JP2009054365A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電ギャップのインピーダンスが低下しても、共振回路に過電圧が発生することがない信頼性・安全性の高い高圧放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路、フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路、及び共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第１の制御手段を備え、第１の制御手段が、パルス電圧の発生が検知されるまで降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高める構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は高圧放電灯を点灯させるための高圧放電灯点灯装置の改良に関する。

近年、高圧放電灯点灯装置の電子化による小型、軽量化が進み、図７に示すような降圧チョッパ回路２０、フルブリッジ回路３０、およびイグナイタ回路４０の組合せにより高圧放電灯５０を高周波始動させ、その後、低周波の矩形波で安定に点灯させる高圧放電灯点灯装置がプロジェクタに用いられている（例えば、特許文献１）。

図７の従来回路の動作を説明する。降圧チョッパ回路２０は、その制御に関する回路として、抵抗２５、２６及び２７からなる検出回路並びにＰＷＭ制御回路２８を含む。ＰＷＭ制御回路２８は、抵抗２７によりランプ電流に比例したランプ電流信号を、抵抗２６によりランプ電圧に比例したランプ電圧信号を検出し、ランプ電流信号とランプ電圧信号を乗算器またはマイクロコンピュータにて演算した電圧信号と、予め高圧放電灯の定格ランプ電圧時に定格ランプ電力で点灯できるようにし設定した基準電圧とを誤差増幅器にて比較し、ランプ電流信号とランプ電圧信号を乗算した電圧信号が一定になるようにトランジスタ２１のデューティ比をパルス幅制御し、高圧放電灯５０を適正な電力にて点灯させるものである。

次に、降圧チョッパ回路２０の制限された直流出力を受けて動作するフルブリッジ回路３０の動作は、トランジスタ３１及び３４とトランジスタ３２及び３３がブリッジ制御回路３５にて制御される周波数にて交互に導通・非導通を繰り返すことにより、降圧チョッパ回路２０の直流出力を交流電流に変換し、高圧放電灯５０に供給するものである。
始動制御回路６０は、後述するパルス電圧検出回路４９からの検出結果を受けてフルブリッジ回路３０の動作周波数を制御する。

ここで高圧放電灯５０の始動時においては、一定時間、ブリッジ制御回路３５で制御される周波数を数十ｋＨｚに高めることにより、トランジスタ３１、３４とトランジスタ３２、３３の中点に接続されたチョークコイル３６とコンデンサ３７の直列回路が共振され、チョークコイル３６のインダクタンスとコンデンサ３７の容量とブリッジ制御回路３５の周波数で決まる正弦波の周波数の高い共振電圧がチョークコイル３６およびコンデンサ３７端に発生し、コンデンサ３７に並列に接続されている高圧放電灯５０端にもその高周波の共振電圧が印加される。

高圧放電灯５０を始動させるためのイグナイタ回路４０の動作は、先に説明したブリッジ制御回路３５によりフルブリッジ回路３０が数十ｋＨｚの高周波で動作しているコンデンサ３７端に発生する高周波の正弦波電圧を受け、チョークコイル３６とコンデンサ３７の接続点側がプラス電位のときにダイオード４１、抵抗４３、コンデンサ４５の向きに電流が流れコンデンサ４５が充電される。
高周波の正弦波電圧の極性が反転し、チョークコイル３６とコンデンサ３７の接続点がマイナス電位のときはコンデンサ４６、抵抗４４、ダイオード４２の向きに電流が流れコンデンサ４６が充電される。

上記動作を繰り返すことにより、コンデンサ４５とコンデンサ４６の直列回路端の電位は徐々に上昇していく。一般的にはコンデンサ３７端に発生する電圧は、図８の周波数特性図に示すように、動作周波数がチョークコイル３６のインダクタンスとコンデンサ３７の容量で決まる共振周波数ｆ_０にある時が最大（理想回路においては無限大）である。

従来回路のパルス電圧発生時の動作を図８及び図１０で説明する。まず、図１０のｔ_０において、フルブリッジ回路３０を例えばスタート周波数ｆｓで動作を開始させ、時間と共に周波数を高めていくと、図８から分かるように共振電圧は二次曲線的に上昇していく。

