JP2992023B1 - 放電灯の電力制御方法及び電子バラスト - Google Patents
放電灯の電力制御方法及び電子バラストInfo
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Abstract
定となるように制御する電力制御方法と、その方法を実
現でき、しかも調整が容易で安価な電子バラストを提供
する。 【解決手段】 放電灯電流を検出電圧として検出し、こ
の検出電圧と基準検出電圧(放電灯が設定電圧で点灯し
た際の検出電圧)との差が大きくなるほど分圧比が大き
くなるように検出電圧を分圧し、分圧後の検出電圧を放
電灯電圧と加算し、加算結果と基準電圧とを比較演算
し、演算結果に基づいてパルス幅制御を行うことにより
電力が略一定となるように制御する。
Description
プロジェクタの光源や照明装置の光源等として用いられ
る放電灯に供給する電力を制御する方法、及び放電灯に
定電力を供給するための電子バラストに関するものであ
る。
されており、近年では画像投影用のプロジェクタの光源
としても利用されている。
ある。図中において、(21)はバラスト電力部、(22)はバ
ラスト制御部、(23)は放電灯である。
よりのパルス幅信号に応じてスイッチング動作をするFE
Tスイッチング部(24)とスイッチングパルスを平滑する
為のコンデンサ(25),(26)により構成され、放電灯(23)
点灯に必要な電力を供給する。
距離や水銀等の封入物の精度等の要因により特性にバラ
ツキがあり、放電灯電圧も設定電圧に対して±10V程
度のバラツキがある。又、放電灯の使用時間によっても
典型的には電圧が徐々に上昇し、寿命末期に近づくと1
5〜20V程度上昇することも一般的である。したがっ
て、放電灯電圧は必ずしも放電灯の設定電圧(VL)と
は一致しない。
に電圧が変化すること等を考慮し、バラスト制御部(22)
により電子バラストの出力が放電灯(23)に定電力を供給
する為に必要な放電灯電流を供給できるように近似させ
るような制御を行っている。
圧及び放電灯電流検出用抵抗(1)により放電灯電流に対
応した電圧の2入力を取り込み、電圧増幅器(2)を介し
て加算回路(6)で加算し、比較演算回路(7)で基準電圧
(8)と比較演算し、その出力をパルス幅制御回路(9)へ与
える。
ング部(24)に与えられ、電子バラスト出力として放電灯
電圧に反比例した電流が出力される。
は、放電灯電流を電流検出抵抗(1)により検出電圧とし
て検出し、検出電圧と放電灯電圧とを加算し、加算結果
から得られた電圧と基準電圧とを比較演算し、演算結果
に基づいてパルス幅制御を行うことにより放電灯に供給
される電力が略一定となるように電源回路を制御する方
法といえる。
電灯電圧を前処理する回路を設ける等しても良く、加算
回路(6)と比較演算回路(7)との間に増幅回路を設ける等
しても良い。このことは後述する本発明においても同様
である。
係(V−I特性)を示した図である。同図において直線
(A)は上記の制御を行った場合の電子バラストの出力特
性を示しており、曲線(B)は放電灯(23)に定電力を供給
する為に必要な電流を示している。ここに直線(A)は曲
線(B)を設定電圧(VL)を中心として直線的に近似した
ものとなっている。
灯の電圧と電力の関係を示した図である。直線(A)と曲
線(B)とが上記の関係となるため、設定電圧(VL)を中
心とした狭い範囲では、一定範囲の定電力が得られてい
るが、放電灯電圧が設定電圧(VL)から離れるにした
がい、電力の低下が大きくなる。
ついて、このような従来の近似(図2の直線(A)に示し
た近似)により電力制御した場合の結果を表1に示す。
は、予め設定、調整された設定電圧付近では電圧の変化
に対する電力の変化は比較的少ないが設定電圧より離れ
るにしたがい(設定電圧と放電灯電圧との差が大きくな
るにしたがい)、電力の低下は大きくなるという問題点
がある。
的大きな放電灯や、使用期間が長い放電灯では十分な電
力が供給されず、十分な明るさが得られない等の問題が
生じることがある。
は、放電灯電圧、電流をIC等の回路で構成した乗算器を
用いて電力計算を行い、定電力制御をする方法がある
が、回路構成が複雑で信頼性が低く、回路の調整箇所も
多く、また高価になるという問題を有している。
灯電圧の広い範囲で供給される電力が一定となるように
制御する電力制御方法と、その方法を採用した調整が容
易で安価な電子バラストを提供することを課題とする。
の(A)に示す従来の直線で近似する方法を更に進めたも
のであり、直線(A)を補正して曲線(B)に示す一定電力を
得るための電圧−電流曲線にできるだけ一致させること
により電力制御し、放電灯電圧の広い範囲にわたって定
電力制御を可能としたものである。
より検出電圧として検出し、この検出電圧と放電灯が設
定電圧で点灯している際の検出電圧として予め定められ
ている基準検出電圧との差が大きくなるほど分圧比が大
きくなるように検出電圧を分圧し、分圧後の検出電圧を
放電灯電圧と加算し、加算結果から得られた電圧と基準
電圧とを比較演算し、演算結果に基づいてパルス幅制御
を行うことにより放電灯に供給される電力が略一定とな
るように電源回路を制御することを特徴とする。
る検出電圧を従来のように直接と放電灯電圧と加算する
のではなく、分圧により補正された後の検出電圧を加算
している点が従来と異なる。
る基準検出電圧との差、言いかえれば放電灯電圧と設定
電圧の差が大きくなるほど、検出電圧が小さくなるよう
にするものであり、それにより電圧差に応じた電力の不
足を制御部に指示することができる。
灯電流を検出電圧として検出する電流検出抵抗(1)と、
放電灯(23)が設定電圧で点灯している際の検出電圧を基
準検出電圧として供給する基準検出電圧供給部(4)と、
検出電圧と基準検出電圧との差が大きくなるほど分圧比
が大きくなるように検出電圧を分圧する分圧回路(5)
と、分圧後の検出電圧と放電灯電圧とを加算する加算回
路(6)と、加算回路の出力と基準電圧とを比較演算する
比較演算回路(7)と、比較演算回路(7)の出力に基づいて
パルス幅制御を行うパルス幅制御回路(9)を備えたこと
を特徴とする。
法を実施することができる。
項2の電子バラストにおいて、検出電圧と基準検出電圧
との差を基準検出電圧に加算し、分圧回路(5)に出力す
る絶対値回路(3)を備えたことを特徴とする。
の出力を受け、放電灯電圧が設定電圧より高い方にずれ
た場合、又は低い方ずれた場合のいずれか片側分のみの
分圧回路で、両側、すなわち全範囲における放電灯電圧
と設定電圧のズレに対応することができる。したがっ
て、簡易且つ安価な回路で広範囲な定電力制御を行うこ
とができる。
いて説明する。
検出した放電灯電流を電流値に応じて補正し、制御回路
に加えることにより、その結果として定電力制御をおこ
なうものである。
付近では補正を行わず、設定電圧よりの変動量に応じて
必要な量の補正を行う。
た放電灯電流に対応した電圧に着目し、この電圧を分圧
して制御回路へ加えることにより、その結果として出力
電流値を増やすことができる。
て常に定格電力となるよう定電力制御を行うために必要
な分圧比率を表2に示す
の電流値に応じて必要量補正し、制御回路に電流信号と
して加えることにより、結果として補正した範囲におい
て出力電流を図2の曲線(B)に示される特性に一致させ
ることができ、広い放電灯電圧範囲にわたって定電力制
御を行うことができる。
示した回路図である。図中において(1)は放電灯電流を
検出して電流に対応した電圧値に変換するための電流検
出抵抗、(2)は電圧増幅器である。(3)は絶対値回路であ
り、放電灯が設定電圧で点灯しているときの電流値
(IL)に対応した基準検出電圧(Vre)が与えられてい
る。(4)は放電灯(23)が設定電圧で点灯している際の検
出電圧を基準検出電圧(Vre)として供給する基準検出電
圧供給部である。
ある。絶対値回路(3)の出力は同図に示されるように、
放電灯が設定電圧(VL)で点灯している場合、すなわ
ち電流値が(IL)の場合は、検出電圧は基準検出電圧
(Vre)と一致し、それを下限値として左右対称なV形の
常に+方向の電圧を発生する。
りプラス方向に変動した場合でもマイナス方向に変動し
た場合でも絶対値回路(3)の出力は常に設定電圧を中心
として変動量に応じた一定極性の電圧を発生する。
めの分圧回路であり、この回路の基準検出電圧(Vre)は
絶対値回路(3)と共通となっている。そして、絶対値回
路(3)からの電圧値に応じて検出電圧を分圧させる分圧
比が変化する。
設定電圧付近では設定基準電圧(Vre)と略同電圧になっ
ているため分圧回路は働かない。そして、放電灯電圧が
設定電圧(VL)より離れるに従って絶対値回路からの
電圧は増加するため、それに応じて分圧回路(5)の分圧
比も大きくなる。
図3に示すように設定電圧(VL)を中心として左右対
称であることに着目すれば、分圧回路は単純化すること
ができる。すなわち、分圧回路(5)は絶対値回路(3)より
の出力を受け、基本的に片側分のみの分圧回路で放電灯
電圧が設定電圧(VL)のいずれの側(プラス側とマイ
ナス側)にずれた場合でも補正することができるので、
簡易な回路で広範囲な定電力制御を行うことができる。
算回路(6)で別途検出した放電灯電圧信号と加算され比
較演算回路(7)に与えられ、基準電圧(8)と比較演算さ
れ、その結果はパルス幅変調回路(9)に与えられ、スイ
ッチングFETを制御する。
圧から離れるほど検出電圧の分圧比が大きくなり、分圧
比が大きくなるほど、分圧による補正しない場合に比べ
て加算回路(6)に加えられる電圧が小さくなる。そのた
め、比較演算回路(7)では分圧により少なくなった分だ
け電力が余計に不足していると判断され、パルス幅変調
回路は電力を増加させるように働く。したがって、放電
灯電圧が設定電圧から離れるほど放電灯に供給される電
力が低下するという従来の問題は解消される。
図である。この分圧回路は、複数の比較回路(11)を備え
ており、各比較回路(11)は予め設定電圧(VL)からの
変動電圧に対応した設定値が夫々設定されている。各比
較回路(11)は絶対値回路(3)の出力と、前記の設定値と
を比較し、絶対値回路(3)の出力が設定値を越えた場合
に出力トランジスタ(11a)をONさせ、このトランジス
タ(11a)に直列接続された抵抗(11b)により検出電圧を必
要量分圧することにより補正を行う。
に行われることとなり、全範囲を通すと比較回路の数の
2倍(片側分の分圧回路で両方向の補正を行うため)の
補正段階を有することとなる。したがって、分圧回路の
比較回路の数を多くするほど、細かな補正が可能となる
が、徒に数を増やしても回路が複雑となる割には大きな
効果は得られないので放電灯の特性等を考慮して実効の
ある範囲で適宜定めれば良い。
1と同じであるが、分圧回路が異なる。図7は本実施例
の分圧回路を示した図であり、設定電圧からの変動電圧
に対応した絶対値回路(3)からの電圧入力によって回路
の増幅度を制御する電子ボリューム回路(12)で放電灯電
流に対応した電圧を必要量分圧して補正をおこなうよう
にしている。
ために、段階的な補正となる実施例1よりも更に細かな
制御を行うことができ、電子バラストの出力を放電灯
(3)に定電力を供給する為に必要な電圧に略一致させる
ことができる。
電圧の広い範囲で供給される電力が一定となるように制
御する電力制御方法と、その方法を採用した調整が容易
で安価な電子バラストを提供することができた。
性図。
図。
性図。
Claims (3)
- 【請求項1】 放電灯電流を電流検出抵抗により検出電
圧として検出し、該検出電圧と放電灯が設定電圧で点灯
している際の検出電圧として予め定められている基準検
出電圧との差が大きくなるほど分圧比が大きくなるよう
に検出電圧を分圧し、 分圧後の検出電圧を放電灯電圧と加算し、加算結果から
得られた電圧と基準電圧とを比較演算し、演算結果に基
づいてパルス幅制御を行うことにより放電灯に供給され
る電力が略一定となるように電源回路を制御することを
特徴とする放電灯の電力制御方法。 - 【請求項2】 放電灯電流を検出電圧として検出する電
流検出抵抗と、放電灯が設定電圧で点灯している際の検
出電圧を基準検出電圧として供給する基準検出電圧供給
部と、検出電圧と基準検出電圧との差が大きくなるほど
分圧比が大きくなるように検出電圧を分圧する分圧回路
と、分圧後の検出電圧と放電灯電圧とを加算する加算回
路と、加算回路の出力と基準電圧とを比較演算する比較
演算回路と、比較演算回路の出力に基づいてパルス幅制
御を行うパルス幅制御回路を備えたことを特徴とする電
子バラスト。 - 【請求項3】 検出電圧と基準検出電圧との差を基準検
出電圧に加算し、分圧回路に出力する絶対値回路を備え
たことを特徴とする請求項2記載の電子バラスト。
Priority Applications (1)
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JP29805698A JP2992023B1 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 放電灯の電力制御方法及び電子バラスト |
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