JP3755202B2

JP3755202B2 - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP3755202B2
Application number: JP24075596A
Authority: JP
Inventors: 幸司藤本; 晃司西浦; 芳文黒木; 由浩坂下; 勝義仁保
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2016-09-11
Also published as: JPH1092594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯に高周波電力を供給して点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は従来の放電灯点灯装置の一例を示し、商用の交流電源ＡＣから直流電源を作成する電源部１と、電源部１の直流出力を高周波の交流出力に変換するインバータ部２と、フィラメントの非電源側に予熱用のコンデンサＣ₈〜Ｃ₁₁が接続された複数の放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄を有する負荷部４と、インダクタンスＬ₅〜Ｌ₈とコンデンサＣ₃〜Ｃ₆が直列に接続された共振部３とを備え、共振部３のインダクタンスＬ₅〜Ｌ₈と予熱用のコンデンサＣ₈〜Ｃ₁₁とで共振回路が構成されている。
【０００３】
図１９は負荷部４及び共振部３における周波数ｆと電圧Ｖとの関係を示しており、放電灯Ｌａ₁…が点灯していないときには周波数ｆの変化に応じて同図中ａの曲線（共振カーブ）に沿って電圧Ｖが変化し、また全ての放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄が点灯しているときには同図中ｂの曲線に沿って変化する。上記従来例における始動時の動作は以下のようなものである。すなわち、放電灯Ｌａ₁…の点灯前にインバータ部２の発振周波数ｆをｆ＝ｆ₁として予熱用のコンデンサＣ₈〜Ｃ₁₁を介して各放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄のフィラメントを予熱し、その後発振周波数ｆを、予熱時の周波数ｆ₁よりも低い周波数ｆ₂を経て無負荷共振周波数ｆ₀よりも低い安定点灯時の周波数ｆ₃まで下げることにより（図１９及び図２０２０参照）、全ての放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄を始動し且つ安定点灯状態に移行させている。
【０００４】
ところで、上記のような放電灯点灯装置における始動時の制御方法の一例が特開昭６３−１７５３８９号公報に記載されている。図２１は上記公報に記載された放電灯点灯装置の具体回路図である。インバータ部は直流電源Ｅの両端間に一対のスイッチング素子Ｑ₂₀，Ｑ₂₁が直列接続された変形のハーフブリッジ構成を有し、直流カット用のコンデンサＣ₂₀と予熱用コンデンサＣ₂₁との容量はＣ₂₁≪Ｃ₂₀になるように選択されている。したがって、負荷部４及び共振部３の固有振動周波数は共振部３のインダクタンスＬ₁₀と予熱用のコンデンサＣ₂₁によりほぼ決まる。
【０００５】
インバータ部の一対のスイッチング素子Ｑ₂₀，Ｑ₂₁をオン・オフ制御する制御部２０は、直流電源Ｅの正極側に抵抗Ｒ₃₀を介して接続されたコンデンサＣ₂₂を電源として動作する。そして、一対のトランジスタＱ₂₂，Ｑ₂₃を具備するカレントミラー回路、抵抗Ｒ₃₁，Ｒ₃₂、コンデンサＣ₂₃，Ｃ₂₄、トランジスタＱ₂₄にタイマ用ＩＣ₁₀（例えば、日本電気製 μＰＤ１５５５５）を具備し、コンデンサＣ₂₄の両端に鋸波電圧を発生させている。さらに、コンパレータＩＣ₁₁（日本電気製 μＰＣ２７７）にて上記鋸波電圧と、ツェナーダイオードＺＤ₁のツェナー電圧として得られる基準電圧とを比較して、鋸波電圧が基準電圧を越えているときにのみ信号を出力する発振回路が形成されている。また、発振回路出力がフリップフロップＩＣ₁₂（日本電気製 μＰＤ４０１３）とナンドゲートＩＣ₁₃（日本電気製μＰＤ４０１１）によって分周された後、各スイッチング素子Ｑ₂₀，Ｑ₂₁を駆動する駆動回路２１₁，２１₂に出力される。なお、タイマ回路２２は放電灯Ｌａ₁…の始動前の予熱時間を設定するものであって、その出力が上記トランジスタＱ₂₄のベースに入力されている。
【０００６】
直流電源Ｅからの電源供給を開始すると、タイマ回路２２によってトランジスタＱ₂₄が設定された時間（予熱時間）だけオンされる。したがって、インバータ部の発振周波数はコンデンサＣ₂₄と抵抗Ｒ₃₁の値によってほぼ決まった値となり、放電灯Ｌａ₁…の予熱が行なわれる。次にタイマ回路２２における設定時間（予熱時間）の限時が完了した後にタイマ回路２２の出力が停止し、トランジスタＱ₂₄がオフとなる。トランジスタＱ₂₄がオフになるとコンデンサＣ₂₃が充電されるから、トランジスタＱ₂₂に流れる電流はコンデンサＣ₂₃の両端電圧の上昇につれて徐々に低下し、最終的には抵抗Ｒ₃₁，Ｒ₃₂の直列抵抗によって決まる一定値となる。このとき、インバータ部の発振周波数はそれまでの予熱時の発振周波数から抵抗Ｒ₃₁，Ｒ₃₂、コンデンサＣ₂₄によって決まる周波数へ徐々に変化することになり、この変化の過程で放電灯Ｌａ₁…が始動する。
【０００７】
図２２は上記動作中におけるインバータ部の発振周波数（スイッチング素子Ｑ₂₀，Ｑ₂₁のスイッチング周波数）ｆ、出力電流並びにランプ電流の変化を示している。すなわち、電源投入後からタイマ回路２２の限時動作中の一定期間Ｔ₁₀においては周波数ｆ₁で放電灯Ｌａ₁…のフィラメントを充分に予熱し、その後、周波数を予熱時の周波数ｆ₁から始動時の周波数ｆ₂まで徐々に変化させている。このようにすることで、放電灯Ｌａ₁…の始動前に充分な予熱を行い、且つ放電灯Ｌａ₁…の始動時にインバータ部の各スイッチング素子Ｑ₂₀，Ｑ₂₁に進相電流が流れることを防止できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１８に示した従来例において、図２０に示すように単純に周波数をｆ₁→ｆ₂→ｆ₃というように変化させていった場合には、インバータ部２のスイッチング素子に進相電流が流れて過大なストレスがかかってしまう問題があることは上記特開昭６３−１７５３８９号公報にも記載されている。
【０００９】
一方、放電灯の種類によっては、安定点灯（定常点灯）時の消費電力に比べて始動時（放電開始時）に要する電力が大きい場合がある。特に定格出力が比較的に低い放電灯（例えば定格出力が２０Ｗの蛍光灯）によくみられ、実験では直管型の蛍光灯では、低温時や個々の放電灯の性能ばらつきなどを考慮した最悪の条件でも確実に始動させるためには、複数の放電灯に対して１灯当たり４０Ｗ程度の電力を供給する必要がある。このような場合に図１８に示した従来例では電源部１からインバータ部２へ供給する電力は、安定点灯時よりも始動時に大きくする必要がある。特に負荷部４の放電灯Ｌａ₁…の数が多いほど、安定点灯時と始動時に必要な電力の差は放電灯Ｌａ₁…の灯数倍だけ大きくなってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、放電灯の始動時に電源部やインバータ部などに過大なストレスがかかることを防止できる放電灯点灯装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、交流電源から直流電源を作成する電源部と、電源部の直流出力を高周波の交流出力に変換する他励式のインバータ部と、インバータ部の出力端に接続される複数の放電灯及び各放電灯のフィラメントの非電源側に接続される予熱用のコンデンサを有する負荷部と、予熱用のコンデンサとともに共振回路を構成する複数の共振部と、放電灯の始動前に所定の予熱時間だけ共振部と負荷部の無負荷共振周波数よりも高い第１の周波数でインバータ部を発振させた後、少なくとも第１の周波数よりも低く且つ無負荷共振周波数よりも高い第２の周波数までインバータ部の発振周波数を略連続的に低下させるように制御する制御部とを備え、該制御部は、インバータ部の発振周波数を第２の周波数まで低下させた後さらに無負荷共振周波数よりも低い第３の周波数に瞬時に低下させる制御と、電源部において交流電源の交流電源電圧を全波整流して得られる脈流電圧に応じて放電灯の始動前に所定の予熱時間だけ第１の周波数でインバータ部を動作させた後、脈流電圧のピーク値付近で一旦発振周波数を上昇するとともに谷部付近で再び低下するということを第２の周波数に達するまで繰り返すようにインバータ部の発振周波数を変調し且つ略連続的に低下させる制御とを行うことを特徴とし、インバータ部を第１の周波数で発振させることで各放電灯のフィラメントを予熱した後、インバータ部の発振周波数を第２の周波数まで略連続的に低下させることにより、インバータ部の発振周波数を無負荷共振周波数まで低下させずに放電灯を始動することができて電源部やインバータ部などに過大なストレスがかかることを防止でき、また、インバータ部の発振周波数を第３の周波数とすることで始動した放電灯を安定点灯（定常点灯）させることができるとともに、仮に何らかの故障があって始動しない放電灯がある場合であっても、インバータ部の発振周波数が無負荷共振周波数となることを回避でき、インバータ部に過大なストレスがかかることを防止できる。さらに、各放電灯の性能ばらつき等により個々の始動電圧が異なっていることから、インバータ部の発振周波数を変調し且つ略連続的に低下させることで複数の放電灯の始動のタイミングをずらすことができる。その結果、負荷部に同時に供給すべき電力が少なくなり、始動時と安定点灯時とで負荷部で必要となる電力の差を小さくできるとともに、電源部やインバータ部などにかかるストレスを低減することができる。しかも、放電灯は交流電源電圧のピーク値付近で始動するため、電源部にかかる負担を軽減することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、電源部が、交流電源を整流する整流器と、整流器の出力から直流電源を作成するチョッパ部とを具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、負荷部が複数の放電灯を有するとともに、第２の周波数でインバータ部が発振しているときに各放電灯のフィラメントで消費される電力の合計が第３の周波数でインバータ部が発振しているときに各放電灯のフィラメントで消費される電力の合計よりも大きいことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（参考例１）
