JP2008140657A - Discharge lamp lighting device, and projector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device capable of achieving safety and downsizing of a device and controlling power more finely. <P>SOLUTION: A transformer 6 and a photo coupler 5 are installed to secure insulation between a primary side circuit part 10 connected to an AC power supply and a secondary side circuit part 20 to impress voltage on a lamp 4. An auxiliary converter 71 impresses voltage converted by a first winding 621 and a second winding 622 on the lamp 4 from the beginning of starting of the lamp 4 till a prescribed time. A detection circuit part 22E installed at the secondary side circuit part 20 detects the output voltage and output current of the lamp 4 and detects a deviation from the prescribed power. A signal corresponding to the variation detected by the detection circuit part 22E is transmitted to the primary side circuit part 10 through the photo coupler 5 installed between the primary side circuit part 10 and the secondary side circuit part 20. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、メタルハライドランプまたは高圧水銀ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置及び該放電灯点灯装置を備えるプロジェクタに関する。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as a metal halide lamp or a high pressure mercury lamp, and a projector including the discharge lamp lighting device.

従来、光を投影してスクリーンに映像を表示する投影型表示装置(プロジェクタ)が存在し、このプロジェクタの光源にはメタルハライドランプ等の放電灯が使用され、この放電灯の始動と点灯維持とを行う為の放電灯点灯装置が用いられる。従来の放電灯点灯装置は、例えば特許文献1に開示されている。図16は従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図16において100は従来の放電灯点灯装置であり、交流電源101に接続されたラインフィルタ102,整流ブリッジ103,昇圧コンバータ104,降圧コンバータ105,ランプ107の起動時に動作するイグナイタ106により構成される。昇圧コンバータ104は、商用AC電源を直流に変換することから、ラインフィルタ102、整流ブリッジ103との組み合わせにて”電源”と呼ぶ場合がある。また、降圧コンバータ105は、コンバータがスイッチングレギュレータ型の構成である場合、電流もしくは電圧をチョップして制御することから、”降圧チョッパ”と呼ぶ場合がある。同様に、昇圧コンバータを昇圧チョッパと呼ぶ場合がある。整流ブリッジ103は4個のダイオードからなり、ダイオードブリッジと呼ぶ場合がある。   Conventionally, there is a projection display device (projector) that projects light and displays an image on a screen, and a discharge lamp such as a metal halide lamp is used as a light source of the projector. A discharge lamp lighting device for performing is used. A conventional discharge lamp lighting device is disclosed in Patent Document 1, for example. FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device. In FIG. 16, reference numeral 100 denotes a conventional discharge lamp lighting device, which includes a line filter 102 connected to an AC power source 101, a rectifier bridge 103, a step-up converter 104, a step-down converter 105, and an igniter 106 that operates when the lamp 107 is started up. . Boost converter 104 converts a commercial AC power source into a direct current, and thus may be referred to as a “power source” in combination with line filter 102 and rectifier bridge 103. Further, when the converter has a switching regulator type configuration, the step-down converter 105 is sometimes called a “step-down chopper” because it controls the current or voltage by chopping. Similarly, the boost converter may be called a boost chopper. The rectifier bridge 103 includes four diodes and may be referred to as a diode bridge.

また、降圧コンバータ105は、ランプ107の両端電圧と流れる電流の積を一定に保つよう制御することから、バラストと呼ぶ場合がある。ランプ107には、例えば200W±10%というように投入電力の定格値があり、一方ランプ107の両端電圧は寿命等で変動するため、電流量を制御することで投入電力をある範囲内に収める。また、ランプ107には、一般的に2箇所の電極の電位が一定周期で交番する交流方式ランプと、常に電位の極性が一定である直流方式ランプが存在する。図16では直流方式ランプを点灯する構成であるが、例えば降圧コンバータ105とイグナイタ106の間に4個のFETからなるインバータを設けて、降圧コンバータ105の直流出力を交流に変換することで、交流ランプに対応することが可能となる。   The step-down converter 105 is sometimes called a ballast because it controls the product of the voltage across the lamp 107 and the flowing current to be constant. The lamp 107 has a rated value of input power, for example, 200 W ± 10%. On the other hand, since the voltage at both ends of the lamp 107 varies depending on the lifetime, the input power can be kept within a certain range by controlling the amount of current. . Further, the lamp 107 generally includes an AC lamp in which the potentials of two electrodes alternate at a constant cycle and a DC lamp in which the potential polarity is always constant. In FIG. 16, the DC system lamp is turned on. For example, an inverter composed of four FETs is provided between the step-down converter 105 and the igniter 106, and the direct-current output of the step-down converter 105 is converted into alternating current. It becomes possible to correspond to the lamp.

交流電源101から出力された100V〜240Vの交流は、ラインフィルタ102を経て整流ブリッジ103にて整流され、整流ブリッジ103の出力には略√2倍のピーク電圧(144V〜340V)が発生する。そして昇圧コンバータ104によりピーク電圧は、直流370V〜400Vまで昇圧される。バラストである降圧コンバータ105は、ランプ107のグロー放電時に100V〜200V、初期アーク放電時に15V、定常アーク放電時に60Vとなるよう電圧を降圧させる。またイグナイタ106はランプ107の絶縁破壊の際に用いられる回路であり、降圧コンバータ105の出力であるところの開放電圧が200V〜300Vの状態にあるときイグナイタ106は動作する。イグナイタ106はおよそ数キロV〜数十キロVの電圧を発生して、放電灯内部ガスに絶縁破壊を発生せしめ、これを始動させる。
特開平9−320772号公報
The AC of 100V to 240V output from the AC power supply 101 is rectified by the rectifier bridge 103 via the line filter 102, and a peak voltage (144V to 340V) approximately √2 times is generated at the output of the rectifier bridge 103. Then, the boost converter 104 boosts the peak voltage to DC 370V to 400V. The step-down converter 105, which is a ballast, steps down the voltage so as to be 100V to 200V during glow discharge of the lamp 107, 15V during initial arc discharge, and 60V during steady arc discharge. The igniter 106 is a circuit used in the case of dielectric breakdown of the lamp 107, and the igniter 106 operates when the open circuit voltage, which is the output of the step-down converter 105, is in a state of 200V to 300V. The igniter 106 generates a voltage of approximately several kilovolts to several tens of kilovolts, causes dielectric breakdown in the discharge lamp internal gas, and starts it.
JP-A-9-320772

しかしながら、特許文献1に記載した従来の放電灯点灯装置は昇圧コンバータ及び降圧コンバータの2つから構成されるため、電力の損失が大きくなり、またその構造も大型化するという問題があった。また特許文献1に記載した放電灯点灯装置に記載した高輝度放電灯点灯装置は共に、非絶縁構造のため、各部で活電部の管理が必要となる。そのため、必要な絶縁処理が高輝度放電灯点灯装置及びランプの各所で必要となり、その結果、装置全体が大型化するという問題もあった。   However, since the conventional discharge lamp lighting device described in Patent Document 1 includes two boost converters and step-down converters, there is a problem in that power loss increases and the structure increases in size. Moreover, since the high-intensity discharge lamp lighting device described in the discharge lamp lighting device described in Patent Document 1 is a non-insulating structure, it is necessary to manage the live parts in each part. Therefore, the necessary insulation treatment is required at various places of the high-intensity discharge lamp lighting device and the lamp, and as a result, there is a problem that the entire device becomes large.

またプロジェクタに適用される放電灯点灯装置は、自動車のヘッドランプ等に適用される放電灯点灯装置とは異なり、フリッカの原因となる残留ACリプルを抑制する必要がある。すなわち、プロジェクタに適用される放電灯点灯装置には交流電圧が供給され、これがリプル電流またはリプル電圧の原因となり、スクリーン等に表示した場合にちらつきの原因となる。   Further, unlike a discharge lamp lighting device applied to an automobile headlamp or the like, a discharge lamp lighting device applied to a projector needs to suppress residual AC ripple that causes flicker. That is, an AC voltage is supplied to a discharge lamp lighting device applied to a projector, which causes a ripple current or a ripple voltage, and causes a flicker when displayed on a screen or the like.

また放電灯を点灯させるためには、高電圧を発生させ、放電灯を絶縁破壊及びグロー放電へ移行させる必要がある。そのためコンバータは、広い電圧をカバーしなければならず、コンバータに用いられる各電気素子等は高圧に耐え得るものが要求され、その結果装置の小型化を図ることが困難となり、さらにはコンバータの高効率化をも阻害する要因となっていた。   Further, in order to light the discharge lamp, it is necessary to generate a high voltage and shift the discharge lamp to dielectric breakdown and glow discharge. Therefore, the converter must cover a wide voltage, and each electric element used in the converter is required to be able to withstand high voltage. As a result, it is difficult to reduce the size of the device, and further, It was a factor that hindered efficiency.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、1次側回路部に対して2次側回路部を絶縁すると共に、2次側回路部においてランプ電流及びランプ電圧に基づく電力と所定の目標電力とを比較し定電力制御を行うことにより、装置の安全化及び小型化を図れ、またよりきめ細かなランプの電力制御が可能となり、またコンバータの1段構成によって商用交流電圧を直流電圧に変換しながら、かつランプに必要不可欠な定電力制御を行う放電灯点灯装置及び該放電灯点灯装置を用いたプロジェクタを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to insulate the secondary side circuit unit from the primary side circuit unit, and based on the lamp current and the lamp voltage in the secondary side circuit unit. By performing constant power control by comparing the power with a predetermined target power, the safety and size of the device can be reduced, and more precise power control of the lamp can be achieved, and the commercial AC voltage can be achieved with a single-stage converter configuration. It is intended to provide a discharge lamp lighting device that performs constant power control that is indispensable to a lamp while converting the voltage into a DC voltage, and a projector using the discharge lamp lighting device.

本発明の他の目的は、放電灯の始動開始から所定条件を満たすまで変圧器の第1巻線及び第2巻線により変換された電圧を補助回路により放電灯へ印加し、所定条件を満たした後、第1巻線により変換された電圧を主回路により放電灯へ印加することにより、小型化及び高効率化を図ることが可能な放電灯点灯装置及び該放電灯点灯装置を用いたプロジェクタを提供することにある。   Another object of the present invention is to apply a voltage converted by the first winding and the second winding of the transformer from the start of the discharge lamp to the discharge lamp from the start of the discharge lamp to the discharge lamp by the auxiliary circuit to satisfy the predetermined condition. After that, a voltage converted by the first winding is applied to the discharge lamp by the main circuit, so that the discharge lamp lighting device can be reduced in size and increased in efficiency, and a projector using the discharge lamp lighting device Is to provide.

本発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、電源装置に接続される1次側回路部と、該1次側回路部に接続され電圧を変換する変圧器と、該変圧器に接続され変換された電圧を前記放電灯へ印加する2次側回路部と、該2次側回路部に設けられ、前記放電灯の出力電圧及び出力電流を検出して所定の電力との偏差を検出する検出回路部と、前記1次側回路部及び前記2次側回路部の間に設けられ、前記検出回路部により検出された偏差に対応する信号を前記1次側回路部へ伝送する信号伝送素子と、前記1次側回路部に設けられ、前記信号伝送素子から伝送された信号に基づき定電力点灯に係るスイッチング制御を行うスイッチング制御部とを備え、前記変圧器の2次側巻線は第1巻線及び第2巻線を含み、前記2次側回路部は、前記放電灯の始動開始後、所定条件を満たすまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加する補助回路と、前記所定条件を満たした後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加する主回路とをさらに備えることを特徴とする。   A discharge lamp lighting device according to the present invention is a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp, and a primary side circuit unit connected to a power supply device, and a transformer connected to the primary side circuit unit for converting a voltage; A secondary circuit part connected to the transformer for applying the converted voltage to the discharge lamp, and provided in the secondary circuit part, and detecting an output voltage and an output current of the discharge lamp, A detection circuit unit that detects a deviation from electric power, and a signal corresponding to the deviation detected by the detection circuit unit is provided between the primary circuit unit and the secondary circuit unit. A signal transmission element that transmits to the power supply unit, and a switching control unit that is provided in the primary side circuit unit and that performs switching control related to constant power lighting based on the signal transmitted from the signal transmission element. The secondary winding includes a first winding and a second winding The secondary circuit section includes an auxiliary circuit that applies a voltage converted by the first winding and the second winding to the discharge lamp until a predetermined condition is satisfied after starting the discharge lamp, and the predetermined circuit And a main circuit for applying the voltage converted by the first winding to the discharge lamp after satisfying the condition.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記補助回路は、前記第2巻線の一端に接続されるダイオードと、該ダイオードのカソードに接続され、充電した電圧を前記放電灯へ供給するコンデンサと、前記ダイオードのカソード及び前記コンデンサに接続されるスイッチとを備えることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the auxiliary circuit includes a diode connected to one end of the second winding, a capacitor connected to a cathode of the diode, and supplies a charged voltage to the discharge lamp; And a switch connected to the cathode of the diode and the capacitor.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記主回路は、出力端を共通にする前記第2巻線の他端及び前記第1巻線の一端に接続されるダイオードと、該ダイオードのカソードに接続され、充電した電圧を前記放電灯へ供給するコンデンサとを備えることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the main circuit is connected to the other end of the second winding and the one end of the first winding having a common output end, and to the cathode of the diode. And a capacitor for supplying the charged voltage to the discharge lamp.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記主回路の出力に接続されるダイオードと、前記補助回路の出力に接続されるダイオードとをさらに備え、前記主回路の出力に接続されるダイオードのカソード及び前記補助回路の出力に接続されるダイオードのカソードは互いに接続されていることを特徴とする。   The discharge lamp lighting device according to the present invention further includes a diode connected to the output of the main circuit and a diode connected to the output of the auxiliary circuit, and a cathode of the diode connected to the output of the main circuit; The cathodes of the diodes connected to the output of the auxiliary circuit are connected to each other.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記主回路の出力に接続されたダイオード及び前記補助回路の出力に接続されたダイオードは、イグナイタで発生する高電圧を阻止するための高耐圧の定格仕様であることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the diode connected to the output of the main circuit and the diode connected to the output of the auxiliary circuit are rated specifications with a high withstand voltage for preventing a high voltage generated in the igniter. It is characterized by being.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記放電灯の始動開始時は前記スイッチをオンして、前記補助回路から前記放電灯に電力を供給し、前記所定条件が満たされた後に前記スイッチをオフすることを特徴とする。   The discharge lamp lighting device according to the present invention turns on the switch at the start of starting the discharge lamp, supplies power to the discharge lamp from the auxiliary circuit, and turns off the switch after the predetermined condition is satisfied. It is characterized by doing.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記所定条件は、所定時間を経過することであり、前記補助回路は、前記放電灯の始動開始後、所定時間を経過するまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあり、前記主回路は、前記所定時間を経過した後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the predetermined condition is that a predetermined time elapses, and the auxiliary circuit includes the first winding and the first winding until the predetermined time elapses after starting the discharge lamp. The main circuit is configured to apply a voltage converted by the second winding to the discharge lamp, and the main circuit passes the voltage converted by the first winding to the discharge lamp after the predetermined time has elapsed. It is comprised so that it may apply.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記所定条件は、前記主回路のコンデンサの電圧が所定電圧値以下となることであり、前記補助回路は、前記放電灯の始動開始後、前記主回路のコンデンサの電圧が所定電圧値以下となるまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあり、前記主回路は、前記主回路のコンデンサの電圧が所定電圧値以下となった後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the predetermined condition is that a voltage of a capacitor of the main circuit is equal to or lower than a predetermined voltage value, and the auxiliary circuit The voltage converted by the first winding and the second winding is applied to the discharge lamp until the voltage of the capacitor becomes a predetermined voltage value or less, and the main circuit is a capacitor of the main circuit. After the voltage becomes less than a predetermined voltage value, the voltage converted by the first winding is applied to the discharge lamp.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記所定条件は、前記放電灯に係る電流が所定電流値以上になることであり、前記補助回路は、前記放電灯の始動開始後、前記放電灯に係る電流が所定電流以上となるまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあり、前記主回路は、前記放電灯に係る電流が所定電流以上となった後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the predetermined condition is that a current related to the discharge lamp is equal to or greater than a predetermined current value, and the auxiliary circuit is related to the discharge lamp after starting the discharge lamp. The voltage converted by the first winding and the second winding is applied to the discharge lamp until the current becomes equal to or higher than a predetermined current, and the main circuit has a predetermined current for the discharge lamp. The voltage converted by the first winding is applied to the discharge lamp after the current becomes equal to or higher than the current.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記放電灯の始動開始から前記所定時間内に、前記放電灯に係る電気量が所定の値を超えた場合に、前記スイッチをオフする手段と、該手段により前記スイッチをオフした後に、前記放電灯に係る電気量が前記所定の値と異なる値を超えた場合に、前記スイッチを再びオンする手段とをさらに備えることを特徴とする。   The discharge lamp lighting device according to the present invention includes means for turning off the switch when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a predetermined value within the predetermined time from the start of starting the discharge lamp; And a means for turning on the switch again when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a value different from the predetermined value after the switch is turned off.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記1次側回路部は自励型フライバック方式のコンバータであることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the primary side circuit unit is a self-excited flyback converter.

