JP4251276B2 - Discharge lamp lighting device and lighting fixture - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高輝度放電灯を矩形波交流電圧により点灯させるための放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−３４０３８３号公報
【０００３】
図２０に従来例の構成を示す。ＤＣ電源１からの直流電圧を、ランプを点灯させることの出来る電圧へＤＣ／ＤＣコンバータ２で昇降圧し、フルブリッジインバータ３によりＤＣ電圧をＡＣ電圧（矩形波）に変換し、メタルハライドランプのような高輝度放電灯４に印加することで点灯させる。また、イグナイタ回路５は始動時に放電灯４をブレークダウンさせるための高電圧を印加するためのものである。
【０００４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、ランプ電力を定電力制御している。その電力値は例えば図２２のように、ランプの初期光束の瞬間立ち上げのために時間経過と共にランプ電力指令値を変化させている。
【０００５】
図２０の従来例では、ランプ電力の制御にマイコン２０を用いている。また、フルブリッジインバータ３の極性反転制御にもマイコン２０を用いている。その動作を図２１のフローチャートに示す。図中、＃１〜＃１３はプログラムのステップを示す。
【０００６】
以下、従来例の制御動作を説明する。以下の制御手順１）〜４）は図２０のハードウェアの動作を示しており、＃１〜＃１３は図２１のソフトウェアの動作を示している。
１）ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧（ランプ電圧）を抵抗Ｒ１，Ｒ２、電圧検出回路１３を介してマイコン２０に入力する。
２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電流（ランプ電流）を抵抗Ｒ３、電流検出回路１４を介してマイコン２０に入力する。
【０００７】
３）以下のマイコン制御により、１次側電流指令値Ｉｓを制御する。図２１の＃１では、極性反転後、所定時間が経過しているかどうか判断する。所定時間が経過していないときには、＃２〜＃９の制御を行なわない。＃２では、Ａ／Ｄ変換によりランプ電圧を読み込む。＃３では、平均化処理部２１により、ランプ電圧の読み込み値に過去値を合わせて平均化することで、ランプ電圧を平均化して平均化電圧値（ランプ電圧平均値）を求める。平均化の一例を挙げると、検出値を最新値から３値記憶（読み込み時に更新）しておき、次の最新値を読み込んだとき、記憶された３値と足し合わせて４で割る。＃４では、マイコン２０内に持っているランプ電力指令値テーブル２３を参照し、その時のランプ電圧に適したランプ電力指令値を読み出す。＃５では、演算処理部２４により、（ランプ電力指令値／ランプ電圧平均値）の計算式により、ランプ電流指令値を演算する。＃６では、Ａ／Ｄ変換によりランプ電流を読み込む。＃７では、平均化処理部２２により、ランプ電流の読み込み値に過去値を合わせて平均化することで、ランプ電流を平均化して平均化電流値を求める。＃８では、比較演算処理部２５により、ランプ電流指令値と平均化電流値を比較演算する。＃９では、比較演算結果により、１次側電流指令値Ｉｓを変更する。
【０００８】
４）コンパレータＣＰにより１次側電流検出値Ｉｄと前記１次側電流指令値Ｉｓを比較し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２をスイッチングする。
＃１０では、フルブリッジインバータ３の前回反転時から反転周期が経過しているかを判定し、時間経過していた場合、＃１１に分岐する。＃１１では、反転周期が経過しているとき、フルブリッジインバータ３に反転命令を出す。
５）反転命令がある場合、フルブリッジインバータ３の出力極性を反転させる。
＃１２では、極性反転後の時間を計算する。＃１３では、その他の制御を行なう。
【０００９】
以上の動作によって、定電力制御を行なっている。ただし、前記ランプ電圧及びランプ電流の検出は、フルブリッジインバータ３の極性反転よりはるかに短い周期で行なう。つまり、図２１の＃１〜＃１３のループは極性反転周期に比べてはるかに短い周期で繰り返される。＃１２を実行するたびに、極性反転後の経過時間を記憶している変数ｔに前回＃１２を実行したときからの経過時間Δｔを加算する。具体的には、マイコン２０はタイマーを備えているので、前回＃１２を実行したときの時間ｔ０と今回＃１２を実行したときの時間ｔ１の差分を求めることで、前回＃１２を実行したときからの経過時間Δｔ＝ｔ１−ｔ０を計算できるので、これを極性反転後の経過時間を記憶している変数ｔに加算する。＃１０で反転周期が経過したことを判定するには、変数ｔが極性反転周期Ｔよりも大きくなったときに、＃１１に分岐するように構成すれば良い。＃１１では、フルブリッジインバータ３の出力極性を反転させると共に、ｔ＝０にリセットする。極性反転後の所定時間が経過するまでは＃２〜＃９の制御をスキップするべく、＃１では極性反転周期Ｔよりも十分に短い所定時間τと極性反転後の経過時間を記憶している変数ｔを比較し、ｔ≦τであれば＃２〜＃９の制御をスキップする。つまり、１次側電流指令値Ｉｓの変更はしない。ｔ＞τであれば、ランプ電圧やランプ電流が安定してくるので、＃２〜＃９の制御を再開する。
【００１０】
なお、＃１３のその他の制御では、ランプ電力指令値を図２２のように時間の経過と共に変化させる。つまり、点灯初期では過大なランプ電力を注入して、光束を急速に立ち上げて、安定点灯に移行するにつれて、ランプ電力を定格電力に収束させる。
【００１１】
上述のように、点灯初期はランプ電圧が低く、ランプ電流も大きいため、図２３に示すように反転時に大きなリンギングが発生する。安定点灯に近づくにつれてリンギングは減っていく。このとき、ランプ電流やランプ電圧のリンギングした値をそのまま用いて制御を行なうと、ランプがちらついてしまう等の問題があった。そこで、低周波インバータの極性反転時、フルブリッジのスイッチング素子がすべてオフになったときから所定の時間τではランプ電圧およびランプ電流の検出を停止し、１次電流指令値Ｉｓの変更も停止させていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図２３に示すように、点灯初期では、極性反転時に大きなリンギングが発生するので、所定時間τは検出及び制御を停止させている。一方、図２４から分かるように、安定期になると、オーバーシュートは略おさまるから、検出及び制御を停止させる必要のある期間は、所定時間τよりも短いτ１の期間となる。しかし、従来は、安定期においても点灯初期と同様に、同じ所定時間τは検出及び制御の停止を行なっていた。そのため、安定期において、実質的な制御時間が少なくなってしまい、ランプの安定性の低下から、ちらつきが発生するといった問題があった。特に、マイコンによる制御など離散的な制御の場合では制御時間を多くしないと、ちらつきが発生してしまっていた。
【００１３】
