JPH0773982A - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents
放電ランプ点灯装置Info
- Publication number
- JPH0773982A JPH0773982A JP5237221A JP23722193A JPH0773982A JP H0773982 A JPH0773982 A JP H0773982A JP 5237221 A JP5237221 A JP 5237221A JP 23722193 A JP23722193 A JP 23722193A JP H0773982 A JPH0773982 A JP H0773982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- voltage
- period
- discharge lamp
- pulse width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】点灯初期においてパルスが欠落することがな
く、安定期の周波数を高くすることが可能でスイッチン
グトランスなどを小型化できるともに、電極が短絡する
などの異常状態においても過大電流を防止することがで
きる放電ランプ点灯装置を提供する。 【構成】スイッチングによって放電ランプへの供給電力
もしくは供給電流を制御する放電ランプの点灯装置にお
いて、スイッチング素子の導通期間と非導通期間の比を
スイッチング素子のスイッチング周波数を変換するとと
もに、周波数の下限値を設け、放電ランプの電極が短絡
するなどの異常状態においては、周波数が下限値にな
り、かつスイッチング素子の導通期間が短縮することに
よって制御する。
く、安定期の周波数を高くすることが可能でスイッチン
グトランスなどを小型化できるともに、電極が短絡する
などの異常状態においても過大電流を防止することがで
きる放電ランプ点灯装置を提供する。 【構成】スイッチングによって放電ランプへの供給電力
もしくは供給電流を制御する放電ランプの点灯装置にお
いて、スイッチング素子の導通期間と非導通期間の比を
スイッチング素子のスイッチング周波数を変換するとと
もに、周波数の下限値を設け、放電ランプの電極が短絡
するなどの異常状態においては、周波数が下限値にな
り、かつスイッチング素子の導通期間が短縮することに
よって制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチングにより放
電ランプへの供給電力もしくは供給電流を制御する点灯
装置に関するものである。
電ランプへの供給電力もしくは供給電流を制御する点灯
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】放電ランプは、所定の波長の光を効率良
く放射するので、いろいろな産業分野で幅広く使用され
ている。例えば、ステッパなどの露光装置では、その光
源ランプとして超高圧水銀ランプが使用され、インキや
塗料の乾燥装置では、紫外線照射源として高圧水銀ラン
プが使用され、投射型液晶テレビにおいては、バックラ
イトとしてメタルハライドランプが使用されている。そ
して、これらの放電ランプを点灯させるには、専用の点
灯装置が必要になる。この点灯装置は、商用交流電源か
ら供給される電圧値、電流値を点灯に対して必要な量に
変換する機能が要求される。
く放射するので、いろいろな産業分野で幅広く使用され
ている。例えば、ステッパなどの露光装置では、その光
源ランプとして超高圧水銀ランプが使用され、インキや
塗料の乾燥装置では、紫外線照射源として高圧水銀ラン
プが使用され、投射型液晶テレビにおいては、バックラ
イトとしてメタルハライドランプが使用されている。そ
して、これらの放電ランプを点灯させるには、専用の点
灯装置が必要になる。この点灯装置は、商用交流電源か
ら供給される電圧値、電流値を点灯に対して必要な量に
変換する機能が要求される。
【０００３】図１は、放電ランプ１を交流点灯する場合
の従来の点灯装置の回路図を示す。商用交流電源Ｅは、
一次側整流平滑回路１０、複数のスイッチング素子
Ｍ1 、Ｍ2 およびスイッチングトランスＴ1 を含み、高
周波スイッチングするインバータ回路１１、二次整流素
子Ｍ3 、Ｍ4 および平滑チョークＬ1 、平滑コンデンサ
Ｃ1 を含む二次側整流平滑回路１２、スイッチング素子
３１，３２，３３，３４がフルブリッジ型に接続された
第２インバータ回路１３によって所定の交流電流に変換
される。そして、第２インバータ回路１３の出力が放電
ランプ１に供給される。放電ランプ１がメタルハライド
ランプの場合は、交流の周波数は４００Hz程度であり、
第２インバータ回路１３は発振回路３５により駆動され
る。第２インバータ回路１３の一方の出力と放電ランプ
１の間には起動器１９が接続され、始動時に放電ランプ
１の電極間の絶縁破壊をなすための超高圧電圧を供給す
る。
の従来の点灯装置の回路図を示す。商用交流電源Ｅは、
一次側整流平滑回路１０、複数のスイッチング素子
Ｍ1 、Ｍ2 およびスイッチングトランスＴ1 を含み、高
周波スイッチングするインバータ回路１１、二次整流素
子Ｍ3 、Ｍ4 および平滑チョークＬ1 、平滑コンデンサ
