JP2006286451A - Discharge lamp lighting circuit, and discharge lamp lighting device, and light source device - Google Patents

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JP2006286451A JP2005105967A JP2005105967A JP2006286451A JP 2006286451 A JP2006286451 A JP 2006286451A JP 2005105967 A JP2005105967 A JP 2005105967A JP 2005105967 A JP2005105967 A JP 2005105967A JP 2006286451 A JP2006286451 A JP 2006286451A
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昌士 岡本
Izumi Takatani
泉 高谷
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Ushio Denki KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting circuit wherein the potential of an auxiliary electrode (Et) during lighting of the lamp can be held at an intermediate potential between the potentials of both electrodes for main discharge without increasing excessive wiring, when the discharge lamp in which the auxiliary electrode other than the electrodes for main discharge is provided so as not to bring it into contact with a discharge space is lighted by ac, and the following problem is avoided: deviation is caused between both electrodes in the growth of the protrusions of the electrodes for main discharge. <P>SOLUTION: A trigger circuit for supplying a pulse current to the primary winding of a high voltage transformer having an autotransformer structure to impress a high voltage on the auxiliary electrode, a switch circuit for trigger feeding to feed the trigger circuit or to stop feeding, and a voltage dividing circuit for generating an intermediate voltage between voltages impressed on the electrodes for main discharge by dividing the voltage of the feeding circuit are provided, and the voltage dividing circuit is connected with the high voltage transformer. The switch circuit for trigger feeding feeds the trigger circuit when starting the discharge lamp, and stops feeding the trigger circuit after starting the discharge lamp. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高圧水銀ランプを点灯するための放電ランプ点灯回路、および該放電ランプ点灯回路を用いて構成した放電ランプ点灯装置、さらに該放電ランプ点灯装置を用いて構成した光源装置に関する。   The present invention relates to a discharge lamp lighting circuit for lighting a high-pressure mercury lamp, a discharge lamp lighting device configured using the discharge lamp lighting circuit, and a light source device configured using the discharge lamp lighting device.

例えば、液晶プロジェクタやDLP(TM)プロジェクタのような画像表示用などの光学装置のための光源装置においては、高輝度放電ランプ(HIDランプ)が使用される。
この種の光学装置のための光源装置に対しては、ランプの長寿命化とともに、放電ランプ点灯装置の小型化が求められる。
For example, a high-intensity discharge lamp (HID lamp) is used in a light source device for an optical device for image display such as a liquid crystal projector or a DLP (TM) projector.
A light source device for this type of optical device is required to have a longer lamp life and a smaller discharge lamp lighting device.

この種のランプを点灯する場合、ランプに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧を印加した状態で、高電圧を印加して放電空間内に絶縁破壊を発生させ、グロー放電を経てアーク放電に移行させる。
ランプに高電圧を印加する方法として、イグナイタを用いて主たる放電のための電極に高電圧を重畳する方法、すなわち直列トリガ方式の他に、主たる放電のための電極以外の補助電極を放電空間に接しないように設け、前記補助電極に高電圧を印加する方法、すなわち外部トリガ方式がある。
外部トリガ方式には、例えば特開2002−270386号、あるいは特開2003−017283号に記載のように、直列トリガ方式にない種々の利点があり、特に高電圧トランスを含む高電圧発生部を給電回路部から分離し、放電ランプ(Ld)の近傍に設置する場合に、その利点を最大限に享受できる。ここ言う利点とは、放電ランプ点灯装置の小型軽量化、低ノイズ化、安全性の向上、低コスト化等に有利な点である。
When this type of lamp is lit, a high voltage is applied in a state where a voltage called a no-load open circuit voltage is applied to the lamp to cause a dielectric breakdown in the discharge space, and a glow discharge is caused to shift to an arc discharge.
As a method of applying a high voltage to the lamp, a method of superimposing a high voltage on an electrode for main discharge using an igniter, that is, in addition to the series trigger method, an auxiliary electrode other than the electrode for main discharge is provided in the discharge space. There is a method of applying a high voltage to the auxiliary electrode, that is, an external trigger method.
The external trigger system has various advantages over the serial trigger system as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-270386 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-017283, and particularly feeds a high voltage generation unit including a high voltage transformer. When separated from the circuit unit and installed in the vicinity of the discharge lamp (Ld), the advantages can be enjoyed to the maximum. The advantage mentioned here is advantageous in reducing the size and weight of the discharge lamp lighting device, reducing noise, improving safety, and reducing costs.

ところが、特開2004−039544号に記載のように、石英ガラスからなる封体で囲まれた放電空間(Ls)に、希ガスと1立方ミリメートルあたり0.15mg以上の水銀と1立方ミリメートルあたり10のマイナス6乗からマイナス2乗マイクロモルのハロゲンが封入され、前記放電空間内に一対の主たる放電のための電極(E1,E2)が2mm以下の電極間距離で対向配置される放電ランプを交流点灯する場合には、ランプ封体の外表面上または近傍に配設された導体が、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持されなければ、主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題が起こる場合があることが指摘されている。
このため、前記した特開2004−039544号においては、外部トリガ方式の場合は、図6に示すように、前記補助電極(Et)に高電圧を印加するための高電圧トランス(Tz’)の2次側巻線(Hz’)の一端を放電ランプ(Ld)と並列に接続した2つのコンデンサ(Cm1,Cm2)の中間に接続して、ランプ点灯中における前記補助電極(Et)の電位を、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持することにより、前記した主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題を回避する技術が記載されている。
However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-039544, in a discharge space (Ls) surrounded by an envelope made of quartz glass, noble gas, 0.15 mg or more of mercury per cubic millimeter and 10 per cubic millimeter are used. A discharge lamp in which halogen of minus 6 square to minus square micromol is encapsulated and a pair of main discharge electrodes (E1, E2) are arranged opposite to each other with a distance of 2 mm or less in the discharge space is AC. In the case of lighting, if the conductor disposed on or near the outer surface of the lamp envelope is not maintained at a potential intermediate between the potentials of the electrodes for both main discharges, the main discharge for the main discharge It has been pointed out that there may be a problem that deviation occurs in both electrodes in the growth of the protrusions of the electrodes.
For this reason, in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-039544, in the case of the external trigger method, as shown in FIG. 6, a high voltage transformer (Tz ′) for applying a high voltage to the auxiliary electrode (Et) is used. One end of the secondary winding (Hz ′) is connected to the middle of two capacitors (Cm1, Cm2) connected in parallel with the discharge lamp (Ld), and the potential of the auxiliary electrode (Et) during lamp lighting is Describes a technique for avoiding the problem of bias in both electrodes in the growth of the protruding portion of the electrode for the main discharge by maintaining the potential at an intermediate potential between the electrodes of the two electrodes for the main discharge. Has been.

しかしながら、前記図6に記載の技術を、前記した高電圧トランスを含む高電圧発生部を給電回路部から分離し、放電ランプ(Ld)の近傍に設置するものとして、実際の製品として応用する場合には実現・実装上の問題がある。
図7は、前記図6に記載の技術を実際の製品として応用する場合の構成の一例を示したものである。なお、この図に記載されている給電回路(Ux)、インバータ(Ui)や、抵抗(Rz)、コンデンサ(Cz)、スイッチ素子(Qz)からなる部分のはたらきは、後述する図3に記載のものと基本的に同様である。
However, when the technique shown in FIG. 6 is applied as an actual product as a high voltage generation unit including the high voltage transformer described above is separated from the power supply circuit unit and installed near the discharge lamp (Ld). Has problems in implementation and implementation.
FIG. 7 shows an example of a configuration when the technique shown in FIG. 6 is applied as an actual product. The function of the power feeding circuit (Ux), inverter (Ui), resistor (Rz), capacitor (Cz), and switch element (Qz) described in this figure is described in FIG. Basically the same as the thing.