本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、ランプの状態に応じて、極性反転時の検出及び制御の停止時間を変更することで実質的な制御時間を増加させ、ランプの安定性を向上させることを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、図２０に示すように、直流電源１と、直流電源１からの直流電圧を昇降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ３と、インバータ３の出力を受ける放電灯４と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧を検出する電圧検出回路１３と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電流を検出する電流検出回路１４と、前記２つの検出回路１３，１４の検出出力を受けて所定の電力を前記放電灯４に供給するようにＤＣ−ＤＣコンバータ２を制御する制御部２０とを備え、前記インバータ３の極性反転直後に前記インバータ３のスイッチング素子がオンした後の所定時間、電圧検出値もしくは電流検出値の少なくとも一方について極性反転前の検出値に基づいて前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２を制御する放電灯点灯装置において、前記所定時間をランプ４の状態に応じて可変としたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、同じ課題を解決するための別の手段として、インバータ３の極性反転直後に、電圧又は電流の検出値が極性反転前の安定した電圧又は電流の検出値に対して所定値以上変化しているときに、極性反転前の検出値に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ２を制御するように構成しても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の制御を実現するフローチャートである。本実施の形態の回路構成は従来例（図２０）と同様である。また、フローチャートの大部分は従来例と同様であるために、同一要素には同一符号を付けることで説明を省略する。従来例と異なる点は、制御動作にあるため、制御動作について以下に詳細に示す。
【００１７】
フルブリッジインバータの極性反転時のリンギングは、点灯初期から安定点灯へと変化するにつれて、図４の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）のように減少していく。また、それと同期する形で図３に示すようにランプ電圧値は上昇していき、安定状態で略フラットになる。図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図３のＡ，Ｂ，Ｃの部分の拡大図である。
【００１８】
このようなランプ電圧の特性を利用して、極性反転前の電圧平均値に応じて検出及び制御停止時間を決めることで、不必要な検出および制御停止時間を減らすことができ、制御時間を増やすことができ、ランプの安定化につながる。
【００１９】
図１のフローチャートにおいて、従来例と異なる点は以下の通りである。＃１では、極性反転後の経過時間Ｔと、極性反転時に決めた検出および制御停止時間Ｔ１を比較する。Ｔ≦Ｔ１の時には、＃２〜＃９の制御を行なわない。＃１１では、反転周期が経過しているとき、フルブリッジインバータ３に反転命令を出す。また、極性反転後の時間をＴ＝０にクリアする。＃１１−１では、図２のようなテーブルより、反転前の平均化ランプ電圧に依存して決まる、検出および制御停止時間Ｔ１を読み出す。
【００２０】
上述のような制御とすることにより、従来、安定期においても検出及び制御停止時間が長く、ランプのちらつきの原因となっていたところが、ランプ電圧値を監視するだけで、検出及び制御停止時間Ｔ１を短くでき、その効果で実質的な制御時間を延ばすことにより、より安定点灯できるようになる。
【００２１】
上述の例では、検出及び制御停止時間Ｔ１として、図２のような直線を用いているが、当然、図５のようにランプの状態に応じた曲線を用いると、より精度の高い制御が可能となる。また、同様に図６のように２値化（もしくは多段化）することにより、テーブルを持つこともなく、より高速な制御が可能となる。
【００２２】
（実施の形態２）
図７は実施の形態２の制御を実現するフローチャートである。本実施の形態の回路構成は従来例（図２０）と同様である。また、フローチャートの大部分は従来例および実施の形態１と同様であるために、同一要素には同一符号を付けることで説明を省略する。従来例および実施の形態１と異なる点は、制御動作にあるため、制御動作について以下に詳細に示す。
【００２３】
実施の形態１と異なる点は、実施の形態１ではランプ電圧値に対して検出及び制御停止時間Ｔ１を決めていたことに対し、本実施の形態では、図８に示すように、ランプ電流値に対して検出及び制御停止時間Ｔ２を決めている点である。
【００２４】
フルブリッジインバータの極性反転時のリンギングは、点灯初期から安定点灯へと変化するにつれて、図１０の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）のように減少していく。また、それと同期する形で図９に示すようにランプ電流値は減少していき、安定状態で略フラットになる。図１０の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図９のＡ，Ｂ，Ｃの部分の拡大図である。
【００２５】
このようなランプ電流の特性を利用して、極性反転前の電流平均値に応じて検出及び制御停止時間を決めることで、不必要な検出および制御停止時間を減らすことができ、それだけ実質的な制御時間を増やすことができ、ランプの安定化につながる。
【００２６】
図７のフローチャートにおいて、従来例と異なる点は以下の通りである。＃１では、極性反転後の経過時間Ｔと、極性反転時に決めた検出および制御停止時間Ｔ２を比較する。Ｔ≦Ｔ２の時には、＃２〜＃９の制御は行なわない。＃１１では、極性反転周期が経過しているとき、フルブリッジインバータ３に極性反転命令を出す。また、極性反転後の経過時間をＴ＝０にクリアする。＃１１−２では、図８のようなテーブルより、極性反転前の平均化電流値に依存して決まる、検出および制御停止時間Ｔ２を読み出す。
【００２７】
上述のような制御とすることにより、従来、安定期においても検出及び制御停止時間が長く、ランプのちらつきの原因となっていたところが、ランプ電流値を監視するだけで、検出及び制御停止時間を短くでき、その効果で実質的な制御時間を延ばすことにより、より安定点灯できるようになる。
【００２８】
本実施の形態においても、当然、実施の形態１と同様に、図８の直線をランプの状態に応じた曲線にしたり、２値化してもよい。
また、ランプ電流の低下とリンギングの大きさの関係がランプ電力とリンギングの大きさの関係と同様の傾向となるため、ランプ電流の代わりに、ランプ電力の計算値（平均化電圧値×平均化電流値）を用いても同様の制御が可能である。
【００２９】
（実施の形態３）
図１１は実施の形態３の制御を実現するフローチャートである。本実施の形態の回路構成は従来例（図２０）と同様である。また、フローチャートの大部分は従来例および実施の形態１と同様であるために、同一要素には同一符号を付けることで説明を省略する。従来例および実施の形態１と異なる点は、制御動作にあるため、制御動作について以下に詳細に示す。
【００３０】
実施の形態１と異なる点は、実施の形態１ではランプ電圧値に対して検出及び制御停止時間Ｔ１を決めていたことに対し、本実施の形態では、図１２に示すように、ランプ電力指令値に対して検出及び制御停止時間Ｔ３を決めている点である。
【００３１】
図１３に示すように、従来例で示したランプ電力指令値の時間経過による減少にともなって、フルブリッジインバータの極性反転時のリンギングは、図１４に示すように、点灯初期から安定点灯へと変化するにつれて減少する。そこで、極性反転時にランプ電力指令値に応じて、検出および制御停止時間Ｔ３を決める（図１２参照）ことで不必要な検出及び制御停止時間を減らすことができ、実質的に制御時間を増やすことができ、ランプの安定化につながる。
【００３２】
図１１のフローチャートにおいて、従来例と異なる点は以下の通りである。＃１では、極性反転後の経過時間Ｔと、極性反転時に決めた検出および制御停止時間Ｔ３を比較する。Ｔ≦Ｔ３の時には、＃２〜＃９の制御を行なわない。＃１１では、極性反転周期が経過しているとき、フルブリッジインバータ３に極性反転命令を出す。また、極性反転後の経過時間をＴ＝０にクリアする。＃１１−３では、図１２のようなテーブルより、極性反転前のランプ電力指令値に依存して決まる、検出および制御停止時間Ｔ３を読み出す。
【００３３】
上述のような制御とすることにより、従来、安定期においても検出及び制御停止時間が長く、ランプを安定点灯させることができなかったところが、ランプ電力指令値を監視するだけで、検出及び制御停止時間を短くでき、その効果で制御時間を延ばすことにより、より安定点灯できるようになる。