図１０のｔ_１において、周波数ｆ_１にて放電ギャップ４８が電圧Ｖ_１にてブレークダウンすると、それを電圧検知回路４９で検出し、ｔ_１以降フルブリッジ回路３０の周波数を固定することにより一定間隔のパルス電圧が継続して発生することになる。
この時のチョッパ回路２０の出力電圧は、例えば３８０Ｖの入力直流電圧を受け、設定された一定の電圧、例えば２００Ｖを出力している。

なお、降圧チョッパ回路２０の出力電圧を例えば２００Ｖ程度に制限することが以下の理由により望ましい。
放電開始後について、放電中のランプ電圧は一般的には高くても１５０Ｖ程度が上限となるので、ランプに過渡的な状態が起こらない限りそれより高い出力電圧は不要である。そして、フルブリッジ回路３０に使用するトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ等）は一般に耐圧が低いものほどオン抵抗が小さく、かつ価格が低い。このことを踏まえて、１５０Ｖ以上の耐圧では２００Ｖ〜２５０Ｖ耐圧のトランジスタを用いるのが妥当である。
また、放電開始前について、共振回路やイグナイタ回路の負担（昇圧比）を減らすために降圧チョッパ回路２０の出力電圧を上記の２００Ｖ又は２５０Ｖ耐圧トランジスタの使用上限に設定するのが妥当である。ここで、安定点灯時のトランジスタの電圧ディレーティングを８０％とした場合、その使用上限はそれぞれ１６０Ｖ又は２００Ｖとなる。降圧チョッパ回路２０の出力電圧が１６０Ｖでは上記ランプ電圧１５０Ｖに対して十分なマージンがとれないので、降圧チョッパ回路２０の出力電圧を２００Ｖとして２５０Ｖ耐圧トランジスタを使用して設計するのが妥当である。
上記より、降圧チョッパ回路２０の出力電圧を例えば２００Ｖに制限すれば、低発熱化、低コスト化の観点から最も有利な条件で回路全体を構成できる。

上記のように放電ギャップ４８がブレークダウンすると、パルストランス４７の二次巻線には、一次巻線に印加された電圧に対してパルストランス４７の昇圧比に応じたパルス電圧が発生し、その電圧はコンデンサ３７を介して高圧放電灯５０に印加されるため、高圧放電灯５０がそのパルス電圧により絶縁破壊され放電を開始することになる。

しかし、実使用上においてはチョークコイル３６のインダクタンスとコンデンサ３７の容量には、それぞれバラツキがあり、しかも高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯５０を接続する電線のインダクタンスと容量もこの共振に影響を及ぼすため、図９に示すように、共振周波数ｆ_０はｆ_０’へ移行したりｆ_０”へ移行したりしてしまう。

そのため、放電ギャップ４８がブレークダウンする電圧Ｖ_１が得られる周波数もｆ_１’からｆ_１”までバラツキが生じ、これらのバラツキを吸収するにはフルブリッジ回路３０の動作周波数をバラツキの最小値より若干低い周波数のｆｓから、バラツキの最大値より若干高い周波数のｆｅまで周波数を徐々に高める制御を行う必要がある。
特開２００４−１２７６５６号公報

ところで、上述したように、従来の高圧放電灯点灯装置のイグナイタ回路４０は、ブリッジ回路３０の周波数をｆｓから時間と共に高めていく制御をすることにより、コンデンサ３７端に発生する共振電圧も徐々に高くなる方向で変化していくため、共振条件にバラツキがあっても確実に放電ギャップ４８をブレークダウンさせることは可能である。

しかし、一般的には放電ギャップ４８端のインピーダンスは、放電ギャップ４８がブレークダウン電圧に達するまでは極めて無限大に近い値であるものの、例えば高圧放電灯点灯装置を長時間使用し続けることにより、放電ギャップ４８端に埃が付着し、かつ湿度が高い環境で使用していると、放電ギャップ４８端に付着した埃が原因で放電ギャップ４８端のインピーダンスが低下しブレークダウン前でもリーク電流が流れてしまう場合がある。

すると放電ギャップ４８は、インピーダンスが低下したことによるリーク電流の影響で図１１に示すように、放電ギャップ４８がブレークダウンするのに必要な共振電圧が図１１の破線（図１０）に示す正常動作時より高くなってしまう場合がある。