この図から明らかなように、前記高電圧トランス(Tz’)の前記2次側巻線(Hz’)の一端を前記コンデンサ(Cm1,Cm2)の中間に接続するために、放電ランプ点灯回路(Ub’)のコネクタ(CN1’)において余分な端子(Tz3’)、およびこれと前記2次側巻線(Hz’)の一端とを接続するための余分なケーブルの配線が必要になる。
前記した画像表示用光学装置においては、小型軽量化、低コスト化の観点から、普通、放電ランプ点灯装置は商用電源ラインと非絶縁の回路として構成される。
したがって、前記端子(Tz3’)およびこれへの配線は危険電圧部としての商用電源ラインに対する1次回路となるため、ケーブルには所定の絶縁耐力を有する厚さの被覆が必要であり、また前記コネクタ(CN1’)のコンタクトには所定の引っ張り耐力を有する機械的強度が必要となる。そのため、1次回路の配線ケーブルの追加は、1本と言えども光学装置に求められる小型化や低コスト化の要請に応えるためには大きな障害となる。
As is apparent from this figure, in order to connect one end of the secondary winding (Hz ′) of the high voltage transformer (Tz ′) to the middle of the capacitors (Cm1, Cm2), a discharge lamp lighting circuit ( In the connector (CN1 ′) of Ub ′), an extra terminal (Tz3 ′) and extra cable wiring for connecting this to one end of the secondary winding (Hz ′) are required.
In the image display optical device described above, the discharge lamp lighting device is normally configured as a circuit that is not insulated from the commercial power supply line, from the viewpoint of reduction in size and weight and cost.
Therefore, since the terminal (Tz3 ′) and the wiring to the terminal become a primary circuit for the commercial power supply line as a dangerous voltage portion, the cable needs to be coated with a thickness having a predetermined dielectric strength. The contact of the connector (CN1 ′) requires a mechanical strength having a predetermined tensile strength. For this reason, the addition of a primary circuit wiring cable is a major obstacle to meet the demands for miniaturization and cost reduction required for optical devices, even if only one is required.

前記コンデンサ(Cm1,Cm2)については、これを前記放電ランプ点灯回路(Ub’)ではなく前記高電圧トランス(Tz’)の近傍に設置することにより、前記端子(Tz3’)およびこれへの配線を不要とする構成も考えられる。しかしこの場合は、放電ランプ(Ld)の近傍に設置すべきものが前記高電圧トランス(Tz’)単体のみであったものに対し、前記コンデンサ(Cm1,Cm2)を必要とされる信頼性を伴って追加しなければならなくなるため、前記した特開2003−017283号に記載の、コネクタが前記高電圧トランス(Tz’)を保持する技術を用いたとしても、例えばプリント基板が必要になるなど、光学装置に求められる小型化や低コスト化の要請に応えるためには大きな障害となる。
さらに、ランプの近傍に設置した部品は、ランプの輻射熱によって過熱される環境に設置せざるを得ないが、安全規格上は、トランスではE種の120℃の耐熱性を有するものが簡単に入手できるのに対し、例えばセラミックコンデンサでは85℃のものが一般的であり、それより高い耐熱性を有するものの入手は簡単ではないという大きな問題がある。
特開2002−270386号 特開2003−017283号 特開2004−039544号
About the said capacitor | condenser (Cm1, Cm2), this is installed not in the said discharge lamp lighting circuit (Ub ') but in the vicinity of the said high voltage transformer (Tz'), The said terminal (Tz3 ') and wiring to this A configuration that eliminates the need for this is also conceivable. In this case, however, only the high-voltage transformer (Tz ′) is to be installed in the vicinity of the discharge lamp (Ld), but with the reliability required for the capacitors (Cm1, Cm2). Therefore, even if the connector uses the technology for holding the high voltage transformer (Tz ′) described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-017283, for example, a printed circuit board is required, This is a major obstacle to meet the demand for miniaturization and cost reduction required for optical devices.
In addition, components installed near the lamp must be installed in an environment that is overheated by the radiant heat of the lamp. However, in terms of safety standards, a transformer with type E heat resistance of 120 ° C is easily available. On the other hand, for example, a ceramic capacitor having a temperature of 85 ° C. is generally used, and there is a big problem that it is not easy to obtain a capacitor having higher heat resistance.
JP 2002-270386 JP 2003-017283 A JP2004039954A

本発明が解決しようとする課題は、主たる放電のための電極以外の補助電極(Et)を、放電空間に接しないように設けた放電ランプを交流点灯する際に、余分な配線を増やすことなく、ランプ点灯中における前記補助電極(Et)の電位を、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持することができ、主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題を回避した放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is that, when a discharge lamp provided with an auxiliary electrode (Et) other than an electrode for main discharge so as not to be in contact with the discharge space is AC-lit, an extra wiring is not increased. The potential of the auxiliary electrode (Et) during lamp operation can be maintained at a potential intermediate between the potentials of the two electrodes for main discharge, and in the growth of the protrusions of the electrode for main discharge An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting circuit, a discharge lamp lighting device, and a light source device that avoid the problem of occurrence of bias in both electrodes.

本発明の請求項1の放電ランプ点灯回路は、放電空間(Ls)に、希ガスと1立方ミリメートルあたり0.15mg以上の水銀と1立方ミリメートルあたり10のマイナス6乗からマイナス2乗マイクロモルのハロゲンが封入され、前記放電空間内に一対の主たる放電のための電極(E1,E2)が対向配置されると共に、主たる放電のための前記電極(E1,E2)以外の補助電極(Et)を前記放電空間に接しないように設けた放電ランプ(Ld)を点灯するための放電ランプ点灯回路(Ub)であって、前記放電ランプ(Ld)に給電する給電回路(Ux)と、前記給電回路(Ux)の後段に設置され、前記放電ランプ(Ld)に印加する電圧を極性反転させるインバータ(Ui)と、前記補助電極(Et)に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランス(Tz)の1次側巻線(Pz)にパルス電流を供給するトリガ回路(Uz)と、前記トリガ回路(Uz)に給電または給電停止するトリガ給電スイッチ回路(Uy)と、前記給電回路(Ux)の電圧を分圧して主たる放電のための前記電極(E1)と前記電極(E2)に印加される電圧との中間の電圧を生成する分圧回路(Uv)と、前記インバータ(Ui)と主たる放電のための前記電極(E1,E2)を接続するための端子(Te1,Te2)と、前記トリガ回路(Uz)および前記分圧回路(Uv)と前記高電圧トランス(Tz)とを接続するための端子(Tz1,Tz2)とを有し、前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)は、前記放電ランプ(Ld)の始動時においては前記トリガ回路(Uz)に給電し、前記放電ランプ(Ld)の始動後においては前記トリガ回路(Uz)に給電停止することを特徴とするものである。   The discharge lamp lighting circuit according to the first aspect of the present invention includes, in the discharge space (Ls), noble gas, 0.15 mg or more of mercury per cubic millimeter and 10 minus 6 to minus square micromoles per cubic millimeter. Halogen is enclosed, and a pair of main discharge electrodes (E1, E2) are disposed oppositely in the discharge space, and auxiliary electrodes (Et) other than the main discharge electrodes (E1, E2) are provided. A discharge lamp lighting circuit (Ub) for lighting a discharge lamp (Ld) provided so as not to contact the discharge space, a power feeding circuit (Ux) for feeding power to the discharge lamp (Ld), and the power feeding circuit An inverter (Ui) that is installed in a subsequent stage of (Ux) and reverses the polarity of the voltage applied to the discharge lamp (Ld), and an inverter for applying a high voltage to the auxiliary electrode (Et). A trigger circuit (Uz) for supplying a pulse current to the primary winding (Pz) of the high-voltage transformer (Tz) having a gate transformer structure, and a trigger power supply switch circuit (Uy) for supplying power to the trigger circuit (Uz) or stopping power supply ) And a voltage dividing circuit (Uv) for dividing the voltage of the power feeding circuit (Ux) to generate an intermediate voltage between the electrode (E1) and the voltage applied to the electrode (E2) for main discharge A terminal (Te1, Te2) for connecting the inverter (Ui) and the electrodes (E1, E2) for main discharge, the trigger circuit (Uz), the voltage dividing circuit (Uv), and the high voltage The trigger power supply switch circuit (Uy) has a terminal (Tz1, Tz2) for connecting to a voltage transformer (Tz), and the trigger power supply switch circuit (Uy) is configured to operate the trigger circuit (U ) The powers, after starting of the discharge lamp (Ld) is characterized in that the feed stop the trigger circuit (Uz).

本発明の請求項2の放電ランプ点灯装置は、請求項1に記載の放電ランプ点灯回路(Ub)と、前記高電圧トランス(Tz)とをケーブルによって接続してなることを特徴とするものである。   A discharge lamp lighting device according to claim 2 of the present invention is characterized in that the discharge lamp lighting circuit (Ub) according to claim 1 and the high-voltage transformer (Tz) are connected by a cable. is there.

