JPH05506740A - Circuits and methods for driving and controlling gas discharge lamps - Google Patents
Circuits and methods for driving and controlling gas discharge lampsInfo
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Classifications
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- Y02B20/208—
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- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 ガス放電ランプの駆動及び制御のための回路と方法発明の背景 最近、同じ量の光を生成するのに白熱ランプよりもエネルギ消費が少なくて済む 蛍光ランプが人気を博している。多くの現代的な事務所では、白熱ランプは、蛍 光ランプに完全に取って代わられている。ただし、他の応用分野では白熱ランプ がエネルギ効率の良い蛍光ランプに同じ程度に置き換えられているわけではない 。[Detailed description of the invention] BACKGROUND OF THE INVENTION Circuits and Methods for Driving and Controlling Gas Discharge Lamps Nowadays, they consume less energy than incandescent lamps to produce the same amount of light. Fluorescent lamps are gaining popularity. In many modern offices, incandescent lamps are It has been completely replaced by light lamps. However, in other applications, incandescent lamps are not being replaced to the same extent by energy-efficient fluorescent lamps. .
電気照明の出現以来、活動の変化に応じて1つのランプ又はランプ群の光のレベ ルを変更できることが望まれている。白熱ランプのための減光回路は良く知られ ているが、蛍光ランプのための減光回路は構成が難しい。効率的な蛍光ランプの 減光装置を構成しようとする従来の試みは、完全には成功していない。特に、蛍 光ランプのスタートを実現し、かつ最善のランプ寿命を維持する点において困難 があったのである。Since the advent of electric lighting, the light level of one lamp or group of lamps can be adjusted according to changes in activity. It is desirable to be able to change the file. Dimming circuits for incandescent lamps are well known. However, dimmer circuits for fluorescent lamps are difficult to construct. efficient fluorescent lamps Previous attempts to construct dimmer devices have not been completely successful. In particular, fireflies Difficulties in achieving a light lamp start and maintaining the best lamp life There was.
蛍光ランプの減光回路は、最も高い機能を実現するためには白熱ランプに比べた 場合の蛍光ランプのいくつかの固有の欠点を補うべきである。第1に、蛍光ラン プは最高輝度で「スタート」されねばならない。一般に、減光した状態では「ス タート」しないのである。いずれにせよ、減光スタートはランプ寿命を短くする 。第2に、蛍光ランプは連続励起の結果としてグロー放電するのである。励起レ ベルは当初のスタート後に低減することができるけれども、このレベルの低い励 起中に瞬時でも励起の中断があると、ランプは消灯し、より大きな励起で再スタ ートさせなければならなくなる。第3に、蛍光ランプは、スタートさせるのに外 部の安定回路を必要とするので、この安定回路の消費電力を最小限にし、ランプ 寿命を短くしないようにランプをスタートさせることが重要になってくる。The dimmer circuit for fluorescent lamps must be compared to incandescent lamps in order to achieve the highest functionality. In case some inherent shortcomings of fluorescent lamps should be compensated. First, fluorescent lamp The screen must be "started" at full brightness. In general, under dimmed conditions, It doesn't start. In any case, a dim start will shorten the lamp life. . Second, fluorescent lamps produce a glow discharge as a result of continuous excitation. Excitation Although the bell can be reduced after the initial start, this level of low encouragement If there is even a momentary interruption in excitation during startup, the lamp will go out and restart with a higher excitation. You will have to start the process. Third, fluorescent lamps must be started outside the home. Since it requires a ballast circuit, the power consumption of this ballast circuit should be minimized and the lamp It is important to start the lamp so as not to shorten its life.
最後に、蛍光ランプの励起は潜在的に危険な電荷の蓄積を必要とするので、ラン プの制御回路を励起回路から絶縁することが重要になってくる。Finally, excitation of fluorescent lamps requires the accumulation of a potentially dangerous charge, so It becomes important to isolate the control circuit of the pump from the excitation circuit.
さらに、理想的な蛍光ランプ減光回路は、電気ショックに対するセーフガードを 備えるべきである。特に、インバータの出力端子はグラウンドに対して又は接地 されたインバータのケースに対して抵抗的あるいは容量的に接続される。インバ ータの出力電圧、周波数、抵抗的あるいは容量的なカップリングの量に応じて、 かなりの量の高周波電流がインバータの出力端子とグラウンドとの間に流れるこ とがある。このことは、電気的なショックや火災を引き起こす。こういう理由か ら、インバータの出力端子とグラウンドとの間に流れる可能性のある電流を抑止 し、あるいは抑制する蛍光ランプ減光回路の必要性がここにある。Additionally, an ideal fluorescent lamp dimming circuit provides safeguards against electric shock. We should be prepared. In particular, the output terminals of the inverter should be connected to or connected to ground. connected resistively or capacitively to the inverter case. Imba Depending on the output voltage, frequency, and amount of resistive or capacitive coupling of the A significant amount of high-frequency current may flow between the inverter output terminal and ground. There is. This can cause electrical shock and fire. Is this the reason? This prevents current that may flow between the inverter output terminal and ground. There is therefore a need for a fluorescent lamp dimmer circuit that reduces or suppresses fluorescent lamp dimmers.
発明の概要 したがって、本発明の主な目的は、基本周波数共振又は高調波共振のモードでガ ス放電ランプをスタートさせ得る共振インバータ回路を提供し、しかも共振イン バータの電力スイフチの最大電流定格を上回らないようにすることにある。Summary of the invention Therefore, the main objective of the present invention is to provides a resonant inverter circuit capable of starting a discharge lamp; The goal is to ensure that the maximum current rating of the inverter's power switch is not exceeded.
本発明の他の主な目的は、点灯を促進するためにガス放電ランプの高調波モード のスタートを実現することにある。Another main object of the invention is to harmonic mode of gas discharge lamp to facilitate lighting. The aim is to realize the start of
本発明の他の主な目的は、電源が制御電圧入力に応答するように該電源の制御の ための新規かつ改善された制御方法と制御回路とを実現することにある。Another main object of the invention is to control the power supply so that the power supply is responsive to a control voltage input. An object of the present invention is to realize a new and improved control method and control circuit.
本発明の他の主な目的は、最適なランプ寿命を維持するとともに全ての条件下で のランプのスタートを保証しながら、蛍光ランプ又は高輝度放電ランプの減光の ための新規かつ改善されたシステムを提供することにある。Other main objectives of the invention are to maintain optimal lamp life and to of fluorescent lamps or high-intensity discharge lamps while ensuring lamp starting. The objective is to provide a new and improved system for
本発明のさらに他の主な目的は、ランプ安定化のためのソリッドステート回路に おいて電気ショックを防止するための新規かつ改善されたシステムを提供するこ とにある。Yet another main object of the invention is to provide a solid state circuit for lamp stabilization. to provide a new and improved system for preventing electric shock in It's there.
さらに具体的な本発明の目的は、ランプのスタートのための初期ブロッキング期 間を設け、かつランプ輝度を決定するデユーティサイクル可変のパルスからなる パルス列信号を生成することにより、ガス放電ランプの減光のための新規かつ改 善された制御システムを提供することにある。A more specific object of the invention is to provide an initial blocking period for ramp starting. consists of pulses with a variable duty cycle that determines the lamp brightness. A new and improved method for dimming gas discharge lamps by generating pulse train signals. The objective is to provide an improved control system.
本発明の他の目的は、パルス列信号が積分されてDCレベル信号となり、該DC レベル信号が制御信号として減光用のソリッドステート安定器に印加されるよう にデユーティサイクル可変のパルスからなるパルス列信号を生成することにより 、ガス放電ランプの減光のための新規かつ改善された制御システムを提供するこ とにある。Another object of the present invention is to integrate a pulse train signal into a DC level signal, The level signal is applied as a control signal to the solid-state ballast for dimming. By generating a pulse train signal consisting of pulses with a variable duty cycle, , to provide a new and improved control system for dimming gas discharge lamps. It's there.
本発明のさらに他の目的は、最高輝度でスタートさせた後、所望のレベルまで減 光するガス放電ランプの減光のための新規かつ改善された制御システムを提供す ることにある。Yet another object of the invention is to start at full brightness and then reduce it to a desired level. Provides a new and improved control system for the dimming of luminous gas discharge lamps. There are many things.
本発明の他の目的は、ランプを消灯させる瞬間的な電力遮断の発生を検知し、最 高輝度でランプを再スタートさせ、この後ランプを所望のレベルまで減光するガ ス放電ランプの減光のための新規かつ改善された制御システムを提供することに ある。Another object of the present invention is to detect the occurrence of a momentary power interruption that turns off the lamp, and A guide that restarts the lamp at high brightness and then dims the lamp to the desired level. to provide a new and improved control system for the dimming of flash discharge lamps. be.
本発明のさらに他の目的は、ユーザーによって調整可能な輝度制御機能を有する ガス放電ランプの減光のための新規かつ改善された制御システムを提供し、該輝 度制御を通してランプ及び回路への不注意な損傷と光量の極端な低減とのいずれ かを防止するように該輝度制御とは別の制御機能によって減光の最大量を設定す ることにある。Yet another object of the invention is to have a brightness control function that is adjustable by the user. Provides a new and improved control system for dimming gas discharge lamps and Avoid inadvertent damage to lamps and circuits and excessive reduction of light intensity through temperature control. The maximum amount of dimming is set by a control function separate from the brightness control to prevent There are many things.
本発明の最後の目的は、ランプを駆動する安定回路から電気的に絶縁された低電 圧のソリッドステート制御回路を備えた、ガス放電ランプの減光のための新規か つ改善された制御システムを提供することにある。A final object of the invention is to provide a low current electrically isolated ballast circuit that drives the lamp. A novel method for dimming gas discharge lamps with a solid-state control circuit for pressure The objective is to provide an improved control system.
本発明の他の目的は、明細書、請求の範囲及び関連する図面を通して当業者にと って明白になるものである。Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art through the specification, claims and related drawings. That becomes clear.
上記目的は、基本周波数又は高調波の共振回路によりランプが駆動される共振イ ンバータを用いたランプのためのソリッドステート安定回路により解決される。The above purpose is to create a resonant circuit in which the lamp is driven by a resonant circuit of the fundamental frequency or harmonics. The solution is a solid-state ballast circuit for lamps using inverters.
本発明はさらに、アースとインバータ電圧源の2出力端子のうちの1つとの間に 接続された検知回路と、該検知回路に応答する制限回路とを提供するものであっ て、該検知回路は、例えば該インバータの出力端子のうちの1つとアースとの間 が接続されたために人体を通して流れるかもしれない任意の高周波電流を検出す るようにアースから該電圧源の1出力端子への電流経路を確立するものであり、 該制限回路は、該人体を通して流れる高周波電流が所定の制限を越えるのに応答 して該人体を通して流れる電流を制限するものである。The invention further provides that between ground and one of the two output terminals of the inverter voltage source, a sensing circuit connected thereto and a limiting circuit responsive to the sensing circuit; For example, the detection circuit is connected between one of the output terminals of the inverter and ground. to detect any high frequency current that may flow through the human body due to the It establishes a current path from the ground to the first output terminal of the voltage source so that The limiting circuit responds when the high frequency current flowing through the human body exceeds a predetermined limit. This limits the current flowing through the human body.
本発明は、インバータを用いたランプのためのソリッドステート安定器を制御す るための制御回路とその制御方法をも提供するものである。該制御回路は、デユ ーティサイクル可変のパルスからなるパルス列信号を生成する。該パルス列信号 は積分されてDC信号となり、該DC信号は前記ソリッドステート安定器がラン プの減光の程度を制御するために用いられる。該パルスのデユーティサイクルが 大きくなった場合は、DC信号のレベルが低下し、該安定器はランプを減光する 。逆に、該パルスのデユーティサイクルが小さくなった場合は、ランプの輝度が 上昇する。The present invention provides a method for controlling solid-state ballasts for lamps using inverters. The present invention also provides a control circuit and a control method for controlling the same. The control circuit is a dual A pulse train signal consisting of pulses with a variable cycle is generated. The pulse train signal is integrated into a DC signal, which the solid state ballast runs. This is used to control the degree of dimming of the drop. The duty cycle of the pulse is If it does, the level of the DC signal will drop and the ballast will dim the lamp. . Conversely, if the duty cycle of the pulse decreases, the brightness of the lamp decreases. Rise.
該制御回路は、パワーアップの時点で該パルスの出力を抑制する遅延回路を備え 、この結果ランプは最高輝度でスタートする。しかるのち、ランプ輝度が所望の レベルまで滑らかに調整されるように遅延回路が前記パルス信号を調整する。The control circuit includes a delay circuit that suppresses the output of the pulse at the time of power-up. , this results in the lamp starting at maximum brightness. After that, the lamp brightness reaches the desired level. A delay circuit adjusts the pulse signal so that it adjusts smoothly to the level.
瞬時停電の場合には、ランプが低輝度から再スタートするのではなくて、ランプ が最高輝度から再スタートし、しかるのち所望の輝度まで滑らかに減光されるよ うにリセット回路が該遅延回路をリセットする。輝度制御回路は、ユーザーによ る所望輝度の設定を可能にし、調整可能なパルス制御回路は、減光の上限に関す る制限を可能にする。過電流口路は、過大な電流が該回路から引き出された際に パルス出力を禁止する。In the event of a momentary power outage, instead of the lamp restarting from a lower brightness, the lamp will restart from maximum brightness and then smoothly dim to the desired brightness. A reset circuit resets the delay circuit. The brightness control circuit is controlled by the user. The adjustable pulse control circuit allows you to set the desired brightness restrictions. The overcurrent path is the Prohibit pulse output.
