TWI517759B - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Description

放電燈點燈裝置

本發明係關於用以使放電燈點燈的放電燈點燈裝置。

作為放電燈的點燈裝置，例如有日本專利公開公報2004-311199號所揭示者。在該公報的技術中，依據流通於燈管之電流及施加於燈管之電壓，來檢測出放電燈的異常電弧。

在前述公報的技術中，雖然檢測電弧的異常，但是例如可思及利用前述公報所揭示之檢測流通於放電燈之電流的技術，在流通於放電燈之電流小於預先訂定的基準電流時，作為檢測出異常，中止放電燈的電力供給，使放電燈消燈。但是，在該技術中，有放電燈的點燈初始的燈管為不穩定狀態時，流通於燈管的電流小於前述基準電流，結果，盡管放電燈還未點燈，會錯誤檢測出異常，不小心地中止放電燈的電力供給之狀況。因此，放電燈的點燈失敗會頻繁發生。

本發明的目的係提供防止放電燈頻繁點燈失 敗的放電燈點燈裝置。

本發明之一樣態的放電燈點燈裝置，係具有電源手段。該電源手段，係因應啟動訊號，對放電燈輸出暫時性重疊高電壓的工作電壓。異常檢測手段檢測出從前述電源手段對前述放電燈之輸出的異常。作為對放電燈之輸出的異常，例如電源手段的輸出電壓及輸出電流中至少有1個異常。因應前述異常檢測手段的異常檢測，控制手段會停止前述電源手段。從前述啟動訊號的供給時開始涵蓋預先訂定的時間，無效化手段使前述異常檢測手段無效化。

在如此構成之放電燈點燈裝置中，在預先訂定的時間中，即使異常檢測手段檢測出異常，電源手段也不會停止。所以，放電燈在點燈初始時的不穩定狀態時，不會錯誤地停止對放電燈的電源供給。又，即使放電燈發生異常時，經過預先訂定的時間的話，異常檢測手段會有效化，所以，可馬上檢測出放電燈的異常，停止對放電燈的電源供給。又，預先訂定的時間經過後放電燈發生異常的話，藉由異常檢測手段馬上檢測出異常，停止對放電燈的電源供給。

前述異常檢測手段，係可設為具有在從前述電源手段供給給前述放電燈的輸出電流小於所定值時，輸 出異常檢測訊號的電流檢測手段者。此時，在前述預先訂定的時間中，前述電流檢測手段輸出前述異常檢測訊號，該訊號消失之後，前述電流檢測手段再次輸出前述異常檢測訊號時，前述電源手段會再次重疊前述高電壓。

如此構成的話，於預先訂定的時間中，即使放電燈的點燈一度失敗，因為再次重疊高電壓，所以，可提升放電燈點燈的可能性。

進而，也可設置計算前述高電壓之再重疊的次數的計數手段。此時，在前述計數手段的計數成為預先訂定之數以上時，停止前述電源手段。

如此構成的話，即使涵蓋預先訂定的次數以上，重複高電壓的重疊，也無法使放電燈點燈時，例如可判斷為放電燈的故障，所以可停止對放電燈的電源供給。

於上述之樣態中，前述無效化手段，係可設為因應前述啟動訊號，對前述預先訂定之時間進行計時的計時器。

進而，也可設置變更對於前述計時器之前述預先訂定的時間的變更手段。

例如在接近放電燈的壽命，放電燈點燈為止需要的時間變長時，在前述預先訂定的時間中中止無效化的話，會檢測為放電燈的異常，停止對放電燈的電源供給。但是，藉由變更手段對於計時器，將預先訂定的時間變更為較長的話，可提升放電燈點燈的可能性。

