JPH06283286A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
Discharge lamp lighting deviceInfo
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- JPH06283286A JPH06283286A JP5069548A JP6954893A JPH06283286A JP H06283286 A JPH06283286 A JP H06283286A JP 5069548 A JP5069548 A JP 5069548A JP 6954893 A JP6954893 A JP 6954893A JP H06283286 A JPH06283286 A JP H06283286A
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ハーフブリッジ型ない
しはフルブリッジ型のインバータ回路を備えた放電灯点
灯装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device provided with a half-bridge type or full-bridge type inverter circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、放電灯点灯装置の方式としては
種々のものがあるが、代表的なものの一つに一対のスイ
ッチング素子を交互にオン・オフさせることにより放電
灯に高周波交流電力を供給して点灯維持させるハーフブ
リッジ型インバータ回路を備えた方式がある。2. Description of the Related Art Generally, there are various types of discharge lamp lighting devices, and one of the typical ones supplies high-frequency AC power to a discharge lamp by alternately turning on and off a pair of switching elements. There is a system provided with a half-bridge type inverter circuit that keeps lighting by doing so.
【0003】ここに、アルゴンのような原子量の大きい
不活性ガスを含む放電灯を交流点灯させた場合、管壁に
縞模様が現れる現象(以下、「ストライエーション」と
いう)が生ずることが知られている。このようなストラ
イエーションの発生原因は明かでないが、特にランプ周
囲温度が低い時とか、調光点灯時などに生じやすく、ち
らつき等の不快感を与えるものとなる。Here, it is known that when a discharge lamp containing an inert gas having a large atomic weight such as argon is lit by alternating current, a phenomenon in which a striped pattern appears on the tube wall (hereinafter referred to as "striation") occurs. ing. Although the cause of such striations is not clear, it is likely to occur especially when the lamp ambient temperature is low or during dimming lighting, and causes discomfort such as flicker.
【0004】このようなストライエーションを軽減ない
しは防止する対策として、例えば、特公平2−1199
5号公報や特開昭57−118396号公報に示される
ように、交流点灯している放電灯に対してランプ電流を
直流電源で直流バイアスする直流重畳方式がある。ま
た、特開平3−156891号公報に示されるように、
例えば放電灯に並列にダイオードと抵抗等のインピーダ
ンス素子との直列回路による直流化手段を接続すること
で、交流ランプ電流を正負で非対称化するようにしたも
のもある。As measures for reducing or preventing such striations, for example, Japanese Patent Publication No. 2-1199.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-118396, there is a direct current superimposing method in which a direct current bias is applied to a lamp current for a discharge lamp that is lit by alternating current. Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-156891,
For example, there is a discharge lamp in which a direct current converting means is connected in parallel with a diode and an impedance element such as a resistor to make the alternating lamp current asymmetric between positive and negative.
【0005】これらの対策は、現実にはストライエーシ
ョンを生ずるものの、直流バイアスないしは正負非対称
化による直流電界によって縞が高速で移動するため、視
覚上はストライエーションが発生していないと同等と見
做し得るというものである。Although these measures actually cause striations, the stripes move at high speed due to the DC electric field due to the DC bias or the positive / negative asymmetry, so that it is visually equivalent to the fact that the striations do not occur. It can be done.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらのス
トライエーション対策では、直流電源や直流化手段等を
必要とし、回路構成が複雑化する。また、例えば、直流
化手段中における抵抗での電力損失が大きく、効率が低
下するとか、大きな始動電圧が印加される放電灯の両端
に並列に接続されているため、耐圧の大きなダイオード
が必要になる等、形状的にも大きくなってしまう欠点が
ある。However, these striation countermeasures require a direct current power source, a direct current converting means, etc., which complicates the circuit configuration. In addition, for example, since power loss due to resistance in the DC conversion means is large and efficiency is reduced, or since a diode is connected in parallel to both ends of a discharge lamp to which a large starting voltage is applied, a diode having a large withstand voltage is required. However, there is a drawback that the shape becomes large.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、放電灯に接続されたLC共振回路を有するとともに
交互にオン・オフ制御される少なくとも一対のスイッチ
ング素子を有するインバータ回路を備えた放電灯点灯装
置において、前記スイッチング素子間のオンデューティ
を非対称に設定制御するスイッチング比率制御手段を設
けた。According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit having an LC resonance circuit connected to a discharge lamp and having at least a pair of switching elements which are alternately turned on and off. In the electric lamp lighting device, switching ratio control means for setting and controlling the on-duty between the switching elements asymmetrically is provided.
【0008】ここに、請求項2記載の発明では、調光信
号のレベルに応じて動作周波数が可変制御されるインバ
ータ回路とした。According to the second aspect of the invention, the inverter circuit has an operating frequency variably controlled according to the level of the dimming signal.
【0009】この際、請求項3記載の発明では、調光信
号のレベルを判定するレベル判定手段を設け、一定レベ
ル以下の調光時にのみスイッチング素子間のオンデュー
ティを非対称に設定制御するスイッチング比率制御手段
とした。In this case, according to the third aspect of the present invention, level switching means for determining the level of the dimming signal is provided, and the switching ratio for asymmetrically setting and controlling the on-duty between the switching elements only when dimming below a certain level. It was used as a control means.
