JP5121517B2

JP5121517B2 - Discharge lamp lighting device, lighting device

Info

Publication number: JP5121517B2
Application number: JP2008068901A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-03-18
Also published as: JP2009224244A

Description

本発明は、放電灯を点灯させる装置、およびその装置を用いて点灯させる放電灯を備えた照明装置に関するものであり、特に、調光点灯が可能なものに関する。 The present invention relates to a device for lighting a discharge lamp and a lighting device including a discharge lamp to be lit using the device, and particularly to a device capable of dimming lighting.

調光点灯を可能にする放電灯点灯装置の構成は、商用交流電源を高周波電圧に変換するインバータ回路を用いて放電灯を高周波により点灯し、インバータ駆動周波数を調節することによりバラストコイルのインピーダンスを変え、放電灯に投入する電力を調整して調光するものが一般的である。
このような放電灯点灯装置においては、低光束時の調光点灯時は放電灯の点灯状態が不安定となり、ちらつきや立ち消えといった現象が発生することがある。 The configuration of the discharge lamp lighting device that enables dimming lighting is to turn on the discharge lamp at high frequency using an inverter circuit that converts commercial AC power into high frequency voltage, and adjust the inverter drive frequency to reduce the impedance of the ballast coil. In general, the light is adjusted by adjusting the electric power supplied to the discharge lamp.
In such a discharge lamp lighting device, the lighting state of the discharge lamp becomes unstable during dimming lighting at a low luminous flux, and a phenomenon such as flickering or extinction may occur.

そこで従来、『低光束調光時のランプ電流の発振を抑えてクレストファクタの低減及びちらつきや立ち消えを防止するとともに安定したフィードバック制御が可能な放電灯点灯装置を提供する。』ことを目的とした技術として、『スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御することで直流電源Ｖｄｃの直流電力を高周波電力に変換して放電灯ＦＬに供給する電力変換部１と、放電灯ＦＬの調光比に応じた基準値を電力変換部１の高周波出力と比較し該高周波出力を基準値に一致させる方向へスイッチング制御の制御量を調整するフィードバック部２とを備え、フィードバック部２は誤差増幅器３を具備している。誤差増幅器３を構成するオペアンプＯＰの入力抵抗Ｒ３に抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の直列回路を並列接続してある。』というものが提案されている（特許文献１）。 Therefore, conventionally, there is provided a discharge lamp lighting device capable of suppressing the oscillation of the lamp current during dimming of the low luminous flux, reducing the crest factor, preventing flickering and extinguishing, and enabling stable feedback control. As a technology for the purpose of the above, “the power conversion unit 1 that converts the DC power of the DC power supply Vdc into high-frequency power by switching control of the switching elements Q1 and Q2 and supplies it to the discharge lamp FL; A feedback unit 2 that compares a reference value corresponding to the dimming ratio with a high-frequency output of the power conversion unit 1 and adjusts a control amount of switching control in a direction to match the high-frequency output with the reference value. An amplifier 3 is provided. A series circuit of a resistor R1 and a capacitor C1 is connected in parallel to an input resistor R3 of an operational amplifier OP constituting the error amplifier 3. Is proposed (Patent Document 1).

一方、周囲温度が低温時、例えば０℃においては、放電灯の特性は、常温時、例えば２５℃の時と異なり、調光点灯時の放電灯電圧が非常に高くなる特性がある。
このため、周囲温度が低温時においては、放電灯点灯装置から放電灯を安定点灯させる電圧が供給できず、安定した点灯が困難となり、急激にランプの光束が変化するジャンプ現象と呼ばれる現象が発生する。 On the other hand, when the ambient temperature is low, for example, 0 ° C., the characteristics of the discharge lamp are different from those at room temperature, for example, 25 ° C., and the discharge lamp voltage during dimming lighting is very high.
For this reason, when the ambient temperature is low, the voltage for stably lighting the discharge lamp cannot be supplied from the discharge lamp lighting device, so that stable lighting becomes difficult, and a phenomenon called a jump phenomenon in which the luminous flux of the lamp changes rapidly occurs. To do.

この場合、従来のフィードバック制御による放電灯点灯装置では、フィードバック制御回路の応答速度の限界により、ジャンプ現象による急激な光束変化にフィードバック制御が追従できず、正常な点灯が困難になることがあった。 In this case, in the conventional discharge lamp lighting device by feedback control, due to the limit of the response speed of the feedback control circuit, the feedback control cannot follow the rapid light flux change due to the jump phenomenon, and normal lighting may be difficult. .

そこで従来、『光出力の連続的可変が容易に行なえる調光用放電ランプ点灯装置を提供する』ことを目的とした技術として、『調光制御部１１は高周波電源１０及びインピーダンスＺ１を制御して放電ランプ３を調光する。ランプ動作ポイント切り換え制御部１２は、上記調光信号Ｓ１或いはランプ電流検出信号Ｓ２を受け、低出力時に安定な動作ポイントでの動作期間と、急激に変化する動作ポイントでの動作期間を交互に繰り返して連続的に光出力制御を行なうような制御信号を調光制御部１１に与える。』というものが提案されている（特許文献２）。 Therefore, conventionally, as a technique for the purpose of “providing a dimming discharge lamp lighting device capable of easily continuously varying the light output”, “the dimming control unit 11 controls the high frequency power supply 10 and the impedance Z1. Then, the discharge lamp 3 is dimmed. The lamp operation point switching control unit 12 receives the dimming signal S1 or the lamp current detection signal S2, and alternately repeats an operation period at a stable operation point at a low output and an operation period at an operation point that changes rapidly. Then, a control signal for continuously controlling the light output is given to the light control unit 11. Is proposed (Patent Document 2).

特開２００５−７１８７４号公報（要約）JP 2005-71874 A (summary) 特開平６−７６９７９号公報（要約）JP-A-6-76979 (summary)

上記特許文献２に記載の技術では、放電灯に周期的にパルス電圧を印加することで放電を安定化させ、ジャンプ現象を抑制している。また、パルス電圧を印加しない期間では、インバータ駆動周波数を上昇させて、放電灯の光束を絞る。
上述のようなパルス電圧を印加する方式では、パルス電圧印加時に放電灯への供給エネルギーが増加するため、パルス電圧を印加しない従来例と比較して、調光時はインバータ駆動周波数をより高くする必要がある。 In the technique described in Patent Document 2, discharge is stabilized by periodically applying a pulse voltage to the discharge lamp, and the jump phenomenon is suppressed. Further, during a period in which no pulse voltage is applied, the inverter driving frequency is increased to narrow the luminous flux of the discharge lamp.
In the method of applying the pulse voltage as described above, since the energy supplied to the discharge lamp increases when the pulse voltage is applied, the inverter drive frequency is increased during dimming compared to the conventional example in which the pulse voltage is not applied. There is a need.

しかしながら、インバータ駆動周波数の上昇により、インバータ回路のスイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）のスイッチング損失がインバータ駆動周波数に比例して増加して回路効率が低下する。
また、インバータ駆動周波数の上昇に伴って電磁妨害ノイズが増加して、他の機器への誤動作を引き起こす等の可能性がある。 However, as the inverter drive frequency increases, the switching loss of the switching element (eg, MOSFET) of the inverter circuit increases in proportion to the inverter drive frequency, and the circuit efficiency decreases.
Further, there is a possibility that electromagnetic interference noise increases as the inverter drive frequency increases, causing malfunction to other devices.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、インバータ回路のスイッチング周波数の上昇を抑制し、かつ周囲温度が低下した場合でも、調光時のちらつき、立ち消え、ジャンプ現象を抑制でき、安定した調光点灯を行う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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses an increase in switching frequency of an inverter circuit, and even when the ambient temperature is lowered, flickering, disappearing, and jumping phenomenon during dimming It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device that can suppress light and perform stable dimming.

本発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯を点灯させる装置であって、交流電力を直流に変換する直流電源回路と、前記直流電源回路の出力を交流に変換して交流電力を供給するインバータと、前記インバータの出力端に接続された共振回路と、前記インバータの動作を制御して前記放電灯の調光率を調節する制御部と、前記インバータに流れる入力電流または前記放電灯に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備え、前記制御部は、前記インバータの駆動周波数を、前記共振回路の共振周波数と略一致する第１周波数と、前記インバータが供給する電力を調節するための第２周波数と、で切り替え、前記インバータを前記第１周波数で駆動している期間と、前記第２周波数で駆動している期間と、のそれぞれで少なくとも１回ずつ、前記電流検出手段の検出結果を取得し、該検出結果が前記インバータに流れる入力電流である場合、該入力電流、及び、前記インバータへの入力電圧に基づき、等価的に各期間における前記放電灯の平均電力を求め、前記検出結果が前記放電灯に流れる電流である場合、該電流に基づき各期間における前記放電灯の平均電力値を求め、その平均電力値を前記放電灯の目標電力値に近づけるように、前記第２周波数または前記インバータを前記第２周波数で駆動する期間の少なくとも一方を可変するものである。
A discharge lamp lighting device according to the present invention is a device for lighting a discharge lamp, a DC power supply circuit that converts AC power into DC, and an inverter that converts the output of the DC power supply circuit into AC and supplies AC power A resonance circuit connected to the output terminal of the inverter, a control unit for controlling the operation of the inverter to adjust the dimming rate of the discharge lamp, and an input current flowing through the inverter or a current flowing through the discharge lamp Current detecting means for detecting the frequency, wherein the control unit adjusts the drive frequency of the inverter, a first frequency that substantially matches the resonance frequency of the resonance circuit, and power supplied by the inverter. At least once in each of a period in which the inverter is driven at the first frequency and a period in which the inverter is driven at the second frequency. Get the detection result of the flow detecting means, when the detection result is input current to the inverter, the input current, and, based on the input voltage to the inverter, equivalently mean of the discharge lamp for each period When power is obtained and the detection result is a current flowing through the discharge lamp, an average power value of the discharge lamp in each period is obtained based on the current, and the average power value is brought close to the target power value of the discharge lamp. In addition, at least one of the second frequency or the period during which the inverter is driven at the second frequency is varied.