本発明の請求項3の光源装置は、請求項2に記載の放電ランプ点灯装置(Up)と、前記放電ランプ(Ld)とを接続してなることを特徴とするものである。   A light source device according to claim 3 of the present invention is characterized in that the discharge lamp lighting device (Up) according to claim 2 is connected to the discharge lamp (Ld).

本発明の請求項4の光源装置は、請求項3の発明において、前記高電圧トランス(Tz)と前記放電ランプ(Ld)とが一体のユニット(UL)として構成されることを特徴とするものである。   The light source device of claim 4 of the present invention is characterized in that, in the invention of claim 3, the high voltage transformer (Tz) and the discharge lamp (Ld) are configured as an integral unit (UL). It is.

本発明になる放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置は、余分な配線を増やすことなく、ランプ点灯中における前記補助電極(Et)の電位を、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持することができ、主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題を回避することができる。   The discharge lamp lighting circuit, the discharge lamp lighting device, and the light source device according to the present invention are configured such that the potential of the auxiliary electrode (Et) during lamp lighting is changed between the electrodes of both electrodes for main discharge without increasing extra wiring. The potential can be maintained at an intermediate potential, and the problem of unevenness in both electrodes in the growth of the protruding portion of the electrode for main discharge can be avoided.

先ず、本発明の放電ランプ点灯回路の一つの形態を簡略化して示すブロック図である図1を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。降圧チョッパ回路などから構成される給電回路(Ux)は、放電ランプ(Ld)の状態あるいは点灯シーケンスに応じて、適合する電圧・電流を出力する。フルブリッジ回路などから構成されるインバータ(Ui)は、前記給電回路(Ux)の出力電圧を、例えば周期的に反転した交流電圧に変換して出力し、端子(Te1,Te2)を介して接続された、前記放電ランプ(Ld)の一対の主たる放電のための電極(E1,E2)に印加される。   First, the form for implementing this invention is demonstrated using FIG. 1 which is a block diagram which simplifies and shows one form of the discharge lamp lighting circuit of this invention. The power supply circuit (Ux) configured by a step-down chopper circuit or the like outputs a suitable voltage / current according to the state of the discharge lamp (Ld) or the lighting sequence. An inverter (Ui) composed of a full bridge circuit or the like converts the output voltage of the power feeding circuit (Ux) into, for example, a periodically inverted AC voltage and outputs it, and is connected via terminals (Te1, Te2). Applied to the pair of main discharge electrodes (E1, E2) of the discharge lamp (Ld).

高電圧トランス(Tz)は、1次側巻線(Pz)と2次側巻線(Hz)とが、前記高電圧トランス(Tz)の内部または外部で接続された、いわゆるオートトランス構造を有し、1次側巻線に対する2次側巻線の巻数比、および前記1次側巻線に印加される電圧に応じて昇圧された高電圧を前記2次側巻線(Hz)に発生し、前記2次側巻線(Hz)の一方の端子に接続される前記放電ランプ(Ld)の補助電極(Et)に印加することができるように構成される。   The high voltage transformer (Tz) has a so-called auto-transformer structure in which a primary winding (Pz) and a secondary winding (Hz) are connected inside or outside the high voltage transformer (Tz). And a high voltage boosted according to the turns ratio of the secondary winding to the primary winding and the voltage applied to the primary winding is generated in the secondary winding (Hz). , And can be applied to the auxiliary electrode (Et) of the discharge lamp (Ld) connected to one terminal of the secondary winding (Hz).

トリガ回路(Uz)は端子(Tz1,Tz2)を介して前記高電圧トランス(Tz)の前記1次側巻線(Pz)に接続されることにより、トリガ給電スイッチ回路(Uy)が前記トリガ回路(Uz)に給電しているときは、前記トリガ回路(Uz)は、前記1次側巻線(Pz)に電圧を印加してパルス電流を流すことができ、逆に、前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)が前記トリガ回路(Uz)への給電を停止しているときは、前記トリガ回路(Uz)は、前記1次側巻線(Pz)にパルス電流を流す動作を行わない。   The trigger circuit (Uz) is connected to the primary winding (Pz) of the high voltage transformer (Tz) via terminals (Tz1, Tz2), so that the trigger power supply switch circuit (Uy) is connected to the trigger circuit. When the power is fed to (Uz), the trigger circuit (Uz) can apply a voltage to the primary winding (Pz) to flow a pulse current, and conversely, the trigger feed switch circuit When (Uy) stops supplying power to the trigger circuit (Uz), the trigger circuit (Uz) does not perform an operation of flowing a pulse current through the primary winding (Pz).

ところで、図1においては、一例として破線で示すように、前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)は、前記トリガ回路(Uz)が前記給電回路(Ux)の出力である端子(T11)と端子(T12)とに接続されて給電を受けたり、接続解除されて給電停止したりするように構成される場合を記載しているが、前記トリガ回路(Uz)に対する給電元については、前記給電回路(Ux)の出力に限る必要は無い。例えば、後述する前記給電回路(Ux)の前段のDC電源(Mx)から給電を受けるようにしてもよい。   By the way, in FIG. 1, as shown by a broken line as an example, the trigger power supply switch circuit (Uy) includes a terminal (T11) and a terminal (T12) in which the trigger circuit (Uz) is an output of the power supply circuit (Ux). ) To receive power supply, or to be disconnected to stop power supply. However, the power supply source for the trigger circuit (Uz) is described with reference to the power supply circuit (Ux). ) Output is not necessary. For example, power may be received from a DC power supply (Mx) in the previous stage of the power supply circuit (Ux) described later.

分圧回路(Uv)は、前記給電回路(Ux)の電圧を分圧素子、例えば分圧抵抗によって分圧して主たる放電のための前記電極(E1)と前記電極(E2)に印加される電圧との中間の電圧を、前記端子(Tz2)に生成する。
前記したように、前記端子(Tz2)は前記高電圧トランス(Tz)の前記1次側巻線(Pz)に接続され、前記したように、前記高電圧トランス(Tz)は前記1次側巻線(Pz)と前記2次側巻線(Hz)とが接続されたものであり、定常点灯状態では、前記高電圧トランス(Tz)は動作しないため前記2次側巻線(Hz)が、したがってこれに接続される前記放電ランプ(Ld)の補助電極(Et)が、主たる放電のための前記電極(E1)と前記電極(E2)に印加される電圧との中間の電圧に保持される。
The voltage dividing circuit (Uv) is a voltage applied to the electrodes (E1) and (E2) for main discharge by dividing the voltage of the power feeding circuit (Ux) by a voltage dividing element, for example, a voltage dividing resistor. Is generated at the terminal (Tz2).
As described above, the terminal (Tz2) is connected to the primary winding (Pz) of the high voltage transformer (Tz), and as described above, the high voltage transformer (Tz) is connected to the primary winding. The line (Pz) and the secondary winding (Hz) are connected. In the steady lighting state, the high voltage transformer (Tz) does not operate, so the secondary winding (Hz) Therefore, the auxiliary electrode (Et) of the discharge lamp (Ld) connected thereto is held at a voltage intermediate between the voltage (E1) for main discharge and the voltage applied to the electrode (E2). .

なお、図1の場合のように、回路の構成によっては、前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)が前記分圧回路(Uv)の一方の分圧抵抗に並列接続されていることにより、始動時において前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)が前記トリガ回路(Uz)に給電しているときは、前記端子(Tz2)の電圧が主たる放電のための前記電極(E1)と前記電極(E2)に印加される電圧との中間の電圧となる条件が満たされないが、この条件は、定常点灯時おいて概ね満たされておれば十分である。   As shown in FIG. 1, depending on the circuit configuration, the trigger power supply switch circuit (Uy) is connected in parallel to one voltage dividing resistor of the voltage dividing circuit (Uv). When the trigger power supply switch circuit (Uy) is supplying power to the trigger circuit (Uz), the voltage of the terminal (Tz2) is applied to the electrode (E1) and the electrode (E2) for main discharge. However, it is sufficient that this condition is generally satisfied during steady lighting.

また、図1では、前記高電圧トランス(Tz)の前記1次側巻線(Pz)と前記2次側巻線(Hz)とが接続されたノードが前記端子(Tz2)に接続されているが、これを、前記端子(Tz1)に接続するようにしても構わない。どちらの構造とするかは、前記高電圧トランス(Tz)の作動時の前記補助電極(Et)に印加される高電圧パルスの波形や極性を見て有利な方を選択すればよい。通常は、前記補助電極(Et)に印加される高電圧パルスの電圧波形のピーク値の絶対値が大きくなるものを選択することが有利である。   Further, in FIG. 1, a node to which the primary winding (Pz) and the secondary winding (Hz) of the high voltage transformer (Tz) are connected is connected to the terminal (Tz2). However, this may be connected to the terminal (Tz1). Which structure is to be used may be selected based on the waveform and polarity of the high voltage pulse applied to the auxiliary electrode (Et) when the high voltage transformer (Tz) is operated. Usually, it is advantageous to select one that increases the absolute value of the peak value of the voltage waveform of the high voltage pulse applied to the auxiliary electrode (Et).