本発明に係る放電灯点灯装置は、前記信号伝送素子はフォトカプラであることを特徴とする。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, the signal transmission element is a photocoupler.

本発明に係るプロジェクタは、上述のいずれか一つの放電灯点灯装置を備えることを特徴とする。   A projector according to the present invention includes any one of the above-described discharge lamp lighting devices.

本発明にあっては、電源装置に接続される1次側回路部と、電圧を放電灯へ印加する2次側回路部との間に絶縁を確保するため変圧器と信号伝送素子とを設ける。2次側回路部に設けられる検出回路部は、放電灯の出力電圧及び出力電流を検出して、予め定められた所定電力となるよう、電流の偏差を検出する。検出回路部により検出された偏差に対応する信号は、1次側回路部と2次側回路部との間に設けられたフォトカプラ等の信号伝送素子を介して、1次側回路部へ伝送される。そして、1次側回路部に設けられるスイッチング制御部は、信号伝送素子から伝送された信号に基づき定電力点灯に係るスイッチング制御を行うので、ランプ電流及びランプ電圧双方の検出に基づく制御を行うことができ、例えばランプの寿命末期等において、よりきめ細かな電力制御が可能となる。   In the present invention, a transformer and a signal transmission element are provided in order to ensure insulation between the primary side circuit unit connected to the power supply device and the secondary side circuit unit that applies a voltage to the discharge lamp. . The detection circuit unit provided in the secondary circuit unit detects the output voltage and the output current of the discharge lamp, and detects a current deviation so as to obtain a predetermined power. A signal corresponding to the deviation detected by the detection circuit unit is transmitted to the primary circuit unit via a signal transmission element such as a photocoupler provided between the primary circuit unit and the secondary circuit unit. Is done. And since the switching control part provided in a primary side circuit part performs switching control which concerns on constant power lighting based on the signal transmitted from the signal transmission element, it performs control based on detection of both a lamp current and a lamp voltage. For example, finer power control is possible at the end of the lamp life.

2次側回路部は、電源装置に接続される1次側回路部に対して、絶縁されるため1次側の電源装置に起因する放電灯の感電を解消できると共に、絶縁距離の減少を図り装置の小型化を実現することが可能となる。ランプは出力光を集光するためのリフレクタと呼ばれるお椀状の構造物に固定されるが、例えばこのリフレクタをアルミ等の導電性の金属で構成した場合は、ランプが2次側にあると絶縁構造を必要とせず、小型化に有利である。   Since the secondary side circuit unit is insulated from the primary side circuit unit connected to the power supply device, the electric shock of the discharge lamp caused by the primary side power supply device can be eliminated and the insulation distance can be reduced. It becomes possible to reduce the size of the apparatus. The lamp is fixed to a bowl-shaped structure called a reflector for condensing output light. For example, when the reflector is made of a conductive metal such as aluminum, it is insulated if the lamp is on the secondary side. No structure is required, which is advantageous for downsizing.

変圧器の2次側巻線は第1巻線及び第2巻線により構成され、2次側回路部は主回路及び補助回路により構成される。補助回路は、放電灯の始動開始から所定条件を満たすまで第1巻線及び第2巻線により変換された電圧を放電灯へ印加する。この補助回路は例えば、第2巻線の一端に接続されるダイオード、当該ダイオードのカソードに接続され、充電した電圧を放電灯へ供給するコンデンサ並びに、ダイオードのカソード及びコンデンサに接続されるスイッチにより構成される。このスイッチは、例えば放電灯の始動開始から所定時間経過後にコンデンサによる放電灯への電圧供給を遮断する。   The secondary winding of the transformer is composed of a first winding and a second winding, and the secondary circuit portion is composed of a main circuit and an auxiliary circuit. The auxiliary circuit applies the voltage converted by the first winding and the second winding to the discharge lamp until the predetermined condition is satisfied from the start of the discharge lamp. This auxiliary circuit includes, for example, a diode connected to one end of the second winding, a capacitor connected to the cathode of the diode, and supplies a charged voltage to the discharge lamp, and a switch connected to the cathode and the capacitor of the diode. Is done. For example, the switch cuts off the voltage supply to the discharge lamp by the capacitor after a predetermined time has elapsed since the start of the discharge lamp.

主回路は所定条件を満たした後、第1巻線により変換された電圧を放電灯へ印加する。この主回路は例えば、出力端を共通にする第2巻線の他端及び第1巻線の一端に接続されるダイオード及び当該ダイオードのカソードに接続されるコンデンサにより構成され、例えば所定時間経過後にコンデンサに充電した電圧を放電灯へ供給する。   After satisfying a predetermined condition, the main circuit applies the voltage converted by the first winding to the discharge lamp. This main circuit is composed of, for example, a diode connected to the other end of the second winding having a common output end, one end of the first winding, and a capacitor connected to the cathode of the diode. The voltage charged in the capacitor is supplied to the discharge lamp.

本発明にあっては、放電灯点灯装置は、放電灯の始動開始から前記所定時間内に、放電灯に係る電気量が所定の値を超えた場合に、スイッチをオフする。すなわち、放電灯に流れる電流が所定の値以上、または放電灯に印加される電圧が所定電圧以下となった場合に、アーク放電へ移行したと判断し、スイッチをオフし補助回路から主回路へ切り替える。そしてその後、スイッチをオフした後に、放電灯に係る電気量が前記所定の値と異なる値を超えた場合に、スイッチを再びオンする。すなわち、主回路への切り替え後特殊アーク等により、放電灯に立ち消えが発生した場合、再びスイッチをオンし、補助回路に切り替える。   In the present invention, the discharge lamp lighting device turns off the switch when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a predetermined value within the predetermined time from the start of starting the discharge lamp. That is, when the current flowing through the discharge lamp is equal to or greater than a predetermined value or when the voltage applied to the discharge lamp is equal to or less than the predetermined voltage, it is determined that the arc discharge has been started, the switch is turned off, and the auxiliary circuit is switched to the main circuit Switch. Then, after the switch is turned off, the switch is turned on again when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a value different from the predetermined value. In other words, if the discharge lamp is extinguished due to a special arc or the like after switching to the main circuit, the switch is turned on again to switch to the auxiliary circuit.

また、本発明にあっては1次側回路部に自励型フライバック方式のコンバータを用いて、2次側回路部から伝送される信号に基づきスイッチング制御を行い、放電灯の定電力点灯を行う。すなわち、1次側の自励型フライバック方式コンバータと2次側の電力偏差を検出する検出回路部と組み合わせにより放電灯の定電力制御を行うよう構成したので、コンバータが一つで構成でき装置の小型化を図ることができる。また2次側回路部で目標電力との偏差を検出して定電力制御を行うので、放電灯点灯装置の雰囲気温度及び部材の個体差による影響を低減でき、出力電力の誤差を低減できる。さらに放電灯が用いられるプロジェクタにおけるフリッカの原因となる残留ACリプルの影響をも抑制することが可能となる。   In the present invention, a self-excited flyback converter is used for the primary side circuit unit, switching control is performed based on the signal transmitted from the secondary side circuit unit, and constant power lighting of the discharge lamp is performed. Do. In other words, since the primary side self-excited flyback converter and the detection circuit unit for detecting the secondary side power deviation are combined to perform constant power control of the discharge lamp, the converter can be configured as a single device. Can be miniaturized. In addition, since the secondary circuit unit detects a deviation from the target power and performs constant power control, the influence of the ambient temperature of the discharge lamp lighting device and individual differences of members can be reduced, and the error of output power can be reduced. Furthermore, it is possible to suppress the influence of residual AC ripple that causes flicker in a projector using a discharge lamp.

本発明にあっては、変圧器及び信号伝送素子により1次側回路部及び2次側回路部を絶縁すると共に、2次側回路部における検出回路部及び1次側回路部におけるスイッチング制御部により定電力制御を行うよう構成したので、2次側回路部が電源装置に接続される1次側回路部に対して、絶縁され、1次側の電源装置に起因する放電灯の感電を解消できると共に、絶縁距離の減少を図り装置の小型化を実現することが可能となる。また、2次側回路部においてランプ電流及びランプ電圧双方の検出に基づく電力を検出して定電力制御を行うので、例えばランプの寿命末期等において、よりきめ細かな電力制御が可能となる。   In the present invention, the primary side circuit unit and the secondary side circuit unit are insulated by the transformer and the signal transmission element, and the detection circuit unit in the secondary side circuit unit and the switching control unit in the primary side circuit unit are used. Since it is configured to perform constant power control, the secondary side circuit unit is insulated from the primary side circuit unit connected to the power supply device, and the electric shock of the discharge lamp caused by the primary side power supply device can be eliminated. At the same time, the insulation distance can be reduced and the device can be downsized. Further, since the secondary side circuit unit detects power based on detection of both the lamp current and the lamp voltage and performs constant power control, finer power control can be performed at the end of the lamp life, for example.

本発明にあっては、2次側回路部を主回路及び補助回路により構成し、放電灯の始動開始から所定条件を満たすまで第1巻線及び第2巻線により変換された電圧を補助回路により放電灯へ印加する。そして、所定条件を満たした後、第1巻線により変換された電圧を主回路により放電灯へ印加するので、コンバータの小型化及び高効率化を図ることが可能となる。   In the present invention, the secondary circuit portion is constituted by a main circuit and an auxiliary circuit, and the voltage converted by the first winding and the second winding from the start of the discharge lamp to the predetermined condition is supplied to the auxiliary circuit. Apply to the discharge lamp. Then, after satisfying the predetermined condition, the voltage converted by the first winding is applied to the discharge lamp by the main circuit, so that the converter can be reduced in size and efficiency.

また、本発明にあっては1次側の自励型フライバック方式コンバータと2次側の電力偏差を検出する検出回路部と組み合わせにより放電灯の定電力制御を行うよう構成したので、放電灯点灯装置の雰囲気温度及び部材の個体差による影響を低減できる。また2次側での電力の偏差検出により、出力電力の誤差を低減できる。さらに放電灯が用いられるプロジェクタにおけるフリッカの原因となる残留ACリプルの影響をも抑制することが可能となる。さらに単一のコンバータで放電灯点灯装置を構成できるので装置の小型化及び電力効率の向上化を図ることが可能となる。   Further, in the present invention, the constant power control of the discharge lamp is performed by combining the self-excited flyback converter on the primary side and the detection circuit unit for detecting the power deviation on the secondary side. It is possible to reduce the influence of the ambient temperature of the lighting device and the individual differences of the members. Further, the output power error can be reduced by detecting the power deviation on the secondary side. Furthermore, it is possible to suppress the influence of residual AC ripple that causes flicker in a projector using a discharge lamp. Furthermore, since the discharge lamp lighting device can be configured with a single converter, it is possible to reduce the size of the device and improve the power efficiency.

本発明にあっては、放電灯点灯装置は、放電灯の始動開始から前記所定時間内に、放電灯に係る電気量が所定の値を超えた場合に、スイッチをオフする。その後、スイッチをオフした後に、放電灯に係る電気量が前記所定の値と異なる値を超えた場合に、スイッチを再びオンする。このように放電灯の電気量及び時間に基づきスイッチのオン・オフ制御を行うので、FET等に流れる電流量を低減でき、さらなる小型化を図ることが可能となる。またスイッチをオフした後に、再度電気量を監視するので、主回路への切り替え後特殊アーク等により、放電灯に立ち消えが発生した場合でも、再び補助回路での電圧供給が行われ、より信頼性を高めることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。   In the present invention, the discharge lamp lighting device turns off the switch when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a predetermined value within the predetermined time from the start of starting the discharge lamp. Thereafter, after the switch is turned off, the switch is turned on again when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a value different from the predetermined value. As described above, since the on / off control of the switch is performed based on the electric amount and time of the discharge lamp, the amount of current flowing through the FET or the like can be reduced, and further miniaturization can be achieved. In addition, since the amount of electricity is monitored again after the switch is turned off, even if the discharge lamp is extinguished due to a special arc after switching to the main circuit, the voltage is again supplied to the auxiliary circuit and more reliable. The present invention has an excellent effect, for example, that it is possible to increase the resistance.

実施の形態1
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1及び図2は本発明に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。図1において、1は放電灯点灯装置であり、放電灯点灯装置1は、変圧器(以下、トランス)6及び信号伝送素子であるフォトカプラ5を境に交流電源2側に配される1次側回路部10、並びに、ランプ4側に配される2次側回路部20により構成される。このように、2次側回路部20は、トランス6及びフォトカプラ5により、1次側回路部10に対して絶縁されている。なお、本実施の形態においては液晶プロジェクタ等に用いられるメタルハライドランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に適用する例を示す。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are circuit diagrams showing the configuration of a discharge lamp lighting device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a discharge lamp lighting device. The discharge lamp lighting device 1 is a primary arranged on the AC power supply 2 side with a transformer (hereinafter referred to as a transformer) 6 and a photocoupler 5 as a signal transmission element as a boundary. The side circuit unit 10 and the secondary circuit unit 20 disposed on the lamp 4 side are included. As described above, the secondary side circuit unit 20 is insulated from the primary side circuit unit 10 by the transformer 6 and the photocoupler 5. In this embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a discharge lamp lighting device that lights a discharge lamp such as a metal halide lamp used in a liquid crystal projector or the like.

1次側回路部10は、ラインフィルタ11を介して交流電源2に接続されており、交流電源2からの交流を全波整流及び平滑するためのブリッジ回路12、平滑コンデンサ14、FET(Field Effect Transistor)もしくはバイポーラトランジスタを用いたパワースイッチ素子16,パワースイッチ素子16を制御するスイッチング制御部13及びこれに接続される起動抵抗15を含んで構成される。   The primary side circuit unit 10 is connected to an AC power source 2 via a line filter 11, a bridge circuit 12 for smoothing and smoothing the AC from the AC power source 2, a smoothing capacitor 14, and an FET (Field Effect). Transistor) or a bipolar transistor and a power switch element 16, a switching control unit 13 for controlling the power switch element 16, and a starting resistor 15 connected thereto.

ブリッジ回路12には平滑コンデンサ14が並列に接続されており、平滑コンデンサ14の一端は起動抵抗15及びトランス6の1次コイル(1次側巻線)61のa端子(正極)に接続されている。起動抵抗15のもう一方はスイッチング制御部13に接続される。トランス6は、パワースイッチ素子16にその一端が接続された1次コイル61、第1巻線621及び第2巻線622からなる2次コイル(2次側巻線)62、並びに、スイッチング制御部13に接続された帰還コイル63を備える。   A smoothing capacitor 14 is connected in parallel to the bridge circuit 12, and one end of the smoothing capacitor 14 is connected to the starting resistor 15 and the a terminal (positive electrode) of the primary coil (primary winding) 61 of the transformer 6. Yes. The other side of the starting resistor 15 is connected to the switching control unit 13. The transformer 6 includes a primary coil 61 having one end connected to the power switch element 16, a secondary coil (secondary winding) 62 including a first winding 621 and a second winding 622, and a switching control unit. 13 is provided with a feedback coil 63 connected to 13.

