JP4553872B2 - Discharge lamp lighting circuit - Google Patents
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Description
この発明は照明用蛍光灯や液晶表示装置のバックライト等の冷陰極管等の放電灯の点灯回路に関するものである。 The present invention relates to a lighting circuit for a discharge lamp such as a cold cathode tube such as an illumination fluorescent lamp or a backlight of a liquid crystal display device.
従来、力率改善用の昇圧チョッパ回路とインバータ回路とを備えた放電灯点灯回路が用いられている(特許文献1参照)。 Conventionally, a discharge lamp lighting circuit including a boost chopper circuit for power factor improvement and an inverter circuit is used (see Patent Document 1).
この特許文献1に示されている従来の放電灯点灯回路の構成を、図1を参照して説明する。
図1は放電灯点灯回路全体の構成を示す回路図である。図1においてダイオードブリッジ34は商用交流電源32を全波整流し、このダイオードブリッジ34の出力側のチョッパ35および平滑コンデンサ38はチョッパ回路を構成していて昇圧電圧を出力する。インバータスイッチ素子Q1,Q2、コンデンサ40,誘導リアクトル41は、共振コンデンサ42はインバータ回路を構成していて、インバータスイッチ素子Q1,Q2のオン・オフにより生じる高周波電圧を放電灯37に印加する。
The configuration of the conventional discharge lamp lighting circuit shown in
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the entire discharge lamp lighting circuit. In FIG. 1, a
このように商用交流電源の整流電圧を昇圧チョッパ回路へ直接入力することによって放電灯点灯回路の力率を改善することができる。
前記チョッパ35の主な損失はそのスイッチング素子によって生じ、このスイッチング素子の温度上昇を抑えるために放熱構造をとる必要があった。このことは小型低コスト化の面で不都合であった。
The main loss of the
一方、このスイッチング素子の発熱を抑えるためには、複数のスイッチング素子を並列接続して同時にオン・オフするように回路を構成することが有効である。しかし、このように複数のスイッチング素子を並列接続して用いるようにした場合、次のような課題が生じる。 On the other hand, in order to suppress the heat generation of this switching element, it is effective to configure a circuit so that a plurality of switching elements are connected in parallel and turned on / off simultaneously. However, when a plurality of switching elements are connected in parallel as described above, the following problems arise.
すなわち、上記複数のスイッチング素子のうち1つのスイッチング素子が故障等によって動作しなくなったとしてもチョッパ回路としては一応動作可能であるので、放電灯点灯回路全体の入出力特性の変化は殆どなく、上記スイッチング素子が故障しているにも拘わらず使用され続けることが考えられる。このように複数のスイッチング素子のうちいずれかのスイッチング素子が故障した場合に、残りの正常なスイッチング素子での損失が増大するので発熱が大きくなり、複数のスイッチング素子のうちいずれかが動作停止しても温度上昇が問題とならないように、予め放熱構造をとっておく等の対策が結局必要となる。 That is, even if one switching element of the plurality of switching elements stops operating due to a failure or the like, the chopper circuit can be operated for a while, so there is almost no change in input / output characteristics of the entire discharge lamp lighting circuit. It is conceivable that the switching element continues to be used despite the failure. In this way, when any one of the plurality of switching elements fails, the loss in the remaining normal switching elements increases, so heat generation increases, and one of the plurality of switching elements stops operating. However, measures such as preliminarily providing a heat dissipation structure are necessary so that temperature rise does not become a problem.
そこで、この発明の目的は、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子を複数個設けた場合の故障時の問題を解消するとともに小型低コスト化を図った放電灯点灯回路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting circuit that solves the problem at the time of failure when a plurality of switching elements of a step-up chopper circuit are provided and that is reduced in size and cost.
(1)この発明の放電灯点灯回路は、入力電源に対して直列接続されたチョークコイルと、導通時に前記チョークコイルを入力電流で励磁する、互いに並列接続された複数のスイッチング素子と、これら複数のスイッチング素子のオフ時に前記チョークコイルからの放電電圧を充電するコンデンサと、を含み、入力電源電圧を昇圧した電源電圧を出力する昇圧チョッパ回路と、この昇圧チョッパ回路の出力電圧を入力するとともに高周波スイッチングするインバータスイッチ素子および、該インバータスイッチ素子と放電灯との間に設けた誘導リアクトルとを含み、放電灯へ駆動電圧を出力するインバータ回路と、を備え、
前記複数のスイッチング素子のうち非検査対象のスイッチング素子をオフ状態に保ち、検査対象のスイッチング素子をオン・オフ制御するとともに、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧を検出し、該電圧を基に前記検査対象のスイッチング素子の故障を検知する故障検知手段を備えたことを特徴としている。
(1) A discharge lamp lighting circuit according to the present invention includes a choke coil connected in series to an input power supply, a plurality of switching elements connected in parallel to each other to excite the choke coil with an input current when conducting, and a plurality of these And a capacitor that charges the discharge voltage from the choke coil when the switching element is turned off, and a boost chopper circuit that outputs a power supply voltage obtained by boosting the input power supply voltage, and inputs an output voltage of the boost chopper circuit and a high frequency Including an inverter switch element that performs switching, and an induction reactor provided between the inverter switch element and the discharge lamp, and an inverter circuit that outputs a drive voltage to the discharge lamp,
Among the plurality of switching elements, the non-inspection target switching element is kept in the off state, the inspection target switching element is controlled to be turned on / off, the output voltage of the boost chopper circuit is detected, and the inspection is performed based on the voltage It is characterized by comprising a failure detection means for detecting a failure of the target switching element.
