JP4702038B2

JP4702038B2 - High intensity discharge lamp lighting device and projector

Info

Publication number: JP4702038B2
Application number: JP2005371063A
Authority: JP
Inventors: 洋史小西; 晃弘岸本; 純一長谷川; 浩士渡邊; 克佳中田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: JP2007173121A

Description

本発明は、メタルハライドランプ等の高輝度放電ランプを始動及び点灯するための高輝度放電ランプ点灯装置及びプロジェクタに関するものである。 The present invention relates to a high-intensity discharge lamp lighting device and a projector for starting and lighting a high-intensity discharge lamp such as a metal halide lamp.

メタルハライドランプ及び超高圧水銀ランプ等の高輝度放電ランプは、その発光効率の良さと高輝度放電ランプ自体の小型化が可能なことから、一般の照明器具以外に、前照灯等の車載用灯具やプロジェクタテレビジョン受像機の光源等に使用されることが多くなってきている。 High-intensity discharge lamps such as metal halide lamps and ultra-high pressure mercury lamps have good luminous efficiency and can be miniaturized, so in addition to general lighting equipment, in-vehicle lamps such as headlamps It is increasingly used as a light source for projector television receivers.

この種の放電ランプを始動するには、高電圧が必要であるので、一般的に、高圧のパルス始動電圧を発生するイグナイタ回路が高輝度放電ランプ点灯装置に具備される。 Since a high voltage is required to start this type of discharge lamp, an igniter circuit that generates a high-voltage pulse starting voltage is generally provided in a high-intensity discharge lamp lighting device.

この高輝度放電ランプ点灯装置は、例えば、直流電圧を矩形波交流電圧に変換する極性反転回路と、矩形波交流電圧が印加される共振回路（例えばＬＣ直列共振回路）と、そのキャパシタと並列に接続される高輝度放電ランプと、共振回路の共振電圧を利用して、ピーク値が数ｋＶ、幅が数十ないし数千ｎｓｅｃのパルス始動電圧を発生し、これを高輝度放電ランプに印加するイグナイタ回路とで構成される。 This high-intensity discharge lamp lighting device includes, for example, a polarity inversion circuit that converts a DC voltage into a rectangular wave AC voltage, a resonance circuit (for example, an LC series resonance circuit) to which a rectangular wave AC voltage is applied, and a capacitor in parallel. Using the connected high-intensity discharge lamp and the resonance voltage of the resonance circuit, a pulse starting voltage having a peak value of several kV and a width of several tens to several thousand nsec is generated and applied to the high-intensity discharge lamp. It consists of an igniter circuit.

このイグナイタ回路は、例えば、１次電圧をパルス始動電圧としての２次電圧に昇圧して高輝度放電ランプに印加するパルストランスと、１次電圧を生成するためのキャパシタと、このキャパシタに共振電圧を整流して印加する整流ダイオードと、キャパシタで生成される１次電圧がトリガ電圧に達したときに１次電圧をパルストランス（の１次巻線）に印加するスイッチ素子とで構成される。このスイッチ素子には、例えば、上記トリガ電圧として所定のオン電圧（ブレイクダウンしきいレベル）を持つ放電ギャップ又はトライアック等の双方向性２端子素子が使用される。高輝度放電ランプは、上記パルス始動電圧が印加されることでグロー放電を発生して始動し、グロー放電を発生している間に極性反転回路から交流電力が供給されることで、アーク放電に移行して点灯する（定常点灯状態に至る）。 This igniter circuit includes, for example, a pulse transformer that boosts a primary voltage to a secondary voltage as a pulse starting voltage and applies it to a high-intensity discharge lamp, a capacitor for generating the primary voltage, and a resonance voltage applied to the capacitor. And a switch element that applies the primary voltage to the pulse transformer (its primary winding) when the primary voltage generated by the capacitor reaches the trigger voltage. As the switch element, for example, a bidirectional two-terminal element such as a discharge gap or a triac having a predetermined on-voltage (breakdown threshold level) is used as the trigger voltage. A high-intensity discharge lamp is started by generating glow discharge by applying the above pulse starting voltage, and AC power is supplied from the polarity inversion circuit while glow discharge is being generated. Transition to lighting (leads to a steady lighting state).

このような高輝度放電ランプ点灯装置では、高輝度放電ランプを始動するのに充分な１次電圧及び無負荷電圧を、共振回路を共振させることによって得るので、共振回路の共振周波数に対応する駆動周波数で極性反転回路の各スイッチ素子をオン及びオフしなければならない。このため、先ず、共振回路の共振条件（各素子の値）が、上記１次電圧及び無負荷電圧が得られるように設定され、次いで駆動周波数が、その共振条件で共振回路を動作させるための周波数に設定されることになる。 In such a high-intensity discharge lamp lighting device, a primary voltage and a no-load voltage sufficient to start the high-intensity discharge lamp are obtained by resonating the resonance circuit, so that driving corresponding to the resonance frequency of the resonance circuit is performed. Each switch element of the polarity inversion circuit must be turned on and off at a frequency. For this reason, first, the resonance condition (value of each element) of the resonance circuit is set so as to obtain the primary voltage and the no-load voltage, and then the drive frequency is for operating the resonance circuit under the resonance condition. The frequency will be set.

なお、特許文献１には、インバータ回路の出力電圧の周波数を次第に上昇させ、共振回路の振動電圧の振幅が所定値以上になったときにおけるインバータ回路の出力電圧の周波数に、インバータ回路の出力電圧の周波数を設定するランプ点灯装置が記載されている。一実施例では、共振回路の振動電圧が所定値以上になれば、共振点に入ったと判断し、そのときにおける周波数で、インバータ回路の出力電圧の周波数を固定するか、または検出した周波数よりも若干高い周波数に固定する。別の実施例では、インバータ回路の出力電圧の周波数を、共振回路の共振周波数の１／Ｎ倍の周波数よりも低い周波数で、起動した後に、周波数を次第に高くし、イグナイタ回路のスイッチ素子がブレークダウンしたときにおける周波数に、インバータ回路の出力電圧の周波数を固定する。この場合、スイッチ素子の放電電圧の±１５％程度のバラツキのため、ブレークダウンしたときにおける周波数よりも数％高い周波数に、インバータ回路の出力電圧の周波数を固定する。
特開２００４−１２７６５６号公報（請求項１、段落００３８，００７４，００７５） In Patent Document 1, the frequency of the output voltage of the inverter circuit is gradually increased, and the frequency of the output voltage of the inverter circuit when the amplitude of the oscillating voltage of the resonant circuit becomes equal to or greater than a predetermined value. A lamp lighting device for setting the frequency is described. In one embodiment, if the oscillation voltage of the resonance circuit becomes equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the resonance point has been entered, and the frequency of the output voltage of the inverter circuit is fixed at the frequency at that time, or more than the detected frequency. Fix to a slightly higher frequency. In another embodiment, the frequency of the output voltage of the inverter circuit is set to a frequency lower than 1 / N times the resonant frequency of the resonant circuit, and then the frequency is gradually increased so that the switch element of the igniter circuit breaks. The frequency of the output voltage of the inverter circuit is fixed to the frequency when it goes down. In this case, because of the variation of about ± 15% of the discharge voltage of the switch element, the frequency of the output voltage of the inverter circuit is fixed to a frequency several percent higher than the frequency at the time of breakdown.
JP 2004-127656 A (Claim 1, paragraphs 0038, 0074, 0075)

