JP3807191B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプ点灯装置、例えば車両用の放電ランプ点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6に従来の放電ランプ点灯装置の構成図を、図7,図8に図6の放電ランプ点灯装置の動作波形図を示す。
【0003】
図6に示す放電ランプ点灯装置は、例えば、車両に搭載されて使用されるものであり、その車両の12Vバッテリなどの電源DCに接続される。すなわち、電源DCには、コンデンサC0を介して、FETなどのスイッチング素子などを用いて構成される(昇圧)チョッパ1の入力が接続される。そして、チョッパ1の出力側には、高輝度放電(HID)ランプなどの放電ランプDLが設けられ、チョッパ1の出力と放電ランプDLとの間には、フルブリッジ回路構成のFETQ1〜Q4により成るインバータ2が介設され、さらに、インバータ2の出力と放電ランプDLとの間には、点灯開始用の高圧パルスを発生して放電ランプDLに印加し、放電ランプDLをブレークダウンさせてアーク放電に移行させ放電を開始させるイグナイタ3が介設されている。また、チョッパ1の出力には、抵抗R41〜R43により構成され、チョッパ1の出力電圧ないし放電ランプDLのランプ電圧を検出する電圧検出部4と、抵抗R5により構成され、チョッパ1の出力電流ないし放電ランプDLのランプ電流を検出する電流検出部5とが設けられている。さらに、チョッパ1の入力には、抵抗R61〜R63により構成され、電源DCの電圧を監視するための電圧検出部6が設けられているほか、制御部10PAが設けられている。
【0004】
ただし、FETQ1〜Q4の各々は、帰還ダイオードとして機能する寄生ダイオードを有している。また、この種の放電ランプ点灯装置は車両以外の種々の用途にも使用され、電源DCの部分に交流電源が使用され、チョッパ1の部分にAC−DCコンバータが使用される場合もある。
【0005】
制御部10PAは、チョッパ1の図示しないスイッチング素子のオン/オフを制御してチョッパ1の出力を調整するとともに、インバータ2の発振周波数を制御するもので、図6の例では、電力演算部11、チョッパ制御部12、ドライバ13およびインバータ制御部14により構成されている。
【0006】
電力演算部11は、図7に示すように、始動の際、前回の消灯の時点からその始動の時点t0までの時間によって、ランプ電流Idlが流れ始めてから所定時間が経過するまでのDCフェーズ区間のランプ電流Isおよび発振周波数fsを決定するとともに、DCフェーズ区間の終了以降、電圧検出部4および電流検出部5の両検出結果を利用して、放電ランプDLに供給すべき電力量の演算を行うものである。この演算の一例を説明すると、電圧検出部4および電流検出部5の両検出結果から得られる電力量を、フィードバック制御で所定の電力量にするためのランプ電流を決定する演算が行われる。なお、上記前回の消灯の時点から始動の時点t0までの時間に代えて、放電ランプDLの温度やランプ電圧などのランプの状態が利用されることもある。
【0007】
チョッパ制御部12は、チョッパ1の出力が電力演算部11で決定されたレベルになるように、チョッパ1のスイッチング素子のオン/オフを制御して、チョッパ1の出力を調整するものである。
【0008】
ドライバ13は、インバータ2の各FETを駆動してオン/オフするものである。インバータ制御部14は、DCフェーズ区間の場合、電力演算部11で決定された発振周波数fsで、FETQ1,Q4の組とFETQ2,Q3の組とを、ドライバ13を介して交互にオン/オフする一方、DCフェーズ区間の終了以降の場合、発振周波数fsをこれよりも高い発振周波数fpに切り替えて、FETQ1,Q4の組とFETQ2,Q3の組とを、ドライバ13を介して交互にオン/オフするものである。
【0009】
ここで、上記前回の消灯の時点から始動の時点t0までの時間が、放電ランプDLをこの始動性能に影響を与えない程度にまで周囲温度に十分なじませる時間であれば、図8(a)に示すように、上記始動を初始動として、DCフェーズ区間のランプ電流Isおよび発振周波数fsがそれぞれランプ電流Is1および発振周波数fs1に設定される一方、そうでなければ、図8(b)に示すように、上記始動を再始動として、DCフェーズ区間のランプ電流Isおよび発振周波数fsがそれぞれランプ電流Is2および発振周波数fs2に設定される。ただし、Is1>Is2、fs1>fs2であり、これらは、Is1/(2×fs1)=Is2/(2×fs2)を満足する値に設定される。
【0010】
このように構成される放電ランプ点灯装置によれば、DCフェーズ区間の終了後、発振周波数がfsよりも高いfpに切り替わるので、放電ランプDLの安定かつスムーズな点灯が可能になる。
【0011】
また、始動の際、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間に応じて、DCフェーズ区間の発振周波数およびランプ電流が決定されるので、放電ランプDLの寿命を延ばすことが可能になるとともに始動時の閃光防止が可能になる。
【0012】
なお、特開平11−297486号公報には、放電灯の始動時に始動電圧を大きくでき、始動性能を改善できる放電灯点灯装置が記載されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図6に示した放電ランプ点灯装置では、DCフェーズ区間のランプ電流および発振周波数が、ランプの状態や前回の消灯の時点から始動の時点までの時間のみによって決定され、電源DCの電圧レベルに関わらずその決定されたランプ電流が回路内を流れることになるので、回路素子に過大にストレスが加わる恐れがあった。図9に電源電圧と入力電流との関係を示す。
【0014】
また、DCフェーズ区間のランプ電流のみが制限されると、極性反転時の立消えが発生しやすい状態となってしまう問題もあった。