【００３４】
また、一度点灯した後の再始動時には、ランプ電力指令値を図１２のカーブの途中から始めるなどすると、再始動時の検出及び制御停止時間も短くすることができる。
【００３５】
また、実施の形態１や実施の形態２と比較して、ランプ電圧値やランプ電流値といった回路の誤動作で変わってしまう可能性のある値を用いずに、マイコン単体で検出及び制御停止時間を決めることが可能となり、安定性が増す。
当然、実施の形態１と同様に、図１２の直線をランプの点灯状態に応じた曲線にしたり、２値化してもよい。
【００３６】
（実施の形態４）
図１７に実施の形態４の構成を示す。破線で囲まれた部分の構成は図２０の従来例と同様である。回路構成において、従来例と異なる点はマイコン２０にランプ状態検出回路１５が付加された点である。ランプ状態検出回路１５の具体例を挙げると、例えば、抵抗とコンデンサによる充放電回路にスイッチを付け、前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御により、点灯時にはコンデンサを充電し、消灯後にはコンデンサを放電させる。これにより、消灯前の点灯時間や消灯後の停止時間をコンデンサの電圧により概略知ることができ、そこからランプの点灯前の温度、管圧等のランプ状態を概略知ることができる。
【００３７】
上述の実施の形態１〜３ではランプ電圧やランプ電流の検出値あるいはランプ電力指令値に対して検出及び制御停止時間を決めていたことに対し、本実施の形態では、点灯時のランプ状態により検出及び制御停止時間の初期値を決めると共に、その後の点灯時間に応じて検出及び制御停止時間を減少させていく点が異なる。実施の形態３の図１４に示すように、点灯開始からの時間経過につれて、フルブリッジインバータ３の極性反転時のリンギングは点灯初期から安定点灯へと変化するにつれて減少する。そこで、極性反転時に点灯時間に応じて、検出および制御停止時間を決めることで不必要な検出及び制御停止時間を減らすことができ、それだけ実質的な制御時間を増やすことができ、ランプの安定化につながる。
【００３８】
図１５は実施の形態４の制御を実現するフローチャートである。従来例と異なる点は以下の通りである。ステップａでは、ランプを点灯させるための制御を行なう。ステップｂでは、ランプの点灯を確認する、点灯していない場合、ステップａ，ｂの制御を繰り返す。ランプが点灯しているか否かは、例えば、ランプ電圧の急減やランプ電流の通電を検知することにより判定する。ランプが点灯していた場合、ステップｃ以下の点灯後制御に移行する。ステップｃでは、ランプ状態検出回路から、ランプ状態（ランプ状態検出回路１５のコンデンサの電圧値）を読み込む。ステップｄでは、ランプ状態に応じた点灯時間ＴＩＭＥを初期値に設定する。この点灯時間ＴＩＭＥは、ステップｅを実行するたびにカウントアップされる。
【００３９】
＃１では、極性反転後の経過時間Ｔと、極性反転時に決めた検出および制御停止時間Ｔ４を比較する。Ｔ≦Ｔ４の時には、＃２〜＃９の制御を行なわない。＃１１では、極性反転周期が経過しているとき、フルブリッジインバータ３に反転命令を出す。また、極性反転後の経過時間をＴ＝０にクリアする。＃１１−４では、図１６のようなテーブルより、点灯時間ＴＩＭＥに依存して決まる、検出および制御停止時間Ｔ４を読み出す。
【００４０】
以上のように制御することにより、従来、安定期においても検出及び制御停止時間が長く、ランプのちらつきの原因となっていたところが、点灯からの経過時間を監視するだけで、検出及び制御停止時間を短くでき、その効果で実質的な制御時間を延ばすことにより、より安定点灯できるようになる。
【００４１】
また、実施の形態１、２と比較すると、ランプ電圧値やランプ電流値といった回路の誤動作で変わってしまう可能性のある値を用いずに、マイコン内のタイマー単体で検出及び制御停止時間を決めることが可能となり、安定性が高まる。
【００４２】
また、再始動時のランプ状態を読み込むことにより、再始動時における検出及び制御停止時間の調整も可能となり、安定性が高まる。
なお、実施の形態１と同様に、図１６の直線をランプ状態に応じた曲線にしたり、２値化してもよい。
【００４３】
（実施の形態５）
図１８に実施の形態５のフローチャートを示す。回路構成は図２０の従来例と同様である。本実施の形態においては、実際のランプ電圧及びランプ電流のリンギングを確認して検出及び制御停止時間を設定することを特徴としている。フローの一部は従来例と同様であるため、同一要素には同一符号を付けることで説明を省略する。
【００４４】
実施の形態１の図４及び実施の形態２の図１０に示すように、フルブリッジインバータ３の極性反転時のリンギングは点灯初期から安定点灯に移行するにつれて減少する。そこで、極性反転直前の電圧平均値および電流平均値を記憶しておき、極性反転後、所定時間の間、実際のマイコンのＡ／Ｄ変換によるランプ電圧およびランプ電流の読み込み値と記憶された極性反転直前の電圧平均値および電流平均値を比較する。それらの値の差の絶対値が所定値を超えると、それらの値を読み込まない（つまり平均化しない）ようにする。
【００４５】
図１９に本実施の形態の制御動作を示す。図中のＡ、Ｂ、Ｃは図３の区間Ａ、Ｂ、Ｃに対応している。図中、矢印は実際に検出する（読み込む）ことを意味し、点線は範囲外のため検出しない（読み込まない）ことを意味する。極性反転直前の平均値に対して、電圧所定値×２の幅の範囲は読み込み許可範囲とし、一定間隔の検出タイミングで所定時間にわたり、電圧または電流を検出する。点灯初期の区間Ａではリンギングが大きく、検出及び制御停止時間は長くなる。安定点灯の区間Ｃではリンギングが小さくなり、検出及び制御停止時間は短くなる。点灯初期と安定点灯の中間の区間Ｂでは、検出及び制御停止時間は区間ＡとＣの中間ぐらいの長さとなる。
【００４６】
図１８のフローチャートにおいて、従来例と異なる点を説明すると、次の通りである。＃１では、極性の反転後所定時間が経過しているかどうかを判断する。所定時間が経過していると、従来例（図２１）と同様の制御（＃２〜＃１３）となる。極性の反転後、所定時間が経過していない場合、従来例に対して一部変更したステップａ〜ｅの制御を行なう。
【００４７】
ステップａでは、極性反転直前の平均化ランプ電圧値Ｖ３と読み込んだランプ電圧Ｖ１の差の絶対値｜Ｖ３−Ｖ１｜を計算し、その値が電圧所定値より大きい場合、＃３のランプ電圧平均化を行なわない。つまり、実質的にはランプ電圧を読み込まないのと同じことになる。
【００４８】
ステップｂでは、極性反転直前の平均化ランプ電流値Ｉ３と読み込んだランプ電流Ｉ１の差の絶対値｜Ｉ３−Ｉ１｜を計算し、その値が電流所定値より大きい場合、＃７〜＃９の制御（ランプ電流平均化・比較演算・１次側電流指令値変更）を行なわない。つまり、実質的にはランプ電流を読み込まないのと同じことになる。
【００４９】
ステップｃでは、反転直前の平均化ランプ電圧値Ｖ３と読み込んだランプ電圧Ｖ１の差の絶対値｜Ｖ３−Ｖ１｜を計算し、その値が電圧所定値より大きい場合、＃８、＃９の制御（比較演算・１次側電流指令値変更）を行なわない。つまり、ステップｂとステップｃが追加されていることにより、ランプ電圧又はランプ電流のいずれかにリンギングがあれば、１次側電流の指令値Ｉｓは変更されない。
【００５０】
ステップｄでは、そのときの平均化ランプ電圧値Ｖ２をフルブリッジインバータ３の極性反転直前の平均化ランプ電圧値Ｖ３として保存する。
ステップｅでは、そのときの平均化ランプ電流値Ｉ２をフルブリッジインバータ３の極性反転直前の平均化ランプ電流値Ｉ３として保存する。
【００５１】
以上のように制御することにより、ランプ電圧、ランプ電流のリンギングが大きい時間の測定値のみを除外することができる。これにより、実施の形態１〜４のように、一定の所定時間にわたり検出及び制御停止時間を設定していたものに対して、安定点灯に近づくにつれて、検出及び制御停止時間を最短時間まで短くすることができ、よりランプを安定に点灯させることができる。
【００５２】
