JP2007123011A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】負荷回路部4は、ランプ電圧検出回路部7による始動電圧の検出の対象である放電灯を備え、また、放電灯に印加するべき始動電圧を出力する共振回路を備える。ランプ電圧検出回路部7は、負荷回路部4の放電灯の始動電圧を検出する。マイクロコンピュータ6は、自己が発生する矩形波電圧の周波数とその発生時間との対応関係を対応関係テーブル23として記憶する対応関係記憶部22と、対応関係記憶部22が記憶する対応関係テーブル23に基づいて矩形波電圧を発生し出力する矩形波電圧発生部20と、ランプ電圧検出回路部7が検出した前記放電灯の始動電圧に基づき矩形波電圧発生部20による矩形波電圧の出力を停止させる出力停止部21とを備える。
【選択図】 図1
Description
f=fc/n
で決定される。よって、インバータ回路の発振周波数fの値は連続的には設定できない。例えば、マイクロコンピュータに4MHzのクロックを用いた場合に、80kHz前後の発振周波数に設定したい場合には、78.4kHz(n=51)、80.0kHz(n=50)、81.6kHz(n=49)の中からしか選択できず、それぞれの差は約1.6kHzである。このため、始動電圧は階段状に変化を行い、かつ、クロック周波数との兼ね合いで変化スピードを短くするには限界があり上記特許第2617459号と同じ効果を得ることができない。
放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において
スイッチング素子を有するとともに、直流電圧を入力し入力した前記直流電圧を前記スイッチング素子のスイッチングにより高周波電圧に変換し、変換した前記高周波電圧により所定の特性の共振回路を動作させて前記共振回路の出力電圧を前記放電灯に印加させるインバータ回路部と、
所定の周波数の矩形波電圧を発生し出力する矩形波電圧発生部と、
前記矩形波電圧発生部が出力する前記矩形波電圧を入力し、入力した前記矩形波電圧の前記周波数に基づいて前記インバータ回路部の前記スイッチング素子をスイッチングさせることにより、前記インバータ回路部に前記直流電圧を前記周波数に対応する前記高周波電圧に変換させるドライブ回路部と、
前記インバータ回路部が変換した前記高周波電圧により動作する前記共振回路の前記出力電圧を検出する出力電圧検出回路部と、
前記出力電圧検出回路部が検出した前記出力電圧の検出値に基づいて、前記矩形波電圧発生部による前記矩形波電圧の出力を停止させる出力停止部と
を備えたことを特徴とする。
図1〜図6を用いて実施の形態1を説明する。本実施の形態1は、マイクロコンピュータが発生する矩形波電圧を用いてインバータ回路部の発振周波数を制御する放電灯点灯装置において、放電灯の始動電圧を検出し、検出した始動電圧の値に基づいて始動電圧の発生を停止させる構成を備えた放電灯点灯装置に関する。なお、本実施の形態1では始動電圧の検出を例に説明するが、検出の対象となる電圧は始動電圧に限るものではない。
(2)ランプ電圧検出回路部7は、負荷回路部4の放電灯の始動電圧を検出する。
(3)また、マイクロコンピュータ6は、自己が発生する矩形波電圧の周波数とその発生時間との対応関係を対応関係テーブル23として記憶する対応関係記憶部22と、対応関係記憶部22が記憶する対応関係テーブル23に基づいて矩形波電圧を発生し出力する矩形波電圧発生部20と、ランプ電圧検出回路部7が検出した前記放電灯の始動電圧に基づき矩形波電圧発生部20による矩形波電圧の出力を停止させる出力停止部21とを備える。
(4)なお他の回路部の機能は図2の説明で述べる。
まず、
周波数f1(kHz)の矩形波電圧をt1(秒)出力し、
続いて、
周波数f2(kHz)の矩形波電圧をt2(秒)出力し、
続いて、
周波数f3(kHz)の矩形波電圧をt3(秒)出力する。
(2)インバータ回路部3は、図示していないスイッチング素子を有しており、アクティブフィルタ回路部2から直流電圧を入力し、この入力した直流電圧を図示しない前記スイッチング素子のスイッチングにより高周波電圧に変換し、変換した高周波電圧によりを負荷回路部4の共振回路を動作させて共振回路の出力電圧を放電灯に印加させる。
(3)ドライブ回路部5は、矩形波電圧発生部20が出力した矩形波電圧を入力し、入力した矩形波電圧の周波数に基づいてインバータ回路部3の図示しない前記スイッチング素子をスイッチングさせることにより、インバータ回路部3に、アクティブフィルタ回路部2から入力される直流電圧を矩形波電圧の周波数に対応する高周波電圧に変換させる。したがって、矩形波電圧の周波数とインバータ回路部3の発振周波数とは同じである。
(4)ランプ電圧検出回路部7は、インバータ回路部3が負荷回路部4の共振回路を介して、前記の周波数f1〜f3に応じて放電灯に印加する始動電圧を検出する。
(5)出力停止部21は、ランプ電圧検出回路部7が検出した始動電圧の検出値に基づいて、矩形波電圧発生部20による矩形波電圧の出力を停止させる。例えば、矩形波電圧発生部20が周波数f1→f3の順に矩形波電圧を出力する設定の場合に、ランプ電圧検出回路部7により検出された周波数f2に基づく始動電圧の検出値が、予め設定した設定値を超えたとする。この場合、出力停止部21は周波数f2の矩形波電圧の出力を停止する。そして、周波数f3の矩形波電圧は、矩形波電圧発生部20により出力されないこととなる。
(6)以上の構成により、マイクロコンピュータ6の矩形波電圧発生部20が出力する矩形波電圧の周波数に応じたインバータ回路部3のスイッチング素子のスイッチングにより、共振回路を介して始動電圧が放電灯に印加される。また、始動電圧が設定値を超える場合には、出力停止部21が矩形波電圧発生部20の矩形波電圧の出力を停止させる。これにより、負荷回路部4(共振回路)に特性のバラツキがある場合にも、適正な始動電圧を放電灯に印加することができるとともに、放電灯の始動電圧が過大となることを抑制することができる。
