KR100396871B1 - 램프 점등용 전원장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 산샤덴키세이사쿠쇼
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Abstract

수명이 거의 다 되었다 하여도, 기동할 수가 있음과 동시에, 기동 후에는, 정전력 제어를 가능하게 하여, 안정되게 점등시킨다.
직류전원(14)으로부터의 직류 신호를 직류-직류변환기(16)가 소정의 값으로 변환하여 램프(22)에 공급한다. 램프(22)에 직류-직류변환기(16)로부터 공급되는 직류전류를 나타내는 직류전류검출신호를 직류전류검출기(24)가 생성한다. 램프(22)에 직류-직류변환기(16)로부터 공급되는 직류전력을 나타내는 직류전력검출신호를, 전류검출기(24), 전압검출기(26), 승산기(30)가 생성한다. 직류전류검출신호와 미리 정해진 직류전류 기준신호와의 편차를 나타내는 직류전류 오차신호를 오차증폭기(32)가 생성하고, 직류전력신호와 직류전력 기준신호의 편차를 나타내는 직류전력 오차신호를 오차증폭기(36)가 생성한다. 램프(22)로의 직류신호의 공급개시시로부터 소정시간의 사이, 지연회로(42), 비교기(48) 및 클램프용 다이오드(52)가, 직류전력 오차신호를 클램프하고, 직류전류 오차신호만을 출력한다. 이 신호가 0 으로 되도록 직류-직류변환기(16)를 구동부(18)가 제어한다.

Description

램프 점등용 전원장치{POWER SOURCE DEVICE FOR LAMP LIGHTING}
본 발명은, 램프, 예를 들면 방전등용의 전원장치에 관한다.
방전등에는, 예를 들면 크세논(xenon) 램프가 있다.
크세논 램프는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 글래스 관(2)내에 양극(4)과 음극(6)을 수 밀리 간격을 두고 배치하고, 글래스 관(2)내에 수 기압의 크세논 가스를 봉입한 것이다.
이 크세논 램프는, 양극(4)과 음극(6) 사이에 정전류를 흘리면, 양극(4)의 선단(4a)과 음극(6)의 선단(6a) 사이에서 아크 방전이 발생하여, 도 6에 부호 C로 나타내는 바와 같은 동작 안정점의 전압 및 전류로 안정상태의 점등이 행해진다.
크세논 램프는 장기간 사용에 의해, 크세논 램프의 수명에 근접하면, 양극(4) 또는 음극(6)의 소모나, 글래스 관(2)내의 압력의 저하가 발생하여, 크세논 램프의 임피던스가 증가한다.
그 때문에, 동작 안정점이 도 6에 부호 C로 나타내는 위치로부터 부호 D로 나타내는 위치로 이동하여, 크세논 램프에 인가되는 전압이 상승한다.
이에 의해, 크세논 램프의 소비전력이 증가하고, 크세논 램프에서의 발열이 크게 되며, 양극(4)이나 음극(6)의 용해가 생겨, 최악의 경우에는, 크세논 램프가 폭발할 가능성이 있다.
그래서, 일본국 특공소 59-37556호 공보에는, 크세논 램프에 인가되는 전압이 미리 정해진 압력으로 상승하면, 크세논 램프에 흐르는 전류를 감소시켜, 램프의 소비전력을 억제하는 기술이 개시되어 있다.
또, 크세논 램프에 흐르는 전류를 감소시키는 기술로서, 상기 공보에는, 출력 전압이 기준전압 이상으로 되면, 정전류 제어가 아닌, 정전력제어를 행하여, 동작 안정점을 정전력 제어된 점 E로 하는 것이 개시되어 있다.
상기한 바와 같이, 크세논 램프의 수명이 가까운 상태에서도, 양극(4)의 선단(4a)과 음극(6)의 선단(6a)에 아크가 발생하고 있는 때, 이 크세논 램프로의 전력의 공급을 일단 정지하여, 크세논 램프를 소등할 수가 있다.
크세논 램프가 냉각된 후에, 크세논 램프를 기동하고자 하면, 양극(4)의 선단(4a)과 음극(6)의 선단(6a) 사이에서 아크방전이 발생하지 않고, 양극(4)의 선단(4a) 이외의 장소, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이 양극(4)의 측부(4b)와 음극(6)의 선단(6a) 사이에서 아크 방전이 발생하도록 할 수가 있다.
이 경우, 양극(4)의 측부(4b)와 음극(6)의 선단(6a)의 거리는, 양극(4)의 선단(4a)과 음극(6)의 선단(6a)의 거리보다 길기 때문에, 임피던스가 크게 된다.
이 때, 임피던스가 크기 때문에, 상술한 공보에 개시되어 있는 기술에서는, 정전력 제어된 전력이 크세논 램프에 공급된다.
그 때문에, 아크 방전을 발생시키는 데에는, 전력이 부족하여, 크세논 램프를 기동시킬 수 없을 수가 있다.
또, 어떠한 방법으로 크세논 램프의 기동이 행해진 후에는, 아크 방전은, 서서히 양극(4)의 선단(4a)과 음극(6)의 선단(6a) 사이로 이행하여, 안정화된다.
