JP2842490B2 - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

高圧放電灯点灯装置

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JP2842490B2
JP2842490B2 JP1215892A JP1215892A JP2842490B2 JP 2842490 B2 JP2842490 B2 JP 2842490B2 JP 1215892 A JP1215892 A JP 1215892A JP 1215892 A JP1215892 A JP 1215892A JP 2842490 B2 JP2842490 B2 JP 2842490B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高圧放電灯点灯装置
に関し、特にその高圧放電ランプ(以下放電ランプとい
う)への供給電力の制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の高圧放電灯点灯装置について、
例えば特開平2−215090号公報には、点灯開始時
から放電安定状態に移行するまでの間、ランプ電流を最
初の値から時間分割で段階的に順次低下させ、かつその
変化幅を点灯開始時から所定時間までとそれ以後とで異
なる値にする装置が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では、次のような問題がある。
【0004】a.個々の放電ランプの特性のばらつき、
放電ランプの経年変化により、同一の電流逓減パターン
では、放電灯点灯時の光出力(光束)立上り特性がまち
まちとなる。また、放電ランプによっては、必要以上に
電力が供給されてしまい、放電ランプの寿命を著しく短
くする。
【0005】b.放電灯を消灯させた直後で、放電ラン
プ自体の温度が高い状態での点灯動作時(以下ホットス
タートという)、必要以上に放電ランプに電力が供給さ
れてしまい、放電ランプの寿命を著しく短くする。
【0006】この発明は、このような問題を解消するた
めなされたもので、個々の放電ランプの特性のばらつ
き、放電ランプの経年変化により左右されることなく、
所望の光出力立上り特性を得ることができ、放電ランプ
の寿命を短くすることのない高圧放電灯点灯装置を提供
することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】放電ランプが消灯後十分
な時間が経過して放電ランプ自体の温度が低い状態での
点灯時(以下コールドスタートという)のランプ電圧の
立上り特性を図2に、ランプ電圧と発光効率の関係を図
3に、ホットスタート時とコールドスタート時のランプ
電圧立上り特性を図4に示す。これからも分かるよう
に、ランプ電圧は点灯後、徐々に上昇し、ランプ電圧の
上昇に伴い発光効率も上昇する。よって、ランプ電圧か
ら発光効率を推定し、その時々の発光効率に応じて定格
より大きい電力を放電ランプに供給することにより、始
動の際、速やかに放電ランプの光出力が定格値に達する
ようにできる。しかし、個々の放電ランプの特性のばら
つき,放電ランプの経年変化により、ランプ電圧の立上
り特性,ランプ電圧−発光効率特性,ランプ電圧の最終
値が異なってしまう。これに対しては、図3の特性の横
軸を前回定格電力点灯した時の最終ランプ電圧との比率
で描きなおすと、どんな放電ランプでも、図5に示すよ
うに同一の特性を示すようになる。そこでこの発明で
は、この図5の特性にもとづいて放電ランプへの供給電
力を制御することにより、個々の放電ランプの特性、放
電ランプの経年変化に左右されることなく、所望の光出
力立上り特性を得ることができる。
【0008】また前述のように、ランプ電圧により供給
電力を決定することにより、点灯開始時、ランプ電圧が
最終値近くから上昇するホットスタート時においても放
電ランプに適切な電力を供給でき、寿命を短くすること
がない。
【0009】ランプ電圧は、最終値近傍では上昇が緩や
かで、発光効率は急激に立上っているので、この期間
で、ランプ電圧から発光効率を推定するためには、ラン
プ電圧の検出精度を良くする必要がありコストがかか
る。そこでこの発明では、前回定格電力点灯時のランプ
電圧またはランプ電圧の変化率から発光効率が急激に立
上り始める所を推定し、それ以降は、時間分割により供
給電力を定格電力まで減少させる手法を採用しコストダ
ウンをはかる。
【0010】さらに、ホットスタートにおける放電ラン
プ外管の外気に触れる側の温度が、同一ランプ電圧時の
コールドスタートにおける温度に比べて低いことに着目
し、この発明では同一ランプ電圧時、ホットスタートの
ときの供給電力をコールドスタートのときより増やすこ
とにより、光出力の立上り特性を向上させることができ
る。
【0011】これらの解決手段を装置の形でまとめる
と、次の(1),(2),(3),(4)のとおりにな
る。
【0012】(1)ランプ電圧検出手段と、ランプ電流