【0010】一方、請求項4記載の発明では、請求項1
記載の発明において、放電灯近傍の温度を検出する温度
検出手段を設け、検出された温度が所定温度以下の時に
のみスイッチング素子間のオンデューティを非対称に設
定制御するスイッチング比率制御手段とした。On the other hand, in the invention described in claim 4, claim 1
In the invention described above, the temperature detection means for detecting the temperature in the vicinity of the discharge lamp is provided, and the switching ratio control means for setting and controlling the on-duty between the switching elements asymmetrically is provided only when the detected temperature is equal to or lower than the predetermined temperature.
【0011】これらの発明において、請求項5記載の発
明では、設定制御する非対称比率を予め設定された一定
値とし、請求項6記載の発明では、設定制御する非対称
比率を可変自在とした。In these inventions, in the invention described in claim 5, the asymmetric ratio to be set and controlled is a preset constant value, and in the invention described in claim 6, the asymmetric ratio to be set and controlled is variable.
【0012】この際、請求項7記載の発明では、請求項
5又は6記載の発明において、設定制御する非対称比率
を7:3〜8:2の範囲内とした。In this case, in the invention according to claim 7, in the invention according to claim 5 or 6, the asymmetric ratio to be set and controlled is within the range of 7: 3 to 8: 2.
【0013】さらに、請求項8記載の発明では、請求項
1記載の発明において、調光信号のレベルに応じて非対
称比率を増減させるスイッチング比率制御手段とした。Further, in the invention described in claim 8, in the invention described in claim 1, the switching ratio control means for increasing / decreasing the asymmetry ratio according to the level of the dimming signal is used.
【0014】[0014]
【作用】請求項1記載の発明においては、スイッチング
比率制御手段によりインバータ回路中のスイッチング素
子間のオンデューティを非対称に設定制御するので、放
電灯に印加される電圧波形も実質的に正負非対称波形と
なり、高周波的にも正負でピーク電圧が異なるものとな
り、従来の直流バイアス方式の場合と同様にストライエ
ーションが防止される。特に、オンデューティを制御す
ればよく、直流電源や直流化手段を付加する必要がな
く、簡単にして電力損失の少ないものとしてストライエ
ーション対策を実現できる。In the first aspect of the invention, since the on-duty between the switching elements in the inverter circuit is asymmetrically set and controlled by the switching ratio control means, the voltage waveform applied to the discharge lamp is also a substantially positive / negative asymmetrical waveform. Therefore, the peak voltage is different between positive and negative in terms of high frequency, and striation is prevented as in the case of the conventional DC bias method. In particular, it is only necessary to control the on-duty, there is no need to add a DC power supply or DC conversion means, and it is possible to implement a striation countermeasure that is simple and has little power loss.
【0015】特に、請求項2記載の発明においては、調
光信号のレベルに応じて動作周波数が可変制御される調
光機能を持つインバータ回路を有するものに適用したの
で、ストライエーションの発生しやすい調光機能を持つ
ものにおいて、効果的にストライエーションを防止し得
るものとなる。Particularly, in the invention described in claim 2, since the invention is applied to the one having the inverter circuit having the dimming function in which the operating frequency is variably controlled according to the level of the dimming signal, striation is likely to occur. With a dimming function, striation can be effectively prevented.
【0016】請求項3記載の発明においては、より実際
的に、調光信号のレベルが一定レベル以下の調光時にの
みスイッチング素子間のオンデューティを非対称に設定
制御するので、ストライエーションの発生しやすい状況
下でのみ効果を発揮させ、特にストライエーションの発
生が問題とならない状況下では通常通りオンデューティ
を対称とした点灯制御とすることができる。In the third aspect of the present invention, more practically, the on-duty between the switching elements is set and controlled asymmetrically only when the dimming signal level is equal to or lower than a certain level, so striation occurs. The effect can be exerted only in an easy situation, and particularly in a situation in which the occurrence of striation is not a problem, lighting control can be performed with the on-duty symmetrical as usual.
【0017】また、請求項4記載の発明においては、放
電灯近傍の温度が所定温度以下の低温時にのみスイッチ
ング素子間のオンデューティを非対称に設定制御するの
で、ストライエーションの発生しやすい状況下でのみ効
果を発揮させ、特にストライエーションの発生が問題と
ならない状況下では通常通りオンデューティを対称とし
た点灯制御とすることができる。Further, according to the invention of claim 4, the on-duty between the switching elements is set asymmetrically only when the temperature in the vicinity of the discharge lamp is a low temperature below a predetermined temperature, so that striation is likely to occur. Only in the situation where the occurrence of striation is not a problem, the lighting control can be performed with the on-duty symmetrical as usual.
【0018】請求項5記載の発明においては、非対称比
率を予め設定された一定値としたので、比率の切換え手
段を要せず、簡単なものとなる。According to the fifth aspect of the present invention, the asymmetric ratio is set to a constant value set in advance. Therefore, the ratio switching means is not required, which is simple.
【0019】請求項6記載の発明においては、非対称比
率を可変自在としたので、調光レベルが小さくなる程比
率差を大きくするとか、低温である程比率差を大きくす
る、といったように、ストライエーションの発生しやす
いレベルに応じて木目の細かい制御を行える。In the invention according to claim 6, since the asymmetry ratio is made variable, the ratio difference is made larger as the dimming level becomes smaller, or the ratio difference becomes larger as the temperature becomes lower. Fine grain control can be performed according to the level at which ation is likely to occur.
