JPH07263166A - Electronic lighting device for discharge lamp and control method thereof - Google Patents
Electronic lighting device for discharge lamp and control method thereofInfo
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- JPH07263166A JPH07263166A JP7803794A JP7803794A JPH07263166A JP H07263166 A JPH07263166 A JP H07263166A JP 7803794 A JP7803794 A JP 7803794A JP 7803794 A JP7803794 A JP 7803794A JP H07263166 A JPH07263166 A JP H07263166A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 放電灯の点灯装置における高調波障害の原因
となる高調波を除去し、放電灯の明るさを均一に保持す
ると共に、チラツキを発生させない。
【構成】 交流電力を直流電力に変換する整流回路11
と、該整流回路11からの直流電圧を安定にすると共
に、入力電流を正弦波状にする昇圧チョッパ回路12
と、複数のスイッチング半導体素子をフルブリッジ回路
構成13となるよう第1と第2のアームに接続し、昇圧
チョッパ回路12からの直流電圧を交流電圧に変換して
放電灯15に交流電圧を供給するフルブリッジ回路13
と、該フルブリッジ回路13の入力電流の平均値を検出
する電流検出回路16と、前記フルブリッジ回路の対向
辺に位置する各対の前記スイッチング半導体素子の第1
の各スイッチング半導体素子を低周波数で駆動すると共
に、前記第2の各スイッチング半導体素子を高周波数で
制御する制御回路17とを備えたことを特徴とする放電
灯用電子点灯装置。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] The harmonics that cause harmonic interference in the discharge lamp lighting device are removed, the brightness of the discharge lamp is kept uniform, and flicker does not occur. [Structure] Rectifier circuit 11 for converting AC power into DC power
And a step-up chopper circuit 12 that stabilizes the DC voltage from the rectifier circuit 11 and makes the input current sinusoidal.
And connecting a plurality of switching semiconductor elements to the first and second arms so as to form a full bridge circuit configuration 13, converting the DC voltage from the step-up chopper circuit 12 into an AC voltage and supplying the AC voltage to the discharge lamp 15. Full bridge circuit 13
A current detection circuit 16 for detecting an average value of the input current of the full bridge circuit 13, and a first of the pair of switching semiconductor elements located on opposite sides of the full bridge circuit.
And a control circuit 17 for controlling each of the switching semiconductor elements at a low frequency and controlling each of the second switching semiconductor elements at a high frequency.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、放電灯、又はメタルハ
ライドランプや高圧ナトリウム灯などの高輝度放電灯を
点灯するのに適した電子点灯装置及びその制御方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic lighting device suitable for lighting a discharge lamp or a high-intensity discharge lamp such as a metal halide lamp or a high pressure sodium lamp, and a control method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の多くの放電灯用の安定器は、磁気
漏れトランスを使用したもので、電力制御は行われず、
入力電圧が変動すると放電灯の消費電力も変動し、明る
さが変わったり、放電灯の寿命に影響を及ぼすなどの問
題があった。また、図6に示すように商用交流電力の電
圧変化に応じて放電灯の消費電力も変化するために輝度
リプルが生じ、投影装置に使用した場合には画面にちら
つきが生じ、映像が見にくいという問題があった。この
ような磁気漏れトランス方式は上述の問題の他に、形状
が大きく、かつ重いという欠点があり、持ち運びが不便
なため、近年、高速のスイッチング半導体素子を使用し
た高周波変調方式による電子式点灯装置が利用され始め
てきた。2. Description of the Related Art Most conventional ballasts for discharge lamps use a magnetic leakage transformer, and power control is not performed.
When the input voltage fluctuates, the power consumption of the discharge lamp also fluctuates, and there are problems that the brightness changes and the life of the discharge lamp is affected. Further, as shown in FIG. 6, the power consumption of the discharge lamp also changes according to the voltage change of the commercial AC power, which causes luminance ripples, and when used in a projection device, flicker occurs on the screen, making it difficult to see the image. There was a problem. In addition to the above-mentioned problems, the magnetic leakage transformer method has drawbacks that it is large and heavy, and it is inconvenient to carry. Therefore, in recent years, an electronic lighting device using a high-frequency modulation method using a high-speed switching semiconductor element has been used. Has begun to be used.
【0003】一般的な電子式点灯装置の回路構成を図7
に示す。以下図7を使用して従来装置の説明を行う。交
流ー直流変換回路21は全波整流回路ReとスイッチS
WとコンデンサC21とC21’とからなり、商用交流
入力電圧が100V系のときにはスイッチSW1を閉じ
て倍電圧整流とし、商用交流入力電圧が200V系のと
きにはスイッチSW1を開いて全波整流として、270
〜330V程度の直流電圧を得る。次に、FETのよう
な制御半導体素子Q22、降圧用インダクタL22、ダ
イオードD2及びコンデンサC22とからなる降圧チョ
ッパ回路22で放電灯15に必要な直流電圧に変換す
る。そして所定の電圧値に降圧された直流電圧をフルブ
リッジ回路23のスイッチ半導体素子Q2とQ5、Q3
とQ4の導通を交互に切り替えることにより、50〜3
00Hzの周波数の矩形波状交流電圧に変換し,フィル
タ用コンデンサC2を通して放電灯15に供給する。な
お、CTは変流器のような電流検出器、D2,D3,D
4及びD5はそれぞれFETQ2,Q3、Q4,Q5に
逆並列されたダイオードである。A circuit configuration of a general electronic lighting device is shown in FIG.
Shown in. The conventional device will be described below with reference to FIG. The AC / DC conversion circuit 21 includes a full-wave rectification circuit Re and a switch S.
270 is composed of W and capacitors C21 and C21 ', and when the commercial AC input voltage is 100V system, the switch SW1 is closed to perform double voltage rectification, and when the commercial AC input voltage is 200V system, the switch SW1 is opened to perform full-wave rectification.
A DC voltage of about 330 V is obtained. Next, a step-down chopper circuit 22 including a control semiconductor element Q22 such as an FET, a step-down inductor L22, a diode D2, and a capacitor C22 converts into a DC voltage required for the discharge lamp 15. Then, the DC voltage reduced to a predetermined voltage value is applied to the switch semiconductor elements Q2, Q5, Q3 of the full bridge circuit 23.
By alternately switching the conduction of Q4 and Q4, 50 to 3
It is converted into a rectangular wave AC voltage having a frequency of 00 Hz and supplied to the discharge lamp 15 through the filter capacitor C2. Note that CT is a current detector such as a current transformer, D2, D3, D
4 and D5 are diodes anti-parallel to the FETs Q2, Q3, Q4 and Q5, respectively.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の放電灯用電子点灯装置にあっては、降圧チョッパ回
路22を高周波で動作させることにより、小形軽量の点
灯装置を実現できるものの、出力の電流を定電流に保つ
ように動作するため、放電灯の製造上のバラツキや経年
変化により、放電灯の端子電圧が異なると、消費電力も
異なり、明るさの均一性や寿命に悪影響を及ぼすという
問題がある。さらに、図7に示すようなコンデンサイン
プット形の交流ー直流変換回路21は高調波電流を配電
系統に流すため、受・配電容量の増加や高調波障害の原
因となった。また、近く実施される予定の高調波規制を
満足できず、新規の販売は難しくなる。高調波規制を満
足するには整流回路部に高調波抑制手段を付加しなけれ
ばならないが、そうすると高調波抑制手段と降圧チョッ
パ回路の双方が必要となり、高価になるとともに大型化
するという問題もある。However, in such a conventional electronic lighting device for a discharge lamp, although a small and lightweight lighting device can be realized by operating the step-down chopper circuit 22 at high frequency, the output Because the current of the discharge lamp is maintained at a constant current, if the terminal voltage of the discharge lamp is different due to variations in manufacturing of the discharge lamp and changes over time, the power consumption also differs, which adversely affects the uniformity of brightness and the service life. There is a problem. Further, the capacitor input type AC-DC converter circuit 21 as shown in FIG. 7 causes a harmonic current to flow in the distribution system, which causes an increase in the receiving / distribution capacity and a harmonic interference. In addition, it will not be possible to satisfy the harmonic regulations that will be implemented soon, making it difficult to sell new products. In order to satisfy the harmonic regulation, it is necessary to add harmonic suppressing means to the rectifier circuit, but then both the harmonic suppressing means and the step-down chopper circuit are required, and there is a problem that the cost becomes large and the size becomes large. .
