JP2004095334A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、始動電圧を発生する回路の部品に部品定数のバラツキがあった場合でも最適な始動電圧を発生させ得る放電灯点灯装置に関する。
【解決手段】本発明では、チョッパ回路111と、チョッパ回路111の出力電圧をその極性を周期的に反転させて放電灯49に印加するための極性反転回路112と、放電灯49の始動電圧を発生させる共振回路113と、これら各回路111〜113を制御して放電灯49の点灯を制御する制御回路12とを備えた放電灯点灯装置101において、共振回路113を駆動する駆動電圧の周波数を検出する周波数検出回路13と、共振回路113を駆動して生じた電圧を検出する電圧検出回路11と、周波数検出回路13の出力と電圧検出回路11の出力とに基づいて、放電灯49を始動させ得る始動電圧を共振回路113に生じさせる駆動電圧の周波数を検出する周波数決定回路14とを備えて構成される。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関し、特に、始動電圧を発生する回路の部品に部品定数のバラツキがあった場合でも最適な始動電圧を発生させ得る放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、放電灯点灯装置200は、図15に示すように、電源31、電源31から供給される電源を安定化する直流安定化電源32、スイッチ素子33とチョークコイル34と駆動回路35とダイオード36と電圧検出回路37とから成り直流安定化電源32からの電圧を昇圧又は降圧するチョッパ回路111、チョッパ回路111からの電圧を平滑する平滑用コンデンサ38、駆動回路39、42、43、46とスイッチ回路40、41、44、45とから成り平滑用コンデンサ38からの直流電圧を交流電圧に変換する極性反転回路112、コイル47とコンデンサ48とから成り放電灯を点灯させるための高電圧を発生させる共振回路113、チョッパ回路111の出力電圧を制御するチョッパ制御回路50、及び、極性反転回路112の交流電圧の周波数等を制御する制御回路51を備え、コンデンサ48と並列に接続される放電灯49を点灯させている。なお、共振回路113は、スイッチ回路40とスイッチ回路44との接続端aと、スイッチ回路40とスイッチ回路44との接続端bとの間に接続されている。
【0003】
このような放電灯点灯装置200は、放電灯49の点灯を開始する場合には、制御回路51が駆動回路39、42、43、46を用いて対角位置に配置されたスイッチ回路40及びスイッチ回路45の組とスイッチ回路41及びスイッチ回路44の組とを交互にオン・オフすることによって、両接続端ab間に数10kHz〜数100kHzの高周波電圧を発生させる。この高周波電圧によって共振回路113は、共振し、コンデンサ48の端子間に高圧な共振電圧が発生する。そして、この高圧な共振電圧によって放電灯49が点灯する。一方、電圧検出回路37の検出電圧によって制御回路51は、放電灯49の点灯を検出すると、両接続端ab間に数10Hz〜数100Hzの低周波電圧が発生するように、スイッチ回路40、41、44、45の各組を交互にオン・オフする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電灯点灯装置は、上述のように共振回路を共振させることによって放電灯を点灯させるために充分な電圧値以上の高電圧を得ているため、共振回路の共振周波数に応じた駆動周波数でスイッチ回路の各組のオン・オフを制御する必要がある。このため、制御回路には、共振回路におけるコイルのインダクタンスやコンデンサの容量に基づく共振条件によって決定された駆動周波数が固定的に設定されていた。そのため、逆にこの固定的に設定された駆動周波数で共振回路が共振するようにするために、従来、コイルやコンデンサは、インダクタンスの値や容量の値が許容差の非常に小さい部品である必要があるという問題があった。そして、このような部品を使用する結果、コストが大きくなるという問題があった。
【0005】
一方、許容差の大きい安価な部品を共振回路に用いようとすると製品ごとに共振条件が異なるため、例えば放電灯点灯装置の出荷時などに、個々の製品ごとに共振回路の共振周波数を実測するなどして共振周波数を特定し、制御回路に駆動周波数を設定する必要が生じるという問題がある。そして、このようなマニュアルによる調整が必要となる結果、工数がかかり、コストが大きくなるという問題がある。
【0006】
本発明は、上述の問題点に鑑みて為された発明であり、許容差を考慮することなしにコイルやコンデンサを選定することができ、また、個々の製品ごとにマニュアルで調整する必要のない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】
上述の目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、直流電圧を昇圧又は降圧する直流−直流変換回路と、前記直流−直流変換回路の出力電圧をその極性を周期的に反転させて放電灯に印加するための極性反転回路と、前記放電灯を始動させるための始動電圧を発生させる共振回路と、前記直流−直流変換回路、前記極性反転回路及び前記共振回路を制御して前記放電灯の点灯を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、前記共振回路を駆動する駆動電圧の周波数を検出する周波数検出手段と、前記共振回路を駆動して生じた電圧を検出する電圧検出手段と、前記周波数検出手段の出力と前記電圧検出手段の出力とに基づいて、前記放電灯を始動させ得る始動電圧を前記共振回路に生じさせる前記駆動電圧の周波数を検出する周波数決定手段とを備えて構成される。
【0008】
そして、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の放電灯点灯装置において、前記周波数決定手段は、前記電圧検出手段の出力が閾値以上となった場合における前記周波数検出手段の出力を前記駆動電圧の周波数として検出することで構成される。
【0009】
また、請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の放電灯点灯装置において、前記周波数決定手段は、前記電圧検出手段の出力が最大となった場合における前記周波数検出手段の出力を前記駆動電圧の周波数として検出することで構成される。
【0010】
このような構成の放電灯点灯装置では、放電灯を始動させ得る始動電圧を共振回路に生じさせる駆動電圧の周波数を周波数決定手段で検出するので、共振回路を構成する部品の部品定数のバラツキによる共振条件の相違を吸収することができる。そのため、許容差を考慮すること無しに部品を選定することができ、また、製品ごとに駆動周波数をサーチして設定するというマニュアル作業をする必要がなく、確実に始動電圧を発生させることができる。
【0011】
請求項4に記載の発明では、共振回路の各部品にかかる電気的なストレスを軽減する観点から、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記駆動電圧の周波数の検出は、前記放電灯を始動させ得る始動電圧よりも小さい電圧を前記共振回路に印加した状態で行われることで構成する。
【0012】
請求項5に記載の発明では、放電灯をより早く点灯させる観点から、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記駆動電圧の周波数の検出を1度行って、検出した前記駆動電圧の周波数を保持する保持手段をさらに備えて構成される。
