JPH10191653A - Inverter circuit, and illumination device using the circuit - Google Patents
Inverter circuit, and illumination device using the circuitInfo
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- JPH10191653A JPH10191653A JP8355464A JP35546496A JPH10191653A JP H10191653 A JPH10191653 A JP H10191653A JP 8355464 A JP8355464 A JP 8355464A JP 35546496 A JP35546496 A JP 35546496A JP H10191653 A JPH10191653 A JP H10191653A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自走式インバータ
・プッシュプル回路、および、その回路を用いて放電管
を点灯する照明装置に関する。本発明回路は説明上、負
荷には冷陰極放電管を用いているが、高圧水銀灯あるい
はフィラメント回路を付加することにより熱陰極放電管
に適用可能であるし、スイッチング・レギュレータ電源
等の放電管以外の負荷にも適用可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-propelled inverter / push-pull circuit and a lighting device for lighting a discharge tube using the circuit. Although the circuit of the present invention uses a cold cathode discharge tube as a load for explanation, it can be applied to a hot cathode discharge tube by adding a high-pressure mercury lamp or a filament circuit, and can be applied to other than a discharge tube such as a switching regulator power supply. It can also be applied to the load of.
【0002】[0002]
【従来の技術】照明装置の必要とする照度は必ずしも一
定ではなく、周囲の照度、視認しようとする対象物等に
より変化する。また、点灯中の放電管は周囲温度により
輝度が変動し、例えば周囲温度が摂氏−30度程度にな
れば、常温のときの10%程度になる。そのため、イン
バータ回路を用いた家庭用照明装置や液晶表示装置のバ
ックライト照明装置では、周囲温度や照度に合わせて手
動にて調光する回路が使用されている。照明装置に用い
るインバータ回路はインバータ・1石式回路またはイン
バータプッシュプル・回路あるいはインバータ・直列回
路が広く使用されている。自励式インバータ・プッシュ
プル回路や自励式インバータ・直列回路は他励式インバ
ータ・プッシュプル回路や他励式インバータ・直列回路
に比較して部品点数が少なく小型に設計できるが、帰還
用のトランスを使用するため大型で高価になり、しかも
周波数は磁気回路で決ってしまうため、周波数を可変に
して負荷電流制御素子(安定器)であるインダクタやコ
ンデンサのインピーダンスを変動させて調光することは
できなかった。インバータ・1石式回路とインバータ・
プッシュプル回路の動作時には、自励式インバータ回路
でも他励式インバータ回路でも電源電圧の2倍の電圧が
トランジスタに印加されるため、中電圧以下の電源電圧
を用いた照明装置に使用されることが多い。しかしイン
バータ・直列回路は、自励式インバータ回路でも他励式
インバータ回路でも原理的には電源電圧以上の電圧はト
ランジスタには印加されないため、比較的高い電源電圧
を用いた照明装置が使用されることが多い。2. Description of the Related Art The illuminance required by a lighting device is not always constant, and varies depending on the surrounding illuminance, an object to be visually recognized, and the like. In addition, the brightness of the discharge tube during lighting varies depending on the ambient temperature. For example, if the ambient temperature becomes about -30 degrees Celsius, it becomes about 10% of that at room temperature. Therefore, in home lighting devices and backlight lighting devices for liquid crystal display devices using an inverter circuit, a circuit that manually adjusts light in accordance with the ambient temperature and illuminance is used. As an inverter circuit used for a lighting device, an inverter, a one-piece circuit, an inverter push-pull circuit, or an inverter series circuit is widely used. A self-excited inverter / push-pull circuit or a self-excited inverter / series circuit has a smaller number of components than a separately-excited inverter / push-pull circuit or a separately-excited inverter / series circuit, and can be designed to be smaller, but uses a transformer for feedback. Therefore, the frequency is determined by the magnetic circuit, so that it was not possible to change the frequency and change the impedance of the inductor or capacitor, which is a load current control element (ballast), to perform dimming. . Inverter / one-stone circuit and inverter /
In the operation of the push-pull circuit, a voltage twice as much as the power supply voltage is applied to the transistor in both the self-excited inverter circuit and the separately-excited inverter circuit, and therefore, the push-pull circuit is often used for a lighting device using a power supply voltage equal to or lower than the medium voltage. . However, inverters and series circuits, in principle, do not apply a voltage higher than the power supply voltage to the transistor in self-excited inverter circuits or separately-excited inverter circuits, so lighting devices using relatively high power supply voltages may be used. Many.
【0003】従来より使用されている自励式インバータ
・プッシュプル回路を図3に示し、その回路が調光機能
を有する照明装置にするときのブロック図を図4に、そ
のブロック図の主要部分のタイムチャートを図5に示
す。図3に示す自励式インバータ・プッシュプル回路に
ついて説明する。本回路は、2つのトランジスタQ3と
Q4をNPNバイポーラトランジスタにし、Q3のコレ
クタを可飽和鉄心を使用したトランスTR2の一方の1
次巻線であるコイルL4の非黒点側の端子に接続し、Q
4のコレクタをTR2の別の1次巻線であるコイルL5
の黒点側の端子に接続して、L4とL5の別の端子は直
流電源Eの正端子に接続している。また、2つのトラン
ジスタQ3とQ4のエミッタは直流電源Eの負端子に接
続している。トランスTR2の一方の帰還巻線であるコ
イルL6の黒点側の端子は抵抗器R3を介してトランジ
スタQ3のベースに接続し、別の帰還巻線であるコイル
L7の非黒点側の端子は抵抗器R4を介してトランジス
タQ4のベースに接続して、L6とL7の他の端子はダ
イオードDのカソードに接続し、DのアノードはQ3と
Q4のエミッタと直流源Eの負端子に接続している。ト
ランスTR2の2次巻線であるコイルL8は、負荷電流
制御素子であるコンデンサC2を介して、負荷である放
電管LMPに接続している。なお、直流電源Eの正端子
とトランジスタQ3のベースとの間には、起動用の抵抗
器R5を接続している。FIG. 3 shows a conventional self-excited inverter / push-pull circuit, and FIG. 4 is a block diagram showing a circuit in which the circuit has a dimming function. The time chart is shown in FIG. The self-excited inverter push-pull circuit shown in FIG. 3 will be described. In this circuit, two transistors Q3 and Q4 are NPN bipolar transistors, and the collector of Q3 is one of transformer TR2 using a saturable iron core.
Connect to the non-spot side terminal of the coil L4 which is the next winding,
4 is connected to another primary winding of TR2, the coil L5.
The other terminals of L4 and L5 are connected to the positive terminal of the DC power supply E. The emitters of the two transistors Q3 and Q4 are connected to the negative terminal of the DC power supply E. The terminal on the black point side of the coil L6 which is one feedback winding of the transformer TR2 is connected to the base of the transistor Q3 via the resistor R3, and the terminal on the non-black point side of the coil L7 which is another feedback winding is a resistor. Connected to the base of transistor Q4 via R4, the other terminals of L6 and L7 are connected to the cathode of diode D, and the anode of D is connected to the emitters of Q3 and Q4 and the negative terminal of DC source E. . A coil L8 as a secondary winding of the transformer TR2 is connected to a discharge tube LMP as a load via a capacitor C2 as a load current control element. Note that a startup resistor R5 is connected between the positive terminal of the DC power supply E and the base of the transistor Q3.
