JP2011146299A - Discharge lamp lighting device and lighting control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタや屋内外照明等に用いられる高圧放電ランプを点灯させるための放電灯点灯装置およびその点灯制御方法に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a high-pressure discharge lamp used for projectors, indoor and outdoor lighting, and the lighting control method thereof.
従来、メタルハライドランプ等の高圧放電ランプは、小型、高輝度、高効率が実現されていることから、液晶プロジェクタ等の投射装置の光源用、あるいは、道路照明等の屋外照明用等として、広く利用されるようになってきている。 Conventionally, high-pressure discharge lamps such as metal halide lamps have been realized in small size, high brightness, and high efficiency, so they are widely used as light sources for projection devices such as liquid crystal projectors or outdoor lighting such as road lighting. It has come to be.
しかしながら、たとえば1kHz以上の高周波で高周波点灯すると、ランプ内に発生した音波の進行波と反射波との干渉作用により定在波が生じ、その定在波によってもたらされる管内の圧力変化の振幅がある限度を超えると、立ち消えやランプ破壊などを引き起こすいわゆる音響共鳴現象が生じやすく、この音響共鳴現象に起因するアーク不安定性の問題が従来から知られている。 However, for example, when high-frequency lighting is performed at a high frequency of 1 kHz or more, a standing wave is generated by the interference action between the traveling wave of the sound wave generated in the lamp and the reflected wave, and there is an amplitude of the pressure change in the tube caused by the standing wave. If the limit is exceeded, a so-called acoustic resonance phenomenon that causes a turn-off or lamp breakage is likely to occur, and the problem of arc instability due to this acoustic resonance phenomenon has been conventionally known.
従来、高圧放電灯点灯装置においては、このような音響共鳴現象の発生を避けるため、比較的低周波の矩形波交番電圧を印加する構成が広く採用されている。このような構成において、不安定になりやすいアークの起点位置を安定化させる放電ランプの駆動方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a high pressure discharge lamp lighting device, in order to avoid the occurrence of such an acoustic resonance phenomenon, a configuration in which a relatively low-frequency rectangular wave alternating voltage is applied has been widely adopted. In such a configuration, a discharge lamp driving method has been proposed that stabilizes the starting position of an arc that is likely to be unstable (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1における高圧放電灯点灯装置は、スイッチング素子のオンオフを制御することにより高輝度放電ランプである放電ランプへの供給電力を可変とした電力変換回路と、放電ランプの安定点灯時に放電ランプに定電力が供給される定電力モードで電力変換回路のスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路と、放電ランプにおけるフリッカ(光出力のちらつき)の発生を検出するフリッカ検出手段とを備え、制御回路は、放電ランプに定電力モードで供給する電力よりも大きい電力を電力変換回路から供給させる高電力モードを、放電ランプの点灯期間中であってフリッカ検出手段がフリッカを検出している期間に選択するようにしたため、放電ランプに供給する電力を変化させるだけの簡単な制御によって放電ランプの電極やバルブ内の温度を適正な状態に保つことを可能とし、結果的に電極への突起の生成を促進しアークの起点の位置を安定させることを可能としてフリッカの発生を抑制し、さらに電極の劣化を抑制して放電ランプを長寿命化することができる、としている。
The high pressure discharge lamp lighting device in
しかしながら、特許文献1の高圧放電灯点灯装置には次のような問題がある。
すなわち、特許文献1に記載の技術では、電極やバルブ内の温度低下に起因するフリッカが発生した場合、フリッカの発生から所定の期間は放電ランプに供給される電力の値が定常時よりも高くなるため、その期間は放電ランプが定常時よりも明るくなり、結果として、放電ランプが明るくなったり暗くなったりする現象が起き、元のフリッカとは別のフリッカ(ちらつき)が発生するという問題がある。
また、放電ランプは個々に特性のばらつきがあるため、特許文献1の制御方法ではさまざまな放電ランプに対してバルブ内の温度が適正な状態かどうかを判断することは困難である。
However, the high pressure discharge lamp lighting device of
That is, in the technique described in
Moreover, since the discharge lamps have variations in characteristics, it is difficult to determine whether or not the temperature in the bulb is appropriate for various discharge lamps by the control method of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易で安価な回路構成でありながら音響共鳴現象の発生を精度よく判定し、放電ランプへの供給電力を一定に保ちながらフリッカ(光出力のちらつき)の発生を抑制するとともに、電極の劣化を抑制して放電ランプの長寿命化を可能とした放電灯点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to accurately determine the occurrence of an acoustic resonance phenomenon with a simple and inexpensive circuit configuration, and to keep flicker (light output) while keeping the power supplied to the discharge lamp constant. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device that suppresses the occurrence of flickering and suppresses deterioration of an electrode and extends the life of the discharge lamp.
上記目的を達成するため、本発明による放電灯点灯装置は、直流電圧を昇圧および/または降圧するDC/DCコンバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路のスイッチング周波数および前記インバータ回路の点灯周波数を制御するPWM制御回路を有するデジタル方式の制御手段と、前記出力電圧を検出する出力電圧検出回路または前記DC/DCコンバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出回路の少なくともどちらか一方とを備え、前記インバータ回路より所定の点灯周期で前記交流電圧を放電ランプに供給して該放電ランプを点灯する放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記点灯周期において、前記出力電圧検出回路または前記出力電流検出回路によって検出される検出値の所定回数分の移動平均値を算出し、該移動平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングで前記スイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力する周波数切換判定処理回路を備えたことを特徴とする(請求項1)。 To achieve the above object, a discharge lamp lighting device according to the present invention includes a DC / DC converter circuit that boosts and / or steps down a DC voltage, and an inverter circuit that converts an output voltage of the DC / DC converter circuit into an AC voltage. A digital control means having a PWM control circuit for controlling a switching frequency of the DC / DC converter circuit and a lighting frequency of the inverter circuit, and an output voltage detection circuit for detecting the output voltage or the DC / DC converter circuit. In a discharge lamp lighting device comprising: at least one of output current detection circuits for detecting an output current; and supplying the AC voltage to the discharge lamp at a predetermined lighting cycle from the inverter circuit. The control means includes the output voltage detection circuit or the output in the lighting cycle. A moving average value for a predetermined number of detection values detected by the current detection circuit is calculated, and based on the difference information between the moving average value and the newly detected value, at the polarity switching timing of the next lighting cycle. A frequency switching determination processing circuit for outputting a frequency switching signal for instructing to change the switching frequency by a predetermined frequency to the PWM control circuit is provided (Claim 1).