1次コイル61のb端子(負極)はパワースイッチ素子16のドレインに接続される。パワースイッチ素子16のソースはブリッジ回路12へ、ゲートはスイッチング制御部13に接続され、スイッチング制御部13のゲート制御信号に従いドレイン−ソース間をオン・オフする。トランス6の帰還コイル63のf端子(負極)はパワースイッチ素子16のソース、ブリッジ回路12及びスイッチング制御部13に接続されており、また帰還コイル63のe端子(正極)もスイッチング制御部13に接続されている。スイッチング制御部13は2次側回路部20からの制御信号を伝送するフォトカプラ5にも接続されている。   The b terminal (negative electrode) of the primary coil 61 is connected to the drain of the power switch element 16. The source of the power switch element 16 is connected to the bridge circuit 12 and the gate is connected to the switching control unit 13, and the drain-source is turned on / off according to the gate control signal of the switching control unit 13. The f terminal (negative electrode) of the feedback coil 63 of the transformer 6 is connected to the source of the power switch element 16, the bridge circuit 12, and the switching control unit 13, and the e terminal (positive electrode) of the feedback coil 63 is also connected to the switching control unit 13. It is connected. The switching control unit 13 is also connected to the photocoupler 5 that transmits a control signal from the secondary side circuit unit 20.

次に1次側回路部10の動作について説明する。図示しないシステム全体のスイッチは、例えば交流電源2とラインフィルタ11の接続ラインに直列に挿入されている。このシステムスイッチがオフの状態においては、交流電源2からの電力は放電灯点灯装置1には供給されない。そのため、スイッチング制御部13は動作せず、パワースイッチ素子16のゲート電圧Vgsは0Vであり、オフの状態である。システムスイッチがオンにされ、交流電源2から電力が供給された場合、ブリッジ回路12及び平滑コンデンサ14により交流電圧が整流及び平滑される。その後ライン151の電圧が上昇し、起動抵抗15経由でスイッチング制御部13に電力が供給されて動作を開始し、パワースイッチ素子16にもゲート電圧がかかることになる。パワースイッチ素子16のゲート電圧Vgsが所定電圧以上となった場合、パワースイッチ素子16はオンとなる。   Next, the operation of the primary side circuit unit 10 will be described. A switch of the entire system (not shown) is inserted in series in, for example, a connection line between the AC power supply 2 and the line filter 11. When the system switch is off, power from the AC power source 2 is not supplied to the discharge lamp lighting device 1. Therefore, the switching control unit 13 does not operate, and the gate voltage Vgs of the power switch element 16 is 0 V, which is in an off state. When the system switch is turned on and power is supplied from the AC power supply 2, the AC voltage is rectified and smoothed by the bridge circuit 12 and the smoothing capacitor 14. Thereafter, the voltage of the line 151 rises, and power is supplied to the switching control unit 13 via the starting resistor 15 to start the operation, and the gate voltage is also applied to the power switch element 16. When the gate voltage Vgs of the power switch element 16 becomes equal to or higher than a predetermined voltage, the power switch element 16 is turned on.

パワースイッチ素子16がオンした場合、1次コイル61のインダクタンスと両端abに印加されている電圧によって、1次コイル61に電流が流れる。2次コイル62及び帰還コイル63には巻き数比に応じた電圧が発生する。なお、1次コイル61のa端子と、帰還コイル63のe端子と、2次コイル62の第1巻線621のd端子と、2次コイル62の第2巻線622のc端子が同極(正極)であり、発生する電圧が同一の極性となる。帰還コイル63の正極(e端子)はスイッチング制御部13を介してパワースイッチ素子16のゲートに接続されている。つまり、パワースイッチ素子16がオンの場合、オン状態を維持する帰還コイル63の極性側に接続されている。   When the power switch element 16 is turned on, a current flows through the primary coil 61 due to the inductance of the primary coil 61 and the voltage applied to both ends ab. A voltage corresponding to the turn ratio is generated in the secondary coil 62 and the feedback coil 63. The a terminal of the primary coil 61, the e terminal of the feedback coil 63, the d terminal of the first winding 621 of the secondary coil 62, and the c terminal of the second winding 622 of the secondary coil 62 have the same polarity. (Positive electrode), and the generated voltages have the same polarity. The positive electrode (e terminal) of the feedback coil 63 is connected to the gate of the power switch element 16 via the switching control unit 13. That is, when the power switch element 16 is on, it is connected to the polarity side of the feedback coil 63 that maintains the on state.

図3はスイッチング制御部13の回路構成を示す回路図である。スイッチング制御部13はスイッチ素子131、コンデンサ132、137、抵抗133、135、136、及びダイオード134を含んで構成される。なお図中5はフォトカプラの受光部を示す。パワースイッチ素子16のゲートは、帰還コイル63に発生する電圧を抵抗136、コンデンサ137を介して印加されることで動作する。起動抵抗15によってパワースイッチ素子16が一旦オンすると、帰還コイル63のe端子にプラスの電圧が発生するため、パワースイッチ素子16の動作はオンが継続する。また、パワースイッチ素子16のゲートはスイッチ素子131によって制御される。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the switching control unit 13. The switching control unit 13 includes a switch element 131, capacitors 132 and 137, resistors 133, 135 and 136, and a diode 134. In the figure, reference numeral 5 denotes a light receiving portion of the photocoupler. The gate of the power switch element 16 operates by applying a voltage generated in the feedback coil 63 via the resistor 136 and the capacitor 137. Once the power switch element 16 is turned on by the starting resistor 15, a positive voltage is generated at the e terminal of the feedback coil 63, so that the operation of the power switch element 16 continues to be turned on. The gate of the power switch element 16 is controlled by the switch element 131.

スイッチ素子131のオン・オフ動作はコンデンサ132の両端電圧によって制御される。コンデンサ132の電圧は帰還コイル63のe端子に発生した電圧によって抵抗133に流れる電流で制御される。つまり、帰還コイル63にe端子にプラスの電圧が発生して、パワースイッチ素子16がオンするが、抵抗133経由でコンデンサ132に電荷がチャージされることでスイッチ素子131がオフからオンの状態となり、パワースイッチ素子16のゲートはドレインと同一電位となってオフ状態となる。パワースイッチ素子16がオン状態である時間は抵抗133とコンデンサ132の時定数で決まる。所望のパワーが取り出せるように定数を調整する。また、コンデンサ132はダイオード134、抵抗135、及びフォトカプラ5によっても充電される。フォトカプラ5が頻繁にオンする場合、コンデンサ132の充電が早まり、スイッチ素子131がオンからオフに変化する時間も短くなる。フォトカプラ5は後述する2次側回路部20から制御される。   The on / off operation of the switch element 131 is controlled by the voltage across the capacitor 132. The voltage of the capacitor 132 is controlled by the current flowing through the resistor 133 by the voltage generated at the e terminal of the feedback coil 63. That is, a positive voltage is generated at the e terminal of the feedback coil 63 and the power switch element 16 is turned on. However, the charge is charged to the capacitor 132 via the resistor 133, so that the switch element 131 is changed from OFF to ON. The gate of the power switch element 16 becomes the same potential as the drain and is turned off. The time during which the power switch element 16 is on is determined by the time constant of the resistor 133 and the capacitor 132. The constant is adjusted so that the desired power can be extracted. The capacitor 132 is also charged by the diode 134, the resistor 135, and the photocoupler 5. When the photocoupler 5 is frequently turned on, the capacitor 132 is quickly charged, and the time for the switch element 131 to change from on to off is shortened. The photocoupler 5 is controlled from a secondary side circuit unit 20 described later.

続いて、スイッチがオフからオンへ移行するまでの動作を説明する。パワースイッチ素子16がオフとなった瞬間、2次コイル62のc端子及びg端子に正電圧が発生する。そして、パワースイッチ素子16がオンの間にトランス6に蓄えられた電力が2次側回路部20の整流ダイオード22及び整流ダイオード72を経由して出力される。オンの期間にトランス6に蓄えられた電力がゼロになった場合、残留した電力が帰還コイル63のe端子に、正の電圧を発生させる結果、スイッチが再びオンとなる。スイッチング制御部13は以上のオン・オフ制御を繰り返し行う。以上のように、平滑コンデンサ14、トランス6、パワースイッチ素子16、整流ダイオード22、整流ダイオード72、コンデンサ23、コンデンサ73(図2参照)からなる構成にて、パワースイッチ素子16のオン期間に電力をトランス6に蓄え、オフ期間にこれを2次側に取り出す動作を行う。オンとオフの時間を制御することで、入力電圧に対して出力電圧を昇圧もしくは降圧する動作となる。   Subsequently, an operation until the switch shifts from OFF to ON will be described. At the moment when the power switch element 16 is turned off, a positive voltage is generated at the c terminal and the g terminal of the secondary coil 62. The electric power stored in the transformer 6 while the power switch element 16 is on is output via the rectifier diode 22 and the rectifier diode 72 of the secondary side circuit unit 20. When the electric power stored in the transformer 6 becomes zero during the ON period, the remaining electric power generates a positive voltage at the e terminal of the feedback coil 63, so that the switch is turned ON again. The switching control unit 13 repeatedly performs the above on / off control. As described above, in the configuration including the smoothing capacitor 14, the transformer 6, the power switch element 16, the rectifier diode 22, the rectifier diode 72, the capacitor 23, and the capacitor 73 (see FIG. 2), power is supplied during the ON period of the power switch element 16. Is stored in the transformer 6 and is taken out to the secondary side during the off period. By controlling the on and off times, the output voltage is boosted or lowered with respect to the input voltage.

次に2次側回路部20の構成を、図2を用いて説明する。2次コイル62は巻線の一の端子(c端子)を共通とする第1巻線621及び第2巻線622により形成され、第1巻線621と第2巻線622との巻数比は例えば13:12である。第1巻線621の他端(d端子)は接地されており、第1巻線621の一端(c端子)、換言すれば第2巻線622の他端(c端子)は、整流ダイオード22のアノードに接続されている。   Next, the configuration of the secondary circuit unit 20 will be described with reference to FIG. The secondary coil 62 is formed by a first winding 621 and a second winding 622 that share one terminal (c terminal) of the winding, and the turns ratio of the first winding 621 and the second winding 622 is as follows. For example, 13:12. The other end (d terminal) of the first winding 621 is grounded, and one end (c terminal) of the first winding 621, in other words, the other end (c terminal) of the second winding 622 is connected to the rectifier diode 22. Connected to the anode.

また第2巻線622の一端(g端子)は整流ダイオード72のアノードに接続されている。ランプ4に対して直列に接続される整流ダイオード72のカソードにはランプ4に対して並列に接続されるコンデンサ73が接続されている。また、整流ダイオード72のカソード及びコンデンサ73にはスイッチ74が接続されている。   One end (g terminal) of the second winding 622 is connected to the anode of the rectifier diode 72. A capacitor 73 connected in parallel to the lamp 4 is connected to the cathode of the rectifier diode 72 connected in series to the lamp 4. A switch 74 is connected to the cathode of the rectifier diode 72 and the capacitor 73.

スイッチ74は一方がダイオード75のアノード、他方がイグナイタ3の抵抗33に接続されている。イグナイタ3は、印加電圧によってオン、オフの制御が切り替えられるサイダック(登録商標)31と、サイダック31の片側が接続されるパルストランス32と、サイダック31の発振周波数を決める抵抗33及びコンデンサ34と、ランプ4に対して直列に接続されパルストランス32が発生する高圧をコンバータ側に戻らないよう阻止するダイオード30からなる。ダイオード75のカソードはパルストランス32の3−4端子の4端子へ接続される。   One of the switches 74 is connected to the anode of the diode 75 and the other is connected to the resistor 33 of the igniter 3. The igniter 3 includes a Sidac (registered trademark) 31 whose on / off control is switched by an applied voltage, a pulse transformer 32 to which one side of the Sidac 31 is connected, a resistor 33 and a capacitor 34 that determine the oscillation frequency of the Sidac 31, The diode 30 is connected in series to the lamp 4 and prevents a high voltage generated by the pulse transformer 32 from returning to the converter side. The cathode of the diode 75 is connected to 4 terminals of the 3-4 terminal of the pulse transformer 32.

ダイオード30のカソードもダイオード75のカソードと同じくパルストランス32の3−4端子の4端子へ接続されている。一方サイダック31の一端はパルストランス32の1−2端子の2端子に接続され、他端は直列に接続される抵抗33とコンデンサ34との間に接続される。第1巻線621の一端(c端子、第2巻線622の他端)は、整流ダイオード22のアノードに接続される。ランプ4に対して直列に接続される整流ダイオード22のカソードはランプ4に対して並列に接続されるコンデンサ23及びダイオード30のアノードに接続される。整流ダイオード22を経て供給された電圧は2次側のコンデンサ23により平滑され、平滑された後の電圧がランプ4へ印加される。なお、2次コイル62のd端子はグランドに接地されている。
ダイオード30は主コンバータ70(主回路)の出力であり、ダイオード75は補助コンバータ71(補助回路)の出力である。互いのカソードが接続されて、パルストランス32の二次側である3−4端子経由でランプ4に接続される。イグナイタ3はランプ4の起動時のみ動作して、その後はチョークコイルとして作用する。イグナイタ3が動作中は数キロVの高圧が発生するため、その電圧を他の回路に伝達しないように阻止する必要があるが、ダイオード30及びダイオード75がその高耐圧の定格仕様を持っている。つまり、ダイオード30及びダイオード75は、起動時の高電圧の阻止と、主コンバータ70及び補助コンバータ71の出力切り換えの機能を兼ねている。
Similarly to the cathode of the diode 75, the cathode of the diode 30 is connected to 4 terminals of the 3-4 terminal of the pulse transformer 32. On the other hand, one end of the Sidac 31 is connected to two terminals 1-2 of the pulse transformer 32, and the other end is connected between a resistor 33 and a capacitor 34 connected in series. One end of the first winding 621 (c terminal, the other end of the second winding 622) is connected to the anode of the rectifier diode 22. The cathode of the rectifier diode 22 connected in series to the lamp 4 is connected to the capacitor 23 connected in parallel to the lamp 4 and the anode of the diode 30. The voltage supplied via the rectifier diode 22 is smoothed by the secondary capacitor 23, and the smoothed voltage is applied to the lamp 4. The d terminal of the secondary coil 62 is grounded.
The diode 30 is the output of the main converter 70 (main circuit), and the diode 75 is the output of the auxiliary converter 71 (auxiliary circuit). The cathodes are connected to each other and connected to the lamp 4 via the 3-4 terminal which is the secondary side of the pulse transformer 32. The igniter 3 operates only when the lamp 4 is started, and thereafter acts as a choke coil. Since a high voltage of several kilovolts is generated while the igniter 3 is in operation, it is necessary to prevent the voltage from being transmitted to other circuits. However, the diode 30 and the diode 75 have a high voltage rating specification. . That is, the diode 30 and the diode 75 have both functions of preventing a high voltage at startup and switching the outputs of the main converter 70 and the auxiliary converter 71.

