JP2001244088A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

高圧放電灯点灯装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超高圧水銀灯等の高圧放電灯におけるア
ーク移動を制御することができ、アーク移動によって受
光部分に入る光の量が大きく変化せず、スクリーン照度
変化がなく、スクリーン上にチラツキの発生しない高圧
放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 高圧放電灯のランプ電流を低周波矩形波
電流と高周波矩形波電流を使って、前記高圧放電灯を点
灯させる高圧放電灯点灯装置において、低周波矩形波電
流の半周期の直後に、高周波矩形波電流を１サイクル印
加する高圧放電灯点灯装置であって、同高周波矩形波電
流は、前記高圧放電灯のランプ電流よりも過入力の電流
値であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は矩形波点灯による高
圧放電灯点灯装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、降圧チョッパー回路と低周波で高
圧放電灯の点灯極性を切り換えるフルブリッジ回路とを
組み合わせた高圧放電灯点灯装置が、液晶プロジェクタ
ーなどのバックライト用光源装置等に使用されている。
【０００３】このような高圧放電灯点灯装置としては、
図１０に示す回路を備えたものが知られている。図１０
に示す高圧放電灯点灯装置は、電源１０１(直流もしく
は交流を整流平滑したもの)を、ダイオード１０２、チ
ョークコイル１０３、コンデンサ１０４、スイッチング
素子１０５とで構成されるチョッパー回路１０６へ印加
し、スイッチング素子１０５のデューティー比をＰＷＭ
制御回路１０７でコントロールすることにより、フルブ
リッジ回路１０８へ適切な直流電圧に変換して電力を供
給している。
【０００４】フルブリッジ回路１０８は、イグナイタ回
路１０９によって始動する高圧放電灯１０１０を点灯始
動からの一定時間、トランジスタ１０１１，１０１２は
導通状態を保ち、高圧放電灯１０１０が点灯安定状態に
なると、トランジスタ１０１１，１０１２とトランジス
タ１０１３，１０１４が交互に導通するように制御す
る。そして低周波数で動作するように、フルブリッジ制
御回路１０１５によって制御され、高圧放電灯１０１０
が低周波矩形波で点灯する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクターな
どのバックライト光源として近年、超高圧水銀灯が使用
され始めている。また、液晶プロジェクターの小型化、
軽量化に伴い、光源の反射鏡の小型化、高照度化がさら
に進んでいる。これにより、受光部分である液晶素子の
小型化もさらに進められている。
【０００６】従来の低周波矩形波で点灯する高圧放電灯
点灯装置では、超高圧水銀灯におけるアーク移動を制御
することができないため、アーク移動によって受光部分
に入る光の量が大きく変化し、液晶プロジェクタ−など
の場合、スクリーン照度変化が大きくなるため、スクリ
ーン上にチラツキが発生してしまう。本発明は上記事情
にもとづいてなされたものであり，特に超高圧水銀灯の
アーク移動を抑制する高圧放電灯点灯装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、高圧放電灯のランプ電流を
低周波矩形波電流と高周波矩形波電流を使って、前記高
圧放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置において、低
周波矩形波電流の半周期の直後に、高周波矩形波電流を
１サイクル印加する高圧放電灯点灯装置であって、同高
周波矩形波電流は、前記高圧放電灯のランプ電流よりも
過入力の電流値であることを特徴とするものであり、請
求項２記載の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装
置において、高周波矩形波電流を１サイクルの後半の半
サイクルにのみ印加することを特徴とする高圧放電灯点
灯装置である。
【０００８】そして請求項３記載の発明は、前記低周波
矩形波電流の周波数を６０〜５００Ｈｚの範囲から選択
し、前記高周波矩形波電流の周波数を前記選択された低
周波矩形波電流の周波数の５〜２５倍までの範囲で選択
して使用されることを特徴とする請求項１乃至２の何れ
かの項に記載の高圧放電灯点灯装置であり、請求項４記
載の発明は、前記高圧放電灯のランプ電流よりも過入力
