JP2948684B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
Discharge lamp lighting deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は放電灯の発光量の制御
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to control of the amount of light emitted from a discharge lamp.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１２は例えば、特開平２−２１５０９
０号公報に記載された従来の放電灯点灯装置を示す構成
図である。図１２において１はエネルギー供給源となる
電源、２は全波整流器などの電力変換器、３は上記電力
を所定周波数の交流電力に変換するインバータ回路、４
はチョークコイルＬとコンデンサＣ１，Ｃ２との直列共
振回路、５は放電灯である。2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional discharge lamp lighting device described in Japanese Patent Publication No. In FIG. 12, 1 is a power supply serving as an energy supply source, 2 is a power converter such as a full-wave rectifier, 3 is an inverter circuit for converting the power into AC power of a predetermined frequency, 4
Is a series resonance circuit of a choke coil L and capacitors C1 and C2, and 5 is a discharge lamp.
【０００３】また、６は制御手段でありインバータ回路
３を制御する信号Ｓ１を出力する。なおコンデンサＣ１
とＣ２の直列回路は、放電灯５の端子電圧を電圧値Ｖｃ
として検出するためのものであり、また、放電灯５に直
列に接続された抵抗Ｒは、放電灯５を流れる放電電流を
電圧値ＶＲとして検出するためのものである。[0006] Reference numeral 6 denotes control means for outputting a signal S 1 for controlling the inverter circuit 3. The capacitor C1
And a series circuit of C2 determine the terminal voltage of the discharge lamp 5 as a voltage value Vc.
The resistor R connected in series with the discharge lamp 5 detects a discharge current flowing through the discharge lamp 5 as a voltage value VR.
【０００４】図１３は図１２に示した従来の放電灯点灯
装置の制御過程を示すフローチャートであり、以下、図
１３を用いて動作を説明する。放電灯の点滅を操作する
ライトスイッチ（図示せず）がＯＮにされると、まず制
御手段６は、信号Ｓ１の周波数を１００ＫＨｚに設定す
る（ステップ１３１）。それによってインバータ回路３
は１００ＫＨｚの交流電力を発生し、それをＬＣ直列共
振回路４に印加することにより、放電灯５の両端には１
０ｋＶ程度の高電圧が印加される。FIG. 13 is a flowchart showing a control process of the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 12, and the operation will be described below with reference to FIG. When a light switch (not shown) for operating the blinking of the discharge lamp is turned on, first, the control means 6 sets the frequency of the signal S1 to 100 KHz (step 131). Thereby, the inverter circuit 3
Generates an AC power of 100 KHz and applies it to the LC series resonance circuit 4 so that one end of the discharge lamp 5
A high voltage of about 0 kV is applied.
【０００５】次に、制御手段６は、コンデンサＣ１とＣ
２の接続点の電圧値Ｖｃ、または抵抗Ｒの電圧値ＶＲか
ら放電灯５で絶縁破壊が生じたか否かを判定（ステップ
１３２）する。なお、Ｖｃの値は、放電灯５の封入ガス
が絶縁状態である場合は高い値を示し、絶縁が破壊され
ると低い値になり、ＶＲの値は絶縁中は０で、絶縁破壊
後は大きくなるから、ＶｃまたはＶＲの値を所定値Ｖｓ
と比較することによって絶縁破壊が生じたか否かを判別
することができる。Next, the control means 6 determines whether the capacitors C1 and C
From the voltage value Vc at the connection point 2 or the voltage value VR of the resistor R, it is determined whether or not insulation breakdown has occurred in the discharge lamp 5 (step 132). The value of Vc indicates a high value when the filling gas of the discharge lamp 5 is in an insulated state, becomes a low value when the insulation is broken, and the value of VR is 0 during the insulation and after the insulation breakdown, Therefore, the value of Vc or VR is changed to a predetermined value Vs
By comparing with, it can be determined whether or not dielectric breakdown has occurred.
【０００６】次に、絶縁破壊が生じた場合には、信号Ｓ
１の周波数を低い値の初期値、例えば４ＫＨｚに設定
（ステップ１３３）する。図１２に示すごときＬＣ直列
回路に於いては、ＬＣ直列回路に印加する電圧を一定に
しておいても、その周波数を変化させると、放電灯に流
れる放電電流が変化する。すなわち周波数が高くなると
Ｌ分によって電流は減少し、周波数が低くなると電流は
増加する。したがって、信号Ｓ１の周波数を低い４ＫＨ
ｚに設定すれば、放電電流を大きな値にすることができ
る。Next, when an insulation breakdown occurs, the signal S
The frequency of 1 is set to a low initial value, for example, 4 KHz (step 133). In the LC series circuit as shown in FIG. 12, even if the voltage applied to the LC series circuit is kept constant, if the frequency is changed, the discharge current flowing through the discharge lamp changes. That is, when the frequency increases, the current decreases by the amount of L, and when the frequency decreases, the current increases. Therefore, the frequency of the signal S1 is reduced to 4KH
If it is set to z, the discharge current can be increased.
【０００７】次に１００ｍＳが経過したか否か（ステッ
プ１３４）を判定し、１００ｍＳ経過すると信号Ｓ１の
周波数を５０Ｈｚづつ増加させる（ステップ１３５）。
次に、信号Ｓ１の周波数が６ＫＨｚに達したか否かを判
定（ステップ１３６）し、６ＫＨｚに達するまではステ
ップ１３４、１３５を繰り返して１００ｍＳ毎に５０Ｈ
ｚづつ増加させる。また６ｋＨｚに達すると１００ｍＳ
毎に加算する周波数を１００Ｈｚにする（ステップ１３
７、１３８）。そして信号Ｓ１の周波数が１０ＫＨｚに
達すると、その値に固定する（ステップ１３９）。Next, it is determined whether 100 mS has elapsed (step 134), and when 100 mS has elapsed, the frequency of the signal S1 is increased by 50 Hz (step 135).