また、請求項1に記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチング周波数は、切換え可能な周波数の上限値と下限値を有しており、前記所定の周波数分変更されるスイッチング周波数は変更前のスイッチング周波数の値に応じて前記上限値および前記下限値の範囲内で周波数の変更方向および変更量が決定されることを特徴とする(請求項2)。
Further, in the discharge lamp lighting device according to
また、請求項1または2に記載の放電灯点灯装置において、前記周波数切換判定処理回路は、前記移動平均値を算出する移動平均演算回路と、所定のオフセット値を出力するオフセット回路と、前記移動平均値に前記所定のオフセット値を加減算して求められた閾値領域と前記あらたに検出される検出値とを比較して前記あらたに検出される検出値が前記閾値領域から外れたときに出力信号を送出するコンパレータと、前記出力信号を入力してその入力数が所定回数超えたときに前記周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力するカウンタとを備えることを特徴とする(請求項3)。
The discharge lamp lighting device according to
また、請求項1または2に記載の放電灯点灯装置において、前記周波数切換判定処理回路は、前記移動平均値を算出する移動平均演算回路と、前記移動平均値と前記あらたに検出される検出値とを入力して前記差分電圧の絶対値を出力する第1のコンパレータと、前記差分電圧の絶対値が所定の閾値を超えたときに出力信号を送出する第2のコンパレータと、前記出力信号を入力してその入力数が所定回数超えたときに前記周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力するカウンタとを備えることを特徴とする(請求項4)。
The discharge lamp lighting device according to
また、本発明による放電灯点灯装置は、直流電圧を昇圧あるいは降圧するDC/DCコンバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路のスイッチング周波数および前記インバータ回路の点灯周波数を制御するPWM制御回路を有する制御手段と、前記出力電圧を検出する出力電圧検出回路または前記DC/DCコンバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出回路の少なくともどちらか一方とを備え、前記インバータ回路より所定の点灯周期で前記交流電圧を放電ランプに供給して該放電ランプを点灯する放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記点灯周期において、前記出力電圧検出回路または前記出力電流検出回路によって検出される検出値の所定回数分の平均値をアナログ演算するアナログ演算回路と、該アナログ演算回路から前記平均値の信号を入力して前記平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングで前記スイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力する周波数切換判定処理回路を備えたことを特徴とする(請求項5)。 The discharge lamp lighting device according to the present invention includes a DC / DC converter circuit that steps up or down a DC voltage, an inverter circuit that converts an output voltage of the DC / DC converter circuit into an AC voltage, and the DC / DC converter circuit. A control means having a PWM control circuit for controlling a switching frequency of the inverter circuit and a lighting frequency of the inverter circuit, and an output voltage detection circuit for detecting the output voltage or an output current detection circuit for detecting an output current of the DC / DC converter circuit. In a discharge lamp lighting device comprising at least one of the above and supplying the AC voltage to the discharge lamp at a predetermined lighting cycle from the inverter circuit, the control means includes: Detection value detected by the output voltage detection circuit or the output current detection circuit Based on difference information between the analog calculation circuit that performs an analog calculation of the average value for a predetermined number of times, and the average value and a detection value that is newly detected by inputting the signal of the average value from the analog calculation circuit, A frequency switching determination processing circuit for outputting a frequency switching signal for instructing to change the switching frequency by a predetermined frequency at the polarity switching timing of the lighting cycle is provided to the PWM control circuit. .
また、本発明による放電灯点灯装置の点灯制御方法は、直流電圧を昇圧および/または降圧するDC/DCコンバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路のスイッチング周波数および前記インバータ回路の点灯周波数を制御するPWM制御回路を有するデジタル方式の制御手段と、前記出力電圧を検出する出力電圧検出回路または前記DC/DCコンバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出回路の少なくともどちらか一方とを備え、前記インバータ回路より所定の点灯周期で前記交流電圧を放電ランプに供給して該放電ランプを点灯する放電灯点灯装置の点灯制御方法であって、前記出力電圧検出回路または前記出力電流検出回路によって前記出力電圧あるいは前記出力電流を検出する検出ステップと、検出値の所定回数分の移動平均値を算出する移動平均値演算ステップと、前記移動平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて出力信号を送出する比較ステップと、前記出力信号を入力してその入力数が所定回数超えたときに次の点灯周期の極性切換タイミングで前記スイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力するカウントステップと、前記次の点灯周期の極性切換タイミングで前記周波数切換信号をもとに発振周波数を変更するPWM周波数変更ステップと、前記次の点灯周期の極性切換タイミングで変更された前記発振周波数をもとにスイッチング周波数を切換えるスイッチング周波数切換ステップとを前記点灯周期毎に備えることを特徴とする(請求項6)。 Further, a lighting control method for a discharge lamp lighting device according to the present invention includes a DC / DC converter circuit that boosts and / or steps down a DC voltage, an inverter circuit that converts an output voltage of the DC / DC converter circuit into an AC voltage, Digital control means having a PWM control circuit for controlling the switching frequency of the DC / DC converter circuit and the lighting frequency of the inverter circuit, and the output voltage detection circuit for detecting the output voltage or the output of the DC / DC converter circuit A lighting control method for a discharge lamp lighting device, comprising: at least one of output current detection circuits for detecting current; and supplying the AC voltage to the discharge lamp at a predetermined lighting cycle from the inverter circuit. The output voltage detection circuit or the output current detection circuit Based on difference information between a detection step for detecting the voltage or the output current, a moving average value calculation step for calculating a moving average value for a predetermined number of detection values, and the detected value newly detected. A comparison step of sending an output signal, and instructing to change the switching frequency by a predetermined frequency at the polarity switching timing of the next lighting cycle when the output signal is input and the number of inputs exceeds a predetermined number of times A counting step for outputting a frequency switching signal to the PWM control circuit; a PWM frequency changing step for changing an oscillation frequency based on the frequency switching signal at a polarity switching timing of the next lighting cycle; A switching frequency switching step for switching the switching frequency based on the oscillation frequency changed at the polarity switching timing; Characterized by comprising for each of the lighting cycle (claim 6).
また、請求項6に記載の放電灯点灯装置の点灯制御方法において、前記比較ステップでは、前記移動平均値に所定のオフセット値を加減算して求められた閾値領域と前記あらたに検出される検出値とを比較することを特徴とする(請求項7)。
Further, in the lighting control method for a discharge lamp lighting device according to
また、請求項7に記載の放電灯点灯装置の点灯制御方法において、前記比較ステップで設定する前記オフセット値は、前記スイッチング周波数毎に異なることを特徴とする(請求項8)。 Further, in the lighting control method for a discharge lamp lighting device according to claim 7, the offset value set in the comparison step is different for each switching frequency (claim 8).
