CN102833930A

CN102833930A - 灯驱动装置

Info

Publication number: CN102833930A
Application number: CN2012101740409A
Authority: CN
Inventors: 木村俊郎; 征矢秀树; 加藤大二郎
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: CN102833930B; US20120319589A1; US8810150B2; JP2013004268A

Abstract

本发明提供一种可以正确地判定是否为点灯状态，且可以尽可能抑制由于点灯后发生的剩余的电位差而在驱动电路产生的发热的灯驱动装置。本发明的灯驱动装置L通过在从电源电路（7a）供给了直流电压的状态下对放电开始前的灯（1）的电极施加触发电压，使得灯（1）点灯且使得放电持续，其包括：基准变化量存储部（21），其存储放电开始前后的电极电压的变化量的阈值（T）；差分算出部（11），其计算出在放电开始后被测量的电压监控值（B）与放电开始前的电压监控值（A）的差分（A-B）；和点灯判定部（12），其通过比较差分（A-B）和所述阈值（T）来判定点灯状态，根据放电前后的电压变化来进行判定。

Description

灯驱动装置

技术领域

本发明涉及一种使用了驱动灯的恒流源的灯驱动装置，进一步具体来说，涉及一种点灯开始后的放电维持电压是从自点灯开始前赋予电极的电压开始变化的灯所使用的灯驱动装置。本发明的灯驱动装置例如作为分光光度计、液相色谱装置的光源等所使用的氘灯的驱动装置而被使用。

背景技术

在分光光度计等的分析装置中，使用氘灯作为用来检测例如180nm～400nm的波长范围的紫外可见光的透过率、吸光度的光源。

氘灯在玻璃制灯泡的一部分设有使用了透过紫外光的UV玻璃或石英玻璃的窗口，对形成在灯泡内的电极（即阴极与阳极的电极间）施加驱动装置的电压，产生放电，并维持该放电，由此可以从该窗口出射紫外可见区域的发光的光。

采用分析装置用的氘灯的话，为了使测量数据稳定，要求从窗口出射的发光光强稳定。发光光强的稳定度依存于氘灯的驱动电流稳定度，因此使用的是具有采用了恒流源的电源电路的灯驱动装置（参照专利文献1）。

图3是将专利文献1所述的氘灯驱动装置用作分光光度计的灯驱动装置时的简略方框构成图。

主电源部3将商用100V（或者200V）的交流电压供给驱动电路7。驱动电路7具有:将交流电压变换为直流电压的整流电路4、氘灯1（放电管）、在氘灯1的放电中供给恒流的恒流源2、加热氘灯1的阴极的加热电源部6、和在放电开始时暂时施加脉冲状的触发电压（大约350V）的触发电压产生部5（触发电源）。

在该灯驱动装置中，利用加热电源部6加热氘灯1的阴极使得其放出热电子。

而且通过由整流电路4以及恒流源2构成的电路7a，将比为了持续放电所需的放电维持电压（80V左右）大的直流电压赋予放电开始前的电极，在放电开始后，从恒流源2流出一定的电流,从而稳定维持放电。

又，在开始放电时，根据来自灯驱动装置的控制部9（控制分光光度计整体的计算机的控制部兼用作灯驱动装置的控制部）的点灯命令的信号，从触发电压产生部5施加脉冲状的触发电压（例如350V），由此开始放电。

而且，为了避免在虽然施加了触发电压但点灯还是失败的时候，错误地就在非点灯状态下取得测量数据，通过利用电压监控电路8来测量从电源电路7a（整流电路4和恒流源2）赋予给氘灯1的电极的电压，来可靠地判定是否已点灯。

作为该电压监控电路8的实例，包含有用来检测电极电压的分压电阻和、将由分压电阻测定的电压值变换为数字数据并传输给控制部9的AD变换器。

这里，对利用电压监控电路8的点灯状态的判定方法进行说明。另外，关于通过触发电压产生部5以及加热电源部6施加给电极的电压，由于其与点灯判定没有关系，因此排除在说明之外。