Ｃ1 を含む二次側整流平滑回路１２、スイッチング素子
３１，３２，３３，３４がフルブリッジ型に接続された
第２インバータ回路１３によって所定の交流電流に変換
される。そして、第２インバータ回路１３の出力が放電
ランプ１に供給される。放電ランプ１がメタルハライド
ランプの場合は、交流の周波数は４００Hz程度であり、
第２インバータ回路１３は発振回路３５により駆動され
る。第２インバータ回路１３の一方の出力と放電ランプ
１の間には起動器１９が接続され、始動時に放電ランプ
１の電極間の絶縁破壊をなすための超高圧電圧を供給す
る。
【０００４】制御回路２は、乗算器１６、比較回路１
７、パルス幅変調回路１８からなる。二次側整流平滑回
路１２の電流および電圧を検知する電流センサ１４およ
び電圧センサ１５の信号は、乗算器１６に入力する。比
較回路１７は、内部にオペアンプを有しており、設定さ
れた基準値と乗算器１６から入力する検出値を比較し、
比較回路１７の信号はパルス幅変調回路１８に入力され
る。そして、比較結果に基づいてパルス幅を定めたパル
ス幅変調回路１８の出力信号によってインバータ回路１
１のパルス幅を制御する。すなわち、一定の周波数にお
いて、つまり一定の周期（インバータ回路１１のスイッ
チング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間＋非導通期間）におい
て、スイッチング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間を制御する
ことによって、導通期間と非導通期間の比を制御し、こ
れによって、放電ランプ１への供給電力もしくは供給電
流を制御している。
７、パルス幅変調回路１８からなる。二次側整流平滑回
路１２の電流および電圧を検知する電流センサ１４およ
び電圧センサ１５の信号は、乗算器１６に入力する。比
較回路１７は、内部にオペアンプを有しており、設定さ
れた基準値と乗算器１６から入力する検出値を比較し、
比較回路１７の信号はパルス幅変調回路１８に入力され
る。そして、比較結果に基づいてパルス幅を定めたパル
ス幅変調回路１８の出力信号によってインバータ回路１
１のパルス幅を制御する。すなわち、一定の周波数にお
いて、つまり一定の周期（インバータ回路１１のスイッ
チング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間＋非導通期間）におい
て、スイッチング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間を制御する
ことによって、導通期間と非導通期間の比を制御し、こ
れによって、放電ランプ１への供給電力もしくは供給電
流を制御している。
【０００５】かかる点灯装置によって放電ランプを点灯
制御するが、一般的には定電力制御が行われる。しか
し、メタルハライドランプなどの高圧放電ランプは、絶
縁破壊後の数分間においてはランプ電圧が低いため、こ
の期間においては定電力に規制することは好ましくな
く、このため定電流制御が行われる。すなわち、図２に
示すように、点灯初期のランプ電圧は、例えば高圧水銀
ランプの場合は、２０Ｖ程度あり、徐々に上昇するが、
この期間は定電流制御が行われる。そして、ランプ電圧
値が所定の値、例えば３５０Ｖに達すると一定の電流変
化量の範囲内で定電力制御に移行する。この期間が安定
期であり、放電ランプから例えば紫外線を安定的に放射
する。
制御するが、一般的には定電力制御が行われる。しか
し、メタルハライドランプなどの高圧放電ランプは、絶
縁破壊後の数分間においてはランプ電圧が低いため、こ
の期間においては定電力に規制することは好ましくな
く、このため定電流制御が行われる。すなわち、図２に
示すように、点灯初期のランプ電圧は、例えば高圧水銀
ランプの場合は、２０Ｖ程度あり、徐々に上昇するが、
この期間は定電流制御が行われる。そして、ランプ電圧
値が所定の値、例えば３５０Ｖに達すると一定の電流変
化量の範囲内で定電力制御に移行する。この期間が安定
期であり、放電ランプから例えば紫外線を安定的に放射
する。
【０００６】このように、従来の放電ランプ点灯装置で
は、一定の周波数において、スイッチング素子Ｍ1 、Ｍ
2 の導通期間を制御しているが、図１のＡ点の波形が図
３に示すように、パルスの高さを８００Ｖとすると、安
定期においては、Ｍ1 ＋Ｍ2の導通期間とＭ1 とＭ2 両
方が導通しない期間の比が５０：５０であれば、出力電
圧は４００Ｖになる。一方、点灯初期においては、出力
電圧を２０Ｖにするためには、周期に対する導通期間の
割合を２．５％にする必要がある。つまり、パルス幅
（導通期間）を狭くする必要がある。
は、一定の周波数において、スイッチング素子Ｍ1 、Ｍ
2 の導通期間を制御しているが、図１のＡ点の波形が図
３に示すように、パルスの高さを８００Ｖとすると、安
定期においては、Ｍ1 ＋Ｍ2の導通期間とＭ1 とＭ2 両
方が導通しない期間の比が５０：５０であれば、出力電
圧は４００Ｖになる。一方、点灯初期においては、出力
電圧を２０Ｖにするためには、周期に対する導通期間の
割合を２．５％にする必要がある。つまり、パルス幅
（導通期間）を狭くする必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで一般的に、周