【0004】図3の動作を説明する。起動用の抵抗器R
5によりトランジスタQ3とQ4のいずれかのトランジ
スタのベース・エミッタ間に電流が流れるが、多少の特
性の違いでQ3のベース・エミッタ間に電流が流れると
すれば、電源からの電流は、電源E−抵抗器R5−トラ
ンジスタQ3のベース・エミッタ間−電源Eと流れる。
この電流によりトランジスタQ3はオンになるが、Q4
はベース電流が流れないのでオフのままである。トラン
ジスタQ3のオンにより、電源からの電流は、電源E−
コイルL4−トランジスタQ3−電源Eと流れる。一
方、トランスTR2の1次巻線であるコイルL4の電流
により、TR2の帰還巻線に誘起する電圧は黒点側が正
になるので、一方の帰還巻線であるコイルL6の電流
は、コイルL6−抵抗器R3−トランジスタQ3のベー
ス・エミッタ間−ダイオードD−コイルL6と流れ、ト
ランジスタQ3を深いオンにしてコレクタ電流を益々増
大するように作用する。トランジスタQ3のコレクタ電
流であるコイルL4の電流により、放電管LMPはトラ
ンスTR2の2次巻線であるコイルL8とコンデンサC
2を介して点灯する。なお、トランスTR2の別の帰還
巻線であるコイルL7に誘起する電圧ではトランジスタ
Q4のベース電流は流れないので、Q4はオフのままで
ある。トランスTR2の1次巻線であるコイルL4に流
れる電流は時間とともに上昇し、可飽和鉄心を使用した
TR2の磁束も時間とともに増加する。磁束が飽和磁束
に達すると磁束の増加がなくなるのでコイルL6に誘起
する電圧はゼロになり、トランジスタQ3のベース電流
とコレクタ電流はゼロになる。そのときコイルL4〜L
7に逆電圧が発生し、トランジスタQ4はベース電流が
流れてオンになるが、トランジスタQ3はベース電流が
流れないのでオフになる。このときの電源からの電流
は、電源E−コイルL5−トランジスタQ4−電源Eと
流れる。The operation of FIG. 3 will be described. Starting resistor R
5 causes a current to flow between the base and the emitter of one of the transistors Q3 and Q4, but if a current flows between the base and the emitter of the transistor Q3 due to a slight difference in characteristics, the current from the power source will be equal to the power source E -Resistor R5-base-emitter of transistor Q3-power supply E;
The transistor Q3 is turned on by this current, but Q4
Remains off because no base current flows. By turning on the transistor Q3, the current from the power supply becomes equal to the power supply E-
It flows with the coil L4-transistor Q3-power supply E. On the other hand, the voltage induced on the feedback winding of TR2 by the current of coil L4, which is the primary winding of transformer TR2, becomes positive on the black point side. The current flows through the resistor R3, the base-emitter of the transistor Q3, the diode D, and the coil L6, and acts to deeply turn on the transistor Q3 to further increase the collector current. The discharge tube LMP is driven by the coil L8, which is the secondary winding of the transformer TR2, and the capacitor C by the current of the coil L4, which is the collector current of the transistor Q3.
Lights via 2. Since the base current of the transistor Q4 does not flow with the voltage induced in the coil L7, which is another feedback winding of the transformer TR2, Q4 remains off. The current flowing through the coil L4, which is the primary winding of the transformer TR2, increases with time, and the magnetic flux of TR2 using a saturable iron core also increases with time. When the magnetic flux reaches the saturation magnetic flux, the magnetic flux does not increase, so that the voltage induced in the coil L6 becomes zero, and the base current and the collector current of the transistor Q3 become zero. Then the coils L4 to L
7, a reverse voltage is generated, and the transistor Q4 is turned on because the base current flows, but the transistor Q3 is turned off because the base current does not flow. At this time, the current from the power supply flows through the power supply E, the coil L5, the transistor Q4, and the power supply E.
【0005】一方、トランスTR2の1次巻線であるコ
イルL5の電流により、TR2の帰還巻線に誘起する電
圧は非黒点側が正になるので、一方の帰還巻線であるコ
イルL7の電流は、コイルL7−抵抗器R4−トランジ
スタQ4のベース・エミッタ間−ダイオードD−コイル
L7と流れ、トランジスタQ4を深いオンにしてコレク
タ電流を益々増大するように作用する。トランジスタQ
4のコレクタ電流であるコイルL5の電流により、放電
管LMPはトランスTR2の2次巻線であるコイルL8
とコンデンサC2を介して逆方向に電流が流れて点灯す
る。なお、トランスTR2の別の帰還巻線であるコイル
L6に誘起する電圧ではトランジスタQ3のベース電流
は流れないので、Q3はオフのままである。トランスT
R2の1次巻線であるコイルL5に流れる電流は時間と
ともに上昇し、可飽和鉄心を使用したTR2の磁束も時
間とともに増加する。磁束が飽和磁束に達すると磁束の
増加がなくなるのでコイルL7に誘起する電圧はゼロに
なり、トランジスタQ4のベース電流とコレクタ電流は
ゼロになる。以後、トランジスタQ3とQ4は交互にオ
ン−オフをくり返し、自励発振して放電管LMPは点灯
する。この回路はロイヤー回路と呼ばれているが、可飽
和鉄心によるトランスを使用しているため大型になり、
また、磁気特性を表すB−H曲線に囲まれる面積が大き
いので損失が多く、周波数を高くすれば益々損失は多く
なり、さらに、発振周波数は磁気回路により決ってしま
うために発振周波数を変動させて負荷電流制御素子であ
るインダクタやコンデンサのインピーダンスを変動させ
て調光することはできない回路である。On the other hand, the voltage induced on the feedback winding of TR2 by the current of coil L5, which is the primary winding of transformer TR2, becomes positive on the non-spot side, so that the current of coil L7, which is one of the feedback windings, , The coil L7, the resistor R4, the base-emitter of the transistor Q4, the diode D, and the coil L7, and the transistor Q4 is turned on deeply to increase the collector current. Transistor Q
The discharge tube LMP is driven by a coil L8, which is a secondary winding of the
Then, a current flows in the opposite direction via the capacitor C2 and the light is turned on. Since the base current of the transistor Q3 does not flow with the voltage induced in the coil L6, which is another feedback winding of the transformer TR2, Q3 remains off. Transformer T
The current flowing through the coil L5, which is the primary winding of R2, increases with time, and the magnetic flux of TR2 using a saturable iron core also increases with time. When the magnetic flux reaches the saturation magnetic flux, the magnetic flux does not increase, so that the voltage induced in the coil L7 becomes zero, and the base current and the collector current of the transistor Q4 become zero. Thereafter, the transistors Q3 and Q4 alternately turn on and off, self-oscillate, and the discharge tube LMP lights up. This circuit is called the Loyer circuit, but it becomes large because it uses a transformer with a saturable iron core.
Further, since the area surrounded by the BH curve representing the magnetic characteristics is large, the loss is large, and the higher the frequency is, the more the loss is. Further, since the oscillation frequency is determined by the magnetic circuit, the oscillation frequency is varied. This is a circuit that cannot perform dimming by changing the impedance of an inductor or a capacitor, which is a load current control element.
【0006】そのため、自励式インバータ・プッシュプ
ル回路を用いた照明装置で調光を行うときは、動作周波
数は変動させずに制御周波数のデューティ比を変動させ
て、パルス幅制御回路で調光することが多かった。パル
ス幅制御回路で調光する回路のブロック図を図4に示
す。この回路は、のこぎり波パルス電圧発振回路NOS
で発振したのこぎり波パルス電圧P1と直流電源Eの電
圧を可変抵抗器VR3にて分圧した基準電圧VSを、コ
ンパレータCMPの両入力に印加し、CMPの出力であ
る矩形波パルス電圧P2をインバータ回路INVの制御
部に印加して、インバータ回路INVの発振をパルス幅
制御する回路である。図5は、図4に示す主要部分の波
形のタイムチャートである。Therefore, when dimming is performed by a lighting device using a self-excited inverter / push-pull circuit, the duty ratio of the control frequency is changed without changing the operating frequency, and the dimming is performed by the pulse width control circuit. There were many things. FIG. 4 shows a block diagram of a circuit for dimming by the pulse width control circuit. This circuit includes a sawtooth pulse voltage oscillation circuit NOS
A sawtooth pulse voltage P1 oscillated at step S1 and a reference voltage VS obtained by dividing the voltage of the DC power supply E by a variable resistor VR3 are applied to both inputs of a comparator CMP, and a rectangular wave pulse voltage P2 output from the CMP is inverted. This is a circuit that is applied to the control unit of the circuit INV to control the pulse width of the oscillation of the inverter circuit INV. FIG. 5 is a time chart of the waveform of the main part shown in FIG.