【0005】本発明は、このような従来の点灯装置の欠
点を解決すると共に、従来装置と同程度の部品点数で、
入力電流を正弦波状とし高調波を大幅に低減して高調波
障害の原因を取り除くと共に、放電灯の明るさの均一性
の保持、ちらつきの除去、寿命劣化防止などを達成する
ことを主目的としている。The present invention solves the above drawbacks of the conventional lighting device, and has the same number of parts as the conventional device.
The main purpose is to make the input current sinusoidal and significantly reduce harmonics to eliminate the cause of harmonic interference, while maintaining the brightness uniformity of the discharge lamp, eliminating flicker, and preventing life deterioration. There is.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、上記課題を解決するために、交流電力を直流電力に
変換する整流回路と、該整流回路からの直流電圧を安定
にすると共に、入力電流を正弦波状にする昇圧チョッパ
回路と、複数のスイッチング半導体素子をフルブリッジ
回路構成となるように接続し、前記昇圧チョッパ回路か
らの直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を
供給するフルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路の入
力電流の平均値を検出する電流検出回路と、前記フルブ
リッジ回路の対向辺に位置する各対の前記スイッチング
半導体素子の第1の各スイッチング半導体素子を低周波
数で駆動すると共に、前記第2の各スイッチング半導体
素子を高周波数で制御する制御回路とを備えたことを特
徴とする放電灯用電子点灯装置を提供するものである。In order to solve the above-mentioned problems, a rectifier circuit for converting AC power into DC power, and a DC voltage from the rectifier circuit are stabilized. , A step-up chopper circuit that makes the input current sinusoidal and a plurality of switching semiconductor elements are connected so as to form a full-bridge circuit configuration, and the direct-current voltage from the step-up chopper circuit is converted into an alternating voltage to generate an alternating voltage in the discharge lamp. A full-bridge circuit for supplying the current, a current detection circuit for detecting an average value of the input current of the full-bridge circuit, and a first switching semiconductor of each pair of the switching semiconductor elements located on opposite sides of the full-bridge circuit. And a control circuit for driving the elements at a low frequency and controlling each of the second switching semiconductor elements at a high frequency. There is provided a lighting device.
【0007】請求項2に記載の発明は、上記課題を解決
するために、交流電力を直流電力に変換する整流回路
と、該整流回路からの直流電圧を安定にすると共に、入
力電流を正弦波状にする昇圧チョッパ回路と、複数のス
イッチング半導体素子をフルブリッジ回路構成となるよ
う接続し、前記昇圧チョッパ回路からの直流電圧を交流
電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するフルブリッ
ジ回路と、該フルブリッジ回路の入力電流の平均値を検
出する電流検出回路と、前記フルブリッジ回路の対向辺
に位置する各対の前記スイッチング半導体素子の第1の
各スイッチング半導体素子をその出力周波数と同じ周波
数で駆動すると共に、前記第2の各スイッチング半導体
素子を前記フルブリッジ回路の入力電流の平均値が一定
になるように時比率制御する制御回路とを備えたことを
特徴とする放電灯用電子点灯装置を提供するものであ
る。In order to solve the above problems, a rectifier circuit for converting AC power into DC power, a DC voltage from the rectifier circuit is stabilized, and an input current is sinusoidal. And a full-bridge circuit that connects a plurality of switching semiconductor elements so as to form a full-bridge circuit configuration, converts a DC voltage from the boost chopper circuit into an AC voltage, and supplies an AC voltage to a discharge lamp. A current detection circuit for detecting an average value of the input current of the full-bridge circuit, and a first switching semiconductor element of each pair of the switching semiconductor elements located on opposite sides of the full-bridge circuit, having the same output frequency The second switching semiconductor elements are driven at a frequency and the duty ratio is adjusted so that the average value of the input current of the full bridge circuit becomes constant. There is provided a discharge lamp electronic ballast apparatus characterized by comprising a control circuit Gosuru.
【0008】請求項3に記載の発明は、上記課題を解決
するために、複数のスイッチング半導体素子をフルブリ
ッジ回路構成となるように接続してなり、直流入力電圧
を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するフル
ブリッジ回路と、該フルブリッジ回路の入力電流を検出
する電流検出回路と、前記フルブリッジ回路の対向辺に
位置する各対の前記スイッチング半導体素子を交互に駆
動する制御回路とを備えた放電灯用電子点灯装置におい
て、該制御回路が前記フルブリッジ回路の対向辺に位置
する各対の前記スイッチング半導体素子の第1の各スイ
ッチング半導体素子を低周波数で駆動すると共に、前記
第2の各スイッチング半導体素子を高周波数で制御する
ことを特徴とする放電灯用電子点灯装置を提供するもの
である。In order to solve the above-mentioned problems, a third aspect of the present invention is to connect a plurality of switching semiconductor elements so as to form a full bridge circuit structure, convert a DC input voltage into an AC voltage, and release the AC voltage. A full-bridge circuit that supplies an AC voltage to a lamp, a current detection circuit that detects an input current of the full-bridge circuit, and a control that alternately drives each pair of the switching semiconductor elements located on opposite sides of the full-bridge circuit In a discharge lamp electronic lighting device comprising a circuit, the control circuit drives at a low frequency the first switching semiconductor elements of the pair of switching semiconductor elements located on opposite sides of the full bridge circuit, An electronic lighting device for a discharge lamp, characterized in that each of the second switching semiconductor elements is controlled at a high frequency.
【0009】請求項4に記載の発明は、上記課題を解決
するために、複数のスイッチング半導体素子をフルブリ
ッジ回路構成となるように接続してなり、直流入力電圧
を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するフル
ブリッジ回路と、該フルブリッジ回路の入力電流を検出
する電流検出回路と、前記フルブリッジ回路の対向辺に
位置する各対の前記スイッチング半導体素子を交互に駆
動する制御回路とを備えた放電灯用電子点灯装置におい
て、該制御回路が前記フルブリッジ回路の対向辺に位置
する各対の前記スイッチング半導体素子の第1の各スイ
ッチング半導体素子をその出力周波数と同じ周波数で駆
動すると共に、前記第2の各スイッチング半導体素子を
前記フルブリッジ回路の入力電流の平均値が一定になる
ように時比率制御することを特徴とする放電灯用電子点
灯装置を提供するものである。In order to solve the above-mentioned problems, a fourth aspect of the present invention comprises a plurality of switching semiconductor elements connected so as to form a full-bridge circuit structure, converting a DC input voltage into an AC voltage and discharging it. A full-bridge circuit that supplies an AC voltage to a lamp, a current detection circuit that detects an input current of the full-bridge circuit, and a control that alternately drives each pair of the switching semiconductor elements located on opposite sides of the full-bridge circuit In the electronic lighting device for a discharge lamp including a circuit, the control circuit controls the first switching semiconductor elements of the switching semiconductor elements of each pair located on opposite sides of the full bridge circuit at the same frequency as the output frequency thereof. While driving, the duty ratio control of each of the second switching semiconductor elements is performed so that the average value of the input current of the full bridge circuit becomes constant. There is provided a discharge lamp electronic lighting device according to claim Rukoto.
【0010】請求項5に記載の発明は、上記課題を解決
するために、前記フルブリッジ回路の入力電流のピーク
値が設定値に達したとき、前記各対のスイッチング半導
体素子のオン制御されしているスイッチング半導体素子
をターンオフさせることを特徴とする請求項1乃至請求
項4のいずれかに記載の放電灯用電子点灯装置を提供す
るものである。According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, when the peak value of the input current of the full bridge circuit reaches a set value, the switching semiconductor elements of each pair are turned on. The electronic lighting device for a discharge lamp according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the switching semiconductor element being turned off is turned off.
【0011】請求項6に記載の発明は、上記課題を解決
するために、前記各対のスイッチング半導体素子のオン
制御されしているスイッチング半導体素子が制御される
周波数は、前記フルブリッジ回路の出力周波数に比べて
50倍以上高いことを特徴とする請求項1乃至請求項5
のいずれかに記載の放電灯用電子点灯装置を提供するも
のである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention as set forth in claim 6 is such that the frequency at which the switching semiconductor element under ON control of each pair of switching semiconductor elements is controlled is the output of the full bridge circuit. It is 50 times or more higher than the frequency, and it is characterized in that
An electronic lighting device for a discharge lamp according to any one of items 1 to 3 is provided.
