JP5122838B2 - Discharge lamp lighting device and lighting fixture - Google Patents
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Description
本発明は複数の放電灯を高周波で点灯させ、且つ低光束まで連続的に調光できる放電灯点灯装置及びこれを用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device capable of lighting a plurality of discharge lamps at a high frequency and continuously adjusting light to a low luminous flux and a lighting fixture using the same.
従来、複数の放電灯を広範囲にわたり連続的に調光が可能なインバータ式の点灯装置を用いて、複数灯の同じ種類の放電灯を点灯させた場合、各々の放電灯の光出力は本来なら同じになるはずであるが、通常、回路素子のばらつきや放電灯の特性ばらつき等によって光出力に差が生じることが知られている。この光出力の差は、光出力が大きい場合、例えば、放電灯が定格点灯に近いところで点灯されている時には放電灯間の光出力差は目立ちにくい。これは、放電灯の定格出力時に、ランプ輝度が高く、微小な光出力差を眼で認識できないため、小さな差であれば、さほど問題とならないためである。しかし、放電灯の定格点灯時に比べて、深く調光した場合(例えば光出力比5%以下)、ランプ輝度は低下し微小な光出力差に対しても、その差を眼で認識することができ、放電灯間の光出力の差が目立つようになる。 Conventionally, when an inverter-type lighting device capable of continuously dimming a plurality of discharge lamps over a wide range is used to turn on the same type of discharge lamps, the light output of each discharge lamp is not normal. Although it should be the same, it is generally known that there is a difference in light output due to variations in circuit elements, variations in characteristics of discharge lamps, and the like. When the light output is large, for example, when the discharge lamp is lit near the rated lighting, the difference in light output is less noticeable between the discharge lamps. This is because the lamp brightness is high at the rated output of the discharge lamp and a minute light output difference cannot be recognized with the eyes, so that a small difference does not cause a problem. However, when dimming deeper than when the discharge lamp is rated on (for example, the light output ratio is 5% or less), the lamp brightness decreases and even a small difference in light output can be recognized by the eyes. The difference in the light output between the discharge lamps becomes conspicuous.
この問題を解決するために、例えば、図10に示すような点灯装置が特許第3291852号(特許文献1)で提案されている。この装置は、2灯の放電灯11,12をバランサTを介して高周波電源10の出力に並列接続している。このようなバランサTを用いた並列点灯方式の場合、バランサTは2灯のランプ電流を等しくなるようにする機能の他に、始動時において双方の放電灯11,12に充分な始動電圧を供給する機能がある。すなわち、通常、放電灯の始動時には、2灯の放電灯11,12の始動電圧のばらつきなどによって、どちらか一方の放電灯が先に放電を開始する。この時、点灯した放電灯の等価インピーダンスが小さくなることによって、バランサTが無い場合には、もう一方の放電灯が始動するのに充分な電圧を得ることができずに、一方の放電灯のみしか点灯させることができなくなる。ここで、バランサTを挿入することによって、一方の放電灯が先に放電を開始した時に、バランサTには点灯した方の放電灯に接続された巻線に電流が流れることによって、もう一方の巻線に電圧が誘起され、もう一方の放電灯にも充分な始動電圧を供給することができるのである。
In order to solve this problem, for example, a lighting device as shown in FIG. 10 is proposed in Japanese Patent No. 3291852 (Patent Document 1). In this apparatus, two
しかし、バランサTの特性(主に2つの巻線のインダクタンス値の差)によって、光出力差が生じる。2灯の同じ種類の放電灯を点灯させる場合、2つの放電灯のランプ電流を等しくしなければならないため、バランサの2巻線のインダクタンス値を等しく設計する必要がある。しかし、バランサの構造によっては、2巻線のインダクタンス値に大きな差が生じたり、ばらつきが生じる場合があり、これが光出力差の原因となる。 However, the optical output difference is caused by the characteristics of the balancer T (mainly the difference between the inductance values of the two windings). When two discharge lamps of the same type are lit, the lamp currents of the two discharge lamps must be made equal, so the inductance values of the two windings of the balancer must be designed to be equal. However, depending on the structure of the balancer, there may be a large difference or variation in the inductance values of the two windings, which causes a difference in optical output.
