JP2008181814A - High pressure discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧放電灯のフリッカを低減させるようにした高圧放電灯の点灯装置に関する。 The present invention relates to a lighting device for a high pressure discharge lamp that reduces flicker of the high pressure discharge lamp.
従来、メタルハライドランプ等の高圧放電灯は、高効率で高輝度であることから、道路照明等の屋外照明用、或いは、DLP(デジタル・ライト・プロセッシング)や液晶プロジェクタ等の投射装置の光源用等として、種々利用されるようになってきた。 Conventionally, high pressure discharge lamps such as metal halide lamps have high efficiency and high brightness, so they are used for outdoor lighting such as road lighting or for light sources of projection devices such as DLP (digital light processing) and liquid crystal projectors. As such, it has come to be used in various ways.
このような高圧放電灯を点灯させる従来の高圧放電灯の点灯装置においては、例えば高圧パルス発生回路を有する始動器が用いられる。始動器には、安定器を介して商用交流電源から得た電源電圧を与える。高圧パルス発生回路は、安定器からの直流電圧が供給されて、高圧放電灯を始動させるための高圧パルス(数千から数万V)を発生する。この高圧パルスによって高圧放電灯が点灯すると、高圧パルスの発生を停止させて、以後、矩形低周波交流による定電力制御によって、点灯を維持する。 In a conventional high pressure discharge lamp lighting device for lighting such a high pressure discharge lamp, for example, a starter having a high pressure pulse generation circuit is used. A power supply voltage obtained from a commercial AC power supply is applied to the starter through a ballast. The high voltage pulse generation circuit is supplied with a DC voltage from the ballast and generates a high voltage pulse (thousands to tens of thousands of volts) for starting the high pressure discharge lamp. When the high-pressure discharge lamp is lit by this high-pressure pulse, the generation of the high-pressure pulse is stopped, and thereafter the lighting is maintained by constant power control by rectangular low-frequency alternating current.
ところで、高圧放電灯を矩形低周波で点灯する場合には、極性反転の直後に放電遅れが生じて、チラツキが発生することがある。そこで、特許文献1においては、ランプ電流にパルス状の電流を重畳する技術が開示されている。
By the way, when a high pressure discharge lamp is lit at a rectangular low frequency, a discharge delay may occur immediately after polarity reversal and flicker may occur. Therefore,
特許文献1においては、極性反転の直前にパルス状の電流をランプ電流に重畳することによって、電極温度を一時的に高め、ゼロクロス後の再点弧エネルギーを最小限に抑制することで、チラツキを回避するようになっている。
ところで、一般的に、高圧放電灯は、ランプの寿命が近づくにつれて、ランプ電圧が上昇し、更に、定電力制御であるが故にランプ電流が減少する。このため、ランプ寿命末期には、電極温度は低下する傾向にあり、電極温度の低下によってチラツキが発生しやすくなり、また、立ち消えが発生することもある。 By the way, in general, in the high-pressure discharge lamp, the lamp voltage increases as the lamp life approaches, and the lamp current decreases due to the constant power control. For this reason, the electrode temperature tends to decrease at the end of the lamp life, and flickering is likely to occur due to the decrease in the electrode temperature, and the extinction may occur.
特許文献1の技術を用いて、ランプ寿命の末期においてもフリッカを十分に抑制するためには、極性反転の直前に重畳するパルス状の電流値を極めて大きく設定する必要がある。そうすると、ランプ初期においても大きなランプ電流が重畳されてしまうことになり、ランプ電極温度を不必要に増加させてしまい、寿命を著しく短くしてしまうという問題があった。また、過大なランプ電流の重畳により回路効率が低下し、発熱が大きくなって、消費電流が増大してしまうという地球環境上からも好ましくない問題があった。
In order to sufficiently suppress flicker even at the end of the lamp life using the technique of
本発明は、ランプの寿命を最大限に延命させると共に、ランプ寿命の全期間に渡って十分に、且つ、必要最小限のエネルギー消費量でフリッカを抑制することができる高圧放電灯の点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a lighting device for a high-pressure discharge lamp that can extend the life of a lamp to the maximum and can suppress flicker sufficiently over the entire life of the lamp and with a minimum necessary energy consumption. The purpose is to provide.