更に図９を用いて詳細に説明すると、例えばチョークコイル３６とコンデンサ３７の共振周波数がバラツキ内で一番小さいｆ_０’の時に放電ギャップ４８端のインピーダンスが低下してしまうと、本来は周波数ｆ_１’で放電ギャップ４８がブレークダウンする電圧Ｖ_１に達して周波数が周波数ｆ_１’で固定されるはずが、リーク電流によりブレークダウン電圧に達せず更に周波数の高いところまでシフトしてしまうことになる。

ここで、周波数の上限をｆｅとすると、チョークコイル３６とコンデンサ３７の共振周波数のバラツキによってはチョークコイル３６とコンデンサ３７で決まる共振周波数（例えばｆ_０’）とブリッジ回路の上限周波数ｆｅが非常に近い値になってしまう場合もある。
ここで、共振周波数付近では動作周波数の変化に対して共振電圧が急峻に変化するので、周波数制御のステップ（階調）が粗いと共振電圧が適切なポイントを超えて高くなりすぎるオーバーシュートを引き起こしてしまう場合があった。

共振周波数がバラツキ内で一番小さいｆ_０’の共振回路の時に放電ギャップ４８端のインピーダンスが低下し、仮にブリッジ回路の上限周波数ｆｅ（≒ｆ_０’）近傍で放電ギャップ４８がブレークダウンすると、チョークコイル３６とコンデンサ３７には最大電圧Ｖ_０に近い電圧が発生し続けるため、ダイオード４１、４２が過電圧により故障したり、抵抗４３、４４が過電圧により発煙を引き起こしたりコンデンサ３７、チョークコイル３６が過電圧で故障してしまうことがある。

本発明の第１の側面は、直流電源部と、直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路と、フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路と、共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、さらに、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第１の制御手段を備え、第１の制御手段が、高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、パルス電圧の発生が検知されるまで降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めるよう構成された高圧放電灯点灯装置である。
さらに、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいてフルブリッジ回路の動作周波数を制御する第２の制御手段を備え、降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、第２の制御手段が、パルス電圧の発生が検出されるまでフルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で共振回路の共振周波数に徐々に近づけるよう構成した。

本発明の第２の側面は、直流電源部と、直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路と、フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路と、共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、さらに、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第１の制御手段を備え、第１の制御手段が、高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、パルス電圧検知回路によって検出されるパルスの発生頻度が所定値を超えるまで降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めるよう構成された高圧放電灯点灯装置である。
さらに、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて、フルブリッジ回路の動作周波数を制御する第２の制御手段を備え、降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルスの発生頻度が所定値を超えない場合に、第２の制御手段が、パルス電圧の発生が検出されるまでフルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で共振回路の共振周波数に徐々に近づけるよう構成した。

本発明の第３の側面は、上記第１又は第２の側面の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、高圧放電灯が取り付けられるリフレクタ、及び少なくとも高圧放電灯点灯装置を内包する筐体を備えた光源装置である。

本発明の第４の側面は、直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路、フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路、共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路、及びパルス電圧検知回路の検知結果に基づいて降圧チョッパ回路の出力電圧又はフルブリッジ回路の動作周波数を制御する始動制御回路からなる高圧放電灯点灯装置を制御する方法であって、高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、（Ａ）始動制御回路が、パルス電圧の発生が検知されるまで降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めていくステップを含む方法である。
さらに、（Ｂ）降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、始動制御回路が、パルス電圧の発生が検出されるまでフルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で共振回路の共振周波数に徐々に近づけていくステップを含むようにした。

本発明の高圧放電灯点灯装置によれば、何らかの原因で放電ギャップ４８端のインピーダンスが低下し、共振用コンデンサ３７端の電圧が高くなりすぎてしまうことによってイグナイタ回路４０に接続されているダイオード４１、４２が過電圧により故障したり、抵抗４３、４４が過電圧により発煙を引き起こしたり、コンデンサ３７、チョークコイル３６が過電圧で故障したりしてしまうことを効果的に防止できる。

次に、実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る高圧放電灯点灯装置の第１の実施の形態を示す回路構成図であり、図７に示した従来例のものと同一または対応する部材については、同一の番号を付して、その説明を省略する。

本発明に係る高圧放電灯点灯装置において従来例と異なる点は、始動制御回路６０において、パルス電圧検知回路４９からの信号をブリッジ制御回路３５の他にＰＷＭ制御回路２８へフィードバックさせたところである。即ち、パルス電圧検知回路４９からの入力に応じてＰＷＭ制御回路２８へ信号を出力する第１の制御手段６１、及びブリッジ制御回路３５へ信号を出力する第２の制御手段６２を備えた点である。