본 발명은 수명이 가까운 램프라도, 기동할 수 있는 외에, 기동 후에는, 정전력 제어를 가능하게 하여, 안정적으로 점등시킬 수 있는 램프 점등용 전원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은, 본 발명의 제 1실시형태의 전원장치의 블럭도.
도 2는, 도 1의 전원장치의 전압-전류 특성도.
도 3은, 본 발명의 제 2실시형태의 전원장치의 블럭도.
도 4는, 도 3의 전원장치의 전압-전류 특성도.
도 5는, 크세논 램프의 측면도.
도 6은, 종래의 전원장치에 의한 크세논 램프에 공급된 전압-전류 특성도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
14. 직류전원 16. 직류-직류변환기
18. 구동부(제어부) 22. 크세논 램프(램프)
24. 전류검출기 26. 전압검출기
30. 승산기 32. 전전류 제어용 오차증폭기
36. 정전력 제어용 오차증폭기 38. 오어게이트(선택수단)
42. 지연회로 48. 비교기
52. 클램프용 다이오드
본 발명에 의한 램프 점등용 전원장치는, 직류전원을 갖고 있다.
이 직류전원장치는, 상용 교류전원을 직류전원으로 변환한 것이어도 된다.
이 직류전원으로부터의 직류신호를 소정의 값으로 변환하여 램프에 공급하는 직류-직류변환기가 설치되어 있다.
직류-직류변환기로서는, 후술하는 바와 같이 입력된 제어신호에 응동하여 출력되는 전류 또는 전력을 미리 정한 값으로 억제할 수 있는 제어 가능형의 것이다.
상기 램프에 상기 직류-직류변환기로부터 공급되는 직류전류를 나타내는 직류전류검출신호를 직류전류검출기가 생성한다.
상기 램프에 상기 직류-직류변환기로부터 공급되는 직류전력을 나타내는 직류전력검출신호를 직류전력검출기가 생성한다.
상기 직류전류검출신호와 미리 정해진 직류전류 기준신호의 편차를 나타내는 직류전류 오차신호와, 상기 직류전력신호와 미리 정해진 직류전력기준신호의 편차를 나타내는 직류전력 오차신호를 오차신호 생성부가 생성한다.
또한, 오차신호 생성부는, 상기 램프로의 직류신호의 공급 개시시로부터 소정시간의 사이, 상기 직류전류 오차신호를 출력한다.
이 오차신호 생성부로부터의 신호가 0 으로 되도록 상기 직류-직류변환기를 제어부가 제어한다.
이 전원장치에 의하면, 이 전원장치가 동작을 개시한 때, 즉 램프에 직류 신호의 공급이 개시된 때, 직류전류 기준신호를 적절히 선택하면, 수명이 가까운 램프라도, 기동시에는 큰 전류가 공급되어, 램프가 확실히 기동된다.
그 후, 수명이 거의 된 램프면, 정전력 제어하는 것이 가능하기 때문에, 램프에 공급되는 전류를 감소시킬 수가 있다.
상기 오차신호 생성부는, 상기 램프의 임피던스가 미리 정해진 값 보다 작은 때, 상기 직류전류 오차신호를 상기 직류전력 오차신호 보다 크게 하고, 상기 램프의 임피던스가 상기 미리 정해진 값 보다 큰 때, 상기 직류전류 오차신호를 상기 직류전력 오차신호 보다 작게 하는 레벨조정수단을 구비하는 것으로 할 수가 있다.
이 경우, 오차신호 생성부는, 또한, 상기 직류전류 오차신호와 상기 직류전력 오차신호 중 큰 값의 것을 선택하는 선택수단과, 상기 램프로의 직류신호의 공급 개시시로부터 소정시간의 사이, 상기 직류전력 오차신호의 생성을 정지시키는 정지회로를 구비하고 있다.
이와 같은 전원장치에서는, 램프로의 전류의 공급이 개시된 때, 정지회로에 의해 직류전력 오차신호의 생성이 정지된다.
따라서, 선택수단은, 직류전류 오차신호를 선택하여, 제어부에 공급한다.
제어부는, 직류-직류변환기가, 램프에 일정 전류를 공급하도록, 직류-직류변환기를 제어한다.
따라서, 기동시로부터 소정시간의 사이, 예를 들면 램프의 임피던스가 높아도, 큰 전류가 램프에 공급되기 때문에, 확실히 램프가 기동된다.
또, 램프가 기동된 후에는, 램프의 수명이 가까운 것이라면, 선택수단이 전력오차신호를 선택하여 제어부에 공급하기 때문에, 정전력 제어가 행해져, 램프에 공급되는 전류가 감소된다.
또한, 램프가 사용되고 얼마되지 않은 것이라면, 선택수단이 전류 오차신호를 선택하여, 제어부에 공급하기 때문에, 정전류 제어가 행해진다.