また、実施の形態１や２では電圧値や電流値等からリンギングの大きい時間を推測していたために、経時変化（ランプは一般的に寿命末期になると、電圧が上昇する）等で、検出及び制御停止時間にばらつきが生じてしまっていた。それに対して本実施の形態においては、実際のランプ電圧及びランプ電流のリンギングを確認して検出及び制御停止時間を設定できるため、ランプの経時変化による影響を無視できて、検出及び制御停止時間をより短くし、それだけ実質的な制御時間を長くすることができ、安定点灯が可能となる。
【００５３】
ランプ電圧やランプ電流が所定範囲内であるか否かを判定するための所定値は、予め設定された所定値であっても良いし、極性反転前の各平均値に対する割合で決めてもよい。
本実施の形態においては、ランプ電圧およびランプ電流の両方で読み込みの可否を判断しているが、当然、どちらか一方でもよい。
【００５４】
また、たとえランプ電圧やランプ電流が極性反転前の平均値から所定値以上離れていても、平均化を行なわないだけで＃８〜＃９の制御を行なってもよい。また、ランプ電圧やランプ電流が極性反転前の平均値から所定値以上離れているか否かの比較を行なう前記所定時間（＃１の所定時間）を、実施の形態１〜４の検出及び制御停止時間Ｔ１〜Ｔ４のように決めてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータの極性反転直後に前記インバータのスイッチング素子がオンした後の所定時間、電圧検出値もしくは電流検出値の少なくとも一方について極性反転前の検出値に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御する放電灯点灯装置において、前記所定時間をランプ電圧やランプ電流、あるいはランプ電流の演算値、目標値などのランプの状態に応じて可変としたので、極性反転後の実質的な制御停止時間を短くすることができ、より安定点灯できるようになる。
【００５６】
また、ランプ電圧やランプ電流にリンギングが生じている期間を実際に検出して、その期間は極性反転前の検出値に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御するように構成すれば、ランプの経時変化によるばらつきがあっても、極性反転後の実質的な制御停止時間を最短期間に設定することができ、より安定点灯できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の動作説明のためのフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態１におけるランプ電圧と制御停止時間の関係の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるランプ電圧の時間的変化を示す波形図である。
【図４】本発明の実施の形態１における時間経過に伴うランプ電圧のリンギング収束の様子を示す波形図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるランプ電圧と制御停止時間の関係の他の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるランプ電圧と制御停止時間の関係の別の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２の動作説明のためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２におけるランプ電流と制御停止時間の関係の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるランプ電流の時間的変化を示す波形図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における時間経過に伴うランプ電流のリンギング収束の様子を示す波形図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の動作説明のためのフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３におけるランプ電力指令値と制御停止時間の関係の一例を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３におけるランプ電力指令値の時間的変化を示す波形図である。
【図１４】本発明の実施の形態３における時間経過に伴うリンギング収束の様子を示す波形図である。
【図１５】本発明の実施の形態４の動作説明のためのフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態４の点灯時間と制御停止時間の関係の一例を示す説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態４の回路図である。
【図１８】本発明の実施の形態５の動作説明のためのフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態５の動作説明のための波形図である。
【図２０】従来の放電灯点灯装置の回路図である。
【図２１】従来の放電灯点灯装置の動作説明のためのフローチャートである。
【図２２】従来の放電灯点灯装置におけるランプ電力指令値の時間変化を示す説明図である。
【図２３】従来の放電灯点灯装置における点灯初期のランプ電圧とランプ電流及びそれらの検出値の波形図である。
【図２４】従来の放電灯点灯装置における安定期のランプ電圧とランプ電流及びそれらの検出値の波形図である。
【符号の説明】
１ ＤＣ電源
２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
３ フルブリッジインバータ
４ ランプ（高輝度放電灯）
１３ 電流検出回路
１４ 電圧検出回路
２０ マイコン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a high-intensity discharge lamp with a rectangular AC voltage.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP 2000-340383 A
[0003]
FIG. 20 shows a configuration of a conventional example. The DC voltage from the DC power source 1 is stepped up and down by the DC / DC converter 2 to a voltage that can light the lamp, and the DC voltage is converted to an AC voltage (rectangular wave) by the full bridge inverter 3 so that it is like a metal halide lamp. It is turned on by applying to the high-intensity discharge lamp 4. The igniter circuit 5 is for applying a high voltage for causing the discharge lamp 4 to break down at the time of starting.
[0004]
The DC-DC converter 2 performs constant power control on the lamp power. For example, as shown in FIG. 22, the power value of the lamp is changed as the lamp power command value is changed with the lapse of time for the instant startup of the initial luminous flux of the lamp.
[0005]
In the conventional example of FIG. 20, the microcomputer 20 is used for lamp power control. The microcomputer 20 is also used for polarity inversion control of the full bridge inverter 3. The operation is shown in the flowchart of FIG. In the figure, # 1 to # 13 indicate program steps.
[0006]
The control operation of the conventional example will be described below. The following control procedures 1) to 4) show the hardware operation of FIG. 20, and # 1 to # 13 show the software operation of FIG.
1) The output voltage (lamp voltage) of the DC / DC converter 2 is input to the microcomputer 20 via the resistors R1 and R2 and the voltage detection circuit 13.
2) The output current (lamp current) of the DC / DC converter 2 is input to the microcomputer 20 via the resistor R3 and the current detection circuit 14.
[0007]
3) The primary side current command value Is is controlled by the following microcomputer control. In # 1 of FIG. 21, it is determined whether a predetermined time has elapsed after the polarity inversion. When the predetermined time has not elapsed, the control of # 2 to # 9 is not performed. In # 2, the lamp voltage is read by A / D conversion. In # 3, the averaging processing unit 21 averages the lamp voltage by averaging the lamp voltage read value together with the past value, thereby obtaining an average voltage value (lamp voltage average value). As an example of averaging, the detected value is stored in three values (updated at the time of reading) from the latest value, and when the next latest value is read, the stored three values are added and divided by four. In # 4, the lamp power command value table 23 held in the microcomputer 20 is referred to, and a lamp power command value suitable for the lamp voltage at that time is read out. In # 5, the lamp current command value is calculated by the calculation processing unit 24 using the formula of (lamp power command value / lamp voltage average value). In # 6, the lamp current is read by A / D conversion. In # 7, the averaging processing unit 22 averages the lamp current by averaging the lamp current read value and the past value, thereby obtaining the average current value. In # 8, the comparison calculation processing unit 25 compares the lamp current command value with the averaged current value. In # 9, the primary side current command value Is is changed according to the comparison calculation result.
[0008]
4) The comparator CP compares the primary side current detection value Id with the primary side current command value Is, and switches the DC-DC converter 2.
In # 10, it is determined whether the inversion cycle has elapsed since the previous inversion of the full bridge inverter 3, and if time has elapsed, the process branches to # 11. In # 11, when the inversion cycle has elapsed, an inversion command is issued to the full bridge inverter 3.
5) When there is an inversion command, the output polarity of the full bridge inverter 3 is inverted.
In # 12, the time after polarity inversion is calculated. In # 13, other controls are performed.
[0009]
The constant power control is performed by the above operation. However, the detection of the lamp voltage and the lamp current is performed at a cycle much shorter than the polarity inversion of the full bridge inverter 3. That is, the loop of # 1 to # 13 in FIG. 21 is repeated with a period that is much shorter than the polarity inversion period. Every time # 12 is executed, the elapsed time Δt from the previous execution of # 12 is added to the variable t that stores the elapsed time after polarity inversion. Specifically, since the microcomputer 20 includes a timer, when the previous time # 12 is executed by obtaining the difference between the time t0 when the previous time # 12 is executed and the time t1 when the current time # 12 is executed. Since the elapsed time Δt = t1−t0 can be calculated, this is added to the variable t storing the elapsed time after polarity inversion. In order to determine that the reversal period has elapsed in # 10, it may be configured to branch to # 11 when the variable t becomes larger than the polarity reversal period T. In # 11, the output polarity of the full bridge inverter 3 is inverted and reset to t = 0. In order to skip the control of # 2 to # 9 until the predetermined time after polarity reversal, in # 1, a predetermined time τ that is sufficiently shorter than the polarity reversal period T and the elapsed time after polarity reversal are stored. The variable t is compared, and if t ≦ τ, the control of # 2 to # 9 is skipped. That is, the primary side current command value Is is not changed. If t> τ, the lamp voltage and the lamp current become stable, so the control of # 2 to # 9 is resumed.
[0010]
In the other control of # 13, the lamp power command value is changed with the passage of time as shown in FIG. In other words, excessive lamp power is injected at the beginning of lighting, the luminous flux is rapidly raised, and the lamp power is converged to the rated power as the lighting proceeds to stable lighting.
[0011]
As described above, since the lamp voltage is low and the lamp current is large at the beginning of lighting, large ringing occurs during inversion as shown in FIG. Ringing decreases as the steady lighting approaches. At this time, if the control is performed using the lamp current and the ringing value of the lamp voltage as they are, there is a problem that the lamp flickers. Therefore, when the polarity of the low-frequency inverter is reversed, detection of the lamp voltage and lamp current is stopped and the change of the primary current command value Is is also stopped at a predetermined time τ from when all the switching elements of the full bridge are turned off. It was.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 23, in the initial stage of lighting, since large ringing occurs at the time of polarity reversal, detection and control are stopped for a predetermined time τ. On the other hand, as can be seen from FIG. 24, when the stable period is reached, the overshoot is substantially reduced, so the period in which detection and control need to be stopped is a period of τ1 shorter than the predetermined time τ. However, conventionally, detection and control are stopped for the same predetermined time τ in the stable period as in the early stage of lighting. Therefore, in the stable period, the substantial control time is reduced, and there is a problem that flickering occurs due to a decrease in lamp stability. In particular, in the case of discrete control such as control by a microcomputer, flicker occurs unless the control time is increased.
[0013]
The present invention has been made in view of the above points, and by changing the detection and control stop time at the time of polarity reversal according to the state of the lamp, the substantial control time is increased, and the lamp The task is to improve stability.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to solve the above problem, as shown in FIG. 20, from a DC power supply 1, a DC-DC converter 2 that steps up and down a DC voltage from the DC power supply 1, and a DC-DC converter 2. An inverter 3 that converts the output DC voltage into an AC voltage, a discharge lamp 4 that receives the output of the inverter 3, a voltage detection circuit 13 that detects an output voltage of the DC-DC converter 2, and the DC-DC converter 2 Current detection circuit 14 for detecting the output current of the first and second control circuits 20 for controlling the DC-DC converter 2 so as to receive the detection outputs of the two detection circuits 13 and 14 and to supply predetermined electric power to the discharge lamp 4. Immediately after the polarity inversion of the inverter 3 After the switching element of the inverter 3 is turned on In a discharge lamp lighting device that controls the DC-DC converter 2 based on a detection value before polarity inversion for at least one of a voltage detection value and a current detection value for a predetermined time, the predetermined time is variable according to the state of the lamp 4. It is characterized by that.
[0015]
Further, as another means for solving the same problem, immediately after the polarity inversion of the inverter 3, the detected value of the voltage or current changes by a predetermined value or more with respect to the stable detected value of the voltage or current before the polarity inversion. The DC-DC converter 2 may be controlled based on the detection value before polarity inversion.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a flowchart for realizing the control of the first embodiment. The circuit configuration of this embodiment is the same as that of the conventional example (FIG. 20). Further, since most of the flowchart is the same as the conventional example, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Since the difference from the conventional example is in the control operation, the control operation will be described in detail below.
[0017]
The ringing at the time of polarity reversal of the full bridge inverter decreases as (A) → (B) → (C) in FIG. Further, as shown in FIG. 3, the lamp voltage value rises in synchronization with it, and becomes substantially flat in a stable state. 4A, 4B, and 4C are enlarged views of portions A, B, and C in FIG.
[0018]
By using such lamp voltage characteristics and determining the detection and control stop time according to the voltage average value before polarity inversion, unnecessary detection and control stop time can be reduced, and the control time is increased. Can lead to lamp stabilization.
[0019]
In the flowchart of FIG. 1, the points different from the conventional example are as follows. In # 1, the elapsed time T after polarity reversal is compared with the detection and control stop time T1 determined at the time of polarity reversal. When T ≦ T1, the control of # 2 to # 9 is not performed. In # 11, when the inversion cycle has elapsed, an inversion command is issued to the full bridge inverter 3. Also, the time after polarity inversion is cleared to T = 0. In # 11-1, the detection and control stop time T1 determined depending on the average lamp voltage before inversion is read from the table as shown in FIG.
[0020]
By adopting the control as described above, the detection and control stop time is long in the stable period, and the cause of the lamp flickering is that the detection and control stop time T1 is merely monitored by monitoring the lamp voltage value. By extending the substantial control time by the effect, more stable lighting can be achieved.
[0021]
In the above example, a straight line as shown in FIG. 2 is used as the detection and control stop time T1, but naturally, a more accurate control is possible by using a curve according to the lamp state as shown in FIG. It becomes. Similarly, binarization (or multi-stage) as shown in FIG. 6 makes it possible to perform higher-speed control without having a table.
[0022]
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a flowchart for realizing the control of the second embodiment. The circuit configuration of this embodiment is the same as that of the conventional example (FIG. 20). Further, since most of the flowchart is the same as the conventional example and the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Since the difference from the conventional example and the first embodiment is in the control operation, the control operation will be described in detail below.
[0023]
The difference from the first embodiment is that, in the first embodiment, the detection and control stop time T1 is determined for the lamp voltage value. In the present embodiment, as shown in FIG. In contrast, the detection and control stop time T2 is determined.
[0024]
The ringing at the time of polarity reversal of the full bridge inverter decreases as (A) → (B) → (C) in FIG. Further, as shown in FIG. 9, the lamp current value decreases in synchronization with it and becomes substantially flat in a stable state. 10A, 10B, and 10C are enlarged views of portions A, B, and C in FIG.
[0025]
By utilizing such characteristics of the lamp current and determining the detection and control stop time according to the current average value before polarity inversion, unnecessary detection and control stop time can be reduced, and the substantial Control time can be increased, leading to lamp stabilization.
[0026]
In the flowchart of FIG. 7, the points different from the conventional example are as follows. In # 1, the elapsed time T after polarity inversion is compared with the detection and control stop time T2 determined at the time of polarity inversion. When T ≦ T2, the control of # 2 to # 9 is not performed. In # 11, when the polarity inversion period has elapsed, a polarity inversion command is issued to the full bridge inverter 3. Also, the elapsed time after polarity inversion is cleared to T = 0. In # 11-2, the detection and control stop time T2 determined depending on the average current value before polarity inversion is read from the table as shown in FIG.
[0027]
By adopting the control as described above, the detection and control stop time is long in the stable period and the cause of the lamp flickering is that the detection and control stop time can be reduced only by monitoring the lamp current value. It can be shortened, and the effective control time is extended by the effect, so that more stable lighting can be achieved.
[0028]
In the present embodiment, as in the first embodiment, the straight line in FIG. 8 may naturally be a curve corresponding to the state of the lamp, or binarized.
Also, since the relationship between the lamp current drop and ringing magnitude tends to be the same as the relationship between lamp power and ringing magnitude, instead of lamp current, the calculated value of lamp power (average voltage value x averaged voltage) The same control is possible using the current value.
[0029]
(Embodiment 3)
FIG. 11 is a flowchart for realizing the control of the third embodiment. The circuit configuration of this embodiment is the same as that of the conventional example (FIG. 20). Further, since most of the flowchart is the same as the conventional example and the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Since the difference from the conventional example and the first embodiment is in the control operation, the control operation will be described in detail below.
[0030]
The difference from the first embodiment is that, in the first embodiment, the detection and control stop time T1 is determined for the lamp voltage value. In this embodiment, as shown in FIG. The detection and control stop time T3 is determined with respect to the value.
[0031]
As shown in FIG. 13, as the lamp power command value shown in the conventional example decreases with time, the ringing at the time of polarity inversion of the full bridge inverter changes from the initial lighting state to stable lighting as shown in FIG. Decreases as it changes. Therefore, by determining the detection and control stop time T3 according to the lamp power command value at the time of polarity reversal (see FIG. 12), unnecessary detection and control stop time can be reduced, and the control time is substantially increased. Can lead to stabilization of the lamp.
[0032]
In the flowchart of FIG. 11, the points different from the conventional example are as follows. In # 1, the elapsed time T after polarity reversal is compared with the detection and control stop time T3 determined at the time of polarity reversal. When T ≦ T3, the control of # 2 to # 9 is not performed. In # 11, when the polarity inversion period has elapsed, a polarity inversion command is issued to the full bridge inverter 3. Also, the elapsed time after polarity inversion is cleared to T = 0. In # 11-3, the detection and control stop time T3 determined depending on the lamp power command value before polarity inversion is read from the table as shown in FIG.
[0033]
By adopting the control as described above, the detection and control stop time has been long even in the stable period and the lamp could not be lit stably. By shortening the time and extending the control time due to the effect, more stable lighting can be achieved.
[0034]
Further, at the time of restart after being lit once, if the lamp power command value is started from the middle of the curve in FIG. 12, the detection and control stop time at the time of restart can be shortened.
[0035]
Compared with the first and second embodiments, the detection and control stop time can be reduced by a microcomputer alone without using values such as a lamp voltage value and a lamp current value that may change due to a malfunction of the circuit. Can be determined and stability is increased.
Naturally, as in the first embodiment, the straight line in FIG. 12 may be a curve corresponding to the lighting state of the lamp or binarized.
[0036]
(Embodiment 4)
FIG. 17 shows the configuration of the fourth embodiment. The configuration of the portion surrounded by the broken line is the same as that of the conventional example of FIG. The circuit configuration is different from the conventional example in that a lamp state detection circuit 15 is added to the microcomputer 20. As a specific example of the lamp state detection circuit 15, for example, a switch is attached to a charging / discharging circuit using a resistor and a capacitor, and the capacitor is charged when the lamp is turned on by ON / OFF control of the switch, and the capacitor is discharged after the lamp is turned off. As a result, the lighting time before the lamp is turned off and the stop time after the lamp is turned off can be roughly known from the voltage of the capacitor, and the lamp state such as the temperature and the tube pressure before the lamp is lit can be roughly known therefrom.
[0037]
In the first to third embodiments described above, the detection and control stop time is determined for the detection value of lamp voltage and lamp current or the lamp power command value. The difference is that the initial values of the detection and control stop time are determined, and the detection and control stop time are decreased according to the subsequent lighting time. As shown in FIG. 14 of the third embodiment, as time elapses from the start of lighting, ringing at the time of polarity inversion of the full bridge inverter 3 decreases as it changes from the initial lighting to stable lighting. Therefore, by deciding the detection and control stop time according to the lighting time at the time of polarity reversal, unnecessary detection and control stop time can be reduced, and the substantial control time can be increased accordingly, and the lamp can be stabilized. Leads to.
[0038]
FIG. 15 is a flowchart for realizing the control of the fourth embodiment. Differences from the conventional example are as follows. In step a, control for lighting the lamp is performed. In step b, the lighting of the lamp is confirmed. If not, the control in steps a and b is repeated. Whether or not the lamp is lit is determined, for example, by detecting a sudden decrease in lamp voltage or energization of the lamp current. If the lamp has been lit, control proceeds to lighting after step c. In step c, the lamp state (the voltage value of the capacitor of the lamp state detection circuit 15) is read from the lamp state detection circuit. In step d, the lighting time TIME corresponding to the lamp state is set to an initial value. The lighting time TIME is counted up every time step e is executed.
[0039]
In # 1, the elapsed time T after polarity reversal is compared with the detection and control stop time T4 determined at the time of polarity reversal. When T ≦ T4, the control of # 2 to # 9 is not performed. In # 11, when the polarity inversion period has elapsed, an inversion command is issued to the full bridge inverter 3. Also, the elapsed time after polarity inversion is cleared to T = 0. In # 11-4, the detection and control stop time T4 determined depending on the lighting time TIME is read from the table as shown in FIG.
[0040]
By controlling as described above, the detection and control stop time has been long in the stable period, and the cause of the lamp flickering is simply to monitor the elapsed time from lighting, and the detection and control stop time. By extending the substantial control time by the effect, more stable lighting can be achieved.
[0041]
Compared with the first and second embodiments, the detection and control stop time is determined by a timer alone in the microcomputer without using values such as a lamp voltage value and a lamp current value that may change due to a malfunction of the circuit. And stability is increased.
[0042]
Further, by reading the lamp state at the time of restart, detection at the time of restart and adjustment of the control stop time can be performed, and stability is improved.
As in the first embodiment, the straight line in FIG. 16 may be a curve corresponding to the lamp state or binarized.
[0043]
(Embodiment 5)
FIG. 18 shows a flowchart of the fifth embodiment. The circuit configuration is the same as that of the conventional example of FIG. The present embodiment is characterized in that the detection and control stop time are set by confirming actual ringing of the lamp voltage and lamp current. Since a part of the flow is the same as the conventional example, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0044]
As shown in FIG. 4 of the first embodiment and FIG. 10 of the second embodiment, the ringing at the time of polarity inversion of the full bridge inverter 3 decreases as it shifts from the initial lighting to stable lighting. Therefore, the voltage average value and current average value immediately before polarity inversion are stored, and the lamp voltage and lamp current read values by the actual A / D conversion of the microcomputer and the stored polarity for a predetermined time after polarity inversion. Compare the voltage average value and current average value just before inversion. When the absolute value of the difference between these values exceeds a predetermined value, the values are not read (that is, not averaged).
[0045]
FIG. 19 shows the control operation of the present embodiment. A, B, and C in the figure correspond to the sections A, B, and C in FIG. In the figure, an arrow means that actual detection (reading) is performed, and a dotted line means that detection is not performed (not read) because it is out of range. The range of the voltage predetermined value × 2 width is set as a read permission range with respect to the average value immediately before the polarity inversion, and the voltage or current is detected for a predetermined time at a detection timing at a constant interval. In the section A at the beginning of lighting, ringing is large, and the detection and control stop time becomes long. In the stable lighting section C, the ringing is reduced, and the detection and control stop time is shortened. In the section B between the lighting initial stage and the stable lighting, the detection and control stop time is about the middle of the sections A and C.
[0046]
The points in the flowchart of FIG. 18 that are different from the conventional example will be described as follows. In # 1, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed after the polarity is inverted. When the predetermined time has elapsed, the same control (# 2 to # 13) as in the conventional example (FIG. 21) is performed. If the predetermined time has not elapsed after the polarity reversal, the steps a to e are partially changed from those in the conventional example.
[0047]
In step a, the absolute value | V3−V1 | of the difference between the averaged lamp voltage value V3 immediately before polarity reversal and the read lamp voltage V1 is calculated. Do not change. That is, it is substantially the same as not reading the lamp voltage.
[0048]
In step b, the absolute value | I3−I1 | of the difference between the averaged lamp current value I3 immediately before the polarity inversion and the read lamp current I1 is calculated. Control (lamp current averaging, comparison calculation, primary current command value change) is not performed. That is, it is substantially the same as not reading the lamp current.
[0049]
In step c, the absolute value | V3−V1 | of the difference between the averaged ramp voltage value V3 immediately before inversion and the read lamp voltage V1 is calculated. If the value is larger than a predetermined voltage value, the control of # 8 and # 9 is performed. (Comparison calculation and primary current command value change) are not performed. That is, by adding step b and step c, if there is ringing in either the lamp voltage or the lamp current, the command value Is of the primary side current is not changed.
[0050]
In step d, the averaged ramp voltage value V2 at that time is stored as the averaged ramp voltage value V3 immediately before the polarity inversion of the full bridge inverter 3.
In step e, the averaged lamp current value I2 at that time is stored as the averaged lamp current value I3 immediately before the polarity inversion of the full bridge inverter 3.
[0051]
By controlling as described above, it is possible to exclude only measured values during times when the lamp voltage and lamp current ringing is large. As a result, the detection and control stop time is shortened to the shortest time as approaching stable lighting with respect to the case where the detection and control stop time has been set for a certain predetermined time as in the first to fourth embodiments. The lamp can be lit more stably.
[0052]
In the first and second embodiments, since the ringing time is estimated from the voltage value, the current value, and the like, the detection and detection are performed with a change with time (the voltage generally increases at the end of the life of the lamp). There was a variation in the control stop time. On the other hand, in the present embodiment, the detection and control stop time can be set by checking the actual lamp voltage and lamp current ringing. The actual control time can be increased by shortening the length, and stable lighting can be achieved.
[0053]
The predetermined value for determining whether the lamp voltage or the lamp current is within a predetermined range may be a predetermined value set in advance, or may be determined by a ratio to each average value before polarity inversion. .
In the present embodiment, whether or not reading is possible is determined based on both the lamp voltage and the lamp current.
[0054]
Further, even if the lamp voltage or the lamp current is away from the average value before polarity inversion by a predetermined value or more, the control of # 8 to # 9 may be performed only by not performing the averaging. Further, the predetermined time (predetermined time of # 1) for comparing whether or not the lamp voltage or the lamp current is more than a predetermined value away from the average value before polarity inversion is detected and stopped in the first to fourth embodiments. You may decide like time T1-T4.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, immediately after the polarity inversion of the inverter After the switching element of the inverter is turned on In a discharge lamp lighting device that controls a DC-DC converter based on a detection value before polarity inversion for at least one of a voltage detection value and a current detection value for a predetermined time, the predetermined time is determined as a lamp voltage, a lamp current, or a lamp current. Since it is variable according to the lamp state such as the calculated value and the target value, the substantial control stop time after the polarity inversion can be shortened, and more stable lighting can be achieved.
[0056]
In addition, if the period during which ringing occurs in the lamp voltage or lamp current is actually detected and the DC-DC converter is controlled based on the detected value before polarity inversion, the change with time of the lamp Even if there is a variation due to, a substantial control stop time after polarity inversion can be set to the shortest period, and more stable lighting can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for explaining the operation of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a relationship between a lamp voltage and a control stop time in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram showing a temporal change in lamp voltage in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a waveform diagram showing a state of ringing convergence of a lamp voltage over time in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of the relationship between the lamp voltage and the control stop time according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another example of the relationship between the lamp voltage and the control stop time according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a relationship between a lamp current and a control stop time in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is a waveform diagram showing a temporal change in lamp current in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 10 is a waveform diagram showing a state of ringing convergence of lamp current over time in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the third embodiment of the present invention;
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a relationship between a lamp power command value and a control stop time in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 13 is a waveform diagram showing a temporal change in lamp power command value in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 14 is a waveform diagram showing how ringing converges with time in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a relationship between a lighting time and a control stop time according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a circuit diagram of Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 18 is a flowchart for explaining the operation of the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a waveform diagram for explaining the operation of the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a circuit diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a change over time of a lamp power command value in a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 23 is a waveform diagram of a lamp voltage and a lamp current at the initial stage of lighting and their detected values in a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 24 is a waveform diagram of a lamp voltage and a lamp current in a stable period and their detected values in a conventional discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
1 DC power supply
2 DC-DC converter
3 Full-bridge inverter
4 lamps (high-intensity discharge lamps)
13 Current detection circuit
14 Voltage detection circuit
20 Microcomputer

Claims (12)

直流電源と、直流電源からの直流電圧を昇降圧するＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバータの出力を受ける放電灯と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧検出回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を検出する電流検出回路と、前記２つの検出回路の検出出力を受けて所定の電力を前記放電灯に供給するようにＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御部とを備え、前記インバータの極性反転直後に前記インバータのスイッチング素子がオンした後の所定時間、電圧検出値もしくは電流検出値の少なくとも一方について極性反転前の検出値に基づいて前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する放電灯点灯装置において、前記所定時間をランプの状態に応じて可変としたことを特徴とする放電灯点灯装置。A DC power source, a DC-DC converter for stepping up and down a DC voltage from the DC power source, an inverter for converting a DC voltage output from the DC-DC converter into an AC voltage, a discharge lamp receiving the output of the inverter, and the DC- A voltage detection circuit for detecting an output voltage of the DC converter, a current detection circuit for detecting an output current of the DC-DC converter, and a detection power of the two detection circuits are supplied to supply a predetermined power to the discharge lamp. A control unit for controlling the DC-DC converter as described above, and for a predetermined time after the switching element of the inverter is turned on immediately after the polarity inversion of the inverter , at least one of the voltage detection value or the current detection value is before the polarity inversion. In a discharge lamp lighting device that controls the DC-DC converter based on a detected value, the predetermined time is set to The discharge lamp lighting device is characterized in that a variable depending on the state. 前記所定時間を、ランプ電圧の検出値に応じて可変と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 discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the predetermined time is variable in accordance with a detected value of the lamp voltage. 前記所定時間を、ランプ電流の検出値に応じて可変と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 discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the predetermined time is variable in accordance with a detected value of the lamp current. 前記所定時間を、ランプ電圧とランプ電流から算出されるランプ電力の演算値に応じて可変と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 discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the predetermined time is variable in accordance with a calculated value of lamp power calculated from a lamp voltage and a lamp current. 前記所定時間を、前記放電灯に電力供給する目標値に応じて可変としたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the predetermined time is variable according to a target value for supplying power to the discharge lamp. 前記所定時間を、ランプの点灯時間に応じて可変としたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the predetermined time is variable according to a lamp lighting time. 前記所定時間の初期値を、点灯時のランプの状態に応じて設定することを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 6, wherein an initial value of the predetermined time is set according to a state of a lamp at the time of lighting. 直流電源と、直流電源からの直流電圧を昇降圧するＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバータの出力を受ける放電灯と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧検出回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を検出する電流検出回路と、前記２つの検出回路の検出出力を受けて所定の電力を前記放電灯に供給するようにＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御部とを備え、前記インバータの極性反転直後に、電圧又は電流の検出値が極性反転前の安定した電圧又は電流の検出値に対して所定値以上変化しているときに、極性反転前の検出値に基づいて前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御することを特徴とする放電灯点灯装置。A DC power source, a DC-DC converter that steps up and down a DC voltage from the DC power source, an inverter that converts a DC voltage output from the DC-DC converter into an AC voltage, a discharge lamp that receives the output of the inverter, and the DC- A voltage detection circuit for detecting an output voltage of the DC converter, a current detection circuit for detecting an output current of the DC-DC converter, and a detection power of the two detection circuits, and supplying predetermined power to the discharge lamp And a control unit that controls the DC-DC converter, and immediately after the polarity inversion of the inverter, the detected value of the voltage or current changes more than a predetermined value with respect to the stable detected value of the voltage or current before the polarity inversion. A discharge lamp lighting device that controls the DC-DC converter based on a detection value before polarity inversion. 前記インバータの極性反転直後に、電圧又は電流の検出値が極性反転前の安定した電圧又は電流の検出値に対して所定値以上変化しているか否かの比較動作を、極性反転直後から所定時間だけ行なうことを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。Immediately after the polarity inversion of the inverter, the comparison operation of whether the detected value of the voltage or current has changed by a predetermined value or more with respect to the stable voltage or current detected value before the polarity inversion is performed for a predetermined time immediately after the polarity inversion. 9. The discharge lamp lighting device according to claim 8, wherein 前記極性反転前の安定した電圧又は電流の検出値として、前記所定時間経過後の検出値の少なくとも２つ以上の平均値を用いることを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。10. The discharge lamp lighting device according to claim 9, wherein an average value of at least two of the detection values after the predetermined time has elapsed is used as a detection value of the stable voltage or current before the polarity inversion. 前記所定値は、極性反転前の安定した電圧又は電流の検出値に対する割合で設定することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to any one of claims 8 to 10, wherein the predetermined value is set as a ratio to a detected value of a stable voltage or current before polarity inversion. 請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。A lighting fixture comprising the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 11.

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