JP2007273173A - Discharge lamp lighting device and lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】直流電源回路のスイッチ素子の熱破壊を防止できて低コスト化を図った放電ランプ点灯装置およびこの放電ランプ点灯装置を備える照明器具を提供する。
【解決手段】放電ランプ点灯装置1は、直流電源回路2から所定の直流電圧が出力されるように直流電源回路2のスイッチ素子FET1のオンオフ動作を制御する第1の制御手段6と、インバータ回路3の動作周波数を制御する第2の制御手段7と、スイッチ素子FET1に流れる電流を検出し、当該電流が所定値以上のときに直流電源回路2から出力される直流電圧を低下させるように第1の制御手段6を制御する第3の制御手段8を具備する。
【選択図】図1Disclosed is a discharge lamp lighting device capable of preventing thermal destruction of a switching element of a DC power supply circuit and reducing the cost, and a lighting fixture including the discharge lamp lighting device.
A discharge lamp lighting device 1 includes a first control means 6 for controlling an on / off operation of a switch element FET1 of a DC power supply circuit 2 so that a predetermined DC voltage is output from the DC power supply circuit 2, and an inverter circuit. The second control means 7 for controlling the operating frequency 3 and the current flowing through the switching element FET1 are detected, and the DC voltage output from the DC power supply circuit 2 is lowered when the current is a predetermined value or more. And third control means 8 for controlling one control means 6.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、放電ランプを高周波点灯させる放電ランプ点灯装置および照明器具に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device and a lighting fixture for lighting a discharge lamp at high frequency.
この種の放電ランプ点灯装置として、例えば定格ランプ電力が異なる複数種類の放電ランプを点灯できる放電ランプ点灯装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この従来技術の放電ランプ点灯装置は、直流電源回路(チョッパ回路)にインバータ回路が接続され、インバータ回路の電界効果トランジスタにバラスト用のインダクタおよび共振用コンデンサからなる共振回路が接続され、共振用コンデンサに並列に放電ランプが接続されている。そして、インバータ回路の発振周波数を共振回路の無負荷時の共振周波数近傍に設定することにより、定格電力の異なる放電ランプを点灯させても、当該放電ランプに略一定のランプ電流が流れるようにしている。 As this type of discharge lamp lighting device, for example, a discharge lamp lighting device capable of lighting a plurality of types of discharge lamps having different rated lamp powers has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this discharge lamp lighting device according to the prior art, an inverter circuit is connected to a DC power supply circuit (chopper circuit), and a resonance circuit including a ballast inductor and a resonance capacitor is connected to a field effect transistor of the inverter circuit. A discharge lamp is connected in parallel. Then, by setting the oscillation frequency of the inverter circuit in the vicinity of the resonance frequency at the time of no load of the resonance circuit, even when a discharge lamp having a different rated power is lit, a substantially constant lamp current flows through the discharge lamp. Yes.
放電ランプに略一定のランプ電流が流れるように制御すると、放電ランプの周囲温度が高温となったときに放電ランプのランプ電圧が低下することによりランプ電力が低下するので、放電ランプの温度上昇を抑制することができ、また、照明器具に組み込まれた放電ランプ点灯装置の各構成部品の温度上昇を抑制することができる。これにより、各構成部品に高耐熱性などの高品質の電子部品等を用いることを要せず、放電ランプ点灯装置が安価に形成できるという利点がある。
特許文献1の放電ランプ点灯装置は、放電ランプに略一定のランプ電流が流れるように制御するので、例えば照明器具(放電ランプ)の周囲温度が低くなると、放電ランプのランプ電圧が上昇することによってランプ電力が上昇し、インバータ回路での消費電力が上昇する。この結果、直流電源回路(チョッパ回路)のスイッチ素子としての電界効果トランジスタに流れる電流も大きくなり、電界効果トランジスタでのオンオフ動作(ターンオフ)に伴う損失が大きくなる。そして、電界効果トランジスタの発熱が大きくなることにより、電界効果トランジスタが熱破壊するおそれがある。
Since the discharge lamp lighting device of
上記電界効果トランジスタの熱破壊を回避する手段として、高耐熱性や前記損失の小さい電界効果トランジスタを用いることができるが、高価であり、放電ランプ点灯装置のコストアップとなるので望ましくない。そこで、通常、電界効果トランジスタにアルミニウム板またはシリコーン樹脂などの熱伝導性物質などを密着させて、電界効果トランジスタからの熱を当該アルミニウム板または熱伝導性物質などから放熱させるようにしている。しかしながら、電界効果トランジスタの前記損失が大きいと、発熱が前記放熱を上回って、電界効果トランジスタが熱破壊することがあった。 As a means for avoiding thermal destruction of the field effect transistor, a field effect transistor having high heat resistance and low loss can be used, but it is expensive and it is not desirable because it increases the cost of the discharge lamp lighting device. Therefore, usually, a heat conductive material such as an aluminum plate or silicone resin is brought into close contact with the field effect transistor, and heat from the field effect transistor is radiated from the aluminum plate or the heat conductive material. However, if the loss of the field effect transistor is large, the heat generation exceeds the heat dissipation, and the field effect transistor may be thermally destroyed.