しかしながら、上記共振条件を基に駆動周波数を設定する構成では、共振回路における各素子の値の許容誤差を抑える必要があるため、バラツキが非常に小さい部品を共振回路に使用しなければならず、コスト増大の要因となっていた。 However, in the configuration in which the drive frequency is set based on the resonance condition, it is necessary to suppress the tolerance of the value of each element in the resonance circuit, so a component with extremely small variation must be used for the resonance circuit. It was a factor of cost increase.

このため、製造ないし出荷時に、共振条件を満足するように、駆動周波数を調整して設定すれば、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除することができる。しかし、このようなマニュアルによる調整では、工数及び工費が増大するという問題がある。 For this reason, if the drive frequency is adjusted and set so as to satisfy the resonance condition at the time of manufacture or shipment, it is possible to eliminate the necessity of extremely reducing the tolerance of the value of each element in the resonance circuit. However, such manual adjustment has a problem that man-hours and costs increase.

なお、特許文献１に記載された発明は、進相電流で制御するので、スイッチ素子に大きなストレスが加わる問題がある。 In addition, since the invention described in Patent Document 1 is controlled by a phase advance current, there is a problem that a large stress is applied to the switch element.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除し、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる高輝度放電ランプ点灯装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, eliminates the need for manual circuit adjustment, eliminates the need to extremely reduce the tolerance of the value of each element in a resonant circuit, and eliminates the need for circuit switch elements. An object of the present invention is to provide a high-intensity discharge lamp lighting device and a projector that can reduce stress.

上記課題を解決するための請求項１記載の発明の高輝度放電ランプ点灯装置は、電源の入力電圧から可変の直流電圧を得る直流変換回路と、前記直流電圧の極性を可変の周波数で反転させて交流電圧を得る極性反転回路と、前記交流電圧を印加され、この交流電圧の周波数に応じた共振電圧を生成して高輝度放電ランプに印加する共振回路と、前記共振電圧を印加され、これがトリガ電圧に対応するレベルに達したときに、パルス始動電圧を発生して前記高輝度放電ランプに印加するイグナイタ回路と、前記共振電圧を検出する共振電圧検出回路と、前記共振電圧が、前記トリガ電圧のバラツキ範囲の下限値に対応するレベルよりも低い第１電圧レベルから前記トリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高い第２電圧レベルに段階的又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を調整する周波数制御回路とを備え、前記周波数制御回路は、前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に又は連続的に下げ、前記共振電圧検出回路によって検出された共振電圧から得られる値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定することを特徴とする。 The high-intensity discharge lamp lighting device according to the first aspect of the present invention for solving the above-described problem is a DC conversion circuit for obtaining a variable DC voltage from an input voltage of a power source, and inverting the polarity of the DC voltage at a variable frequency. A polarity inverting circuit for obtaining an AC voltage, a resonance circuit to which the AC voltage is applied, a resonance voltage corresponding to the frequency of the AC voltage is generated and applied to the high-intensity discharge lamp, and the resonance voltage is applied. When a level corresponding to a trigger voltage is reached, an igniter circuit that generates a pulse start voltage and applies the pulse start voltage to the high-intensity discharge lamp, a resonance voltage detection circuit that detects the resonance voltage, and the resonance voltage includes the trigger voltage A second voltage level higher than a level corresponding to an upper limit value of the trigger voltage variation range from a first voltage level lower than a level corresponding to a lower limit value of the voltage variation range. A frequency control circuit for adjusting the variable frequency so as to increase stepwise or continuously, the frequency control circuit stepwise or from the first voltage level to the second voltage level. Based on a value obtained from the resonance voltage detected by the resonance voltage detection circuit by decreasing the variable frequency stepwise or continuously from the first frequency to a second frequency lower than the first frequency so as to continuously increase. Determining whether or not the resonance voltage has reached the second voltage level, and after obtaining a determination result indicating that the resonance voltage has reached the second voltage level, the resonance voltage is set to the second voltage level. The variable frequency is fixed so as to be maintained at two voltage levels.

この構成では、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくしなくても、第１電圧レベルと第２電圧レベルとの間にトリガ電圧のバラツキ範囲が収まるように設計することができるので、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除することができる。また、遅相電流で制御するので、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる。 With this configuration, the trigger voltage variation range can be designed to fall between the first voltage level and the second voltage level without making the tolerance of the value of each element in the resonance circuit very small. This eliminates the need for manual circuit adjustment and eliminates the need for very small tolerances for the values of the elements in the resonant circuit. In addition, since the control is performed with the slow phase current, it is possible to reduce the stress on the switch element of the circuit.

請求項２記載の発明は、前記高輝度放電ランプ点灯装置において、前記周波数制御回路は、前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に下げ、前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振回路の共振周波数よりも高く、前記第２周波数は、前記共振周波数近傍に設定されることを特徴とする。この構成では、共振電圧を第１電圧レベルから第２電圧レベルに段階的に上げることができ、第２電圧レベルを、イグナイタ回路を確実に動かすためのトリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高くすることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the high-intensity discharge lamp lighting device, the frequency control circuit includes the variable frequency so that the resonance voltage increases stepwise from the first voltage level to the second voltage level. Stepwise from a first frequency to a lower second frequency, wherein the first frequency and the second frequency are higher than a resonance frequency of the resonance circuit, and the second frequency is near the resonance frequency. It is characterized by being set. In this configuration, the resonance voltage can be increased stepwise from the first voltage level to the second voltage level, and the second voltage level corresponds to the upper limit value of the variation range of the trigger voltage for reliably moving the igniter circuit. Can be higher than level.

