JP2004221031A

JP2004221031A - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP2004221031A
Application number: JP2003010278A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hasegawa; 純一長谷川; Masaaki Uchihashi; 聖明内橋; Hisaharu Ito; 久治伊藤; Toshiaki Sasaki; 俊明佐々木; Hiroshi Watanabe; 浩士渡邊; Katsuyoshi Nakada; 克佳中田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: JP4281362B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce in size, improve a starting property and make a service life longer. <P>SOLUTION: A discharge lamp lighting device comprises a load circuit composed of a high-pressure discharge lamp La; a DC-DC conversion circuit 1 for supplying DC power; a DC-DC conversion control circuit 2 for controlling the DC-DC conversion circuit 1; an LC series resonance circuit 3A; a DC-AC conversion circuit 4 for converting a DC voltage from the DC-DC conversion circuit 1 into a square wave AC voltage and apply it to the resonance circuit 3A; a DC-AC conversion control circuit 5A for controlling the DC-AC conversion circuit 4; and a high-voltage generating circuit 6 for applying a high-pressure pulse voltage for lighting the lamp La to the load circuit. The control circuit 5A reduces the frequency of the square wave step by step and sets the frequency at least in the 1st step to around 1/an odd number of the resonance frequency of the resonance circuit 3A during a starting period. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電流を例えば高圧放電灯に供給してこれを点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は従来の放電灯点灯装置の構成図、図１８は同放電灯点灯装置の動作波形図、図１９，図２０は同放電灯点灯装置の共振電圧設定の説明図である。
【０００３】
図１７に示す従来の放電灯点灯装置は、交流電流を高圧放電灯Ｌａに供給してこれを点灯させるものであり、高圧放電灯Ｌａによりなる負荷回路と、ＤＣ−ＤＣ変換回路１と、ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２と、ＬＣ直列共振回路３と、ＤＣ−ＡＣ変換回路４と、ＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５と、高電圧発生回路６とにより構成されている。
【０００４】
ＤＣ−ＤＣ変換回路１は、トランジスタなどのスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１と、インダクタンス素子Ｌ１と、キャパシタンス素子（平滑コンデンサ）Ｃ１とにより構成され、入力に直流電源Ｅが接続されるいわゆる降圧チョッパ回路となっている。
【０００５】
ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２は、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２５と、オペアンプ２１と、例えば新日本無線社製のＮＪＭ４２００などの乗算回路２２と、例えばＮＥＣ製のμＰＣ１０９４などの制御回路２３とにより構成され、ＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力を監視しながら、スイッチング素子Ｑ１のオン，オフ制御を行うものである。
【０００６】
すなわち、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２により構成される電圧検出回路で高圧放電灯Ｌａの電圧を検出し、抵抗Ｒ２３〜Ｒ２５およびオペアンプ２１により構成される電流検出回路で高圧放電灯Ｌａの電流を検出し、それら電圧および電流を乗算回路２２に入力して高圧放電灯Ｌａへの供給電力を演算し、制御回路２３における一般的なＰＷＭ制御回路を介してＤＣ−ＤＣ変換回路１の入力にフィードバックすることにより、ＤＣ−ＤＣ変換回路１のパルス幅や周波数を制御しながら、直流電力を高圧放電灯Ｌａに供給する制御が実行される。
【０００７】
ＬＣ直列共振回路３は、インダクタンス素子（チョークコイル）Ｌ３と、キャパシタンス素子（コンデンサ）Ｃ３との直列回路により構成され、インダクタンス素子Ｌ３のインダクタンス値を大小に切り替えるためのスイッチング素子Ｑ３が設けられている。
【０００８】
ＤＣ−ＡＣ変換回路４は、フルブリッジ回路構成のスイッチング素子Ｑ４１〜Ｑ４４により構成され、ＤＣ−ＤＣ変換回路１からの直流電圧を方形波の交流電圧に変換して負荷回路およびＬＣ直列共振回路３に印加するものである。スイッチング素子Ｑ４１〜Ｑ４４の各々には、トランジスタおよび逆並列接続されたダイオードか、あるいは寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴなどが使用される。
【０００９】
ＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５は、制御回路５０と、例えばＩＲ製のＩＲ２１１１などのドライブ回路５１，５２とにより構成され、スイッチング素子Ｑ４１〜Ｑ４４のオン，オフ制御を行うものである。
【００１０】
例えば、図１８に示すように、「点灯信号ＯＮ」時点から「フルブリッジ周波数切替」時点までの始動期間では、スイッチング素子Ｑ３をオフにした状態で、スイッチング素子Ｑ４１，４４とスイッチング素子Ｑ４２，Ｑ４３とを高周波で交互にオン，オフする制御が実行される。ここで、上記高周波は、図１９，図２０に示すように、ＬＣ直列共振回路３による共振電圧（キャパシタンス素子Ｃ３の両端電圧）が後述の所定電圧以上の電圧Ｖｐになるように、ＬＣ直列共振回路３の共振周波数ｆ_０近傍の周波数ｆ_０’に設定される。また、「ランプ点灯」時点から「フルブリッジ周波数切替」時点までの期間は、例えば予め所定時間に設定されている。
【００１１】
一方、始動期間後の定常時には、スイッチング素子Ｑ３をオンにした状態で、スイッチング素子Ｑ４１，４４とスイッチング素子Ｑ４２，Ｑ４３とを低周波で交互にオン，オフする制御が実行される。
【００１２】
高電圧発生回路６は、負荷回路に高圧放電灯Ｌａ点灯用の高圧パルス電圧を印加するためのものであり、１次巻線ｎ１を有するとともに、キャパシタンス素子Ｃ３の両端間において高圧放電灯Ｌａの両端にそれぞれ直列に介設される一対の２次巻線ｎ２１，ｎ２２を有するパルストランスＰＴと、駆動回路６１とにより構成されている。駆動回路６１は、キャパシタンス素子Ｃ３の両端間に入力が接続されてＤＣ−ＡＣ変換回路４からＬＣ直列共振回路３を介してその共振電圧を受け、これが所定電圧以上になると、電圧をパルストランスＰＴの１次巻線ｎ１に印加することにより、その２次巻線ｎ２１，ｎ２２を介して高圧パルス電圧を高圧放電灯Ｌａに印加するためのものである。駆動回路６１は、例えば、上記所定電圧がブレークオーバ電圧となるギャップ（スイッチング素子）などにより構成される。
【００１３】
上記構成の放電灯点灯装置では、図１８に示すように、「点灯信号ＯＮ」により起動すると、ＤＣ−ＤＣ変換回路１において、スイッチング素子Ｑ１がＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２のオン，オフ制御に従って動作する。一方、ＬＣ直列共振回路３およびＤＣ−ＡＣ変換回路４において、スイッチング素子Ｑ３がオフ状態で、スイッチング素子Ｑ４１，４４とスイッチング素子Ｑ４２，Ｑ４３とが高周波で交互にオン，オフする。
【００１４】
そして、ＬＣ直列共振回路３で共振電圧（Ｖｐ）が発生すると、高電圧発生回路６から負荷回路に高圧パルス電圧が印加することにより、高圧放電灯Ｌａが点灯し（「ランプ点灯」時点）、高周波のランプ電流Ｉ_Ｌａが流れる。ここで、高圧放電灯Ｌａが点灯しても、スイッチング素子Ｑ３のオフによりインダクタンス素子Ｌ３が高インピーダンス状態にあるため、キャパシタンス素子Ｃ１の出力電流がその入力電流よりも少なくなる。これにより、始動期間のほぼ全期間に亘り、キャパシタンス素子Ｃ１の両端電圧Ｖ_Ｃ１が直流電源Ｅの直流電圧Ｖ_Ｅに保持されるので、キャパシタンス素子Ｃ１を定電源と見ることができる。
【００１５】
この後、所定時間が経過した定常時には、ＤＣ−ＤＣ変換回路１において、スイッチング素子Ｑ１がＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２のオン，オフ制御に従って動作する。一方、ＬＣ直列共振回路３およびＤＣ−ＡＣ変換回路４において、スイッチング素子Ｑ３がオン状態で、スイッチング素子Ｑ４１，４４とスイッチング素子Ｑ４２，Ｑ４３とが低周波で交互にオン，オフする。これにより、方形波状で低周波のランプ電流Ｉ_Ｌａが流れ、ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２の供給電力の制御によって高圧放電灯Ｌａが安定に点灯する。
【００１６】
なお、特開２００１−３１９７９４号公報（特許文献１）には、ＤＣフェーズ区間において、直流電源の入力に接続された電源の電圧が低下した場合、直流電源を制御してランプ電流を制限するとともに、発振周波数を定常時よりも低周波にする放電ランプ点灯装置が開示されている。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−３１９７９４号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１７等に示した従来の放電灯点灯装置では、始動期間でＬＣ直列共振回路３の共振を可能にするためには、ＤＣ−ＡＣ変換回路４の周波数設定とキャパシタンス素子Ｃ３の容量との関係で、設計的に数百μＨ以上のインダクタンス値のインダクタンス素子Ｌ３が必要となる。
【００１９】
また、そのような大きなインダクタンス値の状態で、定常時の低周波動作に移行したとすれば、極性反転時間が遅くなってしまい、高圧放電灯Ｌａの寿命に悪影響を及ぼす。
【００２０】
さらに、インダクタンス素子Ｌ３のインダクタンス値が大きいため、その部品サイズが大きくなり、装置が大型となる。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化を可能とし、始動性を改善することができ、長寿命化を可能とする放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、放電灯によりなる負荷回路と、共振回路と、直流電圧を方形波の交流電圧に変換して前記負荷回路および前記共振回路に印加するＤＣ−ＡＣ変換回路と、前記負荷回路に前記放電灯点灯用の高電圧を印加するための高電圧発生回路とにより構成される放電灯点灯装置であって、始動期間において、前記方形波の周波数を段階的に低減するとともに、少なくともその第１段階における周波数を前記共振回路の共振周波数の約奇数分の１に設定する制御手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、前記ＤＣ−ＡＣ変換回路から交流電圧を受け、その交流電圧が所定電圧以上になると前記高電圧を前記負荷回路に印加し、前記制御手段は、少なくとも前記第１段階における周波数を、前記交流電圧が前記所定電圧以上になるように前記共振周波数の約奇数分の１に設定することを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記始動期間内の第２段階における周波数を前記共振周波数の約奇数分の１に設定することを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記始動期間内の第３段階以降における周波数を、前記第２段階における周波数以下または前記共振周波数の約奇数分の１に設定することを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記直流電圧を前記ＤＣ−ＡＣ変換回路に出力するＤＣ−ＤＣ変換回路を含み、このＤＣ−ＤＣ変換回路は、前記始動期間では一定電圧制御で動作する一方、前記始動期間後の定常時にはＰＷＭ制御で動作することを特徴とする。
【００２７】
請求項６記載の発明は、請求項１、３、４または５記載の放電灯点灯装置において、前記直流電圧を前記ＤＣ−ＡＣ変換回路に出力するＤＣ−ＤＣ変換回路を含み、このＤＣ−ＤＣ変換回路は、前記始動期間において前記共振回路の共振状態の強弱に応じて前記直流電圧を変動することにより、前記共振周波数のばらつきによる共振電圧のばらつきを抑えることを特徴とする。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の放電灯点灯装置において、前記始動期間内の各段階に入る前の所定時間、前記負荷回路および前記共振回路に印加する電圧を上げることを特徴とする。
【００２９】
請求項８記載の発明は、請求項１または５記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、パルストランスと、これを駆動する駆動回路とにより構成され、その駆動回路は、少なくとも１つのスイッチング素子と、抵抗と、キャパシタンス素子とにより構成されることを特徴とする。
【００３０】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の放電灯点灯装置において、前記パルストランスは、平角線をエッジワイズ巻にしてなることを特徴とする。
【００３１】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の放電灯点灯装置において、前記パルストランスは、成形品に収納されていることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路により構成されるイグナイタを備え、このイグナイタを構成するパルストランスの部分と駆動回路の部分とが、成形品により一体化されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の放電灯点灯装置において、前記イグナイタは、少なくとも前記負荷回路、前記共振回路および前記ＤＣ−ＡＣ変換回路により構成される点灯装置から機構的に分離されていることを特徴とする。
【００３４】
請求項１３記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、回路グランドに対して正の高電圧を前記負荷回路に印加するためのものであることを特徴とする。
【００３５】
請求項１４記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、回路グランドに対して正負の高電圧を前記負荷回路に印加するためのものであることを特徴とする。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、請求項１または５記載の放電灯点灯装置において、照明用またはプロジェクタ用であることを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明による第１実施形態の放電灯点灯装置の構成図、図２は同放電灯点灯装置の動作波形図、図３は同放電灯点灯装置のＤＣ−ＡＣ変換用制御回路に関する設定の説明図、図４は同放電灯点灯装置のＬＣ直列共振回路で発生する共振電圧の波形例を示す図である。
【００３８】
第１実施形態の放電灯点灯装置は、図１に示すように、高圧放電灯Ｌａによりなる負荷回路と、直流電力を供給するＤＣ−ＤＣ変換回路１と、これを制御するＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２と、ＬＣ直列共振回路３Ａと、ＤＣ−ＤＣ変換回路１からの直流電圧を方形波の交流電圧に変換して負荷回路およびＬＣ直列共振回路３Ａに印加するＤＣ−ＡＣ変換回路４と、これを制御するＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５Ａと、負荷回路に高圧放電灯Ｌａ点灯用の高圧パルス電圧を印加するための高電圧発生回路６とにより構成され、これら各回路のうち、ＬＣ直列共振回路３ＡおよびＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５Ａが図１７等に示した従来の放電灯点灯装置と相違している。
【００３９】
ＬＣ直列共振回路３Ａは、インダクタンス素子Ｌ３と、キャパシタンス素子Ｃ３との直列回路により構成され、スイッチング素子Ｑ３が設けられていない点で上記従来の放電灯点灯装置と相違している。また、インダクタンス素子Ｌ３のインダクタンス値は、図１７に示したインダクタンス素子Ｌ３の値よりも小さく、小型化のものを使用することができるようになっている。
【００４０】
ＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５Ａは、制御回路５０Ａと、例えばＩＲ製のＩＲ２１１１などのドライブ回路５１，５２と、通称「５５５」の一般的なＩＣなどによりなるタイマ回路５３とにより構成され、始動期間におけるタイマ回路５３を用いた制御回路５０Ａによるスイッチング素子Ｑ４１〜Ｑ４４のオン，オフ制御が図１７に示したＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５による制御と相違している。
【００４１】
すなわち、図２に示すように、「点灯信号ＯＮ」時点ｔ_０から定常時前のｔ_ｚ時点までの始動期間において、スイッチング素子Ｑ４１，４４とスイッチング素子Ｑ４２，Ｑ４３とを高周波で交互にオン，オフすることにより、方形波の交流電圧を負荷回路およびＬＣ直列共振回路３Ａに印加しながら、その方形波の周波数を段階的に低減するとともに、少なくともその段階的に低減する過程の最初の第１段階における方形波の周波数（例えば方形波のフーリエ展開による基本波の周波数）を、ＬＣ直列共振回路３Ａの共振周波数の約奇数分の１に（切替）設定する制御が実行される。