図面の簡単な説明 図1は、従来技術に係る共振インバータのブロック図、図2は、ガス放電ランプ 等に使用される共振インバータのブロック図、図3は、図2の共振回路とガス放 電ランプとの等価回路図、図4は、励起信号の基本周波数における共振モードの スタートと同じく励起信号の基本周波数における並列共振モード動作とを利用し た本発明の共振インバータ回路の第1の例を示した回路図、 図5は、図4の回路に使用される電流検知回路の第1の例を示した回路図、図6 は、図4の回路に使用される電流検知回路の第2の例を示した回路図、図7は、 高調波モードのスタートと基本周波数共振モード動作とを利用した本発明の共振 インバータ回路の他の例を示した回路図、図8は、共振モードのスタートと直列 共振モード動作とを利用した本発明の共振インバータ回路の他の例を示した回路 図、図9は、高調波モードのスタートを利用した本発明の共振インバータ回路の 他の例を示した回路図、 図10は、図9の回路においてガス放電ランプの両端に発生する該ランプの点灯 をもたらすためのリンギング信号のグラフ、図11は、図9のガス放電ランプの 動作中すなわち図10の電圧波形による該ランプの点灯後に、該ランプの両端に 発生する電圧のグラフ、図12は、図9の回路のガス放電ランプの両端に発生す る電圧を検知するための検知回路の例を導入した本発明の共振インバータ回路の 他の変形例を示した回路図、 図13は、オフライン・パワーインバータのブロック図、図14Aは、図13の パワーインバータに使用される全波整流回路の回路図、図14B及び図14Cは 、図14Aの整流回路中の異なる点の電圧波形図、図15は、集積化された制御 回路を利用したオフライン共振インバータのブロック図、 図16は、インバータの出力端子のうちの1つに人が不注意に触れ、該インバー タのシャーシが負荷から切り離された際に、これに応じて図13のパワーインバ ータに形成される電流経路を表示した回路図、図17は、図16の回路を簡略化 した回路図、図18は、図16の回路に対応し、かつパワーインバータのための 出力変圧器を備えた回路図、 図19は、図18の回路を簡略化した回路図、図20及び図21は、本発明の電 流制限回路に使用される検知回路の例を示した回路図、 図22は、図21の検知回路と図13のパワーインバータとの接続例を示し、か つ該インバータを動作させないようなリレー位置をとったブロック図、図23は 、図13のパワーインバータが蛍光ランプの駆動のためにどのようにして使用に 供せられるかを例示した回路図、図24は、人がインバータの出力端子のうちの 1つとアースとに触れ、かつ蛍光ランプが切り離された際に生じる危険な状態を 例示した図23に対応する回路図、 図25は、必要な場合にパワーインバータに対するコントローラの動作を禁止す るための検知回路をさらに例示した、図24に対応する回路図、図26は、図2 の共振インバータ回路への本発明の制御回路の直接接続を示した回路図、 図27は、フォトカップラを用いて本発明の制御回路を共振インバータ回路に接 続した例を示した図26に対応する回路図、図28は、本発明の制御回路の回路 図、図29は、本発明の制御回路に関する回路によってUC2843の電流検知 端子に印加された波形を示したグラフである。Brief description of the drawing Figure 1 is a block diagram of a resonant inverter according to the prior art, and Figure 2 is a gas discharge lamp. Figure 3 is a block diagram of a resonant inverter used in The equivalent circuit diagram with an electric lamp, Figure 4, shows the resonance mode at the fundamental frequency of the excitation signal. As with the start, parallel resonant mode operation at the fundamental frequency of the excitation signal is used. A circuit diagram showing a first example of a resonant inverter circuit of the present invention, FIG. 5 is a circuit diagram showing a first example of the current detection circuit used in the circuit of FIG. 4, and FIG. is a circuit diagram showing a second example of the current detection circuit used in the circuit of FIG. 4, and FIG. Resonance of the present invention using harmonic mode start and fundamental frequency resonance mode operation A circuit diagram showing another example of an inverter circuit, Figure 8, is a circuit diagram showing another example of an inverter circuit. A circuit showing another example of the resonant inverter circuit of the present invention using resonant mode operation 9 shows a resonant inverter circuit of the present invention using harmonic mode start. Schematic diagram showing other examples, Figure 10 shows the lighting of the gas discharge lamp that occurs at both ends of the lamp in the circuit of Figure 9. A graph of the ringing signal for producing the gas discharge lamp of FIG. 9, FIG. During operation, that is, after lighting the lamp according to the voltage waveform shown in FIG. A graph of the voltage generated, FIG. 12, shows the voltage generated across the gas discharge lamp in the circuit of FIG. The resonant inverter circuit of the present invention introduces an example of a detection circuit for detecting the voltage A circuit diagram showing other variations, FIG. 13 is a block diagram of an offline power inverter, and FIG. 14A is a block diagram of an offline power inverter. The circuit diagrams of full-wave rectifier circuits used in power inverters, Figures 14B and 14C are , voltage waveform diagrams at different points in the rectifier circuit of FIG. 14A, FIG. 15 shows the integrated control Block diagram of offline resonant inverter using circuit, Figure 16 shows that a person inadvertently touches one of the output terminals of an inverter and In response, the power inverter shown in Figure 13 Figure 17, a circuit diagram showing the current path formed in the motor, is a simplified version of the circuit in Figure 16. The circuit diagram shown in FIG. 18 corresponds to the circuit of FIG. 16 and is for a power inverter. Circuit diagram with output transformer, FIG. 19 is a simplified circuit diagram of the circuit in FIG. 18, and FIGS. A circuit diagram showing an example of a sensing circuit used in a flow limiting circuit, FIG. 22 shows an example of the connection between the detection circuit of FIG. 21 and the power inverter of FIG. Figure 23 is a block diagram showing a relay position that does not operate the inverter. , how the power inverter in Figure 13 can be used to drive a fluorescent lamp. Figure 24 is a circuit diagram illustrating how the output terminals of the inverter can be connected. 1 and earth, and the dangerous situation that occurs when the fluorescent lamp is disconnected. A circuit diagram corresponding to the example shown in FIG. 23, Figure 25 shows how to inhibit controller operation for the power inverter when necessary. A circuit diagram corresponding to FIG. 24 and FIG. 26 further illustrating a detection circuit for detecting a circuit diagram showing the direct connection of the control circuit of the present invention to a resonant inverter circuit of; Figure 27 shows how the control circuit of the present invention is connected to a resonant inverter circuit using a photocoupler. A circuit diagram corresponding to FIG. 26 showing a continued example, and FIG. 28 is a circuit diagram of the control circuit of the present invention. 29 shows the current detection of UC2843 by the circuit related to the control circuit of the present invention. It is a graph showing a waveform applied to a terminal.
好ましい実施例の詳細な説明 図面にはガス放電ランプをスタートさせかつ動作させるために基本周波数及び高 調波の共振モードを利用した複数の実施例に係る回路が描かれており、該図面を 参照する。ただし、同じ参照番号は、同じ回路要素を表わす。DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS The drawing shows the basic and high frequencies for starting and operating the gas discharge lamp. Circuits related to multiple embodiments using harmonic resonance modes are drawn, and the drawings are described below. refer. However, like reference numbers represent like circuit elements.
本発明は、3つの主−回路部分からなる。関連する図面を参照しながらこれを順 次説明する。3つの主な回路部分とは、(1)共振インバータ回路、(2)電流 制限回路、そして(3)制御回路である。The invention consists of three main circuit parts. Follow this step by step with reference to related drawings. I will explain next. The three main circuit parts are (1) resonant inverter circuit, (2) current and (3) a control circuit.
共振インバータ回路 集積回路(IC)である5G2525を利用した共振インバータのブロック図を 図1に示す。Cr2とRT2との組み合わせにより本ICの発振周波数が決定さ れる。通例、端子P15とPI3との間には抵抗R4が必要である。抵抗R5及 びR6からなる抵抗分圧回路は、集積回路5G2525中の演算増幅器の非反転 端子(ピン2)に印加されるDC電圧の大きさを決定する。この電圧により結局 、5G2525のピン14及びピン11から出力されるパルスのデユーティサイ クルの大きさが設定される。回路の要求から、5G2525の反転端子(ピン1 )と補償端子(ピン9)との間に該ICのループ安定化のためにインピーダンス Z2が必要である。resonant inverter circuit A block diagram of a resonant inverter using the 5G2525 integrated circuit (IC). Shown in Figure 1. The oscillation frequency of this IC is determined by the combination of Cr2 and RT2. It will be done. Typically, a resistor R4 is required between terminals P15 and PI3. Resistance R5 and The resistive voltage divider circuit consisting of Determine the magnitude of the DC voltage applied to the terminal (pin 2). This voltage eventually , duty cycle of the pulse output from pin 14 and pin 11 of 5G2525 The size of the wheel is set. Due to circuit requirements, the inverting terminal (pin 1) of 5G2525 ) and the compensation terminal (pin 9) to stabilize the loop of the IC. Z2 is required.
ピン11及びピン14からの出力信号は、Q2とQ3とを周期的かつ交互にオン ・オフさせる。つまり、Q2がオンのときはQ3がオフであり、Q2がオフのと きはQ3がオンである。Q2がオンの間は、エネルギが該Q2と共振インダクタ LRとを流れて、共振キャパシタCRを充電する。この後、Q2がオフ、Q3が オンになると、CRに蓄積されていたエネルギがLR及びQ3を通して返流する 。この構成によれば、パルス繰り返し周波数がLC(LRとCR)回路網の共振 周波数に一致するとき、本回路は共振インバータと呼ぶことができる。The output signals from pins 11 and 14 turn on Q2 and Q3 periodically and alternately. ・Turn off. In other words, when Q2 is on, Q3 is off, and when Q2 is off, Q3 is on. While Q2 is on, energy is transferred to Q2 and the resonant inductor. LR and charges the resonant capacitor CR. After this, Q2 is off and Q3 is off. When turned on, the energy stored in CR flows back through LR and Q3. . According to this configuration, the pulse repetition frequency is the resonance of the LC (LR and CR) circuit network. When the frequency is matched, the circuit can be called a resonant inverter.
共振インバータの技術に基づいた効率的かつ経済的な安定器の構成を図2に示す 。図2ではLRとCRとが共振回路を構成し、ランプT1がCRにかかる負荷と なる。図3は、図2のLR,CR及びT1の接続の等価回路図であスて、負荷T 1のインピーダンスがRLで表わされている。図3の回路パラメータの各々のイ ンピーダンスは、次のように表わすことができる。すなわち、負荷はインピーダ ンスがRLであり、共振キャパシタはインピーダンスが1/jw (CR)−− jX(CR)、共振インダクタはインピーダンスがjW (LR)−jXLRで ある。ここに、jは複素数であり、w−2(fr)−Xである。frは励起周波 数である。共振点では、XCR−XLRである。さらに、f r−1/w (L R,CR,) である。An efficient and economical ballast configuration based on resonant inverter technology is shown in Figure 2. . In Figure 2, LR and CR constitute a resonant circuit, and lamp T1 acts as a load on CR. Become. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the connection of LR, CR and T1 in FIG. 1 impedance is represented by RL. Each illustration of the circuit parameters in Figure 3 The impedance can be expressed as follows. In other words, the load is an impedance The impedance of the resonant capacitor is 1/jw (CR) -- jX (CR), the impedance of the resonant inductor is jW (LR) - jXLR be. Here, j is a complex number and is w-2(fr)-X. fr is the excitation frequency It is a number. At the resonance point, it is XCR-XLR. Furthermore, f r-1/w (L R, CR,) It is.
図3に示した等価回路では、共振条件の下でCR又はRLにかかる電圧は、LR 及びCRの良さ又はQファクタとよばれるものと、RLの値とに依存している。In the equivalent circuit shown in Figure 3, the voltage applied to CR or RL under resonance conditions is LR It also depends on the quality of CR or what is called the Q factor, and the value of RL.
つまり、共振点ではjXLR−jXCR−0すなわちインダクタとキャパシタと がインピーダンスを打ち消し合うのである。本例では、RLはランプT1に置き 換えられる。ランプT1が点灯する前の初期状態では、該ランプのインピーダン スは無限大(すなわち、電流が流れない。)であり、この結果CR又はTl(図 2)に印加される電圧がしだいに大きくなる。しかしながら、T1の両端の電圧 が一旦ランプ点灯電位に達すると、該ランプT1は点灯し、そのインピーダンス は下がる。このとき、該ランプの特性のためにT1の両端の電圧はランプの通常 動作電位にクランプし、該電位を維持する。この点は、蛍光ランプのスタート及 び動作にとって便利かつ信頼のおけるメカニズムである。In other words, at the resonance point, jXLR-jXCR-0, that is, the inductor and capacitor cancel out the impedance. In this example, RL is placed on lamp T1. Can be replaced. In the initial state before lamp T1 lights up, the impedance of the lamp is is infinite (i.e., no current flows), resulting in CR or Tl (Fig. 2) The voltage applied to 2) gradually increases. However, the voltage across T1 Once reaches the lamp lighting potential, the lamp T1 lights up and its impedance goes down. At this time, due to the characteristics of the lamp, the voltage across T1 is the normal voltage of the lamp. Clamp to the operating potential and maintain that potential. This point is important when starting fluorescent lamps. It is a convenient and reliable mechanism for operation and operation.
通常動作中は、共振インダクタLRを通して流れる電流は、共振キャパシタCR を通して流れる電流と負荷すなわちランプTを通して流れる電流とのベクトル和 に等しい。この通常動作中は、該ランプTはほとんど抵抗負荷と考えることがで き、この結果該キャパシタCRを通して流れる電流はランプ電流に対して900 の位相差を有するのである。したがって、LRを通して流れる電流(全回路電流 でもある。)は、次のように表わすことができる。During normal operation, the current flowing through resonant inductor LR flows through resonant capacitor CR The vector sum of the current flowing through the load and the current flowing through the lamp T be equivalent to. During this normal operation, the lamp T can be considered almost as a resistive load. As a result, the current flowing through the capacitor CR is 900% of the lamp current. It has a phase difference of . Therefore, the current flowing through LR (total circuit current There is also. ) can be expressed as follows.
通常動作中は、共振キャパシタの両端の電圧はランプの両端に加わる電圧vla mpに等しい。ゆえに、CRを通して流れる電流は、iCR,runnjng− vlamp/XCRとなる。スタート動作中すなわちランプの点灯前は、キャパ シタCRを通して流れる電流は、CRのインピーダンスに対するランプ点灯電位 の比で決定される。During normal operation, the voltage across the resonant capacitor is the voltage applied across the lamp, vla Equal to mp. Therefore, the current flowing through CR is iCR,runningjng- It becomes vlamp/XCR. During the start operation, that is, before the lamp lights up, the capacitor The current flowing through the capacitor CR is the lamp lighting potential with respect to the impedance of the CR. determined by the ratio of
すなわち、 ’CR,firing 1anp、flrLng/XCR−■ である。That is, 'CR, firing 1amp, flrLng/XCR-■ It is.