本発明は、直流電源回路のスイッチ素子の熱破壊を防止できて低コスト化を図った放電ランプ点灯装置およびこの放電ランプ点灯装置を備える照明器具を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of preventing thermal destruction of a switch element of a DC power supply circuit and reducing the cost, and a lighting fixture including the discharge lamp lighting device.
請求項1に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、スイッチ素子を備え、このスイッチ素子のオンオフ動作により直流電圧を出力する直流電源回路と;前記直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力するインバータ回路と;前記高周波交流電圧に応じて点灯する放電ランプと;直流電源回路から所定の直流電圧が出力されるように前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する第1の制御手段と;前記インバータ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段と;前記スイッチ素子に流れる電流を検出し、当該電流が所定値以上のときに直流電源回路から出力される直流電圧を低下させるように第1の制御手段を制御する第3の制御手段と;を具備していることを特徴とする。
The invention of the discharge lamp lighting device according to
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。 In the present invention and each of the following inventions, each configuration is as follows unless otherwise specified.
直流電源回路は、直流電圧を出力する直流電圧発生回路と、この直流電圧発生回路から出力された直流電圧をスイッチ素子によるチョッピングにより、直流電圧に変化して出力するチョッパ回路を有して構成される。 The DC power supply circuit includes a DC voltage generation circuit that outputs a DC voltage, and a chopper circuit that converts the DC voltage output from the DC voltage generation circuit into a DC voltage by chopping by a switch element. The
本発明の放電ランプ点灯装置は、定格ランプ電力の異なる複数種類の放電ランプを同一の定電流または略定電流で点灯させるものに限定したものではなく、少なくとも一種類の放電ランプを定電流で点灯させることができる。 The discharge lamp lighting device of the present invention is not limited to the one in which a plurality of types of discharge lamps having different rated lamp powers are lit at the same constant current or substantially constant current, and at least one type of discharge lamp is lit at a constant current. Can be made.
本発明によれば、放電ランプの周囲温度が変化しても、第2の制御手段がインバータ回路を所定の動作周波数で動作させることにより、放電ランプに略定電流が流れる。そして、例えば放電ランプの周囲温度が低くなると、ランプ電圧が上昇する。放電ランプには略定電流が流れるように制御されているので、ランプ電圧が上昇するにしたがい、ランプ電力が上昇する。 According to the present invention, even if the ambient temperature of the discharge lamp changes, the second control means causes the inverter circuit to operate at a predetermined operating frequency, so that a substantially constant current flows through the discharge lamp. For example, when the ambient temperature of the discharge lamp decreases, the lamp voltage increases. Since the discharge lamp is controlled so that a substantially constant current flows, the lamp power increases as the lamp voltage increases.
ランプ電力が上昇すると、インバータ回路の消費電力が大きくなるので、直流電源回路の出力電流が増加し、スイッチ素子に流れる電流が大きくなる。そして、ランプ電力が上昇するにしたがい、スイッチ素子に流れる電流が大きくなって所定値以上になると、第3の制御手段は、第1の制御手段に対してスイッチ素子の動作周波数を変化させ、直流電源回路の出力電圧(直流電圧)を低下させるように制御する。これにより、直流電源回路から出力される直流電圧が低下して、インバータ回路に供給される電流が減少し、スイッチ素子に流れる電流が所定値を下回るようになる。スイッチ素子は、異常に発熱しなくなり、熱破壊しなくなる。 When the lamp power increases, the power consumption of the inverter circuit increases, so the output current of the DC power supply circuit increases and the current flowing through the switch element increases. As the lamp power increases, when the current flowing through the switch element increases and exceeds a predetermined value, the third control means changes the operating frequency of the switch element with respect to the first control means and Control is performed to reduce the output voltage (DC voltage) of the power supply circuit. As a result, the DC voltage output from the DC power supply circuit decreases, the current supplied to the inverter circuit decreases, and the current flowing through the switch element falls below a predetermined value. The switch element does not generate heat abnormally and does not break down.
