit), and FIG. FIG. 5 shows the relationship between the lamp voltage before switching on the lamp (before starting the discharge) and the switching frequency (referred to as the oscillation frequency since before lighting), respectively.

図５は、発振周波数とランプ電圧との関係を示しているが、放電灯が放電を開始するには、フィラメントが十分に予熱された状態で十分高い電圧がフィラメント間に印加されることが必要である。図５において、発振周波数flphは、起動時での周波数を示し、発振周波数flsは、起動後一定時間後の周波数を示す。発振周波数flphでのランプ電圧Vlphは、起動電圧未満であり、発振周波数flsでのランプ電圧Vlsは、起動電圧以上である。フィラメントは、発振周波数flphに制御される一定時間で十分に予熱され、放電灯は、一定時間後のランプ電圧Vlsで点灯開始する。 FIG. 5 shows the relationship between the oscillation frequency and the lamp voltage. In order for the discharge lamp to start discharging, a sufficiently high voltage must be applied between the filaments in a state where the filament is sufficiently preheated. It is. In FIG. 5, an oscillation frequency flph indicates a frequency at the time of activation, and an oscillation frequency fls indicates a frequency after a certain time after the activation. The lamp voltage Vlph at the oscillation frequency flph is less than the starting voltage, and the lamp voltage Vls at the oscillation frequency fls is equal to or higher than the starting voltage. The filament is sufficiently preheated in a certain time controlled by the oscillation frequency flph, and the discharge lamp starts to light at the lamp voltage Vls after a certain time.

放電灯FLの点灯状態では、ランプ電流と点灯周波数の関係は図４のようになる。つまり、点灯周波数とランプ電流との関係が略反比例の関係である。また、図３に示すように、ランプ電圧とランプ電流との関係も略反比例の関係である。 In the lighting state of the discharge lamp FL, the relationship between the lamp current and the lighting frequency is as shown in FIG. That is, the relationship between the lighting frequency and the lamp current is substantially inversely proportional. Further, as shown in FIG. 3, the relationship between the lamp voltage and the lamp current is also substantially inversely proportional.

図４から、点灯周波数を可変することによりランプ電流、つまり放電灯の明るさを変えることができるが、図３より、点灯周波数を変化させてもランプ電圧は大きく変化しない。同様に、図２より、ランプ電流が変化してもランプ電圧は大きく変動しない。したがって、放電灯の明るさは、略、点灯周波数だけにより可変することができる。 From FIG. 4, it is possible to change the lamp current, that is, the brightness of the discharge lamp by changing the lighting frequency, but from FIG. 3, the lamp voltage does not change greatly even if the lighting frequency is changed. Similarly, as shown in FIG. 2, the lamp voltage does not vary greatly even when the lamp current changes. Therefore, the brightness of the discharge lamp can be varied only by the lighting frequency.

放電灯点灯回路は、以上の特性を備えることから、マイクロコンピュータ１２は、次の制御を行うことにより、放電灯の起動と点灯制御を行うことが出来る。また、下記（３）又は（４）のように、全点灯時またはその近辺においては、特別の制御を行う。 Since the discharge lamp lighting circuit has the above-described characteristics, the microcomputer 12 can perform start-up and lighting control of the discharge lamp by performing the following control. Further, as shown in (3) or (4) below, special control is performed at the time of full lighting or in the vicinity thereof.

（１）起動時
ハーフブリッジ回路１７の発振周波数をflphに制御して、一定時間、放電灯ＦＬのフィラメントに通電する。このときの放電灯駆動用電圧は３６０Ｖである。この一定時間にフィラメントが予熱される。一定時間が経過すると、発振周波数をflph→flsに制御する。すると、ランプ電圧は、Vlph→VLsに一気に上昇する。このとき、放電灯は点灯を開始する。 (1) At startup, the oscillation frequency of the half-bridge circuit 17 is controlled to flph, and the filament of the discharge lamp FL is energized for a certain period of time. The discharge lamp driving voltage at this time is 360V. The filament is preheated at this fixed time. When a certain time elapses, the oscillation frequency is controlled from flph to fls. Then, the lamp voltage rises at once from Vlph → VLs. At this time, the discharge lamp starts to light.

