JP4613429B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、定格電力の異なる放電灯を接続したときにも、ユーザーが操作することなく前記放電灯に定格電力を供給してこれを全点灯させる放電灯点灯装置が提供されている。
【0003】
上記従来の放電灯点灯装置は、例えば図24に示すように、直流の出力電圧を可変とする直流電源部E1と、直流電源部E1からの出力電圧を交流電圧に変換するインバータInv’と、放電灯Laが接続されてインバータInv’からの交流電圧が印加される負荷回路部10と、定格電力の異なる複数種の放電灯Laのうちで何れの放電灯Laが負荷回路部10に接続されているのかを判別し、判別結果に応じて直流電源部E1の出力電圧を変化させる制御回路部90とを備えている。
【0004】
インバータInv’は、出力する電圧及び電流のそれぞれの値が、定格電力の異なる少なくとも2種類の放電灯Laのうちの何れか1つの定格値または前記定格値の近傍の値となるように設定され、直流電源部E1からの出力電圧に応じて他の放電灯Laの定格値または前記定格値の近傍の値となるように構成されている。
【0005】
負荷回路部10は、インバータInv’の両出力端間に接続されるインダクタL21とコンデンサC21の直列回路からなる共振回路を備えて、インバータInv’から定格電力供給可能な放電灯Laが、コンデンサC21に並列接続される。
【0006】
このような従来の放電灯点灯装置では、制御回路部90によりインバータInv’から定格電力供給可能であって互いに定格電力の異なる放電灯Laのうちで何れの放電灯Laが負荷回路部10に接続されているかが判別され、判別結果に応じて直流電源部E1に出力電圧を変化させることで、接続された前記放電灯Laに定格電力を供給し、これを全点灯させる。
【0007】
ここで、インバータInv’から出力される電圧Vと電流Iとの関係、並びに放電灯Laのランプ電圧Vlaとランプ電流Ilaとの関係について簡単に説明する。
【0008】
インバータInv’から出力される電圧Vと電流Iとの関係は、例えば放電灯Laのインピーダンスを抵抗と仮定したときに、その抵抗の抵抗値を0から無限大にまで変化させると、例えば図25の曲線Aに示すように、電流Iの増加とともに電圧Vが減少するような関係を示し、直流電源部E1の出力電圧Vdcに応じて、図25の曲線A’,B,B’に示すように、それぞれ異なる。
【0009】
また、定格電力の異なる複数種の放電灯Laのうち放電灯La1におけるランプ電圧Vlaとランプ電流Ilaとの関係は、例えば図25の曲線Cに示すように、ランプ電流Ilaの増加とともにランプ電圧Vlaが緩やかに減少するような関係を示す。しかし、放電灯La1と定格電力の異なる放電灯La2における前記関係は、図25の曲線Dに示すように、上述と同様、ランプ電流Ilaの増加とともにランプ電圧Vlaが緩やかに減少するような関係であっても、上述の放電灯La1の場合とは異なっている。
【0010】
次に、上記インバータInv’を備えた従来の放電灯点灯装置に、定格電力の異なる上記2つの放電灯La1,La2を装着したときの動作について、簡単に説明する。
【0011】
まず、直流電源部E1の出力電圧Vdcは所定の値に予め設定されており、インバータInv’の電圧Vと電流Iとの関係を、図25の曲線Aに示されるようにしている。負荷回路部10に放電灯La1を接続すると、放電灯La1に曲線A,Cが交わる点aにて示されるランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaが供給されて放電灯La1が点灯する。ここで、出力電圧Vdcの前記所定の値は、前記ランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaが、放電灯La1の定格電圧値及び定格電流値となるように設定されており、放電灯La1には定格電力が供給されて放電灯La1は全点灯する。
【0012】
そして、放電灯を放電灯La1から放電灯La2に取り換えると、放電灯La2には曲線A,Dが交わる点cにて示されるランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaが供給されて放電灯La2が点灯する。しかし、前記ランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaによる放電灯La2への供給電力は、放電灯La2の定格電力よりも大きくなり過ぎてしまうこととなる。
【0013】
そこで制御回路部90は、例えばランプ電圧Vlaの値が大きくなったことから、放電灯La2が接続されたと判断すると、直流電源部E1を制御して出力電圧Vdcを小さすることで、インバータInv’の電圧Vと電流Iとの関係を図25中の曲線A’に変化させる。その結果、放電灯La2には曲線A’,Dが交わる点bで示されるランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaが供給される。ここで、制御回路部90は、前記ランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaが、放電灯La2の定格電圧値及び定格電流値となるように出力電力Vdcを低下させている。これにより、放電灯La2には定格電力が供給されて放電灯La2が全点灯する。
【0014】
上述のように制御回路部90が直流電源部E1を制御することで、定格電力が互いに異なる放電灯La1,La2を負荷回路部10に接続しても、ユーザーが操作することなく、それぞれの放電灯La1,La2に定格電力を供給して、これらを全点灯させるのである。
【0015】
また上記放電灯点灯装置は、放電灯La1,La2の調光比を指示する外部からの調光信号に応じて直流電源部E1の出力電圧Vdcを変化させ、インバータInv’の出力を可変とすることで、放電灯La1,La2に供給される電力を調整し、前記放電灯La1,La2を調光させる。
【0016】
例えば、外部に設けられた調光部(図示せず)を操作して調光信号を出力させることで、直流電源部E1からの出力電圧Vdcを、放電灯La1,La2が全点灯していたときの値から所定量減少させ、インバータInv’の電圧Vと電流Iとの関係を、放電灯La1を点灯させていた場合では、図25に示す曲線Aから例えば曲線Bに変動させ、放電灯La2を点灯させていた場合には、図25に示す曲線A’から例えば曲線B’に変動させる。その結果、放電灯La1は、点aで示されるランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaで点灯していたのが、点a’で示されるランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaで点灯することとなり、供給される電力が小さくなって調光状態となる。また、放電灯La2も、放電灯La1と同様、点b’で示されるランプ電圧Vla及びランプ電流Ilaで点灯することとなって調光状態となるのである。
【0017】
また、上記従来例では、放電灯La1,La2に供給される電力を、直流電源部E1の出力電圧Vdcを変化させて調整しているので、インバータInv’から出力される交流電圧の周波数を変化させる必要がなく、インバータInv’の制御回路の構成が簡単であって、ノイズ対策が容易といった利点がある。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば図26に示すように、放電灯La1,La2のそれぞれが接続された場合において、直流電源部E1の出力電圧比Vrに対する光出力比Lrが略等しくなっている方が良い。
【0019】
ここで、直流電源部E1の出力電圧比Vrとは、定格電力を供給して放電灯La1,La2を全点灯させるに必要な直流電源部E1の出力電圧Vdcの値に対する調光時の出力電圧Vdcの値の割合であって、光出力比Lrとは、放電灯La1,La2を全点灯させたときの光出力に対する調光時の光出力の割合である。
【0020】
つまり、出力電圧比Vrは調光部を操作して出力された調光信号の調光比に応じて変化するので、同じ調光信号の調光比に対して放電灯La1,La2をそれぞれ同程度に調光させた方が良く、これにより使い勝手が向上するのである。
【0021】
例えば、放電灯La1,La2のそれぞれで調光信号の調光比を同じにして出力電圧比Vrを約30%にしたときには、放電灯La1,La2のそれぞれの光出力比Lrが共に約50%となる。
【0022】
しかしながら上記従来例では、放電灯La1,La2をそれぞれの定格電力で全点灯させることができるものの、調光時には放電灯La1,La2のそれぞれにおいて同じ調光信号の調光比に対する光出力比Lrに大きな差が生じてしまうといった問題があった。このような問題は、本発明者らの実験によって確認されている。
【0023】
例えば図27に示すように、高周波点灯専用のコンパクト型であって定格電力24[W]の放電灯La24(JIS C 7601で種別されるFHT24)と、同様のコンパクト型であって定格電力32[W]の放電灯La32(JISC 7601で種別されるFHT32)とをそれぞれ上記従来例に接続した場合には、調光信号により出力電圧Vdcを約400[V]から200〜300[V]にまで減少させ調光を深めると、出力電圧Vdcの減少とともに放電灯La24,La32のそれぞれにおける調光信号の調光比つまり出力電圧Vdcに対する光出力比Lrの差が次第に大きくなってしまうのである。
【0024】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光のバラツキを調光状態の略全範囲に渡って小さく抑えた放電灯点灯装置を提供する。
【0025】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、直流の出力電圧を可変とする直流電源部と、直流電源部からの出力電圧を交流電圧に変換し、出力する電圧及び電流のそれぞれの値が、定格電力の異なる少なくとも2種類の放電灯のうちの何れか1つの定格値または前記定格値の近傍の値となるように設定され、直流電源部からの出力電圧に応じて他の放電灯の定格値または前記定格値の近傍の値となるよに構成された変換部と、変換部から定格電力供給可能な前記放電灯のうち何れか1つが接続されて変換部からの交流電圧が印加される負荷回路部と、前記放電灯の調光比を指示する外部からの調光信号に応じて直流電源部を制御し、直流電源部の出力電圧を変化させる制御回路部と、変換部から定格電力供給可能な前記放電灯のうちで何れの放電灯が負荷回路部に接続されているのかを判別する判別手段と、判別手段の判別結果と調光信号の調光比に基づいて直流電源部からの出力電圧を増減させて前記出力電圧を補正する補正手段とを備えたことを特徴とし、定格電力の異なる放電灯を接続したときには、判別手段により何れの放電灯が接続されたかが判別され、接続された放電灯に定格電力を供給してこれを全点灯させるとともに、調光時には、前記判別結果及び調光信号の調光比に基づいて補正手段に直流電源部の出力電圧を補正させることによって、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光のバラツキを調光状態の略全範囲に渡って小さく抑えることができる。
【0026】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、補正手段は、直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量を略一定の値とすることを特徴とし、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の差が略一定の値だけ異なるときには、調光のバラツキをさらに抑えることができる。
【0027】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、補正手段は、補正量を約20Vとすることを特徴とし、請求項2の発明と同様の作用を奏する。