以上のように構成された放電ランプ点灯回路(Ub)は、高電圧トランスとの接続に際して、その2次側巻線の一端を主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持するだけのために高電圧トランスと放電ランプ点灯回路との間に余分な配線を設けることが不要であるため、高電圧トランス(Tz)と放電ランプ点灯回路(Ub)と分離し、ケーブルで接続することによって放電ランプ点灯装置(Up)を構成することに好適である。このように構成することにより、前記したように、放電ランプ点灯装置の小型軽量化、低ノイズ化、安全性の向上、低コスト化等に有利な利点を享受できる。   In the discharge lamp lighting circuit (Ub) configured as described above, one end of the secondary winding is held at a potential intermediate between the potentials of both electrodes for main discharge when connected to the high voltage transformer. For this reason, it is not necessary to provide extra wiring between the high voltage transformer and the discharge lamp lighting circuit, so the high voltage transformer (Tz) and the discharge lamp lighting circuit (Ub) are separated and connected by a cable. This is suitable for constituting a discharge lamp lighting device (Up). With this configuration, as described above, it is possible to enjoy advantages that are advantageous for reducing the size and weight of the discharge lamp lighting device, reducing noise, improving safety, reducing costs, and the like.

また、以上のように構成された放電ランプ点灯回路(Ub)を用いて構成された放電ランプ点灯装置(Up)には、前記したコンデンサ(Cm1,Cm2)のような耐熱性の高いものの入手が困難な部品を、前記高電圧トランス(Tz)とともに組合わせる必要がないため、前記高電圧トランス(Tz)は、輻射熱によって過熱され易い放電ランプの近傍の場所に設置することができる。したがって、光源装置を構成する際は、前記高電圧トランス(Tz)と前記放電ランプ(Ld)とを一体のユニット(UL)として構成することができる。   In addition, in the discharge lamp lighting device (Up) configured using the discharge lamp lighting circuit (Ub) configured as described above, a highly heat-resistant one such as the capacitors (Cm1, Cm2) is available. Since it is not necessary to combine difficult parts with the high voltage transformer (Tz), the high voltage transformer (Tz) can be installed in the vicinity of the discharge lamp that is easily overheated by radiant heat. Therefore, when configuring the light source device, the high voltage transformer (Tz) and the discharge lamp (Ld) can be configured as an integrated unit (UL).

次に、発明を実施するための形態について、より具体的な構成を示した実施例図面を用いて説明する。
図2は、図1や後述する実施例に記載の前記給電回路(Ux)であって、降圧チョッパ回路から構成されるものの簡略化された一例を示すものである。降圧チョッパ回路を基本とした給電回路(Ux)は、PFC等のDC電源(Mx)より電圧の供給を受けて動作し、放電ランプ(Ld)への給電量調整を行う。前記給電回路(Ux)においては、FET等のスイッチ素子(Qx)によって前記DC電源(Mx)よりの電流をオン・オフし、チョークコイル(Lx)を介して平滑コンデンサ(Cx)に充電が行われ、この電圧が放電ランプ(Ld)に印加され、放電ランプ(Ld)に電流を流すことができるように構成されている。
Next, a mode for carrying out the invention will be described with reference to an example drawing showing a more specific configuration.
FIG. 2 shows a simplified example of the power supply circuit (Ux) described in FIG. 1 or an embodiment described later, which is composed of a step-down chopper circuit. A power supply circuit (Ux) based on a step-down chopper circuit operates by receiving a voltage supplied from a DC power source (Mx) such as a PFC, and adjusts the amount of power supplied to the discharge lamp (Ld). In the power supply circuit (Ux), the current from the DC power source (Mx) is turned on / off by a switching element (Qx) such as an FET, and the smoothing capacitor (Cx) is charged via the choke coil (Lx). This voltage is applied to the discharge lamp (Ld) so that a current can flow through the discharge lamp (Ld).

なお、前記スイッチ素子(Qx)がオン状態の期間は、スイッチ素子(Qx)を通じた電流により、直接的に平滑コンデンサ(Cx)への充電と負荷である放電ランプ(Ld)への電流供給が行われるとともに、チョークコイル(Lx)に磁束の形でエネルギーを蓄え、前記スイッチ素子(Qx)がオフ状態の期間は、チョークコイル(Lx)に磁束の形で蓄えられたエネルギーによって、フライホイールダイオード(Dx)を介して平滑コンデンサ(Cx)への充電と放電ランプ(Ld)への電流供給が行われる。   During the period when the switch element (Qx) is in the ON state, the current through the switch element (Qx) directly charges the smoothing capacitor (Cx) and supplies the current to the discharge lamp (Ld) as a load. In addition, energy is stored in the form of magnetic flux in the choke coil (Lx), and the flywheel diode is generated by the energy stored in the form of magnetic flux in the choke coil (Lx) while the switch element (Qx) is in the OFF state. Charging to the smoothing capacitor (Cx) and current supply to the discharge lamp (Ld) are performed via (Dx).

前記降圧チョッパ型の給電回路(Ux)においては、前記スイッチ素子(Qx)の動作周期に対する、前記スイッチ素子(Qx)がオン状態の期間の比、すなわちデューティサイクル比により、前記放電ランプへの給電量を調整することができる。ここでは、あるデューティサイクル比を有するゲート駆動信号(Sg)が給電制御回路(Fx)によって生成され、ゲート駆動回路(Gx)を介して、前記スイッチ素子(Qx)のゲート端子を制御することにより、前記したDC電源(Mx)よりの電流のオン・オフが制御される。   In the step-down chopper type power supply circuit (Ux), power is supplied to the discharge lamp according to a ratio of a period during which the switch element (Qx) is in an on state, that is, a duty cycle ratio, to an operation cycle of the switch element (Qx). The amount can be adjusted. Here, a gate drive signal (Sg) having a certain duty cycle ratio is generated by the power supply control circuit (Fx), and the gate terminal of the switch element (Qx) is controlled via the gate drive circuit (Gx). The on / off of the current from the DC power source (Mx) is controlled.

前記放電ランプ(Ld)の電極(E1,E2)間を流れるランプ電流と、電極(E1,E2)間に発生するランプ電圧とは、ランプ電流検出手段(Ix)と、ランプ電圧検出手段(Vx)とによって、検出できるように構成される。なお、前記ランプ電流検出手段(Ix)については、シャント抵抗を用いて、また前記ランプ電圧検出手段(Vx)については、分圧抵抗を用いて簡単に実現することができる。   The lamp current flowing between the electrodes (E1, E2) of the discharge lamp (Ld) and the lamp voltage generated between the electrodes (E1, E2) are the lamp current detection means (Ix) and the lamp voltage detection means (Vx ) And can be detected. The lamp current detecting means (Ix) can be easily realized by using a shunt resistor, and the lamp voltage detecting means (Vx) can be easily realized by using a voltage dividing resistor.

前記ランプ電流検出手段(Ix)よりのランプ電流検出信号(Si)、および前記ランプ電圧検出手段(Vx)よりのランプ電圧検出信号(Sv)は、前記給電制御回路(Fx)に入力される。前記給電制御回路(Fx)は、ランプ始動時は、無負荷開放電圧と呼ばれる、典型的には300V程度の電圧を出力し、ランプの始動直後は、前記放電ランプ(Ld)の電圧が低く、定格電力を供給できないため、初期制限電流と呼ばれる一定電流を出力し、温度上昇とともに前記放電ランプ(Ld)の電圧が上昇して定格電力を供給できるようになって以降、および定常状態では、前記放電ランプ(Ld)の電圧に依存して、前記放電ランプ(Ld)で消費される電力が定格電力となるような値の電流を出力するよう、前記ゲート駆動信号(Sg)をフィードバック的に生成する。   The lamp current detection signal (Si) from the lamp current detection means (Ix) and the lamp voltage detection signal (Sv) from the lamp voltage detection means (Vx) are input to the power supply control circuit (Fx). The power supply control circuit (Fx) outputs a voltage of about 300 V, which is typically called a no-load open voltage at the time of starting the lamp, and the voltage of the discharge lamp (Ld) is low immediately after starting the lamp. Since the rated power cannot be supplied, a constant current called an initial limiting current is output, and the voltage of the discharge lamp (Ld) increases as the temperature rises so that the rated power can be supplied. Depending on the voltage of the discharge lamp (Ld), the gate drive signal (Sg) is generated in a feedback manner so as to output a current having a value such that the power consumed by the discharge lamp (Ld) becomes the rated power. To do.