請求項３記載の発明は、前記高輝度放電ランプ点灯装置において、前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１よりも高く、前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１近傍に設定されることを特徴とする。この構成では、極性反転回路で得られる交流電圧の高調波成分により、共振電圧を第１電圧レベルから第２電圧レベルに段階的に上げることができ、第２電圧レベルを、イグナイタ回路を確実に動かすためのトリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高くすることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the high-intensity discharge lamp lighting device, the first frequency and the second frequency are higher than an odd number of the resonance frequency, and the second frequency is equal to the resonance frequency. It is set in the vicinity of an odd number. In this configuration, the resonance voltage can be increased stepwise from the first voltage level to the second voltage level by the harmonic component of the AC voltage obtained by the polarity inverting circuit, and the igniter circuit can be reliably connected to the second voltage level. The level can be higher than the level corresponding to the upper limit value of the variation range of the trigger voltage for movement.

請求項４記載の発明は、前記高輝度放電ランプ点灯装置において、前記共振電圧検出回路は、前記イグナイタ回路に印加されて前記イグナイタ回路が前記パルス始動電圧を発生する度にレベルが変動する電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて、前記パルス始動電圧の発生間隔時間を計測し、前記周波数制御回路は、前記パルス始動電圧の発生間隔時間の値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定することを特徴とする。この構成でも、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除し、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the high-intensity discharge lamp lighting device, the resonance voltage detection circuit applies a voltage whose level changes every time the igniter circuit generates the pulse starting voltage when applied to the igniter circuit. And detecting the generation interval time of the pulse starting voltage based on the detected voltage, and the frequency control circuit determines that the resonance voltage is the second based on the value of the generation interval time of the pulse starting voltage. After determining whether or not a voltage level has been reached and obtaining a determination result indicating that the resonance voltage has reached the second voltage level, the resonance voltage is maintained at the second voltage level. The variable frequency is fixed. This configuration also eliminates the need for manual circuit adjustment, eliminates the need for extremely small tolerances for the values of the elements in the resonant circuit, and reduces stress on the switch elements of the circuit.

請求項５記載の発明のプロジェクタは、前記高輝度放電ランプ点灯装置と、前記高輝度放電ランプとを備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the invention, the projector includes the high-intensity discharge lamp lighting device and the high-intensity discharge lamp.

本発明によれば、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除し、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる。 According to the present invention, manual circuit adjustment is not required, the necessity of extremely reducing the tolerance of the value of each element in the resonance circuit can be eliminated, and the stress on the switch element of the circuit can be reduced.

図１は、本発明による第１実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置を示す。図２に示すように、第１実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置１０は、例えば、放電ランプ２、光学系３、外部信号入力部４、複数の冷却用ファン５及び電源部６等と共にプロジェクタ１に搭載される。放電ランプ２は、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ナトリウムランプ又はメタルハライドランプ等の高輝度放電ランプである。電源部６は、商用電源からプロジェクタ１の各部に各種電源を供給するように構成され、高輝度放電ランプ点灯装置１０用の直流電源７を含む。 FIG. 1 shows a high-intensity discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the high-intensity discharge lamp lighting device 10 according to the first embodiment includes, for example, a projector together with a discharge lamp 2, an optical system 3, an external signal input unit 4, a plurality of cooling fans 5, a power supply unit 6, and the like. 1 is mounted. The discharge lamp 2 is, for example, a high-intensity discharge lamp such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a sodium lamp, or a metal halide lamp. The power source unit 6 is configured to supply various power sources from a commercial power source to each unit of the projector 1, and includes a DC power source 7 for the high-intensity discharge lamp lighting device 10.

図１に示すように、高輝度放電ランプ点灯装置１０は、放電ランプ２を始動及び点灯するように構成され、例えば、ＤＣ−ＤＣ変換回路（直流変換回路）１１、極性反転回路１２、共振回路１３、イグナイタ回路１４、共振電圧検出回路１５及び周波数制御回路１６を備える。 As shown in FIG. 1, the high-intensity discharge lamp lighting device 10 is configured to start and light the discharge lamp 2, and includes, for example, a DC-DC conversion circuit (DC conversion circuit) 11, a polarity inversion circuit 12, and a resonance circuit. 13 includes an igniter circuit 14, a resonance voltage detection circuit 15, and a frequency control circuit 16.

ＤＣ−ＤＣ変換回路１１は、直流電源７の入力電圧Ｖinから可変の直流電圧Ｖ11を得るように構成される。例えば、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１は、直流電源７と逆並列に接続されるダイオードＤ１１と、このカソードと直流電源７の一端（正端子）との間に挿入されるスイッチ素子（例えばＦＥＴ）Ｑ１１と、ダイオードＤ１１と並列に接続されるキャパシタＣ１１と、この一端とダイオードＤ１１のカソードとの間に挿入されるインダクタ（チョークコイル）Ｌ１１と、検出回路１１１と、ランプ電力制御回路１１２と、駆動回路１１３とで構成される。検出回路１１１は、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧であるキャパシタＣ１１の電圧及びインダクタＬ１１を流れる電流を検出する。その検出した電圧及び電流を基に、ランプ電力制御回路１１２は、キャパシタＣ１１の電圧を放電ランプ２の始動又は点灯用の電圧に設定するための制御信号を生成する。この制御信号に従って、駆動回路１１３は、スイッチ素子Ｑ１１への数１０ｋＨｚの駆動信号のデューティ及び周波数を調整する。これにより、スイッチ素子Ｑ１１が、その調整した駆動信号に従って、高周波でオン及びオフし、キャパシタＣ１１の電圧が、負荷（放電ランプ２）の状態に応じて変圧（昇圧又は降圧）される。 The DC-DC conversion circuit 11 is configured to obtain a variable DC voltage V11 from the input voltage Vin of the DC power supply 7. For example, the DC-DC conversion circuit 11 includes a diode D11 connected in reverse parallel to the DC power supply 7, and a switch element (eg, FET) Q11 inserted between the cathode and one end (positive terminal) of the DC power supply 7. A capacitor C11 connected in parallel with the diode D11, an inductor (choke coil) L11 inserted between this end and the cathode of the diode D11, a detection circuit 111, a lamp power control circuit 112, and a drive circuit 113. The detection circuit 111 detects the voltage of the capacitor C11 that is the output voltage of the DC-DC conversion circuit 11 and the current flowing through the inductor L11. Based on the detected voltage and current, the lamp power control circuit 112 generates a control signal for setting the voltage of the capacitor C11 to a voltage for starting or lighting the discharge lamp 2. In accordance with this control signal, the drive circuit 113 adjusts the duty and frequency of the drive signal of several tens kHz to the switch element Q11. Thereby, the switch element Q11 is turned on and off at a high frequency according to the adjusted drive signal, and the voltage of the capacitor C11 is transformed (stepped up or stepped down) according to the state of the load (discharge lamp 2).