さらに、スタート動作中のiCR4iringは、パワースイッチQ2.Q3を 通してCRとLRとの間を循環する全負荷電流に等しい。この理由から、ランプ 点灯電位が非常に高い場合には、XCRにもよるが、ランプの点灯前に非常に大 きな循環電流がQ2及びQ3を通して流れる。このスタート動作中の大きな循環 電流は、Q2及びQ3の最大定格電流を上回ることがあり、この場合には該電流 によりQ2及びQ3が破壊される。Furthermore, the iCR4iring during the start operation is connected to the power switch Q2. Q3 equal to the full load current circulating between CR and LR through. For this reason, the lamp If the lighting potential is very high, depending on the XCR, a very large A large circulating current flows through Q2 and Q3. Large circulation during this start operation The current may exceed the maximum rated current of Q2 and Q3, in which case the current Q2 and Q3 are destroyed.
以下、本発明の新規かつ改良された共振インバータ回路について詳細に説明する 。図4に示した第1の実施例では、(励起信号の基本周波数(fr)における) 共振モードのスタートと、(同じく基本周波数f「における)並列共振モードの 動作とが、ランプT1とキャパシタC1及びC2とに接続された2つの別々のイ ンダクタLl、L2あるいは2つの部分L1及びLlからなる1つのインダクタ を用いることにより実現てきる。C1はC2に比べてかなり小さい。さらに回路 要素の値は、(L1+L2)C1−Ll (C1+C2)となるように選定され る。The new and improved resonant inverter circuit of the present invention will be described in detail below. . In the first embodiment shown in FIG. 4, (at the fundamental frequency (fr) of the excitation signal) The start of the resonant mode and the parallel resonant mode (also at the fundamental frequency f) operation is performed using two separate inputs connected to lamp T1 and capacitors C1 and C2. inductor Ll, L2 or one inductor consisting of two parts L1 and Ll This can be achieved by using . C1 is considerably smaller than C2. Further circuit The value of the element is selected to be (L1+L2)C1-Ll (C1+C2). Ru.
励起周波数(f r)は、(L1+L2)C1−Ll (C1+C2)の組み合 わせの固有共振周波数に等しい。通常動作中(ランプの点灯後)は、スイッチS 1及びSlが閉じられ、LL (C1+C2)の組み合わせが用いられる。この 場合には、前に説明したように、 み合わせが用いられるので、 励起周波数(f「)で(c 1 +C2)のインピーダンスに比べてかなり大き い。The excitation frequency (fr) is a combination of (L1+L2)C1-Ll (C1+C2) equal to the natural resonant frequency of the During normal operation (after the lamp lights up), switch S 1 and Sl are closed and the combination LL (C1+C2) is used. this In the case, as explained earlier, Since the combination is used, At the excitation frequency (f'), the impedance is considerably larger than the impedance of (c1 + C2). stomach.
この結果、Sl及びSlが開いているスタート動作中は、T1の両端の電圧が点 灯電位に達するまでの間、キャパシタC1を流れる電流をかなり小さくおさえる ことができる。したがって、スタート動作中は、パワースイッチQ2及びQ3( 図2)を含む該インバータ回路を通して循環する電流が該Q2及びQ3の最大定 格をF回る値に抑制される。As a result, during the start operation when Sl and Sl are open, the voltage across T1 is turned off. The current flowing through capacitor C1 is held down considerably until the lamp potential is reached. be able to. Therefore, during the start operation, power switches Q2 and Q3 ( The current circulating through the inverter circuit including The case is suppressed to a value F times.
ランプが点灯した後は、例えばランプを通して流れる電流を検知することにより スイッチS1及びSlを閉じる。Sl及びSlを閉じるためのリレー等のスイッ チを該検知信号により動作させるのである。図5に示したようにランプT1に対 して直列に挿入した検知抵抗(RS)によって該電流検知を実行するのが便利で ある。T1を通して流れる電流は、図6に示したように従来からある変流器(C T)を用いて検知してもよい。なお、図5及び図6の検知回路は、本発明の他の 実施例でも利用可能である。After the lamp is lit, e.g. by detecting the current flowing through the lamp. Close switches S1 and Sl. Sl and a switch such as a relay to close Sl The sensor is operated by the detection signal. As shown in Figure 5, for lamp T1 It is convenient to perform the current detection by a sensing resistor (RS) inserted in series with be. The current flowing through T1 is passed through a conventional current transformer (C T) may be used for detection. Note that the detection circuits shown in FIGS. 5 and 6 are similar to those shown in FIGS. It can also be used in the examples.
本実施例の具体例として、L1=1.8mH,Ll−3,6mH,C1−0゜0 05uF、C2−0,01,uF、f r−30kHzとする。この場合、 ( Ll+L2)CIの組み合わせあるいはLl (C1+C2)の組み合わせの固 有共振周波数は、30kHzとなる。M 30 k Hzの励起周波数に対して C1のインピーダンスは106にΩとなり、C2のインピーダンスは353Ωと なるので、スタート電流は確かに図2のQ2及びQ3の最大定宿を下回る値に制 限され得ることが分かる。As a specific example of this example, L1=1.8mH, Ll-3,6mH, C1-0°0 05uF, C2-0,01,uF, fr-30kHz. in this case, ( Ll + L2) CI combination or Ll (C1 + C2) combination fixed The resonant frequency is 30kHz. For an excitation frequency of M 30 kHz The impedance of C1 is 106Ω, and the impedance of C2 is 353Ω. Therefore, the starting current is certainly controlled to a value below the maximum constant voltage of Q2 and Q3 in Figure 2. It turns out that it can be limited.
同じく図4に示した本発明の第2の実施例では、(励起信号の基本周波数frに 対する高調波(fn)における)高調波モードのスタートと、(基本周波数【r における)並列共振モードの動作とが実現できる。この場合には、スタート動作 中は1/2 (L1+L2)C1−fnが用いられる。ただし、fn−nXfr である。(L1+L2)及びC1の値により、該回路の固有共振周波数を励起周 波数(fr)より高い任意の高調波周波数(fn)に等しくすることができる。In a second embodiment of the invention, also shown in FIG. The start of the harmonic mode (at the harmonic (fn)) and the start of the harmonic mode (at the fundamental frequency [r ) parallel resonance mode operation can be realized. In this case, start operation Inside, 1/2 (L1+L2) C1-fn is used. However, fn-nXfr It is. The values of (L1+L2) and C1 set the natural resonant frequency of the circuit to the excitation frequency. It can be equal to any harmonic frequency (fn) higher than the wave number (fr).
スタート動作中に01の両端に加わる電圧C1は、(L1+L2)及びC1の値 とその良さとに応じて決まる。したがって、適正な値と良さとを選定する必要が ある。さらに詳細に説明するように、例えばポリプロピレン・キャパシタが好ま しい。The voltage C1 applied across 01 during the start operation is (L1+L2) and the value of C1. and its quality. Therefore, it is necessary to select the appropriate value and quality. be. For example, polypropylene capacitors are preferred, as explained in further detail. Yes.
本第2の実施例の具体例として、L1=1.9mH,Ll−1,2mH,C1− 0,001μF、C2−0,012μF、f r−30kHzとする。したがっ て、(L1+L2)C1の組み合わせの固有共振周波数は9QkHzとなる。他 方、Ll (C1+C2)の組み合わせの固有共振周波数は30kHzである。As a specific example of the second embodiment, L1=1.9mH, Ll-1, 2mH, C1- 0,001μF, C2-0,012μF, fr-30kHz. Therefore Therefore, the natural resonant frequency of the combination of (L1+L2)C1 is 9QkHz. other On the other hand, the natural resonant frequency of the combination of Ll (C1+C2) is 30 kHz.
高調波モードのスタートと共振(基本周波数)モードの動作とは、図7の回路を 利用しても実現可能である。この第3の実施例では、fn−1/2 (Ll、C 1) f r−1/2 (Ll (C1+C2))である。ただし、Slは、スタート 動作中は開いており、ランプの点灯中は閉じている。The start of harmonic mode and operation of resonance (fundamental frequency) mode are as follows using the circuit shown in Figure 7. It is possible to achieve this by using In this third example, fn-1/2 (Ll, C 1) f r-1/2 (Ll (C1+C2)). However, Sl is the start It is open during operation and closed when the lamp is on.
本発明の第4の実施例として、共振モードのスタートと直列共振モードの動作と が図8に示されている。この場合には、C1はC2より非常に大きく、C2に直 列接続されたC1を考える場合にはC1の影響を無視することができる。したか って、 f r−1/2 (L1+L2) C2−1/2 (L コ、 C1)となる。As a fourth embodiment of the present invention, start of resonance mode and operation of series resonance mode is shown in FIG. In this case, C1 is much larger than C2 and directly When considering column-connected C1, the influence of C1 can be ignored. Did you do it? So, f r-1/2 (L1+L2) C2-1/2 (L co, C1).
スタート動作中は、インダクタL1及びLlが02とともに励起周波数で共振す る共振回路を形成する。ランプのスタート後は、スイッチS1が閉してLl及び C1が共振回路を形成する。C2の影響は無視てき、このモードではランプT1 がC1及びLlに直列接続される。C2は非常に小さい値とされるので、C2を 通して流れる電流(したがって、パワースイッチQ2及びQ3を通して流れる電 流)は、非常に小さい値に制限される。さらに、スタート動作中の【nにおける C2の高いインピーダンスは、ランプを点灯させるのに十分な大きさの点灯電圧 をたやすく該キャパシタの両端間に発生させるものである。During the start operation, inductors L1 and Ll resonate at the excitation frequency together with 02. form a resonant circuit. After the lamp starts, switch S1 closes and Ll and C1 forms a resonant circuit. The effect of C2 has been ignored and in this mode the lamp T1 is connected in series to C1 and Ll. Since C2 is considered to be a very small value, C2 is (and therefore the current flowing through power switches Q2 and Q3) flow) is limited to very small values. Furthermore, during the start operation [n] The high impedance of C2 means that the lighting voltage is large enough to light the lamp. is easily generated between both ends of the capacitor.
本第4の実施例の具体例として、LL−1,8mH,C1−0,015μF。As a specific example of the fourth embodiment, LL-1,8mH, C1-0,015μF.
Ll−4,6mHSC2=0.005μF、f r−30kHzとする。C1は C2の30倍大きく、ci及びC2の直列容量は0.00048μFとなる。0 ゜0048μFと(L1+L2)との固有共振周波数は90kHzである。他方 、Llと01との組み合わせの固有共振周波数は30kHzである。Let Ll-4,6mHSC2=0.005μF, fr-30kHz. C1 is It is 30 times larger than C2, and the series capacitance of ci and C2 is 0.00048 μF. 0 The natural resonance frequency of 0048 μF and (L1+L2) is 90 kHz. on the other hand , Ll and 01 have a natural resonant frequency of 30 kHz.
Ll、Ll、C1及びC2の良さとその値とに応じて、図8の構成は、1)共振 モードのスタートと非共振直列動作、2)高調波モードのスタートと直列共振モ ード動作、3)高調波モードのスタートと非共振直列動作も、各々実現可能であ る。Depending on the goodness of Ll, Ll, C1 and C2 and their values, the configuration of FIG. mode start and non-resonant series operation, 2) harmonic mode start and series resonant mode start. 3) harmonic mode start and non-resonant series operation are also possible. Ru.
本発明の第5のかつ最善の実施例では、図9に示したように高調波モードのスタ ートと非共振動作とを利用したものである。本実施例では、fn−nXf r− 1/2 (Ll、C1)である。In the fifth and best embodiment of the present invention, the harmonic mode is stabilized as shown in FIG. This method utilizes the oscilloscope and non-resonant operation. In this example, fn-nXf r- 1/2 (Ll, C1).
例えば、共振インダクタL1及び共振キャパシタC1の良さ又はQファクタによ っては、低損失のLl及びC1を選定し、かつこれらを基本周波数より高い高調 波周波数で共振させることにより、スタート動作中はC1の両端の電圧を非常に 高いレベルまで引き上げることができる。すなわち、励起周波数(fr)を固定 したうえで、第n高調波周波数(fn)で共振する共振回路を選定するのであ− 例を挙げると、本実施例は図1の回路に適用することができ、この場合には図5 又は図6の検知回路は不要になる。T1は、市販の250ワツトの高圧ナトリウ ム(Hlgh Pressure 5odlus (HP S ) )ランプと する。このランプは、通例スタートに約2,500Vのピーク電圧を要する。こ のランプは、一旦点灯すると、ランプ両端の動作電圧が僅かに100■となる。For example, depending on the quality or Q factor of resonant inductor L1 and resonant capacitor C1. Therefore, select Ll and C1 with low loss, and set them at higher harmonics than the fundamental frequency. By resonating at the wave frequency, the voltage across C1 is kept very low during the start operation. can be raised to a high level. That is, the excitation frequency (fr) is fixed After that, we select a resonant circuit that resonates at the nth harmonic frequency (fn). For example, this embodiment can be applied to the circuit of FIG. Alternatively, the detection circuit of FIG. 6 becomes unnecessary. T1 is a commercially available 250 watt high pressure sodium Hlgh Pressure 5odlus (HP S)) lamp and do. This lamp typically requires a peak voltage of about 2,500V to start. child Once the lamp is turned on, the operating voltage across the lamp is only 100μ.
ランプ点灯電圧と動作電圧との各々の波形を図10及び図11にそれぞれ示す。The waveforms of the lamp lighting voltage and operating voltage are shown in FIGS. 10 and 11, respectively.
ただし、励起周波数はfr−30,000HzSVin=360Vとする。この とき、LR−0,26mH。However, the excitation frequency is set to fr-30,000HzSVin=360V. this When, LR-0.26mH.
CR−0,0043μFとすると、共振周波数はfn−1/2 (LR,CR) =150,0OOHzとなる。これは、基本周波数30,000Hzの第4高調 波である。If CR-0,0043μF, the resonance frequency is fn-1/2 (LR, CR) =150,000Hz. This is the fourth harmonic of the fundamental frequency of 30,000Hz. It's a wave.
図10に示されているように、図9の回路が基本周波数信号frで励起される場 合に該回路にはリンギングが生じ、この回路の前記固有共振周波数すなわち第4 高調波で最大ピークが発生する。第3高調波によるピークがランプ点灯電位を越 えない場合でも、図10に示したように第4高調波によるピークは該ランプ点灯 電位を越え、ランプはもちろん点灯される。As shown in FIG. 10, if the circuit of FIG. 9 is excited with the fundamental frequency signal fr, In this case, ringing occurs in the circuit, and the natural resonant frequency of the circuit, that is, the fourth The maximum peak occurs at the harmonics. The peak due to the third harmonic exceeds the lamp lighting potential. Even if the lamp does not turn on, the peak due to the fourth harmonic will occur as shown in Figure 10. The potential is exceeded and the lamp is of course lit.
以上のとおり高調波モードのスタートは、電圧が回路の固有(又は共振)周波数 で急速に上昇するので、ランプ点灯電位を上回る電圧が容易に得られる利点があ る。さらに、高調波モードのスタートでは、例えば流れる電力の平均値がパワー スイッチQ2.Q3の最大定格以内におさまるように回路インピーダンスを選定 するのが通例である。As mentioned above, the start of harmonic mode means that the voltage is at the natural (or resonant) frequency of the circuit. It has the advantage of easily obtaining a voltage that exceeds the lamp lighting potential. Ru. Furthermore, at the start of harmonic mode, for example, the average value of the flowing power is Switch Q2. Select the circuit impedance so that it falls within the maximum rating of Q3. It is customary to do so.
さて、励起信号の共振周波数30kHzでは、図9の回路に関する上記の例にお いてインピーダンスがLl−49Ω、Cl−1,233にΩとなる。しがしなが ら、150kHzではLlと01とのインピーダンスがいずれも245Ωとなる 。換言すれば、0.26mHのインダクタと0.0043μFのキャパシタとの 組み合わせの固有共振周波数が150kHzであるので、この固有共振周波数で はLlのインピーダンスはC1のインピーダンスを打ち消すように該c1のイン ピーダンスと等しくなるはずである。このことがら、本例ではLl及びclが1 50kHzの整数分の1の周波数の電源すなわち30kHzの電源で励起される 場合、該励起のために30kHzの周波数の1周期にわたって種々の周波数成分 が現れる結果となる。この事情が図10に示されている。なお、周波数30kH zの1周期は1/f−33,3μsである。150kHzの周波数を含む周波数 成分は、振幅が最大となる。150kHzではLRのインピーダンスがCRのイ ンピーダンスと大きさが同して符号が反対であるために両者が互いに打ち消し合 い、大きな電流が回路に流れるからである。しかしながら、この電流は、図10 から分かるように33.3μsの1周期の一部の期間に限って流れる。したがっ て、流れる電力の平均値は小さくなるのである。Now, at a resonant frequency of the excitation signal of 30 kHz, the above example for the circuit of FIG. The impedance is 49Ω for Ll and 233Ω for Cl-1. Shigashinaga Therefore, at 150kHz, the impedance of both Ll and 01 is 245Ω. . In other words, between a 0.26mH inductor and a 0.0043μF capacitor, Since the natural resonant frequency of the combination is 150kHz, at this natural resonant frequency is the impedance of C1 so that the impedance of Ll cancels the impedance of C1. It should be equal to the pedance. For this reason, in this example, Ll and cl are 1 Excited by a power supply with a frequency that is an integer fraction of 50kHz, that is, a power supply of 30kHz In this case, for the excitation, various frequency components over one period of a frequency of 30 kHz are This results in the appearance of This situation is illustrated in FIG. In addition, the frequency is 30kHz One period of z is 1/f-33, 3 μs. Frequencies including 150kHz frequency The component has the largest amplitude. At 150kHz, the impedance of LR is equal to the impedance of CR. Since they have the same magnitude and opposite sign as the impedance, they cancel each other out. This is because a large current flows through the circuit. However, this current is As can be seen from the figure, it flows only during a part of one period of 33.3 μs. Therefore Therefore, the average value of flowing power becomes smaller.
流れる電流の大きさと01の端子電圧の成長とは、図12に示した検知回路の導 入によって制御することができる。すなわち、C1の両端に接続された高インピ ーダンスの抵抗分圧回路(R1及びR2)が電圧を検知し、該検知された電圧が ダイオードD1により整流されるのである。この整流された信号は、frを生成 する周波数発生器(図1中の5G2525)に割込みをかけるのに使われる。The magnitude of the flowing current and the growth of the terminal voltage of 01 are determined by the conduction of the detection circuit shown in Figure 12. can be controlled by input. In other words, the high impedance connected across C1 - the resistor voltage divider circuit (R1 and R2) senses the voltage, and the sensed voltage is It is rectified by diode D1. This rectified signal produces fr It is used to interrupt the frequency generator (5G2525 in Figure 1).
ソフトスタートビンを通した該周波数発生器への割込みは、後述の電源制限回路 の項で説明する。Interrupts to the frequency generator through the soft start bin are provided by the power supply limiting circuit described below. This will be explained in the section below.
インダクタ及びキャパシタのQファクタ又は良さは、図9の実施例ばかりでなく 他の高調波モードのスタートを実現する実施例でも、高調波モードのスタートを 効果的なものにするために良好でなければならない。インダクタの良さは、磁気 コアの材料、巻線の抵抗、高周波励起に関連する表皮効果の深さ等に依存してい る。まずい設計の高周波インダクタは、コアの飽和や過大な熱発散を引き起こす 。他方、キャパシタの良さは、誘電膜の周波数応答特性、関連する実効直列抵抗 (E!’Tective 5eries Re5istance (ER3) ) 、洩れ電流特性、高周波リップル電流性能等の性能に依存している。誘電体 を破壊せずにキャパシタの両端に印加し得る電圧は、周波数に応じて変化する。The Q factor or quality of inductors and capacitors is not limited to the embodiment of FIG. Even in embodiments that realize the start of other harmonic modes, the start of the harmonic mode is Must be good to be effective. The advantage of inductors is magnetic Depends on core material, winding resistance, skin effect depth associated with high frequency excitation, etc. Ru. Poorly designed high frequency inductors can cause core saturation and excessive heat dissipation . On the other hand, the merits of a capacitor depend on the frequency response characteristics of the dielectric film and the associated effective series resistance. (E!’Tective 5eries Re5istance (ER3) ), leakage current characteristics, high frequency ripple current performance, etc. dielectric The voltage that can be applied across a capacitor without destroying it varies with frequency.
この点で、ポリエステル・キャパシタに比べて例えばポリプロピレン・キャパシ タが望ましい。In this respect, polypropylene capacitors, for example, are superior to polyester capacitors. ta is preferable.
以上のようにして、高調波モードでランプがスタート(あるいは点灯)される。As described above, the lamp is started (or lit) in harmonic mode.
図9(あるいは図10)の実施例のランプの点灯後の動作は、非共振モードで実 現される。ランプが点灯するやいなや、C1を通して流れていた電流のほとんど 全てが該ランプを通して流れるようになるからである。この時点では、インバー タ回路は、実質的にスイッチQ2及びC3と直列接続されたLl及びT1とによ って構成される。The operation of the lamp in the embodiment of FIG. 9 (or FIG. 10) after lighting is performed in a non-resonant mode. be revealed. As soon as the lamp is lit, most of the current that was flowing through C1 This is because everything will flow through the lamp. At this point, the inverter The circuit consists essentially of switches Q2 and C3 and Ll and T1 connected in series. It is composed of
上記のとおり図4によれば、本発明の池の実施例は、高調波モードのスタートの 後は図9の非共振モードの動作とは違って点灯後に共振モードの動作に切り替わ る。これら本発明の他の実施例によっても、図9の場合の高調波モードのスター トによる上記の利点を得ることができる。As mentioned above and according to FIG. 4, the pond embodiment of the present invention is capable of After that, unlike the non-resonant mode operation shown in Figure 9, it switches to resonant mode operation after lighting. Ru. According to these other embodiments of the present invention, the star of the harmonic mode in the case of FIG. The above advantages can be obtained by using
電流制限回路 以下、本発明の電流制限回路を特に図13〜図25を参照しながら詳細に説明す る。current limit circuit Hereinafter, the current limiting circuit of the present invention will be explained in detail with particular reference to FIGS. 13 to 25. Ru.
オフライン・パワーインバータ回路のブロック図が図13に示されている。スイ ッチ17はAC電力の人力部である。パワーラインの保護回路部13は、ヒユー ズ等を備える。EMI部19は、電磁妨害(EIectro=Magr+etj cInter「erence (E M I ) )を抑制するための回路を備 える。ここに、L3はコモンモードのインダクタ、L4a及びL4bは差動モー ドのインダクタ、Yl及びYlはアースへの洩れ電流を制限するための等値のキ ャパシタである。ただし、Yの値としては、インバータにより生じる高周波EM Iはアースへ逃される一方で、周波数の低いAC信号は逃されない値が採用され る。A block diagram of an offline power inverter circuit is shown in FIG. Sui Switch 17 is the AC power source. The power line protection circuit section 13 is a Equipped with The EMI section 19 prevents electromagnetic interference (EIelectro=Magr+etj Equipped with a circuit to suppress cInter "erence (EMI))" I can do it. Here, L3 is a common mode inductor, and L4a and L4b are differential mode inductors. The inductors, Yl and Yl, are keyed with equal values to limit leakage current to ground. It is chapasita. However, the value of Y is the high frequency EM generated by the inverter. A value is adopted that prevents low-frequency AC signals from being missed, while I is missed to ground. Ru.
整流部20は、半波又は全波の整流回路を備える。リップル電圧は、フィルタ部 21て除去される。このようにして得られたDC電圧は、図中22で表示された 高周波インバータ及び制御回路により高周波に変換される。絶縁変圧器部23は 、電圧絶縁及び昇圧又は降圧のための絶縁変圧器を備え、該絶縁変圧器は場合に よっては複数の2次電圧出力を有するものであるが、なくてもよい。The rectifier 20 includes a half-wave or full-wave rectifier circuit. The ripple voltage is 21 will be removed. The DC voltage thus obtained is indicated by 22 in the figure. It is converted to a high frequency by a high frequency inverter and control circuit. The isolation transformer section 23 , equipped with an isolation transformer for voltage isolation and step-up or step-down, the isolation transformer being Therefore, although it has a plurality of secondary voltage outputs, it is not necessary.
動作中、中性のACライン(N)とアース(EG)との間の電位差は非常に小さ い。しかしながら、活線のACライン(L)とアース(EG)との間の電位差は 全AC電圧である。AC入力が120Vであり、かつ整流部が図14Aに示した ように全波整流である場合には、(+)リード線とアースとの間の電圧及び(− )リード線とアースとの間の電圧は、各々図14B及び図14Cに示したとおり となる。During operation, the potential difference between the neutral AC line (N) and earth (EG) is very small. stomach. However, the potential difference between the live AC line (L) and earth (EG) is Total AC voltage. The AC input is 120V and the rectifier is as shown in Figure 14A. In the case of full-wave rectification, the voltage between the (+) lead and ground and the (- ) The voltage between the lead wire and ground is as shown in Figure 14B and Figure 14C, respectively. becomes.
高周波パワーインバータ回路22は、図1〜図12を参照しながら説明した前記 の5G2525をベースにした共振インバータ回路で構成するのが好ましい。The high frequency power inverter circuit 22 is the same as described above with reference to FIGS. 1 to 12. It is preferable to use a resonant inverter circuit based on the 5G2525.
集積回路(IC)である該5G2525を用いたオフライン共振インバータのブ ロック図が、図15に一例として示されている。しかしながら、ここにオフライ ン高周波パワーインバータとして開示するものは、前に説明した共振インバータ 回路を利用したものに限定されるわけてはない。オフライン高周波パワーインバ ータは、共振インバータの形態以外のパワーインバータの形態を用いて構成する ことも可能である。例えば、プッシュプルの形態、半ブリッジの形態等を採用し てもよい。An offline resonant inverter using the 5G2525 integrated circuit (IC) A locking diagram is shown by way of example in FIG. However, here is the offline What is disclosed as a high frequency power inverter is the resonant inverter described above. It is not limited to those using circuits. Offline high frequency power inverter The converter is constructed using a power inverter form other than a resonant inverter form. It is also possible. For example, push-pull configuration, half-bridge configuration, etc. are adopted. It's okay.
図15の回路では、インバータ出力端子A又はBとアースとの間に抵抗Rpが接 続されると、該抵抗を通して電流が流れる。この電流の大きさは、基本的に次の 量に依存している。すなわち、 a) アースについては、端子A又はBに現れる高周波AC電圧の大きさ、b) A又はBとアースとの間に接続された抵抗(Rp)の値C) 高周波回路、配 線及び接地されたケースの間の寄生容量カップリングの量(この点については、 図16を参照しながら後に説明する。)、及びcl) EMI部19中のキャパ シタYの値に依存しているのである。In the circuit of Figure 15, a resistor Rp is connected between the inverter output terminal A or B and the ground. When connected, current flows through the resistor. The magnitude of this current is basically It depends on the quantity. That is, a) For earthing, the magnitude of the high frequency AC voltage appearing at terminal A or B, b) Value of the resistance (Rp) connected between A or B and ground C) High frequency circuit, wiring the amount of parasitic capacitive coupling between the line and the grounded case (in this regard, This will be explained later with reference to FIG. ), and cl) Capacitor in EMI section 19 It depends on the value of Y.
負荷が変圧器で絶縁されている場合は、該電流は変圧器の構造で決定される。If the load is isolated by a transformer, the current is determined by the structure of the transformer.
