JP4151281B2 - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧放電灯を高周波点灯する点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、従来における高圧放電灯点灯装置の回路構成図を示す。図１４において、１は直流電源、２は直流電源１の直流電圧を高周波電圧に変換する第１のスイッチング素子２ａと第２のスイッチング素子２ｂとから成るインバータ回路、３はインバータ回路２を構成する各スイッチング素子の駆動周波数を制御する制御回路、４は共振コンデンサ５およびチョークコイル６を含む負荷回路、７は負荷回路４からの出力電圧により高周波点灯する高圧放電灯である。
【０００３】
こうした構成を有する高圧放電灯点灯装置は、制御回路３により負荷回路４を介して１０ｋＨｚ以上の周波数をもつ高周波電圧が高圧放電灯７へ供給するように、各スイッチング素子を駆動制御する。また、制御回路３は一般周知である高圧放電灯７の発光管内の放電アークの湾曲に伴う”立ち消え”或いは”ゆらぎ”の音響共鳴現象の発生を防止するため、高圧放電灯７の点灯周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数に決めて、各スイッチング素子を駆動制御する。
【０００４】
また、従来例として特開平４−３０３５９２号公報に開示される高圧放電灯点灯装置が挙げられる。これは、直流電源の直流電圧の大きさに応じて点灯周波数を単調増加するようにＦＭ変調回路を設けたものである。これにより、点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯を安定に点灯させると共に、電圧変動があった場合でも常に高圧放電灯への供給電力を一定にして所定の明るさを保つように構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高圧放電灯点灯装置は、前述のように点灯周波数を予め高圧放電灯が有する非共鳴周波数に決めて高圧放電灯を点灯するように構成している。しかしながら、一般に高圧放電灯は累積点灯時間に応じて発光管内の音波の速度が変化したり、或いは電極が消耗することにより非共鳴周波数帯も変化することが知られている。したがって、各種要因によって点灯周波数が共鳴周波数帯に進入することで音響共鳴現象が発生し、高圧放電灯の点灯状態を安定に保つことが出来ないという問題点を有していた。
【０００６】
この発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、各種要因によって非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常にその周波数帯内に点灯周波数を設定するように工夫し、発光管内の放電アークの”立ち消え”或いは”ゆらぎ”を起こすことがなく、高圧放電灯を安定に高周波点灯させる高圧放電灯点灯装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたものである。
【０００８】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたものである。
【０００９】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたものである。
【００１０】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたものである。
【００１１】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたものである。
【００１２】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように、高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図である。図１において、従来例との相違点は例えば定格３５Ｗの高圧放電灯７の管電圧を検出する電圧検出器８を設けたことである。そして、制御回路９は音響共鳴現象が発生しない４０ＫＨｚ〜４５ＫＨｚの非共鳴周波数帯内に点灯周波数を予め設定するように、インバータ回路２の駆動周波数を制御する。また、図２は点灯周波数と管電圧との関係を示す特性図である。音響共鳴現象が発生する共鳴周波数帯では管電圧が高く、非共鳴周波数帯では管電圧が低くかつ一定状態を示すことが分かる。
【００１６】
次に、こうした構成を有する高圧放電灯点灯装置の点灯動作について、図１および図３に示すフローチャート図を併用して説明する。点灯装置の動作を開始した場合に（ステップＳ１００）、制御回路９は初期の点灯周波数を非共鳴周波数と一致するようにインバータ回路２の駆動周波数を制御し、高圧放電灯７を点灯させる（ステップＳ１０１）。この後で、インバータ回路２の駆動周波数を変化させて点灯周波数を下降してゆき（ステップＳ１０２）、この過程で高圧放電灯７の管電圧を電圧検出器８で検出する。次に、制御回路９は電圧検出器８の検出電圧が例えば１Ｖ程度上昇したかどうかを判断し（ステップＳ１０３）、ここでＮＯの場合には点灯周波数の下降を続行させる。また、ＹＥＳの場合には管電圧が共鳴周波数帯に近づいたと判断する。
【００１７】
次に、点灯周波数をその地点から上昇するように（ステップＳ１０４）、インバータ回路２の駆動周波数を変化させ、この過程で前述と同様に管電圧が例えば１Ｖ程度上昇したかどうかを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、ＮＯの場合には点灯周波数の上昇を続行させ、ＹＥＳの場合には管電圧が共鳴周波数帯に近づいたと判断し、その地点から再び点灯周波数を下降させる（ステップＳ１０２）。こうした一連の工程を繰り返すことで、高圧放電灯７の経時変化によって非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常にその周波数帯内に点灯周波数を設定して高圧放電灯７を点灯することができる。また、制御回路９は点灯周波数の下降と上昇移動の際に点灯終了信号を受信したかどうかを判断し（ステップＳ１０６）、ＮＯの場合には高圧放電灯７を点灯維持する。ＹＥＳの場合には、高圧放電灯７を消灯して点灯装置の動作を終了させる（ステップＳ１０７）。
