JP4306233B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯の点灯を制御する放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
放電灯点灯装置の一例として、図13に示す構成のものがある。この放電灯点灯装置100は、電源回路部101及び放電灯点灯制御回路部102で構成されている。電源回路部101は、例えばチョッパ回路であり、直流電源E、負荷103、放電灯点灯制御回路102から出力されるPMW(Pulse Width Modulation)出力信号Pによって高速、高頻度でオン、オフを繰り返すスイッチング動作を行うスイッチング素子Q、トランスT、ダイオードD及びコンデンサCで構成される。負荷103は、放電灯や放電灯電圧、放電灯電流を検出する検出部(図示省略)等で構成される。
【0003】
負荷103には、図14に示すように、スイッチング素子Qがオンしているオン時間tONだけ電源電圧が加わり、負荷電流は起動時には次第に増加する。負荷電流はトランスTの2次側コイルL2に蓄えられたエネルギーが放出されることによりダイオードDを通して流れ、次第に減少する。スイッチング素子Qがオフしているオフ時間tOFFでは負荷に加わる電圧は0である。2次側コイルL2に蓄えられたエネルギーを全て放出すると負荷電流は0となる。
【0004】
放電灯点灯制御回路部102は、誤差アンプ104、三角波発振器105、レベル比較部106等を有して構成されている。誤差アンプ104は、負荷103の検出部で検出された放電灯電圧、放電灯電流の実測値と制御の目的値である制御指令値とを比較し、その誤差を増幅して制御基準電圧Vとしてレベル比較部106に出力する。誤差アンプ104の反転入力端子及び出力端子には、帰還抵抗R1とコンデンサC7との並列回路からなるフィルタが接続されており、帰還抵抗R1の抵抗値及びコンデンサC1の容量に応じて放電灯へ供給する電力の制御の特性が決定する。三角波発振器105は、コンデンサ(図示省略)の充放電によって周期性信号である三角波Sを発生させる。レベル比較部106は、三角波発振器105からの三角波Sと、誤差アンプ104からの制御基準電圧Vとをレベル比較することによって、図14に示すような制御出力信号Pを生成し、電源回路部101のスイッチング素子Qに出力し、デューティ制御する。
【0005】
また、他の放電灯点灯装置として、図15に示すような構成のものもある。この放電灯点灯装置の電源回路部111は、図13の放電灯点灯装置100の電源回路部101に対し、スイッチング素子Q及びダイオードDのそれぞれに抵抗R2,R3が直列接続されたものである。一方、放電灯点灯制御回路部112は、誤差アンプ114、1次電流検出器115、ゼロクロス検出器116、RSフリップフロップ117等を有して構成されている。誤差アンプ114は、負荷113の検出部で検出された放電灯電圧、放電灯電流の実測値と制御指令値とを比較し、その誤差を増幅して制御基準電圧Vとして1次電流検出器115に出力する。誤差アンプ114の反転入力端子及び出力端子には、帰還抵抗R4とコンデンサC9との並列回路からなるフィルタが接続されており、帰還抵抗R4の抵抗値及びコンデンサC9の容量に応じて放電灯へ供給する電力の制御の特性が決定する。1次電流検出器115は、スイッチング素子Qと抵抗R1との接続点Aの電圧値と、上記制御基準電圧Vとを比較し、その比較結果をRSフリップフロップ117のR端子に出力する。ゼロクロス検出器116は、ダイオードDと抵抗R3との接続点Bの電位と接地電位とを比較し、その比較結果をRSフリップフロップ117のS端子に出力する。RSフリップフロップ117は、図16に示すように、ゼロクロス検出器116で2次電流がゼロになるのを検出すると、スイッチング素子Qをオンしてその状態を保持し、接続点Aの電圧が制御基準電圧Vとなると、スイッチング素子Qをオフすることにより、デューティ制御する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
放電灯の負荷特性は一般に動作状態によって異なり、その特性に応じた制御が要求される。すなわち、放電灯起動時の動作状態においては早期に立ち上げるため急峻な電流、電圧の変化に対応し得る制御が要求され、起動して充分時間が経った定常時の動作状態においては安定した動作のための電流、電圧の制御が要求される。
【0007】
このような負荷特性の要求に対して図13,図15に示す従来の放電灯点灯制御回路102,112においては、各動作状態に対して対応し得るように、誤差アンプ104,114に付加されるフィルタ(帰還抵抗R1とコンデンサC2、帰還抵抗R4とコンデンサC4)が中間的な応答特性を有するようにある一定値に設定されているため、動作状態によっては対処が難しく、立ち上がり特性が遅れたり、安定性に欠けるという不具合が生じる可能性があった。
【0008】
また、放電灯点灯装置100においては、2次側コイルL2に流れる電流(2次電流)の状態に関係なくスイッチング素子QがON/OFF動作するため、スイッチング素子Qの端子間電圧が高い状態で該スイッチング素子Qをオンする場合があり、このとき、スイッチングロスが大きくなり効率が低下する。
【0009】
さらに、図13,図15に示す従来の放電灯点灯制御回路102,112とは別な構成として、スイッチング素子Qのオン時間を計測するとともに、スイッチング素子Qにオン、オフさせるための制御出力信号を出力するオン時間タイマーと、放電灯の電力が目標値となるように、検出した電流値及び電圧値に基づいてカウント値を演算する演算器とを設け、2次電流がゼロになると、オン時間タイマーが演算器から出力されるカウント値を目標値としてカウントを開始し、上記目標値をカウントするまでの間、ハイレベルの信号を出力してスイッチング素子Qをオンする構成にすることも考えられる。
【0010】
しかしながら、オン時間タイマーとして、上記演算器を備えたマイクロコンピュータのカウンタを用いると、チョッパのオン時間の分解能がマイクロコンピュータの発振信号に依存し、また、カウンタのカウント開始は割り込み処理により行うことから、チョッパの動作周波数で割り込み処理を実行できる能力がマイクロコンピュータに求められるが、このような高い動作周波数で動作する高性能なマイクロコンピュータを用いると、放電灯点灯装置のコストアップを招来することとなる。
【0011】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、放電灯点灯装置のコストアップを招来することなく、放電灯の電力に応じてデューティを制御することのできる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、放電灯に電力を供給するチョッパのデューティを制御することにより該放電灯の点灯を制御する放電灯点灯制御装置であって、前記チョッパに流れる電流と所定の基準値との大小を比較する比較回路と、前記チョッパのコイルに蓄えられたエネルギーの放出動作を検出するエネルギー放出検出回路と、前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上になると前記チョッパをオフし、前記コイルに蓄えられたエネルギーが放出されると前記チョッパをオンすることにより、前記チョッパのデューティを制御するデューティ制御回路と、前記チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路とを備え、前記デューティ制御回路は、前記エネルギー放出検出回路により前記エネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、前記オフ時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオンすることを特徴とするものである。
【0013】
この発明によれば、チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路と備え、デューティ制御回路は、エネルギー放出検出回路によりエネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、オフ時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングでチョッパをオンするようにしたので、エネルギー放出検出回路からエネルギー放出動作の検出信号が出力されない、もしくは該検出信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオフ時間が長くなることにより、放電灯の立ち消えが発生するのを防止することができる。
【0014】
また、高い動作周波数で動作する高性能なマイクロコンピュータを用いることなく、比較回路、エネルギー放出検出回路、及びオフ時間タイマー回路を用いて、デューティを制御するようにしたので、放電灯点灯装置のコストアップを防止または抑制することができる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、放電灯に電力を供給するチョッパのデューティを制御することにより該放電灯の点灯を制御する放電灯点灯制御装置であって、前記チョッパに流れる電流と所定の基準値との大小を比較する比較回路と、前記チョッパのコイルに蓄えられたエネルギーの放出動作を検出するエネルギー放出検出回路と、前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上になると前記チョッパをオフし、前記コイルに蓄えられたエネルギーが放出されると前記チョッパをオンすることにより、前記チョッパのデューティを制御するデューティ制御回路と、前記チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路とを備え、前記デューティ制御回路は、前記比較回路により前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上である旨の信号が出力される前に、前記オン時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオフすることを特徴とするものである。
【0016】
この発明によれば、チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路を備え、デューティ制御回路は、比較回路によりチョッパに流れる電流が基準値以上である旨の信号が出力される前に、オン時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオフするようにしたので、比較回路によりチョッパに流れる電流が基準値以上である旨の信号が出力されない、もしくは該信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオン時間が長くなることにより、放電灯に過電流が流れるのを防止することができる。
【0017】
また、高い動作周波数で動作する高性能なマイクロコンピュータを用いることなく、比較回路、エネルギー放出検出回路、及びオン時間タイマー回路を用いて、デューティを制御するようにしたので、放電灯点灯装置のコストアップを防止または抑制することができる。
【0018】
請求項3に記載の発明は、放電灯に電力を供給するチョッパのデューティを制御することにより該放電灯の点灯を制御する放電灯点灯制御装置であって、前記チョッパに流れる電流と所定の基準値との大小を比較する比較回路と、前記チョッパのコイルに蓄えられたエネルギーの放出動作を検出するエネルギー放出検出回路と、前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上になると前記チョッパをオフし、前記コイルに蓄えられたエネルギーが放出されると前記チョッパをオンすることにより、前記チョッパのデューティを制御するデューティ制御回路と、前記チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路と、前記チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路とを備え、前記デューティ制御回路は、前記エネルギー放出検出回路により前記エネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、前記オフ時間タイマー回路により第1の所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオンし、前記比較回路により前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上である旨の信号が出力される前に、前記オン時間タイマー回路により第2の所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオフすることを特徴とするものである。
【0019】
この発明によれば、チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路と、チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路とを備え、デューティ制御回路は、エネルギー放出検出回路によりエネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、オフ時間タイマー回路により第1の所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオンし、比較回路により前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上である旨の信号が出力される前に、オン時間タイマー回路により第2の所定時間が計時されると、その計時タイミングでチョッパをオフするようにしたので、請求項1に記載の発明と同様、エネルギー放出検出回路からエネルギー放出動作の検出信号が出力されない、もしくは該検出信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオフ時間が長くなることにより、放電灯の立ち消えが発生するのを防止することができる。また、請求項2に記載の発明と同様、比較回路によりチョッパに流れる電流が基準値以上である旨の信号が出力されない、もしくは該信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオン時間が長くなることにより、放電灯に過電流が流れるのを防止することができる。
【0020】
また、高い動作周波数で動作する高性能なマイクロコンピュータを用いることなく、比較回路、エネルギー放出検出回路、オフ時間タイマー回路及びオン時間タイマー回路を用いて、デューティを制御するようにしたので、放電灯点灯装置のコストアップを防止または抑制することができる。
