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JP3687177B2 - Discharge lamp lighting device and lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device and lighting device Download PDF

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JP3687177B2
JP3687177B2 JP07772596A JP7772596A JP3687177B2 JP 3687177 B2 JP3687177 B2 JP 3687177B2 JP 07772596 A JP07772596 A JP 07772596A JP 7772596 A JP7772596 A JP 7772596A JP 3687177 B2 JP3687177 B2 JP 3687177B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電灯の点灯を行う放電灯点灯装置及び照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、可飽和カレントトランスを用いた自励式のクリーンブリッジの放電灯点灯装置では、整流回路の出力端子間に接続されたハイ(H)側及びロー(L)側の第1及び第2のスイッチング手段をインダクタに直列に接続された可飽和カレントトランスを用いて交互にオンオフすることにより、インダクタに高周波電流を流し、このインダクタのからの高周波出力を放電灯に供給している。ここで、放電灯の始動電圧発生時と点灯時では、第1及び第2のスイッチング手段のオン・オフの周期を変えることにより、始動電圧発生時に必要なランプ電力とランプ電圧を得るようにしていたが、この場合の制御をL側のスイッチング手段を制御する回路のみで行うため、このような制御回路の応答(ゲイン)を広範囲に設定しなければならず、始動電圧値及び整流回路の電源電圧の変動による点灯時光出力の一定化を両立するのが困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の放電灯用点灯装置では、放電灯の始動電圧発生時と点灯時では、第1及び第2のスイッチング手段のオン・オフの周期を変えることにより、始動電圧発生時に必要なランプ電力とランプ電圧を得るようにしていたが、この場合の制御をロー側のスイッチング手段を制御する制御回路のみで行うので、このような制御回路の応答(ゲイン)を広範囲に設定する必要があり、始動電圧値及び整流回路の電源電圧の変動による点灯時光出力の一定化を両立するのが困難であった。
【0004】
そこで本発明は、放電灯の始動電圧発生時と点灯時において、ロー側のスイッチング手段を制御する制御回路の制御レベルを一定化することができる放電灯点灯装置及び照明装置の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の放電灯点灯装置は、交流電源の出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流回路と;この整流回路の出力端子間に直列に接続され、それぞれ該整流回路の出力端子間のハイ側及びロー側となり、互いに交互にオンオフしてスイッチング動作を行なう第1及び第2の電界効果トランジスタと;前記整流回路の出力端子間に直列接続された第1及び第2のコンデンサであって、前記第1のコンデンサは相対的に大容量で且つ前記第1の電界効果トランジスタに並列的に設けられ、前記第2のコンデンサは前記第1のコンデンサより容量が小さく且つ前記第2の電界効果トランジスタに並列的に設けられた第1及び第2のコンデンサと;前記第1及び第2の電界効果トランジスタの接続点と第1及び第2のコンデンサの接続点との間に接続され、前記第2の電界効果トランジスタのオン期間に前記第2のコンデンサと共振回路を形成するインダクタと;このインダクタに一次巻線が直列接続された可飽和カレントトランスと;前記インダクタ及び第2のコンデンサの共振に基づいて得た高周波出力を放電灯に供給する出力回路と;それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線を用いてそれぞれ前記第1及び第2の電界効果トランジスタの制御端子に交互にオン電圧を加えることにより、それぞれ第1及び第2の電界効果トランジスタを交互にオンオフする第1及び第2の駆動回路と;それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線に並列に接続した第1及び第2の制御インピーダンス手段へ前記第1及び第2の二次巻線の出力端から流れ込む電流の有無を制御することによって、前記第1及び第2の制御インピーダンス手段のインピーダンスを制御し、前記第1及び第2の駆動回路によるオン幅を独立して制御する第1及び第2の制御回路と;前記整流回路の出力端子間の電圧に基づいて、前記第2の制御回路に制御電圧を供給し、前記整流回路の電源電圧の変動による前記インダクタの出力の変動を防止するためのフィードバック制御回路と;前記第1の制御回路の制御インピーダンス手段に並列に設けられ、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのオン幅を変化させてスイッチング周波数の高低を制御するためのツェナーダイオードであって、予熱期間には前記可飽和カレントトランスの第1の二次巻線の出力電圧が該ツェナーダイオードのツェナー電圧を超える状態とすることによって前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を高くし、予熱期間経過後には該ツェナーダイオードがオンされて、前記第1の制御回路の制御インピーダンスが低くなり、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を低くするように動作するツェナーダイオードと;を具備したことを特徴とする。
【0006】
請求項2記載の放電灯点灯装置は、交流電源の出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流回路と;この整流回路の出力端子間に直列に接続され、それぞれ該整流回路の出力端子間のハイ側及びロー側となり、互いに交互にオンオフしてスイッチング動作を行なう第1及び第2の電界効果トランジスタと;前記整流回路の出力端子間に直列接続された第1及び第2のコンデンサであって、前記第1のコンデンサは相対的に大容量で且つ前記第1の電界効果トランジスタに並列的に設けられ、前記第2のコンデンサは前記第1のコンデンサより容量が小さく且つ前記第2の電界効果トランジスタに並列的に設けられた第1及び第2のコンデンサと;前記第1及び第2の電界効果トランジスタの接続点と第1及び第2のコンデンサの接続点との間に接続され、前記第2の電界効果トランジスタのオン期間に前記第2のコンデンサと共振回路を形成するインダクタと;このインダクタに一次巻線が直列接続された可飽和カレントトランスと;前記インダクタ及び第2のコンデンサの共振に基づいて得た高周波出力を放電灯に供給する出力回路と;それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線を用いてそれぞれ前記第1及び第2の電界効果トランジスタの制御端子に交互にオン電圧を加えることにより、それぞれ第1及び第2の電界効果トランジスタを交互にオンオフする第1及び第2の駆動回路と;それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線に並列に接続した第1及び第2の制御インピーダンス手段へ前記第1及び第2の二次巻線の出力端から流れ込む電流の有無を制御することによって、前記第1及び第2の制御インピーダンス手段のインピーダンスを制御し、前記第1及び第2の駆動回路によるオン幅を独立して制御する第1及び第2の制御回路と;前記整流回路の出力端子間の電圧に基づいて、前記第2の制御回路に制御電圧を供給し、前記整流回路の電源電圧の変動による前記インダクタの出力の変動を防止するためのフィードバック制御回路と;前記第1の制御回路の制御インピーダンス手段に並列に設けられ、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのオン幅を変化させてスイッチング周波数の高低を制御するためのツェナーダイオードであって、予熱期間には前記可飽和カレントトランスの第1の二次巻線の出力電圧が該ツェナーダイオードのツェナー電圧を超える状態とすることによって前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を高くし、予熱期間経過後には該ツェナーダイオードがオンされて、前記第1の制御回路の制御インピーダンスが低くなり、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を低くするように動作するツェナーダイオードと;を具備し、前記ツェナーダイオードが放電灯点灯時に不動作、始動電圧発生時に動作するようにツェナーダイオードのツェナー電圧値を設定したことを特徴とする。
【0009】
請求項記載の放電灯点灯装置は、請求項1及び2のいずれか一記載の放電灯点灯装置であって、前記第1のコンデンサに電解コンデンサを用いたことを特徴とする。
【0010】
請求項記載の照明装置は、請求項1乃至のいずれか一記載の放電灯点灯装置と;この放電灯点灯装置を収容する照明器具本体と;を具備したことを特徴とする。
【0011】
請求項記載の照明装置は、器具本体と;この器具本体に装着された放電灯と;この放電灯を点灯する請求項1乃至のいずれか一記載の放電灯点灯装置と;を具備したことを特徴とする照明装置。
【0012】
請求項1乃至記載の構成によれば、ツェナーダイオードのツェナー電圧値を適切の値に設定することにより放電灯の始動電圧発生時と点灯時において、ロー側のスイッチング手段を制御する制御回路の制御レベルを一定化することができる。
【0013】