상기 정지회로는, 상기 전류검출신호에 의해 충전되는 충전회로와, 이 충전회로의 출력신호가 미리 정해진 정지기준신호 보다 작은 때, 상기 전력검출신호를 클램프하는 클램프회로를 구비하는 것으로 할 수가 있다.
이와 같이 구성한 경우, 충전회로에 공급되는 전류검출신호는, 이 전원장치에 있어서 정전류 제어가 행해지고 있기 때문에, 그 값은 거의 일정하다.
그리고, 거의 일정한 값의 신호에 의해 충전회로의 충전이 행해지기 때문에, 소정시간이 정확히 측정될 수가 있다.
상기 전력검출기는, 상기 램프에 인가되는 직류전압을 나타내는 직류전압검출신호를 생성하는 전압검출기와, 상기 직류검출신호의 레벨을 조정하는 레벨조정기와, 레벨조정기의 출력신호와 상기 직류전압신호를 승산하는 승산기를 구비하는 것으로 할 수가 있다.
이와 같이 구성한 경우, 레벨 조정수단에 의해 직류전류검출신호의 레벨이 조정되고 있기 때문에, 이 조정을 적절히 행하는 것에 의해, 램프의 임피던스가 미리 정해진 값보다도 작은 때, 상기 직류전류 오차신호가 상기 직류전력 오차신호 보다 크게, 또한 상기 램프의 임피던스가 상기 미리 정해진 값보다도 큰 때, 상기직류전류 오차신호가 상기 직류전력 오차신호 보다 작게 할 수가 있다.
따라서, 선택수단은, 값이 큰 것을 선택하는 간단한 구성의 것을 사용할 수가 있다.
또, 전력검출기의 일부로서 전류검출기를 사용할 수가 있기 때문에, 전력검출기의 회로구성을 간략화 할 수가 있다.
이에 부가하여, 상기 오차신호 생성부는, 상기 승산기의 출력신호와 상기 직류전력 기준신호가 입력되며 상기 직류전력 오차신호를 생성하는 정전력 제어용 오차증폭기와, 상기 전류검출기로부터의 전류검출신호와 상기 직류전류 기준신호가 입력되며 상기 직류전류 오차신호를 생성하는 정전류 제어용 오차증폭기를 구비하는 것으로 할 수 있다.
이 경우, 상기 선택수단은, 상기 정전력 제어용 오차증폭기로부터의 상기 직류전력 오차신호가 입력되는 제 1입력단자와, 상기 정전류 제어용 오차증폭기로부터의 직류전류 오차신호가 입력되는 제 2입력단자와, 상기 제어부에 접속된 출력단자와, 제 1입력단자와 상기 출력단자 사이에 접속되며 제 1입력단자측의 신호레벨이 상기 출력단자측의 신호레벨 보다 큰 때에 도통하는 제 1스위칭소자와, 제 2입력단자와 상기 출력단자 사이에 접속되며 제 2입력단자측의 신호레벨이 상기 출력단자측의 신호레벨 보다 큰 때에 도통하는 제 2스위칭소자를 구비하고 있다.
이와 같이 구성된 전원장치에서는, 상술한 바와 같이 전력검출기가 레벨조정기를 구비한 것이기 때문에, 오차신호생성부는, 2대의 오차증폭기에 의해 구성할 수가 있고, 선택수단도 2개의 자기여기형(自己勵起型)의 제 1 및 제 2스위칭소자를사용한 간단한 구성으로 것으로 할 수가 있다.
상기 오차신호 발생부는, 제 1의 직류전류 기준신호와, 제 1의 직류전류 기준신호 보다 값이 작은 제 2의 직류전류 기준신호를 갖는 것으로 할 수가 있다.
이 경우, 상기 램프로의 직류 신호의 공급 개시시로부터 상기 소정시간의 사이, 제 1의 직류전류 기준신호와 직류전류검출신호에 기초하여, 오차신호 생성부는, 직류전류 오차신호를 생성하고, 상기 소정시간의 경과 후, 오차신호 생성부는, 제 2의 직류전류 기준신호와 직류전류검출신호에 기초하여 직류전류 오차신호를 생성한다.
이와 같이 구성된 전원장치에서는, 이 전원장치의 기동시, 램프에 공급되는 전류는, 제 1의 직류전류 기준신호에 기초한 큰 값으로 되어, 램프의 수명이 가까운 것에서도, 확실히 기동할 수가 있다.
또, 상기 오차신호 생성부는, 직류전류검출신호와 입력되는 정전류 제어용 오차증폭기와, 제 1 및 제 2의 직류전류 기준신호가 입력되며, 상기 정지회로의 출력신호에 기초하여, 상기 램프로의 직류 신호의 공급개시시로부터 상기 소정시간의 사이, 제 1의 직류전류 기준신호를 상기 정전류 제어용 오차증폭기에 공급하고, 상기 소정시간의 경과 후, 제 2의 직류전류 기준신호를 상기 정전류 제어용 오차증폭기에 공급하는 선택회로를 구비하는 것으로 할 수가 있다.
이와 같이 구성된 전원장치에서는, 1대의 정전류 제어용 오차증폭기에 공급되는 기준신호를 전환하고 있기 때문에, 회로구성을 간략화 할 수가 있다.