【００１８】
なお、図３のフローチャート図の工程の中に、電圧検出器８からの検出電圧を所定時間毎にサンプリングして平均値を算出し、その平均値が所定値以上となった場合には高圧放電灯７が寿命末期に至ったと判断して、点灯装置の動作を停止させるような手段を盛り込んでも良い。これについては、実施の形態２でも同様である。
【００１９】
さらに、図３のフローチャート図の工程の中に、制御回路９はインバータ回路２の駆動周波数を変化させて点灯周波数を変化する動作を、点灯開始時から所定の経過時間後、或いは高圧放電灯７の管電圧が所定値以上に至った場合に実行させる開始手段を盛り込んでも良い。これについては、実施の形態２でも同様である。
【００２０】
また、点灯装置の点灯動作を図４に示すタイミングチャート図を併用して説明する。図４において、高圧放電灯７の点灯開始時Ｔ０では点灯周波数を非共鳴周波数帯の所定の周波数ｆ０に設定し、その時点の管電圧はＶ０を示す。そして、点灯周波数をｆ０からｆ１まで下降させ、点灯周波数ｆ１の地点即ち時間Ｔ１の時点で管電圧がＶ１を示す。次に、点灯周波数をｆ１を基点としてｆ２まで上昇させ、点灯周波数ｆ２の地点即ち時間Ｔ２の時点で管電圧がＶ１を示す。このように、管電圧がＶ１を示す地点で点灯周波数を下降／上昇移動させる制御シーケンスにより、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定し、高圧放電灯７を安定に点灯することができる。
【００２１】
以上のように、高圧放電灯７の経時変化なとで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定するように工夫して高圧放電灯７を安定に点灯させる構成により、音響共鳴現象を回避することができる。また、高圧放電灯７の寿命末期を簡単な方法で検出し、点灯装置の動作を停止して装置自身を保護することができる。
【００２２】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る高圧放電灯点灯装置の動作の流れを示すフローチャート図である。なお、高圧放電灯点灯装置の回路構成図は実施の形態１と同様である。図５に示すフローチャート図において、点灯装置の動作を開始した場合に（ステップＳ２００）、制御回路９は初期の点灯周波数を非共鳴周波数に一致するようにインバータ回路２の駆動周波数を制御し、高圧放電灯７を点灯させる（ステップＳ２０１）。この後で、点灯周波数を下降してゆき（ステップＳ２０２）、この過程で電圧検出器８の検出電圧即ち管電圧が閾値Ｖ１に到達したかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。
【００２３】
なお、閾値Ｖ１を設定した理由は例えば図６の管電圧特性図に示すように、非共鳴周波数帯で管電圧が窪み形状をもった特性を有する高圧放電灯７を点灯する場合において、非共鳴周波数帯の下限値ｆ１と上限値ｆ２とに対応する管電圧Ｖ１に到達するまで、点灯周波数を初期点灯周波数ｆ０を基点として、できるだけ広範囲に変化させるためである。
【００２４】
次に、前述の過程でＮＯの場合即ち管電圧が閾値Ｖ１に到達していないときには点灯周波数の下降を続行させる。また、ＹＥＳの場合には管電圧が閾値Ｖ１に到達して共鳴周波数帯に近づいたと判断できるため、点灯周波数をその地点から上昇させるようにインバータ回路２の駆動周波数を変化させ、この過程で管電圧が閾値Ｖ１に到達したかどうかを判断する（ステップＳ２０５）。ここで、ＮＯの場合には管電圧が閾値Ｖ１に到達していないために点灯周波数の上昇を続行させ、ＹＥＳの場合には管電圧が閾値Ｖ１に到達したために共鳴周波数帯に近づいたと判断し、再び点灯周波数をその地点から下降させる（ステップＳ２０２）。こうした一連の工程を繰り返すことで、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯７を点灯することができる。
【００２５】
また、点灯装置の点灯動作を図７に示すタイミングチャート図を併用して説明する。図７において、点灯開始時Ｔ０では点灯周波数を初期点灯周波数ｆ０に設定し、その時点の管電圧はＶ０を示す。そして、点灯周波数を下降させて点灯周波数ｆ１の地点即ち時間Ｔ１の時点で管電圧が閾値Ｖ１に到達するので、点灯周波数をｆ１を基点としてｆ２まで上昇させる。次に、点灯周波数ｆ２の地点即ち時間Ｔ２の時点で管電圧が閾値Ｖ１に到達するので、点灯周波数をｆ２を基点としてｆ１まで下降させる。このように、管電圧が閾値Ｖ１に到達した時点で点灯周波数が下降と上昇とを繰り返す制御シーケンスにより、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定し、高圧放電灯７を安定に点灯することができる。
【００２６】
以上のように、高圧放電灯７の経時変化なとで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯に設定するように工夫して高圧放電灯７を点灯させる構成により、音響共鳴現象を回避することができる。
【００２７】
実施の形態３．