波数が高いほど、つまり周期が短いほど、スイッチング
トランスや平滑チョーク、平滑コンデンサなどを小型化
できる。しかし、周期が短いと、前記のとおり、点灯初
期におけるパルス幅が極めて狭くなるが、現在のとこ
ろ、スイッチング素子が安定に作動するためには、パル
ス幅は最低でも１μｓ程度は必要である。もし、パルス
幅がこれよりも狭くなると、スイッチング素子が安定に
作動しないために、図３に示すように、パルスが欠落す
る現象が生じ、安定した制御が不可能になる。
波数が高いほど、つまり周期が短いほど、スイッチング
トランスや平滑チョーク、平滑コンデンサなどを小型化
できる。しかし、周期が短いと、前記のとおり、点灯初
期におけるパルス幅が極めて狭くなるが、現在のとこ
ろ、スイッチング素子が安定に作動するためには、パル
ス幅は最低でも１μｓ程度は必要である。もし、パルス
幅がこれよりも狭くなると、スイッチング素子が安定に
作動しないために、図３に示すように、パルスが欠落す
る現象が生じ、安定した制御が不可能になる。
【０００８】従って、点灯初期におけるパルス幅は１μ
ｓを確保する必要があるが、前記の例では、周期に対す
る導通期間の割合が２．５％であるので、Ａ点の周期は
４０μｓになり、Ａ点の周波数は２５ｋHzに、Ｍ1 、Ｍ
2 のスイッチング周波数は１２．５ｋHzなる。つまり、
周波数が低いので、例えばスイッチングトランスのコア
が磁気飽和しないようにコアの大きさやコイルの巻数を
設定する必要があり、スイッチングトランスなどが大型
化してコスト高になる不具合がある。
ｓを確保する必要があるが、前記の例では、周期に対す
る導通期間の割合が２．５％であるので、Ａ点の周期は
４０μｓになり、Ａ点の周波数は２５ｋHzに、Ｍ1 、Ｍ
2 のスイッチング周波数は１２．５ｋHzなる。つまり、
周波数が低いので、例えばスイッチングトランスのコア
が磁気飽和しないようにコアの大きさやコイルの巻数を
設定する必要があり、スイッチングトランスなどが大型
化してコスト高になる不具合がある。
【０００９】次に、放電ランプは、例えば何らかの異常
原因で点灯中に対向配置された一対の電極が短絡する異
常状態が発生することがある。そして、電極が短絡する
と非常に大きな電流が流れて点灯装置のスイッチング素
子などが破損するので、電極短絡などの異常時の安全対
策が必要になる。
原因で点灯中に対向配置された一対の電極が短絡する異
常状態が発生することがある。そして、電極が短絡する
と非常に大きな電流が流れて点灯装置のスイッチング素
子などが破損するので、電極短絡などの異常時の安全対
策が必要になる。
【００１０】そこで本発明は、点灯初期においてパルス
が欠落することがなく、安定期の周波数を高くすること
が可能でスイッチングトランスなどを小型化できるとも
に、電極が短絡するなどの異常状態において破損を防止
することができる放電ランプ点灯装置を提供することを
目的とする。
が欠落することがなく、安定期の周波数を高くすること
が可能でスイッチングトランスなどを小型化できるとも
に、電極が短絡するなどの異常状態において破損を防止
することができる放電ランプ点灯装置を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、スイッチングによって放電ランプへの
供給電力もしくは供給電流を制御する放電ランプの点灯
装置において、スイッチング素子の導通期間と非導通期
間の比をスイッチング素子のスイッチング周波数を変換
するとともに、周波数の下限値を設け、放電ランプの電
極が短絡するなどの異常状態においては、周波数が下限
値になり、かつスイッチング素子の導通期間が短縮する
ことによって制御する。
めに、本発明は、スイッチングによって放電ランプへの
供給電力もしくは供給電流を制御する放電ランプの点灯
装置において、スイッチング素子の導通期間と非導通期
間の比をスイッチング素子のスイッチング周波数を変換
するとともに、周波数の下限値を設け、放電ランプの電
極が短絡するなどの異常状態においては、周波数が下限
値になり、かつスイッチング素子の導通期間が短縮する
ことによって制御する。
【００１２】
【作用】すなわち、通常の点灯時は、周波数を変換する
ことによってスイッチング素子の導通期間と非導通期間
の比を制御するが、スイッチング素子が確実に作動する
導通期間を確保した上で、導通期間をあまり変化させ
ず、あるいは一定にすれば、ランプ電圧が上昇する安定
期においては、周波数を高くすることによって、周期に
対する導通期間の割合が大きくなり、高いランプ電圧を
出力できる。従って、点灯初期においてパルスが欠落す
ることがなく、かつ安定期の周波数が高くなってスイッ
チングトランスなどを小型化できる。
ことによってスイッチング素子の導通期間と非導通期間
の比を制御するが、スイッチング素子が確実に作動する
導通期間を確保した上で、導通期間をあまり変化させ
ず、あるいは一定にすれば、ランプ電圧が上昇する安定
期においては、周波数を高くすることによって、周期に
対する導通期間の割合が大きくなり、高いランプ電圧を
出力できる。従って、点灯初期においてパルスが欠落す
ることがなく、かつ安定期の周波数が高くなってスイッ
チングトランスなどを小型化できる。
【００１３】また、放電ランプの電極が短絡するなどの