本発明に係る放電灯点灯装置によれば、調光率を低域で調節する際には、第２周波数を固定してその期間を可変調整することで、放電灯に投入する電力を調整して調光率を調節するので、第２周波数の上昇を抑えることができ、インバータのスイッチング損失に伴う回路効率の低下、電磁妨害ノイズの増加を抑制することができる。
また、周囲温度が低下した場合でも、第１周波数でパルス電圧を印加することにより、調光時のちらつき、立ち消え、ジャンプ現象を抑制でき、安定した調光点灯を行うことができる。
また、検出結果の脈動を許容することができるので、フィードバック制御の応答の高速化が可能となり、急峻な負荷変動への対応を達成することができる。 According to the discharge lamp lighting device according to the present invention, when adjusting the dimming rate in a low frequency range, the second frequency is fixed and the period is variably adjusted, thereby adjusting the electric power supplied to the discharge lamp. Thus, the dimming rate is adjusted, so that an increase in the second frequency can be suppressed, and a decrease in circuit efficiency and an increase in electromagnetic interference noise due to the switching loss of the inverter can be suppressed.
Further, even when the ambient temperature is lowered, by applying a pulse voltage at the first frequency, it is possible to suppress flickering, extinction, and jump phenomenon during dimming, and stable dimming lighting can be performed.
Further, since the pulsation of the detection result can be allowed, the response of the feedback control can be speeded up, and the response to the steep load fluctuation can be achieved.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成図である。
図１において、放電灯点灯装置は、商用交流電源１より交流電力の供給を受けて放電灯８を点灯させる装置であり、整流回路２、昇圧チョッパ回路３、平滑コンデンサ４、インバータ回路５、ドライバ６、バラストコイル７、放電灯８（装着時）、共振コンデンサ９、直流カットコンデンサ１０、インバータ制御回路１１、調光コントローラ１２を備えている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a discharge lamp lighting device is a device for lighting a discharge lamp 8 by receiving supply of AC power from a commercial AC power source 1, and includes a rectifier circuit 2, a boost chopper circuit 3, a smoothing capacitor 4, an inverter circuit 5, and a driver. 6, a ballast coil 7, a discharge lamp 8 (when mounted), a resonance capacitor 9, a DC cut capacitor 10, an inverter control circuit 11, and a dimming controller 12.

整流回路２は、商用交流電源１から供給される交流電力を全波整流する。
昇圧チョッパ回路３は、整流回路２で全波整流された直流電圧を昇圧する。
平滑コンデンサ４は、昇圧チョッパ回路３が出力する直流電圧を平滑化する。
インバータ回路５は、平滑コンデンサ４に並列接続され直流電圧を高周波に変換するスイッチング素子５ａ、５ｂを直列接続して備えたハーフブリッジ形のインバータである。 The rectifier circuit 2 performs full-wave rectification on the AC power supplied from the commercial AC power source 1.
The step-up chopper circuit 3 boosts the DC voltage that has been full-wave rectified by the rectifier circuit 2.
The smoothing capacitor 4 smoothes the DC voltage output from the boost chopper circuit 3.
The inverter circuit 5 is a half-bridge type inverter provided in series with switching elements 5a and 5b connected in parallel to the smoothing capacitor 4 and converting a DC voltage into a high frequency.

ドライバ６は、インバータ制御回路１１の指示に基づき、スイッチング素子５ａ、５ｂを駆動する。
インバータ回路５の出力に接続されたバラストコイル７、放電灯８、および共振コンデンサ９は、負荷回路を形成する。また、バラストコイル７と共振コンデンサ９は、ＬＣ直列共振回路を形成する。
直流カットコンデンサ１０は、直流電流を通さないようにする役割を果たす。 The driver 6 drives the switching elements 5a and 5b based on an instruction from the inverter control circuit 11.
Ballast coil 7, discharge lamp 8, and resonant capacitor 9 connected to the output of inverter circuit 5 form a load circuit. The ballast coil 7 and the resonance capacitor 9 form an LC series resonance circuit.
The direct current cut capacitor 10 plays a role of preventing direct current from passing therethrough.

インバータ制御回路１１は、回路デバイス等のハードウェアにより構成され、インバータ回路５の（各スイッチング素子の）駆動周波数を第１周波数と第２周波数で切り替えるよう制御する。
第１周波数は、バラストコイル７と共振コンデンサ９からなる共振回路の共振周波数近傍に設定され、第２周波数は、放電灯８への投入電力を調節するために設定される。これらの詳細は後述する。
調光コントローラ１２は、放電灯８の調光率を指示する調光信号を、インバータ制御回路１１に出力する。インバータ制御回路１１は、この調光信号に基づき、インバータ回路５を駆動制御する。 The inverter control circuit 11 is configured by hardware such as a circuit device and controls to switch the drive frequency (of each switching element) of the inverter circuit 5 between the first frequency and the second frequency.
The first frequency is set in the vicinity of the resonance frequency of the resonance circuit composed of the ballast coil 7 and the resonance capacitor 9, and the second frequency is set to adjust the input power to the discharge lamp 8. Details of these will be described later.
The dimming controller 12 outputs a dimming signal that indicates the dimming rate of the discharge lamp 8 to the inverter control circuit 11. The inverter control circuit 11 drives and controls the inverter circuit 5 based on the dimming signal.

本実施の形態１における「直流電源回路」は、整流回路２、昇圧チョッパ回路３がこれに相当する。
また、「共振回路」は、バラストコイル７と共振コンデンサ９からなるＬＣ直列共振回路がこれに相当する。
また、「制御部」は、ドライバ６とインバータ制御回路１１がこれに相当する。 The “DC power supply circuit” in the first embodiment corresponds to the rectifier circuit 2 and the boost chopper circuit 3.
The “resonance circuit” corresponds to an LC series resonance circuit including the ballast coil 7 and the resonance capacitor 9.
The “control unit” corresponds to the driver 6 and the inverter control circuit 11.

以上、本実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成について説明した。
次に、本実施の形態１に係る放電灯点灯装置の動作について説明する。まず、動作制御に関する基本的な考え方を示し、その後に具体的な動作手順について説明する。 The configuration of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 has been described above.
Next, the operation of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 will be described. First, a basic concept regarding operation control is shown, and then a specific operation procedure is described.

インバータ制御回路１１は、調光コントローラ１２から調光信号により指示された調光率が１００％付近〜中域程度までの区間では、第２周波数を可変として放電灯８への投入電力を調節して調光を行う。
この区間では、調光率の可変制御のために第２周波数をさほど上昇させなくともよいため、第２周波数を可変させてもその上限値は一定以内に収まり、インバータ回路５のスイッチング損失や電磁妨害ノイズの影響はさほど高くない。 The inverter control circuit 11 adjusts the input power to the discharge lamp 8 by changing the second frequency in a section where the dimming rate indicated by the dimming signal from the dimming controller 12 is near 100% to the middle range. To adjust the light.
In this section, it is not necessary to raise the second frequency so much for variable control of the dimming rate. Therefore, even if the second frequency is varied, the upper limit value is kept within a certain range, and switching loss and electromagnetic The influence of disturbing noise is not so high.

また、インバータ制御回路１１は、調光コントローラ１２から調光信号により指示された調光率が下限値付近の区間では、第２周波数を固定として、インバータ回路５を第２周波数で駆動する期間（第２周波数の発振期間）を可変調整するのみで、放電灯８への投入電力を調節して調光を行う。
これにより、第２周波数の上昇を抑え、インバータ回路５のスイッチング損失に伴う回路効率の低下、電磁妨害ノイズの増加を抑制することを図る。 In addition, the inverter control circuit 11 drives the inverter circuit 5 at the second frequency while fixing the second frequency in a section where the dimming rate indicated by the dimming signal from the dimming controller 12 is near the lower limit value. Only by variably adjusting the oscillation period of the second frequency), dimming is performed by adjusting the input power to the discharge lamp 8.
As a result, an increase in the second frequency is suppressed, and a decrease in circuit efficiency and an increase in electromagnetic interference noise due to switching loss of the inverter circuit 5 are suppressed.