2‧‧‧放電燈

4‧‧‧電源電路

6‧‧‧商用交流電源

8‧‧‧整流電路

10‧‧‧功率改善電路

12‧‧‧反相器

14‧‧‧變壓器

14p‧‧‧1次線圈

14s1‧‧‧2次線圈

14s2‧‧‧2次線圈

16‧‧‧二極體

18‧‧‧點火電路

20‧‧‧二極體

22‧‧‧繼電器接點

24‧‧‧電容器

26‧‧‧電抗器

28‧‧‧電阻器

30‧‧‧電阻器

32‧‧‧二極體

33‧‧‧電壓檢測器

34‧‧‧變流器

36‧‧‧控制裝置

38‧‧‧輸入端子

40‧‧‧輸入端子

42‧‧‧輸入端子

44‧‧‧反相器控制部

46‧‧‧過小電流檢測電路

48‧‧‧電壓異常檢測電路

50‧‧‧輸出無效化時間計時器

51‧‧‧時脈訊號源

52‧‧‧CPU

圖1係本發明之一實施形態的放電燈點燈裝置的區塊流程圖。

圖2係圖1的放電燈點燈裝置之控制電路的區塊流程圖。

圖3a乃至圖3f係放電燈正常點燈時之圖1的點燈裝置之各部的波形圖。

圖4a乃至圖4f係放電燈一度點燈失敗而再次點弧時之圖1的點燈裝置之各部的波形圖。

圖5a乃至圖5f係放電燈正常點燈，輸出無效化時間經過後檢測出異常時之圖1的點燈裝置之各部的波形圖。

圖6a乃至圖6f係放電燈在輸出無效化時間內未點燈，輸出無效化時間經過後馬上檢測出異常時之圖1的點燈裝置之各部的波形圖。

圖7係揭示圖2的CPU52所進行之處理的流程圖。

圖8係揭示圖2的CPU52所進行之處理的1個變形例之一部分的圖。

圖9係揭示圖2的CPU52所進行之處理的1個變形例之一部分的圖。

本發明之一實施形態的放電燈點燈裝置，係 如圖1所示，用以使例如投影機所具備之放電燈(L)2點燈者，具有電源手段，例如電源電路4。電源電路4係於整流電路8中對來自商用交流電源6的交流電壓進行整流，藉由功率改善(PFC)電路10來改善該整流輸出的功率，並藉由反相器12轉換成高頻電壓，供給給變壓器14的1次線圈14p。

變壓器14係具有兩個2次線圈14s1與14s2。2次線圈14s1的一端，係連接於基準電位點，例如接地電位，另一端連接二極體16的陽極。二極體16的陰極與2次線圈14s1的一端之間產生的整流電壓，係透過點火電路18，供給至放電燈2的一端。放電燈2的另一端係連接於接地電位。

2次線圈14s2的兩端中，一端係連接於2次線圈14s1的另一端，2次線圈14s2的另一端係透過二極體20與高電壓重疊開閉手段，例如繼電器(RY)接點22的串聯電路，連接於電容器24的一端。電容器24的另一端係透過電抗器26，連接於2次線圈14s1的一端。繼電器接點22關閉時，串聯連接之2次線圈14s1與14s2之間產生之高頻電壓藉由二極體20進行整流。該整流電壓係大於二極體16的陰極與2次線圈14s1的一端之間所產生之整流電壓。該等兩個整流電壓係藉由連接於二極體16的陰極與2次線圈14s1的一端之間的電阻器28，與連接於二極體16的陰極與電容器24的一端之間的電阻器30重疊，該重疊電壓係透過點火電路18，被供給給放電 燈2。繼電器接點22開放時，為了使依據電抗器26所產生之反電動勢電力的電流環流，二極體32的陽極連接於電抗器26與2次線圈14s1的連接點，二極體32的陰極連接於二極體16與電阻器28的連接點。如此，藉由反相器12、變壓器14、二極體16、20、32、繼電器接點22、電容器24、電抗器26、電阻器28、30及點火電路18，構成直流-直流轉換器。