極性反転回路１２は、直流電圧Ｖ11の極性を可変の周波数で反転させて矩形波状の交流電圧を得るように構成される。例えば、極性反転回路１２は、ブリッジ回路と、駆動回路１２１及び１２２とで構成される。ブリッジ回路は、直列に接続されたスイッチ素子Ｑ１及びＱ２と、直列に接続されたスイッチ素子Ｑ３及びＱ４とを、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力（キャパシタＣ１１）に並列に接続して構成される。ブリッジ回路の各スイッチ素子には、ＦＥＴを使用することができるほか、例えば、バイポーラ・トランジスタ及びこれに逆並列に接続されるダイオードを使用することができる。駆動回路１２１及び１２２は、周波数制御回路１６の制御に従って、スイッチ素子Ｑ１及びＱ４とスイッチ素子Ｑ２及びＱ３とを、可変の周波数で交互にオン及びオフする。これにより、スイッチ素子Ｑ１及びＱ２の接続点とスイッチ素子Ｑ３及びＱ４の接続点との間（以下「極性反転回路１２の出力」という）に矩形波状の交流電圧が発生する。 The polarity inversion circuit 12 is configured to invert the polarity of the DC voltage V11 at a variable frequency to obtain a rectangular wave AC voltage. For example, the polarity inversion circuit 12 includes a bridge circuit and drive circuits 121 and 122. The bridge circuit is configured by connecting switch elements Q1 and Q2 connected in series and switch elements Q3 and Q4 connected in series to the output (capacitor C11) of the DC-DC conversion circuit 11 in parallel. . For each switch element of the bridge circuit, an FET can be used, and for example, a bipolar transistor and a diode connected in reverse parallel thereto can be used. The drive circuits 121 and 122 turn on and off the switch elements Q1 and Q4 and the switch elements Q2 and Q3 alternately at a variable frequency according to the control of the frequency control circuit 16. As a result, a rectangular wave AC voltage is generated between the connection point of the switch elements Q1 and Q2 and the connection point of the switch elements Q3 and Q4 (hereinafter referred to as “output of the polarity inverting circuit 12”).

共振回路１３は、矩形波状の交流電圧を印加され、この交流電圧の周波数（第１実施形態では基本波の周波数）に応じた共振電圧を生成して放電ランプ２に印加するように構成される。例えば、共振回路１３は、直列に接続されたインダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３で構成され、極性反転回路１２の出力に接続される。このキャパシタＣ１３には、ソケットを介して、放電ランプ２及びイグナイタ回路１４の一部（パルストランスの２次巻線）が並列に接続される。 The resonance circuit 13 is configured to be applied with a rectangular wave AC voltage, generate a resonance voltage corresponding to the frequency of the AC voltage (the frequency of the fundamental wave in the first embodiment), and apply it to the discharge lamp 2. . For example, the resonance circuit 13 includes an inductor L13 and a capacitor C13 connected in series, and is connected to the output of the polarity inverting circuit 12. The discharge lamp 2 and a part of the igniter circuit 14 (secondary winding of the pulse transformer) are connected in parallel to the capacitor C13 through a socket.

イグナイタ回路１４は、共振電圧を印加され、これがトリガ電圧に対応するレベルに達したときに、パルス始動電圧を発生して放電ランプ２に印加するように構成される。例えば、イグナイタ回路１４は、抵抗Ｒ１４と、これを介して電源としてのキャパシタＣ１３の一端（Ｌ１３及びＣ１３の接続点）とアノードが接続されるダイオードＤ１４と、このカソードとキャパシタＣ１３の他端との間に接続されるキャパシタＣ１４と、スイッチ素子Ｑ１４と、パルストランスＰＴ１４とで構成される。スイッチ素子Ｑ１４は、放電ギャップ、トライアック又はサイリスタ等であり、トリガ電圧として所定のバラツキ範囲内のオン電圧（ブレイクダウンしきいレベル）を持つ。パルストランスＰＴ１４は、１次巻線及び一対の２次巻線を有し、１次巻線は、スイッチ素子Ｑ１４と直列に接続される一方、その直列の組の１次巻線及びスイッチ素子Ｑ１４は、キャパシタＣ１４と並列に接続される。一対の２次巻線は、それぞれ放電ランプ２の両端と直列に接続される一方、その直列の組の２次巻線、放電ランプ２及び２次巻線は、キャパシタＣ１３と並列に接続される。この構成では、キャパシタＣ１３の両端に発生する共振電圧がダイオードＤ１４によって整流されてキャパシタＣ１４に印加される。このキャパシタＣ１４の電圧がトリガ電圧に達したとき、スイッチ素子Ｑ１４がオンする。これにより、パルストランスＰＴ１４が、キャパシタＣ１４から放電電圧を受け、巻数比に応じてピーク値が数ｋＶ、幅が数十ないし数千ｎｓｅｃのパルス始動電圧を発生して放電ランプ２に印加する。 The igniter circuit 14 is configured to generate a pulse starting voltage and apply it to the discharge lamp 2 when a resonant voltage is applied and reaches a level corresponding to the trigger voltage. For example, the igniter circuit 14 includes a resistor R14, a diode D14 to which an anode (a connection point of L13 and C13) and an anode are connected via a resistor R14, and a cathode and the other end of the capacitor C13. A capacitor C14, a switch element Q14, and a pulse transformer PT14 connected between the capacitors are provided. The switch element Q14 is a discharge gap, a triac, a thyristor or the like, and has an on-voltage (breakdown threshold level) within a predetermined variation range as a trigger voltage. The pulse transformer PT14 has a primary winding and a pair of secondary windings, and the primary winding is connected in series with the switch element Q14, while the primary winding and the switch element Q14 in the series set. Is connected in parallel with the capacitor C14. The pair of secondary windings are respectively connected in series with both ends of the discharge lamp 2, while the secondary winding, the discharge lamp 2 and the secondary winding of the series set are connected in parallel with the capacitor C13. . In this configuration, the resonant voltage generated across the capacitor C13 is rectified by the diode D14 and applied to the capacitor C14. When the voltage of the capacitor C14 reaches the trigger voltage, the switch element Q14 is turned on. As a result, the pulse transformer PT14 receives the discharge voltage from the capacitor C14, generates a pulse starting voltage having a peak value of several kV and a width of several tens to several thousand nsec according to the turns ratio, and applies it to the discharge lamp 2.