請求項4及び5記載の構成によれば、請求項1乃至のいずれか1つに記載の放電灯用点灯装置を放電灯点灯装置に適用できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明に係る放電灯点灯装置の一発明の実施の形態を示す回路図である。
【0016】
図1において、交流電源11は、一方の出力端子が電源スイッチSW1を介してチョークコイルL1の一端に接続される。チョークコイルL1の他端は、ダイオードブリッジによる整流回路12の一方の入力端子に接続され、交流電源11の他方の出力端子は、チョークコイルL2の一端に接続される。チョークコイルL2の他端は、整流回路12の他方の入力端子に接続される。チョークコイルL1とチョークコイルL2とは磁気的に結合している。チョークコイルL1,L2の一端の間には、コンデンサC1が接続されている。チョークコイルL1,L2の他端の間には、コンデンサC2が接続されている。
【0017】
整流回路12の正極側の出力端子は、インバータ20の正極側の入力端子に接続される。整流回路12の負極側の出力端子は、インバータ20の負極側の入力端子に接続される。
【0018】
インバータ20は、ハイ(H)側のスイッチング手段であるところ第1のMOS形電界効果トランジスタ(MOS−FET)21と、ロー(L)側のスイッチング手段であるところ第2のMOS−FET22と、第1及び第2の駆動回路23,24と、第1及び第2の制御回路25,26と、時定数発生回路27と、フィードバック制御回路28と、可飽和カレントトランスCT1の一次巻線L11と、第1のコンデンサC11例えば電解コンデンサと、第1のコンデンサC11より容量が小さい第2のコンデンサC12と、この第2のコンデンサC12と共振回路を構成するインダクタ29たとえばリーケージトランスとから構成されている。
【0019】
以下、インバータ20について詳細に説明する。
【0020】
また、インバータ20の正極側の入力端子は、H側に設けられるMOS−FET21のドレイン・ソース路とL側に設けられるMOS−FET22のドレイン・ソース路との直列接続を介してインバータ20の負極側の入力端子に接続されるとともに、コンデンサC11とコンデンサC12との直列接続を介してインバータ20の負極側の入力端子に接続される。
【0021】
第1及び第2のMOS−FET21,22の接続点は、可飽和カレントトランスCT1の一次巻線L11とインダクタ29の一次巻線L21との直列接続を介してコンデンサC11とコンデンサC12との接続点に接続される。このような接続により、コンデンサC11及びコンデンサC12は、それぞれMOS−FET21,22に並列的に設けられる。
【0022】
MOS−FET21,22のゲートには、それぞれ駆動回路23,24が接続されている。
【0023】
第1の駆動回路23は、可飽和カレントトランスCT1の第1の二次巻線L12と、抵抗R21,R22から構成されている。MOS−FET21のゲートは、抵抗R21と可飽和カレントトランスCT1の第1の二次巻線L12との直列接続を介してMOS−FET21のソースに接続されるとともに、抵抗R22を介してMOS−FET21のソースに接続される。二次巻線L12と抵抗R21との接続点は、第1の制御回路25のダイオードD21のアノードに接続される。
【0024】
第1の制御回路25は、ダイオードD21と、ツェナーダイオードZD21と、抵抗R23,R24と、電解コンデンサC21と、コンデンサC22と、NPNトランジスタTr21とから構成される。
【0025】
ダイオードD21のカソードは、ツェナーダイオードZD21と抵抗R23と電解コンデンサC21の並列接続を介してNPNトランジスタTr21のコレクタに接続される。ツェナーダイオードZD21と抵抗R23と電解コンデンサC21の並列接続は第1の制御インピーダンス手段となっている。ツェナーダイオードZD21は、アノードがNPNトランジスタTr21側に接続され、カソードがダイオードD21側に接続されている。NPNトランジスタTr21のエミッタは、MOS−FET21のソースに接続される。NPNトランジスタTr21のベースは抵抗R24とコンデンサC22との並列接続を介してNPNトランジスタTr21のエミッタに接続されるとともに、ダイオードD22のカソードに接続される。
【0026】
第2の駆動回路24は、可飽和カレントトランスCT1の第2の二次巻線L13と、抵抗R31,R32とから構成されている。MOS−FET22のゲートは、抵抗R31と可飽和カレントトランスCT1の第2の二次巻線L13との直列接続を介してMOS−FET22のソースに接続されるとともに、抵抗R32を介してMOS−FET22のソースに接続される。二次巻線L13と抵抗R31との接続点は、第2の制御回路26のダイオードD31のアノードに接続される。
【0027】
第2の制御回路26は、ダイオードD31と、抵抗R33と、電解コンデンサC31と、NPNトランジスタTr31とから構成される。
【0028】
ダイオードD31のカソードは、NPNトランジスタTr31のコレクタ・エミッタ路と抵抗R33の直列接続を介してMOS−FET22のソースに接続されるとともに、電解コンデンサC31を介してMOS−FET22のソースに接続される。電解コンデンサC31と抵抗R33は第2の制御インピーダンス手段となっている。
【0029】
フィードバック制御回路28は、抵抗R41,R42,R43,R44と、コンデンサC41と、NPNトランジスタTr41とから構成されている。
【0030】
MOS−FET21のドレインは、抵抗R41,R42の直列接続を介してMOS−FET22のソースに接続される。
【0031】
抵抗R41,R42の接続点は、コンデンサC41を介してMOS−FET22のソースに接続されるとともに、NPNトランジスタTr41のベースに接続される。NPNトランジスタTr41のエミッタは、抵抗R44を介してMOS−FET22のソースに接続されとともに、第2の制御回路26のNPNトランジスタTr31のベースに接続される。NPNトランジスタTr41のコレンタは、抵抗R43を介して時定数発生回路27のPNPトランジスタTr51のコレクタに接続される。
【0032】
時定数発生回路27は、抵抗R51,R52と、PNPトランジスタTr51と、ツェナーダイオードZD51と、電解コンデンサC51,C52とから構成されている。
【0033】
MOS−FET21のドレインは、抵抗R51,電解コンデンサC51の直列接続を介してMOS−FET22のソースに接続される。
【0034】
抵抗R51とコンデンサC51との接続点は、PNPトランジスタTr51のエミッタ・コレクタ路と電解コンデンサC52を介してMOS−FET22のソースに接続される。PNPトランジスタTr51のベースは、ツェナーダイオードZD51のカソードに接続される。ツェナーダイオードZD51のアノードはMOS−FET22のソースに接続される。PNPトランジスタTr51のコレクタは、抵抗R52を介してMOS−FET22のソースに接続されるとともに、抵抗R25とダイオードD22のアノード・カソード路を介して第1の制御回路25のNPNトランジスタTr21のベースに接続される。
【0035】
インダクタ29の二次巻線L22の一端は、放電灯61の一方の電極に接続され、インダクタ29の二次巻線L22の他端は、放電灯61の他方の電極に接続される。
【0036】
放電灯61の一方の電極と他方の電極との間には、コンデンサC61が接続される。このような接続により、放電灯61とコンデンサC61は、出力回路60を構成している。
【0037】
このような構成により、第1及び第2の駆動回路23,24は、それぞれ前記可飽和カレントトランスCT1の第1及び第2の二次巻線L12,L13を用いてそれぞれMOS−FET21,22の制御端子に交互にオン電圧を加えることにより、それぞれMOS−FET21,22を交互にオンオフするようになっている。
【0038】
第1及び第2の制御回路25,26は、それぞれ可飽和カレントトランスCT1の第1及び第2の二次巻線L12,L13に並列に接続した第1及び第2の制御インピーダンス手段のインピーダンスを制御することにより、第1及び第2の駆動回路23,24によるオン幅を独立して制御している。
【0039】
電圧制限素子であるところのツェナーダイオードZD21は、前記第1の制御回路25の制御インピーダンス手段に設けられ、この制御インピーダンス手段に加えられた電圧が制限電圧値以上にならないように制限する。
【0040】
フィードバック制御回路28は、始動電圧発生時と点灯時において整流回路12の電源電圧の変動によるインダクタ29の出力の変動を防止するための回路であり、整流回路12の出力端子間の電圧に基づいて、L側の制御回路26に制御レベルであるところの制御電圧Vaを供給している。
【0041】
本発明の実施の形態では電圧制限素子(ツェナーダイオードZD21)の制限電圧値を適切の値に設定することにより放電灯61の始動電圧発生時と点灯時において、ロー側のスイッチング手段(MOS−FET22)を制御する制御回路26の制御レベル(制御電圧Va)を一定化することができる。
【0042】
以下、本実施例の動作を説明する。
【0043】
まず、スイッチSW1をオンすると、交流電源11の電圧は、整流回路12で全波整流され、インバータ20に加えられる。これにより、電解コンデンサC11,コンデンサC12に電荷が蓄積されるとともに、図示しない起動回路によりMOS−FET22のゲートにオン電圧を加える。この状態では、MOS−FET21がオフしている。
【0044】
この時点では時定数発生回路27のPNPトランジスタTr51がオフとなっており、制御回路25,26のNPNトランジスタTr21,Tr31がオフされ、可飽和カレントトランスCT1の第1の二次巻線L12と抵抗R21の接続点から制御回路25に電流が流れない状態となり、可飽和カレントトランスCT1の第2の二次巻線L13と抵抗R31の接続点からの電流は抵抗R33に流れない状態となるので、制御回路25,26の制御インピーダンスが高い値に設定され、これにより、MOS−FET21,22オン・オフ周波数が高い値に設定され、放電灯61には低いレベルのランプ予熱電圧が加えられる。
【0045】