(2)また、この発明の放電灯点灯回路は、前記故障検知手段が前記複数のスイッチング素子のうちいずれかのスイッチング素子の故障を検知したとき、前記インバータ回路の動作を停止するインバータ回路停止手段を備える。 (2) Further, the discharge lamp lighting circuit according to the present invention is an inverter circuit stop means for stopping the operation of the inverter circuit when the failure detection means detects a failure of any one of the plurality of switching elements. Is provided.
(3)また、前記故障検知手段は、例えば前記放電灯のフィラメントの予熱時に動作するものとする。 (3) Moreover, the said failure detection means shall operate | move at the time of the preheating of the filament of the said discharge lamp, for example.
この発明によれば、故障したスイッチング素子がオフ状態を保つことによって昇圧チョッパ回路が正常に動作せずにその出力電圧が低下することを利用して、昇圧チョッパ回路の複数のスイッチング素子のうち検査対象とするスイッチング素子以外のスイッチング素子をオフ状態に保って昇圧チョッパ回路を動作させた時のその出力電圧を基にスイッチング素子の故障を検知するようにしたので、その故障検知結果に基づいてインバータ回路の動作を停止させることができ、複数のスイッチング素子のうちいずれかのスイッチング素子が故障したまま使用し続けるといった問題が回避できる。 According to the present invention, an inspection is made among a plurality of switching elements of the boost chopper circuit by utilizing the fact that the output voltage is lowered without the boost chopper circuit operating normally by keeping the failed switching element off. Since a switching element failure is detected based on the output voltage when the step-up chopper circuit is operated with the switching elements other than the target switching element kept in the OFF state, the inverter is based on the failure detection result. The operation of the circuit can be stopped, and the problem that any one of the plurality of switching elements continues to be used with a failure can be avoided.
また故障検知時にインバータ回路の動作を自動的に停止するように構成することによって昇圧チョッパ回路のスイッチング素子の過熱を最小限に止めることができる。 Further, by configuring so that the operation of the inverter circuit is automatically stopped when a failure is detected, overheating of the switching element of the boost chopper circuit can be minimized.
また、一般にスイッチング素子はその駆動開始時等の過渡時に故障する確率が高いが、前記故障検知を放電灯のフィラメントの予熱時に行うことによって、故障検知が効率良く行える。しかもフィラメントの予熱時であれば、故障検知のためにスイッチング素子の動作を停止することに伴い、昇圧チョッパ回路の出力電圧が変動しても、それが光量変化として表れないので、ちらつきの問題も生じない。 In general, the switching element has a high probability of failure at the time of transition such as when driving is started. However, the failure detection can be efficiently performed by performing the failure detection at the time of preheating the filament of the discharge lamp. Moreover, when the filament is preheated, even if the output voltage of the step-up chopper circuit fluctuates due to stopping the operation of the switching element for failure detection, it does not appear as a change in the amount of light. Does not occur.
《第1の実施形態》
この発明の第1の実施形態に係る放電灯点灯回路について各図を参照して説明する。
図2は同放電灯点灯回路の全体のブロック図である。図2に示すように、商用交流電源ACの入力部には、商用交流電源ACを全波整流するダイオードブリッジDBを設けている。ダイオードブリッジDBの出力側には、直列に接続したチョークコイルL1、それぞれシャントに接続した2つのスイッチング素子Tr1,Tr2、整流ダイオードD5、および平滑コンデンサC4からなる昇圧チョッパ回路20を構成している。この昇圧チョッパ回路20により通常時は360Vを出力する。
<< First Embodiment >>
A discharge lamp lighting circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is an overall block diagram of the discharge lamp lighting circuit. As shown in FIG. 2, a diode bridge DB for full-wave rectifying the commercial AC power supply AC is provided at the input of the commercial AC power supply AC. On the output side of the diode bridge DB, a
スイッチング素子Tr1,Tr2のゲートには、このスイッチング素子Tr1,Tr2を駆動するスイッチング素子駆動回路13を設けている。マイクロコンピュータ10は矩形波信号をスイッチング素子駆動回路13へ与えることによってスイッチング素子Tr1,Tr2を通常は同時にオン・オフする。
A switching
商用交流電源ラインと接地との間には交流入力検出回路11を備えていて、マイクロコンピュータ10はこの検出信号に基づいて交流入力の有無を検知する。 An AC input detection circuit 11 is provided between the commercial AC power line and ground, and the microcomputer 10 detects the presence or absence of AC input based on this detection signal.