図3は、前記図1に記載のブロック図を具体化した、本発明の放電ランプ点灯回路の一つの形態を簡略化して示す図である。
インバータ(Ui)は、FET等のスイッチ素子(Q1,Q2,Q3,Q4)を用いたフルブリッジ回路により構成してある。それぞれのスイッチ素子(Q1,Q2,Q3,Q4)は、それぞれのゲート駆動回路(G1,G2,G3,G4)により駆動され、前記ゲート駆動回路(G1,G2,G3,G4)は、対角要素のスイッチ素子(Q1,Q3)とスイッチ素子(Q2,Q4)が同時に導通するよう、インバータ制御回路(Uf)により生成されるインバータ制御信号(Sf1,Sf2)により制御される。
FIG. 3 is a diagram showing, in a simplified manner, one embodiment of a discharge lamp lighting circuit according to the present invention, which embodies the block diagram shown in FIG.
The inverter (Ui) is configured by a full bridge circuit using switching elements (Q1, Q2, Q3, Q4) such as FETs. Each switch element (Q1, Q2, Q3, Q4) is driven by a respective gate drive circuit (G1, G2, G3, G4), and the gate drive circuits (G1, G2, G3, G4) are diagonal. Control is performed by inverter control signals (Sf1, Sf2) generated by the inverter control circuit (Uf) so that the switch elements (Q1, Q3) and the switch elements (Q2, Q4) of the elements are turned on simultaneously.

ランプ始動時において、トリガ給電スイッチ回路(Uy)を構成するFETやバイポーラトランジスタ等のスイッチ素子(Qy)が導通状態にされると、トリガ回路(Uz)のなかの抵抗(Rz)および高電圧トランス(Tz)の1次側巻線(Pz)、前記スイッチ素子(Qy)を介して、比較的ゆっくりとコンデンサ(Cz)が充電される。したがって、前記コンデンサ(Cz)の充電電圧は、概ねそのままサイダック等を用いたスイッチ素子(Qz)に印加される。前記コンデンサ(Cz)の充電が進んで、前記スイッチ素子(Qz)に印加される電圧が前記スイッチ素子(Qz)に固有のスレショルド電圧に達すると、前記スイッチ素子(Qz)が急速に導通状態に移行する。そのため前記コンデンサ(Cz)は、前記スイッチ素子(Qz)および前記高電圧トランス(Tz)の前記1次側巻線(Pz)を介して急速に放電し、前記高電圧トランス(Tz)の前記1次側巻線(Pz)にパルス電流が流れる。   At the time of starting the lamp, when the switch element (Qy) such as FET or bipolar transistor constituting the trigger power supply switch circuit (Uy) is turned on, the resistance (Rz) and the high voltage transformer in the trigger circuit (Uz) The capacitor (Cz) is charged relatively slowly via the primary side winding (Pz) of (Tz) and the switch element (Qy). Therefore, the charging voltage of the capacitor (Cz) is generally applied to the switch element (Qz) using Sidac or the like as it is. When charging of the capacitor (Cz) proceeds and the voltage applied to the switch element (Qz) reaches a threshold voltage specific to the switch element (Qz), the switch element (Qz) rapidly enters a conductive state. Transition. Therefore, the capacitor (Cz) discharges rapidly through the switching element (Qz) and the primary winding (Pz) of the high voltage transformer (Tz), and the capacitor (Cz) A pulse current flows through the secondary winding (Pz).

この動作により、前記したように前記高電圧トランス(Tz)の2次側巻線(Hz)に高電圧が発生し、この高電圧は前記放電ランプ(Ld)の補助電極(Et)に印加される。ランプが始動し、主たる放電のための前記電極(E1,E2)で放電が開始すると、前記スイッチ素子(Qy)が非導通状態にされる。なお、前記電極(E1,E2)で放電が開始したことは、前記給電制御回路(Fx)は、前記ランプ電圧検出信号(Sv)の低下を検出することにより知ることができる。前記スイッチ素子(Qy)が導通・非導通の制御は、前記給電制御回路(Fx)よりのトリガ給電スイッチ制御信号(Sy)により、ゲート駆動回路(Gy)を介して行う。   By this operation, as described above, a high voltage is generated in the secondary winding (Hz) of the high voltage transformer (Tz), and this high voltage is applied to the auxiliary electrode (Et) of the discharge lamp (Ld). The When the lamp starts and discharge starts at the electrodes (E1, E2) for main discharge, the switch element (Qy) is turned off. In addition, it can know that the discharge started by the said electrodes (E1, E2) by the said electric power feeding control circuit (Fx) detecting the fall of the said lamp voltage detection signal (Sv). The switch element (Qy) is controlled to be conductive / non-conductive through a gate drive circuit (Gy) by a trigger power supply switch control signal (Sy) from the power supply control circuit (Fx).

分圧回路(Uv)は、分圧抵抗(Rx1,Rx2)により構成される。前記スイッチ素子(Qy)の導通状態では、前記分圧抵抗(Rx2)が短絡される形となるが、ランプの放電が開始すると、前記スイッチ素子(Qy)が非導通状態にされるため、この短絡も解除され、これ以降のランプ点灯中は、前記放電ランプ(Ld)の補助電極(Et)が、主たる放電のための前記電極(E1)と前記電極(E2)に印加される電圧との中間の電圧に保持される。   The voltage dividing circuit (Uv) includes voltage dividing resistors (Rx1, Rx2). In the conductive state of the switch element (Qy), the voltage dividing resistor (Rx2) is short-circuited. However, when the discharge of the lamp is started, the switch element (Qy) is turned off. The short circuit is also released, and during the subsequent lamp operation, the auxiliary electrode (Et) of the discharge lamp (Ld) is connected to the voltage applied to the electrode (E1) and the electrode (E2) for main discharge. Held at an intermediate voltage.

なお、ここでは、前記分圧回路(Uv)の分圧素子として前記分圧抵抗(Rx1,Rx2)を用いるものについて記載したが、分圧素子に流れる電流を積極的には利用しないため、コンデンサなどの実質的に定常電流が流れない素子を用いることもできる。分圧素子として前記したように分圧抵抗(Rx1,Rx2)を用いる場合のその抵抗値に関しては、入手が容易で流れる電流を小さくできる数百キロオームから数メガオームに設定することが好適である。   Although the description has been made here on the case where the voltage dividing resistor (Rx1, Rx2) is used as the voltage dividing element of the voltage dividing circuit (Uv), the current flowing through the voltage dividing element is not actively used. For example, an element that does not substantially flow a steady current can be used. As described above, when the voltage dividing resistor (Rx1, Rx2) is used as the voltage dividing element, it is preferable to set the resistance value from several hundreds of kilohms to several megaohms because it is easily available and the flowing current can be reduced.

図4は、本発明の放電ランプ点灯回路の他の形態を簡略化して示す図である。この図の回路においては、トリガ給電スイッチ回路(Uy)は、ツェナダイオード(Dy)によって構成されている。この場合、前記ツェナダイオード(Dy)は受動素子であるため、図3のものの場合のような前記トリガ給電スイッチ制御信号(Sy)に相当する制御信号は不要である。   FIG. 4 is a simplified diagram showing another embodiment of the discharge lamp lighting circuit of the present invention. In the circuit of this figure, the trigger power supply switch circuit (Uy) is constituted by a Zener diode (Dy). In this case, since the Zener diode (Dy) is a passive element, a control signal corresponding to the trigger power supply switch control signal (Sy) as in the case of FIG. 3 is unnecessary.