特許文献1では、バランサTは、図11に示すように、第1の巻線N1と第2の巻線N2を交互に巻き上げることにより、2つの巻線N1,N2の中を通る磁束をほぼ等しくして、インダクタンス成分の差を小さくしたものである。このボビンBはE型のコアEcに装着され、ギャップ紙Gpを介してI型のコアIcを接合して磁気回路を構成している。このように構成されたバランサTを介して高周波電源10の出力に放電灯11,12を並列接続することによって、回路構成が簡単で、また、各放電灯の光出力の差を低減することができる。
In Patent Document 1, as shown in FIG. 11, the balancer T generates almost the magnetic flux passing through the two windings N1 and N2 by alternately winding the first winding N1 and the second winding N2. The difference between the inductance components is reduced by making them equal. The bobbin B is mounted on an E-type core Ec, and forms a magnetic circuit by joining the I-type core Ic via a gap paper Gp. By connecting the
図12は図10の放電灯点灯装置の出力電圧の周波数特性である。先行予熱時には、放電灯11,12がまだ放電を開始していないため、通常、(a)に示すカーブのように、放電灯の等価インピーダンスは非常に大きな値(Rla≒∞)となっている。frは無負荷共振周波数である。ここで、先行予熱時の発振周波数をfyとすると、動作点は図12のA点となる。この時の二次電圧Vyは、放電灯がコールドスタートしないような低い電圧となるように設定されている。
FIG. 12 shows frequency characteristics of output voltage of the discharge lamp lighting device of FIG. Since the
次に、先行予熱時間が経過すると、発振周波数を下げて放電灯の始動に充分な電圧まで出力電圧を大きくする。この時の発振周波数をfstrとする。動作点は図12のB点となる。この時の二次電圧Vsが放電灯の始動電圧以上の電圧となるように発振周波数fstrを設定する。双方の放電灯が放電を開始するとランプの等価インピーダンスは小さくなり、点灯時の出力電圧の周波数特性は図12の(d)に示すカーブへと変化する。
特許文献1の技術において、特に光出力比5%以下までの深い調光を行う場合や周囲温度が低下し、放電灯の照度が低下した場合等を考慮すると、バランサTのインダクタンス値を2灯間の光出力差が目立たないレベルまで充分に大きくする必要がある。しかし、バランサTのインダクタンス値が大きすぎると、放電灯11,12の光出力差は低減されるが、例えば放電灯を始動させる際に、一方の放電灯が正常に始動しない場合など、一方の放電灯にのみ電流が発生することで、放電灯を含む共振回路の等価回路は図7(b)に示す回路となり、バランサの巻線のインダクタンスL1とコンデンサC3によって、先行予熱時とは異なる新たな共振回路が生じることになる。この1灯のみ点灯した状態での装置の出力電圧の周波数特性は図12の(b)に示すカーブとなる。この時の始動時の発振周波数fstrにおける動作点はB点からB’点へと変化し、もう一方の放電灯に必要とされる始動電圧以上の過大な高電圧ストレスが発生してしまう。よって、深い調光時における光出力差を低減するために、バランサTのインダクタンス値を大きくした場合には、この高電圧ストレスによって回路素子が破壊する可能性があった。
In the technique of Patent Document 1, considering the case where deep light control is performed to a light output ratio of 5% or less, or when the ambient temperature decreases and the illuminance of the discharge lamp decreases, the inductance value of the balancer T is set to two. It is necessary to sufficiently increase the optical output difference between them to a level where it is not noticeable. However, if the inductance value of the balancer T is too large, the light output difference between the
本発明は広範囲にわたり連続的に調光が可能なインバータ式の点灯装置において、低光束まで調光した場合や周囲温度が低下した場合においても、放電灯の光出力差を低減でき、且つ、ストレスも低減できるような安定した調光の行える放電灯点灯装置を提供することを課題とする。 The present invention is an inverter-type lighting device capable of continuously dimming over a wide range, and can reduce the light output difference of the discharge lamp even when the light is dimmed to a low luminous flux or when the ambient temperature is lowered, and the stress can be reduced. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device that can perform stable dimming that can be reduced.
