JPH10257758A - Ｄｃ−ｄｃコンバータ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路効率が高く、伝播ノイズおよび放射ノイズ
が少なくて、しかも小形化も可能なＤＣ−ＤＣコンバー
タ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装
置を提供する。 【解決手段】スイッチング手段、フライホイールダイオ
ード、インダクタおよび平滑コンデンサを備えたチョッ
パの複数を並列接続して、各スイッチング手段を順次作
動させることによって、出力端から見て主回路が単一の
チョッパであるように作動させる制御手段を設けた。平
滑コンデンサは、各チョッパに対して共用してもよい。
主回路の直流出力で直接高圧放電ランプを点灯してもよ
いし、さらにたとえば極性反転回路を用いて交流点灯し
てもよい。そうして、各チョッパを流れる電流および動
作周波数がチョッパの数分の１になるから、回路効率、
伝播ノイズ・放射ノイズともに大幅に低減する。さら
に、インダクタの巻線の断面積が少なくなるとともに、
回路効率の減少によって電気部品の小形化を図れるの
で、全体として装置の小形化を実現することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＤＣ−ＤＣコンバー
タ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクション式テレビジョン受像機
やオーバーヘッドプロジェクタなどでは、光源として小
形の高圧放電ランプが使用されるようになってきた。当
初この種用途に用いられる高圧放電ランプは、交流で点
灯された。

【０００３】ところが、高圧放電ランプを直流で点灯す
ると、投射面照度が高くとれることから、近時は直流点
灯が増えつつある。そして、当初のこの種高圧放電ラン
プは、その電極間距離が５〜１０ｍｍであった。

【０００４】この種高圧放電ランプを直流点灯するに
は、放電ランプがショートアーク形で、したがってラン
プ電圧が低いので、降圧チョッパを用いている。

【０００５】図１１は、従来の降圧チョッパを主回路と
する高圧放電ランプ点灯装置を示す回路図である。

【０００６】図において、１１１は直流電源、１１２は
スイッチング手段、１１３は制御手段、１１４はフライ
ホイールダイオード、１１５はインダクタ、１１６は平
滑コンデンサ、１１７は始動回路、１１８は高圧放電ラ
ンプ、１１９は主回路である。

【０００７】スイッチング手段１１２は、トランジスタ
などを用いており、このスイッチング手段１１２、フラ
イホイールダイオード１１４、インダクタ１１５および
平滑コンデンサ１１６で降圧チョッパからなる主回路１
１９を構成している。

【０００８】制御手段１１３は、スイッチング手段１１
２を所定の周期およびデューティでオン、オフさせて、
高圧放電ランプ１１８に定電力を供給するように作用す
る。

【０００９】図１２は、図１１における制御信号電圧お
よび出力電流の波形図である。

【００１０】図において、Ｖｇは制御信号電圧、Ｉは出
力電流である。

【００１１】近時は、光学系の集光効率を向上するため
に、電極間距離が４ｍｍ以下の高圧放電ランプが主流に
なっている。そして、さらに一層の高効率化、低ノイズ
化、小形化の要求が強い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電極間距離
が小さくなるにしたがってランプ電圧は必然的に低下す
る。高圧放電ランプに同一電力を供給するには、電極間
距離が短くなるにしたがってランプ電流を多くする必要
がある。ランプ電流の増加は、回路効率の低下、伝播ノ
イズおよび放射ノイズの増加ならびに装置の大形化を招
く。

【００１３】まず、回路効率について説明する。

【００１４】チョッパにおける損失は、主にスイッチン
グ損失による。スイッチング損失は、スイッチング手段
のスイッチングに伴って発生するもので、スイッチング
手段を流れる電流に比例する。すなわち、ランプ電流が
大きくなるにしたがって回路損失が増加、換言すれば回
路効率が低下する。また、スイッチング手段におけるス
イッチング損失の増加は、スイッチング手段の大形化お
よびまたは放熱装置の大形化を招く。このことは、装置
の大形化を意味する。

【００１５】さらに、この種の高圧放電ランプは、その
ランプ電圧が消費電力２００Ｗ程度のもので、３０〜６
０Ｖと低い。これに対して、無負荷開放電圧は前述のよ
うに２４０〜４００Ｖであり、ＰＷＭ制御による場合、
安定点灯時のオンデューティ比が小さくなり、したがっ
て回路効率が悪い。特に、スイッチング速度を抑えて伝
播ノイズおよび放射ノイズを低下させる場合には、回路
効率が顕著に悪化する。