異常状態においては、周波数の制御のみによって対応し
ょうとすると、電極短絡時に周波数を０に近い超低周波
にする必要があり、単一の発振器で０に近い超低周波か
ら数百ｋHz程度の高周波まで発振させるのが困難である
が、周波数の下限値を設け、放電ランプの電極が短絡す
るなどの異常時には、周波数が下限値になり、かつスイ
ッチング素子の導通期間が短縮するようにしたので、過
大電流が防止され、かつ周波数の範囲があまり大きくな
らず、同一の発振器で対応することができる。
異常状態においては、周波数の制御のみによって対応し
ょうとすると、電極短絡時に周波数を０に近い超低周波
にする必要があり、単一の発振器で０に近い超低周波か
ら数百ｋHz程度の高周波まで発振させるのが困難である
が、周波数の下限値を設け、放電ランプの電極が短絡す
るなどの異常時には、周波数が下限値になり、かつスイ
ッチング素子の導通期間が短縮するようにしたので、過
大電流が防止され、かつ周波数の範囲があまり大きくな
らず、同一の発振器で対応することができる。
【００１４】
【実施例】本発明の点灯装置における点灯回路は、図１
に示す従来の点灯回路の制御回路２を図４に示す制御回
路に置き換えたものである。図４において、コンパレー
タ２５の負入力端子に三角波発振器２３の出力が接続さ
れ、正入力端子に第２誤差増幅器２４の出力が接続さ
れ、コンパレータ２５は、この両方を比較したパルス幅
をパルス出力する。このパルス幅が、フリップフロップ
２６に並列に接続された単安定マルチバイブレータ２８
の出力パルスの幅よりも大きいときは、コンパレータ２
５の出力パルスをフリップフロップ２６によって１／２
分周した周期で、アンド回路２７，２７によって単安定
マルチバイブレータ２８の出力パルス幅のパルス制御波
形を出力する。そして、コンパレータ２５の出力パルス
の幅が単安定マルチバイブレータ２８の出力パルスの幅
よりも小さいときは、コンパレータ２５の出力パルス幅
のパルス制御波形を出力する。
に示す従来の点灯回路の制御回路２を図４に示す制御回
路に置き換えたものである。図４において、コンパレー
タ２５の負入力端子に三角波発振器２３の出力が接続さ
れ、正入力端子に第２誤差増幅器２４の出力が接続さ
れ、コンパレータ２５は、この両方を比較したパルス幅
をパルス出力する。このパルス幅が、フリップフロップ
２６に並列に接続された単安定マルチバイブレータ２８
の出力パルスの幅よりも大きいときは、コンパレータ２
５の出力パルスをフリップフロップ２６によって１／２
分周した周期で、アンド回路２７，２７によって単安定
マルチバイブレータ２８の出力パルス幅のパルス制御波
形を出力する。そして、コンパレータ２５の出力パルス
の幅が単安定マルチバイブレータ２８の出力パルスの幅
よりも小さいときは、コンパレータ２５の出力パルス幅
のパルス制御波形を出力する。
【００１５】ところで本発明は、周波数を変換すること
によって、スイッチング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間と非
導通期間の比を制御するので、三角波発振器２３の発振
周波数も制御する必要がある。三角波発振器２３の発振
周波数は、電圧／抵抗可変回路２０の等価抵抗と抵抗Ｒ
2 との並列抵抗および抵抗Ｒ3 の和からなる抵抗値ある
いはコンデンサＣの容量によって変化するが、コンデン
サＣの容量が一定の場合は、前記の抵抗値によって変化
し、この抵抗値が大きくなると周波数は低下し、抵抗値
が小さくなると周波数は増加する。
によって、スイッチング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間と非
導通期間の比を制御するので、三角波発振器２３の発振
周波数も制御する必要がある。三角波発振器２３の発振
周波数は、電圧／抵抗可変回路２０の等価抵抗と抵抗Ｒ
2 との並列抵抗および抵抗Ｒ3 の和からなる抵抗値ある
いはコンデンサＣの容量によって変化するが、コンデン
サＣの容量が一定の場合は、前記の抵抗値によって変化
し、この抵抗値が大きくなると周波数は低下し、抵抗値
が小さくなると周波数は増加する。
【００１６】電圧／抵抗可変回路２０は、誤差増幅器２
２、抵抗Ｒ1 、トランジスタＱ2 からなる。そして、誤
差増幅器２２の正入力端子の電圧が、負入力端子の電
圧、つまり抵抗Ｒ3 の両端電圧より高い場合は、誤差増
幅器２２の出力は増加する方向に変化するので、この出
力から抵抗Ｒ1 を通してトランジスタＱ2 のベース電流
が増加する。従って、トランジスタＱ2 のコレクタ電流
も増加するから、等価的には抵抗Ｒ2 と並列に接続され
ている抵抗値が減少する。逆に、誤差増幅器２２の正入
力端子の電圧が負入力端子の電圧より低い場合は、前記
の抵抗値は増加する。従って、誤差増幅器２２の正入力
端子の電圧を制御することによって、三角波発振器２３
の発振周波数を制御することができる。
２、抵抗Ｒ1 、トランジスタＱ2 からなる。そして、誤
差増幅器２２の正入力端子の電圧が、負入力端子の電
圧、つまり抵抗Ｒ3 の両端電圧より高い場合は、誤差増
幅器２２の出力は増加する方向に変化するので、この出
力から抵抗Ｒ1 を通してトランジスタＱ2 のベース電流
が増加する。従って、トランジスタＱ2 のコレクタ電流
も増加するから、等価的には抵抗Ｒ2 と並列に接続され
