JP2009054365A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路、フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路、及び共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第1の制御手段を備え、第1の制御手段が、パルス電圧の発生が検知されるまで降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高める構成した。
【選択図】図1
Description
始動制御回路60は、後述するパルス電圧検出回路49からの検出結果を受けてフルブリッジ回路30の動作周波数を制御する。
高周波の正弦波電圧の極性が反転し、チョークコイル36とコンデンサ37の接続点がマイナス電位のときはコンデンサ46、抵抗44、ダイオード42の向きに電流が流れコンデンサ46が充電される。
この時のチョッパ回路20の出力電圧は、例えば380Vの入力直流電圧を受け、設定された一定の電圧、例えば200Vを出力している。
放電開始後について、放電中のランプ電圧は一般的には高くても150V程度が上限となるので、ランプに過渡的な状態が起こらない限りそれより高い出力電圧は不要である。そして、フルブリッジ回路30に使用するトランジスタ(MOSFET等)は一般に耐圧が低いものほどオン抵抗が小さく、かつ価格が低い。このことを踏まえて、150V以上の耐圧では200V〜250V耐圧のトランジスタを用いるのが妥当である。
また、放電開始前について、共振回路やイグナイタ回路の負担(昇圧比)を減らすために降圧チョッパ回路20の出力電圧を上記の200V又は250V耐圧トランジスタの使用上限に設定するのが妥当である。ここで、安定点灯時のトランジスタの電圧ディレーティングを80%とした場合、その使用上限はそれぞれ160V又は200Vとなる。降圧チョッパ回路20の出力電圧が160Vでは上記ランプ電圧150Vに対して十分なマージンがとれないので、降圧チョッパ回路20の出力電圧を200Vとして250V耐圧トランジスタを使用して設計するのが妥当である。
上記より、降圧チョッパ回路20の出力電圧を例えば200Vに制限すれば、低発熱化、低コスト化の観点から最も有利な条件で回路全体を構成できる。
ここで、共振周波数付近では動作周波数の変化に対して共振電圧が急峻に変化するので、周波数制御のステップ(階調)が粗いと共振電圧が適切なポイントを超えて高くなりすぎるオーバーシュートを引き起こしてしまう場合があった。
さらに、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいてフルブリッジ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段を備え、降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、第2の制御手段が、パルス電圧の発生が検出されるまでフルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で共振回路の共振周波数に徐々に近づけるよう構成した。
さらに、パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて、フルブリッジ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段を備え、降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルスの発生頻度が所定値を超えない場合に、第2の制御手段が、パルス電圧の発生が検出されるまでフルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で共振回路の共振周波数に徐々に近づけるよう構成した。
さらに、(B)降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、始動制御回路が、パルス電圧の発生が検出されるまでフルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で共振回路の共振周波数に徐々に近づけていくステップを含むようにした。
図1は本発明に係る高圧放電灯点灯装置の第1の実施の形態を示す回路構成図であり、図7に示した従来例のものと同一または対応する部材については、同一の番号を付して、その説明を省略する。
すると、コンデンサ37とチョークコイル36による共振電圧も降圧チョッパ回路20の出力電圧に比例し上昇していく。放電ギャップ48がブレークダウンすると、それをパルス電圧検知回路49で検出し、降圧チョッパ回路20の出力電圧を固定する。これによりイグナイタ回路40は一定間隔のパルス電圧を継続して発生することができる。
また、先に説明したように、周波数制御のみを行う従来の装置においては共振電圧がオーバーシュートしてしまう可能性があったが、デューティ比の変化に対して降圧チョッパ回路20の出力電圧は1次関数的にゆるやかに上昇するので、制御手段61によるデューティ比制御のステップ(階調)が多少粗くてもオーバーシュートしてしまうことはない。
ステップS100で電源が投入されると、回路動作が開始される(図3のt0に対応)。
ステップS200において、制御手段61によって降圧チョッパ回路20の出力電圧の上昇が行われる。ここで、ステップS205においてパルス電圧検出回路49によってパルス電圧が検出されず、かつ、ステップS210において降圧チョッパ回路20の出力電圧の設定上限値に達していない場合、ステップS200で降圧チョッパ回路20の出力電圧がさらに上昇される。
ステップS400において、制御手段62によってフルブリッジ回路30の動作周波数が共振周波数に近づけられる(ここでは、動作周波数は上昇される)。ここで、ステップS405においてパルス電圧検出回路49によってパルス電圧が検出されず、かつ、ステップS410においてフルブリッジ回路30の動作周波数の設定上限値に達していない場合、ステップS400でフルブリッジ回路30の出力周波数がさらに上昇される。
