JP2008262866A - Lighting circuit for discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電ランプを直流駆動する放電ランプ用点灯回路に関するものである。 The present invention relates to a discharge lamp lighting circuit for driving a discharge lamp in a direct current.
メタルハライドランプ等の放電ランプを点灯するための点灯回路としては、下記特許文献1〜3に記載のものが知られている。特許文献1〜3に記載の点灯回路は、放電ランプを点灯するのに必要な直流電圧を得るための電源回路と放電ランプを始動するために高圧パルスを発生させる点灯始動回路とを有している。このような点灯回路としては、始動時の放電ランプの突入電流が高くならないように抑制しながら、始動後の回線ロスの防止及び安定した点灯状態の維持を図るために、電源回路内の平滑コンデンサに直列に負特性サーミスタが接続されているものや、電源回路内の平滑コンデンサに直列に接続された抵抗の両端がリレー回路によって短絡可能に構成されたものが存在する。
しかしながら、上述した負特性サーミスタを含む点灯回路においては、電源回路内の平滑コンデンサに直列にその負特性サーミスタが接続されているために、使用する放電ランプのインピーダンス等の性能バラツキに応じて点灯安定性を維持することが困難な傾向にあった。また、抵抗とリレー回路とを含む点灯回路においては、安定した点灯を実現するためには信頼性の高いリレー回路を使用しなければならないため、回路の大規模化及び高コスト化を招く傾向にあった。 However, in the lighting circuit including the negative characteristic thermistor described above, since the negative characteristic thermistor is connected in series to the smoothing capacitor in the power supply circuit, it is possible to stabilize the lighting according to the performance variation such as the impedance of the discharge lamp to be used. It was difficult to maintain the sex. In addition, in a lighting circuit including a resistor and a relay circuit, it is necessary to use a highly reliable relay circuit in order to realize stable lighting, which tends to increase the scale and cost of the circuit. there were.
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、簡易な回路構成で放電ランプの特性に応じて点灯性を向上させることが可能な放電ランプ用点灯回路を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a discharge lamp lighting circuit capable of improving lighting performance according to the characteristics of the discharge lamp with a simple circuit configuration. And
上記課題を解決するため、本発明の放電ランプ用点灯回路は、放電ランプを直流駆動する放電ランプ用点灯回路において、放電ランプに直流電流を供給する電源回路と放電ランプを点灯始動するための高電圧発生回路との間において、放電ランプに直列に接続されたNTCサーミスタを備える。なお、NTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタは、素子温度が上昇すると抵抗が減少する負の温度特性を有するサーミスタである。 In order to solve the above-mentioned problems, a discharge lamp lighting circuit according to the present invention is a discharge lamp lighting circuit for driving a discharge lamp in a direct current, a power supply circuit for supplying a direct current to the discharge lamp, and a high voltage for starting the discharge lamp. An NTC thermistor connected in series with the discharge lamp is provided between the voltage generation circuit and the voltage generation circuit. An NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor is a thermistor having a negative temperature characteristic in which resistance decreases as the element temperature increases.
このような放電ランプ用点灯回路によれば、電源回路と高電圧発生回路との間において放電ランプに直列に接続されたNTCサーミスタによって、放電ランプの特性にバラツキが生じた場合であってもその特性に合わせた素子の選択が容易となるので、放電ランプの始動時の突入電流が確実に防止されるとともに、始動後は安定して放電ランプに電流が供給されて点灯安定性が向上する。また、電源回路内において放電ランプと並列にNTCサーミスタを備える場合と比して、素子の配置の自由度が増すことになるので、放電ランプの点灯安定性の維持が容易となる。 According to such a discharge lamp lighting circuit, even when the characteristics of the discharge lamp vary due to the NTC thermistor connected in series with the discharge lamp between the power supply circuit and the high voltage generation circuit, Since it becomes easy to select an element in accordance with the characteristics, an inrush current at the start of the discharge lamp is surely prevented, and after starting, a current is stably supplied to the discharge lamp to improve the lighting stability. In addition, since the degree of freedom of arrangement of elements is increased as compared with the case where an NTC thermistor is provided in parallel with the discharge lamp in the power supply circuit, it is easy to maintain the lighting stability of the discharge lamp.