例えば1次巻線と2次巻線との間の静電シールド、該2巻線間の容量結合(CW )等が主なものである。For example, electrostatic shielding between the primary and secondary windings, capacitive coupling (CW) between the two windings, ) etc. are the main ones.
端子A又はBとアースGとの間の可能性のある電流経路を、図16及び図18に 示した。ただし、図18の場合はインバータの出力点と負荷との間に絶縁変圧器 を設けたものである。図17及び図19は、各々図16及び図18を簡略化した 等価回路である。簡略化の中で、ブリッジ整流ダイオードの電圧降下の影響は無 視した。Possible current paths between terminals A or B and ground G are shown in Figures 16 and 18. Indicated. However, in the case of Figure 18, an isolation transformer is installed between the inverter output point and the load. It has been established. FIGS. 17 and 19 are simplified versions of FIGS. 16 and 18, respectively. This is an equivalent circuit. In the simplification, the effect of the voltage drop of the bridge rectifier diode is eliminated. I looked at it.
抵抗Rpを接続することにより、AとGとの間あるいはBとGとの開に生じる高 周波電圧は、GとP(+)との間あるいはGとP (−)との間に影響を及ぼす 。By connecting the resistor Rp, the high voltage generated between A and G or between B and G can be reduced. Frequency voltage affects between G and P (+) or between G and P (-) .
ただし、P (−)は、回路のグラウンドである。つまり、GとP(+)との間 あるいはGとP(−)との間に検知回路を設けることにより、Rpを通して流れ る電流の大きさが検知できるのである。However, P (-) is the ground of the circuit. In other words, between G and P(+) Alternatively, by providing a detection circuit between G and P(-), the current flows through Rp. It is possible to detect the magnitude of the current.
図13の回路の場合には、単なる抵抗からなる検知回路は適切ではない。GとP (+)との間あるいはGとP(−)との間には、通常動作中に絶え間なく脈動D C高電圧が生じているからである。該脈動DC高電圧の周波数は、図14A、図 14B及び図14Cを参照しながら前に説明したようにAC入力により決定され る。しかしながら、このような脈動電圧が存在しない場合は、簡単な抵抗回路が 適当である。In the case of the circuit of FIG. 13, a sensing circuit consisting of a simple resistor is not appropriate. G and P (+) or between G and P(-), there is constant pulsation D during normal operation. This is because a high voltage is generated. The frequency of the pulsating DC high voltage is as shown in FIG. 14B and 14C as previously described with reference to FIGS. 14B and 14C. Ru. However, if such pulsating voltages do not exist, a simple resistive circuit can be used. Appropriate.
これに対して高周波AC電圧の検知は、図20及び図21に示したようなキャパ シタと抵抗との組み合わせにより実現することができる。図21の回路は、高周 波AC信号をDC信号に変換するものである。いずれにしても、検知電圧VSの 大きさは、(1)インバータ周波数(f i)、(2)Rp、(3)CS、(4 )R3I、及び、(5)R32により決定される。CSのインピーダンス(XC 3)は、XC3−1/ (2、f i、C3) で与エラれる。−例として、f i−30゜000Hz、入力ライン周波数fac−60HzSC9−0,003 3μFとする。このこき、インバータ周波数てはXC5−1607Ωとなる。し かしながら、入力AC周波数ではXC5−803,500Ωとなり、500倍も 高くなる。On the other hand, detection of high frequency AC voltage requires a capacitor as shown in Figures 20 and 21. This can be realized by combining a shield and a resistor. The circuit in Figure 21 is a high frequency It converts wave AC signals into DC signals. In any case, the detection voltage VS The sizes are (1) inverter frequency (f i), (2) Rp, (3) CS, (4 ) R3I, and (5) R32. CS impedance (XC 3) is given by XC3-1/(2, fi, C3). - As an example, f i-30゜000Hz, input line frequency fac-60HzSC9-0,003 It is set to 3 μF. In this case, the inverter frequency is XC5-1607Ω. death However, at the input AC frequency, it becomes XC5-803,500Ω, which is 500 times more It gets expensive.
結果として60HzのAC人力信号は減衰を受け、500倍の30,0CIOH 2のAC信号となる。したがって、図20及び図21の回路によれば、GとP( +)との間あるいはGとP(−)との間に60Hzの脈動DC信号が絶え間なく 生じている場合でも、該高周波信号なら容易に検知することができる。As a result, the 60Hz AC human input signal is attenuated and reduced by 500 times to 30,0 CIOH. 2 AC signal. Therefore, according to the circuits of FIGS. 20 and 21, G and P( +) or between G and P(-). Even if such a high frequency signal is generated, the high frequency signal can be easily detected.
図20及び図21の回路により検知される高周波信号は、パワーインバータの端 子とアースとの間に抵抗Rpが接続された場合に該端子とアースとの間に流れる 高周波電流の関数である。該検知信号は、例えば、該電流の流れを阻止するため に一時的にあるいは恒久的にパワーインバータの出力を禁止するように、リレー 又は他のスイッチ類をオンさせるのに使うことができる(図22)。ただし、こ のリレーの接点は、該回路中の任意の部分の間に、すなわち図中にXて表示した 任意の位置に設けることができる。The high frequency signal detected by the circuits of Figures 20 and 21 is at the end of the power inverter. When a resistor Rp is connected between the terminal and the ground, the current flows between the terminal and the ground. It is a function of high frequency current. The sensing signal may e.g. relay to temporarily or permanently inhibit the power inverter's output. Or it can be used to turn on other switches (Figure 22). However, this The relay contacts can be placed between any part of the circuit, i.e., as indicated by an X in the diagram. It can be provided at any position.
本発明の電流制限回路の他の好ましい実施例では、図13のキャパシタY1又は Y2のいずれかを例えば図20及び図21の検知回路のいずれかに置き換えるこ とができる。ただし、キャパシタY2を両検知回路のうちの一方に置き換える方 が好ましい。該キャパシタY2の置換を行なう場合は、図20又は図21のC8 の値が残ったキャパシタY1と正確に一致するのが望ましい。特にキャパシタY 2を図20の検知回路に置き換える場合には、図20の回路のアース位置が図1 3の回路のアース位置に対応する一方で、図20の端子24が図13の端子26 に対応する。このように本実施例の検知回路は、上記の検知機能だけでなく、キ ャパシタY1で実現していたEMI抑制機能をも達成することになる。In another preferred embodiment of the current limiting circuit of the present invention, capacitor Y1 or For example, replacing either Y2 with one of the detection circuits in FIGS. 20 and 21 I can do it. However, replacing capacitor Y2 with one of both detection circuits is preferred. When replacing the capacitor Y2, C8 in FIG. 20 or 21 It is desirable that the value of Y1 exactly match the value of the remaining capacitor Y1. Especially capacitor Y When replacing 2 with the detection circuit shown in Fig. 20, the ground position of the circuit shown in Fig. 20 is 20 corresponds to the ground position of the circuit in FIG. 3, while terminal 24 in FIG. corresponds to In this way, the detection circuit of this embodiment has not only the above detection function but also the key function. It also achieves the EMI suppression function that was achieved with the capacitor Y1.
さらに、図20及び図21の回路を通して検知された信号は、インバータの出力 点とアースとの間が短絡されあるいは抵抗を介して接続された際に該出力点とア ースとの間に流れる電流を、調整しあるいは制限するためにも用いることができ る。−例として、図15の共振インバータを参照する。該共振インバータは、前 記のとおり蛍光ランプT1等の負荷を駆動することができる。図23に図示する 。ランプを脱着する際に、人が端子Aとアースされたインバータ・ケースとに同 時に誤って触れることがある。この事情を解析するに際して、図24に示したよ うに、この人は500Ωの等価抵抗に置き換えることができる。米国アンダーラ イターズ・ラボラトリーズ・インコーホレーテッド(Underwriters [、aboratorles 1ie1.USA)の安全規格UL935の20 .5章によれば、端子Aとアースとの間に500Ωの抵抗が接続された場合には 、インバータ周波数が10.000Hz以上のときに該500Ωの抵抗を通して 流れる最大ピーク電流の許容値は43゜45mAとされる。これは、該500Ω の抵抗の両端の最大ピーク電圧21.7Vに相当する。図20及び図21の検知 回路を使用すれば、この目標を容易に達成することができる。Furthermore, the signal sensed through the circuits of Figures 20 and 21 is the output of the inverter. When the point and ground are short-circuited or connected through a resistor, the output point and It can also be used to regulate or limit the current flowing between Ru. - As an example, refer to the resonant inverter of FIG. 15. The resonant inverter is As described above, loads such as the fluorescent lamp T1 can be driven. Illustrated in Figure 23 . When attaching or detaching the lamp, make sure that a person connects terminal A to the grounded inverter case. Sometimes you touch it by mistake. When analyzing this situation, as shown in Figure 24, Well, this person can be replaced with an equivalent resistance of 500Ω. U.S. Underla Iters Laboratories, Inc. (Underwriters) [, aboratorles 1ie1. USA) safety standard UL935 20 .. According to Chapter 5, if a 500Ω resistor is connected between terminal A and ground, , through the 500Ω resistor when the inverter frequency is 10.000Hz or higher. The maximum allowable peak current that flows is 43°45mA. This is the 500Ω corresponds to a maximum peak voltage of 21.7V across the resistor. Detection in Figures 20 and 21 Using circuits, this goal can be easily achieved.
図25は、前記の共振インバータ回路に接続された1つの検知回路を示している 。図25中のC35RSI及びR52の値は、Rpの両端のピーク電圧が21゜ 7Vに達するやいなやトランジスタQ4のベース・エミッタ間に印加される電圧 が該トランジスタをオンさせるのに十分な大きさになるように選定される。ただ し、ソフトスタート・キャパシタ24が該Q4のコレクタ・エミッタ間に接続さ れている。Q4がターンオンすると、ICである5G2525のソフトスタート ビン8がプルダウンされる。すると、ピン11及びピン14から出力される駆動 出力パルスが直ちに停止し、パワーインバータスイッチQ2及びQ3は機能を停 止する。このときRpを通して流れる電流がなくなり、Q4がターンオフする。Figure 25 shows one sensing circuit connected to the resonant inverter circuit described above. . The values of C35RSI and R52 in FIG. 25 are such that the peak voltage across Rp is 21°. As soon as it reaches 7V, the voltage applied between the base and emitter of transistor Q4 is chosen to be large enough to turn on the transistor. just A soft-start capacitor 24 is connected between the collector and emitter of Q4. It is. When Q4 turns on, soft start of 5G2525 which is IC Bin 8 is pulled down. Then, the drive output from pin 11 and pin 14 The output pulses will stop immediately and power inverter switches Q2 and Q3 will stop functioning. Stop. At this time, no current flows through Rp, and Q4 turns off.
しかしながら、Q4がターンオフすると、5G2525は動作を再開してQ2及 びQ3をターンオンさせる。Rpを通して電流が流れ始め、Rpの両端の電圧が 21.7Vに達するとすぐにQ4が再びターンオンし、以上のサイクルを繰り返 す。なお、ICである5G2525の出力停止は、ピン8に代えて該■cのシャ ットダウンピン10に信号を印加することによっても同様に実現することができ る。However, when Q4 turns off, the 5G2525 resumes operation and and turn on Q3. Current begins to flow through Rp and the voltage across Rp becomes As soon as 21.7V is reached, Q4 turns on again and repeats the cycle. vinegar. In addition, to stop the output of the 5G2525 IC, use the shunt c instead of pin 8. The same can be achieved by applying a signal to the cut-down pin 10. Ru.
制御回路 以下、本発明の制御回路を特に図26〜図29を参照しながら詳細に説明する。control circuit Hereinafter, the control circuit of the present invention will be explained in detail with particular reference to FIGS. 26 to 29.
一般的に言えば、ここにいう制御回路は、図2、図15等において示された可変 抵抗R6の調整により負荷TIの輝度を制御するための前記の方法に代わる、好 ましい方法を提供するものである。Generally speaking, the control circuit referred to here is the variable control circuit shown in FIGS. 2, 15, etc. A preferred alternative to the above method for controlling the brightness of the load TI by adjusting the resistor R6 This provides a new method.
はじめに、本発明の制御回路と前記の共振インバータ安定器との間のインターフ ェイスについて説明する。図26では、新規かつ改良されたパルス生成回路(こ の回路については、後に詳細に説明する。)が一般的に42で示されている。First, the interface between the control circuit of the present invention and the resonant inverter ballast described above is explained. Let me explain about Ace. In Figure 26, a new and improved pulse generation circuit (this The circuit will be explained in detail later. ) is generally designated 42.
この回路の出力点43は、出力トランジスタ44のベースに接続されている。該 出力トランジスタ44のコレクタはICである5G2525の非反転入力NI( ピン2)に接続される一方で、該出力トランジスタ44のエミッタはグラウンド に接続されている。非反転入力Nlとグラウンドとの間には、積分キャパシタ4 6が接続されている。該パルス生成回路42は、好ましくはデユーティサイクル 可変かつ1kHz以上の固定周波数を有する矩形波パルス列を生成する。The output point 43 of this circuit is connected to the base of an output transistor 44. Applicable The collector of the output transistor 44 is connected to the non-inverting input NI ( pin 2), while the emitter of the output transistor 44 is connected to ground. It is connected to the. An integrating capacitor 4 is connected between the non-inverting input Nl and ground. 6 is connected. The pulse generation circuit 42 preferably has a duty cycle A rectangular wave pulse train having a variable and fixed frequency of 1 kHz or more is generated.