また、インバータ制御回路１１は、第１周波数で放電灯８へパルス電圧を印加することにより、周囲温度が低下した場合でも、調光時のちらつき、立ち消え、ジャンプ現象を抑制し、安定した調光点灯を達成することを図る。 In addition, the inverter control circuit 11 applies a pulse voltage to the discharge lamp 8 at the first frequency, thereby suppressing flickering, extinction, and jump phenomenon during dimming even when the ambient temperature is lowered, and stable dimming. Aim to achieve lighting.

調光率の中域や低域の閾値は、放電灯８やインバータ回路５の特性等に応じて適宜定めておく。 The threshold value of the middle range or the low range of the dimming rate is appropriately determined according to the characteristics of the discharge lamp 8 and the inverter circuit 5 and the like.

以上、本実施の形態１に係る放電灯点灯装置の動作制御の基本的な考え方を示した。
次に、本実施の形態１に係る放電灯点灯装置の具体的な動作手順を説明する。 The basic concept of operation control of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1 has been described above.
Next, a specific operation procedure of the discharge lamp lighting device according to the first embodiment will be described.

（１）商用交流電源１を投入
放電灯点灯装置に商用交流電源１を投入すると、整流回路２は商用交流電源１から供給される交流電力を整流し、得られた直流電圧は昇圧チョッパ回路３により昇圧され、さらに平滑コンデンサ４によって平滑化される。
平滑コンデンサ４によって平滑化された直流電源は、インバータ回路５のスイッチング素子５ａ、５ｂが交互にオン・オフすることによって高周波電圧に変換される。
スイッチング素子５ａ、５ｂのオン・オフ制御は、インバータ制御回路１１が行う。 (1) Turning on the commercial AC power source 1 When the commercial AC power source 1 is turned on to the discharge lamp lighting device, the rectifier circuit 2 rectifies the AC power supplied from the commercial AC power source 1, and the obtained DC voltage is the boost chopper circuit 3 And is smoothed by the smoothing capacitor 4.
The DC power source smoothed by the smoothing capacitor 4 is converted into a high-frequency voltage when the switching elements 5a and 5b of the inverter circuit 5 are alternately turned on and off.
The inverter control circuit 11 performs on / off control of the switching elements 5a and 5b.

（２）フィラメント予熱モード
商用交流電源１の投入後、放電灯８を点灯させる前に、インバータ制御回路１１は、放電灯８が備えるフィラメント８ａ、８ｂを先行して予熱する予熱モードで動作する状態となる。
ここでいう予熱とは、放電灯８が放電を開始する以前の状態で、フィラメント８ａ、８ｂの温度を、放電開始に適した温度まで上昇させておくことをいう。
インバータ制御回路１１は、放電灯８への印加電圧が放電開始電圧以下となるように、十分高いインバータ駆動周波数でインバータ回路５を動作させ、バラストコイル７、フィラメント８ａ、共振コンデンサ９、フィラメント８ｂの順でフィラメントに電流を流し、フィラメントを予熱する。 (2) Filament preheating mode After turning on the commercial AC power supply 1 and before turning on the discharge lamp 8, the inverter control circuit 11 operates in a preheating mode in which the filaments 8a and 8b included in the discharge lamp 8 are preheated in advance. It becomes.
The preheating here means that the temperature of the filaments 8a and 8b is raised to a temperature suitable for the start of discharge in a state before the discharge lamp 8 starts discharge.
The inverter control circuit 11 operates the inverter circuit 5 at a sufficiently high inverter driving frequency so that the voltage applied to the discharge lamp 8 is equal to or lower than the discharge start voltage, and the ballast coil 7, the filament 8a, the resonant capacitor 9, and the filament 8b. In order, current is passed through the filament to preheat the filament.

（３）始動モード〜点灯モード
予熱モードを開始してから十分な時間が経過する等により、フィラメント８ａ、８ｂの予熱が完了すると、インバータ制御回路１１は、放電灯８を点灯させるためにインバータ回路５を始動モードで制御する。
始動モードとは、インバータ回路５の駆動周波数を、バラストコイル７と共振コンデンサ９からなるＬＣ共振回路の共振周波数に近づけるモードである。
インバータ回路５の駆動周波数が上述のＬＣ共振回路の共振周波数に近づくと、放電灯８に高電圧が印加されるため、放電灯８は放電を開始して放電灯８が点灯し、点灯モードとなる。 (3) Start mode to lighting mode When sufficient time has elapsed since the start of the preheating mode, for example, when the preheating of the filaments 8a and 8b is completed, the inverter control circuit 11 causes the inverter circuit to turn on the discharge lamp 8. 5 is controlled in the start mode.
The start mode is a mode in which the drive frequency of the inverter circuit 5 is brought close to the resonance frequency of the LC resonance circuit composed of the ballast coil 7 and the resonance capacitor 9.
When the drive frequency of the inverter circuit 5 approaches the resonance frequency of the LC resonance circuit described above, a high voltage is applied to the discharge lamp 8, so that the discharge lamp 8 starts discharging and the discharge lamp 8 is lit, Become.

図２は、点灯モードにおける各調光率のランプ電圧波形を示すものである。
図２（ａ）は、調光率（定格点灯時の照度を１００％とした場合の照度比）１００％付近のほぼ全光時の電圧波形である。
調光率１００％付近では、放電灯８の放電は安定しているため、ジャンプ現象等の心配はあまりなく、したがって第１周波数によるパルス電圧は印加しない。 FIG. 2 shows the lamp voltage waveform of each dimming rate in the lighting mode.
FIG. 2A shows a voltage waveform at almost all light in the vicinity of 100% of the dimming rate (illuminance ratio when the illuminance at the rated lighting is 100%).
In the vicinity of the dimming rate of 100%, the discharge of the discharge lamp 8 is stable, so there is not much concern about a jump phenomenon, and therefore a pulse voltage with the first frequency is not applied.

図２（ｂ）は、調光率が中域付近の電圧波形である。
図２（ａ）の状態の下で、調光コントローラ１２より、放電灯の電力を絞って光束を下げるべき旨の調光信号が出力されると、インバータ制御回路１１は、インバータ回路５の駆動周波数を、先に説明した第１周波数と第２周波数で交互に切り替える。
第１周波数により放電灯８へ周期的にパルス状電圧を印加し、もって低温時のジャンプ現象、立ち消えを抑制する。 FIG. 2B shows a voltage waveform in which the dimming rate is near the middle range.
In the state of FIG. 2A, when the dimming controller 12 outputs a dimming signal indicating that the power of the discharge lamp should be reduced to reduce the luminous flux, the inverter control circuit 11 drives the inverter circuit 5. The frequency is switched alternately between the first frequency and the second frequency described above.
A pulse voltage is periodically applied to the discharge lamp 8 at the first frequency, thereby suppressing the jump phenomenon and extinction at a low temperature.

なお、インバータ制御回路１１は、図２（ｂ）の状態の下では、第１周波数とそのパルス電圧印加期間Ｔ１を固定とし、第２周波数のみを可変としてランプへの投入電力を調節して調光を行う。
すなわち、第１周波数は共振周波数付近として設定することで放電灯８にパルス電圧を印加し、第２周波数を高くすることによってバラストコイル７のインピーダンスを増加させて放電灯８への投入電力を絞る。 Note that, under the state of FIG. 2B, the inverter control circuit 11 adjusts the input power to the lamp by fixing the first frequency and its pulse voltage application period T1, and changing only the second frequency. Do light.
That is, a pulse voltage is applied to the discharge lamp 8 by setting the first frequency near the resonance frequency, and the impedance of the ballast coil 7 is increased by increasing the second frequency to reduce the input power to the discharge lamp 8. .

図２（ｃ）は、調光率が下限値付近の電圧波形である。
インバータ制御回路１１は、調光率が下限値付近においては、第１周波数とパルス電圧印加期間Ｔ１、および第２周波数を固定とし、第２周波数の発振期間Ｔ２の可変調整のみでランプ電力を調節して調光を行う。
すなわち、パルス電圧印加時は放電灯８への投入エネルギーが増加するが、放電灯８への投入エネルギーが小さい第２周波数の発振期間Ｔ２を長くすることにより、放電灯８への平均投入電力を小さくできる。
これにより、第２周波数を高くすることなく調光が可能となる。 FIG. 2C shows a voltage waveform in which the dimming rate is near the lower limit.
The inverter control circuit 11 fixes the first frequency, the pulse voltage application period T1, and the second frequency when the dimming rate is near the lower limit, and adjusts the lamp power only by variable adjustment of the oscillation period T2 of the second frequency. To adjust the light.
That is, when the pulse voltage is applied, the input energy to the discharge lamp 8 increases, but the average input power to the discharge lamp 8 is increased by extending the oscillation period T2 of the second frequency where the input energy to the discharge lamp 8 is small. Can be small.
Thereby, dimming is possible without increasing the second frequency.

また、インバータ制御回路１１は、第１周波数によるパルス電圧印加期間Ｔ１を固定とすることにより、確実に放電灯８にパルス電圧を印加できる。 In addition, the inverter control circuit 11 can reliably apply the pulse voltage to the discharge lamp 8 by fixing the pulse voltage application period T1 based on the first frequency.