実施の形態３は、非共鳴周波数帯内において点灯周波数の下降と上昇を行なうための具体的方法の一例を示す。なお、高圧放電灯点灯装置の回路構成図は実施の形態１と同様である。図２に示すような非共鳴周波数帯の上限側の電圧勾配が下限側と比べて著しく大きい管電圧特性をもつ高圧放電灯７の場合、例えば点灯周波数の上昇して変化する速度に対して電圧検出器８のレスポンスが遅い場合には、点灯周波数がオーバーシュートして共鳴周波数帯に進入する恐れがある。一般的に、明るさの変化を視覚的に認識できないようにするために、点灯周波数の変化する速度は速いことが望ましい。そこで、図８のタイミングチャート図に示すように、制御回路９は点灯周波数ｆ１からｆ２まで上昇させる際の時間ｔ１を、ｆ２からｆ１まで下降させる際の移動時間ｔ２と比べて長くなるようにインバータ回路２の駆動周波数を制御した結果、点灯周波数を上昇する際の変化の速度を遅くしてオーバーシュートを防止することができる。一方、点灯周波数の下降する際の変化の速度を前述と同様に速くして、全体の平均速度を高めるようにしても良い。
【００２８】
また、点灯周波数のオーバーシュートを防止する他の方法例として、図９のタイミングチャート図に示すように管電圧の大きさに基づいて点灯周波数を単調減少するように構成しても良い。即ち、点灯周波数の下降時および上昇時において、制御回路９は例えば管電圧が所定値に到達するまでは移動速度を速くし、かつ管電圧が所定値に到達した場合には共鳴周波数帯に近づいたと判断して移動速度を遅くするように、インバータ回路２の駆動周波数を制御するようにしても良い。
【００２９】
以上のように、点灯周波数の変化速度を適切に調整するようにしたので、点灯周波数がオーバーシュートすることがなく、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯７を点灯させ、音響共鳴現象を回避することができる。
【００３０】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図である。図１０において、実施の形態１との相違点は例えば定格３５Ｗの高圧放電灯７に流れる負荷電流を、インバータ回路２に接続される抵抗１０を介して検出する電流検出器１１を設けたことである。そして、制御回路９は例えば高圧放電灯７或いは回路部品であるチョークコイル６の特性バラツキ、高圧放電灯７の経時変化などで負荷電流が変化した場合でも、常に電流検出器１１の検出電流に基づいて高圧放電灯７に流れる負荷電流を目標電流値となるように、点灯周波数の移動速度を変化するようにした。
【００３１】
次に、非共鳴周波数帯内における点灯周波数の下降と上昇の変化の仕方について、図１１に示す割込みフローチャート図を併用して説明する。なお、点灯装置の全体の動作内容については、実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。図１１において、制御回路９は点灯周波数の変化の速度を初期値ｖ０に設定し（ステップＳ３００）、点灯周波数を下降および上昇させる。この過程で、電流検出器１１の検出電流即ち負荷電流を数回程度サンプリングし（ステップＳ３０１）、その平均負荷電流を求める。
【００３２】
そして、制御回路９は目標電流値と平均負荷電流値との差分Ａを算出し（ステップＳ３０２）、その後で０＜Ａであるかどうかを判断する（ステップＳ３０３）。ここで、ＹＥＳ即ち平均負荷電流値が目標電流値と比べて小さい場合には、点灯周波数の絶対値に相関させて変化の速度を単調増加させる（ステップＳ３０４）、また、ＮＯ即ち平均負荷電流値が目標電流値と比べて大きい場合には、点灯周波数の絶対値に相関させて変化の速度を単調減少させる（ステップＳ３０５）。次に、点灯周波数の変化の速度を所定時間だけ単調増加或いは単調減少するように、制御回路９内に格納するタイマー回路を動作させる（ステップＳ３０６）。この後で、再び負荷電流を数回程度サンプリングし（ステップＳ３０１）、その平均負荷電流を求める。これ以降は、前述と同様の工程を繰り返し行なう。
【００３３】
また、図１２は前述の０＜Ａ即ち高圧放電灯７に流れる負荷電流が目標電流と比べて小さい場合における単調増加を示すタイミングチャート図であって、点灯周波数の平均値ｆｈは変化の速度が一定の場合即ちｖ０における点灯周波数の平均値ｆｘと比べて減少している。これにより、負荷電流が大きくなるので高圧放電灯７への供給電力は増大して明るさが増していく。一方、図１３はＡ＜０即ち負荷電流が目標電流と比べて大きい場合における単調減少を示すタイミングチャート図であって、点灯周波数の平均値ｆｈは移動速度ｖ０での点灯周波数の平均値ｆｘと比べて増大している。これにより、負荷電流が小さくなるので高圧放電灯７への供給電力は減少して明るさが減っていく。
【００３４】
このように、高圧放電灯７に流れる負荷電流の大きさに応じて点灯周波数の変化の速度を単調増加或いは単調減少させ、点灯周波数の平均値を適宜調整することにより、高圧放電灯７の明るさが目標レベルとなり、かつ音響共鳴現象を回避することができる。
【００３５】
なお、実施の形態１〜実施の形態４では、初期時において定格３５Ｗの高圧放電灯７を４０ｋＨｚ〜４５ｋＨｚの非共鳴周波数帯内で点灯させる例を述べたが、これ以外の非共鳴周波数帯内で点灯するように構成して良い。さらに、他の定格容量をもつ高圧放電灯７を、それらの非共鳴周波数帯内で点灯するように構成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３７】
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯を安定に点灯させ、音響共鳴現象による影響を回避することができ、点灯周波数の下降時或いは上昇時の周波数のオーバーシュートを抑え、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を安定に点灯させることができる。
【００３８】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、点灯周波数の下降時或いは上昇時の周波数のオーバーシュートを抑え、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を安定に点灯させることができる。