【００１６】次に、伝播ノイズおよび放射ノイズについ
て説明する。

【００１７】降圧チョッパにおいて、スイッチング条件
が一定の場合、スイッチングノイズは、入力電圧および
出力電流の増加に伴って増大する。したがって、電極間
距離の短縮に伴って出力電流すなわちランプ電流が増加
するので、スイッチングノイズを主要因とする伝播ノイ
ズおよび放射ノイズが増加する。

【００１８】最後に、装置の大形化について説明する。

【００１９】装置の大形化は、主に巻線部品の肥大化に
よる。一般的な無負荷開放電圧が２４０〜４００Ｖのメ
タルハライドランプの点灯装置では、定格出力電流が４
Ａ程度の場合、降圧チョッパのインダクタにはＥＩ−３
３程度のコアを使用できるが、出力電流が６Ａ以上にな
ると、ＥＩ−５０以上のコアが必要になる。

【００２０】本発明は、回路効率が高く、伝播ノイズお
よび放射ノイズが少なくて、しかも小形化も可能で、短
アーク形の高圧放電ランプに好適なＤＣ−ＤＣコンバー
タ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装
置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明のＤＣ−
ＤＣコンバータは、直流電源と；スイッチング手段、フ
ライホイールダイオード、インダクタおよび平滑コンデ
ンサを備えたチョッパの複数を並列接続してなり、入力
端を直流電源に接続した主回路と；各チョッパのスイッ
チング手段を順次作動させることによって出力端から見
て主回路が単一のチョッパであるように作動させる制御
手段と；を具備していることを特徴としている。

【００２２】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００２３】ＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチング手
段、フライホイールダイオード、インダクタおよび平滑
コンデンサを備えたチョッパであれば、降圧形チョッ
パ、昇圧形チョッパ、逆極性形チョッパなどのいずれで
もよい。

【００２４】直流電源は、電池電源、発電機電源および
整流化電源などのいずれでもよい。また、整流化電源の
場合は平滑化の有無は問わないが、チョッパによる平滑
化作用があるので、敢えて平滑化しなくてもよい。

【００２５】スイッチング手段は、制御手段によってそ
のスイッチングを制御することができれば、トランジス
タなどどのようなものであってもよい。

【００２６】フライホイールダイオードは、インダクタ
の逆起電力による電流を通流させるように接続される。

【００２７】インダクタは、スイッチング手段がオン時
に電磁エネルギーを蓄え、オフ時にこれを放出する。

【００２８】平滑コンデンサは、出力電圧を平滑化す
る。

【００２９】以上のスイッチング手段、フライホイール
ダイオードおよびインダクタは、チョッパのタイプによ
って接続位置が変わる。降圧形においては、入力端およ
び出力端間にスイッチング手段およびインダクタが直列
に接続される。昇圧形においては、同じくインダクタお
よびフライホイールダイオードが直列接続される。さら
に、逆極性形においては、スイッチング手段およびフラ
イホイールダイオードが直列接続される。そして、フラ
イホイールダイオードは、インダクタの逆起電力による
電流が負荷側に流れるようにインダクタとの関係におい
て接続される。

【００３０】チョッパはその複数が並列に接続される。
この場合、チョッパの一部の構成部品たとえば平滑コン
デンサが複数のチョッパに対して共用されてもよい。

【００３１】制御手段は、チョッパのスイッチング手段
に制御信号を供給して、そのオン、オフを制御する。本
発明においては、制御手段はさらに複数のチョッパのス
イッチング手段を順次作動させるように制御する。ま
た、チョッパの入力電圧または出力電圧に応じてスイッ
チング手段のオンデュティを変更するように構成するこ
とによって、定電圧調整機能を付与することができる。
さらにまた、入力電流または出力電流に応じてスイッチ
ング手段のオンデュティを変更するように構成すること
によって、定電流調整機能を付与することができる。し
たがって、電圧および電流の両者を制御することによ
り、定電力制御を行わせることもできる。

【００３２】なお、ＤＣ−ＤＣコンバータの負荷は高圧
放電ランプが好適であるが、本発明はこれに限定されな
い。

【００３３】そうして、本発明においては、複数のチョ
ッパを順次作動させるので、出力端から見ると、単一の
チョッパが所定の周波数で作動しているように作用す
る。したがって、各チョッパはチョッパの数分の１の周
波数で作動することになる。また、各チョッパが担当す
る電流もチョッパの数分の１となる。