請求項1の発明は、上記の課題を解決するために、図1に示すように、直流電源1に接続され、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ部2と、このインバータ部2の出力に接続され、少なくとも1つのインダクタCHとコンデンサC2を有する共振回路3と、前記共振回路3における共振用コンデンサC2の両端間にバランサTを介して複数の放電灯11,12が並列的に接続される負荷回路40と、前記インバータ部2の発振周波数を変化させることにより放電灯11,12の始動、および調光制御をおこなう発振制御部5を備える放電灯点灯装置において、前記バランサTと各放電灯11,12との接続経路間に容量性素子C1を接続し、前記バランサTのインダクタンスと、前記容量性素子C1との共振作用によってバランサTの巻線間に生じる調光下限点灯時の合成インピーダンスが全点灯時の合成インピーダンスの少なくとも7倍以上であり、前記バランサTのインダクタンスと、前記容量性素子C1との並列共振周波数foと、調光下限点灯時における前記インバータ部2の発振周波数fdimの関係が0.8×fdim≦fo≦1.6×fdimであり、前記バランサTのインダクタンスと、前記容量性素子C1との並列共振周波数foと、放電灯の始動時における前記インバータ部2の発振周波数fstrとの関係がfo≧1.3×fstrであり、前記バランサTは、複数の巻線を有するトランスで構成され、各巻線は単層整列巻により構成されることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is connected to a DC power source 1 and converts an DC voltage into a high frequency voltage as shown in FIG. A plurality of
請求項2の発明は、請求項1に記載の放電灯点灯装置を備える照明器具である。
Invention of
請求項1の発明によれば、バランサと複数の放電灯との接続経路間に容量性素子を並列に接続し、前記バランサのインダクタンスと、前記容量性素子との共振作用によってバランサの巻線間に生じる調光下限点灯時の合成インピーダンスを全点灯時の合成インピーダンスの少なくとも7倍以上とすることにより、低温、低光束時における各放電灯の光出力差を低減することができる。また、バランサのインダクタンスを比較的小さな値とすることができるため、バランサの小型化が図れる。また、前記容量性素子としてのコンデンサとバランサのインダクタンス値による共振周波数foと放電灯の調光下限点灯時におけるインバータ部の発振周波数fdimの関係が0.8×fdim≦fo≦1.6×fdimとなることにより、低温、低光束時の各放電灯の照度差を低減することができる。また、前記容量性素子としてのコンデンサとバランサのインダクタンス値による共振周波数foと放電灯の始動時におけるインバータ部の動作周波数fstrの関係がfo≧1.3×fstrとなることにより、始動時のストレス電圧を低減することができる。更に、巻線間の寄生容量の少ない単層整列巻を用いることで、各巻線間の寄生容量のばらつきの影響を低減できる。 According to the first aspect of the present invention, the capacitive element is connected in parallel between the connection paths of the balancer and the plurality of discharge lamps, and the balancer winding and the winding of the balancer are resonated by the resonance action of the capacitive element. By making the combined impedance at the time of dimming lower limit lighting occurring at least 7 times or more the combined impedance at the time of full lighting, the light output difference of each discharge lamp at low temperature and low luminous flux can be reduced. Moreover, since the inductance of the balancer can be set to a relatively small value, the balancer can be reduced in size . Further, the relationship between the resonance frequency fo due to the inductance value of the capacitor as the capacitive element and the balancer and the oscillation frequency fdim of the inverter unit at the time of lighting control lower limit lighting of the discharge lamp is 0.8 × fdim ≦ fo ≦ 1.6 × fdim. As a result, the illuminance difference between the discharge lamps at low temperatures and low luminous flux can be reduced. Further, since the relationship between the resonance frequency fo due to the inductance value of the capacitor and the balancer as the capacitive element and the operating frequency fstr of the inverter unit at the start of the discharge lamp is fo ≧ 1.3 × fstr, the stress at the start The voltage can be reduced. Furthermore, by using a single-layer aligned winding with little parasitic capacitance between the windings, it is possible to reduce the influence of variations in parasitic capacitance between the windings .
請求項2の発明によれば、複数の放電灯を並列点灯せしめる照明器具において、低温、低光束時における各放電灯の光出力差を低減できる。 According to the second aspect of the present invention, in a lighting fixture that lights a plurality of discharge lamps in parallel, a difference in light output between the discharge lamps at a low temperature and a low luminous flux can be reduced.