【００３９】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の管電圧特性に制約されることがなく、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、点灯周波数の下降時或いは上昇時の周波数のオーバーシュートを抑え、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を安定に点灯させることができる。
【００４０】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯を安定に点灯させ、音響共鳴現象による影響を回避することができ、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４１】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４２】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように、高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の管電圧特性に制約されることがなく、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４３】
また、制御御回路は高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４４】
また、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数の変化を、点灯開始時から所定の経過時間後、或いは高圧放電灯の管電圧が所定値以上に至った場合に開始するようにしたので、高圧放電灯が安定領域に至った時点で点灯周波数を移動させることが可能となり、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を点灯させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の高圧放電灯点灯装置に係る実施の形態１の回路構成図を示す。
【図２】 高圧放電灯の管電圧特性図を示す。
【図３】 実施の形態１の点灯動作の流れを示すフローチャート図である。
【図４】 実施の形態１の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図５】 実施の形態２の点灯動作の流れを示すフローチャート図である。
【図６】 他の高圧放電灯の管電圧特性図である
【図７】 実施の形態２の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図８】 実施の形態３の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図９】 実施の形態３の他の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図１０】 実施の形態４の高圧放電灯点灯装置の回路構成図を示す
【図１１】 実施の形態４の点灯動作の流れを示すフローチャート図である。
【図１２】 実施の形態４の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図１３】 実施の形態４の他の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図１４】 従来の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１ 直流電源、２ インバータ回路、３ 制御回路、４ 負荷回路、５ 共振コンデンサ、６ チョークコイル、７ 高圧放電灯、８ 電圧検出器、９ 制御回路、１０ 抵抗、１１ 電流検出器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧放電灯を高周波点灯する点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、従来における高圧放電灯点灯装置の回路構成図を示す。図１４において、１は直流電源、２は直流電源１の直流電圧を高周波電圧に変換する第１のスイッチング素子２ａと第２のスイッチング素子２ｂとから成るインバータ回路、３はインバータ回路２を構成する各スイッチング素子の駆動周波数を制御する制御回路、４は共振コンデンサ５およびチョークコイル６を含む負荷回路、７は負荷回路４からの出力電圧により高周波点灯する高圧放電灯である。
【０００３】
こうした構成を有する高圧放電灯点灯装置は、制御回路３により負荷回路４を介して１０ｋＨｚ以上の周波数をもつ高周波電圧が高圧放電灯７へ供給するように、各スイッチング素子を駆動制御する。また、制御回路３は一般周知である高圧放電灯７の発光管内の放電アークの湾曲に伴う”立ち消え”或いは”ゆらぎ”の音響共鳴現象の発生を防止するため、高圧放電灯７の点灯周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数に決めて、各スイッチング素子を駆動制御する。
【０００４】
また、従来例として特開平４−３０３５９２号公報に開示される高圧放電灯点灯装置が挙げられる。これは、直流電源の直流電圧の大きさに応じて点灯周波数を単調増加するようにＦＭ変調回路を設けたものである。これにより、点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯を安定に点灯させると共に、電圧変動があった場合でも常に高圧放電灯への供給電力を一定にして所定の明るさを保つように構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高圧放電灯点灯装置は、前述のように点灯周波数を予め高圧放電灯が有する非共鳴周波数に決めて高圧放電灯を点灯するように構成している。しかしながら、一般に高圧放電灯は累積点灯時間に応じて発光管内の音波の速度が変化したり、或いは電極が消耗することにより非共鳴周波数帯も変化することが知られている。したがって、各種要因によって点灯周波数が共鳴周波数帯に進入することで音響共鳴現象が発生し、高圧放電灯の点灯状態を安定に保つことが出来ないという問題点を有していた。