【００３４】まず、スイッチング損失について述べる。

【００３５】スイッチング損失は、既述のようにチョッ
パを流れる電流に比例するところ、本発明においては、
上記のように各チョッパが担当する電流はチョッパの数
分の１になるので、スイッチング損失もチョッパの数分
の１になる。さらに、各チョッパにおいてスイッチング
損失が発生する機会は上記のように動作周波数の減少に
伴ってチョッパの数分の一になる。

【００３６】したがって、各チョッパにおいて発生する
スイッチング損失はチョッパの数の２乗分の一となる。
たとえば、２個のチョッパを用いて上記のように構成し
た場合、各チョッパのスイッチング損失は４分の１とな
る。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ全体としては、スイ
ッチング損失は単一のチョッパを用いる場合の２分の１
となる。同様に３個のチョッパを用いれば、スイッチン
グ損失は３分の１になることが理解できるであろう。た
だし、チョッパの数が増えるにしたがってフライホイー
ルダイオードの抵抗分による導通損失は増加するが、回
路効率はスイッチング損失に影響を受ける割合が大きい
から、回路損失は明らかに減少し、したがって回路効率
は向上する。

【００３７】また、各チョッパの動作周波数は前述のよ
うにチョッパの数分の１になるから、各チョッパにおけ
るスイッチング手段のオン時間はチョッパの数倍にな
る。したがって、たとえば負荷がランプ電圧の低い短ア
ークの高圧放電ランプであって、そのためオンデューテ
ィが小さくてなっても、回路効率の悪化を阻止する。

【００３８】次に、伝播ノイズおよび放射ノイズについ
て述べる。

【００３９】伝播ノイズおよび放射ノイズは前述のよう
に主要因がスイッチングノイズであり、スイッチングノ
イズはスイッチング手段を流れる電流に比例して増減す
るので、電流の減少に伴って伝播ノイズおよび放射ノイ
ズは大幅に減少する。

【００４０】最後に、装置の大きさについて説明する。

【００４１】装置の大きさに影響の大きい巻線部品であ
るところのインダクタの巻線の断面積はチョッパの平均
電流に比例する。平均電流は前記から理解できるように
チョッパの数分の１になることから、巻線として細い導
線を用いることができ、インダクタの小形化に寄与す
る。さらに、前記のように回路損失およびノイズの減少
に伴って、スイッチング手段やその放熱装置も小形化す
ることができ、したがって全体として装置の小形化を図
ることができる。

【００４２】なお、単一のチョッパにおいて、スイッチ
ング手段を複数並列接続して各スイッチング手段を順次
作動させることも考えられるが、この場合に比べて本発
明は以下の利点がある。

【００４３】各チョッパのスイッチング周波数がチョッ
パの数分の１になるので、ランプ電圧が低い場合に発生
するおそれのある間欠発振などの誤動作に対して余裕が
ある。

【００４４】スイッチング手段のスイッチングオンは電
流がゼロから始まるので、スイッチング損失は殆ど発生
しない。また、スイッチングオフ時のピーク電流が小さ
いので、その最のスイッチング損失も小さい。

【００４５】インダクタの巻線は、インダクタを通流す
る電流がチョッパの数分の１になるために、インダクタ
ンスに関係なく細いものを使用することができ、部品の
小形化なる。

【００４６】上記ランプ電圧が低いときの余裕を利用し
て動作周波数をさらに高くすれば、一層の小形化を図る
ことができる。

【００４７】請求項２の発明のＤＣ−ＤＣコンバータ
は、直流電源と；スイッチング手段、フライホイールダ
イオード、インダクタおよび平滑コンデンサを備えたチ
ョッパの複数を平滑コンデンサを共用して並列接続して
なり、入力端を直流電源に接続した主回路と；各チョッ
パのスイッチング手段を順次作動させることによって出
力端から見て主回路が単一のチョッパであるように作動
させる制御手段と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００４８】本発明は、複数のチョッパを並列接続する
に際して平滑コンデンサを各チョッパに対して共用する
構成である。平滑コンデンサに流れるリップル電流は、
各チョッパに流れる電流が打ち消し合うように加算され
る。その他の作用は請求項１と同様である。

【００４９】請求項３の発明のＤＣ−ＤＣコンバータ
は、請求項１または２記載のＤＣ−ＤＣコンバータにお
いて、制御手段は、各チョッパのインダクタに通流する
電流が断続的で、出力電流が連続波形となるように主回
路を制御することを特徴としている。