また、請求項6に記載の放電灯点灯装置の点灯制御方法において、前記比較ステップでは、前記移動平均値と前記あらたに検出される検出値との差分電圧の絶対値と所定の閾値とを比較することを特徴とする(請求項9)。
Further, in the lighting control method for the discharge lamp lighting device according to
また、請求項9に記載の放電灯点灯装置の点灯制御方法において、前記比較ステップで設定する前記所定の閾値は、前記スイッチング周波数毎に異なることを特徴とする(請求項10)。
In the lighting control method for a discharge lamp lighting device according to
また、請求項6内至10のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置の点灯制御方法において、前記次の点灯周期の極性切換タイミング毎に切換えるスイッチング周波数は、切換え可能な周波数の上限値と下限値とを有しており、変更前のスイッチング周波数の値に応じて前記上限値および前記下限値の範囲内で周波数の変更方向および変更量が決定されることを特徴とする(請求項11)。
Further, in the lighting control method for a discharge lamp lighting device according to any one of
また、請求項6内至11のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置の点灯制御方法において、前記次の点灯周期の極性切換タイミング毎に切換えるスイッチング周波数は、第1のスイッチング周波数と第2のスイッチング周波数とが交互に入れ替わることを特徴とする(請求項12)。
Further, in the lighting control method for a discharge lamp lighting device according to any one of
また、請求項6内至12のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置の点灯制御方法において、前記カウントステップで設定する所定回数は、前記スイッチング周波数毎に異なることを特徴とする(請求項13)。
In the lighting control method for a discharge lamp lighting device according to any one of
本発明による放電灯点灯装置は、以上のように構成したため、簡易で安価な回路構成でありながら音響共鳴現象の発生を精度よく判定し、放電ランプへの供給電力を一定に保ちながらフリッカ(光出力のちらつき)の発生を抑制するとともに、電極の劣化を抑制して放電ランプの長寿命化が可能となる。 Since the discharge lamp lighting device according to the present invention is configured as described above, it is possible to accurately determine the occurrence of an acoustic resonance phenomenon with a simple and inexpensive circuit configuration, and to keep flicker (light) while keeping the power supplied to the discharge lamp constant. It is possible to extend the life of the discharge lamp by suppressing the occurrence of output flicker) and suppressing electrode deterioration.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。尚、各図において同一の構成要素には同一の符号を付し、各実施形態の説明において重複する部分の説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description of the overlapping portions in the description of each embodiment is omitted as appropriate.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る放電灯点灯装置を示す回路構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る放電灯点灯装置1は、直流電源Vdcから出力される直流電圧を降圧するDC/DCコンバータ回路2と、DC/DCコンバータ回路2の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ回路(DC/ACインバータ回路)3と、DC/DCコンバータ回路2のスイッチング周波数およびインバータ回路3の点灯周波数を制御するPWM制御回路を有する制御回路(制御手段)4と、出力電圧を検出する出力電圧検出回路5と、DC/DCコンバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出回路6とを備えている。尚、制御回路4はDSP(Digital
Signal Processor)により構成されている。また、インバータ回路3の出力端には高圧発生回路7が接続され、始動時には、インバータ回路3より所定の点灯周期で交流電圧が出力され、高圧発生回路7によって高圧パルスを発生させることで、放電ランプ8を点灯する。尚、直流電源Vdcは、たとえば商用交流電源を整流・平滑した直流電圧であり、全波整流回路の出力に接続された昇圧チョッパ回路(図示せず)であってもよい。
As shown in FIG. 1, a discharge
(Signal Processor). In addition, a high voltage generation circuit 7 is connected to the output terminal of the
DC/DCコンバータ回路2は、MOS
FETからなり、所定のスイッチング周期でオン/オフ動作を行うスイッチング素子Q1と、一端がスイッチング素子Q1のソース端子に接続されたインダクタL1と、アノード端子が直流電源Vdcの負極に接続されてカソード端子がスイッチング素子Q1およびインダクタL1との中間点に接続されたダイオードD1と、一端が直流電源Vdcの負極に接続されて他端がインダクタL1の他端に接続されたコンデンサC1とを備えている。尚、本発明におけるスイッチング周期とは、スイッチング素子Q1の出力信号におけるある点の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの時間、あるいは、ある点の立下りエッジから次の立下りエッジまでの時間を指す。
The DC /
A switching element Q1 made of an FET and performing an on / off operation at a predetermined switching period, an inductor L1 having one end connected to the source terminal of the switching element Q1, and an anode terminal connected to the negative electrode of the DC power supply Vdc to the cathode terminal Includes a diode D1 connected to an intermediate point between the switching element Q1 and the inductor L1, and a capacitor C1 having one end connected to the negative electrode of the DC power supply Vdc and the other end connected to the other end of the inductor L1. The switching period in the present invention refers to the time from the rising edge at a certain point to the next rising edge in the output signal of the switching element Q1, or the time from the falling edge at a certain point to the next falling edge. .