【0015】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回路素子に過大なストレスが加わるのを防止しうるとともに、立消えの発生を防止しうる放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1記載の発明の放電ランプ点灯装置は、高輝度放電ランプと、入力に電源が接続され出力電圧レベルが可変の直流電源と、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して高輝度放電ランプに供給するインバータと、直流電源を制御してその出力を調整するとともに、インバータの発振周波数を制御するものであって、始動時にランプ電流が流れ始めてからDCフェーズ区間としての所定時間が経過するまで、発振周波数を低周波にし、所定時間の経過後、発振周波数を高周波にする制御部とを備え、上記制御部は、DCフェーズ区間において、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下になった場合、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間、あるいは始動直後の高輝度放電ランプの状態によって定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさと直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下のときに設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさとを比較し、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が大きいときには、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下のときに設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行い、ランプ電流を制限するとともに、発振周波数を定常時よりも低周波にし、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が小さいときには、定常時に設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行うことを特徴とする。
【0018】
請求項2記載の発明の放電ランプ点灯装置は、高輝度放電ランプと、入力に電源が接続され出力電圧レベルが可変の直流電源と、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して高輝度放電ランプに供給するインバータと、直流電源を制御してその出力を調整するとともに、インバータの発振周波数を制御するものであって、始動時にランプ電流が流れ始めてからDCフェーズ区間としての所定時間が経過するまで、発振周波数を低周波にし、所定時間の経過後、発振周波数を高周波にする制御部とを備え、上記制御部は、DCフェーズ区間において、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下になった場合、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさと電源の電圧に応じて設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさとを比較し、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が大きいときには、電源の電圧に応じて設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行い、ランプ電流を制限するとともに、発振周波数を定常時よりも低周波にし、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が小さいときには、定常時に設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行うことを特徴とする。
【0019】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の放電ランプ点灯装置において、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間が、高輝度放電ランプを始動性能に影響を与えない程度にまで周囲温度に十分なじませる時間である初始動時におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs1、発振周波数をfs1とし、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間が、高輝度放電ランプを始動性能に影響を与えない程度にまで周囲温度に十分なじませる時間でない再始動におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs2、発振周波数をfs2としたとき、上記制御部は、Is1>Is2を満足し、Is1/(2×fs1)=Is2/(2×fs2)となるように制御することを特徴とする。
【0020】
請求項4記載の発明は、請求項1または3記載の放電ランプ点灯装置において、定常時におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs、発振周波数をfsとし、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下のときに設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIv1、発振周波数fv1としたとき、上記制御部は、Is/(2×fs)=Iv1/(2×fv1)となるように制御することを特徴とする。
【0021】
請求項5記載の発明は、請求項2または3記載の放電ランプ点灯装置において、定常時におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs、発振周波数をfsとし、電源電圧に応じて設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIv2、発振周波数fv2としたとき、Is/(2×fs)=Iv2/(2×fv2)となるように制御することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る第1実施形態の放電ランプ点灯装置の構成図、図2は図1の放電ランプ点灯装置の動作波形図で、これらの図を用いて以下に第1実施形態の説明を行う。