【0012】請求項7に記載の発明は、上記課題を解決
するために、交流電力を直流電力に変換する整流回路
と、該整流回路からの直流電圧を安定した直流電圧に変
換する電圧変換コンバータ回路と、一対以上のスイッチ
ング半導体素子をブリッジ回路構成となるように接続し
てなり、前記電圧変換コンバータ回路からの直流電圧を
交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するブリッ
ジ回路と、該ブリッジ回路の入力電流を検出する電流検
出回路と、前記ブリッジ回路の対向辺に位置する各対の
前記スイッチング半導体素子を交互に駆動する制御回路
とを備えた放電灯用電子点灯装置において、前記電圧変
換コンバータ回路が前記整流回路に直列接続されたイン
ダクタと、該インダクタと前記整流回路とに跨がって接
続された制御半導体素子と、前記インダクタに直列接続
されたダイオードと、該ダイオードと前記制御半導体素
子とに跨がって接続されたコンデンサとからなる昇圧チ
ョッパ回路であることを特徴とする放電灯用電子点灯装
置を提供するものである。In order to solve the above-mentioned problems, a rectifier circuit for converting AC power into DC power and a voltage conversion converter for converting a DC voltage from the rectifier circuit into a stable DC voltage are provided. A circuit and a bridge circuit configured to connect a pair of switching semiconductor elements so as to form a bridge circuit configuration, convert the DC voltage from the voltage conversion converter circuit into an AC voltage, and supply the AC voltage to the discharge lamp; In a discharge lamp electronic lighting device, comprising: a current detection circuit that detects an input current of the bridge circuit; and a control circuit that alternately drives each pair of the switching semiconductor elements located on opposite sides of the bridge circuit, An inductor in which a voltage conversion converter circuit is serially connected to the rectifier circuit, and a control semiconductor connected across the inductor and the rectifier circuit An electronic lighting device for a discharge lamp, which is a booster chopper circuit including a child, a diode connected in series to the inductor, and a capacitor connected across the diode and the control semiconductor element. It is provided.
【0013】請求項8に記載の発明は、上記課題を解決
するために、交流電力を直流電力に変換する整流回路か
らの入力電流の波形を正弦波状にすると共に、前記整流
回路からの整流電圧を安定した直流電圧に変換するよう
電圧変換コンバータ回路を制御し、該電圧変換コンバー
タ回路からの直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に交
流電圧を供給するフルブリッジ回路の対向辺に位置する
各対の前記スイッチング半導体素子の第1の各スイッチ
ング半導体素子を低周波数で駆動すると共に、前記第2
の各スイッチング半導体素子を高周波数で制御すること
を特徴とする放電灯用電子点灯装置の制御方法を提供す
るものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 8 makes the waveform of the input current from the rectifier circuit for converting AC power into DC power into a sine wave, and the rectified voltage from the rectifier circuit. Is located on the opposite side of the full bridge circuit that controls the voltage conversion converter circuit so as to convert the DC voltage to a stable DC voltage, converts the DC voltage from the voltage conversion converter circuit to an AC voltage, and supplies the AC voltage to the discharge lamp. Driving each of the first switching semiconductor elements of the switching semiconductor elements of each pair at a low frequency, and
The present invention provides a method of controlling an electronic lighting device for a discharge lamp, which comprises controlling each switching semiconductor element at a high frequency.
【0014】請求項9に記載の発明は、上記課題を解決
するために、交流電力を直流電力に変換する整流回路か
らの入力電流の波形を正弦波状にすると共に、前記整流
回路からの整流電圧を安定した直流電圧にするよう昇圧
チョッパ回路を制御し、該昇圧チョッパ回路からの直流
電圧を低周波数の交流電圧に変換して放電灯に低周波数
の交流電圧を供給するフルブリッジ回路をその入力電流
がほぼ一定になるよう時比率高周波制御することを特徴
とする放電灯用電子点灯装置の制御方法を提供するもの
である。In order to solve the above-mentioned problems, a ninth aspect of the present invention is to make the waveform of the input current from the rectifier circuit for converting AC power into DC power into a sine wave and to rectify the rectified voltage from the rectifier circuit. The full-bridge circuit for controlling the boost chopper circuit so that the DC voltage is a stable DC voltage, converting the DC voltage from the boost chopper circuit into a low-frequency AC voltage, and supplying the discharge lamp with the low-frequency AC voltage. (EN) A method of controlling an electronic lighting device for a discharge lamp, which is characterized by performing a duty ratio high frequency control so that a current becomes substantially constant.
【0015】請求項10に記載の発明は、上記課題を解
決するために、交流電力を直流電力に変換する整流回路
からの入力電流の波形を正弦波状にすると共に、前記整
流回路からの整流電圧を安定した直流電圧にするよう昇
圧チョッパ回路を制御し、該昇圧チョッパ回路からの直
流電圧を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給す
るフルブリッジ回路の各スイッチング半導体素子を高周
波数で制御し、かつこれら各対のスイッチング半導体素
子を低周波数で切り替えて交互に動作させることを特徴
とする放電灯用電子点灯装置の制御方法を提供するもの
である。According to a tenth aspect of the invention, in order to solve the above-mentioned problems, the waveform of the input current from the rectifier circuit for converting AC power into DC power is made sinusoidal, and the rectified voltage from the rectifier circuit is used. Control the step-up chopper circuit to a stable DC voltage, convert the DC voltage from the step-up chopper circuit to AC voltage and supply the AC voltage to the discharge lamp. The present invention provides a method for controlling an electronic lighting device for a discharge lamp, which is characterized by controlling and switching each pair of switching semiconductor elements at a low frequency to operate alternately.
【0016】[0016]
【作用】この発明では、昇圧チョッパのようなコンバー
タ回路でその入力電流の波形を正弦波状にすると共に、
その直流出力電圧を安定化しているので、高調波障害の
原因である高調波を除去することができ、また放電灯の
明るさの均一性を保持することができる。さらにこの発
明では、フルブリッジ回路の各アームの一方のスイッチ
ング半導体素子を通常の極性変換周波数に等しい低周波
数でスイッチングさせ、また各アームの他方のスイッチ
ング半導体素子を高周波制御して、放電灯に供給する電
力をほぼ一定としているので、入力電圧の変化や径年変
化による放電灯の劣化などがあっても、明るさの均一性
の保持、ちらつきの除去、経年劣化の低減などを行うこ
とができる。According to the present invention, a converter circuit such as a step-up chopper makes the waveform of its input current sinusoidal, and
Since the DC output voltage is stabilized, it is possible to remove the harmonics that are the cause of the harmonic interference, and it is possible to maintain the brightness uniformity of the discharge lamp. Further, according to the present invention, one switching semiconductor element of each arm of the full bridge circuit is switched at a low frequency equal to the normal polarity conversion frequency, and the other switching semiconductor element of each arm is subjected to high frequency control and supplied to the discharge lamp. Since the power to be used is almost constant, it is possible to maintain the uniformity of brightness, remove flicker, and reduce aging deterioration even if there is deterioration of the discharge lamp due to changes in input voltage or aging. .
【0017】[0017]
【実施例】図1は本発明の最も好ましい一実施例を説明
するための図である。同図において、図7で示した記号
と同一の記号は図7の部材に相当する部材を示す。以下
この発明について説明するが、図示した以外にもフィル
タ回路や始動回路などを有しているが、本発明の構成要
件にはほとんど関係ないので省略している。商用交流入
力電圧は通常の構成の全波整流回路11で整流される。
昇圧チョッパ回路12はその整流された入力電流を正弦
波状にすると共に、安定化した直流電圧に変換する。昇
圧チョッパ回路12は、全波整流回路11に直列接続さ
れたインダクタL1、全波整流回路11とインダクタL
1に跨がって接続されたトランジスタ又はIGBTのよ
うなスイッチング半導体素子Q1、インダクタL1に直
列接続されたダイオードD1、スイッチング半導体素子
Q1とダイオードD1とに跨がって接続されたコンデン
サC1、及び制御回路SCから構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram for explaining a most preferred embodiment of the present invention. In the figure, the same symbols as those shown in FIG. 7 indicate members corresponding to the members of FIG. Although the present invention will be described below, although it has a filter circuit, a starting circuit, and the like other than those shown in the drawings, they are omitted because they are irrelevant to the constituent requirements of the present invention. The commercial AC input voltage is rectified by the full-wave rectifier circuit 11 having a normal configuration.