共振電圧検出回路１５は、共振電圧を検出するように構成される。例えば、共振電圧検出回路１５は、インダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３の接続点とアノードが接続されるダイオードＤ１５と、このカソードと一端が接続される抵抗Ｒ１５１と、この他端とＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力の負端子との間に並列に接続される抵抗Ｒ１５２及びキャパシタＣ１５とで構成される。この構成では、インダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３の接続点の共振電圧が、整流、分圧及び平滑されて、検出電圧Ｖ15が得られる。 The resonance voltage detection circuit 15 is configured to detect a resonance voltage. For example, the resonance voltage detection circuit 15 includes a diode D15 to which the anode and the connection point of the inductor L13 and the capacitor C13 are connected, a resistor R151 to which the cathode and one end are connected, and the other end to the DC-DC conversion circuit 11. The resistor R152 and the capacitor C15 are connected in parallel with the negative terminal of the output. In this configuration, the resonance voltage at the connection point of the inductor L13 and the capacitor C13 is rectified, divided and smoothed to obtain the detection voltage V15.

周波数制御回路１６は、始動制御モード及び点灯制御モードを有し、極性反転回路１６の各スイッチ素子のスイッチング周波数を制御するように、例えばマイコン及びプログラム等で構成される。なお、周波数制御回路１６は、対角の各組のスイッチ素子が同時にオンになることが無いようにスイッチングのタイミングを制御する。 The frequency control circuit 16 has a start control mode and a lighting control mode, and is configured by, for example, a microcomputer and a program so as to control the switching frequency of each switch element of the polarity inversion circuit 16. The frequency control circuit 16 controls the switching timing so that each pair of diagonal switch elements is not turned on at the same time.

始動制御モードでは、周波数制御回路１６は、共振電圧が、スイッチ素子Ｑ１４のトリガ電圧のバラツキ範囲の下限値に対応するレベルよりも低い第１電圧レベルからそのトリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高い第２電圧レベルに段階的又は連続的（第１実施形態では段階的）に上がるように、直流電圧Ｖ11の極性を反転させるための上記可変の周波数を調整するように構成される。 In the start control mode, the frequency control circuit 16 corresponds to the upper limit value of the trigger voltage variation range from the first voltage level whose resonance voltage is lower than the level corresponding to the lower limit value of the trigger voltage variation range of the switch element Q14. The variable frequency for inverting the polarity of the DC voltage V11 is adjusted so as to increase stepwise or continuously (stepwise in the first embodiment) to a second voltage level higher than the level to be applied. The

具体的には、周波数制御回路１６は、図３に示すように、共振電圧が上記第１電圧レベルとしての電圧Ｖｓのレベルから上記第２電圧レベルとしての電圧Ｖｅのレベルに段階的に上がるように、上記可変の周波数を周波数ｆｓからこれよりも低い周波数ｆｅに段階的に下げる。周波数ｆｓ及びｆｅは、共振回路１３の共振周波数ｆ０よりも高い数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの範囲内の周波数に設定され、周波数ｆｅは、共振周波数ｆ０近傍に設定される。 Specifically, as shown in FIG. 3, the frequency control circuit 16 increases the resonance voltage stepwise from the level of the voltage Vs as the first voltage level to the level of the voltage Ve as the second voltage level. In addition, the variable frequency is lowered stepwise from the frequency fs to the lower frequency fe. The frequencies fs and fe are set to frequencies in the range of several tens of kHz to several hundreds of kHz higher than the resonance frequency f0 of the resonance circuit 13, and the frequency fe is set in the vicinity of the resonance frequency f0.

また、周波数制御回路１６は、共振電圧検出回路１５によって検出された共振電圧から得られる値（Ｖ15のＡ／Ｄ変換値）に基づいて、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達したか否かを判別し、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達した旨の判別結果が得られた後は、共振電圧を電圧Ｖｅのレベルに維持するように上記可変の周波数を固定する。 Further, the frequency control circuit 16 determines whether or not the resonance voltage has reached the level of the voltage Ve based on the value obtained from the resonance voltage detected by the resonance voltage detection circuit 15 (A / D conversion value of V15). After the determination and the determination result that the resonance voltage has reached the level of the voltage Ve is obtained, the variable frequency is fixed so as to maintain the resonance voltage at the level of the voltage Ve.

更に、周波数制御回路１６は、上記判別結果が規定回数得られたとき、始動及び点灯の処理を停止する。この規定回数は、放電ランプ２が故障により点灯せずに無限ループに入るのを防止するためのものである。 Furthermore, the frequency control circuit 16 stops the start-up and lighting processes when the determination result is obtained a specified number of times. This specified number of times is for preventing the discharge lamp 2 from entering the infinite loop without being lit due to a failure.

次に、点灯制御モードへの移行について説明する。周波数制御回路１６は、検出電圧Ｖ15のデジタル値に基づいて、放電ランプ２が始動して点灯したか否かを判別し、放電ランプ２が点灯したとき、点灯制御モードに移行する。放電ランプ２が始動して点灯すると、極性反転回路１２の負荷状態が高インピーダンス状態から低インピーダンス状態に変化して、キャパシタＣ１３の電圧が変化（低下）するので、例えば、共振電圧Ｖ15が所定のしきいレベルを下回ったか否かを判別することにより、放電ランプ２が点灯したか否かを判別することができる。 Next, the transition to the lighting control mode will be described. The frequency control circuit 16 determines whether or not the discharge lamp 2 is started and lit based on the digital value of the detection voltage V15. When the discharge lamp 2 is lit, the frequency control circuit 16 shifts to the lighting control mode. When the discharge lamp 2 starts and lights up, the load state of the polarity inverting circuit 12 changes from the high impedance state to the low impedance state, and the voltage of the capacitor C13 changes (decreases). It can be determined whether or not the discharge lamp 2 has been lit by determining whether or not the threshold level has been exceeded.

点灯制御モードに移行すれば、周波数制御回路１６は、所定時間（数秒間）、高周波で極性反転回路１２の各スイッチ素子をオン及びオフして電力を放電ランプ２に供給し、その後、そのスイッチング周波数を数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの範囲内の低周波に変更し、またＤＣ−ＤＣ変換回路１１のスイッチ素子Ｑ１１のデューティやスイッチング周波数を制御して、放電ランプ２に供給される電力量を放電ランプ２の定常点灯用の電力量に調整する。 When the mode is switched to the lighting control mode, the frequency control circuit 16 supplies power to the discharge lamp 2 by turning on and off each switch element of the polarity inversion circuit 12 at a high frequency for a predetermined time (several seconds). The frequency is changed to a low frequency within a range of several tens Hz to several hundreds Hz, and the duty and switching frequency of the switch element Q11 of the DC-DC conversion circuit 11 are controlled, so that the amount of power supplied to the discharge lamp 2 is changed to the discharge lamp. 2 is adjusted to the amount of power for steady lighting.

