JP2005190805A - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力精度の高い放電ランプ点灯装置を提供する。
【解決手段】 ランプ電圧とランプ電流を検出してランプ電力を制御する電力制御回路と、その電力制御回路の出力を交流に変換する交流変換回路と、放電ランプ１３を起動するための高電圧を発生するイグナイタ回路２６とを含む放電ランプ点灯装置おいて、前記交流変換回路の後段に整流平滑回路４０を設け、前記交流変換回路の出力電圧を前記整流平滑回路４０で整流平滑化した出力電圧と前記交流変換回路の出力電流により電力制御することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶プロジェクタなどの投射型ディスプレイに用いる放電ランプ点灯装置に係り、特に電力精度または（ならびに）高圧電圧の精度の高い放電ランプ点灯装置に関するものである。

前記投射型ディスプレイの光源としては、変換効率が高く、点光源に近いものが得やすい理由から、メタルハライドランプや高圧水銀ランプなどの高圧放電ランプが使用されている。高圧放電ランプの点灯には、点灯に必要な電圧及び電流を供給する専用の放電ランプ点灯装置が使用されている。

従来の放電ランプ点灯装置では、ランプ電圧とランプ電流を検出してランプ電力を制御する電力制御回路と、その電力制御回路の出力を交流に変換する交流変換回路（インバータ回路）と、放電ランプを起動するため高電圧を発生させるイグナイタ回路を備えたものがあった（例えば、下記特許文献１参照）。

また、イグナイタ回路はトランスにより昇圧した電圧を整流平滑した電圧を第２のトランスの１次コイルとスパークギャップの直列回路に加え、スパークギャップの導通により第２のトランスの２次側に高電圧を発生させるものがあった（例えば、下記特許文献２参照）。
特開平１１−２６０５７６号公報 特開平８−１３８８７４号公報

従来の放電ランプ点灯装置では、ランプ電圧の検出がインバータ回路の前段で行っていたため、インバータ回路の電圧降下が補正できず、電力精度が不十分であるという欠点を有している。

また、従来の放電ランプ点燈装置では、イグナイタ回路がスパークギャップを使用した２段トランスによる構成になっているから、スパークギャップの放電電圧のばらつきのため、発生する高電圧の精度が不十分であるという欠点を有している。

本発明の第１の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、電力精度の高い放電ランプ点灯装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、高圧電圧の精度の高い放電ランプ点灯装置を提供することにある。

本発明は、ランプ電圧とランプ電流を検出してランプ電力を制御する電力制御回路と、その電力制御回路の出力を交流に変換する交流変換回路と、放電ランプを起動するための高電圧を発生するイグナイタ回路とを含む放電ランプ点灯装置を対象とするものである。

そして本発明の第１の手段は、前記第１の目的を達成するために、前記交流変換回路の後段に整流平滑回路を設け、前記交流変換回路の出力電圧を前記整流平滑回路で整流平滑化した出力電圧と前記交流変換回路の出力電流により電力制御することを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は、前記第２の目的を達成するために、前記イグナイタ回路を昇圧チョッパ回路の出力電圧をトランスにより昇圧する構成としたことを特徴とするとするものである。

本発明の第３の手段は、前記第１ならびに第２の目的を達成するために、前記交流変換回路の後段に整流平滑回路を設け、前記交流変換回路の出力電圧を前記整流平滑回路で整流平滑化した出力電圧と前記交流変換回路の出力電流により電力制御するとともに、前記イグナイタ回路を昇圧チョッパ回路の出力電圧をトランスにより昇圧する構成としたことを特徴とするものである。

前記第１の本発明に係る放電ランプ点灯装置では、インバータ回路の後段に整流平滑回路を設けて、インバータ回路の後段で電圧検出するようにしたので、インバータ回路による電圧降下が補正され、その結果、電力精度の高い放電ランプ点灯装置を提供することができる。

前記第２の本発明に係る放電ランプ点灯装置では、イグナイタ回路をスパークギャップを用いず昇圧チョッパ回路の後段に１段トランスによる昇圧回路を設ける構成にしたので、高圧精度の高い放電ランプ点灯装置を提供することができる。

前記第３の本発明に係る放電ランプ点灯装置では、インバータ回路の後段に整流平滑回路を設けて、インバータ回路の後段で電圧検出するようにしたので、インバータ回路による電圧降下が補正され、しかも、イグナイタ回路をスパークギャップを用いず昇圧チョッパ回路の後段に１段トランスによる昇圧回路を設ける構成にしたので、電力精度が高く、かつ高圧精度の高い放電ランプ点灯装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図５は、放電ランプ点灯装置を使用する投射型ディスプレイの概略構成図である。

