JP6332515B2 - 放電ランプ点灯装置、放電ランプ点灯方法、およびプロジェクター装置 - Google Patents
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また、上記課題を解決するため、本発明による放電ランプ点灯装置の一態様は、放電ランプに接続された共振回路部と、直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する電力変換部と、前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記交流電力の周波数を、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで交互に切り替える制御部と、前記放電ランプの点灯を検出する点灯検出部と、を備え、前記制御部は、前記点灯検出部により前記放電ランプの点灯が検出されない場合、前記交流電力の周波数を、前記第1周波数と前記第2周波数との間で交互に切り替える。
上記放電ランプ点灯装置において、例えば、前記制御部は、前記点灯検出部により前記放電ランプの点灯が検出された場合、前記交流電力の周波数を定常点灯時の所定周波数に設定する。
上記放電ランプ点灯装置において、例えば、前記第2周波数は、前記第1周波数よりも
低い。
上記放電ランプ点灯装置において、例えば、前記第2周波数は、前記電力変換部から前記共振回路部を通って前記放電ランプに向かう突入電流が生成されない周波数である。
上記放電ランプ点灯装置において、例えば、前記共振回路部の共振出力電圧を検出する電圧検出部を更に備え、前記制御部は、前記第1周波数を段階的に変化させる過程で、前記電圧検出部により検出された共振出力電圧が上昇から下降に転じた場合、前記交流電力の周波数を直前の段階の第1周波数に設定する。
上記放電ランプ点灯装置において、例えば、前記共振回路部の共振出力電流を検出する電流検出部を更に備え、前記制御部は、前記第1周波数を段階的に変化させる過程で、前記電流検出部により検出された共振出力電流が上昇から下降に転じた場合、前記交流電力の周波数を直前の段階の第1周波数に設定する。
上記放電ランプ点灯装置において、例えば、前記制御部は、前記電力変換部により出力される前記交流電力の周波数を、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数の1/N(Nは整数)倍の周波数に設定する。
上記課題を解決するため、本発明による放電ランプ点灯方法の一態様は、放電ランプに接続された共振回路部を介して前記放電ランプに電力を供給し、前記放電ランプを点灯する放電ランプ点灯方法であって、直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する段階と、前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記交流電力の周波数を、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで交互に切り替える段階と、前記第1周波数を、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数に向けて減少する方向に段階的に変化させる段階と、を含み、前記第2周波数は、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数よりも低い。
上記課題を解決するため、本発明による放電ランプ点灯方法の一態様は、放電ランプに接続された共振回路部を介して前記放電ランプに電力を供給し、前記放電ランプを点灯する放電ランプ点灯方法であって、直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する段階と、前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記交流電力の周波数を、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで交互に切り替える段階と、前記第1周波数を、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数に向けて段階的に変化させる段階と、前記放電ランプの点灯を検出する段階と、を含み、前記放電ランプの点灯が検出されない場合、前記交流電力の周波数を、前記第1周波数と前記第2周波数との間で交互に切り替える。
また、上記課題を解決するため、本発明によるプロジェクター装置の一態様は、放電ランプと、上記放電ランプ点灯装置と、を備えたプロジェクター装置の構成を有する。
上記課題を解決するため、本発明による放電ランプ点灯装置の一態様は、放電ランプに接続された共振回路部と、直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する電力変換部と、前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数とは異なる周波数を挟んで前記交流電力の周波数を段階的に変化させる制御部と、を備えた放電ランプ点灯装置の構成を有する。