【0007】図4の動作を説明する。この回路は、のこ
ぎり波パルス電圧発振回路NOSでのこぎり波パルス電
圧P1を発振するが、直流電源Eの電圧を可変抵抗器V
R3で分圧した基準電圧VSとP1をコンパレータCM
Pの両入力に印加して、のこぎり波パルス電圧P1を基
準電圧VSにてクリップし、そのクリップ点を境にコン
パレータCMPの出力をハイ−ロウに切り換えて矩形波
パルス電圧P2を出力し、P2をインバータ回路INV
の制御部に印加して、P2のハイまたはロウのいずれか
のパルス幅でインバータ回路INVが発振する回路であ
る。図5は、のこぎり波パルス電圧P1と基準電圧VS
による矩形波パルス電圧P2の関係であり、P3はP2
がハイのときにインバータ回路INVが発振して放電管
LMPに流れる電流を示すタイムチャートである。図5
から明らかなように、コンパレータCMPから出力する
矩形波パルス電圧P2の繰返し周期をT1とし、P2の
ハイのパルス幅T4でインバータ回路INVが発振する
とすれば、発光のパルス幅はT4で、T4/T1が発光
のデューティ比になり、そのデューティ比の変動で放電
管LMPの調光が可能である。具体的調光操作は、可変
抵抗器VR3を手動にて操作して基準電圧VSを変動さ
せて調光するのが一般的であった。なお、図4に記載す
るインバータ回路INVは、インバータ・プッシュプル
回路以外にもインバータ・1石式回路あるいはインバー
タ・直列回路も適用可能であり、自励式インバータ回路
および他励式インバータ回路の何れでもよい。The operation of FIG. 4 will be described. This circuit oscillates a sawtooth pulse voltage P1 in a sawtooth pulse voltage oscillating circuit NOS, but uses a variable resistor V
The reference voltage VS and P1 divided by R3 are compared with the comparator CM.
P is applied to both inputs of P, the sawtooth pulse voltage P1 is clipped by the reference voltage VS, and the output of the comparator CMP is switched from high to low at the boundary of the clip point, and the rectangular pulse voltage P2 is output. To the inverter circuit INV
And the inverter circuit INV oscillates with a pulse width of either high or low of P2. FIG. 5 shows the sawtooth pulse voltage P1 and the reference voltage VS.
Is the relationship of the square wave pulse voltage P2, and P3 is P2
6 is a time chart showing a current flowing through the discharge tube LMP when the inverter circuit INV oscillates when is high. FIG.
As can be seen from the above, if the repetition period of the rectangular wave pulse voltage P2 output from the comparator CMP is T1, and the inverter circuit INV oscillates with the high pulse width T4 of P2, the pulse width of light emission is T4 and T4 / T1 becomes the light emission duty ratio, and the light control of the discharge tube LMP can be performed by the fluctuation of the duty ratio. In general, the dimming operation is generally performed by manually operating the variable resistor VR3 to change the reference voltage VS to perform dimming. In addition to the inverter push-pull circuit, the inverter circuit INV shown in FIG. 4 can be an inverter / single-circuit circuit or an inverter / series circuit, and may be either a self-excited inverter circuit or a separately-excited inverter circuit. .
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来より使用されてい
る自励式インバータ・プッシュプル回路は、図3に示す
可飽和鉄心を使用したロイヤー回路や、その改良回路で
あるジェンセン回路がよく知られているが、何れの回路
も可飽和鉄心によるトランスを使用しているため大型で
高価になり、また、磁気飽和を利用して発振回路を形成
しているのでB−H曲線によって囲まれる面積が大きい
ので損失が多く、さらに、発振周波数は磁気回路で決っ
てしまうために発振周波数を変動させて調光することは
できないので、図4のブロック図に示すような複雑な回
路を採用して、パルス幅制御回路で調光しており、大
型、高価で、しかも大重量になるという問題点があっ
た。他励式インバータ・プッシュプル回路を採用すれ
ば、発振周波数を変動させて負荷電流制御素子のインピ
ーダンスの変動を利用して調光するのは簡単であるが、
発振回路は別回路になるので、自励式インバータ・プッ
シュプル回路よりさらに大型になり、しかも高価で、大
重量であることは同じであった。そのうえ、従来の調光
方式の制御方法は何れも手動であったが、例えば自動車
の車室内の計器盤等では走行に伴って照度は絶えず変動
し、空調やインバータ回路の自己発熱等により時間とと
もに放電管の管壁温度も変化するので輝度を調整する必
要があるが、現実には煩わしさのため充分な調光はでき
なかった。そのため、損失が少なく簡便な回路で発振周
波数が変動する自励式インバータ・プッシュプル回路の
出現、および、周波数が変動する自励式インバータ・プ
ッシュプル回路を用いて調光する照明装置の出現、さら
には、温度の変化または照度の変化あるいはその双方の
変化により自動的に調光可能な自励式インバータ・プッ
シュプル回路を用いた照明装置の出現が求められてい
た。本発明は、このような問題点を解決するもので、自
励式インバータ・プッシュプル回路と同じように動作し
て、しかも実質的に電源に並列に接続された2つのトラ
ンジスタを抵抗器とコンデンサの正帰還によりオン−オ
フする、自走式インバータ・プッシュプル回路、およ
び、自走式インバータ・プッシュプル回路による照明装
置、さらには、2つの抵抗器の抵抗と2つのコンデンサ
の容量のうち少なくとも1つを変化させることにより調
光する、自走式インバータ・プッシュプル回路を用いた
照明装置を小型、軽量、安価に提供することを目的とし
ている。なお、図面に可変抵抗器や可変コンデンサと記
載されていても特性を変化させる必要がない素子は、通
常の抵抗器やコンデンサでよい。As a self-excited inverter push-pull circuit conventionally used, a Loyer circuit using a saturable iron core shown in FIG. 3 and a Jensen circuit which is an improved circuit thereof are well known. However, each circuit uses a transformer with a saturable iron core, so that the circuit is large and expensive, and the oscillation circuit is formed using magnetic saturation, so that the area surrounded by the BH curve is large. Therefore, since the oscillation frequency is determined by the magnetic circuit, the oscillation frequency cannot be changed and the dimming cannot be performed. Therefore, a complicated circuit as shown in the block diagram of FIG. The dimming is performed by the width control circuit, and there is a problem that it is large, expensive, and heavy. If a separately-excited inverter / push-pull circuit is adopted, it is easy to change the oscillation frequency and use the fluctuation in the impedance of the load current control element to perform dimming.
Since the oscillating circuit is a separate circuit, it is larger than a self-excited inverter / push-pull circuit, and is also expensive and heavy. In addition, although the conventional dimming control methods are all manual, for example, in the case of an instrument panel in the interior of a car, the illuminance constantly fluctuates as the vehicle travels, and over time due to air conditioning, self-heating of the inverter circuit, and the like. Since the wall temperature of the discharge tube also changes, it is necessary to adjust the brightness, but in reality, it was not possible to sufficiently control the light due to the complexity. Therefore, the emergence of a self-excited inverter / push-pull circuit whose oscillation frequency fluctuates with a simple circuit with low loss, and the emergence of a lighting device that uses a self-excited inverter / push-pull circuit whose frequency fluctuates, and There has been a demand for a lighting device using a self-excited inverter / push-pull circuit capable of automatically adjusting the light in response to a change in temperature and / or a change in illuminance. The present invention solves such a problem, and operates in the same manner as a self-excited inverter push-pull circuit, and furthermore, two transistors connected substantially in parallel to a power supply are connected to a resistor and a capacitor. Self-propelled inverter push-pull circuit that is turned on and off by positive feedback, a lighting device based on the self-propelled inverter push-pull circuit, and at least one of the resistance of two resistors and the capacitance of two capacitors It is an object of the present invention to provide a small, light, and inexpensive lighting device that uses a self-propelled inverter / push-pull circuit that adjusts light by changing one of them. Note that elements that do not need to change their characteristics even if they are described as variable resistors or variable capacitors in the drawings may be ordinary resistors or capacitors.
