(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を整流して直流電圧を得る整流回路と、整流回路からの直流電圧をスイッチング制御により昇圧する昇圧回路と、昇圧回路で昇圧された直流電圧をスイッチング制御により高周波電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路からの高周波電圧がバラストコイルを介して供給されて点灯する放電灯と、昇圧回路からの直流電圧を検出して当該直流電圧を一定電圧に安定させるフィードバック制御する昇圧制御回路と、インバータ回路をスイッチング制御して所定の調光度に基づく高周波電圧を得るようにする調光制御回路とからなり、
前記昇圧制御回路は昇圧回路の出力電圧を検出する昇圧電圧検出回路と、昇圧電圧検出回路が検出した電圧と所定の基準電圧を比較して両者の差電圧を出力する第１の誤差増幅回路と、第１の誤差増幅回路から出力された差電圧に基づいて昇圧回路から出力される電圧を一定電圧に安定するようスイッチング制御する駆動周波数を昇圧回路に出力する第１の発振回路とを備え、
前記調光制御回路は、所定の調光信号の電圧に第１の誤差増幅回路からの差電圧を加算した補正電圧に基づいて所定の調光度にするようスイッチング制御する駆動周波数をインバータ回路に出力する発振回路とを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
商用電源を整流して直流電圧を得る整流回路と、整流回路からの直流電圧をスイッチング制御により昇圧する昇圧回路と、昇圧回路で昇圧された直流電圧をスイッチング制御により高周波電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路からの高周波電圧がバラストコイルを介して供給されて点灯する放電灯と、昇圧回路からの直流電圧を検出して当該直流電圧を一定電圧に安定させるフィードバック制御する昇圧制御回路と、インバータ回路をスイッチング制御して設定した調光度に基づく高周波電圧を得るようにする可変型の調光制御回路とからなり、
前記昇圧制御回路は昇圧回路の出力電圧を検出する昇圧電圧検出回路と、昇圧電圧検出回路が検出した電圧と所定の基準電圧を比較して両者の差電圧を出力する第１の誤差増幅回路と、第１の誤差増幅回路から出力された差電圧に基づいて昇圧回路から出力される電圧を一定電圧に安定するようスイッチング制御する駆動周波数を昇圧回路に出力する第１の発振回路とを備え、
前記調光制御回路は、設定された調光度に対応した電圧を発生させる調光信号生成回路と、調光信号生成回路が出力する調光度に対応した電圧と第１の誤差増幅回路から出力された差電圧を比較し、調光度に対応した電圧に両者の差分の電圧を加算した補正電圧を出力する第２の誤差増幅回路と、第２の誤差増幅回路から出力された補正電圧に基づいて設定された調光度にするようスイッチング制御する駆動周波数をインバータ回路に出力する第２の発振回路とを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記整流回路の直流電圧を検出する入力電圧検出回路と、入力電圧検出回路が検出した直流電圧と前記第１の誤差増幅回路からの差電圧とを比較し、当該差電圧を商用電源の定格電圧時の差電圧に補正した補正差電圧を前記調光制御回路に出力する電圧補正回路とを備えたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、商用電源を直流電圧に変換し、更に昇圧して昇圧後の直流電圧を高周波の交流電圧に変換するインバータ装置にて放電灯を安定して調光点灯する放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は例えば特開昭６３−２４５８９９号公報に示された従来の放電灯点灯装置と同様の構成を示すブロック図である。
図において、商用電源１を整流回路２で全波整流して得られた直流電圧を昇圧回路３によって昇圧する。昇圧回路３は昇圧制御回路４により出力電圧が一定電圧に安定するよう制御される。昇圧回路３の出力電圧はインバータ回路５に出力され、インバータ回路５では昇圧後の直流電圧を高周波電圧に変換し、バラストコイル７を介して放電灯８に印加する。インバータ回路５は可変型の調光制御回路６によって周波数制御され、放電灯８の調光点灯が制御される。
【０００３】
この従来の放電灯点灯装置は、放電灯８に流れる電流を制御することで放電灯８からの光出力を変化させ、調光動作を行う。調光制御回路６は各種の調光度に応じた駆動周波数を生成し、インバータ回路５を駆動し、インバータ回路５から出力する高周波電圧をバラストコイル７と放電灯８の直列回路に供給する。