The step-up chopper circuit 12 converts the rectified input current into a sine wave and converts it into a stabilized DC voltage. The boost chopper circuit 12 includes an inductor L1 connected in series to the full-wave rectifier circuit 11, a full-wave rectifier circuit 11 and an inductor L.
A switching semiconductor element Q1 such as a transistor or an IGBT connected across 1, a diode D1 connected in series with an inductor L1, a capacitor C1 connected across the switching semiconductor element Q1 and the diode D1, and It is composed of a control circuit SC.
【0018】昇圧チョッパ回路12からの直流電圧はフ
ルブリッジ回路13で交流電圧に変換され、出力フィル
タ回路14を通して、負荷である放電灯5に定電力の方
形波交流電力を供給する。フルブリッジ回路13は、対
角線上、つまり対向辺の一方に接続されたMOSFET
又はIGBTのようなスイッチング半導体素子Q2とQ
5、他方の対向辺に接続されたMOSFET又はIGB
Tのようなスイッチング半導体素子Q3とQ4、及びこ
れらスイッチング半導体素子Q2〜Q5のそれぞれに逆
並列接続されたダイオードD2〜D5からなる。これら
スイッチング半導体素子Q2〜Q5は、後述する制御回
路17により新規な制御が行われる。The DC voltage from the step-up chopper circuit 12 is converted into an AC voltage by the full bridge circuit 13, and a constant power square wave AC power is supplied to the discharge lamp 5 as a load through the output filter circuit 14. The full bridge circuit 13 is a MOSFET connected diagonally, that is, on one of the opposite sides.
Or switching semiconductor devices Q2 and Q such as IGBT
5, MOSFET or IGB connected to the opposite side of the other
It comprises switching semiconductor elements Q3 and Q4 such as T, and diodes D2 to D5 connected in anti-parallel to each of these switching semiconductor elements Q2 to Q5. The switching semiconductor elements Q2 to Q5 are newly controlled by the control circuit 17 described later.
【0019】出力フィルタ回路14はインダクタL2と
コンデンサC2とから構成され、後述するようにフルブ
リッジ回路13から出力される高周波変調された低周波
数電圧の高周波成分を、この出力フィルタ回路14で除
去することにより、放電灯15に望ましい低周波矩形電
圧を与えることができる。The output filter circuit 14 is composed of an inductor L2 and a capacitor C2, and the output filter circuit 14 removes the high frequency component of the high frequency modulated low frequency voltage output from the full bridge circuit 13 as described later. As a result, a desired low frequency rectangular voltage can be applied to the discharge lamp 15.
【0020】昇圧チョッパ回路12とフルブリッジ回路
13との間に接続された電流検出回路16は、変流器C
T、ダイオードD6、抵抗器R1,R2,R3,及びコ
ンデンサC3からなり、フルブリッジ回路13の入力電
流に比例する平均値と瞬時値を検出し、それらの値にそ
れぞれ相当する検出電圧V1、V2を制御回路17に与
える。制御回路17については動作説明を行いながら説
明する。The current detection circuit 16 connected between the step-up chopper circuit 12 and the full bridge circuit 13 is a current transformer C.
T, a diode D6, resistors R1, R2, R3, and a capacitor C3, which detects an average value and an instantaneous value proportional to the input current of the full bridge circuit 13 and detects detection voltages V1 and V2 corresponding to those values, respectively. To the control circuit 17. The control circuit 17 will be described while explaining the operation.
【0021】次に図2及び図3をも用いてこの実施例の
動作説明を行う。昇圧チョッパ回路12のスイッチング
半導体素子Q1は検出・制御回路SCにより、コンデン
サC1の両端の電圧が一定になるよう制御される。その
制御方法はいろいろあるが、代表的な一つの制御方法に
ついて説明を行う。この制御方法の特徴は、スイッチン
グ半導体素子Q1を一定周波数でスイッチングさせ、ス
イッチング半導体素子Q1の時比率を、入力電圧の瞬時
値とコンデンサC1の両端電圧の検出値V1 と基準値E
1 との誤差電圧に応じて制御するところにある。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. The switching semiconductor element Q1 of the boost chopper circuit 12 is controlled by the detection / control circuit SC so that the voltage across the capacitor C1 becomes constant. Although there are various control methods, one typical control method will be described. This control method is characterized in that the switching semiconductor element Q1 is switched at a constant frequency, and the duty ratio of the switching semiconductor element Q1 is changed to the instantaneous value of the input voltage, the detected value V 1 of the voltage across the capacitor C1, and the reference value E
It is in control according to the error voltage with 1 .
【0022】詳述すると、入力の周波数より著しく高い
周波数でスイッチング半導体素子Q1をスイッチングさ
せると、スイッチング1サイクル期間の入力電圧は一定
とみなせる。入力電圧の瞬時値をei とすると、スイッ
チング半導体素子Q1のオン期間の電流変化分iONは、
次のようになる。 iON=ei ・t/L1 ・・・・・・・・・・(1) また、スイッチング半導体素子Q1のオフ期間の電流変
化分iOFF は、コンデンサC1の両端電圧をE0 とする
と、次のようになる。 iOFF =(E0 −ei )t/L1 ・・・・・・・・・・(2) ここでスイッチング1サイクルにおける電流の増減はゼ
ロとみなせるから、スイッチング半導体素子Q1のオン
期間をtON,1周期をTとすると、次のようになる。 ei ・tON/L1 =(E0 −ei )(T−tON)/L1 ・・・・(3) 式(3)より式(4)が求まる。 tON=(E0 −ei )T/E0 ・・・・・・・・・・・(4) 式(4)を満足するようにスイッチング半導体素子Q1
を時比率制御すると、昇圧チョッパ回路12の入力電流
は正弦波状になる。したがって、高調波障害の原因とな
る高調波を除去できる。More specifically, when the switching semiconductor element Q1 is switched at a frequency significantly higher than the input frequency, the input voltage during one switching cycle period can be regarded as constant. Assuming that the instantaneous value of the input voltage is e i , the current variation i ON during the ON period of the switching semiconductor element Q1 is
It looks like this: i ON = e i · t / L 1 (1) Further, the current change amount i OFF during the off period of the switching semiconductor element Q1 is E 0 when the voltage across the capacitor C1 is E 0. , Like this: i OFF = (E 0 −e i ) t / L 1 (2) Here, since the increase / decrease in the current in one switching cycle can be regarded as zero, the ON period of the switching semiconductor element Q1 is When t ON and one cycle are T, the following is obtained. e i · t ON / L 1 = (E 0 -e i) (T-t ON) / L 1 ···· (3) (3) from the equation (4) is obtained. t ON = (E 0 −e i ) T / E 0 ..... (4) The switching semiconductor element Q1 satisfies the formula (4).
When the duty ratio is controlled, the input current of the boost chopper circuit 12 has a sine wave shape. Therefore, it is possible to remove harmonics that cause harmonic interference.
【0023】このような時比率制御を行う制御回路SC
として、図2に示すような回路構成のものがある。整流
回路11の出力電圧を抵抗r1,r2で検出し、その検
出電圧Va と基準電圧源Er の基準電圧値Vr との差を
誤差増幅器OAO で増幅して誤差信号を得る。この誤差
信号と、抵抗r3,r4で検出した整流電圧の検出電圧
Vb とを、乗算器MPで掛け算を行い、次に乗算器MP
の出力電圧と3角波発振器TOの3角波とをコンパレー
タCO0 で比較する。さてここで、乗算器MPの出力電
圧VC は、誤差増幅器OAO の増幅率をG1,乗算器M
Pの増幅率をG2とすると、次のようになる。 VC =(Va −Vr )Vb ・GI・G2 ・・・・・・・・(5) 3角波発振器TOの3角波のピーク値をVP としたとき
のコンパレータCO0出力パルスの幅PW は、 PW ={VP −(Va −Vr )Vb ・GI・G2}T/
VP となり、GI・G2=Gとし、(Va −Vr )=VX と
すると、式(6)が得られる。 PW =(VP −VX ・Vb ・G)T/VP ・・・・・・・・(6) 整流回路11の出力電圧である整流電圧とその検出電圧
Vb との比率、及び3角波のピーク値をVP とコンデン
サC1の両端電圧との比率の双方を等しくすると、式
(6)は式(4)と相似形になり、入力電流は正弦波状
になることが分かる。Control circuit SC for performing such duty ratio control
There is a circuit configuration as shown in FIG. The output voltage of the rectifier circuit 11 is detected by the resistors r1 and r2, and the difference between the detected voltage V a and the reference voltage value V r of the reference voltage source E r is amplified by the error amplifier OA O to obtain an error signal. This error signal and the detected voltage V b of the rectified voltage detected by the resistors r3 and r4 are multiplied by the multiplier MP, and then the multiplier MP.