（２）点灯時
ハーフブリッジ回路１７の発振周波数（点灯周波数）を、リモコンで設定された調光レベルに応じた値にする。これにより、図４の特性からランプ電流が変化し、明るさが変わる。このときのランプ電圧は大きく変化しない。点灯周波数とリモコンで設定する調光レベルとの関係は、テーブル１２０に予め記憶されている。 (2) The oscillation frequency (lighting frequency) of the lighting half-bridge circuit 17 is set to a value corresponding to the light control level set by the remote controller. As a result, the lamp current changes from the characteristics shown in FIG. 4, and the brightness changes. The lamp voltage at this time does not change greatly. The relationship between the lighting frequency and the light control level set by the remote controller is stored in advance in the table 120.

（３）全点灯時
本実施形態では、全点灯時において、上記（２）と異なる制御を行う。すなわち、点灯周波数を、リモコンで設定された最も高い調光レベルに応じた値(図３、図４でffull)にするとともに、インバータ回路１７の電源電圧である放電灯駆動用電圧を一定電圧に低下する。なお、図３、図４において、fminは、最も低い周波数を意味し、ffullは、全点灯時の点灯周波数を意味している。 (3) Fully lit In this embodiment, control different from the above (2) is performed when fully lit. That is, the lighting frequency is set to a value corresponding to the highest dimming level set by the remote controller (ffull in FIGS. 3 and 4), and the discharge lamp driving voltage, which is the power supply voltage of the inverter circuit 17, is set to a constant voltage. descend. 3 and 4, fmin means the lowest frequency, and ffull means the lighting frequency at the time of full lighting.

図４に示すように、全点灯時においては点灯周波数が最も低下して(ffull)ランプ電流が最も高く上昇しようとするが、放電灯駆動用電圧を低下させるために、それに比例してランプ電流が下がろうとする。その結果、ffullとして適当な点灯周波数を設定しておくことにより、ランプ電流はほとんど低下しないか極く僅かの低下となる。ランプ電流が低下しないことにより放電灯は暗くなることはなく全点灯状態が維持される。また、スイッチング周波数を低下することにより予熱用コンデンサのインピーダンスが高くなり、これにより予熱電流も低下するが、全点灯状態の高調光レベルでは、フィラメントからの電子放出が十分であるために、仮に予熱電流がかなり低下したとしても消弧することはなく、点灯状態は十分に維持される。これに対して、全点灯状態以外の調光レベルになると、スイッチング周波数の低下が解消され、元の大きさに戻るため、予熱電流が大きくなる。したがって、予熱用コンデンサを、全点灯状態以外の調光レベルで十分な予熱電流が流れ（より具体的には、調光レベルが制御範囲として設定されているレベル中の最低に設定されているときに、ランプ点灯状態が維持されるのに必要十分な予熱電流が流れ）、且つ、全点灯状態の調光レベルでは点灯維持に過剰となる予熱電流が流れることのない程度の容量まで小さくした値に設定しておけば、全点灯状態の高調光レベルの場合に無駄な予熱電流が流れなくなり、点灯回路の効率低下を防ぐことが出来る。よって、予熱用コンデンサを、全点灯状態以外の調光レベルで必要十分な予熱電流が流れる程度の大きさに設定しておけば、全点灯状態の高調光レベルの場合に無駄な予熱電流が流れなくなり、点灯回路の効率低下を防ぐことが出来る。また、調光レベルの大きさにかかわらず放電灯の点灯状態が不安定な状態にならずに維持されるため、放電灯の寿命低下はない。 As shown in FIG. 4, when the lamp is fully lit, the lighting frequency is the lowest (ffull) and the lamp current tends to increase the highest. However, in order to reduce the discharge lamp driving voltage, the lamp current is proportionally decreased. Tries to go down. As a result, by setting an appropriate lighting frequency as ffull, the lamp current hardly decreases or decreases only slightly. Since the lamp current does not decrease, the discharge lamp does not become dark and the fully lit state is maintained. In addition, the impedance of the preheating capacitor is increased by lowering the switching frequency, thereby reducing the preheating current. However, since the electron emission from the filament is sufficient at the harmonic level in all lighting states, the preheating is temporarily assumed. Even if the current drops considerably, the arc is not extinguished and the lighting state is sufficiently maintained. On the other hand, when the dimming level is other than the full lighting state, the decrease in the switching frequency is eliminated and the original size is restored, so that the preheating current increases. Therefore, when the preheating capacitor has a sufficient preheating current at a dimming level other than the full lighting state (more specifically, when the dimming level is set to the lowest of the levels set as the control range) In addition, the preheating current that is necessary and sufficient to maintain the lamp lighting state flows), and the value is reduced to such a level that the preheating current that is excessive for maintaining the lighting does not flow at the dimming level in all lighting states. If it is set to, a wasteful preheating current does not flow in the case of a harmonic light level in a fully lit state, and a reduction in the efficiency of the lighting circuit can be prevented. Therefore, if the preheating capacitor is set to a size that allows sufficient and sufficient preheating current to flow at a dimming level other than the fully lit state, useless preheating current flows at the harmonic level of the fully lit state. Therefore, the efficiency of the lighting circuit can be prevented from decreasing. Further, since the lighting state of the discharge lamp is maintained without being unstable regardless of the dimming level, the life of the discharge lamp is not reduced.