【0013】
請求項6に記載の発明では、駆動電圧の周波数を保持させる工数を省く観点から、請求項5に記載の放電灯点灯装置において、前記保持手段は、不揮発性メモリであることで構成される。
【0014】
請求項7に記載の発明では、周囲温度や部品の経年変化により共振条件がずれても確実に始動電圧を発生させる観点から、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記駆動電圧の周波数の検出は、電源投入ごとに行うことで構成される。
【0015】
請求項8に記載の発明では、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させる観点から、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数から所定の周波数分だけシフトした周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【0016】
請求項9に記載の発明では、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させる観点から、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を中心に所定の周波数範囲で周波数を掃引しながら前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【0017】
請求項10に記載の発明では、共振回路を小型化して放電灯点灯装置の小型化を図る観点から、請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を奇数倍した周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【0018】
請求項11に記載の発明では、基本共振周波数が共振回路に印加された場合の電圧振幅と略同一の電圧振幅を得る観点から、請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を3倍した周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【0019】
請求項12に記載の発明では、共振回路のQ値を高くする観点から、請求項1乃至請求項11の何れか1項に記載の放電灯点灯装置において、前記共振回路は、インダクタ要素とコンデンサとから成ることで構成される。
【0020】
請求項13に記載の発明では、コンデンサに比較的低い電圧を印加させるようにする観点から、請求項12に記載の放電灯点灯装置において、前記インダクタ要素は、トランスを用いることで構成される。
【0021】
請求項14に記載の発明では、電圧検出手段に比較的低い電圧を印加させるようにする観点から、請求項13に記載の放電灯点灯装置において、前記電圧検出手段は、前記トランスの一次巻線側に在ることで構成される。
【0022】
請求項15に記載の発明では、電圧検出手段の回路構成を簡素化を図る観点から、請求項13に記載の放電灯点灯装置において、前記電圧検出手段は、前記トランスの一次巻線側に接続された抵抗器であることで構成される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(第1の実施形態の構成)
図1は、第1の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【0024】
図1において、第1の実施形態における放電灯点灯装置101は、電源31、直流安定化電源32、スイッチ素子33とチョークコイル34と駆動回路35とダイオード36と電圧検出回路37とから成るチョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、駆動回路39、42、43、46とスイッチ回路40、41、44、45とから成る極性反転回路112、コイル47とコンデンサ48とから成る共振回路113、電圧検出回路11、チョッパ制御回路50、制御回路12、周波数検出回路13、及び、周波数決定回路14を備える。即ち、第1の実施形態における放電灯点灯装置101は、図15に示す従来の放電灯点灯装置200に対し、電圧検出回路11、周波数検出回路13及び周波数決定回路14を更に備え、制御回路51の代わりに制御回路12を用いる点に主な特徴がある。
【0025】
電源31から供給される電源は、直流安定化電源32で電圧値が安定化され、チョッパ回路111に入力される。チョッパ回路111は、入力端と出力端との間にスイッチ素子33とチョークコイル34とが直列に接続され、スイッチ素子33とチョークコイル34との接続点にはダイオード36のカソード側が接続される。そして、チョッパ回路111の出力端には、チョッパ回路111の出力電圧(平滑用コンデンサ38の端子間電圧)を検出する電圧検出回路37が設けられ、検出結果は、チョッパ制御回路50及び制御回路12に出力される。チョッパ制御回路50は、電圧検出回路37で検出された出力電圧に基づいて、出力端に並列接続した平滑用コンデンサ38の端子間電圧が、始動制御や点灯制御に対応した所定の電圧値になるように制御信号を駆動回路35に出力する。駆動回路35は、制御信号に応じて所定のデューティ及び数10kHzの高周波でスイッチ素子33をオン・オフする。これによってチョッパ回路111は、入力電圧を所定の電圧値に昇圧又は降圧する。このスイッチ素子33をオン・オフするデューティ及び周波数は、平滑用コンデンサ38の端子電圧が極性反転回路112の負荷状態に応じて変化するので、この負荷状態に応じて調整される。スイッチ素子は、例えば、トランジスタである。
【0026】
平滑用コンデンサ38の出力電圧は、極性反転回路112に入力される。極性反転回路112は、直列に接続されたスイッチ回路40及びスイッチ回路44と、直列に接続されたスイッチ回路41及びスイッチ回路45とが並列に接続されてブリッジ回路を構成する。駆動回路39は、スイッチ回路40を駆動し、駆動回路42は、スイッチ回路41を駆動し、駆動回路43は、スイッチ回路44を駆動し、駆動回路46は、スイッチ回路45を駆動する。制御回路12は、後述するように、対角の位置に配置されたスイッチ回路40及びスイッチ回路45の組とスイッチ回路41及びスイッチ回路44の組とを交互にオン・オフする。これによって極性反転回路112は、スイッチ回路40とスイッチ回路44との接続端aと、スイッチ回路41とスイッチ回路45との接続端bとの間に、入力直流電圧の極性を周期的に反転させた交流電圧を発生させる。なお、制御回路12は、各組が同時にオンになることが無いようにスイッチングのタイミングを制御する。極性反転回路112は、例えば、フルブリッジインバータ回路である。スイッチ回路40、41、44、45は、例えば、スイッチ素子とダイオードとの逆並列回路やFET(Field Effect Transistor)などである。
【0027】
これら接続端aと接続端bとの間には、共振回路113が接続される。共振回路113は、直列に接続されたコイル47とコンデンサ48とから構成され、ソケットを介して放電灯49がコンデンサ48に並列に接続される。放電灯49は、例えば、高圧水銀灯やナトリウムランプやメタルハライドランプなどの高輝度放電灯である。
【0028】