インバータ回路3は、MOS
FETからなるスイッチング素子Q2〜Q5によるフルブリッジ回路を構成しており、コンデンサC1の両端に対して、スイッチング素子Q2,Q3の直列回路と、スイッチング素子Q4,Q5の直列回路が並列に接続されている。また、スイッチング素子Q2〜Q5のゲート端子にはスイッチング素子Q2〜Q5にドライブ信号を出力する駆動回路9が接続されている。尚、インバータ回路3の構成は、フルブリッジ回路に限定されるものではなく、たとえば、ハーフブリッジ回路などであってもよい。
The
A full bridge circuit is configured by switching elements Q2 to Q5 made of FETs. A series circuit of switching elements Q2 and Q3 and a series circuit of switching elements Q4 and Q5 are connected in parallel to both ends of the capacitor C1. Yes. A driving
制御回路4は、インバータ回路3の駆動回路9に制御信号を出力するインバータ制御部10と、出力電圧検出回路5からの出力信号と出力電流検出回路6からの出力信号を入力する電力演算回路11と、DC/DCコンバータ回路2のスイッチング素子Q1のオン/オフ動作を制御するPWM制御回路12を備えている。また、制御回路4は、音響共鳴現象が発生したときに、スイッチング周波数を音響共鳴周波数領域外のスイッチング周波数に切換えるように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12に出力する周波数切換判定処理回路13を備えている。詳細は後述するが、周波数切換判定処理回路13は、移動平均演算回路14と、オフセット回路15と、コンパレータ17と、カウンタ18と、を有する。尚、本実施形態における制御回路4は、すべてデジタル方式の回路部(DSP)により構成されている。
The
出力電圧検出回路5は、DC/DCコンバータ回路2の出力端とインバータ回路3の入力端のそれぞれの両端間に直列接続した抵抗素子R1,R2からなり、出力電流検出回路6は、DC/DCコンバータ回路2の負極側と出力電圧検出回路5の負極側との間に接続した検出抵抗R3からなる。
The output
次に、放電灯点灯装置1の各回路の基本動作について説明する。
Next, the basic operation of each circuit of the discharge
DC/DCコンバータ回路2は、制御回路4に備えられたPWM制御回路12からのPWM(Pulse
Width Modulation)制御信号を受けて所定の大きさの直流電流をインバータ回路3に供給する。すなわち、安定点灯時(定常点灯時)には、放電ランプ8からの光出力を一定に保つべくランプ電力を一定に制御する必要があるが、制御回路4はそのために出力電流検出回路6である検出抵抗R3で検出した出力電流、および出力電圧検出回路5で検出した出力電圧を電力演算回路11に入力してランプ電力を演算し、それを一定にするようなPWM制御信号をPWM制御回路12からDC/DCコンバータ回路2に送る。DC/DCコンバータ回路2は、それを受けて直流電源Vdcからの直流電圧を所定の大きさの直流電流に変換する。PWM制御回路12によってスイッチング素子Q1のオンデューティ(一周期に占めるオン時間の割合)を変えることにより、コンデンサC1に得られる電圧を可変制御できる。以上により、DC/DCコンバータ回路2は降圧チョッパ回路を構成している。
The DC /
In response to the (Width Modulation) control signal, a DC current of a predetermined magnitude is supplied to the
また、制御回路4は、後述するように、音響共鳴現象によるランプ電流の揺らぎが発生した場合、周波数切換判定処理回路13にて音響共鳴現象が発生しているかどうかを判断し、音響共鳴現象の影響を回避するように、DC/DCコンバータ回路2のスイッチング周波数を所定周波数分変更するためのPWM制御信号をDC/DCコンバータ回路2のスイッチング素子Q1に送る。尚、制御回路4は、始動時から一定のランプ電力を得る(所定の出力電圧に達する)までの間は、一定の出力電流で制御するようにPWM制御信号をDC/DCコンバータ回路2に送る。
Further, as will be described later, when the fluctuation of the lamp current due to the acoustic resonance phenomenon occurs, the
インバータ回路3は、DC/DCコンバータ回路2からの直流電流に対して制御回路4が備えるインバータ制御部10から所定の点灯周期の制御信号に基づいてスイッチング素子Q2,Q5とスイッチング素子Q3,Q4とが交互にオン/オフ動作を繰り返して、所定の点灯周波数の矩形波電流を生成する。
The
高圧発生回路7は、たとえばトランス(図示せず)を有しており、放電ランプ8の電極間での絶縁破壊を促し、放電ランプ8を始動させるべく高電圧を発生させて放電ランプ8に印加する。
The high voltage generation circuit 7 has, for example, a transformer (not shown), promotes dielectric breakdown between the electrodes of the
次に、周波数切換判定処理回路13の動作について、図2および図3を用いて、詳しく説明する。
Next, the operation of the frequency switching
図2は本発明の第1実施形態に係る放電灯点灯装置1のスイッチング周波数の制御動作の流れを示すフローチャート図、図3は放電灯点灯装置1におけるDC/DCコンバータ回路2の出力電圧波形(コンデンサC1の両端電圧)を模式的に示す図、図4は放電灯点灯装置1の放電ランプ8に流れるランプ電流波形を模式的に示す図であり、(a)はスイッチング周波数切換前の音響共鳴現象の影響による電流の揺らぎが発生しているランプ電流波形図、(b)はスイッチング周波数切換後の音響共鳴現象の影響を回避したときのランプ電流波形図である。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the switching frequency control operation of the discharge
(制御動作の流れ)
放電灯点灯装置1におけるスイッチング周波数の制御(電流の揺らぎ検出)は、放電ランプ8の点灯指令後、定電力制御モードに移行した後に開始される(図2のステップS1)。各点灯周期において、以下の各ステップ(S2〜S6)が実行される。まず、出力電圧検出回路5で出力電圧Voの検出値が検出される(ステップS2)。次に、出力電圧Voの検出値は制御回路4に入力され、周波数切換判定処理回路13に備えられた移動平均演算回路14にて、スイッチング周期毎の連続した所定回数分(たとえば30回分)の検出値をもとに移動平均値Vaveが算出される(ステップS3)。そして、加算点16において、移動平均値Vaveにオフセット回路15から出力されるオフセット値Voffが加減算されて、以下の式(1)により、移動平均値Vaveを中心とした閾値領域を持つ閾値電圧Vref(図3に示すVoff1〜Voff2の領域)が算出される(ステップS4)。
Vref=Vave±Voff ・・・(1)
次に、コンパレータ17の二つの入力端子には閾値電圧Vrefと移動平均値Vaveに用いられた所定回数分の検出値の検出後にあらたに検出される出力電圧Voの検出値のそれぞれが入力され、あらたに検出された検出値が閾値電圧Vrefの閾値領域から外れている場合は、コンパレータ17の出力端子から出力信号をカウンタ18に送出する(ステップS5)。カウンタ18では、コンパレータ17より入力される信号の入力数をカウントする(ステップS6)。カウンタ18への信号の入力数が所定回数(たとえば、20回)を超えたときに、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を切換えるように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12へ出力する(ステップS7)。PWM制御回路12は、カウンタ18からの周波数切換信号が入力されると、次の点灯周期の極性切換タイミングで、PWM周波数を変更したPWM制御信号を出力し(ステップS8)、DC/DCコンバータ回路2のスイッチング素子Q1のスイッチング周波数は所定の周波数分(たとえば、1kHz)だけシフトする(ステップS9)。
尚、図2では説明を省略しているが、ステップS6でカウンタ18への信号の入力数が所定回数を超えた後は、ステップS2〜S6までの動作は、次の点灯周期切換タイミングまで引き続き繰り返し実行されても、実行されなくても(待機しても)よい。
(Flow of control operation)
The switching frequency control (current fluctuation detection) in the discharge
Vref = Vave ± Voff (1)
Next, the detection values of the output voltage Vo newly detected after detection of the detection value for a predetermined number of times used for the threshold voltage Vref and the moving average value Vave are input to the two input terminals of the
Although not described in FIG. 2, after the number of signals input to the
以上のように、周波数切換判定処理回路13は、図2に示すステップS2〜ステップS9の手順をスイッチング周期毎に繰り返し、音響共鳴現象により電流の揺らぎが発生しているかどうかを判定し、音響共鳴現象が発生していると判定した場合には、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を所定周波数分切換えるように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12へ出力する。
その結果、図4(a)に示す音響共鳴現象の影響による電流の揺らぎによってばたつきを生じたランプ電流波形は、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を所定周波数分だけシフトしたスイッチング周波数に切換わることにより、スイッチング周波数が音響共鳴現象を回避可能な周波数となるため、図4(b)に示すように、ランプ電流波形は音響共鳴現象による電流の揺らぎのない電圧波形となる。尚、図4(b)において、多少ばたついているように見える波形部分は電流リップル成分によるものである。
As described above, the frequency switching
As a result, the lamp current waveform that has fluttered due to the fluctuation of the current due to the influence of the acoustic resonance phenomenon shown in FIG. 4A is changed to a switching frequency obtained by shifting the switching frequency by a predetermined frequency at the polarity switching timing of the next lighting cycle. By switching, the switching frequency becomes a frequency at which the acoustic resonance phenomenon can be avoided. Therefore, as shown in FIG. 4B, the lamp current waveform becomes a voltage waveform without current fluctuation due to the acoustic resonance phenomenon. In FIG. 4B, the waveform portion that appears to be somewhat fluttered is due to the current ripple component.