出力点43における出力パルスは、積分キャパシタ46の充電を制御する。パル ス生成回路42が出力点43にパルスを生成すると、トランジスタ44のベース に印加される電圧が該トランジスタ44をターンオンさせ、該トランジスタ44 のコレクタからエミッタに向けて電流が流れる。該トランジスタ44のコレクタ は前記のキャパシタ46と非反転入力NIとに接続されており、しかも該トラン ジスタ44のエミッタはグラウンドに接続されているので、パルス生成回路42 から出力されるパルスは、積分キャパシタ46の放電を進めるように該キャパシ タ46を効果的に接地させる。出力点43にパルスを生成しない場合には、トラ ンジスタ44がターンオフし、積分キャパシタ46は、抵抗R5と可変抵抗R6 とで構成される分圧回路により決定される可変抵抗R6の両端の電圧降下のレベ ルまで充電されようとする。The output pulse at output point 43 controls the charging of integration capacitor 46 . Pal When the pulse generation circuit 42 generates a pulse at the output point 43, the base of the transistor 44 The voltage applied to turns on the transistor 44, causing the transistor 44 to turn on. Current flows from the collector to the emitter. collector of the transistor 44 is connected to the capacitor 46 and the non-inverting input NI, and Since the emitter of resistor 44 is connected to ground, pulse generation circuit 42 The pulses output from the integrating capacitor 46 are applied to the integrating capacitor 46 so as to advance the discharge of the integrating capacitor 46. To effectively ground the terminal 46. If no pulse is generated at output point 43, the The resistor 44 is turned off, and the integrating capacitor 46 is connected to the resistor R5 and the variable resistor R6. The level of voltage drop across variable resistor R6 determined by the voltage divider circuit consisting of The battery attempts to charge up to
非反転入力NI(ピン2)の電圧は、出力点43におけるパルスのデユーティサ イクルに応じて変わる。該出力点43から一連のパルスが高周波で出力されるの で、該パルスにより積分キャパシタ46の両端のDCレベルが周期的にプルアッ プされたりプルダウンされたりする。積分キャパシタ46は、出力点43のパル スにより引き起されるDCレベルのシフトを時間積分する。この結果、パルスの 与えられたデユーティサイクルに応じて、連続的なりC電圧が非反転入力NI( ピン2)に現れる。非反転入力Nl(ピン2)におけるDC電圧は、次のように して出力点43のパルスのデユーティサイクルに応じて変化する。すなわち、デ ユーティサイクルが大きくなるにつれて、キャパシタ46は相対的に長い時間接 地されるようになり、非反転入力Nl(ピン2)の電圧が低くなる。逆に、出力 点43におけるパルスのデユーティサイクルが小さくなるにつれて、非反転入力 NI(ピン2)の電圧は高くなるのである。The voltage at non-inverting input NI (pin 2) is the duty sensor of the pulse at output point 43. It changes depending on the cycle. A series of pulses are output at high frequency from the output point 43. The pulse periodically pulls up the DC level across the integrating capacitor 46. be pulled up or pulled down. Integrating capacitor 46 is connected to the pulse of output point 43. The shift in DC level caused by the current is integrated over time. As a result, the pulse Depending on the duty cycle, a continuous R C voltage is applied to the non-inverting input NI ( Appears on pin 2). The DC voltage at the non-inverting input Nl (pin 2) is: and changes depending on the duty cycle of the pulse at the output point 43. In other words, de As the utility cycle increases, capacitor 46 is connected for a relatively longer period of time. The voltage at the non-inverting input Nl (pin 2) becomes low. Conversely, the output As the duty cycle of the pulse at point 43 becomes smaller, the non-inverting input The voltage at NI (pin 2) becomes high.
この非反転入力Nl(ピン2)の電圧レベルにより負荷T1のみかけの輝度が制 御されるので、当業者ならば、出力点43のパルスのデユーティサイクルを変化 させることにより負荷T1の光出力が調整可能であることを直ちに理解できるで あろう。これは取りも直さず、パルス入力のデユーティサイクルを変化させるこ とにより減光用のソリッドステート安定器を制御する新規かつユニークな方法を 開示したものである。The voltage level of this non-inverting input Nl (pin 2) controls the apparent brightness of load T1. Therefore, one skilled in the art can change the duty cycle of the pulse at output point 43. It can be immediately understood that the optical output of the load T1 can be adjusted by Probably. This can be done without changing the duty cycle of the pulse input. and a new and unique way to control solid-state ballasts for dimming. It has been disclosed.
図27は、図26の回路の好ましい実施例を示したものであって、出力トランジ スタ44を従来からあるオプトアイソレータ48に置き換えたものである。該オ プトアイソレータ48は、発光ダイオード(LED)50とフォトトランジスタ 52とを備える。発光ダイオード50は、出力点43とグラウンドとの間に接続 されている。フォトトランジスタ52は、コレクタが非反転入力NI(ピン2) に接続され、エミッタがグラウンドに接続されている。フォトトランジスタ52 は、出力点43からのパルスに応答して動作するLED50から発せられる光に 応じて、ターンオンする。本実施例の動作態様は図26に示した実施例と実質的 に同じであるが、オプトアイソレータ48が共振インバータ回路をパルス生成回 路42から電気的に絶縁する点が異なる。共振インバータ回路には高電圧、大電 流が内在しており、パルス生成回路42は人手により制御操作されることが予想 される。したがって、上記の電気絶縁は実質的な安全上の利益を提供するもので ある。FIG. 27 shows a preferred embodiment of the circuit of FIG. The star 44 is replaced with a conventional opto-isolator 48. The corresponding o The photoisolator 48 includes a light emitting diode (LED) 50 and a phototransistor. 52. The light emitting diode 50 is connected between the output point 43 and ground. has been done. The collector of the phototransistor 52 has a non-inverting input NI (pin 2). and the emitter is connected to ground. Phototransistor 52 is the light emitted from the LED 50 which is activated in response to a pulse from the output point 43. Turn on accordingly. The operation mode of this embodiment is substantially the same as that of the embodiment shown in FIG. , but the opto-isolator 48 connects the resonant inverter circuit to the pulse generation circuit. The difference is that it is electrically isolated from the path 42. Resonant inverter circuits require high voltages and large currents. It is expected that the pulse generation circuit 42 will be controlled and operated manually. be done. Therefore, the electrical insulation described above does not provide a substantial safety benefit. be.
以下、該新規なパルス生成回路42の回路構成及びその動作について詳細に説明 する。図28に示したように、パルス生成回路42は、電源部54、リセット部 56、遅延部58、過電流部60、パルス制御部62、輝度制御部64、及び、 デユーティサイクル可変の周波数源65を備える。The circuit configuration and operation of the new pulse generation circuit 42 will be explained in detail below. do. As shown in FIG. 28, the pulse generation circuit 42 includes a power supply section 54, a reset section 56, delay section 58, overcurrent section 60, pulse control section 62, brightness control section 64, and A frequency source 65 with a variable duty cycle is provided.
デユーティサイクル可変の周波数源65としては、モトローラ社製の集積回路U C2843を用いるのが好ましい。ただし、他の集積回路を用いてもよく、必要 な機能を実現するように構成された回路であればよい。該周波数源65の動作は 、当業者であればよく知っておりかつ入手可能なモトローラ社の出版物に詳細が 記述されている。しかしながら、この回路で使用されるピンの機能を、当業者が 該回路を理解しかつ開示された本発明を実施できる程度に詳しく、表1に掲載し た。The variable duty cycle frequency source 65 is an integrated circuit U manufactured by Motorola. Preferably, C2843 is used. However, other integrated circuits may be used and Any circuit configured to realize a certain function may be used. The operation of the frequency source 65 is , detailed information in Motorola publications that are familiar and available to those skilled in the art. It has been described. However, the functions of the pins used in this circuit can be determined by those skilled in the art. The circuits are described in Table 1 in sufficient detail to enable one to understand and practice the disclosed invention. Ta.
(以 下 余 白) 周波数源UC2843のビン接続 ピン 名称 説明 I COMP(補償) パルスのデユーティサイクルを変えるように電圧を外部 から印加する。(Hereafter, extra white) Bin connection of frequency source UC2843 Pin name description I COMP (compensation) Apply voltage externally to change the duty cycle of the pulse. Apply from
2 1NV(入力) 不使用(グラウンドに接続する。)3CS(電流検知) 外部から1v以上の電圧が印加されたときにパルス出力が禁止される。2 1NV (input) Not used (connect to ground) 3CS (current detection) Pulse output is prohibited when a voltage of 1 V or more is applied from the outside.
4 05C(発振) 外部回路に応じた周波数の鋸歯状波を出力する。4 05C (Oscillation) Outputs a sawtooth wave with a frequency depending on the external circuit.
5 GND グラウンドに接続される。5 GND Connected to the ground.
6 0UT(出力) OSC端子に接続された外部回路に応じた周波数のデユー ティサイクル可変のパルスを出力する。デユーティサイクルは、COMP端子へ の印加電圧に応じて変わる。6 0UT (output) Dual frequency according to the external circuit connected to the OSC terminal Outputs pulses with variable cycle times. The duty cycle is sent to the COMP terminal. varies depending on the applied voltage.
7 Vcc 電源(+12V DC) 8 Vref 参照電圧出力(5,IV DC)表1 再び図28を参照して、電源部54は、変圧器66、全波ブリッジ整流器68、 キャパシタIJJり離しダイオード70、及び、平滑キャパシタ72を備える。7 Vcc power supply (+12V DC) 8 Vref Reference voltage output (5, IV DC) Table 1 Referring again to FIG. 28, the power supply unit 54 includes a transformer 66, a full-wave bridge rectifier 68, A capacitor IJJ separation diode 70 and a smoothing capacitor 72 are provided.
該電源部54は、従来からある3端子の12V電圧レギユレータ84と、これに 接続されたキャパシタ86とをさらに備えるのが好ましい。該電圧レギュレータ 84は、入力端子88、出力端子90及び接地端子92を有する。The power supply section 54 includes a conventional three-terminal 12V voltage regulator 84 and a conventional three-terminal 12V voltage regulator 84. It is preferable to further include a connected capacitor 86. The voltage regulator 84 has an input terminal 88, an output terminal 90, and a ground terminal 92.
AC電源74からの交流入力は、変圧器66の1次巻線に印加される。該変圧器 66の巻数比は、2次巻線に12VのAC電圧が誘起されるようにAC電源74 の電圧に応じて選定される。全波ブリッジ整流器68は、従来からあるものであ る。該整流器68は、2つの入力端子75及び78と、2つの出力端子80及び 82とを有する。変圧器66の2次巻線の2つの端子は、各々整流器68の入力 端子75及び78に接続される。整流器58の出力端子80は回路グラウンド及 びアースに接続される一方で、出力端子82は切り離しダイオード70のアノー ドに接続されて12Vの整流DC出力を該ダイオードに与える。ダイオード70 のカソードは、レギュレータ84の入力端子88に接続されるとともに平滑キャ パシタ72の正電圧端子にも接続される。該平滑キャパシタ72の負電圧端子は 、回路グラウンド及びアースに接続される。An alternating current input from AC power supply 74 is applied to the primary winding of transformer 66 . the transformer The turns ratio of 66 is such that the AC power supply 74 is such that a 12V AC voltage is induced in the secondary winding. The voltage is selected according to the voltage. The full-wave bridge rectifier 68 is conventional. Ru. The rectifier 68 has two input terminals 75 and 78 and two output terminals 80 and 78. 82. The two terminals of the secondary winding of transformer 66 are each connected to the input of rectifier 68. Connected to terminals 75 and 78. Output terminal 80 of rectifier 58 is connected to circuit ground and and ground, while output terminal 82 is connected to the anode of isolation diode 70. the diode to provide a 12V rectified DC output to the diode. diode 70 The cathode of is connected to the input terminal 88 of the regulator 84 and the smoothing capacitor. It is also connected to the positive voltage terminal of the pacitor 72. The negative voltage terminal of the smoothing capacitor 72 is , connected to circuit ground and earth.
レギュレータ84は、出力端子90がデユーティサイクル可変の周波数源65の Vcc (ピン7)に接続され、接地端子92がグラウンドに接続される。該レ ギュレータ84の出力端子92とグラウンドとの間には、キャパシタ86が接続 される。この電圧レギュレータ84は、AC電源74の電圧変動を補償するもの であって、12Vの安定化されたDC電源が周波数源65の集積回路に供給され る。周波数源65に対する安定した電圧供給は、該周波数源65の出力点43の パルス信号出力の変動を防止するために必要である。The regulator 84 has an output terminal 90 connected to a frequency source 65 having a variable duty cycle. Vcc (pin 7), and the ground terminal 92 is connected to the ground. That Le A capacitor 86 is connected between the output terminal 92 of the regulator 84 and the ground. be done. This voltage regulator 84 compensates for voltage fluctuations in the AC power supply 74. where a 12V regulated DC power supply is supplied to the integrated circuit of the frequency source 65. Ru. A stable voltage supply to the frequency source 65 is provided at the output point 43 of the frequency source 65. This is necessary to prevent fluctuations in the pulse signal output.
レギュレータ84の出力端子90における該12VのDC安定化出力は、パルス 幅変調器4(図26に示したもの)のVccに接続されたDC電源24としても 用いるのが好ましい。この場合には、全回路が1つのパワースイッチ(不図示) で制御可能となる。該スイッチは従来のどのようなスイッチでもよく、従来の種 々の方法で電源回路に導入することができる。この点は、当業者にとって自明で あろう。The 12V DC regulated output at output terminal 90 of regulator 84 is pulsed. Also as a DC power supply 24 connected to Vcc of the width modulator 4 (as shown in Figure 26). It is preferable to use In this case, the entire circuit consists of one power switch (not shown) It can be controlled by The switch may be any conventional switch; It can be introduced into the power supply circuit in various ways. This point is obvious to those skilled in the art. Probably.
輝度制御部64は、可変抵抗94と分圧抵抗96とを備える。可変抵抗94(よ 、周波数tA65の補償ビン(ピン1)とグラウンドとの間に接続される。分圧 抵抗96は、周波数源65のVref (ピン8)と同周波数源65の補償ピン (ピン1)との間に接続される。周波数源65のVref (ピン8)は、5. 1v一定のDC信号を出力する。つまり、可変抵抗94と分圧抵抗96とは分圧 回路を構成し、可変抵抗94の調整に応じて周波数源65の補償ピン(ピン1) への印加電圧が変わる。図29の表中に示されるように、周波数源65の補償ピ ン(ピン1)上の電圧により、出力点43に生成されるノくルスのデューテイサ イクル力(制御される。該デユーティサイクルは、図26を参照して前に説明し たように負荷T1の輝度を決定するのである。The brightness control section 64 includes a variable resistor 94 and a voltage dividing resistor 96. Variable resistor 94 (Yo) , is connected between the compensation bin (pin 1) at frequency tA65 and ground. partial pressure Resistor 96 connects Vref (pin 8) of frequency source 65 and compensation pin of frequency source 65. (pin 1). Vref (pin 8) of frequency source 65 is 5. Outputs a constant 1v DC signal. In other words, the variable resistor 94 and the voltage dividing resistor 96 are Configure the circuit and adjust the compensation pin (pin 1) of the frequency source 65 according to the adjustment of the variable resistor 94. The applied voltage changes. As shown in the table of FIG. The voltage on pin (pin 1) generates a Norculus duty sensor at output point 43. cycle force (controlled; the duty cycle is as previously described with reference to FIG. 26). The brightness of the load T1 is determined as shown in FIG.