【００５０】本発明は、各チョッパにおいてはインダク
タに流れる電流が断続的であっても合成された出力電流
は連続的であるためには、一方のチョッパのスイッチン
グ手段に電流が流れている期間にその前にスイッチング
手段がオンした他方のチョッパにおいてフライホイール
ダイオードに電流が流れている期間とが重なっているこ
とになり、スイッチングの瞬間のスイッチング手段を流
れる電流値を低減することができ、これによってさらに
スイッチング損失を少なくすることができる。

【００５１】請求項４の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、出力を高圧放電ランプに供給する請求項１ないし３
のいずれか一記載のＤＣ−ＤＣコンバータと；高圧放電
ランプに始動電圧を供給する始動装置と；を具備してい
ることを特徴としている。

【００５２】請求項１ないし３のＤＣ−ＤＣコンバータ
は、スイッチング損失が少なくて、伝播ノイズおよび放
射ノイズが少ないので、ランプ電圧が低くランプ電流が
大きい短アーク形の高圧放電ランプの点灯に特に好適で
ある。短アーク形の場合、電極間距離は、一般的には６
ｍｍ以下、好ましくは４ｍｍ以下である。短アーク形の
高圧放電ランプは、必要に応じて反射鏡を一体に備えた
ものとすることによって、光学性能を発揮しやすくする
ことができる。

【００５３】本発明に用いる高圧放電ランプは、短アー
ク形のメタルハライドランプである場合に特に効果的で
ある。投射用のメタルハライドランプとしては、放電媒
体が以下の構成である場合に、要求される発光特性すな
わち発光効率、相関色温度、色度および演色性の点から
好ましい結果をもたらす。すなわち、発光金属としてジ
スプロシウムＤｙ、セシウムＣｓおよびネオジムＮｄを
主成分として、これにタリウムＴｌ、およびまたは錫Ｓ
ｎを副成分として必要に応じて添加し、これら成分に対
して適量のヨー素Ｉおよびまたは臭素Ｂｒを水銀および
希ガスとともに封入する。

【００５４】しかし、本発明は短アーク形でない高圧放
電ランプの点灯であってもその効果を奏するから、短ア
ーク形の高圧放電ランプに限定されない。

【００５５】また、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端に直
接高圧放電ランプを接続すれば、高圧放電ランプを直流
点灯することができる。この場合、チョッパが高圧放電
ランプに直列接続されるなら、インダクタを高圧放電ラ
ンプのバラスト要素として兼用することもできる。しか
し、必要により、チョッパの入力側または出力側に別に
バラスト要素を挿入することができる。また、バラスト
要素は、回路の交流側または直流側に挿入することがで
きる。

【００５６】さらに、高圧放電ランプを交流点灯する場
合は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力をインバータなどの
極性変換手段によって交番出力に変換してから、高圧放
電ランプに供給してもよい。

【００５７】さらにまた、高圧放電ランプの始動直後お
よび光束立ち上がり途中においては、各チョッパのイン
ダクタを流れる電流を連続波形として電流を増やし、安
定点灯時には不連続波形であるが、出力電流は連続波形
にすることによってスイッチング損失を低減するように
制御することが許容される。メタルハライドランプのよ
うにランプ電圧変動範囲の大きい高圧放電ランプであっ
ても、上記のように構成することにより、安定点灯時に
良好な効果を得ることができる。

【００５８】請求項５の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項４記載の高圧放電ランプ点灯装置において、
入力電流または高圧放電ランプのランプ電流を検出する
電流検出手段と；入力電圧または高圧放電ランプのラン
プ電圧を検出する電圧検出手段と；を具備し；制御手段
は、入力電流または高圧放電ランプのランプ電流および
入力電圧または高圧放電ランプのランプ電圧に応じて高
圧放電ランプに所定の電力を供給するようにスイッチン
グ手段を制御する；ことを特徴としている。

【００５９】本発明においては、直流電源状況または高
圧放電ランプの負荷状況に応じてスイッチング手段を制
御することにより、所望の電力を高圧放電ランプに供給
することができる。所望の電力としては定電力およびそ
の他任意に設定することができる。

【００６０】請求項６の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項４記載の高圧放電ランプ点灯装置において、
スイッチング手段に通流する電流の１周期におけるピー
ク電流を検出するピーク電流検出手段と；高圧放電ラン
プのランプ電圧を検出する電圧検出手段と；を具備し；
制御手段は、ピーク電流検出手段と電圧検出手段との出
力を演算し、演算結果が所定値を越えるまではスイッチ
ング手段をオン、オフするが、所定値を越えたときには
スイッチング手段をオフにする；ことを特徴としてい
る。