請求項2に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、スイッチ素子を備え、このスイッチ素子のオンオフ動作により直流電圧を出力する直流電源回路と;前記直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力するインバータ回路と;前記高周波交流電圧に応じて点灯する放電ランプと;直流電源回路から所定の直流電圧が出力されるように前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する第1の制御手段と;前記インバータ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段と;前記スイッチ素子に流れる電流を検出し、当該電流が所定値以上のときに前記インバータ回路の動作周波数を変化させて放電ランプに流れる電流が低減するように、あるいは前記インバータ回路の動作を停止させるように第2の制御手段を制御する第3の制御手段と;を具備していることを特徴とする。
The invention of the discharge lamp lighting device according to
本発明によれば、例えば放電ランプの周囲温度が低くなることにより、直流電源回路のスイッチ素子に流れる電流が大きくなって所定値以上になると、第3の制御手段は、第2の制御手段に対して放電ランプに流れる電流が減少するようにインバータ回路の動作周波数を変化させ、あるいはインバータ回路の動作を停止させるように制御する。放電ランプに流れる電流が減少することにより、直流電源回路からインバータ回路に供給される電流が減少して、直流電源回路のスイッチ素子に流れる電流が所定値を下回るようになる。あるいは、インバータ回路の動作が停止することにより、直流電源回路からインバータ回路に電流が供給されなくなって、直流電源回路のスイッチ素子に流れる電流が所定値を下回るようになる。この結果、スイッチ素子は、異常に発熱しなくなり、熱破壊しなくなる。 According to the present invention, for example, when the ambient temperature of the discharge lamp becomes low and the current flowing through the switch element of the DC power supply circuit increases to a predetermined value or more, the third control means changes to the second control means. On the other hand, the operation frequency of the inverter circuit is changed so that the current flowing through the discharge lamp decreases, or the operation of the inverter circuit is stopped. As the current flowing through the discharge lamp decreases, the current supplied from the DC power supply circuit to the inverter circuit decreases, and the current flowing through the switch element of the DC power supply circuit falls below a predetermined value. Alternatively, when the operation of the inverter circuit stops, no current is supplied from the DC power supply circuit to the inverter circuit, and the current flowing through the switch element of the DC power supply circuit falls below a predetermined value. As a result, the switch element does not generate heat abnormally and does not break down thermally.
請求項3に記載の照明器具の発明は、請求項1または2記載の放電ランプ点灯装置と;この放電ランプ点灯装置を配設している照明器具本体と;を具備していることを特徴とする。
The invention of the lighting fixture according to
本発明によれば、請求項1または2記載の放電ランプ点灯装置を具備するので、直流電源回路のスイッチ素子が熱破壊して動作が停止することが防止される放電ランプ点灯装置を備える照明器具が提供される。
According to the present invention, since the discharge lamp lighting device according to
請求項1の発明によれば、直流電源回路のスイッチ素子に所定値以上の電流が流れると、直流電源回路の出力電圧を低下させてスイッチ素子の熱破壊を防止するので、放電ランプ点灯装置の故障を防止することができるとともに、スイッチ素子を安価に構成できて放電ランプ点灯装置を安価にすることができる。 According to the first aspect of the present invention, when a current of a predetermined value or more flows through the switch element of the DC power supply circuit, the output voltage of the DC power supply circuit is reduced to prevent thermal destruction of the switch element. Failure can be prevented, and the switch element can be configured at low cost, and the discharge lamp lighting device can be reduced in cost.
請求項2の発明によれば、直流電源回路のスイッチ素子に所定値以上の電流が流れると、インバータ回路の動作周波数を変化させて放電ランプに流れる電流を低減させ、あるいはインバータ回路の動作を停止させて直流電源回路のスイッチ素子の熱破壊を防止するので、放電ランプ点灯装置の故障を防止することができるとともに、前記スイッチ素子を安価に構成できて放電ランプ点灯装置を安価にすることができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項1または2記載の放電ランプ点灯装置を具備するので、周囲温度が低くなっても故障することが防止されて放電ランプを定電流で点灯させることができる安価な照明器具を提供することができる。
According to the invention of
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第1の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described.