【0028】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、補正手段は、直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量を調光信号の調光比に応じて異ならせ、調光信号により前記出力電圧が小さくなるにつれて補正量を大きくすることを特徴とし、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の差が、調光信号により上記出力電圧が小さくなるにつれて大きくなるときには、調光のバラツキをさらに抑えることができる。
【0029】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、補正手段は、直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量を調光信号の調光比に応じて異ならせ、少なくとも補正量にピークを持たせることを特徴とし、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の差にピークがあるときには、調光のバラツキをさらに抑えることができる。
【0030】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、補正手段は、調光信号の調光比に応じて直流電源部からの出力電圧を増加させる正方向の補正から前記出力電圧を減少させる負方向の補正に変化させ、又は負方向の補正から正方向の補正に変化させることを特徴とし、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおいて調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の大小関係が、調光信号に応じて入れ替わる場合には、調光のバラツキをさらに抑えることができる。
【0031】
請求項7の発明は、請求項1〜6の何れかの発明において、補正手段はマイコンで構成され、複数の放電灯の定格電力、及び直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量に対応した数値データを記憶する記憶部と、判別手段の判別結果に応じて記憶部に記憶された定格電力及び前記数値データを読み出し、前記定格電力及び前記数値データ並びに調光信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備え、演算処理部での演算処理結果に応じて制御回路部に直流電源部の出力電圧を増減させることを特徴とし、補正手段をマイコンで構成したことによって小型化を図ることができるとともに、記憶部に前記定格電力及び前記数値データを記憶させることによって、補正量を放電灯に応じて任意に設定することができる。
【0032】
請求項8の発明は、請求項1〜7の何れかの発明において、変換部が定格電力供給可能な放電灯は、定格電力が約24Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約32Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯とであることを特徴とし、請求項1〜7の何れかの発明と同様の作用を奏する。
【0033】
請求項9の発明は、請求項1〜7の何れかの発明において、変換部が定格電力供給可能な放電灯は、定格電力が約24Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約42Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯とであることを特徴とし、請求項1〜7の何れかの発明と同様の作用を奏する。
【0034】
請求項10の発明は、請求項1〜7の何れかの発明において、変換部が定格電力供給可能な放電灯は、定格電力が約24Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約32Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約42Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯とであることを特徴とし、請求項1〜7の何れかの発明と同様の作用を奏する。
【0035】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
本実施形態は、図1及び図2に示すように、直流の出力電圧Vdcを可変とする直流電源部E1と、直流電源部E1からの出力電圧Vdcを交流電圧に変換するインバータInvと、放電灯Laが接続されてインバータInvからの交流電圧が印加される負荷回路部10と、放電灯Laの調光比を指示する調光信号を出力する調光器11と、調光信号の調光比に応じて直流電源部E1を制御し、直流電源部E1の出力電圧Vdcを変化させる制御回路部20と、定格電力の異なる複数種の放電灯Laのうちで何れの放電灯Laが負荷回路部10に接続されているのかを判別するランプ判別回路40と、ランプ判別回路40の判別結果及び調光信号の調光比に基づいて、制御回路部20に直流電源部E1からの出力電圧Vdcを増減させて出力電圧Vdcを補正する補正回路30とを備えている。
【0036】
直流電源部E1は、交流電源Vsと、交流電源Vsからの出力を整流する例えばダイオードブリッジからなる整流器DBと、整流器DBの両出力端に接続される例えばFETなどのスイッチング素子Q1及びダイオードD1の直列回路と、ダイオードD1に並列接続されるインダクタL1とスイッチング素子Q2の直列回路と、スイッチング素子Q2に並列接続されるダイオードD2及びコンデンサC1の直列回路とから構成される。この直流電源部E1は、所謂2石式の昇降圧チョッパであって、制御回路部20にスイッチング素子Q1,Q2が略同時に高周波数でオン/オフされることによって、整流器DBの出力電圧を前記周波数に応じた所望のレベルに昇圧または降圧して、直流の出力電圧Vdcを出力する。なお、前記スイッチング素子Q1,Q2をPWM制御することで整流器DBの出力電圧を所望のレベルに昇圧または降圧させても良い。
【0037】
インバータInvは、直流電源部E1のコンデンサC1に並列接続される例えばFETなどのスイッチング素子Q3,Q4の直列回路と、スイッチング素子Q3,Q4の接続点に一端が接続される直流カット用のコンデンサC2と、スイッチング素子Q3,Q4を制御しオン/オフ駆動させる駆動制御回路1とから構成される。このインバータInvは、駆動制御回路1によりスイッチング素子Q3,Q4の何れか一方がオン、他方がオフとなるように繰返しオン/オフされることによって、直流電源部E1の出力電圧Vdcを交流電圧に変換し、負荷回路部10に出力する。また、インバータInvは、出力する電圧及び電流のそれぞれの値が、定格電力の異なる少なくとも2種類の放電灯Laのうちの何れか1つの定格値または前記定格値の近傍の値となるように設定され、直流電源部E1からの出力電圧Vdcに応じて他の放電灯Laの定格値または前記定格値の近傍の値となるように構成されている。
【0038】
負荷回路部10は、従来例と同様であって、インバータInvのスイッチング素子Q4にコンデンサC2を介して並列接続されるインダクタL21及びコンデンサC21の直列回路からなる共振回路を備え、コンデンサC21にはインバータInvから定格電力供給可能な放電灯Laのうち何れか1つが並列接続される。
【0039】
ランプ判別回路40は、放電灯Laの接地されている側と反対側の一端とグランドとの間にスイッチSW1を介して接続される抵抗R1,R2の直列回路と、抵抗R1,R2の接続点に一端が接続されたコンデンサC4と、コンデンサC4の他端にアノードが接続されたダイオードD4と、一端が接地されるとともに他端がダイオードD4のカソードに接続するコンデンサC5と、ダイオードD4とコンデンサC4の接続点にカソードが接続され、アノードが接地されたダイオードD3と、反転入力端にダイオードD4及びコンデンサC5の接続点が接続されるコンパレターCP1と、コンパレータCP1の非反転入力端に正極が接続された直流電源E2とから構成されている。また、上述の抵抗R1,R2とコンデンサC4,C5とダイオードD3,D4とからは、放電灯Laに印加されるランプ電圧Vlaを検出してランプ電圧Vlaに応じた検出電圧を出力する検出回路が形成されている。このランプ判別回路40は、ランプ電圧Vlaに応じて変化する検出電圧をコンパレータCP1で直流電源E2の出力電圧と比較し、検出電圧の値が直流電源E2の出力電圧値よりも小さければ、定格電力の異なる放電灯Laが具備されたと判別してHレベルの判別信号を出力する。
【0040】
調光器11は、例えばロータリースイッチや、スライドスイッチなどを備えており、上述のスイッチの操作部の回動又はスライドさせた位置に応じて、放電灯Laの調光の割合である調光比を指示する調光信号を出力する。ここで、本実施形態では調光信号は略一定の周波数の矩形波信号であって、上記調光比をオンデューティとし、調光信号の調光比が0[%]つまりオンデューティが0[%]であれば、制御回路部20は放電灯Laに定格電力を供給してこれを全点灯させるように直流電源部E1を制御する。そして、調光信号の調光比が0[%]を越えて例えば約50[%]、つまりオンデューティが約50[%]であれば、制御回路部20は放電灯Laへの供給電力を抑えて放電灯Laを調光し、放電灯Laの光出力比Lrが前記調光比に応じた所定の値、例えば約50[%]となるように直流電源部E1を制御するのである。
【0041】
補正回路30は、直流電源E3と、ランプ判別回路40からの判別信号がHレベルであるときには、直流電源E3の電圧値と略等しい電圧値を有する補正信号を制御回路部20に出力し、判別信号がLレベルであるときには、制御回路部20への補正信号の出力を停止するラッチ回路31とを備えている。
【0042】
制御回路部20は、調光器11から出力される調光信号を入力して、調光信号の調光比に応じた直流電圧を出力するI/F回路21と、I/F回路21からの前記直流電圧の値と補正回路30から出力される補正信号の電圧値を加算または減算する加減算回路22と、加減算回路22の加減算した結果に応じた周波数の信号を出力する電圧制御発振器23と、電圧制御発振器23から出力された信号の周波数に応じた周波数で直流電源部E1のスイッチング素子Q1,Q2をオン/オフする駆動回路24とを備えている。なお、直流電源部E1のスイッチング素子Q1,Q2をPWM制御させるときには、前記駆動回路24に、電圧制御発振器23からの信号の周波数に応じてスイッチング素子Q1,Q2のオンデューティを可変させても良い。
【0043】
このような本実施形態の動作について、インバータInvから定格電力供給可能な放電灯Laのうち、放電灯La3と、放電灯La3の定格電力よりも定格電力が大きい放電灯La4とがそれぞれ接続された場合を例に取って説明する。
【0044】
まず、ランプ判別回路40が放電灯La3と放電灯La4を判別するように、ランプ判別回路40の直流電源E2の電圧値を所定の値に設定しておく。ここで、放電灯La4が接続されてこれを全点灯させているときのランプ電圧Vlaの値は、放電灯La4が放電灯La3に取り換えられたときのランプ電圧Vlaの値よりも大きいので、直流電源E2の前記所定の電圧値は、放電灯La3,La4がそれぞれ接続されたときにおけるランプ判別回路40の検出電圧値の略中間値とされる。さらに制御回路部20の駆動回路24による直流電源部E1のスイッチング素子Q1,Q2をオン/オフする周波数を、予め所定の値に設定し、このとき放電灯La4が全点灯するようにしておく。
【0045】
放電灯La4が接続されたときには、ランプ判別回路40は、放電灯La4が起動して安定に点灯してから一定期間スイッチSW1を閉じ、検出回路により検出される検出電圧の値が直流電源E2の電圧値よりも大きいと判別すると、Lレベルの判別信号を出力する。その結果、補正回路30からは補正信号が出力されず、制御回路部20の駆動回路24が、前記所定の周波数で直流電源部E1のスイッチング素子Q1,Q2をオン/オフすることで、放電灯La4には定格電力が供給され、放電灯La4が全点灯する。
【0046】
そして、放電灯La4を調光するときには、調光器11を操作する。これにより、調光器11から調光比が0[%]を越える調光信号が出力され、制御回路部20は、この調光信号の調光比に応じてスイッチング素子Q1,Q2をオン/オフする周波数を変化させ、直流電源部E1からの出力電圧Vdcを減少させる。その結果、インバータInvからの出力電力も低下し、放電灯La4は調光信号の調光比に対応した光出力比で点灯する。