DC−DCコンバータ回路2におけるスイッチング素子Q1のスイッチング周波数は、切り替え可能な上限周波数と下限周波数があらかじめ決められている。したがって、周波数切換判定処理回路13の指示により切換えられるスイッチング周波数は、この上限周波数および下限周波数の範囲内でシフトする。
As the switching frequency of the switching element Q1 in the DC-
点灯周期の極性切換タイミング毎に切換えられるスイッチング周波数の切換方法は、回路設計に応じて様々な態様が考えられるが、たとえば、以下のような方法が適用可能である。
(1)切換え可能なスイッチング周波数が二つのスイッチング周波数のみに限定され、ある点灯周期中に、周波数切換判定処理回路13よりスイッチング周波数を切換えるように指示する周波数切換信号がPWM制御回路12へ出力された場合、スイッチング周波数は、次の点灯周期の極性切換タイミングで一方のスイッチング周波数から他方のスイッチング周波数へ交互に切換える。
(2)切換え可能なスイッチング周波数は3つ以上の周波数を有し、次の点灯周期の極性切換タイミング時に、周波数切換判定処理回路13よりスイッチング周波数を切換えるように指示する周波数切換信号がPWM制御回路12へ出力された場合、スイッチング周波数は、次の点灯周期の極性切換タイミングで、元のスイッチング周波数から高い方あるいは低い方の周波数へ順次切換える。たとえば、元のスイッチング周波数が上限周波数に近い周波数の場合は、次の点灯周期の極性切換タイミングでは、それよりも低い周波数に切換える。
Although various modes can be considered as a switching method of the switching frequency that is switched at every timing of switching the polarity of the lighting cycle, for example, the following method is applicable.
(1) The switching frequency that can be switched is limited to only two switching frequencies, and a frequency switching signal instructing the switching frequency to be switched is output from the frequency switching
(2) The switching frequency that can be switched has three or more frequencies, and the frequency switching signal that instructs the frequency switching
上記に示した切換方法は、単なる一例を示すものであり、これらに限定されるものではなく、個々の切換方法は回路仕様により任意に設計可能である。 The switching methods shown above are merely examples, and are not limited to these, and each switching method can be arbitrarily designed according to circuit specifications.
また、移動平均演算回路14に入力される出力電圧Voの検出値の所定回数分は、回数が多いほど検出精度は上がるが、回数が多くなるほど、処理時間がかかるため、これも回路仕様に応じて、最適な回数が設定される。
In addition, the detection accuracy of the detection value of the output voltage Vo input to the moving average
また、カウンタ18で設定される所定回数は、切換えられるスイッチング周波数に対して常に一定の値であってもよいが、スイッチング周波数毎に所望の回数を設定することが好ましい。
Further, the predetermined number of times set by the
また、オフセット回路15から出力されるオフセット値は切換えられるスイッチング周波数に対して常に一定の値であってもよいが、スイッチング周波数が変化すると出力電圧検出回路5で検出される出力電圧に重畳されるリップル電圧の大きさも変わるため、オフセット値はスイッチング周波数に応じて設定することが望ましい。
The offset value output from the offset
尚、次の点灯周期の極性切換タイミングで変更される所定の周波数分は、音響共鳴周波数帯域から回避するために、少なくとも1kHz程度とするのが好ましいが、個々の回路設計によって任意に設定可能であり、限定されるものではない。 The predetermined frequency changed at the polarity switching timing of the next lighting cycle is preferably at least about 1 kHz in order to avoid the acoustic resonance frequency band, but can be arbitrarily set by individual circuit design. Yes, it is not limited.