このようなランプ予熱期間が1秒程度経過すると、時定数発生回路27のPNPトランジスタTr51がオンされ、制御回路25,26のNPNトランジスタTr21,Tr31がオンされ、可飽和カレントトランスCT1の第1の二次巻線L12と抵抗R21の接続点から制御回路25に電流が流れる状態となり、可飽和カレントトランスCT1の第2の二次巻線L13と抵抗R31の接続点からの電流は抵抗R33に流れる状態となり、制御回路25,26の制御インピーダンスが低い値に設定され、これにより、MOS−FET21,22のオン・オフ周波数が低い値に設定される。ここで、放電灯61が点灯する以前には、インダクタ29の一次巻線L21のインダクタンスは低い値となり、可飽和カレントトランスCT1の出力の反転周期が長くなる。そして、第1の二次巻線L12が出力する出力電圧がツェナーダイオードZD21のツェナー電圧を超えている状態で、ツェナーダイオードZD21がオンされるので、制御回路25の制御インピーダンスがさらに低い値に設定され、インダクタ29のランプ電力が30W以上となり、出力電圧が400Vに到達し、放電灯61が点灯する。放電灯61が点灯すると、インダクタ29の一次巻線L21のインダクタンスは高い値となり、可飽和カレントトランスCT1の出力の反転周期が長くなるとともに、第1の二次巻線L12が出力する出力電圧がツェナーダイオードZD21のツェナー電圧を下回り、ツェナーダイオードZD21がオフされ、制御回路25の制御インピータンスが点灯直前よりも低い値に設定され、フィードバック制御回路28により、インダクタ29の出力電圧が適切なレベルに制御され、放電灯61が適切な出力で点灯する。
【0046】
以下、MOS−FET21,22のオン・オフによる詳細な動作について説明する。
【0047】
MOS−FET22がオンすると、第1の期間となり、インダクタ29及びコンデンサC12による共振回路が直列共振して、共振電流がインダクタ29とコンデンサC12の直列回路に流れた後、共振電圧が低下し、整流回路12からの電流がコンデンサC11とインダクタ29の一次巻線L21と可飽和カレントトランスCT1の一次巻線L11とスィッチング手段22との直列接続を介して流れ、この一次巻線L11に流れる電流が所定値以上になると、可飽和カレントトランスCT1が飽和し、可飽和カレントトランスCT1の第1及び第2の二次巻線L12,L13にそれぞれMOS−FET21のゲート側とMOS−FET22のゲートとは反対側の起電力が発生し、MOS−FET21をオンし、MOS−FET22をオフする。これにより、第2の期間となり、インダクタ29の蓄積エネルギーにより第1のMOS−FET21からコンデンサC11に電流が流れ、この後、コンデンサC11に蓄えられた電荷が放出され、インダクタ29の一次巻線L11及び可飽和カレントトランスCT1の一次巻線L21に電流が流れる。これにより、駆動回路23,24の出力が反転し、スイッチング手段22がオンし、スイッチング手段21がオフして、第1の期間に戻り、以下同様の動作を繰り返す。これにより、インダクタ29の一次巻線L21に高周波電流が流れ、インダクタ29の二次巻線L22に高周波電圧を誘起する。
【0048】
図2及び図3はMOS−FET21,22のオン・オフの周波数faと制御回路26への制御電圧Vaの関係を示すグラフであり、図2に始動電圧発生時を示し、図3に点灯時を示している。
【0049】
図2において、始動電圧発生時は、MOS−FET21,22のオン・オフの周波数faは、制御電圧VaがツェナーダイオードZD21がオンされるレベルとなるまでは、フラットになるのに対して、制御電圧VaがツェナーダイオードZD21がオンされるレベルを超えると、所定の傾きで低下する。
【0050】
一方、点灯時は、二次巻線L12の電圧がツェナーダイオードZD21の電圧を超えないようにしているので、グラフに示した範囲ではフラットになる。
【0051】
図2及び図3より、始動電圧発生時と点灯時に制御電圧Vaが一定の値A(例えば2V)とするには、ツェナーダイオードZD21の制限電圧値を適切の値に設定することによりツェナーダイオードZD21がオンされるレベルをシフトし、始動電圧発生時に制御電圧Vaが値Aの場合において、周波数faが適切な値となるようにすることができる。これにより、放電灯61の始動電圧発生時と点灯時において、ロー側のスイッチング手段(MOS−FET22)を制御する制御回路26の制御レベル(制御電圧Va)を一定化することができる。
【0052】
図4及び図5は始動電圧発生時の放電灯61のランプ電圧(始動電圧値)VL及びランプ電力WLに対する制御電圧Vaの関係を示すグラフであり、図4にツェナーダイオードZD21を設けなかった場合を示し、図5にツェナーダイオードZD21を設けた場合を示している。
【0053】
4において、ツェナーダイオードZD21を設けなかった場合は、ランプ電力WLは、制御電圧Vaに対して一定の割合で上昇するが、放電灯61を始動すための目標値も30Wと比較的に低いので、制御電圧Vaが2Vでランプ電力WLの目標を達成できる。
【0054】
図4において、ツェナーダイオードZD21を設けなかった場合は、始動電圧値VLは、制御電圧Vaに対して一定の割合で上昇するが、放電灯61を始動させるための目標値も比較的高く400Vなので、制御電圧Vaが2Vで始動電圧値VLの目標を達成するために、制御電圧Vaが3V必要となる。
【0055】
図5において、ツェナーダイオードZD21を設けた場合は、始動電圧値VLは、ツェナーダイオードZD21が動作するレベルまでは制御電圧Vaに対して図4の同じ割合で上昇するが、ツェナーダイオードZD21が動作するレベルを超えると制御電圧Vaに対して図4よりも高い割合で上昇るので、制御電圧Vaが2Vで始動電圧値VLの目標値400Vを達成できる。
【0056】
このような発明の実施の形態では、放電灯61の始動電圧発生時と点灯時において、ロー側のスイッチング手段を制御する制御回路26の制御レベルを一定化することができので、このような制御回路26の応答(ゲイン)を広範囲に設定する必要がなくなり、始動電圧値を適切化することができるとともに、整流回路の電源電圧の変動による点灯時光出力の一定化を両立することができる。
【0057】
また、図に示したように、ツェナーダイオードZD21を設けることにより、制御回路26の制御レベルを低下させ、回路の効率化を計ることができる。
【0058】
図6は図1の発明の実施の形態を適用した放電灯点灯装置による照明装置を示す斜視図である。
【0059】
図6において、照明装置401は、ソケット402,403の間に放電灯61を取り付け、内部に放電灯点灯装置(図1に示した放電灯61と交流電源11を除いた部分)10を内蔵し、放電灯点灯装置10により放電灯61の点灯を行うようにしたものである。
【0060】
このような構造により図1の発明の実施の形態を照明装置に適用できる。
【0061】
尚、図1の発明の実施の形態においては、第1及び第2のスイッチング手段としてMOS−FETを用いたが、MOS−FET以外のスイッチング素子、例えば通常のNPNトランジスタを用いるように構成してもよい。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、放電灯の始動電圧発生時と点灯時において、ロー側のスイッチング手段を制御する制御回路の制御レベルを一定化することができるので、始動電圧値を適切化することができるとともに、整流回路の電源電圧の変動による点灯時光出力の一定化を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放電灯点灯装置の発明の実施の形態を示す回路図。
【図2】図1のMOS−FETのオン・オフの周波数とL側の制御回路への制御電圧の始動電圧発生時の関係を示すグラフ。
【図3】図1のMOS−FETのオン・オフの周波数とL側の制御回路への制御電圧の点灯時の関係を示すグラフ。
【図4】図1の制御回路にツェナーダイオードを設けた場合の放電灯の始動電圧値及びランプ電力に対する制御電圧の関係を示すグラフ。
【図5】図1の制御回路にツェナーダイオードを設けなかった場合の放電灯の始動電圧値及びランプ電力に対する制御電圧の関係を示すグラフ。
【図6】図1の発明の実施の形態を適用した放電灯点灯装置による照明装置を示す斜視図。
【符号の説明】
11 交流電源
12 整流回路
21,22 MOS−FET
23,24 駆動回路
25,26 制御回路
28 フィードバック制御回路
29 インダクタ
61 放電灯
CT1 可飽和カレントトランス
ZD21 ツェナーダイオード
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device and a lighting device for lighting a discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a self-excited clean bridge discharge lamp lighting device using a saturable current transformer, the first and second switching on the high (H) side and the low (L) side connected between the output terminals of the rectifier circuit By alternately turning the means on and off using a saturable current transformer connected in series to the inductor, a high-frequency current is passed through the inductor, and a high-frequency output from the inductor is supplied to the discharge lamp. Here, when the starting voltage of the discharge lamp is generated and when it is lit, the on / off cycle of the first and second switching means is changed to obtain the necessary lamp power and lamp voltage when the starting