JPS60170196A - Device for firing and dimming discharge lamp - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は放電灯点灯調光装置に関するものである。[Detailed description of the invention] 〔Technical field〕 The present invention relates to a discharge lamp lighting control device.

〔背景技術〕[Background technology]

従来例を第１図および第２図に示す。その構成は次のと
おりである。交流電源ＶｓにダイオードブリッジＤＢＩ
を接続し、ダイオードブリッジＤＢ、の出力端に平滑用
コンデンサＣ１を接続する。Conventional examples are shown in FIGS. 1 and 2. Its composition is as follows. Diode bridge DBI to AC power supply Vs
A smoothing capacitor C1 is connected to the output terminal of the diode bridge DB.

ダイオードブリッジＤＢＩの正端子に定電流チョークＬ
１をつなぎ、チョークＬ、の他端を発振トランスＴ１の
１次巻線ｎ１の中間タップに接続する。１次巻線ｎ１の
両端はスイッチングトランジスタＱ１．Ｑ２のコレクタ
に接続する。エミッタは互いに接続し、ダイオードブリ
ッジＤＢＩの負端子に接続する。発振トランスＴＩの巻
線ｎ３は帰還巻線であり、両端を各トランジスタＱｌ、
Ｑ２のベース端子に接続する。各ベース端子にそれぞれ
抵抗Ｒ，，Ｒ２を接続し、抵抗Ｒ，，Ｒ２の他端を互い
に接続する。抵抗Ｒ，，Ｒ２の接続点とダイオードブリ
ッジＤＢ、の負端子間に直流電圧源Ｅ１をつなく。定電
流チョークＬＩの端より起動抵抗Ｒｏを経て、抵抗Ｒ１
，Ｒ２の接続点につなぐ。発振トランスＴｌの１次巻線
ｎ１の両端にコンデンサＣｏをつなぐ。発振トランスＴ
１の２次巻線ｎ２の両端にチョークＬ　２とコンデンサ
ｃ２からなる直列回路を接続し、コンデンサｃ２の両端
に限流インダクタンス素子Ｌ３と放電灯Ｌａの直列回路
を接続する。コンデンサｃ２の両端に可変インダクタン
ス素子Ｌ４を接続する。可変インダクタンス素子Ｌ４は
第２図に示す構造をしており、制御巻線ｎ（に流れる直
流電流を変更することで鉄心の磁気飽和度を変えて巻線
ｎＧｌ、ｎＧ２のインダクタンスを変化させる。Ｒ２は
直流電圧源、Ｒ３は可変抵抗、であり、これらをまとめ
て第２図ではＥ′で示しである。Constant current choke L on the positive terminal of diode bridge DBI
1, and the other end of the choke L is connected to the intermediate tap of the primary winding n1 of the oscillation transformer T1. Both ends of the primary winding n1 are connected to switching transistors Q1. Connect to the collector of Q2. The emitters are connected together and to the negative terminal of the diode bridge DBI. The winding n3 of the oscillation transformer TI is a feedback winding, and both ends are connected to each transistor Ql,
Connect to the base terminal of Q2. A resistor R, , R2 is connected to each base terminal, and the other ends of the resistors R, , R2 are connected to each other. A DC voltage source E1 is connected between the connection point of the resistors R, R2 and the negative terminal of the diode bridge DB. From the end of the constant current choke LI through the starting resistor Ro, the resistor R1
, connect to the connection point of R2. A capacitor Co is connected to both ends of the primary winding n1 of the oscillation transformer Tl. Oscillation transformer T
A series circuit consisting of a choke L2 and a capacitor c2 is connected to both ends of the secondary winding n2 of 1, and a series circuit consisting of a current limiting inductance element L3 and a discharge lamp La is connected to both ends of the capacitor c2. A variable inductance element L4 is connected to both ends of the capacitor c2. The variable inductance element L4 has a structure shown in FIG. 2, and by changing the direct current flowing through the control winding n(), the magnetic saturation of the iron core is changed and the inductance of the windings nGl and nG2 is changed.R2 is a DC voltage source, R3 is a variable resistor, and these are collectively designated as E' in FIG.

