专利名称：放电灯运行装置以及投影机的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及应用于运行高亮度(intensity)放电灯(HID lamp)的放电灯镇流器，以及配置了该放电灯镇流器的投影机。
背景技术：
在传统的放电灯镇流器中，HID灯是通过例如方波电压运行。对于用作投影机光源的超高压水银灯，具有相对较低频率(大约100Hz)的方波电压加在灯上以防止共鸣(acoustic resonance)现象的发生(参见，例如，日本专利申请公开号2002-352982)。
在这类应用中，灯的弧长要求尽可能短以使其适于点光源。然而，如果弧长变短，电极上的生弧点会因电极的温度或表面状况变得不稳定，从而易于发生弧源点跳跃到其它点的现象。当发生这种现象时，可察觉灯的光线输出有可见的闪烁，并且当灯用作投影机的光源时，会出现下列问题，例如由于在投影平面(屏幕)上亮度(brightness)的波动或照度(luminance)的减弱导致观看屏幕图像有困难。
顺便提及，当加在HID灯上的灯电压高时，其灯电流减少，并且电极和灯泡内的温度降低，因此灯泡内活跃的化学特性受到抑制。当这种现象发生在金属卤化物灯中，其卤素循环(Halogen Cycle)不再活跃。通常，电极表面上形成有突出，并且该突出用作弧源，使得弧源稳定，但是，在如上所述灯泡内活跃的化学特性受到抑制的情况下，电极表面上难以形成突出。因此，弧源不能固定，并且易于发生弧源移动的现象。此外，如果电极表面上不形成突出使得弧源不能稳定，整个电极会被电弧破坏，导致电极的早期老化(degradation)。
顺便提及，在例如日本专利申请公开号2002-532866中提出了减少放电灯的闪烁的技术。在该技术中，根据对闪烁发生的检测来调节灯的电流波形。
在日本专利申请公开号2002-134287中提出一种技术，即在通过灯的灯电流的半周期内，随着时间的增加逐步增加提供给放电灯的功率的瞬时值。
根据日本专利申请公开号2002-352982和日本专利申请公开号2002-532866中所述的技术，电极的老化得到控制。后者尤其注重于减少闪烁，但是需要重叠脉冲波形的电流，以调节通过灯的灯电流的波形，因此其控制要求相对较复杂。
日本专利申请公开号2002-134287中所述的技术改变了提供给放电灯的功率的瞬时值，还将加在灯上的电压的各波形或灯电流的各波形改变为除了方波之外的波形。因此，其控制要求相对较复杂。
发明内容
因此本发明的一个目的在于通过简单的控制将HID灯的电极或者灯泡内部的温度保持在适当的状态。
本发明的另一个目的在于通过促使在电极上形成突起来稳定弧源点，从而防止发生闪烁以及电极老化，以延长HID灯的寿命。
本发明的放电灯镇流器包括电源转换器和控制电路。该转换器包括至少一个开关单元，连接在电源和HID灯之间。灯启动以后，控制电路基于灯功率控制来控制该开关元件的开/关状态，从而向该放电灯提供预定的灯功率。根据本发明的一个方案，该控制电路在灯启动以后，基于高功率控制来控制该开关元件的开/关状态，使得提供给放电灯的灯功率的有效值和峰值中至少一个增加到大于通过恒定灯功率控制调节的值，所述恒定灯功率控制是用于将提供给放电灯的灯功率的有效值调节至预定功率值的控制。因此，通过基于高功率控制来控制该开关元件的开/关状态，可以将放电灯的电极或者灯泡内部的温度保持在适当的状态。从而，由于能够促使电极上形成突起并稳定弧源点，防止了闪烁的发生以及电极的老化，并且能够延长HID灯的寿命。
