JPH1126180A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH1126180A
JPH1126180A JP9172625A JP17262597A JPH1126180A JP H1126180 A JPH1126180 A JP H1126180A JP 9172625 A JP9172625 A JP 9172625A JP 17262597 A JP17262597 A JP 17262597A JP H1126180 A JPH1126180 A JP H1126180A
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JP
Japan
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circuit
chopper
discharge lamp
lighting device
duty
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JP9172625A
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English (en)
Inventor
Koji Saeki
浩司 佐伯
Hiroshi Seike
宏 清家
Shinji Tomomatsu
真次 友松
Koji Fujimoto
幸司 藤本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】使用素子数が少なく、制御も簡単でありなが
ら、高入力力率、低入力電流歪率を達成でき、且つ、予
熱、始動などの軽負荷時にチョッパ回路の出力電圧が必
要以上に上昇するのを防止できる放電灯点灯装置を提供
する。 【解決手段】インバータ回路1と整流回路2との間には
チョッパ回路3が設けてある。制御回路8は、チョッパ
回路3のスイッチング素子Q1 を駆動するチョッパ駆動
信号OUTCと、インバータ回路1の主スイッチング素
子Q2 ,Q3 を制御するためのインバータ駆動信号OU
TIとを同一の発振周波数にて連動制御する。また、制
御回路8は、発振周波数が高いほどチョッパ駆動信号O
UTCのオンデューティを小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョッパ回路の出
力をインバータ回路にて高周波に変換して放電灯を点灯
させる放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図16にこの種の従来の放電灯点灯装置
の回路図を示す。この放電灯点灯装置は、直流電圧を高
周波電圧に変換するインバータ回路1の出力を放電灯L
aに印加して放電灯Laを高周波点灯するものである。
上記直流電圧は、交流電源ACをダイオードブリッジか
らなる整流回路2で整流し、この整流回路2の出力を昇
圧型のチョッパ回路3で昇圧して得ている。
【0003】チョッパ回路3は、チョークコイルL
1 と、チョークコイルL1 に直列に接続されるチョッパ
用のスイッチング素子Q1 と、スイッチング素子Q1
オンオフを制御する制御回路4と、チョークコイルL1
に蓄積されたエネルギを放出するための経路を形成する
ダイオードD1 と、平滑コンデンサC3 とで構成されて
いる。チョッパ回路3は、制御回路4によってスイッチ
ング素子Q1 を高周波でスイッチングして整流回路2の
出力をチョッピングし、スイッチング素子Q1 のオンの
ときにチョークコイルL1 に蓄積されたエネルギをスイ
ッチング素子Q1 のオフのときにダイオードD1 を介し
て放出するとともに、ダイオードD1 を介して出力され
るチョッピング電圧を平滑コンデンサC3 で平滑するも
のである。なお、制御回路4には主としてアクティブフ
ィルタ制御用ICが用いられる。
【0004】この放電灯点灯装置では、インバータ回路
1として他励式のハーフブリッジ構成のものを用いてお
り、チョッパ回路3の平滑コンデンサC3 に並列接続さ
れる主スイッチング素子Q2 ,Q3 の直列回路と、主ス
イッチング素子Q2 ,Q3 を駆動するための駆動回路5
と、主スイッチング素子Q2 ,Q3 を交互にオンオフ制
御するための制御回路6とで構成してある。なお、主ス
イッチング素子Q2 ,Q3 には、それぞれ還流用のダイ
オードD2 ,D3 が逆並列に接続されている。
【0005】このインバータ回路1を構成するスイッチ
ング素子Q3 の両端には、コンデンサC1 を介してチョ
ークコイルL2 とコンデンサC2 からなる共振回路7が
接続してあり、この共振回路7をインバータ回路1で励
振することによりコンデンサC2 の両端に接続された放
電灯Laを始動点灯するようにしてある。コンデンサC
1 は直流カット用のコンデンサであるとともに、主スイ
ッチング素子Q2 のオン時に充電された電荷が主スイッ
チング素子Q3 のオン時の電源として用いられるもので
ある。
【0006】制御回路6からはパルス信号よりなるイン
バータ駆動信号が駆動回路5に与えられ、駆動回路5で
はインバータ駆動信号に基づいて主スイッチング素子Q