発振動作について簡単に説明する。The oscillation operation will be briefly explained.

交流電源Ｖｓの投入後、起動抵抗ＲＯを通じてトランジ
スタＱ、、Ｑ２にベース電流が与えられオンし始めるが
、電流増幅率ｈｆｅのばらつき等でコレクタ電流が異な
ると、その差により１次巻線ｎＩの両端に電圧が発生す
る。この電圧と同一周期の電圧が帰還巻線ｎ３によって
スイッチングトランジスタＱ、、Ｑ２のベース端子に帰
還され、コレクタ電流の多い方のトランジスタを更にベ
ース電流が流れるようにし、コレクタ電流の少ない方の
トランジスタをオフさせるように働く。このようにして
発振が開始され、１次巻線ｎ１とコンデンサＣ８により
振動を生じ、この振動電圧を帰還巻線ｎ３によって帰還
することによ、り発振が持続する。そして、発振トラン
スＴ１の２次巻線ｎ２に高周波振動電圧を得、放電灯Ｌ
　ａを点灯させる。After the AC power supply Vs is turned on, a base current is applied to the transistors Q, Q2 through the starting resistor RO and they start to turn on. However, if the collector current differs due to variations in the current amplification factor hfe, the difference causes the primary winding nI to change. A voltage is generated at both ends. A voltage with the same period as this voltage is fed back to the base terminals of the switching transistors Q, Q2 by the feedback winding n3, causing the base current to further flow through the transistor with a larger collector current, and the transistor with a smaller collector current. It works to turn it off. Oscillation is started in this manner, and oscillation is generated by the primary winding n1 and capacitor C8, and the oscillation is continued by feeding back this oscillating voltage through the feedback winding n3. Then, a high frequency oscillating voltage is obtained in the secondary winding n2 of the oscillation transformer T1, and the discharge lamp L
Turn on a.

チョークＬ２．　コンデンサｃ２．可変インダクタンス
素子Ｌ４からなる回路はフィルタを兼ねた調光回路であ
り、可変インダクタンス素子Ｌ４のインダクタンスを低
減することにより、チョークＬ２での降下電圧を増し、
コンデンサｃ２の両端電圧を下げ、調光を行う。Chalk L2. Capacitor c2. The circuit consisting of the variable inductance element L4 is a dimming circuit that also serves as a filter, and by reducing the inductance of the variable inductance element L4, the voltage drop at the choke L2 is increased.
The voltage across the capacitor c2 is lowered to perform dimming.

ダイオードブリッジＤＢ、の出力電圧を平滑しているた
め２次巻線ｎ２に発生する高周波振動の包絡線もフラッ
トになる。このようにフラットにすることが、放電灯Ｌ
　ａの発光効率を上げるために有効であるのは従来から
判っている。したがって、調光時においても限流インダ
クタンス素子Ｌ３＋放電灯Ｌａの直列回路に印加される
電圧の包絡線もフラットになる。Since the output voltage of the diode bridge DB is smoothed, the envelope of the high frequency vibration generated in the secondary winding n2 is also flattened. Making it flat like this is what makes the discharge lamp L.
It has been known from the past that it is effective for increasing the luminous efficiency of a. Therefore, even during dimming, the envelope of the voltage applied to the series circuit of current limiting inductance element L3+discharge lamp La also becomes flat.

しかし、このようにして調光を進めて印加電圧が放電灯
管電圧に近づくと、放電が不安定となる。However, when the applied voltage approaches the discharge lamp tube voltage as the dimming progresses in this manner, the discharge becomes unstable.

それは、放電灯の管電流が絞られているために管内に励
起される原子が少なくなって電荷密度が低くなり、管電
圧が上昇し、この電圧を与えることができなくなるため
である。そして、これにより放電灯Ｌ　ａの立消えを生
じる。This is because the tube current of the discharge lamp is constricted, which reduces the number of atoms excited within the tube, lowers the charge density, and increases the tube voltage, making it impossible to provide this voltage. This causes the discharge lamp La to go out.