【００４２】
第１段階〜第ｎ段階の各期間は、「点灯信号」に応じて起動するタイマ回路５３によって設定され、各期間の経過毎にタイマ回路５３から制御回路５０Ａに信号が出力され、その信号を受けた制御回路５０Ａが方形波の周波数を段階的に低減していく。ただし、ｎは複数とする。
【００４３】
そして、第１実施形態では、図３に示すように、ＬＣ直列共振回路３Ａの共振周波数をｆ_０としたとき、第１段階における周波数ｆ_１は、共振周波数ｆ_０の約３分の１に設定される。このように、第１段階における周波数ｆ_１を約ｆ_０／３に設定することにより、共振周波数ｆ_０近傍の共振カーブとほぼ同様のカーブを利用することができる。
【００４４】
また、周波数ｆ_１は、図３，図４に示すように、前述した電圧ＶｐがＬＣ直列共振回路３Ａで発生するように、ｆ_０／３の高周波側近傍に設定されている。
【００４５】
このような構成の放電灯点灯装置では、始動期間において、第１段階、第２段階、…、第ｎ段階の順に、方形波の周波数が段階的に低減する。このとき、図２に示すように、高圧放電灯Ｌａのランプ特性によって、ランプ電流Ｉ_Ｌａが段階的に増大していく。また、始動期間のほぼ全期間に亘り、キャパシタンス素子Ｃ１の両端電圧Ｖ_Ｃ１が直流電源Ｅの直流電圧Ｖ_Ｅに保持される。このような制御により高圧放電灯Ｌａの始動性が改善される。
【００４６】
第１実施形態によれば、始動期間において、方形波の周波数を段階的に低減するので、高圧放電灯Ｌａの始動性を改善することができ、高圧放電灯Ｌａの電極劣化を抑制し、その長寿命化が可能になる。
【００４７】
また、第１段階における周波数ｆ_１が、ＬＣ直列共振回路３Ａの共振周波数ｆ_０の約３分の１に設定されるので、共振周波数ｆ_０近傍の共振カーブとほぼ同様のカーブを利用することができ、高圧放電灯Ｌａに印加する二次電圧を確保することができる。また、インダクタンス素子Ｌ３のインダクタンス値を小さくすることができ、その小型化が可能となる。
【００４８】
さらに、ＬＣ直列共振回路３Ａで電圧Ｖｐが発生するように、第１段階における周波数ｆ_１がｆ_０／３の高周波側近傍に設定されているので、高電圧発生回路６から負荷回路に高圧放電灯Ｌａ点灯用の高圧パルス電圧を印加することが可能となる。
【００４９】
（第２実施形態）
図５は本発明による第２実施形態の放電灯点灯装置におけるＤＣ−ＡＣ変換用制御回路に関する設定の説明図、図６は同放電灯点灯装置のＬＣ直列共振回路で発生する共振電圧の波形例を示す図である。
【００５０】
第２実施形態の放電灯点灯装置は、第１実施形態の放電灯点灯装置において、図５，図６に示すように、制御回路５０Ａが始動期間内の第２段階における周波数ｆ_２をＬＣ直列共振回路３Ａの約５分の１に設定することを特徴とする。
【００５１】
また、図５の例では、周波数ｆ_２は、前述した電圧ＶｐがＬＣ直列共振回路３Ａで発生するように、ｆ_０／５の高周波側近傍に設定されている。
【００５２】
第２実施形態によれば、第２段階における周波数ｆ_２が、ＬＣ直列共振回路３Ａの共振周波数ｆ_０の約５分の１に設定されるので、共振周波数ｆ_０近傍の共振カーブとほぼ同様のカーブを利用することができ、高圧放電灯Ｌａに印加する二次電圧を確保することができる。
【００５３】
（第３実施形態）
図７は本発明による第３実施形態の放電灯点灯装置におけるＤＣ−ＡＣ変換用制御回路に関する設定の説明図、図８は同放電灯点灯装置のＬＣ直列共振回路で発生する共振電圧の波形例を示す図である。
【００５４】
第３実施形態の放電灯点灯装置は、第２実施形態の放電灯点灯装置において、図７，図８に示すように、制御回路５０Ａが始動期間内の第３段階における周波数ｆ_３をＬＣ直列共振回路３Ａの約７分の１に設定することを特徴とする。
【００５５】
また、図７の例では、周波数ｆ_３は、前述した電圧ＶｐがＬＣ直列共振回路３Ａで発生するように、ｆ_０／７の高周波側近傍に設定されている。
【００５６】
第３実施形態によれば、第３段階における周波数ｆ_３が、ＬＣ直列共振回路３Ａの共振周波数ｆ_０の約７分の１に設定されるので、共振周波数ｆ_０近傍の共振カーブとほぼ同様のカーブを利用することができ、高圧放電灯Ｌａに印加する二次電圧を確保することができる。
【００５７】
なお、始動期間において、高圧放電灯Ｌａが点灯した後は、高圧放電灯Ｌａに最適な高周波電流を流す周波数を設定するようにしてもよい。
【００５８】
（第４実施形態）
図９は本発明による第４実施形態の放電灯点灯装置の構成図、図１０は同放電灯点灯装置の動作波形図である。
【００５９】
第４実施形態の放電灯点灯装置は、図９に示すように、高圧放電灯Ｌａによりなる負荷回路と、直流電力を供給するＤＣ−ＤＣ変換回路１と、これを制御するＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２Ａと、ＬＣ直列共振回路３Ａと、ＤＣ−ＤＣ変換回路１からの直流電圧を方形波の交流電圧に変換して負荷回路およびＬＣ直列共振回路３Ａに印加するＤＣ−ＡＣ変換回路４と、これを制御するＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５Ａと、負荷回路に高圧放電灯Ｌａ点灯用の高圧パルス電圧を印加するための高電圧発生回路６とにより構成され、これら各回路のうち、ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２Ａが第１〜第３実施形態の放電灯点灯装置と相違している。
【００６０】
ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２Ａは、抵抗Ｒ２６〜Ｒ２９およびコンパレータ２４により構成される過出力制御回路をさらに含む点で、第１〜第３実施形態のＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２と相違している。上記過出力制御回路は、図１０に示すように、始動期間においてＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧Ｖ_Ｃ１が直流電源Ｅの電圧Ｖ_Ｅよりも低い電圧Ｖ_Ｌとなるように一定電圧制御を行う。なお、始動期間後の定常時にはＰＷＭ制御（電力制御）が実行される。
【００６１】
第４実施形態によれば、始動期間において、ＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧Ｖ_Ｃ１が直流電源Ｅの電圧Ｖ_Ｅよりも低い電圧Ｖ_Ｌとなるように一定電圧制御が実行されるので、高圧放電灯Ｌａの始動性を改善することができ、その長寿命化が可能になる。
【００６２】
（第５実施形態）
図１１は本発明による第５実施形態の放電灯点灯装置におけるＤＣ−ＤＣ変換用制御回路の動作説明図である。
【００６３】
第５実施形態の放電灯点灯装置は、例えば第４実施形態の放電灯点灯装置において、図１１に示すように、ＤＣ−ＤＣ変換回路１が、始動期間において、ＬＣ直列共振回路３Ａの共振状態の強弱に応じて出力の直流電圧Ｖ_Ｃ１を変動することにより、共振周波数のばらつきによる共振電圧のばらつきを抑えることを特徴とする。
【００６４】
ＬＣ直列共振回路３ＡのＬＣ部品のばらつきによる共振周波数が周波数ｆ_Ａからｆ_Ｂの範囲内にあり、この範囲内の許容共振電圧がＶ_ＰＡからＶ_ＰＢ（＜Ｖ_ＰＡ）となるとき、ＬＣ直列共振回路３Ａでの共振電圧が許容共振電圧Ｖ_ＰＡ〜Ｖ_ＰＢの範囲内に収まるように、直流電圧Ｖ_Ｃ１をＶ_ＡからＶ_Ｂの範囲内で変動させる制御が行われる。
【００６５】
周波数ｆ_Ａにおいては、ＬＣ直列共振回路３Ａでの共振電圧が上限の許容共振電圧Ｖ_ＰＡになるように、直流電圧Ｖ_Ｃ１をＶ_Ａに変動させる制御が行われる。周波数ｆ_Ｂにおいては、ＬＣ直列共振回路３Ａでの共振電圧が下限の許容共振電圧Ｖ_ＰＢになるように、直流電圧Ｖ_Ｃ１をＶ_Ｂに変動させる制御が行われる。
【００６６】
このような制御は、過出力制御回路で一定のしきい値を設定し、ＤＣ−ＤＣ変換回路１の周波数とデューティを調整することにより実行される。
【００６７】
第５実施形態によれば、ＬＣ直列共振回路３ＡのＬＣ部品の特性がばらついても、ばらつきなく高圧放電灯Ｌａの始動性を改善することができる。
【００６８】
（第６実施形態）
図１２は本発明による第６実施形態の放電灯点灯装置の構成図、図１３は同放電灯点灯装置の動作波形図である。
【００６９】
第６実施形態の放電灯点灯装置は、図１２に示すように、高圧放電灯Ｌａによりなる負荷回路と、直流電力を供給するＤＣ−ＤＣ変換回路１と、これを制御するＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２Ｂと、ＬＣ直列共振回路３Ａと、ＤＣ−ＤＣ変換回路１からの直流電圧を方形波の交流電圧に変換して負荷回路およびＬＣ直列共振回路３Ａに印加するＤＣ−ＡＣ変換回路４と、これを制御するＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５Ａと、負荷回路に高圧放電灯Ｌａ点灯用の高圧パルス電圧を印加するための高電圧発生回路６とにより構成され、これら各回路のうち、ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２Ｂが第１〜第３実施形態の放電灯点灯装置と相違している。なお、便宜上、タイマ回路５３をＤＣ−ＡＣ変換用制御回路５Ａに含めたが、ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２Ｂに含めても良いことは言うまでもない。
【００７０】
ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２Ｂは、抵抗Ｒ２６〜Ｒ３０、コンパレータ２４およびトランジスタ２４により構成される過出力制御回路を含む点で、第４または第５実施形態のＤＣ−ＤＣ変換用制御回路２と相違し、過出力制御回路により、始動期間内の各段階に入る前の所定時間、負荷回路およびＬＣ直列共振回路３Ａに印加する電圧を上げることを特徴とする。
【００７１】
すなわち、第６実施形態の過出力制御回路は、始動期間内の各段階に入る前の所定時間、しきい値を切り替え、ＤＣ−ＤＣ変換回路１に対し間欠動作またはデューティを広げさせる信号を制御回路２３に送るように構成される。図１３の例では、第１段階以降の各段階に入る前の所定時間、次の段階の電圧になるようにＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧Ｖ_Ｃ１を上げる制御になっている。例えば、第２段階に入る前の所定時間、第１段階でのＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧Ｖ_Ｃ１をＶ_１から次の段階の電圧になるようにＶ_２に上昇している。
【００７２】
第６実施形態によれば、始動期間内の各段階に入る前の所定時間、負荷回路およびＬＣ直列共振回路３Ａに印加する電圧を上げるので、周波数切替え時での高圧放電灯Ｌａの立消え防止が可能になる。
【００７３】
（第７実施形態）
図１４は本発明による第７実施形態の放電灯点灯装置における高圧発生回路の具体構成図、図１５は同高圧発生回路の動作説明図である。
【００７４】
第７実施形態の放電灯点灯装置は、第１〜第６実施形態のいずれかにおいて、図１４に示すように、パルストランスＰＴと、駆動回路６１Ａとにより高圧発生回路６Ａを構成したことを特徴とする。駆動回路６１Ａは、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ６、キャパシタンス素子（コンデンサ）Ｃ６およびスパークギャップ（スイッチング素子）６０により構成されている。
【００７５】
このような構成の高圧発生回路６Ａにおいて、Ａ点に発生した共振電圧がダイオードＤ６および抵抗Ｒ６を介してキャパシタンス素子Ｃ６に印加することにより、キャパシタンス素子Ｃ６が充電され、その両端電圧Ｖ_Ｃ６が図１５に示すように上昇する。そして、両端電圧Ｖ_Ｃ６がスパークギャップ６０のブレークオーバ電圧Ｖ_６０に達すると、スパークギャップ６０がオンになって、キャパシタンス素子Ｃ６の両端電圧Ｖ_Ｃ６がパルストランスＰＴの１次巻線ｎ１に印加する。これにより、パルストランスＰＴの２次巻線ｎ２１，ｎ２２に高圧パルス電圧が発生して高圧放電灯Ｌａに印加し、高圧放電灯Ｌａが点灯することになる。
【００７６】
第７実施形態によれば、駆動回路６１Ａが、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ６、キャパシタンス素子Ｃ６およびスパークギャップ６０により構成されるので、
なお、図１６に示すように、高圧発生回路６Ｂとして、パルストランスＰＴ’の２次巻線ｎ２をインダクタンス素子Ｌ３と高圧放電灯Ｌａとの間のみに介設して、回路グランドに対して正の高圧パルス電圧のみを負荷回路に印加するように構成してもよい。
【００７７】
（第８実施形態）
本発明による第８実施形態の放電灯点灯装置は、第１〜第７実施形態のいずれかにおいて、高抵抗のフェライトコアなどによりなる磁気コアと、この磁気コアにエッジワイズ巻きにして巻設される、絶縁皮膜で覆われた平角導線からなる２次巻線と、この２次巻線上に巻設される、絶縁被覆された１次巻線とにより、パルストランスを構成したことを特徴とする。
【００７８】
第８実施形態によれば、２次巻線に平角導線が使用され、またコイルボビンなどの絶縁体が不要になるので、パルストランスの小型化が可能になる。
【００７９】
（第９実施形態）
本発明による第９実施形態の放電灯点灯装置は、第８実施形態において、パルストランスを絶縁性の成形品に収納したことを特徴とする。
【００８０】
第９実施形態によれば、パルストランスが絶縁性の成形品に収納されるので、パルストランスの例えば絶縁機能を強化することができる。
【００８１】
（第１０実施形態）
本発明による第１０実施形態の放電灯点灯装置は、第９実施形態において、高電圧発生回路により構成されるイグナイタを備え、このイグナイタを構成するパルストランスの部分と駆動回路の部分とが、成形品により一体化されていることを特徴とする。
【００８２】
第９実施形態によれば、パルストランスの例えば絶縁機能を強化することができるほか、イグナイタの小型化が可能になる。
【００８３】
（第１１実施形態）
本発明による第１１実施形態の放電灯点灯装置は、第１０実施形態において、上記イグナイタが、負荷回路と、ＤＣ−ＤＣ変換回路と、ＤＣ−ＤＣ変換用制御回路と、ＬＣ直列共振回路と、ＤＣ−ＡＣ変換回路と、ＤＣ−ＡＣ変換用制御回路とにより構成される点灯装置から機構的に分離されていることを特徴とする。
【００８４】
第１１実施形態によれば、イグナイタが点灯装置から機構的に分離されているので、例えば車両のヘッドライトに好適に適用することが可能となる。
【００８５】
なお、本発明の放電灯点灯装置は、車両のヘッドライトに限らず、照明用またはプロジェクタ用などとしても適用可能である。
【００８６】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明は、放電灯によりなる負荷回路と、共振回路と、直流電圧を方形波の交流電圧に変換して前記負荷回路および前記共振回路に印加するＤＣ−ＡＣ変換回路と、前記負荷回路に前記放電灯点灯用の高電圧を印加するための高電圧発生回路とにより構成される放電灯点灯装置であって、始動期間において、前記方形波の周波数を段階的に低減するとともに、少なくともその第１段階における周波数を前記共振回路の共振周波数の約奇数分の１に設定する制御手段を備えるので、始動期間において、方形波の周波数が段階的に低減することになるから、放電灯の始動性を改善することができ、その長寿命化が可能になる。また、少なくとも第１段階における周波数が共振回路の共振周波数の約奇数分の１に設定されるので、共振周波数近傍の共振カーブとほぼ同様のカーブを利用することができ、放電灯に印加する電圧を確保することができる。さらに、共振回路を構成するインダクタンス素子のインダクタンス値を小さくすることができ、その小型化が可能となる。よって、小型化を可能とし、始動性を改善することができ、長寿命化を可能とする放電灯点灯装置を提供することができる。
【００８７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、前記ＤＣ−ＡＣ変換回路から交流電圧を受け、その交流電圧が所定電圧以上になると前記高電圧を前記負荷回路に印加し、前記制御手段は、少なくとも前記第１段階における周波数を、前記交流電圧が前記所定電圧以上になるように前記共振周波数の約奇数分の１に設定するので、高電圧発生回路から負荷回路に放電灯点灯用の高電圧を印加することが可能となる。
【００８８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記始動期間内の第２段階における周波数を前記共振周波数の約奇数分の１に設定するので、第２段階においても、共振周波数近傍の共振カーブとほぼ同様のカーブを利用することができ、放電灯に印加する電圧を確保することができる。
【００８９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記始動期間内の第３段階以降における周波数を、前記第２段階における周波数以下または前記共振周波数の約奇数分の１に設定するので、放電灯の始動性を改善することができ、その長寿命化が可能になる。
【００９０】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記直流電圧を前記ＤＣ−ＡＣ変換回路に出力するＤＣ−ＤＣ変換回路を含み、このＤＣ−ＤＣ変換回路は、前記始動期間では一定電圧制御で動作する一方、前記始動期間後の定常時にはＰＷＭ制御で動作するので、放電灯の始動性を改善することができ、その長寿命化が可能になる。
【００９１】
請求項６記載の発明は、請求項１、３、４または５記載の放電灯点灯装置において、前記直流電圧を前記ＤＣ−ＡＣ変換回路に出力するＤＣ−ＤＣ変換回路を含み、このＤＣ−ＤＣ変換回路は、前記始動期間において前記共振回路の共振状態の強弱に応じて前記直流電圧を変動することにより、前記共振周波数のばらつきによる共振電圧のばらつきを抑えるので、共振回路の部品の特性がばらついても、ばらつきなく放電灯の始動性を改善することができる。
【００９２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の放電灯点灯装置において、前記始動期間内の各段階に入る前の所定時間、前記負荷回路および前記共振回路に印加する電圧を上げるので、周波数切替え時での放電灯の立消え防止が可能になる。
【００９３】
請求項８記載の発明は、請求項１または５記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、パルストランスと、これを駆動する駆動回路とにより構成され、その駆動回路は、少なくとも１つのスイッチング素子と、抵抗と、キャパシタンス素子とにより構成されるので、高電圧発生回路により構成されるイグナイタを備える場合に、駆動回路の部分を小型化することができる。
【００９４】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の放電灯点灯装置において、前記パルストランスは、平角線をエッジワイズ巻にしてなるので、パルストランスの小型化が可能になる。
【００９５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の放電灯点灯装置において、前記パルストランスは、成形品に収納されているので、パルストランスの例えば絶縁機能を強化することができる。