【００６１】本発明においては、高圧放電ランプのラン
プ電圧とスイッチング手段を通流する電流のピーク電流
とを演算することにより、点灯中にランプ電流が増加す
るのを監視して、ランプ電流が増加すると、スイッチン
グ手段をオフにしてランプ電流の増加を抑制するもので
ある。したがって、ランプ電流が増加することによって
回路損失が増加して出力が減少するのを補正することが
できる。

【００６２】請求項７の高圧放電ランプ点灯装置は、請
求項４ないし６のいずれか一記載の高圧放電ランプ点灯
装置において、制御手段は、高圧放電ランプに供給する
電力の特性をチョッパのインダクタに通流する電流が不
連続のときにはに定電力特性とし、インダクタに通流す
る電流が連続のときにはオンデューティが小さくなるほ
ど定電流特性に近い特性になるようスイッチング手段を
制御することを特徴としている。

【００６３】本発明において、定電力特性とは、完全な
定電力特性のみを意味するものではなく、ほぼ定電力特
性といっても差し支えないような類似の電力特性をも含
むものである。

【００６４】本発明は、高圧放電ランプがメタルハライ
ドランプの場合に望ましい電力特性を提供する。

【００６５】請求項８の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項４ないし７のいずれか一記載の高圧放電ラン
プ点灯装置において、高圧放電ランプを具備しているこ
とを特徴としている。

【００６６】本発明は、高圧放電ランプを高圧放電ラン
プ点灯装置の構成要素として含むものである。

【００６７】高圧放電ランプはＤＣ−ＤＣコンバータと
一体または共通の組立体としてもよいし、要すれば分離
していてもよい。

【００６８】請求項９の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項８記載の高圧放
電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴として
いる。

【００６９】本発明の照明装置は、高圧放電ランプを何
らかの照明の目的に使用する装置の全てに適応するもの
である。たとえば照明器具、表示装置、信号灯装置およ
び画像投射装置などに実施することができる。照明器具
としては、屋内用の各種照明器具、屋外用の各種照明器
具を含む。画像投射装置としては、液晶プロジェクタ、
オーバーヘッドプロジェクタなどに適用することができ
る。

【００７０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００７１】図１は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータお
よび高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施形態を示す回
路図である。

【００７２】図において、１は交流電源、２Ａは第１の
チョッパ、２Ｂは第２のチョッパ、３は主回路、４は始
動回路、５は高圧放電ランプ、６は制御手段である。

【００７３】交流電源１は、商用交流電源である。

【００７４】第１および第２のチョッパ２Ａ、２Ｂは、
その入力端および出力端がともに並列接続されていて、
これらは主回路３を構成する。そして、第１および第２
のチョッパ２Ａ、２Ｂは、それぞれ整流化電源、スイッ
チング手段、フライホイールダイオード、インダクタお
よび平滑コンデンサを備えている。

【００７５】始動回路４は、周知のものを用いている。

【００７６】高圧放電ランプ５は、短アーク形のメタル
ハライドランプである。

【００７７】制御手段６は、各チョッパのスイッチング
手段を順次作動させて主回路の出力端から見て単一のチ
ョッパであるように制御する。すなわち、各チョッパの
スイッチングを電気的に１８０゜ずらし、かつ出力端か
ら見た場合の動作周波数の半分の動作周波数で各チョッ
パを作動させる。

【００７８】図２は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータお
よび高圧放電ランプ点灯装置の第２の実施形態を示す回
路図である。

【００７９】本実施形態は、図１の実施形態と比較して
各チョッパの平滑コンデンサ２ａを単一の電解コンデン
サを用いて共用にしたものである。したがって、図１と
同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

【００８０】図３は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータお
よび高圧放電ランプ点灯装置の第３の実施形態を示す回
路図である。

【００８１】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００８２】本実施形態は、チョッパの回路構成を具体
的に示したものである。すなわち、第１および第２のチ
ョッパ２Ａ、２Ｂは、それぞれ直流電源７の両極間に接
続したスイッチング手段２ｂおよびフライホイールダイ
オード２ｃの直列回路と、スイッチング手段およびフラ
イホイールダイオード２ｃの接続点にインダクタ２ｄ
と、インダクタ２ｄの他端およびフライホイールダイオ
ード２ｃと直流電源７との接続点の間に接続した平滑コ
ンデンサ２ａとから構成されている。