(실시예)
본 발명의 제 1의 실시형태의 전원장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전원입력단자(10a, 10b)에 접속된 상용교류전원(12)으로부터의 교류전압을 정류 및 평활하는 직류전원부(14)를 갖고 있다.
이 직류전원부(14)는, 공지의 정류회로와 평활회로를 구비한 것이다.
이 직류전원부(14)로부터의 직류전압은, 직류-직류 변환부(16)에 공급되어, 소정 값의 전압으로 변환되어 출력된다.
직류-직류 변환부(16)는, 직류전압을 고주파전압으로 변환하는 직류-고주파 변환기, 예를 들면 인버터(16a)를 갖고 있다.
인버터(16a)는, IGBT, 바이폴라 트랜지스터 또는 FET 등의 반도체 스위칭소자를 갖고, 제어부, 예를 들면 구동부(18)로부터의 제어신호에 의해 반도체 스위칭소자의 도통기간을 제어하여, 고주파전압을 제어한다.
즉, 타여형(他勵型)의 직류-고주파 변환기이다.
인버터(16a)로부터의 고주파전압은, 변환기(16b)에 의해 소정의 고주파전압으로 변환된다.
이 고주파전압은, 고주파-직류변환기, 예를 들면 정류회로(16c)에 의해 직류전압으로 변환된다.
이 직류전압은, 출력단자(20P, 20N)를 통하여 부하인 램프, 예를 들면 크세논 램프(22)에 인가된다.
크세논 램프(22)는, 상술한 바와 같이, 수명이 가까워지면, 임피던스가 크게 되는 것이다.
정류회로(16c)와 출력단자(20P) 사이에는 전류검출기(24)가 접속되어 있다.
이 전류검출기(24)는, 정류회로(16c)로부터 크세논 램프(22)에 공급되는 직류전류(부하전류)를 나타내는 직류전류검출신호를 생성한다.
같은 모양으로, 출력단자(20P) 및 (20N) 사이에는, 전압검출기(26)가 설치되어 있다.
이 전압검출기(26)는, 크세논 램프(22)에 정류회로(16c)로부터 인가되는 직류전압(부하전압)을 나타내는 직류전압검출신호를 생성한다.
전류검출기(24)로부터의 전류검출신호는, 그 레벨이 레벨조정기(28)에 의해 조정되며, 승산기(30)에 공급된다.
전압검출기(26)로부터의 전압검출신호도 승산기(30)에 공급되고 있다.
따라서, 승산기(30)의 출력은, 크세논 램프(22)에 공급되고 있는 전력(부하전력)을 나타내는 전력검출신호이다.
이와 같이 전류검출기(24), 전압검출기(26), 레벨조정기(28) 및 승산기(30)에 의해 전력검출기가 구성되어 있다.
또, 레벨조정기(28)에 의한 레벨조정에 대해서는, 후술한다.
전류검출기(24)로부터의 전류검출신호는, 오차신호 생성부의 일부를 이루는 정전류제어용 오차증폭기(32)에 공급되고 있다.
정전류제어용 오차증폭기(32)에는, 직류전류 기준신호원(34)으로부터 직류전류 기준신호도 공급되고 있다.
정전류제어용 오차증폭기(32)는, 전류검출신호와 직류전류 기준신호의 차를나타내는 직류전류 오차신호를 생성한다.
이 직류전류 오차신호가 상술한 구동부(18)에 공급된 경우, 구동부(18)는, 크세논 램프(22)에 공급되는 전류가 직류전류 기준신호에 대응하는 일정한 직류전류로 되도록, 인버터(16a)를 제어한다.
즉, 인버터(16a)를 정전류 제어한다.
승산기(30)의 전력검출신호는, 정전력 제어용 오차증폭기(36)에 공급되어 있다.
이 정전력 제어용 오차증폭기(36)에는, 직류전력 기준신호원(37)으로부터 직류전력 기준신호도 공급되고 있다.
정전력 제어용 오차증폭기(36)는, 전력검출신호와 직류전력 기준신호의 차를 나타내는 직류전력 오차신호를 생성한다.
이 직류전력 오차신호가 상술한 구동부(18)에 공급된 경우, 구동부(18)는, 크세논 램프(22)에 공급되는 전력이 직류전력 기준신호에 대응하는 일정한 전력으로 되도록, 인버터(16a)를 제어한다.
즉, 인버터(16a)를 정전력 제어한다.
실제로는, 정전류 제어용 오차증폭기(32)의 직류전류 오차신호는, 선택수단, 예를 들면 오어(OR)게이트(38)의 한쪽의 입력단자(38a)에 공급되며, 정전력 제어용 오차증폭기(36)의 직류전력 오차신호는, 오어게이트(38)의 다른 쪽의 입력단자(38b)에 공급되고 있다.
이 오어게이트(38)의 출력단자(38c)가 구동부(18)에 접속되어 있다.