本発明に係る高圧放電灯の点灯装置は、直流電圧を昇圧又は降圧するDC/DCコンバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路の出力電圧を低周波交流に変換するDC/ACインバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路と前記DC/ACインバータ回路とを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記DC/DCコンバータ回路の出力量と前記DC/ACインバータ回路の動作タイミングを制御するものであって、前記低周波交流の極性反転の直前に、前記DC/DCコンバータ回路の出力量を増加させることによって突起部分を有する略矩形波状の出力電流を発生させると共に、該低周波の平坦部分のレベルに対する前記突起部分のレベルを、高圧放電灯の劣化度合いに応じて変化させることを特徴とする。 A lighting device for a high-pressure discharge lamp according to the present invention includes a DC / DC converter circuit that boosts or lowers a DC voltage, a DC / AC inverter circuit that converts an output voltage of the DC / DC converter circuit into a low-frequency alternating current, And a control means for controlling the DC / DC converter circuit and the DC / AC inverter circuit, wherein the control means controls an output amount of the DC / DC converter circuit and an operation timing of the DC / AC inverter circuit. Immediately before the polarity inversion of the low-frequency alternating current, the output amount of the DC / DC converter circuit is increased to generate an output current having a substantially rectangular wave shape having a protruding portion, and the low-frequency alternating current The level of the protruding portion relative to the level of the flat portion is changed according to the degree of deterioration of the high-pressure discharge lamp.
本発明において、DC/ACインバータ回路は、DC/DCコンバータ回路からの直流電圧が与えられて高圧放電灯にランプ電圧を供給する。制御手段は、DC/DCコンバータ回路の出力量とDC/ACインバータ回路の動作タイミングを制御する。この場合には、制御手段は、低周波交流の極性反転の直前に、DC/DCコンバータ回路の出力量を増加させることによって突起部分を有する略矩形波状の出力電流を発生させると共に、矩形波状の低周波の平坦部分のレベルに対する前記突起部分のレベルを、高圧放電灯の劣化度合いに応じて変化させる。 In the present invention, the DC / AC inverter circuit is supplied with a DC voltage from the DC / DC converter circuit and supplies a lamp voltage to the high-pressure discharge lamp. The control means controls the output amount of the DC / DC converter circuit and the operation timing of the DC / AC inverter circuit. In this case, the control means increases the output amount of the DC / DC converter circuit immediately before the polarity inversion of the low-frequency alternating current to generate a substantially rectangular wave-shaped output current having a protruding portion, The level of the protruding portion with respect to the level of the flat portion of the low frequency is changed according to the degree of deterioration of the high pressure discharge lamp.
本発明によれば、ランプの寿命を最大限に延命させると共に、ランプ寿命の全期間に渡って十分に、且つ、必要最小限のエネルギー消費量でフリッカを抑制することができるという効果を有する。 According to the present invention, it is possible to prolong the life of the lamp to the maximum, and to suppress flicker sufficiently over the entire lamp life and with the minimum necessary energy consumption.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る高圧放電灯の点灯装置を示す回路図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a lighting device for a high pressure discharge lamp according to a first embodiment of the present invention.