反相器12係具有複數半導體開關元件，例如IGBI或MOSFET，藉由對該等進行開啟及關閉控制，產生高頻電壓。為了該半導體開關元件的控制，與繼電器接點22的控制，電源電路4之輸出電壓的電阻器28之兩端間電壓藉由電壓檢測器33檢測出，電壓檢測器33輸出輸出電壓檢測訊號。來自電源電路4的輸出電流藉由串聯連接於電抗器26的變流器34檢測出，變流器34輸出輸出電流檢測訊號。

來自電壓檢測器33的輸出電壓檢測訊號，係如圖2所示，被供給至控制手段，例如控制裝置36的輸入端子38。來自變流器34的輸出電流檢測訊號，係被供給給控制裝置36的輸入端子40。又，對控制裝置36的輸入端子42，也供給指示該放電燈2的點燈(開啟)的燈管開啟訊號。該燈管開啟訊號，係例如藉由使用者操作使用該放電燈之投影機的開關所發生者。輸出電壓檢測訊號、輸出電流檢測訊號及燈管開啟訊號係被供給至反相器控制部44。反相器控制部44係在供給燈管開啟訊號的期 間中，依據輸出電流檢測訊號及輸出電壓檢測訊號，將用以對反向器12之各半導體開關元件進行開啟及關閉控制的反向器訊號，供給給反向器12。

被供給至輸入端子40的輸出電流檢測訊號，也供給至異常檢測手段，例如過小電流檢測電路46。輸出電流檢測訊號小於對應預先訂定之過小電流基準值的過小電流基準值訊號時，過小電流檢測電路46會輸出過小電流檢測訊號。又，被供給至輸入端子38的輸出電壓檢測訊號，也供給至異常檢測手段，例如電壓異常檢測電路48。輸出電壓檢測訊號大於對應預先訂定之過大電壓的過大電壓基準訊號，或小於對應預先訂定之過小電壓的過小電壓基準訊號時，電壓異常檢測電路48會輸出異常電壓檢測訊號。

被供給至輸入端子42的燈管開啟訊號，也被供給至無效化手段，例如輸出無效化時間計時器50。輸出無效化時間計時器50係因應燈管啟動訊號的上揚，開始來自時脈訊號源51的時脈訊號的計數，僅計算到對應預先訂定之輸出無效化時間的數量之時脈訊號為止，產生無效化訊號。

該等過小電流檢測訊號、異常電壓檢測訊號及無效化訊號例如被供給至CPU52。CPU52係依據該等訊號，如圖3乃至圖6所示般控制繼電器接點22及反相器控制部44。再者，任一狀況皆設為開始，繼電器接點22被關閉，反相器12停止，過小電流檢測訊號也產生。

圖3a乃至圖3f係揭示放電燈2因應燈管開啟訊號的供給，正常點燈時的放電燈點燈裝置之各部的波形。如圖3c所示，燈管開啟訊號被供給的話，如圖3f所示之反相器訊號從反相器控制部44供給至反相器12，反相器12產生高頻電壓，且繼電器接點22關閉，藉此，如圖3a所示，對放電燈2供給初始重疊高電壓的輸出電壓用於放電燈2的點弧用。伴隨此，如圖3b所示，輸出電流開始上升。該輸出電流為過小電流基準訊號以下之間，如圖3d所示，雖然過小電流檢測電路46將過小電流檢測訊號供給至CPU52，但是未經過輸出無效化時間，所以，輸出無效化時間計時器50會將無效化訊號供給至CPU52。結果，CPU52未對反相器控制部44供給停止訊號，反相器12會持續動作。然後，如圖3b所示，輸出電流超過過小電流基準值的話，放電燈2開始點燈，如圖3d所示，過小電流檢測訊號會消失，伴隨此，CPU52係如圖3e所示，開放繼電器接點22，如圖3a所示，中止高電壓的重疊。

然後，經過輸出無效化時間之後，正常維持放電燈2的點燈狀態。然後，如圖3c所示，燈管開啟訊號變成關閉，伴隨此，CPU52使反相器控制部44停止反相器訊號。結果，如圖3a所示，輸出電壓降低，且如圖3b所示，輸出電流變得小於過小基準電流，如圖3d所示，產生過小電流檢測訊號，CPU52係如圖3e所示，關閉繼電器接點22。