【0009】[0009]
【課題を解決する手段】上記目的達成のために本発明の
第一の段階として、自走式インバータ・プッシュプル回
路の開発であるが、実質的に直流電源に並列に接続され
た2つのトランジスタを2つの抵抗器と2つのコンデン
サを組合せた正帰還回路により交互にオン−オフする回
路にして、2つのトランジスタの負荷にプッシュプル回
路のようにトランスの2つの1次巻線を各々接続して、
トランスの2次巻線に負荷を接続すれば、自走式インバ
ータ・プッシュプル回路になる。つぎに、上記目的達成
のために本発明の第二の段階として、自走式インバータ
・プッシュプル回路により放電管を点灯する照明装置の
開発であるが、第一段階に記載した自走式インバータ・
プッシュプル回路のトランスの2次巻線に、放電管と負
荷電流制御素子を直列に接続すれば、自走式インバータ
・プッシュプル回路を用いた照明装置になる。さらに、
上記目的達成のための本発明の第三段階として、自走式
インバータ・プッシュプル回路により点灯する照明装置
の放電管を調光することであるが、第二段階に記載した
正帰還回路として利用する2つの抵抗器の抵抗と2つの
コンデンサの容量のうち、少なくとも1つを変化させれ
ば、繰返し周期の変動による負荷電流制御素子のインピ
ーダンスが変動すること、または、パルス幅の変動によ
る矩形波パルス電圧の動作波形のデューティ比の変動と
負荷電流制御素子であるコンデンサとの相互作用、ある
いは、繰返し周期の変動による負荷電流制御素子のイン
ピーダンスの変動およびパルス幅の変動による矩形波パ
ルス電圧の動作波形のデューティ比の変動と負荷電流制
御素子であるコンデンサとの相互作用により、放電管の
調光可能な、自走式インバータ・プッシュプル回路を用
いた照明装置になる。抵抗器の抵抗とコンデンサの容量
は、手動と自動で変化させる方法がある。抵抗器の抵抗
とコンデンサの容量を手動で変化させるには、可変抵抗
器や可変コンデンサを用いればよい。抵抗器の抵抗とコ
ンデンサの容量を自動で変化させる必要がある外的条件
は、温度および照度である。具体的素子としての温度セ
ンサは、温度特性のある磁器コンデンサ、サーミスタ、
正特性サーミスタ、金属抵抗温度センサ等であり、照度
センサは、CdS、フォトダイオード、フォトトランジ
スタ、PbS等である。例えば、可変抵抗器に代えてC
dSを、また可変コンデンサに代えて温度特性のある磁
器コンデンサを使用すれば、温度と照度により調光可能
な照明装置にすることができる。自走式インバータ・プ
ッシュプル回路は、2つの抵抗器と2つのコンデンサを
用いた正帰還回路で2つのトランジスタが交互にオン−
オフする自走マルチバイブレータを応用したパルス発生
回路であるが、周波数として表現するときは発振回路と
している。なお、パルス幅を周波数に変換するときは、
繰返し周期の逆数が周波数になる。使用する半導体素子
は、実施例に示すバイポーラトランジスタ以外にも、回
路の多少の変更で、エンハスメント型のMOSFETへ
の変更が可能である。バイポーラトランジスタとFET
を代表する表現としてはトランジスタとしている。FE
Tはドレイン・ソース間に寄生ダイオードが存在するの
でスイッチング時のサージ電圧を吸収するが、バイポー
ラトランジスタは寄生ダイオードが存在しないので、必
要に応じてダイオードを接続すればよい。本回路は補助
的な駆動用トランジスタやコンデンサ等を使用してスイ
ッチングスピードを早める回路や遅くする回路、また
は、2つのトランジスタが同時にオンしないようにする
回路等は適宜採用可能である。In order to achieve the above object, the first step of the present invention is to develop a self-running inverter / push-pull circuit, which comprises two transistors substantially connected in parallel to a DC power supply. Is turned on and off alternately by a positive feedback circuit combining two resistors and two capacitors, and two primary windings of a transformer are connected to loads of two transistors like a push-pull circuit, respectively. hand,
If a load is connected to the secondary winding of the transformer, it becomes a self-propelled inverter push-pull circuit. Next, as a second stage of the present invention, in order to achieve the above object, the development of a lighting device for lighting a discharge tube by a self-propelled inverter / push-pull circuit is described.・
If a discharge tube and a load current control element are connected in series to the secondary winding of the transformer of the push-pull circuit, a lighting device using a self-propelled inverter / push-pull circuit is obtained. further,
A third step of the present invention for achieving the above object is to dimming a discharge tube of a lighting device that is turned on by a self-propelled inverter / push-pull circuit, but is used as a positive feedback circuit described in the second step. If at least one of the resistance of the two resistors and the capacitance of the two capacitors is changed, the impedance of the load current control element fluctuates due to the fluctuation of the repetition period, or the square wave generated by the fluctuation of the pulse width Interaction of the duty ratio of the operating waveform of the pulse voltage with the capacitor that is the load current control element, or the operation of the square wave pulse voltage due to the change in the impedance of the load current control element and the pulse width due to the change in the repetition period. The self-propelled discharge tube can be dimmed by the interaction between the duty ratio of the waveform and the capacitor that is the load current control element. It will lighting apparatus using an inverter push pull circuit. There is a method of manually and automatically changing the resistance of the resistor and the capacitance of the capacitor. To manually change the resistance of the resistor and the capacitance of the capacitor, a variable resistor or a variable capacitor may be used. External conditions that need to automatically change the resistance of the resistor and the capacitance of the capacitor are temperature and illuminance. The temperature sensor as a specific element is a porcelain capacitor with temperature characteristics, a thermistor,
Positive characteristic thermistors, metal resistance temperature sensors, etc., and illuminance sensors are CdS, photodiodes, phototransistors, PbS, etc. For example, instead of a variable resistor, C
If dS is replaced by a porcelain capacitor having a temperature characteristic in place of the variable capacitor, a lighting device capable of dimming with temperature and illuminance can be obtained. The self-running inverter push-pull circuit is a positive feedback circuit using two resistors and two capacitors, and two transistors are turned on alternately.
This is a pulse generation circuit that uses a self-running multivibrator that is turned off, but is expressed as an oscillation circuit when expressed as a frequency. When converting the pulse width to frequency,
The reciprocal of the repetition period is the frequency. The semiconductor element to be used can be changed to an enhancement type MOSFET with a slight change in the circuit in addition to the bipolar transistor shown in the embodiment. Bipolar transistor and FET
Is represented as a transistor. FE
T absorbs a surge voltage at the time of switching because a parasitic diode exists between the drain and the source. However, a bipolar transistor does not have a parasitic diode, so that a diode may be connected as necessary. As the circuit, a circuit that speeds up or slows down the switching speed by using auxiliary driving transistors or capacitors, a circuit that prevents two transistors from turning on at the same time, or the like can be appropriately used.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1により説明する。自走式イン
バータ・プッシュプル回路を使用した照明装置は、2つ
のNPNバイポーラトランジスタと2つの可変抵抗器お
よび2つの可変コンデンサを用いている。直流電源の正
端子はトランスの2つの1次巻線の一方の端子に接続
し、2つの1次巻線の別の端子は各々2つのNPNトラ
ンジスタのコレクタに接続する。直流電源の負端子は2
つのトランジスタのエミッタに接続する。可変抵抗器と
抵抗器の直列回路を2組構成し、その2つの可変抵抗器
側の端子を電源の正端子に、抵抗器側の端子を電源の負
端子に接続し、可変抵抗器と抵抗器の接続点は各々トラ
ンジスタのベースに接続する。各々のトランジスタのベ
ースと別のトランジスタのコレクタ間には各々可変コン
デンサを接続する。トランスの2次巻線は、負荷電流制
御素子であるコンデンサを介して負荷である放電管に接
続している。この回路は、自走式インバータ・プッシュ
プル回路で放電管を点灯させる回路であり、2つの可変
抵抗器の抵抗とその可変抵抗器の一端に接続された可変
コンデンサとの組合せの時定数により2つのトランジス
タのオン−オフのパルス幅が決まるので、2つの可変抵
抗器の抵抗と2つの可変コンデンサの容量のうち少なく
とも1つが変化することにより、繰返し周期の変動によ
る負荷電流制御素子のインピーダンスが変動すること、
または、パルス幅の変動による矩形波パルス電圧の動作
波形のデューティ比の変動と負荷電流制御素子であるコ
ンデンサとの相互作用、あるいは、繰返し周期の変動に
よる負荷電流制御素子のインピーダンスの変動およびパ
ルス幅の変動による矩形波パルス電圧の動作波形のデュ
ーティ比の変動と負荷電流制御素子であるコンデンサと
の相互作用により、放電管の調光可能な、自走式インバ
ータ・プッシュプル回路を用いた照明装置になる。温度
の変化または照度の変化あるいはその双方の変化によ
り、自動的に調光可能な照明装置にするときは、2つの
可変抵抗器と2つの可変コンデンサのうち少なくとも1
つを、温度または照度により抵抗または容量が変化する
素子に代えれば、温度の変化または照度の変化あるいは
その双方の変化により、自動的に調光が可能な、自走式
インバータ・プッシュプル回路を用いた照明装置にもな
る。この回路は磁気飽和を使用していないので損失の少
ない回路である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. A lighting device using a self-propelled inverter push-pull circuit uses two NPN bipolar transistors, two variable resistors, and two variable capacitors. The positive terminal of the DC power supply connects to one terminal of the two primary windings of the transformer, and the other terminal of the two primary windings connects to the collectors of two NPN transistors each. The negative terminal of the DC power supply is 2
Connected to the emitters of two transistors. Two sets of a series circuit of a variable resistor and a resistor are configured, the two variable resistor side terminals are connected to the positive terminal of the power supply, the resistor side terminal is connected to the negative terminal of the power supply, and the variable resistor and the resistor are connected. The connection points of the devices are each connected to the base of the transistor. A variable capacitor is connected between the base of each transistor and the collector of another transistor. The secondary winding of the transformer is connected to a discharge tube as a load via a capacitor as a load current control element. This circuit is a circuit for lighting a discharge tube by a self-propelled inverter push-pull circuit. The circuit has a time constant of 2 by a combination of the resistance of two variable resistors and a variable capacitor connected to one end of the variable resistor. Since the on / off pulse width of the two transistors is determined, at least one of the resistances of the two variable resistors and the capacitance of the two variable capacitors changes, so that the impedance of the load current control element fluctuates due to the fluctuation of the repetition period. To do,
Or, the fluctuation of the duty ratio of the operating waveform of the rectangular wave pulse voltage due to the fluctuation of the pulse width and the interaction with the capacitor as the load current control element, or the fluctuation of the impedance of the load current control element and the pulse width due to the fluctuation of the repetition period. Lighting device using a self-running inverter / push-pull circuit capable of dimming the discharge tube due to the interaction between the duty ratio of the operating waveform of the square-wave pulse voltage due to the fluctuation of the pulse voltage and the capacitor that is the load current control element become. When the lighting device is capable of automatically adjusting light due to a change in temperature and / or a change in illuminance, at least one of two variable resistors and two variable capacitors is used.
If one is replaced with an element whose resistance or capacitance changes depending on temperature or illuminance, a self-running inverter push-pull circuit that can automatically adjust dimming due to temperature change and / or illuminance change It is also the lighting device used. Since this circuit does not use magnetic saturation, it is a circuit with little loss.
【0011】[0011]
【実施例1】図1は、本発明の請求項1〜請求項3に係
わる実施例で、バイポーラトランジスタを使用した自走
式インバータ・プッシュプル回路に適用した例である。
本回路は、直流電源Eの正端子はトランスTR1の1次
巻線であるコイルL1の黒点側端子とコイルL2の非黒
点側端子および可変抵抗器VR1とVR2の1つの端子
に接続し、直流電源Eの負端子はNPNトランジスタQ
1とQ2のエミッタおよび抵抗器R1とR2の1つの端
子に接続する。コイルL1の非黒点側端子はトランジス
タQ1のコレクタおよび可変コンデンサVC1の1つの
端子に接続し、コイルL2の黒点側端子はトランジスタ
Q2のコレクタおよび可変コンデンサVC2の1つの端
子に接続する。可変コンデンサVC1の別の端子はトラ
ンジスタQ2のベースおよび可変抵抗器VR1と抵抗器
R2の別の端子に接続し、可変コンデンサVC2の別の
端子はトランジスタQ1のベースおよび可変抵抗器VR
2と抵抗器R1の別の端子に接続している。トランスT
R1の2次巻線であるコイルL3は、負荷電流制御素子
であるコンデンサC1を介して放電管LMPに接続し
て、自走式インバータ・プッシュプル回路を使用した照
明装置にする。Embodiment 1 FIG. 1 shows an embodiment according to claims 1 to 3 of the present invention, in which the invention is applied to a self-running inverter push-pull circuit using bipolar transistors.
In this circuit, the positive terminal of the DC power supply E is connected to the black point side terminal of the coil L1, which is the primary winding of the transformer TR1, the non-black point side terminal of the coil L2, and one terminal of the variable resistors VR1 and VR2. The negative terminal of the power supply E is an NPN transistor Q
1 and Q2 and to one terminal of resistors R1 and R2. The non-black point side terminal of the coil L1 is connected to the collector of the transistor Q1 and one terminal of the variable capacitor VC1, and the black point side terminal of the coil L2 is connected to the collector of the transistor Q2 and one terminal of the variable capacitor VC2. Another terminal of the variable capacitor VC1 is connected to the base of the transistor Q2 and another terminal of the variable resistor VR1 and the resistor R2, and another terminal of the variable capacitor VC2 is connected to the base of the transistor Q1 and the variable resistor VR.
2 and another terminal of the resistor R1. Transformer T
A coil L3, which is a secondary winding of R1, is connected to a discharge tube LMP via a capacitor C1, which is a load current control element, to provide a lighting device using a self-propelled inverter push-pull circuit.
【0012】図1の動作を説明する。直流電源Eが接続
されるとトランジスタQ1とQ2のいずれかのトランジ
スタのベース・エミッタ間に電流が流れるが、多少の特
性の違いでQ1のベース・エミッタ間に電流が流れると
すれば、電源からの電流は、電源E−可変抵抗器VR2
−トランジスタQ1のベース・エミッタ間−電源Eと流
れてQ1はオンになるが、Q2はオフのままである。ト
ランジスタQ1のオンにより、Q1のコレクタ電圧は電
源Eの負端子電圧に近い電圧に低下するので、トランジ
スタQ2のベース電圧は可変コンデンサVC1を介して
電源Eの負端子電圧に近い電圧になり、Q2はオフのま
まである。トランジスタQ1のオンにより、一方の1次
巻線であるコイルL1を経由する電流は、電源E−コイ
ルL1−トランジスタQ1−電源Eと流れる。コイルL
1の電流により、放電管LMPはコイルL3とコンデン
サC1を介して点灯する。なお、このときのコイルL1
の黒点側端子は直流電源Eの正端子の電圧であるが、L
1の非黒点側端子は直流電源Eの負端子に近い電圧にな
っているので、別の1次巻線であるコイルL2の黒点側
の端子は電源電圧の2倍に近い電圧になっている。可変
コンデンサVC2のトランジスタQ1のベース側の端子
は約0.7Vであり、トランジスタQ2のコレクタ側端
子は電源電圧の2倍に近い電圧になっているので、コイ
ルL2の電流は、コイルL2−可変コンデンサVC2−
トランジスタQ1のベース・エミッタ間−電源E−コイ
ルL2と流れて、VC2のコイルL2側を正に充電す
る。一方、トランジスタQ1のオンにより可変抵抗器V
R1を流れる電流は、電源E−可変抵抗器VR1−可変
コンデンサVC1−トランジスタQ1−電源Eと流れる
ので、VC1のVR1側を正に充電する。可変コンデン
サVC1の充電に伴なってトランジスタQ2のベース電
圧は次第に上昇するが、その電圧がトランジスタQ2の
ベース電流が流れ出す電圧になれば、可変抵抗器VR1
を経由する電流は、電源E−可変抵抗器VR1−トラン
ジスタQ2のベース・エミッタ間−電源Eと流れてトラ
ンジスタQ2をオンにする。トランジスタQ2のオンに
より、Q2のコレクタ電圧は直流電源Eの負端子電圧に
近い電圧に低下するので、可変コンデンサVC2に充電
されていた電圧によりトランジスタQ1のベース電圧は
マイナスになり、Q1はオフになる。このときのコイル
L2を経由する電流は、電源E−コイルL2−トランジ
スタQ2−電源Eと流れる。コイルL2の電流により、
放電管LMPはコイルL3とコンデンサC1を介して逆
方向に電流が流れて点灯する。なお、このときのコイル
L2の非黒点側端子は直流電源Eの正端子の電圧である
が、L2の黒点側の端子は直流電源Eの負端子に近い電
圧になっているので、コイルL1の非黒点側の端子は電
源電圧の2倍に近い電圧になっている。可変コンデンサ
VC1のトランジスタQ2のベース側の端子は約0.7
Vであり、トランジスタQ1のコレクタ側端子は電源電
圧の2倍に近い電圧になっているので、コイルL1の電
流は、コイルL1−可変コンデンサVC1−トランジス
タQ2のベース・エミッタ間−電源E−コイルL1と流
れて、VC1のコイルL1側を正に充電する。一方、ト
ランジスタQ2のオンにより可変抵抗器VR2を流れる
電流は、電源E−可変抵抗器VR2−可変コンデンサV
C2−トランジスタQ2−電源Eと流れるので、VC2
のVR2側を正に充電する。可変コンデンサVC2の充
電に伴なってトランジスタQ1のベース電圧は次第に上
昇するが、その電圧がトランジスタQ1のベース電流が
流れ出す電圧になれば可変抵抗器VR2を経由する電流
は、電源E−可変抵抗器VR2−トランジスタQ1のベ
ース・エミッタ間−電源Eと流れてトランジスタQ1を
オンにする。以後、トランジスタQ1とQ2は交互にオ
ン−オフをくり返し、放電管LMPは点灯する。The operation of FIG. 1 will be described. When the DC power supply E is connected, a current flows between the base and the emitter of one of the transistors Q1 and Q2, but if a current flows between the base and the emitter of the transistor Q1 due to a slight difference in characteristics, the power supply is Is supplied to the power supply E-variable resistor VR2
The current flows between the base and the emitter of the transistor Q1 and the power supply E to turn on Q1, but keep Q2 off. When the transistor Q1 is turned on, the collector voltage of the transistor Q1 drops to a voltage close to the negative terminal voltage of the power source E. Therefore, the base voltage of the transistor Q2 becomes a voltage close to the negative terminal voltage of the power source E via the variable capacitor VC1, Remains off. When the transistor Q1 is turned on, a current flowing through the coil L1, which is one of the primary windings, flows through the power supply E, the coil L1, the transistor Q1, and the power supply E. Coil L
With the current of 1, the discharge tube LMP is turned on via the coil L3 and the capacitor C1. At this time, the coil L1
Is the voltage of the positive terminal of the DC power source E,
Since the non-spot side terminal 1 has a voltage close to the negative terminal of the DC power supply E, the black point side terminal of the coil L2, which is another primary winding, has a voltage close to twice the power supply voltage. . The base terminal of the transistor Q1 of the variable capacitor VC2 is about 0.7 V, and the collector terminal of the transistor Q2 has a voltage almost twice the power supply voltage. Capacitor VC2-