(実施の形態1)
以下、本発明の第1の実施の形態の放電灯点灯装置を図1、図2、図3に基づいて説明する。図1は本実施の形態の回路図を示しており、図2はバランサTと、バランサTと各放電灯との接続経路間に接続された容量性素子C1との並列共振作用によってバランサの巻線間に生じる合成インピーダンスの周波数特性を示したものである。また図3(a)は4ftの直管蛍光灯(FHF32)を周囲温度25℃、および0℃で調光点灯した時のランプ電流とランプ電圧の実効値特性を示したものであり、図3(b)はその負性抵抗値特性、すなわち図3(a)で示したランプ電流とランプ電圧の実効値特性の傾きを示したものである。まず、図1に基づいて、放電灯点灯装置の構成を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 shows a circuit diagram of the present embodiment, and FIG. 2 shows the balancer winding by the parallel resonance action of the balancer T and the capacitive element C1 connected between the connection paths of the balancer T and each discharge lamp. The frequency characteristic of the synthetic impedance produced between lines is shown. FIG. 3A shows the effective value characteristics of the lamp current and the lamp voltage when a 4 ft straight tube fluorescent lamp (FHF32) is dimmed at an ambient temperature of 25 ° C. and 0 ° C. (B) shows the negative resistance value characteristic, that is, the slope of the effective value characteristic of the lamp current and lamp voltage shown in FIG. First, the configuration of the discharge lamp lighting device will be described with reference to FIG.
本実施の形態の放電灯点灯装置は、直流電源1を入力するハーフブリッジ接続された一対のスイッチング素子Q1,Q2よりなるインバータ部2と、スイッチング素子Q1,Q2を駆動する駆動回路6と、この駆動回路6に対して発振信号を供給する発振制御部5を有している。スイッチング素子Q1,Q2を駆動回路6により交互にスイッチングすることによって直流電源1の直流電圧を高周波電圧に変換する。スイッチング素子Q2の両端には、共振回路3を構成するチョークコイルCHと、コンデンサC2、直流カットコンデンサC3を接続している。この共振回路3はスイッチング素子Q1の両端に接続しても良い。共振回路3の出力端にはバランサTを介して2灯の放電灯11,12が並列接続されている。インバータ部2の発振周波数は、発振制御部5によって決定され、その発振周波数でスイッチング素子Q1,Q2を交互にスイッチングさせる。また、この発振周波数を調光信号4に応じて変化させることによって、放電灯11,12を調光する。
The discharge lamp lighting device of the present embodiment includes an
図4は図1の放電灯点灯装置の出力電圧の周波数特性を示したものである。ここで、全点灯時の周波数特性(a)、及び調光点灯時の周波数特性(b)、無負荷時の周波数特性(c)は各々図4に示すように変化する。よって発振周波数をそれぞれffullからfdimの間で可変することにより共振系の周波数特性が(a)から(b)へと変化し、放電灯の連続的な調光を行うことができる。例えば、FHF32のランプを使用した場合は放電灯電流≦約100mAまで電流値を低下することで光出力比約25%以下に調光することができ、また、放電灯電流≦約20mAまで電流値を低下することで光出力比約5%以下に調光することができる。 FIG. 4 shows the frequency characteristics of the output voltage of the discharge lamp lighting device of FIG. Here, the frequency characteristic (a) at the time of full lighting, the frequency characteristic (b) at the time of dimming lighting, and the frequency characteristic (c) at no load change as shown in FIG. Therefore, by varying the oscillation frequency between ffull and fdim, the frequency characteristic of the resonance system changes from (a) to (b), and continuous dimming of the discharge lamp can be performed. For example, when an FHF32 lamp is used, the current value can be adjusted to about 25% or less by reducing the current value to a discharge lamp current ≦ about 100 mA, and the current value up to a discharge lamp current ≦ about 20 mA. Can be adjusted to a light output ratio of about 5% or less.