の電流値である高周波矩形波電流は、高圧放電灯の正常
動作時のランプ電流値の１．２〜５倍とすることを特徴
とする請求項1乃至３の何れかの項に記載の高圧放電灯
点灯装置である。
【０００９】請求項１記載の発明によれば、超高圧水銀
灯等の高圧放電灯のアーク移動を抑制し、スクリーン照
度変化を減少させ、スクリーン上のチラツキを防止する
ことができる。また、請求項２記載の発明によれば、超高
圧水銀灯等の高圧放電灯のアーク移動をさらに軽減で
き、スクリーン上のチラツキをさらに防止することがで
きる。請求項３記載の発明と請求項４記載の発明によれ
ば、超高圧水銀灯等の高圧放電灯のランプ電力に応じて、
極めて良好にスクリーン上のチラツキを防止することが
できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１は本発明の一例を示す回路ブロッ
ク図であり、電源１(直流もしくは交流を整流平滑した
もの)、チョッパー回路２、フルブリッジ回路３、高圧
放電灯４、高周波矩形波発振回路５、低周波矩形波発振
回路６、波形合成回路７、フルブリッジ制御回路８、Ｐ
ＷＭ制御回路９、過入力信号抽出回路１０とで構成され
る。
【００１１】図２は高周波矩形波発振回路５の高周波矩
形波信号波形図であり、図３は低周波矩形波発振回路６
の低周波矩形波信号波形図である。図２における高周波
矩形波の周波数は、図３における低周波矩形波の周波数
の５〜２５倍の範囲で発振させている。
【００１２】図４は波形合成回路７の出力信号波形図で
あり、図３の低周波矩形波信号の半周期の直後に図２の
高周波矩形波信号を１サイクル印加する波形図である。
そして、波形合成回路７の出力信号がフルブリッジ制御
回路８に入力されると、図４の波形合成回路７の出力信
号波形図と同等の波形で、高圧放電灯４が点灯する。
【００１３】図５はＰＷＭ制御回路９の詳細図で、高圧
放電灯４に並列接続された１１ａ、１１ｂ、１１ｃの抵
抗はランプ電圧を検出し、高圧放電灯４に直列接続され
た電流検出用抵抗１２はランプ電流を検出する。前記の
検出されたランプ電圧値とランプ電流値をかけ算器１３
に入力し、演算結果を誤差増幅器１４に入力する。
【００１４】そしてＰＷＭ制御回路９は前記演算結果を
もとに、チョッパー回路２のデューティー比を調整する
ために、誤差増幅器１４の入力端子に接続された可変抵
抗器１５と直列に抵抗１１ｄ,１１ｅを接続し、同抵抗
１１ｄ, １１ｅと並列にスイッチ素子１６を接続する。
チョッパー回路２のデュ−ティー比をＰＷＭ制御回路９
でコントロールした後、フルブリッジ制御回路８へ適切
な直流電圧に変換し、高圧放電灯４に電力を供給する。
【００１５】そして過入力信号抽出回路１０により、図
４の波形合成回路７の信号波形から高周波矩形波部分の
１サイクルの時間を信号として取り出すと、図６のよう
な信号波形図になる。図６の信号波形をスイッチ素子１
６に与えると、スイッチ素子１６は導通して抵抗１１ｄ
の両端が短絡され、正常動作時よりも抵抗１１ｅにかか
る電圧が上昇して、デューティー比が大きくなる。デュ
ーティー比が大きくなることによって、高圧放電灯４に
供給されるランプ電流がスイッチ素子１６が導通してい
る時だけランプ電流が大きくなり、図７のようなランプ
電流波形図になる。図７が、本発明の一実施例のランプ
電流波形である。
【００１６】また、過入力信号抽出回路１０により、図４
の波形合成回路７の信号波形から高周波矩形波部分の１
サイクルの後半の半サイクルの時間を信号として取り出
すと、図８のような信号波形図になる。図８の信号波形
をスイッチ素子１６に与えると図９のようなランプ電流
波形図になる。図９が本発明の他の実施例のランプ電流
波形である。
【００１７】電流波形の切り替え時に発生するチラツキ
は、電極の温度に影響されるため、図７もしくは図９のよ
うに、高周波矩形波電流から低周波矩形波電流への切り
替え時に、ランプ電流よりも過入力の電流値で点灯する
ことによって、電極の放電部が温められるので、アークス
ポットの移動を抑制でき、アーク移動が減少し、スクリー
ン照度変化が減少し、スクリーン上のチラツキを防止す
ることができる。
【００１８】本発明の高圧放電灯点灯装置を用いてラン
プ電力が１２０Ｗであるランプを、低周波矩形波電流の
周波数が９０Ｈｚ、高周波矩形波電流の周波数が１ｋＨ
ｚ、正常動作時のランプ電流値よりも２倍程度の過入力
の電流値で点灯させるエージング試験を行って、スクリ
ーン照度測定を行ったところ、超高圧水銀放電灯等の高
圧放電灯に発生するアークの移動に伴うスクリーン照度
変化を減少させることができ、スクリーン上のチラツキ
を防止できた。