And the triangular wave of the triangular wave oscillator TO are compared by the comparator CO 0 . Now, here, the output voltage V C of the multiplier MP is the amplification factor of the error amplifier OA O is G1, the multiplier M
When the amplification factor of P is G2, the result is as follows. V C = (V a −V r ) V b · GI · G2 (5) Output of comparator CO 0 when peak value of triangular wave of triangular wave oscillator TO is V P width P W of the pulse, P W = {V P - (V a -V r) V b · GI · G2} T /
When V P , GI · G2 = G, and (V a −V r ) = V X , formula (6) is obtained. P W = (V P -V X · V b · G) T / V P ········ (6) the ratio of the output voltage a is rectified voltage of the rectifier circuit 11 and the detected voltage V b, When the peak value of the triangular wave is equal to both the ratio of V P to the voltage across the capacitor C1, the equation (6) is similar to the equation (4), and the input current is sinusoidal. .
【0024】一方、コンデンサC1の両端電圧の検出値
と基準電圧値Vr との差を誤差増幅器OAO で増幅して
いるので、僅かなコンデンサC1の両端電圧の変動も増
幅され、入力電圧の検出電圧Vb に反映されるので、時
比率(パルス幅)を制御することにより、コンデンサC
1の両端電圧を定電圧に保つことができる。On the other hand, since the difference between the detected value of the voltage across the capacitor C1 and the reference voltage value V r is amplified by the error amplifier OA O , even a slight variation in the voltage across the capacitor C1 is amplified, and the input voltage Since it is reflected in the detection voltage V b , the capacitor C can be controlled by controlling the duty ratio (pulse width).
The voltage between both ends of 1 can be maintained at a constant voltage.
【0025】次にブリッジ回路の説明を行う。フルブリ
ッジ回路13の第1のアームに直列接続されたスイッチ
ング半導体素子Q3、Q2は制御回路17からの互いに
相補の駆動信号g、hで駆動され、その第2のアームに
直列接続されたスイッチング半導体素子Q4、Q5は制
御信号i、jで駆動される。駆動信号g、hは放電灯の
容量・性質により決定される周波数、例えば50〜30
0Hzである。また、制御信号i、jは回路条件で決定
される周波数、例えば20〜100kHzの周波数であ
り、スイッチング半導体素子Q4、Q5はスイッチング
半導体素子Q2、Q3に比べてはるかに高い周波数で駆
動される。したがって、スイッチング半導体素子Q2の
導通中にスイッチング半導体素子Q5が、またスイッチ
ング半導体素子Q3の導通中にスイッチング半導体素子
Q4がそれぞれ高周波でオン、オフを繰り返し、フルブ
リッジ回路13の出力端子には高周波変調された低周波
電圧が現れる。Next, the bridge circuit will be described. The switching semiconductor elements Q3 and Q2 serially connected to the first arm of the full-bridge circuit 13 are driven by the complementary drive signals g and h from the control circuit 17, and the switching semiconductor elements serially connected to the second arm thereof. The elements Q4 and Q5 are driven by the control signals i and j. The drive signals g and h are frequencies determined by the capacity and properties of the discharge lamp, for example 50 to 30.
It is 0 Hz. Further, the control signals i and j have a frequency determined by the circuit conditions, for example, a frequency of 20 to 100 kHz, and the switching semiconductor elements Q4 and Q5 are driven at a much higher frequency than the switching semiconductor elements Q2 and Q3. Therefore, while the switching semiconductor element Q2 is conducting, the switching semiconductor element Q5 and the switching semiconductor element Q4 are repeatedly turned on and off at a high frequency while the switching semiconductor element Q3 is conducting, and the high frequency modulation is applied to the output terminal of the full bridge circuit 13. The generated low frequency voltage appears.
【0026】制御回路17の演算増幅器OAは、フルブ
リッジ回路13の入力電流に比例する平均値に相当する
検出電圧V1と基準電圧源E1の電流基準値との誤差信
号を増幅して、第1のコンパレータCO1の反転入力端
子に与える。コンパレータCO1は図2aに示すよう
に、誤差増幅信号と非反転入力端子に供給される3角波
信号とを比較して、同図bに示すように後者が前者を越
える期間だけ出力信号を論理回路LCへ出力する。その
出力信号はパルス幅制御された出力パルスであり、フル
ブリッジ回路13の入力電流の平均値が基準値と等しく
なるよう、スイッチング半導体素子Q4とQ5のオン、
オフ時間を制御、つまり時比率で制御を行う。The operational amplifier OA of the control circuit 17 amplifies the error signal between the detection voltage V1 corresponding to the average value proportional to the input current of the full bridge circuit 13 and the current reference value of the reference voltage source E1 to generate the first error signal. To the inverting input terminal of the comparator CO1. As shown in FIG. 2a, the comparator CO1 compares the error amplified signal with the triangular wave signal supplied to the non-inverting input terminal, and as shown in FIG. 2b, the latter logically outputs the output signal only while the latter exceeds the former. Output to the circuit LC. The output signal is an output pulse whose pulse width is controlled, and the switching semiconductor elements Q4 and Q5 are turned on so that the average value of the input current of the full bridge circuit 13 becomes equal to the reference value.
The off time is controlled, that is, the duty is controlled.
【0027】フルブリッジ回路13の入力電圧は昇圧チ
ョッパ回路12で定電圧に保たれ、フルブリッジ回路1
3の入力電流の平均値も一定に制御しているので、フル
ブリッジ回路13の入力電力も一定になる。フルブリッ
ジ回路13に入力された電力はすべて放電灯15に供給
されるので、放電灯15へは定電力が供給されることに
なる。なお、3角波信号は、簡単な回路で得る場合に
は、発振器OSからの出力信号を図示しないコンデンサ
に所定の時定数で充電、放電を行うことにより得られ
る。The input voltage of the full bridge circuit 13 is maintained at a constant voltage by the boost chopper circuit 12, and the full bridge circuit 1
Since the average value of the input current of 3 is also controlled to be constant, the input power of the full bridge circuit 13 is also constant. Since all the electric power input to the full bridge circuit 13 is supplied to the discharge lamp 15, constant power is supplied to the discharge lamp 15. When the triangular wave signal is obtained by a simple circuit, the output signal from the oscillator OS is obtained by charging and discharging a capacitor (not shown) with a predetermined time constant.
【0028】一方、第1のコンパレータCO1の同図b
に示すような時比率制御の出力信号は、カウンタCNに
も入力されて計数され、1/nに分周される。したがっ
て、カウンタCNは2図c、dに示すような矩形信号を
論理回路LCへ出力する。このnは50以上に設定され
ることが多く、この場合にはスイッチング半導体素子Q
3、Q2の駆動信号g、hの周波数に比べて、スイッチ
ング半導体素子Q4、Q5の制御信号i、jの周波数は
50倍以上となる。発振器OSの出力信号は、例えば2
0〜100kHzの高周波パルスであるから、正常動作
の場合にはスイッチング半導体素子Q4、Q5に供給さ
れる制御信号i、jは20〜100kHzの周波数とな
り、スイッチング半導体素子Q3、Q2に印加される駆
動信号g、hは制御信号i、jの1/50以下の周波数
となる。On the other hand, the first comparator CO1 shown in FIG.
The output signal of the duty ratio control as shown in (4) is also input to the counter CN, counted, and divided into 1 / n. Therefore, the counter CN outputs a rectangular signal as shown in FIGS. 2c and 2d to the logic circuit LC. This n is often set to 50 or more. In this case, the switching semiconductor element Q
The frequencies of the control signals i and j of the switching semiconductor elements Q4 and Q5 are 50 times or more higher than the frequencies of the drive signals g and h of Q3 and Q2. The output signal of the oscillator OS is, for example, 2
Since it is a high frequency pulse of 0 to 100 kHz, the control signals i and j supplied to the switching semiconductor elements Q4 and Q5 have a frequency of 20 to 100 kHz in the normal operation, and the driving applied to the switching semiconductor elements Q3 and Q2. The signals g and h have a frequency equal to or lower than 1/50 of the control signals i and j.
【0029】この制御回路17では、出力電圧の極性切
替えを、第1のコンパレータCO1の同図bに示すよう
な時比率制御の出力信号をカウンタCNで1/nに分周
して行う。また、第2のコンパレータCO2は、フルブ
リッジ回路13の入力電流に比例する瞬時値に相当する
検出電圧V2と基準電圧源E2の電流基準値とを比較し
て、検出電圧V2がその電流基準値を越えるとき、制御
信号i、jを低レベルに変え、スイッチング半導体素子
をターンオフさせる。このようにして、放電灯に流れる
電流のピーク値を所定値以下に制限する。この必要性に
ついて以下に説明する。In the control circuit 17, the polarity of the output voltage is switched by dividing the output signal of the duty ratio control of the first comparator CO1 as shown in FIG. The second comparator CO2 compares the detection voltage V2 corresponding to the instantaneous value proportional to the input current of the full bridge circuit 13 with the current reference value of the reference voltage source E2, and the detection voltage V2 is the current reference value. Control signal i, j is changed to a low level to turn off the switching semiconductor element. In this way, the peak value of the current flowing through the discharge lamp is limited to a predetermined value or less. This need will be described below.
【0030】一般に、放電灯の点灯直後の端子間電圧は
10〜20Vと非常に低くなっており、昇圧チョッパ1
2で定電力制御を行うと、図3に示すように出力電流が
大きくなり過ぎ、放電灯の寿命を低下させてしまうのは
勿論のこと、点灯装置の電流容量も大きくせねばならな
くなるので、装置が大型化し、コストも高くなる。この
ため、フルブリッジ回路13の入力電流を所定値以下に
制限することにより、前述の問題点を解決することがで
きる。ここで入力電流が制限される所定値を、放電灯が
要求する定常時の最大電流に設定しておけば、最も効率
良く起動時の電流を制限できる。Generally, the voltage between terminals immediately after lighting of the discharge lamp is very low at 10 to 20 V, and the boost chopper 1
When the constant power control is performed at 2, the output current becomes too large as shown in FIG. 3 and the life of the discharge lamp is shortened. Of course, the current capacity of the lighting device must be increased. The device becomes large and the cost becomes high. Therefore, the above-mentioned problems can be solved by limiting the input current of the full bridge circuit 13 to a predetermined value or less. If the predetermined value for limiting the input current is set to the maximum steady-state current required by the discharge lamp, the current at start-up can be limited most efficiently.
【0031】以上、本発明の最も好ましい一実施例につ
いて述べきたが、電圧変換コンバータ回路が昇圧チョッ
パ回路であれば、回路13が従来と同様なものであって
も、高調波障害の原因を除去し、安定な直流電圧を出力
できる。また、回路13はコンデンサとスイッチング半
導体素子とからなる通常のハーフブリッジ構成でも良
い。この場合、双方のスイッチング半導体素子を高周波
でスイッチング動作をさせ、交互に低周波数で切り替え
て動作させれば良い。さらにまた、回路13が前述のよ
うに新規な動作を行うフルブリッジ回路であれば、従来
のような電圧変換コンバータ回路を用いても、放電灯の
チラツキを防止でき、明るさの変動も改善できる。この
場合には、フルブリッジ回路13の入力段の回路構成は
図示したものに限る必要はなく、安定な一定電圧を出力
できる回路構成であれば足りる。Although the most preferred embodiment of the present invention has been described above, if the voltage conversion converter circuit is a step-up chopper circuit, even if the circuit 13 is the same as the conventional one, the cause of the harmonic interference is eliminated. In addition, a stable DC voltage can be output. Further, the circuit 13 may have a normal half-bridge structure including a capacitor and a switching semiconductor element. In this case, both switching semiconductor elements may be switched at a high frequency and alternately switched at a low frequency to operate. Furthermore, if the circuit 13 is a full-bridge circuit that performs a new operation as described above, even if a conventional voltage conversion converter circuit is used, it is possible to prevent the discharge lamp from flickering and improve the fluctuation in brightness. . In this case, the circuit configuration of the input stage of the full bridge circuit 13 is not limited to that shown in the figure, and any circuit configuration capable of outputting a stable constant voltage will suffice.
【0032】また、以上の実施例ではフルブリッジ回路
の一方の一対のスイッチング半導体素子を低周波数で駆
動し、他方の一対のスイッチング半導体素子を高周波で
制御したが、全てのスイッチング半導体素子を高周波で
スイッチング動作をさせ、各対のスイッチング半導体素
子を低周波数で切り替えて交互に動作させることも前記
実施例と同様に行える。この動作を簡単に説明する。フ
ルブリッジ回路の対角線上、つまり対向辺にある第1、
第2の対のスイッチング半導体素子を一定期間づつ交互
に、その一定期間よりも十分に短い周期の高周波でスイ
ッチングさせると、高周波でスイッチングしている一方
の対のスイッチング半導体素子のオフ期間には、一定期
間オフしている他方の対のスイッチング半導体素子に逆
並列接続されたダイオードを通して、フィルタ回路14
のインダクタL2に蓄積されたエネルギーを入力側に戻
す。そしてスイッチング半導体素子を時比率制御するこ
とにより、図1に示した回路と同様に低周波で交互に切
り替えられる極性の高周波定電力が放電灯に供給され
る。なお、電流検出回路16は入力側へ帰還される電流
も検出できる回路構成にする必要があり、その具体的回
路を図5に示す。この回路では、変流器CTの2次巻線
側に対称的に双方向の電流が流れるよう、抵抗R21、
R22、R23及びコンデンサC21を接続し、さらに
ダイオードD26と抵抗R24、R25を直列接続した
ものを2次巻線間に接続している。Further, in the above embodiment, one pair of switching semiconductor elements of the full bridge circuit were driven at a low frequency and the other pair of switching semiconductor elements were controlled at a high frequency, but all the switching semiconductor elements are driven at a high frequency. It is also possible to perform the switching operation and switch the pair of switching semiconductor elements at a low frequency to alternately operate the switching semiconductor elements in the same manner as in the above embodiment. This operation will be briefly described. The first on the diagonal of the full bridge circuit, that is, on the opposite side,
When the switching semiconductor elements of the second pair are alternately switched at a constant period for a high frequency of a cycle sufficiently shorter than the constant period, one pair of switching semiconductor elements switching at a high frequency are turned off during the off period. The filter circuit 14 is connected through a diode anti-parallel connected to the other pair of switching semiconductor elements which are off for a certain period.
The energy stored in the inductor L2 is returned to the input side. Then, by controlling the duty ratio of the switching semiconductor element, high-frequency constant power having a polarity that can be alternately switched at a low frequency is supplied to the discharge lamp as in the circuit shown in FIG. The current detection circuit 16 needs to have a circuit configuration capable of detecting the current fed back to the input side, and a specific circuit thereof is shown in FIG. In this circuit, the resistor R21 and the resistor R21 are arranged so that bidirectional current flows symmetrically on the secondary winding side of the current transformer CT.
R22 and R23 and a capacitor C21 are connected, and a diode D26 and resistors R24 and R25 connected in series are connected between the secondary windings.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば次のような効果が得られる。 (1)電圧変換コンバータとして昇圧チョッパ回路を用
いて、入力電流を正弦波状としているので、高調波障害
の原因となる高調波を除去できる。 (2)従来の電子安定器と同程度の部品点数にもかかわ
らず、入力電流に応じてブリッジ回路により高周波変調
される低周波電圧を放電灯に供給しているので、電流変
動に対する応答が極めて速く、したがってチラツキが生
じない。 (3)ほぼ一定値になるよう制御された電圧及び電流を
放電灯に供給しているので、入力電圧、電流の変動にか
かわらず常に安定な電力を放電灯に供給でき、したがっ
て放電灯の明るさを均一に保持できる。 (4)放電灯に流れる電流を一定値以下に制限している
ので、放電灯の寿命を低下させない。 (5)高周波電流の流れるフルブリッジ回路の入力側で
電流を検出しているので、その出力側で検出するのに比
べて、変流器CTを大幅に小型、軽量化できる。 (6)フルブリッジ回路の一方の一対のスイッチング半
導体素子を低周波数で駆動し、他方の一対のスイッチン
グ半導体素子を高周波で制御すれば、一対のスイッチン
グ半導体素子だけを高周波動作可能なものを用いれば良
いので、経済的に有利である。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the step-up chopper circuit is used as the voltage conversion converter and the input current has a sine wave shape, it is possible to remove harmonics that cause harmonic interference. (2) Despite the same number of parts as the conventional electronic ballast, the low-frequency voltage that is high-frequency modulated by the bridge circuit according to the input current is supplied to the discharge lamp, so the response to current fluctuations is extremely high. Fast and therefore flicker-free. (3) Since the voltage and current controlled to have a substantially constant value are supplied to the discharge lamp, it is possible to always supply stable power to the discharge lamp regardless of fluctuations in the input voltage and current, and therefore the brightness of the discharge lamp. Can be held evenly. (4) Since the current flowing through the discharge lamp is limited to a certain value or less, the life of the discharge lamp is not reduced. (5) Since the current is detected on the input side of the full-bridge circuit in which the high-frequency current flows, the current transformer CT can be significantly reduced in size and weight compared to the case where it is detected on the output side. (6) If one pair of switching semiconductor elements of the full bridge circuit is driven at a low frequency and the other pair of switching semiconductor elements is controlled at a high frequency, only a pair of switching semiconductor elements capable of high frequency operation can be used. It is good and economically advantageous.
【図1】本発明の好ましい一実施例を説明するための図
である。FIG. 1 is a diagram for explaining a preferred embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例における昇圧チョッパ回路の
制御回路を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a control circuit of a boost chopper circuit according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例を説明するための各部の波形
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a waveform of each part for explaining an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例を説明するための波形図であ
る。FIG. 4 is a waveform chart for explaining one embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の一実施例を説明するための図であ
る。FIG. 5 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
【図6】従来例を説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a conventional example.
【図7】従来例を説明するための回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram for explaining a conventional example.
11・・・整流回路 12・・・昇圧チョッパ回路(電圧変換コンバータ回
路) 13・・・フルブリッジ回路(ブリッジ回路) 14・・・出力フィルタ回路 15・・・負
荷(放電灯) 16・・・電流検出回路 17・・・制
御回路 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6・・・スイッチン
グ半導体素子 CO1,CO2・・・第1、第2のコンパレータ OP・・・演算増幅器 CT・・・変
流器 E1、E2・・・基準電圧源11 ... Rectifier circuit 12 ... Step-up chopper circuit (voltage conversion converter circuit) 13 ... Full bridge circuit (bridge circuit) 14 ... Output filter circuit 15 ... Load (discharge lamp) 16 ... Current detection circuit 17 ... Control circuit Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 ... Switching semiconductor element CO1, CO2 ... First and second comparators OP ... Operational amplifier CT ... Sinks E1, E2 ... Reference voltage source
Claims (10)
と、該整流回路からの直流電圧を安定にすると共に、入
力電流を正弦波状にする昇圧チョッパ回路と、複数のス
イッチング半導体素子をフルブリッジ回路構成となるよ
う第1と第2のアームに接続し、前記昇圧チョッパ回路
からの直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧
を供給するフルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路の
入力電流の平均値を検出する電流検出回路と、前記フル
ブリッジ回路の対向辺に位置する各対の前記スイッチン
グ半導体素子の第1の各スイッチング半導体素子を低周
波数で駆動すると共に、前記第2の各スイッチング半導
体素子を高周波数で制御する制御回路とを備えたことを
特徴とする放電灯用電子点灯装置。1. A rectifier circuit for converting AC power to DC power, a step-up chopper circuit for stabilizing a DC voltage from the rectifier circuit and for making an input current sinusoidal, and a full bridge of a plurality of switching semiconductor elements. A full bridge circuit which is connected to the first and second arms so as to have a circuit configuration, converts a DC voltage from the step-up chopper circuit into an AC voltage and supplies the AC voltage to the discharge lamp, and an input of the full bridge circuit. A current detection circuit that detects an average value of the current and a first switching semiconductor element of each pair of the switching semiconductor elements that are located on opposite sides of the full bridge circuit are driven at a low frequency, and the second switching semiconductor element is driven. An electronic lighting device for a discharge lamp, comprising: a control circuit for controlling a switching semiconductor element at a high frequency.
と、該整流回路からの直流電圧を安定にすると共に、入
力電流を正弦波状にする昇圧チョッパ回路と、複数のス
イッチング半導体素子をフルブリッジ回路構成となるよ
う接続し、前記昇圧チョッパ回路からの直流電圧を交流
電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するフルブリッ
ジ回路と、該フルブリッジ回路の入力電流の平均値を検
出する電流検出回路と、前記フルブリッジ回路の対向辺
に位置する各対の前記スイッチング半導体素子の第1の
各スイッチング半導体素子をその出力周波数と同じ周波
数で駆動すると共に、前記第2の各スイッチング半導体
素子を前記フルブリッジ回路の入力電流の平均値が一定
になるように時比率制御する制御回路とを備えたことを
特徴とする放電灯用電子点灯装置。2. A rectifier circuit for converting AC power to DC power, a boost chopper circuit for stabilizing a DC voltage from the rectifier circuit and for making an input current sinusoidal, and a full bridge of a plurality of switching semiconductor elements. A full bridge circuit that is connected so as to have a circuit configuration, converts a DC voltage from the boost chopper circuit into an AC voltage and supplies an AC voltage to a discharge lamp, and a current that detects an average value of an input current of the full bridge circuit. The detection circuit and the first switching semiconductor element of the pair of switching semiconductor elements located on the opposite side of the full bridge circuit are driven at the same frequency as the output frequency thereof, and the second switching semiconductor element is driven. A discharge lamp comprising a control circuit for controlling a duty ratio so that the average value of the input current of the full bridge circuit becomes constant. Electronic lighting device.
リッジ回路構成となるように接続してなり、直流入力電
圧を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するフ
ルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路の入力電流を検
出する電流検出回路と、前記フルブリッジ回路の対向辺
に位置する各対の前記スイッチング半導体素子を交互に
駆動する制御回路とを備えた放電灯用電子点灯装置にお
いて、該制御回路が前記フルブリッジ回路の対向辺に位
置する各対の前記スイッチング半導体素子の第1の各ス
イッチング半導体素子を低周波数で駆動すると共に、前
記第2の各スイッチング半導体素子を高周波数で制御す
ることをを特徴とする放電灯用電子点灯装置。3. A full bridge circuit comprising a plurality of switching semiconductor elements connected in a full bridge circuit configuration to convert a DC input voltage into an AC voltage to supply an AC voltage to a discharge lamp, and the full bridge circuit. An electronic lighting device for a discharge lamp, comprising: a current detection circuit that detects an input current of a circuit; and a control circuit that alternately drives each pair of the switching semiconductor elements located on opposite sides of the full bridge circuit, Driving a first switching semiconductor element of each pair of the switching semiconductor elements whose circuit is located on the opposite side of the full bridge circuit at a low frequency, and controlling a second switching semiconductor element of the same at a high frequency. An electronic lighting device for a discharge lamp, comprising:
リッジ回路構成となるように接続してなり、直流入力電
圧を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するフ
ルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路の入力電流を検
出する電流検出回路と、前記フルブリッジ回路の対向辺
に位置する各対の前記スイッチング半導体素子を交互に
駆動する制御回路とを備えた放電灯用電子点灯装置にお
いて、該制御回路が前記フルブリッジ回路の対向辺に位
置する各対の前記スイッチング半導体素子の第1の各ス
イッチング半導体素子をその出力周波数と同じ周波数で
駆動すると共に、前記第2の各スイッチング半導体素子
を前記フルブリッジ回路の入力電流の平均値が一定にな
るように時比率制御することをを特徴とする放電灯用電
子点灯装置。4. A full bridge circuit comprising a plurality of switching semiconductor elements connected in a full bridge circuit configuration to convert a DC input voltage into an AC voltage to supply an AC voltage to a discharge lamp, and the full bridge circuit. An electronic lighting device for a discharge lamp, comprising: a current detection circuit that detects an input current of a circuit; and a control circuit that alternately drives each pair of the switching semiconductor elements located on opposite sides of the full bridge circuit, A circuit drives the first switching semiconductor elements of the pair of switching semiconductor elements located on opposite sides of the full-bridge circuit at the same frequency as the output frequency thereof, and drives the second switching semiconductor elements at the full frequency. An electronic lighting device for a discharge lamp, characterized in that the duty ratio is controlled so that the average value of the input current of the bridge circuit becomes constant.