Next, it is determined whether or not the frequency of the signal S1 has reached 6 KHz (step 136). Until the frequency of the signal S1 reaches 6 KHz, steps 134 and 135 are repeated and 50H is set every 100 ms.
Increase by z. 100mS when reaching 6kHz
The frequency to be added every time is set to 100 Hz (step 13
7, 138). Then, when the frequency of the signal S1 reaches 10 KHz, it is fixed to that value (step 139).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の放電灯点灯装置
は放電灯への電力供給パターンが１つに固定されている
ために、次の問題点があった。１．放電灯のばらつき、
経年変化により各放電灯毎に発光効率などの特性は異な
る、したがって光の立ち上がり特性は放電灯毎にまちま
ちとなる。２．放電灯の内部状態によっては必要以上の
電力が供給されてしまい光出力は大きくオーバシュート
する。３．間接的に発光現象を捉えているために、誤認
識する可能性があり、安定な放電灯の始動が実現できな
い。このような問題点は車両の前照灯など、高安定度や
高信頼性が要求される部分への搭載を困難にしていた。The conventional discharge lamp lighting device has the following problems because the power supply pattern to the discharge lamp is fixed to one. 1. Dispersion of discharge lamp,
Characteristics such as luminous efficiency differ from discharge lamp to lamp due to aging. Therefore, light rising characteristics vary from discharge lamp to discharge lamp. 2. Depending on the internal state of the discharge lamp, more power is supplied than necessary and the light output greatly overshoots. 3. Since the light-emitting phenomenon is indirectly captured, there is a possibility of erroneous recognition, and stable starting of the discharge lamp cannot be realized. Such a problem has made it difficult to mount the device on a portion requiring high stability and high reliability, such as a headlight of a vehicle.
【０００９】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、確実な始動の検出と、放電灯のばらつ
きや、経年変化、あるいはランプの状態によらず、規定
光量へのすばやい制御が可能となり、放電灯の安定な点
灯制御が可能な放電灯点灯装置を得ることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to reliably detect starting and to quickly control a specified amount of light irrespective of variations in discharge lamps, aging, or lamp states. It is an object of the present invention to obtain a discharge lamp lighting device capable of performing stable lighting control of a discharge lamp.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明に係る放電灯点
灯装置は、放電灯と、放電灯に電力を供給する電力供給
手段と、放電灯の光量を検出する光検出手段と、放電灯
に流れる電流を検出する電流検出手段と、放電灯に印加
される電圧を検出する電圧検出手段とを具備すると共
に、光検出手段からの検出量が光量目標値に到達したと
きに放電灯へ点灯電力を供給する点灯電力供給手段と、
電流検出手段及び電圧検出手段からの出力より放電灯へ
の印加電力を求める電力算出手段と、電流検出手段から
の出力が定格値を越えたときに放電灯へ流れる電流を適
正値となるように補正する電流補正手段とを含む制御手
段を備えたものである。A discharge lamp lighting device according to the present invention comprises a discharge lamp, power supply means for supplying power to the discharge lamp, light detection means for detecting a light amount of the discharge lamp, and a discharge lamp. A current detecting means for detecting a flowing current; and a voltage detecting means for detecting a voltage applied to the discharge lamp, and a lighting power to the discharge lamp when a detection amount from the light detecting means reaches a light amount target value. Lighting power supply means for supplying
Power calculation means for obtaining the power applied to the discharge lamp from the outputs from the current detection means and the voltage detection means, and the current flowing to the discharge lamp when the output from the current detection means exceeds the rated value to an appropriate value. And a control means including a current correction means for correcting.
【００１１】また、制御手段は光検出手段からの検出量
が光量目標値に至るまでの過程において、所定時間毎に
前回の検出量と今回の検出量との第１の差分及び光量目
標値と今回の検出量との第２の差分に基づいて放電灯へ
の供給電力を制御するようにしたものである。In a process until the detected amount from the light detecting means reaches the light amount target value, the control means controls the first difference between the previous detected amount and the present detected amount and the light amount target value at predetermined time intervals. The power supplied to the discharge lamp is controlled based on a second difference from the current detection amount.
【００１２】また、制御手段は電力算出手段から得られ
る印加電力の値が所定値以下となるように放電灯への供
給電力を制御するようにしたものである。Further, the control means controls the power supplied to the discharge lamp so that the value of the applied power obtained from the power calculating means is equal to or less than a predetermined value.
【００１３】また、制御手段は光量目標値を電力算出手
段からの印加電力の値に基づき決定するようにしたもの
である。Further, the control means determines the light quantity target value based on the value of the applied power from the power calculation means.
【００１４】[0014]
【作用】この発明に係る放電灯点灯装置においては、光
検出手段により放電灯の直接の出力量である光が計測さ
れ、かつ放電灯の放電電流や放電灯の電圧を計測され、
放電灯の状態に応じて好適な制御が行われる。In the discharge lamp lighting device according to the present invention, light, which is the direct output amount of the discharge lamp, is measured by the light detection means, and the discharge current of the discharge lamp and the voltage of the discharge lamp are measured.
Suitable control is performed according to the state of the discharge lamp.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１はこの発明の実施例による放電灯点灯装
置の構成を示す構成図である。図１において、１はエネ
ルギーの供給源となる直流電源、２はこの直流電源１よ
り供給される直流電圧を所定の電圧に昇圧するＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータなどの電力変換器、３はこの電力変換器２
から得られる直流電力を所定周波数の交流電力に変換す
るインバータ回路、４はチョークコイルＬとコンデンサ
Ｃとで構成された直列共振回路であり、これらにより電
力供給手段が構成されている。５は放電灯であり直列共
振回路４のコンデンサＣの両端に接続される。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a DC power supply serving as an energy supply source, and 2 denotes a DC-D which boosts a DC voltage supplied from the DC power supply 1 to a predetermined voltage.