이 오어게이트(38)는, 입력단자(38a)와 출력단자(38c) 사이에 스위칭 수단, 예를 들면, 스위칭 다이오드(40)를 갖고, 그 애노드가 입력단자(38a)측에 접속되며, 그 캐소드가 출력단자(38c)에 접속되어 있다.
마찬가지로, 입력단자(38b)와 출력단자(38c) 사이에 스위칭수단, 예를 들면 스위칭 다이오드(42)를 갖고 있으며, 그 애노드가 입력단자(38b)측에 접속되고, 그 캐소드가 출력단자(38c)에 접속되어 있다.
따라서, 정전류 제어용 오차증폭기(32)의 직류전류 오차신호가, 정전력 제어용 오차증폭기(36)의 직류전력 오차신호 보다 큰 때, 다이오드(40)가 도통하여, 직류전류 오차신호가 구동부(18)에 공급된다.
정전력 제어용 오차증폭기(36)의 직류전력 오차신호가, 정전류 제어용 오차증폭기(32)의 직류전류 오차신호 보다 큰 때, 다이오드(42)가 도통하여, 직류전력 오차신호가 구동부(18)에 공급된다.
한편, 크세논 램프(22)가 사용됨에 따라, 그 임피던스가 증가한다.
정전류 제어되고 있는 상태에서는, 크세논 램프(22)의 임피던스가 변화하여도, 전류검출신호의 값은 그다지 크게 변화하지 않는다.
이에 대해, 정전류 제어되고 있는 상태에 있어서 임피던스가 증가하면, 크세논 램프(22)에서 소비되는 전력이 증가하여, 전력검출신호의 값은 증가한다.
그래서, 크세논 램프의 수명에 가까이 된 상태의 임피던스를 미리 정한다.
이 임피던스 보다 작은 임피던스에서는, 직류전류 오차신호가 직류전력 오차신호보다 값이 크고, 이 임피던스 보다 큰 임피던스에서는, 직류전력 오차신호가직류전류 오차신호 보다 값이 작게 되도록, 레벨조정기(28)에 의해, 직류전류검출신호의 레벨이 조정되고 있다.
따라서, 크세논 램프(22)의 사용이 개시되고 얼마되지 않은 즈음에, 크세논 램프(22)의 임피던스가 미리 정해진 값 보다 작은 때, 게이트회로(38)를 통하여 직류전류 오차신호가 구동부(18)에 공급되어, 도 2에 부호 C로 나타내는 바와 같이, 정전류 제어가 행해진다.
한편, 크세논 램프(22)가 장기간에 걸쳐 사용되어, 크세논 램프(22)의 임피던스가 미리 정해진 값 보다 큰 때, 게이트 회로(38)를 통하여 직류전력 오차신호가 구동부(18)에 공급되어, 도 2에 부호 E로 나타내는 바와 같이 정전력 제어가 행해진다.
즉, 임피던스의 증가에 수반한 부하전압의 상승에 따라, 부하전류가 감소하고 있다.
따라서, 크세논 램프(22)의 양극이나 음극이 용해하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 회로구성 만에서는, 크세논 램프(22)의 임피던스가 증가한 상태라도, 크세논 램프(22)에 전력의 공급이 개시된 시점으로부터 정전력 제어가 행해진다.
그 때문에, 종래 기술에서 설명과 같이, 크세논 램프(22)를 기동할 수 없을 가능성이 있다.
이 기동 실패가 생기지 않도록, 이 전원장치에서는, 다음과 같은 정지회로가 오차신호 생성부에 채용되고 있다.
즉, 레벨조정기(28)로부터의 레벨 조정된 직류전류검출신호는, 지연회로(42)에 공급되고 있다.
이 지연회로(42)는, 예를 들면, 저항기(44)와 콘덴서(46)로 이루어지는 시정수 회로에 의해 구성되어 있다.
이 전원장치가 작동을 개시하고 있지 않은 상태에서는, 콘덴서(46)는 방전하고 있으며, 이 전원장치가 작동을 개시하고, 크세논 램프(22)에 전류의 공급을 개시하면, 콘덴서(46)의 전압이 서서히 상승한다.
이 콘덴서(46)의 전압은 비교기(48)에 공급되고 있다.
비교기(48)에는, 지연시간 설정신호가, 지연시간 설정신호원(50)으로부터 공급되고 있다.
비교기(48)는, 콘덴서(46)의 전압이 지연시간 설정신호 보다 작은 때, 제 1의 상태, 예를 들면 L레벨의 출력신호를 발생하고, 콘덴서(46)의 전압이 지연시간 설정신호 이상으로 되면, 제 2의 상태, 예를 들면 H레벨의 출력신호를 발생한다.
따라서, 이 전원장치가 작동을 개시하면서, 기준시간 설정신호에 의해 설정된 시간, 예를 들면 20 내지 100밀리 초 사이, 비교기(48)의 출력신호는 L레벨이다.
비교기(48)의 출력단자에는, 클램프용의 다이오드(52)의 캐소드가 접속되며, 다이오드(52)의 애노드는 승산기(30)의 출력측에 접속되어 있다.