図1において、電源部1からの電源電圧は、スイッチ2を介して平滑コンデンサC1に供給される。コンデンサC1の正極性端子と負極性端子との間に現れる直流電圧がDC/DCコンバータ回路3及びPWM制御回路4に供給される。
In FIG. 1, the power supply voltage from the
電圧発生部としてのDC/DCコンバータ回路3は正極性端子と負極性端子との間に、トランスTの1次巻線、スイッチングトランジスタQ1が直列接続されて構成される。トランスTの2次巻線には、ダイオードD1及びコンデンサC2の直列回路が並列接続される。
The DC /
PWM制御回路4は、後述する差動増幅回路14によって制御されて、スイッチングトランジスタQ1をオン,オフ制御する。スイッチングトランジスタQ1がPWM制御回路4によってPWM制御されることで、トランスTの2次巻線に現れる直流電圧のレベルを制御することができる。トランスTの2次巻線に現れる電圧は、ダイオードD1及びコンデンサC2によって平滑される。コンデンサC2の正極性端子と負極性端子との間に現れる電圧が、DC/DCコンバータ回路3の出力電圧としてDC/ACインバータ回路7に供給される。
The
DC/ACインバータ回路7は、供給された直流電圧を例えば矩形波に変換するブリッジ回路を有する。即ち、DC/DCコンバータ回路3の正極性出力端にはブリッジ回路を構成するトランジスタQ2,Q4のドレインが接続され、負極性出力端にはトランジスタQ3,Q5のソースが接続される。
The DC /
トランジスタQ2のソースとトランジスタQ3のドレインとは共通接続され、この接続点は高圧発生回路8の一方入力端に接続される。高圧発生回路8の他方入力端は、トランジスタQ4のソースとトランジスタQ5のドレインとの共通接続点に接続される。高圧発生回路8の出力端には高圧放電灯9が接続される。トランジスタQ2〜Q5によって構成されるブリッジ回路及び高圧発生回路8によって、高圧放電灯9に電力が供給される。
The source of the transistor Q2 and the drain of the transistor Q3 are connected in common, and this connection point is connected to one input terminal of the high
トランジスタQ2〜Q5は、制御回路11によってオン,オフ制御される。制御回路11は、駆動信号をアンプB1を介してトランジスタQ3,Q4のゲートに供給すると共に、反転アンプB2を介してトランジスタQ2,Q5のゲートに供給する。例えば、制御回路11は、図示しない矩形低周波発振回路を有しており、矩形低周波の駆動信号を出力することができる。アンプB1,B2によって、トランジスタQ2,Q5のゲートとトランジスタQ3,Q4のゲートとには相互に反転した駆動信号が与えられる。
The transistors Q2 to Q5 are on / off controlled by the
これにより、ブリッジ回路を構成するトランジスタQ2,Q5は同時にオン,オフ制御され、トランジスタQ3,Q4も同時にオン,オフ制御される。トランジスタQ2,Q5がオンのときは、トランジスタQ3,Q4はオフであり、トランジスタQ2,Q5がオフのときは、トランジスタQ3,Q4はオンである。 Thereby, the transistors Q2 and Q5 constituting the bridge circuit are simultaneously turned on and off, and the transistors Q3 and Q4 are also simultaneously turned on and off. When the transistors Q2 and Q5 are on, the transistors Q3 and Q4 are off, and when the transistors Q2 and Q5 are off, the transistors Q3 and Q4 are on.
トランジスタQ2,Q5がオンの場合には、DC/DCコンバータ回路3の正極性出力端から、トランジスタQ2、高圧発生回路8、高圧放電灯9、トランジスタQ5を介して負極性出力端にランプ電流が流れる。逆に、トランジスタQ3,Q4がオンの場合には、DC/DCコンバータ回路3の正極性出力端から、トランジスタQ4、高圧放電灯9、高圧発生回路8、トランジスタQ3を介して負極性出力端にランプ電流が流れる。トランジスタQ2,Q5とトランジスタQ3,Q4とのオンオフを、制御回路11からの矩形低周波の駆動信号によって切換えることにより、高圧放電灯9を矩形波電圧によって駆動することができる。
When the transistors Q2 and Q5 are turned on, a lamp current flows from the positive output terminal of the DC /
なお、始動時には、高圧発生回路8によって高圧パルスを発生させることで、高圧放電灯9の点灯を可能にしている。また、DC/DCコンバータ回路3によって、供給電力を制御することで、高圧放電灯9を安定して駆動することができる。
At the time of starting, the high-
以下、制御手段の例として、電力制御のための主要演算にデジタル回路を、フィードバック系にはアナログ回路を用いた方式を一例として説明する。 Hereinafter, as an example of the control means, a method using a digital circuit as a main calculation for power control and an analog circuit as a feedback system will be described as an example.