分圧回路(Uv)の分圧抵抗(Rx1,Rx2)を同じ値にして電圧を半分に分圧するとして、いま、例えば定常点灯時のランプ電圧上限値VLmaxを150Vとすれば、前記ツェナダイオード(Dy)のツェナ電圧Vznrは、ランプ電圧上限値VLmaxの半分より若干高い電圧、例えば80Vに設定すればよい。
また、始動時に給電回路(Ux)が生成する無負荷開放電圧VLopnを、例えば300Vとすると、前記分圧回路(Uv)の出力電圧、すなわち分圧抵抗(Rx1,Rx2)による分圧電圧は150Vと計算され、前記ツェナダイオード(Dy)にはツェナ電圧の80Vよりも高いため、分圧抵抗(Rx1)を介して前記ツェナダイオード(Dy)にツェナ電流が流れ、前記ツェナダイオード(Dy)にはツェナ電圧の80Vが発生する。
したがって、トリガ回路(Uz)のなかのコンデンサ(Cz)には、最高で前記無負荷開放電圧VLopnとツェナ電圧Vznrとの差220Vが印加され、またサイダック等を用いたスイッチ素子(Qz)には、この電圧までしか印加できないため、前記スイッチ素子(Qz)のスレショルド電圧を、例えば200Vに設定すればよい。
Assuming that the voltage dividing resistors (Rx1, Rx2) of the voltage dividing circuit (Uv) are set to the same value and the voltage is divided in half, for example, if the lamp voltage upper limit value VLmax during steady lighting is set to 150 V, the Zener diode ( The Zener voltage Vznr of Dy) may be set to a voltage slightly higher than half of the lamp voltage upper limit value VLmax, for example, 80V.
Further, when the no-load open circuit voltage VLopn generated by the power supply circuit (Ux) at the time of start is 300 V, for example, the output voltage of the voltage dividing circuit (Uv), that is, the voltage divided by the voltage dividing resistors (Rx1, Rx2) is 150 V. Since the Zener diode (Dy) has a Zener voltage higher than 80V, a Zener current flows to the Zener diode (Dy) through the voltage dividing resistor (Rx1), and the Zener diode (Dy) A Zener voltage of 80V is generated.
Therefore, the capacitor 220 (Cz) in the trigger circuit (Uz) is applied with a maximum 220 V difference between the no-load open-circuit voltage VLopn and the Zener voltage Vznr, and the switch element (Qz) using Sidac or the like. Since only this voltage can be applied, the threshold voltage of the switch element (Qz) may be set to 200V, for example.

このように構成することにより、図4に記載の放電ランプ点灯回路は、始動時に際して前記給電回路(Ux)が無負荷開放電圧VLopnを生成することにより、非導通状態であった前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)に電流が流れることにより、前記トリガ回路(Uz)に給電が開始され、前記コンデンサ(Cz)への充電が開始される。
そして、前記コンデンサ(Cz)が前記スイッチ素子(Qz)のスレショルド電圧まで充電されると前記スイッチ素子(Qz)が導通状態に移行し、前記高電圧トランス(Tz)の前記1次側巻線(Pz)を介して急速に放電するため、前記高電圧トランス(Tz)の前記1次側巻線(Pz)にパルス電流が流れ、前記放電ランプ(Ld)の前記補助電極(Et)に高電圧が印加される。
By configuring in this way, the discharge lamp lighting circuit shown in FIG. 4 has the trigger power supply switch that has been in a non-conductive state when the power supply circuit (Ux) generates a no-load open voltage VLopn at the time of starting. When a current flows through the circuit (Uy), power supply to the trigger circuit (Uz) is started, and charging of the capacitor (Cz) is started.
When the capacitor (Cz) is charged up to the threshold voltage of the switch element (Qz), the switch element (Qz) shifts to a conductive state, and the primary side winding ( Pz) is rapidly discharged, so that a pulse current flows through the primary winding (Pz) of the high voltage transformer (Tz), and a high voltage is applied to the auxiliary electrode (Et) of the discharge lamp (Ld). Is applied.

これによりランプが始動し、主たる放電のための前記電極(E1,E2)で放電が開始すると、ランプ電圧、すなわち前記給電回路(Ux)の出力電圧がアーク放電の電圧、典型的な初期電圧は10V程度に急速に低下し、これ以降、ランプ電圧が前記ランプ電圧上限値VLmax以下である限り、前記分圧回路(Uv)の出力電圧が前記スイッチ素子(Qz)のスレショルド電圧に達することがないため、前記スイッチ素子(Qz)、すなわち前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)は非導通状態に保たれ、前記トリガ回路(Uz)が給電停止状態に維持される。   As a result, when the lamp is started and discharge starts at the electrodes (E1, E2) for main discharge, the lamp voltage, that is, the output voltage of the feeder circuit (Ux) is the arc discharge voltage, and the typical initial voltage is As long as the voltage drops rapidly to about 10 V and the lamp voltage is below the lamp voltage upper limit value VLmax, the output voltage of the voltage dividing circuit (Uv) never reaches the threshold voltage of the switch element (Qz). Therefore, the switch element (Qz), that is, the trigger power supply switch circuit (Uy) is maintained in a non-conductive state, and the trigger circuit (Uz) is maintained in a power supply stop state.

図3の放電ランプ点灯回路は、前記トリガ給電スイッチ制御信号(Sy)によって前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)を能動的に制御して、前記トリガ回路(Uz)への給電・給電停止を制御する構成のものであったが、このように、特段のトリガ給電スイッチ制御信号(Sy)を介さずに、受動的に所期の動作を行うように構成することが可能である。   The discharge lamp lighting circuit in FIG. 3 actively controls the trigger power supply switch circuit (Uy) by the trigger power supply switch control signal (Sy) to control power supply to the trigger circuit (Uz) and power supply stop. In this way, it can be configured to passively perform an intended operation without using a special trigger feed switch control signal (Sy).

図3の放電ランプ点灯回路には、図6に記載の前記コンデンサ(Cm1,Cm2)と同様のコンデンサ(Cv1,Cv2)が設置してあるが、これらは前記補助電極(Et)の電位を主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持するためのものではなく、前記高電圧トランス(Tz)が作動したときに前記補助電極(Et)に高電圧が印加され、放電空間(Ls)に誘電体バリア放電が発生して前記放電空間(Ls)が導電性となることにより、前記電極(E1,E2)が高電圧にさらされ、この電圧がインバータ(Ui)を構成する前記スイッチ素子(Q1,Q2,Q3,Q4)を破壊する危険から保護するためのものである。前記コンデンサ(Cv1,Cv2)の静電容量値の具体例としては、インバータ(Ui)の極性反転時に流れる電流が過大とならず、かつ前記した危険から保護する効果が発揮できる値として、数十ピコファラッドから数百ピコファラッドに設定することが好適である。   In the discharge lamp lighting circuit of FIG. 3, capacitors (Cv1, Cv2) similar to the capacitors (Cm1, Cm2) shown in FIG. 6 are installed, but these mainly use the potential of the auxiliary electrode (Et). It is not for holding at a potential intermediate between the potentials of the electrodes for discharging, but when the high voltage transformer (Tz) is activated, a high voltage is applied to the auxiliary electrode (Et), and the discharge space When the dielectric barrier discharge occurs in (Ls) and the discharge space (Ls) becomes conductive, the electrodes (E1, E2) are exposed to a high voltage, and this voltage constitutes the inverter (Ui). This is to protect the switch elements (Q1, Q2, Q3, Q4) from the danger of destruction. Specific examples of the capacitance values of the capacitors (Cv1, Cv2) include several tens of values as the current that flows when the polarity of the inverter (Ui) is reversed is not excessive and the effect of protecting against the above-described danger can be exhibited. It is preferable to set from picofarad to several hundred picofarads.

ただし、前記した対角要素のスイッチ素子(Q1,Q3)の何れか、およびスイッチ素子(Q2,Q4)の何れかが導通状態であれば、これらのスイッチ素子(Q1,Q2,Q3,Q4)は破壊されることはない。前記対角要素のスイッチ素子(Q1,Q3)の両方、あるいはスイッチ素子(Q2,Q4)の両方が非導通状態の場合でも、前記スイッチ素子(Q1,Q2,Q3,Q4)が有する静電容量(これらのスイッチ素子がFETである場合は、ソース−ドレイン間の静電容量)が存在するため、通常は、前記コンデンサ(Cv1,Cv2)の設置は必須ではない。   However, if any of the switch elements (Q1, Q3) of the diagonal elements and any of the switch elements (Q2, Q4) are in a conductive state, these switch elements (Q1, Q2, Q3, Q4) Will not be destroyed. Capacitance of the switch elements (Q1, Q2, Q3, Q4) even when both of the switch elements (Q1, Q3) of the diagonal elements or both of the switch elements (Q2, Q4) are non-conductive. (If these switch elements are FETs, there is a capacitance between the source and the drain), it is usually not necessary to install the capacitors (Cv1, Cv2).