図２は本発明における制御方法を示す図であり、図２において従来例の図１０と異なる点は、ブリッジ回路３０の動作周波数を一定にし、第１の制御手段６１によりチョッパ回路２０の出力電圧を変化させているところである（ｔ_０〜ｔ_１）。

具体的には高圧放電灯５０の始動前はフルブリッジ回路３０の動作周波数を適当な共振電圧が得られる値に固定し、降圧チョッパ回路２０の出力電圧を時間と共に高めていく制御を行う。
すると、コンデンサ３７とチョークコイル３６による共振電圧も降圧チョッパ回路２０の出力電圧に比例し上昇していく。放電ギャップ４８がブレークダウンすると、それをパルス電圧検知回路４９で検出し、降圧チョッパ回路２０の出力電圧を固定する。これによりイグナイタ回路４０は一定間隔のパルス電圧を継続して発生することができる。

ここで、仮に放電ギャップ４８端のインピーダンスが低下し、本来の共振電圧で放電ギャップ４８がブレークダウンできなかったとしても、共振電圧は従来のように二次曲線的に上昇するのではなく、降圧チョッパ回路２０の出力電圧に対して一次関数的に上昇する。

例えば２５０Ｖ耐圧のトランジスタをフルブリッジ回路３０に使用し、一定の共振周波数での放電ギャップ４８がブレークダウンするバラツキ電圧の中心を２００Ｖとすれば、放電電圧の上限値である１５０Ｖとトランジスタの耐圧２５０Ｖの間、すなわち２００Ｖ±２５％が降圧チョッパ回路２０の制御範囲となる。

したがって、コンデンサ３７、チョークコイル３６の共振電圧も中心値に対して最大で２５％上昇するだけであるため、放電ギャップ４８のインピーダンスによっては放電ギャップ４８がブレークダウンできない場合もあるが、イグナイタ回路４０に接続されているダイオード４１、４２が過電圧により故障することや、抵抗４３、４４が過電圧により発煙を引き起こしたり、コンデンサ３７、チョークコイル３６が過電圧で故障したりすることを防止できる。
また、先に説明したように、周波数制御のみを行う従来の装置においては共振電圧がオーバーシュートしてしまう可能性があったが、デューティ比の変化に対して降圧チョッパ回路２０の出力電圧は１次関数的にゆるやかに上昇するので、制御手段６１によるデューティ比制御のステップ（階調）が多少粗くてもオーバーシュートしてしまうことはない。

図３は本発明の第２の実施例を示すものである。図９に示すように、コンデンサ３７、チョークコイル３６の共振電圧のバラツキ範囲ｆ_０’〜 ｆ_０”が広く、降圧チョッパ回路２０の出力電圧を制御することだけでは確実に安定したパルス電圧を発生することができない場合に備えるものである。言い換えると、上記の２５％程度の上昇に加えてさらに共振電圧の上昇を行うものである。

まず、第１の実施例のように制御手段６１によって降圧チョッパ回路２０の出力電圧を高めていく制御を行い（ｔ_０〜ｔ_１）、設定された最大値まで到達しても放電ギャップ４８のブレークダウンをパルス電圧検知回路４９が検出しなかった場合は、その時点から制御手段６２によってフルブリッジ回路３０の動作周波数の上限を設定し、高めていく制御を行う（ｔ_１〜ｔ_２）。

ここで上限周波数ｆｅは、コンデンサ３７及びチョークコイル３６の共振電圧のバラツキを考慮した上で、その周波数で停止しても過電圧により、ダイオード４１、４２が過電圧により故障したり、抵抗４３、４４が過電圧により発煙を引き起こしたり、コンデンサ３７、チョークコイル３６が故障したりしない周波数とする。

なお、第２の実施例では、フルブリッジ回路３０の動作周波数を（進相側から共振周波数付近まで）高めて共振電圧を高くしていく制御を記載しているが、動作周波数を（遅れ位相側から共振周波数付近まで）下げて共振電圧を高くしていく制御を行ってもよい。