首先，在放电开始前，在氘灯1中没有电流流过。在非放电时通过电压监控电路8测量的电压监控值A是由电源电路7a（整流电路4和恒流源2）施加于电极的电压a和测量电极电压的电压监控电路8所导致的误差α决定的值。“电压监控电路所导致的误差α”是指由于各个灯驱动装置的电压监控电路8的个体差异而产生的误差。电压监控值A作为包含有根据装置各自的电压监控电路8的规格规定的一定范围内的误差α的值而被使用。

另一方面，在放电开始后（点灯后），使一定电流流过电极，从而在电极处产生为了维持放电的放电维持电压。为使一定电流流经电极的放电维持电压b对于每一个氘灯1都是固有的值（最初为80V左右），但有时候会由于历时变化现象而增加。

在放电开始后通过电压监控电路8测量的电压监控值B是由氘灯1的放电维持电压b和电压监控电路8所引起的误差α决定的值。

因此，点灯判定是通过判定电压监控电路8的测量结果是电压监控值A（A为非放电时被施加的电压值a加减电压监控电路的误差值α所得的值）、电压监控值B（B为放电维持电压b加减电压监控电路的误差值α所得到的值）中的哪一个来进行的。

以往，具体地说，该判定将满足

电压监控值A＞阈值S＞电压监控值B …（1）

的电压值的阈值S设定为不依存于装置的固定的阈值S，通过与该阈值S进行大小比较来判定是点灯还是非点灯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-209418号公报

发明内容

发明要解决的课题

要测量氘灯1的电极电压值的话，如上所述，就需要电压监控电路8。而且，为了设定不依存于装置的固定的阈值S，需要对电压监控电路8的误差α也加以考虑。

具体地说，需要使得在误差α最为不利的情况下也能够进行判定。

因此，需要满足以下的条件。

在非放电时被施加的电极电压的最小值amin＋电压监控电路的误差最小值αmin＞阈值S＞在放电开始后被施加的电极电压的最大值bmax＋电压监控电路的误差最大值αmax …（2）

与不考虑电压监控电路8的误差α的情况相比，考虑误差α的情况下，需要增大放电开始前后的电压差。

然而，将放电开始前后的电压差设定得较大时，放电开始后该电压差作为热在氘灯1以外的驱动电路7内（尤其是恒流电路2内的电阻元件、晶体管元件）被消费。

因此，产生驱动电路7的发热量增大的弊端，由于使用能够容许发热的设备而导致成本提高，或者根据情况需要设置用来抑制温度变化的冷却机构。

因此，本发明的第一目的在于，提供一种可以正确地判定是否为点灯状态，且可以尽可能抑制由于点灯后发生的剩余的电位差而在驱动电路产生的发热的灯驱动装置。

接着，使用具体例对放电维持电压的历时变化现象所引起的基于其他观点的课题进行讨论。

关于氘灯驱动装置，非放电时被施加的电极电压a为100V，对电压监控电路8的误差（α为±5V左右）加以考虑，电压监控值A理论上是在95V～105V的范围。

因此，将各灯驱动装置的固定的阈值S设定为比假设的电压监控值A的最小值95V还小5V的90V。在这样的条件下制造两个灯驱动装置的情况下，其中，设第一装置的非放电时的电极电压的电压监控值A碰巧为105V，第二装置的非放电时的电极电压的电压监控值A碰巧为95V。

另外，设第一装置、第二装置的放电开始后的电压监控值B都不满90V（最初为85V）。

这时，两装置都满足（2），可以可靠地进行点灯判定，但第一装置将阈值S设定为与其他装置相同的固定的90V，由此产生较大的不利影响。

本来，第一装置的在非放电时被施加的电极电压的电压监控值A为105V，因此即便放电开始后的电压监控值B由于历时变化上升至100V附近，也能够进行点灯状态的判定。

然而，所有的装置都设定作为固定的阈值S的90V，考虑到电压监控电路8的误差影响最不好的最坏条件（在该情况下，电压监控值A为95V时），将该阈值S设定为90V，因此即便是第一装置，在电压监控值B上升至90V的时刻，也不能够进行判定。

像这样，采用假定最不利的情况来设定固定的阈值S的方法的话，如第一装置那样在有利的条件时以更加理想的阈值来进行判定，由此可以降低历时变化的影响，但这样的判定仍未被采用。