【００１９】また、低周波矩形波電流の周波数を６０Ｈ
ｚ未満にすると、スクリーン上にチラツキが発生し、低周
波矩形波電流の周波数を５００Ｈｚよりも大きくする
と、音響的共鳴現象が発生する。そして、前記高周波矩形
波電流の周波数を前記選択された低周波矩形波電流の周
波数の５倍未満にすると、電極に負荷がかかって電極が
折れてしまい、前記高周波矩形波電流の周波数を前記選
択された低周波矩形波電流の周波数の２５倍よりも大き
くすると、電極のアークスポット部を温めることができ
なくなり、アークスポットが移動してしまう。そして、高
周波矩形波電流を高圧放電灯の正常動作時のランプ電流
値の１．２〜５倍にするのは、電極のアークスポット部
を温めるのに最も効果があり、アークスポットが移動し
づらくなるからである。
【００２０】なお、抵抗１１ｅにかかる電圧を抵抗１１
ｄの抵抗値で調整することによって、高圧放電灯４のラ
ンプ電力に応じたランプ電流値よりも過入力の電流値と
することが可能であり、超高圧水銀灯等の高圧放電灯の
ランプ電力に応じて、極めて良好にスクリーン上のチラ
ツキを防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、超
高圧水銀灯等の高圧放電灯のアークスポットの移動を抑
制でき、アーク移動が減少するので、スクリーン照度変化
を減少でき、スクリーン上のチラツキを防止することが
できる。さらに、超高圧水銀灯等の高圧放電灯のランプ
電力に応じて、極めて良好にスクリーン上のチラツキを
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を示すブロック回路図
【図２】高周波矩形波信号波形図
【図３】低周波矩形波信号波形図
【図４】波形合成回路の出力信号波形図
【図５】ＰＷＭ制御回路の詳細図
【図６】高周波矩形波部分の1サイクルの時間を信号と
して取り出した信号波形図
【図７】本発明の一実施例のランプ電流波形図
【図８】高周波矩形波部分の1サイクルの後半の半サイ
クルの時間を取り出した信号波形図
【図９】本発明の他の実施例のランプ電流波形図
【図１０】従来の高圧放電灯点灯装置
【符号の説明】
１ 電源 ２ チョッパー回路 ３ フルブリッジ回路 ４ 高圧放電灯 ５ 高周波矩形波発振回路 ６ 低周波矩形波発振回路 ７ 波形合成回路 ８ フルブリッジ制御回路 ９ ＰＷＭ制御回路 １０ 過入力信号抽出回路 １１ａ,１１ｂ,１１ｃ,１１ｄ 抵抗 １２ 電流検出用抵抗 １３ かけ算器 １４ 誤差増幅器 １５ 可変抵抗器 １６ スイッチ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA02 AA11 AC01 AC04 BA03 BB02 CA03 CA16 DE02 DE04 GB11 HA04 HA10 3K082 AA08 AA54 AA57 BA04 BA05 BA33 BA43 BB02 BD03 BD04 BD26 BD32 BE13 FA06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高圧放電灯のランプ電流を低周波矩形波電
    流と高周波矩形波電流を使って、前記高圧放電灯を点灯
    させる高圧放電灯点灯装置において、低周波矩形波電流
    の半周期の直後に、高周波矩形波電流を１サイクル印加
    する高圧放電灯点灯装置であって、同高周波矩形波電流
    は、前記高圧放電灯のランプ電流よりも過入力の電流値
    であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の高圧放電灯点灯装置におい
    て、高周波矩形波電流を１サイクルの後半の半サイクル
    にのみ印加することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
  3. 【請求項３】前記低周波矩形波電流の周波数を６０〜５
    ００Ｈｚの範囲から選択し、前記高周波矩形波電流の周
    波数を前記選択された低周波矩形波電流の周波数の５〜
    ２５倍までの範囲で選択して使用されることを特徴とす
    る請求項１乃至２の何れかの項に記載の高圧放電灯点灯
    装置。
  4. 【請求項４】前記高圧放電灯のランプ電流よりも過入力
    の電流値である高周波矩形波電流は、高圧放電灯の正常
    動作時のランプ電流値の１．２〜５倍とすることを特徴
    とする請求項1乃至３の何れかの項に記載の高圧放電灯
    点灯装置。
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