図２（ｃ）の状態の下では、以上のような電圧波形の制御を行うことにより、第２周波数の上昇を抑え、インバータ回路５のスイッチング損失に伴う回路効率の低下、電磁妨害ノイズの増加を抑制することができる。
また、第１周波数による放電灯８へのパルス状電圧印加期間Ｔ１は固定とし、第２周波数印加期間Ｔ２のみ可変としているため、確実に放電灯８パルス状電圧が印加でき、周囲温度が低下した場合でも、調光時のちらつき、立ち消え、ジャンプ現象を抑制でき、安定した調光点灯を達成することができる。 Under the state of FIG. 2C, by controlling the voltage waveform as described above, the increase in the second frequency is suppressed, the circuit efficiency is reduced due to the switching loss of the inverter circuit 5, and the electromagnetic interference noise is increased. Can be suppressed.
Further, since the pulse voltage application period T1 to the discharge lamp 8 at the first frequency is fixed and only the second frequency application period T2 is variable, the discharge lamp 8 pulse voltage can be reliably applied and the ambient temperature is lowered. Even in this case, it is possible to suppress flickering, extinction, and jump phenomenon during dimming, and to achieve stable dimming lighting.

図３は、調光率、第２周波数、第２周波数の発振期間Ｔ２の関係を示すものである。
調光率が下限値付近の低域では、第２周波数ｆ２を固定し、第２周波数の発振期間Ｔ２を長くすることで、調光率を下げるような制御がなされていることが分かる。
また、調光率が中域の区間では、第２周波数の発振期間Ｔ２を固定し、第２周波数ｆ２を上げることで、光束を絞って調光率を調節していることが分かる。
もちろん、第２周波数と、第２周波数の発振期間Ｔ２を同時に可変する期間があってもよいことはいうまでもない。 FIG. 3 shows the relationship between the dimming rate, the second frequency, and the oscillation period T2 of the second frequency.
It can be seen that in the low range where the dimming rate is near the lower limit, the second frequency f2 is fixed and the oscillation period T2 of the second frequency is lengthened to control the dimming rate to be lowered.
Further, it can be seen that in the section where the dimming rate is in the middle range, the second frequency oscillating period T2 is fixed and the second frequency f2 is increased to narrow the luminous flux and adjust the dimming rate.
Needless to say, there may be a period in which the second frequency and the oscillation period T2 of the second frequency are simultaneously varied.

以上のように、本実施の形態１に係る放電灯点灯装置では、インバータ制御回路１１は、調光率が中域程度付近では、第１周波数を固定し第２周波数のみを可変として放電灯８への投入電力を調節して調光を行い、調光率が下限付近においては、第１周波数および第２周波数を固定として、第２周波数の発振期間Ｔ２の可変調整みでランプ電力を調節して調光を行うことにより、第２周波数の上昇を抑えることができる。 As described above, in the discharge lamp lighting device according to Embodiment 1, the inverter control circuit 11 fixes the first frequency and makes only the second frequency variable when the dimming rate is around the middle range. Dimming is performed by adjusting the input power to the lamp. When the dimming rate is near the lower limit, the first frequency and the second frequency are fixed, and the lamp power is adjusted by adjusting the oscillation period T2 of the second frequency. Therefore, the second frequency can be prevented from rising.

したがって、本実施の形態１に係る放電灯点灯装置は、簡単な回路構成でインバータ回路５のスイッチング損失に伴う回路効率の低下、電磁妨害ノイズの増加を抑制でき、周囲温度が低下した場合でも、調光時のちらつき、立ち消え、ジャンプ現象を抑制でき、安定した調光点灯を達成するものである。 Therefore, the discharge lamp lighting device according to the first embodiment can suppress a decrease in circuit efficiency and an increase in electromagnetic interference noise due to the switching loss of the inverter circuit 5 with a simple circuit configuration, and even when the ambient temperature decreases, It is possible to suppress flickering, extinction and jump phenomenon during dimming, and achieve stable dimming lighting.

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の構成図である。
本実施の形態２に係る放電灯点灯装置の構成と、実施の形態１の図１で説明した構成との相違点は、ローサイドのスイッチング素子５ｂと直列に検出抵抗１５が接続される点である。
検出抵抗１５は、インバータ回路５の電流を検出し、等価的に放電灯８に投入された電力を検出できる。検出された信号は、フィルタ回路１６を介して平滑化され、インバータ制御回路１１に入力される。
インバータ制御回路１１は、検出された検出信号値に基づき求めた放電灯８への供給電力と、目標ランプ電力値とを比較し、放電灯８への供給電力を目標ランプ電力値に近づけるようにインバータ回路５を制御するフィードバック制御手段（図示せず）を具備している。
なお、ここでいう目標ランプ電力値は、調光率との対応関係により定まる、放電灯８へ供給すべき電力値のことである。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 of the present invention.
The difference between the configuration of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment and the configuration described in FIG. 1 of the first embodiment is that the detection resistor 15 is connected in series with the low-side switching element 5b. .
The detection resistor 15 detects the current of the inverter circuit 5 and can detect the electric power that is equivalently supplied to the discharge lamp 8. The detected signal is smoothed through the filter circuit 16 and input to the inverter control circuit 11.
The inverter control circuit 11 compares the power supplied to the discharge lamp 8 obtained based on the detected signal value detected with the target lamp power value so that the power supplied to the discharge lamp 8 approaches the target lamp power value. Feedback control means (not shown) for controlling the inverter circuit 5 is provided.
The target lamp power value here is a power value to be supplied to the discharge lamp 8 determined by the correspondence relationship with the dimming rate.

フィードバック制御手段は、インバータ制御回路１１の一部として、インバータ制御回路１１と同様の回路デバイス等により構成される。 The feedback control means is constituted by a circuit device or the like similar to the inverter control circuit 11 as a part of the inverter control circuit 11.

以上、本実施の形態２に係る放電灯点灯装置の構成について説明した。
次に、本実施の形態２に係る放電灯点灯装置の動作制御の基本的な考え方を示す。 Heretofore, the configuration of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 2 has been described.
Next, a basic concept of operation control of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment will be described.

本実施の形態２に係る放電灯点灯装置において、インバータ制御回路１１は、実施の形態１と同様に、放電灯８にパルス電圧を印加する第１周波数と、放電灯８へ投入する電力を調節するための第２周波数とを交互に切り換える。
さらに、フィードバック制御手段は、検出抵抗１５を介して放電灯８への投入電力を検出ないし算出し、調光信号により決定される目標ランプ電力値と、実際に放電灯８へ投入されている電力とを比較演算し、両者が一致するように第２周波数または第２周波数の発振期間Ｔ２の少なくとも一方を可変調整する。
これにより、放電灯の特性ばらつき、周囲温度の変動に対応して、略一定の電力を放電灯８に投入することを図る。 In the discharge lamp lighting device according to the second embodiment, the inverter control circuit 11 adjusts the first frequency for applying the pulse voltage to the discharge lamp 8 and the electric power to be supplied to the discharge lamp 8, as in the first embodiment. The second frequency for switching is alternately switched.
Further, the feedback control means detects or calculates the input power to the discharge lamp 8 via the detection resistor 15, the target lamp power value determined by the dimming signal, and the power actually input to the discharge lamp 8. And at least one of the second frequency or the oscillation period T2 of the second frequency is variably adjusted so that they match.
As a result, a substantially constant power is supplied to the discharge lamp 8 in response to variations in the characteristics of the discharge lamp and changes in the ambient temperature.

以上、本実施の形態２に係る放電灯点灯装置の動作制御の基本的な考え方を示した。
次に、本実施の形態２に係る放電灯点灯装置の具体的な動作手順を説明する。 The basic concept of the operation control of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment has been described above.
Next, a specific operation procedure of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment will be described.

（１）商用交流電源１を投入〜（３）始動モード〜点灯モード
商用交流電源１を投入してから、放電灯８が点灯を開始する点灯モードに至るまでは、実施の形態１で説明した動作と同様であるため、説明を省略する。 (1) Turning on the commercial AC power source 1 to (3) Starting mode to lighting mode From turning on the commercial AC power source 1 to the lighting mode in which the discharge lamp 8 starts to be lit, as described in the first embodiment. Since it is the same as operation | movement, description is abbreviate | omitted.

（４）投入電力の制御
放電灯８が点灯すると、検出抵抗１５はインバータ回路５に流れる電流を検出し、その検出信号がフィルタ回路１６により平滑化されてインバータ制御回路１１に入力される。
フィードバック制御手段は、入力された電流検出信号に基づき放電灯８への投入電力を算出し、算出結果と目標ランプ電力値とを比較し、両者が一致するようにインバータ回路５を制御する。 (4) Control of input power When the discharge lamp 8 is lit, the detection resistor 15 detects the current flowing through the inverter circuit 5, and the detection signal is smoothed by the filter circuit 16 and input to the inverter control circuit 11.
The feedback control means calculates the input power to the discharge lamp 8 based on the input current detection signal, compares the calculation result with the target lamp power value, and controls the inverter circuit 5 so that they match.

上記ステップ（４）における放電灯８への投入電力の制御について、以下に詳述する。 The control of the input power to the discharge lamp 8 in step (4) will be described in detail below.