2 ,Q3 を交互にオンオフさせてインバータ回路1を発
振動作させるようになっている。制御回路6によって主
スイッチング素子Q2 ,Q3 を交互にオンオフ制御する
ことによりインバータ回路1を発振動作させると、共振
回路7によって放電灯Laの両端に高電圧が印加され、
放電灯Laが点灯する。以後、制御回路6によって主ス
イッチング素子Q2 ,Q3 のオンオフ制御を所定の周期
で行うことにより放電灯Laの点灯を維持する。
【0007】以上説明した放電灯点灯装置は、交流電源
ACとインバータ回路1との間にチョッパ回路3を設け
たことにより、交流電源AC側から流れる入力電流の休
止期間がなくなるので、入力力率が略1となり、また、
入力電流の歪率が小さくなり、入力高調波成分を抑制す
ることができる。しかし、上記構成では、チョッパ回路
3及びインバータ回路1にそれぞれ別々の制御回路4,
6が必要であり、制御回路の複雑化及び部品点数の増加
に伴ってコストが増加してしまうという問題があった。
【0008】これに対し、図17に示す放電灯点灯装置
は、インバータ回路1のスイッチング素子Q3 が図16
におけるチョッパ回路3のスイッチング素子Q1 を兼用
している。したがって、主スイッチング素子Q2 ,Q3
は交互にオンオフされることにより放電灯Laに高周波
電力を供給し、その一方で、主スイッチング素子Q3
チョッパ回路3のスイッチング要素としても働く。すな
わち、主スイッチング素子Q3 がオンされると、整流回
路2の直流出力端がチョークコイルL1 にて短絡され、
チョークコイルL1 にエネルギが蓄積される。次に、主
スイッチング素子Q3 がオフされると、ダイオードD2
を介してコンデンサC3 へチョークコイルL1 のエネル
ギが放出される。つまり、主スイッチング素子Q3 が図
16のスイッチング素子Q1 の働きを兼ねるとともに、
ダイオードD2 が図16のダイオードD1 の働きを兼ね
ている。したがって、この放電灯点灯装置では、スイッ
チング素子Q1 とダイオードD1 を省略できる分、使用
素子数が減るという利点がある。また、スイッチング素
子Q1 の制御回路4も不要となる。
【0009】しかし、この放電灯点灯装置にあっては、
チョッパ回路3とインバータ回路1とで共用されるスイ
ッチング素子Q3 及びダイオードD2 のみに、チョッパ
電流とインバータ電流が同時に流れるので、インバータ
回路1における2つの主スイッチング素子Q2 ,Q3
うち一方の主スイッチング素子Q3 のみにストレスが集
中するという問題があった。また、チョッパ回路3とイ
ンバータ回路1とでスイッチング素子Q3 を共用させて
いるため、チョッパ回路3とインバータ回路1の独立し
た制御が難しい。したがって、例えば、放電灯Laの点
灯始動時、放電灯Laの調光点灯制御時、複数の放電灯
Laを並列点灯する場合における放電灯La外れ時、放
電灯Laの寿命末期状態時などの負荷変動の際、チョッ
パ回路3の出力を制御するには別途制御回路が必要にな
り、制御回路の複雑化、部品点数の増加に伴ってコスト
が増加してしまうという問題があった。
【0010】図16及び図17の放電灯点灯装置の上記
各問題点を解決する放電灯点灯装置を図18に示す。図
18に示す放電灯点灯装置の基本構成は図16の回路構
成と略同じであって、図16の制御回路4と制御回路6
とを1つの制御回路8’として備えており、インバータ
回路1の主スイッチング素子Q2 ,Q3 と、チョッパ回
路3のスイッチング素子Q1 のスイッチング動作タイミ
ングを共通とし、チョッパ回路3のスイッチング素子Q
1 のオン時間を独立して制御することによりチョッパ回
路3のチョークコイルL1 に蓄積されるエネルギを調整
し、チョッパ回路3の出力を任意に制御するので、回路
構成を簡略化でき使用素子数が少なく、かつ、チョッパ
回路3の出力電圧Vdcの制御性を向上することができる
のである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図18に示
す従来の放電灯点灯装置は、インバータ回路1の主スイ
ッチング素子Q2 ,Q3 と、チョッパ回路3のスイッチ
ング素子Q1 とが同一の周波数にて発振制御されるの
で、インバータ回路1の動作モードを切り換える場合、
例えば放電灯Laのフィラメントに充分な予熱を与える
ための予熱モード、放電灯Laを確実に点灯始動させる
ための始動モード、放電灯Laの出力を任意の出力にて
点灯維持させるための点灯モードへと動作モードを順次
切り換えていく場合、インバータ回路1の主スイッチン
グ素子Q2 ,Q3 とチョッパ回路3のスイッチング素子
1 は同一の発振周波数切り換え制御が行われる。よっ
て、チョッパ回路3の出力調整はチョッパ回路3のスイ
ッチング素子Q1 のオン時間制御のみで行わねばなら
ず、予熱、始動等の軽負荷時にチョッパ回路3の出力電
圧(平滑コンデンサC3 の両端電圧)が必要以上に上昇
するのを防止する制御が必要であり、制御回路の複雑
化、部品点数の増加などの問題があった。また、チョッ
パ回路3のスイッチング素子Q1 のオン時間制御性が悪
いと動作モードの切り換え時、つまり発振周波数が切り