以上のように、本実施形態に係る放電灯点灯装置1では、制御回路4は、各点灯周期において、出力電圧検出回路5によって検出される検出値のスイッチング周期毎の連続した所定回数分の移動平均値を算出し、移動平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12に出力する周波数切換判定処理回路13を備えたため、簡易で安価な回路構成でありながら、音響共鳴現象が発生した場合に、音響共鳴現象の発生を精度よく判定して、スイッチング周波数を音響共鳴現象が回避可能な周波数に切換えることにより、放電ランプへの供給電力を一定に保ちながらランプ電流の揺らぎを回避してフリッカの発生を抑制するとともに、電極の劣化を抑制して放電ランプの長寿命化が可能となる。
As described above, in the discharge
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る放電灯点灯装置1aの回路構成を示す図である。尚、図5において、図1と共通する構成要素には同一符号を付すとともに、以下の説明において、上述した放電灯点灯装置1と重複する部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a discharge lamp lighting device 1a according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1, and in the following description, the description of the parts overlapping with the above-described discharge
図5に示すように、放電灯点灯装置1aは、放電灯点灯装置1とは異なり、制御回路4aにおいて、周波数切換判定処理回路13aの移動平均演算回路14には、出力電圧検出回路5での検出値は入力されず、出力電流検出回路6での検出値が入力される。上記以外は、放電灯点灯装置1と同様な構成である。
As shown in FIG. 5, the discharge lamp lighting device 1a is different from the discharge
放電灯点灯装置1aにおいては、各点灯周期において、出力電流検出回路6でDC/DCコンバータ回路の出力電流の検出値(電圧値に変換された値)が検出される。出力電流の検出値は制御回路4aに入力され、周波数切換判定処理回路13aに備えられた移動平均演算回路14にて、スイッチング周期毎の連続した所定回数分(たとえば30回分)の検出値をもとに移動平均値が算出される。そして、加算点16において、移動平均値にオフセット回路15から出力されるオフセット値が加減算されて、移動平均値を中心とした閾値領域を持つ閾値電圧が算出される。次に、コンパレータ17において、閾値電圧と移動平均値に用いられた所定回数分の検出値の検出後にあらたに検出される出力電流の検出値とが比較され、あらたに検出された検出値が閾値電圧の閾値領域から外れている場合は、出力信号をカウンタ18に送出する。カウンタ18では、コンパレータ17より入力される信号の入力数をカウントし、入力数が所定回数(たとえば、20回)を超えたときに、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を切換えるように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12へ出力する。PWM制御回路12は、カウンタ18からの周波数切換信号が入力されると、次の点灯周期の極性切換タイミングで、PWM周波数を変更したPWM制御信号を出力し、DC/DCコンバータ回路2のスイッチング素子Q1のスイッチング周波数は所定の周波数分(たとえば、1kHz)だけシフトする。
In the discharge lamp lighting device 1a, in each lighting cycle, the output
以上のように構成された放電灯点灯装置1aにおいても、制御回路4aは、各点灯周期において、出力電流検出回路6によって検出される検出値のスイッチング周期毎の連続した所定回数分の移動平均値を算出し、移動平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12に出力する周波数切換判定処理回路13aを備えたため、放電灯点灯装置1と同様に、簡易で安価な回路構成でありながら、音響共鳴現象が発生した場合に、音響共鳴現象の発生を精度よく判定して、スイッチング周波数を音響共鳴現象が回避可能な周波数に切換えることにより、ランプ電流の揺らぎを回避してフリッカの発生を抑制するとともに、電極の劣化を抑制して放電ランプの長寿命化が可能となる。
Also in the discharge lamp lighting device 1a configured as described above, the
(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態に係る放電灯点灯装置1bの回路構成を示す図、図7は放電灯点灯装置1bのスイッチング周波数の制御動作の流れを示すフローチャート図である。尚、図6において、図1と共通する構成要素には同一符号を付すとともに、以下の説明において、上述した放電灯点灯装置1と重複する部分の説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a discharge
図6に示すように、放電灯点灯装置1bでは、制御回路4bにおいて、周波数切換判定処理回路13bは、放電灯点灯装置1の周波数切換判定処理回路13の構成要素および音響共鳴現象の判定処理手順が異なる。周波数切換判定処理回路13b以外は、放電灯点灯装置1と同様な構成である。
As shown in FIG. 6, in the discharge
周波数切換判定処理回路13bは、移動平均演算回路14と、第1のコンパレータ19と、第2のコンパレータ20と、カウンタ18とを備えている。
The frequency switching
(制御動作の流れ)
放電灯点灯装置1bにおけるスイッチング周波数の制御(電流の揺らぎ検出)は、放電ランプ8の点灯指令後、定電力制御モードに移行した後に開始される(図7のステップS11)。各点灯周期において、以下の各ステップ(S12〜S19)が実行される。まず、出力電圧検出回路5で出力電圧Voの検出値が検出される(ステップS12)。次に、出力電圧Voの検出値は制御回路4に入力され、周波数切換判定処理回路13bに備えられた移動平均演算回路14にて、スイッチング周期毎の連続した所定回数分(たとえば30回分)の検出値をもとに移動平均値Vaveが算出される(ステップS13)。そして、第1のコンパレータ19の二つの入力端子には、移動平均値Vaveと移動平均値Vaveに用いられた所定回数分の検出値の検出後にあらたに検出される出力電圧Voの検出値のそれぞれが入力され、以下の式(2)により、両方の差分電圧(絶対値)Vdifが算出されて、第1のコンパレータ19の出力端子から出力される(ステップS14)。
Vdif=|Vave−Voff| ・・・(2)
次に、第2のコンパレータ20の二つの入力端子には、差分電圧Vdifと閾値電圧Vrefのそれぞれが入力され、差分電圧Vdifが閾値電圧Vrefの閾値領域から外れている場合は、第2のコンパレータ20の出力端子から出力信号をカウンタ18に送出する(ステップS15)。カウンタ18では、第2のコンパレータ20より入力される信号の入力数をカウントする(ステップS16)。カウンタ18への入力数が所定回数(たとえば、20回)を超えたときに、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を切換えるように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12へ出力する(ステップS17)。PWM制御回路12は、カウンタ18からの周波数切換信号が入力されると、次の点灯周期の極性切換タイミングでPWM周波数を変更したPWM制御信号を出力し(ステップS18)、DC/DCコンバータ回路2のスイッチング素子Q1のスイッチング周波数は所定の周波数分(たとえば、1kHz)だけシフトする(ステップS19)。
(Flow of control operation)
Control of the switching frequency (current fluctuation detection) in the discharge
Vdif = | Vave−Voff | (2)
Next, the differential voltage Vdif and the threshold voltage Vref are respectively input to the two input terminals of the
以上のように、周波数切換判定処理回路13bは、図7に示すステップS12〜ステップS19の手順をスイッチング周期毎に繰り返し、音響共鳴現象により電流の揺らぎが発生しているかどうかを判定し、音響共鳴現象が発生していると判定した場合には、次の点灯周期の切換タイミングでスイッチング周波数を切換えるように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12へ出力する。
As described above, the frequency switching
以上のように構成された放電灯点灯装置1bにおいても、制御回路4bは、各点灯周期において、出力電圧検出回路5によって検出される検出値のスイッチング周期毎の連続した所定回数分の移動平均値を算出し、移動平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12に出力する周波数切換判定処理回路13bを備えたため、放電灯点灯装置1と同様に、簡易で安価な回路構成でありながら、音響共鳴現象が発生した場合に、音響共鳴現象の発生を精度よく判定して、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を音響共鳴現象が回避可能な周波数に切換えることにより、ランプ電流の揺らぎを回避してフリッカの発生を抑制するとともに、電極の劣化を抑制して放電ランプの長寿命化が可能となる。
Also in the discharge
尚、第2のコンパレータ20に入力される閾値電圧Vrefの値は切換えられるスイッチング周波数に対して常に一定の値であってもよいが、スイッチング周波数が変化すると出力電圧検出回路5で検出される出力電圧に重畳されるリップル電圧の大きさも変わるため、閾値電圧Vrefの値はスイッチング周波数に応じて設定することが望ましい。