voltage is generated. However, since the control in this case is performed only by the circuit that controls the switching means on the L side, the response (gain) of such a control circuit must be set in a wide range, and the starting voltage value and the power supply of the rectifier circuit It has been difficult to achieve both constant light output during lighting due to voltage fluctuation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional discharge lamp lighting device described above, the lamp power required when starting voltage is generated by changing the on / off cycle of the first and second switching means when the starting voltage is generated and when the discharge lamp is lit. In this case, since the control is performed only by the control circuit that controls the low-side switching means, it is necessary to set the response (gain) of such a control circuit over a wide range. It has been difficult to achieve both constant light output during lighting due to fluctuations in the starting voltage value and the power supply voltage of the rectifier circuit.
[0004]
Therefore, the present invention has an object to provide a discharge lamp lighting device and a lighting device that can make the control level of a control circuit that controls the low-side switching means constant when the starting voltage of the discharge lamp is generated and when it is turned on. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The discharge lamp lighting device according to claim 1 rectifies the output voltage of the AC power source and outputs a DC voltage; and between the output terminals of the rectifier circuit Connected in series, High side and low side between the output terminals of the rectifier circuit, respectively To perform switching operation alternately on and off. First and second Field effect transistor When; First and second capacitors connected in series between output terminals of the rectifier circuit, the first capacitor having a relatively large capacity and provided in parallel to the first field effect transistor; The second capacitor has a smaller capacity than the first capacitor and is provided in parallel with the second field effect transistor; and the first and second field effect transistors; An inductor connected between a connection point and a connection point of the first and second capacitors, and forming a resonance circuit with the second capacitor during an ON period of the second field effect transistor; A saturable current transformer in which a primary winding is connected in series to the inductor; an output circuit that supplies a high-frequency output obtained based on resonance of the inductor and the second capacitor to a discharge lamp; Using the first and second secondary windings, respectively, the first and second Field effect transistor By alternately applying an on-voltage to the control terminals of the first and second terminals, Field effect transistor First and second drive circuits that alternately turn on and off; and first and second controlled impedance means connected in parallel to the first and second secondary windings of the saturable current transformer, respectively. Controlling the impedance of the first and second controlled impedance means by controlling the presence or absence of current flowing from the output ends of the first and second secondary windings, First and second control circuits for independently controlling the ON width by the first and second drive circuits; A feedback control circuit for supplying a control voltage to the second control circuit based on a voltage between the output terminals of the rectifier circuit, and preventing fluctuations in the output of the inductor due to fluctuations in the power supply voltage of the rectifier circuit; A Zener diode provided in parallel with the control impedance means of the first control circuit for controlling the switching frequency by changing the on width of the first and second field effect transistors, In a period, the output voltage of the first secondary winding of the saturable current transformer exceeds the Zener voltage of the Zener diode to increase the switching frequency of the first and second field effect transistors, After the preheating period, the zener diode is turned on, and the control impedance of the first control circuit is lowered. A zener diode which operates to lower the switching frequency of the first and second field effect transistors; It is characterized by comprising.
