JP3786335B2 - Lamp power supply - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプを光源としたプロジェクタ等に使用されるランプ用電源装置に係わるものであり、特にランプの破壊を防止できるランプ用電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属蒸気中の放電発光を利用した放電ランプには、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等がある。これらの放電ランプは、絶縁破壊を起こして始動させるために、高い始動電圧を必要とする。又、放電ランプは、これに流れる電流が増えると、ランプの端子電圧が減少するように電力で制限される性質を有する。
図5は、従来例のランプ用電源装置を示す回路図である。図5において、この電源装置は、主に直流電源1、チョッパ回路2、高圧パルス発生回路9、放電ランプ12より構成されており、以下、説明する。
【0003】
チョッパ回路2は、非絶縁型のスイッチングレギュレータであり、入力と出力間を電気的に絶縁することはできないが、絶縁型のスイッチングレギュレータであるコンバータ回路に比較して、回路構成が簡単で、コストも安くできる。又、放電ランプの実際の電圧値から考えても、チョッパ回路の方が適している場合が多く、ランプ用電源装置にはチョッパ回路が使用される比率が高い。
チョッパ回路2は、スイッチング素子3、転流ダイオード4、コイル5、平滑容量(コンデンサ)6、電流検出抵抗7、制御部8とから成り、直流電源1により与えられた直流入力を受けて、制御部8により、スイッチング素子3をオン・オフ制御することにより、コイル5及び平滑容量6への電荷の蓄積・放出を行い、放電ランプ12への供給電力を調整する。
【0004】
この制御部8は、チョッパ回路2の出力電圧、即ち、図中A点の電圧をランプ電圧情報として検出し、又、電流検出抵抗7にはランプ電流が流れ、その電流値に応じた電圧降下が生じるから、図中B点の電圧をランプ電流情報として検出して、スイッチング素子3を制御することにより、放電ランプ12の電力制御を行っている。
高圧パルス発生回路9は、高圧トランス10とパルス発生部11とから成り、パルス発生部11で発生したパルスを、高圧トランス10で昇圧して10kV〜30kV程度の高圧パルスを生成し、放電ランプ12に絶縁破壊を起こして、放電ランプ12を始動させる。
【0005】
放電ランプ点灯前、チョッパ回路2の負荷インピーダンスは非常に高く、従って、電流は非常に小さい。チョッパ回路2は電力制御されるので、その出力電圧は高く、直流電源1の出力電圧(例えば、200V〜400V)に近い値となる。高圧パルス発生回路9で発生した高圧パルスにより、放電ランプ12が絶縁破壊を起こし、始動して点灯すると、ランプ電圧、即ち、チョッパ回路2の出力電圧が急激に数十Vまで下がり、チョッパ回路2は電力が一定になるように動作するので、電流が急激に増加して、放電ランプ12の点灯を維持する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記の如く、チョッパ回路2は、非絶縁型のスイッチングレギュレータであるから、入出力間を電気的に絶縁することができない。放電ランプ点灯中に、スイッチング素子3が、何らかの理由、例えば、スイッチング素子3自体の短絡破壊やスイッチング素子3の電極間に導体異物が混入により短絡した場合には、直流電源1の出力電圧が放電ランプ12に印可され、放電ランプに過大電流(たとえば、数十A〜百A以上)が流れ、放電ランプは瞬時に破壊してしまう。このランプ破壊は、短絡後瞬時(例えば、100μs〜1ms未満)に起こるから、短絡状態を検出してからでは破壊を回避するのは困難である。放電ランプが破壊すると、ランプ交換が必要となるが、放電ランプは非常に高価であり、又交換の手間も掛かるので、放電ランプの破壊は大きな問題であった。
【0007】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、放電ランプ点灯中に、チョッパ回路のスイッチング素子自体の短絡破壊やスイッチング素子の電極間に導体異物が混入して短絡した等の場合にも、スイッチング素子の入力出力間の電圧及びランプ電流を検知して、チョッパ回路の出力を短絡して放電ランプを保護するので、放電ランプの破壊を未然に防止でき、高価な放電ランプ代金の支払や交換の手間が不要となるランプ用電源装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、直流電源からの直流入力電圧を制御して放電ランプを電力制御するチョッパ回路と、前記放電ランプを始動させるための高圧パルスを発生させる高圧パルス発生回路とを備えたランプ用電源装置であって、前記チョッパ回路は、オンオフ動作を行うことにより前記放電ランプを電力制御するスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と、前記スイッチング素子の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記スイッチング素子の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記入力電圧検出手段及び前記出力電圧検出手段の2つの出力電圧を比較する電圧比較手段と、前記放電ランプに流れるランプ電流が正常点灯時のランプ電流値であるしきい値より大きいことを検出する電流検出手段と、前記チョッパ回路の出力を短絡するサイリスタと、前記スイッチング素子の入力電圧と出力電圧に差がなく、しかも前記電流検出手段においてランプ電流がしきい値より大きい場合には、前記サイリスタを導通させるランプ保護手段とを有して構成することを特徴とするランプ用電源装置を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施例を示す回路図である。図1において、図5に示す従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図1では、チョッパ回路2のスイッチング素子3の入力電圧を検出する入力電圧検出手段13と、スイッチング素子3の出力電圧を検出する出力電圧検出手段14と、この2つの検出手段の出力電圧を比較する電圧比較手段15を設けている。又、電流検出抵抗7により放電ランプ12に流れる電流を検出する電流検出手段16と、この電流検出手段16と電圧比較手段15の2出力により放電ランプ12の破壊を保護するランプ保護手段17を設けている。さらに、ランプ保護手段17からの制御により、チョッパ回路2の出力を短絡するサイリスタ18、及び、直流電源1とチョッパ回路2との間にヒューズ(Fuse)19を設けており、以下詳細に、その動作を説明する。
【0010】
入力電圧検出手段13及び出力電圧検出手段14から出力される電圧値を、スイッチング素子3の入力電圧と出力電圧が等しい時は、出力電圧検出手段14から出力される電圧の方が大きくなるように設定する。言い換えれば、入力電圧検出手段13及び出力電圧検出手段14の観測電圧(入力電圧)に対する出力電圧の比率を変える。例えば、入力電圧検出手段13では100:1に、出力電圧検出手段14では80:1に設定すると、スイッチング素子3の入力電圧が仮に400Vとすると、入力電圧検出手段13の出力電圧は4Vとなり、スイッチング素子3の出力電圧も400Vの時には、出力電圧検出手段14の出力電圧値は5Vとなる。出力電圧検出手段14の出力電圧が4Vになるスイッチング素子3の出力電圧は320Vである。
【0011】
従って、電圧比較手段15の非反転入力端子へ出力電圧検出手段14の出力を、反転入力端子へ入力電圧検出手段13の出力を接続すれば、もし、スイッチング素子3が短絡した場合には、スイッチング素子3の入力電圧と出力電圧が等しくなり、出力電圧検出手段14の出力電圧値の方が高くなるので、電圧比較手段15の出力はハイレベルとなる。但し、正常な場合でも、放電ランプ点灯前は、チョッパ回路2の負荷インピーダンスが高いので、チョッパ回路2(スイッチング素子3)の出力電圧が高く、入力電圧に近い値となるから、電圧比較手段15の出力は、ハイレベルとなる可能性があり、これだけでは、スイッチング素子の短絡を特定することはできない。
【0012】
そこで、電流検出手段16を設け、正常点灯時に放電ランプ12に流れるランプ電流値をしきい値として、このしきい値以上の電流が流れた時、電流検出手段16の出力がハイレベルとなるように設定している。この電流検出手段16と電圧比較手段15の2出力共にハイレベルの時だけハイレベルを出力する論理和回路(AND回路)によりランプ保護手段17を構成することにより、スイッチング素子3の短絡の検出を可能にする。即ち、正常状態では、スイッチング素子3の出力電圧が高い時は電流はほとんど流れず、電流検出手段16の出力はローレベルであるが、スイッチング素子の短絡状態では、過大電流が流れるため、電流検出手段16の出力がハイレベルとなる。
【0013】
ところで、入力電圧検出手段13及び出力電圧検出手段14において、入力電圧が一定であれば、入力出力間の電圧差ではなく、絶対的な電圧値を検出しても良いように思われる。しかし、実際スイッチング素子3が短絡した場合には、過大電力が発生するので、直流電源1の電力供給能力にもよるが、ほとんどの場合、入力電圧も急激に低下し、正常な電圧値を大きく下回る。従って、入力出力間の電圧差を検出することが有効となる。
【0014】