The current flows between the base and emitter of the transistor Q1, the power supply E, and the coil L2, and positively charges the coil L2 side of VC2. On the other hand, when the transistor Q1 is turned on, the variable resistor V
Since the current flowing through R1 flows through the power supply E, the variable resistor VR1, the variable capacitor VC1, the transistor Q1, and the power supply E, the VR1 side of VC1 is positively charged. The base voltage of the transistor Q2 gradually increases with the charging of the variable capacitor VC1, but if the voltage becomes a voltage at which the base current of the transistor Q2 flows, the variable resistor VR1
Flows through the power supply E, the variable resistor VR1, the base-emitter of the transistor Q2, and the power supply E to turn on the transistor Q2. When the transistor Q2 is turned on, the collector voltage of the transistor Q2 decreases to a voltage close to the negative terminal voltage of the DC power supply E. Therefore, the voltage charged in the variable capacitor VC2 makes the base voltage of the transistor Q1 negative, and the transistor Q1 is turned off. Become. At this time, the current passing through the coil L2 flows through the power supply E-coil L2-transistor Q2-power supply E. By the current of the coil L2,
The discharge tube LMP is lit by a current flowing in the opposite direction via the coil L3 and the capacitor C1. At this time, the non-black point side terminal of the coil L2 is the voltage of the positive terminal of the DC power supply E, but the black point side terminal of the coil L2 has a voltage close to the negative terminal of the DC power supply E. The terminal on the non-black point side has a voltage close to twice the power supply voltage. The terminal on the base side of the transistor Q2 of the variable capacitor VC1 is about 0.7
V, and the collector terminal of the transistor Q1 is at a voltage close to twice the power supply voltage. Therefore, the current of the coil L1 is: coil L1-variable capacitor VC1-base-emitter of transistor Q2-power supply E-coil L1 flows, and the coil L1 side of VC1 is positively charged. On the other hand, the current flowing through the variable resistor VR2 when the transistor Q2 is turned on is expressed by a power source E-variable resistor VR2-variable capacitor V2.
C2-transistor Q2-power supply E flows, so VC2
VR2 side is charged positively. With the charging of the variable capacitor VC2, the base voltage of the transistor Q1 gradually increases. If the voltage becomes a voltage at which the base current of the transistor Q1 starts flowing, the current passing through the variable resistor VR2 is changed to the power supply E-variable resistor. VR2 flows between the base and the emitter of the transistor Q1 and the power supply E to turn on the transistor Q1. Thereafter, the transistors Q1 and Q2 are alternately turned on and off, and the discharge tube LMP is turned on.
【0013】図2により調光時の動作について述べる。
図2は、トランジスタQ1とQ2のオン−オフのパルス
幅であるT2とT3が同じで、繰返し周期T1とのデュ
ーティ比が50(1/2)のときと、T2はそのままで
T3のみ1/2にして、繰返し周期T1とのデューティ
比が33(1/3)にしたときのトランジスタQ1とQ
2の電圧(コレクタ・エミッタ間電圧)と電流(コレク
タ電流)の関連を理想化したタイムチャートである。図
1の回路では、トランスTR1とコンデンサC1が接続
されているので、実際の波形ではこの様なきれいな矩形
波パルスにはならないが、考え方を示している。図2−
Aは、可変抵抗器VR1の抵抗と可変コンデンサVC1
の容量による時定数に基づくパルス幅T2と可変抵抗器
VR2の抵抗と可変コンデンサVC2の容量による時定
数に基づくパルス幅T3とが同じで、トランジスタQ1
とQ2のオン−オフのデューティ比は50のときであ
り、Q1とQ2のオン−オフは1/2ずつである。この
ときのトランジスタQ1とQ2の電流の和を1とする。
図2−Bは、可変抵抗器VR1の抵抗と可変コンデンサ
VC1の容量による時定数に基づくパルス幅T2はその
ままで、可変抵抗器VR2の抵抗と可変コンデンサVC
2の容量による時定数に基づくパルス幅T3のみを図2
−Aの1/2にしたときで、デューティ比は33にな
る。このときは、トランジスタQ2のオン時間は図2−
Aの1/2になるのでQ2による電流は1/2になる
が、コンデンサC1の充電電流と放電電流は同じなの
で、結果的にトランジスタQ1の電流も1/2になる。
このときのトランジスタQ1とQ2の電流の和は0.6
7(2/3)になる。即ち、パルス幅T2とT3が同じ
ときの電流を1とし、一方のパルス幅を変動させたとき
のT2とT3の短い方のパルス幅がT3であれば、繰返
し周期T1=T2+T3であるが、そのときの電流は、
2(T3/T1)になる。以上は、一方の時定数の変化
のために、一方のパルス幅の変動によるデューティ比の
変動と負荷電流制御素子であるコンデンサの相互作用で
の調光である。つぎに、繰返し周期T1=T2+T3の
逆数である動作周波数の影響であるが、負荷電流制御素
子にインダクタやコンデンサを使用すれば、動作周波数
により負荷電流制御素子のインピーダンスが変動するの
で、可変抵抗器VR1とVR2の抵抗および可変コンデ
ンサVC1とVC2の容量のうち、少なくとも1つを変
化させれば、繰返し周期T1が変動するので調光が可能
である。以上の2つの調光方法は、T3に関係する時定
数のみを変動させたときであるが、T2の時定数を同時
に変動させてもよい。時定数を選べば、以上の2つの調
光方法のうちの何れか一方により調光することも可能で
あるし、双方により調光することも可能である。以上述
べたようにこの回路は、正帰還により矩形波パルス電圧
が発生するので、図1に示す可変抵抗器VR1の抵抗と
可変コンデンサVC1の容量による時定数に基づくパル
ス幅T2と、可変抵抗器VR2の抵抗と可変コンデンサ
VC2の容量による時定数に基づくパルス幅T3によ
り、トランジスタQ1とQ2のオン−オフのパルス幅が
決まるので、可変抵抗器VR1とVR2の抵抗および可
変コンデンサVC1とVC2の容量のうち少なくとも1
つを変化させれば、放電管の調光が可能な、自走式イン
バータ・プッシュプル回路になる。温度の変化または照
度の変化あるいはその双方の変化により自動的に調光可
能な照明装置にするときは、2つの可変抵抗器VR1と
VR2および2つの可変コンデンサVC1とVC2のう
ち少なくとも1つを、温度または照度により抵抗または
容量が変化する素子に代えれば、温度の変化または照度
の変化あるいはその双方の変化により自動的に放電管の
調光が可能な、自走式インバータ・プッシュプル回路に
なる。この回路は磁気飽和を使用していないので損失の
少ない回路である。この回路でのパルス波形は基本的に
は矩形波パルスであり、放電管を点灯させる波形として
は効率が良い波形である。この回路は自走式インバータ
・定電圧プッシュプル回路であるが、直流電源Eに直列
にインダクタを接続する、自走式インバータ・定電流プ
ッシュプル回路にも適用可能である。この回路は、トラ
ンジスタがオンからオフに切り替わるときは、トランジ
スタのベース・エミッタ間に逆電圧が印加されるが、そ
の電圧が高いためトランジスタに悪影響を与えるとき
は、ダイオードでブロックすればよい。The operation at the time of dimming will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows the case where the on / off pulse widths T2 and T3 of the transistors Q1 and Q2 are the same, and the duty ratio with the repetition period T1 is 50 (1/2). 2, the transistors Q1 and Q2 when the duty ratio with the repetition period T1 is 33 (1/3)
2 is a time chart in which the relationship between the voltage (collector-emitter voltage) and the current (collector current) is idealized. In the circuit of FIG. 1, since the transformer TR1 and the capacitor C1 are connected, an actual waveform does not form such a clean rectangular wave pulse, but the concept is shown. Figure 2
A is the resistance of the variable resistor VR1 and the variable capacitor VC1
The pulse width T2 based on the time constant based on the capacity of the variable resistor VR2 and the pulse width T3 based on the time constant based on the capacity of the variable capacitor VC2 are the same.