換えられた直後に、図19に示すようにチョッパ回路3
の出力電圧Vdcがスパイク状に上昇してしてしまう(異
常上昇する)恐れがあった。
【0012】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、使用素子数が少なく、制御も簡単で
ありながら、高入力力率、低入力電流歪率を達成でき、
且つ、予熱、始動などの軽負荷時にチョッパ回路の出力
電圧が必要以上に上昇するのを防止できる放電灯点灯装
置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、交流電源に接続される整流回路
の出力電圧をチョッパ用スイッチング素子のオンオフに
よってチョッピングするとともに、このチョッピング電
圧を整流平滑し所定の直流電圧に変換するチョッパ回路
と、チョッパ回路の直流電圧をスイッチング素子のオン
オフによって高周波電圧に変換して放電灯に高周波電力
を供給するインバータ回路と、チョッパ用スイッチング
素子を駆動する第1の駆動信号とインバータ回路のスイ
ッチング素子を駆動する第2の駆動信号を同一の発振周
波数にて連動制御する制御手段とを備え、制御手段は、
発振周波数が高いほど第1の駆動信号のオンデューティ
を小さくすることを特徴とするものであり、交流電源と
インバータ回路との間にチョッパ回路を設けたことによ
り交流電源側から流れる入力電流の休止期間がなくなる
から高入力力率、低入力電流歪率を達成することがで
き、また、チョッパ用スイッチング素子を駆動する第1
の駆動信号とインバータ回路のスイッチング素子を駆動
する第2の駆動信号を同一の発振周波数にて連動制御す
る制御手段を有するので、使用素子数が少なく制御回路
の構成を簡単化でき、また、制御手段は、発振周波数が
高いほど第1の駆動信号のオンデューティを小さくする
ので、放電灯の予熱、始動などの軽負荷時にチョッパ回
路の出力電圧が必要以上に上昇するのを防止できる。
【0014】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、上記制御手段は、発振周波数が高くなる場合にチョ
ッパ回路の出力電圧を小さくする若しくは発振周波数に
よらずチョッパ回路の出力電圧を略一定値とする手段を
有するので、放電灯の予熱、始動などの軽負荷時にチョ
ッパ回路の出力電圧が必要以上に上昇するのを防止でき
る。
【0015】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、上記制御手段は、放電灯の動作モードを切り換える
ときに上記オンデューティを該切り換え前後それぞれの
動作モードに応じた2値間で増加変更する場合、上記オ
ンデューティを緩やかに変化させるので、動作モードを
切り換えるときにチョッパ回路の出力電圧が必要以上に
上昇するのを防止できる。
【0016】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、上記制御手段は、放電灯の動作モードを切り換える
ときに上記オンデューティを該切り換え前後それぞれの
動作モードに応じた2値間で増加変更する場合、上記発
振周波数を緩やかに変化させるので、動作モードを切り
換えるときにチョッパ回路の出力電圧が必要以上に上昇
するのを防止できる。
【0017】請求項5の発明は、請求項2の発明におい
て、上記制御手段は、放電灯の動作モードを切り換える
ときに上記オンデューティを該切り換え前後それぞれの
動作モードに応じた2値間で増加変更する場合、上記オ
ンデューティを緩やかに変化させ且つ上記発振周波数を
緩やかに変化させるので、動作モードを切り換えるとき
にチョッパ回路の出力電圧が必要以上に上昇するのを防
止できる。
【0018】請求項6の発明は、請求項2乃至請求項5
の発明において、上記制御手段は、チョッパ回路の出力
電圧を任意に調整可能な出力調整手段を備えているの
で、チョッパ回路の出力電圧を任意に調整することがで
きる。請求項7の発明は、請求項6の発明において、上
記制御手段は、上記出力調整手段を用いて放電灯の調光
制御を行う調光制御手段を備えているので、発振周波数
を変更せずに調光できるから、従来のような発振周波数
を高くする調光制御よりも輻射ノイズを低減できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)図1に本実施形態の放電灯点灯装置の回
路図を示す。本実施形態の放電灯点灯装置の基本構成は
図18に示した従来構成と略同じであり、制御回路8の
構成に特徴がある。
【0020】制御回路8は、図2に示すような構成であ
って、チョッパ回路3及びインバータ回路1の各スイッ
チング素子Q1 ,Q2 ,Q3 の発振周波数を設定する発
振回路10と、インバータ回路1の主スイッチング素子
2 ,Q3 を駆動するためのインバータ駆動信号OUT
Iを生成するインバータPWM回路11と、チョッパ回
路3のスイッチング素子Q1 を駆動するためのチョッパ
駆動信号OUTCを生成するチョッパPWM回路12と
で構成されている。
【0021】発振回路10は、モード切り換え回路1
3、電流源30、コンデンサCpls 、発信器14などに