20:チョッパ回路
21:トランジスタ
22:ダイオード
23:チョークコイル
24:コンデンサ
25、26、27:抵抗
28:PWM制御回路
30:フルブリッジ回路
31、32、33、34:トランジスタ
35:ブリッジ制御回路
36:チョークコイル
37:コンデンサ
40:イグナイタ回路
41、42:ダイオード
43、44:抵抗
45、46:コンデンサ
47:パルストランス
48:放電ギャップ
49:パルス電圧検知回路
50:高圧放電灯
60:始動制御回路
61:第1の制御手段
62:第2の制御手段
Claims (7)
- 直流電源部と、該直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路と、該降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路と、該共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、
さらに、該パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて該降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第1の制御手段を備え、
該第1の制御手段が、該高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、パルス電圧の発生が検知されるまで該降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高め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であって、さらに、
前記パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて前記フルブリッジ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段を備え、
前記降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、該第2の制御手段が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記フルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で前記共振回路の共振周波数に徐々に近づけるよう構成された高圧放電灯点灯装置。 - 直流電源部と、該直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路と、該降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路と、該フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路と、該共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、
さらに、該パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて該降圧チョッパ回路の出力電圧を制御する第1の制御手段を備え、
該第1の制御手段が、該高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、前記パルス電圧検知回路によって検出されるパルスの発生頻度が所定値を超えるまで該降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めていくよう構成された高圧放電灯点灯装置。 - 請求項3記載の高圧放電灯点灯装置であって、さらに、
前記パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて前記フルブリッジ回路の動作周波数を制御する第2の制御手段を備え、
前記降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルスの発生頻度が前記所定値を超えない場合に、該第2の制御手段が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記フルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で前記共振回路の共振周波数に徐々に近づけていくよう構成された高圧放電灯点灯装置。 - 請求項1から4いずれか一項に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、及び少なくとも該高圧放電灯点灯装置を内包する筐体を備えた光源装置。
- 直流電源部の出力を受け高圧放電灯へ供給される電力を制限する降圧チョッパ回路、該降圧チョッパ回路の制限された直流出力を交流出力に変換し高圧放電灯に供給するフルブリッジ回路、該フルブリッジ回路のスイッチング動作により共振電圧を発生する共振回路、該共振回路による共振電圧を利用して高圧放電灯を始動させるためのパルス電圧を発生させるとともにパルス電圧が発生したことを検知するパルス電圧検知回路を持つイグナイタ回路、及び該パルス電圧検知回路の検知結果に基づいて該降圧チョッパ回路の出力電圧又は該フルブリッジ回路の動作周波数を制御する始動制御回路からなる高圧放電灯点灯装置を制御する方法であって、
前記高圧放電灯が放電を開始する前の始動時において、
(A)前記始動制御回路が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記降圧チョッパ回路の出力電圧を設定上限値まで徐々に高めていくステップ
を含む方法。 - 請求項6記載の方法であって、さらに、
(B)前記降圧チョッパ回路の出力電圧を上限値まで高めてもパルス電圧の発生が検知されない場合に、前記始動制御回路が、パルス電圧の発生が検知されるまで前記フルブリッジ回路の動作周波数を設定範囲内で前記共振回路の共振周波数に徐々に近づけていくステップ
を含む方法。
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