【0021】
請求項4に記載の発明は、請求項1または3に記載の放電灯点灯装置において、前記エネルギー放出検出回路の動作が前記チョッパの動作条件に含まれるとき、前記チョッパのオンからオフへの切り替わりタイミングから所定時間、前記エネルギー放出検出回路の出力を無効にする無効期間を設けたことを特徴とするものである。
【0022】
この発明によれば、エネルギー放出検出回路の動作がチョッパの動作条件に含まれるとき、チョッパのオンからオフへの切り替わりタイミングから所定時間、エネルギー放出検出回路の出力を無効にする無効期間を設けたので、チョッパがオンからオフに切り替わる際にエネルギー放出検出回路の出力にノイズが発生することに起因してデューティ制御回路による制御が不安定になるのを回避することができる。
【0023】
請求項5に記載の発明は、請求項2または3に記載の放電灯点灯装置において、前記比較回路の動作が前記チョッパの動作条件に含まれるとき、前記チョッパのオフからオンへの切り替わりタイミングから所定時間、前記比較回路の出力を無効にする無効期間を設けたことを特徴とするものである。
【0024】
この発明によれば、比較回路の動作が前記チョッパの動作条件に含まれるとき、チョッパのオフからオンへの切り替わりタイミングから所定時間、比較回路の出力を無効にする無効期間を設けたようにしたので、チョッパがオフからオンに切り替わる際に比較回路の出力にノイズが発生することに起因してデューティ制御回路による制御が不安定になるのを回避することができる。
【0025】
請求項6に記載の発明は、1、3、4のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記マイクロコンピュータは、前記エネルギー放出検出回路の出力を無効にする前記所定時間を調整する無効時間制御部を備えることを特徴とするものである。
【0026】
この発明によれば、マイクロコンピュータに、エネルギー放出検出回路の出力を無効にする前記所定時間を調整する無効時間制御部を備えたので、エネルギー放出検出回路の出力信号に発生するノイズの大小に応じて、エネルギー放出検出回路の出力を無効にする時間を変化させることができる。その結果、エネルギー放出検出回路の出力信号に発生するノイズによる放電灯点灯装置の誤動作を確実に防止することができる。
【0027】
請求項7に記載の発明は、請求項2、3、5のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記マイクロコンピュータは、前記比較回路の出力を無効にする前記所定時間を調整する無効時間制御部を備えることを特徴とするものである。
【0028】
この発明によれば、マイクロコンピュータに、比較回路の出力を無効にする前記所定時間を調整する無効時間制御部を備えたので、比較回路の出力信号に発生するノイズの大小に応じて、比較回路の出力を無効にする時間を変化させることができる。その結果、比較回路の出力信号に発生するノイズによる放電灯点灯装置の誤動作を確実に防止することができる。
【0029】
請求項8に記載の発明は、1、3、4、6のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記マイクロコンピュータは、前記オフ時間タイマー回路により計時される前記所定時間を調整する調整制御部を備えることを特徴とするものである。
【0030】
この発明によれば、マイクロコンピュータに、オフ時間タイマー回路により計時される所定時間を調整する調整制御部を備えたので、チョッパをオンするタイミングを変更することができ、これにより、デューティを変更することができる。
【0031】
請求項9に記載の発明は、2、3、5、7のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記マイクロコンピュータは、前記オン時間タイマー回路により計時される前記所定時間を調整する調整制御部を備えることを特徴とするものである。
【0032】
この発明によれば、マイクロコンピュータに、オン時間タイマー回路により計時される所定時間を調整する調整制御部を備えたので、チョッパをオフするタイミングを変更することができ、これにより、デューティを変更することができる。
【0033】
請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、前記マイクロコンピュータの電源電圧が所定値より小さくなったか否かを監視する監視回路を備え、前記マイクロコンピュータの電源電圧が所定値より小さくなると、前記デューティ制御回路は前記チョッパをオフすることを特徴とするものである。
【0034】
この発明によれば、マイクロコンピュータの電源電圧が所定値より小さくなると、デューティ制御回路はチョッパをオフするようにしたので、マイクロコンピュータに発生した何らかの異常によって、マイクロコンピュータの電源電圧が動作保障範囲より低下することにより、マイクロコンピュータの動作が不安定な状態となったときでも、放電灯点灯装置が破壊するのを防止することができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態について説明する。
【0036】
図1は、本実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【0037】
図1に示すように、放電灯点灯装置1は、電源回路部2と点灯制御回路部3とで構成されている。
【0038】
電源回路部2は、図15に示す電源回路部111と略同様の構成を有するもので、直流電源E、スイッチング素子Q、トランスT、ダイオードD、抵抗R2,R3、コンデンサC3を備えて構成されるチョッパ回路4とフルブリッジインバータ回路5と負荷6とを有して構成されている。
【0039】
チョッパ回路4は、直流電源Eの両極間に接続された、トランスTの1次巻線L1とスイッチング素子Qと電流検出用の抵抗R2との第1の直列回路と、トランスTの2次巻線L2と電圧検出用の抵抗R3と整流用のダイオードDとの第2の直列回路と、第2の直列回路に並列接続されたコンデンサC3とを備えて構成されている。
【0040】
スイッチング素子Qは、例えばMOSFETからなり、ソースが1次巻線L1に、ドレインが抵抗R2に、ゲートが後述の制御出力信号生成回路16にそれぞれ接続されている。スイッチング素子Qは、点灯制御回路部3から出力される出力制御信号によってオン、オフする。
【0041】
ダイオードDは、アノードが抵抗R3に、カソードが2次巻線L2にそれぞれ接続されており、2次巻線L2に蓄えられたエネルギーが放出するときオンとなり電流が流れる。2次巻線L2,ダイオードD及び抵抗R3から構成される第2の直列回路には、フルブリッジインバータ回路5が並列接続されている。
【0042】
なお、チョッパ回路は、上記の構成に限らず、詳細には図示しないが、例えばスイッチング素子とチョークコイルとダイオードとを備え、入力端と出力端との間にスイッチング素子とチョークコイルとの直列回路が接続されるとともに、スイッチング素子とチョークコイルとの接続点にダイオードのカソード側が接続される構成であってもよい。
【0043】
フルブリッジインバータ回路5は、詳細には図示しないが、例えばMOSFET等からなる4つのスイッチング素子がブリッジ接続され、図略の制御手段により、ブリッジの対角に位置する一対のスイッチング素子が交互にオンオフ制御されることにより、放電灯7に交番する矩形波電圧を印加するものである。
【0044】
負荷6は、例えばキセノンメタルハライドランプやセラミックメタルランプ等の放電灯7、放電灯に流れる電流(以下、放電灯電流という)を検出する電流検出器8、放電灯の両極間の電圧(以下、放電灯電圧という)を検出する電圧検出器9等で構成される。
【0045】
点灯制御回路部3は、スイッチング素子Qのデューティ(1周期に占めるオン時間の割合)を制御するもので、A/D変換器10,11、r、制御部13、電流検出回路14、オフ時間タイマー回路部15及び制御出力信号生成回路16を有して構成されている。
【0046】
A/D変換器10は、電流検出器8で検出された検出電流値(アナログ値)を所定ビットのデジタル値に変換するものである。A/D変換器11は、電圧検出器9で検出された検出電圧値(アナログ値)を所定ビットのデジタル値に変換するものである。
【0047】
ゼロクロス検出回路12は、ダイオードDのアノード側の端子電圧が略0V(実際には微小な電圧Vzcs(V))になったか否かを検出するものであり、本実施形態では、反転入力端子(−)が直流電源V1(電源電圧Vzcs(V))の+極に、非反転入力端子(+)がダイオートDと抵抗R3との間に接続されており、出力端子がオフ時間タイマー回路部15の後述するアンド回路20の入力端子に接続された比較器で構成されている。
【0048】
ゼロクロス検出回路12は、トランスTの2次巻線L2に流れる電流(2次電流)が略0になる(2次巻線L2に蓄えられたエネルギーがほとんど放出される)と、ローレベルの信号を出力する。なお、直流電源V1の−極はグランドに接続されている。
【0049】
制御部13は、マイクロプロセッサなどで構成され、AD変換後の検出電流値及び検出電圧値に基づいて、電流検出回路14によりスイッチング素子Qに流れる電流の大小を比較するための基準値IBASEを演算し、この基準値IBASEを電流検出回路14の反転入力端子(−)に出力する基準値演算部13aを有する。
【0050】
A/D変換器10,11及び制御部13は、マイクロコンピュータ内に搭載されている。
【0051】
電流検出回路14は、スイッチング素子Qに流れる電流と制御部13から出力される基準値IBASEとの大小を比較するものであり、反転入力端子(−)が制御部13に、非反転入力端子(+)が電源回路部2におけるスイッチング素子Qのドレイン端子に接続されており、出力端子が制御出力信号生成回路16における後述の第2NOR回路16bの入力端子に接続されている。電流検出回路14は、スイッチング素子Qに流れる電流が基準値IBASE以上となると、ハイレベルの信号を出力する。
【0052】
オフ時間タイマー回路部15は、電流源17、コンデンサC5、スイッチSW1、第1比較回路18、第2比較回路19及びアンド回路20を有し、スイッチング素子Qのオフ時間を制御するものである。
【0053】
電流源17は、コンデンサC5と直列接続されており、該コンデンサC5を充電するためのものである。コンデンサC5は、他方の極がグランドが接続されている。
【0054】
スイッチSW1は、電流源17に対してコンデンサC5と並列に接続されており、制御出力信号生成回路16の出力に応じてON/OFFが切り替わるように構成されている。
【0055】
すなわち、制御出力信号生成回路16からオフ信号が出力されると、スイッチSW1がOFFし、コンデンサC5は、電流源17から供給される電流により充電される一方、制御出力信号生成回路16からオン信号が出力されると、スイッチSW1がONし、電流源17からの電流はスイッチSW1を介してグランドに流れるとともに、コンデンサC5の両極が短絡され、放電する。
【0056】
第1比較回路18は、コンデンサC5の電圧Vcと第1基準値Vmin1との大小を比較するもので、反転入力端子(−)が直流電源V2(電源電圧Vmin1)に接続される一方、非反転入力端子(+)がコンデンサC5の一方の極に接続されており、出力端子が、後述するアンド回路20の入力端子に接続されている。第1比較回路18は、コンデンサC5の電圧Vc(V)が第1基準値Vmin1以上のときに、ハイレベルの信号を出力する。
【0057】
第2比較回路19は、コンデンサC5の電圧Vcが第2基準値Vmax1との大小を比較するもので、反転入力端子(−)が直流電源V2(電源電圧Vmax1)に接続される一方、非反転入力端子(+)がコンデンサC5の一方の極に接続されており、出力端子が、制御出力信号生成回路16の後述する第1NOR回路16aの入力端子に接続されている。第2比較回路19は、コンデンサC5の電圧Vcが所定値Vmax1以上のときに、ハイレベルの信号を出力する。
【0058】
アンド回路20は、入力端子がゼロクロス検出回路12及び第1比較回路18の各出力端子に接続されている一方、出力端子が後述の制御出力信号生成回路16の第1NOR回路16aの入力端子に接続されており、ゼロクロス検出回路12及び第1比較回路18の各出力信号の論理積をとるものである。
【0059】
制御出力信号生成回路16は、スイッチング素子Qのオンオフのデューティを制御するための制御出力信号を生成して該スイッチング素子Qに出力するもので、例えば第1,第2NOR回路16a,16bで構成されている。
【0060】
第1NOR回路16aは、入力端子がアンド回路20、第2比較回路19及び第2NOR回路16bの各出力端子に接続されている一方、出力端子がスイッチング素子Qの入力端子(ゲート端子)とスイッチSW1とに接続されている。また、第2NOR回路16bは、入力端子が第1NOR回路16a及び電流検出回路14の各出力端子に接続されている一方、出力端子が第1NOR回路16aの入力端子に接続されている。
【0061】
次に、放電灯点灯装置1の各部の動作について説明する。
【0062】
図2は、放電灯点灯装置1の各部の動作を示すタイムチャートである。なお、本実施形態では、従来と同等の動作周波数で動作するマイクロコンピュータを用いているため、ゼロクロス検出回路12、電流検出回路14、オフ時間タイマー回路部15及び制御出力信号生成回路16の動作スピードのレンジは、A/D変換器10,11及び制御部13の動作スピードのレンジに比して非常に小さい(T2≪T1)。
【0063】
そのため、ゼロクロス検出回路12等の動作(図2(b)のタイムチャート)については、A/D変換器10,11等の動作を示す図2(a)のタイムチャートにおける例えば期間Aにおける動作を拡大して示している。
【0064】
図2に示すタイムチャートにおいて、図2(b)の上から順に、(1)は、電流検出器8の出力、(2)は、電圧検出器9の出力、(3)は、制御部13の出力、(4)は、制御出力信号生成回路16の出力、(5)は、スイッチング素子Qに流れる電流、(6)は、電流検出回路14の出力、(7)は、ダイオードDと抵抗R3との接続点における電圧、(8)は、ゼロクロス検出回路12の出力、(9)は、コンデンサC5の電圧Vc、(10)は、第1比較回路18の出力、(11)は、アンド回路20の出力、(12)は、第2比較回路19の出力を示す。
【0065】
図2(a)に示すように、A/D変換器10,11は、所定の周期T1で、電流検出器8で検出された検出電流値(アナログ値)及び電圧検出器9で検出された検出電圧値(アナログ値)を取り込み、その検出電流値及び検出電圧値を所定ビットのデジタル値に変換する。
【0066】
制御部13は、上記周期T1で、A/D変換器10,11からの出力に基づいて基準値IBASEを演算し、この基準値IBASEを電流検出回路14の反転入力端子(−)に出力する。
【0067】