図１に本発明の参考例１のブロック図を、図２〜図５にその具体回路図をそれぞれ示す。図１に示すように本参考例は、商用電源のような交流電源ＡＣから直流電源を作成する電源部１と、電源部１の直流出力を高周波の交流出力に変換する他励式のインバータ部２と、インバータ部２の出力端に接続される複数の放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄及び各放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄のフィラメントの非電源側に接続される予熱用のコンデンサＣ₈〜Ｃ₁₁を有する負荷部４と、インダクタンスＬ₅〜Ｌ₈とコンデンサＣ₃〜Ｃ₆の直列回路を有しインダクタンスＬ₅〜Ｌ₈と予熱用のコンデンサＣ₈〜Ｃ₁₁とで共振回路を構成する共振部３と、放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄の始動前に所定の予熱時間だけ共振部３と負荷部４の無負荷共振周波数ｆ₀よりも高い第１の周波数ｆ₁でインバータ部２を発振させた後、少なくとも第１の周波数ｆ₁よりも低く且つ無負荷共振周波数ｆ₀よりも高い第２の周波数ｆ₂までインバータ部２の発振周波数ｆを経時的に滑らかに低下させるように制御する制御部５とを備えている。
【００１５】
図２に示すように電源部１は、インダクタンスＬ₁〜Ｌ₃から成るフィルタと、ダイオードブリッジから成る整流器６と、インダクタンスＬ₄、スイッチング素子Ｑ₁、ダイオードＤ₁並びにコンデンサＣ₂などから成る昇圧チョッパ回路部７と、上記スイッチング素子Ｑ₁のスイッチング制御を行なうチョッパ制御回路部８とを備えている。
【００１６】
チョッパ制御回路部８は、昇圧チョッパ制御用のＩＣ（例えば、モトローラ社製ＭＣ３３２６２など）から成るチョッパ制御回路ＩＣ₁を主構成要素とし、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂により検出した出力電圧やインダクタンスＬ₄を介して検出した入力電流などに基づいて、コンデンサＣ₂の両端に一定の昇圧された直流電圧（例えば、交流電源電圧が１００Ｖであれば２００Ｖ）が得られるようにチョッパ制御回路ＩＣ₁でスイッチング素子Ｑ₁のスイッチング制御を行なっている。なお、チョッパ制御回路ＩＣ₁に接続されている他の抵抗やコンデンサについては、昇圧チョッパ制御用ＩＣの仕様に応じて用いられる一般的なものであり、詳細な説明は省略する。
【００１７】
また、コンデンサＣ₂の手前には、チョッパ制御回路ＩＣ₁などに供給される制御電源Ｖ_ccを作成するための集積回路ＩＣ₂（例えば、ローム社製ＢＰ５０４１など）が接続されている。
インバータ部２は、電源部１の出力端間に直列接続された一対のスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃を具備し、片方のスイッチング素子Ｑ₃の両端に図３に示すような共振部３と負荷部４とが直列に接続されている。而して、図２並びに図４に示す制御部５によって上記スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃を交互にオン、オフし、スイッチング素子Ｑ₂がオンのときには、電源部１からスイッチング素子Ｑ₂を介して共振部３及び負荷部４に電流が流れるとともに、スイッチング素子Ｑ₃がオンのときには、共振部３からスイッチング素子Ｑ₃を介して負荷部４に逆向きの電流が流れる。すなわち、スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃を高周波で交互にオン、オフすることで負荷部４の各放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄に高周波の交流電力が供給されることになる。
【００１８】
一方、本参考例の特徴となる制御部５は、図２に示すスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃のオン、オフを直接に制御するスイッチング制御回路ＩＣ₃（例えば、ＩＲ社製ＩＲ２１１１などのハイ、ロー両サイド駆動用のドライバＩＣなど）と、図４に示す信号発生回路ＩＣ₄（例えば、日本電気製μＰＣ４９４など）と、図５に示すタイマ回路１０とを備え、信号発生回路ＩＣ₄から出力される制御信号Ｓｃがスイッチング制御回路ＩＣ₃に入力されている。そして、スイッチング制御回路ＩＣ₃が入力された制御信号Ｓｃの周波数に応じてスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃のオン、オフの駆動周期を可変するようになっている。
【００１９】
タイマ回路１０はコンパレータＩＣ₅、並びに抵抗Ｒ₅とコンデンサＣ₁₃から成る時定数回路などで構成され、制御電源Ｖ_ccを分圧抵抗Ｒ₃，Ｒ₄で分圧して得られる基準電圧Ｖｒと、時定数回路の出力電圧（コンデンサＣ₁₃の両端電圧）ＶｃとをコンパレータＩＣ₅にて比較し、制御電源Ｖ_ccの供給が開始されてから上記出力電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｒを越えるまでの所定時間Ｔ₀だけハイとなり、出力電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｒを越えるとローとなる信号Ｓｔを出力する。なお、上記所定時間Ｔ₀は時定数回路の時定数、すなわち抵抗Ｒ₅の抵抗値とコンデンサＣ₁₃の容量とによって決まり、これらの値を適宜選択することで任意の所定時間Ｔ₀を設定することができる。
【００２０】
信号発生回路ＩＣ₄はＲｔ端子から流れ出る電流が多いほど制御信号Ｓｃの発振周波数が高くなるもので、図４に示すようにＲｔ端子にはタイマ回路１０からの出力信号Ｓｔに応じてＲｔ端子から流れ出る電流を増減させる調整回路部１１が接続されている。すなわち、調整回路部１１でＲｔ端子から流れ出る電流値を増減することにより、信号発生回路ＩＣ₄から出力される制御信号Ｓｃの発振周波数を調整することができるのである。
【００２１】
調整回路部１１は、トランジスタＱ₄〜Ｑ₉、抵抗Ｒ₈…、コンデンサＣ₁₄…などで構成されている。トランジスタＱ₇はエミッタが接地されるとともにコレクタがＲｔ端子に接続されている。同じくトランジスタＱ₉はエミッタが接地されるとともにコレクタが抵抗Ｒ₁₂を介してＲｔ端子に接続されている。そして、これらトランジスタＱ₇，Ｑ₉と並列に抵抗Ｒ₉及びコンデンサＣ₁₅が接続されている。また、トランジスタＱ₇のベースがエミッタ接地のトランジスタＱ₆のベースに接続されるとともに、トランジスタＱ₆のコレクタがトランジスタＱ₅及び抵抗Ｒ₈を介して制御電源Ｖ_ccに接続されてカレントミラー回路が構成されている。なお、抵抗Ｒ₈とトランジスタＱ₆にはコンデンサＣ₁₄が並列に接続されている。トランジスタＱ₅のベースはプルアップ抵抗Ｒ₁₀を介して制御電源Ｖ_ccに接続されるとともに、抵抗Ｒ₁₁を介してエミッタ接地のトランジスタＱ₄のコレクタに接続されている。また、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱ₆，Ｑ₇のベースはエミッタ接地のトランジスタＱ₈のコレクタに接続されている。
【００２２】
タイマ回路１０の出力信号ＳｔはトランジスタＱ₄，Ｑ₈，Ｑ₉の各ベースに入力されており、出力信号Ｓｔがハイレベルのときに各トランジスタＱ₄，Ｑ₈，Ｑ₉がオンとなり、ローレベルのときにオフとなる。トランジスタＱ₄，Ｑ₈，Ｑ₉がオンすれば、トランジスタＱ₅がオンとなるとともにトランジスタＱ₆，Ｑ₇はオフとなり、そのため制御電源Ｖ_ccによってコンデンサＣ₁₄が充電される。また、このときにはトランジスタＱ₇がオフ、トランジスタＱ₉がオンとなるため、Ｒｔ端子から流れ出る電流の大きさは並列接続された抵抗Ｒ₉，Ｒ₁₂の抵抗値によって決まる。このときに信号発生回路ＩＣ₄から出力される制御信号Ｓｃの周波数に応じたインバータ部２の発振周波数が、図６に示すように第１の周波数ｆ₁である。
【００２３】
一方、トランジスタＱ₉がオフすれば抵抗Ｒ₁₂に電流が流れなくなるともに、トランジスタＱ₄，Ｑ₅，Ｑ₈がオフすることでコンデンサＣ₁₄の充電電圧によってトランジスタＱ₆がオンとなってコンデンサＣ₁₄の放電電流が流れる。このため、トランジスタＱ₆とカレントミラー回路を構成するトランジスタＱ₇にもトランジスタＱ₆に流れる放電電流と同量の電流が流れることになり、このときに流れる電流の大きさは、コンデンサＣ₁₄の両端電圧とトランジスタＱ₆のコレクタに接続されている抵抗Ｒ₈の抵抗値とで決定される。ここで、トランジスタＱ₄，Ｑ₅，Ｑ₈がオフした直後の電流の大きさがオフする前と略同一となるように抵抗Ｒ₈の抵抗値を選択しておく。
【００２４】
次に放電灯Ｌａ₁…を始動する際の全体的な動作を図６及び図７を参照して説明する。
まず、時刻ｔ＝ｔ₀で交流電源ＡＣからの電源供給が開始されと集積回路ＩＣ₂が動作し、制御部５やタイマ回路１０に制御電源Ｖ_ccが供給される。タイマ回路１０では制御電源Ｖ_ccの供給開始（ｔ＝ｔ₀）から所定時間Ｔ₀が経過するまでの間（ｔ＝ｔ₁）、出力信号Ｓｔがハイレベルとなる。このため、上述のように信号発生回路ＩＣ₄から出力される制御信号Ｓｃに応じてスイッチング制御回路ＩＣ₃が制御するインバータ部２の発振周波数ｆは、第１の周波数ｆ₁となる。このときには発振周波数ｆ＝ｆ₁が無負荷共振周波数ｆ₀に比較して充分高いため、負荷部４の各放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄の両端電圧は始動電圧よりも低くなり、予熱用のコンデンサＣ₈〜Ｃ₁₁を介して予熱電流が流れることになる。すなわち、タイマ回路１０の出力信号Ｓｔがハイレベルとなる所定時間Ｔ₀（＝ｔ₁−ｔ₀）が予熱時間となる。なお、この予熱時間は例えばタイマ回路１０の分圧抵抗Ｒ₃，Ｒ₄の抵抗値を調整するなどの方法によって適宜調整可能である。
【００２５】
一方、時刻ｔ＝ｔ₁でタイマ回路１０の出力信号Ｓｔがハイレベルからローレベルに変化すると、上述のように信号発生回路ＩＣ₄のＲｔ端子から流れる電流は、コンデンサＣ₁₄の放電が完了するまで（時刻ｔ＝ｔ₂）までの間に徐々に低下する。したがって、スイッチング制御回路ＩＣ₃が制御するインバータ部２の発振周波数ｆもまた同様に経時的に徐々に滑らかに低下し、最終的には無負荷共振周波数ｆ₀よりも低い第３の周波数ｆ₃で安定することになる。なお、発振周波数ｆが低下する際の傾きは抵抗Ｒ₈とコンデンサＣ₁₄の時定数により決定される。
【００２６】