なお、インバータ部2はハーフブリッジ型の回路としているが、一石式やフルブリッジ型など他のインバータ回路の構成でもよい。
Although the
図2はバランサTの1巻線あたりのインダクタンスを1.3mHとし、バランサTと各放電灯との接続経路間に接続された容量性素子(コンデンサ)C1の容量を470pFとしたときのバランサTと、コンデンサC1との並列共振作用によってバランサの巻線間に生じる合成インピーダンスの周波数特性を示したものである。バランサTのインダクタンスとコンデンサC1の容量による並列共振周波数foはバランサTの2巻線分のインダクタンス=1.3mH×4と、コンデンサC1の容量470pFより、約102kHzと計算される。よって、図2に示すように、合成インピーダンスは並列共振作用により発振周波数の増大と共に指数関数的に増大し、並列共振周波数foよりも発振周波数が大きくなると、合成インピーダンスは指数関数的に減少するというインピーダンス特性を示す。 FIG. 2 shows the balancer T when the inductance per winding of the balancer T is 1.3 mH and the capacitance of the capacitive element (capacitor) C1 connected between the connection paths between the balancer T and each discharge lamp is 470 pF. And the frequency characteristic of the combined impedance generated between the balancer windings due to the parallel resonance action with the capacitor C1. The parallel resonance frequency fo due to the inductance of the balancer T and the capacitance of the capacitor C1 is calculated to be about 102 kHz from the inductance of the two windings of the balancer T = 1.3 mH × 4 and the capacitance 470 pF of the capacitor C1. Therefore, as shown in FIG. 2, the combined impedance increases exponentially with the increase of the oscillation frequency due to the parallel resonance action, and when the oscillation frequency becomes higher than the parallel resonance frequency fo, the combined impedance decreases exponentially. Impedance characteristics are shown.
次に、図3(a)に示すように、4ftの直管蛍光灯(FHF32)を周囲温度25℃、および0℃で調光した時のランプ電流とランプ電圧の実効値特性は、ランプ電流の低下と共にランプ電圧が上昇する所謂放電灯特有の負性抵抗特性を示す。周囲温度25℃においてはランプ電流が約50mA以下になると、ランプ電流の低下と共にランプ電圧が減少するが、周囲温度0℃においては、ランプ電流の減少と共にランプ電圧は上昇を続ける。図3(b)は、このランプ電流−電圧特性の傾き(負性抵抗値)をランプ電流毎にプロットしたものであり、周囲温度0℃においては、25%調光時(ランプ電流=約100mA)の負性抵抗値は、全点灯時の負性抵抗値(=約100Ω)の約4倍(=約400Ω)まで増加し、5%調光時(ランプ電流=約20mA)の負性抵抗値は、全点灯時の負性抵抗値(=約100Ω)の約7倍(=約700Ω)にまで増加することがわかる。調光時や、低温時にインバータ回路によって点灯される複数の放電灯間に生じる出力差は、この放電灯の負性抵抗値の増大によるものであり、バランサTと、コンデンサC1との並列共振作用によってバランサの巻線間に生じる合成インピーダンスの変化が点灯する放電灯の負性抵抗値の変化よりも大きくなるように構成することにより、調光時や、低温時においても点灯される複数の放電灯間に生じる出力差を低減することが可能となる。 Next, as shown in FIG. 3 (a), the effective characteristics of the lamp current and the lamp voltage when the 4ft straight tube fluorescent lamp (FHF32) is dimmed at an ambient temperature of 25 ° C. and 0 ° C. It shows a negative resistance characteristic peculiar to a so-called discharge lamp in which the lamp voltage rises with a decrease in. When the lamp current is about 50 mA or less at an ambient temperature of 25 ° C., the lamp voltage decreases as the lamp current decreases, but at the ambient temperature of 0 ° C., the lamp voltage continues to increase as the lamp current decreases. FIG. 3B is a plot of the slope (negative resistance value) of the lamp current-voltage characteristic for each lamp current. At an ambient temperature of 0 ° C., 25% dimming (lamp current = about 100 mA). ) Negative resistance value increases to about 4 times (= about 400Ω) of the negative resistance value (= about 100Ω) at full lighting, and negative resistance at 5% dimming (lamp current = about 20mA) It can be seen that the value increases to about 7 times (= about 700Ω) of the negative resistance value (= about 100Ω) at the time of full lighting. The output difference between the plurality of discharge lamps that are lit by the inverter circuit at the time of dimming or at a low temperature is due to an increase in the negative resistance value of the discharge lamp, and the parallel resonance action of the balancer T and the capacitor C1. By constructing so that the change in the combined impedance generated between the balancer windings is greater than the change in the negative resistance value of the discharge lamp that is lit, a plurality of lamps that are lit even during dimming or at low temperatures are used. It becomes possible to reduce the output difference generated between the lamps.