電圧検出回路11は、共振回路113におけるコイル47とコンデンサ48との接続端cに接続され、接続端cの電圧を検出する。電圧検出回路11の検出電圧Vr は、周波数決定回路14に出力される。周波数検出回路13は、スイッチ回路40及びスイッチ回路45の組とスイッチ回路41及びスイッチ回路44の組とを交互にオン・オフする駆動周波数を制御回路12からの出力に基づいて検出する。周波数決定回路14は、電圧検出回路11の検出電圧Vr 及び周波数検出回路13の検出結果に基づいて後述のように駆動周波数を決定し、制御回路12に出力する。
(第1の実施形態の動作)
図2は、第1の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。図3は、第1の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端cにおける電圧との関係を示す図である。図3の横軸は駆動周波数であり、縦軸は電圧である。なお、後述の図7、図9、図12及び図13の各軸も同様である。
【0029】
放電灯点灯装置101は、不図示の電源スイッチによって電源が投入されると、まず、放電灯49を始動させる始動制御が行われる。即ち、図2において、制御回路12は、放電灯点灯装置101の各部の初期設定を行い(S11)、極性反転回路112の駆動周波数を初期駆動周波数f2 に設定する(S12)。初期駆動周波数f2 は、図3に示すように、放電灯49を始動(点灯開始)させるに充分な電圧(既定電圧Vs )よりも小さい電圧(始動電圧)V2 を共振回路113に生じさせ得る周波数である。そして、制御回路12は、極性反転回路112の各スイッチ回路40、41、44、45を上述の組ごとに初期駆動周波数f2 でオン・オフする(S13)。
【0030】
各スイッチ回路40、41、44、45が上述の組ごとに初期駆動周波数f2 でオン・オフすることによって、共振回路113におけるコンデンサ48の端子間に始動電圧V2 が発生し、この始動電圧V2 が放電灯49に印加される。
【0031】
制御回路12は、電圧検出回路37の検出結果から放電灯49が点灯したか否かを判断する(S14)。放電灯49は、周知のように点灯すると高インピーダンス状態からテイクオーバーを経て低インピーダンス状態に変化するので、これによって極性反転回路112の負荷状態が変化する。この負荷状態の変化に応じて平滑用コンデンサ38の端子間電圧も変化するので、チョッパ回路111の出力電圧を検出する電圧検出回路37の検出結果から放電灯49の点灯の有無を判断することができる。
【0032】
判断の結果、放電灯49が点灯した場合(Yes)には、制御回路12は、点灯制御を行う(S15)。即ち、制御回路12は、数10Hz〜数100Hzの範囲内に設定された低周波の駆動周波数で各スイッチ回路40、41、44、45を上述の組ごとにオン・オフすることによって放電灯49に電力を供給する。そして、制御回路12は、スイッチ素子33のデューティやスイッチングの周波数を制御することによって放電灯49に供給される電力量を調整する。
【0033】
一方、判断の結果、放電灯49が点灯していない場合(No)には、制御回路12は、処理S13から処理S14、処理S16、処理S17、処理S18、処理S19を経て処理S13に戻るループ回数Nr が予め設定された既定回数に達したか否かを判断する(S16)。
【0034】
判断の結果、ループ回数Nr が既定回数に達した場合には(Yes)、制御回路12は、放電灯49の点灯制御を終了する。一方、判断の結果、ループ回数Nr が既定回数に達していない場合には(No)、制御回路12は、電圧検出回路11の検出電圧Vr を周波数決定回路14に取り込ませる(S17)。また、制御回路12は、各スイッチ回路40、41、44、45をオン・オフする制御信号を周波数検出回路13にも出力し、周波数検出回路13は、現在の駆動周波数fを検出し、その検出結果を周波数決定回路14に出力する。
【0035】
制御回路12は、周波数決定回路14に検出電圧Vr が既定電圧Vs 以上であるか否かを判断させる(S18)。判断の結果、検出電圧Vr が既定電圧Vs 以上ではない場合には、周波数決定回路14は、周波数検出回路13の出力から現在の駆動周波数fを判定し、現在の駆動周波数fから所定の周波数分△fだけ減じた周波数f−△fを新たな駆動周波数fに設定して制御回路12に通知する。そして、処理をS12に戻す。制御回路12は、反転制御回路112の駆動周波数を更新された駆動周波数fに設定する(S12)。以下、上述の処理S13〜S18を検出電圧Vr が既定電圧Vs 以上となるまで繰り返す。
【0036】
一方、S18で判断の結果、検出電圧Vr が既定電圧Vs 以上である場合には(Yes)、周波数決定回路14は、現在の駆動周波数fを点灯周波数fs として設定し、制御回路12に通知すると共に、ループ回数Nr に1を加算(インクリメント)し(S19)、処理をS13に戻す。以下、放電灯49が点灯するかループ回数Nr が既定回数に到達するまで、制御回路12は、極性反転回路112の各スイッチ回路40、41、44、45を上述の組ごとに点灯周波数fs でオン・オフする。
【0037】
ここで、点灯周波数fs による点灯制御を既定回数以下に抑えるのは、放電灯49が故障などにより点灯しない場合に、制御回路12が処理S13から処理S19までを無限に繰り返すことを防止するためである。
【0038】
このように第1の実施形態における放電灯点灯装置101は、放電灯点灯装置101の電源を投入する度に、初期駆動周波数f2 から逐次所定の周波数分△fだけ減じて、既定電圧Vs 以上の電圧となる点灯周波数fs を探すので、共振回路113の共振条件に依らず、確実に放電灯49に既定電圧Vs 以上の電圧を印加することができる。このため、共振回路113を構成するコイル47やコンデンサ48をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置101ごとにマニュアルで点灯周波数fs を調整・設定する必要がない。
【0039】
なお、上述のように極性反転回路112は、放電灯49の点灯を開始させるために数10kHz以上の所定の高周波電圧を共振回路113に供給すると共に、点灯後放電灯49の点灯を維持するために数10〜数100Hz範囲内の所定の低周波電圧を放電灯49に供給する兼用回路となっている。
(第2の実施形態の構成)
次に、別の実施形態について説明する。第1の実施形態における放電灯点灯装置101は、共振回路113を兼用の極性反転回路112で駆動したが、第2の実施形態における放電灯点灯装置102は、トランス26を用いた独立の駆動回路で駆動する実施形態である。
【0040】
図4は、第2の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【0041】
図4において、第2の実施形態における放電灯点灯装置102は、電源31、直流安定化電源32、スイッチ素子33とチョークコイル34と駆動回路35とダイオードと電圧検出回路37とから成るチョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、駆動回路22、28とスイッチ回路23、29と抵抗器24とコンデンサ25とから成る共振回路用駆動回路114、駆動回路39、42、43、46とスイッチ回路40、41、44、45とから成る極性反転回路112、トランス26、コンデンサ27、チョッパ制御回路50、制御回路21、周波数検出回路13、及び、周波数決定回路14を備える。
【0042】
即ち、第2の実施形態における放電灯点灯装置102は、第1の実施形態における放電灯点灯装置101と較べて、制御回路12の代わりに制御回路21を用い、始動用として共振回路113の代わりにコンデンサ25とトランス26とから成る共振回路を用い、この共振回路を駆動するための共振回路用駆動回路114を備える点に一特徴がある。そして、この共振回路の電圧が、共振回路用駆動回路114中に設けられた、共振回路に直列に接続された抵抗器24に発生する電圧で検出される点にも一特徴がある。