検出手段と、このランプ電圧検出手段,ランプ電流検出
手段の出力により定格電力点灯時のランプ電圧の最終値
を検出し記憶する手段と、このランプ電圧の最終値を検
出し記憶する手段に記憶されている前回の定格電力点灯
時のランプ電圧の最終値に対する前記ランプ電圧検出手
段で検出した現在のランプ電圧値の割合にもとづいて高
圧放電ランプへの供給電力を制御する供給電力制御手段
とを備えた高圧放電灯点灯装置。
【0013】(2)供給電力制御手段は、点灯後ランプ
電圧の最終値に対する現在のランプ電圧値の割合が所定
値以上になると、所定時間毎に高圧放電ランプへの供給
電力を逓減し定格電力に達するよう制御するものである
前記(1)記載の高圧放電灯点灯装置。
【0014】(3)供給電力制御手段は、点灯後ランプ
電圧の時間変化率が所定値以下になると、所定時間毎に
高圧放電ランプへの供給電力を逓減し定格電力に達する
よう制御するものである前記(1)記載の高圧放電灯点
灯装置。
【0015】(4)供給電力制御手段は、ホットスター
トのときに、コールドスタートのときより所定時間を長
くするものである前記(2)または(3)記載の高圧放
電灯点灯装置。
【0016】
【作用】前記(1)ないし(4)の構成により、放電ラ
ンプへの供給電力は、前回の定格電力点灯時におけるラ
ンプ電圧の最終値に対する現在のランプ電圧値の割合に
もとづいて制御される。前記(2)の構成では、点灯
後、前記割合が所定値以上になると、所定時間毎に供給
電力を逓減し定格電力に達するようにする。前記(3)
の構成では、点灯後、ランプ電圧の時間変化率が所定値
以下になると、所定時間毎に供給電力を逓減し定格電力
に達するようにする。前記(4)の構成では、前記
(2),(3)における所定時間を、ホットスタートの
ときはコールドスタートのときより長くして供給電力が
実質的に増すようにする。
【0017】
【実施例】以下この発明を実施例により詳しく説明す
る。 (実施例1) 図1は、実施例1である“高圧放電灯点灯装置”のブロ
ック図である。図示構成により、バッテリ1の電圧をD
C−DCコンバータからなる昇圧回路3で所定の電圧ま
で昇圧し、インバータ回路4で所望の周波数の交流に変
換し、LC共振回路5を介して高圧放電ランプ(沃化
系の金属ハロゲン化合物を封入したもの)6に供給す
る。LC共振回路5は、始動時にLC共振による高電圧
を放電ランプ6に供給して点灯させ、点灯後はインダク
ティブな電流制限要素としてランプ電流を制限する。制
御回路7は、ランプ電圧,ランプ電流を検出して、定格
電力点灯時のランプ電圧の最終値VS を検出し記憶し
て、主として前回の定格電力点灯時のランプ電圧の最終
値VS に対する現在のランプ電圧値VL の割合にもとづ
いてインバータ回路4の動作周波数を制御し、放電ラン
プ6への供給電力を制御する。
【0018】次に図6のフローチャートによりこの実施
例の制御回路7の動作を説明する。ステップ10(以下
S10のように示す)で点灯スイッチ2がオンするのを
待ち、オンするとS11で前回定格電力で点灯したとき
のランプ電圧の最終値VSを記憶しているかチェックす
る。記憶していないときは、S12で正常な放電ランプ
が定格電力点灯時にとりうるランプ電圧範囲内で最も低
い電圧値近傍の値INT をランプ電圧の最終値VS と仮
定し記憶する。
【0019】S13でインバータ回路4の動作周波数f
をLC共振回路5の共振周波数f0になるように設定し
て、放電ランプ6に共振による高電圧を印加させる。S
14でランプ電圧VL を読み込み、S15でランプ電圧
L が所定電圧VA 以下になったかチェックする。所定
電圧VA 以下になれば、放電ランプ6が絶縁破壊し点灯
したと判定してS16に移る。
【0020】S16でランプ電圧VL とランプ電流IL
を読み込みS17でランプ電力PLを演算する。
【0021】S18でランプ電力PL が定格電力の範囲
SLないしPSHに納っていれば、S19でその時のラン
プ電圧VL をVS として記憶する。今回は点灯から時間
があまりたっていないので定格電力の範囲には入ってお
らず、S19をバイパスしS20に移る。
【0022】S20では、前回の定格電力点灯時のラン
プ電圧の最終値VS に対する現在のランプ電圧値VL
割合、すなわちVL /VS により図7に示すK−VL
Sテーブルを検索して供給電力の補正係数Kを求め
る。図7のK−VL /VS テーブルは、図5の特性と放
電ランプ6に供給できる許容電力を考慮して作成したも
のである。
【0023】S21で放電ランプ6の定格電力PSTをS
20で決定した補正係数Kで割って供給電力POBJ を決
定し、S22で供給電力POBJ と現在の電力PL との偏
差ΔPを求め、S23でΔPが零でなければ、S24な
いしS27でインバータ回路4の動作周波数fの補正を
行う。
【0024】すなわちS24でΔPにより図8に示すΔ
P−fP テーブルを検索してインバータ回路4の動作周
波数fの補正量fP を求め、S25でS21で決定した
供給電力POBJ より現在の電力PL が小さいかチェック
し、小さい場合はS26で動作周波数fをfP だけ下げ
るよう制御して供給電力PL を増加させ、大きい場合は
S27で動作周波数fをfP だけ上げるよう制御して供
給電力PL を減少させる。次にS16に戻り、以後S1
6ないしS27の動作をくり返す。
【0025】供給電力PL が定格電力の範囲PSLないし
SHに納まると、S19でそのときのランプ電圧をVS
として記憶する。その後S19を経るごとにVS の値が
更新され、消灯するとそのときのVS が定格電力点灯時
のランプ電圧の最終値VS として次回の点灯まで記憶さ
れる。
【0026】このように、この実施例では、点灯直後か
ら放電が安定し定格電力に達するまで、前回の定格電力
点灯時のランプ電圧の最終値に対する現在のランプ電圧
値の割合にもとづいて放電ランプへの供給電力を制御し
ているので、個々の放電ランプの特性のばらつき、放電
ランプの経年変化に左右されることなく、所望の光出力
立上り特性を得ることができ、またランプ電圧により供
給電力を決定しているので、ホットスタート時にも放電
ランプに過大な電力が供給されず放電ランプの寿命を短
くすることがない。
【0027】(実施例2)実施例2は、更に同一のVL
/VS の場合に、ホットスタートのときの供給電力をコ
ールドスタートのときより増やすことによりホットスタ
ート時の光出力の立上り特性を向上し、またランプ電圧
が最終値近傍に達した後は所定時間毎に供給電力を逓減
して定格電力になるように制御することによりランプ電
圧検出の精度を下げてコストダウンをはかるものであ
る。
【0028】全体構成は実施例1と同様であるが、制御
回路の構成,動作が異なる。以下図9,図10のフロー
チャートにより制御回路の動作を説明する。S30ない
しS35は、実施例1と同様で、S35で点灯を判定し
てS36に移る。S36で点灯直後のランプ電圧VL
読み込み、S37で発光効率が急上昇するランプ電圧V
THを0.9VS と設定し、供給電力の補正係数を1.0
と初期設定する。
【0029】S38で点灯直後のランプ電圧VL により
図11のVL −TA テーブルを検索して、電力テーリン
グ時間TをTA と決定する。図11のテーブルでは、点
灯直後のランプ電圧が高いホットスタートのときは、T
A が長くなり供給電力が実質的に増すように作成されて
いる。
【0030】S39でランプ電圧VL とランプ電流IL
を読み込み、S40でランプ電力PL を演算する。
【0031】S41でランプ電力PL が定格電力の範囲
SLないしPSHに納まっていれば、S42でその時のラ
ンプ電圧VL をVS として記憶し、S43で補正係数K
を1に設定する。今回は点灯からあまり時間がたってい
ないので定格電力の範囲に入っておらず、S42,S4
3をバイパスしてS44に移る。
【0032】S44でランプ電圧VL がVTH(=0.9
S )以上かチェックする。コールドスタートであれば
ランプ電圧VL はVTH以下でありS49に移る。
【0033】S49では、前回の定格電力点灯時のラン
プ電圧の最終値VS に対する現在のランプ電圧値VL
割合すなわちVL /VS にもとづいて図7のK−VL
Sテーブルで補正係数Kを求める。S50で定格電力
STをこの補正係数Kで割って供給電力POBJ を決定
し、S51……S56と実施例1と同様にインバータ回
路4の動作周波数fを上げ下げして放電ランプへの供給
電力がPOBJ になるよう制御し、S39に戻る。
【0034】このS39……S49……S56の動作を
くり返し、ランプ電圧VL が上昇してVTH以上となり、
かつ補正係数Kが1.0以下であれば、放電ランプ6は
発光効率の急上昇するところにあり、S44,S45を
経てS46に移る。
【0035】S46でタイマTが0であればS47で所
定時間TA を設定し、S48でインバータ回路4の動作
周波数fを周波数fA だけ上げて供給電力を下げS39
に移る。タイマTは一定時間毎に図9の処理を中断し実
行される図10の処理によりカウントダウンされる。
【0036】ランプ電力PL が定格電力の範囲PSLない
しPSHに入るまで、S39……S46……S48の動作
がくり返され、所定時間TA 毎に供給電力が逓減され
る。
【0037】S41でランプ電力PL が定格電力の範囲
SLないしPSHに入ると、S42でそのときのランプ電
圧VL がVS として記憶され、供給電力の補正係数Kが
1.0に設定され、以後S49……S56で供給電力が
定格電力POBJ になるよう制御される。消灯すると、S
42で記憶されたランプ電圧VL が定格電力点灯時の最
終値VS となる。
【0038】なお、実施例2では、発光効率が急激に上
昇し始める所を前回の定格電力点灯時におけるランプ電
圧の最終値の90%に達した所と推定しているが、発光
効率が急激に上昇する所は、ランプ電圧の上昇率が緩や
かになる所と一致しているので、ランプ電圧上昇率dV
/dtが所定値以下になった所を発光効率が変化する所
として制御を切り換えるようにしてもよい。また実施例
2では、ホットスタートの時、テーリング時間TA を通
常より大きくして実質的に供給電力を増大しているが、
この発明はこれに限らず、テーリング時間TA を通常と
同じにし、ホットスタート時、補正係数Kを通常より大
きくして供給電力を増大してもよい。また実施例1,実
施例2では、放電ランプへの供給電力を変える手法とし
て、インバータの動作周波数を変える手法を用いている
が、昇圧回路(DC−DCコンバータ)の出力電圧を変
える手法を用いるようにしてもよい。
【0039】図7,図8,図11のテーブルは、実際は
メモリにディジタルデータとして記憶されているが、判
り易くするためアナログ曲線で示した。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、個々の放電ランプの特性のバラツキ、経年変化によ
り左右されることなく、所望の光出力立上り特性を得る
ことができ、また放電ランプに過大な電力を供給して寿
命を短くすることがない。
【0041】請求項2および請求項3の発明では、更に
ランプ電圧の検出に格別の精度を要せずコストダウンで
き、請求項4の発明ではホットスタート時の光出力立上
り特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のブロック図
【図2】時間−ランプ電圧特性図
【図3】ランプ電圧−発光効率特性図
【図4】コールドスタート,ホットスタート時の時間−
ランプ電圧特性図
【図5】VL /VS −発光効率特性図
【図6】実施例1における制御回路の動作を示すフロー
チャート
【図7】K−VL /VS テーブル
【図8】ΔP−fP テーブル
【図9】実施例2における制御回路の動作を示すフロー
チャート
【図10】図9のタイマTの動作を示すフローチャート
【図11】VL /TA テーブル
【符号の説明】
4 インバータ回路 7 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 広義 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三 菱電機株式会社 生活システム研究所内 (56)参考文献 特開 平2−174092(JP,A) 特開 平3−138894(JP,A) 特開 平4−190595(JP,A) 特公 平6−103637(JP,B2) 特公 平7−39263(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 41/14 - 41/29

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ランプ電圧検出手段と、ランプ電流検出
    手段と、このランプ電圧検出手段,ランプ電流検出手段
    の出力により定格電力点灯時のランプ電圧の最終値を検
    出し記憶する手段と、このランプ電圧の最終値を検出し
    記憶する手段に記憶されている前回の定格電力点灯時の
    ランプ電圧の最終値に対する前記ランプ電圧検出手段で
    検出した現在のランプ電圧値の割合にもとづいて高圧放
    電ランプへの供給電力を制御する供給電力制御手段とを
    備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 供給電力制御手段は、点灯後ランプ電圧
    の最終値に対する現在のランプ電圧値の割合が所定値以
    上になると、所定時間毎に高圧放電ランプへの供給電力
    を逓減し定格電力に達するよう制御するものであること
    を特徴とする請求項1記載の高圧放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 供給電力制御手段は、点灯後ランプ電圧
    の時間変化率が所定値以下になると、所定時間毎に高圧
    放電ランプへの供給電力を逓減し定格電力に達するよう
    制御するものであることを特徴とする請求項1記載の高
    圧放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 供給電力制御手段は、ホットスタートの
    ときに、コールドスタートのときより所定時間を長くす
    るものであることを特徴とする請求項2または請求項3
    記載の高圧放電灯点灯装置。
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DE10392144B4 (de) * 2002-07-02 2010-06-10 Mitsubishi Denki K.K. Elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen
CN114828345B (zh) * 2022-06-29 2022-09-20 深圳市爱图仕影像器材有限公司 灯珠光参校准方法、灯珠参数获取方法、装置及系统

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