因此，本发明的第二目的在于，提供一种在点灯判定没有误动作的范围内相比以往能够减少历时变化的影响的灯驱动装置。

解决课题的手段

一般情况下的电极电压，在灯非放电时从电源电路侧供给的电压与在放电开始同时变化为灯固有的放电维持电压b。由于在放电开始前（非放电时）比放电维持电压b大的电压a被施加给电极，因此在放电开始的同时，电极电压发生电位差为差分值（a-b）的变化。这里，利用该变化（差分的值）来掌握放电状态。

即，本发明的灯驱动装置，具有：灯；恒流源；电源电路，所述电源电路供给为了使所述灯的电极维持放电所需要的直流电压；触发电压产生部，所述触发电压产生部施加用于使所述灯的电极开始放电的触发电压；和电压监控电路，所述电压监控电路测量所述灯的电极电压，在从所述电源电路供给了直流电压的状态下对放电开始前的所述灯的电极施加触发电压，由此使得所述灯点灯且使得放电持续，所述灯驱动装置的特征在于，包括：基准变化量存储部，所述基准变化量存储部存储放电开始前和放电开始后的电极电压的变化量的阈值T；电极电压存储部，所述电极电压存储部存储在放电开始前被测量的电极电压的监控值A；差分算出部，所述差分算出部计算出在放电开始后被测量的电极电压的监控值B与所述放电开始前的电极电压的监控值A的差分（A-B）；和点灯判定部，所述点灯判定部通过比较所述差分（A-B）和所述阈值T来判定点灯状态。

发明的效果

采用本发明，算出在放电开始后被测量的电极电压的监控值B与放电开始前的电极电压的监控值A的差分（A-B），通过与预先存储的放电开始前和放电开始后的电极电压的变化量的阈值T进行比较来进行点灯判定。

采用监控值A与监控值B的差分的计算，能够消除电压监控电路引起的误差α，能够不包含该误差α的影响地设定用于判定的阈值T。其结果，能够在点灯判定没有误动作的范围内将作为放电开始前与放电开始后的电位差的基准的阈值T设定得比较小，从而能够将在放电开始后产生的剩余的电位差所导致的发热抑制得较小。

又，从放电维持电压的历时变化引起的变动的观点来看时，由于不是以固定的阈值S作为基准，而是对于各个装置以来自该装置的电压监控值A的变化量的大小（阈值T）来进行判定，因此如果是电压监控电路的误差对历时变化有正面影响的装置的话，就会变为对于历时变化的变动承受力强的装置，因此能够延长使用时间直至不能判定为止。

附图说明

图1是示出作为本发明的一个实施形态的灯驱动装置的构成的框图。

图2是示出图1的灯驱动装置的动作的流程图。

图3是示出现有的灯驱动装置的构成的框图。

符号说明

1灯

2恒流源

3主电源部

4整流电路

5触发电压产生部

6加热电源部

7驱动电路

7a电源电路

8电压监控电路

9控制部

10存储器

11差分算出部

12点灯判定部

21基准变化量存储区域（阈值T）

22电压存储区域（电压监控值A）

L灯驱动装置。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的灯驱动装置进行说明。图1是作为本发明的一个实施形态的分光光度计用的灯驱动装置L的框图。

在图中，关于氘灯1、恒流源2、主电源部3、整流电路4、触发电压产生部5、加热电源部6、驱动电路7、电源电路7a、电压监控电路8，采用的是与作为现有例说明了的图3中的构件相同的构件。因此，通过在图中标注相同的符号，省略了说明的一部分。

本发明的灯驱动装置L具有由计算机构成的控制部9。该控制部9是控制分光光度计整体的单元，作为其控制动作的一个，该控制部9进行灯驱动装置的点灯判定的控制。

控制部9中，按照功能块划分涉及点灯判定而动作的处理单元来进行说明的话，具有差分算出部11和点灯判定部12。

而且，在被附加设置在控制部9的存储器10中，设有存储与放电开始前后的电极电压的变化量有关的阈值T的基准变化量存储区域21、和存储根据电压监控电路8的放电开始前的电极电压的电压监控值A的电压存储区域22。