【００９６】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路により構成されるイグナイタを備え、このイグナイタを構成するパルストランスの部分と駆動回路の部分とが、成形品により一体化されているので、イグナイタの小型化が可能になる。
【００９７】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の放電灯点灯装置において、前記イグナイタは、少なくとも前記負荷回路、前記共振回路および前記ＤＣ−ＡＣ変換回路により構成される点灯装置から機構的に分離されているので、例えば車両のヘッドライトに好適に適用することが可能となる。
【００９８】
請求項１３記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、回路グランドに対して正の高電圧を前記負荷回路に印加するためのものであり、この構成でも、放電灯の始動性を改善することができ、その長寿命化が可能になる。
【００９９】
請求項１４記載の発明は、請求項１０記載の放電灯点灯装置において、前記高電圧発生回路は、回路グランドに対して正負の高電圧を前記負荷回路に印加するためのものであり、この構成でも、放電灯の始動性を改善することができ、その長寿命化が可能になる。
【０１００】
請求項１５記載の発明は、請求項１または５記載の放電灯点灯装置において、照明用またはプロジェクタ用であるので、始動性の改善された放電灯により機器の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施形態の放電灯点灯装置の構成図である。
【図２】同放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図３】同放電灯点灯装置のＤＣ−ＡＣ変換用制御回路に関する設定の説明図である。
【図４】同放電灯点灯装置のＬＣ直列共振回路で発生する共振電圧の波形例を示す図である。
【図５】本発明による第２実施形態の放電灯点灯装置におけるＤＣ−ＡＣ変換用制御回路に関する設定の説明図である。
【図６】同放電灯点灯装置のＬＣ直列共振回路で発生する共振電圧の波形例を示す図である。
【図７】本発明による第３実施形態の放電灯点灯装置におけるＤＣ−ＡＣ変換用制御回路に関する設定の説明図である。
【図８】同放電灯点灯装置のＬＣ直列共振回路で発生する共振電圧の波形例を示す図である。
【図９】本発明による第４実施形態の放電灯点灯装置の構成図である。
【図１０】同放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１１】本発明による第５実施形態の放電灯点灯装置におけるＤＣ−ＤＣ変換用制御回路の動作説明図である。
【図１２】本発明による第６実施形態の放電灯点灯装置の構成図である。
【図１３】同放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１４】本発明による第７実施形態の放電灯点灯装置における高圧発生回路の具体構成図である。
【図１５】同高圧発生回路の動作説明図である。
【図１６】回路グランドに対して正の高圧パルス電圧のみを負荷回路に印加する場合の構成図である。
【図１７】従来の放電灯点灯装置の構成図である。
【図１８】同放電灯点灯装置の動作波形図である。
【図１９】同放電灯点灯装置の共振電圧設定の説明図である。
【図２０】同放電灯点灯装置の共振電圧設定の説明図である。
【符号の説明】
１ＤＣ−ＤＣ変換回路
２，２Ａ，２ＢＤＣ−ＤＣ変換用制御回路
３ＡＬＣ直列共振回路
４ＤＣ−ＡＣ変換回路
５ＡＤＣ−ＡＣ変換用制御回路
６，６Ａ，６Ｂ高電圧発生回路
ＰＴ，ＰＴ’ パルストランス
６１，６１Ａ駆動回路
Ｌａ高圧放電灯[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device for supplying an alternating current to, for example, a high-pressure discharge lamp and lighting it.
[0002]
[Prior art]
17 is a configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device, FIG. 18 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device, and FIGS. 19 and 20 are explanatory diagrams of setting a resonance voltage of the discharge lamp lighting device.
[0003]
The conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 17 supplies an alternating current to the high-pressure discharge lamp La to turn on the high-pressure discharge lamp La. The load circuit including the high-pressure discharge lamp La, the DC-DC conversion circuit 1, It comprises a DC conversion control circuit 2, an LC series resonance circuit 3, a DC-AC conversion circuit 4, a DC-AC conversion control circuit 5, and a high voltage generation circuit 6.
[0004]
The DC-DC conversion circuit 1 includes a switching element Q1 such as a transistor, a diode D1, an inductance element L1, and a capacitance element (smoothing capacitor) C1, and a so-called step-down chopper circuit having a DC power supply E connected to an input. It has become.
[0005]
The DC-DC conversion control circuit 2 is composed of resistors R21 to R25, an operational amplifier 21, a multiplying circuit 22 such as NJM4200 manufactured by New Japan Radio Co., Ltd., and a control circuit 23 such as μPC1094 manufactured by NEC, for example. The on / off control of the switching element Q1 is performed while monitoring the output of the DC-DC conversion circuit 1.
[0006]
That is, the voltage of the high-pressure discharge lamp La is detected by a voltage detection circuit constituted by the resistors R21 and R22, and the current of the high-pressure discharge lamp La is detected by a current detection circuit constituted by the resistors R23 to R25 and the operational amplifier 21. By inputting the voltage and the current to the multiplying circuit 22 to calculate the power to be supplied to the high-pressure discharge lamp La, and feeding it back to the input of the DC-DC conversion circuit 1 via a general PWM control circuit in the control circuit 23, Control of supplying DC power to the high-pressure discharge lamp La while controlling the pulse width and frequency of the DC-DC conversion circuit 1 is executed.
[0007]
The LC series resonance circuit 3 is configured by a series circuit of an inductance element (choke coil) L3 and a capacitance element (capacitor) C3, and is provided with a switching element Q3 for switching the inductance value of the inductance element L3 between large and small. .
[0008]
The DC-AC conversion circuit 4 includes switching elements Q41 to Q44 having a full bridge circuit configuration, converts the DC voltage from the DC-DC conversion circuit 1 into a square wave AC voltage, and converts the DC voltage into a load circuit and an LC series resonance circuit 3. Is applied. As each of switching elements Q41 to Q44, a transistor and a diode connected in anti-parallel, a MOSFET having a parasitic diode, or the like is used.
[0009]
The DC-AC conversion control circuit 5 includes a control circuit 50 and drive circuits 51 and 52 such as IR2111 manufactured by IR, for example, and performs on / off control of the switching elements Q41 to Q44.
[0010]
For example, as shown in FIG. 18, during the starting period from the “lighting signal ON” point to the “full bridge frequency switching” point, the switching elements Q41 and 44 and the switching elements Q42 and Q43 are in a state where the switching element Q3 is turned off. Are alternately turned on and off at a high frequency. Here, as shown in FIGS. 19 and 20, the high frequency is adjusted so that the resonance voltage (voltage across the capacitance element C3) by the LC series resonance circuit 3 becomes a voltage Vp equal to or higher than a predetermined voltage described later. The resonance frequency f of the circuit 3 ₀ Nearby frequency f ₀ Is set to '. In addition, the period from the “lamp lighting” point to the “full bridge frequency switching” point is, for example, set to a predetermined time in advance.
[0011]
On the other hand, in a steady state after the start-up period, a control is performed in which the switching elements Q41 and 44 and the switching elements Q42 and Q43 are alternately turned on and off at a low frequency while the switching element Q3 is on.
[0012]
The high-voltage generating circuit 6 is for applying a high-voltage pulse for lighting the high-pressure discharge lamp La to the load circuit, has a primary winding n1, and has a high-voltage discharge lamp La between both ends of the capacitance element C3. The driving circuit 61 includes a pulse transformer PT having a pair of secondary windings n21 and n22 provided at both ends thereof in series. The drive circuit 61 has an input connected between both ends of the capacitance element C3, receives the resonance voltage from the DC-AC conversion circuit 4 via the LC series resonance circuit 3, and, when the resonance voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage, converts the voltage into the pulse transformer PT. Is applied to the high-pressure discharge lamp La through the secondary windings n21 and n22. The drive circuit 61 includes, for example, a gap (switching element) in which the predetermined voltage becomes a breakover voltage.
[0013]
In the discharge lamp lighting device having the above configuration, as shown in FIG. 18, when the lighting device is started by the “lighting signal ON”, in the DC-DC conversion circuit 1, the switching element Q 1 controls the ON / OFF of the DC-DC conversion control circuit 2. Works according to On the other hand, in the LC series resonance circuit 3 and the DC-AC conversion circuit 4, the switching element Q3 is turned off, and the switching elements Q41, 44 and the switching elements Q42, Q43 are alternately turned on and off at a high frequency.
[0014]
When a resonance voltage (Vp) is generated in the LC series resonance circuit 3, a high-voltage pulse is applied from the high-voltage generation circuit 6 to the load circuit, so that the high-pressure discharge lamp La is turned on (at the time of "lamp lighting"). High frequency lamp current I _La Flows. Here, even if the high-pressure discharge lamp La is turned on, the output current of the capacitance element C1 becomes smaller than its input current because the switching element Q3 is turned off and the inductance element L3 is in a high impedance state. As a result, the voltage V across the capacitance element C1 is maintained over almost the entire starting period. _C1 Is the DC voltage V of the DC power supply E _E , The capacitance element C1 can be regarded as a constant power supply.
[0015]
