JPH0766868B2

JPH0766868B2 - 放電灯点灯制御装置

Info

Publication number: JPH0766868B2
Application number: JP18280289A
Authority: JP
Inventors: 久治伊藤; 稔黒田; 明薮田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-07-15
Filing date: 1989-07-15
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPH0346793A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、放電灯を高周波点灯する放電灯点灯制御装置
に関するものである。

［従来の技術］従来、放電灯を高周波点灯する放電灯点灯制御装置とし
て、直列接続された一対のスイッチング素子を具備し放
電灯を高周波点灯する放電灯点灯回路（例えば、ハーフ
ブリッジ型のインバータ回路）と、上記両スイッチング
素子を交互にオン、オフしオン、オフデューティが設定
自在な２相クロック信号を形成するパルス発生回路とで
構成され、上記２相クロック信号にノンオーバラップ区
間を設けるようにしたものがあった。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述の従来例にあっては、２相クロック
信号のノンオーバラップ区間は回路設計段階で固定化さ
れていたので、放電灯点灯回路の設計変更、部品の特製
ばらつきなどによって放電灯点灯回路の諸定数が変化し
た場合には、ノンオーバラップ区間の設定が不適当にな
って放電灯が正常点灯しない場合があるという問題があ
った。したがって、放電灯点灯回路の諸定数の変化を考
慮して余裕をもった回路設計を行なうか、放電灯点灯回
路の設計変更に伴ってパルス発生回路の回路仕様を変更
する必要があり、回路設計が面倒になるという問題があ
った。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、放電灯点灯回路の諸定数の変化を考
慮することなくパルス発生回路の回路設計が容易に行え
る放電灯点灯制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の放電灯点灯制御装置は、直列接続された一対の
スイッチング素子を具備し放電灯を高周波点灯する放電
灯点灯回路と、上記両スイッチング素子を交互にオン、
オフする２相クロック信号を形成するパルス発生回路と
で構成され、上記２相クロック信号にノンオーバラップ
区間を設けるようにした放電灯点灯制御装置において、
クロック信号をカウントするプリセッタブルカウンタ
と、プリセッタブルカウンタのプリセットデータを入力
する設定スイッチとでノンオーバラップ区間設定手段を
形成し、上記プリセッタブルカウンタ出力に基づいてノ
ンオーバラップ区間が設定されるようにパルス発生回路
を構成したものである。

［作用］本発明は上述のように構成されており、直列接続された
一対のスイッチング素子を具備した放電灯点灯回路によ
り放電灯を高周波点灯するとともに、上記両スイッチン
グ素子を交互にオン、オフする２相クロック信号にノン
オーバラップ区間を設けるようにした放電灯点灯制御装
置において、クロック信号をカウントするプリセッタブ
ルカウンタ出力に基づいてノンオーバラップ区間が設定
され、上記プリセッタブルカウンタに設定されるプリセ
ットデータを設定スイッチにて設定できるようにしてノ
ンオーバラップ区間設定手段を形成したので、設定スイ
ッチによってノンオーバラップ区間を容易に変更するこ
とができ、放電灯点灯回路の諸定数の変化を考慮するこ
となくパルス発生回路の回路設計が容易に行えるように
なっている。

［実施例］第１図乃至第７図は本発明一実施例を示すもので、ハー
フブリッジ型の放電灯点灯回路10の直列接続された一対
のトランジスタをオン、オフ制御する２相クロックOU
T₁,OUT₂を形成するパルス発生回路は、出力パルス信号
の“H"区間設定データおよび“L"区間設定データをラッ
チするデータラッチ回路１と、一定周期のクロック信号
CLKをカウントし上記両区間設定データが交互にセット
されるプリセッタブルなカウンタ回路２と、上記カウン
タ回路２からのリップルキャリー信号RCYをトリガクロ
ックとするトグルフリップフロップ回路３とで構成さ
れ、両区間設定データをそれぞれ独立に変化させるパル
ス幅制御手段を設けることによりトグルフリップフロッ
プ回路３からパルス幅変調された出力パルス信号OUTを
得るようにしている。実施例にあっては、パルス幅制御
手段はマイクロプロセッサにて形成されており、マイク
ロプロセッサから出力される“H"区間設定データ、“L"
区間設定データがデータラッチ回路１の入力端子IN₁〜I
N₁₂に入力され、タイミング制御回路４から出力される
タイミング信号によってラッチされるようになってい
る。