따라서, 비교기(48)의 출력신호가 L레벨인 기간, 클램프용 다이오드(52)가 도통하고, 승산기(30)의 출력신호가 클램프되어, 정전력 제어용 오차증폭기(36)의정전력 제어용 오차신호가 소실된다.
이 때, 직류전류 오차신호가 게이트회로(38)를 통하여 구동부(18)에 공급되어, 정전류 제어가 행해진다.
즉, 크세논 램프(22)의 수명이 가깝고 임피던스가 크게 되어 있는 상태라도, 이 전원장치가 작동을 개시하고 나서[크세논 램프(22)에 전류의 공급을 개시하면서] 20 내지 100밀리 초의 사이는, 예를 들면 도 2에 부호 F로 나타내는 바와 같은 동작점에서 전력의 공급이 크세논 램프(22)에 행해진다.
그 결과, 정전력 제어되는 경우 보다 큰 전류가 크세논 램프(22)에 흐르고, 임피던스가 큰 것에 대응하여 큰 전력이 크세논 램프(22)에 공급되어, 크세논 램프(22)가 확실히 점등한다.
또, 이 정전류 제어되는 시간은 예를 들면 20 내지 100밀리 초로 비교적 짧기 때문에, 큰 전력이 크세논 램프(22)에 공급되어도, 크세논 램프(22)가 파괴되는 일은 없다.
또한, 이 전원장치도 큰 전력을 크세논 램프(22)에 공급한다 하여도, 단시간이기 때문에, 전원장치가 파괴되는 일도 없다.
상기 20 내지 100 밀리 초의 시간이 경과하면, 비교기(48)의 출력신호는 H레벨로 되고, 클램프용 다이오드(52)가 OFF로 된다.
이에 의해, 정전력 제어용 오차증폭기(36)는, 정상인 직류전력 오차신호를 생성한다.
그리고, 크세논 램프(22)의 수명이 가까워지고 있는 경우에는, 이 정상인 직류전력 오차신호의 쪽이 직류전류 오차신호 보다 크기 때문에, 정전류 제어의 상태로부터 예를 들면 도 2에 부호 E로 나타내는 바와 같은 동작점에서의 정전력 제어의 상태로 전환되어, 크세논 램프(22)에 공급되는 전류가 감소된다.
한편, 크세논 램프(22)가 사용되고 얼마되지 않아, 그 임피던스가 작은 경우에는, 정상인 직류전력 오차신호 보다 직류전류 오차신호의 쪽이 크기 때문에, 그대로 정전류 제어가 행해진다.
또, 이 경우, 이 전원장치가 작동을 개시한 때로부터, 계속하여 예를 들면 도 2에 부호 C로 나타내는 동작점에서, 전력의 공급이 크세논 램프(22)에 대하여 행해진다.
제 2의 실시형태의 전원장치는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 직류전류 기준신호가 2종류로 되어 있는 점이, 도 1의 전원장치와 다르다.
다른 구성은, 도 1의 전원장치와 마찬가지이므로, 동등한 부분에는 동일의 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
제 1의 직류전류 기준신호, 예를 들면 기동용의 직류전류 기준신호를 발생하는 제 1의 직류전류 기준신호원, 예를 들면 기동용 직류전류 기준신호원(54)과, 제 2의 직류전류 기준신호원, 예를 들면 정상용 직류전류 기준신호를 발생하는 제 2의 직류전류 기준신호원, 예를 들면 정상용 직류전류기준신호원(56)이, 정전류 제어용 오차증폭기(32)에 대해 설치되어 있다.
그리고, 기동용 직류전류 기준신호의 값이, 정상용 직류전류 기준신호 보다 큰 값으로 설정되어 있다.
또, 기동용 직류전류 기준신호원(54)은, 기동용 직류전류 기준신호의 값을 변화시키도록 구성되어 있다.
기동용 직류전류 기준신호원(54)으로부터의 기동용 직류전류 기준신호는, 선택수단의 일부를 이루는 아날로그 스위치(60)를 통하여 정전류 제어용 오차증폭기(32)의 한쪽의 입력단자에 공급되어 있다.
정상용 직류전류 기준신호도, 선택수단의 일부를 이루는 아날로그 스위치(62)를 통하여 정전류 제어용 오차증폭기(32)의 한쪽의 입력단자에 공급되어 있다.
이들 아날로그 스위치(60, 62)는, 전환기(64)에 의해 전환 제어된다.
전환기(64)는, 비교기(48)로부터 L레벨의 출력신호가 공급되고 있는 때, 아날로그 스위치(60)를 도통시키고, 아날로그 스위치(62)를 비통전으로 한다.
또, 전환기(64)는, 비교기(48)로부터 H레벨의 출력신호가 공급되고 있는 때, 아날로그 스위치(60)를 비도통으로 하고, 아날로그 스위치(62)를 도통시킨다.
따라서, 이 전원장치가 작동을 개시하면서 지연회로(42)에 의해 설정된 소정시간의 사이, 기동용 직류전류 기준신호가 정전류 제어용 오차증폭기(32)에 공급되고, 소정시간의 경과 후에는, 정상용 직류전류 기준신호가 정전류 제어용 오차증폭기(32)에 공급된다.