図1ないし図3は、本発明の第1の実施形態を示し、図1は放電ランプ点灯装置の回路図、図2は定電流制御を示すランプ電流に対するランプ電圧の変化図、図3はランプ特性に対するスイッチ素子のドレイン電流を示し、(a)はランプ電力に対するドレイン電流の変化図、(b)はランプ電圧に対するドレイン電流の変化図である。 1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device, FIG. 2 is a change diagram of a lamp voltage with respect to a lamp current indicating constant current control, and FIG. The drain current of the switch element with respect to the characteristics is shown, (a) is a change diagram of the drain current with respect to the lamp power, (b) is a change diagram of the drain current with respect to the lamp voltage.
図1において、放電ランプ点灯装置1は、直流電源回路2、インバータ回路3、放電ランプとしての蛍光ランプ4および蛍光ランプ5、第1の制御手段としてのチョッパ回路用制御回路6、第2の制御手段としてのインバータ回路用制御回路7、第3の制御手段としての保護制御回路8を有して構成されている。
In FIG. 1, a discharge
直流電源回路2は、直流電圧発生回路9およびチョッパ回路10からなっている。直流電圧発生回路9は、整流装置11およびフィルター用のコンデンサC1を有してなり、商用交流電源Vsの商用交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧をコンデンサC1の両端間に出力する。コンデンサC1の負極側は、コンデンサC2を介してアースEに接続されている。また、整流装置11の入力側は、ノイズ防止用のトランス12を介して商用交流電源Vsに接続されている。
The DC
チョッパ回路10は、コンデンサC1の両端間に接続されたインダクタL1、スイッチ素子としての電界効果トランジスタFET1および抵抗R1の直列回路と、電界効果トランジスタFET1および抵抗R1の直列回路の両端間に接続された逆流防止用のダイオードD1および平滑用コンデンサC3の直列回路を有して構成されている。そして、電界効果トランジスタFET1のゲート、ソースは、チョッパ回路用制御回路6に接続されている。抵抗R1は、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流を検出するものである。
The
チョッパ回路用制御回路6は、電界効果トランジスタFET1をオンオフ動作させ、コンデンサC1の両端間に発生した直流電圧を昇圧する。これにより、平滑用コンデンサC3の両端間に所定の直流電圧例えば410Vが発生する。すなわち、チョッパ回路用制御回路6は、直流電源回路2から所定の直流電圧(410V)が出力されるように電界効果トランジスタFET1のオンオフ動作を制御する。直流電源回路2から出力された直流電圧(平滑用コンデンサC3の両端間電圧)は、インバータ回路3の入力電圧となる。
The chopper
インバータ回路3は、電界効果トランジスタFET2および電界効果トランジスタFET3の直列回路を有して構成され、当該直列回路が平滑用コンデンサC3の両端間に接続されている。そして、電界効果トランジスタFET2および電界効果トランジスタFET3のそれぞれのゲート、ソースは、それぞれ駆動回路13に接続されている。駆動回路13は、インバータ回路用制御回路7に接続されている。
The
駆動回路13は、インバータ回路用制御回路9からの制御信号(パルス信号)に応じて、電界効果トランジスタFET2および電界効果トランジスタFET3のそれぞれのゲート、ソース間に交互に駆動電圧を供給する。これにより、電界効果トランジスタFET2および電界効果トランジスタFET3が交互にオンオフ動作する。このオンオフ動作により、直流電源回路2から出力された直流電圧は、高周波交流電圧に変換され、電界効果トランジスタFET3のドレイン、ソース間に出力される。電界効果トランジスタFET3のドレイン、ソース間は、インバータ回路3の出力間となっている。
The
インバータ回路3の出力間には、直列接続された蛍光ランプ4,5を介して直流カット用コンデンサC4、インダクタL2および共振用コンデンサC5からなる共振回路14が接続されている。そして、蛍光ランプ4のフィラメント電極4bおよび蛍光ランプ5のフィラメント電極5aのそれぞれの一端が互いに接続され、フィラメント電極4bおよびフィラメント電極5aのそれぞれの他端は、インダクタL2の予熱巻線L2aの両端間に接続されている。そして、フィラメント電極4aおよびフィラメント電極5bのそれぞれの非電源側に共振用コンデンサC5が接続されている。すなわち、コンデンサC5の両端間に、蛍光ランプ4および蛍光ランプ5が直列的に接続されている。
Between the outputs of the
共振回路14は、インバータ回路3から出力された高周波交流電圧により共振して蛍光ランプ4および蛍光ランプ5を高周波点灯させる。蛍光ランプ4および蛍光ランプ5は、例えば定格ランプ電力が23Wの同種類の蛍光ランプである。また、共振回路14は、例えばインダクタL2のインダクタンスが1.0mH、直流カット用コンデンサC4および共振用コンデンサC5のそれぞれの容量が68nF,4.7nFであり、固有共振周波数f0が73kHzとなっている。
The
そして、インバータ回路3は、インバータ回路用制御回路7の制御により、蛍光ランプ4,5に定電流が流れるように、すなわち固有共振周波数f0の近傍の周波数f1となるように電界効果トランジスタFET2,FET3のオンオフ動作(動作周波数)が制御されている。直列接続された蛍光ランプ4,5の合計ランプ特性は、周囲温度25℃において、例えばランプ電圧が108V、ランプ電流が0.4A、ランプ電力が42.5Wとなっている。
The