Thereafter, in a steady state after a lapse of a predetermined time, in the DC-DC conversion circuit 1, the switching element Q1 operates according to the ON / OFF control of the DC-DC conversion control circuit 2. On the other hand, in the LC series resonance circuit 3 and the DC-AC conversion circuit 4, the switching element Q3 is turned on, and the switching elements Q41, 44 and the switching elements Q42, Q43 are alternately turned on and off at a low frequency. As a result, a square-wave, low-frequency lamp current I _La Flows, and the high-pressure discharge lamp La is stably turned on by controlling the supply power of the DC-DC conversion control circuit 2.
[0016]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-319794 (Patent Document 1) discloses that when the voltage of the power supply connected to the input of the DC power supply decreases in the DC phase section, the DC power supply is controlled to limit the lamp current. Disclosed is a discharge lamp lighting device in which the oscillation frequency is lower than that in a steady state.
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2001-319794 A
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 17 and the like, in order to enable the resonance of the LC series resonance circuit 3 during the starting period, the frequency setting of the DC-AC conversion circuit 4 and the capacitance of the capacitance element C3 are required. Therefore, an inductance element L3 having an inductance value of several hundred μH or more is required in design.
[0019]
If the operation shifts to the low-frequency operation in a steady state in such a state of such a large inductance value, the polarity inversion time is delayed, which adversely affects the life of the high-pressure discharge lamp La.
[0020]
Further, since the inductance value of the inductance element L3 is large, the size of the component becomes large, and the device becomes large.
[0021]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device that can be reduced in size, can improve startability, and can have a longer life.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
According to an embodiment of the present invention, there is provided a load circuit including a discharge lamp, a resonance circuit, and a DC circuit configured to convert a DC voltage into a square wave AC voltage and apply the DC voltage to the load circuit and the resonance circuit. A discharge lamp lighting device including an AC conversion circuit and a high voltage generation circuit for applying a high voltage for lighting the discharge lamp to the load circuit, wherein a frequency of the square wave is adjusted during a starting period. Control means is provided for reducing stepwise and at least setting the frequency in the first step to about an odd number of the resonance frequency of the resonance circuit.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, the high voltage generating circuit receives an AC voltage from the DC-AC conversion circuit, and when the AC voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage, the high voltage generates the high voltage. Is applied to the load circuit, and the control means sets at least the frequency in the first stage to approximately an odd number of the resonance frequency so that the AC voltage is equal to or higher than the predetermined voltage. I do.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the second aspect, the control means sets a frequency in a second stage within the starting period to approximately an odd number of the resonance frequency. And
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the third aspect, the control means sets the frequency after the third stage in the starting period equal to or less than the frequency in the second stage or about the resonance frequency. It is characterized in that it is set to an odd number.
[0026]
According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, the discharge lamp lighting device further includes a DC-DC conversion circuit that outputs the DC voltage to the DC-AC conversion circuit. It operates by constant voltage control during the period, and operates by PWM control during a steady state after the starting period.
[0027]
According to a sixth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first, third, fourth, or fifth aspect, a DC-DC conversion circuit that outputs the DC voltage to the DC-AC conversion circuit is provided. The conversion circuit varies the DC voltage according to the strength of the resonance state of the resonance circuit during the start-up period, thereby suppressing variation in the resonance voltage due to variation in the resonance frequency.
[0028]
According to a seventh aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the sixth aspect, a voltage applied to the load circuit and the resonance circuit is increased for a predetermined time before entering each stage in the starting period. I do.
[0029]
According to an eighth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or fifth aspect, the high-voltage generating circuit includes a pulse transformer and a drive circuit for driving the pulse transformer. It is characterized by comprising one switching element, a resistor, and a capacitance element.
[0030]
According to a ninth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the eighth aspect, the pulse transformer is formed by winding a rectangular wire into an edgewise winding.
[0031]
According to a tenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device of the ninth aspect, the pulse transformer is housed in a molded product.
[0032]
An eleventh aspect of the present invention is the discharge lamp lighting device according to the tenth aspect, further comprising an igniter configured by the high voltage generating circuit, wherein a part of the pulse transformer and a part of the drive circuit that form the igniter are formed. It is characterized by being integrated by the product.
[0033]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the eleventh aspect, the igniter is mechanically separated from a lighting device including at least the load circuit, the resonance circuit, and the DC-AC conversion circuit. It is characterized by having.
[0034]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the tenth aspect, the high voltage generating circuit applies a positive high voltage with respect to a circuit ground to the load circuit. And
[0035]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the tenth aspect, the high voltage generating circuit is for applying a positive or negative high voltage with respect to a circuit ground to the load circuit. And
[0036]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or fifth aspect, the device is for lighting or for a projector.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device, and FIG. 3 is a setting regarding a DC-AC conversion control circuit of the discharge lamp lighting device. FIG. 4 is a diagram showing a waveform example of a resonance voltage generated in an LC series resonance circuit of the discharge lamp lighting device.
[0038]
As shown in FIG. 1, the discharge lamp lighting device according to the first embodiment includes a load circuit including a high-pressure discharge lamp La, a DC-DC conversion circuit 1 that supplies DC power, and a DC-DC conversion circuit that controls the circuit. A control circuit 2, an LC series resonance circuit 3A, and a DC-AC conversion circuit 4 for converting the DC voltage from the DC-DC conversion circuit 1 into a square wave AC voltage and applying the same to the load circuit and the LC series resonance circuit 3A. , A DC-AC conversion control circuit 5A for controlling this, and a high-voltage generating circuit 6 for applying a high-voltage pulse voltage for lighting the high-pressure discharge lamp La to the load circuit. The series resonance circuit 3A and the DC-AC conversion control circuit 5A are different from the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG.
[0039]
The LC series resonance circuit 3A is configured by a series circuit of an inductance element L3 and a capacitance element C3, and differs from the above-described conventional discharge lamp lighting device in that the switching element Q3 is not provided. Also, the inductance value of the inductance element L3 is smaller than the value of the inductance element L3 shown in FIG. 17, so that a small-sized one can be used.
[0040]
The DC-AC conversion control circuit 5A includes a control circuit 50A, drive circuits 51 and 52 such as IR2111 manufactured by IR, and a timer circuit 53 including a general IC called “555”. The ON / OFF control of the switching elements Q41 to Q44 by the control circuit 50A using the timer circuit 53 during the period is different from the control by the DC-AC conversion control circuit 5 shown in FIG.