また、低温下では管内の水銀蒸気圧が低下するために、
管内の稀ガスによる移動縞放電が生じ、調光時のちらつ
きが大きくなる。すなわち、放電の陽光柱と呼ばれる部
分の陰極側で発生した撹乱が陽光柱を陽極側に伝搬し、
陽極側への到達と同時に電流変動が発生し、陰極側にフ
ィードバックされ、同じように繰り返される。このよう
にして定在波が発生し、陽光柱にエネルギー密度の疎密
が生じ、移動縞となる。この移動縞の発生は、電荷密度
が低いほど起こりやすくなる。そして移動縞によって調
光時のちらつきが拡大されるのである。In addition, at low temperatures, the mercury vapor pressure inside the tube decreases, so
A moving stripe discharge occurs due to the rare gas inside the tube, which increases the flicker when dimming the light. In other words, the disturbance generated on the cathode side of the part called the positive column of the discharge propagates through the positive column to the anode side,
As soon as the current reaches the anode side, a current fluctuation occurs, which is fed back to the cathode side, and the same process is repeated. In this way, standing waves are generated, and the energy density becomes uneven in the positive column, resulting in moving stripes. The occurrence of these moving stripes becomes more likely as the charge density becomes lower. The moving stripes magnify flickering during dimming.

上側は整流平滑した直流電圧を入力したインバータＩｎ
を用いた例であるが、第３図に示すように三相電源ＶＡ
の各線間にそれぞれインバータＩｎｌ〜Ｉｎ、３を接続
し、各インバータｌ　ｎ　ｌ−１ｎ３を同一周期で発振
させ、各インバータＩｎｌ〜Ｉｎ３の出力電圧を直列に
合成するように構成した回路でも同様な現象が生じる。The upper side is the inverter In which inputs the rectified and smoothed DC voltage.
This is an example using a three-phase power supply VA as shown in Figure 3.
A similar result can be obtained in a circuit configured to connect inverters Inl to In and 3 between each line, cause each inverter to oscillate at the same period, and synthesize the output voltages of each inverter Inl to In3 in series. A phenomenon occurs.

それは、三相の各相の絶対値を足すと一定レベルの電圧
となり、したがってこの回路の出力電圧の包絡線も第１
図の回路と同様に一定レベルとなるためである。The sum of the absolute values of each of the three phases results in a constant level of voltage, and therefore the envelope of the output voltage of this circuit is also the same as the first one.
This is because the level remains constant as in the circuit shown in the figure.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、調光時に生じる前述のような立消え
やちらつきの問題を解消して、低いレベルまで安定した
調光を行える放電灯点灯調光装置を提供することである
。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting and dimming device that can stably control light down to a low level by eliminating the above-mentioned problems of fading and flickering that occur during dimming.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

この発明の放電灯点灯調光装置は、直流または整流電圧
を高周波電圧に変換するインバータと、このインバータ
の出力端間に接続したものでこのインバータの出力電圧
を調整する調光回路と、この調光回路の出力端間に接続
した放電灯接続端子と、前記調光回路の出力電圧に周期
的な高低レベル変化を与える制御回路とを備えたもので
ある。The discharge lamp lighting dimmer device of the present invention includes an inverter that converts direct current or rectified voltage into a high frequency voltage, a dimmer circuit connected between the output terminals of the inverter that adjusts the output voltage of the inverter, and a dimmer circuit that adjusts the output voltage of the inverter. The device includes a discharge lamp connection terminal connected between output terminals of the optical circuit, and a control circuit that gives periodic high-low level changes to the output voltage of the dimmer circuit.

すなわち、調光回路の出力電圧を周期的にレベル変化さ
せると、そのハイレベルのときに、放を灯の管内の電荷
密度が上がり、管電圧の上昇が抑制されるため、調光を
低いレベルまで立消えなく進めることができる。また、
管内の電荷密度の上昇が前述の管内定在波を打消すよう
に働き、これによって移動縞の発生が抑制されるため、
ちらつきが改善される。In other words, when the level of the output voltage of the dimming circuit is changed periodically, when the output voltage is at a high level, the charge density inside the lamp tube increases and the increase in tube voltage is suppressed. You can continue to advance until the end. Also,
The increase in charge density inside the tube acts to cancel out the standing waves inside the tube, which suppresses the generation of moving stripes.
Flickering is improved.