チョークコイルL1の二次側にはチョークコイル出力検出回路12を設けていて、マイクロコンピュータ10はこの検出回路12の検出信号に基づいてスイッチング素子Tr1,Tr2のオンタイミングを制御する。
A choke coil
制御回路用電源回路14は昇圧チョッパ回路の出力電圧(360V)を入力し、マイクロコンピュータ10やハーフブリッジ駆動回路17等の制御回路用の電源電圧(14Vおよび5V)を出力する。
The control circuit
放電灯FLのコネクタには、インバータスイッチ素子Tr3,Tr4、誘導リアクトルL2、コンデンサC18,C19からなるインバータ回路21を設けている。
The connector of the discharge lamp FL is provided with an
インバータ回路21のインバータスイッチ素子Tr3,Tr4にはハーフブリッジ駆動回路17を接続している。このハーフブリッジ駆動回路17はマイクロコンピュータ10からの制御信号に基づいてインバータスイッチ素子Tr3,Tr4を交互にオン・オフする。
A half
寿命・末期検出回路18は放電灯FLのフィラメントに流れる電流および電極間電圧(管電圧)を検出する。マイクロコンピュータ10はこの寿命・末期検出回路18からの信号に基づいて放電灯FLの寿命および末期の検出を行う。
The life / end-of-
電源電圧検出回路15は、前記昇圧チョッパ回路20の出力電圧(360V)を検出する。マイクロコンピュータ10は、この電源電圧検出回路15による検出信号によって昇圧チョッパ回路20の出力電圧を検知する。
The power supply
リモコン受光回路16は赤外線リモコンからの送信信号を受光する回路であり、マイクロコンピュータ10はこのリモコン受光回路16による検出信号に応じて調光制御および点灯/消灯制御を行う。
The remote control
このように昇圧チョッパ回路のスイッチング素子を複数個(図2の例では2個)並列接続して同時にオン・オフすることによって、それぞれのスイッチング素子に流れる電流を低減して、個々のスイッチング素子の温度上昇を抑えることができる。 In this way, a plurality (two in the example of FIG. 2) of switching elements of the step-up chopper circuit are connected in parallel and simultaneously turned on / off to reduce the current flowing through each switching element. Temperature rise can be suppressed.
図3は、図2に示したスイッチング素子駆動回路13および第1・第2のスイッチング素子Tr1,Tr2部分の回路図である。図3において第1スイッチング素子Tr1および第2スイッチング素子Tr2のゲートにはスイッチング素子駆動信号出力回路13aを接続している。また、このスイッチング素子駆動信号出力回路13aには第1スイッチング素子停止回路13bおよび第2スイッチング素子停止回路13cをそれぞれ接続している。
FIG. 3 is a circuit diagram of the switching
先ず、Tr1停止信号Sg1,Tr2停止信号Sg2が共にローレベルであるときについて考える。
図2に示したマイクロコンピュータ10から出力されるスイッチング制御信号Ssがローレベルのとき、Tr11はオフとなり、これに伴いTr10はオンする。このTr10のオンによりTr6のベース電位が下がりTr6はオフし、同時にTr7のベース電位が下がることによってTr7がオンする。これに伴い第1スイッチング素子Tr1のゲート電位が下がってTr1はオフ状態となる。またTr10のオンによってTr9のベース電位が下がり、Tr9がオンする。これに伴い第2スイッチング素子Tr2のゲート電位が低くなってTr2もオフ状態となる。すなわちスイッチング制御信号SsがローレベルのときTr1,Tr2は共にオフとなる。
First, consider the case where both the Tr1 stop signal Sg1 and the Tr2 stop signal Sg2 are at a low level.
When the switching control signal Ss output from the microcomputer 10 shown in FIG. 2 is at a low level, the Tr11 is turned off, and the Tr10 is turned on accordingly. When Tr10 is turned on, the base potential of Tr6 is lowered and Tr6 is turned off. At the same time, Tr7 is turned on when the base potential of Tr7 is lowered. As a result, the gate potential of the first switching element Tr1 is lowered and the Tr1 is turned off. When Tr10 is turned on, the base potential of Tr9 is lowered and Tr9 is turned on. As a result, the gate potential of the second switching element Tr2 is lowered and Tr2 is also turned off. That is, when the switching control signal Ss is at a low level, both Tr1 and Tr2 are turned off.
スイッチング制御信号Ssがハイレベルのとき、上記の動作とは逆に、Tr11はオンとなり、これに伴いTr10はオフする。このTr10のオフによりTr6のベース電位が上がりTr6はオンし、同時にTr7のベース電位が上がることによってTr7がオフする。これに伴い第1スイッチング素子Tr1のゲート電位が上がってTr1はオン状態となる。またTr10のオフによってTr9のベース電位が上がり、Tr9がオフする。これに伴い第2スイッチング素子Tr2のゲート電位が高くなってTr2もオン状態となる。すなわちスイッチング制御信号SsがハイレベルのときTr1,Tr2は共にオンとなる。 When the switching control signal Ss is at a high level, contrary to the above operation, Tr11 is turned on, and accordingly Tr10 is turned off. When Tr10 is turned off, the base potential of Tr6 is increased and Tr6 is turned on. At the same time, Tr7 is turned off by increasing the base potential of Tr7. As a result, the gate potential of the first switching element Tr1 rises and Tr1 is turned on. Further, when Tr10 is turned off, the base potential of Tr9 is increased and Tr9 is turned off. Along with this, the gate potential of the second switching element Tr2 becomes high and Tr2 is also turned on. That is, Tr1 and Tr2 are both turned on when the switching control signal Ss is at a high level.