そして、インバータ回路用制御回路7は、蛍光ランプ4,5の周囲温度が変化しても、蛍光ランプ4,5に定電流(0.4A)が流れるように電界効果トランジスタFET2,FET3のオンオフ動作を制御するように構成されている。すなわち、蛍光ランプ4,5の周囲温度が変化すると、ランプ電圧(ランプ電力)が変化するが、ランプ電圧が変化しても、図2に示すように、電界効果トランジスタFET2,FET3の動作周波数(オンオフ周波数)を共振回路14の固有共振周波数f0(73kHz)の近傍の周波数f1(75kHz)となるように制御している。
Then, the inverter circuit control circuit 7 turns on / off the field effect transistors FET2 and FET3 so that a constant current (0.4 A) flows through the
保護制御回路8は、比較器15と、チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1のソースおよびアースE間に接続された限流用の抵抗R2およびコンデンサC6の直列回路と、チョッパ回路10の平滑用コンデンサC3の正極側およびアースE間に接続されたそれぞれ分圧抵抗である抵抗R3〜抵抗R6の直列回路を有して構成されている。そして、抵抗R4および抵抗R5の中点a1がチョッパ回路用制御回路6に接続されている。抵抗R3〜抵抗R6の直列回路は、チョッパ回路10(直流電源回路2)の出力電圧を検出し、当該出力電圧に相関する電圧がチョッパ回路用制御回路6に入力されている。すなわち、チョッパ回路用制御回路6は、直流電源回路2の出力電圧を検出している。
The protection control circuit 8 includes a
比較器15の非反転入力端子には、コンデンサC6の正極側が接続され、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流に相関する電圧が入力されている。また、比較器15の反転入力端子には、基準電源Vref1の基準電圧が入力されている。そして、比較器15は、ドレイン電流に相関する電圧と基準電圧を比較して、ドレイン電流に相関する電圧が基準電圧以上であると、ハイ信号を出力端子から出力するように構成されている。すなわち、比較器15は、チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流を検出しており、当該ドレイン電流が所定値以上のときにハイ信号を出力する。所定値は、電界効果トランジスタFET1が熱破壊しない電流に設定されている。
The positive side of the capacitor C6 is connected to the non-inverting input terminal of the
比較器15の出力端子は、抵抗R7およびコンデンサC7を介して抵抗R5および抵抗R6の中点a2に接続されている。そして、比較器15の出力端子から出力されたハイ信号は、抵抗R7およびコンデンサC7により安定化されて抵抗R6の両端間電圧に重畳される。この結果、抵抗R4および抵抗R5の中点a1の電位が上昇し、チョッパ回路用制御回路6に入力される電圧が上昇する。そして、チョッパ回路用制御回路6は、電界効果トランジスタFET1の動作周波数(オンオフ周波数)を増加させて、チョッパ回路10(直流電源回路2)から出力される所定の直流電圧(410V)を低下させる。
The output terminal of the
こうして、保護制御回路8は、チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流を検出し、ドレイン電流が所定値以上のときに直流電源回路2から出力される所定の直流電圧(410V)を例えば300Vに低下させるようにチョッパ回路用制御回路6を制御するように構成されている。
Thus, the protection control circuit 8 detects the drain current flowing through the field effect transistor FET1 of the
次に、本発明の第1の実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
商用交流電源Vsが投入されると、チョッパ回路用制御回路6は、チョッパ回路10の平滑用コンデンサC3の両端間に所定の直流電圧(410V)が発生するように電界効果トランジスタFET1をオンオフ動作させる。これにより、直流電源回路2から所定の直流電圧(410V)が出力される。
When the commercial AC power supply Vs is turned on, the chopper
そして、インバータ回路用制御回路7は、蛍光ランプ4,5の点灯時に、インバータ回路3の電界効果トランジスタFET2,FET3のオンオフ動作を共振回路14の固有共振周波数f0(73kHZ)の近傍の動作周波数f1(75kHz)により制御する。この制御により、直列接続された蛍光ランプ4,5に定電流(0.4A)が流れるようになり、蛍光ランプ4,5から略一定の光束が放射される。そして、直列接続された蛍光ランプ4,5の合計ランプ特性は、周囲温度25℃において、例えばランプ電圧が108V、ランプ電流が0.4A、ランプ電力が42.5Wとなっている。このとき、チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1に流れているドレイン電流は、図3に示すように、1.6Aとなっている。
Then, when the
蛍光ランプ5,6は、周囲温度の変化に応じてランプ電圧およびランプ電力が増減する。そして、蛍光ランプ5,6の周囲温度が低下すると、周囲温度の低下にしたがってランプ電圧が増加し、インバータ回路用制御回路7による定電流制御により、ランプ電力が増加する。
In the
インバータ回路3から蛍光ランプ5,6に定電流が供給されているので、蛍光ランプ5,6のランプ電力が増加すると、商用交流電源Vsに対してインバータ回路3から後段の消費電力が大きくなる。これにより、インバータ回路3の入力電流が増加し、チョッパ回路10(直流電源回路2)からの出力電流が増加するようになる。
Since constant current is supplied from the