A power converter such as a C converter and 3 are power converters 2
The inverter circuit 4 converts the DC power obtained from the DC power into AC power of a predetermined frequency. The inverter circuit 4 is a series resonance circuit including a choke coil L and a capacitor C, and these form a power supply unit. A discharge lamp 5 is connected to both ends of the capacitor C of the series resonance circuit 4.
【００１６】６は制御手段であり専用のアナログもしく
はディジタル回路、あるいはマイクロコンピュータ等で
構成され、インバータ３を駆動する信号を出力する。７
は放電灯５の光出力量を計測するためのフォトダイオー
ドなどの光検出器７であり、制御手段６に接続されてい
る。８は放電灯５の目標光出力量を設定する目標値設定
手段、９は放電灯５の点灯開始ならびに消灯を制御手段
に指示するスイッチである。Reference numeral 6 denotes a control means which is constituted by a dedicated analog or digital circuit, a microcomputer or the like, and outputs a signal for driving the inverter 3. 7
Is a photodetector 7 such as a photodiode for measuring the light output amount of the discharge lamp 5, and is connected to the control means 6. 8 is a target value setting means for setting a target light output amount of the discharge lamp 5, and 9 is a switch for instructing the control means to start and turn off the discharge lamp 5.
【００１７】また、１０ａは放電灯５に流れる放電電流
（以下ランプ電流と略す）を検出するための例えばカレ
ントトランス（以下ＣＴと略す）であり、制御手段６内
の電流検出手段１０ｂに接続されている。１１は放電灯
５の電圧（以下ランプ電圧と略す）を計測するためにコ
ンデンサＣ２の両端に接続した電圧検出手段であり、制
御手段６内に設けられている。Reference numeral 10a denotes, for example, a current transformer (hereinafter abbreviated as CT) for detecting a discharge current (hereinafter abbreviated as a lamp current) flowing through the discharge lamp 5, which is connected to a current detection means 10b in the control means 6. ing. Reference numeral 11 denotes voltage detecting means connected to both ends of the capacitor C2 for measuring the voltage of the discharge lamp 5 (hereinafter abbreviated as lamp voltage), and is provided in the control means 6.
【００１８】図２は図１に示した構成の装置による第１
の実施例の動作を示すフローチャートである。以下、図
２に基づき動作の説明を行なう。制御手段６に接続され
たスイッチ９が閉じ放電灯の点灯を指令（ステップ２０
１）すると、制御手段６は共振回路４の回路定数ＬＣに
より決定される共振周波数ｆｏに相当する周波数出力Ｓ
１をインバータ回路３に印加（ステップ２０２）する。FIG. 2 shows a first example of the apparatus having the structure shown in FIG.
6 is a flowchart showing the operation of the embodiment. Hereinafter, the operation will be described with reference to FIG. The switch 9 connected to the control means 6 is closed and the lighting of the discharge lamp is commanded (step 20).
1) Then, the control means 6 outputs the frequency output S corresponding to the resonance frequency fo determined by the circuit constant LC of the resonance circuit 4.
1 is applied to the inverter circuit 3 (step 202).
【００１９】インバータ回路３は直流電源１から供給さ
れる電力をｆｏＨｚの高周波電力に変換して直列共振回
路４に供給する。直列共振回路４のコンデンサＣの両端
には共振現象により高電圧が発生する。この高電圧が放
電灯５に印加されると、放電灯５は絶縁破壊を起こして
放電を開始し、同時に発光現象を引き起こす。この発光
は光検出器７により検出される。The inverter circuit 3 converts the power supplied from the DC power supply 1 into high frequency power of foHz and supplies it to the series resonance circuit 4. A high voltage is generated at both ends of the capacitor C of the series resonance circuit 4 by a resonance phenomenon. When this high voltage is applied to the discharge lamp 5, the discharge lamp 5 causes breakdown and starts discharging, and at the same time, causes a light emission phenomenon. This light emission is detected by the photodetector 7.
【００２０】図３に示すように予め定められたしきい値
以上の光出力が検出される（ステップ２０３）と制御手
段６は放電灯５の放電開始を認識して、点灯用電力を放
電灯５に加えるためにｆｏにくらべ低い、例えば放電灯
５の最大電流とインバータ出力電圧と直列共振回路４の
インダクタンスＬから決定されるｆｓなる周波数出力Ｓ
１（ステップ２０４）をインバータ３に印加する。As shown in FIG. 3, when a light output equal to or greater than a predetermined threshold value is detected (step 203), the control means 6 recognizes the start of discharge of the discharge lamp 5 and reduces the power for lighting the discharge lamp. 5, which is lower than fo, for example, the frequency output S of fs determined by the maximum current of the discharge lamp 5, the inverter output voltage, and the inductance L of the series resonance circuit 4.
1 (step 204) is applied to the inverter 3.
【００２１】またステップ２０３において、外部からの
光の入射により放電灯５の放電開始前から光が検出され
放電による光の変化が検出できない場合や、光検出器７
の異常などにより発光が検出されなかった場合でも、ス
テップ２０５で、電圧検出手段１１によりランプ電圧の
低下が検出されれば放電開始が認識され、ステップ２０
４に進み、ｆｓなる周波数出力Ｓ１がインバータ３に印
加される。In step 203, light is detected from before the start of discharge of the discharge lamp 5 due to incidence of light from the outside, and a change in light due to discharge cannot be detected.
Even if no light emission is detected due to an abnormality in the lamp, if the voltage detecting means 11 detects a decrease in the lamp voltage in step 205, the start of discharge is recognized, and step 20 is performed.
Proceeding to 4, the frequency output S1 of fs is applied to the inverter 3.