【0043】
従って、電源31、直流安定化電源32、チョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、極性反転回路112、チョッパ回路50、周波数検出回路13及び周波数決定回路14については、第1の実施形態と同様なので、その説明を省略し、共振回路用駆動回路114及び共振回路について説明する。
【0044】
共振回路用駆動回路114は、スイッチ回路29とスイッチ回路23とが直列に接続され、さらに、直列に接続されたトランス26の一次巻線、コンデンサ25及び抵抗器24がスイッチ回路23に並列に接続される。そして、直列接続のスイッチ回路29とスイッチ回路23とは、平滑用コンデンサ38に並列に接続される。スイッチ回路23、29は、スイッチ回路40、41、44、45と同様に、例えば、スイッチ素子とダイオードとの逆並列回路やFETなどであり、オン・オフは、制御回路21からの制御信号に基づいてそれぞれ駆動回路22、28によって制御される。そして、抵抗器24とコンデンサ25との接続端dは、共振回路の電圧の検出出力として周波数決定回路14に出力される。
【0045】
また、トランス26の2次巻線は、放電灯49と直列に接続され、コンデンサ27は、このトランス26の2次巻線及び放電灯49の直列接続に並列に接続される。そして、このトランス26の2次巻線、放電灯49及びコンデンサ27から成る回路は、極性反転回路112の出力端である接続端ab間に接続される。
【0046】
制御回路21は、駆動回路22、28を介してスイッチ回路23、29を所定の高周波でそれぞれオン・オフすることによって共振回路用駆動回路114を駆動して共振回路に電力を供給することの他は、第1の実施形態と同様に、電圧検出回路37の検出結果から放電灯49の点灯の有無を検出したり、周波数検出回路13及び周波数決定回路14を用いて点灯周波数fs を決定したり、始動後に放電灯49の点灯制御を行ったりする。
(第2の実施形態の動作)
第1の実施形態では、共振回路113を極性反転回路112を用いて駆動したが、第2の実施形態では、共振回路用駆動回路114と極性反転回路112と連係させながら行う。即ち、第2の実施形態における放電灯点灯装置102の始動制御は、制御回路21がスイッチ回路23、41、44とスイッチ回路28、40、45とを交互に数10kHzの高周波でオン・オフすることによってトランス26の1次巻線とコンデンサ25の共振回路を共振させる。これによって、トランス26の2次巻線に誘導起電圧を生じさせ、放電灯49を始動させる。放電灯49が点灯した後は、共振回路用駆動回路114のスイッチ回路23、29はオフ状態に維持すると共に、極性反転回路112のスイッチ回路40、45とスイッチ回路41、44とを交互に数10〜数100Hzの低周波でオン・オフすることによって、放電灯49に点灯を維持するための電力を供給する。
【0047】
第2の実施形態における放電灯点灯装置102の始動制御は、このように駆動方法が第1の実施形態と異なるが、その他の点では図2で示す第1の実施形態における放電灯点灯装置101の始動制御と同様なので、その説明を省略する。ここで、既定電圧Vs は、トランス26の巻線比を考慮して、放電灯49を始動させるに充分な電圧に設定される。
【0048】
第2の実施形態における放電灯点灯装置102は、放電灯点灯装置102の電源を投入する度に、初期駆動周波数f2 から逐次所定の周波数分△fだけ減じて、既定電圧Vs 以上の電圧となる点灯周波数fs を探すので、共振回路の共振条件に依らず、確実に放電灯49に既定電圧Vs 以上の電圧を印加することができる。このため、共振回路を構成するトランス26やコンデンサ25をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置102ごとにマニュアルで点灯周波数fs を調整・設定する必要がない。さらに、トランス26を用いているので、放電灯49に印加される電圧を1次巻線側で検出可能となる。そのため、検出電圧が比較的低電圧となるので、簡素な抵抗器で検出可能である。
(第3の実施形態の構成)
次に、別の実施形態について説明する。第1の実施形態における放電灯点灯装置101は、既定電圧Vs 以上の電圧を生じさせる点灯周波数fs を見つける実施形態であるが、第3の実施形態の放電灯点灯装置103は、共振回路113の共振周波数f0 を見つける実施形態である。
【0049】
図5は、第3の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【0050】
図5において、第3の実施形態における放電灯点灯装置103は、電源31、直流安定化電源32、スイッチ素子33とチョークコイル34と駆動回路35とダイオード36と電圧検出回路37とから成るチョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、駆動回路39、42、43、46とスイッチ回路40、41、44、45とから成る極性反転回路112、コイル47とコンデンサ48とから成る共振回路113、電圧検出回路11、チョッパ制御回路50、制御回路12’、周波数検出回路13、及び、周波数決定回路14’を備える。即ち、第3の実施形態における放電灯点灯装置103は、第1の実施形態における放電灯点灯装置101の制御回路12及び周波数決定回路14の代わりに後述の動作を行う制御回路12’及び周波数決定回路14’を用い、そして、制御回路12’がチョッパ制御回路50にも接続され周波数決定回路14’がデータを一時的に保持するためのバッファも備えることを除き、図1に示す第1の実施形態における放電灯点灯装置101と同様の構成であるので、その説明を省略する。
(第3の実施形態の動作)
図6は、第3の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。図7は、第3の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端cにおける電圧との関係を示す図である。
【0051】
放電灯点灯装置103は、不図示の電源スイッチによって電源が投入されると、まず、放電灯49を始動させるための共振周波数f0 を見つけるサーチ制御が行われる。即ち、図6において、制御回路12’は、放電灯点灯装置103の各部の初期設定を行うと共に、チョッパ回路111の出力電圧を放電灯49を始動させる場合よりも小さい電圧になるようにチョッパ制御回路50を介して設定する(S21)。このようにチョッパ回路111の出力電圧を設定するのは、スイッチング回路40、41、44、45や共振回路113を構成する部品に過剰な電圧を印加しないで済むのでこれら部品の高耐圧化を抑制可能とするためと、サーチ中に放電灯49が点灯を開始してしまうと共振周波数f0 を見つけることができないのでサーチ中に放電灯49が点灯を開始しないようにするためである。
【0052】
次に、制御回路12’は、反転制御回路112の駆動周波数を初期駆動周波数f2 に設定する(S22)。そして、制御回路12’は、極性反転回路112の各スイッチ回路40、41、44、45を上述の組ごとに初期駆動周波数f2 でオン・オフする(S23)。
【0053】
各スイッチ回路40、41、44、45が上述の組ごとに初期駆動周波数f2 でオン・オフすることによって、共振回路113におけるコンデンサ48の端子間に始動電圧V2 が発生し、この始動電圧V2 が放電灯49に印加される。
【0054】