チョッパ回路10の出力電流が増加すると、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流が増加する。すなわち、図3に示すように、蛍光ランプ4,5のランプ電圧およびランプ電力が上昇するにしたがいドレイン電流が大きくなる。チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1に流れているドレイン電流は、蛍光ランプ4,5の周囲温度25℃から低下するにしたがい1.6Aから次第に増加していく。
When the output current of the
そして、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流が所定値例えば2.2A以上になると、保護制御回路8の比較器15からハイ信号が出力される。すると、抵抗R4および抵抗R5の中点a1の電位が上昇して、この電位の変化がチョッパ回路用制御回路6により検出される。チョッパ回路用制御回路6は、電界効果トランジスタFET1の動作周波数を上昇させて平滑用コンデンサC3の両端間に発生する直流電圧を例えば300Vまで低下させる。
When the drain current flowing in the field effect transistor FET1 becomes a predetermined value, for example, 2.2 A or more, a high signal is output from the
平滑用コンデンサC3の両端間電圧が低下すると、インバータ回路3に供給される出力電流が減少し、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流が所定値(2.2A)を下回るようになり、比較器15からハイ信号が出力されなくなる。チョッパ回路用制御回路6は、商用交流電源Vsの再投入または外部からのリセット信号(外部信号)が入力されるまで、上記平滑用コンデンサC3の両端間電圧を低下させる制御を継続する。
When the voltage across the smoothing capacitor C3 decreases, the output current supplied to the
そして、インバータ回路3の入力電流が減少することにより、インバータ回路3の定電流の制御値が低下し、蛍光ランプ4,5のランプ電圧、ランプ電流およびランプ電力がそれぞれ低下する。
As the input current of the
上述したように、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流が所定値以上になると、保護制御回路8のチョッパ回路用制御回路6の制御により、平滑用コンデンサC3の両端間電圧(直流電源回路2の出力電圧)が低下され、前記ドレイン電流が所定値を下回るようになる。これにより、電界効果トランジスタFET1に所定値以上のドレイン電流が継続して流れなくなるので、電界効果トランジスタFET1の熱破壊が防止される。すなわち、放電ランプ点灯装置1の故障が防止される。
As described above, when the drain current flowing through the field effect transistor FET1 exceeds a predetermined value, the voltage across the smoothing capacitor C3 (the output of the DC power supply circuit 2) is controlled by the chopper
そして、電界効果トランジスタFET1に継続して所定値以上のドレイン電流が流れなくするので、ターンオフの損失が小さい、または、高耐熱性を有する高価な電界効果トランジスタFET1を用いる必要がなくなる。また、電界効果トランジスタFET1に密着させて電界効果トランジスタFET1からの熱を放熱させる放熱材として、アルミニウム(Al)板に代えて比較的安価なシリコーン樹脂などの熱伝導性物質を用いることができる。これらの結果、放電ランプ点灯装置1を安価に構成することができる。
Further, since a drain current of a predetermined value or more does not continuously flow through the field effect transistor FET1, it is not necessary to use an expensive field effect transistor FET1 with a small turn-off loss or high heat resistance. Further, a heat conductive material such as a silicone resin that is relatively inexpensive can be used as a heat radiating material that closely contacts the field effect transistor FET1 and dissipates heat from the field effect transistor FET1 instead of an aluminum (Al) plate. As a result, the discharge
次に、本発明の第2の実施形態について述べる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図4および図5は、本発明の第2の実施形態を示し、図4は放電ランプ点灯装置の回路図、図5は定電流制御を示し、(a)は常温時における制御図、(b)は低温時における制御図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。 4 and 5 show a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device, FIG. 5 shows constant current control, (a) is a control diagram at normal temperature, and (b) ) Is a control diagram at a low temperature. Note that the same parts as those in FIG.