次に、図４及び５を参照しながら、第１実施形態の動作について説明する。電源が投入されて、高輝度放電ランプ点灯装置１０が起動されると（Ｓ１１）、始動制御モードに入り、周波数制御回路１６が、高輝度放電ランプ点灯装置１０の各部の初期設定（ループ回数のゼロへの初期化を含む）を行い（Ｓ１２）、直流電圧Ｖ11の極性を反転するための可変の周波数ｆを指令値（この場合は周波数ｆｓ）に設定する（Ｓ１３）。これにより、極性反転回路１２の各スイッチ素子が周波数ｆｓでオン及びオフし、始動電圧Ｖｓが共振回路１３のキャパシタＣ１３に発生して放電ランプ２及びイグナイタ回路１４に印加する。 Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. When the power is turned on and the high-intensity discharge lamp lighting device 10 is started (S11), the start control mode is entered, and the frequency control circuit 16 initializes each part of the high-intensity discharge lamp lighting device 10 (the number of loops). (Including initialization to zero) (S12), and a variable frequency f for inverting the polarity of the DC voltage V11 is set to a command value (in this case, the frequency fs) (S13). As a result, each switch element of the polarity inverting circuit 12 is turned on and off at the frequency fs, and a starting voltage Vs is generated in the capacitor C13 of the resonance circuit 13 and applied to the discharge lamp 2 and the igniter circuit 14.

続いて、周波数制御回路１６は、検出電圧Ｖ15に基づいて、放電ランプ２が始動して点灯したか否かを判別し（Ｓ１４）、放電ランプ２が点灯すれば（Ｓ１４でＹＥＳ）、点灯制御モードに移行して、上述の点灯制御を行う（Ｓ１５）。一方、放電ランプ２が点灯しなければ（Ｓ１４でＮＯ）、周波数制御回路１６は、ループ回数が規定回数であるか否かを判別し（Ｓ１６）、ループ回数が規定回数であれば（Ｓ１６でＹＥＳ）、始動及び点灯の処理を停止する（ＥＮＤ）。 Subsequently, the frequency control circuit 16 determines whether or not the discharge lamp 2 is started and lit based on the detected voltage V15 (S14). If the discharge lamp 2 is lit (YES in S14), the lighting control is performed. The mode is switched to the above-described lighting control (S15). On the other hand, if the discharge lamp 2 is not lit (NO in S14), the frequency control circuit 16 determines whether or not the number of loops is a specified number (S16), and if the number of loops is a specified number (in S16). YES), the start-up and lighting processes are stopped (END).

ループ回数が規定回数でなければ（Ｓ１６でＮＯ）、周波数制御回路１６は、共振電圧検出回路１５で共振電圧を検出し（Ｓ１７）、この共振電圧から得られる検出値（Ｖ15）が規定値（電圧Ｖｅ）に達したか否かを判別する（Ｓ１８）。検出値が規定値に達しなければ（Ｓ１８でＮＯ）、周波数制御回路１６は、現在の可変の周波数ｆから予め決められた周波数△ｆだけ減じて指令値とし（Ｓ１９）、処理をステップＳ１３に戻す。これにより、可変の周波数ｆがｆ−△ｆに設定されるので、図５に示すように、ステップＳ１９に入る毎に、高輝度放電ランプ点灯装置の各動作波形が変化する。例えば、検出電圧Ｖ15及びキャパシタＣ１４の電圧が上昇し、キャパシタＣ１４の電圧がトリガ電圧Ｖｂｄに達した時点で、イグナイタ回路１４が放電ランプ２にパルス始動電圧を印加する。その結果として、放電ランプ２が点灯すると、ステップＳ１４で、ステップＳ１５に分岐することになる。なお、図５には、Ｑ２，Ｑ３の駆動信号を図示していないが、それらの波形は、Ｑ１，Ｑ４の波形と逆になる。 If the number of loops is not the specified number (NO in S16), the frequency control circuit 16 detects the resonance voltage with the resonance voltage detection circuit 15 (S17), and the detection value (V15) obtained from this resonance voltage is the specified value ( It is determined whether or not the voltage Ve) has been reached (S18). If the detected value does not reach the specified value (NO in S18), the frequency control circuit 16 subtracts a predetermined frequency Δf from the current variable frequency f to obtain a command value (S19), and the process goes to step S13. return. Accordingly, since the variable frequency f is set to f−Δf, each operation waveform of the high-intensity discharge lamp lighting device changes every time step S19 is entered as shown in FIG. For example, the igniter circuit 14 applies a pulse starting voltage to the discharge lamp 2 when the detection voltage V15 and the voltage of the capacitor C14 rise and the voltage of the capacitor C14 reaches the trigger voltage Vbd. As a result, when the discharge lamp 2 is turned on, the process branches to step S15 in step S14. Although the drive signals for Q2 and Q3 are not shown in FIG. 5, their waveforms are opposite to those for Q1 and Q4.

検出値が規定値に達すれば（Ｓ１８でＹＥＳ）、周波数制御回路１６は、ループ回数を１増分し、指令値（可変の周波数ｆ）を現在の周波数（ｆｅ）に固定して（Ｓ２０）、処理をステップＳ１３に戻す。これにより、放電ランプ２が始動して点灯するか、ループ回数がＳ１６の規定回数に達するまで、周波数ｆｅに対応する電圧Ｖｅを印加されたイグナイタ回路１４が、パルス始動電圧を確実かつ迅速に発生するので、放電ランプ１を確実かつ迅速に始動することができる。 If the detected value reaches the specified value (YES in S18), the frequency control circuit 16 increments the number of loops by 1, and fixes the command value (variable frequency f) to the current frequency (fe) (S20). The process returns to step S13. Thereby, the igniter circuit 14 to which the voltage Ve corresponding to the frequency fe is applied generates the pulse starting voltage surely and quickly until the discharge lamp 2 starts and lights up or the number of loops reaches the prescribed number of S16. Therefore, the discharge lamp 1 can be started reliably and quickly.