【００２２】このようにして放電灯５の始動がなされ
る。次に放電開始した放電灯５から出力される光をすば
やく規定の光量に制御する方法を図２のフローチャート
と図４により説明する。図４は放電灯点灯時の光出力の
変化を示す特性図である。In this way, the discharge lamp 5 is started. Next, a method of quickly controlling the light output from the discharge lamp 5 that has started the discharge to a predetermined light amount will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in light output when the discharge lamp is turned on.
【００２３】まず制御手段６は光検出器７により放電灯
５の光出力値Ｘ1を測定して読み込み（ステップ２０
６）、さらに電圧検出手段１１、ＣＴ１０ａ、電流検出
手段１０ｂにより、ランプ電圧ＶL、ランプ電流ＩLを読
み込む（ステップ２０７）。次に目標値設定手段８によ
りあらかじめ設定された目標値のＸtと光出力値Ｘ1とを
比較演算（ステップ２０８）し、インバータ３へ出力す
る周波数を決定（ステップ２０９）する。この比較演算
の方法は、例えば式（１）に示すように、目標値Ｘtと
現在の光出力の測定値Ｘnとの差分及び光出力値の変化
量から制御量ｙを決定する。First, the control means 6 measures and reads the light output value X1 of the discharge lamp 5 with the light detector 7 (step 20).
6) Further, the lamp voltage VL and the lamp current IL are read by the voltage detecting means 11, CT 10a and current detecting means 10b (step 207). Next, the target value setting means 8 compares the optical output value X1 with the target value Xt set in advance (step 208), and determines the frequency to be output to the inverter 3 (step 209). In this comparison calculation method, for example, as shown in Expression (1), the control amount y is determined from the difference between the target value Xt and the current measured light output value Xn and the amount of change in the light output value.
【００２４】 ｙn＝ａ（Ｘt−Ｘn）＋ｂ（Ｘn-1−Ｘn）＋ｙn-1・・・・（１）Yn = a (Xt−Xn) + b (Xn−1−Xn) + yn−1 (1)
【００２５】例えば、時刻２の時には ｙ2＝ａ（Ｘt−Ｘ2）＋ｂ（Ｘ1−Ｘ2）＋ｙ1・・・・（２） であり、 Ｘt＞Ｘ2、Ｘ1＜Ｘ2 であるから式（２）の右辺第１項は正の値となり、第２
項は負の値となる。図４にみるように時刻１から時刻２
の間において光出力量は急激に変化し、その変化幅（Ｘ
1−Ｘ2）は時刻２における測定値Ｘ2と目標値Ｘtとの差
（Ｘt−Ｘ2）よりも小さくなっている。このようなとき
単純にＸｔとＸ２の差分だけ制御量を増加すると次の時
点で目標値を大きくオーバする可能性が高い。よってこ
のようなときには逆に制御出力を下げオーバシュートを
防ぐことが必要である。For example, at time 2, y2 = a (Xt-X2) + b (X1-X2) + y1 (2) Since Xt> X2 and X1 <X2, the right side of equation (2) The first term is a positive value and the second
The term has a negative value. As shown in FIG. 4, from time 1 to time 2
During the period, the light output amount changes rapidly, and the change width (X
1−X2) is smaller than the difference (Xt−X2) between the measured value X2 at time 2 and the target value Xt. In such a case, if the control amount is simply increased by the difference between Xt and X2, there is a high possibility that the target value will be greatly exceeded at the next time. Therefore, in such a case, it is necessary to reduce the control output to prevent overshoot.
【００２６】このための操作が第１項と第２項の大小関
係によりなされ、言い換えれば第１項は単純に目標値に
制御量を近付ける役割を持ち、第２項は過制御にならな
いようブレーキをかける役割を担う。このような演算操
作により出力周波数が決定される。The operation for this is performed according to the magnitude relation between the first term and the second term. In other words, the first term has a role of simply approaching the control amount to the target value, and the second term is a brake so as not to over-control. Take the role of applying. The output frequency is determined by such a calculation operation.
【００２７】しかし、ここで放電灯の特性として印加で
きる最大電力や最大電流は決められていることから、上
記の演算で求めた周波数をインバータに加えた場合には
規定の最大電力や最大電流を超える可能性がある。ま
た、光検出器７が故障などしてその出力が０になった場
合には、上記演算の結果はランプに最大の電流を流すよ
うな出力となり、ランプを破壊する恐れがある。従っ
て、現在印加されている電力を求め、その電力が規定の
値を超えているときには、超過分に見合ったインバータ
駆動周波数に補正する必要がある。However, since the maximum power and the maximum current which can be applied as the characteristics of the discharge lamp are determined here, when the frequency obtained by the above calculation is applied to the inverter, the specified maximum power and the maximum current are reduced. May exceed. If the output of the photodetector 7 becomes 0 due to a failure or the like, the result of the above calculation becomes an output that allows the maximum current to flow through the lamp, and the lamp may be destroyed. Therefore, it is necessary to obtain the currently applied power, and when the power exceeds a specified value, it is necessary to correct the inverter drive frequency to the excess.
【００２８】本実施例ではまずステップ２０７で読み込
まれたランプ電圧ＶL、ランプ電流ＩLから現在の印加電
力を求め、その電力が定格を超えているか否か判別し
（ステップ２１０）、定格を超えているときには周波数
を上げる（ステップ２１１）などの操作を行なう。ま
た、電力が定格内であっても、例えばコールドスタート
時などではランプ電圧ＶLが低いために、電流が過剰に
流れても電力は定格内であることがある。このような場
合ランプ電流の定格を超える可能性があるため、ランプ
電流を制限する必要がある。このランプ電流は、インバ
ータ回路３に接続された直列共振回路４のインダクタン
スＬにより制限され、インバータ駆動周波数の逆数１／
ｆに比例する。従って、予め最大電流とインダクタンス
値とインバータ出力電圧などから最大電流時のインバー
タ駆動周波数ｆlimitを求めておき、インバータ駆動周
波数がこれを下回る場合はインバータ駆動周波数をｆli
mitに設定し（ステップ２１２、２１３）、周波数を制
限して過剰な電流を防止する。In this embodiment, first, the current applied power is obtained from the lamp voltage VL and the lamp current IL read in step 207, and it is determined whether or not the power exceeds the rating (step 210). If so, an operation such as increasing the frequency (step 211) is performed. Further, even when the power is within the rating, for example, at the time of a cold start, the lamp voltage VL is low, so that the power may be within the rating even if the current flows excessively. In such a case, the rating of the lamp current may be exceeded, so it is necessary to limit the lamp current. This lamp current is limited by the inductance L of the series resonance circuit 4 connected to the inverter circuit 3 and the reciprocal of the inverter driving frequency 1 /
It is proportional to f. Therefore, the inverter drive frequency flimit at the maximum current is determined in advance from the maximum current, the inductance value, the inverter output voltage, and the like. If the inverter drive frequency is lower than this, the inverter drive frequency is set to fli.