なお、前記したランプ電圧上限値VLmaxについては、定常状態のランプ電圧がこのように高い値になるのはランプの寿命が尽きた場合に起きるため、前記した給電制御回路(Fx)は、定常状態のランプ電圧を監視して、それが前記ランプ電圧上限値VLmaxを超えたことを検知した場合は、ランプを消灯するように制御するように構成される。
したがって、定常状態のランプ電圧がランプ電圧上限値VLmaxを超えた状態で点灯され、不所望の時期に前記ツェナダイオード(Dy)が導通して前記高電圧トランス(Tz)が作動してしまうことは、通常は発生しない。
Regarding the above-mentioned lamp voltage upper limit value VLmax, since the steady state lamp voltage becomes such a high value when the life of the lamp is exhausted, the above-described power supply control circuit (Fx) is in the steady state. When the lamp voltage is monitored and it is detected that the lamp voltage exceeds the upper limit VLmax, the lamp is controlled to be turned off.
Accordingly, the lamp is lit in a state where the lamp voltage in the steady state exceeds the lamp voltage upper limit value VLmax, the Zener diode (Dy) is turned on at an undesired time, and the high voltage transformer (Tz) is activated. Usually does not occur.

図5は、本発明の放電ランプ点灯回路の他の形態を簡略化して示す図である。この放電ランプ点灯回路は、先の図3や図4などに対して、高電圧トランス(Tz)が作動したときに主たる放電のための前記電極(E1,E2)に印加される、無負荷開放電圧を増強するためのトランス(Th)を追加することにより、放電ランプ(Ld)の点灯性を改善する工夫を施したものである。   FIG. 5 is a simplified diagram showing another embodiment of the discharge lamp lighting circuit according to the present invention. This discharge lamp lighting circuit is applied to the electrodes (E1, E2) for main discharge when the high-voltage transformer (Tz) is operated, as compared with FIGS. A device for improving the lighting performance of the discharge lamp (Ld) is provided by adding a transformer (Th) for increasing the voltage.

トリガ回路(Uz)に対し、コンデンサ(Ch)が追加されて、コンデンサ(Cz)とともに抵抗(Rz)とスイッチ素子(Qz)との接続ノードに接続され、前記トランス(Th)の1次側巻線(Ph)を介して前記コンデンサ(Ch)が充電されるように構成されている。したがって、高電圧トランス(Tz)の1次側巻線(Pz)にパルス電流が流れて補助電極(Et)に高電圧パルスが印加されるときは、同様に前記トランス(Th)の前記1次側巻線(Ph)にパルス電流が流れて、2次側巻線(Sh)に電圧が発生し、給電回路(Ux)から前記電極(E1,E2)に印加される無負荷開放電圧に重畳される。   A capacitor (Ch) is added to the trigger circuit (Uz), and is connected to a connection node between the resistor (Rz) and the switch element (Qz) together with the capacitor (Cz), and the primary winding of the transformer (Th) The capacitor (Ch) is charged via the line (Ph). Therefore, when a pulse current flows through the primary side winding (Pz) of the high voltage transformer (Tz) and a high voltage pulse is applied to the auxiliary electrode (Et), the primary of the transformer (Th) is similarly applied. A pulse current flows in the side winding (Ph), a voltage is generated in the secondary side winding (Sh), and is superimposed on the no-load open voltage applied to the electrodes (E1, E2) from the power supply circuit (Ux). Is done.

その結果、放電ランプ(Ld)の点灯性が改善される。なお、前記トランス(Th)については、前記2次側巻線(Sh)に発生する電圧波形が、前記補助電極(Et)に印加される高電圧パルスと好適なタイミングおよび極性となるよう、前記1次側巻線(Ph)および前記2次側巻線(Sh)のインダクタンス値および巻線方向を設定すればよい。   As a result, the lighting performance of the discharge lamp (Ld) is improved. For the transformer (Th), the voltage waveform generated in the secondary winding (Sh) is such that the high voltage pulse applied to the auxiliary electrode (Et) and a suitable timing and polarity are used. What is necessary is just to set the inductance value and winding direction of a primary side winding (Ph) and the said secondary side winding (Sh).

なお、前記トランス(Th)はインバータ(Ui)より後段に設けられているため、前記インバータ(Ui)の極性反転の位相と前記トランス(Th)の作動タイミングが無制御であれば、前記トランス(Th)の前記2次側巻線(Sh)が発生する電圧が重畳されることにより、前記電極(E1,E2)に印加される電圧の絶対値が、逆に低くなってしまうことも起こり得る。したがって、前記電極(E1,E2)に印加される電圧の絶対値が高められるタイミングで前記トランス(Th)が作動するよう、トリガ給電スイッチ回路(Uy)の動作を前記インバータ(Ui)の極性反転の位相に同期させるか、始動時においては、前記インバータ(Ui)の極性反転動作を、前記トランス(Th)の前記2次側巻線(Sh)が発生する電圧の極性に適合した条件で停止させることが望ましい。   Since the transformer (Th) is provided downstream from the inverter (Ui), if the polarity inversion phase of the inverter (Ui) and the operation timing of the transformer (Th) are uncontrolled, the transformer (Th If the voltage generated by the secondary winding (Sh) of Th) is superimposed, the absolute value of the voltage applied to the electrodes (E1, E2) may be lowered. . Therefore, the polarity of the inverter (Ui) is reversed so that the transformer (Th) operates at the timing when the absolute value of the voltage applied to the electrodes (E1, E2) is increased. At the time of start-up, the polarity inversion operation of the inverter (Ui) is stopped under conditions suitable for the polarity of the voltage generated by the secondary winding (Sh) of the transformer (Th). It is desirable to make it.

本明細書に記載の回路構成は、本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置の動作や機能、作用を説明するために、必要最少限のものを記載したものである。したがって、説明した回路構成や動作の詳細事項、例えば、信号の極性であるとか、具体的な回路素子の選択や追加、省略、或いは素子の入手の便や経済的理由に基づく変更などの創意工夫は、実際の装置の設計時に遂行されることを前提としている。   The circuit configuration described in this specification describes the minimum necessary components for explaining the operation, function, and operation of the discharge lamp lighting circuit and the discharge lamp lighting device of the present invention. Therefore, the details of the circuit configuration and operation described, such as signal polarity, selection, addition, omission of specific circuit elements, or ingenuity such as changes based on the convenience of obtaining elements and economic reasons Is assumed to be performed at the time of designing the actual device.

とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損要因からFET等のスイッチ素子などの回路素子を保護するための機構、または、給電装置の回路素子の動作に伴って発生する放射ノイズや伝導ノイズの発生を低減したり、発生したノイズを外部に出さないための機構、例えば、スナバ回路やバリスタ、クランプダイオード、(パルスバイパルス方式を含む)電流制限回路、コモンモードまたはノーマルモードのノイズフィルタチョークコイル、ノイズフィルタコンデンサなどは、必要に応じて、実施例に記載の回路構成の各部に追加されることを前提としている。   In particular, a mechanism for protecting circuit elements such as FETs and other switch elements from damage factors such as overvoltage, overcurrent, and overheating, or generation of radiation noise and conduction noise generated by the operation of circuit elements of the power feeding device Mechanisms to reduce or prevent generated noise, such as snubber circuit, varistor, clamp diode, current limit circuit (including pulse-by-pulse method), common mode or normal mode noise filter choke coil, noise It is assumed that a filter capacitor or the like is added to each part of the circuit configuration described in the embodiment as necessary.