【0020】請求項7記載の発明においては、非対称比
率の具体的数値として、7:3以上としたので、ストラ
イエーション防止効果を確保でき、かつ、8:2以下と
したので、オン幅の長いほうのスイッチング素子に流れ
る電流が進相に近づくこともなく設計しにくくなること
もない。In the invention according to claim 7, since the specific value of the asymmetry ratio is set to 7: 3 or more, the striation prevention effect can be secured, and since it is set to 8: 2 or less, the ON width is long. The current flowing through the other switching element does not approach the phase advance and the design is not difficult.
【0021】さらに、請求項8記載の発明においては、
調光信号のレベルに応じて非対称比率を増減させるの
で、ストライエーションを防止しつつ調光制御すること
が可能となる。Further, in the invention of claim 8,
Since the asymmetry ratio is increased or decreased according to the level of the dimming signal, it is possible to control dimming while preventing striation.
【0022】[0022]
【実施例】本発明の第一の実施例を図1及び図2に基づ
いて説明する。まず、基本構成として直流電源1には一
対のスイッチング素子(図示例は、FET=電界効果型
トランジスタ)Q1 ,Q2 を直列接続し、さらに、一方
のスイッチング素子Q2 の両端にはチョークL0 とコン
デンサC1 とによるLC直列共振回路(LC共振回路)
2と前記コンデンサC1 に並列に放電灯3が接続されて
いる。スイッチング素子Q1 ,Q2 の接続中点と前記L
C直列共振回路2との間には直流カットコンデンサC0
が接続されている。ここに、前記スイッチング素子Q
1 ,Q2 及びLC直列共振回路2により周知のハーフブ
リッジ型のインバータ回路4が構成されており、前記ス
イッチング素子Q1 ,Q2 の交互のオン・オフ発振動作
に伴う高周波交流電力を放電灯3に投入することにより
点灯維持させるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, as a basic configuration, a pair of switching elements (FET = field effect transistor) Q 1 and Q 2 are connected in series to the DC power source 1, and a choke L is provided at both ends of one switching element Q 2. LC series resonance circuit with 0 and capacitor C 1 (LC resonance circuit)
A discharge lamp 3 is connected in parallel with 2 and the capacitor C 1 . The connection point of the switching elements Q 1 and Q 2 and the L
Between the C series resonance circuit 2 and the DC cut capacitor C 0
Are connected. Here, the switching element Q
A well-known half-bridge type inverter circuit 4 is composed of 1 , Q 2 and LC series resonance circuit 2, and discharges high-frequency AC power accompanying the alternating on / off oscillation operation of the switching elements Q 1 , Q 2. By putting it in No. 3, lighting is maintained.
【0023】ここに、前記スイッチング素子Q1 ,Q2
は駆動制御回路5による制御の下に、所定の動作周波数
にて高速で交互にオン・オフ制御されるものであるが、
本実施例では、この駆動制御回路5がスイッチング比率
制御手段としても機能するように構成され、一対のスイ
ッチング素子Q1 ,Q2 間のオンデューティが非対称と
なるように設定されている。即ち、通常のインバータ回
路であれば、一対のスイッチング素子はオンデューティ
が5:5で対称となるように設定されているが、本実施
例では、例えば図2(a)(b)に示すように、スイッ
チング素子Q1側のオン幅がスイッチング素子Q2 側の
オン幅よりも長くなるように非対称に設定されている。Here, the switching elements Q 1 and Q 2 are
Under the control of the drive control circuit 5, is ON / OFF controlled at a high speed at a predetermined operating frequency.
In this embodiment, the drive control circuit 5 is configured to also function as a switching ratio control means, and the on-duty between the pair of switching elements Q 1 and Q 2 is set to be asymmetric. That is, in the case of a normal inverter circuit, the pair of switching elements are set so that the on-duty is 5: 5 and symmetrical, but in the present embodiment, for example, as shown in FIGS. In addition, the ON width on the switching element Q 1 side is set asymmetrically so as to be longer than the ON width on the switching element Q 2 side.
【0024】このような構成により、各々のスイッチン
グ素子Q1 ,Q2 には同図(c)(d)に示すような電
流IQ1,IQ2がオンデューティに従い流れる。この結
果、放電灯3の両端間に印加されるランプ電圧VL は、
直流成分がカットコンデンサC1 によりカットされるた
め、同図(e)に示すように正負非対称な波形となる。
よって、ランプ電流IL もこれに対応して同図(f)に
示すように正負非対称な波形となる。つまり、高周波的
に見ても、正負でピーク値が異なってくるので、従来の
直流バイアス方式と同様に、縞が高速で移動するものと
なり、視覚上、ストライエーションを防止し得るものと
なる。With such a configuration, the currents I Q1 and I Q2 as shown in (c) and (d) of the drawing flow through the switching elements Q 1 and Q 2 in accordance with the on-duty. As a result, the lamp voltage V L applied across the discharge lamp 3 is
Since the DC component is cut by the cut capacitor C 1 , a positive / negative asymmetric waveform is obtained as shown in FIG.
Therefore, the lamp current I L also has a positive / negative asymmetric waveform corresponding to this, as shown in FIG. In other words, even when viewed from a high frequency, the peak values are different depending on whether it is positive or negative, so that the stripes move at high speed as in the conventional DC bias method, and striation can be visually prevented.
【0025】本実施例によれば、ストライエーション防
止として、スイッチング素子Q1 ,Q2 のオンデューテ
ィを非対称に設定すればよいので、従来のように、直流
電源や直流化手段を設ける必要がなく、簡単に構成し得
るとともに、電力損失を伴わないものとなる。According to this embodiment, since the on-duty of the switching elements Q 1 and Q 2 may be set asymmetrically to prevent striation, it is not necessary to provide a DC power supply or a DC conversion means as in the conventional case. In addition, it can be easily configured and does not involve power loss.