（４．１）調光率が中域付近の場合
フィードバック制御手段は、調光率が中域程度付近では、第１周波数は固定として第２周波数のみをインバータ制御回路１１により制御して、検出抵抗１５の検出値に基づき求めた放電灯８への投入電力と、目標ランプ電力値とが一致するように、放電灯８への投入電力を調節して調光を行う。 (4.1) When the dimming rate is in the middle range The feedback control means detects the dimming rate by controlling the second frequency only by the inverter control circuit 11 with the first frequency being fixed when the dimming rate is in the middle range. Dimming is performed by adjusting the input power to the discharge lamp 8 so that the input power to the discharge lamp 8 obtained based on the detection value of the resistor 15 matches the target lamp power value.

（４．２）調光率が下限値付近の場合
フィードバック制御手段は、調光率が下限値付近では、第１周波数および第２周波数を固定として、第２周波数の発振期間Ｔ２のみをインバータ制御回路１１により制御して、検出抵抗１５の検出値に基づき求めた放電灯８への投入電力と、目標ランプ電力値とが一致するように、放電灯８への投入電力を調節して調光を行う。 (4.2) When the dimming rate is near the lower limit value When the dimming rate is near the lower limit value, the feedback control means controls the inverter only for the oscillation period T2 of the second frequency with the first frequency and the second frequency fixed. Dimming by adjusting the input power to the discharge lamp 8 so that the input power to the discharge lamp 8 calculated based on the detection value of the detection resistor 15 matches the target lamp power value, controlled by the circuit 11. I do.

以上のような電圧波形の制御を行うことにより、調光率が下限値付近においては、第２周波数の印加期間Ｔ２のみで放電灯８への投入電力を調整するため、第２周波数の上昇を抑えることができる。
もちろん、第２周波数と、第２周波数の発振期間Ｔ２を同時に可変する期間があってもよいことはいうまでもない。 By controlling the voltage waveform as described above, when the dimming rate is in the vicinity of the lower limit value, the input power to the discharge lamp 8 is adjusted only in the application period T2 of the second frequency. Can be suppressed.
Needless to say, there may be a period in which the second frequency and the oscillation period T2 of the second frequency are simultaneously varied.

本実施の形態２においては、インバータ回路５の電流を検出し、これをもって等価的に放電灯８に投入された電力を検出することとしたが、放電灯８への投入電力を検出する手段はこれに限られるものではなく、放電灯８に流れる電流を直接検出する手段（図示せず）を設け、これを用いて放電灯８への投入電力を得るように構成してもよい。 In the second embodiment, the current of the inverter circuit 5 is detected, and the electric power input to the discharge lamp 8 is detected with this, but the means for detecting the input power to the discharge lamp 8 is as follows. However, the present invention is not limited to this, and a means (not shown) for directly detecting the current flowing through the discharge lamp 8 may be provided and used to obtain the input power to the discharge lamp 8.

以上のように、本実施の形態２に係る放電灯点灯装置では、実施の形態１と同様に、インバータ制御回路１１は、放電灯８にパルス電圧を印加する第１周波数と、放電灯８に投入する電力を調節する第２周波数とを交互に切り換える。
また、フィードバック制御手段は、検出抵抗１５を介して放電灯８への投入電力を検出し、調光信号により決定される目標ランプ電力値と、実際に放電灯８へ投入されている電力とを比較演算し、両者が一致するように第２周波数または第２周波数の印加期間Ｔ２を可変として、放電灯８への投入電力を調節する。
これにより、放電灯８の特性ばらつき、周囲温度の変化に対応して、略一定の電力を放電灯８へ投入することができる。 As described above, in the discharge lamp lighting device according to the second embodiment, as in the first embodiment, the inverter control circuit 11 includes the first frequency for applying the pulse voltage to the discharge lamp 8 and the discharge lamp 8. The second frequency for adjusting the power to be input is alternately switched.
Further, the feedback control means detects the input power to the discharge lamp 8 via the detection resistor 15, and calculates the target lamp power value determined by the dimming signal and the power actually input to the discharge lamp 8. The comparison calculation is performed, and the input power to the discharge lamp 8 is adjusted by changing the second frequency or the application period T2 of the second frequency so that the two coincide.
Thereby, substantially constant power can be supplied to the discharge lamp 8 in response to variations in characteristics of the discharge lamp 8 and changes in ambient temperature.

また、フィードバック制御手段は、調光率が下限値付近においては、第１周波数および第２周波数を固定として、第２周波数の発振期間Ｔ２のみをインバータ制御回路１１で制御して放電灯８への投入電力を調節し調光を行う。
これにより、インバータ回路５の駆動周波数の上昇を抑え、スイッチング損失の増加に伴う回路効率の低下、電磁妨害ノイズの増加を抑制でき、安定した調光点灯を達成するものである。 Further, the feedback control means fixes the first frequency and the second frequency when the dimming rate is near the lower limit value, and controls only the oscillation period T2 of the second frequency by the inverter control circuit 11 to the discharge lamp 8. Dimming by adjusting the input power.
As a result, an increase in the drive frequency of the inverter circuit 5 can be suppressed, a decrease in circuit efficiency accompanying an increase in switching loss and an increase in electromagnetic interference noise can be suppressed, and stable dimming lighting can be achieved.

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置では、実施の形態２で説明したフィルタ回路１６の回路定数を小さくして、部品小型化と、フィードバック制御の応答性を上げることを可能とする制御動作について説明する。
なお、本実施の形態３に係る放電灯点灯装置の構成は、実施の形態２の図４で説明したものと同様であるため、説明を省略する。 Embodiment 3 FIG.
In the discharge lamp lighting device according to the third embodiment of the present invention, the circuit constant of the filter circuit 16 described in the second embodiment can be reduced to reduce the size of the component and increase the feedback control response. The control operation will be described.
Note that the configuration of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 3 is the same as that described in FIG.

図５は、検出抵抗１５の検出信号波形と、ランプ電圧波形との関係を示すものである。
放電灯８への投入電力を検出して次の制御にフィードバックする制御手法を、パルス電圧を印加する放電灯点灯装置に用いた場合、放電灯８の電力は、パルス電圧印加周期に同期して脈動する。
そのため、検出抵抗１５の検出信号も、同様に脈動するので、フィルタ回路１６を用いて検出信号を十分に平滑化して後の演算等に用いるのが通常である。 FIG. 5 shows the relationship between the detection signal waveform of the detection resistor 15 and the lamp voltage waveform.
When the control method of detecting the input power to the discharge lamp 8 and feeding back to the next control is used for the discharge lamp lighting device that applies the pulse voltage, the power of the discharge lamp 8 is synchronized with the pulse voltage application cycle. It pulsates.
For this reason, since the detection signal of the detection resistor 15 also pulsates in the same manner, it is normal to use the filter circuit 16 to sufficiently smooth the detection signal and use it for subsequent calculations.

図５（ｂ）では、フィルタ回路１６の回路定数を大きくして十分に平滑化を行った場合の検出信号波形を示した。
図５（ｃ）では、フィルタ回路１６の回路定数を小さくして、検出信号がパルス電圧印加周期に同期した脈動を行う場合の検出信号波形を示した。 FIG. 5B shows a detection signal waveform when the circuit constant of the filter circuit 16 is increased and smoothed sufficiently.
FIG. 5C shows a detection signal waveform when the circuit constant of the filter circuit 16 is reduced and the detection signal pulsates in synchronization with the pulse voltage application period.

パルス電圧印加周期は、一般的に放電灯８のちらつきとして感じられない程度の周波数となるような周期で印加するが、それでもインバータ回路５の駆動周波数と比較すると、十分低い周波数であるといえる。
そのため、図５（ｂ）に示したように、検出抵抗１５による検出信号の脈動を除去する程度にフィルタ回路１６を設計すると、フィルタ回路１６の回路定数が大きくなり、部品が大型化する課題がある。
また、フィルタ回路１６の回路定数が大きくなるため、フィードバック制御の応答が遅くなり、急峻な負荷変動に追従できない可能性がある。 The pulse voltage application cycle is generally applied at a cycle that does not appear as flickering of the discharge lamp 8, but it can still be said to be sufficiently low compared to the drive frequency of the inverter circuit 5.
For this reason, as shown in FIG. 5B, when the filter circuit 16 is designed to such an extent that the pulsation of the detection signal by the detection resistor 15 is removed, the circuit constant of the filter circuit 16 becomes large, and there is a problem that the parts are enlarged. is there.
Further, since the circuit constant of the filter circuit 16 becomes large, the response of the feedback control becomes slow, and it may not be possible to follow a steep load fluctuation.

そこで、本実施の形態３では、フィルタ回路１６の回路定数を小さくして図５（ｃ）に示したような検出信号を脈動を許容しつつ、放電灯８への投入電力を正確に検出することのできる手法を説明する。 Therefore, in the third embodiment, the circuit constant of the filter circuit 16 is reduced and the input power to the discharge lamp 8 is accurately detected while allowing the detection signal as shown in FIG. 5C to pulsate. A method that can be used will be described.