【0047】
また、放電灯La3を接続したときには、ランプ判別回路40は、上述と同様に、放電灯La3が起動して安定に点灯してから一定期間スイッチSW1を閉じる。そしてランプ判別回路40は、上述と異なって、検出電圧の値が直流電源E2の電圧値よりも小さく、放電灯La3が接続されていると判別すると、Hレベルの判別信号を出力する。その結果、補正回路30は、制御回路部20に対して補正信号を出力することで、放電灯La4を全点灯させたときにスイッチング素子Q1,Q2がオン/オフしていた前述の所定の周波数を、補正信号の電圧値に応じて変化させて直流電源部E1からの出力電圧Vdcを減少させる。これにより、インバータInvは放電灯La3に定格電力を供給して、これを全点灯させる。
【0048】
ところで、従来例の場合では、例えば図3に示すように、定格電力の異なる放電灯La3,La4のそれぞれの場合で、調光信号の調光比を同じくして、出力電圧比Vrを等しくしているにも関わらず、調光信号により出力電圧比Vrを小さくして調光を深めると光出力比Lrの差erが大きくなることがあった。つまり、放電灯La3,La4のそれぞれの場合で、同じ調光信号の調光比に対して調光にバラツキが生じてしまうのである。例えば、放電灯La3,La4をそれぞれ接続した場合で、調光信号の調光比を同じくして出力電圧比VrをVr1にしたときには、放電灯La4では光出力比Lrが約50[%]となるが、放電灯La3では光出力比Lrは約50[%]にはならず50[%]以上となって、同じ調光信号の調光比に対して光出力比Lrがそれぞれ異なってしまう。
【0049】
しかし、本実施形態では、放電灯La3を調光するときには、上述と同様、調光器11を操作して調光比が0[%]を越える調光信号を出力させるが、ランプ判別回路40の判別結果に基づいて補正回路30が補正信号を出力することで、制御回路部20に直流電源部E1から出力される出力電圧Vdcの値を、前記調光信号の調光比に基づいて、直流電源E3の電圧値に応じた略一定の値だけ減少させて出力電圧Vdcを補正する。つまり、本実施形態では、調光時に調光信号の調光比に応じて変化する直流電源部E1の出力電圧Vdcを、ランプ判別回路40の判別結果及び調光信号の調光比に基づいて増減して、前記出力電圧Vdcを補正しているのである。具体的には、制御回路部20の加減算回路22で、I/F回路21からの調光信号に応じた電圧の値に、補正信号の電圧値である直流電源E3の電圧値を加算または減算させることによって、直流電源部E1の出力電圧Vdcを減少させる。これにより、同じ調光信号の調光比に対して放電灯La3接続時の出力電圧比Vrを放電灯La4接続時の出力電圧比Vrと異ならせている。
【0050】
その結果、本実施形態では、図4に示すように、放電灯La3を接続しているときの出力電圧比Vrと光出力比Lrとの関係を示す曲線を、図4中の矢印に示す向きにあたかも平行移動するように、放電灯La4接続時の前記関係を示す曲線に重ならせて、放電灯La3,La4のそれぞれの場合で、同じ調光信号の調光比に対する光出力比Lrの差を縮めて、調光のバラツキを調光状態の略全範囲に渡って小さく抑えることができるのである。例えば図3に示すように、光出力比Lrが約50[%]で放電灯La4を調光させたときと略同じ調光比の調光信号を調光器11から出力させても、放電灯La3を接続しているときには補正信号により出力電圧Vdcが減少するので、出力電圧比VrをVr1よりも小さいVr2にして、光出力比Lrを放電灯La4が接続されたときと同様の約50[%]とすることができる。
【0051】
また、本実施形態に、従来例で実験し比較した、高周波点灯専用のコンパクト型であって定格電力が約24[W]の放電灯La24と、同様のコンパクト型であって定格電力が約32[W]の放電灯La32とをそれぞれ接続して、従来例と同様の実験を行ったところ、図5に示すように、放電灯La24,La32のそれぞれにおける調光のバラツキを従来例よりも調光状態の全範囲に渡って小さく抑えることができるということが確かめられた。
【0052】
ここで上述の実験では、調光器11を操作して調光信号の調光比を変化させることで、直流電源部E1の出力電圧Vdcが約50[V]〜約400[V]まで可変となるように調光器11を設定し、補正回路30が直流電源部E1からの出力電圧Vdcを減少させる補正量を約20[V]としている。例えば、放電灯La24を接続したときと放電灯La32を接続したときとで、調光信号の調光比を等しくした場合には、放電灯La32接続時の出力電圧Vdcが約400[V]であれば、放電灯La24接続時の出力電圧Vdcは約380[V]となり、放電灯La32接続時の出力電圧Vdcが約70[V]であれば、放電灯La24接続時の出力電圧Vdcは約50[V]となる。
【0053】
また、放電灯La32の代わりに、定格電力42[W]の高周波点灯用のコンパクト型ランプである放電灯La42(JIS C 7601で種別されるFHT42)を接続しても、図6及び図7に示すように、それぞれ3つの放電灯La24、La32,La42における調光のバラツキを調光状態の全範囲に渡って小さく抑えることができる。なお、図5〜図7では、放電灯La24、La32,La42のそれぞれにおいて同じ調光比の調光信号に対する光出力比Lrを比較するために、出力電圧Vdcに対する各放電灯La32,La42の光出力比Lrと、前記出力電圧Vdcから約20[V]小さい値の出力電圧Vdcに対する放電灯La24の光出力比Lrとを比べている。
【0054】
ところで、本実施形態では、ランプ判別回路40で放電灯La24が接続されていると判別したときに、補正回路30から補正信号を出力させて、直流電源部E1の出力電圧Vdcを減少させたが、逆にランプ判別回路40で放電灯La32が接続されていると判別したしたときに、補正回路30から補正信号を出力させて、出力電圧Vdcを増加させることにより調光のバラツキを抑えるようにしても良い。また、例えばランプ判別回路40と補正回路30を2組備えて、放電灯La24,La32の何れを装着したときにも、何れか一方の補正回路30から補正信号を出力させ、調光のバラツキを抑えるようにしても良い。
【0055】
また本実施形態では、直流電源部E1を所謂2石式昇降圧チョッパとして構成したが、インバータInvに出力する直流電圧を可変とするものであれば、降圧チョッパ回路や昇圧チョッパ回路として構成しても良い。
(実施形態2)
ところで実施形態1では、出力電圧Vdcを増減させる補正量を略一定の値とすることで、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光のバラツキを調光状態の略全範囲に渡って抑えたが、放電灯によっては、補正量を略一定の値としても調光のバラツキを小さく抑えきれない場合がある。
【0056】
例えば、図8に示すように、放電灯La3,La4のそれぞれにおいて、調光信号により直流電源部E1の出力電圧Vdcつまり出力電圧比Vrが小さくなるにつれて、光出力比Lrの差が大きくなるような場合には、補正量を略一定の値としても調光のバラツキを小さく抑えきれない。
【0057】
そこで本実施形態の補正回路30は、図9及び図10に示すように、調光信号の調光比Dに略比例して増加する補正量変換電圧Vを出力する補正量変換回路32を備えている。なお、図9では直流電源E3を省略しており、ランプ判別回路40からHレベルの判別信号が出力されたときには、補正回路30からは直流電源E3の出力電圧の値に補正量変換回路32の補正量変換電圧Vの値が加算された電圧値を有する補正信号が出力される。これにより、補正回路30は、調光器11から出力される調光信号の調光比Dの増加により出力電圧Vdcが小さくなるにつれて、補正信号の電圧値を増して補正量を大きくさせるのである。
【0058】
この補正量変換回路32は、図11に示すように、調光信号を整流する例えばダイオードブリッジからなる整流器DB2と、非反転入力端が制御電源Vccに抵抗R4を介して接続されるコンパレータCP2と、抵抗R3を介して整流器DB2に接続され、整流器DB2の出力に応じてコンパレータCP2の非反転入力端を接地するフォトカプラPCと、コンパレータCP2の反転入力端に正極が接続される直流電源E4と、コンパレータCP2の出力端にベースが接続され、コレクタ・エミッタ間に抵抗R5及びコンデンサC6の直列回路が接続されるトランジスタQ5と、一端が制御電源Vccに接続され他端がトランジスタQ5のベースに接続される抵抗R0と、一端が制御電源Vccに接続され他端が抵抗R5及びコンデンサC6の接続点に接続される抵抗R6とを備え、直流電源E4の負極とトランジスタQ5のエミッタとコンデンサC6の一端とが接地されている。また、補正量変換回路32から出力される補正量変換電圧Vは、コンデンサC6の両端電圧となる。
【0059】
ここで、上述の補正量変換回路32の動作について簡単に説明する。
【0060】
調光器11から出力される調光信号がLレベルのときには、フォトカプラPCはコンパレータCP2の非反転入力端を非接地にし、非反転入力端には制御電源Vccが入力される。その結果、コンパレータCP2の非反転入力端に入力される電圧の値が、直流電源E4から反転入力端に入力される電圧の値よりも大きくなり、コンパレータCP2はHレベルの信号を出力してトランジスタQ5をオンする。これにより、コンデンサC6に蓄えられていた電荷は抵抗R5を介して放電し、コンデンサC6の両端電圧は約0[V]となる。
【0061】
調光器11から出力される調光信号がHレベルのときには、フォトカプラPCはコンパレータCP2の非反転入力端を接地する。その結果、コンパレータCP2の非反転入力端に入力される電圧の値が、直流電源E4から反転入力端に入力される電圧の値よりも小さくなり、コンパレータCP2はLレベルの信号を出してトランジスタQ5をオフする。これにより、コンデンサC6は、制御電源Vccにより抵抗R6を介して充電される。
【0062】
また、調光器11から出力される調光信号は、周波数が約1kHzであって調光比Dを可変とする矩形波信号である。
【0063】
そこで、補正量変換回路32の補正量変換電圧Vは、放電灯Laを全点灯するときには調光信号の調光比Dが0[%]つまり調光信号の信号レベルがLレベルなので約0[V]となり、放電灯Laを調光するときには、コンデンサC6の充放電が高速で繰り返されるので、直流電圧とみなすことができる。また、補正量変換回路32の補正量変換電圧Vは、調光信号の調光比Dを大きくして調光を深めるとコンデンサC6に充電される期間が長くなるので、調光比Dの増加とともに大きくなるのである。
【0064】
本実施形態では、上述のような補正量変換回路32を備えたことによって、例えば図8に示した前述の放電灯La3,La4においても、図8中の矢印に示すように、出力電圧比Vrが小さくなるにつれて補正量(a)〜(c)を大きくし、図12に示すように、調光のバラツキを調光状態の全範囲に渡って小さく抑えることができる。
(実施形態3)
ところで実施形態2では、図8及び図12に示したように、出力電圧比Vrが小さくなるにつれて補正量を大きくすることで、調光のバラツキを抑えたが、例えば図13に示すように、定格電力の異なる放電灯La5,La6のそれぞれにおいて調光信号の調光比Dにより出力電圧比Vrが小さくなるにつれて光出力比Lrの差が次第に大きくなって所定の出力電圧比Vrのときに最も大きく、それ以降出力電圧比Vrが小さくなると光出力比Lrの差が逆に小さくなるように、同じ調光信号の調光比Dに対応する放電灯La5,La6の光出力比Lrの差にピークがあるときには、出力電圧比Vrが小さくなるにつれて補正量を単調に大きくしたのでは、調光のバラツキを小さく抑えきれない場合がある。
【0065】
そこで本実施形態では、補正量変換回路32から出力される補正量変換電圧Vを、図14に示すように、調光信号の調光比Dの増加とともに略比例して増加させ、調光比Dが所定の値Daのときに最も大きくし、調光比Dが前記値Da以上となってさらに増加すると、逆に調光比Dの増加とともに減少させる。これにより、補正回路30は、補正量を調光信号の調光比Dに応じて異ならせ、調光信号の調光比DがDaとなるとき、補正量にピークを持たせている。
【0066】