より構成してあり、モード切り換え回路13により電流
源30を制御してコンデンサCpls の充電電流を各動作
モードに応じて変化させており、発信器14はコンデン
サCpls への充電電流が多いと(コンデンサCpls の電
圧上昇が早いと)発振周波数が高くなり、充電電流が少
ないと(コンデンサCpls の電圧上昇が遅いと)発振周
波数が低くなるように発振動作を行うものである。
【0022】インバータPWM回路11は、モード切り
換え回路15、電流源31、コンデンサCinv 、コンパ
レータCP1 、RSフリップフロップFF1 、ドライバ
回路21などにより構成してあり、モード切り換え回路
15によって制御される電流源31からの電流によりコ
ンデンサCinv が充電されるようになっている。コンパ
レータCP1 は、非反転端子に入力されるコンデンサC
inv の両端電圧と、反転端子に入力される基準電圧V
ref1とを比較するようになっており、出力端子がRSフ
リップフロップFF1 のセット端子Sに接続されるとと
もに、トランジスタQ1 のベースに接続されている。R
SフリップフロップFF1 のリセット端子Rには上述の
発信器14から出力されるパルス信号よりなるトリガ信
号S1 が入力される。ドライバ回路21は、RSフリッ
プフロップFF1 の出力端子Qの出力が入力され、駆動
回路5に対してインバータ駆動信号OUTIを出力す
る。なお、インバータPWM回路11は、モード切り換
え回路15によりコンデンサCinv の充電電流を各動作
モードに応じて変化させ、各動作モードにおいてインバ
ータ駆動信号OUTIのオンデューティを略50%にし
ている。
【0023】チョッパPWM回路12は、電流源32、
コンデンサCchop、コンパレータCP2 、RSフリップ
フロップFF2 、ドライバ回路22などにより構成して
あり、電流源32からの電流によりコンデンサCchopが
充電されるようになっている。コンパレータCP2 は、
非反転端子に入力されるコンデンサCchopの両端電圧
と、反転端子に入力される基準電圧Vref2とを比較する
ようになっており、出力端子がRSフリップフロップF
2 のセット端子Sに接続されるとともに、トランジス
タQ2 に接続されている。RSフリップフロップFF2
のリセット端子Rには上述のインバータPWM回路11
のコンパレータCP1 の出力が入力される。ドライバ回
路22は、RSフリップフロップFF2 の出力端子Qの
出力が入力され、スイッチング素子Q1 を駆動するチョ
ッパ駆動信号OUTCを出力する。
【0024】なお、図2中のVccは電源電圧を示し、
電源電圧Vccは、整流回路2の出力を平滑化すること
により得てもよいし、外部電源を用いてもよく、一定の
直流電圧であればよい。以下、図3及び図4を参照しな
がら制御回路8の動作を説明する。図3及び図4の
(a)は発振回路10のコンデンサCpls の電圧波形
を、(b)はインバータPWM回路11のコンデンサC
inv の電圧波形を、(c)はインバータPWM回路11
から出力されるインバータ駆動信号OUTIを、(d)
はチョッパPWM回路12のコンデンサCchopの電圧波
形を、(e)はチョッパPWM回路12から出力される
チョッパ駆動信号OUTCを、それぞれ示し、図3は上
記発振周波数を高く設定した予熱モード時、図4は上記
発振周波数を低く設定した全点灯モード時の波形であ
る。
【0025】インバータPWM回路11は、発信器14
にて生成されたトリガ信号S1 (トリガ信号S1 はコン
デンサCpls の電圧のピークで立ち上がる)によりコン
デンサCinv の充電開始タイミングが設定され、インバ
ータ駆動信号OUTIはコンデンサCinv の充電期間に
はローレベルとなり、コンデンサCinv の放電期間には
ハイレベルとなる(図3(b),(c)及び図4
(b),(c)参照)。
【0026】チョッパPWM回路12は、インバータP
WM回路11にて生成されたトリガ信号S2 (コンパレ
ータCPの出力)によりコンデンサCchopの充電開始タ
イミングが設定されるが、コンデンサCchopの充電電流
は一定の電流である。チョッパ駆動信号OUTCは、コ
ンデンサCchopの充電期間にはローレベルとなり、コン
デンサCchopの放電期間にはハイレベルとなる(図3
(d),(e)及び図4(d),(e)参照)。また、
コンデンサCchopの充電開始タイミングはインバータ駆
動信号OUTIがハイレベルに変化するタイミングに同
期し、コンデンサCchopの充電電流は一定なので、チョ
ッパ駆動信号OUTCは、上述の発振周波数が高いとき
にはオンデューティが小さくなり、発振周波数が低いと
きにはオンデューティが大きくなる(図3(e)及び図
4(e)参照)。図5に発振周波数fとチョッパ駆動信
号OUTCのオンデューティとの関係を示す。図5に示
すように、チョッパ駆動信号OUTCのオンデューティ
(チョッパオンデューティ)は、発振周波数fが大きく
なるほど小さくなる。
【0027】したがって、発振周波数が高くなるほどチ
ョッパ回路3のチョークコイルL1に蓄積されるエネル
ギが小さくなり、発振周波数が低なるほどチョッパ回路
3のチョークコイルL1 に蓄積されるエネルギが大きく