第1分圧抵抗24及び第2分圧抵抗25はランプ4に対して並列に接続されており、検出されたランプ電圧は制御部21へ出力される。また電流検出抵抗26はランプ4に直列に接続されており、検出されたランプ電圧は制御部21へ出力される。イグナイタ3はランプ4に対して数キロVから十数キロVの高圧を印加してランプ4を始動させる。アーク放電が維持されランプ4が定常状態へ移行した後は、制御部21の検出回路部22E及びスイッチング制御部13によるランプ4の定電力制御が行われる。定電圧制御部23Vは
、ランプ4の消灯時にコンデンサ23の両端電圧が所定の値以上にならないように、フォトカプラ5とスイッチング制御部13とを介してパワースイッチ素子16を制御する。定電流制御部24Aは、ランプ4の点灯時に所定値以上の電流がランプ4に流れないように、フォトカプラ5とスイッチング制御部13とを介してパワースイッチ素子16を制御する。
The first voltage dividing resistor 24 and the second voltage dividing resistor 25 are connected in parallel to the lamp 4, and the detected lamp voltage is output to the control unit 21. The current detection resistor 26 is connected in series with the lamp 4, and the detected lamp voltage is output to the control unit 21. The igniter 3 applies a high voltage of several kiloV to several tens of kiloV to the lamp 4 to start the lamp 4. After the arc discharge is maintained and the lamp 4 shifts to the steady state, the constant power control of the lamp 4 is performed by the detection circuit unit 22E of the control unit 21 and the switching control unit 13. The constant voltage control unit 23V controls the power switch element 16 via the photocoupler 5 and the switching control unit 13 so that the voltage across the capacitor 23 does not exceed a predetermined value when the lamp 4 is turned off. The constant current control unit 24 </ b> A controls the power switch element 16 through the photocoupler 5 and the switching control unit 13 so that a current greater than a predetermined value does not flow through the lamp 4 when the lamp 4 is lit.

ランプ4の点灯開始からグロー放電までの動作について説明する。図示しないシステム全体のスイッチがオフの場合、ダイオード30及びダイオード75のいずれにも電流が流れない。システムのスイッチがオンされた場合、前述のようにパワースイッチ素子16がスイッチング動作をすることで、2次側回路部20に電力が伝達されて、コンデンサ23及びコンデンサ73の電圧が上昇する。第1巻線621と第2巻線622との巻線比を13:12として、無負荷時のコンデンサ23の電圧を130Vとなるように第1分圧抵抗24と第2分圧抵抗25で検出して定電圧制御部23Vで制御した場合、コンデンサ23の電圧は130V、コンデンサ73の電圧は250Vとなる。スイッチ74はオンの状態であり、コンデンサ73の電圧250Vによりまず、スイッチ74、抵抗33を介してコンデンサ34が充電される。充電時間τ(時定数)は、τ=R×Cで決まる。なお。Rは抵抗33の抵抗値、Cはコンデンサ34の静電容量である。   The operation from the start of lighting of the lamp 4 to glow discharge will be described. When the switch of the entire system (not shown) is off, no current flows through either the diode 30 or the diode 75. When the system switch is turned on, the power switch element 16 performs a switching operation as described above, whereby electric power is transmitted to the secondary side circuit unit 20 and the voltages of the capacitor 23 and the capacitor 73 rise. The winding ratio of the first winding 621 and the second winding 622 is 13:12, and the voltage of the capacitor 23 at no load is set to 130V by the first voltage dividing resistor 24 and the second voltage dividing resistor 25. When the voltage is detected and controlled by the constant voltage control unit 23V, the voltage of the capacitor 23 is 130V and the voltage of the capacitor 73 is 250V. The switch 74 is in an ON state, and the capacitor 34 is first charged through the switch 74 and the resistor 33 by the voltage 250 V of the capacitor 73. The charging time τ (time constant) is determined by τ = R × C. Note that. R is the resistance value of the resistor 33, and C is the capacitance of the capacitor 34.

サイダック31のオン電圧は220Vであり、コンデンサ34の電圧が220Vに達した時にサイダック31が導通して、パルストランス32の1−2端子に220Vが印加される。パルストランス32の1−2端子間巻き線と3−4端子間巻き線の比は1:25であり、3−4端子間に5キロVの電圧が発生し、ランプ4が動作を開始する。この場合、コンデンサ73の電圧はコンデンサ23の電圧より高いため、ダイオード75はオン、ダイオード30はオフとなり、主にダイオード75経由でランプ4へ電流が供給される。すなわち、整流ダイオード72、コンデンサ73及びダイオード75を通じた電力供給が行われる。ランプ4は絶縁破壊後、グロー放電へ移行し、100V〜200Vの電圧、約50Wの電力が、ダイオード75経由で供給される。ランプ4が点灯して以降、立ち消えするような場合を除いて、サイダック31がオンに必要な電圧である220Vがコンデンサ34に充電されることはないため、イグナイタ3は高圧発生動作を停止する。   The on-voltage of the Sidac 31 is 220V, and when the voltage of the capacitor 34 reaches 220V, the Sidac 31 becomes conductive and 220V is applied to the 1-2 terminal of the pulse transformer 32. The ratio of the winding between the 1-2 terminals and the winding between the 3-4 terminals of the pulse transformer 32 is 1:25, a voltage of 5 kiloV is generated between the 3-4 terminals, and the lamp 4 starts operating. . In this case, since the voltage of the capacitor 73 is higher than the voltage of the capacitor 23, the diode 75 is turned on and the diode 30 is turned off, and a current is supplied to the lamp 4 mainly via the diode 75. That is, power is supplied through the rectifier diode 72, the capacitor 73, and the diode 75. After the dielectric breakdown, the lamp 4 shifts to glow discharge, and a voltage of 100 V to 200 V and a power of about 50 W are supplied via the diode 75. Except for the case where the lamp 4 is turned on and then goes off, 220 V, which is a voltage necessary for turning on the Sidak 31, is not charged in the capacitor 34, so the igniter 3 stops the high voltage generation operation.

スイッチ74は例えばFET等で構成され、メインのスイッチがオンされてから所定時間、例えばランプ4の始動時の過渡的な不安定性に起因する立ち消えまたはホットリスタート(ランプ4が熱い状態からの再点灯)を考慮して6秒経過後にオンからオフに切り替える。なお、図2においてスイッチ74は、抵抗33とダイオード75とをコンデンサ73から切り離す位置にあるが、ダイオード75のみをコンデンサ73から切り離す構成としてもよい。この場合、抵抗33は常にコンデンサ73から電流が供給されるが、ランプ点灯時のコンデンサ73の両端電圧は、ランプ電圧VL並びに第1巻線621及び第2巻線622の巻き線比で決まり、この電圧は220V以下となるためサイダック31は動作しない。よって抵抗33を流れる電流はコンデンサ34を充電した時点で流れなくなり、よってスイッチ74は抵抗33とコンデンサ73の接続を切らなくても良い。また、ダイオード75をコンデンサ73から切り離すために、スイッチ74のアノード側にスイッチを挿入してもよいし、カソード側に挿入しても良い。ダイオード75を、ダイオード30やパルストランス32の4端子と切り離す事で電流が流れる経路を切断すればよい。またスイッチ74は所定時間経過後にオンからオフに切り替える他、ランプ電流及びランプ電圧の変化を検知してオンからオフに切り替えるようにしても良い。この場合、制御部21へ入力されるランプ電流またはランプ電圧の情報はスイッチ74へも入力される。   The switch 74 is composed of, for example, an FET or the like. The switch 74 is turned off or hot restarted due to transient instability at the start of the lamp 4 after the main switch is turned on (restarting from a state where the lamp 4 is hot). Switch on from off after 6 seconds. In FIG. 2, the switch 74 is in a position where the resistor 33 and the diode 75 are separated from the capacitor 73, but only the diode 75 may be separated from the capacitor 73. In this case, the resistor 33 is always supplied with current from the capacitor 73, but the voltage across the capacitor 73 when the lamp is lit is determined by the lamp voltage VL and the winding ratio of the first winding 621 and the second winding 622. Since this voltage is 220 V or less, the Sidac 31 does not operate. Therefore, the current flowing through the resistor 33 stops flowing when the capacitor 34 is charged, so that the switch 74 does not need to disconnect the resistor 33 and the capacitor 73. Further, in order to separate the diode 75 from the capacitor 73, a switch may be inserted on the anode side of the switch 74, or may be inserted on the cathode side. By disconnecting the diode 75 from the four terminals of the diode 30 and the pulse transformer 32, a path through which a current flows may be cut. Further, the switch 74 may be switched from on to off after a predetermined time has elapsed, or may be switched from on to off by detecting changes in lamp current and lamp voltage. In this case, the lamp current or lamp voltage information input to the control unit 21 is also input to the switch 74.

スイッチ74は後述のCPU741を持ち、ランプ電圧VL(コンデンサ23の電圧)が100V以下か否かを判断し、ランプ電圧VLが100V以下になった場合に、グロー放電が終了してアーク放電に移行したと判断して、このスイッチ74をオフする。これにより、ダイオード75を通じた電力供給が止まる。この時点でランプ電圧VLは100V以下であり、整流ダイオード22、コンデンサ23及びダイオード30を通じた主コンバータ70による電力供給が開始される。またランプ電流ALを用いて判断する場合、CPU741はランプ電流ALが1A以上か否かを判断し、ランプ電流ALが1A以上になった場合に、このスイッチ74をオフする。これにより、整流ダイオード22、コンデンサ23及びダイオード30を通じた主コンバータ70による電力供給が開始され、ダイオード75を通じた電力供給が止まる。   The switch 74 has a CPU 741 to be described later, determines whether or not the lamp voltage VL (the voltage of the capacitor 23) is 100 V or less, and when the lamp voltage VL is 100 V or less, the glow discharge ends and the process proceeds to arc discharge. The switch 74 is turned off. Thereby, the power supply through the diode 75 is stopped. At this time, the lamp voltage VL is 100 V or less, and power supply by the main converter 70 through the rectifier diode 22, the capacitor 23, and the diode 30 is started. When the determination is made using the lamp current AL, the CPU 741 determines whether or not the lamp current AL is 1 A or more, and turns off the switch 74 when the lamp current AL becomes 1 A or more. Thereby, the power supply by the main converter 70 through the rectifier diode 22, the capacitor 23, and the diode 30 is started, and the power supply through the diode 75 is stopped.

図4は放電灯点灯装置1の出力特性を示すグラフである。縦軸はランプ4のランプ電圧を示し、単位は[V(ボルト)]であり、横軸はランプ4のランプ電流を示し、単位は[A(アンペア)]である。トランス6、パワースイッチ素子16、平滑コンデンサ14、整流ダイオード22、コンデンサ23は、主コンバータ70を構成している。主コンバータ70は、自励型フライバック方式のコンバータ(RCC: Ringing Choke Converter)である。図4の実線で示す特性が、この主コンバータ70の特性である。対して、トランス6、パワースイッチ素子16、平滑コンデンサ14、整流ダイオード72、コンデンサ73は、補助コンバータ71を構成している。補助コンバータ71も、自励型フライバック方式である。図4のグラフにおいて実線は主コンバータ70から供給される電流・電圧の特性を示す。実線の特性において、およそ1.6A以下で130V一定の特性は、定電圧制御部23Vの特性である。およそ40V以下で5A一定の特性は、定電流制御部24Aの特性である。双曲線は、検出回路部22Eの定電力特性である。点線は、補助コンバータ71から供給される電流、電圧の特性である。開放電圧(出力電流がゼロの電圧)、または出力電流の小さい軽負荷時の電圧は、250Vであり、これは第1分圧抵抗24及び第2分圧抵抗25により制御され、第1巻線621と第2巻線622との比で決まる電圧である。1Aの電流垂下特性は、電流検出抵抗26で制御された結果である。   FIG. 4 is a graph showing the output characteristics of the discharge lamp lighting device 1. The vertical axis indicates the lamp voltage of the lamp 4, the unit is [V (volt)], the horizontal axis indicates the lamp current of the lamp 4, and the unit is [A (ampere)]. The transformer 6, power switch element 16, smoothing capacitor 14, rectifier diode 22, and capacitor 23 constitute a main converter 70. Main converter 70 is a self-excited flyback converter (RCC: Ringing Choke Converter). The characteristic indicated by the solid line in FIG. 4 is the characteristic of the main converter 70. On the other hand, the transformer 6, the power switch element 16, the smoothing capacitor 14, the rectifier diode 72, and the capacitor 73 constitute an auxiliary converter 71. The auxiliary converter 71 is also a self-excited flyback system. In the graph of FIG. 4, the solid line indicates the characteristics of the current / voltage supplied from the main converter 70. In the characteristic of the solid line, the characteristic of 130V constant at about 1.6 A or less is the characteristic of the constant voltage control unit 23V. The constant characteristic of 5A at about 40 V or less is the characteristic of the constant current control unit 24A. A hyperbola is a constant power characteristic of the detection circuit unit 22E. A dotted line is a characteristic of current and voltage supplied from the auxiliary converter 71. The open circuit voltage (the voltage at which the output current is zero), or the light load voltage with a small output current is 250 V, which is controlled by the first voltage dividing resistor 24 and the second voltage dividing resistor 25, and the first winding. The voltage is determined by the ratio between 621 and the second winding 622. The current drooping characteristic of 1 A is a result of being controlled by the current detection resistor 26.

本実施の形態においてはランプ4の定格電力を200Wであるものとし、また、ランプ4の寿命末期にランプ電圧VLが最大120Vとなることを仮定する。またコンデンサ23に発生する開放電圧は、120Vを駆動することを可能とすべく130Vとしてあり、コンデンサ73の開放電圧は250Vとしている。ランプ4の起動開始後、補助コンバータ71がイグナイタ3を動作させ、ランプ4に絶縁破壊を発生させ、その後ランプ4をグロー放電へ移行させる。   In the present embodiment, it is assumed that the rated power of the lamp 4 is 200 W, and that the lamp voltage VL is 120 V at the end of the life of the lamp 4. The open voltage generated in the capacitor 23 is 130 V so that 120 V can be driven, and the open voltage of the capacitor 73 is 250 V. After starting the lamp 4, the auxiliary converter 71 operates the igniter 3 to cause dielectric breakdown in the lamp 4 and then shift the lamp 4 to glow discharge.

主コンバータ70と補助コンバータ71において、1次側回路部10は共通であり、2次側回路部20の整流ダイオード22等及びコンデンサ23等を個別に持つ。トランス6も共通であり、各々の2次コイル62を持つ。電圧、電流、または電力を所望の値に変換するコンバータは、一般的に入力電圧範囲、出力電圧範囲、出力電流範囲などによって使用する部品のサイズや耐圧仕様、最大電流仕様が決まる。前述の入出力範囲が広い方が、一般的に必要な耐圧や最大電流定格が大きくなり、部品のコストは高価になりかつ外形は大きくなる傾向にある。   In the main converter 70 and the auxiliary converter 71, the primary side circuit unit 10 is common, and the rectifier diode 22 and the capacitor 23 of the secondary side circuit unit 20 and the like are individually provided. The transformer 6 is also common and has a secondary coil 62 for each. A converter that converts voltage, current, or power into a desired value generally determines the size, withstand voltage specification, and maximum current specification of components to be used depending on the input voltage range, output voltage range, output current range, and the like. The wider the input / output range described above, the generally required withstand voltage and maximum current rating become larger, the cost of parts becomes higher, and the outer shape tends to become larger.

耐圧を大きくしたために、寄生容量が増大してスイッチング速度の仕様が低下するようなトレードオフの関係も発生する。主コンバータ70の出力電圧を250Vから130Vに落とす事で、このような部品の定格アップまたはサイズアップを回避する。図2に示したように、制御部21はコンデンサ23の両端電圧を第1分圧抵抗24、第2分圧抵抗25で検出して制御している。つまり補助コンバータ71は、その出力電圧に関して無制御であることと等価となる。しかし、ここで補助コンバータ71が出力するのは絶縁破壊に必要な250Vの電圧、グロー放電に必要な100V〜200Vで0.5Aの電流、もしくはグロー放電からアーク放電に移行させるために必要な50W程度のパワーである。これらの動作は点灯時数秒間で終了する。よって、主コンバータ70の制御によって、補助コンバータ71の出力に第1巻線621と第2巻線622との巻数比で決まる電圧を取り出してランプ4に供給する事で、ランプ4の初期点灯が完了する。簡易に構成されて簡易に制御される補助コンバータ71でランプ4の点灯時の僅かな時間に必要な電圧、電力を供給することで、主コンバータ70のサイズダウンを図ることができる。補助コンバータ71が無制御でよいため、フォトカプラ5またはスイッチング制御部13は主コンバータ70と共用化が可能となる。   Since the withstand voltage is increased, there is a trade-off relationship in which the parasitic capacitance increases and the switching speed specification decreases. By reducing the output voltage of the main converter 70 from 250V to 130V, such an increase in the rating or size of the parts is avoided. As shown in FIG. 2, the control unit 21 detects and controls the voltage across the capacitor 23 with the first voltage dividing resistor 24 and the second voltage dividing resistor 25. That is, auxiliary converter 71 is equivalent to no control with respect to its output voltage. However, the auxiliary converter 71 outputs a voltage of 250 V required for dielectric breakdown, a current of 0.5 A at 100 V to 200 V required for glow discharge, or 50 W required to shift from glow discharge to arc discharge. It is about power. These operations are completed within a few seconds when lighting. Therefore, by controlling the main converter 70, the voltage determined by the turn ratio of the first winding 621 and the second winding 622 is extracted from the output of the auxiliary converter 71 and supplied to the lamp 4. Complete. The main converter 70 can be reduced in size by supplying voltage and power necessary for a short time when the lamp 4 is lit by the auxiliary converter 71 that is simply configured and easily controlled. Since the auxiliary converter 71 need not be controlled, the photocoupler 5 or the switching control unit 13 can be shared with the main converter 70.

また、後述のように点灯開始から6秒間、補助コンバータ71を動作させる場合は、15V1A程度の定電流出力を補助コンバータ71から出力させればよく、この制御は電流検出抵抗26で検出して定電流制御部24Aで行えばよい。スイッチ74がオンの期間は、ダイオード75がオン、ダイオード30はオフであるため、定電流制御部24Aでの制御が可能となる。
グロー放電期間中も、パワースイッチ素子16はオン−オフ動作を行っており、補助コンバータ71は、その出力電圧が直接制御されていないが、スイッチ74がオンの期間は、1次側回路部10から電力の供給を受けてランプ4に出力している。2次側回路部20に大容量電解コンデンサを設けてそのコンデンサにチャージした電荷でグロー放電に必要なパワーを取り出す方式と比較して、小型化を図ることが容易である。
In addition, when the auxiliary converter 71 is operated for 6 seconds from the start of lighting as described later, a constant current output of about 15V1A may be output from the auxiliary converter 71. This control is detected by the current detection resistor 26 and fixed. What is necessary is just to perform by the current control part 24A. Since the diode 75 is on and the diode 30 is off while the switch 74 is on, the constant current control unit 24A can perform control.
Even during the glow discharge period, the power switch element 16 performs an on-off operation, and the output voltage of the auxiliary converter 71 is not directly controlled, but the primary circuit unit 10 is in a period during which the switch 74 is on. Is supplied to the lamp 4 and is output to the lamp 4. Compared with a method in which a large-capacity electrolytic capacitor is provided in the secondary circuit unit 20 and power necessary for glow discharge is taken out by the electric charge charged in the capacitor, it is easy to reduce the size.

図5は図4のグラフにランプ4の動作点を模式的に重ねたグラフである。矢印及び(1)〜(8)で示す点はランプ4の動作点を時系列で表現したものである。ランプ4が点灯する前(つまり放電灯点灯装置1が動作する前)は、電流は0(ゼロ)Aであり、電圧はRCCコンバータの出力状態によって定まる0(ゼロ)Vである。放電灯点灯装置1が動作を開始した場合、補助コンバータ71が動作しコンデンサ73の両端に、250Vが発生する。この電圧を受けてイグナイタ3が動作する。そして、ランプ4に数kV〜数十kVの高圧電圧が発生しランプ4に印加される。ランプ4は、高圧によって絶縁破壊が発生し、電流が流れ始める。   FIG. 5 is a graph in which the operating point of the lamp 4 is schematically superimposed on the graph of FIG. The points indicated by arrows and (1) to (8) represent the operating points of the lamp 4 in time series. Before the lamp 4 is turned on (that is, before the discharge lamp lighting device 1 is operated), the current is 0 (zero) A, and the voltage is 0 (zero) V determined by the output state of the RCC converter. When the discharge lamp lighting device 1 starts operating, the auxiliary converter 71 operates and 250 V is generated at both ends of the capacitor 73. In response to this voltage, the igniter 3 operates. A high voltage of several kV to several tens of kV is generated in the lamp 4 and applied to the lamp 4. In the lamp 4, dielectric breakdown occurs due to high pressure, and current starts to flow.

ランプ4の点灯初期状態はグロー放電と呼ばれるモードで点灯する。図5に示すように、その時のランプ電圧は、およそ100V〜200Vであり、ランプ電流はおよそ0.5A程度である。ランプ4に十分なパワーが供給された場合、グロー放電から初期アーク放電へ移行する。このように(1)〜(3)におけるグロー放電及び(4)における初期アーク放電に必要な電力を補助コンバータ71により供給する。この時、ランプ4の特性は負性抵抗と呼ばれる状態となり、際限なく電流が流れる。この場合上述した如く上限電流を1Aとする定電流制御を定電流制御部24Aまたは、図示しない別の定電流制御部により行う。   The initial lighting state of the lamp 4 lights in a mode called glow discharge. As shown in FIG. 5, the lamp voltage at that time is about 100V to 200V, and the lamp current is about 0.5A. When sufficient power is supplied to the lamp 4, the glow discharge shifts to the initial arc discharge. In this way, the auxiliary converter 71 supplies the power necessary for the glow discharge in (1) to (3) and the initial arc discharge in (4). At this time, the characteristic of the lamp 4 is in a state called negative resistance, and a current flows without limit. In this case, as described above, the constant current control for setting the upper limit current to 1 A is performed by the constant current control unit 24A or another constant current control unit (not shown).

定電流制御部24Aで補助コンバータ71の出力及び主コンバータ70の出力の電流制限を行う場合、補助コンバータ71用に第1の上限電流(本例では1A)制限を行う回路及び主コンバータ70用に第2の上限電流(本例では5A)制限を行う回路を設け、点灯開始後の所定時間経過後に第1の上限電流制限を行う回路から第2の上限電流制限を行う回路へ切り替えるようにしても良い。または、定電流制御部24Aとは別個に、補助コンバータ71用に第1の上限電流(本例では1A)制限を行う回路を設けても良い。なお本実施の形態においては第1の上限電流を1Aとしているがこれに限るものではなく例えば2A等としても良い。ランプ4の種類によっては、始動から数秒間に流す電流を制限することで、ランプの黒化回避、長寿命化が図れる場合があり、そのような条件では、上記のような、初期に1A、その後5Aの電流切り換えが有効となる。   When the constant current control unit 24A limits the current of the output of the auxiliary converter 71 and the output of the main converter 70, the circuit for limiting the first upper limit current (1A in this example) for the auxiliary converter 71 and the main converter 70 A circuit for limiting the second upper limit current (5A in this example) is provided, and the circuit for performing the first upper limit current limit is switched from the circuit for performing the first upper limit current limit after the elapse of a predetermined time after the start of lighting. Also good. Alternatively, a circuit for limiting the first upper limit current (1 A in this example) may be provided for the auxiliary converter 71 separately from the constant current control unit 24A. In the present embodiment, the first upper limit current is 1 A, but the present invention is not limited to this, and may be 2 A, for example. Depending on the type of the lamp 4, there is a case where the current flowing for a few seconds from the start is limited, so that the blackening of the lamp can be avoided and the service life can be extended. Thereafter, the 5 A current switching becomes effective.

ランプ4の点灯開始から6秒後、スイッチ74はオフし、電力供給は補助コンバータ71から主コンバータ70へと切り替わり、ランプ4の状態は(4)から(5)へ移行する。初期アーク点灯を経る間にランプ4が発熱し、ランプ電圧が上昇する((5)〜(7))。放電灯点灯装置1はこのランプ電圧の変動を検出して、定電流から検出回路部22Eによる定電力制御に移行する。定電力制御においては、ランプ電圧の上昇に合わせて流れる電流を減少させ、ランプ4が熱的に平衡した状態である定常点灯の(7)の段階において安定点灯する。寿命末期には例えばランプ電圧が(8)で示すように120Vまで上昇するが、電流を減少させて電力を一定とする制御が検出回路部22Eにより行われる。   Six seconds after the start of lighting of the lamp 4, the switch 74 is turned off, the power supply is switched from the auxiliary converter 71 to the main converter 70, and the state of the lamp 4 shifts from (4) to (5). During the initial arc lighting, the lamp 4 generates heat and the lamp voltage rises ((5) to (7)). The discharge lamp lighting device 1 detects the fluctuation of the lamp voltage and shifts from the constant current to the constant power control by the detection circuit unit 22E. In the constant power control, the current flowing as the lamp voltage increases is decreased, and the lamp 4 is stably lit at the stage of steady lighting (7), which is in a state of thermal equilibrium. At the end of the life, for example, the lamp voltage rises to 120 V as indicated by (8), but the detection circuit unit 22E performs control to reduce the current and keep the power constant.

図6はランプ電圧VLを監視してスイッチ74を適応的に切り換え制御する場合に、図4のグラフにランプ4の動作点を模式的に重ねたグラフである。図5においてはスイッチ74をランプ4の点灯開始後から所定時間経過後に、オフする場合の遷移を示したが、図6はランプ電圧が100V以下となった場合に、スイッチ74をオフし、補助コンバータ71から主コンバータ70へ電力供給を切り替えた場合のグラフである。グロー放電開始後電圧が徐々に降下し、(1)〜(3)へ移行する。(3)の段階において、ランプ電圧VLは100V以下となることから、スイッチ74はオフされ、主コンバータ70による電力供給が行われる。この場合ランプ4は(4)へ移行し、定電流制御部24Aによる定電流制御が行われる。この場合、所定時間経過後にスイッチ74をオフする場合と比較して、補助コンバータ71のための電流制限部が不要となり、回路規模が減少する。また補助コンバータ71の最大出力電流は0.5A程度に抑えられるので、部品の電流定格を下げることが可能となる。またランプ4の始動からランプ電圧が100V以下になる時間は、例えば数十ミリ秒の短い期間であり、前述の6秒間連続動作させる場合と比較して、回路が発生するロスの放熱設計が楽に行える。ランプ4の種類によっては、始動時に大きな電力を供給して速やかに定常点灯の状態に移行させることで、長寿命化が図れるものがある。そのようなランプ4に対して、グロー放電終了後、直ちに5Aの大電流を供給することで、長寿命化を図ることが可能となる。   FIG. 6 is a graph in which the operating point of the lamp 4 is schematically superimposed on the graph of FIG. 4 when the switch 74 is adaptively controlled by monitoring the lamp voltage VL. FIG. 5 shows a transition in the case where the switch 74 is turned off after a predetermined time has elapsed since the start of lighting of the lamp 4, but FIG. 6 shows that the switch 74 is turned off when the lamp voltage becomes 100V or less. It is a graph at the time of switching electric power supply from the converter 71 to the main converter 70. After the glow discharge starts, the voltage gradually decreases and shifts to (1) to (3). In the stage (3), since the lamp voltage VL is 100 V or less, the switch 74 is turned off and power is supplied by the main converter 70. In this case, the lamp 4 proceeds to (4), and constant current control is performed by the constant current control unit 24A. In this case, as compared with the case where the switch 74 is turned off after a predetermined time has elapsed, the current limiting unit for the auxiliary converter 71 is not necessary, and the circuit scale is reduced. Further, since the maximum output current of the auxiliary converter 71 is suppressed to about 0.5 A, the current rating of the components can be lowered. The time when the lamp voltage is 100 V or less after the start of the lamp 4 is a short period of, for example, several tens of milliseconds. Compared to the case where the lamp is continuously operated for 6 seconds, the heat dissipation design of the loss generated by the circuit is easier. Yes. Depending on the type of the lamp 4, there is a lamp whose life can be extended by supplying a large amount of power at the time of start-up and promptly shifting to a steady lighting state. By supplying a large current of 5 A to such a lamp 4 immediately after the glow discharge is completed, it is possible to extend the life.

また、起動時のラッシュ電流低減や、起動時のランプ4の安定した点灯制御のため、起動時にコンバータの出力に位置する平滑用のコンデンサの容量が小さくなるように、コンデンサをFET等のスイッチで切り替える方式が一般的であるが、本実施形態では、例えば補助コンバータ71のコンデンサ73を0.1uF(マイクロファラド)、主コンバータ70のコンデンサ23を2uFとすれば、コンデンサを切り替えるためのFETをスイッチ74で代用する事が可能となる。つまり、ランプ4の立ち上げの都合にあわせてコンデンサ73の容量を決めればよい。   In order to reduce the rush current at start-up and to control the stable lighting of the lamp 4 at start-up, the capacitor is connected with a switch such as an FET so that the capacity of the smoothing capacitor located at the output of the converter is reduced at start-up. In this embodiment, for example, if the capacitor 73 of the auxiliary converter 71 is 0.1 uF (microfarad) and the capacitor 23 of the main converter 70 is 2 uF, the FET for switching the capacitor is switched. 74 can be substituted. That is, the capacity of the capacitor 73 may be determined according to the startup of the lamp 4.

その後ランプ電圧が上昇する((4)〜(6))。放電灯点灯装置1はこのランプ電圧の変動を検出して、定電流から検出回路部22Eによる定電力制御に移行する。定電力制御においては、ランプ電圧の上昇に合わせて流れる電流を減少させ、定格の(6)の段階において安定定格点灯する。寿命末期には例えばランプ電圧が(7)で示すように120Vまで上昇するが、電流を減少させる制御が検出回路部22Eにより行われる。   Thereafter, the lamp voltage increases ((4) to (6)). The discharge lamp lighting device 1 detects the fluctuation of the lamp voltage and shifts from the constant current to the constant power control by the detection circuit unit 22E. In constant power control, the current that flows as the lamp voltage increases is decreased, and stable rated lighting is performed at the stage of rating (6). At the end of the life, for example, the lamp voltage rises to 120 V as indicated by (7), but control to reduce the current is performed by the detection circuit unit 22E.

またスイッチ74のオン・オフはタイマを用いた制御及びランプ電圧またはランプ電流を監視することによる制御を組み合わせた形態でも良い。図7はスイッチ74の回路構成を示す回路図である。スイッチ74はFET747、抵抗748、ダイオード751、トランジスタ749、ダイオード750、絶縁トランス745、コンデンサ746、CPU(Central Processing Unit)741、タイマ743及びRAM(Random Access Memory)742を含んで構成される。   The switch 74 may be turned on / off by combining control using a timer and control by monitoring the lamp voltage or lamp current. FIG. 7 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the switch 74. The switch 74 includes an FET 747, a resistor 748, a diode 751, a transistor 749, a diode 750, an insulating transformer 745, a capacitor 746, a CPU (Central Processing Unit) 741, a timer 743, and a RAM (Random Access Memory) 742.

CPU741は時間情報を出力するタイマ743、各種演算結果及びFET747のオン・オフ制御を実行するプログラムを記憶するRAM742及び絶縁トランス745の端子1にそれぞれ接続されている。CPU741にはシステム全体の始動に伴うランプ4の始動を示す始動信号、ランプ4のランプ電流及びランプ電圧の情報が入力される。CPU741は始動信号、タイマ743からの時間情報、ランプ電圧またはランプ電流に基づき、RAM742に記憶されたプログラムに従い、絶縁トランス745の1次側の端子1へハイ信号またはロー信号を出力する。   The CPU 741 is connected to a timer 743 that outputs time information, a RAM 742 that stores various calculation results and a program for executing on / off control of the FET 747, and a terminal 1 of the isolation transformer 745. The CPU 741 receives a start signal indicating the start of the lamp 4 accompanying the start of the entire system, and information on the lamp current and the lamp voltage of the lamp 4. The CPU 741 outputs a high signal or a low signal to the terminal 1 on the primary side of the isolation transformer 745 according to the program stored in the RAM 742 based on the start signal, the time information from the timer 743, the lamp voltage or the lamp current.