本実施形態の補正量変換回路32は、図15に示すように、実施形態2の構成と、抵抗R6及びコンデンサC6の接続点に非反転入力端が接続されるオペアンプOP1と、非反転入力端が接地され反転入力端が抵抗R7を介してオペアンプOP1の出力端に接続されるオペアンプOP2と、オペアンプOP2の反転入力端と出力端との間に接続される抵抗R8と、非反転入力端が接地され反転入力端が抵抗R10を介してオペアンプOP2の出力端に接続されるオペアンプOP3と、オペアンプOP3の反転入力端と出力端との間に接続されるダイオードD6及び抵抗R12の直列回路と、同じくオペアンプOP3の入出力端間に接続されダイオードD6と逆並列に接続されるダイオードD5と、ダイオードD5及び抵抗R12の接続点に抵抗R9を介して正極が接続される直流電源E5と、反転入力端が抵抗R12及びダイオードD6の接続点に抵抗R13を介して接続され、非反転入力端が接地されるオペアンプOP4と、オペアンプOP4の反転入力端と出力端の間に接続される抵抗R14と、オペアンプOP2の出力端とオペアンプOP4の反転入力端との間に接続される抵抗R11とを備えている。また、オペアンプOP2のゲインを略1倍とするため抵抗R7、R8の抵抗値をそれぞれ略等しくしている。
【0067】
上述の補正量変換回路32の動作について簡単に説明する。
【0068】
まず、コンデンサC6の両端電圧Vc6は、オペアンプOP1を介して、オペアンプOP2によりゲインを略1倍として反転される。
【0069】
次に、ダイオードD5,D6から構成されるリミット回路により、オペアンプOP2の出力電圧値と直流電源E5の出力電圧の値との和が正であれば、つまりコンデンサC6の両端電圧Vc6の値が直流電源E5の出力電圧の値よりも小さいときには、オペアンプOP4はオペアンプOP2の出力電圧に基づいて、反転入力端に入力される電圧を反転増幅して出力する。また、オペアンプOP2の出力電圧値と直流電源E5の出力電圧の値との和が負であれば、つまりコンデンサC6の両端電圧Vc6の値が直流電源E5の出力電圧の値よりも大きいときには、オペアンプOP4は、オペアンプOP2,OP3からの出力電圧に基づいて、反転入力端に入力される電圧を反転増幅して出力する。
【0070】
これにより、補正量変換回路32は、調光信号の調光比Dが大きくなるにつれてコンデンサC6の両端電圧Vc6が増加し、オペアンプOP4からラッチ回路31に、単調に増加する補正量変換電圧Vを出力し、コンデンサC6の両端電圧Vc6の値が直流電源E5の出力電圧の値よりも大きくなると、オペアンプOP4からラッチ回路31に、単調に減少する補正量変換電圧Vを出力する。
【0071】
また、コンデンサC6の両端電圧Vc6の値が直流電源E5の出力電圧の値よりも小さいときにおける、コンデンサC6の両端電圧Vc6の変化量に対するオペアンプOP4からの出力電圧の変化量の比S1は、抵抗R11,R14の抵抗値をそれぞれR11’,R14’とすると、S1=R14’/R11’で表される。一方、両端電圧Vc6の値が直流電源E5の出力電圧の値よりも大きいときにおける、コンデンサC6の両端電圧Vc6の変化量に対するオペアンプOP4からの出力電圧の変化量の比S2は、抵抗R13,R14の抵抗値をそれぞれR13’,R14’とすると、S2=R14’(1/R11’−1/R13’)で表される。
【0072】
ここで、S1=1,S2=−1であって、調光信号の調光比Dが約50[%]のときに補正量変換回路32の補正量変換電圧Vを増加から減少に変化させる場合には、R14’=R11’,R13’=R14’/2とし、さらに直流電源E5の出力電圧の値をE5’、コンデンサC6の両端電圧Vc6の最大値をVc6’で表すと、E5’=Vc6’/2とする。
【0073】
本実施形態では、上述のような補正量変換回路32を備えたことによって、例えば図13に示した放電灯La5,La6のそれぞれにおいても、図13中の矢印に示すように、調光信号の調光比Dの増加により出力電圧比Vrが小さくなると補正量(a)を補正量(b)に大きくし、さらに出力電圧比Vrが小さくなると補正量(b)を補正量(c)に小さくすることで、実施形態2の図12に示すように、調光のバラツキを調光状態の全範囲に渡って小さく抑えることができる。
(実施形態4)
ところで実施形態3では、図13に示したように、出力電圧比Vrが所定の値まで小さくなるにつれて補正量を大きくして、出力電圧比Vrが前記所定の値よりもさらに小さくなると逆に補正量を小さくすることで、調光のバラツキを抑えたが、例えば図16に示すように、定格電力の異なる放電灯La7,La8のそれぞれにおいて、調光信号の調光比Dに応じた出力電圧比Vrが所定の値より大きいときには、放電灯La7の光出力比Lrが放電灯La8の光出力比Lrよりも大きく、出力電圧比Vrが前記所定の値よりも小さいときには、逆に放電灯La8の光出力比Lrが放電灯La7の光出力比Lrよりも大きくなるように、調光信号の調光比Dに対応する放電灯La7,La8の光出力比Lrの大小関係が、調光信号に応じて入れ替わるときには、実施形態3と同様に補正量を増減していたのでは、調光のバラツキを小さく抑えきれない場合がある。
【0074】
そこで本実施形態では、補正量変換回路32から出力される補正量変換電圧Vを、図17に示すように、正の所定の値から調光信号の調光比Dの増加とともに略比例して減少させ、調光比Dが所定の値Da以上になると、符号を正から負に反転させて、調光比Dの増加とともにさらに減少させる。これにより、補正回路30は、調光信号の調光比Dに応じて直流電源部E1の出力電圧Vdcを増加させる正方向の補正から出力電圧Vdcを減少させる負方向の補正に変化させるのである。
【0075】
本実施形態の補正量変換回路32は、図18に示すように、実施形態2の構成と、抵抗R6及びコンデンサC6の接続点に非反転入力端が接続されるオペアンプOP1と、反転入力端が抵抗R15を介してオペアンプOP1の出力端に接続し、非反転入力端が抵抗R16を介して直流電源E6の正極に接続されるオペアンプOP5と、オペアンプOPの反転入力端と出力端との間に接続される抵抗R17とを備えている。このような補正量変換回路32では、実施形態2及び3と同様、調光信号の調光比Dの増加とともにコンデンサC6の両端電圧Vc6が増加し、オペアンプOP5が両端電圧Vc6を反転増幅する。その結果、補正量変換回路32のオペアンプOP5の出力端からは、直流電源E6の出力電圧値から両端電圧Vc6の増加とともにに0[V]以下にまで減少する補正量変換電圧Vが出力される。
【0076】
本実施形態では、上述のような補正量変換回路32を備えたことによって、例えば図16に示した放電灯La7,La8のそれぞれにおいても、図16中の矢印に示すように、調光信号の調光比Dの増加により出力電圧比Vrが小さくなるにつれて補正量(a)が補正量(b)に小さくされ、出力電圧比Vrがn[%]よりも小さくなると、正の補正量(b)が負の補正量(c)に反転され、またさらに出力電圧比Vrが小さくなると負の補正量(c)が補正量(d)にさらに小さくされる。これにより、同じ調光信号の調光比Dに対する放電灯La7の光出力比Lrを放電灯La8の光出力比Lrに近付けて、実施形態2の図12に示すように、調光のバラツキを調光状態の全範囲に渡って小さく抑えることができる。
(実施形態5)
本実施形態における基本構成は実施形態3と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【0077】
実施形態3では、調光信号により出力電圧比Vrが所定の値まで小さくなるにつれて補正量を大きくし、さらに前記所定の値を超えて出力電圧比Vrが小さくなると、逆に補正量を小さくした。
【0078】
しかし、放電灯によっては、さらに出力電圧比Vrを小さくした場合に、実施形態4で述べたように他の放電灯との光出力比Lrの大小関係が入れ替わることがある。
【0079】
そこで本実施形態では、補正量変換電圧Vが、図19に示すように、調光信号の調光比Dの増加とともに略比例して増加し、調光比DがDa以上となると、逆に調光比Dの増加とともに略比例して減少し、さらに調光比DがDb以上となると、実施形態4と同様、正から負の値に変って、調光比Dの増加とともにさらに減少するように、補正量変換回路32を構成している。
【0080】
補正量変換回路32の回路構成は、実施形態3の図15と同様であって、構成素子の定数を変更することによって実現される。具体的には、抵抗R11の抵抗値を大きくすることにより、前述の比S1を小さくする。又は、補正量が増加から減少に変るコンデンサC6の両端電圧Vc6の電圧値、つまり直流電源E5の出力電圧値を小さくする。若しくは、抵抗R13の抵抗値を小さくすることにより、前述の比S2を小さくする。また、上述の比S1,S2及び直流電源E5の出力電圧値のぞれぞれの増減を組み合わせて行っても良い。
【0081】
これにより、補正回路30は、調光信号により出力電圧比Vrが小さくなるにつれて、出力電圧Vdcを増加させる正の補正量を次第に大きくさせ、出力電圧比Vrが所定の値を超えてさらに小さくなると正の補正量を次第に小さくさせて、出力電圧比Vrがさらに小さくなると正の補正量を、出力電圧Vdcを減少させる負の補正量に変化させるのである。
【0082】
本実施形態では、上述のような補正量変換回路32を備えたことによって、調光信号により出力電圧比Vrが小さくなるにつれて光出力比Lrの差が大きくなり、出力電圧比Vrが所定の値を超えてさらに小さくなると光出力比Lrの差が小さくなって、さらに出力電圧比Vrが小さくなると、光出力比Lrの大小関係が入れ替わるような放電灯においても、実施形態2の図12に示すように、調光のバラツキを調光状態の全範囲に渡って小さく抑えることができる。
(実施形態6)
本実施形態における基本構成は実施形態1〜5と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【0083】
本実施形態の補正回路30は、マイコンからなり、図20に示すように、複数の放電灯の定格電力及び補正量に応じた数値データをデータテーブルに記憶する記憶部34と、調光器11からの調光信号をデジタル信号に変換するA/D変換部33と、ランプ判別回路40からの判別信号の入力に応じて、記憶部34のデータテーブルを読み出し、前記データテーブル及びデジタル信号化された調光信号に基づいて演算処理を行うことで補正信号を作成し出力する演算処理部とを備えている。また、前記演算処理部は、上述の演算処理を行い、演算処理した結果をデジタル信号として出力する演算部35と、演算部35からのデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換部36とからなる。
【0084】
例えば、放電灯La9,La10のそれぞれで定格電力が異なる場合には、記憶部35のデータテーブルにそれぞれの定格電力が記憶されている。ランプ判別回路40により放電灯La9,La10のうち何れの放電灯La9,La10が接続されているのかが判別されて判別信号が出力されると、補正回路30の演算部35は、前記判別信号に応じて、記憶部34のデータテーブルから接続されている放電灯La9,La10の定格電力を読み込み、この定格電力に基づいて演算処理を行った後にデジタル信号を出力する。このデジタル信号は、D/A変換部36によりアナログ信号に変換され、前記アナログ信号が補正信号として制御回路部20に出力される。これにより、放電灯La9,La10のそれぞれに定格電力を供給してこれらを全点灯させる。
【0085】
また、放電灯La9,La10のそれぞれにおいて調光信号に応じた出力電圧比Vrに対する光出力比Lrが、例えば図21に示すように、それぞれ異なっている場合、記憶部35のデータテーブルには、図22に示すように、各放電灯La9,La10における調光信号の調光比Dに対応する補正信号の電圧Vの値が、補正量に応じた数値データとして記憶されている。
【0086】
ランプ判別回路40により放電灯La9が接続されていると判別されたときに、調光器11から調光比が0[%]を越える調光信号が出力されると、演算部35は、記憶部34のデータテーブルから前記調光信号に対応した補正信号の電圧Vの値を読み出して、この電圧Vの値とA/D変換部33によりデジタル信号化された調光信号とに基づいて演算処理し、演算処理結果に応じた補正信号をD/A変換部36を介して制御回路部20に出力させる。また、ランプ判別回路40により放電灯La10が接続されていると判別されたときにも、演算部35は、上述と同様にして、演算処理結果に応じた補正信号をD/A変換部を介して制御回路部20に出力させる。その結果、本実施形態では、放電灯La9,La10のそれぞれにおいて、補正回路30が調光信号の調光比Dに対応する電圧Vの補正信号を出力するので、同じ調光信号の調光比Dに対応する光出力比Lrの差が小さくなって、図21の一点鎖線に示すように、出力電圧比Vrに対する光出力比Lrの関係があたかも略等しくなり、調光のバラツキを調光状態の略全範囲に渡って小さく抑えることができる。