따라서, 예를 들면 크세논 램프(22)의 수명이 거의 되는 것에 의해, 크세논 램프(22)의 임피던스가 높은 상태에서는, 도 4의 부호 G로 나타내는 바와 같은 동작점에 있어서, 큰 정전류가 크세논 램프(22)에 공급되어, 크세논 램프(22)의 기동이 확실히 행해진다.
상기 소정시간의 경과 후에는, 정전력 제어가 행해져, 동작점이 부호 E로 나타내는 위치로 이동하고, 크세논 램프(22)에 공급되는 전류가 감소되어, 크세논 램프(22)의 전극의 용해가 방지된다.
또, 크세논 램프(22)가 사용되고 최초로부터 얼마되지 않아, 크세논 램프(22)의 임피던스가 낮은 상태에서는, 도 4의 부호 H로 나타내는 바와 같은 동작점에 있어서, 큰 정전류가 크세논 램프(22)에 공급되어, 크세논 램프(22)의 기동이 확실히 행해진다.
또한, 임피던스의 값이 사용 개시시와 수명이 거의 된 때는 다르기 때문에, 동작점이 G, H와 같이 다르게 되어 있다.
상기 소정시간의 경과 후에는, 동작점이 부호 C로 나타내는 위치로 이동하여, 정상용 직류전류 기준신호에 의해 정해진 전류치에, 크세논 램프(22)에 흐르는 전류가 억제된다.
상기 양 실시 형태의 전원장치에서는, 이 전원장치가 동작을 개시한 후, 소정시간에 걸쳐 정전류 제어를 행한 후, 크세논 램프(22)의 임피던스에 의해, 정전류 제어를 그대로 계속하던가, 정전력 제어로 변경하고 있지만, 소정시간의 경과 후에는, 항시 정전력 제어를 행하도록 구성하여도 된다.
그 경우, 예를 들면 오어게이트(38)를 제거하고, 또한 클램프용 다이오드(52)를 제거하며, 정전력 제어용 오차증폭기(36)의 출력신호가 공급되는 제 1의 게이트회로와, 정전류 제어용 오차증폭기(32)의 출력신호가 공급되는 제 2의 게이트회로로 되는 선택수단을 설치하고, 이들 게이트회로의 출력을 구동부(18)에 공급하며, 비교기(48)의 출력신호를 이들 게이트회로에 공급하여, 비교기(48)의 출력이 L레벨의 사이, 제 1의 게이트회로가 폐쇄되고 제 2의 게이트회로가 개방되며, 비교기(48)의 출력이 H레벨의 사이, 제 1의 게이트회로를 개방하고 제 2 게이트 회로를 폐쇄하도록 구성하면 된다.
상기 실시형태에서는, 비교기(48)의 출력신호에 의해 승산기(30)의 출력신호를 클램프 하였지만, 정전력 제어용 오차증폭기(36)의 출력신호를 다이오드(52)를 사용하여 클램프 하도록 구성하여도 된다.
상기 실시형태에서는, 정지회로로서, 지연회로(42) 및 비교기(48), 기준신호원(50)을 사용하였지만, 이에 대신하여, 예를 들면 이 전원장치가 작동을 개시한 때에 기동되고, 미리 정해진 시간이 경과한 때에, 출력신호의 상태가 변화하는 타이머회로를 사용하여도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 직류전류검출신호의 레벨을 레벨조정기(28)에 의해 조정하였지만, 전압검출신호의 레벨을 조정하여도 된다.
또한, 전류검출신호와 전압검출신호를 직접적으로 승산기(30)에 의해 승산하고, 그 승산출력을 레벨조정기에 의해 레벨 조정하여도 되고, 이 승산출력을 오차증폭기(36)에 직접적으로 공급하여, 이 오차증폭기(36)의 출력신호 레벨을 조정하여도 된다.
또, 상기 실시형태에서는 오어게이트(38)를 사용하였지만, 이에 대신하여, 예를 들면 오차증폭기(32)의 출력신호가 공급되는 제 1의 스위칭 수단과 오차증폭기(36)의 출력신호가 공급되는 제 2의 스위칭수단을 설치하고, 오차증폭기(32) 또는 (36)의 출력신호와 미리 정해진 기준신호를 비교기에 의해 비교하여, 그 비교결과에 따라, 제 1의 스위칭수단을 폐쇄상태로, 또한 제 2의 스위칭수단을 개방상태로, 또는 제 1의 스위칭 수단을 개방상태로, 또한 제 2의 스위칭수단을 폐쇄상태로, 전환하도록 구성하여도 된다.
상기 실시형태에서는, 직류-직류변환기(16)는 인버터(16a)를 구비하는 것을 나타내었지만, 인버터(16a)에 대신하여 타여형의 각종의 스위칭 레귤레이터를 사용할 수도 있다.
이상과 같이, 본원 발명에 의하면, 램프로의 전류공급 개시시로부터 소정시간에 걸쳐, 정전류 제어가 행해지고 있기 때문에, 수명이 거의 된 램프라도, 확실히 기동할 수가 있고, 또한 기동 완료 후에는, 수명이 거의 된 램프에 공급하는 전류를 감소시킬 수가 있다.