【０００６】
この発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、各種要因によって非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常にその周波数帯内に点灯周波数を設定するように工夫し、発光管内の放電アークの”立ち消え”或いは”ゆらぎ”を起こすことがなく、高圧放電灯を安定に高周波点灯させる高圧放電灯点灯装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたものである。
【０００８】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたものである。
【０００９】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたものである。
【００１０】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたものである。
【００１１】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたものである。
【００１２】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように、高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図である。図１において、従来例との相違点は例えば定格３５Ｗの高圧放電灯７の管電圧を検出する電圧検出器８を設けたことである。そして、制御回路９は音響共鳴現象が発生しない４０ＫＨｚ〜４５ＫＨｚの非共鳴周波数帯内に点灯周波数を予め設定するように、インバータ回路２の駆動周波数を制御する。また、図２は点灯周波数と管電圧との関係を示す特性図である。音響共鳴現象が発生する共鳴周波数帯では管電圧が高く、非共鳴周波数帯では管電圧が低くかつ一定状態を示すことが分かる。
【００１６】
次に、こうした構成を有する高圧放電灯点灯装置の点灯動作について、図１および図３に示すフローチャート図を併用して説明する。点灯装置の動作を開始した場合に（ステップＳ１００）、制御回路９は初期の点灯周波数を非共鳴周波数と一致するようにインバータ回路２の駆動周波数を制御し、高圧放電灯７を点灯させる（ステップＳ１０１）。この後で、インバータ回路２の駆動周波数を変化させて点灯周波数を下降してゆき（ステップＳ１０２）、この過程で高圧放電灯７の管電圧を電圧検出器８で検出する。次に、制御回路９は電圧検出器８の検出電圧が例えば１Ｖ程度上昇したかどうかを判断し（ステップＳ１０３）、ここでＮＯの場合には点灯周波数の下降を続行させる。また、ＹＥＳの場合には管電圧が共鳴周波数帯に近づいたと判断する。
【００１７】
次に、点灯周波数をその地点から上昇するように（ステップＳ１０４）、インバータ回路２の駆動周波数を変化させ、この過程で前述と同様に管電圧が例えば１Ｖ程度上昇したかどうかを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、ＮＯの場合には点灯周波数の上昇を続行させ、ＹＥＳの場合には管電圧が共鳴周波数帯に近づいたと判断し、その地点から再び点灯周波数を下降させる（ステップＳ１０２）。こうした一連の工程を繰り返すことで、高圧放電灯７の経時変化によって非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常にその周波数帯内に点灯周波数を設定して高圧放電灯７を点灯することができる。また、制御回路９は点灯周波数の下降と上昇移動の際に点灯終了信号を受信したかどうかを判断し（ステップＳ１０６）、ＮＯの場合には高圧放電灯７を点灯維持する。ＹＥＳの場合には、高圧放電灯７を消灯して点灯装置の動作を終了させる（ステップＳ１０７）。
【００１８】
なお、図３のフローチャート図の工程の中に、電圧検出器８からの検出電圧を所定時間毎にサンプリングして平均値を算出し、その平均値が所定値以上となった場合には高圧放電灯７が寿命末期に至ったと判断して、点灯装置の動作を停止させるような手段を盛り込んでも良い。これについては、実施の形態２でも同様である。
【００１９】
さらに、図３のフローチャート図の工程の中に、制御回路９はインバータ回路２の駆動周波数を変化させて点灯周波数を変化する動作を、点灯開始時から所定の経過時間後、或いは高圧放電灯７の管電圧が所定値以上に至った場合に実行させる開始手段を盛り込んでも良い。これについては、実施の形態２でも同様である。
【００２０】
また、点灯装置の点灯動作を図４に示すタイミングチャート図を併用して説明する。図４において、高圧放電灯７の点灯開始時Ｔ０では点灯周波数を非共鳴周波数帯の所定の周波数ｆ０に設定し、その時点の管電圧はＶ０を示す。そして、点灯周波数をｆ０からｆ１まで下降させ、点灯周波数ｆ１の地点即ち時間Ｔ１の時点で管電圧がＶ１を示す。次に、点灯周波数をｆ１を基点としてｆ２まで上昇させ、点灯周波数ｆ２の地点即ち時間Ｔ２の時点で管電圧がＶ１を示す。このように、管電圧がＶ１を示す地点で点灯周波数を下降／上昇移動させる制御シーケンスにより、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定し、高圧放電灯７を安定に点灯することができる。
【００２１】
以上のように、高圧放電灯７の経時変化なとで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定するように工夫して高圧放電灯７を安定に点灯させる構成により、音響共鳴現象を回避することができる。また、高圧放電灯７の寿命末期を簡単な方法で検出し、点灯装置の動作を停止して装置自身を保護することができる。