上記構成によれば、共振回路に供給される交流電力の周波数を変化させる過程で、この交流電力の周波数が共振回路部の共振を起こさせる周波数とは異なる周波数に一時的に設定される。これにより、共振回路部が一時的に共振状態ではなくなり、この共振回路部のリアクタンス成分が一時的に顕在化するようになる。このため、共振回路部における電圧および電流が抑制され、この共振回路部における消費電力が抑制される。従って、消費電力を抑制しながら、放電ランプを点灯させることが可能になる。
上記構成によれば、前記交流電力の周波数を段階的に変化させる過程で、共振回路部が容量性の領域で動作するので、電力変換部がスイッチング動作を実施する過程で共振回路部から電力変換部に逆流する電流が発生しない。従って、この逆流電流による損失を防止することが可能になる。
上記構成によれば、交流電力の周波数が共振回路部の共振を起こさせる周波数よりも低い周波数に設定されると、共振回路部が共振状態ではなくなるので、共振回路部での電圧および電流を減少させることができる。加えて、交流電力を供給する電力変換部におけるスイッチング動作の周波数が減少するので、この電力変換部でのスイッチングロスを減少させることができる。
上記構成によれば、前記点灯検出部により前記放電ランプの点灯が検出されるまで、前記交流電力の周波数を段階的に変化させることが可能になる。
上記構成によれば、放電ランプを定常点灯状態に移行させることが可能になる。
上記構成によれば、放電ランプの安定した点灯検出が可能になる。
上記構成によれば、共振回路部の共振を起こさせる周波数付近に交流電力の周波数を設定することが可能になる。
上記構成によれば、共振回路部の共振を起こさせる周波数付近に交流電力の周波数を設定することが可能になる。
上記構成によれば、放電ランプにより高電圧の交流電力を印加することが可能になる。
上記構成によれば、放電ランプにより高電圧の交流電力を印加することが可能になる。
上記構成によれば、例えばNの値が大きい程、共振回路部の固有の共振周波数が高くなる。共振回路部の固有の共振周波数が高い程、この共振周波数を規定するインダクタンス成分と容量成分を小さな値に設定することができる。従って、1/N倍の周波数の交流電力を用いれば、共振回路部を小型に構成することが可能になる。また、1/N倍の周波数の交流電力を用いれば、共振回路部の固有の共振周波数に対し、この共振回路に供給される交流電力の周波数を相対的に低くすることができる。従って、上記交流電力を供給する電力変換部のスイッチング動作を安定化させることが可能になる。
上記構成によれば、前述の一態様による放電ランプ点灯装置と同様の作用効果を得ることができる。
上記構成によれば、放電ランプに供給される突入電流を抑制しながら、この共振回路部における消費電力を抑制することが可能になる。
上記構成によれば、前述の一態様による放電ランプ点灯装置と同様の作用効果を得ることができる。
上記構成によれば、前述の一態様による放電ランプ点灯装置と同様の作用効果を得ることができる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して第1の実施形態について詳細に説明する。
なお、本明細書における全ての実施形態および全ての図面にわたって、同一符号は同一要素を表す。
なお、ダウンチョッパー部71は、本実施形態によるプロジェクター装置1に必須の構成要素ではなく、省略してもよい。
図3は、本実施形態による放電ランプ点灯装置70の動作の概略を説明するための説明図であり、共振回路部73の共振出力電圧V733の周波数依存性(共振特性)を示している。この例に示すように、3倍共振モードにおいて共振回路部73に供給される交流電力に含まれる高調波の周波数fが共振回路部73の共振周波数fr(390kHz)と一致したときに、共振回路部73における共振出力電圧V733が最大値Vrを示す。従って、仮に共振周波数frが変動したとしても、共振出力電圧V733が最大値Vrを示す周波数に電力変換部72の交流電力の周波数fsを設定することにより、放電ランプ10の放電を開始させるために必要な高電圧を得ることができる。
図5は、本実施形態によるプロジェクター装置の動作の流れの一例を表すフローチャートである。
先ず、プロジェクター装置1のCPU80から構成されるシステム制御部(図示なし)は、利用者による電源スイッチ(図示なし)の操作があった場合、放電ランプ点灯装置70に対して放電ランプ10の点灯を指示する。
また、上述の実施形態による放電ランプ点灯装置70の動作手順を放電ランプ点灯方法として表現することもできる。この放電ランプ点灯方法は、電力変換部72により直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を共振回路部73を介して放電ランプ10に供給する段階と、制御部76により、放電ランプ10が定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、共振回路部73の共振を起こさせる周波数frとは異なる基本周波数foを挟んで上記交流電力の周波数fsを段階的に変化させる段階とを含むものとして表現することができる。