DC/DCコンバータ回路3の定電力制御は、ランプ電圧及びランプ電流の検出結果をフィードバックすることで行われる。DC/DCコンバータ回路3の正極性出力端と負極性出力端との間には、出力電圧検出回路5を構成する抵抗R2,R3が直列接続されている。抵抗R2,R3の接続点はA/D変換器10の入力端に接続されており、抵抗R2,R3によってDC/DCコンバータ回路3の出力電圧が分圧されてA/D変換器10に供給されるようになっている。A/D変換器10は入力電圧をデジタル信号に変換して制御回路11に供給する。
The constant power control of the DC /
制御回路11はA/D変換器10の出力、即ち、ランプ電圧に応じたデジタル値を出力する。例えば、制御回路11は、検出したランプ電圧に対して、高圧放電灯9を定電力制御するために必要なランプ電流(以下、適正ランプ電流という)を算出する。制御回路11は、算出した適正ランプ電流値をD/A変換器13を介して差動増幅回路14の反転入力端子にアナログ電圧として送出する。
The
一方、DC/DCコンバータ回路3の負極性出力端には出力電流検出回路6を構成する抵抗R4が接続されており、出力電流検出回路6は、抵抗R4に流れるランプ電流に比例した電圧を差動増幅回路14の非反転端子に送出する。
On the other hand, a resistor R4 constituting the output
差動増幅回路14では適正ランプ電流値に相当した電圧と、実際に流れているランプ電流に相当した出力電流検出回路6の出力電圧とが差分増幅され、その出力電圧がPWM制御回路4に送出される。これによって、適正ランプ電流よりも実際に流れているランプ電流が少ない場合にはPWMのDuty比が増大し、逆にランプ電流が適正ランプ電流よりも多い場合には、Duty比が減少する。この結果、トランジスタQ1のオン,オフを制御して、トランスTの2次巻線に発生する電力量を制御するフィードバックループを形成する。
The differential amplifier circuit 14 differentially amplifies the voltage corresponding to the appropriate lamp current value and the output voltage of the output
このフィードバックループによって、適正ランプ電流と検出ランプ電流との差が0となるように制御が行われる。即ち、適正ランプ電流波形に応じて実際のランプ電流が制御されることになり、制御回路11は、所望の定電力で高圧放電灯9を点灯制御することができる。例えば、高圧放電灯9の寿命末期において、ランプ電圧が上昇する場合でも、制御回路11において検出したランプ電圧に応じた適正ランプ電流波形を生成することで、高圧放電灯9を定電力制御することができる。
By this feedback loop, control is performed so that the difference between the appropriate lamp current and the detected lamp current becomes zero. That is, the actual lamp current is controlled according to the appropriate lamp current waveform, and the
制御回路11は、矩形の適正ランプ電流波形が極性反転する直前のタイミングにおいて、他の部分よりもレベルが高い突起状の波形部分を適正ランプ電流波形に発生させるようになっている。これにより、上述した特許文献1に記載されているように、フリッカの発生を抑制することができる。
The
本実施の形態においては、制御回路11は、適正ランプ電流波形に突起状の波形部分(以下、突起部分という)を重畳する期間(以下、突起状期間という)におけるレベルと、突起状期間以外の期間(以下、平坦状期間という)における波形部分(以下、平坦部分という)のレベルとを、例えば、ランプの劣化度合いに応じて制御するようになっている。この場合には、制御回路11は、ランプの劣化度合いが進行する程、例えばランプ寿命の末期になる程、適正ランプ電流波形の突起状期間のレベルを高くすると共に平坦状期間のレベルを低下させる。即ち、突起部分のレベルと平坦部分のレベルとの比を、ランプ寿命の末期になるほど大きくする。また、制御回路11は、適正ランプ電流波形によって囲まれた面積で表される電力が、ランプ寿命の全期間に渡って一定となるように、突起状期間のレベルと平坦状期間のレベルとを制御するようになっている。なお、突起状期間としては、例えば、適正ランプ電流波形の周期よりも十分に短い期間が設定される。
In the present embodiment, the
高圧放電灯9の使用時間を求めるために、時計回路12が設けられている。時計回路12は高圧放電ランプ9が点灯している時間を計測し、点灯時間の情報を制御回路11に出力する。制御回路11は、図示しない記憶部を有しており、時計回路12からの使用時間の情報を蓄積して、高圧放電灯9の累積点灯時間を求める。そして、制御回路11は求めた累積点灯時間に応じて、突起状期間のレベルと平坦状期間のレベルとを制御する。例えば、制御回路11は、累積点灯時間に応じて、突起状期間のレベルと平坦状期間のレベルとを連続的に変化させてもよく、また、累積点灯時間に応じて、突起状期間のレベルと平坦状期間のレベルとを段階的に変化させてもよい。また、例えば、制御回路11は、累積点灯時間が所定の閾値を超えた場合に、突起状期間のレベルを高くし平坦状期間のレベルを低くするように制御してもよい。更に、累積点灯時間が所定の閾値を超えた場合に、以後、累積点灯時間に応じて突起状期間及び平坦状期間のレベルを制御するようにしてもよい。この場合でも、ランプ電流の実効値が一定となるように制御が行われているので、所定の点灯期間内で定電力制御が行われるだけでなく、ランプ寿命の全期間に渡って定電力制御が可能である。
