JP2006127793A - 高圧放電灯点灯装置及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交互にオン・オフされるスイッチング素子Q2,Q3の接続点にインダクタL2とコンデンサC2の直列共振回路を接続し、高圧放電ランプDLとパルストランスPTの2次巻線の直列回路をコンデンサC2と並列に接続し、インダクタL2とコンデンサC2の共振周波数はスイッチング素子Q2,Q3の始動時の駆動周波数の2倍以上高い周波数とし、ランプ電流が交番する前後でランプ電流の傾きが略一定となるようにスイッチング素子Q2,Q3の駆動周波数を設定した。
【選択図】図1
Description
図13は従来の放電灯点灯装置(特開2003−217888号)の回路図である。以下、その回路構成について説明する。直流電源Eの正極はスイッチング素子Q1とインダクタL1を介して平滑用コンデンサC1の正極に接続されている。コンデンサC1の負極は電流検出用の小抵抗R3を介して直流電源Eの負極に接続されている。直流電源Eの負極はグランドラインに接続されている。スイッチング素子Q1とインダクタL1の接続点には回生電流通電用のダイオードD1のカソードが接続されており、ダイオードD1のアノードは直流電源Eの負極に接続されている。スイッチング素子Q1とインダクタL1およびダイオードD1は降圧チョッパ回路1を構成しており、スイッチング素子Q1が高周波で断続的にオンオフ駆動されることにより、直流電源Eの電圧VE を降圧した電圧が平滑用コンデンサC1に充電される。
そこで、特開2004−146300号では、極性反転回路のスイッチング素子Q2,Q3の接続点に接続されたインダクタL2とコンデンサC2の共振回路を、スイッチング素子Q2,Q3のスイッチング周波数の3倍の高調波成分に対して共振させることにより、インダクタL2とコンデンサC2の共振周波数を高め、インダクタL2の共振電流を下げることを可能とし、インダクタL2の小型化を実現している(図15、図16)。
A)制御回路14は、スイッチング素子Q3とQ4のペアをオフ状態、スイッチング素子Q2とQ5のペアをオン状態にして、ランプ電流IDLが所望の電流値に到達するのを電流検出抵抗R3で電圧に変換して検出した後、スイッチング素子Q5をオフする。ランプ電流IDLが0になるゼロクロス点を検出し、スイッチング素子Q5を再びオンし、再度同じ動作を繰り返して、三角波状のランプ電流IDLを流す。
図1は本発明の第1の実施形態に係る高圧放電灯点灯装置の回路図である。直流電源Eに降圧チョッパ回路1が接続され、降圧チョッパ回路1の出力に、一対のスイッチング素子Q2、Q3の直列回路と、コンデンサC4、C5の直列回路が並列的に接続されている。スイッチング素子Q2とQ3の接続点に、インダクタL2の一端が接続されており、このインダクタL2の他端に一端を直列に接続されたコンデンサC2を備えている。コンデンサC2と並列に、パルストランスPTとパルス電圧発生回路50とを備えたランプ始動用イグナイタ回路5と高圧放電ランプDLが接続されている。コンデンサC2とランプDLはコンデンサC4、C5の接続点側に接続されている。
図3は本発明の第2の実施形態に係る高圧放電灯点灯装置の回路図である。本実施形態では、商用交流電源ACからダイオードブリッジDBを通して全波整流し、昇圧チョッパ回路12で所定の電圧に昇圧する。昇圧チョッパ回路12は、インダクタL0、スイッチング素子Q0、ダイオードD0、コンデンサC0で構成されている。制御回路16は、入力電流波形が正弦波になるようにスイッチング素子Q0のオン・オフ制御を行い、高い入力力率が得られる。
図5は本発明の第3の実施形態に係る高圧放電灯点灯装置の回路図であり、交流電源AC、ダイオードブリッジDB、昇圧チョッパ回路12、降圧チョッパ回路1は実施形態2と同様である。図6は動作説明のための波形図である。図5、図6を用いて動作を説明する。
図6のフルブリッジ駆動周波数制御をマイコンを用いて実現する場合、その制御フローは図7のようになる。
なお、パルス電圧発生回路は、図5に例示した回路に限定されるものではないが、これを図1または図3のパルス電圧発生回路50として用いても良い。
図8は本発明の第4の実施形態の動作説明のための波形図である。回路構成は図5と同様である。本実施形態では、高周波駆動期間の周波数fAをfA1からfA2の間でスイープさせ、この動作を所定の回数行う。
図10は本発明の第5の実施形態の動作説明のための波形図である。回路構成は図5と同様である。本実施形態では、高周波駆動期間の周波数fBをfB1からfB2に切り替える。fB1、fB2は、共にランプが点灯した後、ランプ電流が交番する前後でランプ電流の傾きdi/dtが略一定になる周波数であり、fB2はfB1より低周波である。
この結果、高周波駆動期間t1〜t2の間で、ランプ電流が半波にならず、しかも実効値を段階的に変えることができる。
図11は本発明の第6の実施形態の回路構成であり、図12は動作説明のための波形図である。降圧チョッパ回路1の平滑用コンデンサC1の電圧を抵抗R6とR7、R10により分圧して、出力電圧Vc1の検出値として乗算回路6に入力される。また、電流検出用抵抗R3の両端に生じる電圧を、オペアンプOP1と抵抗R4、R5よりなる増幅器を介して降圧チョッパ回路1を流れる電流の検出値として乗算回路6に入力される。乗算回路6は出力電圧と電流の検出値を乗算することにより出力電力を演算し、スイッチング素子Q1の制御回路7に入力する。