このようにしてTr1停止信号Sg1およびTr2停止信号Sg2が共にローレベルのとき、スイッチング制御信号Ssに基づいてTr1・Tr2が同時にオン・オフする。 Thus, when both the Tr1 stop signal Sg1 and the Tr2 stop signal Sg2 are at the low level, the Tr1 and Tr2 are simultaneously turned on / off based on the switching control signal Ss.
次に、Tr1停止信号Sg1がハイレベルである場合について考える。
Tr1停止信号Sg1がハイレベルになると、Tr24がオンしてTr7のベース電位が低下することにより、Tr7がオンし、これに伴い第1スイッチング素子Tr1がオフ状態となる。この状態で前記スイッチング制御信号SsがハイレベルになってもTr1はオフ状態を保つので第1スイッチング素子Tr1はオフ状態のままとなる。
Next, consider a case where the Tr1 stop signal Sg1 is at a high level.
When the Tr1 stop signal Sg1 becomes a high level, the Tr24 is turned on and the base potential of the Tr7 is lowered, whereby the Tr7 is turned on, and accordingly, the first switching element Tr1 is turned off. In this state, even if the switching control signal Ss becomes high level, Tr1 remains off, so that the first switching element Tr1 remains off.
また、Tr2停止信号Sg2がハイレベルとなれば、Tr23がオンしてTr9のベース電位が低下することにより、Tr9がオンし、これに伴い第2スイッチング素子Tr2がオフ状態となる。この状態で前記スイッチング制御信号SsがハイレベルになってもTr2はオフ状態を保つので第2スイッチング素子Tr2はオフ状態のままとなる。 Further, when the Tr2 stop signal Sg2 becomes a high level, Tr23 is turned on and the base potential of Tr9 is lowered, whereby Tr9 is turned on, and accordingly, the second switching element Tr2 is turned off. In this state, even if the switching control signal Ss becomes high level, Tr2 remains off, so that the second switching element Tr2 remains off.
したがって、Tr1停止信号Sg1がハイレベル、Tr2停止信号Sg2がローレベルのとき、スイッチング制御信号Ssに基づいてTr2のみがオン・オフする。また、Tr1停止信号Sg1がローレベル、Tr2停止信号Sg2がハイレベルのとき、スイッチング制御信号Ssに基づいてTr1のみがオン・オフする。 Therefore, when the Tr1 stop signal Sg1 is at a high level and the Tr2 stop signal Sg2 is at a low level, only Tr2 is turned on / off based on the switching control signal Ss. Further, when the Tr1 stop signal Sg1 is at a low level and the Tr2 stop signal Sg2 is at a high level, only Tr1 is turned on / off based on the switching control signal Ss.
図4は、図2に示したチョークコイルL1の電流、スイッチング制御信号Ssおよびチョークコイル電圧検出信号Scとの関係を示す波形図である。 FIG. 4 is a waveform diagram showing the relationship between the current of the choke coil L1 shown in FIG. 2, the switching control signal Ss, and the choke coil voltage detection signal Sc.
マイクロコンピュータ10はプログラマブルワンショットパルス発生モードを備えていて、内部トリガおよび外部トリガにより、所定時間のワンショットパルスを出力する。 The microcomputer 10 has a programmable one-shot pulse generation mode, and outputs a one-shot pulse for a predetermined time by an internal trigger and an external trigger.
マイクロコンピュータ10は、昇圧チョッパ回路を起動する際、図4のt0に示すように、一定時間(Ton)持続するワンショットパルスをスイッチング制御信号Ssとして発生する。これにより、スイッチング素子Tr1・Tr2がオンしてチョークコイルL1に流れる電流が上昇する。一定時間(Ton)の経過後、t1でスイッチング制御信号Ssがローレベルになると、チョークコイルL1の電流は下降することになる。その後、t2でチョークコイルL1の電流が変化する(折り返す)ことによりチョークコイル電圧検出信号Scのレベルが反転する。マイクロコンピュータ10は、チョークコイル電圧検出信号Scの立ち上がりを外部トリガとして一定時間(Ton)持続するワンショットパルスをスイッチング制御信号Ssとして発生する。以降、同様の処理を繰り返すことによって、図2に示した昇圧チョッパ回路20を動作させる。
When the microcomputer 10 starts up the step-up chopper circuit, as shown at t0 in FIG. 4, the microcomputer 10 generates a one-shot pulse that lasts for a predetermined time (Ton) as the switching control signal Ss. As a result, the switching elements Tr1 and Tr2 are turned on, and the current flowing through the choke coil L1 increases. When the switching control signal Ss becomes a low level at t1 after the lapse of a certain time (Ton), the current of the choke coil L1 falls. Thereafter, the current of the choke coil L1 changes (turns back) at t2, thereby inverting the level of the choke coil voltage detection signal Sc. The microcomputer 10 generates, as the switching control signal Ss, a one-shot pulse that lasts for a predetermined time (Ton) with the rising of the choke coil voltage detection signal Sc as an external trigger. Thereafter, the
なお、マイクロコンピュータ10は電源電圧検出回路15による検出信号に基づいてスイッチング制御信号Ssのハイレベルの期間Tonを制御し、昇圧チョッパ回路20の出力電圧(360V)を安定化する。
The microcomputer 10 controls the high-level period Ton of the switching control signal Ss based on the detection signal from the power supply
次に、マイクロコンピュータ10の具体的な処理内容を、図5・図6に示すフローチャートを基に説明する。
図5は昇圧チョッパ回路の出力電圧安定化のための処理手順を示すフローチャートである。この動作は例えば1msごとのタイマ割り込みにより動作する。ここでPFC_OPERATEはメインプログラムにより設定されるフラグであり、PFC_OPERATE=0で停止状態、PFC_OPERATE=1で動作状態となる。
Next, specific processing contents of the microcomputer 10 will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure for stabilizing the output voltage of the boost chopper circuit. This operation is performed by a timer interrupt every 1 ms, for example. Here, PFC_OPERATE is a flag set by the main program, and is in a stopped state when PFC_OPERATE = 0 and in an operating state when PFC_OPERATE = 1.