The on-off duty ratio of Q1 and Q2 is 50, and the on-off of Q1 and Q2 is 1/2. The sum of the currents of the transistors Q1 and Q2 at this time is 1.
FIG. 2B shows the resistance of the variable resistor VR2 and the variable capacitor VC2 without changing the pulse width T2 based on the time constant of the resistance of the variable resistor VR1 and the capacitance of the variable capacitor VC1.
FIG. 2 shows only the pulse width T3 based on the time constant due to the capacitance of FIG.
The duty ratio becomes 33 when it is set to の of −A. At this time, the ON time of the transistor Q2 is as shown in FIG.
The current due to Q2 is halved since it is の of A, but since the charging current and discharging current of the capacitor C1 are the same, the current of the transistor Q1 is also halved as a result.
At this time, the sum of the currents of the transistors Q1 and Q2 is 0.6.
7 (2/3). That is, if the current when the pulse widths T2 and T3 are the same is 1, and the shorter pulse width of T2 and T3 when one of the pulse widths is varied is T3, the repetition period T1 = T2 + T3. The current at that time is
2 (T3 / T1). The above is the dimming due to the interaction between the variation of the duty ratio due to the variation of the one pulse width and the interaction of the capacitor which is the load current control element due to the variation of the one time constant. Next, the influence of the operating frequency which is the reciprocal of the repetition period T1 = T2 + T3 is obtained. If an inductor or a capacitor is used as the load current control element, the impedance of the load current control element varies depending on the operation frequency. Changing at least one of the resistors VR1 and VR2 and the capacitance of the variable capacitors VC1 and VC2 changes the repetition period T1, so that dimming is possible. The above two dimming methods are based on the case where only the time constant related to T3 is changed, but the time constant of T2 may be changed simultaneously. If a time constant is selected, it is possible to perform dimming by one of the above two dimming methods, or to perform dimming by both. As described above, in this circuit, a rectangular wave pulse voltage is generated by positive feedback, so that the pulse width T2 based on the time constant of the resistance of the variable resistor VR1 and the capacitance of the variable capacitor VC1 shown in FIG. The pulse width T3 based on the time constant based on the resistance of the resistor VR2 and the capacitance of the variable capacitor VC2 determines the on-off pulse width of the transistors Q1 and Q2, so that the resistance of the variable resistors VR1 and VR2 and the capacitance of the variable capacitors VC1 and VC2. At least one of
By changing one of them, a self-propelled inverter / push-pull circuit capable of dimming the discharge tube is obtained. When the lighting device is capable of automatically adjusting the light by a change in temperature and / or a change in illuminance, at least one of the two variable resistors VR1 and VR2 and the two variable capacitors VC1 and VC2 is A self-propelled inverter / push-pull circuit that can automatically adjust the discharge tube according to changes in temperature and / or illuminance, if the resistance or capacitance changes with temperature or illuminance. . Since this circuit does not use magnetic saturation, it is a circuit with little loss. The pulse waveform in this circuit is basically a rectangular pulse, and is a highly efficient waveform for lighting the discharge tube. This circuit is a self-running inverter / constant voltage push-pull circuit, but can also be applied to a self-running inverter / constant current push-pull circuit in which an inductor is connected in series with the DC power supply E. In this circuit, when the transistor is switched from on to off, a reverse voltage is applied between the base and the emitter of the transistor. When the voltage is high and adversely affects the transistor, it may be blocked with a diode.
【0014】この回路での請求項との関連を以下に示
す。この回路は請求項1に示す、実質的に直流電源に、
トランスの2つの1次巻線を介して並列に接続された2
つのトランジスタが交互にオン−オフするプッシュプル
インバータ回路において、2つのトランジスタを抵抗器
とコンデンサを組合せた正帰還回路により交互にオン−
オフする回路にした、自走式インバータ・プッシュプル
回路である。この回路は請求項2に示す、実質的に直流
電源に、トランスの2つの1次巻線を介して並列に接続
された2つのトランジスタが抵抗器とコンデンサを組合
せた正帰還回路により交互にオン−オフするプッシュプ
ルインバータ回路において、トランスの2次側に放電管
を接続した、自走式インバータ・プッシュプル回路を用
いた照明装置である。この回路は請求項3に示す、実質
的に直流電源に、トランスの2つの1次巻線を介して並
列に接続された2つのトランジスタが、抵抗器とコンデ
ンサを組合せた正帰還回路により交互にオン−オフする
プッシュプルインバータ回路により放電管を点灯する照
明装置において、前記抵抗器の抵抗およびコンデンサの
容量のうちの少なくとも1つを変化させることにより、
つぎの群の1つにより調光する、自走式インバータ・プ
ッシュプル回路を用いた照明装置である。 a.変動する発振周波数による負荷電流制御素子のイン
ピーダンスの変動の利用 b.変動する動作波形のデューティ比と放電管に直列に
接続されたコンデンサとの相互作用の利用 c.変動する発振周波数による負荷電流制御素子のイン
ピーダンスの変動の利用、および、変動する動作波形の
デューティ比と放電管に直列に接続されたコンデンサと
の相互作用の利用The relationship between the circuit and the claims is as follows. This circuit is substantially a DC power supply according to claim 1,
2 connected in parallel via the two primary windings of the transformer
In a push-pull inverter circuit in which two transistors are alternately turned on and off, two transistors are alternately turned on and off by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor.