ている抵抗値が減少する。逆に、誤差増幅器２２の正入
力端子の電圧が負入力端子の電圧より低い場合は、前記
の抵抗値は増加する。従って、誤差増幅器２２の正入力
端子の電圧を制御することによって、三角波発振器２３
の発振周波数を制御することができる。
【００１７】次に、電圧／抵抗可変回路２０の誤差増幅
器２２の正入力端子には、第１誤差増幅器２１の出力が
接続され、第１誤差増幅器２１の負入力端子には、二次
側整流平滑回路１２の電流および電圧を検知する電流セ
ンサ１４および電圧センサ１５の信号が入力する乗算器
１６の出力が接続されている。つまり、乗算器１６の出
力を第１誤差増幅器２１で比較し、この出力電圧によっ
て電圧／抵抗可変回路２０の等価抵抗を変化させてい
る。
器２２の正入力端子には、第１誤差増幅器２１の出力が
接続され、第１誤差増幅器２１の負入力端子には、二次
側整流平滑回路１２の電流および電圧を検知する電流セ
ンサ１４および電圧センサ１５の信号が入力する乗算器
１６の出力が接続されている。つまり、乗算器１６の出
力を第１誤差増幅器２１で比較し、この出力電圧によっ
て電圧／抵抗可変回路２０の等価抵抗を変化させてい
る。
【００１８】なお、図４において、誤差増幅器２９は、
定電流制御から定電力制御に移行するためのものであ
る。乗算器１６の出力が小さい場合は、前記のとおり、
三角波発振器２３の発振周波数は増加するが、このと
き、電流センサ１４の出力が設定値よりも高いと、誤差
増幅器２９の出力が増加し、トランジスタＱ1 が導通す
るので、電圧／抵抗可変回路２０の誤差増幅器２２の正
入力端子の電圧は低下し、発振周波数は低下する。従っ
て、設定電流値以下の電流範囲のみ定電力動作し、ラン
プ電圧が低い場合は、定電流動作する。
定電流制御から定電力制御に移行するためのものであ
る。乗算器１６の出力が小さい場合は、前記のとおり、
三角波発振器２３の発振周波数は増加するが、このと
き、電流センサ１４の出力が設定値よりも高いと、誤差
増幅器２９の出力が増加し、トランジスタＱ1 が導通す
るので、電圧／抵抗可変回路２０の誤差増幅器２２の正
入力端子の電圧は低下し、発振周波数は低下する。従っ
て、設定電流値以下の電流範囲のみ定電力動作し、ラン
プ電圧が低い場合は、定電流動作する。
【００１９】しかして、二次側整流平滑回路１２の電流
および電圧を検知する電流センサ１４および電圧センサ
１５の信号が小さくて乗算器１６の出力が第１誤差増幅
器２１の正入力端子の電圧よりも低く、電流センサ１４
の出力が設定値より低い場合は、第１誤差増幅器２１の
出力電圧が増加し、電圧／抵抗可変回路２０の等価抵抗
が減少するので、三角波発振器２３の発振周波数は増加
する。このとき、抵抗Ｒ3 の両端電圧は増加するので、
この電圧が正入力端子に印加される第２誤差増幅器２４
の出力が増加する。従って、コンパレータ２５の出力周
波数が増加するとともに、コンパレータ２５の高圧／低
圧レベルの比が増加し、コンパレータ２５の出力パルス
の幅が広くなる。しかし、２５の出力によってトリガー
される単安定マルチバイブレータ２８によって一定幅の
パルスがＢ、Ｃ点に出力される。これによって、スイッ
チング素子Ｍ1 、Ｍ2 に接続されるＢ点とＣ点の周波数
および高圧／低圧レベルの比が増加するので、スイッチ
ング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間／非導通期間の比が増加
する。つまり、供給電力もしくは供給電流が増加する方
向に動作する。
および電圧を検知する電流センサ１４および電圧センサ
１５の信号が小さくて乗算器１６の出力が第１誤差増幅
器２１の正入力端子の電圧よりも低く、電流センサ１４
の出力が設定値より低い場合は、第１誤差増幅器２１の
出力電圧が増加し、電圧／抵抗可変回路２０の等価抵抗
が減少するので、三角波発振器２３の発振周波数は増加
する。このとき、抵抗Ｒ3 の両端電圧は増加するので、
この電圧が正入力端子に印加される第２誤差増幅器２４
の出力が増加する。従って、コンパレータ２５の出力周
波数が増加するとともに、コンパレータ２５の高圧／低
圧レベルの比が増加し、コンパレータ２５の出力パルス
の幅が広くなる。しかし、２５の出力によってトリガー
される単安定マルチバイブレータ２８によって一定幅の
パルスがＢ、Ｃ点に出力される。これによって、スイッ
チング素子Ｍ1 、Ｍ2 に接続されるＢ点とＣ点の周波数
および高圧／低圧レベルの比が増加するので、スイッチ
ング素子Ｍ1 、Ｍ2 の導通期間／非導通期間の比が増加
する。つまり、供給電力もしくは供給電流が増加する方
向に動作する。
【００２０】この状態を図５に示す。図５の（Ａ）は、
二次側整流平滑回路１２の電流および電圧を検知する電
流センサ１４および電圧センサ１５の信号が小さい最初
の状態のＡ点のパルス波形である。これに対して、図５
の（Ｂ）は、制御回路が動作した後のＡ点のパルス波形
であり、コンパレータ２５の出力パルスの幅が単安定マ
ルチバイブレータ２８の出力パルスの幅よりも大きいの
で、パルス幅は単安定マルチバイブレータ２８の出力パ
ルス幅であり一定になるが、周波数が増加する（周期が
短くなる）ので、導通期間／非導通期間の比が増加して
いる。
二次側整流平滑回路１２の電流および電圧を検知する電
流センサ１４および電圧センサ１５の信号が小さい最初