【0087】
上述のように、本実施形態では、補正回路30をマイコンで構成したことによって小型化を図ることができるとともに、記憶部34のデータテーブルに各放電灯Laの定格電力や補正量に応じた数値データを記憶させることによって、補正量を放電灯Laに応じて任意に設定することができる。
【0088】
ところで本実施形態では、記憶部34に、補正量に応じた数値データとして、各放電灯Laにおける調光信号の調光比Dに対応する補正信号の電圧Vの値を記憶させたが、各放電灯Laにおける調光信号の調光比Dに対応する光出力比Lrを記憶させて、補正信号の電圧Vの値を演算部35に演算させても良い。
(実施形態7)
本実施形態における基本構成は実施形態6と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【0089】
本実施形態では、図23に示すように、実施形態6の制御回路部20を備えておらず、マイコンから成る演算部35が、制御回路部20のI/F回路21と加減算回路22と電圧制御発振器23との機能を有している。また、演算部35は、実施形態6のD/A変換部36の機能を有して補正信号をアナログ信号として出力する。さらに、本実施形態では、実施形態6のランプ判別回路40の代わりに、ランプ電圧Vlaを検出するランプ電圧検出回路40aを備えている。
【0090】
ランプ電圧検出回路40aは、ランプ判別回路40のスイッチング素子SW1と抵抗R1,R2及びコンデンサC4,C5並びにダイオードD3,D4からなり、ランプ電圧Vlaに応じて変化するコンデンサC5の両端電圧を検出電圧として出力する。
【0091】
また、本実施形態の補正回路30には、ランプ電圧検出回路40aからの検出電圧をデジタル信号に変換するA/D変換部37が備えられ、このA/D変換部37によって出力されるデジタル信号から、演算部35は何れの放電灯Laが接続されているかを判別するのである。
【0092】
さらに、インバータInvには駆動制御回路1の代わりに、スイッチング素子Q3、Q4をオン/オフさせる駆動回路1aのみを備えて、演算部35に駆動回路1aを制御させる。
【0093】
本実施形態では、上述のように、各構成部の機能をマイコンで実現させたことによって、実施形態6よりもさらに小型化を図ることができる。
【0094】
【発明の効果】
請求項1の発明は、直流の出力電圧を可変とする直流電源部と、直流電源部からの出力電圧を交流電圧に変換し、出力する電圧及び電流のそれぞれの値が、定格電力の異なる少なくとも2種類の放電灯のうちの何れか1つの定格値または前記定格値の近傍の値となるように設定され、直流電源部からの出力電圧に応じて他の放電灯の定格値または前記定格値の近傍の値となるよに構成された変換部と、変換部から定格電力供給可能な前記放電灯のうち何れか1つが接続されて変換部からの交流電圧が印加される負荷回路部と、前記放電灯の調光比を指示する外部からの調光信号に応じて直流電源部を制御し、直流電源部の出力電圧を変化させる制御回路部と、変換部から定格電力供給可能な前記放電灯のうちで何れの放電灯が負荷回路部に接続されているのかを判別する判別手段と、判別手段の判別結果と調光信号の調光比に基づいて直流電源部からの出力電圧を増減させて前記出力電圧を補正する補正手段とを備えたので、定格電力の異なる放電灯を接続したときには、判別手段により何れの放電灯が接続されたかが判別され、接続された放電灯に定格電力を供給してこれを全点灯させるとともに、調光時には、前記判別結果及び調光信号の調光比に基づいて補正手段に直流電源部の出力電圧を補正させることによって、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光のバラツキを調光状態の略全範囲に渡って小さく抑えることができるという効果がある。
【0095】
請求項2の発明は、補正手段は、直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量を略一定の値とするので、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の差が略一定の値だけ異なるときには、調光のバラツキをさらに抑えることができるという効果がある。
【0096】
請求項3の発明は、補正手段は、補正量を約20Vとするので、請求項2の発明と同様の効果を奏する。
【0097】
請求項4の発明は、補正手段は、直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量を調光信号の調光比に応じて異ならせ、調光信号により前記出力電圧が小さくなるにつれて補正量を大きくするので、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の差が、調光信号により上記出力電圧が小さくなるにつれて大きくなるときには、調光のバラツキをさらに抑えることができるという効果がある。
【0098】
請求項5の発明は、補正手段は、直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量を調光信号の調光比に応じて異ならせ、少なくとも補正量にピークを持たせるので、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおける調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の差にピークがあるときには、調光のバラツキをさらに抑えることができるという効果がある。
【0099】
請求項6の発明は、補正手段は、調光信号の調光比に応じて直流電源部からの出力電圧を増加させる正方向の補正から前記出力電圧を減少させる負方向の補正に変化させ、又は負方向の補正から正方向の補正に変化させるので、定格電力の異なる複数の放電灯のそれぞれにおいて調光信号の調光比に対応する放電灯の光出力比の大小関係が、調光信号に応じて入れ替わる場合には、調光のバラツキをさらに抑えることができるという効果がある。
【0100】
請求項7の発明は、補正手段はマイコンで構成され、複数の放電灯の定格電力、及び直流電源部からの出力電圧を増減させる補正量に対応した数値データを記憶する記憶部と、判別手段の判別結果に応じて記憶部に記憶された定格電力及び前記数値データを読み出し、前記定格電力及び前記数値データ並びに調光信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備え、演算処理部での演算処理結果に応じて制御回路部に直流電源部の出力電圧を増減させるので、補正手段をマイコンで構成したことによって小型化を図ることができるとともに、記憶部に前記定格電力及び前記数値データを記憶させることによって、補正量を放電灯に応じて任意に設定することができるという効果がある。
【0101】
請求項8の発明は、変換部が定格電力供給可能な放電灯は、定格電力が約24Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約32Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯とであるので、請求項1〜7の何れかの発明と同様の効果を奏する。
【0102】
請求項9の発明は、変換部が定格電力供給可能な放電灯は、定格電力が約24Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約42Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯とであるので、請求項1〜7の何れかの発明と同様の効果を奏する。
【0103】
請求項10の発明は、変換部が定格電力供給可能な放電灯は、定格電力が約24Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約32Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯と、定格電力が約42Wの高周波点灯専用のコンパクト形の放電灯とであるので、請求項1〜7の何れかの発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示す概略構成図である。
【図2】同上の回路構成図である。
【図3】同上の補正が行われない場合を示す動作説明図である。
【図4】同上の補正を行ったときの動作説明図である。
【図5】同上の動作結果を示す動作状態図である。
【図6】同上の他の動作結果を示す動作状態図である。
【図7】同上のさらに他の動作結果を示す動作状態図である。
【図8】実施形態2の動作説明図である。
【図9】同上の要部概略構成図である。
【図10】同上の補正量変換回路の動作説明図である。
【図11】同上の補正量変換回路の概略回路図である。
【図12】同上の他の動作説明図である。
【図13】実施形態3の動作説明図である。
【図14】同上の補正量変換回路の動作説明図である。
【図15】同上の補正量変換回路の概略回路図である。
【図16】実施形態4の動作説明図である。
【図17】同上の補正量変換回路の動作説明図である。
【図18】同上の補正量変換回路の概略回路図である。
【図19】実施形態5を示す補正量変換回路の動作説明図である。
【図20】実施形態6を示す要部概略構成図である。
【図21】同上の動作を示す動作説明図である。
【図22】同上の他の動作を示す動作説明図である。
【図23】実施形態7を示す概略構成図である。
【図24】従来例を示す概略構成図である。
【図25】同上の動作説明図である。
【図26】同上の他の動作説明図である。
【図27】同上の実験結果を示す動作状態図である。
【符号の説明】
10 負荷回路部
11 調光器
20 制御回路部
30 補正回路
40 ランプ判別回路
La 放電灯[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a discharge lamp lighting device that supplies rated power to the discharge lamp and completely lights it even when connected to discharge lamps having different rated powers.
[0003]
For example, as shown in FIG. 24, the conventional discharge lamp lighting device includes a DC power supply unit E1 that makes the DC output voltage variable, an inverter Inv ′ that converts the output voltage from the DC power supply unit E1 into an AC voltage, Any discharge lamp La is connected to the
[0004]
The inverter Inv ′ is set such that each value of the output voltage and current becomes a rated value of at least one of at least two types of discharge lamps La having different rated powers or a value in the vicinity of the rated value. The other discharge lamp La is configured to have a rated value or a value in the vicinity of the rated value according to the output voltage from the DC power source E1.