【００８３】図４は、図３における各部の電圧・電流波
形図である。

【００８４】図において、Ｖａ、Ｖｂは制御信号電圧、
Ｉａ、Ｉｂはインダクタ電流、Ｉｃは平滑コンデンサ入
力電流である。

【００８５】制御信号電圧ＶａとＶｂは、制御手段６か
ら出力されるが、位相が１８０゜ずれている。制御信号
電圧Ｖａは、第１のチョッパ２Ａのスイッチング手段２
ｂの制御極に印加される。制御信号電圧Ｖａは、第２の
チョッパ２Ｂのスイッチング手段２ｂの制御極に印加さ
れる。

【００８６】インダクタ電流Ｉａ、Ｉｂは、インダクタ
２ｄに流れる電流である。インダクタ電流Ｉａは、第１
のチョッパ２Ａのインダクタ２ｄを流れる。インダクタ
電流Ｉｂは、第２のチョッパ２Ｂのインダクタ２ｄを流
れる。

【００８７】平滑電流入力電流Ｉｃは、平滑コンデンサ
２ａに流入する電流である。この平滑コンデンサ入力電
流Ｉｃは、第１および第２のチョッパ２Ａ、２Ｂのイン
ダクタ電流２ｄを加算したものに相当する。

【００８８】図４から明らかなように、インダクタ電流
Ｉａ、Ｉｂはスイッチング手段２ｂがオンのときにゼロ
から立ち上がり、オフになるとインダクタ２ｄの逆起電
力によってフライホイールダイオード２ｃを通って流れ
てゼロまで立ち下がり、次にスイッチング手段２ｂがオ
ンするまでゼロ状態を維持する。したがって、インダク
タ電流Ｉａ、Ｉｂは不連続波形となる。しかし、電流の
立ち下がり期間中に他方のチョッパのスイッチング手段
２ｂがオンしてインダクタ電流が立ち上がる。両方のイ
ンダクタ電流Ｉａ、Ｉｂは、加算されて平滑コンデンサ
入力電流Ｉｃとなる。このため、平滑コンデンサ入力電
流Ｉｃは連続波形となる。

【００８９】高圧放電ランプ５には平滑コンデンサ入力
電流Ｉｃが供給され、これを直流点灯する。

【００９０】図５は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータお
よび高圧放電ランプ点灯装置の第４の実施形態を示す回
路図である。

【００９１】図において、図３と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００９２】本実施形態は、ランプ電圧検出手段８およ
びランプ電流検出手段９を備えている点で異なる。すな
わち、制御手段６は、ランプ電圧検出手段８およびラン
プ電流検出手段９の出力に応じて各チョッパ２Ａ、２Ｂ
の各スイッチング手段２ｂのスイッチングを制御するこ
とによって、高圧放電ランプ５に所定の電力を供給する
ように構成されている。

【００９３】図６は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータお
よび高圧放電ランプ点灯装置の第５の実施形態を示す回
路図である。

【００９４】図において、図３と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００９５】本実施形態は、入力電圧検出手段１０およ
び入力電流検出手段１１を備えている点で異なる。すな
わち、制御手段６は、入力電圧検出手段１０および入力
電流検出手段１１の出力に応じて各チョッパ２Ａ、２Ｂ
の各スイッチング手段２ｂのスイッチングを制御するこ
とによって、高圧放電ランプ５に所定の電力を供給する
ように構成されている。

【００９６】図７は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータお
よび高圧放電ランプ点灯装置の第６の実施形態を示す回
路図である。

【００９７】図において、図３と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００９８】本実施形態は、各チョッパ２Ａ、２Ｂごと
にスイッチング電流検出手段１２ａ、１２ｂを備えてい
る点で異なる。すなわち、制御手段６は、スイッチング
電流検出手段１２ａ、１２ｂの出力に応じてスイッチン
グ手段２ｂのスイッチングを制御することによって、高
圧放電ランプ５に所定の電力を供給するように構成され
ている。

【００９９】図８は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータお
よび高圧放電ランプ点灯装置の第７の実施形態を示す回
路図である。

【０１００】図において、図７と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【０１０１】本実施形態は、各チョッパ２Ａ、２Ｂごと
にスイッチング電流の１周期のピーク電流を検出するピ
ーク電流検出手段１２ａ’、１２ｂ’と、高圧放電ラン
プ５のランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段８を付
加している点で異なる。すなわち、制御手段６は、ピー
ク電流検出手段１２ａ’、１２ｂ’およびランプ電圧検
出手段８の出力を制御手段６で演算し、その演算結果に
応じてスイッチング手段２ｂのスイッチングを制御する
ことによって、高圧放電ランプ５に所定の電力を供給す
るように構成されている。

