放电灯点灯装置及照明设备的制作方法

文档序号:8202846阅读:214来源:国知局
专利名称:放电灯点灯装置及照明设备的制作方法
技术领域
本发明涉及放电灯点灯装置及照明设备。
背景技术
—直以来,作为使被称为HID (High-intensity discharge lamp:高强度放电灯)
的高压放电灯那样的热阴极式的放电灯点灯的放电灯点灯装置,提供有一种放电灯点灯装
置,具备输入直流电并输出交流电的电力转换部和控制电力转换部的控制部。 并且,作为这种放电灯点灯装置,提供有如下的电灯装置在放电灯启动时,在使
电力转换部的输出电压比较高而使放电灯启动的启动动作之后,开始使用于放电灯的点灯
维持的交流电从电力转换部输出至放电灯的稳定动作之前,为了放电灯的各电极的加热,
控制部进行使电力转换部的输出电力的频率比较高的电极加热动作(例如参照专利文献1)。 根据上述放电灯点灯装置,与不进行电极加热动作的情况相比,向稳定动作转移
后的放电稳定,抑制中断(立^消A )。 专利文献1 :日本特表2005-507553号公报 在此,如图38(a)所示,当进行启动动作的启动期间PI之后的、进行电极加热动作的电极加热期间P2较短时,在进行稳定动作的稳定期间P3的开始前,放电灯的电极未被充分加热,向放电灯的输出电流(以下称为"灯电流")在极性之间不均匀。当如此保持放电灯的电极未被充分加热的状态而转移至稳定动作时,在向稳定动作的转移后可能放电变得不稳定、并发生中断。因此,例如需要通过如图38(b)所示那样延长电极加热期间P2,由此在电极加热期间P2中使向放电灯输出的电量充分增大,但需要的电极加热期间P2的长度(电极加热动作的持续时间)或需要的电量(电流时间积)对于每个放电灯不同。
但是,当与假设为连接的放电灯中、需要最长时间的电极加热动作的放电灯或需要最大电量的放电灯相对应,来设定电极加热动作的持续时间或电量时,该持续时间或该电量对于其他放电灯来说为过剩。电极加热动作是从电力转换部输出比稳定动作大的电力,因此为了抑制对放电灯寿命的不良影响,需要使电极加热动作的持续时间尽量短、上述电量尽量小。 并且,当灯电流较小时,产生延长电极加热期间P2(即电极加热动作的持续时间)的需要。

发明内容
本发明是鉴于上述情况进行的,其目的在于,提供放电灯点灯装置及照明设备,能够使电极加热动作的持续时间对每个放电灯成为合适的长度。 本发明的其他目的在于,提供放电灯点灯装置及照明设备,能够使在电极加热动作中向放电灯供给的电量对每个放电灯成为合适的大小,且能够使电极加热动作的持续时间比较短。
本发明的另一其他目的在于,提供放电灯点灯装置及照明设备,能够将电极加热动作的持续时间抑制为比较短,并且使向稳定动作转移时向放电灯的输出电流为正负对称。
第1发明的特征在于,具备电力转换部,输入直流电而输出交流电;启动部,与放
电灯一起连接在电力转换部的输出端之间,产生用于放电灯启动的高电压;以及控制部,控
制电力转换部;在放电灯启动时,在通过启动部所产生的高电压使放电灯启动的启动动作
之后,开始从电力转换部向放电灯输出用于放电灯的点灯维持的交流电的稳定动作之前,
为了对放电灯的各电极进行加热,控制部进行使电力转换部的输出频率比稳定动作中高的
电极加热动作,其中,具备判断向放电灯输出的输出电力是否为正负对称的对称判断部,在
电极加热动作中,在由对称判断部判断为输出电力是正负对称时,控制部转移至稳定动作。 根据本发明,与使电极加热动作的持续时间一直为一定的情况相比,能够使电极
加热动作的持续时间对每个放电灯成为合适的长度。 第2发明的特征在于,在第1发明中,控制部为,在电极加热动作中,在相隔规定时
间的电流检测定时参照对称判断部的判断结果,在电流检测定时由对称判断部判断为输出
电流是正负对称时,转移至稳定动作,另一方面,在电流检测定时由对称判断部判断为输出
电流是正负不对称时,使向放电灯的输出电流至少比电极加热动作的开始时增加。 根据本发明,在电极加热动作中的电流检测定时,在由对称判断部判断为输出电
流是正负对称时转移至稳定动作,因此与使电极加热动作的持续时间一直为一定的情况相
比,能够使电极加热动作中向放电灯供给的电量对每个放电灯成为合适的大小。并且,在电
流检测定时由对称判断部判断为输出电流是正负不对称时,使向放电灯的输出电流至少比
电极加热动作的开始时增加,因此与不使向放电灯的输出电流增加的情况相比,能够縮短
电极加热动作的持续时间。 第3发明的特征在于,在第1发明中,电力转换部包括降压斩波电路,将输入的直流电降压;和全桥电路,对降压斩波电路输出的直流电进行交变。 第4发明的特征在于,在第l发明中,电力转换部由全桥电路构成,控制部根据构
成全桥电路的开关元件的导通截止的占空比来控制电力转换部的输出电力。 第5发明的特征在于,在第1发明中,电力转换部由半桥电路构成,控制部根据构
成半桥电路的开关元件的导通截止的占空比来控制电力转换部的输出电力。 第6发明的特征在于,在第1 5任一个发明中,对称判断部至少在电极加热动作
中始终进行输出电力是否为正负对称的判断。 第7发明的特征在于,在第1 5任一个发明中,对称判断部在电极加热动作的开
始后在经过规定的屏蔽时间之前不进行输出电力是否为正负对称的判断,在屏蔽时间经过
后至少在电极加热动作结束之前,始终进行输出电力是否为正负对称的判断。 根据本发明,在经过屏蔽时间之前,对称判断部的输出不反映到控制部的动作中,
因此即使在电极加热动作的开始之后不久的放电灯中的放电为不稳定状态而灯电流暂时
为对称的情况下,控制部也不转移至稳定动作。 第8发明的特征在于,在第1 5任一个发明中,对称判断部在电极加热动作的开始后在经过规定的屏蔽时间之前不进行输出电力是否为正负对称的判断,在经过屏蔽时间后至少在电极加热动作结束之前,定期地进行输出电力是否为正负对称的判断。
根据本发明,在经过屏蔽时间之前,对称判断部的输出不反映到控制部的动作中,因此即使在电极加热动作开始之后不久的放电灯中的放电为不稳定状态而灯电流暂时为对称的情况下,控制部也不转移至稳定动作。 第9发明的特征在于,在第1 5任一个发明中,电极加热动作的持续时间为规定的上限时间以下。 第10发明的特征在于,在第9发明中,控制部为,在未由对称判断部判断为输出电力是正负对称的状态下,在电极加热动作的持续时间达到上限时间时,使来自电力转换部的交流电的输出停止。 根据本发明,能够避免电极加热动作被无限制地持续而对放电灯和电路部件施加过剩的电气的压力。 第11发明的特征在于,在第9发明中,控制部为,在未由对称判断部判断为输出电力是正负对称的状态下,在电极加热动作的持续时间达到上限时间时,返回至启动动作。
根据本发明,与第10发明相比改善了启动性。 第12发明的特征在于,在第9发明中,控制部为,在未由对称判断部判断为输出电力是正负对称的状态下,在电极加热动作的持续时间达到上限时间时,在使来自电力转换部的交流电的输出停止规定的停止时间之后,返回至启动动作。 根据本发明,与第10发明相比改善了启动性。并且,与第11发明相比,到返回至启动动作之后的放电灯的启动为止的时间縮短。 第13发明的特征在于,在第11发明或第12发明中,控制部为,对从电极加热动作返回至启动动作的次数进行计数,在该次数达到规定的上限次数时,使来自电力转换部的交流电的输出停止。 根据本发明,能够避免启动动作和电极加热动作被无限制地重复而对放电灯和电路部件施加过剩的电气的压力。 第14发明的特征在于,在第1 5任一个发明中,控制部为,仅在最初的电流检测
定时,进行基于对称判断部判断为输出电流为正负不对称的情况的向放电灯的输出电流的
增加,以后到电极加热动作的结束时为止,使向放电灯的输出电流一定。 第15发明的特征在于,在第14发明中,控制部为,根据最初的电流检测定时的、电
力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差,来决定基于对称判断部判断为输出电流为正
负不对称的情况的向放电灯的输出电流的增加幅度。 第16发明的特征在于,在第1 5任一个发明中,控制部为,在电流检测定时由对
称判断部判断为输出电流为正负不对称的情况下,根据该电流检测定时的、电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差,来决定该电流检测定时之后的向放电灯的输出电流。 第17发明的特征在于,在第16发明中,控制部为,在电流检测定时由对称判断部
判断为输出电流为正负不对称的情况下,该电流检测定时的、电力转换部的输出电流的极
性之间的峰值之差越大,使该电流检测定时之后的向放电灯的输出电流越大。 第18发明的特征在于,在第1 5任一个发明中,控制部为,在电极加热动作中随
时运算向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值,并且在该时间积分值达到了规定的上限
值时,结束电极加热动作。 第19发明的特征在于,在第18发明中,控制部为,在向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值达到了上限值而结束了电极加热动作之后,使来自电力转换部的交流电的输出停止。 根据本发明,与不使来自电力转换部的交流电的输出停止的情况相比,抑制了对放电灯和电路部件施加的电气的压力。 第20发明的特征在于,在第18发明中,控制部为,在向放电灯输出的电流的振幅
的时间积分值达到了上限值而结束了电极加热动作之后,返回至启动动作。 根据本发明,与第19发明相比改善了启动性。 第21发明的特征在于,在第18发明中,控制部为,在向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值达到了上限值而结束了电极加热动作之后,在使来自电力转换部的交流电的输出停止规定的停止时间之后,返回至启动动作。 根据本发明,与第19发明相比改善了启动性。并且,与第20发明相比,在返回至启动动作之后的电极加热动作时放电灯中难以发生半波放电。 第22发明的特征在于,在第20发明或第21发明中,控制部为,对从电极加热动作返回至启动动作的次数进行计数,在该次数达到规定的上限次数后的电极加热动作中,在向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值达到了上限值时,使来自电力转换部的交流电的输出停止。 根据本发明,能够避免启动动作和电极加热动作被无限制地重复而对放电灯和电路部件施加过剩的电气的压力。 第24发明的特征在于,具备电力转换部,输入直流电而输出交流电;启动部,与放电灯一起连接在电力转换部的输出端之间,产生用于放电灯启动的高电压;以及控制部,控制电力转换部;在放电灯启动时,在通过启动部所产生的高电压使放电灯启动的启动动作之后,开始从电力转换部向放电灯输出用于放电灯的点灯维持的交流电的稳定动作之前,为了对放电灯的各电极进行加热,控制部进行使电力转换部的输出频率比稳定动作中高的电极加热动作,其中,具备检测放电灯中的半波放电的半波放电检测部;在电极加热动作中,当由半波放电检测部检测出半波放电时,为了消除半波放电,控制部进行使电力转换部的输出电流的各极性的峰值中低侧的峰值即小峰值增大那样的半波放电改善处理。
根据本发明,与不进行半波放电改善处理的情况相比,能够将电极加热动作的持续时间抑制为比较短,并且使向稳定动作转移时向放电灯的输出电流为正负对称。
第25发明的特征在于,在第24发明中,电力转换部包括降压斩波电路,将输入的直流电降压;和全桥电路,对降压斩波电路输出的直流电进行交变。 第26发明的特征在于,在第24发明中,电力转换部由全桥电路构成,控制部根据
构成全桥电路的开关元件的导通截止的占空比来控制电力转换部的输出电力。 第27发明的特征在于,在第24发明中,电力转换部由半桥电路构成,控制部根据
构成半桥电路的开关元件的导通截止的占空比来控制电力转换部的输出电力。 第28发明的特征在于,在第24 27任一个发明中,半波放电改善处理为,在电力
转换部的输出电流中重叠直流成分。 第29发明的特征在于,在第24 27任一个发明中,半波放电改善处理为,增加电力转换部的输出电流的振幅。 第30发明的特征在于,在第28发明或第29发明中,控制部为,在电极加热动作中将半波放电改善处理的小峰值的变动幅度维持为一定。 第31发明的特征在于,在第30发明中,控制部为,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度,为在电极加热动作的开始后最初由半波放电检测部检测出半波放电的时刻的、电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差的2分之1。 第32发明的特征在于,在第28发明或第29发明中,控制部为,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度,为与在电极加热动作的开始后最初由半波放电检测部检测出半波放电之后的电极加热动作的持续时间相对应的变动幅度。 第33发明的特征在于,在第32发明中,控制部为,在电极加热动作的开始后最初由半波放电检测部检测出半波放电之后的电极加热动作的持续时间越长,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度越大。 第34发明的特征在于,在第28发明或第29发明中,控制部为,使半波放电改善处理
的小峰值的变动幅度,与电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差相对应而随时改变。 第35发明的特征在于,在第34发明中,控制部为,电力转换部的输出电流的极性
之间的峰值之差越大,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度越大。 第36发明的特征在于,在第30发明中,控制部为,使半波放电改善处理的小峰值
的变动幅度不比规定的上限值大。 第37发明的特征在于,在第24 27任一个发明中,控制部为,在电极加热动作结束时,如果由半波放电检测部检测出半波放电,则使从电力转换部向放电灯的交流电的输
出停止。 根据本发明,能够避免由于在放电灯中在发生半波放电的状态下继续供电而对放电灯施加过大的电气的压力。 第38发明的特征在于,在第24 27任一个发明中,控制部为,在电极加热动作结
束时,如果由半波放电检测部检测出半波放电,则返回至启动动作。 根据本发明,与第37发明相比改善了启动性。 第39发明的特征在于,在第24 27任一个发明中,控制部为,在电极加热动作结束时,如果由半波放电检测部检测出半波放电,则在使从电力转换部向放电灯的交流电的输出停止规定时间之后,返回至启动动作。 根据本发明,与在返回至启动动作之前不使从电力转换部向放电灯的交流电的输
出停止的情况相比,在下次电极加热动作中在放电灯中难以发生半波放电。 第40发明的特征在于,在第38发明或第39发明中,控制部为,对从电极加热动作
返回至启动动作的次数进行计数,在该次数达到了规定的上限次数时,使来自电力转换部
的交流电的输出停止。 根据本发明,能够避免启动动作和电极加热动作被无限制地重复而对放电灯和电路部件无用地施加电气的压力。 第23或41发明的特征在于,具备第1 5任一个发明所记载的放电灯点灯装置和保持放电灯点灯装置的设备主体。


图1是表示本发明的实施方式的电路框图。
图2是表示同上的对称判断部的电路图。 图3是表示同上的对称判断部的动作的一个例子的说明图、(a)表示灯电流为对称的情况、(b)表示灯电流为不对称的情况。 图4是表示同上的从控制部向各开关元件输入的驱动信号的一个例子的说明图。 图5是表示同上的动作的一个例子的说明图。 图6是表示同上的动作的一个例子的流程图。 图7是表示同上的动作的一个例子的流程图。 图8是表示同上的电极加热动作的一个例子的说明图。 图9是表示同上的非对称电流值与电流振幅之间的关系的一个例子的说明图。
图10是表示同上的改变例的电路框图。 图11是表示图10的改变例中从控制部向各开关元件输入的驱动信号的一个例子的说明图。 图12是表示同上的其他改变例的电路框图。 图13是表示图12的改变例中从控制部向各开关元件输入的驱动信号的一个例子的说明图。 图14是表示同上的另一其他改变例的动作的说明图。
图15是表示同上的对称判断部的改变例的电路图。
图16是表示同上的动作的改变例的流程图。
图17是表示同上的动作的其他改变例的流程图。
图18是表示同上的动作的改变例的流程图。
图19是表示本发明的实施方式的电路框图。
图20是表示同上的动作的一例的流程图。 图21是表示在调整量为0的情况下灯电压、从控制部输入至各开关元件的驱动信号以及灯电流的波形的说明图。 图22是表示在调整量为正的情况下灯电压、从控制部输入至各开关元件的驱动信号以及灯电流的波形的说明图。 图23是表示在调整量为负的情况下灯电压、从控制部输入至各开关元件的驱动信号以及灯电流的波形的说明图。 图24是表示同上的半波放电改善处理的说明图。
图25是表示同上的改变例的电路框图。
图26是表示同上的其他改变例的电路框图。
图27是表示同上的动作的改变例的流程图。
图28是表示同上的动作的其他改变例的流程图。
图29是表示同上的动作的另一其他改变例的流程图。 图30是表示降压斩波电路的输出电压与灯电流的振幅之间的关系的说明图。 图31是表示同上的半波放电改善处理的改变例的说明图。 图32是表示同上的半波放电改善处理的其他改变例的说明图。 图33是表示同上的半波放电改善处理的另一其他改变例中的、电极加热动作开
始后的经过时间与振幅增加量之间的关系的说明图。
图34是表示同上的半波放电改善处理的其他改变例中的、电极加热动作开始后 的经过时间与振幅增加量之间的关系的说明图。 图35是表示利用了同上的照明设备的一个例子的立体图。 图36是表示利用了同上的照明设备的其他例子的立体图。 图37是表示利用了同上的照明设备的另一其他例子的立体图。 图38(a) (b)分别是表示灯电流波形的例子的说明图、(a)表示电极加热动作的持
续时间不足的情况、(b)表示电极加热动作的持续时间足够长的情况。符号说明
1、11放电灯点灯装置2对称判断部12半波放电检测部3、13控制部4、13降压斩波电路5、13照明设备51设备主体放电灯
具体实施例方式以下,参照

用于实施本发明的最佳方式。 如图1所示,本实施方式的放电灯点灯装置1为,使被称为HID (High-intensity discharge lamp :高强度放电灯)的高压放电灯那样的热阴极型的放电灯La点灯,作为将 从直流电源E输入的直流电转换为交流电的电力转换部,具备由4个开关元件Q1 Q4构成 的全桥电路。作为开关元件Q1 Q4,在本实施方式中使用场效应晶体管(FET)。并且,上 述全桥电路的一个输出端,即构成2个串联电路中的一个串联电路的开关元件Q3、 Q4的连 接点,经由第一电感器L1和变流器CT1的一次线圈的串联电路,而与放电灯La的一端(即 一个电极)连接;该2个串联电路分别由各2个开关元件Ql Q4构成并在直流电源E的 输出端之间相互并联连接。并且,上述全桥电路的另一个输出端,即构成另一个串联电路的 开关元件Q1、 Q2的连接点,经由第二电感器L2而与放电灯La的另一端(即另一个电极) 连接。并且,在构成上述另一个串联电路的开关元件Q1、Q2的连接点、与变流器CT1的一次 线圈和第一电感器Ll的连接点之间,连接有第一电容器C3。并且,第二电感器L2为设有抽 头的所谓自耦变压器,该抽头经由电容器C4而接地。S卩,第一电感器L1、第一电容器C3、第 二电感器L2和第二电容器C4,与放电灯La —起构成在电力转换部的输出端之间所连接的 共振电路(以下称为"负载电路")。 并且,本实施方式具备对称判断部2,与变流器CT1的二次线圈连接,判断对放电 灯La输出的电流(以下称为"灯电流")Ila是否为正负对称;和控制部3,对各开关元件 Ql Q4进行导通截止驱动。 如图2所示,对称判断部2具有2个比较器CP1、 CP2,各自的非反转输入端子经 由二极管Dl、 D2分别与变流器CT1的二次线圈的各一端连接,对反转输入端子输入规定的 对称判断电压Vs ;和"与"电路AND,将这2个转换器CP1、 CP2的输出的逻辑积输出到控制部3。在变流器CT1的二次线圈的中央设有抽头,该抽头接地。并且,各比较器CP1、CP2的 非反转输入端子与二极管D1、D2的连接点,分别经由电容器C1、 C2而接地。S卩,各电容器 C1、C2的充电电压Vbl、Vb2,分别成为与二极管Dl、D2的输出电压Val、Va2的峰值、即对应 于每个电容器C1、C2的方向(极性)的灯电流Ila的峰值相对应的电压,该充电电压Vbl、 Vb2分别输入与电容器Cl、C2相对应的比较器CPl、CP2的非反转输入端子。如图3(a)所 示,在灯电流Ila对称的情况下,各电容器Cl、 C2的充电电压Vbl、 Vb2都超过对称判断电 压Vs,由此"与"电路AND的输出(即对称判断部2的输出。以下称为"判断输出")Ve为H 电平。另一方面,如图3(b)所示,在灯电流为不对称的情况下,一个电容器C2的充电电压 Vb2低于对称判断电压Vs,由此判断输出Ve成为L电平。S卩,判断输出Ve为H电平意味着 由对称判断部2判断为对放电灯La输出的电力为对称,反之判断输出Ve为L电平意味着 由对称判断部2判断为对放电灯La输出的电力为不对称。 控制部3对开关元件Ql Q4进行导通截止驱动,以使相互位于对角的开关元件 Ql Q4彼此同时导通、且相互串联连接的开关元件Q1 Q4彼此交替导通截止。由此,从 直流电源E输入的直流电被转换为交流电,该交流电的频率为上述导通截止驱动的极性反 转的频率(以下称为"动作频率")。 以下,利用图4 图6更具体地说明控制部3的动作。在此,图4表示对各开关元 件Ql Q4输入的驱动信号、具体而言是对栅极源极之间施加的电压,各开关元件Ql Q4 分别在上述驱动信号为H电平的期间导通,在上述驱动信号为L电平的期间截止。
当接通电源(Sl)时,控制部3首先开始用于在放电灯La中开始放电的启动动作 (S2)。在进行启动动作的启动期间P1中,控制部3使动作频率为数百kHz,在具有数十kHz 程度的幅度的范围内使动作频率周期性地变化。在该启动期间P1中,动作频率成为共振电 路的共振频率(或者其奇数分之1),该共振电路由作为第二电感器L2的自耦变压器的一次 线圈部分、即开关元件Q1、Q2的连接点与抽头之间的部位、和第二电容器C4构成;此时产生 的共振电压通过作为自耦变压器的第二电感器L2而被升压,由此输出到放电灯La的电压 (以下称为"灯电压")Vla达到启动即放电的开始所需的电压(例如3 4kV),放电灯La 启动。即,第二电感器L2和第二电容器C4构成本发明请求项中的启动部。在图5的例子 中,在上述周期性的动作频率变化的第3个周期中,放电灯La启动而灯电流Ila开始流动, 由于伴随放电灯La启动的阻抗的变化,灯电压Via的振幅下降。 控制部3在持续了规定时间的上述启动动作之后,结束启动动作,转移至使动作 频率比启动动作中小(例如至数十kHz)的、进行电极加热动作的电极加热期间P2(S3)。电 极加热动作中的动作频率,与后述的稳定动作中的动作频率相比,是接近于在全桥电路的 输出端之间所连接的负载电路的共振频率,是比较高的频率,由此,进行放电灯La的各电 极的加热。控制部3在电极加热动作开始后,在经过规定的屏蔽时间(^》々時間)之前, 使对称判断部2的输出不反映到动作中(S4)。然后,在电极加热动作中,在经过了上述屏 蔽时间之后,监视对称判断部2的输出(S6),在由对称判断部2判断为灯电流Ila为对称 时(即判断输出Ve成为H电平时、S6中为是),结束电极加热动作而转移至稳定动作(S7)。 上述屏蔽时间被设为放电灯La中的放电某种程度稳定的时间。在本实施方式中,如上所 述,在经过屏蔽时间之前,对称判断部2的输出不反映到控制部3的动作中,由此,即使在电 极加热动作开始后的放电灯La中的放电为不稳定状态、而灯电流Ila暂时成为对称的情况下,控制部3也不转移至稳定动作。另外,控制部3对对称判断部2的输出的监视可以始终、 即连续地进行,也可以定期地、即间歇地进行。 在进行稳定动作的稳定期间P3中,控制部3使动作频率比电极加热动作中更低 (例如至数百Hz),由此对放电灯La供给用于放电灯La的点灯维持的矩形波交流电。并 且,在稳定工作中,控制部3进行如下的P丽控制对于一个串联电路的各开关元件Q3、Q4, 在位于对角的开关元件Q1、Q2导通的期间中也一直不导通,而以规定的占空比进行导通截 止,由此调整向放电灯La的供电。并且,在稳定动作中,控制部3例如根据灯电流Ila来检 测放电灯La的中断(S8),并且在检测出中断时,结束稳定动作而返回至步骤S2的启动动 作。 并且,控制部3对电极加热动作的持续时间进行计时,在未由对称判断部2判断出 灯电流为对称的状态下(即判断电压Ve为L电平的状态),在电极加热动作的持续时间达 到了规定的上限时间的情况下(S5中为是),例如分别截止各开关元件Ql Q4,由此停止 向放电灯La的供电(S9)。 根据上述构成,使结束电极加热动作的定时为由对称判断部2判断出灯电流Ila 的对称性的定时,由此能够使电极加热动作的持续时间为难以发生向稳定动作转移后的中 断、且不过长那样的合适的长度。 并且,由于电极加热动作不持续上限时间以上,因此与电极加热动作无限制持续
的情况相比,能够抑制对放电灯La或电路部件施加的电气压力。 以下,利用图4、图5、图7更具体地说明控制部3的动作的变形例。 控制部3在持续了规定时间的上述启动动作之后,结束启动动作,转移至使动作
频率比启动动作中小(例如至数十kHz)的、进行电极加热动作的电极加热期间P2(S3)。电
极加热动作中的动作频率,与后述的稳定动作中的动作频率相比,接近于在全桥电路的输
出端之间所连接的负载电路的共振频率,是比较高的频率,由此进行放电灯La的各电极的
加热。电极加热期间P2中,控制部3维持向放电灯La的供电,直到成为应检测灯电流Ila
的规定定时(以下称为"电流检测定时")为止(S10中为否)。电流检测定时具体而言,
例如是如图8所示那样的的相隔规定的检测时间t的定期的定时。并且,在电流检测定时
(S10中为是),参照对称判断部2的判断(步骤S6),如果由对称判断部2判断为灯电流Ila
为对称(即判断输出Ve为H电平时、S6中为是),则结束电极加热动作而转移至稳定动作
(S7)。 在进行稳定动作的稳定期间P3中,控制部3使动作频率比电极加热动作中更低 (例如至数百Hz),由此对放电灯La供给用于放电灯La的点灯维持的矩形波交流电。并 且,在稳定工作中,控制部3进行如下的P丽控制对于一个串联电路的各开关元件Q3、Q4, 在位于对角的开关元件Q1、 Q2导通的期间中也抑制不导通,而以规定的占空比进行导通截 止,由此调整向放电灯La的供电。并且,在稳定动作中,控制部3例如根据灯电流Ila来检 测放电灯La的中断(S8),并且在检测出中断时(S8中为是),结束稳定动作而返回至步骤 S2的启动动作。 并且,在步骤S6中,如果由对称判断部2判断为灯电流Ila为不对称(即判断输 出Ve为L电平时、S6中为否),则改变灯电流Ila的振幅(以下称为"电流振幅")(S12), 其后,返回至步骤S3而继续电极加热动作。上述步骤S12中的电流振幅的改变,例如通过动作频率的改变来进行,改变后的电流振幅至少比电极加热动作开始时的电流振幅大。具 体而言,控制部3从对称检测部2得到灯电流Ila的正负极性的振幅(峰值高度)之差的 绝对值(以下称为"不对称电流值"),如图9所示,不对称电流值越大、使电流振幅越大。另 外,在图9中,电流振幅相对于不对称电流值直线状地增加,但也可以对电流振幅设置上限 值,即如果不对称电流值大于一定值,则在其以上无论不对称电流值如何大,都将电流振幅 值保持为上限值。此时,图9的图形成为折线形状。电流振幅的上限值例如设为如下的值 灯电流Ila的有效值成为被假定为使用的放电灯La的额定电流值的2倍以下。
并且,控制部3在电极加热动作中,随时运算电流振幅的时间积分值(以下称 为"电流时间积"),在电流检测定时,还进行电流时间积是否达到了规定的上限值的判断 (Sll),如果电流时间积未达到上限值,则继续电极加热动作,另一方面,如果电流时间积达 到了上限值,则结束电极加热动作,例如通过分别使全桥电路的各开关元件Q1 Q4成为截 止状态,由此停止向放电灯La的供电(S9)。 S卩,直到在步骤S6中判断为灯电流Ila为对 称、或在步骤Sll中电流时间积达到上限值为止,每隔检测时间t根据不对称电流值来改变 电流振幅并且继续电极加热动作。在图8的例子中,在第7次电流检测定时t7电流时间积 达到上限值,因此停止向放电灯La的供电。 根据上述构成,使结束电极加热动作的定时为由对称判断部2判断为灯电流Ila 为对称的定时,由此能够使电极加热动作中向放电灯La供给的电量为难以发生向稳定动 作转移后的中断、且不过大那样的合适的大小。 在此,可以认为,由于在放电灯的电极温度过低时电子的放射变得不稳定,因此发 生不对称电流、即放电灯中的半波放电。在本实施方式中,在由对称判断部2判断为灯电流 Ila为不对称时,至少使电流振幅增加1次,因此与不使电流振幅增加的情况相比,放电灯 La的电极温度容易上升,由此能够在更短时间内转移至稳定动作。 并且,在步骤Sll中如果电流时间积达到上限值,则停止向放电灯La的供电,因此 与无限制地继续电极加热动作的情况相比,能够抑制对放电灯La和电路部件施加的电气 压力。 另外,在上述实施方式中,在每个电流检测定时进行电流振幅的改变,但电流振幅 的改变也可以仅在最初的电流检测定时tl进行1次。此时,图8那样的图形在第1次的电 流振幅的改变时tl以后成为直线。并且,在该情况下,改变后的电流振幅也可以与不对称 电流值无关地为一定。并且,在图8的例子中,使从电极加热动作的开始到最初的电流检测 定时tl为止的时间,为与之后的电流检测定时的间隔相同的时间(检测时间t),但也可以 使从电极加热动作的开始到最初的电流检测定时tl为止的时间,为与以后的电流检测定 时的间隔不同的时间。 另外,电路构成不限于上述情况,也可以如图IO所示,代替图l那样的全桥电路, 而采用将构成一个串联电路的各开关元件Q3、Q4分别置换为电容器C5、C6的半桥电路。此 时,如图11所示,相互串联连接的2个开关元件Ql、 Q2的导通截止驱动,在启动期间Pl和 电极加热期间P2中与图1的例子共通,但在稳定期间P3中进行如下的P丽控制根据在不 使极性反转的期间中应该导通的开关元件Ql、Q2的导通截止的占空比,调整向放电灯La的 输出电力。 或者,如图12所示,也可以设置对直流电源E的输出电压进行降压而输出至全桥电路的降压斩波电路4。此时,本发明请求项中的电力转换电路由4个开关元件Q1 Q4构 成的全桥电路和上述降压斩波电路4构成。在图12的例子中,降压斩波电路4具备开关 元件Q0, 一端与直流电源E的高电压侧的输出端连接,另一端经由电感器L0而与全桥电路 的输入端连接;二极管D0,阴极与开关元件Q0与电感器L0的连接点连接,阳极接地;以及 电容器C0,连接在全桥电路的输入端之间即降压斩波电路4的输出端之间。并且,在图12 的例子中,从负载电路中分别省略了第二电感器L2和第二电容器C4,在启动动作中,通过 由第一电容器C3和第一电感器Ll构成的共振电路的共振,向放电灯La输出启动用的高电 压。即,第一电容器C3和第一电感器L1构成本发明请求项中的启动部。并且,如图13所 示,控制部3根据降压斩波电路4的开关元件QO的导通截止的占空比来控制向放电灯La 的供给电力,因此即使在稳定期间P3中也不进行基于全桥电路的开关元件Ql Q4的导通 截止的P丽控制。 或者,如图14所示,也可以设置脉冲产生电路(未图示),作为在启动动作中产生 放电灯La的启动用的高电压脉冲的启动部。此时,能够使启动动作中的动作频率与电极加 热动作中的动作频率相同。上述那种脉冲产生电路能够通过公知技术来实现,因此省略图 示以及详细的说明。 并且,对称判断部2不限于图2所示,例如也可以如图15所示。图15的对称判断 部2为,代替比较器CP1、CP2而具备运算部21,运算部21被分别输入各电容器C1、C2的充 电电压Vbl、 Vb2,而运算其差的绝对值IVbl-Vb2l,并且与规定的判断阈值进行比较。运算 部21为,如果上述绝对值|Vbl-Vb2|小于判断阈值,则判断为灯电流Ila为对称,而使向控 制部3的输出(判断输出)为H电平,如果上述绝对值|Vbl-Vb2|为判断阈值以上,则判断 为灯电流Ila为不对称,而使判断输出为L电平。 并且,作为电极加热动作的持续时间达到了上限时间时(步骤S5中为是时)的动 作,也可以代替如图6所示那样立即停止向放电灯La的供电,而如图16所示那样返回至步 骤S2的启动动作。如果采用该构成,则与图6的例子相比能够改善启动性。并且,在图16 的例子中,在步骤S13中对从步骤S5返回至步骤S2的次数(以下称为"再启动次数")进 行计数,并且在步骤S14中与规定的上限次数进行比较,如果再启动次数达到了上限次数, 则不返回步骤S2而前进至步骤S9,停止向放电灯La的供电。S卩,在上限次数以上不返回至 启动动作,由此能够防止上述循环无限制地被重复而对电路部件施加不需要的电气压力。
并且,如图17所示,也可以为,控制部3在从步骤S5返回至步骤S2之前,在规定 时间内,例如分别截止各开关元件Ql Q4,由此来停止向放电灯La的供电(S15)。如果采 用该构成,则在再次的启动动作开始之前,放电灯La内的气体稳定,因此在之后的电极加 热动作中,在比较短的时间内电流Ila能够成为对称而进行向稳定动作转移。
并且,作为在图7中电流时间积达到了上限值时(步骤S11中为是时)的动作,也 可以代替图7所示那样立即停止向放电灯La的供电,而如图18所示那样返回至步骤S2的 启动动作。如果采用该构成,则与图7的例子相比能够改善启动性。并且,在图18的例子 中,在步骤S16中对从电极加热动作返回至启动动作的次数(以下称为"再启动次数")进 行计数,并且在步骤S17中与规定的上限次数进行比较,如果再启动次数达到了上限次数, 则不返回步骤S2而前进至步骤S9,停止向放电灯La的供电。S卩,在上限次数以上不返回至 启动动作,由此,能够防止上述循环无限制地被重复而对电路部件施加不需要的电气压力。并且,在图18的例子中,控制部3在返回至步骤S2之前,在规定时间内,例如分别截止各开 关元件Q1 Q4,由此来停止向放电灯La的供电(S18)。由此,与不设步骤S18而立即返回 步骤S2的情况相比,例如即使在放电灯La的一个电极的温度相对于另一个电极的温度变 高的情况下,在再次的启动动作开始之前的停止中,各电极的温度分别下降而电极间的温 度差变小,由此在下次的电极加热动作中也不易发生半波放电。
以下,说明本发明的变形例。 如图19所示,本实施方式的放电灯点灯装置11为,使被称为HID (High-intensity discharge lamp :高强度放电灯)的高压放电灯那样的热阴极型的放电灯La点灯,作为将 从直流电源E输入的直流电转换为交流电的电力转换部,具备由4个开关元件Ql Q4构 成的全桥电路。作为开关元件Q1 Q4,在本实施方式中使用场效应晶体管(FET)。并且, 上述全桥电路的一个输出端、即构成2个串联电路中的一个串联电路的开关元件Ql、 Q2的 连接点,经由第一电感器Lll而与放电灯La的一端(即一个电极)连接;该2个串联电路 为,分别由各2个开关元件Ql Q4构成并在直流电源E的输出端之间相互并联连接。并 且,上述全桥电路的另一个输出端、即构成另一个串联电路的开关元件Q3、 Q4的连接点,经 由第二电感器L12而与放电灯La的另一端(即另一个电极)连接。并且,第一电感器Lll 为具有抽头的所谓自耦变压器,该抽头经由第一电容器C11和电阻R11的串联电路而接地。 并且与第一 电感器Ll 1和放电灯La的串联电路并联地连接有第二电容器C12。 S卩,各电感 器L11、L12和各电容器C11、C12与放电灯La —起构成共振电路(以下称为"负载电路")。
并且,本实施方式具备半波放电检测部12,对向放电灯La输出的电流(以下称 为"灯电流")Ila进行检测,并且根据所检测的灯电流Ila来检测放电灯La中的半波放电; 和控制部13,对各开关元件Ql Q4进行导通截止驱动。 半波放电检测部12为,对于灯电流Ila的各极性分别检测峰值(绝对值),并运算 极性之间的峰值之差(以下称为"不对称电流值")AI,并且将该绝对值与规定的判断阈值 Ir(参照图24)进行比较,在不对称电流值AI的绝对值为判断阈值Ir以上的状态持续规 定的判断时间以上的期间,检测半波放电,在其以外的期间不检测半波放电,而将与有无半 波放电检出相对应的输出向控制部13输入。上述那样的半波放电检测部12能够通过公知 技术实现,因此省略详细的图示和说明。 控制部13对开关元件Q1 Q4进行导通截止驱动,以使相互位于对角的开关元件 Ql Q4彼此同时导通、且相互串联连接的开关元件Q1 Q4彼此交替导通截止。由此,从 直流电源E输入的直流电被转换为交流电,该交流电的频率为基于上述导通截止驱动的极 性反转的频率(以下称为"动作频率")。 以下,利用图4、图5及图20更具体地说明控制部13的动作。在此,图4表示向 各开关元件Ql Q4输入的驱动信号、具体而言为在栅极源极之间施加的电压,各开关元件 Ql Q4分别在上述驱动信号为H电平的期间导通,在上述驱动信号为L电平的期间截止。
当接通电源(S21)时,控制部3首先开始用于在放电灯La中开始放电的启动动作 (S22)。在进行启动动作的启动期间Pl中,控制部13使动作频率在数十kHz 数百kHz程 度的范围内周期性变化。在该启动期间P1中,动作频率成为共振电路的共振频率(或其 奇数分之l),该共振电路由作为第一电感器Lll的自耦变压器的一次线圈部分即开关元件 Q1、Q2的连接点与抽头之间的部位、和第一电容器C11构成;此时产生的共振电压通过作为自耦变压器的第一电感器Lll升压,由此,输出到放电灯La的电压(以下称为"灯电压") Vla达到启动即放电的开始所需的电压(例如3 4kV),放电灯La启动。S卩,第一电感器 L11和第一电容器C11构成本发明请求项中的启动部。在图5的例子中,在上述周期性的动 作频率的变化的第3个周期,放电灯La启动而灯电流Ila开始流动,并由于伴随放电灯La 的启动的阻抗变化,而灯电压Via的振幅下降。 控制部13在持续了规定时间的上述启动动作之后,结束启动动作,转移至使动作 频率比启动动作中小(例如至数十kHz)的、进行电极加热动作的电极加热期间P2。电极加 热动作中的动作频率,与后述的稳定动作中的动作频率相比,是接近于全桥电路的输出端 之间所连接的负载电路的共振频率,是比较高的频率,由此,进行放电灯La的各电极的加 热。当转移到电极加热期间P2时,控制部13开始用于持续电极加热动作的规定的电极加 热时间的计时(S23),之后参照半波放电检测部12的输出(S24)。如果未检测出半波放电, 则在规定时间中进行电极加热动作(S25),之后判断电极加热时间的计时是否完成(S26), 如果电极加热时间的计时未完成,则返回步骤S24。即,至少到检测出半波放电为止,在每个 上述规定时间定期地参照半波放电检测部12的输出。 另一方面,如果在步骤S24中检测出半波放电,则进行包括用于早期消除半波放 电的半波放电改善处理在内的电极加热动作(S27),之后判断电解加热时间的计时是否完 成(S28),如果电极加热时间的计时未完成,则返回至步骤S27。 并且,如果在步骤S26或步骤S28中电极加热时间的计时完成,则转移至稳定动作 (S29)。 在进行稳定动作的稳定期间P3中,控制部13使动作频率比电极加热动作中更低 (例如至数百Hz),由此对放电灯La供给用于放电灯La的点灯维持的矩形波交流电。并且, 在稳定动作中,控制部13进行如下的P丽控制对于一个串联电路的各开关元件Q3、 Q4, 在位于对角的开关元件Q1、Q2导通的期间中也一直不导通,而以规定的占空比进行导通截 止,由此调整向放电灯La的供电。 具体地说明步骤S27的半波放电改善处理。控制部13在半波放电检测部12检测 出半波放电的期间,从半波放电检测部12接收哪个极性的灯电流Ila的峰值为多高的信息 (即不对称电流值A I),并且在相互位于对角的开关元件Ql Q4的组之中、与灯电流Ila 的峰值较低的极性相对应的一个组中,使导通时间延长规定的调整量,并且在另一个组中 使导通时间縮短相同的调整量。并且,在半波放电检测部12未检测出半波放电的期间,将 上述调整量设为0,即在全部开关元件Q1 Q4中分别将导通占空比设为0.5。 S卩,在上述半 波放电改善处理中,与半波放电检测部12有无检测出半波放电无关,作为整体的动作频率 不变化。如果在上述那样的半波放电改善处理中使调整量为O以外的值,则与导通时间被 延长的开关元件Ql Q4相对应的方向、与调整量相对应的大小的直流电流被重叠到灯电 流Ila中,调整量的绝对值越大该直流成分的大小越大。例如,在灯电流Ila和灯电压Via 的各自中,当将图19中的朝右设为正方向时,如图21所示,调整量为0时,即在全部开关元 件Q1 Q4中导通时间相同的情况下,灯电压Vla和灯电流Ila都不产生直流成分,但如图 22所示,在使与正的极性相对应的开关元件Q1、Q4的导通时间更长(导通占空比0.6)时, 在灯电压Vla和灯电流Ila中分别产生与调整量相对应的大小的正的直流成分,相反,如图 23所示,在使与负的极性相对应的开关元件Q2、Q3的导通时间更长(导通占空比0.6)时,在灯电压Vla和灯电流Ila中分别产生与调整量相对应的大小的负的直流成分。并且,到 在步骤S28中电极加热时间的计时完成而电极加热动作结束为止,随时进行与步骤S24相 同的半波放电的检测以及上述调整量的改变。即,在检测出半波放电之后变得未检测出半 波放电的情况下,调整量返回至O,之后在再次检测出半波放电的情况下,调整量为与不对 称电流值AI相对应的0以外的值。以下,将灯电流Ila的正的方向上的峰值(绝对值)设 为Ia,将负的方向上的峰值(绝对值)设为Ib,将不对称电流值AI定义为A I = Ia-Ib。 即,在灯电流Ila中产生正的直流成分时、不对称电流值A I为正的值,在灯电流Ila中产 生负的直流成分时、不对称电流值AI为负的值。并且,关于调整量,将产生正的直流成分 的方向定义为正的值,将产生负的直流成分的方向定义为负的值。于是,在上述半波放电改 善处理中,如图24所示,不对称电流值AI与调整量相互为相反符号。检测出半波放电的 期间中的调整量的绝对值例如为如下的值在灯电流Ila中产生的直流成分的大小,成为 最初检测出半波放电时的不对称电流值△ I的绝对值的2分之l,并在本实施方式的电极加 热动作中为一定。另外,为了避免调整量过大,上述调整量的绝对值也可以为如下的值在 灯电流Ila中产生的直流成分的大小成为比最初检测出半波放电时的不对称电流值A I的
绝对值的2分之l稍小。 根据上述构成,通过半波放电改善处理,在放电灯La中,与灯电流I la更少一侧的 极性相对应的、温度较低的一个电极易于被加热,因此能够将电极加热动作的持续时间抑 制为比较短,并且使向稳定动作转移时向放电灯的输出电流为正负对称,抑制向稳定动作 转移后的闪烁或中断。 另外,电路构成不限于上述情况,如图25所示,也可以代替图19那样的全桥电路, 而采用将构成一个串联电路的各开关元件Q3、 Q4分别置换为电容器C13、 C14的半桥电路。 此时,如图11所示,相互串联连接的2个开关元件Q1、 Q2的导通截止驱动,在启动期间P1 和电极加热期间P2与图19的例子共通,但在稳定期间P3中进行如下的P丽控制根据在 不使极性反转的期间中应该导通的开关元件Ql、Q2的导通截止的占空比,调整向放电灯La 的输出电力。 或者,如图26所示,也可以设置对直流电源E的输出电压进行降压而输出至全桥 电路的降压斩波电路14。此时,本发明请求项中的电力转换电路由4个开关元件Q1 Q4 构成的全桥电路和上述降压斩波电路14构成。在图26的例子中,降压斩波电路14具备 开关元件Q0, 一端与直流电源E的高电压侧的输出端连接,另一端经由电感器L0与全桥电 路的输入端连接;二极管D0,阴极与开关元件Q0和电感器L0的连接点连接,阳极接地;以 及电容器CO,连接在全桥电路的输入端之间即降压斩波电路14的输出端之间。并且,在图 26的例子中,从负载电路中分别省略了第二电感器L12和第二电容器C12。并且,如图13 所示,控制部13根据降压斩波电路14的开关元件Q0的导通截止的占空比来控制向放电灯 La的供给电力,因此即使在稳定期间P3中也不进行基于全桥电路的开关元件Q1 Q4的导 通截止的P丽控制。 并且,也可以设置脉冲产生电路(未图示),作为在启动动作中产生放电灯La的启 动用的高电压脉冲的启动部。上述那样的脉冲产生电路能够通过公知技术来实现,因此省 略图示以及详细的说明。 并且,也可以代替使电极加热动作的持续时间为一定,而成为至少在半波放电检测部12中变得未检测出半波放电之前,持续电极加热动作。即,在判断电极加热动作的计时完成的步骤S28之前,设置参照半波放电检测部12的输出的步骤,在该步骤中如果未检测出半波放电则前进至步骤S28,另一方面,如果检测出半波放电则不前进至步骤S28而继续电极加热动作。 并且,如图27所示,也可以为,在电极加热动作结束后、在稳定动作开始前,控制部13参照半波放电检测部12的输出(S30),如果未检测出半波放电,则直接转移至步骤S29的稳定动作,另一方面如果检测出半波放电,则例如分别截止各开关元件Q1 Q4,由此停止向放电灯La的供电(S31)。如果采用该构成,则能够避免由于在发生了半波放电的状态下进行稳定动作而对放电灯La施加过大的电气压力。 并且,如图28所示,也可以为,在步骤S30中检测出半波放电的情况下,控制部13代替停止向放电灯La的供电,而返回至步骤S22的启动动作。如果采用该构成,则与图27的例子相比能够改善启动性。并且,在图28的例子中,在步骤S32中对返回至步骤S22的次数(以下称为"再启动次数")进行计数,并且在步骤S33中与规定的上限次数进行比较,如果再启动次数达到了上限次数,则不返回步骤S22而前进至步骤S31,停止向放电灯La的供电。即,在上限次数以上不返回至启动动作,由此能够防止上述循环无限制地被重复而对电路部件施加不需要的电气压力。 并且,如图28所示,也可以为,在步骤S30中检测出半波放电的情况下,控制部13在返回至步骤S22之前,在规定时间内,例如分别截止各开关元件Q1 Q4,由此来停止向放电灯La的供电(S34)。如果采用该构成,则在再次的启动动作开始之前放电灯La内的气体稳定,由此在下次的电极加热动作中,半波放电在比较短的时间内被消除。
并且,作为半波放电检测部12检测半波放电的方法,不限于上述那样的基于极性之间的峰值之差的方法,例如,也可以为,将灯电流Ila的各极性的峰值中更小的峰值(以下称为"小峰值")与规定的判断电流进行比较,在小峰值小于判断电流的状态持续规定的判断时间以上的期间,检测半波放电,在此外的期间不检测半波放电。此时的判断电流例如为如下的值在假定的环境下,在电极加热时间内为了使放电灯La的电极温度足够高而需要的最低限的灯电流Ila(以下称为"下限电流值")。 并且,作为半波放电改善处理,也可以代替上述那样在灯电流Ila中产生直流成分,而增大灯电流Ila的振幅。例如,仅在通过半波放电检测部12检测出半波放电的期间,增加灯电流Ila的振幅。半波放电改善处理中的灯电流Ila的振幅的增加量(以下称为"振幅增加量"),例如为最初检测出半波放电时的不对称电流值A I的绝对值的2分之1。作为增大灯电流Ila的振幅的方法,除了改变动作频率的方法之外,在图26的例子中还可以考虑改变降压斩波电路14的输出电压的方法。降压斩波电路14的输出电压与灯电流的振幅之间的关系如图30所示。 并且,在半波放电改善处理中,也可以代替在电极加热动作中使调整量的绝对值或振幅增加量为一定,而如图31和图32所示那样,不对称电流值AI的绝对值越大,使调整量的绝对值或振幅增加量为越大的值。例如,使对应于调整量而重叠到灯电流Ila中的直流成分的大小或振幅增加量,为不对称电流值A I的绝对值的2分之1。
或者,也可以通过将小峰值作为下限电流值那样的反馈控制,来决定调整量的绝对值和振幅增加量。并且,也可以为,在使每单位时间的调整量和振幅增加量的改变幅度为一定的情况下,直到小峰值与下限电流值之差成为小于规定的阈值为止,不前进至步骤S28,即假设电极加热时间的计时完成,也不结束电极加热动作。 或者,也可以为,与电极加热动作开始后最初通过半波放电检测部12检测出半波放电之后的电极加热动作的持续时间相伴随,逐渐增大半波放电改善处理中的调整量的绝对值和振幅增加值。该增大可以如图33所示那样相对于上述持续时间为阶梯的台阶状,也可以如图34所示那样相对于上述持续时间为连续的直线状。在图33和图34中,纵轴为振幅增加量,但调整量的绝对值也相同。 并且,在上述那样随时改变调整量的绝对值或振幅增加量的情况下,优选控制部13不会使调整量的绝对值或振幅增加量比规定的上限值大。上述上限值根据电路部件或放电灯La的额定电流值适当决定即可。 上述各种放电灯点灯装置例如能够用于图35 图37所示的照明设备5。图35 图37的照明设备5分别具备设备主体51,收纳放电灯点灯装置1、11 ;和灯体52,保持放电灯La。并且,图35的照明设备5和图36的照明设备5分别具备将放电灯点灯装置1、11与放电灯La电连接的供电线53。上述那样的各种照明设备5能够通过公知技术实现,所以省略详细的说明。
权利要求
一种放电灯点灯装置,其特征在于,具备电力转换部,输入直流电而输出交流电;启动部,与放电灯一起连接在电力转换部的输出端之间,产生用于放电灯的启动的高电压;以及控制部,控制电力转换部;控制部为,在放电灯启动时,在通过启动部产生的高电压使放电灯启动的启动动作之后,开始从电力转换部向放电灯输出用于放电灯的点灯维持的交流电的稳定动作之前,为了对放电灯的各电极进行加热,进行使电力转换部的输出频率比稳定动作中高的电极加热动作,在该放电灯点灯装置中,具备对称判断部,该对称判断部判断向放电灯输出的输出电力是否为正负对称,在电极加热动作中,在由对称判断部判断为输出电力为正负对称时,控制部转移至稳定动作。
2. 如权利要求1记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在电极加热动作中,在相隔规定时间的电流检测定时参照对称判断部的判断结果,在电流检测定时由对称判断部判断为输出电流为正负对称时,转移至稳定动作,另一方面,在电流检测定时由对称判断部判断为输出电流为正负不对称时,使向放电灯的输出电流至少比电极加热动作的开始时增加。
3. 如权利要求1记载的放电灯点灯装置,其特征在于,电力转换部包括降压斩波电路,将输入的直流电降压;和全桥电路,对降压斩波电路输出的直流电进行交变。
4. 如权利要求1记载的放电灯点灯装置,其特征在于,电力转换部由全桥电路构成,控制部根据构成全桥电路的开关元件的导通截止的占空比来控制电力转换部的输出电力。
5. 如权利要求1记载的放电灯点灯装置,其特征在于,电力转换部由半桥电路构成,控制部根据构成半桥电路的开关元件的导通截止的占空比来控制电力转换部的输出电力。
6. 如权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于,对称判断部为,至少在电极加热动作中始终进行输出电力是否为正负对称的判断。
7. 如权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于,对称判断部为,在电极加热动作的开始后在经过规定的屏蔽时间之前不进行输出电力是否为正负对称的判断,在屏蔽时间经过后至少在电极加热动作结束之前,始终进行输出电力是否为正负对称的判断。
8. 如权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于,对称判断部为,在电极加热动作的开始后在经过规定的屏蔽时间之前不进行输出电力是否为正负对称的判断,在经过屏蔽时间后至少在电极加热动作结束之前,定期地进行输出电力是否为正负对称的判断。
9. 如权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于,电极加热动作的持续时间为规定的上限时间以下。
10. 如权利要求9记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在未由对称判断部判断为输出电力为正负对称的状态下,在电极加热动作的持续时间达到上限时间时,使来自电力转换部的交流电的输出停止。
11. 如权利要求9记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在未由对称判断部判断为输出电力为正负对称的状态下,在电极加热动作的持续时间达到上限时间时,返回至启动动作。
12. 如权利要求9记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在未由对称判断部判断为输出电力为正负对称的状态下,在电极加热动作的持续时间达到上限时间时,在使来自电力转换部的交流电的输出停止规定的停止时间之后,返回至启动动作。
13. 如权利要求11或权利要求12记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,对从电极加热动作返回至启动动作的次数进行计数,在该次数达到规定的上限次数时,使来自电力转换部的交流电的输出停止。
14. 如权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,仅在最初的电流检测定时,进行基于由对称判断部判断为输出电流为正负不对称的情况的向放电灯的输出电流的增加,以后到电极加热动作的结束时为止,使向放电灯的输出电流一定。
15. 如权利要求14记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,根据最初的电流检测定时的、电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差,来决定基于由对称判断部判断为输出电流为正负不对称的情况的向放电灯的输出电流的增加幅度。
16. 如权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在电流检测定时由对称判断部判断为输出电流为正负不对称的情况下,根据该电流检测定时的、电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差,来决定该电流检测定时之后的向放电灯的输出电流。
17. 如权利要求16记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在电流检测定时由对称判断部判断为输出电流为正负不对称的情况下,该电流检测定时的、电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差越大,使该电流检测定时之后的向放电灯的输出电流越大。
18. 如权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在电极加热动作中随时运算向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值,并且在该时间积分值达到了规定的上限值时,结束电极加热动作。
19. 如权利要求18记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值达到了上限值而结束了电极加热动作之后,使来自电力转换部的交流电的输出停止。
20. 如权利要求18记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值达到了上限值而结束了电极加热动作之后,返回至启动动作。
21. 如权利要求18记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值达到了上限值而结束了电极加 热动作之后,在使来自电力转换部的交流电的输出停止规定的停止时间之后,返回至启动 动作。
22. 如权利要求20或21记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,对从电极加热动作返回至启动动作的次数进行计数,在该次数达到规定的 上限次数后的电极加热动作中,在向放电灯输出的电流的振幅的时间积分值达到了上限值 时,使来自电力转换部的交流电的输出停止。
23. —种照明设备,其特征在于,具备 权利要求1 5任一项记载的放电灯点灯装置;禾口 保持放电灯点灯装置的设备主体。
24. —种放电灯点灯装置,其特征在于,具备 电力转换部,输入直流电而输出交流电;启动部,与放电灯一起连接在电力转换部的输出端之间,产生用于放电灯启动的高电 压;以及控制部,控制电力转换部;控制部为,在放电灯启动时,在通过启动部产生的高电压使放电灯启动的启动动作之 后,开始从电力转换部向放电灯输出用于放电灯的点灯维持的交流电的稳定动作之前,为 了对放电灯的各电极进行加热,进行使电力转换部的输出频率比稳定动作中高的电极加热 动作,在该放电灯点灯装置中,具备检测放电灯中的半波放电的半波放电检测部,控制部为,在电极加热动作中,当由半波放电检测部检测出半波放电时,为了消除半波 放电而进行半波放电改善处理,该半波放电改善处理为,使电力转换部的输出电流的各极 性的峰值中低侧的峰值即小峰值增大。
25. 如权利要求24记载的放电灯点灯装置,其特征在于,电力转换部包括降压斩波电路,将输入的直流电降压;和全桥电路,对降压斩波电路 输出的直流电进行交变。
26. 如权利要求24记载的放电灯点灯装置,其特征在于,电力转换部由全桥电路构成,控制部根据构成全桥电路的开关元件的导通截止的占空 比来控制电力转换部的输出电力。
27. 如权利要求24记载的放电灯点灯装置,其特征在于,电力转换部由半桥电路构成,控制部根据构成半桥电路的开关元件的导通截止的占空 比来控制电力转换部的输出电力。
28. 如权利要求24 27任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 半波放电改善处理为,在电力转换部的输出电流中重叠直流成分。
29. 如权利要求24 27任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 半波放电改善处理为,增加电力转换部的输出电流的振幅。
30. 如权利要求28或权利要求29记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,在电极加热动作中将半波放电改善处理的小峰值的变动幅度维持为一定。
31. 如权利要求30记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度,为在电极加热动作开始后最初 由半波放电检测部检测出半波放电的时刻的、电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之 差的2分之1。
32. 如权利要求28或权利要求29记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度,为与在电极加热动作开始后最初由半波放电检测部检测出半波放电之后的电极加热动作的持续时间相对应的变动幅度。
33. 如权利要求32记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,在电极加热动作开始后最初由半波放电检测部检测出半波放电之后的电极 加热动作的持续时间越长,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度越大。
34. 如权利要求28或权利要求29记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度,与电力转换部的输出电流的极性之间的峰值之差相对应而随时改变。
35. 如权利要求34记载的放电灯点灯装置,其特征在于,控制部为,电力转换部的输出电流的极性间的峰值之差越大,使半波放电改善处理的 小峰值的变动幅度越大。
36. 如权利要求30记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,使半波放电改善处理的小峰值的变动幅度不比规定的上限值大。
37. 如权利要求24 27任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,在电极加热动作结束时,如果由半波放电检测部检测出半波放电,则使从电力转换部向放电灯的交流电的输出停止。
38. 如权利要求24 27任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,在电极加热动作结束时,如果由半波放电检测部检测出半波放电,则返回至启动动作。
39. 如权利要求24 27任一项记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,在电极加热动作结束时,如果由半波放电检测部检测出半波放电,则在使从电力转换部向放电灯的交流电的输出停止规定时间之后,返回至启动动作。
40. 如权利要求38或权利要求39记载的放电灯点灯装置,其特征在于, 控制部为,对从电极加热动作返回至启动动作的次数进行计数,在该次数达到了规定的上限次数时,使来自电力转换部的交流电的输出停止。
41. 一种照明设备,其特征在于,具备权利要求24 27任一项记载的放电灯点灯装置;禾口 保持放电灯点灯装置的设备主体。
全文摘要
本发明提供一种放电灯点灯装置及照明设备,能够使电极加热动作的持续时间对每个放电灯成为合适的长度。具备对称判断部(2),判断向放电灯(La)输出的灯电流是否正负对称;以及控制部(3),控制向放电灯(La)的输出电力。控制部(3)为,在用于使放电灯(La)中的放电开始的启动动作之后,进行用于加热放电灯(La)的电极的电极加热动作,之后转移至通过矩形波交流电来维持放电灯(La)的点灯的稳定动作。控制部(3)为,在由对称判断部(2)判断为灯电流是正负对称时,转移至稳定动作。
文档编号H05B41/24GK101730356SQ200910208108
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者小松直树, 山原大辅 申请人:松下电工株式会社
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