【0026】ところで、非対称比率(オン幅の比率)の
程度であるが、本発明者による実験によれば、7:3〜
8:2の範囲内とするのが適正であることが判明したも
のである。即ち、非対称比率が7:3以下の場合にはス
トライエーションに対する効果が殆ど認められないから
である。また、非対称比率が8:2以上の場合には、図
2中に示す電流波形からも分かるように、オン幅の長い
ほうのスイッチング素子Q1 に流れる電流IQ1が進相に
近づくので設計しにくくなってしまうからである。By the way, according to an experiment conducted by the present inventor, the degree of asymmetry (on-width ratio) is 7: 3 to.
It was proved to be appropriate to set the ratio within the range of 8: 2. That is, when the asymmetry ratio is 7: 3 or less, the effect on striation is hardly recognized. Further, when the asymmetry ratio is 8: 2 or more, as can be seen from the current waveform shown in FIG. 2, the current I Q1 flowing in the switching element Q 1 having a longer ON width approaches a phase advance, so designing is performed. Because it becomes difficult.
【0027】なお、本実施例は図1に示したような構成
に限らず、例えば、図3(a)に示すようにLC直列共
振回路6をLC共振回路として持つ回路構成のものや、
同図(b)に示すように2つの直流カットコンデンサC
11,C12を持つ回路構成のものにも同様に適用できる
(以下の実施例の場合も同様)。さらに、スイッチング
素子Q1 ,Q2 部分に関しても、FETを用いたものに
限らず、例えば、図4に示すように、ダイオードD1 ,
D2 を並列接続させたトランジスタに代表されるような
スイッチング素子Q3 ,Q4 によるものでもよい(この
点に関しても、以下の実施例の場合も同様である)。The present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 1, but may be, for example, a circuit configuration having the LC series resonance circuit 6 as the LC resonance circuit as shown in FIG.
As shown in FIG. 2B, two DC cut capacitors C
The same can be applied to a circuit configuration having 11 and C 12 (the same applies to the following embodiments). Furthermore, with regard the switching elements Q 1, Q 2 parts, not limited to using the FET, for example, as shown in FIG. 4, the diode D 1,
Alternatively, switching elements Q 3 and Q 4 represented by a transistor in which D 2 is connected in parallel may be used (this point also applies to the following embodiments).
【0028】ちなみに、特公平3−78759号公報に
よれば、ハーフブリッジ接続された一対のスイッチング
素子のオン幅を非対称にすることにより調光を行わせる
ことが記載されているが、ストライエーション防止につ
いては何ら言及されていないものである。よって、特に
前述したようなストライエーション防止に効果的な非対
称比率の範囲とは関係のない非対称比率とされており、
例えば非対称比率が極端に小さい領域では調光制御は行
えてもストライエーションは防止できないものである。By the way, Japanese Patent Publication No. 3-78759 discloses that dimming is performed by making the ON widths of a pair of half-bridge connected switching elements asymmetrical, but striation prevention is described. Is not mentioned at all. Therefore, in particular, the asymmetric ratio is not related to the range of the asymmetric ratio effective for preventing striation as described above,
For example, in the region where the asymmetry ratio is extremely small, striation cannot be prevented even though dimming control can be performed.
【0029】つづいて、本発明の第二の実施例を図5及
び図6により説明する。前記実施例で示した部分と同一
部分は同一符号を用いて示す(以下の実施例でも同様と
する)。本実施例は、調光機能を持たせた点灯装置に適
用したもので、調光信号のレベルに応じてインバータ回
路4中のスイッチング素子Q1 ,Q2 のオン・オフの動
作周波数を可変制御する駆動制御回路7を、スイッチン
グ比率制御手段と兼用させたものである。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those shown in the above-mentioned embodiments are designated by the same reference numerals (the same applies to the following embodiments). This embodiment is applied to a lighting device having a dimming function, and variably controls the on / off operating frequency of the switching elements Q 1 and Q 2 in the inverter circuit 4 according to the level of the dimming signal. The drive control circuit 7 is also used as the switching ratio control means.
【0030】このような構成において、全光(調光レベ
ル100%)時には、図6(a)に示すように前記実施
例の場合と同様にオンデューティが非対称に設定された
ドライブ信号によりスイッチング素子Q1 ,Q2 が交互
にオン・オフ制御されて点灯動作を行う。これにより、
ストライエーションの防止された全光点灯がなされる。In such a structure, at the time of all light (dimming level 100%), as shown in FIG. 6 (a), the switching element is switched by the drive signal whose on-duty is asymmetrical as in the case of the above embodiment. Q 1, Q 2 performs on-off control has been turned alternately operated. This allows
All-light lighting with striation prevented is performed.
【0031】しかして、調光時には駆動制御回路7によ
ってインバータ回路4のスイッチング素子Q1 ,Q2 の
オン・オフに関する動作周波数が全光時よりも高周波化
される。調光レベルが深い(小さい)程、より高周波化
される。この際にも、これらのスイッチング素子Q1 ,
Q2 のオンデューティは図6(b)に示すように非対称
のままとされ、ストライエーションの防止された調光点
灯となる。However, during dimming, the drive control circuit 7 raises the operating frequency of the switching elements Q 1 and Q 2 of the inverter circuit 4 to a higher frequency than during full light. The deeper (smaller) the dimming level is, the higher the frequency becomes. Also at this time, these switching elements Q 1 ,
The on-duty of Q 2 remains asymmetric as shown in FIG. 6B, and the dimming lighting is performed with the striation prevented.