実施例を第４図に示す。以下、主に、第１図の従来例と
構成が異なる箇所について説明する。可変インダクタン
ス素子Ｉ、４の制御巻線ｎｃと可変抵抗Ｒ３のａ、ｂタ
ップの直列回路とトランジスタＱ３のコレクタ２エミツ
タを直列に接続する。An example is shown in FIG. Hereinafter, mainly the parts different in configuration from the conventional example shown in FIG. 1 will be explained. The control windings nc of the variable inductance elements I and 4, the series circuit of the a and b taps of the variable resistor R3, and the collector 2 emitter of the transistor Q3 are connected in series.

制御巻線ｎｃの両端間に、アノードをトランジスタＱ３
側とした状態でダイオードＤ１を接続する。The anode is connected to the transistor Q3 between both ends of the control winding nc.
Diode D1 is connected in the state that it is on the side.

トランジスタＱ３のベース・エミッタ間に無安定マルチ
パイプレークＭＢの出力端を接続し、トランジスタＱ３
をスイッチングする。ＬＣは調光回路、Ｃはその制御回
路、ａ、ｂは放電灯接続端子である。Connect the output end of the astable multipipe rake MB between the base and emitter of transistor Q3, and
Switching. LC is a dimming circuit, C is its control circuit, and a and b are discharge lamp connection terminals.

トランジスタＱ３を制御することにより可変インダクタ
ンス素子＋−４の制御巻線ｎｃに印加される電圧ＶｎＣ
は第５図（Ａ）のようにチョッピングされ、可変インダ
クタンス素子Ｌ４のインダクタンスしは第５図（Ｂ）の
ように一定周期で変わる。したがって調光時のコンデン
サＣ２の両端電圧ＶＣ２は、第５図（Ｃ）のように包絡
線が一定間隔で高、低レベルをもつ高周波振動電圧とな
る。Voltage VnC applied to control winding nc of variable inductance element +-4 by controlling transistor Q3
is chopped as shown in FIG. 5(A), and the inductance of the variable inductance element L4 changes at regular intervals as shown in FIG. 5(B). Therefore, the voltage VC2 across the capacitor C2 during dimming becomes a high frequency oscillating voltage whose envelope has high and low levels at regular intervals, as shown in FIG. 5(C).

無安定マルチバイブレークＭＢの発振周期はインバータ
Ｉ、ｎの発振周期よりも十分太き（、かつちらつきを感
じない程度に設定する。The oscillation period of the astable multi-by-break MB is set to be sufficiently thicker than the oscillation period of the inverters I and n (and to such an extent that flickering is not felt).

このような電圧を放電灯Ｌａに印加することにより、一
定間隔で管内の原子の励起状態を活性化し、電荷密度を
上げる。印加電圧の包絡線の高低レベルをもつ間隔を電
荷密度の低下する周期に比べて十分短くすることにより
、包絡線の低い部分での電荷密度の低下を抑えることが
できる。By applying such a voltage to the discharge lamp La, the excited state of atoms within the tube is activated at regular intervals, thereby increasing the charge density. By making the interval between the high and low levels of the envelope of the applied voltage sufficiently shorter than the period in which the charge density decreases, it is possible to suppress the decrease in the charge density in the low portion of the envelope.

包絡線がフラットな場合と比較し、同じ調光状態であっ
ても電荷密度は高いレベルにあり、管電圧の上昇を抑え
ることができ、調光を低いレベルまで立消えなく進める
ことができる。Compared to the case where the envelope is flat, the charge density is at a high level even in the same dimming state, making it possible to suppress an increase in tube voltage and allowing dimming to proceed to a low level without fading.

また、低温下では管内の水銀蒸気圧が低下するために管
内の稀ガスによる移動縞が発生しようとするが、包絡線
が高低レベルをもつことにより、調光時の電荷密度を上
げ、移動縞発生を起こりにくくするとともに、一定間隔
で電荷密度を高めることが管内の定在波の発生を打消す
ように働き、これによっても移動縞発生を抑え、ちらつ
きを改善するのである。In addition, at low temperatures, the mercury vapor pressure inside the tube decreases, causing moving stripes due to the rare gas inside the tube, but the envelope has high and low levels, which increases the charge density during dimming and causes moving stripes. In addition to making the generation less likely to occur, increasing the charge density at regular intervals works to negate the generation of standing waves within the tube, which also suppresses the generation of moving stripes and improves flicker.