図5に示すように、まずPFC_OPERATE=1、すなわち昇圧チョッパ回路を動作させるモードであれば、フラグF_PFC_OPの状態を判定する(S11→S12)。このフラグF_PFC_OPは外部トリガによってワンショットパルスを発生する状態を示すものであり、最初はリセット状態である。そのため、まずタイマZをスタートさせる(ワンショットパルスを発生する)とともに上記フラグF_PFC_OPをセットする(S11→S12→S13→S14)。このタイミングが図4に示したt0に相当する。 As shown in FIG. 5, first, if PFC_OPERATE = 1, that is, the mode in which the boost chopper circuit is operated, the state of the flag F_PFC_OP is determined (S11 → S12). This flag F_PFC_OP indicates a state in which a one-shot pulse is generated by an external trigger, and is initially in a reset state. Therefore, first, the timer Z is started (a one-shot pulse is generated) and the flag F_PFC_OP is set (S11 → S12 → S13 → S14). This timing corresponds to t0 shown in FIG.
上記フラグF_PFC_OPがセット状態となった以降は、図4のt2に示したように、チョークコイル電圧検出信号Scの立ち上がりがトリガとなってワンショットパルスが発生される。このフラグF_PFC_OPがセット状態であるときは、1msのタイマ割り込み毎に、図2に示した電源電圧検出回路15による検出電圧を読み取るとともにA/D変換し、その変換値をPFC_OUT_LVとして求める(S11→S12→S15)。この値が360Vに相当する値に達していなければ、タイマの設定値TZPRを所定量だけ増加する(S16→S17)。上記値が360Vを超える値であれば、タイマの設定値TZPRを所定量だけ減少させる(S18→S19)。タイマの設定値TZPRは上記ワンショットパルスの幅を決定する値であるので、以上の処理を繰り返すことによって昇圧チョッパ回路20の出力電圧が安定化する。
After the flag F_PFC_OP is set, as shown at t2 in FIG. 4, a one-shot pulse is generated triggered by the rise of the choke coil voltage detection signal Sc. When this flag F_PFC_OP is in a set state, the detection voltage by the power supply
メインプログラムにより前記フラグPFC_OPERATEが0に設定されれば、タイマZを停止し、フラグF_PFC_OPをリセットする(S20→S21)。これにより昇圧チョッパ回路の動作が停止する。 If the flag PFC_OPERATE is set to 0 by the main program, the timer Z is stopped and the flag F_PFC_OP is reset (S20 → S21). As a result, the operation of the boost chopper circuit is stopped.
図6は同じくタイマ割り込みにより1msごとに実行されるインバータ制御の処理手順を示すフローチャートである。
ここでINV_OPERATEはメインプログラムにより設定されるフラグであり、INV_OPERATE=0でインバータ停止(放電灯消灯)、INV_OPERATE=1でインバータ動作(放電灯点灯)となる。またINV_OP_MODEはインバータのモードを表すステータスである。このインバータ制御では、起動時からの時間をカウントし、「予熱」→「始動」→「点灯」の順にモードを切り換えていく。まずINV_OP_MODE=「停止」であれば、INV_OP_MODE=「予熱」にし、インバータの出力周波数を予熱用の周波数に設定し、インバータを動作させ、さらにタイマINV_TMCをリセットする(S31→S32→S33→S34)。ここで出力周波数の設定はマイクロコンピュータ10からハーフブリッジ駆動回路17への出力周波数設定信号Sfにより行う。またマイクロコンピュータ10からハーフブリッジ駆動回路17へのインバータ制御信号Siを出力することによりインバータ回路を動作させる。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of inverter control executed every 1 ms by the timer interruption.