図4に示す放電ランプ点灯装置16は、図1に示す放電ランプ点灯装置1において、比較器15の出力端子がインバータ回路用制御回路7に接続されるように保護制御回路17が構成されている。すなわち、チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1に所定値例えば2.2A以上のドレイン電流が流れると、比較器15からハイ信号がインバータ回路用制御回路7に入力される。
In the discharge
そして、インバータ回路用制御回路7は、通常時(周囲温度の常温時)、図5(a)に示すように、蛍光ランプ4,5のランプ電流が0.4Aとなるようにインバータ回路3の電界効果トランジスタFET2,FET3のオンオフ動作を制御するように構成されている。また、比較器15からハイ信号が入力されたときに、図5(b)に示すように、蛍光ランプ4,5に流れる上記定電流(0.4A)を低減させてランプ電流が0.29Aとなるように、チョッパ回路用制御回路6に対してチョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1のオンオフ周波数(動作周波数)およびオンデューティーを変化させるように構成されている。そして、商用交流電源Vsの再投入または外部からのリセット信号(外部信号)が入力されるまで、上記定電流の低減の制御を継続させるように構成されている。
Then, the inverter circuit control circuit 7 controls the
蛍光ランプ4,5の周囲温度が常温(例えば25℃)から低下すると、当該低下に応じてランプ電力およびランプ電圧が上昇し、インバータ回路に入力するチョッパ回路からの出力電流が増加する。この結果、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流が増加する。
When the ambient temperature of the
そして、蛍光ランプ4,5の周囲温度がさらに低温となり、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流が所定値(2.2A)以上になると、比較器15からハイ信号が出力され、ハイ信号がインバータ回路用制御回路7に入力される。インバータ回路用制御回路7は、チョッパ回路用制御回路6を制御して、チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1のオンオフ周波数(動作周波数)およびオンデューティーを変化させて蛍光ランプ4,5に流れている定電流(0.4A)を0.29Aにまで低減させる。あるいは、インバータ回路用制御回路7は、インバータ回路3の電界効果トランジスタFET2,FET3の動作周波数を上昇させて、蛍光ランプ4,5に流れている定電流(0.4A)を0.29Aにまで低減させる。これにより、チョッパ回路10からインバータ回路3に供給される電流が減少し、電界効果トランジスタFET1に流れるドレイン電流が所定値(2.2A)を下回るようになる。電界効果トランジスタFET1に所定値以上のドレイン電流が継続して流れなくなるので、電界効果トランジスタFET1の熱破壊が防止される。すなわち、放電ランプ点灯装置16は、電界効果トランジスタFET1の熱破壊による故障が防止される。
When the ambient temperature of the
また、インバータ回路用制御回路7は、比較器15からのハイ信号を入力したときに、インバータ回路3の電界効果トランジスタFET2,FET3のオンオフ動作を停止させるように構成されていてもよい。当該停止により、蛍光ランプ4,5は消灯し、チョッパ回路10の電界効果トランジスタFET1に所定値以上のドレイン電流が流れなくなる。
The inverter circuit control circuit 7 may be configured to stop the on / off operation of the field effect transistors FET2 and FET3 of the
次に、本発明の第3の実施形態について述べる。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図6は本発明の第3の実施形態を示す照明器具であり、(a)は一部切り欠き概略側面図、(b)は概略上面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。 FIGS. 6A and 6B are lighting fixtures showing a third embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a partially cutaway schematic side view, and FIG. 6B is a schematic top view. Note that the same parts as those in FIG.
図6に示す照明器具18は、天井などの造営物に埋設される埋込形照明器具であり、略四角形状の箱形に形成された照明器具本体19が造営物に取り付けられる。照明器具本体19は、開口側に反射枠20を配設し、底面側にそれぞれ3個のランプソケット21、図示しないランプホルダーおよびV反射板22を配設している。そして、それぞれのランプソケット21およびランプホルダーに3本の蛍光ランプ4,5がそれぞれ取り付けられている。蛍光ランプ4,5は、同種類であり、バルブがU字形の高周波専用コンパクト形蛍光ランプである。
A
そして、照明器具本体19と反射枠20との空間に放電ランプ用点灯装置23,24が配設されている。放電ランプ用点灯装置23,24は、図1に示す放電ランプ点灯装置1において、蛍光ランプ4,5が取り除かれたものである。放電ランプ用点灯装置23は、直列接続された2本の蛍光ランプ4,5を点灯させ、放電ランプ用点灯装置24は、1本の蛍光ランプ4を点灯させる。
Discharge
3本の蛍光ランプ4,5から放射された放射光は、直接光、または反射枠20およびV反射板22で反射された反射光となって照明器具本体19の開口側から出射される。
The radiated light emitted from the three
そして、照明器具18は、3本の蛍光ランプ4,5が定電流制御されるので、略一定の光束を出射する。そして、放電ランプ用点灯装置23,24が配設されているので、安価に構成することができる。
And since the three
1,16…放電ランプ点灯装置
2…直流電源回路
3…インバータ回路
4,5…放電ランプとしての蛍光ランプ
6…第1の制御手段としてのインバータ回路用制御回路
7…第2の制御手段としてのチョッパ回路用制御回路
8,17…第3の制御手段としての保護制御回路
18…照明器具
19…照明器具本体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力するインバータ回路と;
前記高周波交流電圧に応じて点灯する放電ランプと;
直流電源回路から所定の直流電圧が出力されるように前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する第1の制御手段と;
前記インバータ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段と;
前記スイッチ素子に流れる電流を検出し、当該電流が所定値以上のときに直流電源回路から出力される直流電圧を低下させるように第1の制御手段を制御する第3の制御手段と;
を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。 A DC power supply circuit comprising a switch element and outputting a DC voltage by an on / off operation of the switch element;
An inverter circuit for converting the DC voltage into a high-frequency AC voltage and outputting it;
A discharge lamp that lights in response to the high-frequency AC voltage;
First control means for controlling the on / off operation of the switch element so that a predetermined DC voltage is output from the DC power supply circuit;
Second control means for controlling the operating frequency of the inverter circuit;
Third control means for detecting a current flowing through the switch element and controlling the first control means so as to reduce the DC voltage output from the DC power supply circuit when the current is greater than or equal to a predetermined value;
A discharge lamp lighting device comprising:
前記直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力するインバータ回路と;
前記高周波交流電圧に応じて点灯する放電ランプと;
直流電源回路から所定の直流電圧が出力されるように前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する第1の制御手段と;
前記インバータ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段と;
前記スイッチ素子に流れる電流を検出し、当該電流が所定値以上のときに前記インバータ回路の動作周波数を変化させて放電ランプに流れる電流が低減するように、あるいは前記インバータ回路の動作を停止させるように第2の制御手段を制御する第3の制御手段と;
を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。 A DC power supply circuit comprising a switch element and outputting a DC voltage by an on / off operation of the switch element;
An inverter circuit for converting the DC voltage into a high-frequency AC voltage and outputting it;
A discharge lamp that lights in response to the high-frequency AC voltage;
First control means for controlling the on / off operation of the switch element so that a predetermined DC voltage is output from the DC power supply circuit;
Second control means for controlling the operating frequency of the inverter circuit;
The current flowing through the switch element is detected, and when the current exceeds a predetermined value, the operating frequency of the inverter circuit is changed to reduce the current flowing through the discharge lamp, or the operation of the inverter circuit is stopped. And third control means for controlling the second control means;
A discharge lamp lighting device comprising:
この放電ランプ点灯装置を配設している照明器具本体と;
を具備していることを特徴とする照明器具。 A discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2;
A lighting fixture body provided with the discharge lamp lighting device;
The lighting fixture characterized by comprising.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006095499A JP2007273173A (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Discharge lamp lighting device and lighting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2006095499A JP2007273173A (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Discharge lamp lighting device and lighting apparatus |
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| JP2007273173A true JP2007273173A (en) | 2007-10-18 |
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ID=38675780
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| JP (1) | JP2007273173A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010086943A (en) * | 2008-09-04 | 2010-04-15 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Led lighting device and illumination fixture |
-
2006
- 2006-03-30 JP JP2006095499A patent/JP2007273173A/en active Pending
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