本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置を簡略化して示すブロック図を表す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which simplifies and shows the discharge lamp lighting circuit of this invention, a discharge lamp lighting device, and a light source device is represented. 本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の一部の簡略化された構成を表す。2 shows a simplified configuration of a part of an embodiment of a discharge lamp lighting circuit, a discharge lamp lighting device, and a light source device according to the present invention. 本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。1 shows a simplified configuration of an embodiment of a discharge lamp lighting circuit, a discharge lamp lighting device, and a light source device according to the present invention. 本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。1 shows a simplified configuration of an embodiment of a discharge lamp lighting circuit, a discharge lamp lighting device, and a light source device according to the present invention. 本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。1 shows a simplified configuration of an embodiment of a discharge lamp lighting circuit, a discharge lamp lighting device, and a light source device according to the present invention. 従来の超高圧水銀ランプ装置の原理図を表す。The principle figure of the conventional super-high pressure mercury lamp apparatus is represented. 図6の超高圧水銀ランプ装置の想定される実現例の簡略化された構成を表す。7 represents a simplified configuration of a possible implementation of the ultra-high pressure mercury lamp apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

CN1 コネクタ
CN1’ コネクタ
Ch コンデンサ
Cm1 コンデンサ
Cm2 コンデンサ
Cv1 コンデンサ
Cv2 コンデンサ
Cx 平滑コンデンサ
Cz コンデンサ
Dx フライホイールダイオード
Dy ツェナダイオード
E1 電極
E2 電極
Et 補助電極
Fx 給電制御回路
G1 ゲート駆動回路
G2 ゲート駆動回路
G3 ゲート駆動回路
G4 ゲート駆動回路
Gx ゲート駆動回路
Gy ゲート駆動回路
Hz 2次側巻線
Hz’ 2次側巻線
Ix ランプ電流検出手段
Ld 放電ランプ
Ls 放電空間
Lx チョークコイル
Mx DC電源
Ph 1次側巻線
Pz 1次側巻線
Pz’ 1次側巻線
Q1 スイッチ素子
Q2 スイッチ素子
Q3 スイッチ素子
Q4 スイッチ素子
Qx スイッチ素子
Qy スイッチ素子
Qz スイッチ素子
Rx1 分圧抵抗
Rx2 分圧抵抗
Rz 抵抗
Sf1 インバータ制御信号
Sf2 インバータ制御信号
Sg ゲート駆動信号
Sh 2次側巻線
Si ランプ電流検出信号
Sv ランプ電圧検出信号
Sy トリガ給電スイッチ制御信号
T01 端子
T02 端子
T11 端子
T12 端子
T21 端子
T22 端子
T31 端子
T32 端子
Te1 端子
Te1’ 端子
Te2 端子
Te2’ 端子
Th トランス
Tz 高電圧トランス
Tz’ 高電圧トランス
Tz1 端子
Tz1’ 端子
Tz2 端子
Tz2’ 端子
Tz3’ 端子
UL ユニット
Ub 放電ランプ点灯回路
Ub’ 放電ランプ点灯回路
Uf インバータ制御回路
Ui インバータ
Ui’ インバータ
Up 放電ランプ点灯装置
Uv 分圧回路
Ux 給電回路
Uy トリガ給電スイッチ回路
Uz トリガ回路
Vx ランプ電圧検出手段
CN1 Connector CN1 ′ Connector Ch Capacitor Cm1 Capacitor Cm2 Capacitor Cv1 Capacitor Cv2 Capacitor Cx Smoothing Capacitor Cz Capacitor Dx Flywheel Diode Dy Zener Diode E1 Electrode E2 Electrode Et Auxiliary Electrode Fx Feed Control Circuit G1 Gate Drive Circuit G2 Gate Drive Circuit G3 Gate Drive Circuit G4 Gate drive circuit Gx Gate drive circuit Gy Gate drive circuit Hz Secondary side winding Hz 'Secondary side winding Ix Lamp current detection means Ld Discharge lamp Ls Discharge space Lx Choke coil Mx DC power supply Ph Primary side winding Pz 1 Secondary winding Pz 'Primary winding Q1 Switch element Q2 Switch element Q3 Switch element Q4 Switch element Qx Switch element Qy Switch element Qz Switch element Rx1 Voltage dividing resistor Rx2 Voltage dividing resistor Rz Resistance S 1 Inverter control signal Sf2 Inverter control signal Sg Gate drive signal Sh Secondary winding Si Lamp current detection signal Sv Lamp voltage detection signal Sy Trigger feed switch control signal T01 terminal T02 terminal T11 terminal T12 terminal T21 terminal T22 terminal T31 terminal T32 terminal Te1 terminal Te1 'terminal Te2 terminal Te2' terminal Th transformer Tz high voltage transformer Tz 'high voltage transformer Tz1 terminal Tz1' terminal Tz2 terminal Tz2 'terminal Tz3' terminal UL unit Ub discharge lamp lighting circuit Ub 'discharge lamp lighting circuit Uf inverter control Circuit Ui Inverter Ui 'Inverter Up Discharge lamp lighting device Uv Voltage dividing circuit Ux Power supply circuit Uy Trigger power supply switch circuit Uz Trigger circuit Vx Lamp voltage detection means

Claims (4)

放電空間(Ls)に、希ガスと1立方ミリメートルあたり0.15mg以上の水銀と1立方ミリメートルあたり10のマイナス6乗からマイナス2乗マイクロモルのハロゲンが封入され、前記放電空間内に一対の主たる放電のための電極(E1,E2)が対向配置されると共に、主たる放電のための前記電極(E1,E2)以外の補助電極(Et)を前記放電空間に接しないように設けた放電ランプ(Ld)を点灯するための放電ランプ点灯回路(Ub)であって、
前記放電ランプ(Ld)に給電する給電回路(Ux)と、前記給電回路(Ux)の後段に設置され、前記放電ランプ(Ld)に印加する電圧を極性反転させるインバータ(Ui)と、前記補助電極(Et)に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランス(Tz)の1次側巻線(Pz)にパルス電流を供給するトリガ回路(Uz)と、前記トリガ回路(Uz)に給電または給電停止するトリガ給電スイッチ回路(Uy)と、前記給電回路(Ux)の電圧を分圧して主たる放電のための前記電極(E1)と前記電極(E2)に印加される電圧との中間の電圧を生成する分圧回路(Uv)と、前記インバータ(Ui)と主たる放電のための前記電極(E1,E2)を接続するための端子(Te1,Te2)と、前記トリガ回路(Uz)および前記分圧回路(Uv)と前記高電圧トランス(Tz)とを接続するための端子(Tz1,Tz2)とを有し、
前記トリガ給電スイッチ回路(Uy)は、前記放電ランプ(Ld)の始動時においては前記トリガ回路(Uz)に給電し、前記放電ランプ(Ld)の始動後においては前記トリガ回路(Uz)に給電停止することを特徴とする放電ランプ点灯回路。
In the discharge space (Ls), rare gas, 0.15 mg or more of mercury per cubic millimeter and 10 minus 6 to minus square micromol of halogen per cubic millimeter are enclosed, and a pair of main components are contained in the discharge space. Discharge lamps (E1) and (E2) for discharge are arranged opposite to each other, and auxiliary electrodes (Et) other than the electrodes (E1, E2) for main discharge are provided so as not to contact the discharge space ( A discharge lamp lighting circuit (Ub) for lighting Ld),
A power supply circuit (Ux) that supplies power to the discharge lamp (Ld); an inverter (Ui) that is installed at a subsequent stage of the power supply circuit (Ux) and reverses the polarity of a voltage applied to the discharge lamp (Ld); A trigger circuit (Uz) for supplying a pulse current to a primary winding (Pz) of a high voltage transformer (Tz) having an autotransformer structure for applying a high voltage to the electrode (Et), and the trigger circuit (Uz) ) And a voltage applied to the electrode (E1) and the electrode (E2) for main discharge by dividing the voltage of the power supply circuit (Ux). A voltage dividing circuit (Uv) for generating an intermediate voltage, terminals (Te1, Te2) for connecting the inverter (Ui) and the electrodes (E1, E2) for main discharge, and the trigger circuit (Uz) and has a voltage dividing circuit (Uv) and the high-voltage transformer terminals for connecting (Tz) and the (Tz1, Tz2),
The trigger power supply switch circuit (Uy) supplies power to the trigger circuit (Uz) when starting the discharge lamp (Ld), and supplies power to the trigger circuit (Uz) after starting the discharge lamp (Ld). Discharge lamp lighting circuit characterized by stopping.
請求項1に記載の放電ランプ点灯回路(Ub)と、前記高電圧トランス(Tz)とをケーブルによって接続してなることを特徴とする放電ランプ点灯装置。   A discharge lamp lighting device comprising the discharge lamp lighting circuit (Ub) according to claim 1 and the high voltage transformer (Tz) connected by a cable. 請求項2に記載の放電ランプ点灯装置(Up)と、前記放電ランプ(Ld)とを接続してなることを特徴とするに記載の光源装置。   The light source device according to claim 2, wherein the discharge lamp lighting device (Up) according to claim 2 is connected to the discharge lamp (Ld). 前記高電圧トランス(Tz)と前記放電ランプ(Ld)とが一体のユニット(UL)として構成されることを特徴とする請求項3に記載の光源装置。
The light source device according to claim 3, wherein the high-voltage transformer (Tz) and the discharge lamp (Ld) are configured as an integrated unit (UL).
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