Here, INV_OPERATE is a flag set by the main program. When INV_OPERATE = 0, the inverter is stopped (discharge lamp is turned off), and when INV_OPERATE = 1, the inverter is operated (discharge lamp is turned on). INV_OP_MODE is a status indicating the mode of the inverter. In this inverter control, the time from the start is counted, and the mode is switched in the order of “preheating” → “startup” → “lighting”. First, if INV_OP_MODE = “stop”, INV_OP_MODE = “preheating”, the inverter output frequency is set to the preheating frequency, the inverter is operated, and the timer INV_TMC is reset (S31 → S32 → S33 → S34). . Here, the output frequency is set by an output frequency setting signal Sf from the microcomputer 10 to the half
INV_OP_MODE=「予熱」になれば、寿命・末期検出回路18からのアナログ電圧信号を読み取り、そのA/D変換値に応じてランプの寿命(フィラメントの断線)および末期の判定を行い、必要に応じてインバータ動作を停止する(S35→S36)。
If INV_OP_MODE = “preheat”, the analog voltage signal from the life /
その後、タイマINV_TMCが0.4秒以下であれば、昇圧チョッパ回路20の第1のスイッチング素子Tr1を停止し、第2のスイッチング素子Tr2のみを動作(Tr2のみでオン・オフ)させる(S37→S38)。これは、マイクロコンピュータ10からスイッチング素子駆動回路13に対してTr1停止信号Sg1をハイレベル、Tr2停止信号Sg2をローレベルにすることによって行う。
After that, if the timer INV_TMC is 0.4 seconds or less, the first switching element Tr1 of the step-up
続いて、昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V以上であれば、タイマINV_TMCをカウントする(S39→S40→S41)。
Subsequently, if the output voltage PFC_OUT_LV of the
もし、Tr2が故障していて正常にオン・オフしなければ、昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満にまで低下する。昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満になればINV_OP_MODEを「異常停止」とする(S39→S46)。INV_OP_MODE=「異常停止」となれば、マイクロコンピュータ10からハーフブリッジ駆動回路17へのインバータ制御信号Siをハイレベルにすることによってインバータ回路の動作を停止する(S32→S47)。このことにより、Tr1のみで昇圧チョッパ回路が動作したまま始動以降に進むといった異常な状態が回避できる。
If Tr2 fails and does not turn on / off normally, the output voltage PFC_OUT_LV of the step-up
タイマINV_TMCが0.4秒を超えると、Tr1・Tr2を共に動作させる(S42→S43)。これは、上記Tr1停止信号Sg1およびTr2停止信号Sg2をともにローレベルにすることにより行う。この処理により、回路動作の遅延などでTr1,Tr2の両方が停止する、といったことがなく、安定した動作が行われる。 When the timer INV_TMC exceeds 0.4 seconds, both Tr1 and Tr2 are operated (S42 → S43). This is done by setting both the Tr1 stop signal Sg1 and the Tr2 stop signal Sg2 to a low level. By this processing, both Tr1 and Tr2 are not stopped due to a delay in circuit operation or the like, and a stable operation is performed.
その後、タイマINV_TMCが0.5秒以上となれば、昇圧チョッパ回路20の第2のスイッチング素子Tr2を停止し、第1のスイッチング素子Tr1のみを動作(Tr1のみでオン・オフ)させる(S42→S44)。これは、マイクロコンピュータ10からスイッチング素子駆動回路13に対してTr2停止信号Sg2をハイレベル、Tr1停止信号Sg1をローレベルにすることによって行う。
Thereafter, when the timer INV_TMC becomes 0.5 seconds or longer, the second switching element Tr2 of the
続いて、昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V以上であれば、タイマINV_TMCをカウントする(S39→S40→S41)。
Subsequently, if the output voltage PFC_OUT_LV of the
もし、Tr1が故障していて正常にオン・オフしなければ、昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満にまで低下する。昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満になればINV_OP_MODEを「異常停止」とする(S39→S46)。INV_OP_MODE=「異常停止」となれば、マイクロコンピュータ10からハーフブリッジ駆動回路17へのインバータ制御信号Siをハイレベルにすることによってインバータの動作を停止する(S32→S47)。このことにより、Tr2のみで昇圧チョッパ回路動作したまま始動以降に進むといった異常な状態が回避できる。
If Tr1 fails and does not turn on / off normally, the output voltage PFC_OUT_LV of the step-up
Tr1,Tr2のいずれもが正常に動作すれば昇圧チョッパ回路の出力電圧は301V以上を維持する。その後、タイマINV_TMCが1秒以上経過した時点でタイマINV_TMCをリセットするとともに始動モードに移る(S41→S45)。 If both Tr1 and Tr2 operate normally, the output voltage of the step-up chopper circuit maintains 301V or higher. Thereafter, when the timer INV_TMC has passed for 1 second or more, the timer INV_TMC is reset and the operation mode is shifted to the start mode (S41 → S45).
INV_OP_MODEが「始動」となれば、始動処理を行う(S48→始動処理)。この始動処理では、インバータ回路21の出力周波数を始動用の周波数に設定し、インバータ回路21を動作させる。
上記始動処理の中で始動に成功したことを判定すれば、INV_OP_MODEを「点灯」に切り換える。これにより点灯処理へ移る(S49→点灯処理)。この点灯処理では、調光設定された段階の光量で放電灯が点灯するように、インバータ回路21の出力周波数を設定する。
If INV_OP_MODE is “start”, start processing is performed (S48 → start processing). In this starting process, the output frequency of the
If it is determined in the start-up process that the start is successful, INV_OP_MODE is switched to “lighting”. Thus, the process proceeds to the lighting process (S49 → lighting process). In this lighting process, the output frequency of the
ステップS50はINV_OP_MODEが上記、「異常停止」、「停止」、「予熱」、「始動」、「点灯」以外のモードでの処理である。
メインプログラムでINV_OPERATE=0にされればINV_OP_MODEを「停止」にするとともにインバータ回路21を停止する(S31→S51→S52)。
Step S50 is a process in a mode in which INV_OP_MODE is other than “abnormal stop”, “stop”, “preheat”, “start”, and “lighting”.