【０１０２】図９は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第８の実施形態を示す断面図である。

【０１０３】図において、５は高圧放電ランプ、１３は
点灯装置、１４は反射鏡である。

【０１０４】高圧放電ランプ５は、セラミックスからな
る放電容器５ａを備え、放電容器５ａの両端に陽極５ｂ
および陰極５ｃを封装している。５ｄは放電容器５ａの
一端に固着した口金、５ｅは口金５ｄから突出した陽極
リード線、５ｆは陰極リード線、５ｇは給電線である。
そして、放電容器５ａ内には放電媒体として、発光金属
のハロゲン化物、希ガスおよび水銀が封入されている。

【０１０５】点灯装置１３は、図１における主回路３お
よび始動回路４を含んでいる。

【０１０６】反射鏡１４は、ガラス成形により形成され
ているが、頂部にネック部４ａを備え、反射鏡主体部１
４ｂは回転楕円面に形成され、その内面に可視光反射・
赤外線透過性の多層干渉膜１４ｃが形成されている。ま
た、反射鏡主体部１４ｂには、透孔１４ｄが形成されて
いる。そして、高圧放電ランプ５は、その口金５ｄをネ
ック部１４ａ内に口金セメント１５を介して固着されて
いる。さらに、給電線５ｇは反射鏡１４の透孔１４ｄを
通過して反射鏡１４の背面側に導出されて点灯装置１３
に接続されている。

【０１０７】図１０は、本発明の照明装置の一実施形態
である画像投射装置を示す概念図である。

【０１０８】図において、図９と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。１５は液晶表示手段、１６は
画像制御手段、１７は光学系、１８は本体ケース、１９
はスクリーンである。

【０１０９】液晶表示手段１５は、投射すべき画像を液
晶によって表示するもので、その背面から高圧放電ラン
プ５から放射され反射鏡１４で集光された照明光を照射
される。

【０１１０】画像制御手段１６は、液晶表示手段１５を
駆動および制御するもので、要すればテレビジョン受信
機能をも備えることができる。

【０１１１】光学系１７は、液晶表示手段１５を透過し
た光を集光してスクリーン１９に投射する。

【０１１２】本体ケース１８は、以上の各構成要素を収
納し、さらに所要のその他制御機構などを収納してい
る。

【０１１３】

【発明の効果】請求項１ないし３の各発明によれば、複
数のチョッパを並列接続して各スイッチング手段を順次
作動させて出力端から見て単一のチョッパであるように
作動させることにより、回路効率が高く、伝播ノイズお
よび放射ノイズが少ないＤＣ−ＤＣコンバータを提供す
ることができる。

【０１１４】請求項２の発明によれば、加えて平滑コン
デンサを各チョッパに対して共用することにより、部品
数を少なくしたＤＣ−ＤＣコンバータを提供することが
できる。

【０１１５】請求項３の発明によれば、加えて各チョッ
パのインダクタを通流する電流を断続的とし、かつ出力
電流を連続的にすることにより、負荷を定電力制御する
ことができるＤＣ−ＤＣコンバータを提供することがで
きる。

【０１１６】請求項４ないし８の各発明によれば、請求
項１ないし３の効果を有する特に短アーク形の高圧放電
ランプに好適な高圧放電ランプ点灯装置を提供すること
ができる。

【０１１７】請求項５の発明によれば、加えて入力電流
またはランプ電流および入力電圧またはランプ電圧に応
じて高圧放電ランプに所定の電力を供給する高圧放電ラ
ンプ点灯装置を提供することができる。

【０１１８】請求項６の発明によれば、加えてスイッチ
ング手段に通流する電流の１周期におけるピーク電流お
よびランプ電圧に応じてスイッチング手段を制御するこ
とにより、スイッチング損失の増大を抑制する高圧放電
ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１１９】請求項７の発明によれば、加えて各チョッ
パのインダクタに通流する電流が不連続のときには定電
力特性であり、連続のときにはスイッチング手段のデュ
ーティが小さいほど定電流特性に近くなる電力特性にす
ることにより、高圧放電ランプがメタルハライドランプ
である場合に最適な高圧放電ランプ点灯装置を提供する
ことができる。