[0006]
The discharge lamp lighting device according to claim 2 rectifies the output voltage of the AC power supply and outputs a DC voltage; and between the output terminals of the rectifier circuit Connected in series, High side and low side between the output terminals of the rectifier circuit, respectively To perform switching operation alternately on and off. First and second Field effect transistor When; First and second capacitors connected in series between output terminals of the rectifier circuit, the first capacitor having a relatively large capacity and provided in parallel to the first field effect transistor; The second capacitor has a smaller capacity than the first capacitor and is provided in parallel with the second field effect transistor; and the first and second field effect transistors; An inductor connected between a connection point and a connection point of the first and second capacitors, and forming a resonance circuit with the second capacitor during an ON period of the second field effect transistor; A saturable current transformer in which a primary winding is connected in series to the inductor; an output circuit that supplies a high-frequency output obtained based on resonance of the inductor and the second capacitor to a discharge lamp; Using the first and second secondary windings, respectively, the first and second Field effect transistor By alternately applying an on-voltage to the control terminals of the first and second terminals, Field effect transistor First and second drive circuits that alternately turn on and off; and first and second controlled impedance means connected in parallel to the first and second secondary windings of the saturable current transformer, respectively. Controlling the impedance of the first and second controlled impedance means by controlling the presence or absence of current flowing from the output ends of the first and second secondary windings, First and second control circuits for independently controlling the ON width by the first and second drive circuits; A feedback control circuit for supplying a control voltage to the second control circuit based on a voltage between the output terminals of the rectifier circuit, and preventing fluctuations in the output of the inductor due to fluctuations in the power supply voltage of the rectifier circuit; A Zener diode provided in parallel with the control impedance means of the first control circuit for controlling the switching frequency by changing the on width of the first and second field effect transistors, In a period, the output voltage of the first secondary winding of the saturable current transformer exceeds the Zener voltage of the Zener diode to increase the switching frequency of the first and second field effect transistors, After the preheating period, the zener diode is turned on, and the control impedance of the first control circuit is lowered. A zener diode which operates to lower the switching frequency of the first and second field effect transistors; Comprising the above Zener diode Will not work when the discharge lamp is lit, and will work when a starting voltage is generated Zener diode Zener The voltage value is set.
[0009]
Claim 3 The discharge lamp lighting device according to claim 1 is the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 and 2, wherein an electrolytic capacitor is used as the first capacitor.
[0010]
Claim 4 The lighting device according to claim 1 to claim 1. 3 A discharge lamp lighting device according to any one of the above; and a lighting fixture main body that houses the discharge lamp lighting device.
[0011]
Claim 5 The lighting device according to claim 1, wherein the main body of the appliance; a discharge lamp mounted on the main body of the appliance; and lighting the discharge lamp. 3 A discharge lamp lighting device according to any one of the above.
[0012]
Claims 1 to 3 According to the configuration described, Zener diode Zener By setting the voltage value to an appropriate value, the control level of the control circuit that controls the low-side switching means can be made constant when the starting voltage of the discharge lamp is generated and when it is turned on.
[0013]
Claim 4 and 5 According to the described configuration, claims 1 to 3 The discharge lamp lighting device according to any one of the above can be applied to a discharge lamp lighting device.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
[0016]
In FIG. 1, an AC power supply 11 has one output terminal connected to one end of a choke coil L1 via a power switch SW1. The other end of the choke coil L1 is connected to one input terminal of the rectifier circuit 12 using a diode bridge, and the other output terminal of the AC power supply 11 is connected to one end of the choke coil L2. The other end of the choke coil L2 is connected to the other input terminal of the rectifier circuit 12. The choke coil L1 and the choke coil L2 are magnetically coupled. A capacitor C1 is connected between one ends of the choke coils L1 and L2. A capacitor C2 is connected between the other ends of the choke coils L1 and L2.
[0017]
The positive output terminal of the rectifier circuit 12 is connected to the positive input terminal of the inverter 20. An output terminal on the negative side of the rectifier circuit 12 is connected to an input terminal on the negative side of the inverter 20.
[0018]
The inverter 20 includes a first MOS field effect transistor (MOS-FET) 21 as a high (H) side switching means, and a second MOS-FET 22 as a low (L) side switching means. First and second drive circuits 23, 24, first and second control circuits 25, 26, time constant generation circuit 27, feedback control circuit 28, primary winding L11 of saturable current transformer CT1, and A first capacitor C11, for example an electrolytic capacitor and a first capacitor C11 The second capacitor C12 has a smaller capacity, and the second capacitor C12 and an inductor 29, such as a leakage transformer, constituting a resonance circuit.
[0019]
Hereinafter, the inverter 20 will be described in detail.
[0020]
The input terminal on the positive side of the inverter 20 is connected in series with the drain / source path of the MOS-FET 21 provided on the H side and the drain / source path of the MOS-FET 22 provided on the L side. T Connected to the input terminal on the negative side of the inverter 20 and between the capacitor C11 and the capacitor C12. series It is connected to the input terminal on the negative electrode side of the inverter 20 through the connection.
[0021]
A connection point between the first and second MOS-FETs 21 and 22 is a connection point between the capacitor C11 and the capacitor C12 via a series connection of the primary winding L11 of the saturable current transformer CT1 and the primary winding L21 of the inductor 29. Connected to. With this connection, the capacitor C11 and the capacitor C12 are provided in parallel to the MOS-FETs 21 and 22, respectively.
[0022]
Drive circuits 23 and 24 are connected to the gates of the MOS-FETs 21 and 22, respectively.
[0023]
The first drive circuit 23 includes a first secondary winding L12 of the saturable current transformer CT1 and resistors R21 and R22. The gate of the MOS-FET 21 is connected to the source of the MOS-FET 21 through a series connection of the resistor R21 and the first secondary winding L12 of the saturable current transformer CT1, and the MOS-FET 21 through the resistor R22. Connected to the source. A connection point between the secondary winding L12 and the resistor R21 is connected to the anode of the diode D21 of the first control circuit 25.
[0024]
The first control circuit 25 includes a diode D21, a Zener diode ZD21, resistors R23 and R24, an electrolytic capacitor C21, a capacitor C22, and an NPN transistor Tr21.
[0025]
The cathode of the diode D21 is connected to the collector of the NPN transistor Tr21 through a parallel connection of a Zener diode ZD21, a resistor R23, and an electrolytic capacitor C21. A parallel connection of the Zener diode ZD21, the resistor R23, and the electrolytic capacitor C21 serves as a first controlled impedance means. The Zener diode ZD21 has an anode connected to the NPN transistor Tr21 side and a cathode connected to the diode D21 side. The emitter of the NPN transistor Tr21 is connected to the source of the MOS-FET 21. The base of the NPN transistor Tr21 is a resistor R24 Are connected to the emitter of the NPN transistor Tr21 through a parallel connection of the capacitor C22 and to the cathode of the diode D22.
[0026]
The second drive circuit 24 includes a second secondary winding L13 of the saturable current transformer CT1 and resistors R31 and R32. The gate of the MOS-FET 22 is connected to the source of the MOS-FET 22 through a series connection of the resistor R31 and the second secondary winding L13 of the saturable current transformer CT1, and the MOS-FET 22 through the resistor R32. Connected to the source. The connection point between the secondary winding L13 and the resistor R31 is connected to the anode of the diode D31 of the second control circuit 26.
[0027]
The second control circuit 26 includes a diode D31, a resistor R33, an electrolytic capacitor C31, and an NPN transistor Tr31.
[0028]
The cathode of the diode D31 is connected to the source of the MOS-FET 22 through a series connection of the collector / emitter path of the NPN transistor Tr31 and the resistor R33, and is connected to the source of the MOS-FET 22 through the electrolytic capacitor C31. The electrolytic capacitor C31 and the resistor R33 are the second controlled impedance means.
[0029]
The feedback control circuit 28 includes resistors R41, R42, R43, R44, a capacitor C41, and an NPN transistor Tr41.
[0030]
The drain of the MOS-FET 21 is connected to the source of the MOS-FET 22 through a series connection of resistors R41 and R42.
[0031]
The connection point between the resistors R41 and R42 is connected to the source of the MOS-FET 22 via the capacitor C41 and to the base of the NPN transistor Tr41. The emitter of the NPN transistor Tr41 is connected to the source of the MOS-FET 22 via the resistor R44 and to the base of the NPN transistor Tr31 of the second control circuit 26. The collector of the NPN transistor Tr41 is connected to the collector of the PNP transistor Tr51 of the time constant generation circuit 27 via the resistor R43.