【００２２】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る高圧放電灯点灯装置の動作の流れを示すフローチャート図である。なお、高圧放電灯点灯装置の回路構成図は実施の形態１と同様である。図５に示すフローチャート図において、点灯装置の動作を開始した場合に（ステップＳ２００）、制御回路９は初期の点灯周波数を非共鳴周波数に一致するようにインバータ回路２の駆動周波数を制御し、高圧放電灯７を点灯させる（ステップＳ２０１）。この後で、点灯周波数を下降してゆき（ステップＳ２０２）、この過程で電圧検出器８の検出電圧即ち管電圧が閾値Ｖ１に到達したかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。
【００２３】
なお、閾値Ｖ１を設定した理由は例えば図６の管電圧特性図に示すように、非共鳴周波数帯で管電圧が窪み形状をもった特性を有する高圧放電灯７を点灯する場合において、非共鳴周波数帯の下限値ｆ１と上限値ｆ２とに対応する管電圧Ｖ１に到達するまで、点灯周波数を初期点灯周波数ｆ０を基点として、できるだけ広範囲に変化させるためである。
【００２４】
次に、前述の過程でＮＯの場合即ち管電圧が閾値Ｖ１に到達していないときには点灯周波数の下降を続行させる。また、ＹＥＳの場合には管電圧が閾値Ｖ１に到達して共鳴周波数帯に近づいたと判断できるため、点灯周波数をその地点から上昇させるようにインバータ回路２の駆動周波数を変化させ、この過程で管電圧が閾値Ｖ１に到達したかどうかを判断する（ステップＳ２０５）。ここで、ＮＯの場合には管電圧が閾値Ｖ１に到達していないために点灯周波数の上昇を続行させ、ＹＥＳの場合には管電圧が閾値Ｖ１に到達したために共鳴周波数帯に近づいたと判断し、再び点灯周波数をその地点から下降させる（ステップＳ２０２）。こうした一連の工程を繰り返すことで、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯７を点灯することができる。
【００２５】
また、点灯装置の点灯動作を図７に示すタイミングチャート図を併用して説明する。図７において、点灯開始時Ｔ０では点灯周波数を初期点灯周波数ｆ０に設定し、その時点の管電圧はＶ０を示す。そして、点灯周波数を下降させて点灯周波数ｆ１の地点即ち時間Ｔ１の時点で管電圧が閾値Ｖ１に到達するので、点灯周波数をｆ１を基点としてｆ２まで上昇させる。次に、点灯周波数ｆ２の地点即ち時間Ｔ２の時点で管電圧が閾値Ｖ１に到達するので、点灯周波数をｆ２を基点としてｆ１まで下降させる。このように、管電圧が閾値Ｖ１に到達した時点で点灯周波数が下降と上昇とを繰り返す制御シーケンスにより、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定し、高圧放電灯７を安定に点灯することができる。
【００２６】
以上のように、高圧放電灯７の経時変化なとで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯に設定するように工夫して高圧放電灯７を点灯させる構成により、音響共鳴現象を回避することができる。
【００２７】
実施の形態３．
実施の形態３は、非共鳴周波数帯内において点灯周波数の下降と上昇を行なうための具体的方法の一例を示す。なお、高圧放電灯点灯装置の回路構成図は実施の形態１と同様である。図２に示すような非共鳴周波数帯の上限側の電圧勾配が下限側と比べて著しく大きい管電圧特性をもつ高圧放電灯７の場合、例えば点灯周波数の上昇して変化する速度に対して電圧検出器８のレスポンスが遅い場合には、点灯周波数がオーバーシュートして共鳴周波数帯に進入する恐れがある。一般的に、明るさの変化を視覚的に認識できないようにするために、点灯周波数の変化する速度は速いことが望ましい。そこで、図８のタイミングチャート図に示すように、制御回路９は点灯周波数ｆ１からｆ２まで上昇させる際の時間ｔ１を、ｆ２からｆ１まで下降させる際の移動時間ｔ２と比べて長くなるようにインバータ回路２の駆動周波数を制御した結果、点灯周波数を上昇する際の変化の速度を遅くしてオーバーシュートを防止することができる。一方、点灯周波数の下降する際の変化の速度を前述と同様に速くして、全体の平均速度を高めるようにしても良い。
【００２８】
また、点灯周波数のオーバーシュートを防止する他の方法例として、図９のタイミングチャート図に示すように管電圧の大きさに基づいて点灯周波数を単調減少するように構成しても良い。即ち、点灯周波数の下降時および上昇時において、制御回路９は例えば管電圧が所定値に到達するまでは移動速度を速くし、かつ管電圧が所定値に到達した場合には共鳴周波数帯に近づいたと判断して移動速度を遅くするように、インバータ回路２の駆動周波数を制御するようにしても良い。
【００２９】
以上のように、点灯周波数の変化速度を適切に調整するようにしたので、点灯周波数がオーバーシュートすることがなく、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯７を点灯させ、音響共鳴現象を回避することができる。
【００３０】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図である。図１０において、実施の形態１との相違点は例えば定格３５Ｗの高圧放電灯７に流れる負荷電流を、インバータ回路２に接続される抵抗１０を介して検出する電流検出器１１を設けたことである。そして、制御回路９は例えば高圧放電灯７或いは回路部品であるチョークコイル６の特性バラツキ、高圧放電灯７の経時変化などで負荷電流が変化した場合でも、常に電流検出器１１の検出電流に基づいて高圧放電灯７に流れる負荷電流を目標電流値となるように、点灯周波数の移動速度を変化するようにした。
【００３１】
次に、非共鳴周波数帯内における点灯周波数の下降と上昇の変化の仕方について、図１１に示す割込みフローチャート図を併用して説明する。なお、点灯装置の全体の動作内容については、実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。図１１において、制御回路９は点灯周波数の変化の速度を初期値ｖ０に設定し（ステップＳ３００）、点灯周波数を下降および上昇させる。この過程で、電流検出器１１の検出電流即ち負荷電流を数回程度サンプリングし（ステップＳ３０１）、その平均負荷電流を求める。