本実施の形態３において、フィルタ回路１６は、図５（ｃ）のようなパルス電圧印加周期に同期した脈動が検出信号に生じる程度の小型の回路定数のものを用いる。
また、フィードバック制御手段は、以下の手順で放電灯８への投入電力を算出する。 In the third embodiment, the filter circuit 16 has a small circuit constant such that a pulsation synchronized with the pulse voltage application period is generated in the detection signal as shown in FIG.
Further, the feedback control means calculates the input power to the discharge lamp 8 according to the following procedure.

（１）フィードバック制御手段は、図５（ｃ）に示すパルス電圧印加に同期して脈動する検出信号の、第１周波数の発振期間Ｔ１に対応した期間と、第２周波数の発振期間Ｔ２に対応した期間との、それぞれの期間で少なくとも１回以上、検出抵抗１５より検出電圧を取得する。 (1) The feedback control means corresponds to the period corresponding to the first frequency oscillation period T1 and the second frequency oscillation period T2 of the detection signal pulsating in synchronization with the pulse voltage application shown in FIG. The detection voltage is acquired from the detection resistor 15 at least once in each period.

（２）フィードバック制御手段は、各期間の平均検出電圧を求め、パルス電圧を印加する１周期分の放電灯８への投入電力を算出し、フィードバック制御を行う。平均検出電圧は、以下の式で近似することができる。
Ｖ_ave＝（Ｔ１×Ｖ１＋Ｔ２×Ｖ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）
ただし、
Ｖ_ave：平均検出電圧
Ｖ１：期間Ｔ１における検出電圧
Ｖ２：期間Ｔ２における検出電圧 (2) The feedback control means obtains an average detected voltage for each period, calculates the input power to the discharge lamp 8 for one cycle in which the pulse voltage is applied, and performs feedback control. The average detection voltage can be approximated by the following equation.
V _ave = (T1 × V1 + T2 × V2) / (T1 + T2)
However,
V _ave : average detection voltage V1: detection voltage in period T1 V2: detection voltage in period T2

以上のように、本実施の形態３によれば、第１周波数の発振期間Ｔ１と、第２周波数の発振期間Ｔ２の、それぞれの期間で少なくとも１回以上、検出抵抗１５の検出信号を取得して放電灯８への投入電力を算出し、各期間の平均電力を求め、パルス電圧を印加する１周期分の平均投入電力を算出し、フィードバック制御を行う。
これにより、検出抵抗１５の検出信号の脈動を許容することができるので、フィルタ回路１６の小型化と、フィードバック制御の応答の高速化が可能となり、急峻な負荷変動への対応を達成する。 As described above, according to the third embodiment, the detection signal of the detection resistor 15 is acquired at least once in each of the oscillation period T1 of the first frequency and the oscillation period T2 of the second frequency. Thus, the input power to the discharge lamp 8 is calculated, the average power for each period is obtained, the average input power for one cycle in which the pulse voltage is applied is calculated, and feedback control is performed.
As a result, the pulsation of the detection signal of the detection resistor 15 can be allowed, so that the filter circuit 16 can be miniaturized and the response speed of the feedback control can be increased, and a response to a steep load fluctuation can be achieved.

実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の構成図である。
本実施の形態４に係る放電灯点灯装置の構成と、実施の形態１の図１で説明した構成との相違点は、インバータ回路５の出力端子に、バラストコイル７、放電灯８、共振コンデンサ９からなる負荷回路と並列に、直流カットコンデンサ１３、フィラメント予熱トンラス１４が接続され、かつ共振コンデンサ９が放電灯８のフィラメント８ａ、８ｂを介さずに接続されている点にある。
フィラメント予熱トンラス１４を設けることにより、フィラメント予熱を適切に実行でき、放電灯８の短寿命化、早期黒化を抑制することを図る。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 4 of the present invention.
The difference between the configuration of the discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment and the configuration described in FIG. 1 of the first embodiment is that the output terminal of the inverter circuit 5 is connected to the ballast coil 7, the discharge lamp 8, and the resonant capacitor. The DC cut capacitor 13 and the filament preheating tonulus 14 are connected in parallel with the load circuit consisting of 9, and the resonance capacitor 9 is connected without passing through the filaments 8a and 8b of the discharge lamp 8.
By providing the filament preheating tonula 14, the filament preheating can be appropriately performed, and the life shortening and early blackening of the discharge lamp 8 are suppressed.

一般的に放電灯（主に蛍光灯）は、点灯中においてフィラメント温度が低い場合、フィラメントは飛散領域と呼ばれるエミッタ（電子放射物質）が固まった状態で飛散していく領域に入り、これが早期黒化、短寿命化の原因となる。
そのため、常にフィラメントに予熱電流を流し、フィラメント温度を最適温度（一般的に約１０００℃）に保つ必要がある。
また、フィラメント温度が高すぎる場合も、エミッタの消耗、蒸発が早くなり、同様に短寿命化の原因となる。さらには、フィラメント温度が高い場合、フィラメントによる電力損失が大きくなり、効率が低下する。 Generally, discharge lamps (mainly fluorescent lamps), when the filament temperature is low during lighting, the filament enters an area where the emitter (electron emitting material), which is called a scattering area, is scattered and this is an early blackening. Cause shortening and shortening of service life.
Therefore, it is necessary to always supply a preheating current to the filament and keep the filament temperature at an optimum temperature (generally about 1000 ° C.).
In addition, when the filament temperature is too high, the emitter is consumed and evaporated quickly, which similarly causes a shortened life. Furthermore, when the filament temperature is high, the power loss due to the filament increases and the efficiency decreases.

図７は、フィラメント予熱電流波形と、ランプ電圧波形との関係を示すものである。
図７（ａ）はランプ電圧波形、図７（ｂ）は共振コンデンサ９によるフィラメント予熱電流波形、図７（ｃ）は本実施の形態３に係る放電灯点灯装置を用いた場合のフィラメント予熱電流波形を示す。 FIG. 7 shows the relationship between the filament preheating current waveform and the lamp voltage waveform.
7A is a lamp voltage waveform, FIG. 7B is a filament preheating current waveform by the resonant capacitor 9, and FIG. 7C is a filament preheating current when the discharge lamp lighting device according to the third embodiment is used. Waveform is shown.

共振コンデンサ９によるフィラメント予熱では、点灯中はバラストコイル７、フィラメント８ａ、共振コンデンサ９、フィラメント８ｂ、直流カットコンデンサ１０、の経路で電流が流れる。
したがって、インバータ駆動周波数が第１周波数の期間においては、バラストコイル７と共振コンデンサ９の共振作用を利用して放電灯８にパルス電圧を印加するため、共振コンデンサ９に過大な電流が流れる。
これにより、共振コンデンサ９と直列に接続されたフィラメント８ａ、８ｂにも図７（ｂ）の第１周波数に対応する期間に示すように過大な電流が流れ、放電灯８の早期黒化、短寿命化をもたらす。
また、フィラメントによる電力損失が大きくなり、効率の悪化をもたらす。 In filament preheating by the resonance capacitor 9, a current flows through the path of the ballast coil 7, the filament 8 a, the resonance capacitor 9, the filament 8 b, and the DC cut capacitor 10 during lighting.
Therefore, during the period in which the inverter drive frequency is the first frequency, a pulse voltage is applied to the discharge lamp 8 using the resonance action of the ballast coil 7 and the resonance capacitor 9, so that an excessive current flows through the resonance capacitor 9.
As a result, an excessive current flows through the filaments 8a and 8b connected in series with the resonant capacitor 9 as shown in the period corresponding to the first frequency in FIG. Bring life to life.
In addition, the power loss due to the filament is increased, resulting in deterioration of efficiency.

そこで、本実施の形態４では、フィラメント予熱トランス１４を、バラストコイル７、放電灯８、共振コンデンサ９からなる負荷回路と並列に新たに設ける。
これにより、図７（ｃ）に示すように、バラストコイル７と共振コンデンサ９の共振作用の影響を受けることなくフィラメントに予熱電流を供給することができる。
また、共振コンデンサ９はフィラメントを介さず接続されているため、共振コンデンサ９に過大な電流が流れても放電灯８に悪影響を及ぼすことはない。 Therefore, in the fourth embodiment, the filament preheating transformer 14 is newly provided in parallel with a load circuit including the ballast coil 7, the discharge lamp 8, and the resonance capacitor 9.
As a result, as shown in FIG. 7C, the preheating current can be supplied to the filament without being affected by the resonance action of the ballast coil 7 and the resonance capacitor 9.
Further, since the resonance capacitor 9 is connected without a filament, even if an excessive current flows through the resonance capacitor 9, the discharge lamp 8 is not adversely affected.

なお、本実施の形態４では、実施の形態１の図１で説明した構成に加えてフィラメント予熱トランス１４等を新たに構成した例を説明したが、実施の形態２の図４で説明した構成の下で、本実施の形態４と同様の構成を用いてもよい。 In the fourth embodiment, an example in which the filament preheating transformer 14 and the like are newly configured in addition to the configuration described in FIG. 1 of the first embodiment has been described. However, the configuration described in FIG. 4 of the second embodiment. A configuration similar to that of the fourth embodiment may be used.