制御回路12’は、電圧検出回路11の検出電圧Vr を周波数決定回路14に取り込ませる(S24)。また、制御回路12’は、各スイッチ回路40、41、44、45をオン・オフする制御信号を周波数検出回路13にも出力し、周波数検出回路13は、現在の駆動周波数fを検出し、その検出結果を周波数決定回路14’に出力する。
【0055】
制御回路12’は、周波数決定回路14’に検出電圧Vr と保持電圧値Vm との大小を比較させる(S25)。なお、保持電圧値Vm は、S21の初期設定の際に例えば0に初期化される。
【0056】
判断の結果、検出電圧Vr が保持電圧値Vm より大きい場合には(Yes)、周波数決定回路14’は、検出電圧Vr を新たな保持電圧値Vm としてバッファに格納すると共に、周波数検出回路13の出力から現在の駆動周波数fを判定し、この現在の駆動周波数fも保持駆動周波数fm としてバッファに格納する。そして、周波数決定回路14’は、現在の駆動周波数fから所定の周波数分△fだけ減じた周波数f−△fを新たな駆動周波数fに設定して制御回路12’に通知する(S26)。
【0057】
一方、判断の結果、検出電圧Vr が保持値Vm より大きくない場合には(No)、周波数決定回路14’は、保持電圧値Vm 及び保持駆動周波数fm を更新すること無く再びそのままバッファに格納する。そして、周波数決定回路14’は、周波数検出回路13の出力から現在の駆動周波数fを判定し、現在の駆動周波数fから所定の周波数分△fだけ減じた周波数f−△fを新たな駆動周波数fに設定して制御回路12’に通知する(S27)。
【0058】
次に、制御回路12は、周波数決定回路14’より通知された新たな駆動周波数fが終了駆動周波数f1 より小さいか否かを判断する(S28)。判断の結果、新たな駆動周波数fが終了駆動周波数f1 より小さくない場合には(No)、処理をS22に戻す。S22において、制御回路12’は、反転制御回路112の駆動周波数を更新された駆動周波数fに設定する(S22)。以下、上述の処理S23〜S28を新たな駆動周波数fが終了駆動周波数f1 より小さくなるまで繰り返す。
【0059】
一方、S28で判断の結果、駆動周波数fが終了駆動周波数f1 より小さい場合には(Yes)、制御回路12’は、周波数決定回路14’にそのバッファに格納された保持駆動周波数fm を共振周波数f0 として設定させる(S29)。
【0060】
そして、制御回路12’は、周波数決定回路14’に共振周波数f0 に所定の周波数分δfを加算させ、周波数決定回路14’は、点灯周波数としてf0 +δfを制御回路12’に通知する。制御回路12’は、チョッパ回路111の出力電圧を放電灯49を始動させる場合の電圧になるようにチョッパ制御回路50を介して設定する。そして、制御回路12’は、極性反転回路112の各スイッチ回路40、41、44、45を上述の組ごとに点灯周波数f0 +δfでオン・オフする。これによって共振回路113は、共振し、放電灯49は、始動するに充分な共振電圧が印加され、点灯を開始する。
【0061】
ここで、上述のように共振周波数f0 のサーチは、駆動周波数fを初期駆動周波数f2 から最終駆動周波数f1 まで逐次所定の周波数分△fだけ減じて行うので、初期駆動周波数f2 及び最終駆動周波数f1 は、図7に示すように、共振回路113の設計値から計算される共振周波数f0Pを含むように、即ち、f1 ≦f0P≦f2 となるように決定される。
【0062】
また、共振周波数f0 に所定の周波数分δfを加算して点灯周波数f0 +δfとするのは、共振周波数f0 で共振回路113を駆動すると共振回路113を構成する部品の耐圧を上げる必要が生じる一方、放電灯49は、既定電圧Vs 以上の電圧が印加されれば充分に始動可能である。そのため、規定電圧Vs 以上の電圧が確保され得る範囲で、共振周波数f0 からδfだけシフトした周波数を点灯周波数とする。
【0063】
このように第3の実施形態における放電灯点灯装置103は、放電灯点灯装置103の電源を投入する度に、共振周波数f0 を探すので、共振回路113の共振条件に依らず、確実に放電灯49に既定電圧Vs 以上の共振電圧を印加することができる。このため、共振回路113を構成するコイル47やコンデンサ48をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置103ごとにマニュアルで共振周波数f0 を調整・設定する必要がない。
【0064】
なお、第3の実施形態において、共振周波数f0 を共振周波数f0 よりも高周波の初期駆動周波数f2 から逐次所定の周波数分△fだけ減じてサーチを行ったが、逆に、共振周波数f0 よりも低周波の最終駆動周波数f1 から逐次所定の周波数分△fだけ加算してサーチを行ってもよい。
(第4の実施形態の構成)
次に、別の実施形態について説明する。第1の実施形態における放電灯点灯装置101は、放電灯49が始動可能なチョッパ回路111出力の下で既定電圧Vs 以上の電圧を生じさせる点灯周波数fs を見つける実施形態であるが、第4の実施形態の放電灯点灯装置103は、まず、点灯周波数fs を見つける実施形態である。
【0065】
第4の実施形態における放電灯点灯装置104は、電源31、直流安定化電源32、スイッチ素子33とチョークコイル34と駆動回路35とダイオード36と電圧検出回路37とから成るチョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、駆動回路39、42、43、46とスイッチ回路40、41、44、45とから成る極性反転回路112、コイル47とコンデンサ48とから成る共振回路113、電圧検出回路11、チョッパ制御回路50、制御回路12”、周波数検出回路13、及び、周波数決定回路14”を備える。即ち、第4の実施形態における放電灯点灯装置104は、第1の実施形態における放電灯点灯装置101の制御回路12及び周波数決定回路14の代わりに後述の動作を行う制御回路12”及び周波数決定回路14”を用い、そして、制御回路12”がチョッパ制御回路50にも接続されることを除き、図1に示す第1の実施形態における放電灯点灯装置101と同様の構成であるので、その説明を省略する。なお、放電灯点灯装置104は、このような構成となるので、構成図は、図5と同様である。
(第4の実施形態の動作)
図8は、第4の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。図9は、第4の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端cにおける電圧との関係を示す図である。
【0066】
放電灯点灯措置104は、不図示の電源スイッチによって電源が投入されると、まず、放電灯49を始動させるための点灯周波数fs を見つけるサーチ制御が行われる。即ち、図8において、制御回路12”は、放電灯点灯装置104の各部の初期設定を行うと共に、チョッパ回路111の出力電圧を放電灯49を始動させる場合よりも小さい電圧になるようにチョッパ制御回路50を介して設定する(S31)。
【0067】
次に、制御回路12”は、反転制御回路112の駆動周波数を初期駆動周波数f2 に設定する(S32)。そして、制御回路12”は、極性反転回路112の各スイッチ回路40、41、44、45を上述の組ごとに初期駆動周波数f2 でオン・オフする(S33)。
【0068】
各スイッチ回路40、41、44、45が上述の組ごとに初期駆動周波数f2 でオン・オフすることによって、共振回路113におけるコンデンサ48の端子間に始動電圧V2 が発生し、この始動電圧V2 が放電灯49に印加される。
【0069】