よって、一般照明用途として通常想定される最低周囲温度が0℃であるとすると、例えば調光比が全点灯時の光出力の約25%以下まで調光しようとする場合には、インバータ回路の発振周波数の変化に応じて、調光下限点灯時におけるバランサTとコンデンサC1の合成インピーダンスが全点灯時の合成インピーダンスの約4倍以上に変化する様にバランサTのインダクタンスとコンデンサC1の容量を構成することが必要となる。また、調光比が全点灯時の光出力の約5%以下まで調光しようとする場合には、インバータ回路の発振周波数の変化に応じて、調光下限点灯時におけるバランサTとコンデンサC1の合成インピーダンスが全点灯時の合成インピーダンスの約7倍以上に変化する様にバランサTのインダクタンスとコンデンサC1の容量を構成することが必要となる。 Therefore, assuming that the minimum ambient temperature normally assumed for general lighting applications is 0 ° C., for example, when the dimming ratio is to be dimmed to about 25% or less of the light output at the time of full lighting, the inverter circuit The inductance of the balancer T and the capacitance of the capacitor C1 are configured so that the combined impedance of the balancer T and the capacitor C1 at the time of lighting the lower limit of lighting changes to about four times or more of the combined impedance at the time of full lighting according to the change of the oscillation frequency. It is necessary to do. When the dimming ratio is to be dimmed to about 5% or less of the light output during full lighting, the balancer T and the capacitor C1 during dimming lower limit lighting according to the change in the oscillation frequency of the inverter circuit. It is necessary to configure the inductance of the balancer T and the capacitance of the capacitor C1 so that the combined impedance changes to about 7 times or more of the combined impedance when all the lights are on.
なお、従来例(特許文献1)で説明したような、バランサTの第1の巻線と第2の巻線を交互に巻き上げる所謂バイファイラ巻や、サンドイッチ巻構成のトランスをバランサTとして用いる場合には、各巻線間に相応の寄生容量が発生し、合成インピーダンス特性に影響が生じるため、この寄生容量成分の影響を考慮したうえでコンデンサC1の容量を決定する必要がある。しかしながら、各巻線間の寄生容量のばらつき等を考慮すると、バランサTとしては巻線間の寄生容量の少ない単層整列巻構成のトランスを用いることが望ましい。 In the case where a so-called bifilar winding in which the first winding and the second winding of the balancer T are alternately wound as described in the conventional example (Patent Document 1) or a transformer having a sandwich winding configuration is used as the balancer T. Since a corresponding parasitic capacitance is generated between the windings and the combined impedance characteristic is affected, it is necessary to determine the capacitance of the capacitor C1 in consideration of the influence of the parasitic capacitance component. However, in consideration of variations in the parasitic capacitance between the windings, it is desirable to use a transformer having a single-layer aligned winding configuration with a small parasitic capacitance between the windings as the balancer T.
また、図3では、放電灯の代表特性としてFHF32(管径=約25.4mm)蛍光灯の特性を例に説明したが、その他の直管蛍光灯やコンパクト蛍光灯等の放電灯も同様な負性抵抗特性を示すことが知られている。また、FHF32よりも管径の細い放電灯においては、調光時や低温時の負性抵抗値の変動特性がFHF32の変動特性よりも大きいものがあるが、少なくとも本実施の形態で説明した構成により、放電灯間の光出力差の改善効果を同様に得ることができる。 In FIG. 3, the characteristic of the FHF32 (tube diameter = about 25.4 mm) fluorescent lamp is described as an example of typical characteristics of the discharge lamp, but the same applies to other discharge lamps such as a straight tube fluorescent lamp and a compact fluorescent lamp. It is known to exhibit negative resistance characteristics. Further, in some discharge lamps having a tube diameter smaller than that of the FHF 32, there are those in which the fluctuation characteristic of the negative resistance value at the time of dimming or at a low temperature is larger than the fluctuation characteristic of the FHF 32. Thereby, the improvement effect of the light output difference between discharge lamps can be obtained similarly.