[0032]
The time constant generating circuit 27 includes resistors R51 and R52, a PNP transistor Tr51, a Zener diode ZD51, and electrolytic capacitors C51 and C52.
[0033]
The drain of the MOS-FET 21 is connected to the source of the MOS-FET 22 through a series connection of a resistor R51 and an electrolytic capacitor C51.
[0034]
The connection point between the resistor R51 and the capacitor C51 is connected to the source of the MOS-FET 22 via the emitter / collector path of the PNP transistor Tr51 and the electrolytic capacitor C52. The base of the PNP transistor Tr51 is connected to the cathode of the Zener diode ZD51. The anode of the Zener diode ZD51 is connected to the source of the MOS-FET 22. Of the PNP transistor Tr51 collector Is connected to the source of the MOS-FET 22 via the resistor R52 and to the base of the NPN transistor Tr21 of the first control circuit 25 via the resistor R25 and the anode / cathode path of the diode D22.
[0035]
One end of the secondary winding L22 of the inductor 29 is connected to one electrode of the discharge lamp 61, and the other end of the secondary winding L22 of the inductor 29 is connected to the other electrode of the discharge lamp 61.
[0036]
A capacitor C61 is connected between one electrode of the discharge lamp 61 and the other electrode. With such a connection, the discharge lamp 61 and the capacitor C61 constitute an output circuit 60.
[0037]
With such a configuration, the first and second drive circuits 23 and 24 use the first and second secondary windings L12 and L13 of the saturable current transformer CT1, respectively, for the MOS-FETs 21 and 22, respectively. By alternately applying an on-voltage to the control terminals, the MOS-FETs 21 and 22 are alternately turned on and off, respectively.
[0038]
The first and second control circuits 25 and 26 respectively have the impedances of the first and second control impedance means connected in parallel to the first and second secondary windings L12 and L13 of the saturable current transformer CT1. By controlling, the ON width by the first and second drive circuits 23 and 24 is independently controlled.
[0039]
The Zener diode ZD21, which is a voltage limiting element, is provided in the control impedance means of the first control circuit 25 and limits the voltage applied to the control impedance means so as not to exceed the limit voltage value.
[0040]
The feedback control circuit 28 prevents fluctuations in the output of the inductor 29 due to fluctuations in the power supply voltage of the rectifier circuit 12 when the starting voltage is generated and when the starting voltage is lit. Times Control circuit on the L side based on the voltage between the output terminals of the rectifier circuit 12 26 Is supplied with a control voltage Va at a control level.
[0041]
In the embodiment of the present invention, by setting the limiting voltage value of the voltage limiting element (Zener diode ZD21) to an appropriate value, the switching means (MOS-FET 22) on the low side is generated when the starting voltage is generated and when the discharge lamp 61 is lit. ) Can be made constant at the control level (control voltage Va) of the control circuit 26.
[0042]
The operation of this embodiment will be described below.
[0043]
First, when the switch SW 1 is turned on, the voltage of the AC power supply 11 is full-wave rectified by the rectifier circuit 12 and applied to the inverter 20. As a result, electric charges are accumulated in the electrolytic capacitors C11 and C12, and an on-voltage is applied to the gate of the MOS-FET 22 by a starting circuit (not shown). In this state, the MOS-FET 21 is off.
[0044]
At this point the time constant Occurrence The PNP transistor Tr51 of the circuit 27 is turned off, the NPN transistors Tr21 and Tr31 of the control circuits 25 and 26 are turned off, and control is performed from the connection point between the first secondary winding L12 of the saturable current transformer CT1 and the resistor R21. Since no current flows through the circuit 25 and current from the connection point between the second secondary winding L13 of the saturable current transformer CT1 and the resistor R31 does not flow into the resistor R33, the control circuits 25 and 26 The control impedance is set to a high value, so that the MOS-FETs 21 and 22 of ON / OFF frequency Is set to a high value, and a low level lamp preheating voltage is applied to the discharge lamp 61.
[0045]
When such a lamp preheating period elapses for about 1 second, the PNP transistor Tr51 of the time constant generating circuit 27 is turned on, the NPN transistors Tr21 and Tr31 of the control circuits 25 and 26 are turned on, and the first saturable current transformer CT1 is turned on. A current flows from the connection point of the secondary winding L12 and the resistor R21 to the control circuit 25, and a current from the connection point of the second secondary winding L13 of the saturable current transformer CT1 and the resistor R31 flows to the resistor R33. In this state, the control impedance of the control circuits 25 and 26 is set to a low value, whereby the on / off frequencies of the MOS-FETs 21 and 22 are set to a low value. Here, before the discharge lamp 61 is lit, the inductance of the primary winding L21 of the inductor 29 becomes a low value, and the inversion period of the output of the saturable current transformer CT1 becomes long. And The output voltage output from the first secondary winding L12 exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZD21. In the state Zener diode ZD21 is on So The control impedance of the control circuit 25 is set to a lower value, the lamp power of the inductor 29 becomes 30 W or more, the output voltage reaches 400 V, and the discharge lamp 61 is lit. When the discharge lamp 61 is lit, the inductance of the primary winding L21 of the inductor 29 becomes a high value, the inversion period of the output of the saturable current transformer CT1 becomes long, and the output voltage output from the first secondary winding L12 is increased. The voltage is lower than the Zener voltage of the Zener diode ZD21, the Zener diode ZD21 is turned off, the control impedance of the control circuit 25 is set to a value lower than that immediately before lighting, and the feedback control circuit 28 sets the output voltage of the inductor 29 to an appropriate level. Controlled, the discharge lamp 61 is lit at an appropriate output.
[0046]
Hereinafter, detailed operation by turning on and off the MOS-FETs 21 and 22 will be described.
[0047]
When the MOS-FET 22 is turned on, the first period starts, and the resonance circuit including the inductor 29 and the capacitor C12 resonates in series. After the resonance current flows through the series circuit of the inductor 29 and the capacitor C12, the resonance voltage decreases and rectification occurs. The current from the circuit 12 flows through the series connection of the capacitor C11, the primary winding L21 of the inductor 29, the primary winding L11 of the saturable current transformer CT1, and the switching means 22, and the current flowing through the primary winding L11 is predetermined. When the value exceeds the value, the saturable current transformer CT1 is saturated, and the gate side of the MOS-FET 21 and the gate of the MOS-FET 22 are opposite to the first and second secondary windings L12 and L13 of the saturable current transformer CT1, respectively. Side electromotive force is generated, the MOS-FET 21 is turned on, and the MOS-FET 22 is turned off. . As a result, a second period is reached, and a current flows from the first MOS-FET 21 to the capacitor C11 due to the energy stored in the inductor 29. Thereafter, the charge stored in the capacitor C11 is released, and the primary winding L11 of the inductor 29 is released. A current flows through the primary winding L21 of the saturable current transformer CT1. As a result, the outputs of the drive circuits 23 and 24 are inverted, the switching means 22 is turned on, the switching means 21 is turned off, the process returns to the first period, and the same operation is repeated thereafter. As a result, a high frequency current flows in the primary winding L21 of the inductor 29, and a high frequency voltage is induced in the secondary winding L22 of the inductor 29.
[0048]
2 and 3 are graphs showing the relationship between the on / off frequency fa of the MOS-FETs 21 and 22 and the control voltage Va to the control circuit 26. FIG. 2 shows when the starting voltage is generated, and FIG. Is shown.