If INV_OPERATE = 0 is set in the main program, INV_OP_MODE is set to “stop” and the
以上のようにして、フィラメントの予熱時に昇圧チョッパ回路20の第1・第2のスイッチング素子Tr1,Tr2の故障検知を行い、いずれか一方が故障していれば、その後始動モード以降に移ることなくインバータ回路21の動作を停止する。これによりスイッチング素子Tr1またはTr2の過熱の問題が回避できる。
As described above, failure detection of the first and second switching elements Tr1 and Tr2 of the step-up
しかもフィラメントの予熱時であれば、故障検知のためにスイッチング素子の動作を停止することに伴って昇圧チョッパ回路の出力電圧が変動しても、それが光量変化として表れないので、ちらつきの問題も生じない。 In addition, when the filament is preheated, even if the output voltage of the boost chopper circuit fluctuates due to the operation of the switching element being stopped to detect a failure, it does not appear as a change in the amount of light. Does not occur.
また、異常停止時に昇圧チョッパ回路の動作を停止するのではなくインバータ回路21の動作を停止するようにしたので、マイクロコンピュータ10およびハーフブリッジ駆動回路17への電源電圧を供給し続けることができ、必要な処理を継続して行える。このようにインバータ回路21の動作を停止した状態ではスイッチング素子Tr1,Tr2に流れる電流の平均値は低いので、スイッチング素子Tr1,Tr2の過熱の問題は生じない。
Further, since the operation of the
但し、異常停止時にマイクロコンピュータの動作を直ちに停止させてもよい場合には、異常停止時に昇圧チョッパ回路だけでなくインバータ回路21の動作を停止するように構成してもよい。
However, when the operation of the microcomputer may be stopped immediately at the time of abnormal stop, the operation of not only the boost chopper circuit but also the
《第2の実施形態》
図6に示した例ではフィラメントの予熱中に昇圧チョッパ回路20のスイッチング素子Tr1,Tr2の故障有無を検知するようにしたが、この第2の実施形態は、スイッチング素子の故障検知を予熱動作以外の例えば点灯中に行うものである。図7はその処理内容を示すフローチャートである。
<< Second Embodiment >>
In the example shown in FIG. 6, the presence / absence of failure of the switching elements Tr1 and Tr2 of the
この処理は点灯処理中の所定の周期で繰り返し行う。まず寿命・末期検出回路18からのアナログ電圧信号を読み取り、そのA/D変換値(ランプ電圧)に応じてランプの末期の判定を行い、必要に応じてインバータ回路21を停止する(S61)。
This process is repeated at a predetermined cycle during the lighting process. First, the analog voltage signal from the life /
その後、タイマINV_TMCが0.4秒以下であれば、昇圧チョッパ回路20の第1のスイッチング素子Tr1を停止し、第2のスイッチング素子Tr2のみを動作させる(S62→S63)。
Thereafter, if the timer INV_TMC is 0.4 seconds or less, the first switching element Tr1 of the step-up
続いて、昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V以上であれば、タイマINV_TMCをカウントする(S64→S65)。
Subsequently, if the output voltage PFC_OUT_LV of the
もし、Tr2が故障していて正常にオン・オフしなければ、昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満にまで低下する。昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満になればINV_OP_MODEを「異常停止」とする(S64→S66)。INV_OP_MODE=「異常停止」となれば、マイクロコンピュータ10からハーフブリッジ駆動回路17へのインバータ制御信号Siがハイレベルになってインバータ回路21の動作が停止する。このことにより、Tr1のみで昇圧チョッパ回路を動作し続ける、といった異常な状態が回避できる。
If Tr2 fails and does not turn on / off normally, the output voltage PFC_OUT_LV of the step-up
タイマINV_TMCが0.4秒を超えると、Tr1・Tr2を共に動作させる(S68→S69)。これは、上記Tr1停止信号Sg1およびTr2停止信号Sg2をともにローレベルにすることにより行う。この処理により、回路動作の遅延などでTr1,Tr2の両方が停止する、といったことがなく、安定した動作が行われる。 When the timer INV_TMC exceeds 0.4 seconds, both Tr1 and Tr2 are operated (S68 → S69). This is done by setting both the Tr1 stop signal Sg1 and the Tr2 stop signal Sg2 to a low level. By this processing, both Tr1 and Tr2 are not stopped due to a delay in circuit operation or the like, and a stable operation is performed.