以上のように、本実施の形態４によれば、放電灯８のフィラメントを予熱する手段として、フィラメント予熱トランス１４を用いることにより、フィラメント予熱を適切に行うことができ、放電灯８の早期黒化、短寿命化を抑制することができる。
また、フィラメントによる電力損失を小さくでき、効率の悪化を抑制できる。 As described above, according to the fourth embodiment, by using the filament preheating transformer 14 as means for preheating the filament of the discharge lamp 8, the filament preheating can be appropriately performed, and the early blackening of the discharge lamp 8 can be performed. And shortening of the service life can be suppressed.
Further, power loss due to the filament can be reduced, and deterioration of efficiency can be suppressed.

実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、調光信号の変化に応じて連続的に調光率を変化して滑らかに光束を変化させる連続調光について説明する。なお、本実施の形態５に係る放電灯点灯装置の構成は、実施の形態１〜４のいずれかで説明したものと同様であるため、説明を省略する。 Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment of the present invention, a description will be given of continuous light control in which the light control rate is continuously changed according to the change of the light control signal to smoothly change the light flux. In addition, since the structure of the discharge lamp lighting device which concerns on this Embodiment 5 is the same as that of what was demonstrated in either of Embodiment 1-4, description is abbreviate | omitted.

図８は、連続調光を行う場合における第２周波数の変化を示す図である。
図８（ａ）に示すように、調光コントローラ１２より、光束を低くすべき旨の調光信号が出力された場合、インバータ制御回路１１は、第２周波数を高めることによってバラストコイル７のインピーダンスを増加させ、放電灯８への投入電力を絞る。 FIG. 8 is a diagram illustrating a change in the second frequency in the case of performing continuous light control.
As shown in FIG. 8A, when a dimming signal indicating that the luminous flux should be lowered is output from the dimming controller 12, the inverter control circuit 11 increases the impedance of the ballast coil 7 by increasing the second frequency. And the input power to the discharge lamp 8 is reduced.

図８（ｂ）は、第２周波数が高くなっていく様子を示している。
時間経過にともない、インバータ制御回路１１は、図８（ｂ）に示すように、インバータ回路５の駆動周波数を第１周波数で動作する期間と第２周波数で動作する期間で交互に繰り返しながら、第２周波数のみ次第に高くするような制御動作を行う。 FIG. 8B shows how the second frequency increases.
As the time elapses, the inverter control circuit 11 repeats the drive frequency of the inverter circuit 5 alternately between the period operating at the first frequency and the period operating at the second frequency, as shown in FIG. A control operation for gradually increasing only two frequencies is performed.

具体的には、インバータ制御回路１１は、第２周波数の印加期間内に周波数を少しずつ増加させることを、第２周波数印加期間に到達する毎に繰り返し、これにより第２周波数のみ上昇させる。
第２周波数印加期間内のどの位相の時点で周波数を増加させるか、即ち図８（ｂ）中の周波数更新ポイントは、各周期毎に一致させておき、パルス状電圧印加周期と同期した、毎回決められた同じ更新ポイントにて周波数の更新を行う。 Specifically, the inverter control circuit 11 repeats increasing the frequency little by little during the application period of the second frequency every time the second frequency application period is reached, thereby increasing only the second frequency.
At which phase time point in the second frequency application period the frequency is increased, that is, the frequency update point in FIG. 8B is made to coincide with each period and synchronized with the pulse voltage application period each time. The frequency is updated at the same determined update point.

上述のように更新ポイントを同期させる理由について、以下に説明する。
第２周波数の更新ポイントがパルス状電圧印加周期と同期しない場合、ユーザにとっては、周波数更新時にランプがちらついているように感じられ、調光率を滑らかに連続的に変化させることが困難となる。
これは、パルス電圧を印加する方式では、パルス電圧を印加することにより、常にランプインピーダンスが変動するため、周波数更新ポイントが毎回異なる場合、更新ポイントで電流が変化する割合が一定とならないためである。 The reason why the update points are synchronized as described above will be described below.
If the update point of the second frequency is not synchronized with the pulse voltage application cycle, the user feels that the lamp flickers when updating the frequency, and it is difficult to change the dimming rate smoothly and continuously. .
This is because in the method of applying a pulse voltage, the lamp impedance always fluctuates by applying the pulse voltage, and therefore the rate at which the current changes at the update point is not constant when the frequency update point is different each time. .

本実施の形態５におけるその他の制御動作は、実施の形態１〜４のいずれかで説明したものと同様であるため、説明を省略する。 Since other control operations in the fifth embodiment are the same as those described in any of the first to fourth embodiments, the description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態５によれば、第２周波数を変化させる更新ポイントをパルス電圧印加周期と同期させ、毎回同じ更新ポイントにて周波数の更新を行うことにより、略一定の割合でランプ電流を変化させることができ、第２周波数が変化する瞬間にちらつきとして目に感じられにくくなり、滑らかな連続調光が可能となる。 As described above, according to the fifth embodiment, the update point for changing the second frequency is synchronized with the pulse voltage application cycle, and the frequency is updated at the same update point every time, so that the rate is substantially constant. The lamp current can be changed and flickering is less likely to be perceived at the moment when the second frequency changes, and smooth continuous light control is possible.

実施の形態６．
実施の形態５では、第２周波数を緩やかに変化させる制御動作について説明した。
本発明の実施の形態６では、第１周波数と第２周波数の切り替えを緩やかに行う制御動作について説明する。なお、本実施の形態６に係る放電灯点灯装置の構成は、実施の形態１〜４のいずれかで説明したものと同様であるため、説明を省略する。 Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, the control operation for gradually changing the second frequency has been described.
In the sixth embodiment of the present invention, a control operation for gently switching between the first frequency and the second frequency will be described. Note that the configuration of the discharge lamp lighting device according to Embodiment 6 is the same as that described in any of Embodiments 1 to 4, and thus description thereof is omitted.

図９は、インバータ制御回路１１がインバータ周波数を第１周波数と第２周波数の間で切換える時のランプ電圧波形を示したものである。
インバータ回路５の駆動周波数を、第１周波数から第２周波数へ、または第２周波数から第１周波数へ急峻に切り換えると、瞬時にランプ電圧が変動するため、切換え直後に放電が不安定になる。このためランプのちらつきや、負荷電流の急激な変化に伴うバラストコイル７の鳴きが発生する。 FIG. 9 shows a lamp voltage waveform when the inverter control circuit 11 switches the inverter frequency between the first frequency and the second frequency.
When the drive frequency of the inverter circuit 5 is sharply switched from the first frequency to the second frequency, or from the second frequency to the first frequency, the lamp voltage changes instantaneously, so that the discharge becomes unstable immediately after the switching. For this reason, the flickering of the lamp and the squealing of the ballast coil 7 due to a sudden change in the load current occur.

そこで本実施の形態６において、インバータ制御回路１１は、インバータ周波数を第１周波数から第２周波数へ切り替える際、周波数をスイープさせ、徐々に切り換える。
これにより、負荷電流の急激な変化を抑え、ランプのちらつき、バラストコイル７の鳴きを抑制できる。第２周波数から第１周波数への切換えの際も、同様に周波数をスイープさせ、徐々にきりかえることにより、同様の効果をもたらす。 Therefore, in the sixth embodiment, when the inverter frequency is switched from the first frequency to the second frequency, the inverter control circuit 11 sweeps and gradually switches the frequency.
Thereby, a rapid change of the load current can be suppressed, and the flickering of the lamp and the squealing of the ballast coil 7 can be suppressed. When switching from the second frequency to the first frequency, the same effect is brought about by sweeping the frequency in the same manner and gradually switching the frequency.

本実施の形態６におけるその他の制御動作は、実施の形態１〜５のいずれかで説明したものと同様であるため、説明を省略する。 Since other control operations in the sixth embodiment are the same as those described in any of the first to fifth embodiments, the description thereof is omitted.

実施の形態７．
図１０は、本発明の実施の形態７に係る放電灯点灯装置の構成図である。
本実施の形態７に係る放電灯点灯装置は、インバータ制御回路１１をマイクロコンピュータ１７で構成したものである。その他の構成は、実施の形態１〜６いずれかで説明したものと同様であるため、説明を省略する。
なお、図１０では、実施の形態２の図４で説明したものを本実施の形態７における構成例として示した。この場合、フィードバック制御手段に相当する機能も、マイクロコンピュータ１７に含まれる。 Embodiment 7 FIG.
FIG. 10 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 7 of the present invention.
In the discharge lamp lighting device according to the seventh embodiment, the inverter control circuit 11 is configured by a microcomputer 17. Other configurations are the same as those described in any of the first to sixth embodiments, and thus the description thereof is omitted.
In FIG. 10, the configuration described in FIG. 4 of the second embodiment is shown as a configuration example in the seventh embodiment. In this case, the microcomputer 17 also includes a function corresponding to feedback control means.

本実施の形態７に係る放電灯点灯装置では、インバータ回路５の動作制御をマイクロコンピュータ１７上で実行されるソフトウェアにより行うため、従来のハードウェアによる制御回路と比較して部品点数の削減が可能で、回路構成の簡素化とコストダウンを図ることができる。 In the discharge lamp lighting device according to the seventh embodiment, since the operation control of the inverter circuit 5 is performed by software executed on the microcomputer 17, the number of parts can be reduced as compared with a conventional hardware control circuit. Thus, the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced.