さらに、出力電圧検出手段14において、チョッパ回路2の出力ではなく、スイッチング素子3の直後を検出場所としたのは、短絡検出のスピードアップのためである。スイッチング素子3が短絡した瞬間は、コイル5が介在しているので、チョッパ回路2自体の入力出力間電圧は、ゼロ付近にはならず、短絡の発見が大きく遅れる。従って、スイッチング素子の短絡を瞬時に確実に検出するには、スイッチング素子3の直前及び直後の電圧差を検出することが必要となる。
以上説明の如く、スイッチング素子3の短絡が検出されると、ランプ保護手段17はハイレベルの信号をサイリスタ18のゲートへ供給する。すると、サイリスタ18が導通して、チョッパ回路2の出力を短絡し、たとえサイリスタ18のゲート電圧がローレベルになっても短絡状態を維持し続けて、放電ランプ12に過大電流が流れないように動作する。
【0015】
しかし、チョッパ回路2の出力をサイリスタ18により短絡させると、サイリスタ18は導通状態を維持するので、直流電源1が電流を供給し続ける限り、チョッパ回路2へ流れる過大電流は、流れ続けるので好ましくない。
本発明回路では、直流電源回路1とチョッパ回路2の間にヒューズ19を接続しているから、サイリスタ18の導通により過大電流が発生しても、このヒューズ19がすぐに(例えば、1秒後)溶断して、過大電流を遮断する。又、このヒューズ溶断は、放電ランプ12の保護から見ても、2重の保護となり、保護をより強固なものとしている。
【0016】
サイリスタ18として、サージオン電流の大きな素子を使用すれば、スイッチング素子3の短絡破壊が発生しても、スイッチング素子3及びヒューズ19だけの交換で済む。又、スイッチング素子の電極間に導体異物が混入して短絡した場合には、ヒューズのみの交換で済む。どちらにしても、放電ランプ12の代金に比較すれば遙かに安価(例えば、1/100程度のコスト)である。
【0017】
図2は本発明の具体的実施例を示す回路図であり、図1と基本的に同一動作をするが、細部構成で相違点もある。図2において、入力電圧検出手段13は、抵抗21,22と容量23から成り、出力電圧検出手段14は、抵抗24,25と容量26から成り、それぞれ抵抗分割によって観測電圧に対する出力電圧の比率が決定される。容量26は、応答速度から考えると無い方が良いが、スイッチング素子3の直後の電圧は、正常状態では矩形波パルスであり、平滑化も必要で、略1000pF程度の静電容量値が選ばれる。電圧比較手段15と入力電圧検出手段13及び出力電圧検出手段14との接続は、図1とは反対であるから、電圧比較手段15の出力も図1とは逆極性となっている。
【0018】
電流検出手段16は、トランジスタ29と抵抗27,28,30とから成り、電流検出抵抗7で発生した電圧を抵抗27,28で抵抗分割した値が、トランジスタ29のベースに印可されて、トランジスタ29が導通した場合、電流検出手段16の出力はローレベルとなる。即ち、電流検出手段16の電流検出のしきい値は、抵抗7,27,28で決定されるが、やはり、電圧比較手段15と同様に、電流検出手段16の出力も図1とは逆極性となっている。
【0019】
従って、スイッチング素子3が短絡した時、即ち、スイッチング素子3の出力電圧が高く、かつ、ランプ電流のしきい値以上の電流が流れている時には、電圧比較手段15及び電流検出手段16の出力はいずれもローレベルとなる。そこで、図2におけるランプ保護手段17は、AND回路ではなくNOR回路となり、ダイオード31,32、トランジスタ34、抵抗33,35により構成される。ダイオード31,32のどちらか一方が導通すれば、トランジスタ34も導通するので、ランプ保護手段17の出力がハイレベルになるのは、2つのダイオードが導通しない時、即ち、電圧比較手段15も電流検出手段16もその出力がローレベルの時となる。
【0020】
サイリスタ18のゲートには抵抗36、容量37が接続されているが、容量37は実際の回路駆動では必要な素子であるが、サイリスタの導通開始速度を考慮すると、できる限りその容量値は小さい方が好ましい。
図3はヒューズの挿入場所を説明するための図である。図1及び図2では、ヒューズ19の挿入場所は、直流電源1とチョッパ回路2の間として説明したが、この場所に限る必要はなく、図3に示す如く、直流電源1からチョッパ回路2中のサイリスタ18までのループ中の図示する19a〜19eのどこでもかまわない。
【0021】
図4は商用交流電源と接続した場合のヒューズの挿入場所を説明するための図である。実際のランプ用電源装置は、商用交流電源を電力供給源として使用されるものが多い。図4において、ランプ用電源装置41は、商用交流電源40から電力の供給を受けて動作する。具体的には、商用交流電源40からの電力供給は直流電源1が受ける。直流電源1は、整流平滑回路38と高調波歪規制に対応するために力率改善を行うアクティブフィルタ39とから成る場合が多い。又、アクティブフィルタ39を搭載せず、整流平滑回路38において、倍電圧整流により放電ランプの点灯に必要な電圧値まで高めるものもある。そして、いずれの場合も、図4に示す如く、商用交流電源40との間にヒューズ19fを挿入すれば良い。そして、このヒューズ19fは図1や図2におけるヒューズ19の機能を合わせ持つので、ヒューズ19fを挿入した場合には、図1及び図2のヒューズ19は不要となる。