(1)電源整流回路部1は、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う回路である。
(2)アクティブフィルタ回路部2は、電源電圧波形に沿ってスイッチングを行うことにより、電源電圧を所定の直流電圧に昇圧すると共に、入力電流波形を整形して力率を改善する回路である。
(3)インバータ回路部3は、アクティブフィルタ回路部2で昇圧された直流電圧を、ドライブ回路部5から出力される逆極性の電圧でFET Q1(8)(スイッチング素子の一例)、及び、FET Q2(9)(スイッチング素子の一例)を交互にスイッチングすることにより、高周波電圧を発生させる回路である。
(4)負荷回路部4は、インダクタL1(10)、コンデンサC1(11)の共振を利用して、ランプLA12(放電灯)を点灯させる回路である。なお、13は、カップリングコンデンサである。
(5)ドライブ回路部5は、マイクロコンピュータ6から出力される所定の周波数の矩形波電圧を入力し、入力した矩形波電圧の周波数に基づいてインバータ回路部3のFET Q1(8)とFET Q2(9)とをスイッチングさせることにより、インバータ回路部3にアクティブフィルタ回路部2からの直流電圧を矩形波電圧の周波数に対応する高周波電圧に変換させる。図3にドライブ回路部5の具体的な回路構成を示す。ドライブ回路部5は、マイクロコンピュータ6から出力される矩形波電圧を、トランジスタQ1(14)とトランジスタQ2(15)とにより形成されるトーテムポール出力でインダクタL2 1次側(16)に印加し、互いに極性の異なるインダクタL2 2次側(17)、インダクタL2 2次側(18)から、インバータ回路部3のFET Q1(8),FET Q2(9)を交互にスイッチングさせる回路である。
(6)マイクロコンピュータ6は、図1の説明で述べたように、矩形波電圧発生部20が、対応関係記憶部22の記憶する対応関係テーブル23に基づいて矩形波電圧を発生し出力する。また、出力停止部21が、ランプ電圧検出回路部7の検出したランプLA12の始動電圧に基づき矩形波電圧発生部20による矩形波電圧の出力を停止する。なお、背景技術で述べたように、マイクロコンピュータ6により矩形波電圧を発生させ、インバータ回路部3の発振周波数を制御する場合において、マイクロコンピュータ6の発振周波数fは、マイクロコンピュータ6に使用するクロック周波数をfc、任意の整数をn(n=1,2,3・・・)とすると、f=fc/nで決定される。よって、マイクロコンピュータ6の発振周波数fの値は、連続的には設定できない。
(7)ランプ電圧検出回路部7は、負荷回路部4のランプLA12の始動電圧を検出する。
Fb=83.3kHz(n=48)
Fc=81.6kHz(n=49)、
Fd=80.0kHz(n=50)、
Fe=78.4kHz(n=51)、
のように、nがn=48、49、50、51と連続の値になるようにする。
次に、実施の形態2として、実施の形態1の放電灯点灯装置100を、FCL40の1灯点灯装置に用いた場合を説明する。この実施の形態2では、図2に示した回路を構成する定数設定をそれぞれ、
(1)アクティブフィルタ部の昇圧電圧を280V、
(2)インダクタL1(10)の値を1.1mH、
(3)コンデンサC1(11)の値を8200pFとしている。
f1=61.53kHz(n=65)、
f2=60.60kHz(n=66)、
f3=59.70kHz(n=67)、
f4=58.82kHz(n=68)、
f5=57.97kHz(n=69)、
f6=57.14kHz(n=70)、
f7=56.34kHz(n=71)、
f8=55.56kHz(n=72)の8段階に設定している。この場合、間隔はおよそ0.9kHzである。
60.00kHz(n=100)、
59.41kHz(n=101)、
58.82kHz(n=102)、
58.25kHz(n=103)、
57.69kHz(n=104)
のように間隔が約0.6kHzであり、4MHzの場合の0.9kHzよりも小さくなる。よってクロック周波数が高いほど、始動周波数を細かく設定することができる。
f3では
599+約100≒699V
となり、矩形波電圧の出力が停止される。すなわち、前段の始動周波数f2で設定値をぎりぎり下回る場合、前段に連続するその後段の始動周波数f3では、設定電圧600Vを超過した約700Vの出力電圧が検出される。よって、発生する始動電圧の最大値は、600V(設定電圧)〜700V(設定電圧+約100V)で抑えることができる。図7の範囲a〜範囲eは、この内容を示す範囲である。
(1)範囲aは、第2の始動周波数f2で始動不良を検出することができず、第3の始動周波数f3で始動不良を検出することができる100Vの範囲を示す。
(2)範囲bは、第3の始動周波数f3で始動不良を検出することができず、第4の始動周波数f4で始動不良を検出することができる100Vの範囲を示す。
(3)範囲cは、第4の始動周波数f4で始動不良を検出することができず、第5の始動周波数f5で始動不良を検出することができる100Vの範囲を示す。
(4)範囲dは、第5の始動周波数f5で始動不良を検出することができず、第6の始動周波数f6で始動不良を検出することができる100Vの範囲を示す。
(5)範囲eは、第6の始動周波数f6で始動不良を検出することができず、第7の始動周波数f7で始動不良を検出することができる100Vの範囲を示す。
(6)範囲fは、第7の始動周波数f7で始動不良を検出することができず、第8の始動周波数f8で始動不良を検出することができる100Vの範囲を示す。