なるので、発振周波数の高い軽負荷時にチョッパ回路3
の出力電圧Vdcが必要以上に上昇するのを防止すること
が可能となる。なお、本実施形態では、発振周波数が高
い軽負荷時において、発振周波数が高くなるほどチョッ
パ回路3の出力電圧Vdcが小さくなるが、チョッパ回路
3の出力電圧Vdcが略一定になるように制御してもよ
い。
【0028】しかして、本実施形態では、インバータ回
路1の主スイッチング素子Q2 ,Q 3 と、チョッパ回路
3のスイッチング素子Q1 のスイッチング動作タイミン
グを共通とし、発振周波数が高いときにはチョッパ回路
3のスイッチング素子Q1 を駆動するチョッパ駆動信号
のオンデューティが小さくなり、発振周波数が低いとき
にはチョッパ駆動信号のオンデューティが大きくなるの
で、別途回路を設けることなしに、簡単な回路構成で予
熱、始動などの軽負荷時にチョッパ回路3の出力電圧V
dcが必要以上に上昇するのを防止できる。
【0029】(実施形態2)図6に本実施形態の放電灯
点灯装置の回路図を、図7に図6における制御回路の回
路図を示す。本実施形態の基本構成は実施形態1と略同
じであり、チョッパ回路3の出力電圧Vdcを検出するV
dc検出回路16がチョッパPWM回路12に接続されて
いる点に特徴がある。
【0030】Vdc検出回路16は、チョッパ回路3の出
力に抵抗R18,R19を介してミラー回路17のトランジ
スタQ16と抵抗R16との直列回路を接続し、ミラー回路
17のトランジスタQ17と抵抗R17との直列回路をチョ
ッパPWM回路12のコンデンサCchopに並列接続して
いる。以下、図8を参照しながら制御回路8の動作を説
明する。なお、図8の(a)は発振回路10のコンデン
サCpls の電圧波形を、(b)はインバータPWM回路
11のコンデンサCinv の電圧波形を、(c)はインバ
ータPWM回路11から出力されるインバータ駆動信号
OUTIを、(d)はチョッパPWM回路12のコンデ
ンサCchopの電圧波形を、(e)はチョッパPWM回路
12から出力されるチョッパ駆動信号OUTCを、それ
ぞれ示している。
【0031】Vdc検出回路16はチョッパ回路3の出力
電圧Vdcに応じてチョッパPWM回路12のコンデンサ
Cchopの充電電流を可変させるようになっている。すな
わち、チョッパ回路3の出力電圧Vdcが増加すると、コ
ンデンサCchopの充電電流が減少し、コンデンサCchop
の充電時間が長くなる(つまり、コンデンサCchopの電
圧波形が図8(d)中の矢印A1 の向きに変化して電圧
の上昇が遅くなる)。したがって、コンパレータCP2
の出力がハイレベルとなってフリップフロップFF2
セットした後に上記トリガ信号S2 でリセットされるま
での期間が短くなる。その結果、チョッパ駆動信号OU
TCのオンデューティが小さくなるから、チョッパ回路
3の出力電圧Vdcが減少する。チョッパ回路3の出力電
圧Vdcが減少すると、コンデンサCchopの充電電流が増
加し、コンデンサCchopの充電時間が短くなる(つま
り、コンデンサCchopの電圧波形が図8(d)中の矢印
2の向きに変化して電圧の上昇が早くなる)。その結
果、チョッパ駆動信号OUTCのオンデューティが小さ
くなるから、チョッパ回路3の出力電圧Vdcが増加す
る。このようにしてチョッパ回路3の出力電圧Vdcは略
一定に制御されることになる。
【0032】しかして、本実施形態では、各動作モード
におけるチョッパ回路3の出力電圧Vdcの調整を精度良
く行うことができるのである。 (実施形態3)本実施形態の基本構成は実施形態2と同
じであり、動作モード切り換え時にチョッパ回路3のス
イッチング素子Q1 の駆動信号のオンデューティを大き
くする場合に、上記オンデューティを緩やかに変化させ
る点に特徴がある。
【0033】以下、図9を参照しながら本実施形態の動
作を説明する。なお、図9は動作モードが電源オフ時、
予熱時、始動時、点灯時へと移行する場合の各部の波形
を示し、(a)はチョッパ回路3の出力電圧Vdcを、
(b)は発振回路10の発振周波数を、(c)はチョッ
パ回路3のスイッチング素子Q1 の駆動信号のオンデュ
ーティ(チョッパオンデューティ)を、それぞれ示して
いる。
【0034】すなわち、本実施形態では、動作モードに
応じて発振周波数はf1 →f2 →f 3 と小さくなってい
き、スイッチング素子Q1 の駆動信号のオンデューティ
は、OD1 →OD2 →OD3 と大きくなっていく。ここ
で、各動作モードへ切り換える際、ある一定期間内で上
記オンデューティを緩やかに変化させ(スイープさ
せ)、所定のオンデューティへ移行させるように制御す
る。しかして、本実施形態では、予熱、始動などの軽負
荷時のチョッパ回路3の出力電圧Vdcが異常に上昇する
のを防止でき、且つ、各動作モードへの切り換え時にチ
ョッパ回路3の出力電圧Vdcが必要以上に上昇するのを
防止できる。
【0035】(実施形態4)本実施形態の基本構成は実
施形態2と同じであり、動作モード切り換え時にチョッ
パ回路3のスイッチング素子Q1 の駆動信号のオンデュ
ーティを大きくする場合に、発振回路10の発振周波数
を緩やかに変化させる点に特徴がある。以下、図10を