ところで、時刻ｔ＝ｔ₀からｔ₁までの予熱期間Ｔ₀ではインバータ部２の発振周波数ｆは第１の周波数ｆ₁であって、負荷部４の放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄が何れも放電を開始していないから、図７に示すように共振部３と負荷部４の周波数と電圧（ランプ電圧）の関係は曲線ａで表される。
一方、時刻ｔ＝ｔ₁〜ｔ₂までの期間ではインバータ部２の発振周波数ｆが第１の周波数ｆ₁から第２の周波数ｆ₂（無負荷共振周波数ｆ₀よりも若干高い周波数）を経て第３の周波数ｆ₃まで徐々に低下し、この低下の過程において各放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄が放電を開始して始動することになる。ここで、共振回路を構成する共振部３のインダクタンスＬ₅〜Ｌ₈や予熱用のコンデンサＣ₈〜Ｃ₁₁のばらつき、あるいは放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄のばらつきによって各放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄の始動電圧が異なってくる。したがって、インバータ部２の発振周波数ｆを低下する過程で始動電圧の低い放電灯Ｌａ₁…から順次始動を開始することになり、共振部３と負荷部４の周波数と電圧の関係は曲線ａから曲線ｂへと変化し、全ての放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄が始動すれば曲線ｃとなる。
【００２７】
そして、インバータ部２の発振周波数ｆが第３の周波数ｆ₃のときには、始動した放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄を安定点灯させるのに充分な電力が供給される。
すなわち、インバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁に設定して放電灯Ｌａ₁…のフィラメントを充分予熱した後、発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁から第２の周波数ｆ₂を経て第３の周波数ｆ₃まで徐々に低下させることにより、複数の放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄の始動のタイミングをずらすことができる。このため、始動時に安定点灯時よりも大きな電力を必要とするような放電灯Ｌａ₁…であっても、安定点灯（定常点灯）時に負荷部４で必要とされる電力と、始動時に必要とされる電力との差を小さくすることができて、電源部１やインバータ部２、特に昇圧チョッパ回路部７にかかるストレスの低減が図れるものである。また、昇圧チョッパ回路部７の最大出力電力を小さくすることも可能であり、これによってインダクタンスＬ₄の小型化が可能になるという利点もある。また、複数の放電灯Ｌａ₁…の始動のタイミングをずらすことにより、共振部３と負荷部４の共振の鋭さが鈍ってくるから、インバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁から第２の周波数ｆ₂を経て第３の周波数ｆ₃まで低下させる際に、インバータ部２のスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃にストレスがかかる（進相電流が流れる）ことを防止できるという利点もある。
【００２８】
なお、本参考例では負荷部４の放電灯Ｌａ₁…の灯数を４つとしたがこれに限定する主旨ではなく、図８に示すように灯数を５つとしたり、あるいは６つ以上若しくは１つであっても同様の効果が得られる。
（参考例２）
本発明の他の参考例は、放電灯Ｌａ₁…の始動時において、インバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁よりも低く且つ無負荷共振周波数ｆ₀よりも高い第２の周波数ｆ₂まで低下させた後さらに無負荷共振周波数ｆ₀よりも低い第３の周波数ｆ₃に瞬時に低下させるように制御部５を構成した点に特徴があり、制御部５を除いた基本的な回路構成は参考例１と共通であるから、共通する部分については一部図示及び説明を省略する。
【００２９】
図９及び図１０は、本参考例における制御部５のうちでインバータ部２のスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃を直接スイッチング制御するスイッチング制御回路ＩＣ₃を除いた構成を示す具体回路図である。
図１０に示すように、本参考例においては参考例１におけるタイマ回路１０と同じ回路構成を有する第１のタイマ回路１０₁と、第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁がハイレベルからローレベルに変化した時点から所定時間Ｔ₁が経過した後に出力信号Ｓｔ₂がハイレベルからローレベルに変化する第２のタイマ回路１０₂とを備えている。第２のタイマ回路１０₂はコンパレータＩＣ₆、並びに抵抗Ｒ₁₄とコンデンサＣ₁₆から成る時定数回路などを備えた第１のタイマ回路１０₁と共通の回路構成を有するとともに、第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁がハイレベルの時にオン、ローレベルの時にオフとなるトランジスタＱ₁₁がコンデンサＣ₁₆に並列接続されて構成されている。
【００３０】
つまり、第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁がハイレベルのときには、トランジスタＱ₁₁がオンであるために第２のタイマ回路１０₂のコンデンサＣ₁₆は充電されず、第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁がローレベルとなってトランジスタＱ₁₁がオフになってからコンデンサＣ₁₆の充電が開始される。而して、この第２のタイマ回路１０₂は、図１１に示すように、制御電源Ｖ_ccを分圧抵抗Ｒ₁₅，Ｒ₁₆で分圧して得られる基準電圧Ｖｒ₂と、時定数回路の出力電圧（コンデンサＣ₁₆の両端電圧）Ｖｃ₂とをコンパレータＩＣ₆にて比較し、制御電源Ｖ_ccの供給が開始されてから上記出力電圧Ｖｃ₂が基準電圧Ｖｒ₂を越えるまでの所定時間Ｔ₀＋Ｔ₁だけハイとなり、出力電圧Ｖｃ₂が基準電圧Ｖｒ₂を越えるとローとなる信号Ｓｔ₂を出力する。
【００３１】
一方、第２のタイマ回路１０₂の出力信号Ｓｔ₂は、トランジスタＱ₁₀のベースに入力されており、ハイレベルのときにトランジスタＱ₁₀をオンとし、ローレベルのときにオフとする。このトランジスタＱ₁₀はエミッタが接地されるとともに、信号発生回路ＩＣ₄のＲｔ端子に接続されている抵抗Ｒ₉に直列接続された抵抗Ｒ₁₃の非接地側の一端にコクレタが接続されている。
【００３２】
次に放電灯Ｌａ₁…を始動する際の全体的な動作を図１１を参照して説明する。ここで、時刻ｔ＝ｔ₀で交流電源ＡＣからの電源供給を開始した後、第１のタイマ回路１０₁による所定時間Ｔ₀が経過するまでは第１の周波数ｆ₁でインバータ部２を発振させるとともに、所定時間Ｔ₀の経過後インバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁から徐々に低下させる動作までは参考例１と共通である。
【００３３】
時刻ｔ＝ｔ₁で所定時間Ｔ₀が経過して第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁がハイレベルからローレベルに変化すると、第２のタイマ回路１０₂のコンデンサＣ₁₆の充電が開始される。しかしながら、時刻ｔ＝ｔ₂で所定時間Ｔ₁が経過してコンデンサＣ₁₆の両端電圧Ｖｃ₂が基準電圧Ｖｒ₂を越えるまでは、第２のタイマ回路１０₂の出力信号Ｓｔ₂がハイレベルのままであるためにインバータ部２の発振周波数ｆは徐々に低下し続ける。そして、時刻ｔ＝ｔ₂で所定時間Ｔ₁が経過しコンデンサＣ₁₆の両端電圧Ｖｃ₂が基準電圧Ｖｒ₂を越えれば、第２のタイマ回路１０₂の出力信号Ｓｔ₂がローレベルに変化することからトランジスタＱ₁₀がオフとなる。トランジスタＱ₁₀がオフになると、抵抗Ｒ₉に接続された抵抗Ｒ₁₃の抵抗値の影響でＲｔ端子から流れ出る電流量が一気に減少し、インバータ部２の発振周波数ｆも第２の周波数ｆ₂から第３の周波数ｆ₃まで瞬時に低下させることができる。
【００３４】
本参考例によれば、参考例１の効果に加えて、インバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁から第２の周波数ｆ₂まで徐々に低下させる過程で放電灯Ｌａ₁〜Ｌａ₄を始動した後、無負荷共振周波数ｆ₀よりも低く安定点灯時に必要な電力供給が可能な第３の周波数ｆ₃まで瞬時に低下させるように制御部５を構成したため、インバータ部２の発振周波数ｆが無負荷共振周波数ｆ₀と略一致することを回避でき、万が一にも何らかの異常で複数の放電灯Ｌａ₁…の中に始動していない放電灯があったとしてもインバータ部２のスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃に過大な電流が流れることを防止でき、信頼性の向上が図れるという利点がある。
【００３５】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態は、放電灯Ｌａ₁…の始動時において、インバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁よりも低く且つ無負荷共振周波数ｆ₀よりも高い第２の周波数ｆ₂まで低下させる際に発振周波数ｆを変調するように制御部５を構成した点に特徴があり、基本的な回路構成は参考例２と共通であるから、共通する部分については一部図示及び説明を省略する。
【００３６】
図１２及び図１３は本実施形態の一部省略した具体回路図である。本実施形態では、参考例２と同じく第１及び第２のタイマ回路１０₁，１０₂（図示せず）を備えるとともに、信号発生回路ＩＣ₄のＲｔ端子から流れ出る電流量を短い周期で増減させることによってインバータ部２の発振周波数ｆを変調する変調回路部１２を備えている。
【００３７】