制御回路12”は、電圧検出回路11の検出電圧Vr を周波数決定回路14”に取り込ませる(S34)。また、制御回路12”は、各スイッチ回路40、41、44、45をオン・オフする制御信号を周波数検出回路13にも出力し、周波数検出回路13は、現在の駆動周波数fを検出し、その検出結果を周波数決定回路14”に出力する。
【0070】
制御回路12”は、周波数決定回路14”に検出電圧Vr と規定電圧Vs との大小を比較させる(S35)。なお、第1及び第2の実施形態と同様に、既定電圧Vs は、放電灯49を始動させるに充分な電圧値であり、初期駆動周波数f2 も、図9に示すように、既定電圧Vs よりも小さい電圧(始動電圧)V2 を共振回路113に生じさせ得る周波数である。
【0071】
判断の結果、検出電圧Vr が既定電圧Vs より大きくない場合には(No)、周波数決定回路14”は、周波数検出回路13の出力から現在の駆動周波数fを判定し、現在の駆動周波数fから所定の周波数分△fだけ減じた周波数f−△fを新たな駆動周波数fに設定して制御回路12”に通知し(S37)、処理をS32に戻す。S32において、制御回路12”は、反転制御回路112の駆動周波数を更新された駆動周波数fに設定する(S32)。以下、上述の処理S33〜S35を検出電圧Vr が既定電圧Vs より大きくなるまで繰り返す。
【0072】
一方、判断の結果、検出電圧Vr が既定電圧Vs より大きい場合には(Yes)、周波数決定回路14”は、周波数検出回路13の出力から現在の駆動周波数fを判定し、現在の駆動周波数fを点灯周波数fs として設定し、制御回路12に通知する。
【0073】
次に、制御回路12”は、制御回路12’は、チョッパ回路111の出力電圧を放電灯49を始動させる場合の電圧になるようにチョッパ制御回路50を介して設定する。そして、制御回路12”は、極性反転回路112の各スイッチ回路40、41、44、45を上述の組ごとに点灯周波数fs でオン・オフする。これによって共振回路113は、共振し、放電灯49は、始動するに充分な既定電圧Vs 以上の電圧が印加され、点灯を開始する。
【0074】
このように第4の実施形態における放電灯点灯装置104は、放電灯点灯装置104の電源を投入する度に、まず点灯周波数fs を探すので、共振回路113の共振条件に依らず、確実に放電灯49に既定電圧Vs 以上の電圧を印加することができる。このため、共振回路113を構成するコイル47やコンデンサ48をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置104ごとにマニュアルで点灯周波数fs を調整・設定する必要がない。さらに、周波数決定回路14”は、点灯周波数fs をサーチする際に検出電圧Vr と既定電圧Vs との間の大小を比較するだけなので、第3の実施形態の周波数決定回路14’のようにバッファを必要とせず、コンパレータで構成することができ、第3の実施形態に較べて簡単に低コストで回路を実現することができる。
【0075】
なお、第1乃至第4の実施形態の放電灯点灯装置101〜104は、電源投入時毎に点灯周波数を決定したが、一度決定した点灯周波数を記憶手段に記憶させ、2回目以降は、この記憶された点灯周波数を使用するようにしてもよい。
【0076】
まず、点灯周波数を記憶する記憶手段として、保持回路を用いる場合について説明する。このような保持回路は、第1乃至第4の実施形態で説明した放電灯点灯装置101〜104に適用することができる。ここでは、第1の実施形態の放電灯点灯装置101に適用した例について説明する。
【0077】
図10は、点灯周波数保持回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【0078】
図10において、点灯周波数保持回路を備えた放電灯点灯装置105は、電源31、直流安定化電源32、スイッチ素子33とチョークコイル34と駆動回路35とダイオード36と電圧検出回路37とから成るチョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、駆動回路39、42、43、46とスイッチ回路40、41、44、45とから成る極性反転回路112、コイル47とコンデンサ48とから成る共振回路113、電圧検出回路11、チョッパ制御回路50、制御回路12”’、周波数検出回路13、周波数決定回路14”’、抵抗器61と可変抵抗器62とから成る点灯周波数保持回路116、抵抗器63、64とトランジスタ65と可変抵抗器66とから成る切替回路117、及び、コンデンサ67を備え、コンデンサ48に並列に放電灯49が接続される。
【0079】
電源31、直流安定化電源32、チョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、極性反転回路112、共振回路113、電圧検出回路11、チョッパ制御回路50、及び、周波数検出回路13の構成は、第1の実施形態における放電灯点灯装置101の構成と同様なのでその説明を省略する。
【0080】
点灯周波数保持回路116は、基準電圧Vref と接地との間に抵抗器61と可変抵抗器62とが直列に接続されて構成され、抵抗器61と可変抵抗器62との接続端eが制御回路12”’に接続される。点灯周波数保持回路116は、点灯周波数fs を接続端eに生じる電圧値として保持する。
【0081】
切替回路117は、基準電圧Vref と接地との間に抵抗器63と可変抵抗器66とが直接に接続され、抵抗器63と可変抵抗器66との接続端eがトランジスタ65のベースに接続される。トランジスタ65のエミッタは、接地され、コレクタは、抵抗器64を介して基準電圧Vref に接続されると共に制御回路12”’に接続される。切替回路117は、可変抵抗器66を操作することによって点灯周波数保持回路116に点灯周波数fs を保持させるか保持した点灯周波数fs を制御回路12”’に出力するかを切り替える。
【0082】
周波数決定回路14”’は、第1の実施形態における周波数決定回路14と同様に、電圧検出回路11の検出電圧及び周波数検出回路13の検出周波数に基づいて点灯周波数fs を決定して制御回路12”’に出力すると共に、出力がコンデンサ67を介して接地される。周波数決定回路14”’は、決定した点灯周波数fs をPWM信号として制御回路12”’に出力するので、点灯周波数fs に応じた電圧がコンデンサ67に生じる。
【0083】
点灯周波数fs の決定動作は、図2を用いて説明した通りであるので、ここでは、点灯周波数fs の保持動作について説明する。
【0084】
放電灯点灯装置105の出荷時、放電灯点灯装置105を購入し最初に使用する際及び共振回路113の部品を取り換えた際などに、点灯周波数保持回路116に点灯周波数fs を保持させるべく、切替回路117の可変抵抗器66を操作することによって、トランジスタ65をオン状態にしてローレベルの制御信号を制御回路12”’に出力する。ローレベルの制御信号を受信すると、制御回路12”’は、周波数決定回路14”’に図2を用いて説明した動作によって点灯周波数fs を決定させる。点灯周波数fs が決定されると、制御回路12”’は、コンデンサ67の電圧と点灯周波数保持回路116の接続端eの電圧とが等しくなるように可変抵抗器62の抵抗値を調整して設定する。このようにして点灯周波数fs が接続端eの電圧値として保持される。
【0085】
保持動作の完了後に、切替回路117の可変抵抗器66を操作することによって、トランジスタ65をオフ状態にしてハイレベルの制御信号を制御回路12”’に出力するように設定する。以後、放電灯点灯装置105の電源が投入されると、制御回路12”’は、切替回路117からのハイレベルの制御信号によって、点灯周波数保持回路116から出力される電圧値の方を参照し、駆動周波数を点灯周波数fs に設定して放電灯49の始動を行う。