[0049]
In FIG. 2, when the starting voltage is generated, the on / off frequency fa of the MOS-FETs 21 and 22 becomes flat until the control voltage Va reaches a level at which the Zener diode ZD21 is turned on. The voltage Va is a level at which the zener diode ZD21 is turned on. Le When it exceeds, it falls at a predetermined inclination.
[0050]
On the other hand, at the time of lighting, the voltage of the secondary winding L12 is set so as not to exceed the voltage of the Zener diode ZD21, so that it becomes flat in the range shown in the graph.
[0051]
2 and 3, in order to set the control voltage Va to a constant value A (for example, 2 V) when the starting voltage is generated and when the lighting is turned on, the limit voltage value of the Zener diode ZD21 is set to an appropriate value to set the Zener diode ZD21. When the control voltage Va is the value A when the starting voltage is generated, the frequency fa can be set to an appropriate value. Thereby, the control level (control voltage Va) of the control circuit 26 that controls the low-side switching means (MOS-FET 22) can be made constant when the starting voltage of the discharge lamp 61 is generated and when the discharge lamp 61 is lit.
[0052]
4 and 5 are graphs showing the relationship between the lamp voltage (starting voltage value) VL of the discharge lamp 61 and the control power Va with respect to the lamp power WL when the starting voltage is generated. FIG. 4 shows the case where the Zener diode ZD21 is not provided in FIG. FIG. 5 shows a case where a Zener diode ZD21 is provided.
[0053]
Figure 4 When the Zener diode ZD21 is not provided, the lamp power WL increases at a constant rate with respect to the control voltage Va, but starts the discharge lamp 61. Ru Therefore, the target value for the lamp power WL can be achieved when the control voltage Va is 2V.
[0054]
In FIG. 4, when the Zener diode ZD21 is not provided, the starting voltage value VL Increases at a constant rate with respect to the control voltage Va, but the target value for starting the discharge lamp 61 is also relatively high, 400V, so that the control voltage Va is 2V to achieve the target of the starting voltage value VL. The control voltage Va is required to be 3V.
[0055]
In FIG. 5, when the Zener diode ZD21 is provided, the starting voltage value VL 4 rises at the same rate as in FIG. 4 with respect to the control voltage Va until the level at which the Zener diode ZD21 operates, but exceeds the level at which the Zener diode ZD21 operates at a rate higher than that in FIG. Rise You Therefore, when the control voltage Va is 2V, the target value 400V of the starting voltage value VL can be achieved.
[0056]
In such an embodiment of the invention, the control level of the control circuit 26 that controls the low-side switching means can be made constant when the starting voltage of the discharge lamp 61 is generated and when it is turned on. Ru Therefore, it is not necessary to set such a response (gain) of the control circuit 26 in a wide range, the starting voltage value can be made appropriate, and the light output during lighting can be made constant by fluctuations in the power supply voltage of the rectifier circuit. can do.
[0057]
Also figure 5 As shown in FIG. 5, by providing the Zener diode ZD21, the control level of the control circuit 26 can be lowered, and the efficiency of the circuit can be improved.
[0058]
FIG. 6 is a perspective view showing an illuminating device by a discharge lamp lighting device to which the embodiment of the invention of FIG. 1 is applied.
[0059]
In FIG. 6, a lighting device 401 has a discharge lamp 61 mounted between sockets 402 and 403, and a discharge lamp lighting device (a portion excluding the discharge lamp 61 and the AC power source 11 shown in FIG. 1) 10 is built therein. The discharge lamp lighting device 10 lights the discharge lamp 61.
[0060]
With such a structure, the embodiment of the invention of FIG. 1 can be applied to a lighting device.
[0061]
In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, MOS-FETs are used as the first and second switching means. However, switching elements other than MOS-FETs, for example, ordinary NPN transistors are used. Also good.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, the control level of the control circuit that controls the low-side switching means can be made constant when the starting voltage of the discharge lamp is generated and when it is lit, so that the starting voltage value can be made appropriate. In addition, it is possible to make the light output during lighting constant by changing the power supply voltage of the rectifier circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the on-off frequency of the MOS-FET of FIG. 1 and the start-up voltage generation of the control voltage to the L-side control circuit.
3 is a graph showing the relationship between the ON / OFF frequency of the MOS-FET of FIG. 1 and the lighting of a control voltage to the L-side control circuit.
4 is a graph showing a relationship between a starting voltage value of a discharge lamp and a control voltage with respect to lamp power when a Zener diode is provided in the control circuit of FIG. 1;
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the starting voltage value of the discharge lamp and the control voltage with respect to the lamp power when no Zener diode is provided in the control circuit of FIG. 1;
6 is a perspective view showing an illumination device using a discharge lamp lighting device to which the embodiment of the invention of FIG. 1 is applied. FIG.
[Explanation of symbols]
11 AC power supply
12 Rectifier circuit
21,22 MOS-FET
23, 24 Drive circuit
25, 26 Control circuit
28 Feedback control circuit
29 Inductor
61 Discharge lamp
CT1 Saturable current transformer
ZD21 Zener diode

Claims (5)

交流電源の出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流回路と;
この整流回路の出力端子間に直列に接続され、それぞれ該整流回路の出力端子間のハイ側及びロー側となり、互いに交互にオンオフしてスイッチング動作を行なう第1及び第2の電界効果トランジスタと;
前記整流回路の出力端子間に直列接続された第1及び第2のコンデンサであって、前記第1のコンデンサは相対的に大容量で且つ前記第1の電界効果トランジスタに並列的に設けられ、前記第2のコンデンサは前記第1のコンデンサより容量が小さく且つ前記第2の電界効果トランジスタに並列的に設けられた第1及び第2のコンデンサと;
前記第1及び第2の電界効果トランジスタの接続点と第1及び第2のコンデンサの接続点との間に接続され、前記第2の電界効果トランジスタのオン期間に前記第2のコンデンサと共振回路を形成するインダクタと;
このインダクタに一次巻線が直列接続された可飽和カレントトランスと;
前記インダクタ及び第2のコンデンサの共振に基づいて得た高周波出力を放電灯に供給する出力回路と;
それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線を用いてそれぞれ前記第1及び第2の電界効果トランジスタの制御端子に交互にオン電圧を加えることにより、それぞれ第1及び第2の電界効果トランジスタを交互にオンオフする第1及び第2の駆動回路と;
それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線に並列に接続した第1及び第2の制御インピーダンス手段へ前記第1及び第2の二次巻線の出力端から流れ込む電流の有無を制御することによって、前記第1及び第2の制御インピーダンス手段のインピーダンスを制御し、前記第1及び第2の駆動回路によるオン幅を独立して制御する第1及び第2の制御回路と;
前記整流回路の出力端子間の電圧に基づいて、前記第2の制御回路に制御電圧を供給し、前記整流回路の電源電圧の変動による前記インダクタの出力の変動を防止するためのフィードバック制御回路と;
前記第1の制御回路の制御インピーダンス手段に並列に設けられ、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのオン幅を変化させてスイッチング周波数の高低を制御するためのツェナーダイオードであって、予熱期間には前記可飽和カレントトランスの第1の二次巻線の出力電圧が該ツェナーダイオードのツェナー電圧を超える状態とすることによって前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を高くし、予熱期間経過後には該ツェナーダイオードがオンされて、前記第1の制御回路の制御インピーダンスが低くなり、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を低くするように動作するツェナーダイオードと;
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
A rectifying circuit that rectifies the output voltage of the AC power supply and outputs a DC voltage;
Are connected in series between output terminals of the rectifier circuit, Ri Do the high side and low side between the output terminals of the rectifier circuit respectively, the first and second field-effect transistor for performing a switching operation turned on and off alternately with each other When;
First and second capacitors connected in series between output terminals of the rectifier circuit, the first capacitor having a relatively large capacity and provided in parallel to the first field effect transistor; The second capacitor has a smaller capacity than the first capacitor and is provided in parallel with the second field-effect transistor;