変調回路部１２は、トランジスタＱ₇や抵抗Ｒ₉などに対して並列にＲｔ端子に接続された抵抗Ｒ₂₂とトランジスタＱ₁₂の直列回路と、エミッタが接地されるとともにトランジスタＱ₁₂のベースにコレクタが接続されたトランジスタＱ₁₃と、出力端がトランジスタＱ₁₃のベースに接続されたオアゲートＩＣ₇と、オアゲートＩＣ₇の一方の入力端に出力端が接続されたインバータＩＣ₈と、電源部１の整流器６の出力端に接続された分圧抵抗Ｒ₁₉，Ｒ₂₀と、一方の分圧抵抗Ｒ₂₀に並列接続されたコンデンサＣ₂₁とを備え、分圧抵抗Ｒ₁₉，Ｒ₂₀の接続点を抵抗Ｒ₂₁を介してトランジスタＱ₁₂のベースに接続するとともに、オアゲートＩＣ₇の他方の入力端に第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁が入力され、且つインバータＩＣ₈の入力端に第２のタイマ回路１０₂の出力信号Ｓｔ₂が入力されて構成されている。
トランジスタＱ₁₃は、第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁がハイレベルのとき、あるいは第２のタイマ回路１０₂の出力信号Ｓｔ₂がローレベルのときにオンとなり、第１のタイマ回路１０₁の出力信号Ｓｔ₁がローレベル且つ第２のタイマ回路１０₂の出力信号Ｓｔ₂がハイレベルのときにオフとなる。また、トランジスタＱ₁₃がオンするとトランジスタＱ₁₂はオフとなり、変調回路部１２はＲｔ端子から流れ出る電流に何ら影響を与えないから、この場合には参考例２と全く同じ動作を行なう。
【００３８】
一方、トランジスタＱ₁₃がオフすると、トランジスタＱ₁₂は分圧抵抗Ｒ₂₀の両端に生じる電圧に応じてオン、オフする。この分圧抵抗Ｒ₂₀の両端に生じる電圧は、整流器６から出力される脈流電圧のピーク値付近でハイレベル、谷部付近でローレベルとなり、ハイレベルのときにトランジスタＱ₁₂がオン、ローレベルのときにトランジスタＱ₁₂がオフとなる。而して、トランジスタＱ₁₂がオンしたときには、トランジスタＱ₁₂のコレクタに接続された抵抗Ｒ₂₂の影響でＲｔ端子から流れ出る電流量が増加してインバータ部２の発振周波数ｆが上昇し、反対にトランジスタＱ₁₂がオフしたときには、抵抗Ｒ₂₂の影響が無くなってＲｔ端子から流れ出る電流量が減少するからインバータ部２の発振周波数ｆは再び低下に転じる。
【００３９】
つまり、図１４に示すように予熱終了後にインバータ部２の発振周波数ｆが第１の周波数ｆ₁から第２の周波数ｆ₂に低下する過程において、変調回路部１２により交流電源ＡＣの電源周波数に応じてインバータ部２の発振周波数ｆが変調されて、上記脈流電圧のピーク値付近で一旦発振周波数ｆが上昇するとともに谷部付近で再び低下するということを第２の周波数ｆ₂に達するまで繰り返すものである。なお、第２のタイマ回路１０₂の出力信号Ｓｔ₂がローレベルになって発振周波数ｆが第２の周波数ｆ₂に達すれば、参考例２と同様に発振周波数ｆは第２の周波数ｆ₂から第３の周波数ｆ₃へ瞬時に低下するように制御される。
【００４０】
本実施形態によれば、参考例１又は参考例２のようにインバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁から第２の周波数ｆ₂まで単調に低下させるよりも、複数の放電灯Ｌａ₁…の始動タイミングをさらにずらすことが可能となる。このため、放電灯Ｌａ₁…の始動時と安定点灯時とにおいて必要となる電力の差をさらに小さくすることができ、電源部１やインバータ部２、特に昇圧チョッパ回路部７にかかるストレスを低減し、インダクタンスＬ₄の小型化が図れるという利点がある。
【００４１】
（実施形態２）
上記実施形態１においては、整流器６の脈流出力のピーク値付近で発振周波数ｆが上昇するとともに、脈流出力の谷部付近で再び低下するようにインバータ部２の発振周波数ｆを変調している。
しかしながら、インバータ部２の発振周波数ｆを第１の周波数ｆ₁から第２の周波数ｆ₂へ低下させる過程においては、発振周波数ｆが低くなるほどインバータ部２の出力が放電灯Ｌａ₁…の始動に必要な電力に近づく。
【００４２】
そこで、本実施形態においては整流器６の脈流出力のピーク値付近で発振周波数ｆが低下するような変調を行い、放電灯Ｌａ₁…が交流電源ＡＣの電源電圧のピーク値付近で放電を開始（始動）するようにしている。具体的には、図１２における抵抗Ｒ₂₁と、図１３における変調回路部１２のトランジスタＱ₁₂のベースとの間に、図１５に示す信号反転回路１３を設けている。この信号反転回路１３は、抵抗Ｒ₂₃とトランジスタＱ₁₄とで構成され、トランジスタＱ₁₄のベースに抵抗Ｒ₂₁が接続されるとともに、トランジスタＱ₁₄のコレクタがトランジスタＱ₁₂のベースに接続されている。すなわち、整流器６の脈流出力のピーク値付近でトランジスタＱ₁₄がオンとなるから、信号反転回路１３の出力はローレベルとなり、変調回路部１２のトランジスタＱ₁₂はオフとなる。反対に脈流出力の谷部付近でトランジスタＱ₁₄がオフとなり、信号反転回路１３の出力がハイレベルとなってトランジスタＱ₁₂はオンとなる。
【００４３】
従って、実施形態１とは逆に脈流電圧のピーク値付近で発振周波数ｆが一旦低下するとともに、谷部付近で再び上昇することとなる。
上述のように整流器６の脈流出力のピーク値付近で発振周波数ｆが低下するような変調を行なえば、放電灯Ｌａ₁…が交流電源ＡＣの電源電圧のピーク値付近で放電を開始（始動）するようにでき、実施形態１よりもさらに電源部１、特にコンデンサＣ₂に充電された電荷がインバータ部２へ一気に引き抜かれるというようなことがなくなり、昇圧チョッパ回路部７にかかるストレスをさらに確実に軽減することができる。
【００４４】
ところで、図１６あるいは図１７に示すように、放電灯Ｌａ₁…と照明器具を構成する金属板１４との距離が、各放電灯Ｌａ₁…ごとに異なるようにすれば、金属板１４の個々の放電灯Ｌａ₁…に対する近接導体の効果に違いが生じることになる。その結果、各放電灯Ｌａ₁…の始動電圧にも差が生じ、複数の放電灯Ｌａ₁…の始動タイミングをさらにずらすことができるようになる。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、交流電源から直流電源を作成する電源部と、電源部の直流出力を高周波の交流出力に変換する他励式のインバータ部と、インバータ部の出力端に接続される複数の放電灯及び各放電灯のフィラメントの非電源側に接続される予熱用のコンデンサを有する負荷部と、予熱用のコンデンサとともに共振回路を構成する複数の共振部と、放電灯の始動前に所定の予熱時間だけ共振部と負荷部の無負荷共振周波数よりも高い第１の周波数でインバータ部を発振させた後、少なくとも第１の周波数よりも低く且つ無負荷共振周波数よりも高い第２の周波数までインバータ部の発振周波数を略連続的に低下させるように制御する制御部とを備え、該制御部は、インバータ部の発振周波数を第２の周波数まで低下させた後さらに無負荷共振周波数よりも低い第３の周波数に瞬時に低下させる制御と、電源部において交流電源の交流電源電圧を全波整流して得られる脈流電圧に応じて放電灯の始動前に所定の予熱時間だけ第１の周波数でインバータ部を動作させた後、脈流電圧のピーク値付近で一旦発振周波数を上昇するとともに谷部付近で再び低下するということを第２の周波数に達するまで繰り返すようにインバータ部の発振周波数を変調し且つ略連続的に低下させる制御とを行うので、インバータ部を第１の周波数で発振させることで各放電灯のフィラメントを予熱した後、インバータ部の発振周波数を第２の周波数まで経時的に滑らかに低下させることにより、インバータ部の発振周波数を無負荷共振周波数まで低下させずに放電灯を始動することができて電源部やインバータ部などに過大なストレスがかかることを防止でき、特に放電灯が複数ある場合には、各放電灯の性能ばらつき等により個々の始動電圧が異なっていることから、インバータ部の発振周波数を経時的に滑らかに低下させることで複数の放電灯の始動のタイミングをずらすことができ、その結果、負荷部に同時に供給すべき電力が少なくなり、始動時と安定点灯時とで負荷部で必要となる電力の差を小さくできるとともに、電源部やインバータ部などにかかるストレスを低減することができ、しかも、インバータ部の発振周波数を第３の周波数とすることで始動した放電灯を安定点灯（定常点灯）させることができるとともに、仮に何らかの故障があって始動しない放電灯がある場合であっても、インバータ部の発振周波数が無負荷共振周波数となることを回避でき、インバータ部に過大なストレスがかかることを防止できるという効果がある。さらに、各放電灯の性能ばらつき等により個々の始動電圧が異なっていることから、インバータ部の発振周波数を変調し且つ略連続的に低下させることで複数の放電灯の始動のタイミングをずらすことができる。その結果、負荷部に同時に供給すべき電力が少なくなり、始動時と安定点灯時とで負荷部で必要となる電力の差を小さくできるとともに、電源部やインバータ部などにかかるストレスを低減することができ、しかも、放電灯は交流電源電圧のピーク値付近で始動するため、電源部にかかる負担を軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１を示すブロック図である。
【図２】同上の要部を示す具体回路図である。
【図３】同上の要部を示す具体回路図である。
【図４】同上の要部を示す具体回路図である。
【図５】同上の要部を示す具体回路図である。
【図６】同上の動作を説明するための説明図である。
【図７】同上の動作を説明するための波形図である。
【図８】同上の要部を示す具体回路図である。
【図９】本発明の参考例２の要部を示す具体回路図である。
【図１０】同上の要部を示す具体回路図である。
【図１１】同上の動作を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の実施形態１の要部を示す具体回路図である。
【図１３】同上の要部を示す具体回路図である。
【図１４】同上の動作を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の実施形態２の要部を示す具体回路図である。
【図１６】同上における構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図１７】同上における他の構造を示す側面断面図である。
【図１８】従来例を示すブロック図である。
【図１９】同上の動作を説明するための波形図である。
【図２０】同上の動作を説明するための説明図である。
【図２１】他の従来の示す具体回路図である。
【図２２】同上の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１電源部
２インバータ部
３共振部
４負荷部
５制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a discharge lamp lighting device for supplying a high frequency power to a discharge lamp to light it.
[0002]
[Prior art]
  FIG. 18 shows an example of a conventional discharge lamp lighting device, which includes a power supply unit 1 that creates a DC power supply from a commercial AC power supply AC, an inverter unit 2 that converts a DC output of the power supply unit 1 into a high-frequency AC output, and a filament. Capacitor C for preheating on the non-power supply side₈~ C₁₁Discharge lamps La connected to each other₁~ La_FourLoad part 4 having an inductance L_Five~ L₈And capacitor C_Three~ C₆Are connected in series, and an inductance L of the resonance part 3 is provided._Five~ L₈And capacitor C for preheating₈~ C₁₁A resonant circuit is configured.
[0003]
  FIG. 19 shows the relationship between the frequency f and the voltage V in the load section 4 and the resonance section 3, and the discharge lamp La₁When ... is not lit, the voltage V changes along the curve a (resonance curve) in FIG.₁~ La_FourWhen is lit, it changes along the curve b in FIG. The operation at the start in the above conventional example is as follows. That is, the discharge lamp La₁Before the lighting of ..., the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is set to f = f₁Capacitor C for preheating as₈~ C₁₁Each discharge lamp La₁~ La_FourIs preheated, and then the oscillation frequency f is changed to the preheating frequency f.₁Lower frequency f₂Through the no-load resonant frequency f₀Lower frequency f of stable lighting_Three(See FIGS. 19 and 2020), all the discharge lamps La₁~ La_FourIs started and is shifted to a stable lighting state.
[0004]
  By the way, an example of a control method at the time of starting the discharge lamp lighting device as described above is described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-175389. FIG. 21 is a specific circuit diagram of the discharge lamp lighting device described in the above publication. The inverter unit has a pair of switching elements Q between both ends of the DC power source E.₂₀, Q_{twenty one}Has a modified half-bridge configuration in which DCs are connected in series, and a DC-cut capacitor C₂₀And preheating capacitor C_{twenty one}And capacity is C_{twenty one}≪C₂₀Have been selected to be. Therefore, the natural vibration frequency of the load unit 4 and the resonance unit 3 is equal to the inductance L of the resonance unit 3._TenAnd capacitor C for preheating_{twenty one}It is almost determined by.
[0005]
  A pair of switching elements Q of the inverter section₂₀, Q_{twenty one}The control unit 20 that controls on / off of the resistor R has a resistance R on the positive side of the DC power source E.₃₀Capacitor C connected via_{twenty two}Operates as a power source. A pair of transistors Q_{twenty two}, Q_{twenty three}Current mirror circuit comprising a resistor R₃₁, R₃₂, Capacitor C_{twenty three}, C_{twenty four}, Transistor Q_{twenty four}IC for timer_Ten(For example, NEC Corporation μPD15555) and capacitor C_{twenty four}A sawtooth voltage is generated at both ends. Furthermore, the comparator IC₁₁The above sawtooth voltage and Zener diode ZD (NEC μPC277)₁An oscillation circuit that outputs a signal only when the sawtooth voltage exceeds the reference voltage is formed. The output of the oscillation circuit is flip-flop IC₁₂(NEC Gate μPD4013) and NAND gate IC₁₃After being divided by (NEC μPD4011), each switching element Q₂₀, Q_{twenty one}Drive circuit 21 for driving₁, 21₂Is output. The timer circuit 22 has a discharge lamp La.₁Is used to set the preheating time before start-up, and the output is the transistor Q_{twenty four}Has been entered into the base.
[0006]
  When power supply from the DC power source E is started, the timer circuit 22 causes the transistor Q to_{twenty four}Is turned on for a set time (preheating time). Therefore, the oscillation frequency of the inverter unit is the capacitor C_{twenty four}And resistance R₃₁The value is almost determined by the value of the discharge lamp La₁... is preheated. Next, after the time limit of the set time (preheating time) in the timer circuit 22 is completed, the output of the timer circuit 22 stops and the transistor Q_{twenty four}Is turned off. Transistor Q_{twenty four}Capacitor is turned off_{twenty three}Is charged, transistor Q_{twenty two}The current flowing through the capacitor C_{twenty three}Gradually decreases as the voltage at both ends increases, and eventually the resistance R₃₁, R₃₂It becomes a constant value determined by the series resistance. At this time, the oscillation frequency of the inverter unit is changed from the oscillation frequency at the time of preheating up to the resistance R₃₁, R₃₂, Capacitor C_{twenty four}The frequency gradually changes to a frequency determined by the discharge lamp La, and in the process of this change, the discharge lamp La₁... will start.
[0007]
  FIG. 22 shows the oscillation frequency (switching element Q) of the inverter during the above operation.₂₀, Q_{twenty one}The switching frequency) f, the output current, and the lamp current are shown. That is, a certain period T after the power is turned on and during the time limit operation of the timer circuit 22_TenIn frequency f₁At the discharge lamp La₁The filament of ... is sufficiently preheated, and then the frequency is set to the frequency f at the time of preheating.₁Starting frequency f₂It is gradually changed until. In this way, the discharge lamp La₁Perform sufficient preheating before starting and discharge lamp La₁Each switching element Q of the inverter section at the start of₂₀, Q_{twenty one}It is possible to prevent a phase advance current from flowing in the.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, in the conventional example shown in FIG. 18, the frequency is simply set to f as shown in FIG.₁→ f₂→ f_ThreeIn the case of such a change, it is also described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-175389 that there is a problem that a phase advance current flows through the switching element of the inverter unit 2 and an excessive stress is applied. ing.
[0009]
  On the other hand, depending on the type of discharge lamp, the power required for starting (when starting discharge) may be larger than the power consumed during stable lighting (steady lighting). This is especially common in discharge lamps with a relatively low rated output (for example, fluorescent lamps with a rated output of 20 W). In experiments, straight-tube fluorescent lamps are worst in consideration of low temperature and performance variations of individual discharge lamps. In order to start reliably even under the above conditions, it is necessary to supply power of about 40 W per lamp to a plurality of discharge lamps. In such a case, in the conventional example shown in FIG. 18, the power supplied from the power supply unit 1 to the inverter unit 2 needs to be larger at the start than at the stable lighting. In particular, the discharge lamp La of the load section 4₁As the number of ... increases, the difference in power required at the time of stable lighting and at the start-up becomes the discharge lamp La₁There is a problem that it becomes larger by the number of lights.
[0010]
  The present invention is intended to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device that can prevent excessive stress from being applied to a power supply unit, an inverter unit, and the like when starting the discharge lamp.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a power source unit that creates a DC power source from an AC power source, a separately-excited inverter unit that converts a DC output of the power source unit into a high-frequency AC output, Connected to outputpluralA load circuit having a preheating capacitor connected to the non-power supply side of the discharge lamp and the filament of each discharge lamp, and a resonance circuit together with the preheating capacitorpluralAfter the inverter unit oscillates at a first frequency higher than the no-load resonance frequency of the resonance unit and the load unit for a predetermined preheating time before starting the discharge lamp, the resonance unit is at least lower than the first frequency and A control unit that controls the oscillation frequency of the inverter unit to decrease substantially continuously to a second frequency that is higher than the no-load resonance frequency, and the control unit reduces the oscillation frequency of the inverter unit to the second frequency. After reducing the frequency, the frequency is instantly decreased to a third frequency lower than the no-load resonance frequency.After operating the inverter part at the first frequency for a predetermined preheating time before starting the discharge lamp according to the control and the pulsating voltage obtained by full-wave rectification of the AC power supply voltage of the AC power supply in the power supply part, The inverter unit repeats that the oscillation frequency is once increased near the peak value of the pulsating voltage and decreased again near the valley until the second frequency is reached. The control is performed to modulate the oscillation frequency of the laser and reduce it substantially continuously.After preheating the filament of each discharge lamp by causing the inverter unit to oscillate at the first frequency, the oscillation frequency of the inverter unit is decreased substantially continuously to the second frequency, thereby The discharge lamp can be started without lowering the oscillation frequency to the no-load resonance frequency, so that excessive stress can be prevented from being applied to the power supply unit and the inverter unit, and the oscillation frequency of the inverter unit is set to the third frequency. As a result, the discharge lamp started can be stably lit (steady lighting), and even if there is a discharge lamp that does not start due to some failure, the oscillation frequency of the inverter unit is equal to the no-load resonance frequency. Can be avoided, and an excessive stress can be prevented from being applied to the inverter unit.Furthermore, since the individual starting voltages are different due to performance variations of each discharge lamp, etc., it is possible to shift the start timing of a plurality of discharge lamps by modulating the oscillation frequency of the inverter section and reducing it substantially continuously. it can. As a result, less power needs to be supplied to the load section at the same time, reducing the difference in power required at the load section between startup and stable lighting, and reducing stress on the power supply section and inverter section. Can do. In addition, since the discharge lamp starts near the peak value of the AC power supply voltage, the burden on the power supply unit can be reduced.
[0012]
  Claim2The invention of claim1In the invention, the power supply unit includes a rectifier that rectifies an AC power supply and a chopper unit that creates a DC power supply from the output of the rectifier.
[0013]
  ContractClaim3The invention of claim1 or 2In the invention, the load unit has a plurality of discharge lamps, and when the inverter unit oscillates at the second frequency, the total power consumed by the filament of each discharge lamp is the third frequency. It is characterized by being larger than the total power consumed by the filament of each discharge lamp when oscillating.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  (Reference example1)
  FIG. 1 shows a reference example of the present invention.1FIG. 2 to FIG. 5 show specific circuit diagrams thereof. As shown in FIG. 1, the present reference example includes a power supply unit 1 that creates a DC power supply from an AC power supply AC such as a commercial power supply, and a separately-excited inverter unit 2 that converts a DC output of the power supply unit 1 into a high-frequency AC output. And a plurality of discharge lamps La connected to the output terminal of the inverter unit 2₁~ La_FourAnd each discharge lamp La₁~ La_FourCapacitor C for preheating connected to non-power supply side of filament₈~ C₁₁Load part 4 having an inductance L_Five~ L₈And capacitor C_Three~ C₆Inductance L_Five~ L₈And capacitor C for preheating₈~ C₁₁And a resonance part 3 constituting a resonance circuit, and a discharge lamp La₁~ La_FourThe no-load resonance frequency f of the resonance part 3 and the load part 4 for a predetermined preheating time before starting₀Higher first frequency f₁After oscillating the inverter unit 2 with at least the first frequency f₁Lower and no-load resonant frequency f₀Higher second frequency f₂And a control unit 5 for controlling the oscillation frequency f of the inverter unit 2 so as to decrease smoothly over time.
[0015]
  As shown in FIG. 2, the power supply unit 1 has an inductance L₁~ L_ThreeA filter comprising a diode bridge, a rectifier 6 comprising a diode bridge, and an inductance L_Four, Switching element Q₁, Diode D₁And capacitor C₂A step-up chopper circuit unit 7 including the switching element Q₁And a chopper control circuit unit 8 for performing the switching control.
[0016]
  The chopper control circuit unit 8 is a chopper control circuit IC composed of an IC for controlling a boost chopper (for example, MC33262 manufactured by Motorola).₁Is the main component and the resistance R₁, R₂Output voltage and inductance L detected by_FourBased on the input current detected via the capacitor C₂The chopper control circuit IC so that a constant boosted DC voltage (for example, 200V if the AC power supply voltage is 100V) is obtained at both ends of₁Switching element Q₁Switching control is performed. Chopper control circuit IC₁The other resistors and capacitors connected to are generally used according to the specifications of the boost chopper control IC, and will not be described in detail.
[0017]
  Capacitor C₂Before the chopper control circuit IC₁Control power supply V supplied to_ccIntegrated circuit IC for creating₂(For example, BP5041 manufactured by ROHM Co., Ltd.) is connected.
  The inverter unit 2 includes a pair of switching elements Q connected in series between the output terminals of the power source unit 1.₂, Q_ThreeOne of the switching elements Q_ThreeA resonance part 3 and a load part 4 as shown in FIG. Accordingly, the switching element Q is controlled by the control unit 5 shown in FIGS.₂, Q_ThreeAre alternately turned on and off, and the switching element Q₂Is turned on, the power supply unit 1 supplies the switching element Q₂Current flows through the resonance unit 3 and the load unit 4 via the switching element Q and_ThreeWhen is turned on, the switching element Q from the resonance unit 3_ThreeA reverse current flows through the load section 4 via the. That is, the switching element Q₂, Q_ThreeAre alternately turned on and off at a high frequency to discharge each discharge lamp La of the load section 4₁~ La_FourHigh-frequency AC power is supplied to the power source.
[0018]
  On the other hand, the control unit 5 which is a feature of the present reference example has a switching element Q shown in FIG.₂, Q_ThreeSwitching control circuit IC that directly controls ON / OFF_Three(For example, a driver IC for driving both high and low sides such as IR2111 manufactured by IR) and a signal generation circuit IC shown in FIG._Four(For example, NEC PC μPC494) and the timer circuit 10 shown in FIG._FourThe control signal Sc output from the switching control circuit IC_ThreeHas been entered. And switching control circuit IC_ThreeIs input to the switching element Q according to the frequency of the control signal Sc.₂, Q_ThreeThe ON / OFF drive cycle is variable.
[0019]
  The timer circuit 10 is a comparator IC._FiveAnd resistance R_FiveAnd capacitor C₁₃Control power supply V_ccVoltage dividing resistor R_Three, R_FourAnd the reference voltage Vr obtained by voltage division with the time constant circuit output voltage (capacitor C₁₃Comparator IC_FiveControl power supply V_ccA predetermined time T from when the supply of the output voltage starts until the output voltage Vc exceeds the reference voltage Vr₀Only when the output voltage Vc exceeds the reference voltage Vr, the signal St becomes low. The predetermined time T₀Is the time constant of the time constant circuit, that is, the resistance R_FiveResistance value and capacitor C₁₃The predetermined capacity T is determined by appropriately selecting these values.₀Can be set.
[0020]
  Signal generation circuit IC_FourThe higher the current flowing out from the Rt terminal, the higher the oscillation frequency of the control signal Sc. As shown in FIG. 4, the Rt terminal increases or decreases the current flowing out from the Rt terminal according to the output signal St from the timer circuit 10. The adjustment circuit unit 11 is connected. That is, the signal generation circuit IC is increased or decreased by increasing or decreasing the current value flowing out from the Rt terminal in the adjustment circuit unit 11._FourThus, the oscillation frequency of the control signal Sc output from can be adjusted.
[0021]
  The adjustment circuit unit 11 includes a transistor Q_Four~ Q₉, Resistance R₈..., capacitor C₁₄... and so on. Transistor Q₇The emitter is grounded and the collector is connected to the Rt terminal. Similarly transistor Q₉The emitter is grounded and the collector is a resistor R₁₂Is connected to the Rt terminal. These transistors Q₇, Q₉Resistance R in parallel with₉And capacitor C₁₅Is connected. Transistor Q₇Transistor Q with common emitter base₆Transistor Q and the transistor Q₆The collector of transistor Q_FiveAnd resistance R₈Control power supply V via_ccTo form a current mirror circuit. Resistance R₈And transistor Q₆Has capacitor C₁₄Are connected in parallel. Transistor Q_FiveThe base of the pull-up resistor R_TenControl power supply V via_ccAnd a resistance R₁₁Transistor Q with common emitter through_FourConnected to the collector. The transistor Q constituting the current mirror circuit₆, Q₇The base of the transistor is grounded transistor Q₈Connected to the collector.
[0022]
  The output signal St of the timer circuit 10 is the transistor Q_Four, Q₈, Q₉And when the output signal St is at a high level, each transistor Q_Four, Q₈, Q₉Is on and off when it is low. Transistor Q_Four, Q₈, Q₉Turns on, transistor Q_FiveTurns on and transistor Q₆, Q₇Is turned off, so the control power supply V_ccCapacitor C₁₄Is charged. At this time, the transistor Q₇Is off, transistor Q₉Is turned on, the magnitude of the current flowing out from the Rt terminal is the resistance R connected in parallel.₉, R₁₂It depends on the resistance value. At this time, the signal generation circuit IC_FourThe oscillation frequency of the inverter unit 2 according to the frequency of the control signal Sc output from the first frequency f as shown in FIG.₁It is.
[0023]
  On the other hand, transistor Q₉If R turns off, resistance R₁₂Current stops flowing through transistor Q, and transistor Q_Four, Q_Five, Q₈Turns off capacitor C₁₄The transistor Q depends on the charging voltage of₆Turns on and capacitor C₁₄The discharge current flows. For this reason, transistor Q₆And transistor Q constituting a current mirror circuit₇Also transistor Q₆The same amount of current as the discharge current flowing in the capacitor flows, and the magnitude of the current flowing at this time is the capacitor C₁₄Voltage across transistor Q and transistor Q₆Resistor R connected to the collector of₈It is determined by the resistance value. Here, transistor Q_Four, Q_Five, Q₈The resistance R is set so that the current immediately after turning off is substantially the same as that before turning off.₈Select the resistance value.
[0024]
  Next, the discharge lamp La₁The overall operation when starting... Will be described with reference to FIGS.
  First, time t = t₀When the power supply from the AC power source AC is started, the integrated circuit IC₂Operates, and the control power source V is supplied to the control unit 5 and the timer circuit 10._ccIs supplied. In the timer circuit 10, the control power supply V_ccSupply start (t = t₀) For a predetermined time T₀Until t (t = t₁), The output signal St becomes high level. Therefore, as described above, the signal generation circuit IC_FourSwitching control circuit IC according to control signal Sc output from_ThreeThe oscillation frequency f of the inverter unit 2 controlled by is the first frequency f₁It becomes. At this time, the oscillation frequency f = f₁Is the no-load resonance frequency f₀The discharge lamp La of the load section 4 is sufficiently high compared to₁~ La_FourThe voltage at both ends of the capacitor becomes lower than the starting voltage, and the preheating capacitor C₈~ C₁₁A preheating current will flow through. That is, the predetermined time T when the output signal St of the timer circuit 10 becomes high level.₀(= T₁-T₀) Is the preheating time. The preheating time is, for example, the voltage dividing resistor R of the timer circuit 10._Three, R_FourThe resistance value can be adjusted as appropriate by adjusting the resistance value.
[0025]
  On the other hand, time t = t₁When the output signal St of the timer circuit 10 changes from the high level to the low level, the signal generation circuit IC as described above._FourCurrent flowing from the Rt terminal of the capacitor C₁₄Until the discharge is completed (time t = t₂) Will gradually decrease. Therefore, the switching control circuit IC_ThreeSimilarly, the oscillating frequency f of the inverter 2 that is controlled gradually decreases gradually over time, and finally the no-load resonance frequency f₀Lower third frequency f_ThreeWill be stable. The slope when the oscillation frequency f decreases is the resistance R₈And capacitor C₁₄Determined by the time constant of
[0026]
  By the way, time t = t₀To t₁Preheating period T until₀Then, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is the first frequency f.₁And the discharge lamp La of the load section 4₁~ La_FourSince no discharge has started, the relationship between the frequency and voltage (lamp voltage) of the resonance unit 3 and the load unit 4 is represented by a curve a as shown in FIG.
  On the other hand, time t = t₁~ T₂In the period up to, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is the first frequency f.₁To the second frequency f₂(No-load resonance frequency f₀A little higher than the third frequency f)_ThreeEach discharge lamp La is gradually reduced until the discharge lamp La₁~ La_FourWill start to discharge. Here, the inductance L of the resonance unit 3 constituting the resonance circuit_Five~ L₈Capacitor C for preheating₈~ C₁₁Variation or discharge lamp La₁~ La_FourEach discharge lamp La due to variations in₁~ La_FourThe starting voltage is different. Accordingly, the discharge lamp La having a low starting voltage in the process of decreasing the oscillation frequency f of the inverter unit 2.₁The start is sequentially started from ..., and the relationship between the frequency and voltage of the resonance unit 3 and the load unit 4 changes from the curve a to the curve b, and all the discharge lamps La₁~ La_FourWill start curve c.
[0027]
  The oscillation frequency f of the inverter unit 2 is the third frequency f._ThreeWhen the discharge lamp La started₁~ La_FourSufficient power is supplied to stably turn on the lamp.
  That is, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is changed to the first frequency f.₁Set to discharge lamp La₁After sufficiently preheating the filament of ..., the oscillation frequency f is changed to the first frequency f.₁To the second frequency f₂Through the third frequency f_ThreeAre gradually reduced to a plurality of discharge lamps La₁~ La_FourThe timing of starting can be shifted. For this reason, the discharge lamp La requires a larger electric power at the start than at the stable lighting.₁Even in this case, it is possible to reduce the difference between the power required for the load unit 4 at the time of stable lighting (steady lighting) and the power required at the time of start-up. In particular, the stress applied to the boost chopper circuit unit 7 can be reduced. It is also possible to reduce the maximum output power of the step-up chopper circuit unit 7, thereby the inductance L_FourThere is also an advantage that downsizing becomes possible. Also, a plurality of discharge lamps La₁Since the resonance sharpness of the resonance part 3 and the load part 4 becomes dull by shifting the start timing of..., The oscillation frequency f of the inverter part 2 is changed to the first frequency f.₁To the second frequency f₂Through the third frequency f_ThreeSwitching element Q of inverter unit 2₂, Q_ThreeThere is also an advantage that it is possible to prevent stress from being applied (phase-phase current flows).
[0028]
  In this reference example, the discharge lamp La of the load section 4 is used.₁Although the number of lamps is four, the present invention is not intended to be limited to this, and the same effect can be obtained even when the number of lamps is five, as shown in FIG. 8, or six or more.
  (Reference example 2)
  Of the present inventionOther reference examplesIs the discharge lamp La₁At the time of starting, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is changed to the first frequency f.₁Lower and no-load resonant frequency f₀Higher second frequency f₂After reducing to a no-load resonance frequency f₀Lower third frequency f_ThreeIt is characterized in that the control unit 5 is configured so as to decrease instantaneously, and the basic circuit configuration excluding the control unit 5 is a reference example.1Therefore, the illustration and description are partially omitted for the common parts.
[0029]
  9 and 10 show the bookReference exampleSwitching element Q of inverter unit 2 in control unit 5 in FIG.₂, Q_ThreeControl circuit IC for direct switching control_ThreeIt is a specific circuit diagram showing a configuration excluding.
  As shown in FIG.Reference exampleReference example1The first timer circuit 10 having the same circuit configuration as the timer circuit 10 in FIG.₁And the first timer circuit 10₁Output signal St₁For a predetermined time T from when the signal changes from high level to low level₁Output signal St after₂Is changed from the high level to the low level.₂And. Second timer circuit 10₂Is a comparator IC₆And resistance R₁₄And capacitor C₁₆A first timer circuit 10 having a time constant circuit composed of₁And the first timer circuit 10.₁Output signal St₁Transistor Q that turns on when is at high level and off when at low level₁₁Is capacitor C₁₆Are connected in parallel.
[0030]
  That is, the first timer circuit 10₁Output signal St₁When Q is high, transistor Q₁₁Is on, the second timer circuit 10₂Capacitor C₁₆Is not charged and the first timer circuit 10₁Output signal St₁Becomes low level and transistor Q₁₁Capacitor C after turning off₁₆Charging starts. Thus, the second timer circuit 10₂As shown in FIG._ccVoltage dividing resistor R₁₅, R₁₆Reference voltage Vr obtained by voltage division with₂And the output voltage of the time constant circuit (capacitor C₁₆Voltage across both terminals) Vc₂And comparator IC₆Control power supply V_ccOutput voltage Vc after the supply of₂Is the reference voltage Vr₂Predetermined time T until it exceeds₀+ T₁Only high and the output voltage Vc₂Is the reference voltage Vr₂Signal St that goes low when exceeding₂Is output.
[0031]
  On the other hand, the second timer circuit 10₂Output signal St₂Transistor Q_TenThe transistor Q is input to the base of the transistor Q_TenIs turned on, and is turned off when the level is low. This transistor Q_TenThe emitter is grounded and the signal generating circuit IC_FourResistor R connected to the Rt terminal of₉Resistor R connected in series with₁₃A collecter is connected to one end of the non-ground side.
[0032]
  Next, the discharge lamp La₁The overall operation when starting... Will be described with reference to FIG. Where time t = t₀After the power supply from the AC power supply AC is started, the first timer circuit 10₁Predetermined time T by₀Until the first frequency f₁Oscillates the inverter unit 2 and the predetermined time T₀After the elapse of time, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is changed to the first frequency f.₁To the gradually lowering operation1And in common.
[0033]
  Time t = t₁At a predetermined time T₀Elapses and the first timer circuit 10₁Output signal St₁Changes from the high level to the low level, the second timer circuit 10₂Capacitor C₁₆Charging starts. However, time t = t₂At a predetermined time T₁Capacitor C₁₆Voltage Vc across₂Is the reference voltage Vr₂Until the second timer circuit 10 is exceeded.₂Output signal St₂Remains at the high level, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 continues to decrease gradually. And time t = t₂At a predetermined time T₁Has passed and capacitor C₁₆Voltage Vc across₂Is the reference voltage Vr₂Exceeds the second timer circuit 10₂Output signal St₂Changes to low level, so transistor Q_TenIs turned off. Transistor Q_TenWhen R is turned off, the resistance R₉Resistor R connected to₁₃The amount of current flowing out from the Rt terminal is reduced at a stroke due to the influence of the resistance value, and the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is also the second frequency f.₂To the third frequency f_ThreeCan be instantaneously reduced.
[0034]
  BookReference exampleAccording to the reference example1In addition to the effect of the above, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is changed to the first frequency f.₁To the second frequency f₂In the process of gradually lowering to a discharge lamp La₁~ La_FourAfter starting, no-load resonance frequency f₀The third frequency f that can supply the power required for stable lighting lower than_ThreeSince the control unit 5 is configured to instantaneously decrease the oscillation frequency f of the inverter unit 2, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is equal to the no-load resonance frequency f.₀Can be avoided, and in the unlikely event that there is some abnormality, a plurality of discharge lamps La₁... even if there is a discharge lamp that has not started, switching element Q of inverter unit 2₂, Q_ThreeTherefore, there is an advantage that an excessive current can be prevented from flowing through and reliability can be improved.
[0035]
  (Embodiment1)
  First of the present invention1The embodiment of the discharge lamp La₁At the time of starting, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is changed to the first frequency f.₁Lower and no-load resonant frequency f₀Higher second frequency f₂Is characterized in that the control unit 5 is configured to modulate the oscillation frequency f when the frequency is lowered toReference example 2Therefore, the illustration and description are partially omitted for the common parts.
[0036]
  12 and 13 are specific circuit diagrams in which a part of this embodiment is omitted. In this embodiment,Reference example 2As in the first and second timer circuits 10₁, 10₂(Not shown) and a signal generation circuit IC_FourThe modulation circuit unit 12 is provided for modulating the oscillation frequency f of the inverter unit 2 by increasing or decreasing the amount of current flowing out from the Rt terminal in a short cycle.
[0037]
  The modulation circuit unit 12 includes a transistor Q₇And resistance R₉Resistance R connected to the Rt terminal in parallel with_{twenty two}And transistor Q₁₂Series circuit, and the emitter is grounded and the transistor Q₁₂Transistor Q with collector connected to the base of₁₃And the output terminal is transistor Q₁₃OR gate IC connected to the base of₇OR gate IC₇Inverter IC with output terminal connected to one input terminal₈And a voltage dividing resistor R connected to the output terminal of the rectifier 6 of the power supply unit 1₁₉, R₂₀And one voltage dividing resistor R₂₀Capacitor C connected in parallel to_{twenty one}And a voltage dividing resistor R₁₉, R₂₀The connection point of the resistor R_{twenty one}Through transistor Q₁₂Connect to the base of the OR gate IC₇The first timer circuit 10 is connected to the other input terminal of the first timer circuit 10₁Output signal St₁And the inverter IC₈At the input terminal of the second timer circuit 10₂Output signal St₂Is entered and configured.
  Transistor Q₁₃The first timer circuit 10₁Output signal St₁Is at a high level, or the second timer circuit 10₂Output signal St₂Is turned on when the low level of the first timer circuit 10₁Output signal St₁Is the low level and the second timer circuit 10₂Output signal St₂Turns off when is high. Transistor Q₁₃Turns on transistor Q₁₂Is turned off, and the modulation circuit unit 12 does not affect the current flowing out from the Rt terminal.Reference example 2Performs exactly the same operation.
[0038]
  On the other hand, transistor Q₁₃Turns off transistor Q₁₂Is the voltage dividing resistance R₂₀Is turned on and off according to the voltage generated at both ends. This voltage dividing resistor R₂₀The voltage generated at both ends of the transistor Q becomes high level near the peak value of the pulsating voltage output from the rectifier 6 and becomes low level near the valley, and when it is high level, the transistor Q₁₂Transistor Q when ON is low₁₂Is turned off. Thus, transistor Q₁₂When is turned on, transistor Q₁₂Resistor R connected to the collector of_{twenty two}As a result, the amount of current flowing out from the Rt terminal increases and the oscillation frequency f of the inverter unit 2 rises.₁₂When is turned off, the resistance R_{twenty two}Thus, the amount of current flowing out from the Rt terminal is reduced and the oscillation frequency f of the inverter unit 2 starts to decrease again.
[0039]
  That is, as shown in FIG. 14, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is equal to the first frequency f after the end of preheating.₁To the second frequency f₂In the process of decreasing, the modulation circuit unit 12 modulates the oscillation frequency f of the inverter unit 2 in accordance with the power source frequency of the AC power source AC. That the frequency decreases again near the second frequency f₂Repeat until it reaches. The second timer circuit 10₂Output signal St₂Becomes a low level and the oscillation frequency f becomes the second frequency f.₂If you reachReference example 2The oscillation frequency f is the same as the second frequency f.₂To the third frequency f_ThreeIt is controlled so as to decrease instantaneously.
[0040]
  According to this embodiment, a reference example1OrReference example 2As shown, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is changed to the first frequency f.₁To the second frequency f₂Multiple discharge lamps La rather than monotonously decreasing₁It becomes possible to further shift the start timing of. For this reason, the discharge lamp La₁The difference in power required between starting and stable lighting can be further reduced, and stress applied to the power supply unit 1 and the inverter unit 2, particularly the step-up chopper circuit unit 7, can be reduced._FourThere is an advantage that downsizing can be achieved.
[0041]
  (Embodiment2)
  Embodiment above1, The oscillation frequency f of the inverter unit 2 is modulated so that the oscillation frequency f increases near the peak value of the pulsating flow output of the rectifier 6 and decreases again near the valley of the pulsating flow output.
  However, the oscillation frequency f of the inverter unit 2 is set to the first frequency f.₁To the second frequency f₂In the process of reducing to the discharge lamp La, the output of the inverter unit 2 becomes lower as the oscillation frequency f becomes lower.₁Approaching the power required for starting ...
[0042]
  Therefore, in the present embodiment, modulation is performed such that the oscillation frequency f decreases near the peak value of the pulsating flow output of the rectifier 6, and the discharge lamp La₁... starts (starts) discharging near the peak value of the power supply voltage of the AC power supply AC. Specifically, the resistance R in FIG._{twenty one}And the transistor Q of the modulation circuit section 12 in FIG.₁₂The signal inversion circuit 13 shown in FIG. This signal inverting circuit 13 is connected to a resistor R_{twenty three}And transistor Q₁₄Transistor Q₁₄Resistance R at the base of_{twenty one}And the transistor Q₁₄The collector of transistor Q₁₂Connected to the base. That is, the transistor Q near the peak value of the pulsating output of the rectifier 6₁₄Is turned on, the output of the signal inverting circuit 13 becomes low level, and the transistor Q of the modulation circuit section 12 is turned on.₁₂Is turned off. Conversely, transistor Q near the valley of the pulsating output₁₄Is turned off, the output of the signal inverting circuit 13 becomes high level, and the transistor Q₁₂Is turned on.
[0043]
  Thus, the embodiment1On the contrary, the oscillation frequency f once decreases near the peak value of the pulsating voltage and increases again near the valley.
  If modulation is performed such that the oscillation frequency f decreases near the peak value of the pulsating flow output of the rectifier 6 as described above, the discharge lamp La₁Can start discharge (start) near the peak value of the power supply voltage of the AC power supply AC,1Than the power supply unit 1, especially the capacitor C₂Thus, the electric charge charged to the inverter unit 2 is not pulled out to the inverter unit 2 at once, and the stress applied to the step-up chopper circuit unit 7 can be more reliably reduced.
[0044]
  Incidentally, as shown in FIG. 16 or FIG. 17, the discharge lamp La₁... and the distance between the metal plate 14 constituting the luminaire and each discharge lamp La₁If different from each other, the individual discharge lamps La on the metal plate 14₁There will be a difference in the effect of adjacent conductors on. As a result, each discharge lamp La₁A difference also occurs in the starting voltage of a plurality of discharge lamps La₁The start timing of ... can be further shifted.
[0045]
【The invention's effect】
  The invention according to claim 1 is connected to a power source unit that creates a DC power source from an AC power source, a separately-excited inverter unit that converts a DC output of the power source unit into a high-frequency AC output, and an output terminal of the inverter unitpluralA load circuit having a preheating capacitor connected to the non-power supply side of the discharge lamp and the filament of each discharge lamp, and a resonance circuit together with the preheating capacitorpluralAfter the inverter unit oscillates at a first frequency higher than the no-load resonance frequency of the resonance unit and the load unit for a predetermined preheating time before starting the discharge lamp, the resonance unit is at least lower than the first frequency and A control unit that controls the oscillation frequency of the inverter unit to decrease substantially continuously to a second frequency that is higher than the no-load resonance frequency, and the control unit reduces the oscillation frequency of the inverter unit to the second frequency. After reducing the frequency, the frequency is instantly decreased to a third frequency lower than the no-load resonance frequency.After operating the inverter part at the first frequency for a predetermined preheating time before starting the discharge lamp according to the control and the pulsating voltage obtained by full-wave rectification of the AC power supply voltage of the AC power supply in the power supply part, The oscillation frequency of the inverter unit is modulated and substantially continuously decreased so that the oscillation frequency is once increased near the peak value of the pulsating voltage and then decreased again near the valley until the second frequency is reached. Control andTherefore, after preheating the filament of each discharge lamp by causing the inverter unit to oscillate at the first frequency, the oscillation frequency of the inverter unit is smoothly decreased over time to the second frequency. The discharge lamp can be started without lowering to the no-load resonance frequency, and an excessive stress can be prevented from being applied to the power supply section and the inverter section. Especially when there are multiple discharge lamps, Since the individual starting voltages differ due to performance variations, etc., the timing of starting the multiple discharge lamps can be shifted by smoothly reducing the oscillation frequency of the inverter section over time. The power that should be supplied at the same time is reduced, and the difference in power required at the load section between starting and stable lighting can be reduced, and the power supply section and inverter section It is possible to reduce the stress applied to the discharge lamp, and furthermore, the discharge lamp started by setting the oscillation frequency of the inverter unit to the third frequency can be stably lit (steady lighting), and if there is any failure. Even when there is a discharge lamp that does not start, there is an effect that it is possible to avoid the oscillation frequency of the inverter unit from becoming a no-load resonance frequency and to prevent excessive stress on the inverter unit.Furthermore, since the individual starting voltages are different due to performance variations of each discharge lamp, etc., it is possible to shift the start timing of a plurality of discharge lamps by modulating the oscillation frequency of the inverter section and reducing it substantially continuously. it can. As a result, less power needs to be supplied to the load section at the same time, reducing the difference in power required at the load section between startup and stable lighting, and reducing stress on the power supply section and inverter section. In addition, since the discharge lamp is started near the peak value of the AC power supply voltage, the burden on the power supply unit can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 Reference example of the present invention1FIG.
FIG. 2 is a specific circuit diagram showing the main part of the above.
FIG. 3 is a specific circuit diagram showing the main part of the above.
FIG. 4 is a specific circuit diagram showing the main part of the above.
FIG. 5 is a specific circuit diagram showing the main part of the above.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation described above.
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation described above.
FIG. 8 is a specific circuit diagram showing the main part of the above.
FIG. 9 shows the present invention.Reference example 2It is a specific circuit diagram which shows the principal part.
FIG. 10 is a specific circuit diagram showing the main part of the above.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the operation described above.
FIG. 12 shows an embodiment of the present invention.1It is a specific circuit diagram which shows the principal part.
FIG. 13 is a specific circuit diagram showing the main part of the above.
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation described above.
FIG. 15 shows an embodiment of the present invention.2It is a specific circuit diagram which shows the principal part.
FIG. 16 shows the structure of the above, (a) is a plan view and (b) is a side sectional view.
FIG. 17 is a side sectional view showing another structure of the above.
FIG. 18 is a block diagram showing a conventional example.
FIG. 19 is a waveform diagram for explaining the operation described above.
FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining the operation described above.
FIG. 21 is a circuit diagram showing another conventional example.
FIG. 22 is a waveform diagram for explaining the operation described above.
[Explanation of symbols]
  1 Power supply
  2 Inverter section
  3 Resonant part
  4 Load section
  5 Control unit

Claims

A power supply unit that creates a DC power supply from an AC power supply, a separately-excited inverter unit that converts a DC output of the power supply unit into a high-frequency AC output, a plurality of discharge lamps connected to the output terminal of the inverter unit, and each discharge lamp A load unit having a preheating capacitor connected to the non-power supply side of the filament, a plurality of resonance units constituting a resonance circuit together with the preheating capacitor, and the resonance unit and the load for a predetermined preheating time before starting the discharge lamp. After the inverter unit oscillates at a first frequency higher than the no-load resonance frequency of the unit, the oscillation frequency of the inverter unit is substantially reduced to a second frequency that is at least lower than the first frequency and higher than the no-load resonance frequency. And a control unit that performs control so as to continuously reduce the frequency, and the control unit further lowers the oscillation frequency of the inverter unit to the second frequency and is further lower than the no-load resonance frequency. A control to reduce instantaneously third frequency, the first frequency by a predetermined preheating time before the start of the discharge lamp in accordance with the AC power supply voltage of the AC power supply in the power supply unit to the pulsating voltage obtained by full-wave rectification After operating the inverter unit, the oscillation frequency of the inverter unit is modulated so that the oscillation frequency is once increased near the peak value of the pulsating voltage and then decreased again near the valley until the second frequency is reached. And a discharge lamp lighting device characterized by performing control to reduce substantially continuously .

The discharge lamp lighting device according to claim 1 , wherein the power supply unit includes a rectifier that rectifies the AC power supply and a chopper unit that generates the DC power supply from the output of the rectifier .

The total power consumed by the filament of each discharge lamp when the inverter unit oscillates at the second frequency is consumed by the filament of each discharge lamp when the inverter unit oscillates at the third frequency. 3. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the discharge lamp lighting device is larger than a total power .