被存储在基准变化量存储区域21中的阈值T是在进行灯是否已点灯的判定时作为基准的电压变化量的阈值。通过将阈值T设定得较大，能够提高点灯判定的精度，但另一方面，阈值T越大，则放电开始后产生的剩余电压变得越大,使得发热量增加。因此，设定闘值T的值以取得判定的精度提高与发热量抑制的平衡。关于判定的精度，从放电前电压的稳定性（例如电压纹波的大小等）来进行判定。

电压存储区域22存储根据电压监控电路8的放电开始前的电极电压的电压监控值A。该值是为了计算与刚放电开始后的电压监控值B的差分而储存的值。另外，也可以使其也存储放电开始后的电极电压监控值B，从而可以随时计算差分。

而且，差分算出部11计算出在放电开始后被测量到的电极电压的监控值B与放电开始前的电极电压的监控值A的差分（A-B）。

又，点灯判定部12比较通过差分算出部11算出的差分（A-B）和阈值T，差分（A-B）比阈值T大的话，则判定为点灯，否则判定为未点灯。

接着，对灯驱动装置L的点灯判定的动作进行说明。图2是示出本发明的灯驱动装置L的动作流程的流程图。

这里使用的氘灯1以及电压电路8的规格设定如下：氘灯1的放电维持电压的规格为80V±20V，电压监控电路8的误差α为±10V。

预先在存储器10中存储作为点灯判定的基准的阈值T、和放电开始前的电极电压的电压监控值A（S101）。阈值T是根据判定精度与发热量抑制的平衡来设定的。在本实施例中，例如设定为5V，将该阈值存储在基准变化量存储区域21中。

又，为了即使对于放电维持电压为最大的灯（100V）也能够以阈值T为5V的设定来进行判定，设定为从电源电路7a施加105V作为在非放电时被施加的电极电压a。另外，也可以设定为105V以上，但是设定得越大，发热量就越增大。另一方面，相对于历时变化的影响的承受力变强。此时，电压监控值A由于误差（±10V）的影响，监控值A变为95V～115V。而且将该监控值A存储在电压存储区域22中。

接着，控制部9发出点灯命令（S102）。加热电源部6、触发电压产生部5接收点灯命令而工作，放电开始。而且，测量放电开始之后不久的电压监控值B。此时也可以将电压监控值B存储在存储器中。

接着，算出放电开始前后的电压的变化（电压监控值A-电压监控值B），与阈值T进行比较（S103）。

而且，差分（A-B）比阈值T大的话，则判定为点灯（S104），否则则判定为未点灯（S105）。

通过使用该判定方法，电压监控电路8所包含的误差的影响对于电压监控值A和电压监控值B都是相同的，因此在计算差分的时候被抵消。因此，与以固定的阈值S为基准进行判定的情况相比较，不需要考虑电压监控电路8的误差来设定在非放电时施加的电压。

比较例

为了提供参考，在使用以往的阈值S来进行判定的情况下，关于阈值S的设定，对于放电维持电压的最大值100V，考虑电压监控电路的最大误差10V，再设定5V作为裕度的话，则设定为在非放电时被施加的电极电压a为115V。

即，在上述的本发明的情况下，在非放电时被施加的电极电压a为105V，相对于此，额外施加了与电压监控电路的最大误差10V相当的电位差。

【产业上的可利用性】

本发明能够利用于分光光度计等的灯驱动装置中。

Claims

1.一种灯驱动装置，具有：灯；恒流源；电源电路，所述电源电路供给为了使所述灯的电极维持放电所需要的直流电压；触发电压产生部，所述触发电压产生部施加用于使所述灯的电极开始放电的触发电压；和电压监控电路，所述电压监控电路测量所述灯的电极电压，在从所述电源电路供给了直流电压的状态下对放电开始前的所述灯的电极施加触发电压，由此使得所述灯点灯且使得放电持续，

所述灯驱动装置的特征在于，包括：基准变化量存储部，所述基准变化量存储部存储放电开始前和放电开始后的电极电压的变化量的阈值T；电极电压存储部，所述电极电压存储部存储在放电开始前被测量的电极电压的监控值A；差分算出部，所述差分算出部计算出在放电开始后被测量的电极电压的监控值B与所述放电开始前的电极电压的监控值A的差分A-B；和点灯判定部，所述点灯判定部通过比较所述差分A-B和所述阈值T来判定点灯状态。