Note that the value of the threshold voltage Vref input to the
(第4実施形態)
図8は、本発明の第4実施形態に係る放電灯点灯装置1cの回路構成を示す図である。尚、図8において、図1と共通する構成要素には同一符号を付すとともに、以下の説明において、上述した放電灯点灯装置1と重複する部分の説明は省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of a discharge lamp lighting device 1c according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and in the following description, description of portions overlapping with the above-described discharge
図8に示すように、放電灯点灯装置1cにおいては、制御回路4cは、デジタル制御部21と、アナログ回路で構成されたアナログ演算回路14aとで構成されている。デジタル制御部21は、インバータ制御部10と、電力演算回路11と、PWM制御回路12と、周波数切換判定処理回路13cとを備えている。また、周波数切換判定処理回路13cは、オフセット回路15と、コンパレータ17と、カウンタ18とを備える。アナログ演算回路14aは、出力電圧検出回路5の出力端とグランド間に直列接続した抵抗素子R4とコンデンサC2とで構成されている。制御回路4cの構成以外は、放電灯点灯装置1と同様な構成である。
As shown in FIG. 8, in the discharge lamp lighting device 1c, the
放電灯点灯装置1cにおいては、各点灯周期において、以下のような点灯制御動作が行われる。
出力電圧検出回路5で検出される出力電圧Voの検出値は、制御回路4cに入力され、アナログ演算回路14aにて検出値の平均値Vaveが算出される。そして、アナログ演算回路14aで算出された平均値Vaveの値は、デジタル制御部21に備えられた周波数切換判定処理回路13cの加算点16に入力される。平均値Vaveにオフセット回路15から出力されるオフセット値Voffが加減算されて、平均値Vaveを中心とした閾値領域を持つ閾値電圧Vrefが算出される。
次に、コンパレータ17の二つの入力端子には閾値電圧Vrefと平均値Vaveの算出後にあらたに検出される出力電圧Voの検出値のそれぞれが入力され、あらたに検出された検出値が閾値電圧Vrefの閾値領域から外れている場合は、コンパレータ17の出力端子から出力信号をカウンタ18に送出する。カウンタ18では、コンパレータ17より入力される信号の入力数をカウントし、入力数が所定回数(たとえば、20回)を超えたときに、次の点灯周期の切換タイミングでスイッチング周波数を切換えるように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12へ出力する。PWM制御回路12は、カウンタ18からの周波数切換信号が入力されると、次の点灯周期の極性切換タイミングで、PWM周波数を変更したPWM制御信号を出力し、DC/DCコンバータ回路2のスイッチング素子Q1のスイッチング周波数は所定の周波数分(たとえば、1kHz)だけシフトする。
In the discharge lamp lighting device 1c, the following lighting control operation is performed in each lighting cycle.
The detection value of the output voltage Vo detected by the output
Next, the detection values of the output voltage Vo newly detected after the calculation of the threshold voltage Vref and the average value Vave are respectively input to the two input terminals of the
以上のように構成した放電灯点灯装置1cにおいても、制御回路4cは、各点灯周期において、出力電圧検出回路5によって検出される検出値の平均値をアナログ演算回路14aで算出し、この平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号をPWM制御回路12に出力する周波数切換判定処理回路13cを備えたため、上記の第1〜3実施形態に係る放電灯点灯装置1,1a,1bと同様に、簡易で安価な回路構成でありながら、音響共鳴現象が発生した場合に、音響共鳴現象の発生を精度よく判定して、次の点灯周期の極性切換タイミングでスイッチング周波数を音響共鳴現象が回避可能な周波数に切換えることにより、ランプ電流の揺らぎを回避してフリッカの発生を抑制するとともに、電極の劣化を抑制して放電ランプの長寿命化が可能となる。
Also in the discharge lamp lighting device 1c configured as described above, the
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態の回路構成のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The representative embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the circuit configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .
たとえば、上記の第1〜3実施形態において、移動平均演算回路で移動平均に用いられる検出値は、スイッチング周期毎の連続した所定回数分の値に限定されるものではなく、たとえば、スイッチング周期毎の検出値のうちの所定の間隔を置いた所定回数分の値、あるいは、スイッチング周期毎以外のインターバルで検出された検出値の所定回数分の値などであってもよい。 For example, in the above first to third embodiments, the detection value used for the moving average in the moving average arithmetic circuit is not limited to a value corresponding to a predetermined number of consecutive times for each switching cycle. Among these detection values, a value for a predetermined number of times with a predetermined interval, or a value for a predetermined number of detection values detected at an interval other than every switching period may be used.
また、移動平均演算回路で移動平均に用いられる検出値の所定回数分、カウンタで設定される所定回数、PWM制御回路で設定されるシフトされるスイッチング周波数の所定の周波数分は、上記の実施形態の中で示した具体例に限定されるものではなく、回路の仕様等に応じて適切に決定されるものである。 Further, the predetermined number of detection values used for moving average in the moving average arithmetic circuit, the predetermined number of times set by the counter, and the predetermined frequency of the shifted switching frequency set by the PWM control circuit are as described in the above embodiment. It is not limited to the specific examples shown in the above, but is appropriately determined according to the circuit specifications and the like.
また、第3,第4実施形態について、移動平均演算回路に入力する検出値を出力電圧検出回路の検出値から出力電流検出回路の検出値に置き換える構成も可能である。 Further, in the third and fourth embodiments, a configuration in which the detection value input to the moving average calculation circuit is replaced with the detection value of the output current detection circuit from the detection value of the output voltage detection circuit is possible.
また、上記の実施形態では、DC/DCコンバータ回路を直流電源Vdcから出力される直流電圧を降圧する降圧チョッパ回路としたが、昇圧チョッパ回路あるいは昇降圧チョッパ回路であってもよい。 In the above embodiment, the DC / DC converter circuit is a step-down chopper circuit that steps down the DC voltage output from the DC power supply Vdc, but may be a step-up chopper circuit or a step-up / step-down chopper circuit.
また、上記の実施形態では、制御回路をDSPとしたが、これに限定されるものではなく、FPGAやマイクロコンピュータなどのプログラマブルデバイスを用いることができる。 In the above embodiment, the control circuit is a DSP. However, the present invention is not limited to this, and a programmable device such as an FPGA or a microcomputer can be used.