バラストコイル７は印加される高周波電圧の周波数によってインピーダンス７が変化することから、インバータ回路５を駆動する周波数を制御することで調光動作を行う。即ち、放電灯８に流れる電流を小さくするにはインバータ回路５を駆動する周波数を高くし、バラストコイル７のインピーダンスを増加するよう動作する。逆に、放電灯８に流れる電流を大きくするにはバラストコイル７のインピーダンスを減少するよう周波数を低くする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電灯点灯装置は以上のように構成され、放電灯８の低光束のときには、特に負荷である放電灯８の温度特性により、放電灯８のインピーダンスが周囲温度に影響され、放電灯８の負荷電力が急変して減少し易く、このような放電灯８の負荷電力が急変して減少した場合、昇圧回路３の出力電圧が上昇し、その出力電圧の上昇を検出して昇圧制御回路４により昇圧回路３の出力電圧を一定にするようフィードバック制御しているが、放電灯８の負荷電力を一定に保つように制御していないため、放電灯８の負荷電力の急変による減少により光束が不安定になるという問題があった。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、放電灯の負荷電力であるランプ電力が急変して減少した場合にも、放電灯を安定して点灯を行うことができる放電灯点灯装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る放電灯点灯装置は、商用電源を整流して直流電圧を得る整流回路と、整流回路からの直流電圧をスイッチング制御により昇圧する昇圧回路と、昇圧回路で昇圧された直流電圧をスイッチング制御により高周波電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路からの高周波電圧がバラストコイルを介して供給されて点灯する放電灯と、昇圧回路からの直流電圧を検出して当該直流電圧を一定電圧に安定させるフィードバック制御する昇圧制御回路と、インバータ回路をスイッチング制御して所定の調光度に基づく高周波電圧を得るようにする調光制御回路とからなり、前記昇圧制御回路は昇圧回路の出力電圧を検出する昇圧電圧検出回路と、昇圧電圧検出回路が検出した電圧と所定の基準電圧を比較して両者の差電圧を出力する第１の誤差増幅回路と、第１の誤差増幅回路から出力された差電圧に基づいて昇圧回路から出力される電圧を一定電圧に安定するようスイッチング制御する駆動周波数を昇圧回路に出力する第１の発振回路とを備え、前記調光制御回路は、所定の調光信号の電圧に第１の誤差増幅回路からの差電圧を加算した補正電圧に基づいて所定の調光度にするようスイッチング制御する駆動周波数をインバータ回路に出力する発振回路とを備えてなるものである。
【０００７】
この発明の請求項２に係る放電灯点灯装置は、商用電源を整流して直流電圧を得る整流回路と、整流回路からの直流電圧をスイッチング制御により昇圧する昇圧回路と、昇圧回路で昇圧された直流電圧をスイッチング制御により高周波電圧に変換するインバータ回路と、インバータ回路からの高周波電圧がバラストコイルを介して供給されて点灯する放電灯と、昇圧回路からの直流電圧を検出して当該直流電圧を一定電圧に安定させるフィードバック制御する昇圧制御回路と、インバータ回路をスイッチング制御して設定した調光度に基づく高周波電圧を得るようにする可変型の調光制御回路とからなり、前記昇圧制御回路は昇圧回路の出力電圧を検出する昇圧電圧検出回路と、昇圧電圧検出回路が検出した電圧と所定の基準電圧を比較して両者の差電圧を出力する第１の誤差増幅回路と、第１の誤差増幅回路から出力された差電圧に基づいて昇圧回路から出力される電圧を一定電圧に安定するようスイッチング制御する駆動周波数を昇圧回路に出力する第１の発振回路とを備え、前記調光制御回路は、設定された調光度に対応した電圧を発生させる調光信号生成回路と、調光信号生成回路が出力する調光度に対応した電圧と第１の誤差増幅回路から出力された差電圧を比較し、調光度に対応した電圧に両者の差分の電圧を加算した補正電圧を出力する第２の誤差増幅回路と、第２の誤差増幅回路から出力された補正電圧に基づいて設定された調光度にするようスイッチング制御する駆動周波数をインバータ回路に出力する第２の発振回路とを備えてなるものである。
【０００８】
この発明の請求項３に係る放電灯点灯装置は前記整流回路の直流電圧を検出する入力電圧検出回路と、入力電圧検出回路が検出した直流電圧と前記第１の誤差増幅回路からの差電圧とを比較し、当該差電圧を商用電源の定格電圧時の差電圧に補正した補正差電圧を前記調光制御回路に出力する電圧補正回路とを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の放電灯点灯装置を示す回路図であり、符号の１〜８は従来装置と同様なものであり、その説明を省略する。
９は放電灯８に並列接続された始動コンデンサである。昇圧回路３は昇圧コイル３ａ、トランジスタ３ｂ、ダイオード３ｃ及び平滑コンデンサ３ｄから構成されている。昇圧制御回路４は第１の発振回路４ａ、第１の誤差増幅回路４ｂ、基準電圧４ｃ及び昇圧電圧検出回路４ｄから構成されている。インバータ回路５はトランジスタ５ａ、５ｂ及びカップリングコンデンサ５ｃから構成されている。調光制御回路６は各種の設定した調光度に対応した電圧を発生させる調光信号生成回路６ａ、第２の誤差増幅回路６ｂ及び第２の発振回路６ｃから構成されている。
【００１０】
次に、本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の動作を説明する。
商用電源１は整流回路２で整流され、整流された直流電圧は昇圧回路３に入力される。第１の発振回路４ａは高周波を発振し、発振出力はトランジスタ３ｂを駆動する。従って、トランジスタ３ｂは高周波でオン、オフを繰り返す。
トランジスタ３ｂがオンになると、整流回路２から昇圧コイル３ａを経由してトランジスタ３ｂに電流が流れる。トランジスタ３ｂがオフになると、昇圧コイル３ａに発生した逆起電力がダイオード３ｃを介して平滑コンデンサ３ｄを充電する。この時、昇圧コイル３ａは高電圧を発生するため平滑コンデンサ３ｄには昇圧された電圧で充電される。
【００１１】
平滑コンデンサ３ｄの電圧は昇圧電圧検出回路４ｄにより電圧検出され、検出された電圧は第１の誤差増幅回路４ｂの一つの入力側に入力される。第１の誤差増幅回路４ｂのもう一つの入力側には基準電圧４ｃが入力され、第１の誤差増幅回路４ｂは基準電圧４ｃと昇圧電圧検出回路４ｄの差電圧を出力して第１の発振回路４ａに入力する。
第１の発振回路４ａは第１の誤差増幅回路４ｂから出力される差電圧に基づいて駆動周波数が制御され、第１の誤差増幅回路４ｂから出力される差電圧が“０”になるよう帰還される。
即ち、負荷である放電灯８の負荷電力が変動し、例えば負荷電力が減少すると、平滑コンデンサ３ｄの電圧は上昇するが、昇圧度合いを低くして平滑コンデンサ３ｄの電圧を下降させ、また負荷電力が増大すると、平滑コンデンサ３ｄの電圧は下降するが、昇圧度合いを高くして平滑コンデンサ３ｄの電圧を上昇させることにより、平滑コンデンサ３ｄの電圧が一定になるようフィードバック制御される。
この場合、負荷電力が増減すればするほど、第１の誤差増幅回路４ｂから出力される差電圧は増大するから、第１の誤差増幅回路４ｂから出力される差電圧の信号が負荷電力に比例することとなる。
【００１２】
一方、平滑コンデンサ３ｄの出力電圧はインバータ回路５に入力され、第２の発振回路６ｃは高周波を発振し、第２の発振回路６ｃの出力はトランジスタ５ａ、５ｂを駆動する。従って、トランジスタ５ａ、５ｂは交互にオン、オフを繰り返す。
トランジスタ５ａ、５ｂが交互にオン、オフすることで、カップリングコンデンサ５ｃを介してバラストコイル７及び放電灯８に高周波電力が供給される。商用電源１が投入された直後は放電灯８に高電圧を加える目的からバラストコイル７と始動コンデンサ９による共振作用で高圧を発生させる。放電灯８が放電すれば従来と同様に高周波電力はバラストコイル７で電流が制限される。
【００１３】
調光信号生成回路６ａでは種々の調光度に設定することができるが、例えば１０％の調光度に設定されている場合の放電灯８が放電中は、調光信号生成回路６ａは１０％の調光度になるような調光信号である電圧を第２の誤差増幅回路６ｂの一方の入力側に出力し、第２の誤差増幅回路６ｂの他方の入力側には第１の誤差増幅回路４ｂからの差電圧が出力されている。
そして、放電灯８の負荷電力に変化のない通常のときは平滑コンデンサ４ｄの出力電圧は一定電圧に安定させられるため、第１の誤差増幅回路４ｂからの差電圧は殆ど零であるであるから、第２の誤差増幅回路６ｂの出力は調光信号生成回路６ａの１０％の調光度にする調光信号の電圧が第２の発振回路６ｃに出力され、第２の発振回路６ｃでは１０％の調光度にする調光信号の電圧に基づいた駆動周波数をインバータ回路５に出力し、インバータ回路５はその周波数でトランジスタ５ａ、５ｂを交互にオン、オフして放電灯８に高周波電力を供給し、１０％の調光度で放電灯８を安定して調光点灯している。
【００１４】
ところで、何らかの原因で放電灯８の負荷電力であるランプ電力が急変して減少すると、放電灯８に流れる電流は減少し、平滑コンデンサ４ｄの出力電圧が上昇することにより、昇圧制御回路４の第１の誤差増幅回路４ｂが出力する差電圧が増大し、第１の発振回路４ａではその増大した差電圧に基づいて駆動周波数を制御して平滑コンデンサ４ｄの出力電圧を一定電圧に安定させるフィードバック制御している。
また、放電灯８に対しては、減少した電流を増大させるようにすれば安定して点灯することになるから、第２の発振回路６ｃが出力する駆動周波数を下げて電流を増大させるようにすればよい。
【００１５】
そこで、調光制御回路６の第２の誤差増幅回路６ｂの一方の入力側に調光信号生成回路６ａの１０％の調光度にする調光信号の電圧が入力され、第２の誤差増幅回路６ｂの他方の入力側には第１の誤差増幅回路４ｂが出力する増大した差電圧が入力されている。その第２の誤差増幅回路６ｂでは調光信号の電圧と増大した差電圧とを比較し、その調光信号の電圧に両者の差分の電圧を加算した補正電圧を第２の発振回路６ｃに出力する。
その補正電圧は電流を増大させるよう発振周波数を下げることを意味するから、第２の発振回路６ｃは今ままでより小さい駆動周波数を出力し、放電灯８に流す電流を減少した分だけ増大させ、放電灯８に供給する負荷電力を一定にし、放電灯８の負荷電力が急変して減少しても１０％の調光度で放電灯８を安定して調光点灯するようにしている。
【００１６】
以上のように放電灯８の調光度が１０％の調光度という低光束のときについて説明したのは、低光束のときには、放電灯８の温度特性により、放電灯８のインピーダンスが周囲温度に影響され、放電灯８の負荷電力が急変して減少し、安定点灯できない事態が生じやすいからであり、各種の調光度に設定した場合も、放電灯８の負荷電力が急変して減少した場合に適用できるものであることはいうまでもない。
このように、放電灯８の負荷電力が急変しても放電灯８に供給する電力を調光信号生成回路６ａの各種設定した調光度にそれぞれ対応して一定に保つことがができるため、放電灯８を安定して調光点灯することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態１では、第２の誤差増幅回路を用いているが、調光度を可変せずに一定の調光度で点灯する放電灯点灯装置であれば、直接第１の誤差増幅回路４ａの出力信号を第２の発振回路６ｃに出力してインバータ回路５を駆動する周波数を制御するようにしてもよい。
また、第１の発振回路４ａは制御電圧で周波数が変化するものであるが、制御電圧でオン時間が変化するもの、即ちＰＷＭ発振回路であってもよい。
【００１８】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置を示す回路図である。
図において、本発明の実施の形態１と同様の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
１０は整流回路２が出力した電圧を検出する入力電圧検出回路、１１は入力電圧検出回路１０が検出した電圧に基づき第１誤差増幅回路４ｂが出力する差電圧を補正する電圧補正回路である。
【００１９】
この実施の形態２は、商用電源１が電圧変動した場合においても実施の形態１と同様に放電灯８の安定した調光点灯を可能とするようにしたものである。
即ち、放電灯８の負荷電力が急変して減少した場合に、放電灯８に供給する電力を調光信号生成回路６ａの設定した調光度に対応して一定に保つようにし、安放電灯８を安定して調光点灯することの動作は実施形態１と同様であるが、異なる点はその場合に商用電源１が電圧変動したときに、第１誤差増幅回路４ｂから出力される差電圧を商用電源１が定格電圧のときと同様となるように補正することにある。
【００２０】
これを具体的に説明すると、電圧補正回路１１には第１誤差増幅回路４ｂが出力する差電圧と入力電圧検出回路１０が検出した整流回路２の全波整流した電圧値が入力されている。その電圧補正回路１１では、整流回路２の電圧値が商用電源１の定格値であるときの電圧値より低い場合は、第１誤差増幅回路４ｂが出力する差電圧が商用電源１の定格値であるときより大きくなるから、その大きくなった分だけ第１の誤差増幅回路４ｂの差電圧を減少させるよう補正した補正差電圧を第２の誤差増幅回路６ｂに入力する。