ここに、データラッチ回路１は１次バッファ1aと２次バ
ッファ1bとで形成され、両バッファ1a,1bは、第２図お
よび第３図に示すようにフリップフロップとＴバッファ
とで形成されている。１次バッファ1aでは、区間データ
セット信号HLが入力されているときに、入力端子IN₁〜I
N₁₂を介して入力されるDT₁〜DT₁₂をラッチ信号LATCH_A,L
ATCH_Bによって“H"区間設定データDA₁〜DA₁₂、“L"区間
設定データDB₁〜DB₁₂としてラッチするようになってい
る。また、２次バッファ1bでは、ラッチ信号LTCHによっ
て１次バッファ1aのラッチデータDA₁〜DA₁₂、DB₁〜DB₁₂
を取り込んで、イネーブル信号EN_A,EN_Bによって選択さ
れた区間設定データDA₁〜DA₁₂あるいはDB₁〜DB₁₂をカウ
ンタ回路２のプリセットデータとして出力するようにな
っている。また、ハーフクロック制御信号HLFも一旦ラ
ッチして信号HALFとして出力するようになっている。

また、カウンタ回路２およびトグルフリップフロップ回
路３はカウンタ／出力回路５として一体化されており、
第４図に示すように、４ビットのプリセッタブルカウン
タを３個用いて12ビットのカウンタ回路２が形成され、
カウンタ回路２のリップルキャリー信号RCYがハーフク
ロック制御回路６を介してトグルフリップフロップ回路
３にトリガクロック信号RCY′として入力されている。
このトグルフリップフロップ回路３の出力は２個のイン
バータを介して出力パルス信号OUTとして出力され、同
時に、所定のプリセットデータをデータラッチ回路１か
ら読み出すイネーブル信号EN_A,EN_Bが出力されるように
なっている。ここに、ハーフクロック制御回路６は、ハ
ーフクロック制御信号HALFが“H"のときに、リップルキ
ャリー信号RCYの立ち上がり（トグルフリップフロップ
回路の反転タイミング）を半クロックだけ右にシフトさ
せ、クロック信号CLKの半クロックの精度（倍精度）で
“H"区間、“L"区間の設定を可能にしている。

また、タイミング制御回路４は、ラッチ信号LATCH,LATC
H_A,LATCH_B,LTCHを発生する第５図に示すようなラッチ制
御回路4aとクリア信号CLEAR,ロード信号LOAD,ラッチ信
号LTCH₁を発生する第６図に示すようなカウンタ制御回
路4bとで形成されており、マイクロプロセッサから出力
されるクロック信号CLK,スタート信号START,区間データ
セット信号HLに基づいて所定のタイミング信号を出力
し、各回路の動作タイミングを制御するようになってい
る。

ところで、実施例では、出力パスル信号OUTに基づいて
２相クロック信号OUT₁,OUT₂を発生させる２相クロック
発生回路７と、放電灯点灯回路10のスイッチングを制御
する出力信号として、出力パルス信号OUTを出力する
か、２相クロック信号OUT₁,OUT₂を出力するかを切り換
え信号SE/HBにより切り換える出力切り換え回路８とが
設けられており、シングルエンド型（出力パルス信号OU
Tでスイッチングトランジスタが制御される１石インバ
ータ方式）あるいはハーフブリッジ型（２相クロック信
号OUT₁,OUT₂によって直列接続された一対のスイッチン
グトランジスタが制御される２石インバータ方式）の放
電灯点灯回路10のスイッチング制御信号が得られるよう
になっている。ここに、２相クロック発生回路７は、ク
ロック信号CLKをカウントしてノンオーバラップ区間を
設定するプリセッタブルカウンタ回路7aと、プリセッタ
ブルカウンタ回路7aから出力されるリップルキャリー信
号RCY₂′に基づいてゲート回路7cを制御するゲート制御
回路7bとで形成され、８ビットの設定スイッチで設定さ
れるノンオーバラップ区間設定データHB₁〜HB₈に基づい
てノンオーバラップ区間が設定された２相クロック信号
OUT₁,OUT₂を出力するようになっている。

以下、実施例の動作について第８図および第９図に示す
タイムチャートを用いて説明する。第８図は本実施例の
基本動作を示す波形図であり、まずマイクロプロセッサ
から出力されるスタート信号STARTが立ち上がると、シ
ステムリセットが行われる。次に、“H"区間設定データ
DA₁〜DA₁₂が確定すると、マイクロプロセッサから区間
データ設定信号HLが立ち上がり、ラッチ信号LATCH_Aが１
パルス出力されてデータラッチ回路１の１次バッファ1a
に“H"区間設定データDA₁〜DA₁₂がラッチされる。次
に、“L"区間設定データDB₁〜DB₁₂が確定すると、区間
データ設定信号HLの立ち下がりでラッチ信号LATCH_Bが１
パルス出力されて“L"区間設定データDB₁〜DB₁₂がデー
タラッチ回路１の１次バッファ1aにラッチされる。

次に、クリア信号CLEARが“L"になり、ラッチ信号LTCH
が１パルス出力され、両区間設定データDA₁〜DA₁₂、DB₁
〜DB₁₂は２次バッファ1bにラッチされる。このとき、イ
ネーブル信号EN_Aが“H"となっているので、２次バッフ
ァ1bから“H"区間設定データDA₁〜DA₁₂が読み出され、
カウンタ回路２にプリセットデータをセットするロード
信号LOADが出力されたとき、カウンタ回路２に“H"区間
設定データDA₁〜DA₁₂がセットされる。この状態でカウ
ンタ回路２によるクロック信号CLKのカウントが開始さ
れ、カウンタ回路２の出力Q₁〜Q₁₂が総て“H"になる
と、リップルキャリー信号RCYが出力される。このリッ
プルキャリー信号RCYによってイネーブル信号EN_Bが“H"
になり、同時に出力パルス信号OUTも“H"になる。する
と、区間設定データDB₁〜DB₁₂がカウンタ回路２にプリ
セットされ、クロック信号CLKのカウンタが開始され、
リップルキャリー信号RCYが得られると、出力パルス信
号が“L"になるとともにイネーブル信号EN_Aが“H"にな
り、上述の動作を繰り返すようになっている。したがっ
て、両区間設定データDA₁〜DA₁₂、DB₁〜DB₁₂に基づいて
出力パルス信号OUTの“H"区間および“L"区間が任意に
（12ビットの範囲で）設定でき、オン、オフデューティ
を設定できるようになっている。なお、オン、オフデュ
ーティを変更する場合には、“H"区間設定データDA₁〜D
A₁₂をセットした後、区間データ設定信号HLを“H"に
し、“L"区間設定データDB₁〜DB₁₂をセットした後、区
間データ設定信号HLを“L"にすれば良い。

例えば、第８図に示すように、クロック信号CLKの周波
数を16MHz（周期62.5nsec）とし、“H"区間を161パル
ス、“L"区間を164パルスに設定する場合には、“H"区
間設定データDA₁〜DA₁₂の８ビット目および６ビット目
を“1"に設定し、“L"区間設定データDB₁〜DB₁₂の８ビ
ット目、６ビット目、２ビット目、１ビット目を“1"に
設定すれば良いことになる。この場合、出力パルス信号
OUTの周期は、クロック信号CLKの325パルス分となって2
0.2μsecであり、周波数49.2kHzとなる。また、“H"区
間あるいは“L"区間の幅を１パルス分（62.5nsec）だけ
広くすると、周期はクロック信号CLKの326パルス分とな
り、周波数は49.1kHzになる。したがって、実施例で
は、出力パルス信号OUTの“H"区間あるいは“L"区間を6
2.5nsec刻みで設定できるとともに、0.1kHz刻みで周波
数を制御できることになり、この設定精度は、マイクロ
プロセッサによるソフト的な内部カウンタを用いた放電
灯点灯制御装置では到底達成できない設定精度があり、
放電灯点灯制御装置のスイッチング制御信号として用い
た場合において、きめ細かな点灯制御が行えることにな
る。なお、カウンタ回路２にてカウントされるクロック
信号CLKの周波数を高くすれば、設定精度をより高くで
きることは言うまでもない。

次に、第９図はハーフクロック制御の動作説明図であ
り、いま、マイクロコンピュータから出力されるハーフ
クロック制御信号HLF（すなわち、データラッチ回路１
から出力される信号HALF）が“L"の場合には、リップル
キャリー信号RCYはそのままトグルフリップフロップ回
路３のトリガクロックとなり、第９図（ｂ）に示すよう
に、リップルキャリー信号RCYの立ち上がりに周期して
出力パルス信号OUTの反転が行われる。一方、ハーフク
ロック制御信号HLFが“H"になると、第９図（ａ）に示
すように、リップルキャリー信号RCYの立ち上がりが半
クロックだけ右にシフトし、このシフトされたリップル
キャリー信号RCY′がトグルフリップフロップ回路３の
トリガクロックとなって出力パルス信号OUTの反転動作
が行われる。したがって、ハーフクロック制御信号HLF
が“H"の場合、“H"区間あるいは“L"区間を、区間設定
データDA₁〜DA₁₂,DB₁〜DB₁₂にて設定される第９図
（ｂ）の場合に比べてクロック信号CLKの半クロック分
だけ広くでき、クロック信号CLKの周波数を高くするこ
となく、“H"区間および“L"区間の設定精度を倍にする
ことができ、安い回路素子を用いることができるので、
コストを安くできるようになっている。また、ハーフク
ロック制御信号HLFを区間データ設定信号HLと同期させ
ることにより、自動でハーフクロック制御を行うことが
できる。すなわち、区間設定データDA₁〜DA₁₂,DB₁〜DB
₁₂の入力時に、ハーフクロック制御信号HLFを入力する
ことにより、出力パルス信号OUTの周波数ｆを、一定時
間毎に変化させて放電灯を段調光し、ソフトスタートさ
せることができるようになっている。第10図（ａ）は放
電灯の点灯を、ハーフクロック制御を行わずにソフトス
タートさせる場合の周波数ｆの変化例、第10図（ｂ）は
ハーフクロック制御を行ってソフトスタートさせる場合
の周波数ｆの変化例を示しており、ハーフクロック制御
を行った場合には、ハーフクロック制御を行わない場合
に比べて周波数ｆの変化幅を1/2にでき、きめ細かい段
調光によって滑らかなソフトスタートが行えることが分
かる。

次に、２相クロック発生回路７では、ノンオーバラップ
区間設定データHB₁〜HB₈がプリセットされたプリセッタ
ブルカウンタ回路7aにてクロック信号CLKをカウントし
てノンオーバラップ区間を設定するようになっており、
第11図に示すように、プリセッタブルカウンタ回路7aか
ら出力されるリップルキャリー信号RCY₂′に基づいてゲ
ート回路7cを制御するゲート制御信号が形成され、この
ゲート制御信号にて制御されるゲート回路7cによって出
力パルス信号OUTにノンオーバラップ区間を付与した２
相クロック信号OUT₁,OUT₂が形成されるようになってい
る。

上述のようにして発生された出力パルス信号OUTおよび
２相クロック信号OUT₁,OUT₂は、出力切り換え回路８を
介して出力されるようになっており、出力切り換え信号
SE/HBが“H"のとき、出力パルス信号OUTが出力され、出
力切り換え信号SE/HBが“L"のとき、２相クロック信号O
UT₁,OUT₂が出力される。したがって、出力切り換え信号
SE/HBを適当に設定することにより、シングルエンド型
あるいはハーフブリッジ型の放電灯点灯回路10に対応で
きる放電灯点灯制御装置が得られることになる。

［発明の効果］本発明は上述のように構成されており、直列接続された
一対のスイッチング素子を具備した放電灯点灯回路によ
り放電灯を高周波点灯するとともに、上記両スイッチン
グ素子を交互にオン、オフする２相クロック信号にノン
オーバラップ区間を設けるようにした放電灯点灯制御装
置において、クロック信号をカウントするプリセッタブ
ルカウンタ出力に基づいてノンオーバラップ区間が設定
され、上記プリセッタブルカンンタに設定されるプリセ
ットデータを設定スイッチにて設定できるようにしてノ
ンオーバラップ区間設定手段を形成したので、設定スイ
ッチによってノンオーバラップ区間を容易に変更するこ
とができ、放電灯点灯回路の諸定数の変化を考慮するこ
となくパルス発生回路の回路設計が容易に行えるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のブロック回路図、第２図乃至
第７図は同上の要部回路図、第８図乃至第11図は同上の
動作説明図である。１はデータラッチ回路、２はカウンタ回路、３はトグル
フリップフロップ回路、４はタイミング制御回路、７は
２相クロック発生回路、８は出力切り換え回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直列接続された一対のスイッチング素子を
具備し放電灯を高周波点灯する放電灯点灯回路と、上記
両スイッチング素子を交互にオン、オフする２相クロッ
ク信号を形成するパルス発生回路とで構成され、上記２
相クロック信号にノンオーバラップ区間を設けるように
した放電灯点灯制御装置において、クロック信号をカウ
ントするプリセッタブルカウンタと、プリセッタブルカ
ウンタのプリセットデータを入力する設定スイッチとで
ノンオーバラップ区間設定手段を形成し、上記プリセッ
タブルカウンタ出力に基づいてノンオーバラップ区間が
設定されるようにパルス発生回路を構成したことを特徴
とする放電灯点灯制御装置。