[0041]
That is, as shown in FIG. ₀ To t before steady state _z During the starting period up to the time point, the switching elements Q41 and 44 and the switching elements Q42 and Q43 are alternately turned on and off at a high frequency, thereby applying a square wave AC voltage to the load circuit and the LC series resonance circuit 3A. The frequency of the square wave is reduced stepwise, and at least the frequency of the square wave in the first stage of the first step of the stepwise reduction process (for example, the frequency of the fundamental wave by Fourier expansion of the square wave) is determined by the LC series resonance. Control for setting (switching) to about 1 / odd of the resonance frequency of the circuit 3A is executed.
[0042]
Each of the periods from the first stage to the n-th stage is set by the timer circuit 53 started in response to the “lighting signal”, and a signal is output from the timer circuit 53 to the control circuit 50A each time the period elapses. The received control circuit 50A gradually reduces the frequency of the square wave. Here, n is plural.
[0043]
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the resonance frequency of the LC series resonance circuit 3A is set to f ₀ , The frequency f in the first stage ₁ Is the resonance frequency f ₀ Is set to about one third. Thus, the frequency f in the first stage ₁ To about f ₀ / 3, the resonance frequency f ₀ A curve substantially similar to the nearby resonance curve can be used.
[0044]
Also, the frequency f ₁ As shown in FIGS. 3 and 4, f is such that the above-described voltage Vp is generated in the LC series resonance circuit 3A. ₀ / 3 is set near the high frequency side.
[0045]
In the discharge lamp lighting device having such a configuration, in the starting period, the frequency of the square wave decreases stepwise in the order of the first stage, the second stage,... At this time, as shown in FIG. 2, the lamp current I depends on the lamp characteristics of the high-pressure discharge lamp La. _La Gradually increase. Also, over almost the entire starting period, the voltage V across the capacitance element C1. _C1 Is the DC voltage V of the DC power supply E _E Is held. Such control improves the startability of the high-pressure discharge lamp La.
[0046]
According to the first embodiment, during the starting period, the frequency of the square wave is gradually reduced, so that the startability of the high-pressure discharge lamp La can be improved, and the electrode deterioration of the high-pressure discharge lamp La can be suppressed. The service life can be extended.
[0047]
Also, the frequency f in the first stage ₁ Is the resonance frequency f of the LC series resonance circuit 3A. ₀ Is set to about one third of the resonance frequency f. ₀ A curve substantially similar to the nearby resonance curve can be used, and a secondary voltage applied to the high-pressure discharge lamp La can be secured. Further, the inductance value of the inductance element L3 can be reduced, and the size can be reduced.
[0048]
Further, the frequency fp in the first stage is set so that the voltage Vp is generated in the LC series resonance circuit 3A. ₁ Is f ₀ Since it is set near the high-frequency side of / 3, it becomes possible to apply a high-voltage pulse voltage for lighting the high-pressure discharge lamp La from the high-voltage generation circuit 6 to the load circuit.
[0049]
(2nd Embodiment)
FIG. 5 is an explanatory diagram of settings related to a DC-AC conversion control circuit in a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a waveform example of a resonance voltage generated in an LC series resonance circuit of the discharge lamp lighting device. FIG.
[0050]
The discharge lamp lighting device according to the second embodiment is different from the discharge lamp lighting device according to the first embodiment in that, as shown in FIGS. ₂ Is set to about one fifth of the LC series resonance circuit 3A.
[0051]
Further, in the example of FIG. ₂ Is such that the above-mentioned voltage Vp is generated in the LC series resonance circuit 3A. ₀ / 5 is set near the high frequency side.
[0052]
According to the second embodiment, the frequency f in the second stage ₂ Is the resonance frequency f of the LC series resonance circuit 3A. ₀ Of the resonance frequency f ₀ A curve substantially similar to the nearby resonance curve can be used, and a secondary voltage applied to the high-pressure discharge lamp La can be secured.
[0053]
(Third embodiment)
FIG. 7 is an explanatory diagram of settings related to a DC-AC conversion control circuit in a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a waveform example of a resonance voltage generated in an LC series resonance circuit of the discharge lamp lighting device. FIG.
[0054]
The discharge lamp lighting device according to the third embodiment is different from the discharge lamp lighting device according to the second embodiment in that, as shown in FIGS. ₃ Is set to about 1/7 of the LC series resonance circuit 3A.
[0055]
Further, in the example of FIG. ₃ Is such that the above-mentioned voltage Vp is generated in the LC series resonance circuit 3A. ₀ / 7 is set near the high frequency side.
[0056]
According to the third embodiment, the frequency f in the third stage ₃ Is the resonance frequency f of the LC series resonance circuit 3A. ₀ Of the resonance frequency f ₀ A curve substantially similar to the nearby resonance curve can be used, and a secondary voltage applied to the high-pressure discharge lamp La can be secured.
[0057]
After the high-pressure discharge lamp La is turned on during the start-up period, an optimal frequency at which a high-frequency current flows through the high-pressure discharge lamp La may be set.
[0058]
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device.
[0059]
As shown in FIG. 9, the discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment includes a load circuit including a high-pressure discharge lamp La, a DC-DC conversion circuit 1 that supplies DC power, and a DC-DC conversion circuit that controls the DC-DC conversion circuit. A control circuit 2A, an LC series resonance circuit 3A, and a DC-AC conversion circuit 4 that converts the DC voltage from the DC-DC conversion circuit 1 into a square wave AC voltage and applies it to the load circuit and the LC series resonance circuit 3A. , A DC-AC conversion control circuit 5A for controlling this, and a high-voltage generating circuit 6 for applying a high-voltage pulse voltage for lighting the high-pressure discharge lamp La to the load circuit. The control circuit 2A for DC conversion is different from the discharge lamp lighting devices of the first to third embodiments.
[0060]
The DC-DC conversion control circuit 2A differs from the DC-DC conversion control circuit 2 of the first to third embodiments in that the DC-DC conversion control circuit 2A further includes an over-output control circuit including resistors R26 to R29 and a comparator 24. ing. As shown in FIG. 10, the over-output control circuit outputs the output voltage V of the DC-DC conversion circuit 1 during the starting period. _C1 Is the voltage V of the DC power supply E _E Lower voltage V _L The constant voltage control is performed so that In a steady state after the start-up period, PWM control (power control) is performed.
[0061]
According to the fourth embodiment, during the start-up period, the output voltage V of the DC-DC _C1 Is the voltage V of the DC power supply E _E Lower voltage V _L Since the constant voltage control is performed such that the following condition is satisfied, the startability of the high-pressure discharge lamp La can be improved, and the life thereof can be extended.
[0062]
(Fifth embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the control circuit for DC-DC conversion in the discharge lamp lighting device according to the fifth embodiment of the present invention.
[0063]
In the discharge lamp lighting device according to the fifth embodiment, for example, in the discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment, as illustrated in FIG. DC voltage V depending on the strength of _C1 , The variation of the resonance voltage due to the variation of the resonance frequency is suppressed.
[0064]
The resonance frequency due to the dispersion of the LC components of the LC series resonance circuit 3A is the frequency f _A To f _B And the allowable resonance voltage in this range is V _PA To V _PB (<V _PA ), The resonance voltage in the LC series resonance circuit 3A becomes the allowable resonance voltage V _PA ~ V _PB DC voltage V _C1 To V _A To V _B Is performed within the range of.