の状態のＡ点のパルス波形である。これに対して、図５
の（Ｂ）は、制御回路が動作した後のＡ点のパルス波形
であり、コンパレータ２５の出力パルスの幅が単安定マ
ルチバイブレータ２８の出力パルスの幅よりも大きいの
で、パルス幅は単安定マルチバイブレータ２８の出力パ
ルス幅であり一定になるが、周波数が増加する（周期が
短くなる）ので、導通期間／非導通期間の比が増加して
いる。
【００２１】逆に、乗算器１６の出力が大きいと、三角
波発振器２３の発振周波数が低下し、パルス波形は、図
５の（Ｃ）に示すように、周波数が低下する（周期が長
くなる）ので、導通期間／非導通期間の比が低下して供
給電力もしくは供給電流が減少する方向に動作する。
波発振器２３の発振周波数が低下し、パルス波形は、図
５の（Ｃ）に示すように、周波数が低下する（周期が長
くなる）ので、導通期間／非導通期間の比が低下して供
給電力もしくは供給電流が減少する方向に動作する。
【００２２】次に、放電ランプの電極が短絡するなどの
異常状態においては、過大電流が流れるが、ランプ電圧
は低いため乗算器１６の出力が小さくなる。電流センサ
１４の出力が設定値よりも高いと誤差増幅器２９の出力
が増大し、Ｑ1 が導通するため、このとき、電圧／抵抗
可変回路２０の等価抵抗が極めて大きくなって抵抗Ｒ3
の両端電圧が大きく低下し、Ｄ点の電圧よりも低くな
る。このため、コンパレータ２５出力の高圧レベル期間
が減少し、パルス幅が単安定マルチバイブレータ２８の
出力パルスの幅よりも狭くなる。一方、前記のとおり、
三角波発振器２３の発振周波数は、電圧／抵抗可変回路
２０の等価抵抗と抵抗Ｒ2 との並列抵抗および抵抗Ｒ3
の和からなる抵抗値あるいはコンデンサＣの容量によっ
て変化するが、コンデンサＣの容量が一定であり、抵抗
Ｒ3 の電圧がＤ点の電圧より低くならないように制御す
るため、周波数の下限値（周期の上限値）が定まる。従
って、図５の（Ｄ）に示すように、周波数は下限値（周
期は上限値）で一定であるが、パルス幅のみが狭くな
り、導通期間／非導通期間の比が低下して供給電力もし
くは供給電流が減少する。
異常状態においては、過大電流が流れるが、ランプ電圧
は低いため乗算器１６の出力が小さくなる。電流センサ
１４の出力が設定値よりも高いと誤差増幅器２９の出力
が増大し、Ｑ1 が導通するため、このとき、電圧／抵抗
可変回路２０の等価抵抗が極めて大きくなって抵抗Ｒ3
の両端電圧が大きく低下し、Ｄ点の電圧よりも低くな
る。このため、コンパレータ２５出力の高圧レベル期間
が減少し、パルス幅が単安定マルチバイブレータ２８の
出力パルスの幅よりも狭くなる。一方、前記のとおり、
三角波発振器２３の発振周波数は、電圧／抵抗可変回路
２０の等価抵抗と抵抗Ｒ2 との並列抵抗および抵抗Ｒ3
の和からなる抵抗値あるいはコンデンサＣの容量によっ
て変化するが、コンデンサＣの容量が一定であり、抵抗
Ｒ3 の電圧がＤ点の電圧より低くならないように制御す
るため、周波数の下限値（周期の上限値）が定まる。従
って、図５の（Ｄ）に示すように、周波数は下限値（周
期は上限値）で一定であるが、パルス幅のみが狭くな
り、導通期間／非導通期間の比が低下して供給電力もし
くは供給電流が減少する。
【００２３】このように、通常時においては、周波数を
高くすることによって、導通期間／非導通期間の比を増
加させ、供給電力もしくは供給電流が増加する方向に動
作させるので、導通期間をスイッチング素子が正常に作
動するために必要な時間を確保した上で、安定期の周波
数をきわめて大きくすることができる。
高くすることによって、導通期間／非導通期間の比を増
加させ、供給電力もしくは供給電流が増加する方向に動
作させるので、導通期間をスイッチング素子が正常に作
動するために必要な時間を確保した上で、安定期の周波
数をきわめて大きくすることができる。
【００２４】また、放電ランプの電極が短絡するなどの
異常状態においては、周波数が下限値になり、かつスイ
ッチング素子の導通期間が短縮するので、過大電流が防
止される。従って、周波数の範囲があまり広がらず、同
一の発振器で対応することができる。
異常状態においては、周波数が下限値になり、かつスイ
ッチング素子の導通期間が短縮するので、過大電流が防
止される。従って、周波数の範囲があまり広がらず、同
一の発振器で対応することができる。
【００２５】次に、平滑チョークＬ1 のインダクタンス
値の計算例を説明する。平滑チョークＬ1 の電流の最小
／最大の比を発熱などを考慮して０．８とすると、点灯
初期のランプ電圧が２０Ｖ、ランプ電流が１５Ａ、安定
期のランプ電圧が４００Ｖ、ランプ電流が１０Ａ、図１
のＡ点の電圧レベルが８００Ｖ、パルス幅／周期の比が
１：２とした場合、従来のパルス幅変換方式では、ラン
プ電圧が２０Ｖの時のパルス幅を１μｓとした場合は、
Ａ点の周波数は２５ｋHzになるから、平滑チョークＬ1
のインダクタンス値は３．６ｍＨとなる。これに対し
て、本発明では、固定パルス幅を１μｓとした場合、ラ
ンプ電圧が４００Ｖで上記と同一比のパルスとしたと
き、Ａ点の周波数は５００ｋHzになるから、インダクタ
ンス値は１８０μＨとなり、１／２０に減少する。従っ
て、平滑チョークＬ1 を非常に小さくすることができ
る。また、同様に、トランスＴ1 も非常に小さくするこ
とができる。