【0032】ちなみに、前述した特公平3−78759
号公報による場合、一対のスイッチング素子のオン幅を
非対称として調光する旨の記載がなされているが、イン
バータ回路の動作周波数一定条件下に行っているもので
あり、調光信号のレベルに応じて動作周波数を可変制御
する条件下で常にオンデューティを非対称としてストラ
イエーションを防止する点に関しては何ら言及されてい
ないものである。Incidentally, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 3-78759.
According to the gazette, it is stated that the ON width of a pair of switching elements is asymmetrical for dimming, but it is performed under the condition that the operating frequency of the inverter circuit is constant, and the dimming signal is adjusted according to the level. There is no mention of preventing striation by always making the on-duty asymmetric under the condition that the operating frequency is variably controlled.
【0033】ついで、本発明の第三の実施例を図7及び
図8により説明する。本実施例では、調光信号のレベル
に応じてスイッチング素子Q1 ,Q2 のオン・オフの動
作周波数を可変制御する本来の周波数制御回路8とは別
個に、スイッチング比率制御手段となるオンデューティ
切換え回路9を設け、調光信号のレベルを検出するレベ
ル判定手段10の判定出力によりこのオンデューティ切
換え回路9を選択的に動作させるようにしたものであ
る。このオンデューティ切換え回路9は、通常は、スイ
ッチング素子Q1 ,Q2 をオンデューティが5:5の対
称比率で駆動させるように設定されているが、調光信号
のレベルが一定レベル以下の時にはオンデューティを非
対称比率としてスイッチング素子Q1 ,Q2 を駆動させ
るものである。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an on-duty serving as a switching ratio control means is provided separately from the original frequency control circuit 8 which variably controls the on / off operating frequencies of the switching elements Q 1 and Q 2 according to the level of the dimming signal. The switching circuit 9 is provided, and the on-duty switching circuit 9 is selectively operated by the judgment output of the level judgment means 10 for detecting the level of the dimming signal. The on-duty switching circuit 9 is normally set to drive the switching elements Q 1 and Q 2 at a symmetrical ratio of on-duty of 5: 5, but when the dimming signal level is below a certain level. The switching elements Q 1 and Q 2 are driven with an on-duty as an asymmetric ratio.
【0034】よって、本実施例の場合、全光点灯時ない
しは一定レベル以上の調光点灯時には、図8(a)に示
すようにスイッチング素子Q1 ,Q2 はオンデューテイ
が5:5の対称なる状態で、周波数制御回路8により決
定された動作周波数にて駆動制御される。しかして、調
光レベルが一定レベル以下となる深調光点灯時には、レ
ベル判定手段10からの判定出力によりオンデューティ
切換え回路9が動作切換えされ、スイッチング素子Q
1 ,Q2 のオンデューティが図8(b)に示すように非
対称比率とされる。同時に、周波数制御回路8によりそ
の調光レベルに見合った動作周波数に高周波化される。
これにより、ストライエーションの防止された調光点灯
が可能となる。ストライエーイョンは調光時、特に、あ
る一定レベル以下の深調光時にストライエーションが発
生しやすいので、本実施例のように、ストライエーショ
ンの発生しやすい状況下でのみスイッチング素子Q1 ,
Q2を非対称駆動させることは効果的となる。Therefore, in the case of the present embodiment, when all lights are lit or dimming lights of a certain level or more are lit, the switching elements Q 1 and Q 2 are symmetrical with on-duty of 5: 5, as shown in FIG. 8A. In this state, drive control is performed at the operating frequency determined by the frequency control circuit 8. Then, during deep dimming lighting in which the dimming level is below a certain level, the operation of the on-duty switching circuit 9 is switched by the judgment output from the level judging means 10, and the switching element Q
The on-duty of 1 and Q 2 has an asymmetric ratio as shown in FIG. At the same time, the frequency control circuit 8 raises the frequency to an operating frequency suitable for the dimming level.
This enables dimming lighting in which striation is prevented. Since striations are apt to cause striations during dimming, particularly during deep dimming below a certain level, the switching element Q 1 , only when the striations are likely to occur, as in the present embodiment.
It is effective to drive Q 2 asymmetrically.
【0035】さらに、本発明の第四の実施例を図9及び
図10により説明する。本実施例は、放電灯3の近傍温
度が低い時にストライエーションが発生しやすい点を考
慮し、放電灯3近傍に配設された温度センサ11からの
温度情報を取込みその温度を検出する温度検出手段12
を設け、図10に示すように所定温度Tc以下の低温時
のみ、この温度検出手段12からの検出信号によりオン
デューティ切換え回路9を切換え、スイッチング素子Q
1 ,Q2 のオンデューティが非対称比率となるようにし
たものである。これにより、低温時のストライエーショ
ンの発生が防止される。Further, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In the present embodiment, in consideration of the fact that striation is likely to occur when the temperature in the vicinity of the discharge lamp 3 is low, temperature detection is performed by taking in temperature information from the temperature sensor 11 arranged in the vicinity of the discharge lamp 3 and detecting the temperature. Means 12
10, the on-duty switching circuit 9 is switched by the detection signal from the temperature detecting means 12 only when the temperature is lower than the predetermined temperature Tc as shown in FIG.
The on-duty ratios of 1 and Q 2 are set to have an asymmetric ratio. This prevents striations from occurring at low temperatures.