In order to obtain the usage time of the high-
次に、このように構成された実施の形態の動作について図2乃至図4を参照して説明する。図2は横軸に累積点灯時間をとり縦軸にレベルをとって、累積点灯時間に伴うレベル変化の様子を示すグラフであり、図2(a)はランプ電圧の変化を示し、図2(b)はランプ電流の平坦部分のレベル変化を示し、図2(c)はランプ電流の突起部分のレベル変化を示している。なお、図2(b),(c)は、レベルの変化の絶対量を表すものではなく、単に変化の様子を示したものである。図3は適正ランプ電流波形を示す波形図であり、図3(a)はランプ寿命初期の波形を示し、図3(b)はランプ寿命末期の波形を示している。また、図4は制御回路11の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a graph showing the state of the level change with the cumulative lighting time, with the cumulative lighting time on the horizontal axis and the level on the vertical axis. FIG. 2 (a) shows the change of the lamp voltage. FIG. 2B shows the level change of the flat part of the lamp current, and FIG. 2C shows the level change of the protruding part of the lamp current. 2B and 2C do not represent the absolute amount of level change, but merely show the state of change. FIG. 3 is a waveform diagram showing a proper lamp current waveform. FIG. 3A shows a waveform at the beginning of the lamp life, and FIG. 3B shows a waveform at the end of the lamp life. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
DC/DCコンバータ回路3は、電源電圧が供給されると正極性出力端と負極性出力端との間に、PWM制御回路4の制御に応じた直流電圧を発生させる。DC/ACインバータ回路7は、DC/DCコンバータ回路3の出力電圧が与えられて、高圧発生回路8を介して高圧放電灯9に矩形波を供給する。なお、始動時には、高圧発生回路8によって高圧パルスを発生させることで、高圧放電灯9が点灯する。高圧放電灯9の点灯後は、制御回路11及びPWM制御回路4によって、高圧放電灯9は定電力制御される。
When the power supply voltage is supplied, the DC /
即ち、出力電圧検出回路5はランプ電圧を検出し、出力電流検出回路6は検出ランプ電流を検出する。制御回路11は、検出されたランプ電圧に基づいて適正ランプ電流を求め、適正ランプ電流に応じた適正ランプ電流波形を生成する。差動増幅回路14は、適正ランプ電流波形と検出ランプ電流との差に基づく制御信号をPWM制御回路4に供給する。こうして、PWM制御回路4は、検出ランプ電流と適正ランプ電流との差が0となるように、DC/DCコンバータ回路3の出力電圧(ランプ電圧)を変化させる。
That is, the output
なお、この場合には、制御回路11及びPWM制御回路4は、始動直後において定格電力よりも十分に大きな電力を供給し、ランプの発光効率が上昇するに従って、定格電力まで低下させるように制御を行ってもよい。
In this case, the
制御回路11は、突起状期間において平坦状期間のレベルよりも高いレベルの突起部分を有する適正ランプ電流波形を生成する。いま、高圧放電灯9の寿命の初期であるものとする。図2(a)は高圧放電灯9のランプ寿命の全期間におけるランプ電圧の変化を示している。高圧放電灯9はランプ寿命の末期になるに従って、ランプ電圧が上昇する傾向を有する。特許文献1等の従来技術における定電力制御では、ランプ電圧の上昇に伴ってランプ電流を単に低下させる。これに対し、本実施の形態では、突起状期間のレベルと平坦状期間のレベルとの比を、ランプの累積点灯時間に応じて大きくしながら、定電力制御を行う。
The
図4のフローは、ランプ寿命の末期になったことを累積点灯時間が所定の閾値を超えたことによって判定し、この判定の前後で、突起状期間のレベルと平坦状期間のレベルとの比を2段階で変化させる例を示している。 The flow of FIG. 4 determines that the end of the lamp life is reached by determining that the cumulative lighting time has exceeded a predetermined threshold, and before and after this determination, the ratio between the level of the projecting period and the level of the flat period An example in which is changed in two stages is shown.