【0086】
また、点灯周波数を記憶する記憶手段として、書き換え可能なROMを用いる場合について説明する。このようなROMは、第1乃至第4の実施形態で説明した放電灯点灯装置101〜104に適用することができる。ここでは、第1の実施形態の放電灯点灯装置101に適用した例について説明する。
【0087】
図11は、記憶回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【0088】
図11において、記憶回路を備えた放電灯点灯装置105は、電源31、直流安定化電源32、スイッチ素子33とチョークコイル34と駆動回路35とダイオード36と電圧検出回路37とから成るチョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、駆動回路39、42、43、46とスイッチ回路40、41、44、45とから成る極性反転回路112、コイル47とコンデンサ48とから成る共振回路113、電圧検出回路11、チョッパ制御回路50、制御回路12””、周波数検出回路13、周波数決定回路14、及び、書き換え可能なROM71を備え、コンデンサ48に並列に放電灯49が接続される。
【0089】
電源31、直流安定化電源32、チョッパ回路111、平滑用コンデンサ38、極性反転回路112、共振回路113、電圧検出回路11、チョッパ制御回路50、周波数検出回路13、及び、周波数決定回路14の構成は、第1の実施形態における放電灯点灯装置101の構成と同様なのでその説明を省略する。ROM71は、点灯周波数fs を記憶する書き換え可能な不揮発性のメモリである。
【0090】
制御回路12””は、周波数決定回路14に図2を用いて説明した動作によって点灯周波数fs を決定させる。点灯周波数fs が決定されると、制御回路12””は、点灯周波数fs をROM71に記憶させる。記憶動作の完了後は、放電灯点灯装置105の電源が投入されると、制御回路12””は、ROM71から点灯周波数fs を取得し、駆動周波数を点灯周波数fs に設定して放電灯49の始動を行う。
【0091】
このように図10及び図11に示すような、点灯周波数を記憶する記憶手段を備えた放電灯点灯装置は、電源投入の度に点灯周波数fs を決定する必要がないので、より素早く放電灯を点灯させることができる。
【0092】
また、第1乃至第4の実施形態における放電灯点灯装置101〜104において、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が変化した場合でも良好な始動動作を確保する観点から、例えば、第3の実施形態における放電灯点灯装置103では、図12に示すように、第3の実施形態の動作において検出した共振周波数f0 から、予め設定された所定の周波数△f1 だけシフトした周波数f0 +△f1 で始動制御を行ってもよい。ここで、所定の周波数△f1 は、例えば周波数f0 の数%に設定する。図12は、始動制御における周波数シフトを説明するための図である。
【0093】
さらに、第1乃至第4の実施形態における放電灯点灯装置101〜104において、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が変化した場合でも良好な始動動作を確保する観点から、例えば、第4の実施形態における放電灯点灯装置104では、図13に示すように、第4の実施形態の動作において検出した点灯周波数fs から、予め設定された所定の掃引周波数△f2 だけ前後にシフトした周波数範囲fs −△f2 、fs +△f2 で掃引(スイープ)しながら始動制御を行ってもよい。ここで、所定の周波数△f2 は、例えば周波数fs の数%に設定する。図13は、始動制御における掃引周波数を説明するための図である。
【0094】
また、第1乃至第4の実施形態において、検出した駆動電圧の周波数で駆動した場合と略同一の電圧振幅を得つつ共振回路を構成する部品を小型化する観点から、図14に示すように、検出した周波数を奇数倍(2n+1、nは自然数)にした周波数を始動制御時の点灯周波数としてもよい。この電圧振幅は、倍率が高くなるほど漸減するが、特に、3倍にすると、検出した駆動電圧の周波数で駆動した場合とより略同一の電圧振幅を得ることができ、共振回路の小型化も図ることができる。図14は、駆動周波数と共振回路の出力電圧の周波数との関係を示す図である。図14において上から、スイッチ素子33の駆動電圧波形、スイッチ回路40、45の駆動電圧波形、スイッチ回路41、44の駆動電圧波形、共振回路113の出力電圧波形を示す。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1乃至請求項3に記載の発明では、放電灯を始動させ得る始動電圧を共振回路に生じさせる駆動電圧の周波数を周波数決定手段で検出するので、共振回路を構成する部品の部品定数のバラツキによる共振条件の相違を吸収することができる。そのため、許容差を考慮すること無しに部品を選定することができ、また、製品ごとに駆動周波数をサーチして設定するというマニュアル作業をする必要がなく、確実に始動電圧を発生させることができる。
【0096】
請求項4に記載の発明では、駆動電圧の周波数の検出を、放電灯を始動させ得る始動電圧よりも小さい電圧を共振回路に印加した状態で行うようにしたので、共振回路の各部品にかかる電気的なストレスを軽減することができる。
【0097】
請求項5に記載の発明では、駆動電圧の周波数の検出を1度行って、検出した駆動電圧の周波数を保持手段で保持するようにしたので、放電灯をより早く点灯させ得る。
【0098】
請求項6に記載の発明では、保持手段に不揮発性メモリを用いるので、駆動電圧の周波数を保持させる工数を省くことができ、放電灯点灯装置の低コスト化を実現し得る。
【0099】
請求項7に記載の発明では、駆動電圧の周波数の検出を電源投入ごとに行うので、周囲温度や部品の経年変化により共振条件がずれても確実に始動電圧を発生させ得る。
【0100】
請求項8に記載の発明では、制御回路は、検出した駆動電圧の周波数から所定の周波数分だけシフトした周波数で共振回路に始動電圧を生じさせるので、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させ得る。
【0101】
請求項9に記載の発明では、制御回路は、検出した駆動電圧の周波数を中心に所定の周波数範囲で周波数を掃引しながら共振回路に始動電圧を生じさせるので、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させ得る。
【0102】
請求項10に記載の発明では、制御回路は、検出した駆動電圧の周波数を奇数倍にするので、検出した駆動電圧の周波数で生じる電圧振幅と略同じ電圧振幅を得る共振回路を小型にすることができる。その結果、放電灯点灯装置の小型化、低コストを実現し得る。この電圧振幅は、倍率が高くなるほど漸減するが、特に請求項11の記載の発明では3倍した周波数であるので、検出した駆動電圧の周波数で生じる電圧振幅と略同じ電圧振幅を得ることができる。このように請求項11に記載の発明では、共振回路の電圧振幅と共振回路の小型化とを両立し得る。その結果、放電灯点灯装置の小型化、低コストを実現し得る。
【0103】
請求項12に記載の発明では、共振回路をインダクタ要素とコンデンサとから構成するので、Q値をが高くすることができ、部品を小型にすることができる。その結果、放電灯点灯装置の小型化、低コストを実現し得る。
【0104】