図１１は、マイクロコンピュータ１７内部の制御の流れを示すものである。以下、同図に示す制御の流れについて説明する。
まず外部の調光コントローラ１２より入力される調光信号から、放電灯８へ投入する電力を決定する。
次に、検出抵抗１５より検出した放電灯への投入電力をＡ／Ｄ変換器を介して取り込み、目標ランプ電力と比較する。
目標ランプ電力と放電灯８への投入電力の比較演算により得られた誤差から、放電灯８への投入電力を調節する第２周波数を決定する。
そして第１周波数と第２周波数が作成されて、マイクロコンピュータ１７内部のタイマー／カウンターによりタイミングが計られ、第１周波数と第２周波数が決められたタイミングで交互に切り替わる。
ここで、ハイサイドのスイッチング素子５ａとローサイドのスイッチング素子５ｂが同時にオンすることによる短絡を防止するため、デッドタイムを作成した後、インバータ駆動信号が外部に出力される。
インバータ駆動信号は外部のドライバ６に入力され、スイッチ素子５ａ、５ｂを駆動するための最適な信号に変換される。 FIG. 11 shows the flow of control inside the microcomputer 17. The flow of control shown in FIG.
First, the electric power supplied to the discharge lamp 8 is determined from the dimming signal input from the external dimming controller 12.
Next, the input power to the discharge lamp detected by the detection resistor 15 is taken in via the A / D converter and compared with the target lamp power.
A second frequency for adjusting the input power to the discharge lamp 8 is determined from the error obtained by the comparison calculation of the target lamp power and the input power to the discharge lamp 8.
Then, the first frequency and the second frequency are created, the timing is measured by the timer / counter inside the microcomputer 17, and the first frequency and the second frequency are alternately switched at the determined timing.
Here, in order to prevent a short circuit caused by the high-side switching element 5a and the low-side switching element 5b being simultaneously turned on, an inverter drive signal is output to the outside after creating a dead time.
The inverter drive signal is input to the external driver 6 and converted into an optimum signal for driving the switch elements 5a and 5b.

以上のように、インバータ回路５の制御をマイクロコンピュータ１７でソフトウェア制御することにより、従来のハードウェアによる制御回路と比較して部品点数の削減による回路構成の簡素化が可能で、コストダウンを図ることができる。 As described above, by controlling the control of the inverter circuit 5 by the microcomputer 17, the circuit configuration can be simplified by reducing the number of parts as compared with the conventional hardware control circuit, and the cost can be reduced. be able to.

実施の形態８．
図１２は、本発明の実施の形態８に係る照明装置の側断面図である。
照明装置本体１８の内部には、実施の形態１〜７のいずれかで説明した放電灯点灯装置２０が収納され、放電灯１９は照明装置本体１８の外部のランプソケット２１に装着され、配線２２により放電灯点灯装置２０に接続され、照明装置を形成する。 Embodiment 8 FIG.
FIG. 12 is a side sectional view of an illumination apparatus according to Embodiment 8 of the present invention.
The lighting device body 18 accommodates the discharge lamp lighting device 20 described in any of the first to seventh embodiments, and the discharge lamp 19 is mounted on a lamp socket 21 outside the lighting device body 18 to provide wiring 22. Is connected to the discharge lamp lighting device 20 to form a lighting device.

本実施の形態８に係る照明装置によれば、インバータ回路５のスイッチング損失に伴う回路効率の低下、電磁妨害ノイズの増加を抑制でき、周囲温度が低下した場合でも、調光時のちらつき、立ち消え、ジャンプ現象を抑制でき、安定した調光点灯を達成する。 According to the lighting device according to the eighth embodiment, it is possible to suppress a decrease in circuit efficiency and an increase in electromagnetic interference noise due to the switching loss of the inverter circuit 5, and even when the ambient temperature is lowered, the flickering and disappearing at the time of dimming The jump phenomenon can be suppressed and stable dimming lighting can be achieved.

実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to Embodiment 1. FIG. 点灯モードにおける各調光率のランプ電圧波形を示すものである。The lamp voltage waveform of each light control rate in lighting mode is shown. 調光率、第２周波数、第２周波数の発振期間Ｔ２の関係を示すものである。The relationship between the light control rate, the second frequency, and the oscillation period T2 of the second frequency is shown. 実施の形態２に係る放電灯点灯装置の構成図である。It is a block diagram of the discharge lamp lighting device which concerns on Embodiment 2. FIG. 検出抵抗１５の検出信号波形とランプ電圧波形の関係を示すものである。The relationship between the detection signal waveform of the detection resistor 15 and the lamp voltage waveform is shown. 実施の形態４に係る放電灯点灯装置の構成図である。It is a block diagram of the discharge lamp lighting device which concerns on Embodiment 4. FIG. フィラメント予熱電流波形と、ランプ電圧波形との関係を示すものである。The relationship between a filament preheating current waveform and a lamp voltage waveform is shown. 連続調光を行う場合における第２周波数の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the 2nd frequency in the case of performing continuous light control. インバータ制御回路１１がインバータ周波数を第１周波数と第２周波数の間で切換える時のランプ電圧波形を示したものである。The lamp voltage waveform when the inverter control circuit 11 switches the inverter frequency between the first frequency and the second frequency is shown. 実施の形態７に係る放電灯点灯装置の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a seventh embodiment. マイクロコンピュータ１７内部の制御の流れを示すものである。The flow of control inside the microcomputer 17 is shown. 実施の形態８に係る照明装置の側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of a lighting apparatus according to Embodiment 8.

Explanation of symbols

１商用交流電源、２整流回路、３昇圧チョッパ回路、４平滑コンデンサ、５インバータ回路、６ドライバ、７バラストコイル、８放電灯、８ａ〜８ｂフィラメント、９共振コンデンサ、１０直流カットコンデンサ、１１インバータ制御回路、１２調光コントローラ、１３直流カットコンデンサ、１４フィラメント予熱トンラス、１５検出抵抗、１６フィルタ回路、１７マイクロコンピュータ、１８照明装置本体、１９放電灯、２０放電灯点灯装置、２１ランプソケット、２２配線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial AC power supply, 2 Rectifier circuit, 3 Boost chopper circuit, 4 Smoothing capacitor, 5 Inverter circuit, 6 Driver, 7 Ballast coil, 8 Discharge lamp, 8a-8b Filament, 9 Resonance capacitor, 10 DC cut capacitor, 11 Inverter control Circuit, 12 Dimming controller, 13 DC cut capacitor, 14 Filament preheating tonlas, 15 Detection resistor, 16 Filter circuit, 17 Microcomputer, 18 Illuminating device body, 19 Discharge lamp, 20 Discharge lamp lighting device, 21 Lamp socket, 22 Wiring .

Claims

A device for lighting a discharge lamp,
A DC power supply circuit for converting AC power into DC,
An inverter that converts the output of the DC power supply circuit into AC and supplies AC power;
A resonant circuit connected to the output end of the inverter;
A control unit for controlling the operation of the inverter to adjust the dimming rate of the discharge lamp;
Current detection means for detecting an input current flowing through the inverter or a current flowing through the discharge lamp;
With
The controller is
The drive frequency of the inverter is
A first frequency that substantially matches the resonant frequency of the resonant circuit;
A second frequency for adjusting the power supplied by the inverter;
Switch with
Obtaining the detection result of the current detection means at least once in each of the period in which the inverter is driven at the first frequency and the period in which the inverter is driven at the second frequency;
When the detection result is an input current flowing through the inverter, based on the input current and the input voltage to the inverter, an average power of the discharge lamp in each period is obtained equivalently,
When the detection result is a current flowing through the discharge lamp, an average power value of the discharge lamp in each period is obtained based on the current ,
At least one of the second frequency or the period during which the inverter is driven at the second frequency is varied so that the average power value approaches the target power value of the discharge lamp.

A device for lighting a discharge lamp,
A DC power supply circuit for converting AC power into DC,
An inverter that converts the output of the DC power supply circuit into AC and supplies AC power;
A resonant circuit connected to the output end of the inverter;
A control unit for controlling the operation of the inverter to adjust the dimming rate of the discharge lamp;
With
The controller is
The drive frequency of the inverter is
A first frequency that substantially matches the resonant frequency of the resonant circuit;
A second frequency for adjusting the power supplied by the inverter;
Switch alternately with
When adjusting the dimming rate,
In a period during which the inverter is driven at the second frequency,
By repeating the varying the second frequency at the same time point in each period, a discharge lamp lighting apparatus characterized by continuously changing the dimming ratio.

The controller is
The drive frequency of the inverter is
A first frequency that substantially matches the resonant frequency of the resonant circuit;
A second frequency for adjusting the power supplied by the inverter;
When switching with
The discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2, wherein the drive frequency of the inverter is continuously changed.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit is configured by a one-chip microcomputer.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 4,
A discharge lamp to be lit by the discharge lamp lighting device;
An illumination device comprising: