JP4547847B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Description

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波インバータを用いて放電灯を高周波で点灯または調光する放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯点灯装置においては、入力歪改善回路またはインバータ回路などに含まれるＦＥＴなどのスイッチング素子を高周波で駆動する制御回路（制御ＩＣなど）が広く用いられている。
【０００３】
この制御回路には、これに安定した電源を供給するための制御電源がインバータ回路の電源とは別に必要となる。制御電源の電圧は通常１５Ｖ程度のことが多く、制御回路に必要とされる電流もその仕様により決まる。放電灯点灯装置の場合、制御電源は、電源電圧の状態、放電灯の定格電力の種類、または予熱時、始動時、調光時における放電灯の状態に関わらず、電圧および電流を制御回路に安定して供給しなければならない。
【０００４】
図７に従来の高周波用の放電灯点灯装置のブロック図を示し、図８から図１１に同放電灯点灯装置に使用される各種制御電源の回路構成を示し、調光機能が付加されていない放電灯点灯装置の制御回路のための制御電源について説明する。
【０００５】
図７に示す放電灯点灯装置は、交流電源１１と、この交流電源１１からの交流電圧Ｖinを整流平滑する整流平滑回路Ａと、入力歪み改善機能を備えた直流電源回路（チョッパ回路）Ｂと、この直流電源回路Ｂから供給される出力電圧Ｖdcを交流電圧に変換する高周波変換回路（インバータ）Ｃと、共振回路Ｄと、この共振回路Ｄを介して高周波変換回路Ｃで変換された交流電圧が供給され点灯する放電灯Ｌａとを備えている。
【０００６】
ここで、図８の例に示すように、高周波変換回路Ｃとして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、直流カット用コンデンサＣ２および制御回路２０を含むインバータ２を備え、共振回路Ｄとして、共振用インダクタＬ１および共振用コンデンサＣ１を備える放電灯点灯装置では、制御回路２０用として、電解コンデンサＣ３、抵抗Ｒ４１、ダイオードＤ４１および２次巻線ｎ４１により構成される制御電源４が設けられる場合がある。制御電源４の出力となる電解コンデンサＣ３のプラス端子は制御回路２０に接続されており、電解コンデンサＣ３は、ダイオードＤ４１および抵抗Ｒ４１を介して、共振用インダクタＬ１に設けられた２次巻線ｎ４１に発生する誘起電圧が印加することにより充電される。
【０００７】
図９の例に示すように、インバータ２を図８と同様に備える放電灯点灯装置では、制御回路２０用として、電解コンデンサＣ３、抵抗Ｒ４１、ダイオードＤ４１，Ｄ４２およびコンデンサＣ４１により構成される制御電源４ａが設けられる場合もある。この場合の構成も、電解コンデンサＣ３のプラス端子が制御回路２０に接続されているが、電解コンデンサＣ３は、コンデンサＣ４１およびダイオードＤ４１の接続点からダイオードＤ４１および抵抗Ｒ４１を介して電圧が印加することにより充電される。
【０００８】
図１０の例に示すように、直流電源回路Ｂとして、スイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１１、平滑コンデンサＣ１１および制御回路１２ａにより構成されるチョッパ（同図では降圧チョッパ）１０を備える放電灯点灯装置では、制御回路１２ａ用として、電解コンデンサＣ３、抵抗Ｒ４１、ダイオードＤ４１および２次巻線ｎ４２により構成される制御電源４ｂが設けられることがある。制御電源４ｂの出力となる電解コンデンサＣ３のプラス端子は制御回路１２ａに接続されており、電解コンデンサＣ３は、ダイオードＤ４１および抵抗Ｒ４１を介して、インダクタＬ１１に設けられた２次巻線ｎ４２に発生する誘起電圧が印加することにより充電される。なお、制御回路１２ａは、ＰＷＭ−ＩＣであり、スイッチング素子Ｑ１１はオンデューティ可変となっている。
【０００９】
図１１の例に示すように、インバータ２、共振用インダクタＬ１および共振用コンデンサＣ１を図８と同様に備える放電灯点灯装置では、制御回路２０用として、電解コンデンサＣ３および抵抗Ｒ４２〜Ｒ４４により構成される制御電源４ｃが設けられることもある。この構成でも、電解コンデンサＣ３のプラス端子が制御回路２０に接続されているが、電解コンデンサＣ３は、整流平滑回路Ａの出力電圧が抵抗Ｒ４２〜Ｒ４４により分圧されて印加することにより充電される。
【００１０】
以上のように、調光機能を備えていない（例えば定格出力のみの）放電灯点灯装置では、電解コンデンサＣ３への電流量が変化しないため、制御回路に安定した電圧を供給することができる。
【００１１】
なお、特開２０００−４８９８８公報には、始動時には、他励制御回路への電路インピーダンスを高くし、通常点灯時には、他励制御回路への電路インピーダンスを低くすることにより、あるいは放電灯が点灯した後の他励制御回路の電源不足が生じないように、始動時周波数と点灯時周波数を同じとすることにより、始動時の制御電源へのストレスや点灯後の制御電源の低下を防止するようにした放電灯点灯装置が開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図８〜図１１に示した回路構成の制御電源では、放電灯Ｌａの電圧Ｖlaが変化する場合や、直流電源の出力電圧Ｖdcが可変である場合、制御回路に電圧を安定して供給することができない課題がある。
【００１３】
図８の制御電源では、放電灯Ｌａの電圧Ｖlaまたは直流電源回路Ｂの出力電圧Ｖdcが変化すると、インダクタＬ１の電圧が変化するので、その２次巻線ｎ４１の電圧も変化して、電解コンデンサＣ３の充電電圧が変化することになり、制御電源４は、制御回路２０に電圧を安定して供給することができなくなる。
【００１４】
図９の制御電源では、直流電源回路Ｂの出力電圧Ｖdcが変化すると、スイッチング素子Ｑ２の両端電圧が変化するので、電解コンデンサＣ３の充電電圧が変化することになり、制御電源４ａは、制御回路２０に電圧を安定して供給することができなくなる。
【００１５】
図１０の制御電源では、交流電源１１の交流電圧Ｖinまたはチョッパ１０の出力電圧Ｖdcが変化する場合、インダクタＬ１１の電圧が変化するので、その２次巻線ｎ４２の電圧も変化して、電解コンデンサＣ３の充電電圧が変化することになり、制御電源４ｂは、制御回路１２ａに電圧を安定して供給することができなくなる。
【００１６】
図１１の制御電源では、交流電源１１の交流電圧Ｖinが一定である場合、制御電源４ｃは、制御回路２０に電圧を安定して供給することができるが、交流電圧Ｖinの例えば実効値が変化する用途には、制御電源４ｃを使用することができない。また、分圧用の抵抗が常時接続されることにより、電力ロスが発生し、回路の効率が低下する。
【００１７】
ここで、上記のような放電灯点灯装置において、直流電源の出力電圧Ｖdcのレベルを調整することにより、放電灯Ｌａを調光する場合があるが、図８〜図１０に示した回路構成の制御電源では、図１２に示すように、電解コンデンサＣ３の電圧が直流電源の出力電圧Ｖdcのレベル調整に応じて変動し、制御回路の安定動作に必要なＶ１〜Ｖ２の電圧範囲を外れることになる。これでは、放電灯Ｌａの点灯を維持することができない。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、直流電源の出力電源が可変であっても、電源電圧を抵抗で分圧することなく、制御回路用の制御電源の出力を安定にすることができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明の放電灯点灯装置は、出力電源可変の直流電源と、スイッチング素子を含み前記直流電源の出力に接続されたインバータと、共振用インダクタと、この共振用インダクタを介して前記インバータの出力に接続された共振用コンデンサと、この共振用コンデンサと並列に接続された放電灯とを備え、前記直流電源およびインバータの少なくとも一方に含まれるスイッチング素子を高周波で駆動させる制御回路のための制御電源を、前記直流電源の出力の増加に応じて、出力が増加する第１の制御電源供給手段と、前記直流電源の出力の増加に応じて、出力が減少する第２の制御電源供給手段とにより構成してなり、前記インバータは、第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を介して前記直流電源の出力に接続された第２のスイッチング素子と、これら第１および第２のスイッチング素子の接続点と前記共振用インダクタとの間に介設された直流カット用コンデンサとを含み、前記第１の制御電源供給手段は、前記第１および第２のスイッチング素子のうち接地側のスイッチング素子と並列に接続されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記放電灯は、前記直流電源の出力の増加に応じて電圧が下降し、前記第２の制御電源供給手段は前記放電灯と並列に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記制御電源は、この制御電源の出力側に前記制御回路に接続される電解コンデンサを有し、前記第２の制御電源供給手段は、コンデンサと、前記コンデンサに直列に接続されるツェナーダイオードと、一端が前記コンデンサと前記ツェナーダイオードとの中点に接続され他端が前記電解コンデンサに接続されるダイオードと、前記コンデンサおよび前記ツェナーダイオードと並列に接続される前記共振用コンデンサを含むことを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記第１および第２の制御電源供給手段の少なくとも一方にはスイッチが接続されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、前記第１および第２の制御電源供給手段の少なくとも一方に接続されているスイッチは、前記直流電源の出力に応じてオン／オフすることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（基本形態）
図１は基本形態の放電灯点灯装置の回路構成図、図２は図１中の制御電源の出力電圧の説明図であり、これらの図を参照しながら基本形態について説明する。
【００２８】
本基本形態の放電灯点灯装置は、図１に示すように、出力電源可変の直流電源１と、この直流電源１の出力に接続され制御回路２０を含むインバータ２と、共振用インダクタＬ１と、この共振用インダクタＬ１を介してインバータ２の出力に接続された共振用コンデンサＣ１と、この共振用コンデンサＣ１と並列に接続された放電灯Ｌａと、制御回路２０のための制御電源３とを備え、直流電源１の出力電圧Ｖdcのレベルを変更することにより調光を行う機能を有している。
【００２９】
図１の例では、インバータ２は、スイッチング素子Ｑ１と、このスイッチング素子Ｑ１を介して直流電源１の出力に接続されたスイッチング素子Ｑ２と、これらスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と共振用インダクタＬ１との間に介設された直流カット用コンデンサＣ２とをさらに含み、上述の制御回路２０によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフ制御を高周波で行う構成になっている。制御回路２０は例えばＰＷＭ−ＩＣであり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数は可変となっている。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２には、逆並列接続のダイオードを有する構造のＦＥＴが使用されている。
【００３０】
制御電源３は、第１の制御電源４と、第２の制御電源５とを備え、これら双方で出力の電解コンデンサＣ３を共用する構成になっている。すなわち、電解コンデンサＣ３のプラス端子が制御電源３の出力として制御回路２０に接続されている。
【００３１】
そして、制御電源４は、電解コンデンサＣ３のプラス端子に一端が接続された抵抗Ｒ４１と、この抵抗Ｒ４１の他端にカソードが接続されたダイオードＤ４１と、共振用インダクタＬ１に設けられ、ダイオードＤ４１のアノードと電解コンデンサＣ３のマイナス端子（図１では接地されている）との間に介設された２次巻線ｎ４１とを備え、直流電源１の出力の増加（減少）に応じて、電解コンデンサＣ３における出力成分が増加（減少）する構成になっている。
【００３２】
制御電源５は、電解コンデンサＣ３のプラス端子に一端が接続された抵抗Ｒ５１と、この抵抗Ｒ５１の他端にカソードが接続されたダイオードＤ５１と、このダイオードＤ５１のアノードにカソードが接続されたダイオードＤ５２と、このダイオードＤ５２を介して共振用コンデンサＣ１の両端に接続されたコンデンサＣ５１とを備え、直流電源１の出力の増加（減少）に応じて、電解コンデンサＣ３における出力成分が減少（増加）する構成になっている。
【００３３】
上記構成の放電灯点灯装置では、制御電源３中の制御電源４において、図２に示すように、直流電源１の出力電圧Ｖdcが“Ｄｉｍ”側から“Ｆｕｌｌ”側に上昇すると、共振用インダクタＬ１の電圧が上昇することにより、その２次巻線ｎ４１の誘起電圧が上昇し、この２次巻線ｎ４１からダイオードＤ４１および抵抗Ｒ４１を介して電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が増大する。逆に、直流電源１の出力電圧Ｖdcが“Ｆｕｌｌ”側から“Ｄｉｍ”側に下降すると、共振用インダクタＬ１の電圧が下降することにより、２次巻線ｎ４１の誘起電圧が下降し、この２次巻線ｎ４１から電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が減少する。
【００３４】
他方、制御電源５においては、直流電源１の出力電圧Ｖdcが“Ｄｉｍ”側から“Ｆｕｌｌ”側に上昇すると、放電灯Ｌａの電圧Ｖlaが下降するために、コンデンサＣ５１およびダイオードＤ５１の接続点からダイオードＤ５１および抵抗Ｒ５１を介して電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が減少する。逆に、直流電源１の出力電圧Ｖdcが“Ｆｕｌｌ”側から“Ｄｉｍ”側に下降すると、放電灯Ｌａの電圧Ｖlaが上昇するために、電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が増大する。
【００３５】
つまり、制御電源４においては、図２の“Ｖ４”に示すように、直流電源１の出力の増加（減少）に応じて、電解コンデンサＣ３における出力成分が増加（減少）する一方で、制御電源５においては、図２の“Ｖ５”に示すように、直流電源１の出力の増加（減少）に応じて、電解コンデンサＣ３における出力成分が減少（増加）するのである。これにより、直流電源１の出力電圧Ｖdcのレベルを変更することによる調光およびフル点灯の全体に亘って、制御電源３の出力である電解コンデンサＣ３の電圧が、図２の“Ｖ３”に示すように、ほぼ一定に保持されることになる。なお、図２中のＶ１およびＶ２は、それぞれ制御回路２０の安定動作に必要な下限電圧および上限電圧を示す。
【００３６】
（実施形態）
図３は本発明に係る実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図であり、この図を参照しながら本実施形態について説明する。
【００３７】
本実施形態の放電灯点灯装置は、図３に示すように、直流電源１と、インバータ２と、共振用インダクタＬ１と、共振用コンデンサＣ１と、放電灯Ｌａとを基本形態と同様に備えているほか、基本形態との相違点として、制御電源３ａを備えている。
【００３８】
この制御電源３ａは、第１の制御電源４ａと、第２の制御電源５とを備え、これら双方で出力の電解コンデンサＣ３を共用する構成になっている。ここで、制御電源５については基本形態と同様であるのでその説明を省略し、基本形態の制御電源４とは異なる制御電源４ａについて説明する。
【００３９】
制御電源４ａは、電解コンデンサＣ３のプラス端子に一端が接続された抵抗Ｒ４１と、この抵抗Ｒ４１の他端にカソードが接続されたダイオードＤ４１と、このダイオードＤ４１のアノードにカソードが接続されたダイオードＤ４２と、このダイオードＤ４２を介して、ソース接地のスイッチング素子Ｑ２のドレイン・ソース間に接続されたコンデンサＣ４１とを備え、直流電源１の出力の増加（減少）に応じて、電解コンデンサＣ３における出力成分が増加（減少）する構成になっている。
【００４０】
上記構成の放電灯点灯装置では、制御電源３ａ中の制御電源４ａにおいて、直流電源１の出力電圧Ｖdcが上昇すると、スイッチング素子Ｑ２のドレイン・ソース間に発生する電圧が上昇することにより、コンデンサＣ４１およびダイオードＤ４１の接続点からダイオードＤ４１および抵抗Ｒ４１を介して電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が増大する（図２の“Ｖ４”参照）。逆に、直流電源１の出力電圧Ｖdcが下降すると、スイッチング素子Ｑ２のドレイン・ソース間に発生する電圧が下降することにより、電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が減少する。
【００４１】
したがって、制御電源５が基本形態と同様であるから、本実施形態でも、直流電源１の出力電圧Ｖdcのレベルを変更することによる調光およびフル点灯の全体に亘って、制御電源３ａの出力である電解コンデンサＣ３の電圧がほぼ一定に保持されることになる。
【００４２】
図４は他の放電灯点灯装置の回路構成図であり、この図を参照しながら説明する。
【００４３】
図４の放電灯点灯装置は、インバータ２と、共振用インダクタＬ１と、共振用コンデンサＣ１と、放電灯Ｌａとを基本形態と同様に備えているほか、基本形態との相違点として、直流電源１ａと、制御電源３ｂとを備えている。
【００４４】
直流電源１ａは、交流電源１１と、この交流電源１１の交流電圧を直流電圧に整流する整流器ＤＢと、この整流器ＤＢの出力に接続された昇降圧チョッパとを備えている。その昇降圧チョッパは、整流器ＤＢの負極性出力端子にアノードが接続されたダイオードＤ１１と、このダイオードＤ１１のカソードと整流器ＤＢの正極性出力端子との間に接続されたスイッチング素子Ｑ１１と、ダイオードＤ１１のカソードに一端が接続されたインダクタＬ１１と、このインダクタＬ１１の他端とダイオードＤ１１のアノードとの間に接続されたスイッチング素子Ｑ１２と、インダクタＬ１１の他端にアノードが接続されたダイオードＤ１２と、このダイオードＤ１２を介してスイッチング素子Ｑ１２の両端に接続された平滑コンデンサＣ１１と、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２のオン／オフ制御を行う制御回路１２とにより構成されている。この制御回路１２は例えばＰＷＭ−ＩＣであり、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２のオンデューティは可変となっている。
また、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２には、逆並列接続のダイオードを有する構造のＦＥＴが使用されている。
【００４５】
ここで、上記昇降圧チョッパにおいて、平滑コンデンサＣ１１の電圧が直流電源１ａの出力電圧Ｖdcとなり、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２のスイッチング動作を調整することにより、昇圧機能を働かせて出力電圧Ｖdcを交流電源１１のピーク電圧以上に昇圧することができるとともに、降圧機能を働かせて出力電圧Ｖdcを交流電源１１のピーク電圧以下に降圧することができる。
【００４６】
制御電源３ｂは、第１の制御電源４ｂと、第２の制御電源５とを備え、これら双方で出力の電解コンデンサＣ３を共用する構成になっている。すなわち、電解コンデンサＣ３のプラス端子が制御電源３ｂの出力として制御回路２０，１２の双方に接続されている。
【００４７】
そして、制御電源５は基本形態と同様に構成されている一方、制御電源４ｂは、電解コンデンサＣ３のプラス端子に一端が接続された抵抗Ｒ４１と、この抵抗Ｒ４１の他端にカソードが接続されたダイオードＤ４１と、インダクタＬ１１に設けられ、ダイオードＤ４１のアノードと電解コンデンサＣ３のマイナス端子との間に介設された２次巻線ｎ４２とにより構成されている。
【００４８】
上記構成の放電灯点灯装置では、制御電源３ｂ中の制御電源４ｂにおいて、直流電源１の出力電圧Ｖdcが上昇する場合には、インダクタＬ１１の電圧が上昇して、その２次巻線ｎ４２の誘起電圧も上昇するので、２次巻線ｎ４２からダイオードＤ４１および抵抗Ｒ４１を介して電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が増大する。逆に、直流電源１の出力電圧Ｖdcが下降する場合には、インダクタＬ１１の電圧が下降して、その２次巻線ｎ４２の誘起電圧も下降するので、電解コンデンサＣ３のプラス端子に供給される電流が減少する。つまり、直流電源１の出力の増加（減少）に応じて、電解コンデンサＣ３における制御電源４ｂによる出力成分が増加（減少）するのである（図２の“Ｖ４”参照）。
【００４９】
したがって、制御電源５が基本形態と同様であるから、参考例でも、直流電源１ａの出力電圧Ｖdcのレベルを変更することによる調光およびフル点灯の全体に亘って、制御電源３ｂの出力である電解コンデンサＣ３の電圧がほぼ一定に保持されることになる。
【００５０】
なお、上記基本形態、参考例および実施形態の構成を種々組み合わせることにより、同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００５１】
図５は他の放電灯点灯装置の回路構成図、図６は図５中の制御電源の出力電圧の説明図であり、これらの図を参照しながら説明する。
【００５２】
図５の放電灯点灯装置は、直流電源１と、インバータ２と、共振用インダクタＬ１と、共振用コンデンサＣ１と、放電灯Ｌａと、制御電源３とを基本形態と同様に備えているほか、基本形態との相違点としてＶdc検出回路６を備えている。
【００５３】
このＶdc検出回路６は、抵抗Ｒ６１〜Ｒ６３を直列に接続して構成され直流電源１の出力と並列に接続される分圧回路と、直流電源６１と、この直流電源６１が反転入力端子に接続され上記分圧回路の出力（抵抗Ｒ６３）が非反転入力端子に接続された比較器６２と、第１の制御電源４における抵抗Ｒ４１とダイオードＤ４１との間に介設され比較器６２の出力レベルがＨｉｇｈ（Ｌｏｗ）のときにオン（オフ）になるスイッチＳＷ１と、第２の制御電源５における抵抗Ｒ５１とダイオードＤ５１との間に介設され比較器６２の出力レベルがＬｏｗ（Ｈｉｇｈ）のときにオフ（オン）になるスイッチＳＷ２とにより構成されている。
【００５４】
上記構成の放電灯点灯装置では、直流電源１の出力電圧Ｖdcの分圧電圧（抵抗Ｒ６３の電圧）が直流電源６１の電圧Ｅ１を超えると、比較器６０の出力レベルがＨｉｇｈとなり、スイッチＳＷ１がオンになって制御電源４の機能が有効となるとともに、スイッチＳＷ２がオフになって制御電源５の機能が無効となる。これにより、図６に示すように、直流電源１の出力電圧Ｖdcが直流電源６１の電圧Ｅ１に対応する電圧Ｖａ以上になると、同図の“Ｖａ”から右側の“Ｖ３”のように、電圧Ｖ１からＶ２の範囲内において、制御電源３の出力である電解コンデンサＣ３の電圧が直流電源１の出力の増加（減少）に応じて増加（減少）する。
【００５５】
これに対して、出力電圧Ｖdcの分圧電圧が電圧Ｅ１を下回ると、比較器６２の出力レベルがＬｏｗとなり、スイッチＳＷ１がオフになって制御電源４の機能が無効となるとともに、スイッチＳＷ２がオンになって制御電源５の機能が有効となる。これにより、図６に示すように、出力電圧Ｖdcが電圧Ｅ１に対応する電圧Ｖａ以下になると、同図の“Ｖａ”から左側の“Ｖ３”のように、電圧Ｖ１からＶ２の範囲内において、制御電源３の出力である電解コンデンサＣ３の電圧が直流電源１の出力の増加（減少）に応じて減少（増加）する。
【００５６】
したがって、図５の放電灯点灯装置では、直流電源１の出力電圧Ｖdcのレベルを変更することによる調光およびフル点灯の全体に亘って、制御電源３の出力である電解コンデンサＣ３の電圧が、制御回路２０の安定動作に必要な下限電圧Ｖ１および上限電圧Ｖ２の範囲内に保持されることになる。
【００５７】
また、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン／オフすることにより、２次巻線ｎ４１および抵抗Ｒ４１，Ｒ５１による電力ロスを低減することができる。
【００５８】
さらに、直流電源１の出力電圧Ｖdcの変化により、制御電源３の出力が自動的に切り替わるので、連続調光に対応できる。
【００５９】
なお、図５の放電灯点灯装置では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を備える構成になっているが、これに限らず、どちらか一方のみを備える構成でもよい。この構成でも、同様な効果が得られるほか、コスト低減が可能となる。また、図５の放電灯点灯装置のスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、基本形態に限らず、参考例および図３の放電灯点灯装置にも適用可能であり、同様な効果が得られる。さらに、第２の制御電源に共振用コンデンサを含める構成でもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明によれば、出力電源可変の直流電源と、スイッチング素子を含み前記直流電源の出力に接続されたインバータと、共振用インダクタと、この共振用インダクタを介して前記インバータの出力に接続された共振用コンデンサと、この共振用コンデンサと並列に接続された放電灯とを備え、前記直流電源およびインバータの少なくとも一方に含まれるスイッチング素子を高周波で駆動させる制御回路のための制御電源を、前記直流電源の出力の増加に応じて、出力が増加する第１の制御電源供給手段と、前記直流電源の出力の増加に応じて、出力が減少する第２の制御電源供給手段とにより構成してなり、前記インバータは、第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を介して前記直流電源の出力に接続された第２のスイッチング素子と、これら第１および第２のスイッチング素子の接続点と前記共振用インダクタとの間に介設された直流カット用コンデンサとを含み、前記第１の制御電源供給手段は、前記第１および第２のスイッチング素子のうち接地側のスイッチング素子と並列に接続されているので、第１の制御電源供給手段の出力と第２の制御電源供給手段の出力とにより制御電源の全体としての出力を、例えば制御回路の許容動作電圧範囲内に収めることができるから、直流電源の可変出力を利用して放電灯を調光する場合でも、商用電源の整流および平滑により得られる電圧を分圧抵抗で分圧することなく、制御回路用の制御電源の出力を安定にすることができる。
【００６３】
また、請求項１記載の発明によれば、第１の制御電源供給手段の出力が直流電源の出力の増加に応じて増加する一方、第２の制御電源供給手段の出力が直流電源の出力の増加に応じて減少するから、直流電源の可変出力を利用して放電灯を調光する場合、商用電源の電圧が異なる場合、そして放電灯の定格電力が異なる場合でも、制御回路用の制御電源の出力を安定にすることができる。
【００６４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記放電灯は、前記直流電源の出力の増加に応じて電圧が下降し、前記第２の制御電源供給手段は前記放電灯と並列に接続されているので、第１の制御電源供給手段の出力が直流電源の出力の増加に応じて増加する一方、第２の制御電源供給手段の出力が直流電源の出力の増加に応じて減少するから、直流電源の可変出力を利用して放電灯を調光する場合でも、制御回路用の制御電源の出力を安定にすることができる。
【００６５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記制御電源は、この制御電源の出力側に前記制御回路に接続される電解コンデンサを有し、前記第２の制御電源供給手段は、コンデンサと、前記コンデンサに直列に接続されるツェナーダイオードと、一端が前記コンデンサと前記ツェナーダイオードとの中点に接続され他端が前記電解コンデンサに接続されるダイオードと、前記コンデンサおよび前記ツェナーダイオードと並列に接続される前記共振用コンデンサを含むので、部品点数を低減し、分圧抵抗などを用いるものより電力ロスを低減でき、放電灯の非電源側に並列接続することで、フィラメント予熱用回路と兼用できる。
【００６６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記第１および第２の制御電源供給手段の少なくとも一方にはスイッチが接続されているので、制御電源供給手段を必要時にオンすることにより電力ロスを低減できる。
【００６７】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の放電灯点灯装置において、前記第１および第２の制御電源供給手段の少なくとも一方に接続されているスイッチは、前記直流電源の出力に応じてオン／オフするので、必要な制御電源を自動的に供給でき、連続調光に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本形態の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】 図１中の制御電源の出力電圧の説明図である。
【図３】 本発明に係る実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図４】他の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図５】さらに他の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図６】 図５中の制御電源の出力電圧の説明図である。
【図７】 従来の高周波用の放電灯点灯装置のブロック図である。
【図８】 同放電灯点灯装置に使用される制御電源の回路構成図である。
【図９】 同放電灯点灯装置に使用される制御電源の回路構成図である。
【図１０】 同放電灯点灯装置に使用される制御電源の回路構成図である。
【図１１】 同放電灯点灯装置に使用される制御電源の回路構成図である。
【図１２】 直流電源の可変出力を利用して放電灯を調光する場合における図８〜図１０に示した制御電源の出力の説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ 直流電源
２ インバータ
２０ 制御回路
３，３ａ，３ｂ 制御電源
４，４ａ，４ｂ 第１の制御電源
５ 第２の制御電源
６ Ｖdc検出回路
Ｌ１ 共振用インダクタ
Ｃ１ 共振用コンデンサ
Ｃ２ 直流カット用コンデンサ
Ｃ３ 電解コンデンサ
Ｌａ 放電灯
Ｑ１，Ｑ２ スイッチング素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting or dimming a discharge lamp at a high frequency using a high frequency inverter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a discharge lamp lighting device, a control circuit (such as a control IC) that drives a switching element such as an FET included in an input distortion improving circuit or an inverter circuit at a high frequency is widely used.
[0003]
This control circuit requires a control power supply for supplying a stable power supply to the control circuit separately from the power supply for the inverter circuit. The voltage of the control power supply is usually about 15V, and the current required for the control circuit is also determined by its specifications. In the case of a discharge lamp lighting device, the control power supply supplies voltage and current to the control circuit regardless of the state of the power supply voltage, the type of rated power of the discharge lamp, or the state of the discharge lamp during preheating, starting, and dimming. It must be supplied stably.
[0004]
FIG. 7 shows a block diagram of a conventional high-frequency discharge lamp lighting device, and FIGS. 8 to 11 show circuit configurations of various control power sources used in the discharge lamp lighting device, with no dimming function added. A control power supply for the control circuit of the discharge lamp lighting device will be described.
[0005]
The discharge lamp lighting device shown in FIG. 7 includes an AC power supply 11, a rectifying / smoothing circuit A that rectifies and smoothes the AC voltage Vin from the AC power supply 11, and a DC power supply circuit (chopper circuit) B having an input distortion improving function. A high-frequency conversion circuit (inverter) C that converts the output voltage Vdc supplied from the DC power supply circuit B into an AC voltage, a resonance circuit D, and an AC voltage converted by the high-frequency conversion circuit C via the resonance circuit D And a discharge lamp La that is turned on.
[0006]
Here, as shown in the example of FIG. 8, the high-frequency conversion circuit C includes theinverters 2 including the switching elements Q1 and Q2, the DC cut capacitor C2, and thecontrol circuit 20, and the resonance circuit D includes the resonance inductor L1 and In the discharge lamp lighting device including the resonance capacitor C1, acontrol power supply 4 configured by an electrolytic capacitor C3, a resistor R41, a diode D41, and a secondary winding n41 may be provided for thecontrol circuit 20. The positive terminal of the electrolytic capacitor C3 that is the output of thecontrol power supply 4 is connected to thecontrol circuit 20, and the electrolytic capacitor C3 is connected to the secondary winding n41 provided in the resonance inductor L1 via the diode D41 and the resistor R41. It is charged by applying an induced voltage generated in the.
[0007]
As shown in the example of FIG. 9, in the discharge lamp lighting device including theinverter 2 as in FIG. 8, the control power source constituted by the electrolytic capacitor C <b> 3, the resistor R <b> 41, the diodes D <b> 41 and D <b> 42 and the capacitor C < 4a may be provided. In this case as well, the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 is connected to thecontrol circuit 20, but the electrolytic capacitor C3 is applied with a voltage from the connection point of the capacitor C41 and the diode D41 via the diode D41 and the resistor R41. Is charged.
[0008]
As shown in the example of FIG. 10, a discharge lamp that includes a chopper (step-down chopper in the figure) 10 including a switching element Q11, a diode D11, an inductor L11, a smoothing capacitor C11, and acontrol circuit 12a as a DC power supply circuit B is provided. In the apparatus, acontrol power supply 4b configured by an electrolytic capacitor C3, a resistor R41, a diode D41, and a secondary winding n42 may be provided for thecontrol circuit 12a. The positive terminal of the electrolytic capacitor C3 that is the output of thecontrol power supply 4b is connected to thecontrol circuit 12a, and the electrolytic capacitor C3 is generated in the secondary winding n42 provided in the inductor L11 via the diode D41 and the resistor R41. It is charged by applying an induced voltage. Thecontrol circuit 12a is a PWM-IC, and the switching element Q11 is variable on duty.
[0009]
As shown in the example of FIG. 11, the discharge lamp lighting device including theinverter 2, the resonance inductor L <b> 1, and the resonance capacitor C <b> 1 as in FIG. 8 includes an electrolytic capacitor C <b> 3 and resistors R <b> 42 to R <b> 44 for thecontrol circuit 20. Acontrol power supply 4c may be provided. Even in this configuration, the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 is connected to thecontrol circuit 20, but the electrolytic capacitor C3 is charged by applying the output voltage of the rectifying and smoothing circuit A divided by the resistors R42 to R44. .
[0010]
As described above, in a discharge lamp lighting device that does not have a dimming function (for example, only with a rated output), since the amount of current to the electrolytic capacitor C3 does not change, a stable voltage can be supplied to the control circuit.
[0011]
In JP-A-2000-48888, the electric circuit impedance to the separately excited control circuit is increased at the time of starting, and the electric circuit impedance to the separately excited control circuit is decreased during normal lighting, or the discharge lamp is lit. In order to prevent power shortage of the later separately excited control circuit, the start frequency and the lighting frequency are made the same so as to prevent stress on the control power supply at the start and lowering of the control power after lighting. A discharge lamp lighting device is disclosed.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the control power supply having the circuit configuration shown in FIGS. 8 to 11, when the voltage Vla of the discharge lamp La changes or the output voltage Vdc of the DC power supply is variable, the voltage is stabilized in the control circuit. There are issues that cannot be supplied.
[0013]
In the control power supply of FIG. 8, when the voltage Vla of the discharge lamp La or the output voltage Vdc of the DC power supply circuit B changes, the voltage of the inductor L1 changes, so the voltage of the secondary winding n41 also changes, and the electrolytic capacitor The charging voltage of C3 changes, and thecontrol power supply 4 cannot stably supply the voltage to thecontrol circuit 20.
[0014]
In the control power supply of FIG. 9, when the output voltage Vdc of the DC power supply circuit B changes, the voltage across the switching element Q2 changes, so the charging voltage of the electrolytic capacitor C3 changes, and thecontrol power supply 4a The voltage cannot be stably supplied to 20.
[0015]
In the control power supply of FIG. 10, when the AC voltage Vin of the AC power supply 11 or the output voltage Vdc of thechopper 10 changes, the voltage of the inductor L11 changes, so the voltage of the secondary winding n42 also changes, and the electrolytic capacitor The charging voltage of C3 changes, and thecontrol power supply 4b cannot stably supply the voltage to thecontrol circuit 12a.
[0016]
In the control power supply of FIG. 11, when the AC voltage Vin of the AC power supply 11 is constant, thecontrol power supply 4c can stably supply the voltage to thecontrol circuit 20, but the effective value of the AC voltage Vin changes, for example. Therefore, thecontrol power supply 4c cannot be used for the purpose to be used. In addition, since a voltage dividing resistor is always connected, a power loss occurs and the efficiency of the circuit is lowered.
[0017]
Here, in the discharge lamp lighting device as described above, there is a case where the discharge lamp La is dimmed by adjusting the level of the output voltage Vdc of the DC power supply. However, the circuit configuration shown in FIGS. In the control power supply, as shown in FIG. 12, the voltage of the electrolytic capacitor C3 fluctuates in accordance with the level adjustment of the output voltage Vdc of the DC power supply, and deviates from the voltage range of V1 to V2 necessary for stable operation of the control circuit. Become. In this case, the lighting of the discharge lamp La cannot be maintained.
[0018]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and stabilizes the output of a control power supply for a control circuit without dividing the power supply voltage with a resistor even if the output power supply of the DC power supply is variable. It aims at providing the discharge lamp lighting device which can do.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The discharge lamp lighting device according to the first aspect of the present invention for solving the above-described problems includes a DC power supply having a variable output power supply, an inverter including a switching element and connected to the output of the DC power supply, a resonance inductor, A resonance capacitor connected to the output of the inverter via a resonance inductor; and a discharge lamp connected in parallel with the resonance capacitor; and a switching element included in at least one of the DC power supply and the inverter The control power supply for the control circuit driven by the first control power supply means for increasing the output in response to an increase in the output of the DC power supply, and the output decreasing in response to the increase in the output of the DC power supply Second control power supply meansThe inverter includes a first switching element, a second switching element connected to the output of the DC power supply via the first switching element, and a connection point between the first and second switching elements. And a DC cut capacitor interposed between the resonance inductor and the first control power supply means in parallel with the switching element on the ground side of the first and second switching elements. It is connected It is characterized by that.
[0023]
Claim2 The described invention is claimed.1 In the described discharge lamp lighting device,In the discharge lamp, the voltage decreases as the output of the DC power supply increases, The second control power supply means is connected in parallel with the discharge lamp.
[0024]
Claim3 The described invention is claimed.1 In the described discharge lamp lighting device,The control power source has an electrolytic capacitor connected to the control circuit on the output side of the control power source, The second control power supply means isA capacitor, a Zener diode connected in series to the capacitor, a diode having one end connected to the middle point of the capacitor and the Zener diode and the other end connected to the electrolytic capacitor, the capacitor and the Zener diode Connected in parallel with The resonance capacitor is included.
[0025]
Claim4 According to a second aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, a switch is connected to at least one of the first and second control power supply means.
[0026]
Claim5 The described invention is claimed.4 The discharge lamp lighting device described above is characterized in that a switch connected to at least one of the first and second control power supply means is turned on / off according to the output of the DC power supply.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Basic Form)
Figure 1Basic FIG. 2 is an explanatory diagram of the output voltage of the control power supply in FIG. 1, and FIG.Basic A form is demonstrated.
[0028]
Basic As shown in FIG. 1, the discharge lamp lighting device of the embodiment includes aDC power source 1 having a variable output power source, aninverter 2 connected to the output of theDC power source 1 and including acontrol circuit 20, a resonance inductor L1, and this resonance A resonance capacitor C1 connected to the output of theinverter 2 via the inductor L1, a discharge lamp La connected in parallel with the resonance capacitor C1, and acontrol power source 3 for thecontrol circuit 20; It has a function of dimming by changing the level of the output voltage Vdc of thepower source 1.
[0029]
In the example of FIG. 1, theinverter 2 includes a switching element Q1, a switching element Q2 connected to the output of theDC power source 1 via the switching element Q1, a connection point between the switching elements Q1 and Q2, and a resonance inductor L1. And a DC cut capacitor C2 interposed between the switching elements Q1 and Q2, and thecontrol circuit 20 performs on / off control of the switching elements Q1 and Q2 at a high frequency. Thecontrol circuit 20 is, for example, a PWM-IC, and the switching frequency of the switching elements Q1, Q2 is variable. In addition, FETs having a structure having diodes connected in reverse parallel are used for the switching elements Q1 and Q2.
[0030]
Thecontrol power supply 3 includes a firstcontrol power supply 4 and a secondcontrol power supply 5, and both of them share an output electrolytic capacitor C3. That is, the plus terminal of the electrolytic capacitor C3 is connected to thecontrol circuit 20 as the output of thecontrol power supply 3.
[0031]
Thecontrol power supply 4 is provided in a resistor R41 having one end connected to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3, a diode D41 having a cathode connected to the other end of the resistor R41, and the resonance inductor L1. A secondary winding n41 interposed between the anode and the negative terminal of the electrolytic capacitor C3 (grounded in FIG. 1), and the electrolytic capacitor according to an increase (decrease) in the output of theDC power source 1 The output component at C3 increases (decreases).
[0032]
Thecontrol power supply 5 includes a resistor R51 having one end connected to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3, a diode D51 having a cathode connected to the other end of the resistor R51, and a diode D52 having a cathode connected to the anode of the diode D51. And a capacitor C51 connected to both ends of the resonance capacitor C1 via the diode D52, and the output component in the electrolytic capacitor C3 decreases (increases) in accordance with the increase (decrease) in the output of theDC power supply 1. It is configured.
[0033]
In the discharge lamp lighting device configured as described above, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 rises from the “Dim” side to the “Full” side in thecontrol power supply 4 in thecontrol power supply 3 as shown in FIG. As the voltage of L1 increases, the induced voltage of the secondary winding n41 increases, and the current supplied from the secondary winding n41 to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 via the diode D41 and the resistor R41 increases. To do. Conversely, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 decreases from the “Full” side to the “Dim” side, the voltage of the resonance inductor L1 decreases, and the induced voltage of the secondary winding n41 decreases. The current supplied from the next winding n41 to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 decreases.
[0034]
On the other hand, in thecontrol power supply 5, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 rises from the “Dim” side to the “Full” side, the voltage Vla of the discharge lamp La falls, and therefore from the connection point of the capacitor C51 and the diode D51. The current supplied to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 through the diode D51 and the resistor R51 decreases. On the contrary, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 decreases from the “Full” side to the “Dim” side, the voltage Vla of the discharge lamp La increases, so that the current supplied to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 increases. .
[0035]
That is, in thecontrol power supply 4, as indicated by “V4” in FIG. 2, the output component in the electrolytic capacitor C3 increases (decreases) in response to the increase (decrease) in the output of theDC power supply 1, while thecontrol power supply 5, the output component in the electrolytic capacitor C3 decreases (increases) in accordance with the increase (decrease) in the output of theDC power supply 1, as indicated by "V5" in FIG. As a result, the voltage of the electrolytic capacitor C3 that is the output of thecontrol power supply 3 is indicated by “V3” in FIG. 2 over the entire dimming and full lighting by changing the level of the output voltage Vdc of theDC power supply 1. Thus, it is held substantially constant. Note that V1 and V2 in FIG. 2 indicate a lower limit voltage and an upper limit voltage necessary for stable operation of thecontrol circuit 20, respectively.
[0036]
(Embodiment )
FIG. 3 relates to the present invention.Fruit It is a circuit configuration diagram of the discharge lamp lighting device of the embodiment, while referring to this figureBook Embodiments will be described.
[0037]
Book As shown in FIG. 3, the discharge lamp lighting device according to the embodiment includes aDC power source 1, aninverter 2, a resonance inductor L1, a resonance capacitor C1, and a discharge lamp La.Basic Besides having the same form,Basic As a difference from the embodiment, acontrol power source 3a is provided.
[0038]
Thecontrol power source 3a includes a firstcontrol power source 4a and a secondcontrol power source 5, and both of them share an output electrolytic capacitor C3. Here, thecontrol power supply 5Basic Since it is similar to the form, its explanation is omitted,Basic Acontrol power supply 4a different from thecontrol power supply 4 of the embodiment will be described.
[0039]
Thecontrol power supply 4a includes a resistor R41 having one end connected to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3, a diode D41 having a cathode connected to the other end of the resistor R41, and a diode D42 having a cathode connected to the anode of the diode D41. And a capacitor C41 connected between the drain and source of the common-source switching element Q2 via the diode D42, and an output component in the electrolytic capacitor C3 according to an increase (decrease) in the output of theDC power supply 1 Is configured to increase (decrease).
[0040]
In the discharge lamp lighting device having the above-described configuration, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 increases in thecontrol power supply 4a in thecontrol power supply 3a, the voltage generated between the drain and source of the switching element Q2 increases, thereby causing the capacitor C41. Further, the current supplied from the connection point of the diode D41 to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 through the diode D41 and the resistor R41 increases (see “V4” in FIG. 2). On the other hand, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 decreases, the voltage generated between the drain and source of the switching element Q2 decreases, thereby reducing the current supplied to the plus terminal of the electrolytic capacitor C3.
[0041]
Therefore, thecontrol power supply 5 isBasic Because it is similar to the form,Book Also in the embodiment, the voltage of the electrolytic capacitor C3, which is the output of thecontrol power supply 3a, is held substantially constant throughout the dimming and full lighting by changing the level of the output voltage Vdc of theDC power supply 1. Become.
[0042]
Figure 4 isother Is a circuit configuration diagram of the discharge lamp lighting device of FIG.Theory Light up.
[0043]
FIG. The discharge lamp lighting device of,I Theinverter 2, the resonance inductor L1, the resonance capacitor C1, and the discharge lamp LaBasic Besides having the same form,Basic As a difference from the embodiment, a DC power source 1a and acontrol power source 3b are provided.
[0044]
The DC power supply 1a includes an AC power supply 11, a rectifier DB that rectifies the AC voltage of the AC power supply 11 into a DC voltage, and a step-up / step-down chopper connected to the output of the rectifier DB. The step-up / step-down chopper includes a diode D11 having an anode connected to the negative output terminal of the rectifier DB, a switching element Q11 connected between the cathode of the diode D11 and the positive output terminal of the rectifier DB, and a diode D11. An inductor L11 having one end connected to the cathode thereof, a switching element Q12 connected between the other end of the inductor L11 and the anode of the diode D11, a diode D12 having an anode connected to the other end of the inductor L11, The smoothing capacitor C11 is connected to both ends of the switching element Q12 via the diode D12, and thecontrol circuit 12 performs on / off control of the switching elements Q11 and Q12. Thecontrol circuit 12 is, for example, a PWM-IC, and the on-duty of the switching elements Q11 and Q12 is variable.
The switching elements Q11 and Q12 use FETs having a structure having diodes connected in antiparallel.
[0045]
Here, in the step-up / step-down chopper, the voltage of the smoothing capacitor C11 becomes the output voltage Vdc of the DC power source 1a. The output voltage Vdc can be lowered below the peak voltage of the AC power supply 11 by using the step-down function.
[0046]
Thecontrol power supply 3b includes a firstcontrol power supply 4b and a secondcontrol power supply 5, and both of them share an output electrolytic capacitor C3. That is, the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 is connected to both thecontrol circuits 20 and 12 as the output of thecontrol power supply 3b.
[0047]
And thecontrol power supply 5 isBasic On the other hand, thecontrol power supply 4b includes a resistor R41 having one end connected to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3, a diode D41 having a cathode connected to the other end of the resistor R41, and an inductor L11. And a secondary winding n42 interposed between the anode of the diode D41 and the negative terminal of the electrolytic capacitor C3.
[0048]
In the discharge lamp lighting device having the above configuration, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 increases in thecontrol power supply 4b in thecontrol power supply 3b, the voltage of the inductor L11 rises and induces the secondary winding n42. Since the voltage also increases, the current supplied from the secondary winding n42 to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3 via the diode D41 and the resistor R41 increases. Conversely, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 decreases, the voltage of the inductor L11 decreases and the induced voltage of the secondary winding n42 also decreases, so that the voltage is supplied to the positive terminal of the electrolytic capacitor C3. The current decreases. That is, as the output of theDC power supply 1 increases (decreases), the output component from thecontrol power supply 4b in the electrolytic capacitor C3 increases (decreases) (see “V4” in FIG. 2).
[0049]
Therefore, thecontrol power supply 5 isBasic Because it is similar to the form,Reference example However, the voltage of the electrolytic capacitor C3, which is the output of thecontrol power supply 3b, is held substantially constant throughout the dimming and full lighting by changing the level of the output voltage Vdc of the DC power supply 1a.
[0050]
The aboveBasic form, reference examples and It goes without saying that similar effects can be obtained by variously combining the configurations of the embodiments.
[0051]
Figure 5 isother FIG. 6 is an explanatory diagram of the output voltage of the control power supply in FIG. 5, and FIG.Theory Light up.
[0052]
FIG. The discharge lamp lighting device of,straight Theflow power source 1, theinverter 2, the resonance inductor L1, the resonance capacitor C1, the discharge lamp La, and thecontrol power source 3Basic Besides having the same form,Basic As a difference from the embodiment, aVdc detection circuit 6 is provided.
[0053]
ThisVdc detection circuit 6 is configured by connecting resistors R61 to R63 in series, and is connected to the output of theDC power supply 1 in parallel, aDC power supply 61, and theDC power supply 61 is connected to the inverting input terminal. The output level of the voltage divider circuit (resistor R63) is connected between the comparator 62 connected to the non-inverting input terminal and the resistor R41 and the diode D41 in the firstcontrol power supply 4. When the output level of the comparator 62 is interposed between the switch SW1 that is turned on when the signal is High (Low) and the resistor R51 and the diode D51 in the secondcontrol power supply 5 is Low (High). The switch SW2 is turned off.
[0054]
In the discharge lamp lighting device configured as described above, when the divided voltage of the output voltage Vdc of the DC power supply 1 (the voltage of the resistor R63) exceeds the voltage E1 of theDC power supply 61, the output level of the comparator 60 becomes High, and the switch SW1 is turned on. The function of thecontrol power supply 4 is enabled by turning on, and the function of thecontrol power supply 5 is disabled by turning off the switch SW2. As a result, as shown in FIG. 6, when the output voltage Vdc of theDC power supply 1 becomes equal to or higher than the voltage Va corresponding to the voltage E1 of theDC power supply 61, the voltage is changed from “Va” in FIG. Within the range of V1 to V2, the voltage of the electrolytic capacitor C3, which is the output of thecontrol power supply 3, increases (decreases) in accordance with the increase (decrease) of the output of theDC power supply 1.
[0055]
On the other hand, when the divided voltage of the output voltage Vdc falls below the voltage E1, the comparator62 , The switch SW1 is turned off to disable the function of thecontrol power supply 4, and the switch SW2 is turned on to enable the function of thecontrol power supply 5. Thus, as shown in FIG. 6, when the output voltage Vdc is equal to or lower than the voltage Va corresponding to the voltage E1, within the range from the voltage V1 to V2, as shown in “V3” on the left side from “Va” in FIG. The voltage of the electrolytic capacitor C3, which is the output of thecontrol power supply 3, decreases (increases) in accordance with the increase (decrease) in the output of theDC power supply 1.
[0056]
Therefore,Discharge lamp lighting device of FIG. Then, the voltage of the electrolytic capacitor C3, which is the output of thecontrol power supply 3, is necessary for the stable operation of thecontrol circuit 20 over the entire dimming and full lighting by changing the level of the output voltage Vdc of theDC power supply 1. It is held within the range of the lower limit voltage V1 and the upper limit voltage V2.
[0057]
Further, by turning on / off the switches SW1 and SW2, power loss due to the secondary winding n41 and the resistors R41 and R51 can be reduced.
[0058]
Furthermore, since the output of thecontrol power supply 3 is automatically switched by a change in the output voltage Vdc of theDC power supply 1, it is possible to cope with continuous light control.
[0059]
In addition,Discharge lamp lighting device of FIG. However, the configuration includes the switches SW1 and SW2. However, the configuration is not limited thereto, and a configuration including only one of the switches may be used. Even with this configuration, the same effect can be obtained, and the cost can be reduced. Also,Discharge lamp lighting device of FIG. The switches SW1 and SW2 areBasic Not only in form,Reference example and discharge lamp lighting device of FIG. The same effect can be obtained. Further, the second control power supply may include a resonance capacitor.
[0060]
【The invention's effect】
As is apparent from the above, according to the first aspect of the present invention, a DC power supply having a variable output power supply, an inverter including a switching element and connected to the output of the DC power supply, a resonance inductor, and the resonance A resonance capacitor connected to the output of the inverter via an inductor for use, and a discharge lamp connected in parallel with the resonance capacitor, and switching elements included in at least one of the DC power supply and the inverter at high frequency The control power supply for the control circuit to be driven has a first control power supply means for increasing the output in accordance with the increase in the output of the DC power supply, and the output decreases in accordance with the increase in the output of the DC power supply. And the second control power supply means.The inverter includes a first switching element, a second switching element connected to the output of the DC power supply via the first switching element, and a connection point between the first and second switching elements. And a DC cut capacitor interposed between the resonance inductor and the first control power supply means in parallel with the switching element on the ground side of the first and second switching elements. It is connected Therefore, the output of the control power supply as a whole can be kept within the allowable operating voltage range of the control circuit, for example, by the output of the first control power supply means and the output of the second control power supply means. Even when the discharge lamp is dimmed using the variable output, the output of the control power supply for the control circuit can be stabilized without dividing the voltage obtained by rectification and smoothing of the commercial power supply with the voltage dividing resistor. it can.
[0063]
Also,Claim1 According to the described inventionThe second Since the output of the first control power supply means increases as the output of the DC power supply increases, the output of the second control power supply means decreases as the output of the DC power supply increases. In the case where the discharge lamp is dimmed using the power supply, the output of the control power supply for the control circuit can be stabilized even when the voltage of the commercial power supply is different and the rated power of the discharge lamp is different.
[0064]
Claim2 According to the described invention, theclaims1 In the described discharge lamp lighting device,In the discharge lamp, the voltage decreases as the output of the DC power supply increases, Since the second control power supply means is connected in parallel with the discharge lamp, the output of the first control power supply means increases as the output of the DC power supply increases, while the second control power supply Since the output of the means decreases as the output of the DC power supply increases, the output of the control power supply for the control circuit can be stabilized even when the discharge lamp is dimmed using the variable output of the DC power supply. .
[0065]
Claim3 According to the described invention, theclaims1 In the described discharge lamp lighting device,The control power source has an electrolytic capacitor connected to the control circuit on the output side of the control power source, The second control power supply means isA capacitor, a Zener diode connected in series to the capacitor, a diode having one end connected to the middle point of the capacitor and the Zener diode and the other end connected to the electrolytic capacitor, the capacitor and the Zener diode Connected in parallel with Since the resonance capacitor is included, the number of parts can be reduced, the power loss can be reduced as compared with the one using a voltage dividing resistor and the like, and it can also be used as a filament preheating circuit by being connected in parallel to the non-power supply side of the discharge lamp.
[0066]
Claim4 According to the invention described above, in the discharge lamp lighting device according toclaim 1, since the switch is connected to at least one of the first and second control power supply means, the control power supply means is turned on when necessary. By doing so, power loss can be reduced.
[0067]
Claim5 According to the described invention, theclaims4 In the discharge lamp lighting device described above, the switch connected to at least one of the first and second control power supply means is turned on / off according to the output of the DC power supply, so that the necessary control power supply is automatically set. Can be supplied continuously, and can be used for continuous light control.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Basic It is a circuit block diagram of the discharge lamp lighting device of a form.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an output voltage of a control power supply in FIG.
FIG. 3 relates to the present invention.Fruit It is a circuit block diagram of the discharge lamp lighting device of embodiment.
[Fig. 4]other It is a circuit block diagram of this discharge lamp lighting device.
[Figure 5]Other It is a circuit block diagram of this discharge lamp lighting device.
6 is an explanatory diagram of an output voltage of the control power supply in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a block diagram of a conventional high-frequency discharge lamp lighting device.
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a control power source used in the discharge lamp lighting device.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a control power source used in the discharge lamp lighting device.
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a control power source used in the discharge lamp lighting device.
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of a control power source used in the discharge lamp lighting device.
FIG. 12 is an explanatory diagram of the output of the control power source shown in FIGS. 8 to 10 when the discharge lamp is dimmed using the variable output of the DC power source.
[Explanation of symbols]
1,1a DC power supply
2 Inverter
20 Control circuit
3, 3a, 3b Control power supply
4, 4a, 4b First control power supply
5 Second control power supply
6 Vdc detection circuit
L1 Resonant inductor
C1 Capacitor for resonance
C2 DC cut capacitor
C3 electrolytic capacitor
La discharge lamp
Q1, Q2 switching element

Claims (5)

Translated fromJapanese

出力電源可変の直流電源と、スイッチング素子を含み前記直流電源の出力に接続されたインバータと、共振用インダクタと、この共振用インダクタを介して前記インバータの出力に接続された共振用コンデンサと、この共振用コンデンサと並列に接続された放電灯とを備え、
前記直流電源およびインバータの少なくとも一方に含まれるスイッチング素子を高周波で駆動させる制御回路のための制御電源を、前記直流電源の出力の増加に応じて、出力が増加する第１の制御電源供給手段と、前記直流電源の出力の増加に応じて、出力が減少する第２の制御電源供給手段とにより構成してなり、
前記インバータは、第１のスイッチング素子と、この第１のスイッチング素子を介して前記直流電源の出力に接続された第２のスイッチング素子と、これら第１および第２のスイッチング素子の接続点と前記共振用インダクタとの間に介設された直流カット用コンデンサとを含み、
前記第１の制御電源供給手段は、前記第１および第２のスイッチング素子のうち接地側のスイッチング素子と並列に接続されている
ことを特徴とする放電灯点灯装置。An output power source variable DC power source, an inverter including a switching element and connected to the output of the DC power source, a resonant inductor, a resonant capacitor connected to the output of the inverter via the resonant inductor, and A discharge lamp connected in parallel with the resonance capacitor,
A control power supply for a control circuit for driving a switching element included in at least one of the DC power supply and the inverter at a high frequency, and a first control power supply means for increasing an output in accordance with an increase in the output of the DC power supply. in response to an increase in the output of the DC power source,Ri output the name constituted by a second control power supply means fordecreasing,
The inverter includes a first switching element, a second switching element connected to the output of the DC power supply via the first switching element, a connection point between the first and second switching elements, and the Including a DC cut capacitor interposed between the resonance inductor and
The discharge lamp lighting device, wherein the first control power supply means is connected in parallel to a ground side switching element of the first and second switching elements .前記放電灯は、前記直流電源の出力の増加に応じて電圧が下降し、
前記第２の制御電源供給手段は前記放電灯と並列に接続されている
ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。In the discharge lamp, the voltage decreases as the output of the DC power supply increases,
The discharge lamp lighting device according to claim 1,wherein the second control power supply means is connected in parallel with the discharge lamp.前記制御電源は、この制御電源の出力側に前記制御回路に接続される電解コンデンサを有し、
前記第２の制御電源供給手段は、コンデンサと、前記コンデンサに直列に接続されるツェナーダイオードと、一端が前記コンデンサと前記ツェナーダイオードとの中点に接続され他端が前記電解コンデンサに接続されるダイオードと、前記コンデンサおよび前記ツェナーダイオードと並列に接続される前記共振用コンデンサとを含むことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。The control power source has an electrolytic capacitor connected to the control circuit on the output side of the control power source,
The second control power supply means includes a capacitor, a Zener diode connected in series to the capacitor, one end connected to a midpoint of the capacitor and the Zener diode, and the other end connected to the electrolytic capacitor. The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising a diode and the resonance capacitor connected in parallel with the capacitor and the Zener diode .前記第１および第２の制御電源供給手段の少なくとも一方にはスイッチが接続されていることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein aswitch is connected to at least one of the first and second control power supply means .前記第１および第２の制御電源供給手段の少なくとも一方に接続されているスイッチは、前記直流電源の出力に応じてオン／オフすることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。5. The discharge lamp lighting device according to claim4, wherein a switch connected to at least one of the first and second control power supply means is turned on / off according to the output of the DC power supply.

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