絶縁トランス745の1次側の端子2はコンデンサ746を介してグランドに接続されている。絶縁トランス745の2次側の端子4はダイオード751のアノード側及びpnp型のトランジスタ749のベースに接続される。また絶縁トランス745の2次側の端子3は、トランジスタ749のコレクタにアノード側で接続されるダイオード750のカソード、抵抗748の一端及びFETのソースに接続されている。   A terminal 2 on the primary side of the insulation transformer 745 is connected to the ground via a capacitor 746. The secondary side terminal 4 of the isolation transformer 745 is connected to the anode side of the diode 751 and the base of the pnp type transistor 749. The secondary terminal 3 of the isolation transformer 745 is connected to the cathode of the diode 750 connected to the collector of the transistor 749 on the anode side, one end of the resistor 748 and the source of the FET.

FET747はCPU741からハイ信号が出力された場合にオンとなり、ロー信号が出力された場合にオフとなる。FET747のゲートは抵抗748の他端、ダイオード751のカソード及びトランジスタ749のコレクタに接続されている。   The FET 747 is turned on when a high signal is output from the CPU 741 and turned off when a low signal is output. The gate of the FET 747 is connected to the other end of the resistor 748, the cathode of the diode 751, and the collector of the transistor 749.

次にスイッチ74の動作について説明する。絶縁トランス745の端子1にハイ信号が入力された場合、端子3に対して端子4にプラスの電位が発生する。これによりダイオード751が導通し、トランジスタ749はオフとなる。FET747は、ソースに対してゲートにプラスの電位が印加され、オンする。これによりドレインソース間が導通し、入力から出力方向に電流が流れる。一方、絶縁トランス745の端子1にロー信号が入力された場合、端子3に対して端子4はマイナスとなる。この場合、トランジスタ749のエミッターベース間にバイアス電圧が印加され、オンする。そしてダイオード751には逆方向電圧がかかり、オフとなる。これによりFET747のゲートに存在する容量にチャージされた電荷が、トランジスタ749−ダイオード750経由で引き抜かれ、FET747がオフする。絶縁トランス745は、CPU741の5V出力を高圧にレベルシフトする。   Next, the operation of the switch 74 will be described. When a high signal is input to the terminal 1 of the insulating transformer 745, a positive potential is generated at the terminal 4 with respect to the terminal 3. As a result, the diode 751 becomes conductive and the transistor 749 is turned off. The FET 747 is turned on when a positive potential is applied to the gate with respect to the source. As a result, conduction between the drain and source flows, and current flows from the input to the output. On the other hand, when a low signal is input to the terminal 1 of the insulating transformer 745, the terminal 4 is negative with respect to the terminal 3. In this case, a bias voltage is applied between the emitter and base of the transistor 749 to turn it on. A reverse voltage is applied to the diode 751 and the diode 751 is turned off. As a result, the charge charged in the capacitance present at the gate of the FET 747 is extracted via the transistor 749-diode 750, and the FET 747 is turned off. The insulation transformer 745 level-shifts the 5V output of the CPU 741 to a high voltage.

図8はCPU741による制御処理の手順を示すフローチャートである。図示しないシステム全体のスイッチが操作され、CPU741にはランプ4の始動を示す始動信号が入力される(ステップS81)。CPU81は始動信号の入力をトリガーに、タイマ743による計時を開始する(ステップS82)。タイマ743からCPU741へは時間情報が出力される。この処理と同じくCPU741はハイ信号を絶縁トランス745の端子1へ出力する(ステップS83)。これによりスイッチ74はオンし、補助コンバータ71による電力供給が行われる。   FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of control processing by the CPU 741. A switch of the entire system (not shown) is operated, and a start signal indicating the start of the lamp 4 is input to the CPU 741 (step S81). The CPU 81 starts timing by the timer 743 using the input of the start signal as a trigger (step S82). Time information is output from the timer 743 to the CPU 741. Similar to this processing, the CPU 741 outputs a high signal to the terminal 1 of the isolation transformer 745 (step S83). As a result, the switch 74 is turned on, and power is supplied by the auxiliary converter 71.

CPU741は入力されるランプ電圧またはランプ電流(電気量)に基づき、入力されるランプ電圧が所定電圧以下であるか、または入力されるランプ電流が所定電流以上であるか否かを判断する(ステップS84)。この所定電圧は例えば100Vであり、また所定電流は1Aであり、それぞれRAM742にこれらの情報が記憶されている。CPU741は入力されるランプ電圧が所定電圧以下、または入力されるランプ電流が所定電流以上であると判断した場合(ステップS84でYES)、アーク放電へ移行したと判断し、ロー信号を絶縁トランス745の端子1へ出力する(ステップS87)。これによりスイッチ74はオフし、主コンバータ70による電力供給が行われる。   Based on the input lamp voltage or lamp current (electric quantity), the CPU 741 determines whether the input lamp voltage is lower than a predetermined voltage or whether the input lamp current is higher than a predetermined current (step). S84). The predetermined voltage is, for example, 100 V, and the predetermined current is 1 A. These pieces of information are stored in the RAM 742, respectively. When the CPU 741 determines that the input lamp voltage is equal to or lower than the predetermined voltage or the input lamp current is equal to or higher than the predetermined current (YES in step S84), the CPU 741 determines that the process has shifted to arc discharge, and transmits the low signal to the isolation transformer 745. To the terminal 1 (step S87). As a result, the switch 74 is turned off, and power is supplied by the main converter 70.

CPU741はタイマ743から出力される時間情報を参照して、所定時間を経過したか否かを判断する(ステップS88)。なお、この所定時間は、RAM742に例えば6秒と記憶されている。CPU741は所定時間を経過したと判断した場合(ステップS88でYES)、ランプ4が正常に点灯したと判断し処理を終了する。一方、CPU741は所定時間を経過していないと判断した場合(ステップS88でNO)、CPU741は入力されるランプ電圧またはランプ電流に基づき、入力されるランプ電圧が補助所定電圧以上であるか、または入力されるランプ電流が補助所定電流以下であるか否かを判断する(ステップS89)。この補助所定電圧及び補助所定電流は、初期アーク後の特殊アークによる立ち消えを検出するためのものである。補助所定電圧及び補助所定電流は上述した所定電圧及び所定電流とは異なる値であり、例えば補助所定電圧120V、補助所定電流0.1Aとすれば良く、それぞれRAM742にこれらの情報が記憶されている。   The CPU 741 refers to the time information output from the timer 743 and determines whether or not a predetermined time has elapsed (step S88). The predetermined time is stored in the RAM 742 as 6 seconds, for example. If the CPU 741 determines that the predetermined time has elapsed (YES in step S88), the CPU 741 determines that the lamp 4 is normally lit and ends the process. On the other hand, when the CPU 741 determines that the predetermined time has not elapsed (NO in step S88), the CPU 741 determines whether the input lamp voltage is equal to or higher than the auxiliary predetermined voltage based on the input lamp voltage or lamp current, or It is determined whether or not the input lamp current is equal to or less than the auxiliary predetermined current (step S89). The auxiliary predetermined voltage and the auxiliary predetermined current are for detecting the extinction due to the special arc after the initial arc. The auxiliary predetermined voltage and the auxiliary predetermined current are different from the above-described predetermined voltage and predetermined current. For example, the auxiliary predetermined voltage and the auxiliary predetermined current may be set to 120 V and the auxiliary predetermined current 0.1 A, and these pieces of information are stored in the RAM 742. .

CPU741は入力されるランプ電圧が補助所定電圧以上ではない、または入力されるランプ電流が所定電流以下でないと判断した場合(ステップS89でNO)、立ち消えは発生していないと判断し、再びステップS88へ移行する。一方、ランプ4が消灯してしまうと、ランプ4は絶縁状態となり、ランプ電流は0Aとなり、ランプ電圧は不定となるため低電圧制御が働いて130Vとなる。よって、CPU741は入力されるランプ電圧が補助所定電圧以上、または入力されるランプ電流が所定電流以下であると判断した場合(ステップS89でYES)、立ち消えが発生したと判断し、ハイ信号を絶縁トランス745の端子1へ出力する(ステップS810)。これによりスイッチ74は再びオンし、補助コンバータ71による電力供給が行われる。その後CPU741はステップS84へ移行し、以上の処理を繰り返す。   When the CPU 741 determines that the input lamp voltage is not equal to or higher than the auxiliary predetermined voltage or the input lamp current is not equal to or lower than the predetermined current (NO in step S89), the CPU 741 determines that no extinction has occurred, and step S88 is performed again. Migrate to On the other hand, when the lamp 4 is extinguished, the lamp 4 is in an insulated state, the lamp current becomes 0 A, and the lamp voltage becomes indefinite, so the low voltage control is activated and becomes 130V. Therefore, when the CPU 741 determines that the input lamp voltage is equal to or higher than the auxiliary predetermined voltage or the input lamp current is equal to or lower than the predetermined current (YES in step S89), it determines that the extinction has occurred and isolates the high signal. Output to the terminal 1 of the transformer 745 (step S810). As a result, the switch 74 is turned on again, and power is supplied by the auxiliary converter 71. Thereafter, the CPU 741 proceeds to step S84 and repeats the above processing.

ステップS84において、CPU741が入力されるランプ電圧が所定電圧以下、または入力されるランプ電流が所定電流以上でないと判断した場合(ステップS84でNO)、所定時間を経過したか否かを判断する(ステップS85)。CPU741は所定時間を経過していないと判断した場合(ステップS85でNO)、引き続き監視を続けるべくステップS83へ移行する。一方、CPU741は所定時間を経過したと判断した場合(ステップS85でYES)、ロー信号をパルストランス745の端子1へ出力する(ステップS86)。これによりスイッチ74はオフし、主コンバータ70による電力供給が行われる。   In step S84, if the CPU 741 determines that the input lamp voltage is equal to or lower than the predetermined voltage or the input lamp current is not equal to or higher than the predetermined current (NO in step S84), it is determined whether or not a predetermined time has elapsed (step S84). Step S85). If the CPU 741 determines that the predetermined time has not elapsed (NO in step S85), the process proceeds to step S83 to continue monitoring. On the other hand, if the CPU 741 determines that the predetermined time has elapsed (YES in step S85), it outputs a low signal to the terminal 1 of the pulse transformer 745 (step S86). As a result, the switch 74 is turned off, and power is supplied by the main converter 70.

図9は検出回路部22Eの回路構成を示すブロック図である。検出回路部22Eは、ランプ電圧及びランプ電流により求まるランプ電力を所定の目標電力(本実施例では200W)と比較し、その偏差をフォトカプラ5へ出力する回路であり、例えば図9に示すマイコン内蔵型の検出回路部22Eが用いられる。検出回路部22Eは電圧検出用非反転アンプ221,電流検出用非反転アンプ222、A/D(アナログ−デジタル)変換器223,224,マイコン225、及びD/A(デジタル−アナログ)変換器226を含んで構成される。   FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration of the detection circuit unit 22E. The detection circuit unit 22E is a circuit that compares the lamp power obtained from the lamp voltage and the lamp current with a predetermined target power (200 W in this embodiment), and outputs the deviation to the photocoupler 5. For example, the microcomputer shown in FIG. A built-in detection circuit unit 22E is used. The detection circuit unit 22E includes a voltage detection non-inverting amplifier 221, a current detection non-inverting amplifier 222, A / D (analog-digital) converters 223, 224, a microcomputer 225, and a D / A (digital-analog) converter 226. It is comprised including.

電圧検出用非反転アンプ221はランプ電圧検出用の第1分圧抵抗24及び第2分圧抵抗25に接続されており、第1分圧抵抗24及び第2分圧抵抗25により分圧されたランプ電圧を所定の増幅率にて増幅する。増幅された後のランプ電圧は、電圧検出用非反転アンプ221の出力端子に接続されるA/D変換器223によりデジタル化され、マイコン225へ入力される。   The voltage detecting non-inverting amplifier 221 is connected to the first voltage dividing resistor 24 and the second voltage dividing resistor 25 for detecting the lamp voltage, and is divided by the first voltage dividing resistor 24 and the second voltage dividing resistor 25. The lamp voltage is amplified at a predetermined amplification factor. The amplified ramp voltage is digitized by the A / D converter 223 connected to the output terminal of the voltage detection non-inverting amplifier 221 and input to the microcomputer 225.

電流検出用非反転アンプ222はランプ電流検出用の電流検出抵抗26(例えば高精度の50mΩ抵抗等)に接続されており、電流検出抵抗26にて変換された電圧を所定の増幅率にて増幅する。増幅されたランプ電流にかかる電圧は電流検出用非反転アンプ222の出力端子に接続されるA/D変換器224によりデジタル化され、マイコン225へ入力される。マイコン225は図示しないプロセッサ及びメモリを備え、目標とする所定の目標電力Pexpを記憶している。マイコン225のプロセッサは、A/D変換器223及び224から出力されたランプ電圧及びランプ電流に係る値を乗算しランプ電力Pdetを算出する。   The current detection non-inverting amplifier 222 is connected to a lamp current detection current detection resistor 26 (for example, a high-precision 50 mΩ resistor), and amplifies the voltage converted by the current detection resistor 26 at a predetermined amplification factor. To do. The voltage applied to the amplified lamp current is digitized by the A / D converter 224 connected to the output terminal of the current detection non-inverting amplifier 222 and input to the microcomputer 225. The microcomputer 225 includes a processor and a memory (not shown) and stores a predetermined target power Pexp as a target. The processor of the microcomputer 225 calculates the lamp power Pdet by multiplying the values relating to the lamp voltage and the lamp current output from the A / D converters 223 and 224.

マイコン225のプロセッサはメモリから読み出した目標電力Pexpと、算出したランプ電力Pdetとの偏差を算出し、これに負の利得を乗じた操作信号をマイコン225の出力側に接続されるD/A変換器226へ出力する。D/A変換器226は操作信号をアナログ化し、フォトカプラ5へ出力する。   The processor of the microcomputer 225 calculates a deviation between the target power Pexp read from the memory and the calculated lamp power Pdet, and a D / A conversion connected to the output side of the microcomputer 225 by an operation signal obtained by multiplying this by a negative gain. To the device 226. The D / A converter 226 converts the operation signal into an analog signal and outputs it to the photocoupler 5.

図1及び図2に示すように1次側回路部10と2次側回路部20との絶縁を確保するフォトカプラ5はスイッチング制御部13に接続されており、偏差に対応する操作信号をスイッチング制御部13へ伝送する。ランプ電力Pdetが目標電力Pexpよりも大きい場合、すなわち偏差が正の場合、負の操作信号がフォトカプラ5から出力され、スイッチング制御部13はこれを受けてランプ4へ供給される電力が減少するよう1次側回路部10を制御する。一方、ランプ電力Pdetが目標電力Pexpよりも小さい場合、すなわち偏差が負の場合、正の操作信号がフォトカプラ5から出力され、スイッチング制御部13はこれを受けてランプ4へ供給される電力が増加するよう1次側回路部10を制御する。このフィードバック制御により偏差が0となった場合に、検出回路部22E及びスイッチング制御部13の応答が停止し、再び定常状態へ移行することになる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the photocoupler 5 that secures insulation between the primary side circuit unit 10 and the secondary side circuit unit 20 is connected to the switching control unit 13 and switches the operation signal corresponding to the deviation. Transmit to the control unit 13. When the lamp power Pdet is larger than the target power Pexp, that is, when the deviation is positive, a negative operation signal is output from the photocoupler 5, and the switching control unit 13 receives this and the power supplied to the lamp 4 decreases. The primary side circuit unit 10 is controlled. On the other hand, when the lamp power Pdet is smaller than the target power Pexp, that is, when the deviation is negative, a positive operation signal is output from the photocoupler 5, and the switching control unit 13 receives this and the power supplied to the lamp 4 is The primary side circuit unit 10 is controlled to increase. When the deviation becomes 0 by this feedback control, the responses of the detection circuit unit 22E and the switching control unit 13 are stopped, and the state is shifted to the steady state again.