【0036】なお、本実施例では周波数制御回路8が設
けられており、調光信号に応じて動作周波数が可変制御
される構成のものに適用したが、調光機能を持たないも
のにも同様に適用できる。In the present embodiment, the frequency control circuit 8 is provided, and the present invention is applied to a structure in which the operating frequency is variably controlled according to a dimming signal, but the same applies to a device without a dimming function. Applicable to
【0037】さらに、本発明の第五の実施例を図11に
より説明する。前述した実施例では、スイッチング素子
Q1 ,Q2 のオンデューティの非対称比率が常に一定と
されているが、本実施例では、例えば図11(a)に示
すように、ある一定の調光レベルまではその調光レベル
に応じて非対称比率も連続的に可変させるようにしたも
のである。即ち、調光レベルが深くなる程、非対称比率
が大きくなるように設定されており、ストライエーショ
ンの発生しやすさに対応しているため、効果的なストラ
イエーション防止がなされる。図11(b)は図9のよ
うに近傍温度により制御する場合であり、所定温度Tc
以下の低温領域において、低温になる程、非対称比率も
連続的に大きくなるように可変させるものである。Further, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described embodiment, the on-duty asymmetry ratio of the switching elements Q 1 and Q 2 is always constant, but in the present embodiment, as shown in FIG. Up to, the asymmetry ratio is continuously variable according to the dimming level. That is, as the dimming level becomes deeper, the asymmetry ratio is set to be larger, which corresponds to the easiness of striation, so that effective striation prevention is performed. FIG. 11B shows a case where the temperature is controlled by the neighborhood temperature as shown in FIG.
In the following low temperature range, the asymmetry ratio is continuously variable as the temperature becomes lower.
【0038】ところで、調光信号のレベルと放電灯3の
近傍温度との双方の情報に基づき、スイッチング素子Q
1 ,Q2 のオンデューティの非対称性を制御する場合、
条件の厳しいほうに従って制御される。例えば、ある温
度、ある調光レベルにおいて、温度により決まるオンデ
ューティの比率が55:45で、調光レベルにより決ま
るオンデューティの比率が60:40のケースであれ
ば、条件のより厳しい60:40なる非対称比率として
制御される。これにより、ストライエーションの発生が
確実に防止される。By the way, based on both the information of the level of the dimming signal and the temperature near the discharge lamp 3, the switching element Q
When controlling the on-duty asymmetry of 1 and Q 2 ,
Controlled according to the more demanding conditions. For example, if the on-duty ratio determined by the temperature is 55:45 and the on-duty ratio determined by the dimming level is 60:40 at a certain temperature and a certain dimming level, the conditions are more severe. Is controlled as an asymmetric ratio. This surely prevents the occurrence of striations.
【0039】また、本発明の第六の実施例を図12及び
図13により説明する。本実施例は、例えば、図1に示
したような構成において、駆動制御回路5に調光信号を
入力させるものとし、その調光信号のレベルに応じてス
イッチング素子Q1 ,Q2 のオンデューティの非対称比
率を増減させて調光を行わせるようにしたものである。
ここに、図12(a)に示すように全光時において既に
スイッチング素子Q1,Q2 のオンデューティは非対称
に設定されており、調光時には同図(b)に示すように
その非対称比率を大きくするように可変させるものであ
る。即ち、全光時から既にスイッチング素子Q1 ,Q2
のオンデューティが非対称に設定されているものであ
り、この非対称の比率を調光レベルが下がる程大きくす
ることで、図13に示すようにランプ電圧VL の正負の
非対称性が大きくなって、平均的な電力が少なくなるた
め、調光点灯が可能となる。これにより、動作周波数を
可変させることなく、全光時からストライエーションを
防止しつつ、任意レベルの調光を簡単に実現できる。A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. In the present embodiment, for example, in the configuration shown in FIG. 1, the dimming signal is input to the drive control circuit 5, and the on-duty of the switching elements Q 1 and Q 2 is changed according to the level of the dimming signal. The asymmetry ratio of is increased or decreased to perform dimming.
Here, as shown in FIG. 12A, the on-duty of the switching elements Q 1 and Q 2 has already been set asymmetrical at the time of full light, and at the time of dimming, as shown in FIG. Is to be changed so as to increase. That is, the switching elements Q 1 and Q 2 have already been activated from the time of full light.
The on-duty of the lamp voltage is set to be asymmetrical. By increasing the asymmetrical ratio as the dimming level decreases, the positive / negative asymmetry of the lamp voltage V L becomes large as shown in FIG. Since the average power is reduced, dimming lighting is possible. As a result, it is possible to easily realize dimming at an arbitrary level while preventing striation from the full light without changing the operating frequency.
【0040】ちなみに、前述した特公平3−78759
号公報による場合、一対のスイッチング素子のオン幅を
非対称として調光する旨が記載されているが、全光時に
は一対のスイッチング素子のオン幅が対称であり、スト
ライエーション対策が考慮されていないものである。Incidentally, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 3-78759.
According to the publication, it is stated that dimming is performed with the ON widths of the pair of switching elements being asymmetrical, but the ON widths of the pair of switching elements are symmetric at full light, and striation measures are not considered. Is.
【0041】なお、前述した各実施例では交互にオン・
オフ制御される一対のスイッチング素子Q1 ,Q2 によ
るハーフブリッジ型のインバータ回路4の例で説明した
が、これに限らず、例えば図14に示すように、4つの
スイッチング素子Q5 〜Q8を用いたフルブリッジ型の
インバータ13によるものにも同様に適用できる。即
ち、対をなすスイッチング素子Q5 ,Q6 間、スイッチ
ング素子Q7 ,Q8 間のオンデューティを各々非対称に
してもよい。なお、ここでは、フルブリッジの中点間に
コンデンサC3 とトランス14とが接続され、トランス
14の2次側にLC直列共振回路2を介して放電灯3が
接続されている。In each of the above-described embodiments, the on /
The example of the half-bridge type inverter circuit 4 including the pair of switching elements Q 1 and Q 2 controlled to be turned off has been described, but the invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 14, four switching elements Q 5 to Q 8 are used. The present invention can be similarly applied to a full bridge type inverter 13 using That is, between the switching elements Q 5, Q 6 of the pair, each may be asymmetrical on-duty between the switching elements Q 7, Q 8. Here, the capacitor C 3 and the transformer 14 are connected between the middle points of the full bridge, and the discharge lamp 3 is connected to the secondary side of the transformer 14 via the LC series resonance circuit 2.
【0042】[0042]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、スイッチ
ング比率制御手段によりインバータ回路中のスイッチン
グ素子間のオンデューティを非対称に設定制御するよう
にしたので、放電灯に印加される電圧波形も実質的に正
負非対称波形となり、高周波的にも正負でピーク電圧が
異なるため、従来の直流バイアス方式の場合と同様にス
トライエーションを防止でき、特に、オンデューティを
制御すればよく、直流電源や直流化手段を付加する必要
がなく、簡単にして電力損失の少ないものとしてストラ
イエーション対策を実現できる。According to the first aspect of the present invention, since the on-duty between the switching elements in the inverter circuit is asymmetrically set and controlled by the switching ratio control means, the voltage waveform applied to the discharge lamp is also controlled. Since it has a substantially positive / negative asymmetrical waveform and the peak voltage differs depending on whether it is positive or negative even at high frequencies, it is possible to prevent striation as in the case of the conventional DC bias method. A striation countermeasure can be realized as a simple one with less power loss, without the need for adding a charging means.
【0043】特に、請求項2記載の発明によれば、調光
信号のレベルに応じて動作周波数が可変制御される調光
機能を持つインバータ回路を有するものに適用したの
で、ストライエーションの発生しやすい調光機能を持つ
ものにおいて、効果的にストライエーションを防止でき
る。In particular, according to the second aspect of the invention, since the invention is applied to the one having the inverter circuit having the dimming function in which the operating frequency is variably controlled according to the level of the dimming signal, striation occurs. With an easy dimming function, striation can be effectively prevented.
【0044】請求項3記載の発明によれば、より実際的
に、調光信号のレベルが一定レベル以下の調光時にのみ
スイッチング素子間のオンデューティを非対称に設定制
御するようにしたので、ストライエーションの発生しや
すい状況下でのみ効果を発揮させ、特にストライエーシ
ョンの発生が問題とならない状況下では通常通りオンデ
ューティを対称とした点灯制御とすることができる。According to the third aspect of the invention, more practically, the on-duty between the switching elements is asymmetrically set and controlled only when the dimming signal level is below a certain level. The effect can be exerted only under the situation where the occurrence of the striation is likely to occur, and particularly under the situation where the occurrence of the striation is not a problem, the lighting control can be performed with the on-duty symmetrical as usual.
【0045】また、請求項4記載の発明によれば、放電
灯近傍の温度が所定温度以下の低温時にのみスイッチン
グ素子間のオンデューティを非対称に設定制御するの
で、ストライエーションの発生しやすい状況下でのみ効
果を発揮させ、特にストライエーションの発生が問題と
ならない状況下では通常通りオンデューティを対称とし
た点灯制御とすることができる。Further, according to the invention described in claim 4, since the on-duty between the switching elements is set asymmetrically only when the temperature in the vicinity of the discharge lamp is a low temperature below a predetermined temperature, striation is likely to occur. In the situation where the occurrence of striation does not pose a problem, the lighting control can be performed with the on-duty symmetrical as usual.
【0046】請求項5記載の発明によれば、非対称比率
を予め設定された一定値としたので、比率の切換え手段
を要せず、簡単なものとなる。According to the fifth aspect of the present invention, the asymmetric ratio is set to a preset constant value, so that the ratio switching means is not required and the structure becomes simple.
【0047】請求項6記載の発明によれば、非対称比率
を可変自在としたので、調光レベルが小さくなる程比率
差を大きくするとか、低温である程比率差を大きくす
る、といったように、ストライエーションの発生しやす
いレベルに応じて木目の細かい制御を行うことができ
る。According to the sixth aspect of the invention, since the asymmetric ratio is variable, the smaller the dimming level is, the larger the ratio difference is, or the lower the temperature is, the larger the ratio difference is. Fine grain control can be performed according to the level at which striation is likely to occur.
【0048】請求項7記載の発明によれば、非対称比率
の具体的数値として、7:3以上としたので、ストライ
エーション防止効果を確保でき、かつ、8:2以下とし
たので、オン幅の長いほうのスイッチング素子に流れる
電流が進相に近づくことで設計しにくくなるといった不
都合も生じないものである。According to the invention described in claim 7, since the specific value of the asymmetry ratio is set to 7: 3 or more, the striation prevention effect can be secured, and the ratio is set to 8: 2 or less. There is no inconvenience that it becomes difficult to design because the current flowing through the longer switching element approaches the phase advance.
【0049】さらに、請求項8記載の発明によれば、調
光信号のレベルに応じて非対称比率を増減させるように
したので、全光時からストライエーションを防止しつつ
調光制御することが可能となる。Further, according to the invention described in claim 8, since the asymmetry ratio is increased or decreased according to the level of the dimming signal, it is possible to control the dimming while preventing the striation from the full light. Becomes
【図1】本発明の第一の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】その動作を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation.
【図3】基本構成の変形例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a modified example of the basic configuration.
【図4】スイッチング素子部分の変形例を示す構成図で
ある。FIG. 4 is a configuration diagram showing a modified example of a switching element portion.
【図5】本発明の第二の実施例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図6】その動作を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation.
【図7】本発明の第三の実施例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図8】その動作を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing the operation.
【図9】本発明の第四の実施例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図10】その制御特性を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the control characteristic.
【図11】本発明の第五の実施例の制御特性を示す特性
図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a control characteristic of the fifth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第六の実施例を示す波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
【図13】(a)は深調光時のランプ電圧波形図、
(b)はその一部を拡大して示す波形図である。FIG. 13 (a) is a lamp voltage waveform diagram during deep dimming,
(B) is a waveform diagram showing a part of it in an enlarged manner.
【図14】フルブリッジ型構成の変形例を示す回路図で
ある。FIG. 14 is a circuit diagram showing a modification of the full-bridge type configuration.
2 LC共振回路 3 放電灯 4 インバータ回路 5 スイッチング比率制御手段 6 LC共振回路 7 スイッチング比率制御手段 9 スイッチング比率制御手段 10 レベル判定手段 12 温度検出手段 Q1 〜Q8 スイッチング素子 13 インバータ回路2 LC resonance circuit 3 discharge lamp 4 inverter circuit 5 switching ratio control means 6 LC resonance circuit 7 switching ratio control means 9 switching ratio control means 10 level determination unit 12 temperature detecting means Q 1 to Q 8 switching elements 13 inverter circuit
Claims (8)
るとともに交互にオン・オフ制御される少なくとも一対
のスイッチング素子を有するインバータ回路を備えた放
電灯点灯装置において、前記スイッチング素子間のオン
デューティを非対称に設定制御するスイッチング比率制
御手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。1. A discharge lamp lighting device comprising an inverter circuit having an LC resonance circuit connected to a discharge lamp and having at least a pair of switching elements which are alternately on / off controlled, wherein an on-duty between the switching elements. The discharge lamp lighting device is provided with a switching ratio control means for setting and controlling asymmetrically.
可変制御されるインバータ回路としたことを特徴とする
請求項1記載の放電灯点灯装置。2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the inverter circuit is an inverter circuit whose operating frequency is variably controlled according to the level of a dimming signal.
手段を設け、一定レベル以下の調光時にのみスイッチン
グ素子間のオンデューティを非対称に設定制御するスイ
ッチング比率制御手段としたことを特徴とする請求項2
記載の放電灯点灯装置。3. A switching ratio control means for providing a level determination means for determining the level of the dimming signal and asymmetrically setting and controlling the on-duty between the switching elements only when dimming below a certain level. Claim 2
The discharge lamp lighting device described.
段を設け、検出された温度が所定温度以下の時にのみス
イッチング素子間のオンデューティを非対称に設定制御
するスイッチング比率制御手段としたことを特徴とする
請求項1記載の放電灯点灯装置。4. A switching ratio control means for providing a temperature detection means for detecting the temperature in the vicinity of the discharge lamp and for controlling the on-duty between switching elements asymmetrically only when the detected temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. The discharge lamp lighting device according to claim 1.
た一定値としたことを特徴とする請求項1,2,3又は
4記載の放電灯点灯装置。5. The discharge lamp lighting device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the asymmetric ratio to be set and controlled is a preset constant value.
たことを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の放電
灯点灯装置。6. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the asymmetric ratio to be set and controlled is variable.
2の範囲内としたことを特徴とする請求項5又は6記載
の放電灯点灯装置。7. The asymmetric ratio for setting and control is 7: 3 to 8:
The discharge lamp lighting device according to claim 5 or 6, wherein the discharge lamp lighting device is within the range of 2.
増減させるスイッチング比率制御手段としたことを特徴
とする請求項1記載の放電灯点灯装置。8. The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising switching ratio control means for increasing / decreasing the asymmetry ratio according to the level of the dimming signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5069548A JPH06283286A (en) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | Discharge lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5069548A JPH06283286A (en) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | Discharge lamp lighting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06283286A true JPH06283286A (en) | 1994-10-07 |
Family
ID=13405891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5069548A Pending JPH06283286A (en) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | Discharge lamp lighting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06283286A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002503876A (en) * | 1998-02-13 | 2002-02-05 | ルトロン・エレクトロニクス・カンパニー・インコーポレイテッド | Electronically dimmed ballast |
JP2007035610A (en) * | 2005-03-24 | 2007-02-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Discharge lamp lighting device and lighting device |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP5069548A patent/JPH06283286A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002503876A (en) * | 1998-02-13 | 2002-02-05 | ルトロン・エレクトロニクス・カンパニー・インコーポレイテッド | Electronically dimmed ballast |
JP2007035610A (en) * | 2005-03-24 | 2007-02-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Discharge lamp lighting device and lighting device |
US7345434B2 (en) | 2005-03-24 | 2008-03-18 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Discharge lamp lighting apparatus and luminaire |
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