前記の電源スィッチは、従来から知られている方法で可変抵抗9,4と一体にす ることができる。The above power switch is integrated with variable resistors 9 and 4 using a conventionally known method. can be done.
遅延部58は、PNP l−ランジスタ98、抵抗100、キャノくシタ102 、及び、抵抗104を備える。トランジスタ98のエミ・ツタは周波数源65の 補償ピン(ピン1)に接続される一方で、該トランジスタ98のコレクタはグラ ウンドに接続される。該トランジスタ98のベースは抵抗104の一端に接続さ れ、該抵抗104の他端はブリッジ整流器68の出力端子82に接続される。キ ヤ、<シタ102の正電圧端子はトランジスタ98のベースに接続される一方で 、該キャパシタ102の負電圧端子はグラウンドに接続される。抵抗100は、 トランジスタ98のベースとグラウンドとの間に接続される。The delay section 58 includes a PNP l-transistor 98, a resistor 100, and a canopy resistor 102. , and a resistor 104. The emitter of transistor 98 is connected to the frequency source 65. While connected to the compensation pin (pin 1), the collector of the transistor 98 is connected to the connected to the sound. The base of the transistor 98 is connected to one end of the resistor 104. The other end of the resistor 104 is connected to the output terminal 82 of the bridge rectifier 68. tree While the positive voltage terminal of the output terminal 102 is connected to the base of the transistor 98, , the negative voltage terminal of the capacitor 102 is connected to ground. The resistance 100 is Connected between the base of transistor 98 and ground.
該遅延部58によれば、新規かつユニークな利点を有する動作が実現できること が分かる。動作中は、パワーアップ時の減光信号43の伝達を該遅延部58が抑 止するからである。減光信号が遅延部58により抑止されると、負荷TI(図2 6に示したもの)が最高輝度でスタートする。最高輝度スタートは、次の2つの 理由から非常に重要である。第1に、最高輝度スタートは蛍光管の寿命を長くす る。第2に、蛍光管はデユーティサイクル最高のパワーが供給されないと点灯し ないからである。According to the delay unit 58, an operation with new and unique advantages can be realized. I understand. During operation, the delay section 58 suppresses transmission of the dimming signal 43 at power-up. This is because it will stop. When the dimming signal is suppressed by the delay unit 58, the load TI (Fig. 2 6) starts at maximum brightness. The maximum brightness start is the following two Very important for a reason. First, starting at the highest brightness increases the lifespan of fluorescent tubes. Ru. Second, fluorescent tubes will not light unless they are supplied with the highest duty cycle power. That's because there isn't.
ここで、減光信号43を抑止する遅延部58の動作を詳細に説明する。AC電源 74から回路42にパワーが供給されない場合は、トランジスタ98が導通した ままになり、したがって周波数源65の補償ピン(ピン1)が効果的に接地され る。このようにして補償端子が接地されると、出力点43にはデユーティサイク ル0が選択される。前に説明したように、負荷TI(図26に示したもの)の輝 度は出力点43のパルスのデユーティサイクルとは逆方向に変化する。出方点4 3のパルスのデユーティサイクルが0である場合には、負荷Tl(図26に示し たもの)の輝度が最大となるのである。したがって、トランジスタ98が導通し たままになった場合には、負荷T1が最高輝度となる。Here, the operation of the delay section 58 that suppresses the dimming signal 43 will be explained in detail. AC power supply If no power is supplied to circuit 42 from 74, transistor 98 is conductive. therefore, the compensation pin (pin 1) of frequency source 65 is effectively grounded. Ru. When the compensation terminal is grounded in this way, the duty cycle is applied to the output point 43. 0 is selected. As explained earlier, the brightness of the load TI (shown in Figure 26) The degree changes in the opposite direction to the duty cycle of the pulse at output point 43. Output point 4 If the duty cycle of pulse 3 is 0, the load Tl (shown in Figure 26) The brightness of the object) becomes maximum. Therefore, transistor 98 becomes conductive. If the brightness remains unchanged, the load T1 will have the highest brightness.
回路42に電力が供給されると、キャパシタ102は、抵抗100及び104と キャパシタ102との値で決定される時定数に従って充電される。キャパシタ1 02が充電されるにつれてトランジスタ98はもはや導通を維持できなくなり、 ついには該トランジスタ98が導通しなくなる。トランジスタ98が不導通にな ると、遅延部58は、周波数源65の補償ビン(ピン1)における電圧に影響を 及ぼさなくなる。このとき、該周波数源65の補償ビン(ピン1)における電圧 は、輝度制御部64のみによって制御されることとなる。When circuit 42 is powered, capacitor 102 connects with resistors 100 and 104. It is charged according to a time constant determined by the value of capacitor 102. capacitor 1 As 02 charges up, transistor 98 can no longer maintain conduction; Eventually, the transistor 98 will cease to conduct. Transistor 98 becomes non-conductive. Then, the delay section 58 affects the voltage at the compensation bin (pin 1) of the frequency source 65. It will no longer affect you. At this time, the voltage at the compensation bin (pin 1) of the frequency source 65 will be controlled only by the brightness control section 64.
以上のとおり、回路42と共娠インバータを用いたソリッドステート安定回路( 図2に示したもの)とに電力が供給されると、遅延部58は、当初は可変抵抗9 4の設定(輝度制御)にかかわらず負荷TI(図2に示したもの)の減光を禁止 する。該負荷T1は、最高輝度でスタートする。短時間の後、遅延部58は減光 の禁止を解除し、負荷T1は可変抵抗94によって設定されたレベルまで減光さ れる。当初は蛍光ランプT1が最高輝度でスタートし、この後該蛍光ランプが急 激に減光される点が、本発明の重要な特徴である。すなわち、キャパシタ1゜2 が充電されるにつれて該キャパシタの両端の電圧が次第に上昇し、該電圧により トランジスタ98のコンダクタンスが次第にかつ短時間のうちに小さくなるので ある。したがって、周波数源65の補償ピン(ピン1)における電圧は、0がら 次第に可変抵抗94の設定により決定されるレベルまで上昇する。この結果、蛍 光ランプT1は、最高輝度でスタートした後、プリセットレベルまで滑らかにか つ好ましい形で減光されるのである。As described above, the solid-state stable circuit ( When power is supplied to the circuit (shown in FIG. 2), the delay section 58 initially Prohibits dimming of load TI (shown in Figure 2) regardless of setting 4 (brightness control) do. The load T1 starts at maximum brightness. After a short time, the delay section 58 dims. load T1 is dimmed to the level set by variable resistor 94. It will be done. Initially, the fluorescent lamp T1 starts at the highest brightness, and then the fluorescent lamp suddenly decreases. An important feature of the present invention is that it is rapidly attenuated. That is, capacitor 1゜2 As the capacitor is charged, the voltage across the capacitor gradually increases; Since the conductance of transistor 98 becomes smaller gradually and in a short time, be. Therefore, the voltage at the compensation pin (pin 1) of frequency source 65 varies from 0 to It gradually rises to a level determined by the setting of variable resistor 94. As a result, fireflies Light lamp T1 starts at maximum brightness and then smoothly ramps down to the preset level. The light is attenuated in a desirable manner.
遅延部58によりもたらされる遅延時間が良く知られた時定数の原理に従って抵 抗100及び104とキャパシタ102との鎧の変更により調整可能であること は、もちろんである。The delay provided by the delay section 58 corresponds to the resistance according to the well-known time constant principle. Adjustable by changing the armor of resistors 100 and 104 and capacitor 102 Of course.
停電中は、蛍光ランプT1は消灯する。停電が短時間であれば、キャパシタ10 2が自身の充電電荷を維持するので、遅延部58は、上記の望ましい最高輝度ス タートと設定された減光レベルへの移行とを実現することがない。前に説明した ように、ランプT1は低輝度の設定ではスタートしないし、仮に該ランプT1が スタートしたとしても低輝度スタートのためにランプ寿命が短くなる。リセット 部56は、回路に電源が回復する際に該遅延部58が正しく動作するように、停 電中に該遅延部58に対するリセット動作を実行する。During a power outage, the fluorescent lamp T1 is turned off. If the power outage is short, capacitor 10 2 maintains its own charge, the delay section 58 maintains the desired maximum brightness level. start and transition to the set dimming level. explained before As shown, the lamp T1 will not start at low brightness settings, and even if the lamp T1 is Even if it does start, the lamp life will be shortened due to the low brightness start. reset The delay unit 56 is configured to stop the delay unit 58 so that the delay unit 58 operates properly when power is restored to the circuit. The reset operation for the delay section 58 is executed during the power supply.
リセット部56は、ダイオード106、抵抗108、PNP トランジスタ11 0、フィルタキャパシタ112、並びに、分圧抵抗114及び116を備える。The reset section 56 includes a diode 106, a resistor 108, and a PNP transistor 11. 0, a filter capacitor 112, and voltage dividing resistors 114 and 116.
ダイオード106のアノードは遅延部のトランジスタ98のベースに接続され、 該ダイオード106のカソードは抵抗108の一端に接続される。該抵抗108 の他端は、トランジスタ110のエミッタに接続される。この抵抗108として は、5〜7Ωの範囲の小さい値のものが好ましい。トランジスタ110のコレク タは、グラウンドに接続される。フィルタキャパシタ112の正電圧端子はトラ ンジスタ110のベースに接続される一方で、該キャパシタ112の負電圧端子 はグラウンドに接続される。抵抗114の一端は全波ブリッジ整流器68の出力 端子82に接続される一方で、該抵抗114の他端はトランジスタ110のベー スに接続される。抵抗116は、トランジスタ110のベースとグラウンドとの 間に接続される。The anode of the diode 106 is connected to the base of the transistor 98 of the delay section, The cathode of the diode 106 is connected to one end of a resistor 108. The resistor 108 The other end is connected to the emitter of transistor 110. As this resistor 108 is preferably a small value in the range of 5 to 7Ω. collector of transistor 110 The terminal is connected to ground. The positive voltage terminal of filter capacitor 112 is while the negative voltage terminal of the capacitor 112 is connected to the base of the transistor 110. is connected to ground. One end of the resistor 114 is the output of the full-wave bridge rectifier 68. terminal 82 while the other end of the resistor 114 is connected to the base of transistor 110. connected to the Resistor 116 connects the base of transistor 110 to ground. connected between.
抵抗114及び116は、トランジスタ110のベースの電圧を決定するための 分圧回路を構成する。これら両抵抗114及び116の値は、AC電源74が回 路42に電力を供給している間はトランジスタ110が導通しないように、抵抗 100及び104の値に応じて選定される。キャパシタ112の値は、該回路へ の電力が喪失した場合にキャパシタ112が抵抗116を通して約1msで放電 するように、抵抗114及び116の値に応じて選定される。Resistors 114 and 116 are used to determine the voltage at the base of transistor 110. Configure a voltage divider circuit. The values of both these resistors 114 and 116 are determined by the AC power supply 74 A resistor is used to prevent transistor 110 from conducting while supplying power to line 42. It is selected according to the values of 100 and 104. The value of capacitor 112 is When power is lost, capacitor 112 discharges through resistor 116 in about 1 ms. is selected depending on the values of resistors 114 and 116.
AC電#、74への電力供給がなくなると、リセット部56は次のような動作を 実行する。まずトランジスタ110のベース電圧は、キャパシタ112が抵抗1 16を通して放電されるとともに1msで0まで低下する。遅延部のキャパシタ 102は充電されたままであるので、トランジスタ110のエミッタ電圧は、0 よりかなり大きい。したがって、トランジスタ110は導通し始め、該トランジ スタか遅延部のキャパシタ102を効果的に短絡させかつ放電させる。このよう にして、リセット部56は、蛍光管T1か前記のように最高輝度で自動的にスタ ートするように、遅延部58の準備を急速に進める。When the power supply to the AC power line 74 is cut off, the reset unit 56 performs the following operation. Execute. First, the base voltage of the transistor 110 is 16 and decreases to 0 in 1 ms. Capacitor in delay section Since 102 remains charged, the emitter voltage of transistor 110 is 0. considerably larger than Therefore, transistor 110 begins to conduct and the transistor 110 begins to conduct. This effectively shorts and discharges the star delay section capacitor 102. like this Then, the reset unit 56 automatically starts the fluorescent tube T1 at maximum brightness as described above. The preparation of the delay section 58 is rapidly advanced so that the
電源部54にはリセット部56をフィルタキャパシタ72から切り離すようにダ イオード70が設けられていることに注目すべきである。これにより、フィルタ キャパシタ72は、停電中にリセット部56を通して放電されることがなく、該 リセット部56の正常動作を妨げることもない。A dowel is connected to the power supply section 54 to separate the reset section 56 from the filter capacitor 72. It should be noted that a diode 70 is provided. This allows the filter The capacitor 72 is not discharged through the reset unit 56 during a power outage and is This does not interfere with the normal operation of the reset section 56.