【0023】
図1に示す放電ランプ点灯装置は、コンデンサC0、チョッパ1、インバータ2、イグナイタ3、電圧検出部4、電流検出部5および電圧検出部6を図6に示した従来の放電ランプ点灯装置と同様に備えているほか、その従来の放電ランプ点灯装置との相違点として、制御部10を備えている。
【0024】
この制御部10は、チョッパ1のスイッチング素子のオン/オフを制御してチョッパ1の出力を調整するとともに、インバータ2の発振周波数を制御するもので、電力演算部11、チョッパ制御部12、ドライバ13およびインバータ制御部14を図6に示した従来の放電ランプ点灯装置と同様に備えているほか、その従来の放電ランプ点灯装置との相違点として、コンパレータ15、DCフェーズ電力演算部16および切替部17を備えている。
【0025】
コンパレータ15は、電圧検出部6で検出された電源DCの電圧レベル(正確にはその分圧電圧のレベル)と所定の基準電圧のレベルとの比較を行うもので、電源DCの電圧レベルが基準電圧のレベルより高ければ出力レベルをハイにする一方、低ければローにする。
【0026】
DCフェーズ電力演算部16は、DCフェーズ区間に作動し、DCフェーズ区間でコンパレータ15の出力レベルがローになると、図2に示すように、ランプ電流Isよりも小さいランプ電流Iv1と、発振周波数fsよりも低い発振周波数fv1とを、Is/(2×fs)=Iv1/(2×fv1)を満足する値で出力するものである。このとき、DCフェーズ電力演算部16によって規定されるランプ電流Iv1および発振周波数fv1はいずれも1つの値である。
【0027】
切替部17は、電力演算部11で決定されたDCフェーズ区間のランプ電流IsとDCフェーズ電力演算部16からのランプ電流Iv1との比較を行い、ランプ電流Isがランプ電流Iv1より大きければ、チョッパ制御部12で使用されるランプ電流Isおよびインバータ制御部14で使用される発振周波数fsを、それぞれDCフェーズ電力演算部16からのランプ電流Iv1および発振周波数fv1に切り替える一方、小さければ、あるいはDCフェーズ電力演算部16からランプ電流Iv1が出力されなければ、上記切替えを行わずに、チョッパ制御部12およびインバータ制御部14にそれぞれランプ電流Isおよび発振周波数fsを使用させるものである。
【0028】
次に、第1実施形態の特徴となる制御部10による動作を説明する。DCフェーズ区間において、電源DCの電圧が低下した場合、チョッパ制御部12で使用されるランプ電流Isおよびインバータ制御部14で使用される発振周波数fsが、それぞれDCフェーズ電力演算部16からのランプ電流Iv1および発振周波数fv1に切り替えられる。これに対し、電源DCの電圧が低下せずに安定である場合、チョッパ制御部12およびインバータ制御部14にそれぞれ電力演算部11で決定されたランプ電流Isおよび発振周波数fsが使用される。
【0029】
以上、電源DCの電圧が低下した場合、ランプ電流Isをランプ電流Iv1に制限することにより、回路素子に過大なストレスが加わるのを防止することができるとともに、発振周波数fsを発振周波数fv1に切り替えて定常時よりも低周波にすることにより、放電ランプDLの放電を安定させることができるので、極性反転時の立消えの発生を防止することができる。
【0030】
なお、第1実施形態では、DCフェーズ区間のランプ電流Isおよび発振周波数fsは、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間によって決定される構成になっているが、これに限らず、放電ランプDLの温度、始動直後のランプ電圧やランプ電流などのランプの状態によって決定される構成でもよい。
【0031】
図3は本発明に係る第2実施形態の放電ランプ点灯装置の構成図、図4は図3のDCフェーズ電力演算部の出力波形図、図5は図3の放電ランプ点灯装置の動作波形図で、これらの図を用いて以下に第2実施形態の説明を行う。
【0032】
図3に示す放電ランプ点灯装置は、コンデンサC0、チョッパ1、インバータ2、イグナイタ3、電圧検出部4、電流検出部5および電圧検出部6を第1実施形態と同様に備えているほか、第1実施形態との相違点として、制御部20を備えている。
【0033】
この制御部20は、チョッパ1のスイッチング素子のオン/オフを制御してチョッパ1の出力を調整するとともに、インバータ2の発振周波数を制御するもので、電力演算部11、チョッパ制御部12、ドライバ13、インバータ制御部14および切替部17を第1実施形態と同様に備えているほか、第1実施形態との相違点として、コンデンサC25およびDCフェーズ電力演算部26を備えている。
【0034】
コンデンサC25は、電圧検出部6で検出された電源DCの電圧を平滑するものである。DCフェーズ電力演算部26は、DCフェーズ区間に作動し、図4に示すように、コンデンサC25の両端電圧のレベルに応じて、ランプ電流Iv2および発振周波数fv2を、Is/(2×fs)=Iv2/(2×fv2)を満足する値で出力するものである。このとき、DCフェーズ電力演算部16によって規定されるランプ電流Iv1および発振周波数fv1は、コンデンサC25の両端電圧のレベルに応じて連続的に変化する。なお、電源DCの電圧が定格電圧(12V)や部品へのストレスが大きくならないレベル以上の場合、DCフェーズ区間であっても、DCフェーズ電力演算部26からランプ電流および発振周波数の出力が行われない構成でもよい。
【0035】
次に、第2実施形態の特徴となる制御部20による動作を説明する。DCフェーズ区間において、電源DCの電圧が定格電圧より低下した場合、チョッパ制御部12で使用されるランプ電流Isおよびインバータ制御部14で使用される発振周波数fsが、それぞれコンデンサC25の両端電圧のレベルに応じてDCフェーズ電力演算部26から出力されるランプ電流Iv2および発振周波数fv2に切り替えられる。これに対し、電源DCの電圧が低下せずに定格電圧で安定である場合、チョッパ制御部12およびインバータ制御部14にそれぞれ電力演算部11で決定されたランプ電流Isおよび発振周波数fsが使用される。