以上(1)〜(6)のように、矩形波電圧の出力を停止する設定電圧を600Vに設定した場合、始動周波数の切り替えをf1〜f8と段階的に行うことで、発生する始動電圧の最大値は、600V〜700Vで抑えることができる。さらに、始動周波数の切り替えを細かく行う事で(例えばクロック周波数を4MHzから6MHzにあげることで)、隣接する始動周波数における出力電圧との差が小さくなる。すなわち、上記では隣接する始動周波数における出力電圧の差は約100Vであったのに対して、さらに差を小さくすることができ、始動電圧のばらつきを非常に小さく抑えることができる。
Claims (6)
- 放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において
スイッチング素子を有するとともに、直流電圧を入力し入力した前記直流電圧を前記スイッチング素子のスイッチングにより高周波電圧に変換し、変換した前記高周波電圧により所定の特性の共振回路を動作させて前記共振回路の出力電圧を前記放電灯に印加させるインバータ回路部と、
所定の周波数の矩形波電圧を発生し出力する矩形波電圧発生部と、
前記矩形波電圧発生部が出力する前記矩形波電圧を入力し、入力した前記矩形波電圧の前記周波数に基づいて前記インバータ回路部の前記スイッチング素子をスイッチングさせることにより、前記インバータ回路部に前記直流電圧を前記周波数に対応する前記高周波電圧に変換させるドライブ回路部と、
前記インバータ回路部が変換した前記高周波電圧により動作する前記共振回路の前記出力電圧を検出する出力電圧検出回路部と、
前記出力電圧検出回路部が検出した前記出力電圧の検出値に基づいて、前記矩形波電圧発生部による前記矩形波電圧の出力を停止させる出力停止部と
を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。 - 前記放電灯点灯装置は、さらに、
前記矩形波電圧発生部が発生し出力する前記矩形波電圧の周波数と出力時間とを対応させた少なくとも一つの対応関係を記憶する対応関係記憶部を備え、
前記矩形波電圧発生部は、
前記対応関係記憶部が記憶する前記少なくとも一つの対応関係に基づいて、前記矩形波電圧を発生し出力することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。 - 前記対応関係記憶部は、
前記矩形波電圧発生部が発生し出力する前記矩形波電圧の周波数と出力時間とを対応させた複数の対応関係を記憶することを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。 - 前記対応関係記憶部が記憶する複数の対応関係は、
前記周波数が互いに異なり、
前記矩形波電圧発生部は、
前記複数の対応関係における前記周波数の順に、前記矩形波電圧を発生し出力することを特徴とする請求項3記載の放電灯点灯装置。 - 前記矩形波電圧発生部は、
前記複数の対応関係における前記周波数の高い順に、前記矩形波電圧を発生し出力することを特徴とする請求項4記載の放電灯点灯装置。 - 前記対応関係記憶部が記憶する前記複数の対応関係における前記周波数は、
前記共振回路の前記出力電圧を前記放電灯の始動電圧として前記放電灯に印加させるための周波数であることを特徴とする請求項2〜5いずれかに記載の放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005312695A JP2007123011A (ja) | 2005-10-27 | 2005-10-27 | 放電灯点灯装置 |
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Family Applications (1)
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JP2005312695A Pending JP2007123011A (ja) | 2005-10-27 | 2005-10-27 | 放電灯点灯装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011034718A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 放電灯点灯装置及び照明装置 |
JP2012059508A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Seiko Epson Corp | ランプ点灯装置、光源装置、プロジェクター、およびランプ点灯方法 |
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JPH11265799A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-09-28 | Sanken Electric Co Ltd | 放電灯点灯装置 |
JP2003257688A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-09-12 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 放電ランプ点灯装置及び照明器具 |
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2005
- 2005-10-27 JP JP2005312695A patent/JP2007123011A/ja active Pending
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