例えば、上述の実施形態では、電力変換部72をフルブリッジ回路により構成したが、交流電力を共振回路部73に供給することができる限度において、電力変換部72の回路形式として、ハーフブリッジ等の任意の回路形式を用いることができる。
また、電圧検出部74および点灯検出部75の回路形式についても、上述の実施形態に限定されず、任意の回路形式を用いることができる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して第2の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における放電ランプ点灯装置70aと第1の実施形態における放電ランプ点灯装置70とを比較すると、電圧検出部74と、点灯検出部75と、制御部76とに変えて、電流検出部74aと、点灯検出部75aと、を有している点が異なる。その他は同様の機能構成であるため説明は省略する。
なお、本実施形態において、抵抗741aを用いて共振出力電流I733の検出を行っているが、後述する点灯検出部75aの抵抗751aを用いて共振出力電流I733の検出を行ってもよい。この場合、電流検出部74aが不要となり、回路を小型化することができる。
図7は、図3において電圧検出部74が共振出力電圧を検出した代わりに電流検出部74aが共振出力電流検出する場合の説明図であるため、説明は省略する。
図8は、同実施形態によるプロジェクター装置1aが備える放電ランプ点灯装置70aの動作の概略を補足説明するための波形図である。
以上のように、本実施形態により、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して第3の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における放電ランプ点灯装置70aと第2の実施形態における放電ランプ点灯装置70aとを比較すると、同様の機能構成であるため説明は省略する。なお、駆動周波数の設定方法が異なるので説明する。
制御部76aは、共振周波数fsr近傍の駆動周波数の検出を駆動周波数設定時間IMPT1およびIMPT2に行う。駆動周波数設定時間IMPT1およびIMPT2は、同様の処理を行うための時間であるため、以降、駆動周波数設定時間IMPTと総称して説明する。駆動周波数設定時間IMPTは、例えば、1000msである。制御部76aは、駆動周波数設定時間IMPTにおいて検出した該周波数を放電ランプ10に印加する。
詳細な共振周波数fsr近傍の駆動周波数の設定方法は後述する。点灯検出時間DETT1およびDETT2は、同様の処理を行うための時間であるため、以降、点灯検出時間DETTと総称して説明する。点灯検出部75aは、点灯検出時間DETTにおいて放電ランプ10が点灯しているかどうかを検出する。点灯検出時間DETTは、例えば500msである。なお、点灯検出部75aが、点灯検出時間DETT1において、放電ランプ10が点灯していることを検出した場合、制御部76aによる駆動周波数設定時間IMPT2における共振周波数fsr近傍の駆動周波数の検出、および点灯検出部75aによる点灯検出時間DETT2における放電ランプ10が点灯しているかどうかの検出は実施されなくてもよい。
点灯検出部75aにおいて放電ランプ10の点灯が検出されない場合、制御部76aは、エラーとして通知する。
先ず、プロジェクター装置1のCPU80は、利用者による電源スイッチ(図示なし)の操作があった場合、放電ランプ点灯装置70aに対して放電ランプ10の点灯を指示する。
また、上述の実施形態による放電ランプ点灯装置70aの動作手順を放電ランプ点灯方法として表現することもできる。この放電ランプ点灯方法は、電力変換部72により直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を共振回路部73を介して放電ランプ10に供給する段階と、制御部76aにより、放電ランプ10が定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、共振回路部73の共振を起こさせる周波数frとは異なる基本周波数foを挟んで上記交流電力の周波数fsを段階的に変化させる段階とを含むものとして表現することができる。
例えば、上述の実施形態では、電力変換部72をフルブリッジ回路により構成したが、交流電力を共振回路部73に供給することができる限度において、電力変換部72の回路形式として、ハーフブリッジ等の任意の回路形式を用いることができる。
また、電流検出部74aおよび点灯検出部75aの回路形式についても、上述の実施形態に限定されず、任意の回路形式を用いることができる。
Claims (11)
- 放電ランプに接続された共振回路部と、
直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する電力変換部と、