パルス制御部62は、出力点43のパルスの周波数を決定し、かつ前記出力パル スの最大デユーティサイクルを制限するものである。このパルス制御部62は、 NPN トランジスタ118、周波数設定用キャパシタ120、周波数設定用抵 抗122、抵抗124、可変抵抗126、及び、抵抗128を備える。トランジ スタ118のベースは、周波数源65の発振端子(ピン4)に接続される。該ト ランジスタ118のコレクタは同周波数源65のVref (ピン8)に接続さ れ、該トランジスタ118のエミッタは抵抗124の2端子のうちの一方に接続 される。該抵抗124の他の端子は、可変抵抗126の2端子のうちの一方に接 続される。該可変抵抗126の他の端子は、周波数源65の電流検知端子(ピン 3)に接続される。抵抗128は、該周波数源65の電流検知端子(ピン3)と グラウンドとの間に接続される。周波数設定用抵抗122は、周波数源65の発 振端子(ピン4)と同周波数源65のVref (ピン8)との間に接続される 。周波数設定用キャパシタ120は、周波数源65の発振端子(ピン4)とグラ ウンドとの間に接続される。The pulse control unit 62 determines the frequency of the pulse at the output point 43 and controls the output pulse. limits the maximum duty cycle of the device. This pulse control section 62 is NPN transistor 118, frequency setting capacitor 120, frequency setting resistor It includes a resistor 122, a resistor 124, a variable resistor 126, and a resistor 128. transition The base of star 118 is connected to the oscillation terminal (pin 4) of frequency source 65. The corresponding g The collector of transistor 118 is connected to Vref (pin 8) of frequency source 65. The emitter of the transistor 118 is connected to one of the two terminals of the resistor 124. be done. The other terminal of the resistor 124 is connected to one of the two terminals of the variable resistor 126. Continued. The other terminal of the variable resistor 126 is connected to the current detection terminal (pin) of the frequency source 65. 3). A resistor 128 is connected to the current sensing terminal (pin 3) of the frequency source 65. Connected to ground. The frequency setting resistor 122 is connected to the frequency setting resistor 122 Connected between the swing terminal (pin 4) and the Vref (pin 8) of the same frequency source 65 . The frequency setting capacitor 120 is connected to the oscillation terminal (pin 4) of the frequency source 65 and the graph. connected between the
周波数源65の発振端子(ピン4)はDCオフセットを有する漸増信号(鋸歯状 波)を生成するのであるが、該漸増信号の周波数は、周波数設定用抵抗122と 周波数設定用キャパシタ120との値によって決定される時定数に依存している 。これらの抵抗122及びキャパシタ120は、該漸増信号の周波数が1kH2 以上になるように選定するのが好ましい。The oscillation terminal (pin 4) of frequency source 65 is connected to a progressive signal (sawtooth) with DC offset. wave), and the frequency of the gradually increasing signal is determined by the frequency setting resistor 122. It depends on the time constant determined by the value of the frequency setting capacitor 120. . These resistors 122 and capacitors 120 are arranged so that the frequency of the increasing signal is 1kHz2. It is preferable to select it so that it is equal to or more than that.
周波数源65の発振端子(ピン4)から出力される該漸増信号は、トランジスタ 118により、抵抗124及び128並びに可変抵抗126で構成された分圧回 路に伝達される。これらの分圧抵抗の動作により、周波数源65の電流検知端子 (ピン3)上の信号は、同周波数源65の発振端子(ピン4)における電圧変動 に常に比例するようになる。周波数源65の電流検知端子(ピン3)に現れる電 圧の発振端子出力に対する割合あるいは比率は、可変抵抗126の設定により決 定される。集積回路であるUC2843の発振端子(ピン4)の電圧出力のピー クは、およそ2.8Vである。該出力の最小電圧(DCオフセット)は、1゜2 vである。抵抗124及び128並びに設定用可変抵抗126は、周波数源65 の発振端子(ピン4)に印加されるピーク電圧が約1,4Vになるように選定す るのが好ましい。The increasing signal output from the oscillation terminal (pin 4) of the frequency source 65 is 118, a voltage dividing circuit made up of resistors 124 and 128 and variable resistor 126. transmitted to the road. Due to the operation of these voltage dividing resistors, the current detection terminal of the frequency source 65 The signal on (pin 3) is the voltage variation at the oscillation terminal (pin 4) of the same frequency source 65. will always be proportional to. The voltage appearing at the current sensing terminal (pin 3) of frequency source 65 The ratio or proportion of the voltage to the oscillation terminal output is determined by the setting of the variable resistor 126. determined. The voltage output peak of the oscillation terminal (pin 4) of the integrated circuit UC2843 The voltage is approximately 2.8V. The minimum voltage (DC offset) of the output is 1°2 It is v. The resistors 124 and 128 and the setting variable resistor 126 are connected to the frequency source 65. Select so that the peak voltage applied to the oscillation terminal (pin 4) of the It is preferable to
周波数源65は、電流検知端子(ピン3)に印加される電圧が約IVを上回る場 合はいつでも、出力点43におけるパルス信号の生成を禁止する。つまり、電流 検知端子(ピン3)に高周波の漸増信号を印加することによる効果は、各漸増サ イクルの一部においてパルス生成を抑止することにあるのである。Frequency source 65 is configured to operate when the voltage applied to the current sense terminal (pin 3) exceeds approximately IV. The generation of a pulse signal at output point 43 is inhibited whenever this occurs. That is, the current The effect of applying a high frequency incremental signal to the detection terminal (pin 3) is to The purpose of this is to suppress pulse generation in a part of the cycle.
さて、図29には、周波数源65の電流検知端子(ピン3)に印加される代表的 な漸増信号131の一部が示されている。該漸増信号131のピーク電圧はVm axである。前に説明したように、抵抗124.126及び128からなる分圧 回路の動作により、Vmaxは、周波数源65の発振端子(ピン4)における漸 増信号のピーク電圧の何分の1かとなる。前記のようにVmaxは約1,4■が 望ましい値である。図示したように、1つの漸増サイクル129は、第1の期間 130と第2の期間132とを含む期間にわたっている。第1の期間130では 、漸増信号の電圧は、0,6vからIVまで上昇する。この期間130内は、周 波数源65は出力点43へのパルス出力が禁止されてはいない。周波数源65か ら1つのパルスが出力されるかどうか、そして任意の出力パルスの実際のオン期 間が、輝度制御部64、遅延部58及びリセット部56により前に説明したよう にして決定されるのはもちろんである。第2の期間132では、電流検知端子( ピン3)に印加される漸増信号131の電圧が1vを越え、周波数源65は、出 力点43における信号の生成が全く禁止される。このようにして電流検知端子( ピン3)への漸増信号131の印加により、出力点43におけるパルスの最大デ ユーティサイクルが制限される。以上の好ましい実施例においてVmax=1゜ 4vてあり、周波数源65の電流検知端子(ピン3)に180vを上回る電圧が 印加された場合に出力点43の出力が禁止されるときは、出力点43におけるパ ルスの最大デユーティサイクルが50%となる。再び図27を参照すれば、出力 点43のパルス出力をデユーティサイクル50%に制限することにより負荷T1 の減光量にある上限を設定することになるという点は、明らかである。この制限 は、負荷T1にとって望ましいことである。なぜならば、負荷T1を減光し過ぎ ると、この負荷T1が蛍光管である場合は該負荷T1の寿命が短くなり、ある場 合には不愉快なフリッカ現象が生じるからである。Now, FIG. 29 shows a typical example applied to the current sensing terminal (pin 3) of the frequency source 65. A portion of an incremental signal 131 is shown. The peak voltage of the gradual increase signal 131 is Vm It is ax. As previously explained, the voltage divider consisting of resistors 124, 126 and 128 Due to the operation of the circuit, Vmax is gradually increased at the oscillator terminal (pin 4) of frequency source 65. This is a fraction of the peak voltage of the boost signal. As mentioned above, Vmax is about 1.4■ This is a desirable value. As shown, one escalation cycle 129 includes a first time period 130 and a second period 132. In the first period 130 , the voltage of the increasing signal increases from 0.6v to IV. During this period 130, The wave number source 65 is not prohibited from outputting pulses to the output point 43. Frequency source 65? whether one pulse is output from the output pulse and the actual on-period of any output pulse. The brightness control section 64, the delay section 58, and the reset section 56 control the time as described above. Of course, it is determined by In the second period 132, the current sensing terminal ( When the voltage of the increasing signal 131 applied to pin 3) exceeds 1v, the frequency source 65 Generation of any signal at point of emphasis 43 is prohibited. In this way, the current detection terminal ( The application of an incremental signal 131 to pin 3) increases the maximum pulse density at output point 43. Utility cycle is limited. In the above preferred embodiment, Vmax=1° 4V, and a voltage exceeding 180V is present at the current sensing terminal (pin 3) of frequency source 65. When the output of the output point 43 is prohibited when the voltage is applied, the output of the output point 43 is The maximum duty cycle of Luss is 50%. Referring again to Figure 27, the output By limiting the pulse output at point 43 to a duty cycle of 50%, load T1 It is clear that a certain upper limit will be set on the amount of light attenuation. This limit is desirable for load T1. This is because the load T1 is dimmed too much. Then, if this load T1 is a fluorescent tube, the life of the load T1 will be shortened, and in some cases This is because an unpleasant flickering phenomenon may occur in some cases.
図28を参照して、出力点43のパルスの最大デユーティサイクルは、可変紙− タ安定器(図27に示されたもの)の設計パラメータに応じて、50%以外の値 に設定することもできる。Referring to FIG. 28, the maximum duty cycle of the pulse at output point 43 is values other than 50%, depending on the design parameters of the data ballast (as shown in Figure 27). It can also be set to .
過電流部60は、出力点43から過大な電流が引き出されたときに該出力点43 のパルス出力を禁止するための保護回路である。この過電流部60は、抵抗13 4とダイオード136とを備える。ダイオード136のアノードは、出力点43 の出力信号に対するグラウンド参照点の働きをする出力参照点45に接続される 。該ダイオード136゛のカソードは、周波数源65の電流検知端子(ピン3) に接続される。抵抗134は、ダイオード136のアノードとグラウンドとの間 に接続される。このダイオード136は、電流検知端子(ピン3)における漸増 信号の出力参照点45への移行を阻止するものである。The overcurrent unit 60 is configured to control the output point 43 when an excessive current is drawn from the output point 43. This is a protection circuit to prohibit pulse output. This overcurrent section 60 includes a resistor 13 4 and a diode 136. The anode of the diode 136 is connected to the output point 43 is connected to an output reference point 45 which serves as a ground reference point for the output signal of . The cathode of the diode 136 is connected to the current sensing terminal (pin 3) of the frequency source 65. connected to. A resistor 134 is connected between the anode of the diode 136 and ground. connected to. This diode 136 is a ramp at the current sense terminal (pin 3). This prevents the signal from moving to the output reference point 45.
前に説明したように、周波数源65の出力点43は、電流検知端子(ピン3)へ の印加電圧が1vを上回ったときにパルス出力が禁止される。ダイオード136 の電圧降下は約0,6Vである。したがって、該出力点43は、ダイオード13 6のアノード電圧が1,6Vを上回ったときにパルス出力が禁止されるのである 。この条件は、抵抗134の電圧降下が1.6vより大きいときに満たされる。As previously explained, the output point 43 of the frequency source 65 is connected to the current sense terminal (pin 3). Pulse output is prohibited when the applied voltage exceeds 1V. diode 136 The voltage drop is approximately 0.6V. Therefore, the output point 43 is connected to the diode 13 Pulse output is prohibited when the anode voltage of 6 exceeds 1.6V. . This condition is met when the voltage drop across resistor 134 is greater than 1.6v.
抵抗134は、0.34A以上のm流が出力点43から引き出されたときに該抵 抗134の電圧降下が1,6Vを上回って出力点43のパルス出力が禁止される ように、抵抗値4,7Ωとするのが好ましい。過電流部60は、本発明の回路の 損傷をこのようにして防止するものである。The resistor 134 closes when m current of 0.34 A or more is drawn from the output point 43. The voltage drop across resistor 134 exceeds 1.6V and pulse output at output point 43 is prohibited. Therefore, it is preferable to set the resistance value to 4.7Ω. The overcurrent section 60 is the circuit of the present invention. Damage is thus prevented.
単一のパルス生成回路42により制御できる共振インバータ回路の数には実際上 の制限が存在するのはもちろんである。パルス生成回路42に接続された各共振 インバータ安定器がそれぞれ電流を引き出すからである。ここに開示したパルス 生成回路は、出力点43から引き出される電流が0.34Aを越えない範囲でほ ぼ16個の安定器を駆動するものである。しかしながら、単一のパルス生成回路 42を用いて16個以上の安定器を制御したい場合には、回路42のファンアウ ト能力を増大させるようにNPNパワートランジスタを使用すればよい。該パワ ートランジスタのベースは出力点43に接続される一方で、該パワートランジス タのコレクタは周波数源65のVcc(ピン7)に供給されるようなりC電源に 接続される。この際、安定器へのパルス信号出力は該パワートランジスタのエミ ッタから取る。該回路42のファンアウト能力は、既知の技術を用いたほとんど 任意の数の安定器の制御を可能にするように、増強することができる。There is a practical limit to the number of resonant inverter circuits that can be controlled by a single pulse generating circuit 42. Of course, there are limitations. Each resonance connected to the pulse generation circuit 42 This is because each inverter ballast draws current. Pulse disclosed here The generation circuit operates as long as the current drawn from the output point 43 does not exceed 0.34A. It drives approximately 16 ballasts. However, a single pulse generation circuit If you want to use circuit 42 to control 16 or more ballasts, NPN power transistors may be used to increase the power output capability. The power - the base of the transistor is connected to the output point 43, while the power transistor The collector of the converter is connected to the Vcc (pin 7) of the frequency source 65 and becomes the C power supply. Connected. At this time, the pulse signal output to the stabilizer is output from the emitter of the power transistor. Take it from tta. The fan-out capability of the circuit 42 can be reduced using most known techniques. It can be augmented to allow control of any number of ballasts.
=ご=3 Figure & FiKure 7 Fl乙、 入0 Fl(、、λl tばa芝しi本+(ごンr3)r)4名号国際調査報告 一一一−−^帥kahaa m、 Kゴ九S嗅■刀798=go=3 Figure & FiKure 7 Fl Otsu, entry 0 Fl(,,λl taba Shibashi i book + (gon r3) r) 4 names international investigation report 111--^帥kahaa m、KgokuS Snuff 798
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- 1990-02-12 JP JP90503775A patent/JPH05506740A/en active Pending
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