その後、タイマINV_TMCが0.5秒以上となれば、昇圧チョッパ回路20の第2のスイッチング素子Tr2を停止し、第1のスイッチング素子Tr1のみを動作(Tr1のみでオン・オフ)させる(S68→S70)。
Thereafter, when the timer INV_TMC becomes 0.5 seconds or more, the second switching element Tr2 of the
続いて、昇圧チョッパ回路20の出力電圧が301V以上であれば、タイマINV_TMCをカウントする(S64→S65)。
Subsequently, if the output voltage of the
もし、Tr1が故障していて正常にオン・オフしなければ、昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満にまで低下する。昇圧チョッパ回路20の出力電圧PFC_OUT_LVが301V未満になればINV_OP_MODEを「異常停止」とする(S64→S67)。INV_OP_MODE=「異常停止」となれば、マイクロコンピュータ10からハーフブリッジ駆動回路17へのインバータ制御信号Siがハイレベルになってインバータ回路21の動作が停止する。このことにより、Tr2のみで昇圧チョッパ回路を動作し続ける、といった異常な状態が回避できる。
If Tr1 fails and does not turn on / off normally, the output voltage PFC_OUT_LV of the step-up
その後、タイマINV_TMCが0.9秒を超えれば、昇圧チョッパ回路20の第1のスイッチング素子Tr1、第2のスイッチング素子Tr2の両方を動作させる(S68→S69)。これで通常の動作へ移行することになる。
Thereafter, if the timer INV_TMC exceeds 0.9 seconds, both the first switching element Tr1 and the second switching element Tr2 of the
なお、タイマINV_TMCが600000(10分)に達すれば、タイマINV_TMCの値を0にリセットする。 When the timer INV_TMC reaches 600000 (10 minutes), the value of the timer INV_TMC is reset to 0.
このようにして点灯中でも昇圧チョッパ回路20のスイッチング素子Tr1,Tr2の故障検知を行うことができ、いずれか一方が故障した時点でインバータ回路21を停止することができる。
In this way, the failure detection of the switching elements Tr1 and Tr2 of the step-up
なお、以上に示した第1・第2の実施形態では2つのスイッチング素子Tr1,Tr2を備えた昇圧チョッパ回路を構成したが、3つ以上のスイッチング素子を並列に接続して昇圧チョッパ回路を構成したものにも同様に適用できる。すなわち検査対象とするスイッチング素子のみを動作させ、他のスイッチング素子を停止した状態での昇圧チョッパ回路の出力電圧の低下有無を検知することによって同様に故障検知が可能である。 In the first and second embodiments described above, the boost chopper circuit including the two switching elements Tr1 and Tr2 is configured. However, the boost chopper circuit is configured by connecting three or more switching elements in parallel. It can be applied to the same as above. That is, it is possible to detect a failure similarly by operating only the switching element to be inspected and detecting whether or not the output voltage of the step-up chopper circuit is lowered with the other switching elements stopped.
10−マイクロコンピュータ
11−交流入力検出回路
12−チョークコイル出力検出回路
13−スイッチング素子駆動回路
14−制御回路用電源回路
15−電源電圧検出回路
16−リモコン受光回路
17−ハーフブリッジ駆動回路
18−寿命・末期検出回路
AC−商用交流電源
DB−ダイオードブリッジ
L1−チョークコイル
Tr1−第1スイッチング素子
Tr2−第2スイッチング素子
Tr3,Tr4−インバータスイッチ素子
L2−誘導リアクトル
C19−共振コンデンサ
FL−放電灯
Ss−スイッチング制御信号
Sg1−Tr1停止信号
Sg2−Tr2停止信号
Si−インバータ制御信号
Sf−インバータ周波数制御信号
10-microcomputer 11-AC input detection circuit 12-choke coil output detection circuit 13-switching element drive circuit 14-control circuit power supply circuit 15-power supply voltage detection circuit 16-remote control light receiving circuit 17-half bridge drive circuit 18-life Terminal detection circuit AC-commercial AC power supply DB-diode bridge L1-choke coil Tr1-first switching element Tr2-second switching element Tr3, Tr4-inverter switching element L2-inductive reactor C19-resonance capacitor FL-discharge lamp Ss- Switching control signal Sg1-Tr1 stop signal Sg2-Tr2 stop signal Si-inverter control signal Sf-inverter frequency control signal
Claims (3)
前記複数のスイッチング素子のうち非検査対象のスイッチング素子をオフ状態に保ち、検査対象のスイッチング素子をオン・オフ制御するとともに、前記昇圧チョッパ回路の出力電圧を検出し、該電圧を基に前記検査対象のスイッチング素子の故障を検知する故障検知手段を備えた放電灯点灯回路。 A choke coil connected in series to the input power source, a plurality of switching elements connected in parallel to excite the choke coil with an input current when conducting, and a discharge from the choke coil when these switching elements are off A boost chopper circuit that outputs a power supply voltage obtained by boosting an input power supply voltage, an inverter switch element that inputs an output voltage of the boost chopper circuit and performs high-frequency switching, and the inverter switch element. A discharge lamp lighting circuit including an induction reactor provided between the discharge lamp and an inverter circuit that outputs a driving voltage to the discharge lamp;
Among the plurality of switching elements, the non-inspection target switching element is kept in the off state, the inspection target switching element is controlled to be turned on / off, the output voltage of the boost chopper circuit is detected, and the inspection is performed based on the voltage A discharge lamp lighting circuit comprising a failure detection means for detecting a failure of a target switching element.
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