【０１２０】請求項８の発明によれば、加えて高圧放電
ランプを備えた高圧放電ランプ点灯装置を提供すること
ができる。

【０１２１】請求項９の発明によれば、請求項１ないし
８の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータおよび高圧放電
ランプ点灯装置の第１の実施形態を示す回路図

【図２】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータおよび高圧放電
ランプ点灯装置の第２の実施形態を示す回路図

【図３】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータおよび高圧放電
ランプ点灯装置の第３の実施形態を示す回路図

【図４】図３における各部の電圧・電流波形図

【図５】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータおよび高圧放電
ランプ点灯装置の第４の実施形態を示す回路図

【図６】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータおよび高圧放電
ランプ点灯装置の第５の実施形態を示す回路図

【図７】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータおよび高圧放電
ランプ点灯装置の第６の実施形態を示す回路図

【図８】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータおよび高圧放電
ランプ点灯装置の第７の実施形態を示す回路図

【図９】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第８の実施
形態を示す断面図

【図１０】本発明の照明装置の一実施形態である画像投
射装置を示す概念図

【図１１】従来の降圧チョッパを主回路とする高圧放電
ランプ点灯装置を示す回路図

【図１２】図１１における制御信号電圧および出力電流
の波形図

【符号の説明】

１…交流電源 ２Ａ…第１のチョッパ ２Ｂ…第２のチョッパ ２ａ…平滑コンデンサ ３…主回路 ４…始動回路 ５…高圧放電ランプ ６…制御手段

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源と；スイッチング手段、フライホ
   イールダイオード、インダクタおよび平滑コンデンサを
   備えたチョッパの複数を並列接続してなり、入力端を直
   流電源に接続した主回路と；各チョッパのスイッチング
   手段を順次作動させることによって出力端から見て主回
   路が単一のチョッパであるように作動させる制御手段
   と；を具備していることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバ
   ータ。
2. 【請求項２】直流電源と；スイッチング手段、フライホ
   イールダイオード、インダクタおよび平滑コンデンサを
   備えたチョッパの複数を平滑コンデンサを共用して並列
   接続してなり、入力端を直流電源に接続した主回路と；
   各チョッパのスイッチング手段を順次作動させることに
   よって出力端から見て主回路が単一のチョッパであるよ
   うに作動させる制御手段と；を具備していることを特徴
   とするＤＣ−ＤＣコンバータ。
3. 【請求項３】制御手段は、各チョッパのインダクタに通
   流する電流が断続的で、出力電流が連続波形となるよう
   に主回路を制御することを特徴とする請求項１または２
   記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
4. 【請求項４】出力を高圧放電ランプに供給する請求項１
   ないし３のいずれか一記載のＤＣ−ＤＣコンバータと；
   高圧放電ランプに始動電圧を供給する始動装置と；を具
   備していることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
5. 【請求項５】入力電流または高圧放電ランプのランプ電
   流を検出する電流検出手段と；入力電圧または高圧放電
   ランプのランプ電圧を検出する電圧検出手段と；を具備
   し；制御手段は、入力電流または高圧放電ランプのラン
   プ電流および入力電圧または高圧放電ランプのランプ電
   圧に応じて高圧放電ランプに所定の電力を供給するよう
   にスイッチング手段を制御する；ことを特徴とする請求
   項４記載の高圧放電ランプ点灯装置。
6. 【請求項６】スイッチング手段に通流する電流の１周期
   におけるピーク電流を検出するピーク電流検出手段と；
   高圧放電ランプのランプ電圧を検出する電圧検出手段
   と；を具備し；制御手段は、ピーク電流検出手段と電圧
   検出手段との出力を演算し、演算結果が所定値を越える
   まではスイッチング手段をオン、オフするが、所定値を
   越えたときにはスイッチング手段をオフにする；ことを
   特徴とする請求項４記載の高圧放電ランプ点灯装置。
7. 【請求項７】制御手段は、高圧放電ランプに供給する電
   力の特性をチョッパのインダクタに通流する電流が不連
   続のときにはに定電力特性とし、インダクタに通流する
   電流が連続のときにはオンデューティが小さいほど定電
   流特性に近い特性になるようスイッチング手段を制御す
   ることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一記載
   の高圧放電ランプ点灯装置。
8. 【請求項８】高圧放電ランプを具備していることを特徴
   とする請求項４ないし７のいずれか一記載の高圧放電ラ
   ンプ点灯装置。
9. 【請求項９】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項８記載の高圧放電ランプ点灯装置と；を具備し
   ていることを特徴とする照明装置。