本実施形態によると、バランサTのインダクタンスを必要以上に大きくすることなく、調光時や、低温時におけるインバータ回路によって点灯される複数の放電灯間の光出力差を低減できるため、バランサTの小型化が可能となる。 According to the present embodiment, the light output difference between the plurality of discharge lamps that are lit by the inverter circuit at the time of dimming or at a low temperature can be reduced without increasing the inductance of the balancer T more than necessary. Miniaturization is possible.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2を図5に基づいて説明する。図5はバランサTのインダクタンスを1.3mHとし、コンデンサC1の容量を変化させた時の、バランサTのインダクタンスとコンデンサC1の並列共振周波数foと、放電灯11、12の各々に流れる電流の電流差比率との関係を示したものである。点灯条件は、調光下限調光比=5%(インバータ発振周波数=100kHz)とし、また、低温時の放電灯特性ばらつきを考慮し、放電灯11、12は等価抵抗値が各々5kΩと10kΩの固定抵抗に置き換えた。なお、電流差比率は、放電灯11、12に流れる電流の平均値と一方の放電灯に流れる電流との差(絶対値)の前記平均電流値に対する比率を示している。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the inductance of the balancer T, the parallel resonance frequency fo of the capacitor C1, and the current flowing through each of the
図5によると、インバータ発振周波数=100kHzに対して、並列共振周波数foが80kHz〜160kHzの範囲内であれば電流差比率を約30%以下とすることが可能であり、目視によって放電灯間の光出力差が実質的に認識し難いレベルにまで電流差比率を低減することが可能である。 According to FIG. 5, if the parallel resonance frequency fo is in the range of 80 kHz to 160 kHz with respect to the inverter oscillation frequency = 100 kHz, the current difference ratio can be reduced to about 30% or less. It is possible to reduce the current difference ratio to a level where the optical output difference is substantially difficult to recognize.
本実施の形態より、バランサTのインダクタンスと、コンデンサC1の容量との並列共振周波数foと、調光下限点灯時におけるインバータ部の発振周波数fdimとの関係が0.8×fdim≦fo≦1.6×fdimとなるようにバランサTのインダクタンスと、コンデンサC1の容量を構成することにより、調光時においても目視によって放電灯間の光出力差が実質的に認識し難いレベルにまで光出力差を改善することが可能となる。 According to the present embodiment, the relationship between the parallel resonance frequency fo of the inductance of the balancer T and the capacitance of the capacitor C1 and the oscillation frequency fdim of the inverter unit at the time of dimming lower limit lighting is 0.8 × fdim ≦ fo ≦ 1. By configuring the inductance of the balancer T and the capacitance of the capacitor C1 so as to be 6 × fdim, the light output difference to a level that makes it difficult to visually recognize the light output difference between the discharge lamps even during dimming. Can be improved.
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3を図6に基づいて説明する。図6はバランサTのインダクタンスを1.3mHとし、コンデンサC1の容量を変化させた時の、バランサTのインダクタンスとコンデンサC1の並列共振周波数foと、放電灯11、12のうち、一方の放電灯が先に放電を開始した場合に他方の放電灯両端に発生する電圧との関係を示したものである。このときの等価回路を図7(a)に示す。点灯条件は、放電灯の始動時におけるインバータ発振周波数を想定し、インバータ発振周波数fstr=70kHzとした。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows that when the inductance of the balancer T is 1.3 mH and the capacitance of the capacitor C1 is changed, the inductance of the balancer T, the parallel resonance frequency fo of the capacitor C1, and one of the
図6によると、始動時におけるインバータ発振周波数fstr=70kHzに対して、並列共振周波数foが90kHz以上であれば、点灯していない他方の放電灯を始動させるに十分な電圧を発生させると共に、1000V以上もの過剰な電圧が発生することによる部品ストレスを低減することが可能である。 According to FIG. 6, when the parallel resonance frequency fo is 90 kHz or higher with respect to the inverter oscillation frequency fstr = 70 kHz at the time of starting, a voltage sufficient to start the other discharge lamp that is not lit is generated, and 1000 V It is possible to reduce component stress due to the generation of excessive voltage as described above.
本実施の形態より、バランサTのインダクタンスと、コンデンサC1の容量との並列共振周波数foと、放電灯の始動時におけるインバータ部の発振周波数fstrとの関係がfo≧1.3×fstrとなるようにバランサTのインダクタンスと、コンデンサC1の容量を構成することにより、放電灯の始動時において、一方の放電灯が先に放電を開始した場合においても、他方の放電灯を始動させるに十分な電圧を発生しつつ、回路を構成する部品に印加されるストレスを低減することが可能となる。 According to the present embodiment, the relationship between the parallel resonance frequency fo of the inductance of the balancer T and the capacitance of the capacitor C1 and the oscillation frequency fstr of the inverter unit at the start of the discharge lamp satisfies fo ≧ 1.3 × fstr. In addition, since the inductance of the balancer T and the capacitance of the capacitor C1 are configured, a voltage sufficient to start the other discharge lamp even when one discharge lamp starts discharging at the start of the discharge lamp. It is possible to reduce the stress applied to the components constituting the circuit.