値の計算例を説明する。平滑チョークＬ1 の電流の最小
／最大の比を発熱などを考慮して０．８とすると、点灯
初期のランプ電圧が２０Ｖ、ランプ電流が１５Ａ、安定
期のランプ電圧が４００Ｖ、ランプ電流が１０Ａ、図１
のＡ点の電圧レベルが８００Ｖ、パルス幅／周期の比が
１：２とした場合、従来のパルス幅変換方式では、ラン
プ電圧が２０Ｖの時のパルス幅を１μｓとした場合は、
Ａ点の周波数は２５ｋHzになるから、平滑チョークＬ1
のインダクタンス値は３．６ｍＨとなる。これに対し
て、本発明では、固定パルス幅を１μｓとした場合、ラ
ンプ電圧が４００Ｖで上記と同一比のパルスとしたと
き、Ａ点の周波数は５００ｋHzになるから、インダクタ
ンス値は１８０μＨとなり、１／２０に減少する。従っ
て、平滑チョークＬ1 を非常に小さくすることができ
る。また、同様に、トランスＴ1 も非常に小さくするこ
とができる。
【００２６】また、Ａ点の周波数の下限値を２０ＫHzと
し、放電ランプの電極が０．１Ωで短絡したときの点灯
装置の出力電流を１５Ａとすれば、そのときのパルス幅
は９４ｎＳになる。実際には、この程度のパルス幅で
は、通常時は安定的に制御できないが、異常時において
スイッチング素子に流れる電流を十分に下げることがで
き、スイッチング素子は破壊することがない。
し、放電ランプの電極が０．１Ωで短絡したときの点灯
装置の出力電流を１５Ａとすれば、そのときのパルス幅
は９４ｎＳになる。実際には、この程度のパルス幅で
は、通常時は安定的に制御できないが、異常時において
スイッチング素子に流れる電流を十分に下げることがで
き、スイッチング素子は破壊することがない。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電ラン
プ点灯装置は、スイッチング素子の導通期間と非導通期
間の比を周波数を変換することによって制御するので、
導通期間をスイッチング素子が正常に作動するために必
要な時間を確保した上で、安定期の周波数をきわめて大
きくすることができ、点灯初期においてパルスが欠落す
ることがなく、スイッチングトランスなどを小型化でき
る。また、周波数の下限値を設け、放電ランプの電極が
短絡するなどの異常状態においては、周波数が下限値に
なり、かつスイッチング素子の導通期間が短縮するよう
にしたので、単一の発振器で過大電流を防止することが
可能な放電ランプ点灯装置とすることができる。
プ点灯装置は、スイッチング素子の導通期間と非導通期
間の比を周波数を変換することによって制御するので、
導通期間をスイッチング素子が正常に作動するために必
要な時間を確保した上で、安定期の周波数をきわめて大
きくすることができ、点灯初期においてパルスが欠落す
ることがなく、スイッチングトランスなどを小型化でき
る。また、周波数の下限値を設け、放電ランプの電極が
短絡するなどの異常状態においては、周波数が下限値に
なり、かつスイッチング素子の導通期間が短縮するよう
にしたので、単一の発振器で過大電流を防止することが
可能な放電ランプ点灯装置とすることができる。
【図１】従来の放電ランプ点灯装置の点灯回路例であ
る。
る。
【図２】放電ランプの点灯初期と安定期の説明図であ
る。
る。
【図３】従来のパルス幅変換方式の説明図である。
【図４】本発明実施例の制御回路例である。
【図５】本発明実施例ののパルス波形の説明図である。
１ 放電ランプ ２ 制御回路 ２０ 電圧／抵抗可変回路 ２３ 三角波発振器 ２５ コンパレータ ２６ フリップフロップ ２８ 単安定マルチバイブレータ Ｍ1、Ｍ2 スイッチング素子
Claims (1)
- 【請求項１】 スイッチングによって放電ランプへの供
給電力もしくは供給電流を制御する放電ランプ点灯装置
において、 スイッチング素子の導通期間と非導通期間の比が前記ス
イッチング素子のスイッチング周波数を変換することに
よって制御されるとともに、周波数の下限値が設けら
れ、 異常状態においては、周波数が下限値になり、かつスイ
ッチング素子の導通期間が短縮することを特徴とする放
電ランプ点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237221A JP2942113B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 放電ランプ点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237221A JP2942113B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 放電ランプ点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0773982A true JPH0773982A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2942113B2 JP2942113B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=17012180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5237221A Expired - Fee