電源回路は、出力端子間において放電ランプと並列に接続された抵抗素子、及び抵抗素子の両端に接続されたスイッチ素子を含む突入電流低減化回路を有することが好ましい。この場合、放電ランプの始動時の突入電流をより低減することが可能になり、始動時の放電ランプに与えるダメージを防止することができる。 The power supply circuit preferably includes an inrush current reduction circuit including a resistance element connected in parallel with the discharge lamp between the output terminals, and a switch element connected to both ends of the resistance element. In this case, the inrush current at the start of the discharge lamp can be further reduced, and damage to the discharge lamp at the start can be prevented.
本発明によれば、簡易な回路構成で放電ランプの特性に応じて点灯性を向上させることができる。 According to the present invention, lighting performance can be improved according to the characteristics of the discharge lamp with a simple circuit configuration.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る放電ランプ用点灯回路の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a discharge lamp lighting circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の好適な一実施形態に係る放電ランプ用点灯回路1の概略構成図である。同図に示す放電ランプ用点灯回路1は、光源装置に実装され、水銀キセノンランプ、キセノンランプ等の非点灯時に内部が大気圧以上に保持された高圧放電ランプを点灯するための回路であり、電源回路2と、イグナイタ(高電圧発生回路)3と、開閉制御回路4と、定電流制御回路5と、NTCサーミスタ6と、検出用抵抗7とを有している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a discharge
電源回路2は、AC電源又はDC電源である外部電源8に接続され、外部電源8から交流電流又は直流電流が供給されている。電源回路2のスイッチング電源9は、外部電源8から供給される電流が交流電流である場合はその交流電流を直流電流に変換し、直流電流をさらに高周波パルス電流に変換した後、高周波パルス電流を内蔵するトランスを用いて取り出す。取り出された高周波パルス信号は、スイッチング電源9の後段の回路によって整流、及び平滑化された後、放電ランプLに対して直流駆動用の駆動電流として供給される。この場合、スイッチング電源9は、定電流制御回路5からの制御信号CPに基づいて、生成する高周波パルス電流のパルス幅(スイッチングパルス幅)を変更する。
The
具体的には、電源回路2において、スイッチング電源9の出力側には、高周波パルス電流の整流用の2つのダイオードからなる整流回路10が接続され、この整流回路10によって高周波パルス電流が再度直流電流に整流されて放電ランプL側に供給される。また、整流回路10の後段の電源回路2の出力端子間には、スイッチング電源9から見て放電ランプLと並列に電解コンデンサ11が接続されている。整流回路10から出力された電流にはスイッチング電源9の高周波パルス電流の周波数(スイッチング周波数)に対応するリップル電流成分が含まれているため、電解コンデンサ11は、整流回路10から出力された電流におけるリップル電流成分を低減して、イグナイタ3に出力する。さらに、電解コンデンサ11は、放電ランプLの点灯開始直後にイグナイタ3を介して放電ランプLの始動用の電流を供給する機能も有する。
Specifically, in the
さらに、電源回路2内の出力端子間において、電解コンデンサ11の陰極には、放電ランプLと並列になるように直列抵抗12が接続され、直列抵抗12の両端には、メカニカルリレー、半導体スイッチ等のリレー回路(スイッチ素子)13が接続されている。リレー回路13は、直列抵抗12の両端間を短絡及び開放するためのものであり、開閉制御回路4の制御信号CRによりオン/オフを切り替える機能を持つ。この直列抵抗12とリレー回路13とにより放電ランプLにおける始動時の突入電流を低減する突入電流低減化回路が構成される。
Further, a
上記電源回路2の出力には、放電ランプLを点灯始動させるイグナイタ3の入力が接続されている。イグナイタ3は、放電ランプLの点灯始動時に放電ランプLの両端に高圧パルスを印加する。このイグナイタ3の出力端子To間に、キセノンランプ、水銀キセノンランプ等の放電ランプLが接続され、イグナイタ3によって放電ランプLの内部における初期のアーク放電が開始及び維持される。
The output of the
イグナイタ3の放電ランプLの陰極側の入力端子Tiと電源回路2の出力との間には、放電ランプLを流れる放電電流を検出する検出用抵抗7が、放電ランプLと直列に接続されている。さらに、検出用抵抗7の両端には、定電流制御回路5が接続されている。定電流制御回路5は、検出用抵抗7の両端の電位差が入力され、放電ランプLの点灯始動後に放電ランプLに連続的に電流が供給されるようになった時点で、放電ランプLを流れる放電電流が一定値となるように制御信号CPを生成してスイッチングパルス幅を制御する。この検出用抵抗7としては、直列抵抗12に比較して十分に小さい抵抗値のものが用いられることが好ましい。これにより、放電ランプLに供給される放電電流の特性が検出用抵抗7によって影響を受けることがなくなる。例えば、直列抵抗12の抵抗値2.2Ω〜10Ωに対して、検出用抵抗7の抵抗値が10mΩ〜100mΩのものを選択する。
Between the input terminal Ti on the cathode side of the discharge lamp L of the