如此，即使在輸出無效化時間內，雖然到放電燈2點燈為止，過小電流會流動，但是，異常檢測被無效化，不會進行反相器12的停止。

圖4a乃至圖4f係揭示放電燈2因應燈管開啟訊號的供給而點弧，但是，未正常點燈，即使在輸出無效化時間內，也進行點弧再試時的放電燈點燈裝置之各部的波形。到輸出電流超過過小基準電流，繼電器接點22開啟之處為止，與圖3a乃至圖3f的放電燈2正常點燈時相同。但是，因為未正常點燈，如圖4b所示，輸出電流降低至過小基準值以下，過小電流檢測電路46將過小電流檢測訊號如圖4c所示般輸出。結果，如圖4e所示，繼電器接點22被再次關閉，如圖4a所示，高電壓再次重疊於輸出電壓，進行點弧的再試。結果，如圖4b所示，輸出電流變得大於過小基準電流，如圖4d所示，過小電流檢測訊號消失，繼電器接點22被開啟。

如此，即使在輸出無效化時間內，放電燈的點燈失敗時，即使產生過小電流檢測訊號，也不會進行反相器12的停止，對於放電燈2進行再點弧。再者，即使一度進行再點弧，放電燈2也未點燈時，更再進行再點弧。

圖5a乃至圖5f係揭示雖然放電燈2正常點燈，但是，輸出無效化時間經過後輸出電流變得小於過小基準電流時之放電燈點燈裝置的各部的波形。到輸出無效化時間經過為止，與圖3a乃至圖3f的放電燈2正常點燈 之狀況相同。輸出無效化時間經過後，因某些異常，如圖5b所示，輸出電流成為過小基準電流以下的話，如圖5d所示，產生過小電流檢測訊號，CPU52係如圖5f所示，停止反相器訊號。伴隨此狀況，如圖5a所示，停止輸出電壓對放電燈2的供給。又，CPU52係關閉繼電器接點22，預備下次的放電燈2的點燈。再者，雖然未圖示，除輸出電流的異常之外，在輸出電壓變得大於過大基準電壓，或變得小於過小基準電壓時，電壓異常檢測電路48將異常重疊檢測訊號供給至CPU52，與上述相同，CPU52係停止反相器訊號，關閉繼電器接點22。

如此，輸出無效化時間經過後，發生某些異常的話，反相器12會被停止，繼電器接點22被關閉。

圖6a乃至圖6f係揭示放電燈2的點燈失敗時之放電燈點燈裝置的各部的波形。如圖6c所示，供給燈管開啟訊號，如圖6f所示，反相器訊號被供給至反相器12，如圖6e所示，繼電器接點22會被關閉，如圖6a所示，即使重疊高電壓的輸出電壓被供給至放電燈2，如圖6b所示，放電燈2也不會點燈，在輸出電流小於過小基準電流，如圖6d所示，即使在產生過小電流檢測訊號之狀態下，輸出無效化時間中，CPU52也會持續反相器訊號的供給。但是，經過輸出無效化時間的話，CPU52係如圖6f所示，停止反相器訊號，停止反相器12。再者，繼電器接點22係在反相器12停止之後也持續被關閉的狀態。

如此，點燈失敗時，經過輸出無效化時間的 話，反相器12馬上被停止。

為了如上述般動作，CPU52係如圖7般執行處理。首先，CPU52係判斷燈管開啟訊號是否被輸入(步驟S2)。在該判斷的答案為否定時，CPU52係對反相器控制部44供給反相器停止訊號(步驟S4)。因此，反相器控制部44係不產生反相器訊號，停止反相器12。接下來，CPU52係判斷是否未檢測出過小電流(步驟S6)。亦即，CPU52判斷過小電流檢測訊號是否未被供給至CPU52。在該判斷的答案為否定時，亦即，檢測出過小電流時，CPU52係將關閉繼電器接點22的開啟訊號供給至繼電器接點22(步驟S8)，再次執行步驟S2。又，在步驟S6之判斷的答案為肯定時，亦即，未檢測出過小電流時，CPU52係將開放繼電器接點22的關閉訊號供給至繼電器接點22(步驟S10)，再次執行步驟S2。