図9で述べたように、検出回路部22Eは目標電力Pexpとランプ電力Pdetとの偏差を検出するものであれば、この構成に限るものではなく、例えばアナログ乗算回路を用いて実現しても良い。図10はアナログ乗算回路を用いた検出回路部22Eの回路構成を示すブロック図である。検出回路部22Eは、電圧検出用非反転アンプ221,電流検出用非反転アンプ222、アナログ乗算回路227,目標電力出力回路228、及びエラーアンプ229を含んで構成される。アナログ乗算回路227は、電圧検出用非反転アンプ221及び電流検出用非反転アンプ222の出力端子にそれぞれ接続されており、出力されたランプ電流とランプ電圧とを乗じ、乗じたランプ電力Pdetをエラーアンプ229の反転入力端子へ入力する。   As described in FIG. 9, the detection circuit unit 22E is not limited to this configuration as long as it detects a deviation between the target power Pexp and the lamp power Pdet. For example, the detection circuit unit 22E may be realized using an analog multiplication circuit. good. FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration of a detection circuit unit 22E using an analog multiplication circuit. The detection circuit unit 22E includes a voltage detection non-inverting amplifier 221, a current detection non-inverting amplifier 222, an analog multiplication circuit 227, a target power output circuit 228, and an error amplifier 229. The analog multiplication circuit 227 is connected to the output terminals of the voltage detection non-inverting amplifier 221 and the current detection non-inverting amplifier 222, and multiplies the output lamp current by the lamp voltage and gives an error to the multiplied lamp power Pdet. Input to the inverting input terminal of the amplifier 229.

エラーアンプ229の非反転入力端子には目標電力出力回路228が接続されている。エラーアンプ229は、この目標電力出力回路228から出力された目標電力Pexpとランプ電力Pdetとを比較し、エラーアンプ229は偏差に相当する電流を出力端子から吸い込む。エラーアンプ229の出力端子はフォトカプラ5の図示しないフォトダイオードのカソード側に接続されており、出力端子が吸い込む電流に応じてオン/オフ動作を行って、偏差に対応する信号をスイッチング制御部13へ伝送する。スイッチング制御部13はフォトカプラ5からの信号に従い偏差が0となるまでスイッチング制御を行う。   A target power output circuit 228 is connected to the non-inverting input terminal of the error amplifier 229. The error amplifier 229 compares the target power Pexp output from the target power output circuit 228 with the lamp power Pdet, and the error amplifier 229 sucks a current corresponding to the deviation from the output terminal. The output terminal of the error amplifier 229 is connected to the cathode side of a photodiode (not shown) of the photocoupler 5 and performs an on / off operation according to the current sucked by the output terminal, and sends a signal corresponding to the deviation to the switching control unit 13. Transmit to. The switching control unit 13 performs switching control according to the signal from the photocoupler 5 until the deviation becomes zero.

図11は定電流制御部24Aの回路構成を示す回路図である。定電流制御部24Aは、ランプ電流検出用の電流検出抵抗26、シャントレギュレータ243,発振防止用の発振防止用コンデンサ245,発振防止用抵抗246,フォトカプラ5に並列接続される第1抵抗241、これに直列接続される第2抵抗242を含んで構成される。第2抵抗242の片側には、13V程度の定電圧電源が接続されている。図中の2次側バスラインとは、図2において、整流ダイオード22のカソード側からイグナイタ3を通過してランプ4の図中の上側に至る部分を指し、ランプ4に電力を供給するラインである。ランプ電流は、2次側バスラインからランプ4を図中の上から下に流れ、電流検出抵抗26を経由してグランドに流れる。シャントレギュレータ243は基準電圧Vrefと、ランプ電流にランプ電流検出用の電流検出抵抗26の抵抗値を乗じた電圧Vrとを比較する。VrefとVrとが等しい場合は、カソードに電流が流れフォトカプラ5が動作する。フォトカプラ5からスイッチング制御部13へ信号が伝送され、定電流制御が行われる結果、ランプ電流が低下する。なお、電流の制限値を3A、シャントレギュレータ243の基準電圧Vrefを2.5Vとした場合、電流検出抵抗26の抵抗値を820mΩとすればよい。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the constant current control unit 24A. The constant current control unit 24A includes a current detection resistor 26 for detecting lamp current, a shunt regulator 243, an oscillation prevention capacitor 245 for preventing oscillation, an oscillation prevention resistor 246, and a first resistor 241 connected in parallel to the photocoupler 5. A second resistor 242 connected in series is included. A constant voltage power supply of about 13 V is connected to one side of the second resistor 242. The secondary bus line in the figure refers to a part that passes the igniter 3 from the cathode side of the rectifier diode 22 to the upper side of the lamp 4 in FIG. 2 and supplies power to the lamp 4. is there. The lamp current flows from the secondary bus line through the lamp 4 from the top to the bottom in the figure, and then flows to the ground via the current detection resistor 26. The shunt regulator 243 compares the reference voltage Vref with the voltage Vr obtained by multiplying the lamp current by the resistance value of the current detection resistor 26 for detecting the lamp current. When Vref and Vr are equal, a current flows through the cathode and the photocoupler 5 operates. A signal is transmitted from the photocoupler 5 to the switching control unit 13 and constant current control is performed. As a result, the lamp current decreases. When the current limit value is 3 A and the reference voltage Vref of the shunt regulator 243 is 2.5 V, the resistance value of the current detection resistor 26 may be 820 mΩ.

図12は定電流制御部24Aの他の回路構成を示す回路図である。図11に示す定電流制御部24Aは図12に示す回路構成により実現しても良い。図12に示すように、電流検出抵抗26とシャントレギュレータ243の基準電圧制御用端子との間にはオペアンプ248が挿入されている。電流検出抵抗26から出力されるランプ電流は、オペアンプ248の非反転入力端子へ入力され、オペアンプ248の出力端子からシャントレギュレータ243の基準電圧制御用端子へ増幅信号が出力される。図11の回路構成においては電流検出抵抗26の抵抗値820mΩに最大3Aの電流が流れた場合、大型の抵抗器(およそ7W)が必要となる。かかる大型抵抗器の採用が困難な場合、図12に示すように、電流検出抵抗26の抵抗値を1/10の82mΩとし、オペアンプ248により増幅(10倍のゲイン)するようにしても良い。   FIG. 12 is a circuit diagram showing another circuit configuration of the constant current control unit 24A. The constant current control unit 24A shown in FIG. 11 may be realized by the circuit configuration shown in FIG. As shown in FIG. 12, an operational amplifier 248 is inserted between the current detection resistor 26 and the reference voltage control terminal of the shunt regulator 243. The lamp current output from the current detection resistor 26 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 248, and an amplified signal is output from the output terminal of the operational amplifier 248 to the reference voltage control terminal of the shunt regulator 243. In the circuit configuration of FIG. 11, when a current of 3 A at maximum flows through the resistance value 820 mΩ of the current detection resistor 26, a large resistor (approximately 7 W) is required. When it is difficult to use such a large resistor, as shown in FIG. 12, the resistance value of the current detection resistor 26 may be 1/10 of 82 mΩ and amplified by the operational amplifier 248 (gain of 10 times).

図13は定電圧制御部23Vの回路構成を示す回路図である。定電圧制御部23Vは、シャントレギュレータ243,発振防止用の発振防止用コンデンサ245,発振防止用抵抗246,フォトカプラ5に並列接続される第1抵抗241、これに直列接続される第2抵抗242、2次側バスラインに設けられる第3抵抗244及び第4抵抗231を含んで構成される。シャントレギュレータ243の基準電圧制御用端子には第3抵抗244が接続されており、シャントレギュレータ243の基準電圧制御用端子の電圧をVr、基準電圧をVrefとする。Vr<Vrefの場合、カソードに電流は流れない。一方、Vr>Vrefの場合、カソードに電流が流れ、フォトカプラ5が動作し、フォトカプラ5からスイッチング制御部13へ信号が伝送される結果、定電圧制御が行われ、2次側バスラインの電圧が降下し、VrはVref以下となる。なお、フォトカプラ5は図9乃至図12に記載したものを共用しても良く、例えば共用するフォトカプラのフォトダイオードのカソード側を、各々の回路ブロックのシャントレギュレータのカソード側に接続することで、上述した定電力制御、定電圧制御及び定電流制御がor論理で動作する。   FIG. 13 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the constant voltage controller 23V. The constant voltage control unit 23V includes a shunt regulator 243, an oscillation preventing capacitor 245 for preventing oscillation, an oscillation preventing resistor 246, a first resistor 241 connected in parallel to the photocoupler 5, and a second resistor 242 connected in series thereto. A third resistor 244 and a fourth resistor 231 are provided on the secondary bus line. A third resistor 244 is connected to the reference voltage control terminal of the shunt regulator 243. The voltage of the reference voltage control terminal of the shunt regulator 243 is Vr, and the reference voltage is Vref. When Vr <Vref, no current flows through the cathode. On the other hand, when Vr> Vref, a current flows to the cathode, the photocoupler 5 operates, and a signal is transmitted from the photocoupler 5 to the switching control unit 13. As a result, constant voltage control is performed and the secondary bus line is connected. The voltage drops and Vr becomes Vref or less. Note that the photocoupler 5 may share the one described in FIGS. 9 to 12, for example, by connecting the cathode side of the photodiode of the shared photocoupler to the cathode side of the shunt regulator of each circuit block. The above-described constant power control, constant voltage control, and constant current control operate with or logic.

以上のように1次側回路部10に対して2次側回路部20を絶縁したので、2次側回路部20の安全性、並びに、放電灯点灯装置1及びこれを備えるプロジェクタ等の小型化も図ることができる。また2次側回路部20における検出回路部22Eにおいて目標電力とランプ4の電力との偏差を検出して制御するようにしたので、よりきめ細かなランプ4の定電力制御が可能となる。なお、図4の定電流制御は直線で示したが、直線でなくてもよい。さらに定電力制御は双曲線で示したが、直線近似で実現してもよい。   Since the secondary side circuit unit 20 is insulated from the primary side circuit unit 10 as described above, the safety of the secondary side circuit unit 20 and the downsizing of the discharge lamp lighting device 1 and the projector including the same are achieved. Can also be planned. Further, since the detection circuit unit 22E in the secondary side circuit unit 20 detects and controls the deviation between the target power and the power of the lamp 4, more detailed constant power control of the lamp 4 is possible. In addition, although the constant current control of FIG. 4 was shown with the straight line, it may not be a straight line. Furthermore, although the constant power control is indicated by a hyperbola, it may be realized by linear approximation.

なお、スイッチング制御部13は図3に示す如く自励フライバック方式を用いた形態につき説明したが、他励フライバック方式であっても良い。図14は他励フライバック方式のスイッチング制御部13の回路構成を示す回路図である。スイッチング制御部13の制御を司る制御回路2S1は交流電源2とは別の補助電源2Sに入力端子Vccを介して接続されており、補助電源2Sから電力の供給を受ける。制御回路2S1のFRQ端子にはコンデンサが接続され周波数の調整が行われる。   Although the switching control unit 13 has been described with respect to the form using the self-excited flyback system as shown in FIG. 3, it may be a separately excited flyback system. FIG. 14 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the separately-excited flyback switching control unit 13. A control circuit 2S1 that controls the switching control unit 13 is connected to an auxiliary power source 2S different from the AC power source 2 via an input terminal Vcc, and receives power from the auxiliary power source 2S. A capacitor is connected to the FRQ terminal of the control circuit 2S1 to adjust the frequency.

フォトカプラ5のフォトトランジスタ側は制御回路2S1のFB端子に接続されており、フォトカプラ5から出力される電流の大小により、CTL端子を介して接続されるパワースイッチ素子16を制御する。すなわちCTL端子からはPWMの信号が出力されパワースイッチ素子16のゲートをオン・オフする。パルスがオンの期間、パワースイッチ素子16はオンとなる。   The phototransistor side of the photocoupler 5 is connected to the FB terminal of the control circuit 2S1, and the power switch element 16 connected via the CTL terminal is controlled by the magnitude of the current output from the photocoupler 5. That is, a PWM signal is output from the CTL terminal, and the gate of the power switch element 16 is turned on / off. While the pulse is on, the power switch element 16 is on.

他励フライバック方式の場合も、2次側回路部20に専用の巻き線を設けて別途電圧を取り出すことで、イグナイタ3用の電圧とグロー放電用電力を効率よく取り出すことが可能となる。自励フライバックの場合も、他励フライバックの場合も、例えばフォワード型のコンバータと比較して、出力段のコイルが不要であり、また整流のためのダイオードも少なくて済むため、シンプルな構成が可能となる。図2において、第1巻線621(d−c間)と、第2巻線622(c−g間)とは、cを共通としている。ここで、例えば第2巻線622をd−g間に設けて、第1巻線621と第2巻線622との巻き線比を13:25としてもよい。   Also in the case of the separately excited flyback method, it is possible to efficiently extract the voltage for the igniter 3 and the glow discharge power by providing a dedicated winding in the secondary side circuit unit 20 and taking out a separate voltage. For both self-excited flyback and separately-excited flyback, the output stage coil is not required and the number of diodes for rectification is reduced compared to a forward type converter. Is possible. In FIG. 2, the first winding 621 (between d and c) and the second winding 622 (between c and g) share c. Here, for example, the second winding 622 may be provided between d and g, and the winding ratio between the first winding 621 and the second winding 622 may be 13:25.

以上は、DC型のランプ4を駆動する場合を説明した。AC型のランプ4を駆動する場合は、イグナイタ3の前段にインバータ回路(図示せず)を挿入すればよい。インバータ回路は、通常4つのFETスイッチから構成される。ランプ4の両端にかかる電圧の極性を切り替える。ここで、AC型のランプ4にわずかに直流電流成分が印加されただけで、大きな寿命劣化を引き起こす要因となるが、本実施形態の場合は、インバータ回路にて電力制御や電流制御を行う必要が無いので、直流電流印加の回避は容易である。   The case where the DC lamp 4 is driven has been described above. When the AC lamp 4 is driven, an inverter circuit (not shown) may be inserted before the igniter 3. The inverter circuit is usually composed of four FET switches. The polarity of the voltage applied to both ends of the lamp 4 is switched. Here, only a slight direct current component is applied to the AC lamp 4, which causes a major deterioration in life. In the present embodiment, it is necessary to perform power control and current control in the inverter circuit. Therefore, it is easy to avoid applying a direct current.

図7のCPU741と図9のマイコン225を統合して、単一のデバイスで処理させても良い。上記において、グロー放電に必要な電力または電圧、グロー放電とアーク放電とを判断するVLの例を数値にて述べたが、本願はこの数値に限定するものではない。例えばランプ4の定格電力は50W〜300Wと幅広い。実施形態を元に、ランプ4の仕様に合わせて装置を調整すればよい。     The CPU 741 in FIG. 7 and the microcomputer 225 in FIG. 9 may be integrated and processed by a single device. In the above, the power or voltage required for the glow discharge, and the example of the VL for determining the glow discharge and the arc discharge are described numerically. However, the present application is not limited to this numerical value. For example, the rated power of the lamp 4 is as wide as 50W to 300W. Based on the embodiment, the apparatus may be adjusted according to the specifications of the lamp 4.

以上述べたように、本実施形態では、簡素な構成でランプ4を理想的に制御することが可能となる。昇降圧が可能なフライバックコンバータを用いることで、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等ランプ4(放電灯)の種類を選ばず点灯駆動させることが可能となる。フライバックコンバータは自励型でも他励型でも良い。フライバックコンバータのトランス6にサブ巻き線を持たせることで、簡易に補助コンバータを構成する。共通の制御スイッチで容易に高電圧を取り出すことが可能であり、イグナイタ3に必要な電圧と、グローに必要な電力とを補助コンバータ71から取り出すことで、アーク放電を受け持つ主コンバータ70の小型化が達成できる。またランプ4に並列に接続する大きなコンデンサを追加する必要がない。主コンバータ70と補助コンバータ71とで、各々平滑用コンデンサ(コンデンサ23及びコンデンサ73)を2個持つので、補助コンバータ71のコンデンサ容量を小さくすれば点灯時にランプ4が安定化して立ち消え発生頻度が低減する。またラッシュ電流が防止可能となる。   As described above, in this embodiment, the lamp 4 can be ideally controlled with a simple configuration. By using a flyback converter capable of step-up / step-down, it is possible to drive the lamp 4 regardless of the type of the lamp 4 (discharge lamp) such as a xenon lamp, a metal halide lamp, or a high-pressure mercury lamp. The flyback converter may be self-excited or separately excited. By providing the transformer 6 of the flyback converter with a sub-winding, an auxiliary converter can be configured easily. It is possible to easily extract a high voltage with a common control switch. By taking out the voltage necessary for the igniter 3 and the power necessary for glow from the auxiliary converter 71, the main converter 70 responsible for arc discharge can be reduced in size. Can be achieved. Further, it is not necessary to add a large capacitor connected in parallel to the lamp 4. Since the main converter 70 and the auxiliary converter 71 each have two smoothing capacitors (capacitor 23 and capacitor 73), if the capacitor capacity of the auxiliary converter 71 is reduced, the lamp 4 will be stabilized at the time of lighting, and the occurrence frequency of extinction will be reduced. To do. Further, rush current can be prevented.