図17は本発明の第7の実施形態の概略構成図である。この装置は、リフレクタ21を備えた高圧放電ランプDLと、第1〜第6のいずれかの実施形態の高圧放電灯点灯装置20と、画像を表示する画像表示素子22と、画像表示素子22からの光を集光してスクリーンに投射する光学系23と、これらの構成要素を収納するケース(図示せず)を備えた画像表示装置である。画像表示素子22は透過型であっても良いし、反射型であっても良い。
Q2 スイッチング素子
Q3 スイッチング素子
8a 制御回路
L2 インダクタ
C2 コンデンサ
PT パルストランス
Claims (11)
- 直流電源の両端に接続された一対のスイッチング素子の直列回路と、前記スイッチング素子の接続点に一端を接続されたインダクタと、前記インダクタの他端に一端を接続されたコンデンサと、高圧放電ランプと直列に接続される2次巻線を備えるパルストランスと、前記コンデンサと並列に接続されて始動時に前記パルストランスの1次巻線にパルス電圧を発生せしめるパルス電圧発生回路と、ランプ始動時に前記一対のスイッチング素子を交互にオン・オフ駆動する制御回路とを備え、高圧放電ランプとパルストランスの2次巻線の直列回路は前記コンデンサと並列に接続されており、前記インダクタとコンデンサの共振周波数はスイッチング素子の駆動周波数の2倍以上高い周波数であって、ランプ電流が交番する前後でランプ電流の傾きが略一定となるようにスイッチング素子の駆動周波数を設定したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1において、ランプが始動し高周波電流が流れる時のスイッチング素子の駆動周波数は、ランプが点灯したときのインダクタと、パルストランスの2次巻線と、コンデンサと、ランプから成る合成インピーダンスの共振周波数の1/(2n+1)倍(nは自然数)でないことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1または2において、ランプが始動し高周波電流が流れる時のスイッチング素子の駆動周波数は、ランプが点灯したときのインダクタと、パルストランスの2次巻線と、コンデンサと、ランプから成る合成インピーダンスの共振周波数の1/20倍より高い周波数であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、ランプが始動し高周波電流が流れる時のスイッチング素子の駆動周波数は、ランプが点灯したときのインダクタと、パルストランスの2次巻線と、コンデンサと、ランプから成る合成インピーダンスの共振周波数の1/5倍から1/7倍であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、ランプが始動し高周波電流が流れる時のスイッチング素子の駆動周波数は、ランプが点灯したときのインダクタと、パルストランスの2次巻線と、コンデンサと、ランプから成る合成インピーダンスの共振周波数の1/11倍から1/13倍であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、ランプが始動し高周波電流が流れる時のスイッチング素子の駆動周波数は、ランプが点灯したときのインダクタと、パルストランスの2次巻線と、コンデンサと、ランプから成る合成インピーダンスの共振周波数の1/17倍から1/19倍であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、スイッチング素子を高周波で駆動する周波数は、複数の周波数を切り替えて制御することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜7のいずれかにおいて、ランプが始動し高周波電流が流れる時のスイッチング素子の駆動周波数は、ランプ電流が交番する前後でランプ電流の傾きが略一定に制御される複数の周波数を切り替えて制御することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜8のいずれかにおいて、出力電圧を調整することができる直流電源を備え、ランプが始動し高周波電流が流れる期間に、直流電源の出力電圧を切り替えることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜9のいずれかにおいて、高圧放電ランプは短アークの高圧放電ランプであることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置と、リフレクタを備えた高圧放電ランプと、高圧放電ランプの光を利用して画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段からの光を集光してスクリーンに投射する光学系と、これらを収納するケースとを備えたことを特徴とする画像表示装置。
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