[0005]
The
[0006]
In such a conventional discharge lamp lighting device, any of the discharge lamps La that can be supplied with rated power from the inverter Inv ′ by the control circuit unit 90 and have different rated powers is connected to the
[0007]
Here, the relationship between the voltage V and current I output from the inverter Inv ′ and the relationship between the lamp voltage Vla of the discharge lamp La and the lamp current Ila will be briefly described.
[0008]
The relationship between the voltage V output from the inverter Inv ′ and the current I is, for example, when the resistance value of the resistor is changed from 0 to infinity when the impedance of the discharge lamp La is assumed to be a resistor, for example, FIG. As shown by the curve A in FIG. 25, the voltage V decreases as the current I increases. As shown by the curves A ′, B, and B ′ in FIG. 25 according to the output voltage Vdc of the DC power supply unit E1. Each is different.
[0009]
Further, the relationship between the lamp voltage Vla and the lamp current Ila in the discharge lamp La1 among a plurality of types of discharge lamps La having different rated powers is, for example, as shown by the curve C in FIG. Shows a relationship that gradually decreases. However, the relationship between the discharge lamp La1 and the discharge lamp La2 having a different rated power is that the lamp voltage Vla gradually decreases as the lamp current Ila increases, as shown by the curve D in FIG. Even if it exists, it is different from the case of the above-mentioned discharge lamp La1.
[0010]
Next, the operation when the two discharge lamps La1 and La2 having different rated powers are mounted on a conventional discharge lamp lighting device including the inverter Inv ′ will be briefly described.
[0011]
First, the output voltage Vdc of the DC power supply E1 is set to a predetermined value in advance, and the relationship between the voltage V and current I of the inverter Inv ′ is as shown by a curve A in FIG. When the discharge lamp La1 is connected to the
[0012]
When the discharge lamp is replaced from the discharge lamp La1 to the discharge lamp La2, the lamp voltage Vla and the lamp current Ila indicated by the point c where the curves A and D intersect is supplied to the discharge lamp La2, and the discharge lamp La2 is turned on. . However, the power supplied to the discharge lamp La2 by the lamp voltage Vla and the lamp current Ila becomes too much higher than the rated power of the discharge lamp La2.
[0013]
Therefore, for example, when the value of the lamp voltage Vla is increased, the control circuit unit 90 determines that the discharge lamp La2 is connected, and controls the DC power supply unit E1 to reduce the output voltage Vdc, thereby reducing the inverter Inv ′. The relationship between the voltage V and the current I is changed to a curve A ′ in FIG. As a result, the lamp voltage Vla and the lamp current Ila indicated by the point b where the curves A ′ and D intersect are supplied to the discharge lamp La2. Here, the control circuit 90 reduces the output power Vdc so that the lamp voltage Vla and the lamp current Ila become the rated voltage value and the rated current value of the discharge lamp La2. Thereby, the rated power is supplied to the discharge lamp La2, and the discharge lamp La2 is fully lit.
[0014]
As described above, the control circuit unit 90 controls the DC power supply unit E1, so that even if the discharge lamps La1 and La2 having different rated powers are connected to the
[0015]
The discharge lamp lighting device changes the output voltage Vdc of the DC power supply unit E1 in accordance with a dimming signal from the outside instructing the dimming ratio of the discharge lamps La1 and La2, and makes the output of the inverter Inv ′ variable. Thus, the electric power supplied to the discharge lamps La1 and La2 is adjusted, and the discharge lamps La1 and La2 are dimmed.
[0016]
For example, the discharge lamps La1 and La2 are all lit with the output voltage Vdc from the DC power supply E1 by operating a dimming unit (not shown) provided outside to output a dimming signal. When the discharge lamp La1 is lit, the relationship between the voltage V and the current I of the inverter Inv ′ is changed from the curve A shown in FIG. When La2 is turned on, the curve A ′ shown in FIG. 25 is changed to, for example, the curve B ′. As a result, the discharge lamp La1 is lit at the lamp voltage Vla and the lamp current Ila indicated by the point a ′, instead of being lit at the lamp voltage Vla and the lamp current Ila indicated by the point a. The power is reduced and the light is adjusted. Similarly to the discharge lamp La1, the discharge lamp La2 is lit at the lamp voltage Vla and the lamp current Ila indicated by the point b ′, and is in a dimming state.
[0017]
In the above conventional example, the power supplied to the discharge lamps La1 and La2 is adjusted by changing the output voltage Vdc of the DC power supply unit E1, so the frequency of the AC voltage output from the inverter Inv ′ is changed. Therefore, there is an advantage that the control circuit of the inverter Inv ′ is simple and noise countermeasures are easy.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, for example, as shown in FIG. 26, when each of the discharge lamps La1 and La2 is connected, it is preferable that the light output ratio Lr with respect to the output voltage ratio Vr of the DC power supply unit E1 is substantially equal.
[0019]
Here, the output voltage ratio Vr of the DC power supply unit E1 is the output voltage at the time of dimming with respect to the value of the output voltage Vdc of the DC power supply unit E1 required for supplying rated power and lighting all the discharge lamps La1 and La2. It is a ratio of the value of Vdc, and the light output ratio Lr is the ratio of the light output at the time of dimming to the light output when all the discharge lamps La1 and La2 are turned on.
[0020]
That is, since the output voltage ratio Vr changes according to the dimming ratio of the dimming signal output by operating the dimming unit, the discharge lamps La1 and La2 are the same for the same dimming ratio of the dimming signal. It is better to dimm to the extent, and this improves usability.
[0021]
For example, when the discharge lamps La1 and La2 have the same dimming ratio and the output voltage ratio Vr is about 30%, the light output ratios Lr of the discharge lamps La1 and La2 are both about 50%. It becomes.
[0022]
However, in the above conventional example, although the discharge lamps La1 and La2 can be fully lit at their rated powers, the light output ratio Lr with respect to the dimming ratio of the same dimming signal in each of the discharge lamps La1 and La2 during dimming. There was a problem that a big difference would occur. Such a problem has been confirmed by experiments of the present inventors.
[0023]
For example, as shown in FIG. 27, it is a compact type dedicated to high-frequency lighting and is a discharge lamp La24 (FHT24 classified by JIS C7601) with a rated power of 24 [W], and a similar compact type with a rated power of 32 [ W] discharge lamp La32 (FHT32 classified according to JISC 7601) is connected to the above conventional example, the output voltage Vdc is increased from about 400 [V] to 200 to 300 [V] by the dimming signal. When the dimming is reduced and the dimming is deepened, the dimming ratio of the dimming signal in each of the discharge lamps La24 and La32, that is, the difference in the light output ratio Lr with respect to the output voltage Vdc gradually increases as the output voltage Vdc decreases.
[0024]
The present invention aims to solve the above problems, and provides a discharge lamp lighting device in which variation in dimming in each of a plurality of discharge lamps having different rated powers is suppressed over a substantially entire range of dimming states. provide.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a DC power supply unit that makes a DC output voltage variable, and an output voltage from the DC power supply unit is converted into an AC voltage, and each of the output voltage and current is output. The value is set so as to be one of the rated values of at least two types of discharge lamps having different rated powers or a value in the vicinity of the rated value, and other discharge lamps are set according to the output voltage from the DC power supply unit. Any one of the rated value of the electric lamp or the conversion unit configured to be a value close to the rated value and the discharge lamp capable of supplying the rated power from the conversion unit is connected, and the AC voltage from the conversion unit is A load circuit unit to be applied, a control circuit unit for controlling the DC power supply unit in accordance with a dimming signal from the outside instructing the dimming ratio of the discharge lamp, and changing the output voltage of the DC power supply unit; and a conversion unit What is the discharge lamp that can supply the rated power from Determining means for determining whether or not the discharge lamp is connected to the load circuit section, and the output voltage from the DC power supply section is increased or decreased based on the determination result of the determining means and the dimming ratio of the dimming signal When a discharge lamp having a different rated power is connected, it is determined which discharge lamp is connected by the determining means, and the rated power is supplied to the connected discharge lamp. All the lights are turned on, and at the time of dimming, the correcting means corrects the output voltage of the DC power supply unit based on the determination result and the dimming ratio of the dimming signal, thereby allowing a plurality of discharge lamps having different rated powers to be corrected. The variation in the light control in each can be kept small over substantially the entire range of the light control state.
[0026]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the correction means sets a correction amount for increasing or decreasing the output voltage from the DC power supply unit to a substantially constant value, and a plurality of discharge lamps having different rated powers. When the difference in the light output ratios of the discharge lamps corresponding to the dimming ratios of the dimming signals in each of the lamps is different by a substantially constant value, the variation in dimming can be further suppressed.
[0027]
According to a third aspect of the invention, in the invention of the second aspect, the correction means sets the correction amount to about 20 V, and has the same effect as the invention of the second aspect.
[0028]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the correction means varies a correction amount for increasing / decreasing the output voltage from the DC power supply unit according to a dimming ratio of the dimming signal, and the output by the dimming signal. The correction amount is increased as the voltage decreases, and the difference in the light output ratio of the discharge lamp corresponding to the dimming ratio of the dimming signal in each of the plurality of discharge lamps having different rated power is determined by the dimming signal. When the output voltage increases as it decreases, the variation in light control can be further suppressed.
[0029]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the correction means varies the correction amount for increasing or decreasing the output voltage from the DC power supply unit according to the dimming ratio of the dimming signal, and at least peaks the correction amount. When there is a peak in the difference in the light output ratio of the discharge lamp corresponding to the dimming ratio of the dimming signal in each of a plurality of discharge lamps having different rated power, the variation in dimming is further suppressed. Can do.
[0030]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the correcting means negatively decreases the output voltage from a positive correction that increases the output voltage from the DC power supply unit in accordance with the dimming ratio of the dimming signal. The light of the discharge lamp corresponding to the dimming ratio of the dimming signal in each of a plurality of discharge lamps having different rated powers, characterized in that it is changed to correction of the direction or changed from correction of the negative direction to correction of the positive direction. When the magnitude relation of the output ratio is switched according to the dimming signal, the variation in dimming can be further suppressed.
[0031]
The invention of claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the correction means is constituted by a microcomputer and corresponds to a correction amount for increasing or decreasing the rated power of the plurality of discharge lamps and the output voltage from the DC power supply unit. A storage unit for storing the numerical data, and the rated power and the numerical data stored in the storage unit according to the determination result of the determination unit, and performing arithmetic processing based on the rated power, the numerical data, and the dimming signal And a control circuit unit that increases or decreases the output voltage of the DC power supply unit according to the result of the arithmetic processing in the arithmetic processing unit. In addition, the correction amount can be arbitrarily set according to the discharge lamp by storing the rated power and the numerical data in the storage unit.
[0032]
The invention according to
[0033]
The invention of claim 9 is the discharge lamp according to any one of claims 1 to 7, wherein the converter is capable of supplying rated power, and the discharge lamp is a compact discharge lamp dedicated to high frequency lighting having a rated power of about 24 W, and rated power. Is a compact discharge lamp dedicated to high-frequency lighting of about 42 W, and has the same effect as the invention of any one of claims 1 to 7.
[0034]
A tenth aspect of the present invention is the discharge lamp capable of supplying rated power to the conversion unit according to any one of the first to seventh aspects, wherein the discharge lamp is a compact discharge lamp dedicated to high frequency lighting having a rated power of about 24 W, and a rated power. Is a compact discharge lamp dedicated to high-frequency lighting with a rated power of about 42 W, and is the same as any one of claims 1 to 7 Has the effect of.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the present embodiment includes a DC power supply unit E1 that makes the DC output voltage Vdc variable, an inverter Inv that converts the output voltage Vdc from the DC power supply unit E1 into an AC voltage, A
[0036]
The DC power supply unit E1 includes an AC power supply Vs, a rectifier DB that rectifies an output from the AC power supply Vs, for example, a diode bridge, and a switching element Q1 such as an FET connected to both output terminals of the rectifier DB and a diode D1. The circuit includes a series circuit, a series circuit of an inductor L1 and a switching element Q2 connected in parallel to the diode D1, and a series circuit of a diode D2 and a capacitor C1 connected in parallel to the switching element Q2. This DC power supply unit E1 is a so-called two-stone type step-up / step-down chopper, and the switching elements Q1 and Q2 are turned on / off at a high frequency at the
[0037]
The inverter Inv includes a series circuit of switching elements Q3 and Q4 such as FETs connected in parallel to the capacitor C1 of the DC power supply unit E1, and a DC cut capacitor C2 whose one end is connected to the connection point of the switching elements Q3 and Q4. And a drive control circuit 1 that controls the switching elements Q3 and Q4 to drive on / off. The inverter Inv is turned on / off repeatedly by the drive control circuit 1 so that either one of the switching elements Q3, Q4 is turned on and the other is turned off, so that the output voltage Vdc of the DC power supply unit E1 is changed to an AC voltage. Convert and output to the
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
The dimmer 11 includes, for example, a rotary switch, a slide switch, and the like, and a dimming ratio that is a dimming ratio of the discharge lamp La according to the position where the operation unit of the switch is rotated or slid. A dimming signal is output to indicate Here, in this embodiment, the dimming signal is a rectangular wave signal having a substantially constant frequency, and the dimming ratio is set to on duty, and the dimming ratio of the dimming signal is 0 [%], that is, the on duty is 0 [ %], The
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
Regarding the operation of this embodiment, among the discharge lamps La that can be supplied with the rated power from the inverter Inv, the discharge lamp La3 and the discharge lamp La4 that has a higher rated power than the rated power of the discharge lamp La3 are connected to each other. A case will be described as an example.
[0044]
First, the voltage value of the DC power source E2 of the
[0045]
When the discharge lamp La4 is connected, the
[0046]
And when dimming the discharge lamp La4, the dimmer 11 is operated. As a result, a dimming signal having a dimming ratio exceeding 0% is output from the dimmer 11 and the
[0047]
When the discharge lamp La3 is connected, the
[0048]
In the case of the conventional example, for example, as shown in FIG. 3, in each case of the discharge lamps La3 and La4 having different rated powers, the dimming ratio of the dimming signal is made the same and the output voltage ratio Vr is made equal. Nevertheless, when the output voltage ratio Vr is reduced by the dimming signal and the dimming is deepened, the difference er of the light output ratio Lr may increase. That is, in each case of the discharge lamps La3 and La4, the dimming varies with respect to the dimming ratio of the same dimming signal. For example, when the discharge lamps La3 and La4 are connected to each other and the dimming ratio of the dimming signal is the same and the output voltage ratio Vr is set to Vr1, the light output ratio Lr of the discharge lamp La4 is about 50%. However, in the discharge lamp La3, the light output ratio Lr does not become about 50 [%] but becomes 50 [%] or more, and the light output ratio Lr is different with respect to the dimming ratio of the same dimming signal. .
[0049]
However, in the present embodiment, when the discharge lamp La3 is dimmed, the dimmer 11 is operated to output a dimming signal having a dimming ratio exceeding 0% as described above. The
[0050]
As a result, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a curve indicating the relationship between the output voltage ratio Vr and the light output ratio Lr when the discharge lamp La3 is connected is shown in the direction indicated by the arrow in FIG. As if they were translated, the light output ratio Lr with respect to the dimming ratio of the same dimming signal in each case of the discharge lamps La3 and La4 was superimposed on the curve indicating the relationship when the discharge lamp La4 was connected. By reducing the difference, it is possible to reduce the variation in light control over a substantially entire range of the light control state. For example, as shown in FIG. 3, even if a dimming signal having a dimming ratio substantially the same as when the discharge lamp La4 is dimmed at a light output ratio Lr of about 50 [%] is output from the dimmer 11, Since the output voltage Vdc is reduced by the correction signal when the lamp La3 is connected, the output voltage ratio Vr is set to Vr2 smaller than Vr1, and the light output ratio Lr is set to about 50 which is the same as when the discharge lamp La4 is connected. [%].
[0051]
In addition, this embodiment is a compact type dedicated to high-frequency lighting, which has been tested and compared in the conventional example, and a discharge lamp La24 with a rated power of about 24 [W], and a similar compact type with a rated power of about 32. When the same experiment as in the conventional example was performed by connecting each of the [W] discharge lamps La32, as shown in FIG. 5, the variation in the dimming in each of the discharge lamps La24 and La32 was adjusted more than in the conventional example. It was confirmed that it can be kept small over the entire range of light conditions.
[0052]
Here, in the above-described experiment, the output voltage Vdc of the DC power supply unit E1 is variable from about 50 [V] to about 400 [V] by operating the dimmer 11 to change the dimming ratio of the dimming signal. The dimmer 11 is set so that the correction amount is such that the
[0053]
Moreover, even if a discharge lamp La42 (FHT42 classified by JIS C7601), which is a compact lamp for high-frequency lighting with a rated power of 42 [W], is connected instead of the discharge lamp La32, FIG. 6 and FIG. As shown, variation in dimming in each of the three discharge lamps La24, La32, La42 can be kept small over the entire range of dimming states. 5 to 7, in order to compare the light output ratio Lr to the dimming signal having the same dimming ratio in each of the discharge lamps La24, La32, and La42, the light of each discharge lamp La32 and La42 with respect to the output voltage Vdc. The output ratio Lr is compared with the light output ratio Lr of the discharge lamp La24 with respect to the output voltage Vdc that is about 20 [V] smaller than the output voltage Vdc.
[0054]
By the way, in the present embodiment, when the
[0055]
In the present embodiment, the DC power supply E1 is configured as a so-called two-stone buck-boost chopper. However, if the DC voltage output to the inverter Inv is variable, it is configured as a step-down chopper circuit or a boost chopper circuit. Also good.
(Embodiment 2)
By the way, in the first embodiment, by setting the correction amount for increasing / decreasing the output voltage Vdc to a substantially constant value, the variation in dimming in each of the plurality of discharge lamps having different rated powers is spread over almost the entire range of the dimming state. However, depending on the discharge lamp, there may be a case where the variation in dimming cannot be suppressed even if the correction amount is set to a substantially constant value.
[0056]
For example, as shown in FIG. 8, in each of the discharge lamps La3 and La4, the difference in the light output ratio Lr increases as the output voltage Vdc of the DC power supply E1, that is, the output voltage ratio Vr, decreases due to the dimming signal. In such a case, even if the correction amount is set to a substantially constant value, the variation in light control cannot be suppressed to a small level.
[0057]
Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, the
[0058]
As shown in FIG. 11, the correction
[0059]
Here, the operation of the correction
[0060]
When the dimming signal output from the dimmer 11 is at the L level, the photocoupler PC makes the non-inverting input terminal of the comparator CP2 ungrounded, and the control power supply Vcc is input to the non-inverting input terminal. As a result, the value of the voltage input to the non-inverting input terminal of the comparator CP2 becomes larger than the value of the voltage input to the inverting input terminal from the DC power supply E4, and the comparator CP2 outputs an H level signal to Turn on Q5. Thereby, the electric charge stored in the capacitor C6 is discharged through the resistor R5, and the voltage across the capacitor C6 becomes about 0 [V].
[0061]
When the dimming signal output from the dimmer 11 is at the H level, the photocoupler PC grounds the non-inverting input terminal of the comparator CP2. As a result, the value of the voltage input to the non-inverting input terminal of the comparator CP2 becomes smaller than the voltage value input to the inverting input terminal from the DC power supply E4, and the comparator CP2 outputs an L level signal to output the transistor Q5. Turn off. As a result, the capacitor C6 is charged via the resistor R6 by the control power supply Vcc.
[0062]
The dimming signal output from the dimmer 11 is a rectangular wave signal having a frequency of about 1 kHz and a variable dimming ratio D.
[0063]
Therefore, the correction amount conversion voltage V of the correction
[0064]
In the present embodiment, by providing the correction
(Embodiment 3)
Incidentally, in the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 12, the variation in dimming is suppressed by increasing the correction amount as the output voltage ratio Vr decreases. For example, as shown in FIG. In each of the discharge lamps La5 and La6 having different rated powers, the difference in the light output ratio Lr gradually increases as the output voltage ratio Vr becomes smaller due to the dimming ratio D of the dimming signal. The difference between the light output ratios Lr of the discharge lamps La5 and La6 corresponding to the dimming ratio D of the same dimming signal is reduced so that the difference between the light output ratios Lr becomes smaller when the output voltage ratio Vr becomes smaller thereafter. When there is a peak, if the correction amount is monotonously increased as the output voltage ratio Vr is decreased, the variation in dimming may not be suppressed.
[0065]
Therefore, in the present embodiment, the correction amount conversion voltage V output from the correction
[0066]
As shown in FIG. 15, the correction
[0067]
The operation of the correction
[0068]
First, the voltage Vc6 across the capacitor C6 is inverted by the operational amplifier OP2 with a gain of about 1 through the operational amplifier OP1.
[0069]
Next, if the sum of the output voltage value of the operational amplifier OP2 and the output voltage value of the DC power supply E5 is positive by the limit circuit composed of the diodes D5 and D6, that is, the value of the voltage Vc6 across the capacitor C6 is DC. When it is smaller than the value of the output voltage of the power supply E5, the operational amplifier OP4 inverts and amplifies the voltage input to the inverting input terminal based on the output voltage of the operational amplifier OP2. If the sum of the output voltage value of the operational amplifier OP2 and the output voltage value of the DC power supply E5 is negative, that is, if the value of the voltage Vc6 across the capacitor C6 is greater than the output voltage value of the DC power supply E5, the operational amplifier OP4 inverts and amplifies the voltage input to the inverting input terminal based on the output voltages from the operational amplifiers OP2 and OP3 and outputs the result.
[0070]
Thus, the correction
[0071]
The ratio S1 of the change amount of the output voltage from the operational amplifier OP4 to the change amount of the voltage Vc6 across the capacitor C6 when the value of the voltage Vc6 across the capacitor C6 is smaller than the value of the output voltage of the DC power supply E5 is a resistance. When the resistance values of R11 and R14 are R11 ′ and R14 ′, respectively, S1 = R14 ′ / R11 ′. On the other hand, when the value of the both-end voltage Vc6 is larger than the value of the output voltage of the DC power supply E5, the ratio S2 of the change amount of the output voltage from the operational amplifier OP4 to the change amount of the both-end voltage Vc6 of the capacitor C6 is represented by resistors R13 and R14. Are represented by S2 = R14 ′ (1 / R11′−1 / R13 ′).
[0072]
Here, when S1 = 1 and S2 = −1 and the dimming ratio D of the dimming signal is about 50%, the correction amount conversion voltage V of the correction
[0073]
In this embodiment, by providing the correction
(Embodiment 4)
By the way, in the third embodiment, as shown in FIG. 13, the correction amount is increased as the output voltage ratio Vr decreases to a predetermined value, and conversely when the output voltage ratio Vr becomes further smaller than the predetermined value. Although the variation in dimming was suppressed by reducing the amount, for example, as shown in FIG. 16, the output voltage corresponding to the dimming ratio D of the dimming signal in each of the discharge lamps La7 and La8 having different rated powers. When the ratio Vr is larger than a predetermined value, the light output ratio Lr of the discharge lamp La7 is larger than the light output ratio Lr of the discharge lamp La8, and when the output voltage ratio Vr is smaller than the predetermined value, the discharge lamp La8 is reversed. The light output ratio Lr of the discharge lamps La7 and La8 corresponding to the dimming ratio D of the dimming signal is such that the light output ratio Lr of the discharge lamp La7 is larger than the light output ratio Lr of the discharge lamp La7. Depending on When an alternative is than have to increase or decrease the correction amount as in Embodiment 3, it may not be suppressed to a small variation in dimming.
[0074]
Therefore, in the present embodiment, the correction amount conversion voltage V output from the correction
[0075]
As shown in FIG. 18, the correction
[0076]
In the present embodiment, by providing the correction
(Embodiment 5)
Since the basic configuration in the present embodiment is the same as that in the third embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only the portions that are characteristic of the present embodiment will be described in detail.
[0077]
In the third embodiment, the correction amount is increased as the output voltage ratio Vr is decreased to a predetermined value by the dimming signal, and when the output voltage ratio Vr is decreased beyond the predetermined value, the correction amount is decreased. .
[0078]
However, depending on the discharge lamp, when the output voltage ratio Vr is further reduced, the magnitude relationship of the light output ratio Lr with other discharge lamps may be switched as described in the fourth embodiment.
[0079]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 19, the correction amount conversion voltage V increases substantially proportionally with the increase of the dimming ratio D of the dimming signal, and conversely when the dimming ratio D becomes Da or more. As the dimming ratio D increases, it decreases approximately proportionally, and when the dimming ratio D becomes Db or more, it changes from a positive value to a negative value as in the fourth embodiment, and further decreases as the dimming ratio D increases. Thus, the correction
[0080]
The circuit configuration of the correction
[0081]
As a result, the
[0082]
In the present embodiment, by providing the correction
(Embodiment 6)
Since the basic configuration in this embodiment is the same as that in Embodiments 1 to 5, common portions are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only portions that are characteristic of this embodiment will be described in detail.
[0083]
The
[0084]
For example, when the rated power differs between the discharge lamps La9 and La10, the rated power is stored in the data table of the
[0085]
Further, when the light output ratio Lr with respect to the output voltage ratio Vr corresponding to the dimming signal in each of the discharge lamps La9 and La10 is different as shown in FIG. 21, for example, the data table of the
[0086]
When it is determined by the
[0087]
As described above, in the present embodiment, the
[0088]
By the way, in this embodiment, the value of the voltage V of the correction signal corresponding to the dimming ratio D of the dimming signal in each discharge lamp La is stored in the
(Embodiment 7)
Since the basic configuration in the present embodiment is the same as that in the sixth embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only the portions that characterize the present embodiment will be described in detail.
[0089]
In the present embodiment, as shown in FIG. 23, the
[0090]
The lamp voltage detection circuit 40a includes the switching element SW1 of the
[0091]
Further, the
[0092]
Further, the inverter Inv includes only the drive circuit 1a for turning on / off the switching elements Q3 and Q4 in place of the drive control circuit 1, and causes the
[0093]
In the present embodiment, as described above, the function of each component is realized by a microcomputer, so that the size can be further reduced as compared with the sixth embodiment.
[0094]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a direct current power supply unit that makes the direct current output voltage variable, an output voltage from the direct current power supply unit is converted into an alternating current voltage, and the output voltage and current have at least different rated power values. The rated value of one of the two types of discharge lamps or a value close to the rated value is set, and the rated value of the other discharge lamp or the rated value according to the output voltage from the DC power supply unit A load circuit unit to which an AC voltage from the converter unit is applied by connecting any one of the discharge lamps that can be supplied with rated power from the converter unit, The DC power supply unit is controlled in accordance with an external dimming signal that indicates the dimming ratio of the discharge lamp, and the control circuit unit that changes the output voltage of the DC power supply unit, and the discharge that can supply the rated power from the conversion unit. Which of the lamps is connected to the load circuit Determination means for determining whether or not the output voltage is corrected, and a correction means for correcting the output voltage by increasing or decreasing the output voltage from the DC power supply unit based on the determination result of the determination means and the dimming ratio of the dimming signal. Therefore, when connecting discharge lamps with different rated power, it is determined which discharge lamp is connected by the discriminating means, supplying the rated power to the connected discharge lamp and lighting it all, and at the time of dimming, Based on the determination result and the dimming ratio of the dimming signal, the correction means corrects the output voltage of the DC power supply unit, thereby reducing the variation in dimming in each of the plurality of discharge lamps having different rated powers. There is an effect that it can be kept small over the entire range.
[0095]
In the invention of claim 2, since the correction means sets the correction amount for increasing or decreasing the output voltage from the DC power supply unit to a substantially constant value, the dimming ratio of the dimming signal in each of the plurality of discharge lamps having different rated powers. When the difference in the light output ratio of the discharge lamps corresponding to is different by a substantially constant value, there is an effect that the variation in light control can be further suppressed.
[0096]
The invention according to claim 3 has the same effect as that of the invention according to claim 2 because the correction means sets the correction amount to about 20V.
[0097]
According to a fourth aspect of the present invention, the correction means varies the correction amount for increasing or decreasing the output voltage from the DC power supply unit according to the dimming ratio of the dimming signal, and the correction amount as the output voltage decreases due to the dimming signal. Therefore, when the difference in the light output ratio of the discharge lamp corresponding to the dimming ratio of the dimming signal in each of the plurality of discharge lamps with different rated powers increases as the output voltage decreases due to the dimming signal There is an effect that variations in light control can be further suppressed.
[0098]
According to the invention of
[0099]
In the invention of claim 6, the correction means changes from a positive correction for increasing the output voltage from the DC power supply unit according to a dimming ratio of the dimming signal to a negative correction for decreasing the output voltage. Alternatively, since the correction in the negative direction is changed to the correction in the positive direction, the magnitude relationship of the light output ratio of the discharge lamp corresponding to the dimming ratio of the dimming signal in each of the plurality of discharge lamps having different rated power is In the case of switching according to the above, there is an effect that variation in light control can be further suppressed.
[0100]
According to a seventh aspect of the present invention, the correction means is constituted by a microcomputer, and stores a numerical data corresponding to a rated power of a plurality of discharge lamps and a correction amount for increasing or decreasing an output voltage from the DC power supply section, and a determination means. An arithmetic processing unit that reads out the rated power and the numerical data stored in the storage unit according to the determination result, and performs arithmetic processing based on the rated power, the numerical data, and the dimming signal. Since the output voltage of the DC power supply unit is increased or decreased in the control circuit unit in accordance with the calculation processing result, the correction unit is configured by a microcomputer, so that downsizing can be achieved, and the rated power and the numerical data are stored in the storage unit. Is stored, and the correction amount can be arbitrarily set according to the discharge lamp.
[0101]
According to the invention of
[0102]
According to the ninth aspect of the present invention, the discharge lamp to which the converter can supply the rated power includes a compact discharge lamp dedicated to high frequency lighting having a rated power of about 24 W and a compact discharge lamp dedicated to high frequency lighting having a rated power of about 42 W. Since it is an electric lamp, it has the same effect as any one of the inventions of claims 1-7.
[0103]
According to the tenth aspect of the present invention, the discharge lamp capable of supplying the rated power by the converter is a compact discharge lamp dedicated to high frequency lighting having a rated power of about 24 W and a compact discharge lamp dedicated to high frequency lighting having a rated power of about 32 W. Since it is an electric lamp and a compact discharge lamp dedicated to high-frequency lighting having a rated power of about 42 W, the same effects as those of any one of claims 1 to 7 can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the above.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram showing a case where the same correction is not performed.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram when the same correction is performed.
FIG. 5 is an operation state diagram showing the operation result of the above.
FIG. 6 is an operation state diagram showing another operation result of the above.
FIG. 7 is an operation state diagram showing still another operation result of the above.
FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the second embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the main part of the above.
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the correction amount conversion circuit of the above.
FIG. 11 is a schematic circuit diagram of the same correction amount conversion circuit.
FIG. 12 is another operation explanatory diagram of the above.
FIG. 13 is an operation explanatory diagram of the third embodiment.
FIG. 14 is an operation explanatory diagram of the correction amount conversion circuit of the above.
FIG. 15 is a schematic circuit diagram of the same correction amount conversion circuit.
FIG. 16 is an operation explanatory diagram of the fourth embodiment.
FIG. 17 is an operation explanatory diagram of the correction amount conversion circuit of the above.
FIG. 18 is a schematic circuit diagram of the correction amount conversion circuit of the above.
FIG. 19 is an operation explanatory diagram of a correction amount conversion circuit according to the fifth embodiment.
FIG. 20 is a main part schematic configuration diagram showing a sixth embodiment;
FIG. 21 is an operation explanatory view showing the operation of the above.
FIG. 22 is an operation explanatory diagram showing another operation of the above.
FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing a seventh embodiment.
FIG. 24 is a schematic configuration diagram showing a conventional example.
FIG. 25 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 26 is an explanatory diagram of another operation of the above.
FIG. 27 is an operational state diagram showing the experimental results of the above.
[Explanation of symbols]
10 Load circuit section
11 Dimmer
20 Control circuit section
30 Correction circuit
40 Lamp discrimination circuit
La discharge lamp
Claims (10)
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