Related JP2942113B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 放電ランプ点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2942113B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7400100B2 (en) | 2006-03-28 | 2008-07-15 | Seiko Epson Corporation | Discharge-lamp lighting apparatus and projector |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004055447A (ja) | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Sumida Technologies Inc | 高圧放電灯点灯装置 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP5237221A patent/JP2942113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7400100B2 (en) | 2006-03-28 | 2008-07-15 | Seiko Epson Corporation | Discharge-lamp lighting apparatus and projector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2942113B2 (ja) | 1999-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5438242A (en) | Apparatus for controlling the brightness of a magnetron-excited lamp | |
| US4189663A (en) | Direct current ballasting and starting circuitry for gaseous discharge lamps | |
| US6710551B2 (en) | High-intensity discharge lamp lighting apparatus and luminaire for using the same | |
| JPH07220889A (ja) | 電子安定器 | |
| WO2004057931A1 (en) | Improved high frequency electronic ballast | |
| JP4702038B2 (ja) | 高輝度放電ランプ点灯装置及びプロジェクタ | |
| US7692391B2 (en) | Discharge lamp ballast, lighting system and projector | |
| JP4687069B2 (ja) | 高圧放電灯点灯装置及び画像表示装置 | |
| JP2942113B2 (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| JP3328310B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP2005536845A (ja) | 高圧放電アークランプ給電用電子回路 | |
| JPH0773981A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| JP3242314B2 (ja) | 放電灯用電源装置 | |
| JPH0878171A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP5260226B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP3196444B2 (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| JP2623872B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JPH07282986A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| JP2615653B2 (ja) | インバーター回路 | |
| KR100297232B1 (ko) | 노광용수은등의전원공급장치 | |
| JPH07194142A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JPH08237961A (ja) | 電源装置 | |
| JPS6115600Y2 (ja) | ||
| JPH0298094A (ja) | 高輝度放電灯の高周波点灯装置 | |
| JPS62241294A (ja) | 放電ランプ点灯装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |