JP2008159470A - Discharge lamp lighting device and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電灯点灯装置およびこれを用いた画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device and an image display device using the same.
近年、プロジェクタやリアプロジェクションテレビ等の画像表示装置の高輝度高圧放電ランプを点灯させるための放電灯点灯装置に、放電ランプの輝点の移動によるちらつき(フリッカ)のないものが要求されている。 In recent years, a discharge lamp lighting device for lighting a high-intensity high-pressure discharge lamp of an image display device such as a projector or a rear projection television is required to be free from flicker due to movement of a bright spot of the discharge lamp.
そこで、図13(a)〜(e)に示すようなランプ電流を点灯時の放電ランプに供給することで、フリッカを抑制することが提案されている。図13(a)のランプ電流は、第1の振幅Ip1で周期的に極性反転する矩形波形の反転前を第2の振幅Ip2までパルス状に上昇させており、Ip1<Ip2に設定されている。図13(b)のランプ電流は、第1の振幅Ip1で周期的に極性反転する矩形波形の反転前を徐々に第2の振幅Ip2まで上昇させており、Ip1<Ip2に設定されている。図13(c)のランプ電流は、第1の振幅Ip1で極性反転する矩形波の1周期分に連続して第2の振幅Ip2のパルス波形を形成しており、Ip1<Ip2に設定され、さらに第1の振幅Ip1の矩形波は前半周期Tfが後半周期Trより長くなっている。図13(d)のランプ電流は、第1の振幅Ip1で極性反転する矩形波の1周期分に連続して第2の振幅Ip2のパルス波形を形成しており、Ip1<Ip2に設定され、さらに第1の振幅Ip1の矩形波は前半周期Tfと後半周期Trとが同周期となっている。図13(e)のランプ電流は、第1の振幅Ip1のDC電流に周期的に第2の振幅Ip2のパルス波形を形成しており、Ip1<Ip2に設定されている。 Therefore, it has been proposed to suppress flicker by supplying a lamp current as shown in FIGS. 13A to 13E to the discharge lamp at the time of lighting. The lamp current in FIG. 13A is raised to a second amplitude Ip2 before the inversion of the rectangular waveform whose polarity is periodically inverted at the first amplitude Ip1, and is set to Ip1 <Ip2. . The lamp current in FIG. 13B gradually increases to the second amplitude Ip2 before the inversion of the rectangular waveform whose polarity is periodically inverted at the first amplitude Ip1, and is set to Ip1 <Ip2. The lamp current in FIG. 13C forms a pulse waveform of the second amplitude Ip2 continuously for one period of the rectangular wave whose polarity is inverted at the first amplitude Ip1, and is set to Ip1 <Ip2. Further, in the rectangular wave having the first amplitude Ip1, the first half cycle Tf is longer than the second half cycle Tr. The lamp current in FIG. 13 (d) forms a pulse waveform of the second amplitude Ip2 continuously for one period of the rectangular wave whose polarity is inverted at the first amplitude Ip1, and is set to Ip1 <Ip2. Further, in the rectangular wave having the first amplitude Ip1, the first half cycle Tf and the second half cycle Tr have the same cycle. The lamp current in FIG. 13 (e) periodically forms a pulse waveform of the second amplitude Ip2 in the DC current of the first amplitude Ip1, and is set to Ip1 <Ip2.
すなわち、図13(a)〜(e)のように、点灯時のランプ電流波形として、第1のピーク電流である振幅Ip1の電流(以後、第1の電流ピーク値Ip1と称す)と、Ip1より大きい第2のピーク電流である振幅Ip2の電流(以後、第2の電流ピーク値Ip2と称す)とを所定の間隔で交互に発生させることで、ランプ電流のピーク値が一時的に増大してランプ電極の温度を上昇させ、フリッカを抑制している。これは、通常、電極の表面に形成された突起がアークの起点となることによって輝点位置が安定するのであるが、電極に複数の突起が発生するとアークの起点が定まらずに輝点位置が移動する現象を生じやすくなる。そこで、ランプ電極の温度を上昇させることによって、電極の荒れた箇所を溶融して電極に複数の突起が発生しないようにしているのである。 That is, as shown in FIGS. 13A to 13E, as a lamp current waveform at the time of lighting, a current having an amplitude Ip1 that is a first peak current (hereinafter referred to as a first current peak value Ip1) and Ip1 The peak value of the lamp current temporarily increases by alternately generating a current having a larger second peak current having an amplitude Ip2 (hereinafter referred to as a second current peak value Ip2) at a predetermined interval. Thus, the temperature of the lamp electrode is increased to suppress flicker. This is because the bright spot position is usually stabilized when the protrusion formed on the surface of the electrode becomes the starting point of the arc. However, when multiple protrusions occur on the electrode, the starting point of the arc is not determined and the bright spot position is determined. It tends to cause a moving phenomenon. Therefore, by raising the temperature of the lamp electrode, the rough portion of the electrode is melted so that a plurality of protrusions are not generated on the electrode.
上記第1の電流ピーク値Ip1、第2の電流ピーク値Ip2を設定する第1の方法を図14(a)に示し、第2の方法を図14(b)に示す。図14(c)はランプ電圧に対するランプ電力の特性を示しており、図14(a)(b)の特性X21(一点鎖線),図14(c)の特性X22(一点鎖線)のように、所定のランプ電圧Vsまではランプ電流を一定とし、ランプ電圧Vs以上ではランプ電力を一定に制御する場合、図14(a)に示す第1の方法は、第2の電流ピーク値Ip2を一定にし、第1の電流ピーク値Ip1は、ランプ電流の実効値が特性X21に一致するように変化させている。図14(b)に示す第2の方法は、第1の電流ピーク値Ip1と第2の電流ピーク値Ip2との割合を一定にして、ランプ電流の実効値が特性X21に一致するように変化させている。 FIG. 14A shows a first method for setting the first current peak value Ip1 and the second current peak value Ip2, and FIG. 14B shows a second method. FIG. 14C shows the characteristics of the lamp power with respect to the lamp voltage. Like the characteristic X21 (dashed line) in FIGS. 14A and 14B and the characteristic X22 (dashed line) in FIG. When the lamp current is kept constant up to a predetermined lamp voltage Vs and the lamp power is controlled to be constant above the lamp voltage Vs, the first method shown in FIG. 14A is to keep the second current peak value Ip2 constant. The first current peak value Ip1 is changed so that the effective value of the lamp current matches the characteristic X21. In the second method shown in FIG. 14B, the ratio between the first current peak value Ip1 and the second current peak value Ip2 is constant, and the effective value of the lamp current changes so as to match the characteristic X21. I am letting.
また、放電ランプに定電力が供給されて安定点灯となる定電力制御領域で、フリッカの発生を検出したときに、定電力モードで供給する電力よりも大きい電力を供給する高電力モードに切り替えることによって、ランプ電極の温度を上昇させて、上記同様にフリッカを抑制した放電灯点灯装置もある(例えば、特許文献1参照)。
一般に、図4(a)(b)に示すように、点灯開始後、電極の温度がある程度上昇するまではランプ電流Ilaが制限電流I1を超えないように制御する電流制限領域Taとなり、電流制限領域Taからランプ電力を一定に制御する定電力制御領域Tbに移行して定常点灯となる。そして、従来のランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaの各特性X11,X12は図4中の破線に示すように、定電力制御領域Tbへの移行後は、ランプ電圧Vlaの上昇に対してランプ電力を一定にするためにランプ電流Ilaを低減させており、その結果、電極の温度が低下し、電極間の距離が広がって、ランプ電圧Vlaがさらに上昇するという現象が発生する。そして、定電力制御領域Tbに移行して数分から数十分経過し、電極の温度が所定温度にまで上昇すれば、徐々にランプ電圧Vlaが低下し、時間t10以降では安定点灯となる。 In general, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), after the start of lighting, until the temperature of the electrode rises to some extent, the lamp current Ila becomes a current limiting region Ta which is controlled so as not to exceed the limiting current I1. Transition from the region Ta to a constant power control region Tb for controlling the lamp power to be constant results in steady lighting. Then, the characteristics X11 and X12 of the conventional lamp voltage Vla and lamp current Ila, as indicated by the broken line in FIG. 4, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp power is increased with respect to the increase of the lamp voltage Vla. In order to make it constant, the lamp current Ila is reduced. As a result, the temperature of the electrodes decreases, the distance between the electrodes increases, and the lamp voltage Vla further increases. Then, after a few minutes to several tens of minutes have passed since the transition to the constant power control region Tb and the electrode temperature rises to a predetermined temperature, the lamp voltage Vla gradually decreases, and stable lighting is obtained after time t10.
しかし、上記従来技術では、点灯開始してから数分から数十分後の安定点灯時のフリッカ抑制については考慮しているが、定電力制御領域に移行した直後の上記電極温度の低下については考慮していないため、特にランプの寿命末期等の要因でランプ電圧Vlaが高いランプでは、定電力制御領域に移行した直後のランプ電流Ilaが上昇せず、電極の温度不足を解消することができないので、フリッカの発生を抑制することができなかった。 However, the above prior art considers flicker suppression during stable lighting several minutes to several tens of minutes after starting lighting, but considers the decrease in electrode temperature immediately after shifting to the constant power control region. Therefore, particularly in a lamp having a high lamp voltage Vla due to factors such as the end of the lamp life, the lamp current Ila immediately after shifting to the constant power control region does not increase, and the temperature shortage of the electrode cannot be resolved. The occurrence of flicker could not be suppressed.
また、正常なランプであっても、点灯毎に定電力制御領域に移行した直後のランプ電圧Vlaが変動するので、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化が発生する。 Even if the lamp is a normal lamp, the lamp voltage Vla immediately after shifting to the constant power control region fluctuates every time the lamp is lit, so the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the electrode material The lamp life is shortened due to a decrease in brightness caused by devitrification caused by scattering and adhering to the inside of the lamp tube.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止する放電灯点灯装置および画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp that suppresses generation of flicker due to movement of a bright spot immediately after shifting to a constant power control region and prevents shortening of the lamp life. The object is to provide a lighting device and an image display device.
請求項1の発明は、スイッチング素子をオン・オフすることによって放電ランプに電力を供給する電力変換回路と、電力変換回路のスイッチング素子のオン・オフを制御することによって、点灯開始後、ランプ電流が制限電流を超えないように制御する電流制限領域からランプ電力を一定に制御する定電力制御領域に移行させ、点灯時の放電ランプに供給するランプ電流を、第1の振幅と第1の振幅より大きい第2の振幅とが所定の間隔で交互に発生する波形に制御する制御回路とを備え、制御回路は、定電力制御領域内で点灯開始から第1の時間が経過したとき、第1の時間以後のランプ電流の第2の振幅と第2の振幅の時間幅との積を、第1の時間以前のランプ電流の第2の振幅と第2の振幅の時間幅との積より小さくすることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a power conversion circuit that supplies power to the discharge lamp by turning on / off the switching element, and an on / off control of the switching element of the power conversion circuit to thereby control the lamp current The lamp current supplied to the discharge lamp at the time of lighting is changed from the current limiting area where the lamp current is controlled so as not to exceed the limit current to the constant power control area where the lamp power is controlled to be constant. And a control circuit that controls a waveform in which a larger second amplitude is alternately generated at a predetermined interval. When the first time has elapsed from the start of lighting in the constant power control region, the control circuit The product of the second amplitude of the lamp current and the time width of the second amplitude after the first time is smaller than the product of the second amplitude of the lamp current and the time width of the second amplitude before the first time. To be characterized by That.
この発明によれば、定電力制御領域に移行した直後であっても電極の温度が十分に維持され、フリッカの発生を抑制することができる。また、フリッカが抑制されることによって、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化を防止することできる。すなわち、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止する放電灯点灯装置を提供することができる。 According to the present invention, the temperature of the electrode is sufficiently maintained even immediately after shifting to the constant power control region, and the occurrence of flicker can be suppressed. Also, by suppressing flicker, the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the brightness decreases due to devitrification due to scattering of electrode material and adhering to the inside of the lamp tube. It is possible to prevent the lamp life from being shortened. That is, it is possible to provide a discharge lamp lighting device that suppresses the occurrence of flicker due to the movement of a bright spot immediately after shifting to the constant power control region and prevents the lamp life from being shortened.
請求項2の発明は、請求項1において、前記制御回路は、第1の時間以後のランプ電流の第2の振幅を、第1の時間以前のランプ電流の第2の振幅より小さくすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the control circuit makes the second amplitude of the lamp current after the first time smaller than the second amplitude of the lamp current before the first time. Features.
この発明によれば、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of flicker due to the movement of the bright spot immediately after shifting to the constant power control region, and to prevent the lamp life from being shortened.
請求項3の発明は、請求項1において、前記制御回路は、第1の時間以後におけるランプ電流の第1の振幅に対する第2の振幅の比を、第1の時間以前におけるランプ電流の第1の振幅に対する第2の振幅の比より小さくすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the control circuit determines a ratio of the second amplitude to the first amplitude of the lamp current after the first time, and the first of the lamp current before the first time. The ratio is smaller than the ratio of the second amplitude to the second amplitude.
この発明によれば、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of flicker due to the movement of the bright spot immediately after shifting to the constant power control region, and to prevent the lamp life from being shortened.
請求項4の発明は、請求項1において、前記制御回路は、第1の時間以後のランプ電流の第2の振幅の時間幅を、第1の時間以前のランプ電流の第2の振幅の時間幅より小さくすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the control circuit sets a time width of the second amplitude of the lamp current after the first time to a time width of the second amplitude of the lamp current before the first time. It is characterized by being smaller than the width.
この発明によれば、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of flicker due to the movement of the bright spot immediately after shifting to the constant power control region, and to prevent the lamp life from being shortened.
請求項5の発明は、請求項1において、前記制御回路は、第1の時間以後におけるランプ電流の第1の振幅に対する第2の振幅の比および第2の振幅の時間幅を、第1の時間以前におけるランプ電流の第1の振幅に対する第2の振幅の比および第2の振幅の時間幅より小さくすることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the control circuit sets the ratio of the second amplitude to the first amplitude of the lamp current and the time width of the second amplitude after the first time as the first amplitude. The ratio of the second amplitude to the first amplitude of the lamp current before time and the time width of the second amplitude are made smaller.
この発明によれば、電力変換回路の部品にかかるストレスを低減させるとともに、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the stress applied to the components of the power conversion circuit, suppress the occurrence of flicker due to the movement of bright spots immediately after shifting to the constant power control region, and prevent the lamp life from being shortened. it can.
請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかにおいて、ランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路を備え、前記制御回路は、検出したランプ電圧の変動率が所定値より小さくなった場合に、第1の時間以後のランプ電流の第2の振幅と第2の振幅の時間幅との積を、第1の時間以前のランプ電流の第2の振幅と第2の振幅の時間幅との積より小さくすることを特徴とする。
The invention of claim 6 comprises a lamp voltage detection circuit for detecting a lamp voltage according to any one of
この発明によれば、第1の時間を適切に設定することができる。 According to the present invention, the first time can be set appropriately.
請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかにおいて、前記制御回路は、前記電流制限領域内で点灯開始から第2の時間が経過するまでは、ランプ電流の第1の振幅と第2の振幅とを同値にすることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the control circuit includes a first amplitude and a second amplitude of the lamp current until a second time elapses from the start of lighting in the current limiting region. It is characterized by making the amplitude of the same value.
この発明によれば、点灯開始から第2の時間までは、放電ランプの電極に対して十分な電流を流しているので、ランプ電流の第2の振幅を第1の振幅より大きくしなくても電極の温度が不足することはなく、フリッカの発生を抑制でき、さらには必要以上にランプ電流を大きくしないので、電極の劣化を抑えることができる。 According to the present invention, since a sufficient current is supplied to the electrode of the discharge lamp from the start of lighting to the second time, the second amplitude of the lamp current does not have to be larger than the first amplitude. The temperature of the electrode does not become insufficient, the occurrence of flicker can be suppressed, and the lamp current is not increased more than necessary, so that the deterioration of the electrode can be suppressed.
請求項8の発明は、請求項7において、前記第2の時間は、点灯開始後のランプ電圧が所定電圧に達するタイミングであることを特徴とする。
The invention of claim 8 is characterized in that, in
この発明によれば、第2の時間を適切に設定することができる。 According to the present invention, the second time can be set appropriately.
請求項9の発明は、請求項1乃至8いずれか記載の放電灯点灯装置と、当該放電灯点灯装置によって点灯される放電ランプと、放電ランプからの光を透過または反射して、当該透過光または反射光をスクリーンに投射する光学手段とを備えたことを特徴とする。
The invention according to
この発明によれば、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止する画像表示装置を提供することができ、画像品質が向上し、さらに優れた画像品質を長時間持続させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an image display device that suppresses the occurrence of flicker due to the movement of a bright spot immediately after shifting to the constant power control region and prevents the lamp life from being shortened, and the image quality is improved. Furthermore, it becomes possible to maintain a superior image quality for a long time.
以上説明したように、本発明では、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to suppress the occurrence of flicker due to the movement of the bright spot immediately after shifting to the constant power control region, and to prevent the lamp life from being shortened.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示し、直流電源Eを電源とする降圧チョッパ回路1と、降圧チョッパ回路1から出力される直流電圧を矩形波交番電圧に変換して放電ランプLaに印加する極性反転回路2とからなる電力変換回路を有し、放電ランプLaのランプ電圧Vlaを検出するランプ電圧検出回路3と、電力変換回路に設けたスイッチング素子Q1〜Q5のオン・オフを制御する制御回路4とを備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to this embodiment. A step-down
降圧チョッパ回路1は、直流電源Eの正極がスイッチング素子Q1、インダクタL1を介してコンデンサC1の正極に接続され、コンデンサC1の負極は電流検出用の抵抗R1を介して直流電源E1の負極に接続されている。コンデンサC1の両端には、インダクタL1を介して回生電流通電用のダイオードD1が接続されている。
In the step-down
スイッチング素子Q1は、制御回路4に設けられたPWM制御回路43の出力によって高周波でオン・オフ駆動され、スイッチング素子Q1がオンのとき、直流電源Eからスイッチング素子Q1、インダクタL1、コンデンサC1、抵抗R1を介してチョッパ電流が流れる。抵抗R1はこのチョッパ電流に比例した両端電圧を電流検出信号Yiとして出力しており、PWM制御回路43は、電流検出信号Yiに基づいて、チョッパ電流が所定値を超えるとスイッチング素子Q1をオフするように制御し、スイッチング素子Q1がオフのとき、インダクタL1、コンデンサC1、ダイオードD1を介して回生電流が流れる。このような動作によって、直流電源Eの出力を降圧した直流電圧がコンデンサC1に充電される。また、PWM制御回路43によってスイッチング素子Q1のオンデューティ(スイッチングの1周期におけるオン時間の割合)を可変とすることによって、コンデンサC1の充電電圧を制御できる。なお、直流電源E1は、例えば商用電源を整流、平滑した出力、または商用電源の全波整流電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路の出力であってもよい。
The switching element Q1 is turned on / off at a high frequency by the output of the
極性反転回路2は、コンデンサC1の両端間に並列接続したスイッチング素子Q2,Q3の直列回路とスイッチング素子Q4,Q5の直列回路と、スイッチング素子Q2,Q3を交互にオン・オフ駆動するドライブ回路21と、スイッチング素子Q4,Q5を交互にオン・オフ駆動するドライブ回路22とを備えるフルブリッジ形のインバータ回路で構成され、スイッチング素子Q2,Q3の接続点とスイッチング素子Q4,Q5の接続点との間には、共振回路を構成するインダクタL2とコンデンサC2との直列回路が接続され、コンデンサC2の両端間には放電ランプLaが接続されている。
The
ドライブ回路21,22(例えば、IR社製のIR2111を用いる)は、制御回路4に設けられたフルブリッジ回路44によって、スイッチング素子Q2,Q5がオン且つスイッチング素子Q3,Q4がオフの状態と、スイッチング素子Q2,Q5がオフ且つスイッチング素子Q3,Q4がオンの状態とが交互に繰り返すようにスイッチング素子Q2〜Q5を駆動し、矩形波交番電圧を放電ランプLaに印加する。
The
放電ランプLaは高輝度高圧放電灯(HIDランプ)であり、始動時には、スイッチング素子Q2〜Q5が高周波(数十KHz〜百数十KHz)でスイッチングし、インダクタL2とコンデンサC2との共振作用によって放電ランプLaに高周波の高電圧が印加されて絶縁破壊を起こすとともに、グロー放電からアーク放電に移行させるためのエネルギーが供給される。この始動動作は、別に設けたイグナイタ回路によって高電圧を放電ランプLaに印加する構成でもよい。始動後は、スイッチング素子Q2〜Q5が低周波(数Hz〜数百Hz)でスイッチングして、コンデンサC1の電圧が低周波で交互に極性反転して放電ランプLaに印加される。 The discharge lamp La is a high-intensity high-pressure discharge lamp (HID lamp). At startup, the switching elements Q2 to Q5 are switched at a high frequency (several tens KHz to hundreds of tens KHz), and the resonant action of the inductor L2 and the capacitor C2 A high frequency high voltage is applied to the discharge lamp La to cause dielectric breakdown, and energy for shifting from glow discharge to arc discharge is supplied. This starting operation may be configured such that a high voltage is applied to the discharge lamp La by a separately provided igniter circuit. After starting, the switching elements Q2 to Q5 are switched at a low frequency (several Hz to several hundred Hz), and the voltage of the capacitor C1 is alternately inverted in polarity at a low frequency and applied to the discharge lamp La.
ランプ電圧検出回路3は、コンデンサC1の電圧を分圧する抵抗R2,R3の直列回路を備え、抵抗R3の両端電圧がランプ電圧検出信号Yvとして出力される。
The lamp
制御回路4は、電流検出信号Yiおよびランプ電圧検出信号Yvによって、チョッパ電流およびランプ電圧を監視し、スイッチング素子Q1〜Q5のオン・オフを制御するための制御信号を出力するもので、制御回路4の動作を制御するマイクロコンピュータ41(以後、マイコン41と称し、例えば、ルネサス社製のM37540またはM37542を用いる)と、マイコン41の2系統の出力を切り替えるスイッチ42と、スイッチ42を介して受け取ったマイコン41からの指令に基づいて、降圧チョッパ回路1のスイッチング素子Q1の動作を制御するPWM制御回路43と、マイコン41からの指令に基づいて、極性反転回路2のスイッチング素子Q2〜Q5の動作を制御するフルブリッジ制御回路44とを備える。
The
マイコン41は、点灯周波数設定部41aと、電力制御用基準信号生成部41bと、データテーブル41cと、A/D変換部41dと、時間計測処理部41eとを備える。A/D変換部41dは、ランプ電圧検出回路3からのランプ電圧検出信号Yvをデジタル信号に変換して、点灯周波数設定部41a、電力制御用基準信号生成部41b、時間計測処理部41eに出力する。
The
点灯周波数設定部41aは、ランプ電圧検出信号Yvに基づいてデータテーブル41cを参照し、極性反転回路2のスイッチング素子Q2〜Q5のスイッチング周波数を決定して、このスイッチング周波数に基づくインバータ制御信号Yf1,Yf2をフルブリッジ制御回路44へ出力する。フルブリッジ制御回路44は、インバータ制御信号Yf1,Yf2で指示されるスイッチング周波数で、極性反転回路2のスイッチング素子Q2〜Q5をオン・オフ駆動するように、ドライブ回路21,22を制御する。
The lighting frequency setting unit 41a refers to the data table 41c based on the lamp voltage detection signal Yv, determines the switching frequency of the switching elements Q2 to Q5 of the
電力制御用基準信号生成部41bは、点灯周波数設定部41aで設定されたスイッチング素子Q2〜Q5のスイッチング周波数によって始動状態、点灯状態等を判断し、さらにランプ電圧検出信号Yvに基づいてデータテーブル41cを参照して、2系統のPWM信号Ym1,Ym2を出力する。PWM信号Ym1,Ym2は、ランプ電流Ilaが所望の振幅となるようにデューティを各々制御されている。
The power control reference
また、点灯周波数設定部41a、電力制御用基準信号生成部41bでの時間経過に伴う各処理は、時間計測処理部41eの時間計測処理に連動して行われる。
In addition, each process associated with the passage of time in the lighting frequency setting unit 41a and the power control reference
そして、PWM信号Ym1は、抵抗R4とコンデンサC3よりなるフィルタ回路によって平滑され、当該直流電圧がチョッパ制御基準信号Yp1としてスイッチ42に入力される。また、PWM信号Ym2は、抵抗R5とコンデンサC4よりなるフィルタ回路によって平滑され、当該直流電圧がチョッパ制御基準信号Yp2としてスイッチ42に入力される。スイッチ42は、MOSFET、トランジスタ、アナログスイッチ等で構成され、電力制御用基準信号生成部41bからの切替信号Ysによって内部接点を切り替えて、チョッパ制御基準信号Yp1またはYp2をPWM制御回路43へ出力する。そして、PWM制御回路43は、チョッパ制御基準信号Yp1またはYp2と電流検出信号Yiとに基づいて、降圧チョッパ回路1のスイッチング素子Q1をオン・オフ駆動して、ランプ電流Ilaを制御する。なお、マイコン41がD/A変換機能を備えていれば、マイコン41でチョッパ制御基準信号Yp1、Yp2を生成して出力すればよい。
The PWM signal Ym1 is smoothed by a filter circuit including a resistor R4 and a capacitor C3, and the DC voltage is input to the
そして、電力制御用基準信号生成部41bは、始動時(スイッチング素子Q2〜Q5の高周波動作時)には、PWM信号Ym2を用いて、放電ランプLaを絶縁破壊して、絶縁破壊後には所定の高周波電流を供給することが可能な電圧にコンデンサC1の電圧を設定する。点灯後(スイッチング素子Q2〜Q5の低周波動作時)は、PWM信号Ym1,Ym2を用いて降圧チョッパ回路1を制御することで、ランプ電流Ilaが所望の波形となるように、コンデンサC1の電圧が最適化される。
Then, the power control reference
次に、制御回路4による点灯後のランプ電流Ilaの波形制御について図2を用いて説明する。まず、点灯後のランプ電流Ilaの基本的な波形は、図13(c)に示すように振幅Ip1(以後、第1の電流ピーク値Ip1と称す)で極性反転する矩形波の1周期分に連続して、振幅がIp2(以後、第2の電流ピーク値Ip2と称す)のパルス波形を形成して、第1の電流ピーク値Ip1と第2の電流ピーク値Ip2とを所定の間隔で交互に発生させており、Ip1<Ip2に設定される。なお、第1の電流ピーク値Ip1の矩形波は前半周期Tfが後半周期Trより長くなっている。
Next, the waveform control of the lamp current Ila after lighting by the
そして、図2(b)に示すように、放電ランプLaの点灯開始t0から切替時間(第1の時間)t1までは、電力制御用基準信号生成部41bからの切替信号Ysによってスイッチ42をチョッパ制御基準信号Yp2側に切り替えて、PWM制御回路43は、チョッパ制御基準信号Yp2によって、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21(Ip11<Ip21)となるようにランプ電流Ilaを制御する。すなわち、切替時間t1までは、PWM信号Ym2によるランプ電流Ilaの波形制御が行われる。
Then, as shown in FIG. 2B, from the lighting start t0 of the discharge lamp La to the switching time (first time) t1, the
切替時間t1以降は、電力制御用基準信号生成部41bからの切替信号Ysによってスイッチ42をチョッパ制御基準信号Yp1側に切り替えて、PWM制御回路43は、チョッパ制御基準信号Yp1によって、第1の電流ピーク値Ip12、第2の電流ピーク値Ip22(Ip12<Ip22)となるようにランプ電流Ilaを制御する。すなわち、切替時間t1以降は、PWM信号Ym1によるランプ電流Ilaの波形制御が行われる。
After the switching time t1, the
各電流ピーク値Ip11,Ip21,Ip12,Ip22を設定するPWM信号Ym1、Ym2は、電力制御用基準信号生成部41bが、ランプ電圧検出信号Yvに基づいて、図3に示すデータテーブル41c内のデータD1,D2,D3,D5,D6を参照して生成している。
The PWM signals Ym1 and Ym2 for setting the current peak values Ip11, Ip21, Ip12, and Ip22 are generated by the power control reference
また、点灯周波数設定部41aは、ランプ電圧検出信号Yvに基づいて、図3に示すデータテーブル41c内のデータD1,D4,D7を参照してインバータ制御信号Yf1,Yf2を生成しており、インバータ制御信号Yf1,Yf2によって極性反転回路2の極性反転タイミングを制御することで、電流ピーク値Ip21,Ip22の各時間幅T21,T22が所望の時間幅に設定される。
Further, the lighting frequency setting unit 41a generates inverter control signals Yf1, Yf2 based on the lamp voltage detection signal Yv with reference to data D1, D4, D7 in the data table 41c shown in FIG. By controlling the polarity inversion timing of the
そして、第1の電流ピーク値:Ip11=Ip12、第2の電流ピーク値:Ip21>Ip22に設定され、さらに、第2の電流ピーク値の時間幅:T21>T22に設定される。すなわち、切替時間t1の前後で、第2の電流ピーク値Ip2とその時間幅T2の両方を変化させており、図2(a)に示すように点灯開始t0から切替時間t1までの第2の電流ピーク値Ip21と時間幅T21との積a1=[Ip21×T21]は、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22と時間幅T22との積a2=[Ip22×T22]より大きくなる。 The first current peak value is set to Ip11 = Ip12, the second current peak value is set to Ip21> Ip22, and the time width of the second current peak value is set to T21> T22. That is, both the second current peak value Ip2 and its time width T2 are changed before and after the switching time t1, and as shown in FIG. 2 (a), the second peak from the lighting start t0 to the switching time t1. The product a1 = [Ip21 × T21] of the current peak value Ip21 and the time width T21 is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] of the second current peak value Ip22 and the time width T22 after the switching time t1.
そして、点灯開始後、電極の温度がある程度上昇するまではランプ電流Ilaが制限電流I1を超えないように制御する電流制限領域Taとなり、電流制限領域Taからランプ電力を一定に制御する定電力制御領域Tbに移行して定常点灯となるのであるが、上記切替時間t1は、図4(a)(b)に示すように、定電力制御領域Tbに移行した後であり、電力制御用基準信号生成部41bにて数分から数十分(例えば電極の温度が所定温度にまで達するタイミング)に予め設定されており、放電ランプLaのばらつきや、電流波形等を考慮して決められる。
Then, after starting lighting, until the temperature of the electrode rises to some extent, the lamp current Ila becomes a current limiting region Ta that is controlled so as not to exceed the limiting current I1, and the constant power control that controls the lamp power from the current limiting region Ta is constant. The transition time t1 is shifted to the region Tb and steady lighting is performed. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the switching time t1 is after the transition to the constant power control region Tb. It is set in advance from several minutes to several tens of minutes (for example, the timing at which the electrode temperature reaches a predetermined temperature) in the
そして、切替時間t1以前の積a1=[Ip21×T21]が、切替時間t1以後の積a2=[Ip22×T22]より大きいという関係を維持した上で、電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行した後、ランプ電力が一定となるように積a1=[Ip21×T21]、および積a2=[Ip22×T22]を制御すれば、本実施形態のランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaの各特性X1,X2は、図4(a)(b)中の実線に示すように、定電力制御領域Tbへの移行後は、従来の特性X11のようなランプ電圧Vlaの上昇がなく、さらに従来の特性X12のようなランプ電流Ilaの減少もなく、ランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaが略一定となる。 Then, while maintaining the relationship that the product a1 = [Ip21 × T21] before the switching time t1 is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] after the switching time t1, the constant power control region Tb from the current limiting region Ta is maintained. If the product a1 = [Ip21 × T21] and the product a2 = [Ip22 × T22] are controlled so that the lamp power becomes constant after the transition to, each characteristic of the lamp voltage Vla and the lamp current Ila of this embodiment is controlled. As shown by the solid lines in FIGS. 4A and 4B, X1 and X2 do not increase the lamp voltage Vla as in the conventional characteristic X11 after the transition to the constant power control region Tb. The lamp voltage Ila and the lamp current Ila become substantially constant without a decrease in the lamp current Ila as in the characteristic X12.
すなわち、定電力制御領域Tbへの移行後は、ランプ電圧Vlaの上昇に対してランプ電力を一定にするためにランプ電流Ilaを低減させるのであるが、本実施形態では、定電力制御領域Tbへの移行後も切替時間t1までは、振幅が大きい第2の電流ピーク値Ip21を長い時間幅T21で周期的に発生させているので、電極の温度低下が抑えられ、電極間の距離が広がることなく、ランプ電圧Vlaの上昇を抑制しているのである。 That is, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp current Ila is reduced in order to keep the lamp power constant with respect to the increase of the lamp voltage Vla. Since the second current peak value Ip21 having a large amplitude is periodically generated with a long time width T21 until the switching time t1 even after the transition of, the temperature drop of the electrodes can be suppressed and the distance between the electrodes can be widened. In other words, the rise of the lamp voltage Vla is suppressed.
而して、ランプの寿命末期等の要因でランプ電圧Vlaが高い放電ランプLaを用いた場合、従来は、定電力制御領域Tbに移行した直後の電極の温度不足によってフリッカが発生しやすいという問題があったが、本実施形態では、定電力制御領域Tbに移行した直後であっても電極の温度が十分に維持され、フリッカの発生を抑制することができる。 Thus, when a discharge lamp La having a high lamp voltage Vla is used due to factors such as the end of the lamp life, flicker is likely to occur due to insufficient temperature of the electrode immediately after the transition to the constant power control region Tb. However, in the present embodiment, the temperature of the electrode is sufficiently maintained even after the transition to the constant power control region Tb, and the occurrence of flicker can be suppressed.
また、フリッカが抑制されることによって、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化を防止することできる。 Also, by suppressing flicker, the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the brightness decreases due to devitrification due to scattering of electrode material and adhering to the inside of the lamp tube. It is possible to prevent the lamp life from being shortened.
(実施形態2)
本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は、実施形態1と同様に図1で示され、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 2)
The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is shown in FIG. 1 as in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、図5(b)に示すように、放電ランプLaの点灯開始t0から切替時間t1までのランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21とし(Ip11<Ip21)、切替時間t1以降のランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip12、第2の電流ピーク値Ip22として(Ip12<Ip22)、第1の電流ピーク値:Ip11=Ip12、第2の電流ピーク値:Ip21>Ip22に設定される。また、第2の電流ピーク値Ip21,Ip22の各時間幅T21,T22は、T21=T22に設定され、同一の時間幅となる。すなわち、図5(a)に示すように、切替時間t1の前後で、第2の電流ピーク値Ip2のみを変化させており、点灯開始t0から切替時間t1までの第2の電流ピーク値Ip21と時間幅T21との積a1=[Ip21×T21]は、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22と時間幅T22との積a2=[Ip22×T22]より大きくなる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the lamp current Ila from the lighting start t0 of the discharge lamp La to the switching time t1 is a first current peak value Ip11 and a second current peak value Ip21 ( Ip11 <Ip21), the lamp current Ila after the switching time t1 is the first current peak value Ip12 and the second current peak value Ip22 (Ip12 <Ip22), the first current peak value: Ip11 = Ip12, the second Current peak value: Ip21> Ip22. Further, the time widths T21 and T22 of the second current peak values Ip21 and Ip22 are set to T21 = T22, and have the same time width. That is, as shown in FIG. 5A, only the second current peak value Ip2 is changed before and after the switching time t1, and the second current peak value Ip21 from the lighting start t0 to the switching time t1 is changed. The product a1 = [Ip21 × T21] with the time width T21 is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] of the second current peak value Ip22 and the time width T22 after the switching time t1.
そして、点灯開始後、電極の温度がある程度上昇するまではランプ電流Ilaが制限電流I1を超えないように制御する電流制限領域Taとなり、電流制限領域Taからランプ電力を一定に制御する定電力制御領域Tbに移行して定常点灯となるのであるが、上記切替時間t1は、図4(a)(b)に示すように、定電力制御領域Tbに移行した後であり、電力制御用基準信号生成部41bにて数分から数十分(例えば電極の温度が所定温度にまで達するタイミング)に予め設定されており、放電ランプLaのばらつきや、電流波形等を考慮して決められる。
Then, after starting lighting, until the temperature of the electrode rises to some extent, the lamp current Ila becomes a current limiting region Ta that is controlled so as not to exceed the limiting current I1, and the constant power control that controls the lamp power from the current limiting region Ta is constant. The transition time t1 is shifted to the region Tb and steady lighting is performed. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the switching time t1 is after the transition to the constant power control region Tb. It is set in advance from several minutes to several tens of minutes (for example, the timing at which the electrode temperature reaches a predetermined temperature) in the
そして、切替時間t1以前の積a1=[Ip21×T21]が、切替時間t1以後の積a2=[Ip22×T22]より大きいという関係を維持した上で、電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行した後、ランプ電力が一定となるように第2の電流ピーク値Ip21,Ip22を制御すれば、本実施形態のランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaの各特性X1,X2は、図4(a)(b)中の実線に示すように、定電力制御領域Tbへの移行後は、従来の特性X11のようなランプ電圧Vlaの上昇がなく、さらに従来の特性X12のようなランプ電流Ilaの減少もなく、ランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaが略一定となる。 Then, while maintaining the relationship that the product a1 = [Ip21 × T21] before the switching time t1 is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] after the switching time t1, the constant power control region Tb from the current limiting region Ta is maintained. If the second current peak values Ip21 and Ip22 are controlled so that the lamp power becomes constant after shifting to, the characteristics X1 and X2 of the lamp voltage Vla and lamp current Ila of this embodiment are shown in FIG. ) As shown by the solid line in (b), after the transition to the constant power control region Tb, the lamp voltage Vla does not increase as in the conventional characteristic X11, and the lamp current Ila as in the conventional characteristic X12 does not increase. There is no decrease, and the lamp voltage Vla and the lamp current Ila become substantially constant.
すなわち、定電力制御領域Tbへの移行後は、ランプ電圧Vlaの上昇に対してランプ電力を一定にするためにランプ電流Ilaを低減させるのであるが、本実施形態では、定電力制御領域Tbへの移行後も切替時間t1までは、振幅が大きい第2の電流ピーク値Ip21を周期的に発生させているので、電極の温度低下が抑えられ、電極間の距離が広がることなく、ランプ電圧Vlaの上昇を抑制しているのである。 That is, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp current Ila is reduced in order to keep the lamp power constant with respect to the increase of the lamp voltage Vla. Since the second current peak value Ip21 having a large amplitude is periodically generated until the switching time t1 even after the transition of, the temperature drop of the electrodes is suppressed, and the lamp voltage Vla is not increased without increasing the distance between the electrodes. The rise of is suppressed.
而して、ランプの寿命末期等の要因でランプ電圧Vlaが高い放電ランプLaを用いた場合、従来は、定電力制御領域Tbに移行した直後の電極の温度不足によってフリッカが発生しやすいという問題があったが、本実施形態では、定電力制御領域Tbに移行した直後であっても電極の温度が十分に維持され、フリッカの発生を抑制することができる。 Thus, when a discharge lamp La having a high lamp voltage Vla is used due to factors such as the end of the lamp life, flicker is likely to occur due to insufficient temperature of the electrode immediately after the transition to the constant power control region Tb. However, in the present embodiment, the temperature of the electrode is sufficiently maintained even after the transition to the constant power control region Tb, and the occurrence of flicker can be suppressed.
また、フリッカが抑制されることによって、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化を防止することできる。 Also, by suppressing flicker, the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the brightness decreases due to devitrification due to scattering of electrode material and adhering to the inside of the lamp tube. It is possible to prevent the lamp life from being shortened.
(実施形態3)
本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は、実施形態1と同様に図1で示され、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 3)
The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is shown in FIG. 1 as in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、図6(b)に示すように、放電ランプLaの点灯開始t0から切替時間t1までのランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21とし(Ip11<Ip21)、切替時間t1以降のランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip12、第2の電流ピーク値Ip22として(Ip12<Ip22)、点灯開始t0から切替時間t1までの第1の電流ピーク値Ip11と第2の電流ピーク値Ip21との比b1=[Ip21/Ip11]が、切替時間t1以降の第1の電流ピーク値Ip12と第2の電流ピーク値Ip22との比b2=[Ip22/Ip12]より大きくなるように設定される。また、第2の電流ピーク値Ip21,Ip22の時間幅T21,T22は、T21=T22に設定され、同一の時間幅となる。すなわち、図6(a)に示すように、切替時間t1の前後で、第1の電流ピーク値Ip1と第2の電流ピーク値Ip2との比b=(Ip2/Ip1)を変化させており、点灯開始t0から切替時間t1までの第2の電流ピーク値Ip21と時間幅T21との積a1=[Ip21×T21]は、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22と時間幅T22との積a2=[Ip22×T22]より大きくなる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the lamp current Ila from the lighting start t0 of the discharge lamp La to the switching time t1 is the first current peak value Ip11 and the second current peak value Ip21 ( Ip11 <Ip21), the lamp current Ila after the switching time t1 is the first current peak value Ip12, the second current peak value Ip22 (Ip12 <Ip22), and the first current from the lighting start t0 to the switching time t1. The ratio b1 = [Ip21 / Ip11] between the peak value Ip11 and the second current peak value Ip21 is the ratio b2 = [Ip22] between the first current peak value Ip12 and the second current peak value Ip22 after the switching time t1. / Ip12]. In addition, the time widths T21 and T22 of the second current peak values Ip21 and Ip22 are set to T21 = T22 and have the same time width. That is, as shown in FIG. 6A, the ratio b = (Ip2 / Ip1) between the first current peak value Ip1 and the second current peak value Ip2 is changed before and after the switching time t1. The product a1 = [Ip21 × T21] of the second current peak value Ip21 and the time width T21 from the lighting start t0 to the switching time t1 is the second current peak value Ip22 and the time width T22 after the switching time t1. Product a2 = greater than [Ip22 × T22].
そして、点灯開始後、電極の温度がある程度上昇するまではランプ電流Ilaが制限電流I1を超えないように制御する電流制限領域Taとなり、電流制限領域Taからランプ電力を一定に制御する定電力制御領域Tbに移行して定常点灯となるのであるが、上記切替時間t1は、図4(a)(b)に示すように、定電力制御領域Tbに移行した後であり、電力制御用基準信号生成部41bにて数分から数十分(例えば電極の温度が所定温度にまで達するタイミング)に予め設定されており、放電ランプLaのばらつきや、電流波形等を考慮して決められる。
Then, after starting lighting, until the temperature of the electrode rises to some extent, the lamp current Ila becomes a current limiting region Ta that is controlled so as not to exceed the limiting current I1, and the constant power control that controls the lamp power from the current limiting region Ta is constant. The transition time t1 is shifted to the region Tb and steady lighting is performed. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the switching time t1 is after the transition to the constant power control region Tb. It is set in advance from several minutes to several tens of minutes (for example, the timing at which the electrode temperature reaches a predetermined temperature) in the
そして、切替時間t1以前の積a1=[Ip21×T21]が、切替時間t1以後の積a2=[Ip22×T22]より大きいという関係を維持した上で、電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行した後、ランプ電力が一定となるように比b1=[Ip21/Ip11]および比b2=[Ip22/Ip12]を制御すれば、本実施形態のランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaの各特性X1,X2は、図4(a)(b)中の実線に示すように、定電力制御領域Tbへの移行後は、従来の特性X11のようなランプ電圧Vlaの上昇がなく、さらに従来の特性X12のようなランプ電流Ilaの減少もなく、ランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaが略一定となる。 Then, while maintaining the relationship that the product a1 = [Ip21 × T21] before the switching time t1 is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] after the switching time t1, the constant power control region Tb from the current limiting region Ta is maintained. If the ratio b1 = [Ip21 / Ip11] and the ratio b2 = [Ip22 / Ip12] are controlled so that the lamp power becomes constant after shifting to, each characteristic X1 of the lamp voltage Vla and the lamp current Ila of the present embodiment. , X2, as shown by the solid lines in FIGS. 4A and 4B, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp voltage Vla does not increase as in the conventional characteristic X11, and the conventional characteristic There is no decrease in the lamp current Ila as in X12, and the lamp voltage Vla and the lamp current Ila become substantially constant.
すなわち、定電力制御領域Tbへの移行後は、ランプ電圧Vlaの上昇に対してランプ電力を一定にするためにランプ電流Ilaを低減させるのであるが、本実施形態では、定電力制御領域Tbへの移行後も切替時間t1までは、第1の電流ピーク値Ip11に対する比が大きい第2の電流ピーク値Ip21を周期的に発生させているので、電極の温度低下が抑えられ、電極間の距離が広がることなく、ランプ電圧Vlaの上昇を抑制している。 That is, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp current Ila is reduced in order to keep the lamp power constant with respect to the increase of the lamp voltage Vla. Since the second current peak value Ip21 having a large ratio with respect to the first current peak value Ip11 is periodically generated until the switching time t1 even after the transition of, the temperature drop of the electrodes can be suppressed, and the distance between the electrodes Is suppressed, and the rise of the lamp voltage Vla is suppressed.
而して、ランプの寿命末期等の要因でランプ電圧Vlaが高い放電ランプLaを用いた場合、従来は、定電力制御領域Tbに移行した直後の電極の温度不足によってフリッカが発生しやすいという問題があったが、本実施形態では、定電力制御領域Tbに移行した直後であっても電極の温度が十分に維持され、フリッカの発生を抑制することができる。 Thus, when a discharge lamp La having a high lamp voltage Vla is used due to factors such as the end of the lamp life, flicker is likely to occur due to insufficient temperature of the electrode immediately after the transition to the constant power control region Tb. However, in the present embodiment, the temperature of the electrode is sufficiently maintained even after the transition to the constant power control region Tb, and the occurrence of flicker can be suppressed.
また、フリッカが抑制されることによって、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化を防止することできる。 Also, by suppressing flicker, the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the brightness decreases due to devitrification due to scattering of electrode material and adhering to the inside of the lamp tube. It is possible to prevent the lamp life from being shortened.
(実施形態4)
本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は、実施形態1と同様に図1で示され、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 4)
The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is shown in FIG. 1 as in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、図7(b)に示すように、放電ランプLaの点灯開始t0から切替時間t1までのランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21とし(Ip11<Ip21)、切替時間t1以降のランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip12、第2の電流ピーク値Ip22として(Ip12<Ip22)、第1の電流ピーク値:Ip11=Ip12、第2の電流ピーク値:Ip21=Ip22に設定される。また、第2の電流ピーク値Ip21,Ip22の各時間幅T21,T22は、T21>T22に設定される。すなわち、図7(a)に示すように、切替時間t1の前後で、第2の電流ピーク値Ip2の時間幅T2のみを変化させており、点灯開始t0から切替時間t1までの第2の電流ピーク値Ip21と時間幅T21との積a1=[Ip21×T21]は、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22と時間幅T22との積a2=[Ip22×T22]より大きくなる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the lamp current Ila from the lighting start t0 of the discharge lamp La to the switching time t1 is the first current peak value Ip11 and the second current peak value Ip21 ( Ip11 <Ip21), the lamp current Ila after the switching time t1 is the first current peak value Ip12 and the second current peak value Ip22 (Ip12 <Ip22), the first current peak value: Ip11 = Ip12, the second Current peak value: Ip21 = Ip22. The time widths T21 and T22 of the second current peak values Ip21 and Ip22 are set to T21> T22. That is, as shown in FIG. 7A, only the time width T2 of the second current peak value Ip2 is changed before and after the switching time t1, and the second current from the lighting start t0 to the switching time t1. The product a1 = [Ip21 × T21] of the peak value Ip21 and the time width T21 is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] of the second current peak value Ip22 and the time width T22 after the switching time t1.
そして、点灯開始後、電極の温度がある程度上昇するまではランプ電流Ilaが制限電流I1を超えないように制御する電流制限領域Taとなり、電流制限領域Taからランプ電力を一定に制御する定電力制御領域Tbに移行して定常点灯となるのであるが、上記切替時間t1は、図4(a)(b)に示すように、定電力制御領域Tbに移行した後であり、電力制御用基準信号生成部41bにて数分から数十分(例えば電極の温度が所定温度にまで達するタイミング)に予め設定されており、放電ランプLaのばらつきや、電流波形等を考慮して決められる。
Then, after starting lighting, until the temperature of the electrode rises to some extent, the lamp current Ila becomes a current limiting region Ta that is controlled so as not to exceed the limiting current I1, and the constant power control that controls the lamp power from the current limiting region Ta is constant. The transition time t1 is shifted to the region Tb and steady lighting is performed. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the switching time t1 is after the transition to the constant power control region Tb. It is set in advance from several minutes to several tens of minutes (for example, the timing at which the electrode temperature reaches a predetermined temperature) in the
そして、切替時間t1以前の積a1=[Ip21×T21]が、切替時間t1以後の積a2=[Ip22×T22]より大きいという関係を維持した上で、電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行した後、ランプ電力が一定となるように第2の電流ピーク値Ip21の時間幅T21、および第2の電流ピーク値Ip22の時間幅T22を制御すれば、本実施形態のランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaの各特性X1,X2は、図4(a)(b)中の実線に示すように、定電力制御領域Tbへの移行後は、従来の特性X11のようなランプ電圧Vlaの上昇がなく、さらに従来の特性X12のようなランプ電流Ilaの減少もなく、ランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaが略一定となる。 Then, while maintaining the relationship that the product a1 = [Ip21 × T21] before the switching time t1 is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] after the switching time t1, the constant power control region Tb from the current limiting region Ta is maintained. If the time width T21 of the second current peak value Ip21 and the time width T22 of the second current peak value Ip22 are controlled so that the lamp power becomes constant after the transition to, the lamp voltage Vla, As shown by the solid lines in FIGS. 4A and 4B, the characteristics X1 and X2 of the lamp current Ila increase after the transition to the constant power control region Tb, as the lamp voltage Vla increases as in the conventional characteristic X11. Further, there is no decrease in the lamp current Ila as in the conventional characteristic X12, and the lamp voltage Vla and the lamp current Ila become substantially constant.
すなわち、定電力制御領域Tbへの移行後は、ランプ電圧Vlaの上昇に対してランプ電力を一定にするためにランプ電流Ilaを低減させるのであるが、本実施形態では、定電力制御領域Tbへの移行後も切替時間t1までは、第2の電流ピーク値Ip21を長い時間幅T21で周期的に発生させているので、電極の温度低下が抑えられ、電極間の距離が広がることなく、ランプ電圧Vlaの上昇を抑制しているのである。 That is, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp current Ila is reduced in order to keep the lamp power constant with respect to the increase of the lamp voltage Vla. Since the second current peak value Ip21 is periodically generated with a long time width T21 until the switching time t1 even after the transition of, the temperature drop of the electrodes is suppressed and the distance between the electrodes is not increased. The increase in voltage Vla is suppressed.
而して、ランプの寿命末期等の要因でランプ電圧Vlaが高い放電ランプLaを用いた場合、従来は、定電力制御領域Tbに移行した直後の電極の温度不足によってフリッカが発生しやすいという問題があったが、本実施形態では、定電力制御領域Tbに移行した直後であっても電極の温度が十分に維持され、フリッカの発生を抑制することができる。 Thus, when a discharge lamp La having a high lamp voltage Vla is used due to factors such as the end of the lamp life, flicker is likely to occur due to insufficient temperature of the electrode immediately after the transition to the constant power control region Tb. However, in the present embodiment, the temperature of the electrode is sufficiently maintained even after the transition to the constant power control region Tb, and the occurrence of flicker can be suppressed.
また、フリッカが抑制されることによって、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化を防止することできる。 Also, by suppressing flicker, the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the brightness decreases due to devitrification due to scattering of electrode material and adhering to the inside of the lamp tube. It is possible to prevent the lamp life from being shortened.
(実施形態5)
本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は、実施形態1と同様に図1で示され、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 5)
The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is shown in FIG. 1 as in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、図8(c)に示すように、電流制限領域Taのランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21とし(Ip11<Ip21)、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21は一定に制御される。電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行して、ランプ電流Ilaが制限電流I1以下になると、切替時間t1までは、第1の電流ピーク値Ip11’、第2の電流ピーク値Ip21’とし(Ip11’<Ip21’)、第1の電流ピーク値Ip11’、第2の電流ピーク値Ip21’は、ランプ電力が一定となるように制御される。なお、第2の電流ピーク値Ip21,Ip21’の時間幅は同一の時間幅T21となる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 8C, the lamp current Ila in the current limiting region Ta has a first current peak value Ip11 and a second current peak value Ip21 (Ip11 <Ip21), The current peak value Ip11 and the second current peak value Ip21 are controlled to be constant. When the lamp current Ila falls below the limit current I1 from the current limit area Ta to the constant power control area Tb, the first current peak value Ip11 ′ and the second current peak value Ip21 ′ are obtained until the switching time t1. (Ip11 ′ <Ip21 ′), the first current peak value Ip11 ′, and the second current peak value Ip21 ′ are controlled so that the lamp power is constant. The time widths of the second current peak values Ip21 and Ip21 'are the same time width T21.
そして、切替時間t1以降のランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip12、第2の電流ピーク値Ip22(Ip12<Ip22)として、切替時間t1以前の比b1=[Ip21/Ip11]、および比b1’=[Ip21’/Ip11’]が、切替時間t1以降の比b2=[Ip22/Ip12]より大きくなるように設定される。また、切替時間t1以前の第2の電流ピーク値Ip21,21’の時間幅T21が、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22の時間幅T22より長くなるように設定される。 Then, the lamp current Ila after the switching time t1 is set as the first current peak value Ip12 and the second current peak value Ip22 (Ip12 <Ip22), and the ratio b1 = [Ip21 / Ip11] before the switching time t1 and the ratio b1 ′ = [Ip21 ′ / Ip11 ′] is set to be larger than the ratio b2 = [Ip22 / Ip12] after the switching time t1. The time width T21 of the second current peak value Ip21, 21 'before the switching time t1 is set to be longer than the time width T22 of the second current peak value Ip22 after the switching time t1.
すなわち、切替時間t1の前後で、第1の電流ピーク値Ip1と第2の電流ピーク値Ip2との比b=(Ip2/Ip1)と、第2の電流ピーク値Ip2の時間幅T2とを変化させており、点灯開始t0から切替時間t1までの第2の電流ピーク値Ip21と時間幅T21との積a1=[Ip21×T21]、および第2の電流ピーク値Ip21’と時間幅T21との積a1’=[Ip21’×T21]は、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22と時間幅T22との積a2=[Ip22×T22]より大きくなる。 That is, before and after the switching time t1, the ratio b = (Ip2 / Ip1) between the first current peak value Ip1 and the second current peak value Ip2 and the time width T2 of the second current peak value Ip2 are changed. The product a1 = [Ip21 × T21] of the second current peak value Ip21 and the time width T21 from the lighting start t0 to the switching time t1, and the second current peak value Ip21 ′ and the time width T21 The product a1 ′ = [Ip21 ′ × T21] is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] of the second current peak value Ip22 and the time width T22 after the switching time t1.
そして、切替時間t1以前の積a1=[Ip21×T21]および積a1’=[Ip21’×T21]が、切替時間t1以後の積a2=[Ip22×T22]より大きいという関係を維持した上で、電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行した後、ランプ電力が一定となるように制御すれば、本実施形態のランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaの各特性X1,X2は、図8(a)(b)中に示すように、定電力制御領域Tbへの移行後は、従来の特性X11のようなランプ電圧Vlaの上昇がなく、さらに従来の特性X12のようなランプ電流Ilaの減少もなく、ランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaが略一定となる。 Then, maintaining the relationship that the product a1 = [Ip21 × T21] before the switching time t1 and the product a1 ′ = [Ip21 ′ × T21] are larger than the product a2 = [Ip22 × T22] after the switching time t1. If the lamp power is controlled to be constant after the current limit area Ta is shifted to the constant power control area Tb, the characteristics X1 and X2 of the lamp voltage Vla and the lamp current Ila of this embodiment are shown in FIG. a) As shown in (b), after the transition to the constant power control region Tb, the lamp voltage Vla does not increase as in the conventional characteristic X11, and the lamp current Ila decreases as in the conventional characteristic X12. As a result, the lamp voltage Vla and the lamp current Ila become substantially constant.
すなわち、定電力制御領域Tbへの移行後は、ランプ電圧Vlaの上昇に対してランプ電力を一定にするためにランプ電流Ilaを低減させるのであるが、本実施形態では、定電力制御領域Tbへの移行後も切替時間t1までは、第1の電流ピーク値Ip11’に対する比が大きい第2の電流ピーク値Ip21’を長い時間幅T21で周期的に発生させているので、電極の温度低下が抑えられ、電極間の距離が広がることなく、ランプ電圧Vlaの上昇を抑制しているのである。また、第1の電流ピーク値Ip11と第2の電流ピーク値Ip21との比bと、第2の電流ピーク値Ip2の時間幅T2という2つのパラメータを切り替えることで、降圧チョッパ回路1の部品にかかるストレスを低減させることができる。
That is, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp current Ila is reduced in order to keep the lamp power constant with respect to the increase of the lamp voltage Vla. Since the second current peak value Ip21 ′ having a large ratio with respect to the first current peak value Ip11 ′ is periodically generated with a long time width T21 until the switching time t1 even after the transition of FIG. This suppresses the increase in the lamp voltage Vla without increasing the distance between the electrodes. Further, by switching between two parameters, the ratio b between the first current peak value Ip11 and the second current peak value Ip21 and the time width T2 of the second current peak value Ip2, the components of the step-down
而して、ランプの寿命末期等の要因でランプ電圧Vlaが高い放電ランプLaを用いた場合、従来は、定電力制御領域Tbに移行した直後の電極の温度不足によってフリッカが発生しやすいという問題があったが、本実施形態では、定電力制御領域Tbに移行した直後であっても電極の温度が十分に維持され、フリッカの発生を抑制することができる。 Thus, when a discharge lamp La having a high lamp voltage Vla is used due to factors such as the end of the lamp life, flicker is likely to occur due to insufficient temperature of the electrode immediately after the transition to the constant power control region Tb. However, in the present embodiment, the temperature of the electrode is sufficiently maintained even after the transition to the constant power control region Tb, and the occurrence of flicker can be suppressed.
また、フリッカが抑制されることによって、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化を防止することできる。 Also, by suppressing flicker, the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the brightness decreases due to devitrification due to scattering of electrode material and adhering to the inside of the lamp tube. It is possible to prevent the lamp life from being shortened.
(実施形態6)
本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は、実施形態1と同様に図1で示され、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 6)
The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is shown in FIG. 1 similarly to the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、実施形態1〜5において、第1の電流ピーク値Ip1、第2の電流ピーク値Ip2、時間幅T2等を切り替えるタイミングである切替時間t1を、ランプ電圧Vlaの変動率に基づいて設定しており、ランプ電圧Vlaの変動率が小さく、ランプ電圧が安定した時点を切替時間t1に設定している(図9(a)(c)参照)。 In the present embodiment, in the first to fifth embodiments, the switching time t1 that is the timing for switching the first current peak value Ip1, the second current peak value Ip2, the time width T2, and the like is based on the variation rate of the lamp voltage Vla. The change time of the lamp voltage Vla is small and the lamp voltage is stabilized is set as the switching time t1 (see FIGS. 9A and 9C).
図10はその動作フローチャートを示しており、まず、ランプ電圧検出回路3がランプ電圧を検出してランプ電圧検出信号Yvを出力し(ステップS1)、電力制御用基準信号生成部41bは、所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換されたランプ電圧検出信号Yvに基づいてランプ電圧値を読み込む(ステップS2)。電力制御用基準信号生成部41bは、今回読み込んだランプ電圧値と前回読み込んだランプ電圧値との差|ΔVla|(図9(b)参照)をランプ電圧Vlaの変動率として算出し(ステップS3)、電圧差|ΔVla|が閾値電圧Va(例えば10V)以下か否かを判定する(ステップS4)。電圧差|ΔVla|が閾値電圧Va以下であれば、電力制御用基準信号生成部41b内部の検出回数用カウンタを1回インクリメントして(ステップS5)、検出回数がN回に達したか否かを判定する(ステップS6)。検出回数がN回に達していなければステップS1に戻る(ステップS9)。検出回数がN回に達した場合、その時点を切替時間t1として、スイッチ42をチョッパ制御基準信号Yp2側からYp1側に切り替えて(ステップS7)、ステップS1に戻る(ステップS9)。ステップS4において、電圧差|ΔVla|が閾値電圧Vaを超えていれば、記憶している検出回数を0にリセットし(ステップS8)、ステップS1に戻る(ステップS9)。
FIG. 10 shows an operation flowchart thereof. First, the lamp
このように、ランプ電圧の変動率に基づいて切替時間t1を設定するので、放電ランプLaの状態が変化しても、切替時間t1を適切に設定することができる。なお、閾値電圧Va、検出回数N、ランプ電圧値を読み込むサンプリング周期は、放電ランプの特性や回路構成によって最適な値に設定される。 Thus, since the switching time t1 is set based on the variation rate of the lamp voltage, the switching time t1 can be set appropriately even if the state of the discharge lamp La changes. The sampling period for reading the threshold voltage Va, the number of detections N, and the lamp voltage value is set to an optimum value depending on the characteristics of the discharge lamp and the circuit configuration.
(実施形態7)
本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は、実施形態1と同様に図1で示され、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 7)
The circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment is shown in FIG. 1 as in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施形態では、放電ランプLaの点灯開始t0からランプ電圧Vlaが閾値電圧Vbに達する時間(第2の時間)t2までは、図11(c)に示すように、ランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21とし、第1の電流ピーク値Ip11、第2の電流ピーク値Ip21は同じ電流値(Ip11=Ip21)に一定制御される。これは、点灯開始t0から時間t2までの期間は、電流制限領域Taに含まれており、放電ランプLaの電極に対して十分な電流を流しているので、第2の電流ピーク値Ip21を第1の電流ピーク値Ip11より大きくしなくても電極の温度が不足することはなく、さらには必要以上にランプ電流を大きくしないので、電極の劣化を抑えることができるという効果もある。なお、ランプ電圧Vlaと閾値電圧Vbとの比較処理は、数Vのヒステリシスを持たせることによって、チャタリングを発生することなく行うことができる。 In this embodiment, from the lighting start t0 of the discharge lamp La to the time (second time) t2 when the lamp voltage Vla reaches the threshold voltage Vb, as shown in FIG. Current peak value Ip11 and second current peak value Ip21, and the first current peak value Ip11 and the second current peak value Ip21 are controlled to the same current value (Ip11 = Ip21). This is because the period from the lighting start t0 to the time t2 is included in the current limiting region Ta, and a sufficient current flows to the electrode of the discharge lamp La, so the second current peak value Ip21 is Even if it is not larger than the current peak value Ip11 of 1, the temperature of the electrode does not become insufficient, and further, since the lamp current is not increased more than necessary, there is an effect that the deterioration of the electrode can be suppressed. The comparison process between the ramp voltage Vla and the threshold voltage Vb can be performed without chattering by providing a hysteresis of several volts.
次に、時間t2から切替時間t1までのランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip11’、第2の電流ピーク値Ip21’とし(Ip11’<Ip21’)、電流制限領域Taの間は一定に制御される。そして、電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行して、ランプ電流Ilaが制限電流I1以下になると、切替時間t1までは、第1の電流ピーク値Ip11’、第2の電流ピーク値Ip21’は、ランプ電力が一定となるように制御される。なお、第2の電流ピーク値Ip21,Ip21’の時間幅は同一の時間幅T21となる。 Next, the lamp current Ila from the time t2 to the switching time t1 is a first current peak value Ip11 ′ and a second current peak value Ip21 ′ (Ip11 ′ <Ip21 ′), and is constant during the current limiting region Ta. Controlled. Then, when the lamp current Ila becomes equal to or less than the limit current I1 from the current limit area Ta to the constant power control area Tb, the first current peak value Ip11 ′ and the second current peak value Ip21 until the switching time t1. 'Is controlled so that the lamp power is constant. The time widths of the second current peak values Ip21 and Ip21 'are the same time width T21.