[0065]
Frequency f _A , The resonance voltage in the LC series resonance circuit 3A is equal to the allowable resonance voltage _PA DC voltage V _C1 To V _A Is performed. Frequency f _B , The resonance voltage in the LC series resonance circuit 3A is lower than the allowable resonance voltage V _PB DC voltage V _C1 To V _B Is performed.
[0066]
Such control is performed by setting a constant threshold value in the over-power control circuit and adjusting the frequency and duty of the DC-DC conversion circuit 1.
[0067]
According to the fifth embodiment, even if the characteristics of the LC components of the LC series resonance circuit 3A vary, the startability of the high-pressure discharge lamp La can be improved without variation.
[0068]
(Sixth embodiment)
FIG. 12 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device.
[0069]
As shown in FIG. 12, the discharge lamp lighting device according to the sixth embodiment includes a load circuit including a high-pressure discharge lamp La, a DC-DC conversion circuit 1 for supplying DC power, and a DC-DC conversion circuit for controlling the DC-DC conversion circuit. A control circuit 2B, an LC series resonance circuit 3A, and a DC-AC conversion circuit 4 that converts the DC voltage from the DC-DC conversion circuit 1 into a square wave AC voltage and applies it to the load circuit and the LC series resonance circuit 3A. , A DC-AC conversion control circuit 5A for controlling this, and a high-voltage generating circuit 6 for applying a high-voltage pulse voltage for lighting the high-pressure discharge lamp La to the load circuit. The DC conversion control circuit 2B is different from the discharge lamp lighting devices of the first to third embodiments. Although the timer circuit 53 is included in the DC-AC conversion control circuit 5A for convenience, it goes without saying that the timer circuit 53 may be included in the DC-DC conversion control circuit 2B.
[0070]
The DC-DC conversion control circuit 2B is different from the DC-DC conversion control circuit 2 of the fourth or fifth embodiment in that the DC-DC conversion control circuit 2B includes an over-output control circuit including resistors R26 to R30, a comparator 24, and a transistor 24. In contrast, the overpower control circuit increases the voltage applied to the load circuit and the LC series resonance circuit 3A for a predetermined time before entering each stage in the starting period.
[0071]
That is, the overpower control circuit of the sixth embodiment switches the threshold for a predetermined time before entering each stage in the start-up period, and controls the DC-DC conversion circuit 1 to intermittently operate or increase the duty. It is configured to send to the circuit 23. In the example of FIG. 13, the output voltage V of the DC-DC conversion circuit 1 is set so that the voltage of the DC-DC conversion circuit 1 becomes the voltage of the next stage for a predetermined time before entering each stage after the first stage. _C1 Control. For example, for a predetermined time before entering the second stage, the output voltage V _C1 To V ₁ From V so that the voltage of the next stage becomes ₂ Has risen.
[0072]
According to the sixth embodiment, the voltage applied to the load circuit and the LC series resonance circuit 3A is increased for a predetermined time before entering each stage in the starting period, so that the high pressure discharge lamp La can be prevented from going out at the time of frequency switching. Will be possible.
[0073]
(Seventh embodiment)
FIG. 14 is a specific configuration diagram of a high-voltage generation circuit in a discharge lamp lighting device according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 15 is an explanatory diagram of the operation of the high-voltage generation circuit.
[0074]
The discharge lamp lighting device according to the seventh embodiment is characterized in that, in any one of the first to sixth embodiments, as shown in FIG. 14, a high voltage generation circuit 6A is configured by a pulse transformer PT and a drive circuit 61A. And The drive circuit 61A includes a diode D6, a resistor R6, a capacitance element (capacitor) C6, and a spark gap (switching element) 60.
[0075]
In the high-voltage generation circuit 6A having such a configuration, the resonance voltage generated at the point A is applied to the capacitance element C6 via the diode D6 and the resistor R6, so that the capacitance element C6 is charged, and the voltage Vd across the capacitance element C6. _C6 Rises as shown in FIG. And the voltage V _C6 Is the breakover voltage V of the spark gap 60 ₆₀ Is reached, the spark gap 60 is turned on, and the voltage V across the capacitance element C6. _C6 Is applied to the primary winding n1 of the pulse transformer PT. Thereby, a high-voltage pulse voltage is generated in the secondary windings n21 and n22 of the pulse transformer PT and applied to the high-pressure discharge lamp La, and the high-pressure discharge lamp La is turned on.
[0076]
According to the seventh embodiment, since the drive circuit 61A is configured by the diode D6, the resistor R6, the capacitance element C6, and the spark gap 60,
As shown in FIG. 16, as the high voltage generation circuit 6B, a secondary winding n2 of the pulse transformer PT 'is provided only between the inductance element L3 and the high pressure discharge lamp La, and is positive with respect to the circuit ground. May be configured to apply only the high-voltage pulse voltage to the load circuit.
[0077]
(Eighth embodiment)
The discharge lamp lighting device according to the eighth embodiment of the present invention is the discharge lamp lighting device according to any one of the first to seventh embodiments, wherein the magnetic core is formed of a high-resistance ferrite core or the like, and the magnetic core is wound edgewise around the magnetic core. A pulse transformer is constituted by a secondary winding made of a rectangular conductor covered with an insulating film, and an insulating-coated primary winding wound on the secondary winding. .
[0078]
According to the eighth embodiment, a rectangular conductor is used for the secondary winding, and no insulator such as a coil bobbin is required, so that the pulse transformer can be downsized.
[0079]
(Ninth embodiment)
A discharge lamp lighting device according to a ninth embodiment of the present invention is characterized in that, in the eighth embodiment, the pulse transformer is housed in an insulating molded product.
[0080]
According to the ninth embodiment, since the pulse transformer is housed in the insulating molded product, for example, the insulation function of the pulse transformer can be enhanced.
[0081]
(Tenth embodiment)
The discharge lamp lighting device according to the tenth embodiment of the present invention is different from the ninth embodiment in that an igniter including a high-voltage generating circuit is provided, and a part of the pulse transformer and a part of the driving circuit that constitute the igniter are formed by molding. It is characterized by being integrated by the product.
[0082]
According to the ninth embodiment, for example, the insulation function of the pulse transformer can be strengthened, and the igniter can be downsized.
[0083]
(Eleventh embodiment)
In the discharge lamp lighting device according to an eleventh embodiment of the present invention, in the tenth embodiment, the igniter includes a load circuit, a DC-DC conversion circuit, a DC-DC conversion control circuit, an LC series resonance circuit, It is characterized in that it is mechanically separated from a lighting device composed of a DC-AC conversion circuit and a DC-AC conversion control circuit.
[0084]
According to the eleventh embodiment, since the igniter is mechanically separated from the lighting device, it can be suitably applied to, for example, a headlight of a vehicle.
[0085]
Note that the discharge lamp lighting device of the present invention is not limited to the headlight of a vehicle, but can be applied to lighting or a projector.