なお、このように振幅の変化する高周波電圧を加えた場
合でも、放電灯管電流は連続して流れ、電流の休止期間
はないため、発光効率は包絡線のフラットな高周波電圧
を加えた場合と比べて低下することはない。し７たがっ
て、調光による省電力効果も十分なものになる。Note that even when a high-frequency voltage with a varying amplitude is applied in this way, the discharge lamp tube current flows continuously and there is no current rest period, so the luminous efficiency is not the same as when a high-frequency voltage with a flat envelope is applied. There is no decline in comparison. Therefore, the power saving effect due to dimming is also sufficient.

また、第３図に相当する回路に、この発明を適用しても
同様の効果が得られる。Further, similar effects can be obtained even if the present invention is applied to a circuit corresponding to FIG. 3.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、放電灯を立消えなく低レベルまで調
光することがでとるとともに、低温下での調光時のちら
つきを改善できるという効果がある。According to the present invention, it is possible to dim the discharge lamp to a low level without turning it off, and it is also possible to improve flickering during dimming at low temperatures.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来例の回路図、第２図はその可変インダクタ
ンス素子の構造図、第３図は別の従来例の回路図、第４
図はこの発明の一実施例の回路図、第５図は動作説明の
ための各部の波形図である。 Ｉｎ・・・インバータ、ＬＣ・・・調光回路、Ｃ・・・
制御回路、ａ、ｂ・・・放電灯接続端子、Ｌａ・・・放
電灯、■、２・・・定電流チジーク（誘導性素子）、ｃ
２・・・コンデンサ（容量性素子）、ｌ−４・・・可変
インダクタンス素子 Ｑ３ 第４図 第５図Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional example, Fig. 2 is a structural diagram of the variable inductance element, Fig. 3 is a circuit diagram of another conventional example, and Fig. 4 is a circuit diagram of a conventional example.
The figure is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a waveform diagram of each part for explaining the operation. In...Inverter, LC...Dimmer circuit, C...
Control circuit, a, b...discharge lamp connection terminal, La...discharge lamp, ■, 2...constant current chijiku (inductive element), c
2... Capacitor (capacitive element), l-4... Variable inductance element Q3 Fig. 4 Fig. 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）直流または整流電圧を高周波電圧に変換するイン
バータと、このインバータの出力端間に接続したもので
このインバータの出力電圧を調整する調光回路と、この
調光回路の出力端間に接続した放電灯接続端子と、前記
調光回路の出力電圧に周期的な高低レベル変化を与える
制御回路とを備えた放電灯点灯調光装置。(1) An inverter that converts direct current or rectified voltage into high-frequency voltage, and a dimming circuit that is connected between the output terminal of this inverter and adjusts the output voltage of this inverter, and a dimming circuit that is connected between the output terminal of this dimming circuit. A discharge lamp lighting and dimmer device comprising: a discharge lamp connection terminal; and a control circuit that periodically changes the level of the output voltage of the dimmer circuit. （２）前記調光回路が、前、記インバータの出力端間に
接続した誘導性素子および容量性素子の直列回路と、前
記容量性素子の両端間に接続した可変インダクタンス素
子とからなり、前記制御回路が、その出力電圧を周期的
に変化することにより前記可変インダクタンス素子のイ
ンダクタンスを変えて前記容量性素子の両端電圧に高低
レベル変化を与えるものである特許請求の範囲第（１１
項記載の放電灯点灯調光装置。(2) The dimming circuit includes a series circuit of an inductive element and a capacitive element connected between the output terminals of the inverter, and a variable inductance element connected between both terminals of the capacitive element, and Claim No. 11, wherein the control circuit changes the inductance of the variable inductance element by periodically changing the output voltage of the control circuit, thereby changing the voltage across the capacitive element in high and low levels.
Discharge lamp lighting dimmer device as described in .