一変形実施形態において、電圧Ｖｓ及びＶｅのレベルに対応する可変の周波数ｆは、図６及び７に示すように、それぞれ、ｆ０／ｎよりも高い周波数ｆｓ及びｆｅであり、ここで、ｎは奇数（図７の例では３）である。また、周波数ｆｅは、ｆ０／ｎ近傍に設定される。共振は、可変の周波数ｆのｎ次高調波が使用され、共振周波数は、周波数ｆｓのｎ倍から周波数ｆｅのｎ倍に向けて所定周波数ずつ減分される。この構成でも、共振電圧が電圧Ｖｓのレベルから電圧Ｖｅのレベルに上がるので、共振回路及びイグナイタ回路は、第１実施形態のそれらと同様に動作する。特に、極性反転のデューティーが約５０％のときには、奇数時の高調波で強い共振を利用でき有効である。このように、高次の高調波を使い、共振回路１３の共振周波数ｆ０を高くすることによって、共振回路１３のインダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３の定数をより小さくすることができ、高輝度放電ランプ点灯装置１０を小型化することができる。例えば、３次高調波の場合には、次式よりＬ１３×Ｃ１３は１／９となり、小型化が可能となる。 In one variant embodiment, the variable frequencies f corresponding to the levels of the voltages Vs and Ve are frequencies fs and fe higher than f0 / n, respectively, as shown in FIGS. 6 and 7, where n is It is an odd number (3 in the example of FIG. 7). The frequency fe is set in the vicinity of f0 / n. The resonance uses an n-order harmonic of a variable frequency f, and the resonance frequency is decremented by a predetermined frequency from n times the frequency fs to n times the frequency fe. Even in this configuration, since the resonance voltage rises from the level of the voltage Vs to the level of the voltage Ve, the resonance circuit and the igniter circuit operate in the same manner as those in the first embodiment. In particular, when the duty of polarity inversion is about 50%, it is effective to use strong resonance with harmonics at odd numbers. Thus, by using the higher harmonics and increasing the resonance frequency f0 of the resonance circuit 13, the constants of the inductor L13 and the capacitor C13 of the resonance circuit 13 can be further reduced, and the high-intensity discharge lamp lighting device 10 can be reduced in size. For example, in the case of the third harmonic, L13 × C13 is 1/9 from the following equation, and the size can be reduced.

ｆ０＝１／（２π×√（Ｌ１３×Ｃ１３））
ｆ０’＝３×ｆ０
（Ｌ１３×Ｃ１３）’＝（Ｌ１３×Ｃ１３）／９
図８は、本発明による第２実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置を示す。図８に示すように、第２実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置２０は、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１、極性反転回路１２、共振回路１３及びイグナイタ回路１４を上記変形実施形態と同様に備えるほか、第２実施形態の特徴として、共振電圧検出回路２５及び周波数制御回路２６を備える。 f0 = 1 / (2π × √ (L13 × C13))
f0 ′ = 3 × f0
(L13 × C13) ′ = (L13 × C13) / 9
FIG. 8 shows a high-intensity discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the high-intensity discharge lamp lighting device 20 according to the second embodiment includes a DC-DC conversion circuit 11, a polarity inversion circuit 12, a resonance circuit 13, and an igniter circuit 14 in the same manner as in the modified embodiment. As a feature of the second embodiment, a resonance voltage detection circuit 25 and a frequency control circuit 26 are provided.

共振電圧検出回路２５は、イグナイタ回路１４に印加されてイグナイタ回路１４がパルス始動電圧を発生する度にレベルが変動する電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて、パルス始動電圧の発生間隔時間を計測するように構成される。例えば、共振電圧検出回路２５は、図示しない差動増幅回路等の電圧検出部及び時間を計測するタイマーなどで構成され、イグナイタ回路１４のキャパシタＣ１４の電圧を検出して、パルス始動電圧の発生時間間隔を計測する。タイマーは、パルス始動電圧の発生時点でリセットされる。 The resonance voltage detection circuit 25 detects a voltage that is applied to the igniter circuit 14 and changes in level each time the igniter circuit 14 generates a pulse starting voltage, and based on the detected voltage, the generation interval time of the pulse starting voltage is detected. Configured to measure. For example, the resonance voltage detection circuit 25 includes a voltage detection unit such as a differential amplifier circuit (not shown) and a timer for measuring time, and detects the voltage of the capacitor C14 of the igniter circuit 14 to generate a pulse starting voltage generation time. Measure the interval. The timer is reset when the pulse starting voltage is generated.

周波数制御回路２６は、上記パルス始動電圧の発生間隔時間に基づいて、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達したか否かを判別し、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達した旨の判別結果が得られた後は、共振電圧を電圧Ｖｅのレベルに維持するように可変の周波数ｆを固定する。より具体的には、周波数制御回路２６は、発生間隔時間が、予め決められた規定時間（ｔｒ）以下になったか否かを判別し、発生間隔時間が規定時間以下になれば、可変の周波数ｆを周波数ｆｅに固定する。これ以外は、前述の実施形態と同様である。 The frequency control circuit 26 determines whether or not the resonance voltage has reached the level of the voltage Ve based on the generation interval time of the pulse starting voltage, and the determination result that the resonance voltage has reached the level of the voltage Ve is obtained. After being obtained, the variable frequency f is fixed so as to maintain the resonance voltage at the level of the voltage Ve. More specifically, the frequency control circuit 26 determines whether or not the generation interval time is equal to or less than a predetermined specified time (tr). If the generation interval time is equal to or less than the predetermined time, the frequency control circuit 26 f is fixed to the frequency fe. Except this, it is the same as the above-mentioned embodiment.

次に、図９及び１０を参照しながら、第２実施形態の動作について説明する。ステップＳ１１〜Ｓ１６までは第１実施形態と同様である。ループ回数が規定回数でなければ（Ｓ１６でＮＯ）、周波数制御回路２６は、共振電圧検出回路２５でパルス始動電圧の発生間隔時間（計測値）を計測し（Ｓ２７）、計測値が規定値（規定時間ｔｒ）以下になったか否かを判別する（Ｓ２８）。計測値が規定値以下にならなければ（Ｓ２８でＮＯ）、周波数制御回路２６は、現在の可変の周波数ｆから予め決められた周波数△ｆだけ減じて指令値とし（Ｓ１９）、処理をステップＳ１３に戻す。図１０に示すように、ステップＳ１９に入る毎に、キャパシタＣ１３の電圧が段階的に高くなって、計測値が段階的に小さくなる（図１０のｔ０，ｔ１，ｔ２参照）。 Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIGS. Steps S11 to S16 are the same as in the first embodiment. If the number of loops is not the specified number (NO in S16), the frequency control circuit 26 measures the generation time (measured value) of the pulse starting voltage with the resonance voltage detection circuit 25 (S27), and the measured value is the specified value ( It is determined whether or not the predetermined time tr) is reached (S28). If the measured value does not fall below the specified value (NO in S28), the frequency control circuit 26 subtracts a predetermined frequency Δf from the current variable frequency f to obtain a command value (S19), and the process is step S13. Return to. As shown in FIG. 10, every time step S19 is entered, the voltage of the capacitor C13 increases stepwise and the measured value decreases stepwise (see t0, t1, t2 in FIG. 10).