【0022】
【発明の効果】
本発明のランプ用電源装置は、放電ランプ点灯中に、チョッパ回路のスイッチング素子自体の短絡破壊やスイッチング素子の電極間に導体異物が混入して短絡した等の場合にも、スイッチング素子の入力出力間の電圧及びランプ電流を検知して、チョッパ回路の出力を短絡して放電ランプを保護するので、放電ランプの破壊を未然に防止でき、高価な放電ランプ代金の支払や交換の手間が不要となるという極めて優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】本発明の具体的実施例を示す回路図である。
【図3】ヒューズの挿入場所を説明するための図である。
【図4】商用交流電源と接続した場合のヒューズの挿入場所を説明するための図である。
【図5】従来例のランプ用電源装置を示す回路図である。
【符号の説明】
1 直流電源
2 チョッパ回路
3 スイッチング素子
4 転流ダイオード
5 コイル
6 平滑容量
7 電流検出抵抗
8 制御部
9 高圧パルス発生回路
10 高圧トランス
11 パルス発生部
12 放電ランプ
13 入力電圧検出手段
14 出力電圧検出手段
15 電圧比較手段
16 電流検出手段
17 ランプ保護手段
18 サイリスタ
19 ヒューズ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lamp power supply device used in a projector or the like using a discharge lamp as a light source, and more particularly to a lamp power supply device that can prevent the lamp from being destroyed.
[0002]
[Prior art]
There are metal halide lamps, high-pressure mercury lamps, and the like as discharge lamps using discharge luminescence in metal vapor. These discharge lamps require a high starting voltage in order to cause breakdown and start. Further, the discharge lamp has a property of being limited by electric power so that the terminal voltage of the lamp decreases as the current flowing through the discharge lamp increases.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional lamp power supply device. In FIG. 5, this power supply device mainly comprises a DC power supply 1, a chopper circuit 2, a high-voltage pulse generation circuit 9, and a discharge lamp 12, and will be described below.
[0003]
The chopper circuit 2 is a non-isolated switching regulator and cannot electrically insulate between the input and the output. However, the circuit configuration is simpler than the converter circuit that is an isolated switching regulator, and the cost is low. Can also be cheap. Also, considering the actual voltage value of the discharge lamp, the chopper circuit is often more suitable, and the ratio of the chopper circuit used in the lamp power supply device is high.
The chopper circuit 2 includes a switching element 3, a commutation diode 4, a coil 5, a smoothing capacitor (capacitor) 6, a current detection resistor 7, and a control unit 8. The chopper circuit 2 receives a direct current input from the direct current power source 1 and controls it. The unit 8 controls the switching element 3 to be turned on / off, thereby accumulating / releasing charges in the coil 5 and the smoothing capacitor 6 and adjusting the power supplied to the discharge lamp 12.
[0004]
The control unit 8 detects the output voltage of the chopper circuit 2, that is, the voltage at the point A in the figure as lamp voltage information, and a lamp current flows through the current detection resistor 7, and a voltage drop corresponding to the current value. Therefore, the voltage at point B in the figure is detected as lamp current information and the switching element 3 is controlled to control the power of the discharge lamp 12.
The high voltage pulse generation circuit 9 includes a high voltage transformer 10 and a pulse generation unit 11. The high voltage transformer 10 boosts the pulse generated by the pulse generation unit 11 to generate a high voltage pulse of about 10 kV to 30 kV. Insulation breakdown occurs, and the discharge lamp 12 is started.
[0005]
Before the discharge lamp is lit, the load impedance of the chopper circuit 2 is very high, and therefore the current is very small. Since the chopper circuit 2 is power-controlled, its output voltage is high and becomes a value close to the output voltage (for example, 200 V to 400 V) of the DC power supply 1. When the discharge lamp 12 breaks down due to the high-pressure pulse generated by the high-pressure pulse generation circuit 9 and starts and lights up, the lamp voltage, that is, the output voltage of the chopper circuit 2 suddenly drops to several tens of volts, and the chopper circuit 2 Operates so that the power becomes constant, the current increases rapidly, and the discharge lamp 12 is kept on.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the chopper circuit 2 is a non-insulated switching regulator, it cannot electrically insulate the input and output. If the switching element 3 is short-circuited for some reason, for example, when the switching element 3 itself is short-circuited or a foreign object is mixed between the electrodes of the switching element 3 while the discharge lamp is lit, the output voltage of the DC power supply 1 is discharged. When applied to the lamp 12, an excessive current (for example, several tens of A to one hundred A or more) flows through the discharge lamp, and the discharge lamp is instantaneously destroyed. Since this lamp breakdown occurs immediately after the short circuit (for example, 100 μs to less than 1 ms), it is difficult to avoid the breakdown after the short circuit state is detected. When the discharge lamp is broken, it is necessary to replace the lamp. However, since the discharge lamp is very expensive and troublesome to replace, the destruction of the discharge lamp is a serious problem.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and when the discharge lamp is turned on, the switching element itself of the chopper circuit is short-circuited or a conductor foreign matter is mixed between the electrodes of the switching element to cause a short circuit. In addition, since the voltage and lamp current between the input and output of the switching element are detected and the output of the chopper circuit is short-circuited to protect the discharge lamp, the discharge lamp can be prevented from being destroyed, and the cost of the expensive discharge lamp can be prevented. An object of the present invention is to provide a lamp power supply device that eliminates the need for payment and exchange.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a chopper circuit for controlling the power of a discharge lamp by controlling a DC input voltage from a DC power source and a high-pressure pulse generating circuit for generating a high-pressure pulse for starting the discharge lamp are provided. A power supply device for a lamp, wherein the chopper circuit performs a switching element for controlling power of the discharge lamp by performing an on / off operation, a control unit for controlling on / off of the switching element, and an input voltage of the switching element. Input voltage detecting means for detecting; output voltage detecting means for detecting an output voltage of the switching element; voltage comparing means for comparing two output voltages of the input voltage detecting means and the output voltage detecting means; and the discharge lamp. Current detection to detect that the lamp current flowing in the Means, a thyristor that short-circuits the output of the chopper circuit, and the thyristor is turned on when there is no difference between the input voltage and the output voltage of the switching element and the lamp current is larger than a threshold value in the current detection means. And a lamp power supply device characterized by comprising a lamp protection means.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same parts as those of the conventional example shown in FIG.
In FIG. 1, the input voltage detection means 13 for detecting the input voltage of the switching element 3 of the chopper circuit 2, the output voltage detection means 14 for detecting the output voltage of the switching element 3, and the output voltages of the two detection means are compared. A voltage comparison means 15 is provided. There are also provided current detection means 16 for detecting the current flowing through the discharge lamp 12 by the current detection resistor 7 and lamp protection means 17 for protecting the discharge lamp 12 from destruction by two outputs of the current detection means 16 and the voltage comparison means 15. ing. Furthermore, a thyristor 18 for short-circuiting the output of the chopper circuit 2 and a fuse 19 between the DC power supply 1 and the chopper circuit 2 are provided by the control from the lamp protection means 17, and the details will be described below. The operation will be described.
[0010]
When the voltage value output from the input voltage detection means 13 and the output voltage detection means 14 is equal to the input voltage of the switching element 3, the voltage output from the output voltage detection means 14 is larger. Set. In other words, the ratio of the output voltage to the observed voltage (input voltage) of the input voltage detection means 13 and the output voltage detection means 14 is changed. For example, if the input voltage detection means 13 is set to 100: 1 and the output voltage detection means 14 is set to 80: 1, if the input voltage of the switching element 3 is assumed to be 400V, the output voltage of the input voltage detection means 13 is 4V. When the output voltage of the switching element 3 is also 400V, the output voltage value of the output voltage detection means 14 is 5V. The output voltage of the switching element 3 at which the output voltage of the output voltage detection means 14 is 4V is 320V.
[0011]
Therefore, if the output of the output voltage detecting means 14 is connected to the non-inverting input terminal of the voltage comparing means 15 and the output of the input voltage detecting means 13 is connected to the inverting input terminal, if the switching element 3 is short-circuited, switching is performed. Since the input voltage and the output voltage of the element 3 become equal and the output voltage value of the output voltage detection means 14 becomes higher, the output of the voltage comparison means 15 becomes a high level. However, even in a normal case, before the discharge lamp is lit, the load impedance of the chopper circuit 2 is high, so that the output voltage of the chopper circuit 2 (switching element 3) is high and close to the input voltage. Of the output of the switching element may be at a high level, and it is not possible to specify a short circuit of the switching element by itself.
[0012]
Therefore, the current detection means 16 is provided so that the output of the current detection means 16 becomes a high level when a current exceeding the threshold flows with the lamp current value flowing through the discharge lamp 12 during normal lighting as a threshold value. Is set. The lamp protection means 17 is composed of an OR circuit (AND circuit) that outputs a high level only when both of the two outputs of the current detection means 16 and the voltage comparison means 15 are at a high level, thereby detecting a short circuit of the switching element 3. enable. That is, in the normal state, when the output voltage of the switching element 3 is high, almost no current flows, and the output of the current detection means 16 is at a low level. The output of the means 16 becomes high level.
[0013]
By the way, in the input voltage detection means 13 and the output voltage detection means 14, if the input voltage is constant, it seems that an absolute voltage value may be detected instead of a voltage difference between input and output. However, when the switching element 3 is actually short-circuited, excessive power is generated, so that depending on the power supply capability of the DC power supply 1, in most cases, the input voltage also drops rapidly, increasing the normal voltage value. Below. Therefore, it is effective to detect a voltage difference between input and output.
[0014]
Further, in the output voltage detection means 14, the detection location is not the output of the chopper circuit 2 but immediately after the switching element 3 in order to speed up the short circuit detection. Since the coil 5 is interposed at the moment when the switching element 3 is short-circuited, the voltage between the input and output of the chopper circuit 2 itself is not near zero, and the discovery of the short circuit is greatly delayed. Therefore, in order to reliably detect a short circuit of the switching element instantaneously, it is necessary to detect a voltage difference immediately before and after the switching element 3.
As described above, when a short circuit of the switching element 3 is detected, the lamp protection means 17 supplies a high level signal to the gate of the thyristor 18. Then, the thyristor 18 becomes conductive, and the output of the chopper circuit 2 is short-circuited. Even if the gate voltage of the thyristor 18 becomes low level, the short-circuit state is maintained and excessive current does not flow to the discharge lamp 12. Operate.
[0015]
However, when the output of the chopper circuit 2 is short-circuited by the thyristor 18, the thyristor 18 is kept in a conductive state, so that as long as the DC power supply 1 continues to supply current, an excessive current flowing to the chopper circuit 2 continues to flow, which is not preferable. .
In the circuit of the present invention, since the fuse 19 is connected between the DC power supply circuit 1 and the chopper circuit 2, even if an excessive current is generated due to the conduction of the thyristor 18, the fuse 19 is immediately turned on (for example, after 1 second). ) Fusing to cut off the excessive current. In addition, this fuse blown also provides double protection from the viewpoint of protection of the discharge lamp 12, thereby further strengthening the protection.
[0016]
If an element having a large surge-on current is used as the thyristor 18, even if the switching element 3 is short-circuited, only the switching element 3 and the fuse 19 need to be replaced. In addition, when a conductor foreign matter enters between the electrodes of the switching element and short-circuits, only the fuse needs to be replaced. In any case, it is much cheaper than the price of the discharge lamp 12 (for example, a cost of about 1/100).
[0017]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific embodiment of the present invention, which basically performs the same operation as that of FIG. In FIG. 2, the input voltage detecting means 13 is composed of resistors 21 and 22 and a capacitor 23, and the output voltage detecting means 14 is composed of resistors 24 and 25 and a capacitor 26, and the ratio of the output voltage to the observed voltage is divided by resistance division, respectively. It is determined. The capacitance 26 is better when considering the response speed, but the voltage immediately after the switching element 3 is a rectangular pulse in a normal state and needs to be smoothed, and a capacitance value of about 1000 pF is selected. . Since the connection of the voltage comparison means 15 with the input voltage detection means 13 and the output voltage detection means 14 is opposite to that in FIG. 1, the output of the voltage comparison means 15 is also opposite in polarity to that in FIG.
[0018]
The current detection means 16 includes a transistor 29 and resistors 27, 28, 30. A value obtained by dividing the voltage generated by the current detection resistor 7 using the resistors 27, 28 is applied to the base of the transistor 29, and the transistor 29 Is conducted, the output of the current detection means 16 is at a low level. In other words, the current detection threshold value of the current detection means 16 is determined by the resistors 7, 27 and 28. Similarly to the voltage comparison means 15, the output of the current detection means 16 has a polarity opposite to that shown in FIG. It has become.
[0019]
Therefore, when the switching element 3 is short-circuited, that is, when the output voltage of the switching element 3 is high and a current exceeding the threshold value of the lamp current flows, the outputs of the voltage comparison means 15 and the current detection means 16 are Both are low level. Therefore, the lamp protection means 17 in FIG. 2 is a NOR circuit instead of an AND circuit, and is composed of diodes 31 and 32, a transistor 34, and resistors 33 and 35. If either one of the diodes 31 and 32 is turned on, the transistor 34 is also turned on. Therefore, the output of the lamp protection means 17 becomes high level when the two diodes are not turned on, that is, the voltage comparison means 15 is also current. The detection means 16 is also when its output is at a low level.
[0020]
A resistor 36 and a capacitor 37 are connected to the gate of the thyristor 18. The capacitor 37 is an element necessary for actual circuit driving. However, in consideration of the conduction start speed of the thyristor, the one having the smallest capacitance value is possible. Is preferred.
FIG. 3 is a diagram for explaining the place where the fuse is inserted. 1 and 2, the fuse 19 is inserted between the DC power source 1 and the chopper circuit 2. However, the fuse 19 is not limited to this location, and as shown in FIG. Any of 19a to 19e shown in the loop to the thyristor 18 may be used.
[0021]
FIG. 4 is a diagram for explaining a place where a fuse is inserted when connected to a commercial AC power source. Many lamp power supply devices use a commercial AC power supply as a power supply source. In FIG. 4, the lamp power supply device 41 operates by receiving power from the commercial AC power supply 40. Specifically, the power supply from the commercial AC power supply 40 is received by the DC power supply 1. The DC power supply 1 is often composed of a rectifying / smoothing circuit 38 and an active filter 39 for improving the power factor in order to comply with harmonic distortion regulations. In some cases, the rectifying / smoothing circuit 38 is not mounted with the active filter 39 but is increased to a voltage value necessary for lighting the discharge lamp by voltage doubler rectification. In either case, a fuse 19f may be inserted between the commercial AC power supply 40 as shown in FIG. Since the fuse 19f has the function of the fuse 19 in FIGS. 1 and 2, the fuse 19 in FIGS. 1 and 2 is not necessary when the fuse 19f is inserted.
[0022]
【The invention's effect】
The lamp power supply device according to the present invention can also be used for the input / output of the switching element even when the switching element itself of the chopper circuit is short-circuited or a conductor foreign matter enters between the electrodes of the switching element while the discharge lamp is lit. Protects the discharge lamp by short-circuiting the output of the chopper circuit by detecting the voltage and lamp current between them, preventing the discharge lamp from being destroyed, and eliminating the need for expensive discharge lamp payment and replacement There is an extremely excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a place where a fuse is inserted;
FIG. 4 is a diagram for explaining a place where a fuse is inserted when connected to a commercial AC power supply.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional lamp power supply device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Chopper circuit 3 Switching element 4 Commutation diode 5 Coil 6 Smoothing capacity 7 Current detection resistor 8 Control part 9 High voltage pulse generation circuit 10 High voltage transformer 11 Pulse generation part 12 Discharge lamp 13 Input voltage detection means 14 Output voltage detection means 15 Voltage comparison means 16 Current detection means 17 Lamp protection means 18 Thyristor 19 Fuse

Claims (2)

直流電源からの直流入力電圧を制御して放電ランプを電力制御するチョッパ回路と、前記放電ランプを始動させるための高圧パルスを発生させる高圧パルス発生回路とを備えたランプ用電源装置であって、
前記チョッパ回路は、
オンオフ動作を行うことにより前記放電ランプを電力制御するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と、
前記スイッチング素子の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
前記スイッチング素子の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
前記入力電圧検出手段及び前記出力電圧検出手段の2つの出力電圧を比較する電圧比較手段と、
前記放電ランプに流れるランプ電流が正常点灯時のランプ電流値であるしきい値より大きいことを検出する電流検出手段と、
前記チョッパ回路の出力を短絡するサイリスタと、
前記スイッチング素子の入力電圧と出力電圧に差がなく、しかも前記電流検出手段においてランプ電流がしきい値より大きい場合には、前記サイリスタを導通させるランプ保護手段とを有して構成することを特徴とするランプ用電源装置。
A lamp power supply device comprising: a chopper circuit that controls a DC input voltage from a DC power supply to control the power of a discharge lamp; and a high-pressure pulse generation circuit that generates a high-pressure pulse for starting the discharge lamp,
The chopper circuit is
A switching element for controlling the power of the discharge lamp by performing an on / off operation;
A control unit for controlling on / off of the switching element;
An input voltage detecting means for detecting an input voltage of the switching element;
Output voltage detecting means for detecting the output voltage of the switching element;
Voltage comparison means for comparing two output voltages of the input voltage detection means and the output voltage detection means;
Current detection means for detecting that a lamp current flowing through the discharge lamp is larger than a threshold value which is a lamp current value at normal lighting;
A thyristor for short-circuiting the output of the chopper circuit;
When there is no difference between the input voltage and the output voltage of the switching element, and the lamp current is larger than a threshold value in the current detection means, it comprises lamp protection means for conducting the thyristor. Lamp power supply.
前記直流電源から前記チョッパ回路の電流経路に挿入されたヒューズを有して構成することを特徴とする請求項1に記載のランプ用電源装置。The lamp power supply device according to claim 1, comprising a fuse inserted from the DC power supply into a current path of the chopper circuit.
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