図2(b)に示すように、スイッチング素子Qをオンし、スイッチング素子Qのドレイン端子に流れる電流が制御部13から出力される基準値IBASEに達する(時刻t=t1)と、電流検出回路14の出力はハイレベルとなる。
【0068】
これにより、時刻t=t2で、制御出力信号生成回路16からオフ信号が出力され、スイッチング素子Qのドレイン端子に流れる電流が減少するとともに、2次巻線L2に蓄えられていたエネルギーがダイオードDを介して放出されるため、ダイオードDはオンとなり、ダイオードDのアノード側の端子電圧(ゼロクロス検出回路12の非反転入力端子(+)の入力電圧)はダイオードDの順方向電圧VBE(V)まで低下する。
【0069】
そして、スイッチング素子Qのドレイン端子に流れる電流が基準値IBASEより小さくなると、電流検出回路14の出力はローレベルとなる。また、制御出力信号生成回路16からオフ信号が出力されると、スイッチSW1はオフとなり、コンデンサC5が電流源17により充電され、両極間の電圧Vcが直線的に上昇する。
【0070】
そして、コンデンサCの両極間の電圧VcがVmin1に達すると、第1比較回路18の出力はハイレベルとなる。その後、2次巻線L2に蓄えられていたエネルギーがほとんど放出されると、ダイオードDがオフとなり、ダイオードDのアノード側の端子電圧(ゼロクロス検出回路12の非反転入力端子(+)の入力電圧)は放電灯7の電圧と略同じになる。これにより、ゼロクロス検出回路12の出力がハイレベルとなる。
【0071】
その結果、アンド回路20の出力は、ゼロクロス検出回路12及び第1比較回路18の各出力がともにハイレベルである時刻t4から時刻t5の間、ハイレベルとなり、制御出力信号生成回路16は、アンド回路20のハイ信号により、オン信号を出力し、スイッチング素子Qをオンする。
【0072】
制御出力信号生成回路16がオン信号を出力すると、時刻T4よりやや遅れた時刻T5で、スイッチSW1がオンとなり、コンデンサC5の電圧Vcは急激に降下する。これにより、第1比較回路18の出力は、時刻t=t5でローレベルに切り替わる。
【0073】
ところで、図2(b)の矢印Aに示すように、ゼロクロス検出回路12の非反転入力端子(+)への入力信号は、ダイオードDのオンオフ時にノイズが発生しやすく、本実施形態においては、そのうちオフ時に発生するノイズにより、ゼロクロス検出回路12の非反転入力端子(+)の入力電圧と閾値Vzcsとの大小が頻繁に反転することで、ゼロクロス検出回路12の出力がハイとローとの間で頻繁に切り替わるチャタリングが発生し、これによって点灯制御回路部3が誤動作することがある。
【0074】
この問題に対し、本実施形態では、スイッチング素子Qをオフするタイミングから所定時間、比較的大きなノイズが発生する例えば時刻T2から時刻T3の間、第1比較回路18により、ゼロクロス検出回路12の出力を無効する(マスクする)ようにしている。
【0075】
すなわち、図2(b)に示すように、ダイオードDのオフ時に発生するノイズにより、ゼロクロス検出回路12の出力がオンオフが頻繁に反転しても、第1比較回路18は、時刻t3までロー信号を出力して、アンド回路20の出力、延いては制御出力信号生成部4の信号が変化しない(オン信号に切り替わらない)ようにしている。これにより、スイッチング素子Qのオフ時に発生するノイズにより、点灯制御回路部3が誤動作するのを防止することができる。
【0076】
また、矢印Bに示すように、2次巻線L2に蓄えられていたエネルギーが放出され、ダイオードDのアノード側の端子電圧がVzcs(V)より大きくなったにもかかわらず、ゼロクロス検出回路12からその旨の信号が出力されない、あるいはその出力タイミングが遅延することがある。この場合、コンデンサC5の電圧Vcが上昇し続け、電圧Vcが大きくなり過ぎることとなり、これによって、スイッチング素子Qのオフ時間が長くなり過ぎて放電灯7の立ち消えが発生する虞がある。
【0077】
この問題に対し、本実施形態では、第2比較回路19により電圧VcがVmax1に達すると、スイッチング素子Qを強制的にオンするようにしている。
【0078】
すなわち、コンデンサC5の電圧VcがVmax1に達する(時刻t=t6)と、第2比較回路19の出力はハイレベルとなり、その結果、時刻t=t7でコンデンサC5の電圧Vcが低下する。そして、コンデンサC5の電圧VcがVmax1より小さくなると、第2比較回路19の出力はローレベルとなる。これにより、制御出力信号生成回路16は、ハイレベルの信号を出力し、スイッチング素子Qをオンする。
【0079】
この動作をフローチャートで表すと、図3に示すように、電流検出回路14からハイレベル信号が出力され(ステップ♯1)、スイッチング素子Qがオフされる(ステップ♯2)と、オフ時間タイマー回路部15による計時が開始される(ステップ♯3)。そして、コンデンサC5の電圧VcがVmin1より大きくなる(ステップ♯4でYES)と、コンデンサC5の電圧VcがVmax1より大きくなったか否かを判定する(ステップ♯5)。
【0080】
そして、コンデンサC5の電圧VcがVmax1より大きくなる前(ステップ♯5でNO)に、ゼロクロス検出回路12によりダイオードDのアノード側の端子電圧が閾値Vzcsより大きくなったことが検出される(ステップ6でYES)と、スイッチング素子Qをオンする(ステップ♯7)。
【0081】
一方、ゼロクロス検出回路12によりダイオードDのアノード側の端子電圧が閾値Vzcsより大きくなったことが検出されないまま(ステップ♯6でNO)、コンデンサC5の電圧VcがVmax1より大きくなる(ステップ♯5でYES)と、強制的にスイッチング素子Qをオンする(ステップ♯7)。
【0082】
このように、ゼロクロス検出回路12によりダイオードDのアノード側の端子電圧が閾値Vzcsより大きくなったことが検出されないまま電圧VcがVmax1に達した場合には、ゼロクロス検出回路12の出力に関係なくスイッチング素子Qを強制的にオンするようにしたので、上記のようなゼロクロス検出回路12の検出漏れが発生して一定時間が経過することにより放電灯7の立ち消えが発生するのを防止することができる。
【0083】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0084】
第1の実施形態では、上述したように、スイッチング素子Qのオフ時間を制御するようにしたが、本実施形態では、スイッチング素子Qのオン時間を制御するようにしている。
【0085】
図4は、本実施形態に係る放電灯点灯装置1の構成図である。
【0086】
本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、電源回路部2と点灯制御回路部3とで構成されており、電源回路部2は、第1の実施形態と同様の構成を有する。また、点灯制御回路部3は、A/D変換器10,11、ゼロクロス検出回路12、制御部13、電流検出回路14及び制御出力信号生成回路16と、第1の実施形態におけるオフ時間タイマー回路部15に代えてオン時間タイマー回路部21を有して構成されており、オン時間タイマー回路部21以外のものについては、第1の実施形態と略同様の構成を有する。したがって、第1実施形態と同一の部材等については同一の番号を付し、構成の説明については第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
【0087】
ゼロクロス検出回路12は、非反転入力端子(+)がコンデンサC6を介してダイオード Dのアノード側端子に接続されている点、及び出力端子が制御出力信号生成回路16における第1NOR回路16aの入力端子に接続されている点が第1の実施形態と異なり、他の部分について第1の実施形態と略同様である。ゼロクロス検出回路12は、コンデンサC6の電圧が閾値Vzcs(V)以上になると、ハイレベルの信号を出力する。
【0088】
電流検出回路14は、出力端子がアンド回路20の入力端子に接続されている点が第1の実施形態と異なり、他の部分について第1の実施形態と略同様である。
【0089】
オン時間タイマー回路部21は、電流源17、コンデンサC5、スイッチSW1、第1比較回路18、第2比較回路19及びアンド回路20を有し、スイッチング素子Qのオン時間を制御するものである。
【0090】
オン時間タイマー回路部21の構成は、第1の実施形態におけるオフ時間タイマー回路部15の構成と比較して、アンド回路20の入力端子が電流検出回路14の出力端子に接続されている点、第2比較回路19の出力端子が制御出力信号生成回路16における第2NOR回路16bの入力端子に接続されている点、及びスイッチSW1が第2NOR回路16bの入力端子に接続されている点のみが異なり、他の部分について第1の実施形態と略同様の構成を有する。なお、第1比較回路18及び第2比較回路29の各反転入力端子(−)に接続される直流電源V1,V2の電源電圧はVmin2,Vmax2とする。
【0091】
次に、放電灯点灯装置1の各部の動作について説明する。
【0092】
図5は、放電灯点灯装置1の各部の動作を示すタイムチャートである。なお、A/D変換器10,11及び制御部13の動作については第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。また、第1の実施形態と同様、ゼロクロス検出回路12、電流検出回路14、オフ時間タイマー回路部15及び制御出力信号生成回路16の動作スピードのレンジは、A/D変換器10,11及び制御部13の動作スピードのレンジに比して非常に小さく、ゼロクロス検出回路12等の動作(図5(b)のタイムチャート)については、A/D変換器10,11等の動作を示す図2(a)のタイムチャートにおける例えば期間Aにおける動作を拡大して示している。
【0093】
図5に示すタイムチャートにおいて、(4)〜(12)は、第1の実施形態と同一の回路や素子の動作を示し、(13)は、コンデンサC6の電圧を示す。
【0094】
図5に示すように、スイッチング素子Qをオンし、スイッチング素子Qのドレイン端子に流れる電流が制御部13から出力される基準値IBASEに達する(時刻t=t11)と、電流検出回路14の出力はハイレベルとなる。これにより、時刻t=t12で、制御出力信号生成回路16からオフ信号が出力され、スイッチング素子Qのドレイン端子に流れる電流が急激に減少するとともに、2次巻線L2に蓄えられていたエネルギーがダイオードDを介して放出されるため、ダイオードDはオンとなり、ダイオードDのアノード側の端子電圧はダイオードDの順方向電圧VBE(V)まで低下する。
【0095】
また、ダイオードDのアノード側の端子電圧が低下することにより、コンデンサC6の電圧が瞬間的に低下した後、指数関数的に増加してオン時の値(以下、安定値という)に安定する。なお、ゼロクロス検出回路12の反転入力端子(−)に入力される電圧Vzcsは、上記安定値より大きく設定されている。
【0096】
そして、スイッチング素子Qのドレイン端子に流れる電流が基準値IBASEより小さくなると、電流検出回路14の出力はローレベルとなる。
【0097】
また、制御出力信号生成回路16によりオフ信号が出力されると、スイッチSW1はオンとなり、コンデンサC5が放電され、両極間の電圧Vcが急激に低下する。
【0098】
その後、2次巻線L2に蓄えられていたエネルギーがほとんど放出される(時刻t=t13)と、ダイオードDがオフとなり、ダイオードDのアノード側の端子電圧(ゼロクロス検出回路12の非反転入力端子(+)の入力電圧)は放電灯6の電圧と略同じになる。
【0099】
これに伴って、コンデンサC6の電圧Vcが瞬間的に増加した後、指数関数的に減少して上記安定値に安定する。このとき、コンデンサC6の電圧Vcは、一時的(時刻t13〜t14の間)に、ゼロクロス検出回路12の反転入力端子(−)に入力される電圧Vzcs以上となり、この間、ゼロクロス検出回路12の出力がハイレベルとなる。
【0100】
さらに、ゼロクロス検出回路12の出力がハイレベルとなることにより、制御出力信号生成回路16によりオン信号が出力される。これにより、スイッチSW1はオフとなり、コンデンサC5が電流源17により充電され、コンデンサC5の電圧Vcが直線的に増加するとともに、スイッチング素子Qに流れる電流が直線的に増加する。
【0101】
ところで、図5の矢印Cに示すように、電流検出回路14の非反転入力端子(+)への入力信号は、スイッチング素子Qのオンオフ時にノイズが発生しやすく、本実施形態においては、そのうちオン時に発生するノイズにより、電流検出回路14の非反転入力端子(+)の入力電圧と閾値IBASEとの大小が頻繁に反転することで、電流検出回路14の出力がハイとローとの間で頻繁に切り替わるチャタリングが発生し、これによって点灯制御回路部3が誤動作することがある。
【0102】
この問題に対し、本実施形態では、スイッチング素子Qをオンするタイミングから所定時間、例えば比較的大きなノイズが発生する時刻T13から時刻T15の間、第1比較回路18により、電流検出回路14の出力を無効する(マスクする)ようにしている。
【0103】
すなわち、図5に示すように、ダイオードDのオン時に発生するノイズにより、電流検出回路14の出力がオンオフが頻繁に反転しても、第1比較回路18は、時刻t15までロー信号を出力して、アンド回路20の出力、延いては制御出力信号生成部4の信号が変化しない(オフ信号に切り替わらない)ようにしている。これにより、スイッチング素子Qのオン時に発生するノイズにより制御回路部3が誤動作するのを防止することができる。
【0104】
また、図5の矢印Dに示すように、スイッチング素子Qに流れる電流が閾値IBASE以上となったにもかかわらず、電流検出回路14からその旨の信号が出力されない、あるいはその出力タイミングが遅延することがある。この場合、コンデンサC5の電圧Vcが上昇し続け、電圧Vcが大きくなり過ぎることとなり、これによって、スイッチング素子Qのオン時間が長くなり過ぎて放電灯7にか電流が流れる虞がある。
【0105】
この問題に対し、本実施形態では、第2比較回路19により電圧VcがVmax2に達すると、スイッチング素子Qを強制的にオフするようにしている。
【0106】
すなわち、コンデンサC5の電圧VcがVmax2に達する(時刻t=t1)と、第2比較回路19の出力はハイレベルとなり、時刻t=T17で、制御出力信号生成回路16は、オフ信号をスイッチング素子Qに出力する。
【0107】
この動作をフローチャートで表すと、図3に示すように、ゼロクロス検出回路12からハイレベル信号が出力され(ステップ♯11)、スイッチング素子Qがオンされる(ステップ♯12)と、オン時間タイマー回路部15による計時が開始される(ステップ♯13)。そして、コンデンサC5の電圧VcがVmin2より大きくなる(ステップ♯14でYES)と、コンデンサC5の電圧VcがVmax2より大きくなったか否かを判定する(ステップ♯15)。
【0108】