[0086]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the invention according to claim 1 provides a load circuit including a discharge lamp, a resonance circuit, and a method of converting a DC voltage into a square wave AC voltage and applying the DC voltage to the load circuit and the resonance circuit. And a high-voltage generating circuit for applying a high voltage for lighting the discharge lamp to the load circuit. Since the control means for reducing the frequency in a stepwise manner and setting at least the frequency in the first step to about one-odd of the resonance frequency of the resonance circuit is provided, the frequency of the square wave is gradually changed during the starting period. As a result, the startability of the discharge lamp can be improved, and the life of the discharge lamp can be extended. In addition, since the frequency in at least the first stage is set to about an odd number of the resonance frequency of the resonance circuit, a curve substantially similar to the resonance curve near the resonance frequency can be used, and the voltage applied to the discharge lamp can be increased. Can be secured. Further, the inductance value of the inductance element constituting the resonance circuit can be reduced, and the size can be reduced. Therefore, it is possible to provide a discharge lamp lighting device that can be reduced in size, can improve startability, and can have a longer life.
[0087]
According to a second aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, the high voltage generating circuit receives an AC voltage from the DC-AC conversion circuit, and when the AC voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage, the high voltage generates the high voltage. Is applied to the load circuit, and the control means sets at least the frequency in the first stage to about one-odd of the resonance frequency so that the AC voltage is equal to or higher than the predetermined voltage. It becomes possible to apply a high voltage for lighting the discharge lamp from the generation circuit to the load circuit.
[0088]
According to a third aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the second aspect, the control unit sets the frequency in the second stage in the starting period to about an odd number of the resonance frequency. In the two stages, a curve substantially similar to the resonance curve near the resonance frequency can be used, and the voltage applied to the discharge lamp can be secured.
[0089]
According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the third aspect, the control means sets the frequency after the third stage in the starting period equal to or less than the frequency in the second stage or about the resonance frequency. Since it is set to an odd number, the startability of the discharge lamp can be improved and its life can be extended.
[0090]
According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, the discharge lamp lighting device further includes a DC-DC conversion circuit that outputs the DC voltage to the DC-AC conversion circuit. In the period, the operation is performed by the constant voltage control, and in the steady state after the starting period, the operation is performed by the PWM control. Therefore, the startability of the discharge lamp can be improved, and the life of the discharge lamp can be extended.
[0091]
According to a sixth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first, third, fourth, or fifth aspect, a DC-DC conversion circuit that outputs the DC voltage to the DC-AC conversion circuit is provided. The conversion circuit suppresses the variation in the resonance voltage due to the variation in the resonance frequency by changing the DC voltage in accordance with the strength of the resonance state of the resonance circuit during the start-up period, so that the characteristics of the components of the resonance circuit vary. However, the startability of the discharge lamp can be improved without variation.
[0092]
According to a seventh aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the sixth aspect, the voltage applied to the load circuit and the resonance circuit is increased for a predetermined time before entering each stage in the starting period. It is possible to prevent the discharge lamp from going out at the time.
[0093]
According to an eighth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or fifth aspect, the high-voltage generating circuit includes a pulse transformer and a drive circuit for driving the pulse transformer. Since it is composed of one switching element, a resistor, and a capacitance element, when an igniter composed of a high-voltage generation circuit is provided, the size of the drive circuit can be reduced.
[0094]
According to a ninth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the eighth aspect, since the pulse transformer is formed by winding a rectangular wire into an edgewise winding, the size of the pulse transformer can be reduced.
[0095]
According to a tenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device of the ninth aspect, since the pulse transformer is housed in a molded product, for example, the insulation function of the pulse transformer can be enhanced.
[0096]
An eleventh aspect of the present invention is the discharge lamp lighting device according to the tenth aspect, further comprising an igniter configured by the high voltage generating circuit, wherein a part of the pulse transformer and a part of the drive circuit that form the igniter are formed. Since the igniter is integrated by the product, the size of the igniter can be reduced.
[0097]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the eleventh aspect, the igniter is mechanically separated from a lighting device including at least the load circuit, the resonance circuit, and the DC-AC conversion circuit. Therefore, it can be suitably applied to, for example, a headlight of a vehicle.
[0098]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the tenth aspect, the high voltage generating circuit applies a positive high voltage to the load circuit with respect to a circuit ground. However, the startability of the discharge lamp can be improved, and its life can be extended.
[0099]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the tenth aspect, the high voltage generating circuit is for applying a positive or negative high voltage with respect to a circuit ground to the load circuit. However, the startability of the discharge lamp can be improved, and its life can be extended.
[0100]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or fifth aspect, since the discharge lamp lighting device is used for an illumination or a projector, the life of the device can be extended by the discharge lamp having improved startability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 3 is an explanatory diagram of settings relating to a DC-AC conversion control circuit of the discharge lamp lighting device.
FIG. 4 is a diagram showing a waveform example of a resonance voltage generated in an LC series resonance circuit of the discharge lamp lighting device.
FIG. 5 is an explanatory diagram of settings related to a DC-AC conversion control circuit in a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a waveform example of a resonance voltage generated in an LC series resonance circuit of the discharge lamp lighting device.
FIG. 7 is an explanatory diagram of settings related to a DC-AC conversion control circuit in a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a waveform example of a resonance voltage generated in an LC series resonance circuit of the discharge lamp lighting device.
FIG. 9 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 11 is an operation explanatory diagram of a control circuit for DC-DC conversion in a discharge lamp lighting device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 14 is a specific configuration diagram of a high-voltage generation circuit in a discharge lamp lighting device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an operation explanatory diagram of the high-voltage generation circuit.
FIG. 16 is a configuration diagram in a case where only a positive high-voltage pulse with respect to a circuit ground is applied to a load circuit;
FIG. 17 is a configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 18 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device.
FIG. 19 is an explanatory diagram of a resonance voltage setting of the discharge lamp lighting device.
FIG. 20 is an explanatory diagram of a resonance voltage setting of the discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
1 DC-DC conversion circuit
2,2A, 2B DC-DC conversion control circuit
3A LC series resonance circuit
4 DC-AC conversion circuit
5A DC-AC conversion control circuit
6,6A, 6B High voltage generation circuit
PT, PT 'pulse transformer
61, 61A drive circuit
La high pressure discharge lamp