在步驟S2之判斷的答案為肯定時，亦即，使放電燈2點燈的指示被供給至CPU52時，也對反相器控制部44供給燈管開啟訊號，藉此，對反相器12從反相器控制部44供給反相器訊號。在步驟S2之判斷的答案為肯定時，CPU52係判斷是否未檢測出過小電流(步驟S12)。在該判斷的答案為否定時，亦即，檢測出過小電流時，CPU52則判斷放電燈2是否點燈(步驟S14)。該判斷藉由例如過小電流檢測訊號是否在過去有產生過來進行。

過去未產生過小電流檢測訊號，在步驟S12 中判斷產生過小電流檢測訊號的話，因為放電燈2尚未點燈過，所以，步驟S14之判斷的答案是否定。雖然過去有過小電流檢測訊號，但在步驟S12中產生過小電流檢測訊號的話，因為雖然放電燈2一旦點燈，但並未完全點弧，所以，該判斷的答案為肯定。

在步驟S14之判斷的答案為否定時，CPU52係對繼電器接點22作為首次的點弧，供給開啟訊號(步驟S16)。在步驟S14之判斷的答案為肯定時，CPU52係對繼電器接點22作為點弧的再試用，供給開啟訊號(步驟S18)。

在步驟S12之判斷的答案為肯定時，亦即，判斷為有流動大於過小基準電流的輸出電流時，CPU52係對繼電器接點22供給關閉訊號(步驟S20)。藉此，中止對輸出電壓之高電壓的重疊。

步驟S16、S18或S20之後，CPU52判斷是否從輸出無效化時間計時器50對CPU52供給無效化訊號(步驟S22)。在該判斷的答案為肯定時，因為尚未經過輸出無效化時間，所以，CPU52係再次執行步驟S2。亦即，輸入燈管開啟訊號之後，在輸出無效化時間之間，檢測出過小輸出電流時，對繼電器接點供給開啟訊號，但是，不會停止反相器12，如圖3a乃至圖3f、圖4a乃至圖4f、圖5a乃至圖5f、圖6a乃至圖6f的輸出無效化時間中般，燈管點燈裝置會動作。

在步驟S22之判斷的答案為否定時，亦即， 經過輸出無效化時間的話，CPU52會開始異常檢測。亦即，CPU52係判斷是否未檢測出過小電流(步驟S24)。在該判斷的答案為否定時，CPU52係對反相器控制部44供給反相器停止訊號，停止反相器12，且對繼電器接點22供給啟動訊號(步驟S26)。藉此，如圖5a乃至圖5f或圖6a乃至圖6f之輸出無效化時間經過所示般，該點燈裝置動作。再者，此時，CPU52也可對投影機輸出通知燈管異常的訊號。步驟S26之後，CPU52係執行異常狀態被重設為止所進行之異常重設等待處理(步驟S28)。

在步驟S24之判斷的答案為肯定時，CPU52會執行電壓異常處理(步驟S30)。在該處理中，CPU52判斷異常電壓檢測訊號是否從電壓異常檢測電路48供給至CPU52，未供給的話則執行步驟S2。異常電壓檢測訊號被供給至CPU52時，CPU52係對反相器控制部44供給反相器停止訊號，停止反相器12，且關閉繼電器接點22，進行與上述之異常重設等待處理相同的處理。

在步驟S22之判斷的答案為肯定時，亦即，未經過輸出無效化時間時，CPU52係從步驟S2再次執行。

在前述實施形態中，輸出無效化時間係設為一定時間，但是，也可因應放電燈2的使用狀態來變化。例如，接近壽命的放電燈之狀況中，始動時，亦即，揭示輸出電壓的供給之時間點的輸出電壓變高，所以，從電壓檢測器33將始動時的輸出電壓供給至CPU52，如圖8所 示，CPU52判斷始動時的輸出電壓是否為所定值以上(步驟S32)，在該答案為肯定時，將輸出無效化時間，設定為比至今為止的時間，例如僅多預先訂定的時間(步驟S34)。亦即，可將CPU52使用來作為變更輸出無效化時間計時器50之輸出無效化時間的變更手段。

在前述實施形態中，於步驟S18中，執行點弧的再試之後，執行步驟S22的處理，但是，如圖9所示，步驟S18的處理之後，CPU52計算再試的次數(步驟S36)，CPU52判斷該再試次數是否為所定次數以上(步驟S38)，在該判斷的答案為否定時，CPU52會執行步驟S22，在該判斷的答案為肯定時，CPU52係對反相器控制部44供給反相器停止訊號，停止反相器12，對繼電器接點22供給啟動訊號(步驟S40)。如此構成的話，即使再試所定次數以上，放電燈2也未點燈時，可當作放電燈2的異常，停止點燈裝置。

在前述實施形態中，作為異常檢測手段，設置過小電流檢測電路46與電壓異常檢測電路48，但是，也可僅設置任一方。又，電壓異常檢測電路48係以檢測出輸出過大電壓與輸出過小電壓之方式構成，但是，也可僅檢測出任一方。在前述實施形態中，與CPU52分開設置過小電流檢測電路46、電壓異常檢測電路48及輸出無效化時間計時器50，但是，也可去除該等過小電流檢測電路46、電壓異常檢測電路48及輸出無效化時間計時器50，藉由CPU52來實現該等功能。

12‧‧‧反相器

22‧‧‧繼電器接點

33‧‧‧電壓檢測器

34‧‧‧變流器

36‧‧‧控制裝置

38‧‧‧輸入端子

40‧‧‧輸入端子

42‧‧‧輸入端子

44‧‧‧反相器控制部

46‧‧‧過小電流檢測電路

48‧‧‧電壓異常檢測電路

50‧‧‧輸出無效化時間計時器

51‧‧‧時脈訊號源

52‧‧‧CPU

Claims (4)

1. 一種放電燈點燈裝置，其特徵為：具備：直流電源手段，係因應用以指示放電燈的點燈之啟動訊號的供給，將藉由於直流動作電壓暫時性重疊直流重疊電壓所形成之高電壓，供給至前述放電燈，且前述直流重疊電壓的暫時性重疊之後，將前述直流動作電壓供給至前述放電燈，前述放電燈在其點燈成功時，流通預先訂定之基準電流以上的電流；電流檢測手段，係檢測流通於前述放電燈的電流；控制手段，係在藉由前述電流檢測手段所檢測出之流通於前述放電燈的電流，比前述基準電流小時，停止前述直流電源手段；及無效化手段，係具有測定前述預先訂定之期間的計時器，從前述啟動訊號被供給的時間點開始涵蓋預先訂定的期間，使前述控制手段無效化；前述預先訂定的期間，係比為了使前述放電燈點燈，需要供給給前述放電燈之前述高電壓的供給期間長。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之放電燈點燈裝置，其中，前述直流電源手段，係以在藉由前述電流檢測手段所檢測出之電流成為前述基準電流以上，接著變得比前述基準電流還小時，對前述放電燈再次供給前述高電壓之方式動作。
3. 如申請專利範圍第2項所記載之放電燈點燈裝置，其中，設置有計算前述高電壓之再重疊的次數的計數手段，在前述計數手段的計數成為預先訂定之數以上時，停止前述直流電源手段。
4. 如申請專利範圍第1項所記載之放電燈點燈裝置，其中，具有：變更手段，係變更前述預先訂定的期間。