Claims (7)

  1. 직류전원과,
    상기 직류전원으로부터의 직류 신호를 소정의 값으로 변환하여 램프에 공급하는 직류-직류변환기와,
    상기 램프에 상기 직류-직류변환기로부터 공급되는 직류전류를 나타내는 직류전류검출신호를 생성하는 직류전류검출기와,
    상기 램프에 상기 직류-직류변환기로부터 공급되는 직류전력을 나타내는 직류전력검출신호를 생성하는 직류전력검출기와,
    상기 직류전류검출신호와 미리 정해진 직류전류 기준신호의 편차를 나타내는 직류전류 오차신호와, 상기 직류전력신호와 미리 정해진 직류전력 기준신호의 편차를 나타내는 직류전력 오차신호를 생성하고, 상기 램프로의 직류신호의 공급개시시로부터 소정시간의 사이, 상기 직류전류 오차신호를 출력하는 오차신호 생성부와,
    상기 오차신호 생성부로부터의 신호가 거의 0 으로 되도록 상기 직류-직류변환기를 제어하는 제어부를 구비하는 램프 점등용 전원장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오차신호 생성부는, 상기 램프의 임피던스가 미리 정해진 값 보다 작은 때, 상기 직류전류 오차신호를 상기 직류전력 오차신호 보다 크게 하고, 상기 램프의 임피던스가 상기 미리 정해진 값 보다 큰 때, 상기 직류전류 오차신호를 상기직류전력 오차신호 보다 작게 하는 레벨제어수단과,
    상기 직류전류 오차신호와 상기 직류전력 오차신호 중 큰 값의 것을 선택하는 선택수단과,
    상기 램프로의 직류신호의 공급 개시시로부터 소정시간의 사이, 상기 직류전력 오차신호의 생성을 정지시키는 정지회로를 구비하는 램프 점등용 전원장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 정지회로는, 상기 전류검출신호에 의해 충전되는 충전회로와, 이 충전회로의 출력신호가 미리 정해진 정지기준신호 보다 작은 때, 상기 전력검출신호를 클램프 하는 클램프회로를 구비하는 램프 점등용 전원장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 전력검출기는, 상기 램프에 인가되는 직류전압을 나타내는 직류전압검출신호를 생성하는 전압검출기와, 상기 직류전류검출신호의 레벨을 조정하는 레벨조정기와, 상기 레벨조정기의 출력신호와 상기 직류전압검출신호를 승산하는 승산기를 구비하는 램프 점등용 전원장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 오차신호생성부는, 상기 승산기의 출력신호와 상기 직류전력 기준신호가 입력되며 상기 직류전력 오차신호를 생성하는 정전력제어용 오차증폭기와, 상기전류검출기로부터의 전류검출신호와 상기 직류전류 기준신호가 입력되며 상기 직류전류 오차신호를 생성하는 정전류 제어용 오차증폭기를 구비하고,
    상기 선택수단은, 상기 정전력 제어용 오차증폭기로부터의 상기 직류전력 오차신호가 입력되는 제 1입력단자와, 상기 정전류 제어용 오차증폭기로부터의 직류전류 오차신호가 입력되는 제 2입력단자와, 상기 제어부에 접속된 출력단자와, 제 1입력단자와 상기 출력단자 사이에 접속되며 제 1입력단자측의 신호레벨이 상기 출력단자측의 신호레벨 보다 큰 때 도통하는 제 1스위칭소자와, 제 2입력단자와 상기 출력단자 사이에 접속되며 제 2입력단자측의 신호레벨이 상기 출력단자측의 신호레벨 보다 큰 때 도통하는 제 2스위칭소자를 구비하는 램프 점등용 전원장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 오차신호 생성부는, 제 1의 직류전류 기준신호와, 제 1의 직류전류 기준신호 보다 값이 작은 제 2의 직류전류 기준신호를 갖고, 상기 클램프로의 직류신호의 공급 개시시로부터 상기 소정시간의 사이, 제 1의 직류전류 기준신호와 직류전류검출신호에 기초하여 직류전류 오차신호를 생성하며, 상기 소정시간의 경과 후, 제 2의 직류전류 기준신호와 직류전류검출신호에 기초하여 직류전류 오차신호를 생성하는 램프 점등용 전원장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 오차신호 생성부는,
    직류전류검출신호와 입력되는 정전류 제어용 오차증폭기와,
    제 1 및 제 2의 직류전류 기준신호가 입력되며, 상기 정지회로의 출력신호에 기초하여, 상기 램프로의 직류신호의 공급 개시시로부터 상기 소정시간의 사이, 제 1의 직류전류 기준신호를 상기 정전류 제어용 오차증폭기에 공급하고, 상기 소정시간의 경과 후, 제 2의 직류전류 기준신호를 상기 정전류 제어용 오차증폭기에 공급하는 선택회로를 구비하는 램프 점등용 전원장치.
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