同図に示すように、リフレクタ７４と高圧放電ランプ７５は、画像表示デバイス７３の背面から光を照射する光源を構成している。画像表示デバイス７３を透過した光は、光学系７２によりスクリーン７１に投射される。画像表示デバイス７３は例えば液晶ディスプレイであり、画像表示デバイス駆動回路７６により駆動されて画像が表示されるので、スクリーン７１上に大画面の画像が得られる。放電ランプ点灯装置７７は、高圧放電ランプ７５の起動と点灯制御を行うようになっている。

図１は、本発明の実施形態に係る放電ランプ点灯装置のブロック図である。同図において、符号１は第１の電源入力端子、２はＭＯＳ−ＦＥＴ、３はダイオード、４はチョークコイル、５はコンデンサ、８，９，１０，１１はＭＯＳ−ＦＥＴ、１２は抵抗器、１３は放電ランプ、１８はランプオン信号入力端子、１９は第２の電源入力端子、２１はドライブ回路１、２２はＰＷＭ制御回路、２３は過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）、２４はドライブ回路２、２５はインバータ発振回路、２６はイグナイタ回路、３１はタイマー回路、３２はスイッチ回路（SW回路）、４０は整流平滑回路、４１はインバータ出力端子１、４２はインバータ出力端子２、４３は電圧検出出力端子、５２はイグナイタ回路入力端子、５３はイグナイタ回路出力端子である。

前記ＭＯＳ−ＦＥＴ２とダイオード３とチョークコイル４とコンデンサ５と抵抗器１２とドライブ回路２１とＰＷＭ制御回路２２と整流平滑回路４０とで電力制御回路を構成し、電圧及び電流検出結果に応じてＰＷＭ制御回路２２により出力電圧及び電流が制御される。ＭＯＳ−ＦＥＴ８，９，１０，１１とドライブ回路２４とインバータ発振回路２５とで交流変換回路を構成する。イグナイタ回路２６は、高電圧パルスを発生させて高圧放電ランプ１３を起動する。

前記過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）２３は、過電圧発生時に電力制御回路の動作を停止する。前記タイマー回路３１は、過電圧保護回路の動作停止及びＤＣ駆動するための発振回路の発振停止のための電圧を出力する。スイッチ回路（SW回路）３２は端子１８に入力されるランプオン信号により、ＰＷＭ制御回路２２や発振回路２５への電源供給を制御する。

図２は、図１に示した放電ランプ点灯装置の基本動作を説明するための図である。この放電ランプ点灯装置の動作を図２を参照しながら説明する。

ｔ０でランプオン信号が入力されると、前記電力制御回路の出力電圧は放電ランプ１３が点灯していないため、最大電圧Ｖ３が出力される。このときタイマー回路３１の出力がハイのため、前記過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）２３は動作しない。この電圧Ｖ３にイグナイタ回路２６からの高電圧パルスが重畳され、電圧Ｖ４が放電ランプ１３に印加されて、放電ランプ１３が起動する。この結果、ｔ１で高電圧小電流のグロー放電が開始し、さらにｔ２で低電圧大電流のアーク放電に移行する。

ランプ温度の上昇とともにランプ電圧が上昇していく。ｔ３でタイマー回路３１の出力がローに落ちて交流変換回路が動作し高圧放電ランプ１３はＡＣ点灯モードに移行する。その後、時間ｔ４で定常電圧Ｖ１になると、電力制御回路は定電力制御により高圧放電ランプ１３に一定電力を供給する。

図３は、図１で示した整流平滑回路４０の回路図である。同図において、４１はインバータ出力端子１、４２はインバータ出力端子２、４３は電圧検出出力端子、４４，４５はダイオード、４６はコンデンサ、４７，４８は抵抗器である。

次にこの整流平滑回路４０の動作を説明する。インバータ出力端子４１及びインバータ出力端子４２からの電圧をダイオード４４，４５及びコンデンサ４６により整流平滑化し、その直流電圧を抵抗器４７，４８により適当な値に調整して、調整された直流電圧が電圧検出出力端子４３から出力される。この結果、インバータ発振回路２５による電圧降下が補正され、電力精度の高い放電ランプ点灯装置を得ることができる。