【0036】
以上、電源DCの電圧が低下した場合、コンデンサC25の両端電圧のレベルに応じたランプ電流Iv2にランプ電流Isを制限することにより、回路素子に過大なストレスが加わるのを防止することができるとともに、コンデンサC25の両端電圧のレベルに応じた発振周波数fv2に発振周波数fsを切り替えて定常時よりも低周波にすることにより、放電ランプDLの放電を安定させることができるので、極性反転時の立消えの発生を防止することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項1記載の発明によれば、高輝度放電ランプと、入力に電源が接続され出力電圧レベルが可変の直流電源と、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して高輝度放電ランプに供給するインバータと、直流電源を制御してその出力を調整するとともに、インバータの発振周波数を制御するものであって、始動時にランプ電流が流れ始めてからDCフェーズ区間としての所定時間が経過するまで、発振周波数を低周波にし、所定時間の経過後、発振周波数を高周波にする制御部とを備え、上記制御部は、DCフェーズ区間において、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下になった場合、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間、あるいは始動直後の高輝度放電ランプの状態によって定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさと直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下のときに設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさとを比較し、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が大きいときには、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下のときに設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行い、ランプ電流を制限するとともに、発振周波数を定常時よりも低周波にし、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が小さいときには、定常時に設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行うので、DCフェーズ区間において、直流電源の入力に接続された電源の電圧が低下した場合、直流電源を制御してランプ電流を制限することで、回路素子に過大なストレスが加わるのを防止することができるとともに、発振周波数を定常時よりも低周波にすることで、放電ランプの放電を安定させることができるので、極性反転時の立消えの発生を防止することができる。
【0039】
請求項2記載の発明によれば、高輝度放電ランプと、入力に電源が接続され出力電圧レベルが可変の直流電源と、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して高輝度放電ランプに供給するインバータと、直流電源を制御してその出力を調整するとともに、インバータの発振周波数を制御するものであって、始動時にランプ電流が流れ始めてからDCフェーズ区間としての所定時間が経過するまで、発振周波数を低周波にし、所定時間の経過後、発振周波数を高周波にする制御部とを備え、上記制御部は、DCフェーズ区間において、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下になった場合、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさと電源の電圧に応じて設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさとを比較し、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が大きいときには、電源の電圧に応じて設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行い、ランプ電流を制限するとともに、発振周波数を定常時よりも低周波にし、定常時に決められたDCフェーズ区間のランプ電流の方が小さいときには、定常時に設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさおよび発振周波数を用いて高輝度放電ランプの点灯制御を行うので、DCフェーズ区間において、直流電源の入力に接続された電源の電圧が低下した場合、直流電源を制御してランプ電流を制限することで、回路素子に過大なストレスが加わるのを防止することができるとともに、発振周波数を定常時よりも低周波にすることで、放電ランプの放電を安定させることができるので、極性反転時の立消えの発生を防止することができる。
【0040】
請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の放電ランプ点灯装置において、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間が、高輝度放電ランプを始動性能に影響を与えない程度にまで周囲温度に十分なじませる時間である初始動時におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs1、発振周波数をfs1とし、前回の消灯の時点から始動の時点までの時間が、高輝度放電ランプを始動性能に影響を与えない程度にまで周囲温度に十分なじませる時間でない再始動におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs2、発振周波数をfs2としたとき、上記制御部は、Is1>Is2を満足し、Is1/(2×fs1)=Is2/(2×fs2)となるように制御するので、放電ランプを好適に点灯させることができる。
【0041】
請求項4記載の発明によれば、請求項1または3記載の放電ランプ点灯装置において、定常時におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs、発振周波数をfsとし、直流電源の入力に接続された電源の電圧がある電圧以下のときに設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIv1、発振周波数fv1としたとき、上記制御部は、Is/(2×fs)=Iv1/(2×fv1)となるように制御するので、低電圧時の部品へのストレスを緩和し、放電ランプの放電を安定させて立消えを発生し難くすることができる。
【0042】
請求項5記載の発明によれば、請求項2または3記載の放電ランプ点灯装置において、定常時におけるDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIs、発振周波数をfsとし、電源電圧に応じて設定されたDCフェーズ区間のランプ電流の大きさをIv2、発振周波数fv2としたとき、Is/(2×fs)=Iv2/(2×fv2)となるように制御するので、低電圧時の部品へのストレスを緩和し、放電ランプの放電を安定させて立消えを発生し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態の放電ランプ点灯装置の構成図である。
【図2】図1の放電ランプ点灯装置の動作波形図である。
【図3】本発明に係る第2実施形態の放電ランプ点灯装置の構成図である。
【図4】図3のDCフェーズ電力演算部の出力波形図である。
【図5】図3の放電ランプ点灯装置の動作波形図である。
【図6】従来の放電ランプ点灯装置の構成図である。
【図7】図6の放電ランプ点灯装置の動作波形図である。
【図8】図6の放電ランプ点灯装置の動作波形図である。
【図9】電源電圧と入力電流との関係を示す図である。
【符号の説明】
DL 放電ランプ
DC 電源
1 チョッパ(直流電源)
2 インバータ
3 イグナイタ
4 電圧検出部
5 電流検出部
6 電圧検出部
10,20 制御部
11 電力演算部
12 チョッパ制御部
13 ドライバ
14 インバータ制御部
15 コンパレータ
16,26 DCフェーズ電力演算部
17 切替部
C25 コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device, for example, a discharge lamp lighting device for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device, and FIGS. 7 and 8 show operation waveform diagrams of the discharge lamp lighting device of FIG.
[0003]
The discharge lamp lighting device shown in FIG. 6 is used mounted on a vehicle, for example, and is connected to a power source DC such as a 12V battery of the vehicle. That is, the input of the (boost)
[0004]
However, each of the FETs Q1 to Q4 has a parasitic diode that functions as a feedback diode. Further, this type of discharge lamp lighting device is also used for various applications other than vehicles, and an AC power source may be used for the power source DC portion and an AC-DC converter may be used for the
[0005]
The control unit 10PA controls on / off of a switching element (not shown) of the
[0006]
As shown in FIG. 7, the
[0007]
The
[0008]
The
[0009]
Here, if the time from the previous extinction time to the starting time t0 is sufficient to allow the discharge lamp DL to sufficiently affect the ambient temperature so as not to affect the starting performance, FIG. As shown in FIG. 8, the lamp current Is and the oscillation frequency fs in the DC phase section are set to the lamp current Is1 and the oscillation frequency fs1, respectively, with the above start as the initial start. As described above, when the above-mentioned start is restarted, the lamp current Is and the oscillation frequency fs in the DC phase section are set to the lamp current Is2 and the oscillation frequency fs2, respectively. However, Is1> Is2, fs1> fs2, and these are set to values satisfying Is1 / (2 × fs1) = Is2 / (2 × fs2).
[0010]
According to the discharge lamp lighting device configured as described above, the oscillation frequency is switched to fp higher than fs after the end of the DC phase period, and thus the discharge lamp DL can be stably and smoothly lit.
[0011]
Further, at the time of starting, the oscillation frequency and the lamp current in the DC phase section are determined according to the time from the previous extinction time to the starting time, so that it is possible to extend the life of the discharge lamp DL. It is possible to prevent flashing at the start.
[0012]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-297486 discloses a discharge lamp lighting device that can increase the starting voltage when starting the discharge lamp and improve the starting performance.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the discharge lamp lighting device shown in FIG. 6, the lamp current and the oscillation frequency in the DC phase section are determined only by the lamp state and the time from the previous turn-off to the start-up, and the voltage level of the power supply DC Regardless, since the determined lamp current flows in the circuit, there is a fear that excessive stress is applied to the circuit element. FIG. 9 shows the relationship between the power supply voltage and the input current.
[0014]
In addition, when only the lamp current in the DC phase section is limited, there is a problem that it is likely to go out during polarity reversal.
[0015]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of preventing an excessive stress from being applied to a circuit element and preventing the occurrence of extinction.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a discharge lamp lighting device according to a first aspect of the present invention is a high-intensity discharge lamp, a direct current power source connected to the input and having a variable output voltage level, and direct current power from the direct current power source with alternating current. An inverter that converts power into high-intensity discharge lamps and controls the DC power supply to adjust its output and control the oscillation frequency of the inverter. A control unit for setting the oscillation frequency to a low frequency until a predetermined time as a section elapses, and setting the oscillation frequency to a high frequency after a predetermined time elapses. If it becomes less than a certain voltage the voltage of the connected power supply, the time up to the point of starting from the time of the last off, or the state of the high intensity discharge lamp immediately after the start Comparing the magnitude of the lamp current in the DC phase section determined in a steady state with the magnitude of the lamp current in the DC phase section set when the voltage of the power supply connected to the input of the DC power supply is below a certain voltage, When the lamp current in the DC phase section determined in the steady state is larger, the magnitude of the lamp current in the DC phase section and the oscillation frequency set when the voltage of the power supply connected to the input of the DC power supply is below a certain voltage. Is used to control the lighting of the high-intensity discharge lamp, limit the lamp current, set the oscillation frequency to a lower frequency than in the steady state, and when the lamp current in the DC phase section determined in the steady state is smaller, It is characterized by controlling lighting of the high intensity discharge lamp with a magnitude and oscillation frequency of the lamp current of the set DC phase interval .
[0018]
According to a second aspect of the present invention , there is provided a discharge lamp lighting device, a high-intensity discharge lamp, a direct-current power source connected to a power source and having a variable output voltage level, and direct-current power from the direct-current power source is converted into alternating-current power. Controls the inverter supplied to the discharge lamp and the DC power supply to adjust its output, and also controls the oscillation frequency of the inverter, and the predetermined time as the DC phase section has elapsed since the start of the lamp current at the start. A control unit that lowers the oscillation frequency until a predetermined time elapses, and the oscillation unit sets the oscillation frequency to a high frequency after a predetermined time has elapsed. When the voltage falls below a certain voltage, the lamp of the DC phase section set according to the magnitude of the lamp current of the DC phase section determined in the steady state and the voltage of the power source When the lamp current in the DC phase section determined in the steady state is larger than the current magnitude, the lamp current magnitude in the DC phase section and the oscillation frequency set according to the voltage of the power source are used. The lighting discharge lamp is controlled to limit the lamp current, and the oscillation frequency is set to a lower frequency than in the steady state. When the lamp current in the DC phase section determined in the steady state is smaller, the DC set in the steady state is set. The lighting control of the high-intensity discharge lamp is performed using the magnitude of the lamp current in the phase section and the oscillation frequency.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or second aspect , the time from the previous turn-off time to the start time is such that the high-intensity discharge lamp does not affect the starting performance. The magnitude of the lamp current in the DC phase section at the time of the initial start, which is sufficient to allow the ambient temperature to settle, is Is1, the oscillation frequency is fs1, and the time from the previous turn-off to the start is When the magnitude of the lamp current in the DC phase section is Is2 and the oscillation frequency is fs2 in the restart, which is not a time to allow the ambient temperature to sufficiently affect the starting performance, the control unit sets Is1> Is2. Satisfactory control is performed such that Is1 / (2 × fs1) = Is2 / (2 × fs2).
[0020]
According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or third aspect , the magnitude of the lamp current in the DC phase section in a steady state is Is, the oscillation frequency is fs, and the discharge lamp lighting device is connected to the input of the DC power source. When the magnitude of the lamp current in the DC phase section set when the power supply voltage is lower than a certain voltage is Iv1 and the oscillation frequency fv1, the control unit is Is / (2 × fs) = Iv1 / (2 × fv1) is controlled.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the second or third aspect of the invention, the magnitude of the lamp current in the DC phase section in a steady state is Is, the oscillation frequency is fs, and is set according to the power supply voltage. Control is performed so that Is / (2 × fs) = Iv2 / (2 × fv2) where the magnitude of the lamp current in the DC phase section is Iv2 and the oscillation frequency fv2.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device of FIG. 1, and the first embodiment will be described below using these diagrams. I do.
[0023]
The discharge lamp lighting device shown in FIG. 1 has a capacitor C0, a
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The DC phase
[0027]
The switching
[0028]
Next, the operation by the
[0029]
As described above, when the voltage of the power supply DC is reduced, by limiting the lamp current Is to the lamp current Iv1, it is possible to prevent an excessive stress from being applied to the circuit element and to switch the oscillation frequency fs to the oscillation frequency fv1. By making the frequency lower than that in the steady state, the discharge of the discharge lamp DL can be stabilized, and the occurrence of extinction at the time of polarity reversal can be prevented.
[0030]
In the first embodiment, the lamp current Is and the oscillation frequency fs in the DC phase section are determined by the time from the previous turn-off time to the start time. However, the present invention is not limited to this. The configuration may be determined according to the lamp state such as the temperature of the lamp DL, the lamp voltage immediately after starting, or the lamp current.
[0031]
3 is a block diagram of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment of the present invention, FIG. 4 is an output waveform diagram of the DC phase power calculation unit of FIG. 3, and FIG. 5 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device of FIG. The second embodiment will be described below with reference to these drawings.
[0032]
The discharge lamp lighting device shown in FIG. 3 includes a capacitor C0, a
[0033]
The control unit 20 controls on / off of the switching element of the
[0034]
The capacitor C25 smoothes the voltage of the power source DC detected by the
[0035]
Next, the operation of the control unit 20 that is a feature of the second embodiment will be described. In the DC phase section, when the voltage of the power source DC drops below the rated voltage, the lamp current Is used in the
[0036]
As described above, when the voltage of the power supply DC is reduced, by limiting the lamp current Is to the lamp current Iv2 corresponding to the level of the voltage across the capacitor C25, it is possible to prevent an excessive stress from being applied to the circuit element. The discharge of the discharge lamp DL can be stabilized by switching the oscillation frequency fs to the oscillation frequency fv2 corresponding to the level of the voltage across the capacitor C25 so as to be lower than the steady state. Can be prevented.
[0037]
【The invention's effect】
As is apparent from the above, according to the first aspect of the present invention, the high-intensity discharge lamp, the DC power source connected to the input and the output voltage level being variable, and the DC power from the DC power source are converted to AC power. An inverter that converts the power to the high-intensity discharge lamp and controls the DC power supply to adjust its output and control the oscillation frequency of the inverter. And a control unit that lowers the oscillation frequency until a predetermined time elapses, and the oscillation frequency is increased after the predetermined time elapses. The control unit is connected to the input of the DC power source in the DC phase section. If it becomes less than the voltage that the voltage of the power source is a constant depending on the state of the high intensity discharge lamp immediately after time or start up time of starting from the time of the last off Comparing the magnitude of the lamp current in the DC phase section determined at times with the magnitude of the lamp current in the DC phase section set when the voltage of the power supply connected to the input of the DC power supply is below a certain voltage, When the lamp current in the specified DC phase section is larger, the magnitude of the lamp current in the DC phase section and the oscillation frequency set when the voltage of the power supply connected to the input of the DC power supply is below a certain voltage are used. Controls the lighting of the high-intensity discharge lamp, limits the lamp current, sets the oscillation frequency to a lower frequency than in the steady state, and is set in the steady state when the lamp current in the DC phase section determined in the steady state is smaller. by using the magnitude and oscillation frequency of the lamp current of the DC phase interval since the lighting control of the high-intensity discharge lamp, DC phase interval However, when the voltage of the power supply connected to the input of the DC power supply decreases, by controlling the DC power supply and limiting the lamp current, it is possible to prevent excessive stress from being applied to the circuit element, Since the discharge of the discharge lamp can be stabilized by setting the oscillation frequency to be lower than that in the steady state, it is possible to prevent the occurrence of extinction at the time of polarity reversal.
[0039]
According to the second aspect of the present invention, the high-intensity discharge lamp, the direct-current power source connected to the input and having a variable output voltage level, and the direct-current power from the direct-current power source are converted into the alternating-current power to form the high-luminance discharge lamp The inverter to be supplied and the DC power supply are controlled to adjust its output, and the oscillation frequency of the inverter is controlled. Until a predetermined time as a DC phase section elapses after the lamp current starts flowing at the start, A control unit for setting the oscillation frequency to a low frequency and setting the oscillation frequency to a high frequency after a lapse of a predetermined time, and the control unit has a voltage equal to or lower than a certain voltage in the DC phase section. In this case, the magnitude of the lamp current in the DC phase section determined in the steady state and the magnitude of the lamp current in the DC phase section set according to the voltage of the power source In comparison, when the lamp current in the DC phase section determined in the steady state is larger, the high-intensity discharge lamp is turned on using the magnitude of the lamp current and the oscillation frequency set in accordance with the voltage of the power source. When the lamp current is controlled , the lamp current is limited, the oscillation frequency is set lower than the steady state, and the lamp current in the DC phase section determined in the steady state is smaller, the lamp current in the DC phase section set in the steady state is set. Since the lighting control of the high-intensity discharge lamp is performed using the size of the lamp and the oscillation frequency, if the voltage of the power supply connected to the input of the DC power supply decreases during the DC phase period, the lamp current is controlled by controlling the DC power supply. by limiting to, it is possible to prevent the excessive stress is applied to the circuit elements, lower than the steady state of oscillation frequency By the wave, since the discharge of the discharge lamp can be stabilized, it is possible to prevent the occurrence of fade-out at the time of polarity inversion.
[0040]
According to the invention described in
[0041]
According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first or third aspect , the magnitude of the lamp current in the DC phase section in a steady state is Is, the oscillation frequency is fs, and the input is connected to the input of the DC power supply. When the magnitude of the lamp current in the DC phase section set when the voltage of the power source is less than a certain voltage is Iv1 and the oscillation frequency fv1, the control unit Is / (2 × fs) = Iv1 // ( 2 × fv1), the stress on the components at the time of low voltage can be relieved, the discharge of the discharge lamp can be stabilized, and the occurrence of extinction can be made difficult.
[0042]
According to the fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the second or third aspect , the magnitude of the lamp current in the DC phase section in a steady state is Is, the oscillation frequency is fs, and is set according to the power supply voltage. When the magnitude of the lamp current in the DC phase section is Iv2 and the oscillation frequency fv2, control is performed so that Is / (2 × fs) = Iv2 / (2 × fv2). It is possible to relieve the stress of the discharge lamp, stabilize the discharge of the discharge lamp, and make it difficult to extinguish.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
2 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
4 is an output waveform diagram of the DC phase power calculation unit of FIG. 3;
FIG. 5 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device of FIG. 3;
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
7 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device of FIG. 6;
8 is an operation waveform diagram of the discharge lamp lighting device of FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a power supply voltage and an input current.
[Explanation of symbols]
DL Discharge lamp
2
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