1,1a,1b,1c:放電灯点灯装置、2:DC/DCコンバータ回路、3:インバータ回路(DC/ACインバータ回路)、4,4a,4b,4c:制御回路、5:出力電圧検出回路、6:出力電流検出回路、7:高圧発生回路、8:放電ランプ、9:駆動回路、10:インバータ制御部、11:電力演算回路、12:PWM制御回路、13,13a,13b,13c:周波数切換判定処理回路、14:移動平均演算回路、14a:アナログ演算回路、15:オフセット回路、16:加算点、17:コンパレータ、18:カウンタ、19:第1のコンパレータ、20:第2のコンパレータ、21:デジタル制御部、D1:ダイオード、L1:インダクタ、C1,C2:コンデンサ、R1,R2,R4:抵抗素子、R3:検出抵抗、Q1〜Q5:スイッチング素子、Vdc:直流電源、Vref:閾値電圧
1, 1a, 1b, 1c: discharge lamp lighting device, 2: DC / DC converter circuit, 3: inverter circuit (DC / AC inverter circuit), 4, 4a, 4b, 4c: control circuit, 5: output voltage detection circuit , 6: output current detection circuit, 7: high voltage generation circuit, 8: discharge lamp, 9: drive circuit, 10: inverter control unit, 11: power calculation circuit, 12: PWM control circuit, 13, 13a, 13b, 13c: Frequency switching determination processing circuit, 14: moving average arithmetic circuit, 14a: analog arithmetic circuit, 15: offset circuit, 16: addition point, 17: comparator, 18: counter, 19: first comparator, 20: second comparator , 21: digital control unit, D1: diode, L1: inductor, C1, C2: capacitor, R1, R2, R4: resistance element, R3: detection resistor, Q1 to Q 5: switching element, Vdc: DC power supply, Vref: threshold voltage
Claims (13)
前記制御手段は、前記点灯周期において、前記出力電圧検出回路または前記出力電流検出回路によって検出される検出値の所定回数分の移動平均値を算出し、該移動平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングで前記スイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力する周波数切換判定処理回路を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。 DC / DC converter circuit for boosting and / or stepping down DC voltage, inverter circuit for converting output voltage of DC / DC converter circuit to AC voltage, switching frequency of DC / DC converter circuit and lighting of inverter circuit A digital control means having a PWM control circuit for controlling the frequency, and at least one of an output voltage detection circuit for detecting the output voltage and an output current detection circuit for detecting an output current of the DC / DC converter circuit; A discharge lamp lighting device for lighting the discharge lamp by supplying the AC voltage to the discharge lamp at a predetermined lighting cycle from the inverter circuit,
The control means calculates a moving average value for a predetermined number of detection values detected by the output voltage detection circuit or the output current detection circuit in the lighting cycle, and newly detects the moving average value. A frequency switching determination processing circuit for outputting to the PWM control circuit a frequency switching signal for instructing to change the switching frequency by a predetermined frequency at the polarity switching timing of the next lighting cycle based on the difference information from the value A discharge lamp lighting device characterized by that.
前記制御手段は、前記点灯周期において、前記出力電圧検出回路または前記出力電流検出回路によって検出される検出値の平均値を演算するアナログ演算回路と、該アナログ演算回路から前記平均値の信号を入力して前記平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて、次の点灯周期の極性切換タイミングで前記スイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力する周波数切換判定処理回路を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。 A DC / DC converter circuit that boosts or reduces a DC voltage, an inverter circuit that converts an output voltage of the DC / DC converter circuit into an AC voltage, a switching frequency of the DC / DC converter circuit, and a lighting frequency of the inverter circuit A control means having a PWM control circuit for controlling, and at least one of an output voltage detection circuit for detecting the output voltage and an output current detection circuit for detecting an output current of the DC / DC converter circuit, and the inverter circuit In a discharge lamp lighting device for lighting the discharge lamp by supplying the alternating voltage to the discharge lamp at a predetermined lighting cycle,
The control means is configured to calculate an average value of detection values detected by the output voltage detection circuit or the output current detection circuit in the lighting cycle, and input the average value signal from the analog calculation circuit Based on the difference information between the average value and the newly detected value, a frequency switching signal for instructing to change the switching frequency by a predetermined frequency at the polarity switching timing of the next lighting cycle A discharge lamp lighting device comprising a frequency switching determination processing circuit for outputting to a control circuit.
前記出力電圧検出回路または前記出力電流検出回路によって前記出力電圧あるいは前記出力電流を検出する検出ステップと、検出値の所定回数分の移動平均値を算出する移動平均値演算ステップと、前記移動平均値とあらたに検出される検出値との差情報に基づいて出力信号を送出する比較ステップと、前記出力信号を入力してその入力数が所定回数超えたときに次の点灯周期の極性切換タイミングで前記スイッチング周波数を所定の周波数分変更するように指示する周波数切換信号を前記PWM制御回路に出力するカウントステップと、前記次の点灯周期の極性切換タイミングで前記周波数切換信号をもとに発振周波数を変更するPWM周波数変更ステップと、前記次の点灯周期の極性切換タイミングで変更された前記発振周波数をもとにスイッチング周波数を切換えるスイッチング周波数切換ステップとを前記点灯周期毎に備えることを特徴とする放電灯点灯装置の点灯制御方法。 DC / DC converter circuit for boosting and / or stepping down DC voltage, inverter circuit for converting output voltage of DC / DC converter circuit to AC voltage, switching frequency of DC / DC converter circuit and lighting of inverter circuit A digital control means having a PWM control circuit for controlling the frequency, and at least one of an output voltage detection circuit for detecting the output voltage and an output current detection circuit for detecting an output current of the DC / DC converter circuit; A discharge lamp lighting device lighting control method for lighting the discharge lamp by supplying the AC voltage to the discharge lamp at a predetermined lighting cycle from the inverter circuit,
A detection step of detecting the output voltage or the output current by the output voltage detection circuit or the output current detection circuit; a moving average value calculating step of calculating a moving average value for a predetermined number of detection values; and the moving average value A comparison step of sending an output signal based on difference information between the detected value and a newly detected value, and at the polarity switching timing of the next lighting cycle when the output signal is inputted and the number of inputs exceeds a predetermined number A counting step for outputting a frequency switching signal for instructing to change the switching frequency by a predetermined frequency to the PWM control circuit, and an oscillation frequency based on the frequency switching signal at the polarity switching timing of the next lighting cycle. Based on the PWM frequency changing step to be changed and the oscillation frequency changed at the polarity switching timing of the next lighting cycle Lighting control method of a discharge lamp lighting device characterized by comprising a switching frequency switching step of switching the switching frequency for each of the lighting cycle.
13. The lighting control method for a discharge lamp lighting device according to any one of claims 6 to 12, wherein the predetermined number of times set in the counting step is different for each switching frequency.
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