検出用抵抗7の両端には、リレー回路13の開閉を制御するための開閉制御回路4も接続されている。開閉制御回路4は、オペアンプ、コンデンサ等により構成され、検出用抵抗7で検出された放電ランプLを流れる放電電流ILに対応する電位差ELが入力されて、その電位差の低周波成分ELと所定の閾値ELTHとを比較する。電位差の低周波成分ELと閾値ELTHを比較するために、開閉制御回路4は、電位差の低周波成分ELのみに応答するように構成されている。具体的には、開閉制御回路4は、放電電流ILに対応する電位差ELが閾値ELTHより小さい場合は、リレー回路13をオフさせ、電位差ELが閾値ELTH以上の場合は、リレー回路13をオンさせる。この閾値ELTHは、放電ランプLがアーク放電状態にあり、放電が安定した時の放電電流に対応する値よりも小さい値として設定されている。そして、開閉制御回路4は、リレー回路13をオフさせるときには、リレー回路13に対してハイレベルの開閉制御信号CRを出力し、リレー回路13をオンさせるときには、リレー回路13に対してローレベルの開閉制御信号CRを出力する。
An opening /
さらに、イグナイタ3の放電ランプLの陽極側の入力端子Tiと電源回路2の出力との間には、NTCサーミスタ6が、放電ランプLと直列になるように接続されている。このNTCサーミスタ6は、通電による自己発熱で素子温度が上昇すると抵抗値が減少するような負の温度特性を有する素子であり、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄などの金属酸化物が混合及び焼結されたものである。このNTCサーミスタ6を含む放電ランプ用点灯回路1が光源装置に実装される際には、NTCサーミスタ6は、放電ランプLの発熱の盛況を防ぐためにその光源装置における放電ランプL用の冷却風の流路内に配置される(詳細は後述)。
Further, an NTC thermistor 6 is connected in series with the discharge lamp L between the anode-side input terminal Ti of the discharge lamp L of the
以下、図2を参照しつつ、放電ランプ用点灯回路1が実装された光源装置21の構造について詳細に説明する。
Hereinafter, the structure of the
同図に示す光源装置21は、下方に紫外線を出射する落射タイプの(垂直タイプ)の光源装置であり、例えば、半導体デバイスを製造する際のフォトリソグラフィ工程において、ウェハ上のフォトレジストを露光するために用いられる。光源装置21は、直方体状の筐体22を備えており、筐体22内には、仕切板22aによって前側領域及び後側領域が形成されている。
A
筐体22の前側領域には、紫外線を照射する水銀キセノンランプである放電ランプL、及び放電ランプLから放射された紫外線を反射面24aで反射して下方に出射する反射ミラー24が収容されている。この反射ミラー24の反射面24aは、例えば楕円集光ミラー面になるように形成されている。放電ランプLは、反射ミラー24の上方に位置する矩形状の支持板25に取り付けられ、反射ミラー24の開口部24bを挿通した状態で反射ミラー24内において支持されている。
The front region of the
筐体22の底面側において放電ランプLと上下方向で対向する位置には、紫外線を外部に出射させるための出射口22cが形成されている。出射口22cと放電ランプLとの間には、通過する紫外線の量を調整するための絞り部26が設けられており、出射口22cと絞り部26との間には、出射口22cからの紫外線の出射をオン/オフするためのシャッタ27が設けられている。
An
筐体22の後側領域には、回路ユニットとしての放電ランプ用点灯回路1、及び筐体22内を流れる冷却風Aを筐体22外に排出するためのファン28が収容されている。筐体22の各部には、空気取入口が形成されており、その空気取入口の一部として筐体22の後面には主に放電ランプ用点灯回路1を冷却するための空気取入口29が形成されている。ここで、NTCサーミスタ6は、放電ランプ用点灯回路1の本体ユニット1aの後面において、ファン28と空気取入口29との間の冷却風Aの流路上に配置されている。
The rear region of the
以上説明した放電ランプ用点灯回路1によれば、電源回路2とイグナイタ3との間において放電ランプLに直列に接続されたNTCサーミスタ6によって、放電ランプLの特性にバラツキが生じた場合であってもその特性に合わせた素子の選択が容易となるので、放電ランプLの始動時の突入電流が確実に防止されるとともに、始動後は安定して放電ランプLに電流が供給されて点灯安定性が向上する。すなわち、放電ランプLの起動直後は、NTCサーミスタ6の素子温度が低いのでNTCサーミスタ6の抵抗値が高くなり突入電流が低減され、放電ランプの起動後は通電により徐々に素子温度が上昇してNTCサーミスタ6の抵抗値が低くなり、点灯回路1における電力損失を防ぐことができる。
According to the discharge
特に、電源回路2と放電ランプLとの間にランプと直列にサーミスタを挿入することで放電ランプLの負特性(電流と電圧の関係)が改善され、結果的に放電ランプLをスムーズに直流動作させることができる。また、電源回路2内において放電ランプLと並列にNTCサーミスタ6を備える場合と比して、素子の配置の自由度が増すことになる。これにより、放電ランプの熱により素子温度が上がりすぎて再点灯始動時に適切な抵抗値まで下がりきらないといった事態を防止できる。従って、放電ランプLの突入電流の低減及び点灯安定性の維持が容易となる。より具体的に言えば、放電ランプLの点灯特性に合った温度環境下にサーミスタを配置させることが容易になる。
In particular, by inserting a thermistor in series with the lamp between the
また、ランプ特性のばらつきにより点灯性が悪い場合は、再点灯制御が行われることが多いので、点灯始動のリトライが繰り返された結果、ランプ電極(特に、陰極)に過剰な負荷がかかりランプ不具合に発展してしまう可能性がある。本実施形態によれば、点灯安定性が向上するのでこのようなリスクを低減することができる。 Also, if lighting performance is poor due to variations in lamp characteristics, re-lighting control is often performed. As a result of repeated lighting start-up retries, excessive load is applied to the lamp electrodes (especially the cathode) and lamp malfunctions occur. There is a possibility that it will develop. According to the present embodiment, since lighting stability is improved, such a risk can be reduced.
さらに、NTCサーミスタを用いることにより、リレー回路等のスイッチング素子を用いる場合と比較して、抵抗値の制御の信頼性を高く維持しながら回路規模の小型化も容易となる。 Further, by using the NTC thermistor, it is easy to reduce the circuit scale while maintaining high resistance value control reliability as compared with the case of using a switching element such as a relay circuit.
また、電源回路2の出力端子間において放電ランプLと並列に接続された直列抵抗12、及び直列抵抗12の両端に接続されたリレー回路13を含む突入電流低減化回路を有することで、放電ランプLの始動時の突入電流をより低減することが可能になり、始動時の放電ランプに与えるダメージを防止することができる。
Further, the discharge lamp includes a
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、NTCサーミスタに代わりにSiCを用いた半導体パワースイッチ等を用いてもよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, a semiconductor power switch using SiC instead of the NTC thermistor may be used.
1…放電ランプ用点灯回路、2…電源回路、3…イグナイタ(高電圧発生回路)、6…NTCサーミスタ、12…直列抵抗、13…リレー回路(スイッチング素子)、L…放電ランプ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記放電ランプに直流電流を供給する電源回路と前記放電ランプを点灯始動するための高電圧発生回路との間において、前記放電ランプに直列に接続されたNTCサーミスタを備える、
ことを特徴とする放電ランプ用点灯回路。 In the discharge lamp lighting circuit for direct current driving of the discharge lamp,
An NTC thermistor connected in series to the discharge lamp is provided between a power supply circuit for supplying a direct current to the discharge lamp and a high voltage generation circuit for starting the discharge lamp.
A lighting circuit for a discharge lamp.
ことを特徴とする請求項1記載の放電ランプ用点灯回路。 The power supply circuit has a rush current reduction circuit including a resistance element connected in parallel with the discharge lamp between output terminals, and a switch element connected to both ends of the resistance element.
The discharge lamp lighting circuit according to claim 1.
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Citations (3)
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JP2001155888A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Lighting apparatus for high pressure discharge lamp and light apparatus |
JP2005005185A (en) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Matsushita Electric Works Ltd | High-pressure discharge lamp lighting device and lighting equipment |
JP2006302540A (en) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Hamamatsu Photonics Kk | Power supply circuit for discharge lamp and light source device using it |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001155888A (en) * | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Lighting apparatus for high pressure discharge lamp and light apparatus |
JP2005005185A (en) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Matsushita Electric Works Ltd | High-pressure discharge lamp lighting device and lighting equipment |
JP2006302540A (en) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Hamamatsu Photonics Kk | Power supply circuit for discharge lamp and light source device using it |
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