計測値が規定値以下になれば（Ｓ２８でＹＥＳ）、周波数制御回路２６は、ループ回数を１増分し、指令値（可変の周波数ｆ）を現在の周波数（ｆｅ）に固定して（Ｓ２０）、処理をステップＳ１３に戻す。 If the measured value is less than or equal to the specified value (YES in S28), the frequency control circuit 26 increments the number of loops by 1, and fixes the command value (variable frequency f) to the current frequency (fe) (S20). The process returns to step S13.

本発明による第１実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a high-intensity discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. 図２のプロジェクタの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of FIG. 図１の高輝度放電ランプ点灯装置の共振動作の説明図である。It is explanatory drawing of the resonance operation | movement of the high-intensity discharge lamp lighting device of FIG. 図１の高輝度放電ランプ点灯装置の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the high-intensity discharge lamp lighting device of FIG. 図１の高輝度放電ランプ点灯装置の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of the high-intensity discharge lamp lighting device of FIG. 一変形実施形態の共振動作の説明図である。It is explanatory drawing of the resonance operation | movement of one deformation | transformation embodiment. その変形実施形態の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of the deformation | transformation embodiment. 本発明による第２実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the high-intensity discharge lamp lighting device of 2nd Embodiment by this invention. 図８の高輝度放電ランプ点灯装置の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the high-intensity discharge lamp lighting device of FIG. 図８の高輝度放電ランプ点灯装置の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of the high-intensity discharge lamp lighting device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１プロジェクタ
２放電ランプ
７直流電源
１０，２０高輝度放電ランプ点灯装置
１１ＤＣ−ＤＣ変換回路
１２極性反転回路
１３共振回路
１４イグナイタ回路
１５，２５共振電圧検出回路
１６，２６周波数制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector 2 Discharge lamp 7 DC power supply 10,20 High-intensity discharge lamp lighting device 11 DC-DC conversion circuit 12 Polarity inversion circuit 13 Resonance circuit 14 Igniter circuit 15, 25 Resonance voltage detection circuit 16, 26 Frequency control circuit

Claims

電源の入力電圧から可変の直流電圧を得る直流変換回路と、
前記直流電圧の極性を可変の周波数で反転させて交流電圧を得る極性反転回路と、
前記交流電圧を印加され、この交流電圧の周波数に応じた共振電圧を生成して高輝度放電ランプに印加する共振回路と、
前記共振電圧を印加され、これがトリガ電圧に対応するレベルに達したときに、パルス始動電圧を発生して前記高輝度放電ランプに印加するイグナイタ回路と、
前記共振電圧を検出する共振電圧検出回路と、
前記共振電圧が、前記トリガ電圧のバラツキ範囲の下限値に対応するレベルよりも低い第１電圧レベルから前記トリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高い第２電圧レベルに段階的又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を調整する周波数制御回路と
を備え、
前記周波数制御回路は、
前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に又は連続的に下げ、
前記共振電圧検出回路によって検出された共振電圧から得られる値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、
前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定する
ことを特徴とする高輝度放電ランプ点灯装置。 A DC conversion circuit that obtains a variable DC voltage from the input voltage of the power supply;
A polarity inverting circuit for inverting the polarity of the DC voltage at a variable frequency to obtain an AC voltage;
A resonance circuit that is applied with the AC voltage, generates a resonance voltage corresponding to the frequency of the AC voltage, and applies the resonance voltage to the high-intensity discharge lamp;
An igniter circuit that generates a pulse starting voltage and applies it to the high-intensity discharge lamp when the resonant voltage is applied and reaches a level corresponding to a trigger voltage;
A resonance voltage detection circuit for detecting the resonance voltage;
The resonant voltage is stepped from a first voltage level lower than a level corresponding to the lower limit value of the trigger voltage variation range to a second voltage level higher than a level corresponding to the upper limit value of the trigger voltage variation range. A frequency control circuit for adjusting the variable frequency so as to continuously increase, and
The frequency control circuit includes:
The variable frequency is stepped or continuously from the first frequency to a lower second frequency so that the resonant voltage increases stepwise or continuously from the first voltage level to the second voltage level. To
Based on a value obtained from the resonance voltage detected by the resonance voltage detection circuit, it is determined whether or not the resonance voltage has reached the second voltage level,
After the determination result that the resonance voltage has reached the second voltage level is obtained, the variable frequency is fixed so as to maintain the resonance voltage at the second voltage level. Brightness discharge lamp lighting device.

前記周波数制御回路は、前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に下げ、
前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振回路の共振周波数よりも高く、
前記第２周波数は、前記共振周波数近傍に設定される
ことを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプ点灯装置。 The frequency control circuit reduces the variable frequency stepwise from the first frequency to a lower second frequency so that the resonance voltage stepwise increases from the first voltage level to the second voltage level. ,
The first frequency and the second frequency are higher than a resonance frequency of the resonance circuit,
The high-intensity discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the second frequency is set in the vicinity of the resonance frequency.

前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１よりも高く、
前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１近傍に設定される
ことを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプ点灯装置。 The first frequency and the second frequency are higher than an odd number of the resonance frequency;
The high-intensity discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the second frequency is set in the vicinity of an odd number of the resonance frequency.

前記共振電圧検出回路は、前記イグナイタ回路に印加されて前記イグナイタ回路が前記パルス始動電圧を発生する度にレベルが変動する電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて、前記パルス始動電圧の発生間隔時間を計測し、
前記周波数制御回路は、前記パルス始動電圧の発生間隔時間の値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定する
ことを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプ点灯装置。 The resonant voltage detection circuit detects a voltage that is applied to the igniter circuit and changes in level each time the igniter circuit generates the pulse starting voltage, and generates the pulse starting voltage based on the detected voltage. Measure the interval time,
The frequency control circuit determines whether the resonance voltage has reached the second voltage level based on a value of the generation interval time of the pulse starting voltage, and the resonance voltage has reached the second voltage level. 2. The high-intensity discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the variable frequency is fixed so that the resonance voltage is maintained at the second voltage level after the determination result indicating that the determination has been made.

請求項１から４の何れかに記載の高輝度放電ランプ点灯装置と、
前記高輝度放電ランプと
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
A high-intensity discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 4,
A projector comprising: the high-intensity discharge lamp.