JP5332634B2 - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
それは突起の過度の成長の問題である。突起が成長すると電極間距離が減少してランプ電圧が下がる。そして、突起が過度に成長するとランプ電圧がさらに下がり、定格ランプ電流を投入してもランプ電力が確保できなくなる場合がある。この場合、ランプ温度が下がり、その結果突起がさらに成長してランプ電力もさらに下がるという悪循環に陥り、最終的に照度不足や電極間ショート等のランプの不具合をもたらすおそれがある。
さらに、検出温度が所定値T1以上となった後所定値T2(T2<T1)以下となるまでは前記第2の電流モードを適用し、検出温度が所定値T2以下となった後は前記第1の電流モードを適用するように構成してもよい。
ここで、温度検出回路が感温抵抗を備え、感温抵抗が上記のいずれかの部品に直接又は間接的に接触配置されるようにしてもよい。
代表的実施例として、絶縁されたフルモールド品のトランジスタ21にアルミ製の放熱器が密着され、感温抵抗81がその放熱器の空いているスペースでかつトランジスタ21に近い位置に密着される。
具体的には、モード制御手段710は通常点灯モード(第1の電流モード)と温度降下モード(第2の電流モード)とを切替える。概略として、温度降下モードとは、ハロゲンサイクルを不安定にさせることで電極の突起を溶解させてランプ電圧を上昇させることを目的とするモードである。以下に、通常点灯モードと温度降下モードの例を示す。
なお、先の例に戻ると、ランプ電圧60V未満で最大定格値に維持されていたランプ電流が、ランプ電圧の上昇に伴い最大定格値以下となる。
通常点灯モード及び温度降下モードとも図12に示すような通常の矩形波として、温度降下モードの点灯周波数を通常点灯モードの点灯周波数よりも高くする。
例えば、通常点灯モードを80Hz、温度降下モードを300Hzとすればよい。
図5(A)及び(B)に示すように、モードにかかわらずランプ電流の1変調期間t0は、第1電極の先端に形成された突起(第1の突起)を溶解させるとともに第2の電極の先端に形成された突起(第2の突起)を成長させるための第1の非対称電流期間t1、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ts、及び第1の突起を成長させるとともに第2の突起を溶解させるための第2の非対称電流期間t2からなる。
そして、電流降下モードにおける期間tsでの周波数を、通常点灯モードにおける期間tsでの周波数よりも高くする。
図6(A)及び(B)に示すように、モードにかかわらずランプ電流の1周期(f´1)は、50Hz以上1kHz以下の低周波矩形波電流及び低周波矩形波電流の極性反転時に挿入される1kHzより高い高周波電流1サイクルからなる。
通常点灯モードの電流波形は、図6(A)に示すように、高周波電流1サイクルのうちの少なくとも後半の半サイクルのピーク電流値が低周波矩形波電流の電流値よりも高い交流電流である。
温度降下モードの電流波形は通常電流モードの電流波形と基本的な構成は同様であるが、図6(B)に示すように、高周波電流1サイクルのうちの後半の半サイクルの(a)ピーク電流値をH1からH2に小さくしたもの、(b)時間幅をW1からW2に狭めたもの、又は(c)ピーク電流値及び時間幅の両方を変化させて電流時間積を小さくしたもの、のいずれかとすればよい。なお、本例では、高周波電流の後半の半サイクルのみを制御する構成を示したが、後半の半サイクルと併せて前半の半サイクルも同様に制御してもよい。
モードにかかわらずランプ電流は、50Hz以上1kHz以下の低周波矩形波電流において、半サイクルの後半の実効値がその前半の実効値よりも大きい交流電流である。
そして、温度降下モードの電流波形が、通常点灯モードの電流波形よりも、半サイクルの後半の実効値とその前半の実効値の差が小さくなるようにする。
なお、上記は設計の概要を明確にするために代表的な好適な設計例を示したものであり、本発明は上記の数値に限定されるものではない。使用するランプによって適切な数値を設定すればよい。
図9において、まず高圧放電灯点灯装置に電源が投入されると、ステップS200の始動・立ち上がり制御を経てランプ50の安定点灯が開始される。この電源が投入されてから安定点灯到達前の数分間の始動・立ち上がり制御では一般的な制御を用いればよく、本発明の本質ではないので説明を省略する。
例えばモード制御手段710は温度検出値がT1になるまではブリッジ制御回路75及び/又は誤差増幅器76に指令を出力して、通常点灯として最適となるように設定した点灯周波数又は点灯波形を主回路から出力させる。ここでは通常点灯モードの一例として周波数200Hzの矩形波を採用する。なお、T1は70℃〜80℃程度であればよいが空冷条件や高圧放電灯点灯装置の出力電力に応じて適宜定めればよい。
モード制御手段710は点灯モードを温度降下モードに切替え、温度検出の値T1がT2(T1>T2)になるまで主回路に突起溶解用の点灯周波数又は点灯波形で出力させる。ここでは温度降下モードの一例として周波数80Hzの矩形波とした。矩形波周波数を200Hzから周波数80Hzへと切替えることにより、ランプ電圧は上昇していく。なお、T2は55℃〜68℃程度であればよいが空冷条件や高圧放電灯点灯装置の出力電力に応じて適宜定めればよい。
これにより、耐ノイズ性のある制御によって照度不足等の問題を解消する信頼性の高いプロジェクタを得ることができる。
10:直流電源
20:降圧チョッパ回路
30:フルブリッジ回路
40:始動回路
50:高圧放電灯
61:高圧放電灯点灯装置
62:リフレクタ
63:筐体
70:制御回路
71,72,73:抵抗
74:PWM制御回路
75:ブリッジ制御回路
76:誤差アンプ
77:乗算器
78:積分回路
80:温度検出回路
81:感温抵抗
82:分圧抵抗
83:コンデンサ
700:マイコン
710:モード制御手段
Claims (10)
- 発光部内に一対の電極を有する高圧放電灯を交流点灯するための高圧放電灯点灯装置であって、
交流ランプ電流を出力するための主回路、及び
該主回路の出力電流が定格ランプ電流以下となる範囲で該主回路の出力電力が一定となるように該主回路を制御する小信号制御回路
からなり、
前記小信号制御回路が、前記主回路を構成する部品の温度を検出する感温抵抗を備えた温度検出回路、及び該感温抵抗の抵抗値に応じて該主回路の出力電流モードを切替えるモード制御手段を備え、
前記出力電流モードが、通常点灯用の第1の電流モード、及び前記電極上に形成される突起を溶解させるための第2の電流モードからなり、
前記モード制御手段が、前記感温抵抗による検出温度が所定値T1以上になるまでは前記第1の電流モードを適用し、検出温度が所定値T1以上となった後に前記第2の電流モードを適用するように構成された高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記モード制御手段が、検出温度が所定値T1以上になるまでは前記第1の電流モードを適用し、検出温度が所定値T1以上となった後所定値T2(T2<T1)以下となるまでは前記第2の電流モードを適用し、検出温度が所定値T2以下となった後は前記第1の電流モードを適用するよう構成された高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、前記第2の電流モードにおける点灯周波数f2が、前記第1の電流モードにおける点灯周波数f1よりも高い高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記一対の電極が第1及び第2の電極からなり、
前記交流電流の1変調期間t0が、前記第1の電極の先端に形成された突起(第1の突起)を溶解させるとともに前記第2の電極の先端に形成された突起(第2の突起)を成長させるための第1の非対称電流期間t1、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ts、及び前記第1の突起を成長させるとともに前記第2の突起を溶解させるための第2の非対称電流期間t2からなり、
前記第2の電流モードにおける期間tsでの周波数が、前記第1の電流モードにおける期間tsでの周波数よりも高い高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記一対の電極が第1及び第2の電極からなり、
前記交流電流の1変調期間t0が、前記第1の電極の先端に形成された突起を溶解させるとともに前記第2の電極の先端に形成された突起を成長させるための第1の非対称電流期間t1、正負対称の矩形波が通電される対称電流期間ts、及び前記第1の突起を成長させるとともに前記第2の突起を溶解させるための第2の非対称電流期間t2からなり、
前記第2の電流モードにおける期間t0に対する期間tsの割合が、前記第1の電流モードにおける期間t0に対する期間tsの割合よりも大きい高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記第1の電流モードの電流波形が、50Hz以上1kHz以下の低周波矩形波電流及び該低周波矩形波電流の極性反転時に挿入される1kHzより高い高周波電流1サイクルからなり、該高周波電流1サイクルのうちの少なくとも後半の半サイクルのピーク電流値が該低周波矩形波電流の電流値よりも高い交流電流であり、
前記第2の電流モードの電流波形が、該第1の電流モードの電流波形において、該高周波電流1サイクルのうちの後半の半サイクルの(a)ピーク電流値を小さくしたもの、(b)時間幅を小さくしたもの、又は(c)ピーク電流値及び時間幅の両方を変化させて電流時間積を小さくしたもの、のいずれかである高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記第1の電流モードの電流波形が、50Hz以上1kHz以下の低周波矩形波電流において、半サイクルの後半の実効値が該半サイクルの前半の実効値よりも大きい交流電流であり、
前記第2の電流モードの電流波形が、該第1の電流モードの電流波形よりも、半サイクルの後半の実効値と該半サイクルの前半の実効値の差が小さい交流電流である高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置において、
前記主回路が、直流電源部からの出力を受けてランプ電流に相当する直流電流を出力する降圧チョッパ回路、及び該降圧チョッパ回路からの直流電流を交流電流に変換するフルブリッジ回路からなり、
前記温度検出回路が、該降圧チョッパ回路を構成するトランジスタ、ダイオード若しくはチョークコイル又は該フルブリッジ回路を構成するトランジスタのいずれかの温度を検出するように構成された高圧放電灯点灯装置。 - 請求項8記載の高圧放電灯点灯装置において、前記感温抵抗が、前記降圧チョッパ回路を構成するトランジスタ、ダイオード若しくはチョークコイル又は前記フルブリッジ回路を構成するトランジスタのいずれかに直接又は間接的に接触配置された高圧放電灯点灯装置。
- 請求項1記載の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、該高圧放電灯が取り付けられるリフレクタ、並びに該高圧放電灯点灯装置及び該リフレクタを内包する筐体を備えたプロジェクタ。
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