ク値が設定値に達したとき、前記各対のスイッチング半
導体素子のオン制御されしているスイッチング半導体素
子をターンオフさせることを特徴とする請求項1乃至請
求項4のいずれかに記載の放電灯用電子点灯装置。5. A switching semiconductor element that is on-controlled for each pair of switching semiconductor elements is turned off when the peak value of the input current of the full bridge circuit reaches a set value. The electronic lighting device for a discharge lamp according to any one of claims 1 to 4.
ン制御されしているスイッチング半導体素子が制御され
る周波数は、前記フルブリッジ回路の出力周波数に比べ
て50倍以上高いことを特徴とする請求項1乃至請求項
5のいずれかに記載の放電灯用電子点灯装置。6. The frequency at which the on-controlled switching semiconductor element of each pair of switching semiconductor elements is controlled is 50 times or more higher than the output frequency of the full bridge circuit. The electronic lighting device for a discharge lamp according to any one of claims 1 to 5.
と、該整流回路からの直流電圧を安定した直流電圧に変
換する電圧変換コンバータ回路と、一対以上のスイッチ
ング半導体素子をブリッジ回路構成となるように接続し
てなり、前記電圧変換コンバータ回路からの直流電圧を
交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給するブリッ
ジ回路と、該ブリッジ回路の入力電流を検出する電流検
出回路と、前記ブリッジ回路の対向辺に位置する各対の
前記スイッチング半導体素子を交互に駆動する制御回路
とを備えた放電灯用電子点灯装置において、前記コンバ
ータ回路が前記整流回路に直列接続されたインダクタ
と、該インダクタと前記整流回路とに跨がって接続され
た制御半導体素子と、前記インダクタに直列接続された
ダイオードと、該ダイオードと前記制御半導体素子とに
跨がって接続されたコンデンサとからなる昇圧チョッパ
回路であることを特徴とする放電灯用電子点灯装置。7. A rectifier circuit for converting AC power into DC power, a voltage conversion converter circuit for converting DC voltage from the rectifier circuit into stable DC voltage, and a pair of switching semiconductor elements in a bridge circuit configuration. A bridge circuit for connecting a DC voltage from the voltage conversion converter circuit to an AC voltage to supply an AC voltage to the discharge lamp; a current detection circuit for detecting an input current of the bridge circuit; In an electronic lighting device for a discharge lamp, comprising: a control circuit for alternately driving each pair of switching semiconductor elements located on opposite sides of a bridge circuit, wherein the converter circuit is an inductor connected in series to the rectifying circuit; A control semiconductor element connected across the inductor and the rectifier circuit, a diode connected in series to the inductor, and the diode. An electronic lighting device for a discharge lamp, which is a step-up chopper circuit including an capacitor and a capacitor connected across the control semiconductor element.
からの入力電流の波形を正弦波状にすると共に、前記整
流回路からの整流電圧を安定した直流電圧に変換するよ
う電圧変換コンバータ回路を制御し、該電圧変換コンバ
ータ回路からの直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に
交流電圧を供給するフルブリッジ回路の対向辺に位置す
る各対の前記スイッチング半導体素子の第1の各スイッ
チング半導体素子を低周波数で駆動すると共に、前記第
2の各スイッチング半導体素子を高周波数で制御するこ
とを特徴とする放電灯用電子点灯装置の制御方法。8. The voltage conversion converter circuit is controlled so that the waveform of the input current from the rectifier circuit for converting AC power into DC power is made sinusoidal and the rectified voltage from the rectifier circuit is converted into a stable DC voltage. Then, the first switching semiconductor element of each pair of the switching semiconductor elements located on the opposite side of the full bridge circuit for converting the DC voltage from the voltage conversion converter circuit into the AC voltage and supplying the AC voltage to the discharge lamp. Is driven at a low frequency, and each of the second switching semiconductor elements is controlled at a high frequency. A method for controlling an electronic lighting device for a discharge lamp, comprising:
からの入力電流の波形を正弦波状にすると共に、前記整
流回路からの整流電圧を安定した直流電圧にするよう昇
圧チョッパ回路を制御し、該昇圧チョッパ回路からの直
流電圧を低周波数の交流電圧に変換して放電灯に低周波
数の交流電圧を供給するフルブリッジ回路をその入力電
流がほぼ一定になるよう時比率高周波制御することを特
徴とする放電灯用電子点灯装置の制御方法。9. The step-up chopper circuit is controlled so that the waveform of the input current from the rectifier circuit for converting AC power into DC power is sinusoidal, and the rectified voltage from the rectifier circuit is a stable DC voltage. The full bridge circuit for converting the DC voltage from the step-up chopper circuit into an AC voltage of low frequency and supplying the AC voltage of low frequency to the discharge lamp is controlled by a duty ratio high frequency control so that its input current becomes substantially constant. A method for controlling an electronic lighting device for a discharge lamp.
路からの入力電流の波形を正弦波状にすると共に、前記
整流回路からの整流電圧を安定した直流電圧にするよう
昇圧チョッパ回路を制御し、該昇圧チョッパ回路からの
直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に交流電圧を供給
するフルブリッジ回路の各スイッチング半導体素子を高
周波数で制御し、かつこれら各対のスイッチング半導体
素子を低周波数で切り替えて交互に動作させることを特
徴とする放電灯用電子点灯装置の制御方法。10. A step-up chopper circuit is controlled so that a waveform of an input current from a rectifying circuit for converting AC power into DC power is sinusoidal, and a rectified voltage from the rectifier circuit is a stable DC voltage. Each switching semiconductor element of the full bridge circuit that converts the DC voltage from the boost chopper circuit into an AC voltage and supplies the AC voltage to the discharge lamp is controlled at a high frequency, and each pair of switching semiconductor elements is controlled at a low frequency. A method of controlling an electronic lighting device for a discharge lamp, which is switched and operated alternately.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7803794A JPH07263166A (en) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | Electronic lighting device for discharge lamp and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7803794A JPH07263166A (en) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | Electronic lighting device for discharge lamp and control method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263166A true JPH07263166A (en) | 1995-10-13 |
Family
ID=13650632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7803794A Pending JPH07263166A (en) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | Electronic lighting device for discharge lamp and control method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07263166A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7355354B2 (en) | 1998-12-11 | 2008-04-08 | Monolithic Power Systems, Inc. | Method for starting a discharge lamp using high energy initial pulse |
| CN102340251A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-01 | 台达电子工业股份有限公司 | AC-DC converter and its control circuit |
| JP2017199557A (en) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Signal transmission device, signal reception device, lighting system, lighting fixture, and lighting system |
| CN115118228A (en) * | 2022-07-13 | 2022-09-27 | 广州海格通信集团股份有限公司 | Medium-long wave signal processing device and system |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP7803794A patent/JPH07263166A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7355354B2 (en) | 1998-12-11 | 2008-04-08 | Monolithic Power Systems, Inc. | Method for starting a discharge lamp using high energy initial pulse |
| CN102340251A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-01 | 台达电子工业股份有限公司 | AC-DC converter and its control circuit |
| JP2017199557A (en) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Signal transmission device, signal reception device, lighting system, lighting fixture, and lighting system |
| CN115118228A (en) * | 2022-07-13 | 2022-09-27 | 广州海格通信集团股份有限公司 | Medium-long wave signal processing device and system |
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