制御回路11は図4のステップS1において累積点灯時間を取得する。ランプ寿命の初期においては、時計回路12からの点灯時間を累積した結果は比較的小さい値である。この場合には、累積点灯時間は閾値に到達しておらず、制御回路11は、図4のステップS2から処理をステップS3に移行して、適正ランプ電流を算出する。即ち、制御回路11は、平坦部分のレベルとしてIF1を求め、突起部分のレベルとしてIP1を求める。なお、突起部分のレベルと平坦部分のレベルとの比IP1/IF1は、比較的小さい値となる。
The
制御回路11は、図示しないタイマを動作させて(ステップS5)、平坦部分を出力する(ステップS6)。即ち、制御回路11は、ステップS7の判定により、平坦状期間だけレベルIF1の出力を出力する。制御回路11は、タイマのカウント値によって平坦状期間が経過したものと判定すると、ステップS7から処理をステップS8に移行して、タイマを再スタートさせる。次に、制御回路11は、突起部分を出力し(ステップS9)、ステップS10の判定によって突起状期間が経過したか否かを判定する。制御回路11は、タイマのカウント値によって突起状期間が経過したものと判定すると、ステップS10から処理をステップS11に移行して、出力を極性反転させて、ステップS1から処理を繰返す。これにより、例えば図3(a)に示す適正ランプ電流波形が得られる。なお、例えば、平坦状期間として1.5ms、突起状期間として50μsに設定する。
The
次に、高圧放電灯9の使用期間が十分に長くなり、累積点灯時間が閾値を超えるものとする。この場合には、制御回路11は、ステップS2から処理をステップS4に移行して、適正ランプ電流を算出する。この場合には、制御回路11は、突起部分のレベルIP2をIP1よりも大きくすると共に、突起部分のレベルと平坦部分のレベルとの比IP2/IF2を、IP1/IF1も大きくなるようにする。更に、制御回路11は、図3の斜線部の面積に応じたランプ電流の実効値を変化させないように、突起部分のレベルIP2と平坦部分のレベルIF2とを決定する。
Next, it is assumed that the use period of the high-
次に、制御回路11は、求めたレベルIP2,IF2を用いて、ステップS5以降の処理を実行する。こうして、制御回路11からは、例えば図3(b)に示す適正ランプ電流波形が得られる。図3(a),(b)の比較から明らかなように、ランプ寿命末期になって累積点灯時間が閾値を超えた場合には、ランプ寿命の初期の場合に比べて、適正ランプ電流波形は平坦部分のレベルが低下し、突起部分のレベルは高くなる。
Next, the
図3(b)に示す適正ランプ電流波形は、突起状期間のレベルが平坦状期間のレベルに比べて十分に大きい。従って、高圧放電灯9の寿命末期においても、十分なランプ電流を流すことができ、フリッカの発生を抑制することができる。
In the proper lamp current waveform shown in FIG. 3B, the level of the protruding period is sufficiently larger than the level of the flat period. Therefore, a sufficient lamp current can be passed even at the end of the life of the high-
一方、図3(a)に示す適正ランプ電流波形は、図3(b)に示す適正ランプ電流波形に比べて、突起状期間のレベルが平坦状期間のレベルに比べて比較的小さい。ランプ初期においては小さいランプ電流を重畳することになり、ランプ電極温度を不必要に増加させてしまうことがなく、寿命が短くなることを防止することができる。また、過大なランプ電流の重畳により回路効率が低下し、発熱が大きくなって、消費電流が増大してしまうという地球環境上からも好ましくない問題の発生を防止することもできる。このように、ランプ電流のピーク値が比較的低く、回路のストレスを十分に抑制することができると共に、効率の低下を抑制し、発熱を抑えて、消費電力が増大することを防止することができる。 On the other hand, in the proper lamp current waveform shown in FIG. 3A, the level of the protruding period is relatively smaller than the level of the flat period as compared to the appropriate lamp current waveform shown in FIG. In the initial stage of the lamp, a small lamp current is superimposed, so that the lamp electrode temperature is not unnecessarily increased, and the lifetime can be prevented from being shortened. In addition, it is possible to prevent the occurrence of an unfavorable problem from the viewpoint of the global environment, in which circuit efficiency is reduced due to superposition of an excessive lamp current, heat generation is increased, and current consumption is increased. As described above, the peak value of the lamp current is relatively low, and the stress of the circuit can be sufficiently suppressed, and the decrease in efficiency is suppressed, the heat generation is suppressed, and the increase in power consumption can be prevented. it can.
また、図3(a)の斜線部分と図3(b)の斜線部分との面積が同一であり、これにより、高圧放電灯9を、ランプ寿命の全期間において一定の電力で駆動することが可能となる。
Further, the hatched portion in FIG. 3A and the hatched portion in FIG. 3B have the same area, so that the high-
なお、図2は適正ランプ電流波形の平坦部分と突起部分とを、累積点灯時間に応じて連続的に変化させた場合の例を示している。即ち、制御回路11は、高圧放電灯9の累積点灯時間が長くなるほど、突起状期間のレベルと平坦状期間のレベルとの比を大きくするようにしたものである。これにより、寿命の初期において、フリッカを抑制しながら高効率の点灯制御を行うと共に、寿命の末期において、確実にフリッカを抑制しながら点灯制御を行うことができる。
FIG. 2 shows an example in which the flat portion and the protruding portion of the appropriate lamp current waveform are continuously changed according to the cumulative lighting time. That is, the
このように、本実施の形態においては、高圧放電灯の累積点灯時間に応じて、ランプ電流の極性反転直前の突起状期間に付加する突起部分のレベルと平坦状期間のレベルとの比を変化させており、全点灯期間に亘って、フリッカを抑制しながら高効率の点灯制御が可能である。 As described above, in the present embodiment, the ratio between the level of the protrusion portion added to the protrusion period immediately before the polarity inversion of the lamp current and the level of the flat period is changed according to the cumulative lighting time of the high pressure discharge lamp. Thus, high-efficiency lighting control is possible over the entire lighting period while suppressing flicker.
即ち、ランプ寿命の初期においては突起部分のレベルは比較的低く、小さいランプ電流を重畳することになり、ランプ電極温度を不必要に増加させてしまうことがなく、寿命が短くなることを防止することができる。また、過大なランプ電流の重畳により回路効率が低下し、発熱が大きくなって、消費電流が増大してしまうという地球環境上からも好ましくない問題の発生を防止することもできる。 That is, at the initial stage of the lamp life, the level of the protrusion is relatively low, and a small lamp current is superimposed, so that the lamp electrode temperature is not unnecessarily increased and the life is prevented from being shortened. be able to. In addition, it is possible to prevent the occurrence of an unfavorable problem from the viewpoint of the global environment, in which circuit efficiency is reduced due to superposition of an excessive lamp current, heat generation is increased, and current consumption is increased.
ランプ寿命の末期に近づくにつれて、フリッカを抑制するために突起部分のレベルを増加させており、ランプ寿命の初期において不要な電流が重畳されることはなく、回路に与えるストレスを抑制すると共に、ランプ寿命が短くなることを防止することができる。また、ランプの累積点灯時間が増加すると、突起部分のレベルをあげると共に平坦部分のレベルを低下させており、フリッカを低減させながら、電力増加を抑制することができ、ランプ寿命を延命させることができる。 As the end of the lamp life is approached, the level of the protrusion is increased in order to suppress flicker, unnecessary current is not superimposed at the beginning of the lamp life, and stress applied to the circuit is suppressed, and the lamp It is possible to prevent the life from being shortened. Further, when the cumulative lighting time of the lamp is increased, the level of the protruding portion is raised and the level of the flat portion is lowered, and an increase in power can be suppressed while reducing flicker, thereby prolonging the lamp life. it can.
なお、図1においては、時計回路12を内蔵する例について説明したが、時計情報を外部から取り込むことで、高圧放電灯の累積点灯時間の情報を得るようにしてもよい。また、制御回路11をマイクロコンピュータで構成する場合には、内蔵のタイマを時計回路として用いてもよい。また、前記図示しない記憶部も例えば液晶プロジェクター本体に設置してもよく、点灯装置に累積点灯時間の情報のみを入力する方式でもよい。
In addition, although the example which incorporates the timepiece circuit 12 was demonstrated in FIG. 1, you may make it obtain the information of the accumulated lighting time of a high pressure discharge lamp by taking in timepiece information from the outside. Further, when the
また、制御回路11が高圧放電灯9の累積点灯時間に基づいて、適正ランプ電流波形を制御する例について説明したが、制御回路11が高圧放電灯9の点滅回数に基づいて、適正ランプ電流波形を制御するようにしてもよい。
Further, the example in which the
なお、上記実施の形態においては、ランプの点灯時間を計測するために時計回路を採用したが、出力電圧検出回路の出力を利用することも可能である。上述したように、ランプの点灯時間が増大する程ランプ電圧は増加する。このため、ランプ電圧を検出することで、ランプの点灯時間を推定することができる。即ち、制御回路11は、所定のタイミングにおいて、出力電圧検出回路5の出力を取得する。この取得した出力値はランプの両端電圧に略々比例している。また、初期ランプの実力値を予め定数として記憶しておき、この値と取得した値とを比較することでランプの累積点灯時間を推定することが可能となる。
In the above embodiment, the clock circuit is employed to measure the lamp lighting time. However, the output of the output voltage detection circuit can also be used. As described above, the lamp voltage increases as the lamp lighting time increases. For this reason, the lamp lighting time can be estimated by detecting the lamp voltage. That is, the
また、制御回路11に不揮発性メモリーを搭載し、例えば工場出荷時などに出力電圧検出回路5の初期値を初期ランプ電圧として記憶しておき、この電圧と点灯中に測定された出力電圧検出回路5の出力とを比較することで、より高精度な累積点灯時間の推定が可能となる。これにより、ランプの累積点灯時間を推測することができる。
In addition, a non-volatile memory is mounted on the
3…DC/DCコンバータ回路、4…PWM制御回路、5…出力電圧検出回路、6…出力電流検出回路、7…DC/ACインバータ回路、9…高圧放電灯、11…制御回路、12…時計回路、14…差動増幅回路。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記DC/DCコンバータ回路の出力電圧を低周波交流に変換するDC/ACインバータ回路と、
前記DC/DCコンバータ回路と前記DC/ACインバータ回路とを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記DC/DCコンバータ回路の出力量と前記DC/ACインバータ回路の動作タイミングを制御するものであって、
前記低周波交流の極性反転の直前に、前記DC/DCコンバータ回路の出力量を増加させることによって突起部分を有する略矩形波状の出力電流を発生させると共に、該低周波の平坦部分のレベルに対する前記突起部分のレベルを、高圧放電灯の劣化度合いに応じて変化させることを特徴とする高圧放電灯の点灯装置。 A DC / DC converter circuit for stepping up or stepping down a DC voltage;
A DC / AC inverter circuit for converting the output voltage of the DC / DC converter circuit into a low-frequency alternating current;
Control means for controlling the DC / DC converter circuit and the DC / AC inverter circuit,
The control means controls the output amount of the DC / DC converter circuit and the operation timing of the DC / AC inverter circuit,
Immediately before the polarity inversion of the low frequency alternating current, an output amount of the DC / DC converter circuit is increased to generate an output current having a substantially rectangular wave shape having a protruding portion, and the level of the flat portion of the low frequency is increased. A lighting device for a high pressure discharge lamp, wherein the level of the protruding portion is changed according to the degree of deterioration of the high pressure discharge lamp.
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- 2007-01-25 JP JP2007015543A patent/JP2008181814A/en active Pending
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