実施の形態2
上述した放電灯点灯装置1は例えばプロジェクタに適用される。図15はプロジェクタのハードウェア構成を示すブロック図である。プロジェクタ300は、実施の形態1の放電灯点灯装置1、ランプ4、反射鏡321、カラーホイール320、映像形成素子(以下、DMD(Digital Micromirror Device(登録商標))360、映像形成素子制御回路370、投射レンズ380、ファン330、主制御部390及び映像信号処理部391を含んで構成される。
Embodiment 2
The discharge lamp lighting device 1 described above is applied to, for example, a projector. FIG. 15 is a block diagram showing a hardware configuration of the projector. The projector 300 includes a discharge lamp lighting device 1, a lamp 4, a reflecting mirror 321, a color wheel 320, an image forming element (hereinafter, DMD (Digital Micromirror Device (registered trademark)) 360, an image forming element control circuit 370 according to the first embodiment. , A projection lens 380, a fan 330, a main control unit 390, and a video signal processing unit 391.

主制御部390は、図示しないメモリに記憶したプログラムに従い、上述したハードウェア各部を制御する。映像信号は映像信号処理部391へ入力される。映像信号処理部391は、同期分離及びスケーリング等、映像信号の処理を行い、処理後の映像信号を映像形成素子制御回路370へ出力する。プロジェクタ300では、ランプ4から発せられた白色光が集光され、カラーホイール320に照射される。カラーホイール320は、赤、青及び緑色の光学フィルタが円周方向に沿って配列形成された円盤として構成されており、図示しない駆動モータによって高速回転されるようになっている。   The main control unit 390 controls each hardware unit described above according to a program stored in a memory (not shown). The video signal is input to the video signal processing unit 391. The video signal processing unit 391 performs video signal processing such as synchronization separation and scaling, and outputs the processed video signal to the video forming element control circuit 370. In the projector 300, white light emitted from the lamp 4 is collected and applied to the color wheel 320. The color wheel 320 is configured as a disk in which red, blue and green optical filters are arranged in the circumferential direction, and is rotated at high speed by a drive motor (not shown).

カラーホイール320の回転に伴って、ランプ4から出射された光の光路に各色フィルタが順次挿入され、カラーホイール320に照射された白色光が赤色光、緑色光、青色光の各単色光に時分割で色分離される。そして、分離された各単色光は、反射鏡321へと送られ、DMD360に照射される。なお、DMDに代えて液晶パネルを用いても良い。DMD360は映像形成素子制御回路370によって駆動制御されている。映像形成素子制御回路370は、入力された映像信号に従ってDMD360を駆動する。具体的には、入力された映像信号に従ってDMD360の各セルや微小ミラーをオンまたはオフさせることによって、照射された単色光を画素単位で反射して光変調を行い、画像光を形成する。形成された画像光は、投射レンズ380に入射され、投射レンズ380によって不図示のスクリーン等に拡大投射される。   With the rotation of the color wheel 320, each color filter is sequentially inserted into the optical path of the light emitted from the lamp 4, and the white light irradiated to the color wheel 320 is converted into red, green and blue monochromatic lights. Color separation is performed by division. Each separated monochromatic light is sent to the reflecting mirror 321 and irradiated to the DMD 360. A liquid crystal panel may be used instead of the DMD. The DMD 360 is driven and controlled by the image forming element control circuit 370. The video forming element control circuit 370 drives the DMD 360 according to the input video signal. Specifically, each cell and minute mirror of the DMD 360 are turned on or off according to the input video signal to reflect the emitted monochromatic light in units of pixels and perform light modulation to form image light. The formed image light is incident on the projection lens 380 and enlarged and projected onto a screen or the like (not shown) by the projection lens 380.

放電灯点灯装置1はランプ4の点灯及び消灯を制御する。ファン330はランプ4またはプロジェクタ300内を冷却するためのものであり、図示しないモータにより駆動される。なお、本実施の形態においては放電灯点灯装置1をプロジェクタ300へ適用する形態につき説明したが、これに限るものではなく、一般照明等に適用しても良い。   The discharge lamp lighting device 1 controls lighting and extinguishing of the lamp 4. The fan 330 is for cooling the inside of the lamp 4 or the projector 300, and is driven by a motor (not shown). In the present embodiment, the discharge lamp lighting device 1 has been described as being applied to the projector 300. However, the present invention is not limited to this and may be applied to general lighting or the like.

本実施の形態2は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。   The second embodiment is configured as described above, and the other configurations and operations are the same as those of the first embodiment. Therefore, corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本発明に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the discharge lamp lighting device which concerns on this invention. 本発明に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the discharge lamp lighting device which concerns on this invention. スイッチング制御部の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of a switching control part. 放電灯点灯装置の出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the output characteristic of a discharge lamp lighting device. 図4のグラフにランプの動作点を模式的に重ねたグラフである。FIG. 5 is a graph in which the operating point of the lamp is schematically superimposed on the graph of FIG. 4. ランプ電圧VLを監視してスイッチを適応的に切り換え制御する場合に、図4のグラフにランプの動作点を模式的に重ねたグラフである。FIG. 5 is a graph in which lamp operating points are schematically superimposed on the graph of FIG. 4 when the lamp voltage VL is monitored and the switch is adaptively controlled. スイッチの回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of a switch. CPUによる制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the control processing by CPU. 検出回路部の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of a detection circuit part. アナログ乗算回路を用いた検出回路部の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the detection circuit part using an analog multiplication circuit. 定電流制御部の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of a constant current control part. 定電流制御部の他の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other circuit structure of a constant current control part. 定電圧制御部23Vの回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the constant voltage control part 23V. 他励フライバック方式のスイッチング制御部の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the switching control part of a separately excited flyback system. プロジェクタのハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of a projector. 従来の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional discharge lamp lighting device.

符号の説明Explanation of symbols

1 放電灯点灯装置
2 交流電源(電源装置)
3 イグナイタ
4 ランプ(放電灯)
5 フォトカプラ(信号伝送素子)
6 トランス
10 1次側回路部
11 ラインフィルタ
13 スイッチング制御部
15 起動抵抗
16 パワースイッチ素子
20 2次側回路部
21 制御部
22 整流ダイオード
23 コンデンサ
22E 検出回路部
23V 定電圧制御部
24 第1分圧抵抗
24A 定電流制御部
25 第2分圧抵抗
26 電流検出抵抗
30 ダイオード
61 1次コイル
62 2次コイル
63 帰還コイル
70 主コンバータ
71 補助コンバータ
72 整流ダイオード
73 コンデンサ
74 スイッチ
75 ダイオード
300 プロジェクタ
621 第1巻線
622 第2巻線
1 Discharge lamp lighting device 2 AC power supply (power supply device)
3 Igniter 4 Lamp (Discharge lamp)
5 Photocoupler (signal transmission element)
6 Transformer 10 Primary side circuit unit 11 Line filter 13 Switching control unit 15 Start resistance 16 Power switch element 20 Secondary side circuit unit 21 Control unit 22 Rectifier diode 23 Capacitor 22E Detection circuit unit 23V Constant voltage control unit 24 First voltage division Resistor 24A Constant current control unit 25 Second voltage dividing resistor 26 Current detection resistor 30 Diode 61 Primary coil 62 Secondary coil 63 Feedback coil 70 Main converter 71 Auxiliary converter 72 Rectifier diode 73 Capacitor 74 Switch 75 Diode 300 Projector 621 First volume Wire 622 second winding

Claims (13)

放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、
電源装置に接続される1次側回路部と、
該1次側回路部に接続され電圧を変換する変圧器と、
該変圧器に接続され変換された電圧を前記放電灯へ印加する2次側回路部と、
該2次側回路部に設けられ、前記放電灯の出力電圧及び出力電流を検出して所定の電力との偏差を検出する検出回路部と、
前記1次側回路部及び前記2次側回路部の間に設けられ、前記検出回路部により検出された偏差に対応する信号を前記1次側回路部へ伝送する信号伝送素子と、
前記1次側回路部に設けられ、前記信号伝送素子から伝送された信号に基づき定電力点灯に係るスイッチング制御を行うスイッチング制御部と
を備え、
前記変圧器の2次側巻線は第1巻線及び第2巻線を含み、
前記2次側回路部は、
前記放電灯の始動開始後、所定条件を満たすまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加する補助回路と、
前記所定条件を満たした後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加する主回路と
をさらに備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
In a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp,
A primary circuit connected to the power supply;
A transformer connected to the primary circuit section for converting a voltage;
A secondary-side circuit unit connected to the transformer and applying a converted voltage to the discharge lamp;
A detection circuit unit provided in the secondary side circuit unit, which detects an output voltage and an output current of the discharge lamp to detect a deviation from a predetermined power;
A signal transmission element that is provided between the primary side circuit unit and the secondary side circuit unit and transmits a signal corresponding to the deviation detected by the detection circuit unit to the primary side circuit unit;
A switching control unit that is provided in the primary side circuit unit and performs switching control related to constant power lighting based on a signal transmitted from the signal transmission element;
The secondary winding of the transformer includes a first winding and a second winding,
The secondary side circuit section is
An auxiliary circuit for applying a voltage converted by the first winding and the second winding to the discharge lamp until a predetermined condition is satisfied after starting the discharge lamp;
The discharge lamp lighting device further comprising: a main circuit that applies the voltage converted by the first winding to the discharge lamp after satisfying the predetermined condition.
前記補助回路は、
前記第2巻線の一端に接続されるダイオードと、
該ダイオードのカソードに接続され、充電した電圧を前記放電灯へ供給するコンデンサと、
前記ダイオードのカソード及び前記コンデンサに接続されるスイッチと
を備えることを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。
The auxiliary circuit is
A diode connected to one end of the second winding;
A capacitor connected to the cathode of the diode and supplying a charged voltage to the discharge lamp;
The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising: a switch connected to a cathode of the diode and the capacitor.
前記主回路は、
出力端を共通にする前記第2巻線の他端及び前記第1巻線の一端に接続されるダイオードと、
該ダイオードのカソードに接続され、充電した電圧を前記放電灯へ供給するコンデンサと
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の放電灯点灯装置。
The main circuit is:
A diode connected to the other end of the second winding and one end of the first winding having a common output end;
The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising: a capacitor connected to a cathode of the diode and supplying a charged voltage to the discharge lamp.
前記主回路の出力に接続されるダイオードと、
前記補助回路の出力に接続されるダイオードとをさらに備え、
前記主回路の出力に接続されるダイオードのカソード及び前記補助回路の出力に接続されるダイオードのカソードは互いに接続されている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の放電灯点灯装置。
A diode connected to the output of the main circuit;
A diode connected to the output of the auxiliary circuit;
4. The discharge according to claim 1, wherein a cathode of a diode connected to the output of the main circuit and a cathode of a diode connected to the output of the auxiliary circuit are connected to each other. Electric light lighting device.
前記主回路の出力に接続されたダイオード及び前記補助回路の出力に接続されたダイオードは、イグナイタで発生する高電圧を阻止するための高耐圧の定格仕様である
ことを特徴とする請求項4に記載の放電灯点灯装置。
The diode connected to the output of the main circuit and the diode connected to the output of the auxiliary circuit are rated specifications of a high withstand voltage for preventing a high voltage generated in an igniter. The discharge lamp lighting device described.
前記放電灯の始動開始時は前記スイッチをオンして、前記補助回路から前記放電灯に電力を供給し、前記所定条件が満たされた後に前記スイッチをオフする
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の放電灯点灯装置。
The switch is turned on at the start of starting the discharge lamp, power is supplied from the auxiliary circuit to the discharge lamp, and the switch is turned off after the predetermined condition is satisfied. The discharge lamp lighting device according to any one of 5.
前記所定条件は、所定時間を経過することであり、
前記補助回路は、
前記放電灯の始動開始後、所定時間を経過するまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあり、
前記主回路は、
前記所定時間を経過した後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してある
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の放電灯点灯装置。
The predetermined condition is that a predetermined time elapses;
The auxiliary circuit is
After the start of starting the discharge lamp, the voltage converted by the first winding and the second winding is applied to the discharge lamp until a predetermined time elapses.
The main circuit is:
The discharge lamp according to any one of claims 1 to 6, wherein a voltage converted by the first winding is applied to the discharge lamp after the predetermined time has elapsed. Lighting device.
前記所定条件は、前記主回路のコンデンサの電圧が所定電圧値以下となることであり、
前記補助回路は、
前記放電灯の始動開始後、前記主回路のコンデンサの電圧が所定電圧値以下となるまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあり、
前記主回路は、
前記主回路のコンデンサの電圧が所定電圧値以下となった後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してある
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の放電灯点灯装置。
The predetermined condition is that the voltage of the capacitor of the main circuit is a predetermined voltage value or less,
The auxiliary circuit is
After the start of the discharge lamp, the voltage converted by the first winding and the second winding is applied to the discharge lamp until the voltage of the capacitor of the main circuit becomes a predetermined voltage value or less. Yes,
The main circuit is:
The voltage of the capacitor | condenser of the said main circuit becomes a predetermined voltage value or less, It is comprised so that the voltage converted by the said 1st winding may be applied to the said discharge lamp. The discharge lamp lighting device according to any one of the above.
前記所定条件は、前記放電灯に係る電流が所定電流値以上になることであり、
前記補助回路は、
前記放電灯の始動開始後、前記放電灯に係る電流が所定電流以上となるまで前記第1巻線及び前記第2巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してあり、
前記主回路は、
前記放電灯に係る電流が所定電流以上となった後、前記第1巻線により変換された電圧を前記放電灯へ印加するよう構成してある
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の放電灯点灯装置。
The predetermined condition is that a current related to the discharge lamp is equal to or greater than a predetermined current value,
The auxiliary circuit is
After starting the discharge lamp, the voltage converted by the first winding and the second winding is applied to the discharge lamp until the current related to the discharge lamp becomes equal to or higher than a predetermined current,
The main circuit is:
7. The device according to claim 1, wherein a voltage converted by the first winding is applied to the discharge lamp after a current related to the discharge lamp becomes equal to or greater than a predetermined current. 8. The discharge lamp lighting device according to one.
前記放電灯の始動開始から前記所定時間内に、前記放電灯に係る電気量が所定の値を超えた場合に、前記スイッチをオフする手段と、
該手段により前記スイッチをオフした後に、前記放電灯に係る電気量が前記所定の値と異なる値を超えた場合に、前記スイッチを再びオンする手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の放電灯点灯装置。
Means for turning off the switch when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a predetermined value within the predetermined time from the start of starting the discharge lamp;
The apparatus further comprises means for turning on the switch again when the amount of electricity related to the discharge lamp exceeds a value different from the predetermined value after the switch is turned off by the means. The discharge lamp lighting device according to 1.
前記1次側回路部は自励型フライバック方式のコンバータであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一つに記載の放電灯点灯装置。   The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the primary side circuit unit is a self-excited flyback converter. 前記信号伝送素子はフォトカプラであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一つに記載の放電灯点灯装置。   The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the signal transmission element is a photocoupler. 請求項1乃至12いずれか一つに記載の放電灯点灯装置を備えるプロジェクタ。   A projector comprising the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 12.
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