請求項13に記載の発明では、共振回路のインダクタ要素にトランスを用いるので、コンデンサに比較的低い電圧を印加させるようにすることができ、安価なコンデンサを使用することができる。その結果、放電灯点灯装置の小型化・低コスト化を実現し得る。
【0105】
請求項14に記載の発明では、電圧検出手段をトランスの一次巻線側に在るようにするので、電圧検出手段に比較的低い電圧を印加させることができ、その結果、放電灯点灯装置の小型化・低コスト化を実現し得る。
【0106】
請求項15に記載の発明では、電圧検出手段をトランスの一次巻線側に接続された抵抗器で構成するので、電圧検出手段の回路構成を簡素化することができ、その結果、放電灯点灯装置の小型化・低コスト化を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図2】第1の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。
【図3】第1の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端cにおける電圧との関係を示す図である。
【図4】第2の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図5】第3の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図6】第3の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。
【図7】第3の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端cにおける電圧との関係を示す図である。
【図8】第4の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。
【図9】第4の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端cにおける電圧との関係を示す図である。
【図10】点灯周波数保持回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図11】記憶回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図12】始動制御における周波数シフトを説明するための図である。
【図13】始動制御における掃引周波数を説明するための図である。
【図14】駆動周波数と共振回路の出力電圧の周波数との関係を示す図である。
【図15】従来の放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
11、37 電圧検出回路
12、12’、12”、12”’、12””、51 制御回路
13 周波数検出回路
14、14’、14”、14”’ 周波数決定回路
31 電源
32 直流安定化電源
38、48、67 コンデンサ
49 放電灯
50 チョッパ制御回路
71 ROM
111 チョッパ回路
112 極性反転回路
113 共振回路
114 共振回路用駆動回路
116 点灯周波数保持回路
117 切替回路

Claims (15)

  1. 直流電圧を昇圧又は降圧する直流−直流変換回路と、前記直流−直流変換回路の出力電圧をその極性を周期的に反転させて放電灯に印加するための極性反転回路と、前記放電灯を始動させるための始動電圧を発生させる共振回路と、前記直流−直流変換回路、前記極性反転回路及び前記共振回路を制御して前記放電灯の点灯を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、
    前記共振回路を駆動する駆動電圧の周波数を検出する周波数検出手段と、
    前記共振回路を駆動して生じた電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記周波数検出手段の出力と前記電圧検出手段の出力とに基づいて、前記放電灯を始動させ得る始動電圧を前記共振回路に生じさせる前記駆動電圧の周波数を検出する周波数決定手段とを備えること
    を特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 前記周波数決定手段は、前記電圧検出手段の出力が閾値以上となった場合における前記周波数検出手段の出力を前記駆動電圧の周波数として検出することを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。
  3. 前記周波数決定手段は、前記電圧検出手段の出力が最大となった場合における前記周波数検出手段の出力を前記駆動電圧の周波数として検出することを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。
  4. 前記駆動電圧の周波数の検出は、前記放電灯を始動させ得る始動電圧よりも小さい電圧を前記共振回路に印加した状態で行われることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  5. 前記駆動電圧の周波数の検出を1度行って、検出した前記駆動電圧の周波数を保持する保持手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  6. 前記保持手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項5に記載の放電灯点灯装置。
  7. 前記駆動電圧の周波数の検出は、電源投入ごとに行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  8. 前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数から所定の周波数分だけシフトした周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  9. 前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を中心に所定の周波数範囲で周波数を掃引しながら前記共振回路に始動電圧を生じさせることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  10. 前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を奇数倍した周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  11. 前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を3倍した周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  12. 前記共振回路は、インダクタ要素とコンデンサとから成ることを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。
  13. 前記インダクタ要素は、トランスを用いることを特徴とする請求項12に記載の放電灯点灯装置。
  14. 前記電圧検出手段は、前記トランスの一次巻線側に在ることを特徴とする請求項13に記載の放電灯点灯装置。
  15. 前記電圧検出手段は、前記トランスの一次巻線側に接続された抵抗器であることを特徴とする請求項13に記載の放電灯点灯装置。
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