【００３２】
そして、制御回路９は目標電流値と平均負荷電流値との差分Ａを算出し（ステップＳ３０２）、その後で０＜Ａであるかどうかを判断する（ステップＳ３０３）。ここで、ＹＥＳ即ち平均負荷電流値が目標電流値と比べて小さい場合には、点灯周波数の絶対値に相関させて変化の速度を単調増加させる（ステップＳ３０４）、また、ＮＯ即ち平均負荷電流値が目標電流値と比べて大きい場合には、点灯周波数の絶対値に相関させて変化の速度を単調減少させる（ステップＳ３０５）。次に、点灯周波数の変化の速度を所定時間だけ単調増加或いは単調減少するように、制御回路９内に格納するタイマー回路を動作させる（ステップＳ３０６）。この後で、再び負荷電流を数回程度サンプリングし（ステップＳ３０１）、その平均負荷電流を求める。これ以降は、前述と同様の工程を繰り返し行なう。
【００３３】
また、図１２は前述の０＜Ａ即ち高圧放電灯７に流れる負荷電流が目標電流と比べて小さい場合における単調増加を示すタイミングチャート図であって、点灯周波数の平均値ｆｈは変化の速度が一定の場合即ちｖ０における点灯周波数の平均値ｆｘと比べて減少している。これにより、負荷電流が大きくなるので高圧放電灯７への供給電力は増大して明るさが増していく。一方、図１３はＡ＜０即ち負荷電流が目標電流と比べて大きい場合における単調減少を示すタイミングチャート図であって、点灯周波数の平均値ｆｈは移動速度ｖ０での点灯周波数の平均値ｆｘと比べて増大している。これにより、負荷電流が小さくなるので高圧放電灯７への供給電力は減少して明るさが減っていく。
【００３４】
このように、高圧放電灯７に流れる負荷電流の大きさに応じて点灯周波数の変化の速度を単調増加或いは単調減少させ、点灯周波数の平均値を適宜調整することにより、高圧放電灯７の明るさが目標レベルとなり、かつ音響共鳴現象を回避することができる。
【００３５】
なお、実施の形態１〜実施の形態４では、初期時において定格３５Ｗの高圧放電灯７を４０ｋＨｚ〜４５ｋＨｚの非共鳴周波数帯内で点灯させる例を述べたが、これ以外の非共鳴周波数帯内で点灯するように構成して良い。さらに、他の定格容量をもつ高圧放電灯７を、それらの非共鳴周波数帯内で点灯するように構成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３７】
この発明に係る高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯を安定に点灯させ、音響共鳴現象による影響を回避することができ、点灯周波数の下降時或いは上昇時の周波数のオーバーシュートを抑え、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を安定に点灯させることができる。
【００３８】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、点灯周波数の下降時或いは上昇時の周波数のオーバーシュートを抑え、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を安定に点灯させることができる。
【００３９】
また、高圧放電灯と、高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の管電圧特性に制約されることがなく、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、点灯周波数の下降時或いは上昇時の周波数のオーバーシュートを抑え、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を安定に点灯させることができる。
【００４０】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して高圧放電灯を安定に点灯させ、音響共鳴現象による影響を回避することができ、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４１】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の経時変化などで非共鳴周波数帯が変化した場合でも、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４２】
また、高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯の点灯後、制御回路は高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように、高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、高圧放電灯の管電圧特性に制約されることがなく、常に点灯周波数を非共鳴周波数帯内に設定して音響共鳴現象による影響を回避することができ、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４３】
また、制御御回路は高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたので、常に高圧放電灯に流れる負荷電流値を目標電流値に設定し、高圧放電灯の明るさを目標レベルに維持することができる。
【００４４】
また、制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数の変化を、点灯開始時から所定の経過時間後、或いは高圧放電灯の管電圧が所定値以上に至った場合に開始するようにしたので、高圧放電灯が安定領域に至った時点で点灯周波数を移動させることが可能となり、確実に非共鳴周波数帯内で高圧放電灯を点灯させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の高圧放電灯点灯装置に係る実施の形態１の回路構成図を示す。
【図２】 高圧放電灯の管電圧特性図を示す。
【図３】 実施の形態１の点灯動作の流れを示すフローチャート図である。
【図４】 実施の形態１の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図５】 実施の形態２の点灯動作の流れを示すフローチャート図である。
【図６】 他の高圧放電灯の管電圧特性図である
【図７】 実施の形態２の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図８】 実施の形態３の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図９】 実施の形態３の他の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図１０】 実施の形態４の高圧放電灯点灯装置の回路構成図を示す
【図１１】 実施の形態４の点灯動作の流れを示すフローチャート図である。
【図１２】 実施の形態４の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図１３】 実施の形態４の他の点灯動作のタイミングチャート図を示す。
【図１４】 従来の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１ 直流電源、２ インバータ回路、３ 制御回路、４ 負荷回路、５ 共振コンデンサ、６ チョークコイル、７ 高圧放電灯、８ 電圧検出器、９ 制御回路、１０ 抵抗、１１ 電流検出器。
Claims (6)
- 高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の点灯後、前記制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を前記高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、前記制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、前記高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、前記高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の点灯後、前記制御回路は前記高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、前記管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、前記制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、前記高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、前記高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の点灯後、前記制御回路は前記高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように、前記高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、前記制御回路は、高周波電力供給回路の出力周波数の変化速度を、前記高圧放電灯の管電圧に相関させて変化するようにしたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の点灯後、前記制御回路は高周波電力供給回路の出力周波数を前記高圧放電灯が有する非共鳴周波数帯に設定すると共に、その周波数帯内で繰返し上下に変化させ、前記制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、前記高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたことを高圧放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、前記高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の点灯後、前記制御回路は前記高圧放電灯の管電圧が所定の変動域を越えないように高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させると共に、前記管電圧がかかる変動域を越えて上昇したとき、変化の方向を逆転して変化させ、前記制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、前記高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたことを高圧放電灯点灯装置。
- 高圧放電灯と、この高圧放電灯に高周波電力を供給する高周波電力供給回路と、この高周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路と、前記高圧放電灯の管電圧を検出する電圧検出手段とを備えた高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の点灯後、前記制御回路は前記高圧放電灯の管電圧が所定値を越えないように、前記高周波電力供給回路の出力周波数を繰返し上下に変化させ、前記制御回路は、高圧放電灯に流れる負荷電流或いは供給電力が一定となるように、前記高周波電力供給回路の出力周波数の繰返し上下の変化速度を、出力周波数に相関させて変化するようにしたことを高圧放電灯点灯装置。
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