また、第１及び第２の実施例において、始動制御回路６０でパルス電圧発生の有無だけでなくその頻度（例えば単位時間当たりの発生パルス数）などを判定し、パルスの頻度が所定値を超えたか否かを、降圧チョッパ回路２０の出力電圧の上昇制御又はフルブリッジ回路３０の動作周波数の上昇制御の継続／停止の判断材料としてもよい。これにより、ランプの確実な放電開始を導くことができる。

図４は第２の実施例における共振回路特性を説明する図であり、実線は降圧チョッパ回路２０の出力電圧の上昇後の共振カーブを表し、破線は上昇前の共振カーブを表す。図４に示すように、第２の実施例では、出力電圧を最大限上昇させて共振回路への入力電圧を十分確保してから動作周波数を制御するようにしているので、共振カーブの比較的なだらかな部分を制御範囲（即ち設定上限）とすることができる。即ち、共振電圧の目標最大値Ｖｅについて、動作周波数の設定上限ｆｅと共振周波数ｆ_０とを離して設定できる。これにより、部品の特性ばらつき等の影響をより受け難い設計とすることができるとともに、上述したオーバーシュートの問題も回避できる。

上記より、放電ギャップ４８のインピーダンスが何らかの原因で低下しても、共振回路に過電圧が発生することがない信頼性・安全性の高い点灯装置を得ることができる。

上記実施例では、共振回路に過電圧が発生しない信頼性・安全性の高い高圧放電灯点灯装置を示したが、それを用いたアプリケーションとしてのプロジェクタを図５に示す。図５において、７１は上記で説明した実施例の高圧放電灯点灯装置、７２は高圧放電灯５０が取り付けられるリフレクタ、７３は高圧放電灯点灯装置７１、高圧放電灯５０及びリフレクタ７２を内蔵する筐体である。なお、図は実施例を模擬的に図示したものであり、寸法、配置などは図面通りではない。そして、図示されない映像系の部材等を筐体７３内に適宜配置してプロジェクタが構成される。

以上より、プロジェクタの設置場所の環境（埃、湿度など）に起因して放電ギャップ４８のインピーダンスが何らかの原因で低下しても場合でも、確実かつ安全に始動動作を行えるプロジェクタを提供できる。

図６は本発明の高圧放電灯点灯装置の制御方法（特に第２の実施例の場合）を示すフローチャートである。
ステップＳ１００で電源が投入されると、回路動作が開始される（図３のｔ_０に対応）。
ステップＳ２００において、制御手段６１によって降圧チョッパ回路２０の出力電圧の上昇が行われる。ここで、ステップＳ２０５においてパルス電圧検出回路４９によってパルス電圧が検出されず、かつ、ステップＳ２１０において降圧チョッパ回路２０の出力電圧の設定上限値に達していない場合、ステップＳ２００で降圧チョッパ回路２０の出力電圧がさらに上昇される。

ステップＳ２０５においてパルス電圧検出回路４９によってパルス電圧が検出されず、かつ、ステップＳ２１０において降圧チョッパ回路２０の出力電圧の上限値に達した場合、ステップＳ４００に進む（図３のｔ_１に対応）。
ステップＳ４００において、制御手段６２によってフルブリッジ回路３０の動作周波数が共振周波数に近づけられる（ここでは、動作周波数は上昇される）。ここで、ステップＳ４０５においてパルス電圧検出回路４９によってパルス電圧が検出されず、かつ、ステップＳ４１０においてフルブリッジ回路３０の動作周波数の設定上限値に達していない場合、ステップＳ４００でフルブリッジ回路３０の出力周波数がさらに上昇される。

ステップＳ２０５又はＳ４０５において、パルス電圧が検出された場合、ステップＳ３００に進み（図３のｔ_２に対応）、その時点の降圧チョッパ回路２０の出力電圧及びフルブリッジ回路３０の動作周波数が固定され、パルスの印加が所定時間継続される。その後ランプの放電が開始されると安定点灯用の制御に移行する。

ステップＳ４０５においてパルス電圧検出回路４９によってパルス電圧が検出されず、かつ、ステップＳ４１０において、フルブリッジ回路３０の動作周波数の設定上限値に達した場合は、回路（特に放電ギャップ４８）が故障したものと判断して、降圧チョッパ回路２０若しくはフルブリッジ回路３０又はその両方を動作停止するなどの保護動作に移行する。

なお、回路部品のばらつき、放電ギャップ４８の特性などから判断して、ステップＳ２００〜Ｓ２１０によってステップＳ３００への移行が確実に行えるような場合（第１の実施例に相当する場合）は、ステップＳ４００〜Ｓ４１０を設けなくてもよい。

また、上記の制御方法の変形例として、ステップＳ２０５及びＳ４０５について、パルス電圧の有無だけでなく、その頻度（例えば単位時間当たりの発生パルス数）などを始動制御回路６０において判定し、パルスの頻度が所定値を超えた場合にステップＳ３００に進むようにしてもよい。これにより、ランプの確実な放電開始を導くことができる。

以上より、放電ギャップ４８のインピーダンスが何らかの原因で低下しても、共振回路に過電圧が発生することがない信頼性・安全性の高い点灯装置の制御方法を提供することができる。

本発明に係る高圧放電灯点灯装置の実施の形態を示す回路構成図 本発明に係る高圧放電灯点灯装置の第一の実施例動作を示す動作波形図 本発明に係る高圧放電灯点灯装置の第二の実施例動作を示す動作波形図 本発明の高圧放電灯点灯装置の動作を説明する共振回路特性図 本発明の光源装置を示す図 本発明の制御方法を示すフローチャート 従来の高圧放電灯点灯装置の実施形態を示す回路構成図 従来の高圧放電灯点灯装置の動作を示す共振回路特性図 従来の高圧放電灯点灯装置の動作を示す共振回路特性図 従来の高圧放電灯点灯装置の動作を示す動作波形図 従来の高圧放電灯点灯装置の動作を示す動作波形図

符号の説明

１０：直流電源
２０：チョッパ回路
２１：トランジスタ
２２：ダイオード
２３：チョークコイル
２４：コンデンサ
２５、２６、２７：抵抗
２８：ＰＷＭ制御回路
３０：フルブリッジ回路
３１、３２、３３、３４：トランジスタ
３５：ブリッジ制御回路
３６：チョークコイル
３７：コンデンサ
４０：イグナイタ回路
４１、４２：ダイオード
４３、４４：抵抗
４５、４６：コンデンサ
４７：パルストランス
４８：放電ギャップ
４９：パルス電圧検知回路
５０：高圧放電灯
６０：始動制御回路
６１：第１の制御手段
６２：第２の制御手段

Claims (7)

1. 直流電源部と、該直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路と、該降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路と、該共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、
   さらに、該パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて該降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第１の制御手段を備え、
   該第１の制御手段が、該高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、パルス電圧の発生が検知されるまで該降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めるよう構成された高圧放電灯点灯装置。
2. 請求項１記載の高圧放電灯点灯装置であって、さらに、
   前記パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて前記フルブリッジ回路の動作周波数を制御する第２の制御手段を備え、
   前記降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、該第２の制御手段が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記フルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で前記共振回路の共振周波数に徐々に近づけるよう構成された高圧放電灯点灯装置。
3. 直流電源部と、該直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路と、該降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路と、該共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、
   さらに、該パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて該降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第１の制御手段を備え、
   該第１の制御手段が、該高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、前記パルス電圧検知回路によって検出されるパルスの発生頻度が所定値を超えるまで該降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めていくよう構成された高圧放電灯点灯装置。
4. 請求項３記載の高圧放電灯点灯装置であって、さらに、
   前記パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて前記フルブリッジ回路の動作周波数を制御する第２の制御手段を備え、
   前記降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルスの発生頻度が前記所定値を超えない場合に、該第２の制御手段が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記フルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で前記共振回路の共振周波数に徐々に近づけていくよう構成された高圧放電灯点灯装置。
5. 請求項１から４いずれか一項に記載の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、該高圧放電灯が取り付けられるリフレクタ、及び少なくとも該高圧放電灯点灯装置を内包する筐体を備えた光源装置。
6. 直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路、該降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路、該フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路、該共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路、及び該パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて該降圧チョッパ回路の出力電圧又は該フルブリッジ回路の動作周波数を制御する始動制御回路からなる高圧放電灯点灯装置を制御する方法であって、
   前記高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、
   （Ａ）前記始動制御回路が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めていくステップ
   を含む方法。
7. 請求項６記載の方法であって、さらに、
   （Ｂ）前記降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、前記始動制御回路が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記フルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で前記共振回路の共振周波数に徐々に近づけていくステップ
   を含む方法。

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