Set to mit (steps 212, 213) and limit the frequency to prevent excessive current.
【００２９】このような操作を経て、最終的にインバー
タ駆動周波数は決定され出力される（ステップ２１
４）。これら一連の操作を規定時間ｔs毎に行なうこと
により、放電灯５の光出力は一定に制御される。Through these operations, the inverter driving frequency is finally determined and output (step 21).
4). By performing these series of operations every specified time ts, the light output of the discharge lamp 5 is controlled to be constant.
【００３０】ホットリスタートのように放電灯５内部の
ガス圧力が高い場合には、発光効率が高くなっているた
め、点灯初期から高光出力が得られ、また放電灯の効率
は放電灯内部の温度などに依存するため一定の電力を加
えたときの光量を推定することは困難であるので、常に
一定光量に制御することは困難であったが、この発明に
よれば光出力を直接検出することにより、放電灯の状態
によらず、速やかに一定光量に制御することが容易であ
る。When the gas pressure inside the discharge lamp 5 is high as in the case of hot restart, the luminous efficiency is high, so that a high light output is obtained from the beginning of lighting, and the efficiency of the discharge lamp is Since it depends on the temperature and the like, it is difficult to estimate the amount of light when a certain amount of electric power is applied. Therefore, it is difficult to always control the amount of light to be constant, but according to the present invention, the light output is directly detected. Thus, it is easy to quickly control the light amount to a constant value regardless of the state of the discharge lamp.
【００３１】以上の動作は再びスイッチ９が押され消灯
が指示（ステップ２１５）されるまで繰り返し行なわ
れ、消灯が指示されるとインバータ回路３への周波数出
力Ｓ１を停止（ステップ２１６）し、消灯する（ステッ
プ２１７）。The above operation is repeated until the switch 9 is pressed again to turn off the light (step 215), and when the light is turned off, the frequency output S1 to the inverter circuit 3 is stopped (step 216) and the light is turned off. (Step 217).
【００３２】実施例２．次に、上記のように放電灯５の
光を検出して制御を行なう場合、予め所定の光量の目標
値Ｘtを決定しておく必要があるが、個々の放電灯の特
性や状態によってその目標値の適切な値は異なる。以下
に適切な目標値を求めるための動作を説明する。図５は
その目標値光量を求めるための動作を示すフローチャー
トである。Embodiment 2 FIG. Next, in the case where control is performed by detecting the light of the discharge lamp 5 as described above, it is necessary to determine a target value Xt of a predetermined light amount in advance, but the target value Xt depends on the characteristics and state of each discharge lamp. The appropriate value for the value is different. Hereinafter, an operation for obtaining an appropriate target value will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an operation for obtaining the target value light quantity.
【００３３】初回始動時（ステップ５０１）には、デフ
ォルトとしてある目標値を設定しておき（ステップ５０
２）、この状態でランプを点灯する。点灯後、規定周期
でランプ電圧ＶLとランプ電流ＩLならびに光量Ｘを測定
し（ステップ５０３）、ランプ電圧ＶLとランプ電流ＩL
からランプ電力Ｐを計算し（ステップ５０４）、記憶す
る。次に、制御手段６はランプ電力Ｐの変化量ｄＰを所
定の周期毎に計算し（ステップ５０５）、光量Ｘ、電力
Ｐと共に記憶する（ステップ５０６）。以後消灯される
まで上記操作を繰り返す（ステップ５０７）。At the time of the initial start (step 501), a certain target value is set as a default (step 50).
2) In this state, the lamp is turned on. After lighting, the lamp voltage VL, the lamp current IL and the light quantity X are measured at a specified period (step 503), and the lamp voltage VL and the lamp current IL are measured.
Is calculated (step 504) and stored. Next, the control means 6 calculates the change amount dP of the lamp power P at every predetermined cycle (step 505), and stores it together with the light amount X and the power P (step 506). Thereafter, the above operation is repeated until the light is turned off (step 507).
【００３４】消灯された場合、その消灯時のランプ状態
を求める。まず消灯直前に記憶されたｄＰから、図６に
示すメンバシップ関数により、そのランプ状態が立ち上
げ期、移行期、安定期であるそれぞれの確立Ｆを求める
（ステップ５０８）。図７は電力の変化パターンと光出
力の関係を示すもので、図６に示すメンバシップ関数の
基となる曲線である。図７から安定期には電力の変化は
小さく、移行期には電力は減少傾向にあり、また立ち上
げ期には増加傾向にあることがわかり、これにより図６
に示すメンバシップ関数が導出される。When the lamp is turned off, the lamp state at the time of turning off is obtained. First, from the dP stored immediately before the light is turned off, the respective establishment Fs whose lamp states are the start-up period, the transition period, and the stable period are obtained by the membership function shown in FIG. 6 (step 508). FIG. 7 shows the relationship between the power change pattern and the light output, and is a curve serving as a basis for the membership function shown in FIG. FIG. 7 shows that the change in power is small during the stable period, the power is decreasing during the transition period, and is increasing during the start-up period.
Is derived.
【００３５】次に、求められた確率Ｆと記憶されている
電力Ｐとによりランプの状態を決定する（ステップ５０
９）。このランプ状態決定には次のルールを使用する。Next, the state of the lamp is determined based on the obtained probability F and the stored electric power P (step 50).
9). The following rules are used for this lamp state determination.
【００３６】ルール１ もし、移行期の確立が０で、かつ安定期の確立が立ち上
げ期の確立よりも低く、かつＰが３５Ｗ以下であった
ら、立ち上げ期である。Rule 1 If the establishment of the transition period is 0, the establishment of the stable period is lower than the establishment of the startup period, and P is 35 W or less, it is the startup period.
【００３７】ルール２ もし、移行期の確立が０で、かつ安定期の確立が立ち上
げ期の確立よりも高く、かつＰが３５Ｗ以下であった
ら、安定期である。Rule 2 If the establishment of the transition period is 0, the establishment of the stable period is higher than the establishment of the start-up period, and P is 35 W or less, it is the stable period.
【００３８】ルール３ もし、立ち上げ期の確立が０で、かつ移行期の確立が安
定期の確立よりも高く、かつＰが３５Ｗ以上であった
ら、移行期である。Rule 3 If the establishment of the start-up period is 0, the establishment of the transition period is higher than the establishment of the stable period, and P is 35 W or more, it is the transition period.
【００３９】このようなルールによりランプ状態を決定
する。こうして決定されたランプ状態と記憶されている
電力Ｐとから、記憶されているランプの光量Ｘが定格光
出力量への到達率を図７の曲線から算出し（ステップ５
１０）、光量Ｘをその到達率により補正し、次回の光量
目標値とする（ステップ５１１）。例えば図７の例で
は、移行期、安定期であればそのときの到達率は１００
％でその光量を目標値とするし、立ち上げ期であればそ
のときの電力Ｐから定格光出力量への到達率を求め、そ
れにより光量Ｘを目標とすべき値に補正してその値を目
標値とする。以上の操作により、光量の目標値は、予め
放電灯５と光検出器７の相対位置関係や光検出器７の感
度ばらつき、放電灯７自体のばらつきを考慮して決定し
なくても、点灯／消灯を繰り返す度に適宜設定される。The lamp state is determined according to such a rule. From the lamp state thus determined and the stored electric power P, the reaching ratio of the stored lamp light amount X to the rated light output amount is calculated from the curve in FIG. 7 (step 5).
10) The light quantity X is corrected based on the arrival rate, and the corrected light quantity is set as the next light quantity target value (step 511). For example, in the example of FIG. 7, if the transition period and the stable period, the arrival rate at that time is 100.
%, The light amount is set as a target value, and in the case of the start-up period, the arrival rate from the power P at that time to the rated light output amount is calculated, whereby the light amount X is corrected to a target value and the value is corrected. Is the target value. By the above operation, the target value of the light amount can be turned on without determining in advance the relative positional relationship between the discharge lamp 5 and the photodetector 7, the sensitivity variation of the photodetector 7, and the variation of the discharge lamp 7 itself. It is set as appropriate each time the lighting / light-out is repeated.
【００４０】実施例３．次に、目標値を求めるための他
の実施例を説明する。図８はそのフローチャートであ
る。まず制御手段６は放電灯５の点灯を確認する（ステ
ップ８０１）と、光量目標値が読み込み設定されている
かを判定（ステップ８０２）する。ここですでにセット
されている場合は設定されている光量を目標値として立
ち上げの制御を行なう（ステップ８０３、８０４）。Embodiment 3 FIG. Next, another embodiment for obtaining the target value will be described. FIG. 8 is a flowchart thereof. First, when the control means 6 confirms the lighting of the discharge lamp 5 (step 801), it determines whether or not the light amount target value has been read and set (step 802). If it has already been set, start-up control is performed using the set light amount as a target value (steps 803 and 804).
【００４１】光量目標値が目標値設定手段８に設定され
ていないときは、初期点灯周波数ｆｓをインバータに出
力（ステップ８０５）し、放電灯５に点灯電力を供給す
る。次に、制御手段６はＣＴ１０ａと電圧検出手段１１
によりランプ電流ＩLとランプ電圧ＶLを計測し（ステッ
プ８０６）、電力Ｐを計算（ステップ８０７）する。制
御手段６は放電灯５の定格電力と比較（ステップ８０
８）して差を求め、これから供給電力が定格電力となる
ようインバータ駆動周波数を算出する（ステップ８０
９）。When the target light quantity value is not set in the target value setting means 8, the initial lighting frequency fs is output to the inverter (step 805), and the lighting power is supplied to the discharge lamp 5. Next, the control means 6 includes the CT 10a and the voltage detection means 11
, The lamp current IL and the lamp voltage VL are measured (step 806), and the power P is calculated (step 807). The control means 6 compares the power with the rated power of the discharge lamp 5 (step 80).
8) to calculate the difference, and calculate the inverter driving frequency so that the supplied power becomes the rated power (step 80).
9).
【００４２】制御手段６は上記状態を維持する。点灯か
ら規定時間経過（ステップ８１０）すると、制御手段６
は光検出器７により光量Ｘを読み込み、目標値設定手段
８に記憶する（ステップ８１１）。そして光目標値読み
込みフラグをセットし（ステップ８１２）、目標値の読
み込みを完了する。このように、放電灯５を定格電力で
点灯させ、安定した時期にその光量を読みとり次回から
の制御の目標値とすることで、予め放電灯５と光検出器
の相対位置関係や光検出器の感度ばらつき、放電灯５自
体のばらつきを考慮して決定しなくても、放電灯５を一
度点灯するだけで定格時に得られる光量を目標値に設定
できる。The control means 6 maintains the above state. When a specified time has elapsed from the lighting (step 810), the control unit 6
Reads the light amount X by the photodetector 7 and stores it in the target value setting means 8 (step 811). Then, an optical target value reading flag is set (step 812), and reading of the target value is completed. As described above, the discharge lamp 5 is lit at the rated power, the light amount is read at a stable time, and the target value is set as the control value from the next time, so that the relative positional relationship between the discharge lamp 5 and the light detector and the light detector The light quantity obtained at the time of rating can be set to the target value only by lighting the discharge lamp 5 once without making the determination in consideration of the sensitivity variation of the discharge lamp 5 and the variation of the discharge lamp 5 itself.
【００４３】また、制御目標とされる光量も放電灯の電
圧、電流などから算出するよう構成したため、予め特別
な手段により目標値を決定し記憶させるなどの手間が省
略できる。Further, since the control target light amount is calculated from the voltage, current, etc. of the discharge lamp, it is possible to eliminate the trouble of previously determining and storing the target value by special means.
【００４４】実施例４．次に、同様に目標値を求める他
の例を説明する。目標値は放電灯５の始動条件により変
える必要がある。図９は放電灯５に規定電力を与えたと
きの光出力を放電灯５の始動条件の違い（コールドスタ
ート、ホットスタート）により測定したものである。Embodiment 4 FIG. Next, another example of similarly obtaining the target value will be described. The target value needs to be changed depending on the starting condition of the discharge lamp 5. FIG. 9 shows the light output when the specified power is applied to the discharge lamp 5 measured by the difference in the starting conditions of the discharge lamp 5 (cold start, hot start).
【００４５】放電灯５が冷えた状態から点灯させるコー
ルドスタートでは、電力を印加しても、発光量は緩やか
に増加する。逆に放電灯５消灯直後などに再点灯した場
合などのホットスタート時は発光量は急激に増加する。
このような特性を示す放電灯を点灯させる装置において
は、放電灯５の状態を正確に把握し、好適な制御シーケ
ンスを適用することが安定な光立ち上げを行なう上で必
要である。In a cold start in which the discharge lamp 5 is turned on from a cold state, the amount of light emission gradually increases even when power is applied. Conversely, at the time of hot start such as when the discharge lamp 5 is turned on immediately after the discharge lamp 5 is turned off, the light emission amount increases sharply.
In a device for lighting a discharge lamp having such characteristics, it is necessary to accurately grasp the state of the discharge lamp 5 and to apply a suitable control sequence in order to perform stable light startup.
【００４６】まず制御手段６は一定の電力を供給するた
めにインバータにｆなる規定の周波数を印加し放電灯５
に電力を与える。このときに制御手段６は光検出器７か
ら得られる光量を読み取り、放電灯５の始動状態の確立
Ｆを図１０に示すメンバシップ関数から求める。制御手
段６は放電灯５の状態を識別して図１１に示す様にＦの
値により始動時の目標値の与え方を決定し、以降目標値
に示された光量となるようインバータに印加する周波数
を調整する。First, the control means 6 applies a specified frequency f to the inverter to supply a constant power,
Give power. At this time, the control means 6 reads the light amount obtained from the photodetector 7 and obtains the establishment F of the starting state of the discharge lamp 5 from the membership function shown in FIG. The control means 6 identifies the state of the discharge lamp 5 and determines how to provide a target value at the start according to the value of F as shown in FIG. Adjust the frequency.
【００４７】すなわち、コールドスタート時は、初期の
光目標値を高めに設定することで、始動初期の駆動電力
を多く与え高速な光立ち上げを促し、逆に、ホットリス
タート時には初期の光目標値を低く設定し、供給電力を
押え過剰な光の出力を抑止する。このように放電灯５の
状態に応じた制御方法が設定できるため、始動状態によ
らない安定な光立ち上げが実現できる。That is, at the time of a cold start, the initial light target value is set to a high value, so that a large amount of driving power is provided at the start of the start and a high-speed light start is promoted. By setting the value low, the power supply is suppressed and the output of excessive light is suppressed. As described above, since the control method according to the state of the discharge lamp 5 can be set, a stable light startup regardless of the starting state can be realized.
【００４８】本実施例では目標値を光量としたが、電力
の供給パターンであっても同様の効果を得られる。In this embodiment, the target value is the light amount. However, a similar effect can be obtained even with a power supply pattern.
【００４９】なお、上記第１、第２、第３、第４の実施
例では放電灯への供給電力を可変する手段としてインバ
ータ駆動周波数を変化させたが、インバータの１次側電
源電圧を変化するなどたの電力可変手段を用いても同様
の効果を得ることができる。In the first, second, third, and fourth embodiments, the inverter driving frequency is changed as a means for varying the power supplied to the discharge lamp, but the primary power supply voltage of the inverter is changed. The same effect can be obtained by using a power varying means such as a power supply.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、光検出
手段により、放電灯の直接の出力量である光が計測さ
れ、かつ放電灯の放電電流や放電灯の電圧を計測され、
放電灯の状態に応じて好適な制御が行われるので、放電
灯個々のばらつきによらない安定でかつ動作が確実な放
電灯の点灯制御がなされる。As described above, according to the present invention, the light, which is the direct output of the discharge lamp, is measured by the light detection means, and the discharge current of the discharge lamp and the voltage of the discharge lamp are measured.
Since suitable control is performed according to the state of the discharge lamp, stable and reliable lighting control of the discharge lamp is performed without depending on individual variations of the discharge lamp.
【図１】この発明の実施例による放電灯点灯装置の構成
を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例による放電灯点灯装置の動作
を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the discharge lamp lighting device according to the embodiment of the present invention.
【図３】この発明の実施例による放電灯点灯装置の放電
検出タイミングを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a discharge detection timing of the discharge lamp lighting device according to the embodiment of the present invention.
【図４】放電灯点灯時の光出力の変化を示す特性図であ
る。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in light output when the discharge lamp is turned on.
【図５】この発明の第２の実施例による放電灯点灯装置
の動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an operation of the discharge lamp lighting device according to the second embodiment of the present invention.
【図６】この発明の第２の実施例における放電灯の状態
の確からしさを示すメンバシップ関数の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a membership function indicating the likelihood of a state of a discharge lamp according to a second embodiment of the present invention.
【図７】この発明の第２の実施例における放電灯の電力
の変化パターンと光出力の関係を示すこの説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a power change pattern and a light output of a discharge lamp in a second embodiment of the present invention.
【図８】この発明の第３の実施例による放電灯点灯装置
の動作を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the discharge lamp lighting device according to the third embodiment of the present invention.
【図９】放電灯の始動状態による放電灯の光出力の違い
を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a difference in light output of the discharge lamp depending on a starting state of the discharge lamp.
【図１０】この発明の第４の実施例における放電灯の始
動状態の確からしさを示すメンバシップ関数の説明図で
ある。FIG. 10 is an explanatory diagram of a membership function indicating the likelihood of a starting state of a discharge lamp in a fourth embodiment of the present invention.
【図１１】この発明の第４の実施例における始動状態の
確からしさと放電灯の光目標値パタンとの関係を示す説
明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between certainty of a starting state and a light target value pattern of a discharge lamp in a fourth embodiment of the present invention.
【図１２】従来の放電灯点灯装置の構成を示す構成図で
ある。FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device.
【図１３】従来の放電灯点灯装置の動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 13 is a flowchart showing the operation of a conventional discharge lamp lighting device.
１ 直流電源 ２ 電力変換器 ３ インバータ回路 ４ 直列共振回路 ５ 放電灯 ６ 制御手段 ７ 光検出器 ８ 目標値設定手段 ９ スイッチ １０ａ カレントトランス １０ｂ 電流検出手段 １１ 電圧検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Power converter 3 Inverter circuit 4 Series resonance circuit 5 Discharge lamp 6 Control means 7 Photodetector 8 Target value setting means 9 Switch 10a Current transformer 10b Current detection means 11 Voltage detection means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 敏 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株 式会社 生活システム研究所内 (72)発明者 私市 広康 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株 式会社 生活システム研究所内 (72)発明者 伊藤 善朗 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株 式会社 生活システム研究所内 (72)発明者 五十嵐 和之 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機照 明株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−141294（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−44695（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−85143（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−43992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 41/14 - 41/29 H02M 7/537 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Nagai 2--14-40 Ofuna, Kamakura City Mitsubishi Electric Corporation Living System Laboratory (72) Inventor Hiroyasu Private City 2-14-40 Ofuna, Kamakura City Mitsubishi Within the Life Systems Research Laboratory of Electric Machinery Co., Ltd. (56) References JP-A-63-141294 (JP, A) JP-A-2-44695 (JP, A) JP-A-4-85143 (JP, A) JP-A-3- 43992 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 41/14-41/29 H02M 7/537
Claims (4)
電力供給手段と、放電灯の光量を検出する光検出手段
と、放電灯に流れる電流を検出する電流検出手段と、放
電灯に印加される電圧を検出する電圧検出手段とを具備
すると共に、前記光検出手段からの検出量が光量目標値
に到達したときに放電灯へ点灯電力を供給する点灯電力
供給手段と、前記電流検出手段及び電圧検出手段からの
出力より放電灯への印加電力を求める電力算出手段と、
電流検出手段からの出力が定格値を越えたときに放電灯
へ流れる電流を適正値となるように補正する電流補正手
段とを含む制御手段を備えたことを特徴とする放電灯点
灯装置。A discharge lamp; power supply means for supplying power to the discharge lamp; light detection means for detecting a light amount of the discharge lamp; current detection means for detecting a current flowing through the discharge lamp; together and means output voltage sensing for detecting a voltage applied, the detection amount of the light amount target value from said light detecting means
Lighting power to supply the lighting power to the discharge lamp when it reaches
Supply means, and output from the current detection means and the voltage detection means.
Power calculation means for obtaining the power applied to the discharge lamp from the output,
When the output from the current detection means exceeds the rated value, the discharge lamp
Current correction means to correct the current flowing to
A discharge lamp lighting device comprising control means including a step .
検出量が光量目標値に到達するまでの過程において、所
定時間毎に前回の検出量と今回の検出量との第１の差分
及び光量目標値と今回の検出量との第２の差分に基づい
て前記放電灯への供給電力を制御するようにしたことを
特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。2. The control means according to claim 1, wherein
In the process until the detection amount reaches the light amount target value,
The first difference between the previous detection amount and the current detection amount for each fixed time
And the second difference between the light amount target value and the current detection amount.
2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the power supplied to the discharge lamp is controlled.
得られる印加電力の値が所定値以下となるように前記放
電灯への供給電力を制御することを特徴とする請求項１
記載の放電灯点灯装置。3. The control means according to claim 1, wherein
Claim 1, the value of the applied power to be obtained and controls the power supplied to the discharge lamp to be equal to or less than a predetermined value
The discharge lamp lighting device as described in the above.
電力算出手段からの印加電力の値に基づき決定すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３記載の放電灯点灯装
置。4. The control means sets the light amount target value to the light amount target value.
The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the value is determined based on a value of the applied power from the power calculating unit .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166916A JP2948684B2 (en) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | Discharge lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP3166916A JP2948684B2 (en) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | Discharge lamp lighting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521177A JPH0521177A (en) | 1993-01-29 |
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Family Applications (1)
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| JP3166916A Expired - Fee Related JP2948684B2 (en) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | Discharge lamp lighting device |
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|---|---|
| JP (1) | JP2948684B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63141294A (en) * | 1986-12-01 | 1988-06-13 | 松下電器産業株式会社 | Detector for peplacement time of discharge lamp |
-
1991
- 1991-07-08 JP JP3166916A patent/JP2948684B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0521177A (en) | 1993-01-29 |
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