（４）全点灯時のときから所定調光レベルに低下するまでの範囲
本発明の別の実施形態では、全点灯時において、上記（３）に加えて、さらに一定の範囲で付きの制御を行う。 (4) Range from the time of full lighting to the time when it falls to a predetermined dimming level In another embodiment of the present invention, in addition to the above (3), in addition to the above (3), additional control is performed in a certain range. Do.

すなわち、調光レベルが全点灯状態のときから所定調光レベルに低下するまでの範囲において、放電灯駆動用電圧が予め設定されている範囲内で最も低い値から徐々に高くなり、且つ点灯周波数が予め設定されている範囲内で最も低い値から徐々に高くなるように制御する。 That is, the discharge lamp driving voltage gradually increases from the lowest value within the preset range and the lighting frequency in the range from the dimming level to the predetermined dimming level after the fully lit state. Is controlled so as to gradually increase from the lowest value within a preset range.

所定調光レベルは、例えば、全点灯状態に対して８０％程度とする。このように、全点灯状態からある一定の調光範囲で、点灯周波数と放電灯駆動用電圧とが徐々に高くなるように制御する。これにより、全点灯状態になったときに急に変化するのを防ぐことができる。 The predetermined dimming level is, for example, about 80% with respect to the entire lighting state. In this way, the lighting frequency and the discharge lamp driving voltage are controlled to gradually increase within a certain dimming range from the fully lit state. As a result, it is possible to prevent a sudden change when the lighting state is all on.

前記所定調光レベル未満の範囲では、放電灯駆動用電圧が最も高い値で固定し、点灯周波数は、調光レベルに応じて変化する（調光レベルが低くなるに応じて点灯周波数が高くなる）通常の調光制御が行われる。 In the range below the predetermined dimming level, the discharge lamp driving voltage is fixed at the highest value, and the lighting frequency changes according to the dimming level (the lighting frequency increases as the dimming level decreases). ) Normal dimming control is performed.

以上の（１）〜（３）又は（１）〜（４）の制御により放電灯を点灯する。そして、（３）及び（４）の制御により、予熱用コンデンサを、全点灯状態以外の調光レベルで必要十分な予熱電流が流れる程度の大きさに設定しておけば、全点灯状態の高調光レベルの場合に無駄な予熱電流が流れなくなり、点灯回路の効率低下を防ぐことが出来る。また、調光レベルの大きさにかかわらず放電灯の点灯状態が不安定な状態にならずに維持されるため、放電灯の寿命低下を防止できる。 The discharge lamp is turned on by the above control (1) to (3) or (1) to (4). If the preheating capacitor is set to such a size that a necessary and sufficient preheating current flows at a dimming level other than the full lighting state by the control of (3) and (4), the harmonics of the full lighting state are set. In the case of the light level, useless preheating current does not flow, and the efficiency of the lighting circuit can be prevented from being lowered. Further, since the lighting state of the discharge lamp is maintained without being unstable regardless of the dimming level, it is possible to prevent the life of the discharge lamp from being reduced.

図６は、テーブル１２０の一例を示している。 FIG. 6 shows an example of the table 120.

このテーブル１２０では、リモコン値と点灯周波数と放電灯駆動用電圧の関係を記憶している。リモコン値（調光レベル）が全点灯状態（１００％点灯状態）から８０％点灯状態の範囲では、リモコン値が低下するに応じて、放電灯駆動用電圧が最も低い値から徐々に高くなり、且つ点灯周波数ｆが最も低い値から徐々に高くなるように記憶する。リモコン値（調光レベル）が８０％以下の予め決めた調光範囲内では、放電灯駆動用電圧は３６０Ｖの一定値であり、点灯周波数ｆは徐々に高くなる
なお、テーブル１２０に代えて、メモリ上に、又はプログラムとしてリモコン値と点灯周波数と放電灯駆動用電圧の関係を示す数式を記憶しておき、この数式に基づいて、リモコン値に対応する点灯周波数と放電灯駆動用電圧とを求めても良い。 In this table 120, the relationship among the remote control value, the lighting frequency, and the discharge lamp driving voltage is stored. In the range of the remote control value (dimming level) from the full lighting state (100% lighting state) to 80% lighting state, the discharge lamp driving voltage gradually increases from the lowest value as the remote control value decreases, Further, the lighting frequency f is stored so as to gradually increase from the lowest value. In a predetermined dimming range where the remote control value (dimming level) is 80% or less, the discharge lamp driving voltage is a constant value of 360 V, and the lighting frequency f gradually increases. A mathematical expression indicating the relationship between the remote control value, the lighting frequency, and the discharge lamp driving voltage is stored in the memory or as a program. Based on this mathematical expression, the lighting frequency and the discharge lamp driving voltage corresponding to the remote control value are stored. You may ask.

図７は、マイコン１２０の概略制御動作を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing a schematic control operation of the microcomputer 120.

ステップＳＴ１、ＳＴ２においてモードを検知する。電源オン時であれば起動モードとなり、起動後であれば点灯モードとなる。ステップＳＴ１において起動モードが検知されると、ステップＳＴ３に進み、予熱モードへ移行する。予熱モードでは、スイッチング周波数（発振周波数）ｆをflphに設定し(図5)、一定時間フィラメントの予熱を行い、その後、周波数fをflsにして点灯させる。   A mode is detected in steps ST1 and ST2. When the power is turned on, the startup mode is set, and after the startup, the lighting mode is set. When the activation mode is detected in step ST1, the process proceeds to step ST3 and shifts to the preheating mode. In the preheating mode, the switching frequency (oscillation frequency) f is set to flph (FIG. 5), the filament is preheated for a certain period of time, and then the frequency f is set to fls.

ステップＳＴ2において点灯モードが検知されると、ステップＳＴ4でリモコン値が検出され、ステップＳＴ5でテーブル１２０が参照され、リモコン値に対応する周波数ｆと放電灯駆動用電圧Ｖが読み出される。ステップＳＴ６、７において、それぞれ、スイッチング周波数が読み出された周波数ｆに設定され、放電灯駆動用電圧Ｖが読み出された値に設定される。 When the lighting mode is detected in step ST2, the remote control value is detected in step ST4, the table 120 is referred to in step ST5, and the frequency f and the discharge lamp driving voltage V corresponding to the remote control value are read. In steps ST6 and ST7, the switching frequency is set to the read frequency f, and the discharge lamp driving voltage V is set to the read value.

１７−インバータ回路
Ｃ３−予熱用コンデンサ
１２０−テーブル 17-Inverter circuit C3-Preheating capacitor 120-Table

Claims (4)

放電灯駆動用電圧を生成する電源回路と、
前記放電灯駆動用電圧をスイッチングしてランプ供給電圧を生成し、これを放電灯に出力するインバータ回路と、
放電灯のフィラメント間に接続される予熱用コンデンサと、
調光信号が入力し、この調光信号に対応する調光レベルが設定される調光信号入力回路と、
調光レベルと放電灯駆動用電圧及びスイッチング周波数との関係を記憶する記憶部と、
前記放電灯の点灯時に、そのときに設定されている調光レベルに対応する放電灯駆動用電圧とスイッチング周波数とを前記記憶部から求め、これらの放電灯駆動用電圧とスイッチング周波数となるように、前記電源回路と前記スイッチング回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記記憶部は、調光レベルが高くなるに従ってスイッチング周波数が低くなるように、且つ、調光レベルが全点灯状態のときの放電灯駆動用電圧がそれ以外の調光レベルのときよりも低い値となるように、前記関係を記憶することを特徴とする放電灯点灯回路。 A power supply circuit for generating a discharge lamp driving voltage;
An inverter circuit that generates a lamp supply voltage by switching the discharge lamp driving voltage, and outputs the generated voltage to the discharge lamp;
A preheating capacitor connected between the filaments of the discharge lamp;
A dimming signal input circuit in which a dimming signal is input and a dimming level corresponding to the dimming signal is set;
A storage unit for storing a relationship between a dimming level, a discharge lamp driving voltage, and a switching frequency;
When the discharge lamp is turned on, the discharge lamp driving voltage and switching frequency corresponding to the dimming level set at that time are obtained from the storage unit so that these discharge lamp driving voltage and switching frequency are obtained. A control circuit for controlling the power supply circuit and the switching circuit;
With
The storage unit has a lower value so that the switching frequency becomes lower as the dimming level becomes higher, and the discharge lamp driving voltage when the dimming level is in the fully lit state is lower than the other dimming levels. The discharge lamp lighting circuit is characterized in that the relationship is stored so that 前記記憶部は、調光レベルが全点灯状態のときから所定調光レベルに低下するまでの範囲において、放電灯駆動用電圧が予め設定されている範囲内で最も低い値から徐々に高くなり、且つスイッチング周波数が予め設定されている範囲内で最も低い値から徐々に高くなるように記憶することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯回路。   The storage unit gradually increases from the lowest value within the range in which the discharge lamp driving voltage is preset in the range from when the dimming level is fully lit to when the dimming level drops to the predetermined dimming level, 2. The discharge lamp lighting circuit according to claim 1, wherein the switching frequency is stored so as to gradually increase from a lowest value within a preset range. 前記記憶部は、調光レベルが前記所定調光レベル未満において、放電灯駆動用電圧が一定値であり、且つ調光レベルが低下するに応じてスイッチング周波数が徐々に高くなるように記憶することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯回路。 The storage unit stores the discharge lamp driving voltage at a constant value when the dimming level is lower than the predetermined dimming level, and gradually increasing the switching frequency as the dimming level decreases. The discharge lamp lighting circuit according to claim 2. 前記記憶部は、テーブルとして記憶されている請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯回路。   The discharge lamp lighting circuit according to claim 1, wherein the storage unit is stored as a table.
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