The second capacitor and the resonance circuit are connected between a connection point of the first and second field effect transistors and a connection point of the first and second capacitors, and during the on period of the second field effect transistor. An inductor to form;
A saturable current transformer having a primary winding connected in series to the inductor;
An output circuit for supplying the discharge lamp with a high-frequency output obtained based on resonance of the inductor and the second capacitor;
By applying on-voltages alternately to the control terminals of the first and second field effect transistors using the first and second secondary windings of the saturable current transformer, respectively, the first and second First and second drive circuits for alternately turning on and off the field effect transistors ;
The current flowing from the output terminals of the first and second secondary windings to the first and second controlled impedance means connected in parallel to the first and second secondary windings of the saturable current transformer, respectively. First and second control circuits for controlling impedances of the first and second control impedance means by controlling presence / absence, and independently controlling on-width by the first and second drive circuits; ;
A feedback control circuit for supplying a control voltage to the second control circuit based on a voltage between the output terminals of the rectifier circuit, and preventing fluctuations in the output of the inductor due to fluctuations in the power supply voltage of the rectifier circuit; ;
A Zener diode provided in parallel with the control impedance means of the first control circuit, for controlling the switching frequency by changing the ON width of the first and second field effect transistors, wherein the preheating period In this case, the output frequency of the first secondary winding of the saturable current transformer exceeds the Zener voltage of the Zener diode, thereby increasing the switching frequency of the first and second field effect transistors and preheating. A Zener diode that is turned on after a lapse of time and operates so as to lower the control impedance of the first control circuit and lower the switching frequency of the first and second field effect transistors;
A discharge lamp lighting device comprising:
交流電源の出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流回路と;
この整流回路の出力端子間に直列に接続され、それぞれ該整流回路の出力端子間のハイ側及びロー側となり、互いに交互にオンオフしてスイッチング動作を行なう第1及び第2の電界効果トランジスタと;
前記整流回路の出力端子間に直列接続された第1及び第2のコンデンサであって、前記第1のコンデンサは相対的に大容量で且つ前記第1の電界効果トランジスタに並列的に設けられ、前記第2のコンデンサは前記第1のコンデンサより容量が小さく且つ前記第2の電界効果トランジスタに並列的に設けられた第1及び第2のコンデンサと;
前記第1及び第2の電界効果トランジスタの接続点と第1及び第2のコンデンサの接続点との間に接続され、前記第2の電界効果トランジスタのオン期間に前記第2のコンデンサと共振回路を形成するインダクタと;
このインダクタに一次巻線が直列接続された可飽和カレントトランスと;
前記インダクタ及び第2のコンデンサの共振に基づいて得た高周波出力を放電灯に供給する出力回路と;
それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線を用いてそれぞれ前記第1及び第2の電界効果トランジスタの制御端子に交互にオン電圧を加えることにより、それぞれ第1及び第2の電界効果トランジスタを交互にオンオフする第1及び第2の駆動回路と;
それぞれ前記可飽和カレントトランスの第1及び第2の二次巻線に並列に接続した第1及び第2の制御インピーダンス手段へ前記第1及び第2の二次巻線の出力端から流れ込む電流の有無を制御することによって、前記第1及び第2の制御インピーダンス手段のインピーダンスを制御し、前記第1及び第2の駆動回路によるオン幅を独立して制御する第1及び第2の制御回路と;
前記整流回路の出力端子間の電圧に基づいて、前記第2の制御回路に制御電圧を供給し、前記整流回路の電源電圧の変動による前記インダクタの出力の変動を防止するためのフィードバック制御回路と;
前記第1の制御回路の制御インピーダンス手段に並列に設けられ、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのオン幅を変化させてスイッチング周波数の高低を制御するためのツェナーダイオードであって、予熱期間には前記可飽和カレントトランスの第1の二次巻線の出力電圧が該ツェナーダイオードのツェナー電圧を超える状態とすることによって前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を高くし、予熱期間経過後には該ツェナーダイオードがオンされて、前記第1の制御回路の制御インピーダンスが低くなり、前記第1及び第2の電界効果トランジスタのスイッチング周波数を低くするように動作するツェナーダイオードと;
を具備し、前記ツェナーダイオードが放電灯点灯時に不動作、始動電圧発生時に動作するようにツェナーダイオードのツェナー電圧値を設定したことを特徴とする放電灯点灯装置。
A rectifying circuit that rectifies the output voltage of the AC power supply and outputs a DC voltage;
Are connected in series between output terminals of the rectifier circuit, Ri Do the high side and low side between the output terminals of the rectifier circuit respectively, the first and second field-effect transistor for performing a switching operation turned on and off alternately with each other When;
First and second capacitors connected in series between output terminals of the rectifier circuit, the first capacitor having a relatively large capacity and provided in parallel to the first field effect transistor; The second capacitor has a smaller capacity than the first capacitor and is provided in parallel with the second field-effect transistor;
The second capacitor and the resonance circuit are connected between a connection point of the first and second field effect transistors and a connection point of the first and second capacitors, and during the on period of the second field effect transistor. An inductor to form;
A saturable current transformer having a primary winding connected in series to the inductor;
An output circuit for supplying the discharge lamp with a high-frequency output obtained based on resonance of the inductor and the second capacitor;
By applying on-voltages alternately to the control terminals of the first and second field effect transistors using the first and second secondary windings of the saturable current transformer, respectively, the first and second First and second drive circuits for alternately turning on and off the field effect transistors ;
The current flowing from the output terminals of the first and second secondary windings to the first and second controlled impedance means connected in parallel to the first and second secondary windings of the saturable current transformer, respectively. First and second control circuits for controlling impedances of the first and second control impedance means by controlling presence / absence, and independently controlling on-width by the first and second drive circuits; ;
A feedback control circuit for supplying a control voltage to the second control circuit based on a voltage between the output terminals of the rectifier circuit, and preventing fluctuations in the output of the inductor due to fluctuations in the power supply voltage of the rectifier circuit; ;
A Zener diode provided in parallel with the control impedance means of the first control circuit, for controlling the switching frequency by changing the ON width of the first and second field effect transistors, wherein the preheating period In this case, the output frequency of the first secondary winding of the saturable current transformer exceeds the Zener voltage of the Zener diode, thereby increasing the switching frequency of the first and second field effect transistors and preheating. A Zener diode that is turned on after a lapse of time and operates so as to lower the control impedance of the first control circuit and lower the switching frequency of the first and second field effect transistors;
Comprising a discharge lamp lighting apparatus wherein the zener diode is characterized in that setting the Zener voltage of the Zener diode to work when not operating, the starting voltage generating during discharge lamp lighting.
前記第1のコンデンサに電解コンデンサを用いたことを特徴とする請求項1及び2のいずれか一記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein an electrolytic capacitor is used as the first capacitor . 請求項1乃至3のいずれか一記載の放電灯点灯装置と;A discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3;
この放電灯点灯装置を収容する照明器具本体と;A luminaire body that houses the discharge lamp lighting device;
を具備したことを特徴とする照明装置。An illumination device comprising:
器具本体と;An instrument body;
この器具本体に装着された放電灯と;A discharge lamp mounted on the appliance body;
この放電灯を点灯する請求項1乃至3のいずれか一記載の放電灯点灯装置と;The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge lamp is lit.
を具備したことを特徴とする照明装置。An illumination device comprising:
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