It is a self-running inverter push-pull circuit that is turned off. In this circuit, two transistors connected in parallel to the DC power supply through two primary windings of a transformer are alternately turned on by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor. A lighting device using a self-propelled inverter push-pull circuit in which a discharge tube is connected to the secondary side of a transformer in a push-pull inverter circuit that is turned off. This circuit comprises two transistors connected in parallel to a substantially direct-current power supply via two primary windings of a transformer alternately by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor. In a lighting device for lighting a discharge tube by a push-pull inverter circuit that turns on and off, by changing at least one of the resistance of the resistor and the capacitance of a capacitor,
This is a lighting device using a self-propelled inverter / push-pull circuit for dimming by one of the following groups. a. Utilization of fluctuation of load current control element impedance due to fluctuating oscillation frequency b. Use of the interaction between the duty ratio of the fluctuating operating waveform and the capacitor connected in series with the discharge tube c. Use of the fluctuation of the impedance of the load current control element due to the changing oscillation frequency, and use of the interaction between the duty ratio of the changing operation waveform and the capacitor connected in series with the discharge tube
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、実
質的に直流電源に、トランスの2つの1次巻線を介して
並列に接続された2つのトランジスタが交互にオン−オ
フするプッシュプルインバータ回路において、2つのト
ランジスタを抵抗器とコンデンサを組合せた正帰還回路
により交互にオン−オフする回路にした、自走式インバ
ータ・プッシュプル回路にすることができる。また、実
質的に直流電源に、トランスの2つの1次巻線を介して
並列に接続された2つのトランジスタが抵抗器とコンデ
ンサを組合せた正帰還回路により交互にオン−オフする
プッシュプルインバータ回路において、トランスの2次
側に放電管を接続した、自走式インバータ・プッシュプ
ル回路を用いた照明装置にすることができる。さらに、
実質的に直流電源に、トランスの2つの1次巻線を介し
て並列に接続された2つのトランジスタが、抵抗器とコ
ンデンサを組合せた正帰還回路により交互にオン−オフ
するプッシュプルインバータ回路により放電管を点灯す
る照明装置において、抵抗器の抵抗およびコンデンサの
容量のうちの少なくとも1つを変化させることにより、
手動または自動で調光が可能な、自走式インバータ・プ
ッシュプル回路を用いた照明装置にすることができる。
自走式インバータ・プッシュプル回路は、他励式インバ
ータ回路の様に発振回路を別に必要とせず、自励式イン
バータ回路の様に帰還用のトランスを必要としないの
で、損失が少なく、小型、軽量、安価なインバータ回路
になり、しかも、自走式インバータ・プッシュプル回路
を使用した照明装置は、簡単な方式で手動または自動で
調光できる回路を提供できるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, two transistors connected in parallel via two primary windings of a transformer are alternately turned on and off to a DC power supply. In the pull inverter circuit, a self-running inverter push-pull circuit in which two transistors are alternately turned on and off by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor can be provided. Further, a push-pull inverter circuit in which two transistors connected in parallel to the DC power supply via two primary windings of a transformer are alternately turned on and off by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor. In this case, a lighting device using a self-propelled inverter / push-pull circuit in which a discharge tube is connected to the secondary side of a transformer can be provided. further,
A push-pull inverter circuit in which two transistors connected in parallel to the DC power supply through two primary windings of a transformer are alternately turned on and off by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor. In a lighting device for lighting a discharge tube, by changing at least one of a resistance of a resistor and a capacitance of a capacitor,
A lighting device using a self-propelled inverter / push-pull circuit that can be manually or automatically dimmed can be provided.
The self-running inverter / push-pull circuit does not require a separate oscillation circuit like a separately-excited inverter circuit, and does not require a feedback transformer like a self-excited inverter circuit. A lighting device using a self-propelled inverter / push-pull circuit which is an inexpensive inverter circuit has the effect of providing a circuit which can manually or automatically adjust light by a simple method.
【図1】本発明の実施例1を適用した回路図で、NPN
バイポーラトランジスタを用いた、パルス幅が変動す
る、自走式インバータ・プッシュプル回路を使用して調
光する照明装置である。FIG. 1 is a circuit diagram to which an embodiment 1 of the present invention is applied;
This is an illumination device that uses a self-propelled inverter / push-pull circuit that uses a bipolar transistor and has a variable pulse width and dimming.
【図2】図1の回路で、一方のパルス幅の変動によるデ
ューティ比を変動させて調光したときの、2つのトラン
ジスタの電圧波形と電流波形のタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart of a voltage waveform and a current waveform of two transistors when dimming is performed by changing a duty ratio due to a change in one pulse width in the circuit of FIG. 1;
【図3】従来の技術に係わる回路図で、NPNバイポー
ラトランジスタを用いた、発振周波数固定式の、自励式
インバータ・プッシュプル回路による照明装置である。FIG. 3 is a circuit diagram according to the related art, and is a lighting device using a self-excited inverter / push-pull circuit of a fixed oscillation frequency using an NPN bipolar transistor.
【図4】従来の技術に係わる回路図で、のこぎり波パル
ス電圧発振回路とコンパレータを使用した、パルス幅制
御回路により調光する照明装置のブロック図である。FIG. 4 is a circuit diagram according to the related art, and is a block diagram of an illumination device that uses a sawtooth pulse voltage oscillation circuit and a comparator to control light using a pulse width control circuit.
【図5】図4のブロック図に示す回路の、主要部分の電
圧と電流のタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart of voltage and current of a main part of the circuit shown in the block diagram of FIG. 4;
E 直流電源 R1〜R5 抵抗器 C1〜C2 コンデンサ VR1〜VR3 可変抵抗器 VC1〜VC2 可変コンデンサ Q1〜Q4 NPNバイポーラトランジスタ D ダイオード TR1〜TR2 トランス L1〜L8 トランスのコイル INV インバータ回路 NOS のこぎり波パルス電圧発振回路 CMP コンパレータ P1〜P3 主要部分の電圧波形と電流波形 T1 パルス繰返し周期 T2 パルス幅 T3 短い方のパルス幅 T4 パルス幅制御回路でインバータ回路が
動作している幅 LMP 放電管E DC power supply R1 to R5 Resistor C1 to C2 Capacitor VR1 to VR3 Variable resistor VC1 to VC2 Variable capacitor Q1 to Q4 NPN bipolar transistor D Diode TR1 to TR2 Transformer L1 to L8 Transformer coil INV Inverter circuit NOS sawtooth pulse voltage oscillation Circuit CMP Comparator P1 to P3 Voltage waveform and current waveform of main part T1 Pulse repetition period T2 Pulse width T3 Shorter pulse width T4 Width of inverter circuit operating in pulse width control circuit LMP Discharge tube
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 晴美 神奈川県横浜市鶴見区北寺尾七丁目29番3 号 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Harumi Suzuki 7-29-3 Kita-Terao, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa
Claims (3)
1次巻線を介して並列に接続された2つのトランジスタ
が交互にオン−オフするプッシュプルインバータ回路に
おいて、2つのトランジスタを抵抗器とコンデンサを組
合せた正帰還回路により交互にオン−オフする回路にし
た、自走式インバータ・プッシュプル回路。1. A push-pull inverter circuit in which two transistors connected in parallel via two primary windings of a transformer to a DC power supply are alternately turned on and off. Self-propelled inverter push-pull circuit that is turned on and off alternately by a positive feedback circuit combining a capacitor and a capacitor.
1次巻線を介して並列に接続された2つのトランジスタ
が抵抗器とコンデンサを組合せた正帰還回路により交互
にオン−オフするプッシュプルインバータ回路におい
て、トランスの2次側に放電管を接続した、自走式イン
バータ・プッシュプル回路を用いた照明装置。2. A push switch in which two transistors connected in parallel through two primary windings of a transformer are alternately turned on and off by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor. A lighting device using a self-propelled inverter push-pull circuit in which a discharge tube is connected to a secondary side of a transformer in a pull inverter circuit.
1次巻線を介して並列に接続された2つのトランジスタ
が、抵抗器とコンデンサを組合せた正帰還回路により交
互にオン−オフするプッシュプルインバータ回路により
放電管を点灯する照明装置において、前記抵抗器の抵抗
およびコンデンサの容量のうちの少なくとも1つを変化
させることにより、つぎの群の1つにより調光する、自
走式インバータ・プッシュプル回路を用いた照明装置。 a.変動する発振周波数による負荷電流制御素子のイン
ピーダンスの変動の利用 b.変動する動作波形のデューティ比と放電管に直列に
接続されたコンデンサとの相互作用の利用 c.変動する発振周波数による負荷電流制御素子のイン
ピーダンスの変動の利用、および、変動する動作波形の
デューティ比と放電管に直列に接続されたコンデンサと
の相互作用の利用3. Two transistors connected in parallel to a substantially DC power supply via two primary windings of a transformer are alternately turned on and off by a positive feedback circuit combining a resistor and a capacitor. In a lighting device for lighting a discharge tube by a push-pull inverter circuit, a self-propelled inverter that dims light by one of the following groups by changing at least one of the resistance of the resistor and the capacitance of a capacitor. -An illumination device using a push-pull circuit. a. Utilization of fluctuation of load current control element impedance due to fluctuating oscillation frequency b. Use of the interaction between the duty ratio of the fluctuating operating waveform and the capacitor connected in series with the discharge tube c. Use of the fluctuation of the impedance of the load current control element due to the changing oscillation frequency, and use of the interaction between the duty ratio of the changing operation waveform and the capacitor connected in series with the discharge tube
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8355464A JPH10191653A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Inverter circuit, and illumination device using the circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8355464A JPH10191653A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Inverter circuit, and illumination device using the circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10191653A true JPH10191653A (en) | 1998-07-21 |
Family
ID=18444106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8355464A Pending JPH10191653A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Inverter circuit, and illumination device using the circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10191653A (en) |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP8355464A patent/JPH10191653A/en active Pending
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