参照しながら本実施形態の動作を説明する。なお、図1
0は動作モードが電源オフ時、予熱時、始動時、点灯時
へと移行する場合の各部の波形を示し、(a)はチョッ
パ回路3の出力電圧Vdcを、(b)は発振回路10の発
振周波数を、(c)はチョッパ回路3のスイッチング素
子Q1 の駆動信号のオンデューティを、それぞれ示して
いる。すなわち、本実施形態では、動作モードの変化に
応じて発振周波数がf1 →f2 →f3 と小さくなってい
き、上記オンデューティがOD1 →OD2 →OD3 と大
きくなっていく。ここで、各動作モードへ切り換える
際、ある一定期間内で発振周波数をスイープさせ、所定
の発振周波数へ移行させるように制御する。発振周波数
と上記オンデューティとの関係は実施形態1で説明した
図5に示すような関係があるので、発振周波数を高い値
から低い値(例えば、図10(b)の発振周波数f1
ら発振周波数f2 )へとスイープする期間では上記オン
デューティは小さな値から大きな値(例えば、図10
(c)のオンデューティOD1 からオンデューティOD
2 )へと緩やかに変化する。したがって、モード切り換
え時にチョッパ回路3の出力電圧Vdcが必要以上に上昇
するのを防止できる。
【0036】しかして、本実施形態では、予熱、始動な
どの軽負荷時のチョッパ回路3の出力電圧Vdcが異常に
上昇するのを防止でき、且つ、各動作モードへの切り換
え時にチョッパ回路3の出力電圧Vdcが異常に上昇する
のを防止できる。 (実施形態5)本実施形態の基本構成は実施形態2と同
じであり、動作モード切り換え時にチョッパ回路3のス
イッチング素子Q1 の駆動信号のオンデューティを大き
くする場合に、チョッパ回路3のスイッチング素子Q1
の駆動信号のオンデューティ及び発振周波数をそれぞれ
緩やかに変化させるようにしたものである。
【0037】以下、図11を参照しながら本実施形態の
動作を説明する。なお、図11は動作モードが電源オフ
時、予熱時、始動時、点灯時へと移行する場合の各部の
波形を示し、(a)はチョッパ回路3の出力電圧Vdc
を、(b)は発振回路10の発振周波数を、(c)はチ
ョッパ回路3のスイッチング素子Q1 の駆動信号のオン
デューティを、それぞれ示している。動作モードの変化
に応じて発振周波数はf 1 →f2 →f3 と小さくなって
いき、チョッパオンデューティは、OD1 →OD 2 →O
3 と大きくなっていく。ここで、各動作モードへ切り
換える際、ある一定期間内でチョッパオンデューティを
スイープさせ且つ発振周波数をスイープさせ、所定のチ
ョッパオンデューティ及び発振周波数へ移行させるよう
に制御する。
【0038】しかして、本実施形態では、予熱、始動な
どの軽負荷時のチョッパ回路3の出力異常上昇を防止で
き、且つ、各動作モードへの切り換え時のチョッパ出力
異常上昇を防止でき、かつ、各動作モードへ切り換え時
のチョッパ回路の出力電圧Vdcの調整を精度良く行うこ
とができる。 (実施形態6)図12に本実施形態の放電灯点灯装置の
回路図を、図13に図12における制御回路8の回路図
を示す。本実施形態の基本構成は実施形態2と略同じで
あり、制御回路8においてVdc検出回路16にVdc調整
回路19が接続されている点に特徴がある。Vdc調整回
路19は、Vdc検出回路16の抵抗R19とトランジスタ
16と抵抗R16との直列回路に並列接続されたボリュー
ムVRにより構成されており、ボリュームVRの抵抗値
を変化させることにより、ミラー回路17に流れる電流
を可変できるから、チョッパPWM回路12のコンデン
サCchopの充電電流を任意に調整することができるので
ある。したがって、ボリュームVRの抵抗値を変化させ
ることにより、チョッパ駆動信号OUTCのオンデュー
ティも任意に調整できるから、結果として、チョッパ回
路3の出力電圧Vdcを任意に調整することが可能となる
のである。
【0039】ところで、本実施形態においても発振周波
数が低いほどチョッパ駆動信号OUTCのオンデューテ
ィが高くなるので、チョッパ回路3の出力電圧Vdcも発
振周波数が低いほど高くなる(もしくは略一定を保
つ)。したがって、Vdc調整回路19により任意にチョ
ッパ回路3の出力電圧Vdcを調整する場合には、発振周
波数の最も低い動作モードにて出力電圧Vdcが所定値と
なるように調整すれば、他の動作モードにおいて出力電
圧Vdcが上記所定値を越えることはない。
【0040】しかして、本実施形態では、簡単な構成で
チョッパ回路3の出力電圧Vdcを調整することができ
る。また、本実施形態においてはチョッパ回路3とイン
バータ回路1の各スイッチング素子Q1 ,Q2 ,Q3
同一の周波数にて発振動作するので、発振周波数を任意
に調整する手段(例えば可変抵抗器など)を設けた場合
には、発振周波数の変化によりチョッパ回路3の出力電
圧Vdcも変化するので、発振周波数を任意に調整する手
段と、チョッパ出力を任意に調整する手段(Vdc調整回
路19)との両方を備えている場合には、先に発振周波
数を調整し、その後にチョッパ回路3の出力電圧Vdcを
調整すればよい。
【0041】(実施形態7)図14に本実施形態の放電
灯点灯装置の回路図を、図15に図14における制御回
路8の回路図を示す。本実施形態の基本構成は実施形態
6と略同じであり、Vdc調整回路19に調光制御回路2
1が接続されている点に特徴がある。本実施形態では、
調光制御回路21に外部からの調光信号が入力されるこ
とによりVdc検出回路16に流れる電流を調整できるの
で、調光制御回路21にてチョッパPWM回路12のコ
ンデンサCchopの充電電流を任意に調整することができ
るから、チョッパ駆動信号OUTCのオンデューティも
任意に調整でき、結果としてチョッパ回路3の出力電圧
Vdcを任意に調整可能となる。
【0042】本実施形態において、放電灯Laを任意の
調光レベルに調光(光出力を低下)させる場合には、調
光制御回路21から任意の調光レベルに応じた電流値を
Vdc調整回路19に与えることにより、チョッパPWM
回路12に設けられたコンデンサCchopの充電電流が減
少するので、チョッパ駆動信号OUTCのオンデューテ
ィが小さくなる。よって、チョッパ回路3の出力電圧V
dcが低下することによりインバータ回路1の出力も低下
し、放電灯Laは調光状態となる。したがって、本実施
形態では、発振周波数を変更せずに調光が可能となるの
で、従来の発振周波数を高くすることによる調光制御の
場合に比べて輻射ノイズを低減することが可能となる。
【0043】
【発明の効果】請求項1の発明は、交流電源に接続され
る整流回路の出力電圧をチョッパ用スイッチング素子の
オンオフによってチョッピングするとともに、このチョ
ッピング電圧を整流平滑し所定の直流電圧に変換するチ
ョッパ回路と、チョッパ回路の直流電圧をスイッチング
素子のオンオフによって高周波電圧に変換して放電灯に
高周波電力を供給するインバータ回路と、チョッパ用ス
イッチング素子を駆動する第1の駆動信号とインバータ
回路のスイッチング素子を駆動する第2の駆動信号を同
一の発振周波数にて連動制御する制御手段とを備え、制
御手段は、発振周波数が高いほど第1の駆動信号のオン
デューティを小さくするので、交流電源とインバータ回
路との間にチョッパ回路を設けたことにより交流電源側
から流れる入力電流の休止期間がなくなるから、高入力
力率、低入力電流歪率を達成することができ、また、チ
ョッパ用スイッチング素子を駆動する第1の駆動信号と
インバータ回路のスイッチング素子を駆動する第2の駆
動信号を同一の発振周波数にて連動制御する制御手段を
有するから、使用素子数が少なく制御回路の構成を簡単
化でき、また、制御手段は、発振周波数が高いほど第1
の駆動信号のオンデューティを小さくするから、放電灯
の予熱、始動などの軽負荷時にチョッパ回路の出力電圧
が必要以上に上昇するのを防止できるという効果があ
る。
【0044】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、上記制御手段は、発振周波数が高くなる場合にチョ
ッパ回路の出力電圧を小さくする若しくは発振周波数に
よらずチョッパ回路の出力電圧を略一定値とする手段を
有するので、放電灯の予熱、始動などの軽負荷時にチョ
ッパ回路の出力電圧が必要以上に上昇するのを防止でき
るという効果がある。
【0045】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、上記制御手段は、放電灯の動作モードを切り換える
ときに上記オンデューティを該切り換え前後それぞれの
動作モードに応じた2値間で増加変更する場合、上記オ
ンデューティを緩やかに変化させるので、動作モードを
切り換えるときにチョッパ回路の出力電圧が必要以上に
上昇するのを防止できるという効果がある。
【0046】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、上記制御手段は、放電灯の動作モードを切り換える
ときに上記オンデューティを該切り換え前後それぞれの
動作モードに応じた2値間で増加変更する場合、上記発
振周波数を緩やかに変化させるので、動作モードを切り
換えるときにチョッパ回路の出力電圧が必要以上に上昇
するのを防止できるという効果がある。
【0047】請求項5の発明は、請求項2の発明におい
て、上記制御手段は、放電灯の動作モードを切り換える
ときに上記オンデューティを該切り換え前後それぞれの
動作モードに応じた2値間で増加変更する場合、上記オ
ンデューティを緩やかに変化させ且つ上記発振周波数を
緩やかに変化させるので、動作モードを切り換えるとき
にチョッパ回路の出力電圧が必要以上に上昇するのを防
止できるという効果がある。
【0048】請求項6の発明は、請求項2乃至請求項5
の発明において、上記制御手段は、チョッパ回路の出力
電圧を任意に調整可能な出力調整手段を備えているの
で、チョッパ回路の出力電圧を任意に調整することがで
きるという効果がある。請求項7の発明は、請求項6の
発明において、上記制御手段は、上記出力調整手段を用
いて放電灯の調光制御を行う調光制御手段を備えている
ので、発振周波数を変更せずに調光できるから、従来の
ような発振周波数を高くする調光制御よりも輻射ノイズ
を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示す回路図である。
【図2】同上の要部回路図である。
【図3】同上の動作説明図である。
【図4】同上の他の動作説明図である。
【図5】同上の別の動作説明図である。
【図6】実施形態2を示す図である。
【図7】同上の要部回路図である。
【図8】同上の動作説明図である。
【図9】実施形態3の動作説明図である。
【図10】実施形態4の動作説明図である。
【図11】実施形態5の動作説明図である。
【図12】実施形態6を示す回路図である。
【図13】同上の要部回路図である。
【図14】実施形態7を示す回路図である。
【図15】同上の要部回路図である。
【図16】従来例を示す回路図である。
【図17】他の従来例を示す回路図である。
【図18】別の従来例を示す回路図である。
【図19】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
1 インバータ回路 2 整流回路 3 チョッパ回路 5 駆動回路 8 制御回路 AC 交流電源 La 放電灯 Q1 スイッチング素子 Q2 ,Q3 主スイッチング素子 OUTI インバータ駆動信号 OUTC チョッパ駆動信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 幸司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源に接続される整流回路の出力電
    圧をチョッパ用スイッチング素子のオンオフによってチ
    ョッピングするとともに、このチョッピング電圧を整流
    平滑し所定の直流電圧に変換するチョッパ回路と、チョ
    ッパ回路の直流電圧をスイッチング素子のオンオフによ
    って高周波電圧に変換して放電灯に高周波電力を供給す
    るインバータ回路と、チョッパ用スイッチング素子を駆
    動する第1の駆動信号とインバータ回路のスイッチング
    素子を駆動する第2の駆動信号を同一の発振周波数にて
    連動制御する制御手段とを備え、制御手段は、発振周波
    数が高いほど第1の駆動信号のオンデューティを小さく
    することを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段は、発振周波数が高くなる
    場合にチョッパ回路の出力電圧を小さくする若しくは発
    振周波数によらずチョッパ回路の出力電圧を略一定値と
    する手段を有することを特徴とする請求項1記載の放電
    灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 上記制御手段は、上記インバータ回路の
    動作モードを切り換えるときに上記オンデューティを該
    切り換え前後それぞれの動作モードに応じた2値間で増
    加変更する場合、上記オンデューティを緩やかに変化さ
    せることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 上記制御手段は、上記インバータ回路の
    動作モードを切り換えるときに上記オンデューティを該
    切り換え前後それぞれの動作モードに応じた2値間で増
    加変更する場合、上記発振周波数を緩やかに変化させる
    ことを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項5】 上記制御手段は、上記インバータ回路の
    動作モードを切り換えるときに上記オンデューティを該
    切り換え前後それぞれの動作モードに応じた2値間で増
    加変更する場合、上記オンデューティを緩やかに変化さ
    せ且つ上記発振周波数を緩やかに変化させることを特徴
    とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
  6. 【請求項6】 上記制御手段は、チョッパ回路の出力電
    圧を任意に調整可能な出力調整手段を備えて成ることを
    特徴とする請求項2乃至請求項5記載の放電灯点灯装
    置。
  7. 【請求項7】 上記制御手段は、上記出力調整手段を用
    いて放電灯の調光制御を行う調光制御手段を備えて成る
    ことを特徴とする請求項6記載の放電灯点灯装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002352991A (ja) * 2001-05-28 2002-12-06 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置
JP2007035610A (ja) * 2005-03-24 2007-02-08 Toshiba Lighting & Technology Corp 放電ランプ点灯装置および照明装置
JP2010259236A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Panasonic Electric Works Co Ltd 電源装置

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