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4を図8に基づいて説明する。本実施の形態は、図1の直流カットコンデンサC3に代えて、図8のように2つの直流カットコンデンサC4,C5を容量を半分にして接続したものである。このような構成においても実施の形態1〜3と同様の動作及び効果を得ることができる。これはコンデンサC1の容量に対して直流カットコンデンサC4,C5の容量は充分に大きいため、バランサTを介する前に直流成分をカットしても、バランサTを介した後で直流成分をそれぞれカットしても同様の特性を表すことができるからである。
(Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, instead of the DC cut capacitor C3 of FIG. 1, two DC cut capacitors C4 and C5 are connected with their capacitances halved as shown in FIG. Even in such a configuration, operations and effects similar to those of the first to third embodiments can be obtained. This is because the capacity of the DC cut capacitors C4 and C5 is sufficiently larger than the capacity of the capacitor C1, so that even if the DC component is cut before passing through the balancer T, the DC component is cut after passing through the balancer T. This is because similar characteristics can be expressed.
さらに、図9のようにコンデンサC1を直流カットコンデンサC4,C5の放電灯側に接続することも可能である。 Further, as shown in FIG. 9, the capacitor C1 can be connected to the discharge lamp side of the DC cut capacitors C4 and C5.
この場合においても、コンデンサC1の容量は、例えば、数100pFのような小さい容量であり、直流カットコンデンサC4,C5はコンデンサC1に比べて充分大きな容量が選択される。よって、本構成においても、実施の形態1〜3と同様の効果を得ることができる。 Even in this case, the capacitance of the capacitor C1 is a small capacitance such as several hundred pF, and the DC cut capacitors C4 and C5 are selected to have a sufficiently large capacitance compared to the capacitor C1. Therefore, also in this structure, the same effect as Embodiment 1-3 can be acquired.
(実施形態5)
図13は本発明の放電灯点灯装置を搭載した照明器具の外観を一例として示している。図中、Rは反射板、S1,S2はランプ11のソケット、S3,S4はランプ12のソケットである。
(Embodiment 5)
FIG. 13 shows an example of the appearance of a lighting fixture equipped with the discharge lamp lighting device of the present invention. In the figure, R is a reflector, S1 and S2 are lamp 11 sockets, and S3 and S4 are
1 直流電源
2 インバータ部
3 共振回路
5 発振制御部
T バランサ
11 放電灯
12 放電灯
40 負荷回路
C1 コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記バランサのインダクタンスと、前記容量性素子との並列共振周波数foと、調光下限点灯時における前記インバータ部の発振周波数fdimの関係が0.8×fdim≦fo≦1.6×fdimであり、
前記並列共振周波数foと、放電灯の始動時における前記インバータ部の発振周波数fstrとの関係がfo≧1.3×fstrであり、
前記バランサは、複数の巻線を有するトランスで構成され、各巻線は単層整列巻により構成されることを特徴とする放電灯点灯装置。 An inverter unit connected to a DC power source for converting a DC voltage into a high frequency voltage, a resonance circuit connected to an output of the inverter unit and having at least one inductor and a capacitor, and both ends of the resonance capacitor in the resonance circuit A discharge lamp lighting device comprising: a load circuit in which a plurality of discharge lamps are connected in parallel via a balancer; and an oscillation control unit that performs start-up and dimming control of the discharge lamp by changing the oscillation frequency of the inverter unit In this case, a capacitive element is connected between the connection path between the balancer and each discharge lamp, and a combination of the balancer inductance and the balancer winding caused by the resonance action between the balancer and the dimming lower limit lighting is combined. impedance Ri der least 7 times more synthetic impedance at full lighting,
The relationship between the inductance of the balancer, the parallel resonance frequency fo of the capacitive element, and the oscillation frequency fdim of the inverter unit at the time of dimming lower limit lighting is 0.8 × fdim ≦ fo ≦ 1.6 × fdim,
The relationship between the parallel resonance frequency fo and the oscillation frequency fstr of the inverter unit at the start of the discharge lamp is fo ≧ 1.3 × fstr,
The balancer is constituted by a transformer having a plurality of windings, and each winding is constituted by a single layer aligned winding .
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