図４は、図１で示したイグナイタ回路２６の回路図である。同図において、５２はイグナイタ回路入力端子、５３はイグナイタ回路出力端子、５４はチョークコイル、５５は発振回路、５６はＭＯＳ−ＦＥＴ、５７はダイオード、５８，５９はコンデンサ、６０，６１，６２は抵抗器、６３はサイリスタ、６４はトランスである。

つぎにこのイグナイタ回路２６の動作を説明する。イグナイタ回路入力端子５２から入力された直流電圧は、チョークコイル５４，発振回路５５，ＭＯＳ−ＦＥＴ５６，ダイオード５７，コンデンサ５８からなる昇圧チョッパ回路により数倍の電圧に昇圧される。

コンデンサ５９は抵抗６０により徐々に充電されるが、抵抗器６１と抵抗器６２により分割されたサイリスタ６３のゲート電圧がサイリスタをオンする電圧に達するとサイリスタが導通し、トランス６４の1次側に大電流が流れて２次側に高圧が発生する。この結果、スパークギャップを用いないので、高圧精度の高い放電ランプ点灯装置を得ることができる。

前記実施形態では放電ランプ点灯装置を投射型ディスプレイに用いる場合について説明したが、本発明に係る放電ランプ点灯装置はこれに限定されるものではなく、他の用途の高圧放電ランプを点灯する装置としても適用可能である。

本発明の実施形態に係る放電ランプ点灯装置のブロック図である。 その放電ランプ点灯装置の基本動作を説明するための図である。 その放電ランプ点灯装置における整流平滑回路の回路図である。 その放電ランプ点灯装置におけるイグナイタ回路の回路図である。 本発明の放電ランプ点灯装置を使用する投射型ディスプレイの概略構成図である。

符号の説明

１…第１の電源入力端子、２…ＭＯＳ−ＦＥＴ、３…ダイオード、４…チョークコイル、５…コンデンサ、８，９，１０，１１…ＭＯＳ−ＦＥＴ、１２…抵抗器、１３…放電ランプ、１８…ランプオン信号入力端子、１９…第２の電源入力端子、２１…ドライブ回路１、２２…ＰＷＭ制御回路、２３…過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）、２４…ドライブ回路２、２５…インバータ発振回路、２６…イグナイタ回路、３１…タイマー回路、３２…SW回路、４０…整流平滑回路、４１…インバータ出力端子１、４２…インバータ出力端子２、４３…電圧検出出力端子、４４，４５…ダイオード、４６…コンデンサ、４７，４８…抵抗器、５２…イグナイタ回路入力端子、５３…イグナイタ回路出力端子、５４…チョークコイル、５５…発振回路、５６…ＭＯＳ−ＦＥＴ、５７…ダイオード、５８，５９…コンデンサ、６０，６１，６２…抵抗器、６３…サイリスタ、６４…トランス，７１…スクリーン、７２…光学系、７３…画像表示デバイス、７４…反射ミラー、７５…高圧放電ランプ、７６…駆動回路、７７…ランプ点灯装置。

Claims (3)

1. ランプ電圧とランプ電流を検出してランプ電力を制御する電力制御回路と、
   その電力制御回路の出力を交流に変換する交流変換回路と、
   放電ランプを起動するための高電圧を発生するイグナイタ回路とを含む放電ランプ点灯装置おいて、
   前記交流変換回路の後段に整流平滑回路を設け、前記交流変換回路の出力電圧を前記整流平滑回路で整流平滑化した出力電圧と前記交流変換回路の出力電流により電力制御することを特徴とする放電ランプ点灯装置。
2. ランプ電圧とランプ電流を検出してランプ電力を制御する電力制御回路と、
   その電力制御回路の出力を交流に変換する交流変換回路と、
   放電ランプを起動するための高電圧を発生するイグナイタ回路とを含む放電ランプ点灯装置おいて、
   前記イグナイタ回路を昇圧チョッパ回路の出力電圧をトランスにより昇圧する構成としたことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
3. ランプ電圧とランプ電流を検出してランプ電力を制御する電力制御回路と、
   その電力制御回路の出力を交流に変換する交流変換回路と、
   放電ランプを起動するための高電圧を発生するイグナイタ回路とを含む放電ランプ点灯装置おいて、
   前記交流変換回路の後段に整流平滑回路を設け、前記交流変換回路の出力電圧を前記整流平滑回路で整流平滑化した出力電圧と前記交流変換回路の出力電流により電力制御するとともに、
   前記イグナイタ回路を昇圧チョッパ回路の出力電圧をトランスにより昇圧する構成としたことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
   
   

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