前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記交流電力の周波数を、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで交互に切り替える制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1周波数を、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数に向けて減少する方向に段階的に変化させ、
前記第2周波数は、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数よりも低い、
放電ランプ点灯装置。 - 放電ランプに接続された共振回路部と、
直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する電力変換部と、
前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記交流電力の周波数を、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで交互に切り替える制御部と、
前記放電ランプの点灯を検出する点灯検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記点灯検出部により前記放電ランプの点灯が検出されない場合、前記交流電力の周波数を、前記第1周波数と前記第2周波数との間で交互に切り替える、
放電ランプ点灯装置。 - 前記制御部は、前記点灯検出部により前記放電ランプの点灯が検出された場合、前記交流電力の周波数を定常点灯時の所定周波数に設定する、請求項2に記載の放電ランプ点灯装置。
- 前記第2周波数は、前記第1周波数よりも低い、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の放電ランプ点灯装置。
- 前記第2周波数は、前記電力変換部から前記共振回路部を通って前記放電ランプに向かう突入電流が生成されない周波数である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の放電ランプ点灯装置。
- 前記共振回路部の共振出力電圧を検出する電圧検出部を更に備え、
前記制御部は、前記第1周波数を段階的に変化させる過程で、前記電圧検出部により検出された共振出力電圧が上昇から下降に転じた場合、前記交流電力の周波数を直前の段階の第1周波数に設定する、請求項1から請求項5の何れか1項に記載の放電ランプ点灯装置。 - 前記共振回路部の共振出力電流を検出する電流検出部を更に備え、
前記制御部は、前記第1周波数を段階的に変化させる過程で、前記電流検出部により検出された共振出力電流が上昇から下降に転じた場合、前記交流電力の周波数を直前の段階の第1周波数に設定する、請求項1から請求項5の何れか1項に記載の放電ランプ点灯装置。 - 前記制御部は、前記電力変換部により出力される前記交流電力の周波数を、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数の1/N(Nは整数)倍の周波数に設定する、請求項1から請求項7の何れか1項に記載の放電ランプ点灯装置。
- 放電ランプに接続された共振回路部を介して前記放電ランプに電力を供給し、前記放電ランプを点灯する放電ランプ点灯方法であって、
直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する段階と、
前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記交流電力の周波数を、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで交互に切り替える段階と、
前記第1周波数を、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数に向けて減少する方向に段階的に変化させる段階と、
を含み、
前記第2周波数は、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数よりも低い、
放電ランプ点灯方法。 - 放電ランプに接続された共振回路部を介して前記放電ランプに電力を供給し、前記放電ランプを点灯する放電ランプ点灯方法であって、
直流電力を交流電力に変換し、前記共振回路部を介して前記交流電力を前記放電ランプに供給する段階と、
前記放電ランプが定常点灯状態に至るまでの点灯始動期間において、前記交流電力の周波数を、第1周波数と、前記第1周波数とは異なる第2周波数とで交互に切り替える段階と、
前記第1周波数を、前記共振回路部の共振を起こさせる周波数に向けて段階的に変化させる段階と、
前記放電ランプの点灯を検出する段階と、
を含み、
前記放電ランプの点灯が検出されない場合、前記交流電力の周波数を、前記第1周波数と前記第2周波数との間で交互に切り替える、
放電ランプ点灯方法。 - 放電ランプと、
請求項1から請求項8の何れか1項に記載の放電ランプ点灯装置と、
を備えたプロジェクター装置。
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