Claims

A load circuit comprising a discharge lamp, a resonance circuit, a DC-AC conversion circuit for converting a DC voltage into a square wave AC voltage and applying the DC voltage to the load circuit and the resonance circuit; A high voltage generating circuit for applying a high voltage of the discharge lamp lighting device,
In the starting period, the frequency of the square wave is reduced stepwise, and control means is provided for setting at least the frequency in the first step to approximately an odd number of the resonance frequency of the resonance circuit. Lighting device.

The high voltage generation circuit receives an AC voltage from the DC-AC conversion circuit, and when the AC voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage, applies the high voltage to the load circuit.
2. The discharge lamp according to claim 1, wherein the control unit sets at least the frequency in the first stage to about an odd number of the resonance frequency so that the AC voltage is equal to or higher than the predetermined voltage. 3. Lighting device.

3. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the control unit sets a frequency in a second stage in the starting period to about an odd number of the resonance frequency.

4. The discharge lamp according to claim 3, wherein the control unit sets a frequency after a third stage in the starting period to be equal to or lower than a frequency in the second stage or about an odd number of the resonance frequency. 5. Lighting device.

A DC-DC conversion circuit that outputs the DC voltage to the DC-AC conversion circuit. The DC-DC conversion circuit operates with a constant voltage control during the starting period, and a PWM control during a steady state after the starting period. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the discharge lamp lighting device is operated with:

A DC-DC conversion circuit that outputs the DC voltage to the DC-AC conversion circuit, wherein the DC-DC conversion circuit fluctuates the DC voltage according to the strength of the resonance state of the resonance circuit during the starting period. 6. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the variation of the resonance voltage due to the variation of the resonance frequency is suppressed.

7. The discharge lamp lighting device according to claim 6, wherein a voltage applied to the load circuit and the resonance circuit is increased for a predetermined time before entering each stage in the starting period.

The high-voltage generating circuit includes a pulse transformer and a driving circuit for driving the pulse transformer, and the driving circuit includes at least one switching element, a resistor, and a capacitance element. Item 6. The discharge lamp lighting device according to item 1 or 5.

9. The discharge lamp lighting device according to claim 8, wherein the pulse transformer is formed by winding a rectangular wire into an edgewise winding.

The discharge lamp lighting device according to claim 9, wherein the pulse transformer is housed in a molded product.

The discharge lamp according to claim 10, further comprising an igniter configured by the high-voltage generating circuit, wherein a part of the pulse transformer and a part of the drive circuit that configure the igniter are integrated by a molded product. Lighting device.

12. The discharge lamp lighting device according to claim 11, wherein the igniter is mechanically separated from a lighting device including at least the load circuit, the resonance circuit, and the DC-AC conversion circuit.

11. The discharge lamp lighting device according to claim 10, wherein the high voltage generation circuit is for applying a positive high voltage to a circuit ground to the load circuit.

The discharge lamp lighting device according to claim 10, wherein the high voltage generation circuit is for applying a positive or negative high voltage with respect to a circuit ground to the load circuit.

The discharge lamp lighting device according to claim 1, which is used for lighting or a projector.