そして、コンデンサC5の電圧VcがVmax2より大きくなる前(ステップ♯15でNO)に、電流検出回路14によりスイッチング素子Qに流れる電流が閾値IBASEより大きくなったことが検出される(ステップ16でYES)と、スイッチング素子Qをオフする(ステップ♯17)。
【0109】
一方、電流検出回路14によりスイッチング素子Qに流れる電流が閾値IBASEより大きくなったことが検出されないまま(ステップ♯16でNO)、コンデンサC5の電圧VcがVmax2より大きくなる(ステップ♯15でYES)と、強制的にスイッチング素子Qをオンする(ステップ♯17)。
【0110】
このように、電圧VcがVmax2に達すると、スイッチング素子Qを強制的にオフするようにしたので、上記のような電流検出回路14の検出漏れが発生して放電灯7に過電流が流れるのを防止することができる。
【0111】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0112】
本実施形態は、第1の実施形態で説明したスイッチング素子Qのオフ時間を制御する機能と、第2の実施形態で説明したスイッチング素子Qのオン時間を制御する機能とを併せ持つものである。
【0113】
図7は、本実施形態に係る放電灯点灯装置1の構成図である。
【0114】
本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、電源回路部2と点灯制御回路部3とで構成されており、電源回路部2は、第1の実施形態と同様の構成を有する。また、点灯制御回路部3は、第1、第2の実施形態で説明したA/D変換器10,11、ゼロクロス検出回路12、制御部13、電流検出回路14及び制御出力信号生成回路16を有するとともに、第1の実施形態におけるオフ時間タイマー回路部15と第2の実施形態におけるオン時間タイマー回路部21との両方を備えている。
【0115】
なお、上記のように、オフ時間タイマー回路部15とオン時間タイマー回路部21との両方を備えるに際し、電流検出回路14の出力端子については、第2実施形態のようにオン時間タイマー回路部21のアンド回路20の入力端子に接続している。また、図7において、オフ時間タイマー回路部15の各回路や素子とオン時間タイマー回路部21の各回路や素子とを区別するため、オン時間タイマー回路部21の各回路や素子の番号には「’(ダッシュ)」を付して、オフ時間タイマー回路部15の回路等と区別して表記している。さらに、本実施形態に係る放電灯点灯装置1の各部の動作については、第1、第2の実施形態における対応する各部の動作と略同様であるから、各部の詳細な動作等を示すタイムチャート及びその説明については省略し、特徴部分の動作についてのみ説明する。
【0116】
図8は、本実施形態に係る放電灯点灯装置1の主な特徴部分の動作を示すフローチャートである。
【0117】
図8に示すように、スイッチング素子Qがオンされ、オン時間タイマー回路部15による計時が開始される(ステップ♯31)と、コンデンサC5の電圧VcがVmin2より大きくなったか否かが判定される(ステップ♯32)。コンデンサC5の電圧VcがVmin2より大きくなる(ステップ♯32でYES)と、コンデンサC5の電圧VcがVmax2より大きくなったか否かを判定する(ステップ♯33)。
【0118】
そして、コンデンサC5の電圧VcがVmax2より大きくなる前(ステップ♯33でNO)に、電流検出回路14によりスイッチング素子Qに流れる電流が閾値IBASEより大きくなったことが検出される(ステップ34でYES)と、スイッチング素子Qをオフする(ステップ♯35)。
【0119】
また、電流検出回路14によりスイッチング素子Qに流れる電流が閾値IBASEより大きくなったことが検出されないまま(ステップ♯34でNO)、コンデンサC5の電圧VcがVmax2より大きくなる(ステップ♯33でYES)と、強制的にスイッチング素子Qをオフする(ステップ♯35)。
【0120】
スイッチング素子Qがオフされる(ステップ♯35)と、オフ時間タイマー回路部15による計時が開始される(ステップ♯36)。そして、コンデンサC5の電圧VcがVmin1より大きくなる(ステップ♯37でYES)と、コンデンサC5の電圧VcがVmax1より大きくなったか否かを判定する(ステップ♯38)。
【0121】
そして、コンデンサC5の電圧VcがVmax1より大きくなる前(ステップ♯38でNO)に、ゼロクロス検出回路12によりダイオードDのアノード側の端子電圧が閾値Vzcsより小さくなったことが検出される(ステップ39でYES)と、スイッチング素子Qをオンする(ステップ♯40)。
【0122】
一方、ゼロクロス検出回路12によりダイオードDのアノード側の端子電圧が閾値Vzcsより小さくなったことが検出されないまま(ステップ♯39でNO)、コンデンサC5の電圧VcがVmax1より大きくなる(ステップ♯38でYES)と、強制的にスイッチング素子Qをオンする(ステップ♯40)。
【0123】
このように、電圧VcがVmax1に達すると、スイッチング素子Qを強制的にオンするようにしたので、上記のようなゼロクロス検出回路12の検出漏れが発生して一定時間が経過することにより放電灯7の立ち消えが発生するのを防止することができる。
【0124】
また、電圧VcがVmax2に達すると、スイッチング素子Qを強制的にオフするようにしたので、上記のような電流検出回路14の検出漏れが発生して放電灯7に過電流が流れるのを防止することができる。
【0125】
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
【0126】
図9は、第4の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成図である。
【0127】
本実施形態に係る放電灯点灯装置は、第3の放電灯点灯装置の構成に加えて、放電灯の状態(インピーダンス)に応じて、第1比較回路18,18’、第2比較回路19,19’の各反転入力端子(−)に接続される直流電源V1,V1’,V2,V2’の各電源電圧Vmin1,Vmax1,Vmin2,Vmax2を制御するようにしている。
【0128】
この機能を実現するために、制御部13は、機能的に、電源電圧Vmin1,Vmax1,Vmin2,Vmax2を制御する電圧制御部13bと、電源電圧Vmin1,Vmax1,Vmin2,Vmax2について、放電灯のインピーダンスに応じて予め設定した電圧値と該インピーダンスとを例えばテーブル形式で記憶する記憶部13cとを有している。
【0129】
図10は、A/D変換器10,11及び電圧制御部13bの動作を示すタイムチャートである。
【0130】
図10に示すように、放電灯7は、そのインピーダンスが無限大であるため放電しない期間(以下、未放電期間という)と、放電灯電流が過渡状態となる期間(以下、過渡期間という)と、放電灯電流が安定状態となる期間(以下、安定期間という)を有する。
【0131】
放電灯7の点灯を指示するための図略のスイッチがONされると、放電灯7の電圧及び電流が所定の周期T1で検出され、その検出値がA/D変換部10,11によりA/D変換されたのち、電圧制御部13に取り込まれる(図10(1)(2)参照)。
【0132】
電圧制御部13bは、放電灯7の放電灯電流及び放電灯電圧に応じて電源電圧Vmin1,Vmax1,Vmin2,Vmax2を変更する。すなわち、電圧制御部13bは、電源電圧Vmin1,Vmax1,Vmin2,Vmax2について、未放電期間においては、該未放電期間に対応する電圧値を記憶部13cから読み出して設定し、過渡期間に移行すると、該過渡期間に対応する電圧値を記憶部13cから読み出して設定し、安定期間に移行すると、該安定期間に対応する電圧値を記憶部13cから読み出して設定する。
【0133】
このように、放電灯7のインピーダンスに応じて直流電源V1,V1’,V2,V2’の電源電圧Vmin1,Vmax1,Vmin2,Vmax2を変更可能に構成したので、例えば、図2や図5に示すタイムチャートにおいて、オフ時間タイマー回路部15によりスイッチング素子Qを強制的にオンするタイミングやオン時間タイマー回路部21によりスイッチング素子Qを強制的にオフするタイミングを変化させることができるとともに、ノイズの大小に応じてマスク時間を変化させることにより、ノイズによる放電灯点灯装置1の誤動作を確実に防止することができる。
【0134】
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
【0135】
図11は、第5の実施形態に係る放電灯点灯回路の構成図である。
【0136】
本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、第4の放電灯点灯装置の構成に加えて、制御部13及びA/D変換器10,11を搭載するマイクロコンピュータの電源電圧を監視するようにしている。
【0137】
この機能を実現するために、オフ時間タイマー回路部15のコンデンサC5を短絡するスイッチSW2と、オン時間タイマー回路部21の電流源17と並列接続されたスイッチSW3と、上記マイクロコンピュータの電源電圧に応じて、これらのスイッチの動作を制御する電源監視回路部22とを備えている。
【0138】
電源監視回路部22は、反転入力端子(−)に制御部13の電源電圧が入力され、非反転入力端子(+)に直流電源V3(電源電圧VBASE)が入力され、出力端子がスイッチSW2,SW3に接続された比較器を有するものである。
【0139】
図12は、電源監視回路部22、スイッチSW2,SW3及びスイッチング素子Qの動作を示すタイムチャートである。
【0140】
放電灯7の点灯を指示するための図略のスイッチがONされると、制御部13の電源電圧は、直線的に上昇し、ある電圧値で安定する。
【0141】
ここで、矢印Eに示すように、制御部13に発生した何らかの異常により上記マイクロコンピュータの電源電圧が低下し、その電源電圧が基準電圧VBASEより小さくなると、電源監視回路22の比較器23からハイレベル信号が出力され、例えばオン時間タイマー回路部21のスイッチSW3がオンされる。これにより、オン時間タイマー回路部21のコンデンサC5’の電圧が強制的にVmax2以上に設定され、第2比較回路19’からハイレベルの信号が出力される結果、制御出力信号生成回路16からオフ信号が出力される。
【0142】
その後、マイクロコンピュータの電源電圧が上昇し、その電源電圧が基準電圧VBASE以上となると、電源監視回路22の比較器23からローレベル信号が出力され、例えばオン時間タイマー回路部21のスイッチSW3がオフされる。そして、電流検出回路14によりスイッチング素子Qに流れる電流が閾値IBASEより大きくなったことが検出されるか、あるいはオン時間タイマー回路部21のコンデンサC5’の電圧が強制的にVmax2以上となると、第2比較回路19’からハイレベルの信号が出力され、制御出力信号生成回路16からオン信号が出力される。
【0143】
以上の構成により、マイクロコンピュータに発生した何らかの異常により制御部13に例えばリセット信号が入力され、マイクロコンピュータの電源電圧が動作保障範囲より低下することにより、マイクロコンピュータの動作が不安定な状態となったとき(制御部13等が誤動作したとき)でも、放電灯点灯装置1が破壊するのを防止することができる。
【0144】
さらに、上記各実施形態に共通して、従来と同等の動作周波数で動作するマイクロコンピュータ用いて放電灯点灯装置1を構成し、しかも、制御部13及びA/D変換器10,11を搭載するマイクロコンピュータを除き、点灯制御回路部3をアナログ回路で構成したので、放電灯点灯装置のコストアップを抑制または低減することができるとともに、放電灯点灯装置1の大型化を防止または抑制することができる。
【0145】
なお、本実施形態において、制御部13の電源電圧が基準電圧VBASEより小さくなると、オン時間タイマー回路部21のコンデンサC5’の電圧を強制的にVmax2以上に設定するようにしたが、これに限られず、オフ時間タイマー回路部15のスイッチSW2をオンして、コンデンサC5の電圧を強制的にVmin1以下に設定して、スイッチング素子Qをオフするようにしてもよい。
【0146】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路と備え、デューティ制御回路は、エネルギー放出検出回路によりエネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、オフ時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングでチョッパをオンするようにしたので、エネルギー放出検出回路からエネルギー放出動作の検出信号が出力されない、もしくは該検出信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオフ時間が長くなることにより、放電灯の立ち消えが発生するのを防止することができる。
【0147】
また、高い動作周波数で動作する高性能なマイクロコンピュータを用いることなく、比較回路、エネルギー放出検出回路、及びオフ時間タイマー回路を用いて、デューティを制御するようにしたので、放電灯点灯装置のコストアップを防止または抑制することができる。
【0148】
請求項2に記載の発明によれば、チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路を備え、デューティ制御回路は、比較回路によりチョッパに流れる電流が基準値以上である旨の信号が出力される前に、オン時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオフするようにしたので、比較回路によりチョッパに流れる電流が基準値以上である旨の信号が出力されない、もしくは該信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオン時間が長くなることにより、放電灯に過電流が流れるのを防止することができる。
【0149】
また、高い動作周波数で動作する高性能なマイクロコンピュータを用いることなく、比較回路、エネルギー放出検出回路、及びオン時間タイマー回路を用いて、デューティを制御するようにしたので、放電灯点灯装置のコストアップを防止または抑制することができる。
【0150】
請求項3に記載の発明によれば、チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路と、チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路とを備え、デューティ制御回路は、エネルギー放出検出回路によりエネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、オフ時間タイマー回路により第1の所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオンし、比較回路により前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上である旨の信号が出力される前に、オン時間タイマー回路により第2の所定時間が計時されると、その計時タイミングでチョッパをオフするようにしたので、請求項1に記載の発明と同様、エネルギー放出検出回路からエネルギー放出動作の検出信号が出力されない、もしくは該検出信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオフ時間が長くなることにより、放電灯の立ち消えが発生するのを防止することができる。また、請求項2に記載の発明と同様、比較回路によりチョッパに流れる電流が基準値以上である旨の信号が出力されない、もしくは該信号の出力タイミングが遅れて、チョッパのオン時間が長くなることにより、放電灯に過電流が流れるのを防止することができる。
【0151】
また、高い動作周波数で動作する高性能なマイクロコンピュータを用いることなく、比較回路、エネルギー放出検出回路、オフ時間タイマー回路及びオン時間タイマー回路を用いて、デューティを制御するようにしたので、放電灯点灯装置のコストアップを防止または抑制することができる。
【0152】
請求項4に記載の発明によれば、エネルギー放出検出回路の動作がチョッパの動作条件に含まれるとき、チョッパのオンからオフへの切り替わりタイミングから所定時間、エネルギー放出検出回路の出力を無効にする無効期間を設けたようにしたので、チョッパがオンからオフに切り替わる際にエネルギー放出検出回路の出力にノイズが発生することに起因してデューティ制御回路による制御が不安定になるのを回避することができる。
【0153】
請求項5に記載の発明によれば、比較回路の動作が前記チョッパの動作条件に含まれるとき、チョッパのオフからオンへの切り替わりタイミングから所定時間、比較回路の出力を無効にする無効期間を設けたようにしたので、チョッパがオフからオンに切り替わる際に比較回路の出力にノイズが発生することに起因してデューティ制御回路による制御が不安定になるのを回避することができる。
【0154】
請求項6に記載の発明によれば、マイクロコンピュータに、エネルギー放出検出回路の出力を無効にする前記所定時間を調整する無効時間制御部を備えたので、エネルギー放出検出回路の出力信号に発生するノイズの大小に応じて、エネルギー放出検出回路の出力を無効にする時間を変化させることができる。その結果、エネルギー放出検出回路の出力信号に発生するノイズによる放電灯点灯装置の誤動作を確実に防止することができる。
【0155】
請求項7に記載の発明によれば、マイクロコンピュータに、比較回路の出力を無効にする前記所定時間を調整する無効時間制御部を備えたので、比較回路の出力信号に発生するノイズの大小に応じて、比較回路の出力を無効にする時間を変化させることができる。その結果、比較回路の出力信号に発生するノイズによる放電灯点灯装置の誤動作を確実に防止することができる。
【0156】
請求項8に記載の発明によれば、マイクロコンピュータに、オフ時間タイマー回路により計時される所定時間を調整する調整制御部を備え、チョッパをオンするタイミングを変更することができるようにしたので、例えば放電灯の状態や放電灯の種類などに応じてデューティを変更することができる。
【0157】
請求項9に記載の発明は、マイクロコンピュータに、オン時間タイマー回路により計時される所定時間を調整する調整制御部を備え、チョッパをオフするタイミングを変更することができるようにしたので、例えば放電灯の状態や放電灯の種類などに応じてデューティを変更することができる。
【0158】
請求項10に記載の発明によれば、マイクロコンピュータの電源電圧が所定値より小さくなると、デューティ制御回路はチョッパをオフするようにしたので、マイクロコンピュータに発生した何らかの異常によって、マイクロコンピュータの電源電圧が動作保障範囲より低下することにより、マイクロコンピュータの動作が不安定な状態となったときでも、放電灯点灯装置が破壊するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放電灯点灯装置の第1の実施形態の構成図である。
【図2】第1の実施形態に係る放電灯点灯装置の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図3】第1の実施形態に係る放電灯点灯装置の各部の動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明に係る放電灯点灯装置の第2の実施形態の構成図である。
【図5】第2の実施形態に係る放電灯点灯装置の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図6】第2の実施形態に係る放電灯点灯装置の各部の動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明に係る放電灯点灯装置の第3の実施形態の構成図である。
【図8】第3の実施形態に係る放電灯点灯装置の各部の動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明に係る放電灯点灯装置の第4の実施形態の構成図である。
【図10】第4の実施形態に係る放電灯点灯装置の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図11】本発明に係る放電灯点灯装置の第5の実施形態の構成図である。
【図12】第5の実施形態に係る放電灯点灯装置の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図13】従来の放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図14】従来の放電灯点灯装置による制御基準電圧と三角波とから生成される制御出力信号を示す図である。
【図15】従来の放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図16】1次電流検出器、ゼロクロス検出器にそれぞれ入力される入力波形と制御出力信号の波形を示す図である。
【符号の説明】
1 放電灯点灯装置
2 電源回路部
3 点灯制御回路部
7 放電灯
8 電流検出器
9 電圧検出器
10,11 A/D変換器
12 ゼロクロス検出回路
13 制御部
14 電流検出回路
15 オフ時間タイマー回路部
16 制御出力信号生成回路
17,17’ 電流源
18,18’ 第1比較回路
19,19’ 第2比較回路
20,20’ アンド回路
21 オン時間タイマー回路部
Q スイッチング素子
T トランス
D ダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device that controls lighting of a discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
As an example of the discharge lamp lighting device, there is a configuration shown in FIG. The discharge
[0003]
As shown in FIG. 14, the
[0004]
The discharge lamp lighting
[0005]
Another discharge lamp lighting device is configured as shown in FIG. The power
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The load characteristics of a discharge lamp generally vary depending on the operating state, and control according to the characteristics is required. In other words, in order to start up early in the operating state when starting the discharge lamp, control capable of responding to steep current and voltage changes is required, and stable operation is possible in the normal operating state after sufficient time has passed since starting. Control of current and voltage is required.
[0007]
In the conventional discharge lamp
[0008]
Further, in the discharge
[0009]
Further, as a configuration different from the conventional discharge lamp
[0010]
However, if a microcomputer counter equipped with the above computing unit is used as the on-time timer, the resolution of the chopper on-time depends on the oscillation signal of the microcomputer, and the counter starts counting by interrupt processing. The microcomputer is required to be capable of executing interrupt processing at the operating frequency of the chopper. However, using a high-performance microcomputer that operates at such a high operating frequency leads to an increase in the cost of the discharge lamp lighting device. Become.
[0011]
The present invention has been made in view of the above, and provides a discharge lamp lighting device capable of controlling the duty according to the electric power of the discharge lamp without incurring the cost increase of the discharge lamp lighting device. Objective.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0013]
According to the present invention, the duty control circuit is provided with an off-time timer circuit for measuring the off-time of the chopper, and the duty control circuit outputs a predetermined time by the off-time timer circuit before the detection signal of the energy release operation is output by the energy release detection circuit. Since the chopper is turned on at the timing, the energy release detection signal is not output from the energy release detection circuit, or the output timing of the detection signal is delayed and the chopper off time is delayed. By lengthening, it can prevent that a discharge lamp extinguishes.
[0014]
In addition, since the duty is controlled by using the comparison circuit, the energy emission detection circuit, and the off-time timer circuit without using a high-performance microcomputer that operates at a high operating frequency, the cost of the discharge lamp lighting device is reduced. Up can be prevented or suppressed.
[0015]
The invention according to
[0016]
According to the present invention, the on-time timer circuit for measuring the on-time of the chopper is provided, and the duty control circuit is configured to output the on-time before the signal indicating that the current flowing through the chopper is equal to or higher than the reference value is output by the comparison circuit. When the predetermined time is counted by the timer circuit, the chopper is turned off at the timing, so that the signal indicating that the current flowing through the chopper is higher than the reference value is not output by the comparison circuit, or the output of the signal By delaying the timing and increasing the on time of the chopper, it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the discharge lamp.
[0017]
In addition, since the duty is controlled by using the comparison circuit, the energy emission detection circuit, and the on-time timer circuit without using a high-performance microcomputer that operates at a high operating frequency, the cost of the discharge lamp lighting device is reduced. Up can be prevented or suppressed.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a discharge lamp lighting control device for controlling lighting of a discharge lamp by controlling a duty of a chopper that supplies electric power to the discharge lamp, wherein a current flowing through the chopper and a predetermined reference A comparison circuit for comparing the magnitude of the value, an energy release detection circuit for detecting the release operation of the energy stored in the coil of the chopper, and the chopper is turned off when the current flowing through the chopper exceeds the reference value, A duty control circuit that controls the duty of the chopper by turning on the chopper when the energy stored in the coil is released, an off-time timer circuit that counts off time of the chopper, and an on-time of the chopper An on-time timer circuit for measuring time, and the duty control circuit detects the energy release When the first predetermined time is counted by the off-time timer circuit before the detection signal of the energy release operation is output by the road, the chopper is turned on at the timing, and the chopper is turned on by the comparison circuit. When the second predetermined time is counted by the on-time timer circuit before the signal that the flowing current is equal to or greater than the reference value is output, the chopper is turned off at the timing. Is.
[0019]
According to the present invention, the duty control circuit includes an off-time timer circuit that counts off time of the chopper and an on-time timer circuit that clocks on time of the chopper, and the duty control circuit detects the energy release operation by the energy release detection circuit. When the first predetermined time is counted by the off-time timer circuit before the signal is output, the chopper is turned on at the timing, and the current flowing through the chopper by the comparison circuit is equal to or higher than the reference value. When the second predetermined time is counted by the on-time timer circuit before the signal is output, the chopper is turned off at the timing, so that the energy emission detection is performed as in the first aspect of the invention. The detection signal of the energy release operation is not output from the circuit, or the output timing of the detection signal is delayed and By off-time is longer, extinction of the discharge lamp can be prevented from occurring. Similarly to the second aspect of the present invention, the signal indicating that the current flowing through the chopper is greater than or equal to the reference value is not output by the comparison circuit, or the output timing of the signal is delayed, and the on time of the chopper is increased. Thus, it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the discharge lamp.
[0020]
In addition, the duty is controlled by using the comparison circuit, the energy release detection circuit, the off-time timer circuit, and the on-time timer circuit without using a high-performance microcomputer that operates at a high operating frequency. The increase in the cost of the lighting device can be prevented or suppressed.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or third aspect, when the operation of the energy release detection circuit is included in the operation condition of the chopper, the chopper is switched from on to off. An invalid period for invalidating the output of the energy release detection circuit is provided for a predetermined time from the timing.
[0022]
According to the present invention, when the operation of the energy release detection circuit is included in the operation condition of the chopper, the invalid period for invalidating the output of the energy release detection circuit is provided for a predetermined time from the switching timing of the chopper from on to off. Therefore, it is possible to prevent the control by the duty control circuit from becoming unstable due to noise generated at the output of the energy release detection circuit when the chopper is switched from on to off.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the second or third aspect, when the operation of the comparison circuit is included in the operation condition of the chopper, the timing of switching the chopper from off to on is determined. An invalid period for invalidating the output of the comparison circuit is provided for a predetermined time.
[0024]
According to the present invention, when the operation of the comparison circuit is included in the operation condition of the chopper, an invalid period for invalidating the output of the comparison circuit is provided for a predetermined time from the switching timing of the chopper from OFF to ON. Therefore, it is possible to prevent the control by the duty control circuit from becoming unstable due to the occurrence of noise in the output of the comparison circuit when the chopper is switched from OFF to ON.
[0025]
According to a sixth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to any one of the first, third, and fourth aspects, the microcomputer adjusts the predetermined time for invalidating the output of the energy release detection circuit. A control unit is provided.
[0026]
According to the present invention, since the microcomputer includes the invalid time control unit that adjusts the predetermined time for invalidating the output of the energy emission detection circuit, the microcomputer responds to the magnitude of noise generated in the output signal of the energy emission detection circuit. Thus, the time for invalidating the output of the energy release detection circuit can be changed. As a result, malfunction of the discharge lamp lighting device due to noise generated in the output signal of the energy release detection circuit can be reliably prevented.
[0027]
According to a seventh aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to any one of the second, third, and fifth aspects, the microcomputer adjusts the predetermined time for invalidating the output of the comparison circuit. A control unit is provided.
[0028]
According to the present invention, since the microcomputer includes the invalid time control unit that adjusts the predetermined time for invalidating the output of the comparison circuit, the comparison circuit can be selected according to the magnitude of noise generated in the output signal of the comparison circuit. The time for invalidating the output can be changed. As a result, malfunction of the discharge lamp lighting device due to noise generated in the output signal of the comparison circuit can be reliably prevented.
[0029]
According to an eighth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to any one of the first, third, fourth, and sixth aspects, the microcomputer adjusts the predetermined time measured by the off-time timer circuit. It is characterized by providing a part.
[0030]
According to the present invention, since the microcomputer includes the adjustment control unit that adjusts the predetermined time measured by the off-time timer circuit, the timing at which the chopper is turned on can be changed, thereby changing the duty. be able to.
[0031]
According to a ninth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to any one of the second, third, fifth and seventh aspects, the microcomputer adjusts the predetermined time measured by the on-time timer circuit. It is characterized by providing a part.
[0032]
According to the present invention, since the microcomputer includes the adjustment control unit that adjusts the predetermined time measured by the on-time timer circuit, the timing for turning off the chopper can be changed, thereby changing the duty. be able to.
[0033]
The discharge lamp lighting device according to any one of
[0034]
According to the present invention, when the power supply voltage of the microcomputer becomes smaller than the predetermined value, the duty control circuit turns off the chopper. Therefore, the power supply voltage of the microcomputer falls outside the guaranteed operating range due to some abnormality occurring in the microcomputer. By lowering, it is possible to prevent the discharge lamp lighting device from being destroyed even when the operation of the microcomputer becomes unstable.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention will be described.
[0036]
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to the present embodiment.
[0037]
As shown in FIG. 1, the discharge
[0038]
The power
[0039]
The
[0040]
The switching element Q is made of, for example, a MOSFET, and has a source connected to the primary winding L1, a drain connected to the resistor R2, and a gate connected to a control output
[0041]
The diode D has an anode connected to the resistor R3 and a cathode connected to the secondary winding L2. The diode D is turned on when the energy stored in the secondary winding L2 is released, and a current flows. A full
[0042]
The chopper circuit is not limited to the above configuration, and although not shown in detail, for example, the chopper circuit includes a switching element, a choke coil, and a diode, and a series circuit of the switching element and the choke coil between the input end and the output end. The cathode side of the diode may be connected to the connection point between the switching element and the choke coil.
[0043]
Although not shown in detail in the full
[0044]
The
[0045]
The lighting
[0046]
The A /
[0047]
The zero-
[0048]
When the current (secondary current) flowing through the secondary winding L2 of the transformer T becomes substantially zero (almost all the energy stored in the secondary winding L2 is released), the zero-
[0049]
The
[0050]
The A /
[0051]
The
[0052]
The off-time
[0053]
The
[0054]
The switch SW1 is connected to the
[0055]
That is, when the off signal is output from the control output
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
The AND
[0059]
The control output
[0060]
The first NOR
[0061]
Next, the operation of each part of the discharge
[0062]
FIG. 2 is a time chart showing the operation of each part of the discharge
[0063]
Therefore, for the operation of the zero
[0064]
In the time chart shown in FIG. 2, in order from the top of FIG. 2B, (1) is the output of the
[0065]
As shown in FIG. 2A, the A /
[0066]
The
[0067]
As shown in FIG. 2B, the switching element Q is turned on, and the current flowing through the drain terminal of the switching element Q is output from the
[0068]
As a result, an off signal is output from the control output
[0069]
The current flowing through the drain terminal of the switching element Q is the reference value I BASE When it becomes smaller, the output of the
[0070]
When the voltage Vc between the two electrodes of the capacitor C reaches Vmin1, the output of the
[0071]
As a result, the output of the AND
[0072]
When the control output
[0073]
Incidentally, as indicated by an arrow A in FIG. 2B, the input signal to the non-inverting input terminal (+) of the zero-
[0074]
In order to solve this problem, in the present embodiment, a relatively large noise is generated for a predetermined time from the timing when the switching element Q is turned off. For example, from time T2 to time T3, the
[0075]
That is, as shown in FIG. 2B, even if the output of the zero-
[0076]
In addition, as indicated by the arrow B, the energy stored in the secondary winding L2 is released, and the zero-
[0077]
With respect to this problem, in the present embodiment, when the voltage Vc reaches Vmax1 by the
[0078]
That is, when the voltage Vc of the capacitor C5 reaches Vmax1 (time t = t6), the output of the
[0079]
When this operation is represented by a flowchart, as shown in FIG. 3, when the high level signal is output from the current detection circuit 14 (step # 1) and the switching element Q is turned off (step # 2), the off-time timer circuit Time measurement by the
[0080]
Before the voltage Vc of the capacitor C5 becomes higher than Vmax1 (NO in step # 5), the zero
[0081]
On the other hand, the voltage Vc of the capacitor C5 becomes higher than Vmax1 (in step # 5) without detecting that the anode side terminal voltage of the diode D is higher than the threshold value Vzcs by the zero cross detection circuit 12 (NO in step # 6). YES), the switching element Q is forcibly turned on (step # 7).
[0082]
Thus, when the voltage Vc reaches Vmax1 without detecting that the terminal voltage on the anode side of the diode D is larger than the threshold value Vzcs by the zero-
[0083]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0084]
In the first embodiment, as described above, the OFF time of the switching element Q is controlled. However, in this embodiment, the ON time of the switching element Q is controlled.
[0085]
FIG. 4 is a configuration diagram of the discharge
[0086]
The discharge
[0087]
The zero-crossing
[0088]
The
[0089]
The on-time
[0090]
The configuration of the on-time
[0091]
Next, the operation of each part of the discharge
[0092]
FIG. 5 is a time chart showing the operation of each part of the discharge
[0093]
In the time chart shown in FIG. 5, (4) to (12) show the operation of the same circuits and elements as in the first embodiment, and (13) shows the voltage of the capacitor C6.
[0094]
As shown in FIG. 5, the switching element Q is turned on, and the current flowing through the drain terminal of the switching element Q is output from the
[0095]
Further, as the terminal voltage on the anode side of the diode D decreases, the voltage of the capacitor C6 decreases instantaneously and then increases exponentially and stabilizes to the on-time value (hereinafter referred to as a stable value). The voltage Vzcs input to the inverting input terminal (−) of the zero
[0096]
The current flowing through the drain terminal of the switching element Q is the reference value I BASE When it becomes smaller, the output of the
[0097]
When an off signal is output from the control output
[0098]
Thereafter, when most of the energy stored in the secondary winding L2 is released (time t = t13), the diode D is turned off, and the terminal voltage on the anode side of the diode D (the non-inverting input terminal of the zero cross detection circuit 12) (Input voltage of (+)) is substantially the same as the voltage of the
[0099]
Along with this, the voltage Vc of the capacitor C6 increases momentarily and then decreases exponentially and stabilizes to the above stable value. At this time, the voltage Vc of the capacitor C6 is temporarily (between times t13 and t14) and becomes equal to or higher than the voltage Vzcs input to the inverting input terminal (−) of the zero-
[0100]
Further, when the output of the zero
[0101]
By the way, as indicated by an arrow C in FIG. 5, the input signal to the non-inverting input terminal (+) of the
[0102]
In order to solve this problem, in the present embodiment, the
[0103]
That is, as shown in FIG. 5, even if the output of the
[0104]
Further, as shown by an arrow D in FIG. BASE In spite of the above, a signal to that effect may not be output from the
[0105]
With respect to this problem, in the present embodiment, when the voltage Vc reaches Vmax2 by the
[0106]
That is, when the voltage Vc of the capacitor C5 reaches Vmax2 (time t = t1), the output of the
[0107]
When this operation is represented by a flowchart, as shown in FIG. 3, a high level signal is output from the zero cross detection circuit 12 (step # 11), and the switching element Q is turned on (step # 12). Time measurement by the
[0108]
Then, before the voltage Vc of the capacitor C5 becomes larger than Vmax2 (NO in step # 15), the current flowing through the switching element Q by the
[0109]
On the other hand, the current flowing through the switching element Q by the
[0110]
As described above, when the voltage Vc reaches Vmax2, the switching element Q is forcibly turned off, so that the detection leakage of the
[0111]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0112]
This embodiment has both the function of controlling the OFF time of the switching element Q described in the first embodiment and the function of controlling the ON time of the switching element Q described in the second embodiment.
[0113]
FIG. 7 is a configuration diagram of the discharge
[0114]
The discharge
[0115]
As described above, when both the off-time
[0116]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of main features of the discharge
[0117]
As shown in FIG. 8, when switching element Q is turned on and the time measurement by on-time
[0118]
Before the voltage Vc of the capacitor C5 becomes larger than Vmax2 (NO in step # 33), the current flowing through the switching element Q by the
[0119]
The current flowing through the switching element Q by the
[0120]
When switching element Q is turned off (step # 35), time measurement by off-time
[0121]
Before the voltage Vc of the capacitor C5 becomes higher than Vmax1 (NO in step # 38), it is detected by the zero
[0122]
On the other hand, the zero
[0123]
As described above, when the voltage Vc reaches Vmax1, the switching element Q is forcibly turned on. Therefore, when the zero-
[0124]
Further, since the switching element Q is forcibly turned off when the voltage Vc reaches Vmax2, it prevents the detection failure of the
[0125]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0126]
FIG. 9 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment.
[0127]
The discharge lamp lighting device according to the present embodiment includes, in addition to the configuration of the third discharge lamp lighting device, the
[0128]
In order to realize this function, the
[0129]
FIG. 10 is a time chart showing operations of the A /
[0130]
As shown in FIG. 10, the
[0131]
When a switch (not shown) for instructing the lighting of the
[0132]
The
[0133]
As described above, since the power supply voltages Vmin1, Vmax1, Vmin2, and Vmax2 of the DC power supplies V1, V1 ′, V2, and V2 ′ can be changed according to the impedance of the
[0134]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
[0135]
FIG. 11 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to the fifth embodiment.
[0136]
In addition to the configuration of the fourth discharge lamp lighting device, the discharge
[0137]
In order to realize this function, the switch SW2 for short-circuiting the capacitor C5 of the off-time
[0138]
In the power supply
[0139]
FIG. 12 is a time chart showing operations of the power supply
[0140]
When an unillustrated switch for instructing lighting of the
[0141]
Here, as indicated by an arrow E, the power supply voltage of the microcomputer decreases due to some abnormality occurring in the
[0142]
Thereafter, the power supply voltage of the microcomputer rises, and the power supply voltage becomes the reference voltage V BASE When this is the case, a low level signal is output from the
[0143]
With the above configuration, for example, a reset signal is input to the
[0144]
Further, in common with each of the above embodiments, the discharge
[0145]
In the present embodiment, the power supply voltage of the
[0146]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the duty control circuit includes the off-time timer circuit for measuring the off-time of the chopper, and the duty control circuit has an off-time before the detection signal of the energy release operation is output by the energy release detection circuit. When the predetermined time is counted by the timer circuit, the chopper is turned on at the timing, so the detection signal of the energy release operation is not output from the energy release detection circuit, or the output timing of the detection signal is delayed, Since the off time of the chopper becomes longer, it is possible to prevent the discharge lamp from going out.
[0147]
In addition, since the duty is controlled by using the comparison circuit, the energy emission detection circuit, and the off-time timer circuit without using a high-performance microcomputer that operates at a high operating frequency, the cost of the discharge lamp lighting device is reduced. Up can be prevented or suppressed.
[0148]
According to the second aspect of the present invention, the on-time timer circuit for measuring the on-time of the chopper is provided, and the duty control circuit outputs a signal indicating that the current flowing through the chopper is equal to or higher than the reference value by the comparison circuit. Before, when the predetermined time is timed by the on-time timer circuit, the chopper is turned off at the timed timing, so that the signal indicating that the current flowing through the chopper is greater than or equal to the reference value is not output by the comparison circuit. Alternatively, the output timing of the signal is delayed, and the ON time of the chopper is lengthened, so that it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the discharge lamp.
[0149]
In addition, since the duty is controlled by using the comparison circuit, the energy emission detection circuit, and the on-time timer circuit without using a high-performance microcomputer that operates at a high operating frequency, the cost of the discharge lamp lighting device is reduced. Up can be prevented or suppressed.
[0150]
According to the third aspect of the present invention, the duty control circuit includes an off-time timer circuit that counts off time of the chopper, and an on-time timer circuit that clocks on time of the chopper. When the first predetermined time is counted by the off-time timer circuit before the detection signal of the discharge operation is output, the chopper is turned on at the timing, and the current flowing through the chopper by the comparison circuit is the reference value. If the second predetermined time is counted by the on-time timer circuit before the signal indicating the above is output, the chopper is turned off at the timing, so the invention according to
[0151]
In addition, the duty is controlled by using the comparison circuit, the energy release detection circuit, the off-time timer circuit, and the on-time timer circuit without using a high-performance microcomputer that operates at a high operating frequency. The increase in the cost of the lighting device can be prevented or suppressed.
[0152]
According to the fourth aspect of the present invention, when the operation of the energy release detection circuit is included in the operation condition of the chopper, the output of the energy release detection circuit is invalidated for a predetermined time from the switching timing of the chopper from on to off. Since an invalid period is provided, it is possible to prevent the control by the duty control circuit from becoming unstable due to noise generated at the output of the energy release detection circuit when the chopper is switched from on to off. Can do.
[0153]
According to the fifth aspect of the present invention, when the operation of the comparison circuit is included in the operation condition of the chopper, the invalid period for invalidating the output of the comparison circuit for a predetermined time from the switching timing of the chopper from OFF to ON is provided. Since it is provided, it is possible to prevent the control by the duty control circuit from becoming unstable due to the occurrence of noise in the output of the comparison circuit when the chopper is switched from OFF to ON.
[0154]
According to the sixth aspect of the present invention, since the microcomputer includes the invalid time control unit that adjusts the predetermined time for invalidating the output of the energy emission detection circuit, the microcomputer generates an output signal of the energy emission detection circuit. The time for invalidating the output of the energy emission detection circuit can be changed according to the magnitude of the noise. As a result, malfunction of the discharge lamp lighting device due to noise generated in the output signal of the energy release detection circuit can be reliably prevented.
[0155]
According to the seventh aspect of the present invention, since the microcomputer includes the invalid time control unit that adjusts the predetermined time for invalidating the output of the comparison circuit, the magnitude of noise generated in the output signal of the comparison circuit is reduced. Accordingly, the time for invalidating the output of the comparison circuit can be changed. As a result, malfunction of the discharge lamp lighting device due to noise generated in the output signal of the comparison circuit can be reliably prevented.
[0156]
According to the invention described in
[0157]
According to the ninth aspect of the present invention, the microcomputer includes the adjustment control unit that adjusts the predetermined time counted by the on-time timer circuit so that the timing at which the chopper is turned off can be changed. The duty can be changed according to the state of the electric lamp and the type of the discharge lamp.
[0158]
According to the tenth aspect of the present invention, when the power supply voltage of the microcomputer becomes smaller than the predetermined value, the duty control circuit turns off the chopper. When the value falls below the guaranteed operating range, it is possible to prevent the discharge lamp lighting device from being destroyed even when the operation of the microcomputer becomes unstable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 2 is a time chart showing the operation of each part of the discharge lamp lighting device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of each part of the discharge lamp lighting device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 5 is a time chart showing the operation of each part of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of each part of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram of a third embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of each part of the discharge lamp lighting device according to the third embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram of a fourth embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 10 is a time chart showing the operation of each part of the discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram of a fifth embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 12 is a time chart showing the operation of each part of the discharge lamp lighting device according to the fifth embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 14 is a diagram showing a control output signal generated from a control reference voltage and a triangular wave by a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 16 is a diagram showing input waveforms and control output signal waveforms respectively input to the primary current detector and the zero-cross detector.
[Explanation of symbols]
1 Discharge lamp lighting device
2 Power supply circuit
3 Lighting control circuit
7 Discharge lamp
8 Current detector
9 Voltage detector
10,11 A / D converter
12 Zero cross detection circuit
13 Control unit
14 Current detection circuit
15 Off-time timer circuit
16 Control output signal generation circuit
17, 17 'current source
18, 18 'first comparison circuit
19, 19 'second comparison circuit
20, 20 'AND circuit
21 On-time timer circuit
Q switching element
T transformer
D diode
Claims (10)
前記チョッパに流れる電流と所定の基準値との大小を比較する比較回路と、
前記所定の基準値に係る信号を生成するマイクロコンピュータと、
前記チョッパのコイルに蓄えられたエネルギーの放出動作を検出するエネルギー放出検出回路と、
前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上になると前記チョッパをオフし、前記コイルに蓄えられたエネルギーが放出されると前記チョッパをオンすることにより、前記チョッパのデューティを制御するデューティ制御回路と、
前記チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路とを備え、
前記デューティ制御回路は、前記エネルギー放出検出回路により前記エネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、前記オフ時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオンすることを特徴とする放電灯点灯装置。A discharge lamp lighting control device that controls lighting of the discharge lamp by controlling the duty of a chopper that supplies power to the discharge lamp,
A comparison circuit that compares the current flowing through the chopper with a predetermined reference value;
A microcomputer for generating a signal according to the predetermined reference value;
An energy release detection circuit for detecting the release operation of the energy stored in the coil of the chopper;
A duty control circuit for controlling the duty of the chopper by turning off the chopper when the current flowing through the chopper becomes equal to or greater than the reference value, and turning on the chopper when the energy stored in the coil is released;
An off-time timer circuit for measuring the off-time of the chopper,
The duty control circuit turns on the chopper at the timing when the predetermined time is counted by the off-time timer circuit before the detection signal of the energy release operation is output by the energy release detection circuit. A discharge lamp lighting device characterized by.
前記チョッパに流れる電流と所定の基準値との大小を比較する比較回路と、
前記所定の基準値に係る信号を生成するマイクロコンピュータと、
前記チョッパのコイルに蓄えられたエネルギーの放出動作を検出するエネルギー放出検出回路と、
前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上になると前記チョッパをオフし、前記コイルに蓄えられたエネルギーが放出されると前記チョッパをオンすることにより、前記チョッパのデューティを制御するデューティ制御回路と、
前記チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路とを備え、
前記デューティ制御回路は、前記比較回路により前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上である旨の信号が出力される前に、前記オン時間タイマー回路により所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオフすることを特徴とする放電灯点灯装置。A discharge lamp lighting control device that controls lighting of the discharge lamp by controlling the duty of a chopper that supplies power to the discharge lamp,
A comparison circuit that compares the current flowing through the chopper with a predetermined reference value;
A microcomputer for generating a signal according to the predetermined reference value;
An energy release detection circuit for detecting the release operation of the energy stored in the coil of the chopper;
A duty control circuit for controlling the duty of the chopper by turning off the chopper when the current flowing through the chopper becomes equal to or greater than the reference value, and turning on the chopper when the energy stored in the coil is released;
An on-time timer circuit for measuring the on-time of the chopper,
When the predetermined time is counted by the on-time timer circuit before the signal indicating that the current flowing through the chopper is greater than or equal to the reference value is output by the comparison circuit, the duty control circuit A discharge lamp lighting device, wherein the chopper is turned off.
前記チョッパに流れる電流と所定の基準値との大小を比較する比較回路と、
前記所定の基準値に係る信号を生成するマイクロコンピュータと、
前記チョッパのコイルに蓄えられたエネルギーの放出動作を検出するエネルギー放出検出回路と、
前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上になると前記チョッパをオフし、前記コイルに蓄えられたエネルギーが放出されると前記チョッパをオンすることにより、前記チョッパのデューティを制御するデューティ制御回路と、
前記チョッパのオフ時間を計時するオフ時間タイマー回路と、
前記チョッパのオン時間を計時するオン時間タイマー回路とを備え、
前記デューティ制御回路は、前記エネルギー放出検出回路により前記エネルギー放出動作の検出信号が出力される前に、前記オフ時間タイマー回路により第1の所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオンし、前記比較回路により前記チョッパに流れる電流が前記基準値以上である旨の信号が出力される前に、前記オン時間タイマー回路により第2の所定時間が計時されると、その計時タイミングで前記チョッパをオフすることを特徴とする放電灯点灯装置。A discharge lamp lighting control device that controls lighting of the discharge lamp by controlling the duty of a chopper that supplies power to the discharge lamp,
A comparison circuit that compares the current flowing through the chopper with a predetermined reference value;
A microcomputer for generating a signal according to the predetermined reference value;
An energy release detection circuit for detecting the release operation of the energy stored in the coil of the chopper;
A duty control circuit for controlling the duty of the chopper by turning off the chopper when the current flowing through the chopper becomes equal to or greater than the reference value, and turning on the chopper when the energy stored in the coil is released;
An off-time timer circuit for timing the off-time of the chopper;
An on-time timer circuit for measuring the on-time of the chopper,
When the first predetermined time is counted by the off-time timer circuit before the detection signal of the energy release operation is output by the energy release detection circuit, the duty control circuit controls the chopper at the timing. When the second predetermined time is counted by the on-time timer circuit before the signal indicating that the current flowing through the chopper is greater than or equal to the reference value is output by the comparison circuit, A discharge lamp lighting device, wherein the chopper is turned off.
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