また、整流回路２の電圧値が商用電源１の定格値であるときの電圧値より高い場合は、逆に第１誤差増幅回路４ｂが出力する差電圧が商用電源１の定格値であるときより小さくなるから、その小さくなった分だけ第１の誤差増幅回路４ｂの差電圧を増大させるよう補正した補正差電圧を第２の誤差増幅回路６ｂに入力する。
【００２１】
このようにすることにより、商用電源１が電圧変動した場合も、調光制御回路６の第２の誤差増幅回路６ｂに入力される差電圧は電圧補正回路１１によって入力電圧検出回路１０の検出値に対応して差電圧を商用電源の定格時の電圧に補正した補正差電圧を第２の誤差増幅回路６ｂに入力することになるから、商用電源１が電圧変動した場合も、調光制御回路６に入力される差電圧は商用電源１が定格電圧のときと同様となる。
従って、商用電源１が電圧変動し、放電灯８の負荷電力であるランプ電力が急変して減少した場合に、調光制御回路６が放電灯８に供給する電力を調光信号生成回路６ａの設定した調光度に対応して一定に保つように制御して放電灯８を安定して調光点灯することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、放電灯の負荷電力が急変して減少した場合、昇圧制御回路はその第１の誤差増幅回路が所定の基準値と昇圧電圧検出回路が検出した昇圧回路の上昇した出力電圧とを比較して放電灯の負荷電力が一定の場合に比べて増大した差電圧を第１の発振回路に出力し、昇圧回路は第１の発振回路が出力電圧を一定に安定させる駆動周波数によりスイッチング制御されて一定電圧を出力し、また第１の誤差増幅回路は調光制御回路の発振回路に増大した差電圧を出力し、インバータ回路は発振回路からの所定の調光信号の電圧に第１の誤差増幅回路からの差電圧を加算した補正電圧に基づく電流を増大させる今までより小さい駆動周波数によりスイッチング制御され、放電灯に流す電流を減少した分だけ増大させるようにしたので、放電灯に供給する負荷電力を一定にでき、放電灯の負荷電力が急変して減少しても所定の調光度で放電灯を安定して調光点灯することができるという効果がある。
【００２３】
また、請求項２の発明によれば、放電灯の負荷電力が急変して減少した場合、可変型の調光制御回路はその第２の誤差増幅回路の一方の入力側に調光信号生成回路の設定された所定の調光度にする調光信号の電圧が入力されると共に他方の入力側には昇圧制御回路の第１の誤差増幅回路が出力する増大した差電圧が入力され、その第２の誤差増幅回路では調光信号の電圧と増大した差電圧とを比較し、その調光信号の電圧に両者の差分の電圧を加算した補正電圧を第２の発振回路に出力し、インバータ回路は第２の発振回路からの補正電圧に基づく電流を増大させる今ままでより小さい駆動周波数によりスイッチング制御され、放電灯に流す電流を減少した分だけ増大させるようにしたので、放電灯に供給する負荷電力を一定にでき、放電灯の負荷電力が急変して減少してもそれぞれ設定した調光度で放電灯を安定して調光点灯することができるという効果がある。
【００２４】
さらに、請求項３の発明によれば、商用電源の電圧が変動した場合、入力電圧検出回路が検出した整流回路の電圧を電圧補正回路に入力し、電圧補正回路では入力電圧検出回路の検出値が商用電源の定格値であるときの電圧値より低いときには昇圧制御回路の第１誤差増幅回路が出力する差電圧が商用電源の定格値であるときより大きく、逆に商用電源の定格値であるときの電圧値より高いときには昇圧制御回路の第１誤差増幅回路が出力する差電圧が商用電源の定格値であるときより小さくなることから、その検出値に対応して差電圧を商用電源の定格時の電圧に補正した補正差電圧を調光制御回路に入力するようにしたので、商用電源が電圧変動した場合も、調光制御回路に入力される差電圧は商用電源が定格の電圧のときと同様となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】  本発明の実施の形態２の放電灯点灯装置の回路図である。
【図３】  従来の放電灯点灯装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  商用電源、  ２  整流回路、  ３  昇圧回路、  ４  昇圧制御回路、  ４ａ  第１の発振回路、  ４ｂ  第１の誤差増幅回路、  ４ｃ  基準電圧、  ４ｄ昇圧電圧検出回路、  ５  インバータ回路、  ６  調光制御回路、  ６ａ  調光信号生成回路、  ６ｂ  第２の誤差増幅回路、  ６ｃ  第２の発振回路、  ７バラストコイル、  ８  放電灯。
【図１】
0003814770.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003814770.tif 000004