次に、切替時間t1以降のランプ電流Ilaは、第1の電流ピーク値Ip12、第2の電流ピーク値Ip22(Ip12<Ip22)として、切替時間t1以前の比b1=[Ip21/Ip11]、b1’=[Ip21’/Ip11’]が、切替時間t1以降の比b2=[Ip22/Ip12]より大きくなるように設定される。また、切替時間t1以前の第2の電流ピーク値Ip21,21’の時間幅T21が、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22の時間幅T22より長くなるように設定される。 Next, the lamp current Ila after the switching time t1 has a first current peak value Ip12 and a second current peak value Ip22 (Ip12 <Ip22), and the ratio b1 = [Ip21 / Ip11], b1 before the switching time t1. '= [Ip21' / Ip11 '] is set to be larger than the ratio b2 = [Ip22 / Ip12] after the switching time t1. The time width T21 of the second current peak value Ip21, 21 'before the switching time t1 is set to be longer than the time width T22 of the second current peak value Ip22 after the switching time t1.
すなわち、切替時間t1の前後で、第1の電流ピーク値Ip1と第2の電流ピーク値Ip2との比b=(Ip2/Ip1)と、第2の電流ピーク値Ip2の時間幅T2とを変化させており、点灯開始t0から切替時間t1までの第2の電流ピーク値Ip21と時間幅T21との積a1=[Ip21×T21]、および第2の電流ピーク値Ip21’と時間幅T21との積a1’=[Ip21’×T21]は、切替時間t1以降の第2の電流ピーク値Ip22と時間幅T22との積a2=[Ip22×T22]より大きくなる。 That is, before and after the switching time t1, the ratio b = (Ip2 / Ip1) between the first current peak value Ip1 and the second current peak value Ip2 and the time width T2 of the second current peak value Ip2 are changed. The product a1 = [Ip21 × T21] of the second current peak value Ip21 and the time width T21 from the lighting start t0 to the switching time t1, and the second current peak value Ip21 ′ and the time width T21 The product a1 ′ = [Ip21 ′ × T21] is larger than the product a2 = [Ip22 × T22] of the second current peak value Ip22 and the time width T22 after the switching time t1.
そして、切替時間t1以前の積a1=[Ip21×T21]および積a1’=[Ip21’×T21]が、切替時間t1以後の積a2=[Ip22×T22]より大きいという関係を維持した上で、電流制限領域Taから定電力制御領域Tbに移行した後、ランプ電力が一定となるように制御すれば、本実施形態のランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaの各特性X1,X2は、図11(a)(b)中に示すように、定電力制御領域Tbへの移行後は、従来の特性X11のようなランプ電圧Vlaの上昇がなく、さらに従来の特性X12のようなランプ電流Ilaの減少もなく、ランプ電圧Vla、ランプ電流Ilaが略一定となる。 Then, maintaining the relationship that the product a1 = [Ip21 × T21] before the switching time t1 and the product a1 ′ = [Ip21 ′ × T21] are larger than the product a2 = [Ip22 × T22] after the switching time t1. If the lamp power is controlled to be constant after the current limit area Ta is shifted to the constant power control area Tb, the characteristics X1 and X2 of the lamp voltage Vla and the lamp current Ila of this embodiment are shown in FIG. a) As shown in (b), after the transition to the constant power control region Tb, the lamp voltage Vla does not increase as in the conventional characteristic X11, and the lamp current Ila decreases as in the conventional characteristic X12. As a result, the lamp voltage Vla and the lamp current Ila become substantially constant.
すなわち、定電力制御領域Tbへの移行後は、ランプ電圧Vlaの上昇に対してランプ電力を一定にするためにランプ電流Ilaを低減させるのであるが、本実施形態では、定電力制御領域Tbへの移行後も切替時間t1までは、第1の電流ピーク値Ip11’に対する比が大きい第2の電流ピーク値Ip21’を長い時間幅T21で周期的に発生させているので、電極の温度低下が抑えられ、電極間の距離が広がることなく、ランプ電圧Vlaの上昇を抑制しているのである。 That is, after the transition to the constant power control region Tb, the lamp current Ila is reduced in order to keep the lamp power constant with respect to the increase of the lamp voltage Vla. Since the second current peak value Ip21 ′ having a large ratio with respect to the first current peak value Ip11 ′ is periodically generated with a long time width T21 until the switching time t1 even after the transition of FIG. This suppresses the increase in the lamp voltage Vla without increasing the distance between the electrodes.
而して、ランプの寿命末期等の要因でランプ電圧Vlaが高い放電ランプLaを用いた場合、従来は、定電力制御領域Tbに移行した直後の電極の温度不足によってフリッカが発生しやすいという問題があったが、本実施形態では、定電力制御領域Tbに移行した直後であっても電極の温度が十分に維持され、フリッカの発生を抑制することができる。 Thus, when a discharge lamp La having a high lamp voltage Vla is used due to factors such as the end of the lamp life, flicker is likely to occur due to insufficient temperature of the electrode immediately after the transition to the constant power control region Tb. However, in the present embodiment, the temperature of the electrode is sufficiently maintained even after the transition to the constant power control region Tb, and the occurrence of flicker can be suppressed.
また、フリッカが抑制されることによって、電極磨耗によるランプ電圧の上昇が要因で生じる明るさの減少や、電極材料が飛散してランプ管内に付着することによる失透が要因で生じる明るさの減少によるランプの短寿命化を防止することできる。 Also, by suppressing flicker, the brightness decreases due to the increase in lamp voltage due to electrode wear, and the brightness decreases due to devitrification due to scattering of electrode material and adhering to the inside of the lamp tube. It is possible to prevent the lamp life from being shortened.
なお、実施形態1〜7において、ランプ電流Ilaの基本波形を、図13(c)に示す波形としたが、この波形に限定されることはなく、例えば図13(a)(b)(d)(e)の波形を基本波形として、上記同様に波形制御しても同様の効果を得ることができる。 In the first to seventh embodiments, the basic waveform of the lamp current Ila is the waveform shown in FIG. 13C. However, the waveform is not limited to this waveform. For example, FIGS. 13A, 13B, and 13D are used. The same effect can be obtained by controlling the waveform in the same manner as described above using the waveform of (e) as the basic waveform.
(実施形態8)
本実施形態は、上記実施形態1〜7いずれかの放電灯点灯装置を用いた画像表示装置について説明する。図12は、画像表示装置の構成を示しており、筐体5内に、上記実施形態1〜7いずれかの放電灯点灯装置Hと、放電灯点灯装置Hによって点灯制御されるショートアークの超高圧水銀灯からなる放電ランプLaと、光学装置K1と、電源部K2と、外部信号入力部K3と、3つのファンK4とを収納して構成され、放電灯点灯装置H、光学装置K1、電源部K2は、メイン制御基板K5上に実装されている。
(Embodiment 8)
This embodiment demonstrates the image display apparatus using the discharge lamp lighting device in any one of the said Embodiments 1-7. FIG. 12 shows the configuration of the image display device. In the
光学装置K1は、放電ランプLaからの光を透過または反射する手段と、当該手段を介する透過光または反射光をスクリーンに投射する手段とから構成される。 The optical device K1 includes means for transmitting or reflecting light from the discharge lamp La and means for projecting transmitted light or reflected light through the means onto a screen.
画像表示装置に、上記実施形態1〜7いずれかの放電灯点灯装置を用いることで、定電力制御領域に移行した直後の輝点の移動によるフリッカの発生を抑制し、ランプの短寿命化を防止することができるので、画像品質が向上し、さらに優れた画像品質を長時間持続させることが可能となる。
By using the discharge lamp lighting device according to any one of
1 降圧チョッパ回路
2 極性反転回路
3 ランプ電圧検出回路
4 制御回路
41 マイコン
42 スイッチ
43 PWM制御回路
44 フルブリッジ制御回路
Q1〜Q5 スイッチング素子
La 放電ランプ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
電力変換回路のスイッチング素子のオン・オフを制御することによって、点灯開始後、ランプ電流が制限電流を超えないように制御する電流制限領域からランプ電力を一定に制御する定電力制御領域に移行させ、点灯時の放電ランプに供給するランプ電流を、第1の振幅と第1の振幅より大きい第2の振幅とが所定の間隔で交互に発生する波形に制御する制御回路と、
を備え、
制御回路は、定電力制御領域内で点灯開始から第1の時間が経過したとき、第1の時間以後のランプ電流の第2の振幅と第2の振幅の時間幅との積を、第1の時間以前のランプ電流の第2の振幅と第2の振幅の時間幅との積より小さくする
ことを特徴とする放電灯点灯装置。 A power conversion circuit for supplying power to the discharge lamp by turning on and off the switching element;
By controlling on / off of the switching elements of the power conversion circuit, after starting lighting, the lamp is shifted from the current limit area where the lamp current does not exceed the limit current to the constant power control area where the lamp power is controlled to be constant. A control circuit for controlling a lamp current supplied to the discharge lamp at the time of lighting into a waveform in which a first amplitude and a second amplitude larger than the first amplitude are alternately generated at a predetermined interval;
With
When the first time has elapsed from the start of lighting in the constant power control region, the control circuit calculates the product of the second amplitude of the lamp current after the first time and the time width of the second amplitude as the first time. The discharge lamp lighting device is characterized by being made smaller than the product of the second amplitude and the time width of the second amplitude of the lamp current before this time.
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