优选地，该镇流器包括检测放电灯状态的状态检测装置，并且，该控制电路在灯启动以后，基于该状态检测装置的检测结果将灯功率控制改变为恒定灯功率控制或者高功率控制。在恒定灯功率控制时，该控制电路控制该开关元件的开/关状态，以将提供给放电灯的灯功率的有效值调节至该预定功率值。在高功率控制时，该控制电路控制该开关元件的开/关状态，使得提供给放电灯的灯功率的有效值和峰值中至少一个增加到大于恒定灯功率控制的值。
该预定功率值为放电灯的额定功率值。该预定功率值也可以为放电灯的额定功率值以及由该额定功率值的调光率得到的调光(dimming)功率值优选地，该状态检测装置检测加在灯上的灯电压；并且当该状态检测装置的检测结果达到或超过高于灯的额定电压的阈值电压时，该控制电路将灯功率控制改变为高功率控制。此配置中，在放电灯的电极或者灯泡内部的温度被认为是降低的时间段内，能够增加灯功率，从而防止温度的降低。
当该状态检测装置的检测结果等于或高于该阈值电压时，该控制电路将灯功率控制改变为高功率控制，并且当该状态检测装置的检测结果低于阈值电压时，将灯功率控制改变为恒定功率控制。
作为此方案的另一个实例，该控制电路在一预定时间段内将灯功率控制改变为高功率控制，并且在此预定时间段过去后将灯功率控制改变为恒定功率控制，所述预定时间段包括在该状态检测装置的检测结果等于或高于阈值电压的时间段之内。
优选地，在紧接着灯达到稳定状态后的预定时间段内，该控制电路基于高功率控制来控制该开关单元的开/关状态。此配置中，在例如从电弧放电开始后所需的用于稳定灯的电极温度的时间段内，能够增加灯功率，从而可以迅速提高放电灯的电极或者灯泡内部的温度。
达到灯的稳定状态后，通过该控制电路交替地和周期性地执行基于恒定功率控制对该开关单元的开/关状态的控制以及基于高功率控制对该开关单元的开/关状态的控制。
优选地，该状态检测装置检测灯的状态，用于检测灯闪烁的产生；并且该控制电路基于该状态检测装置的检测结果检测灯闪烁的产生。当检测到闪烁产生时，该控制电路将灯功率控制改变为高功率控制。根据这种控制，当闪烁产生时，通过提高放电灯的电极或者灯泡内部的温度可以防止闪烁。此外，由于在未发生闪烁的时间段内，灯功率没有增加，就不必向灯提供不必要的大功率，并且灯上的压力相当少。还能够防止功耗的增加。
该控制电路在检测到闪烁产生时可将灯功率控制改变为高功率控制，而在未检测到闪烁产生时可将灯功率控制改变为恒定功率控制。
该控制电路在检测到闪烁产生时，可在一预定时间段内将灯功率控制改变为高功率控制，并且在此预定时间段过去后将灯功率控制改变为恒定功率控制。根据这种控制，当闪烁发生时，通过提高放电灯的电极或者灯泡内部的温度可以防止闪烁。即使响应灯功率的增加，闪烁立即停止，灯功率在此预定时间段内增加，从而可以充分提高放电灯的电极或者灯泡内部的温度。相反，如果闪烁不停止，高功率控制改变为恒定功率控制，从而可以防止无用的功耗。
优选地，该状态检测装置构成为以下的至少一种装置检测加在灯上的灯电压的装置；检测提供给灯的灯电流的装置；以及检测灯的光输出的装置。利用灯电压、灯电流以及实际光输出的任一个可判断闪烁的发生。配合并利用以上因素，能够对闪烁的发生检测无误。
该控制电路在检测结果的改变值等于或大于预定值时可检测到闪烁的发生。所述改变值为每单位时间的值。在这种情况下，由于是当改变值变大时判断有闪烁发生，因此能够无延迟地检测出闪烁。
每隔一个大于该单位时间的判断时间段，该控制电路可得出该改变值等于或大于预定值的事件的次数，并且当此事件的次数等于或大于指定次数时检测到闪烁发生。根据这种控制，通过识别类似于人类意识到闪烁的情形，能够正确地检测出闪烁发生。
优选地，该控制电路执行作为高功率控制的校正控制或非校正控制。在校正控制时，该控制电路控制该开关单元的开/关状态使得提供给灯的部分灯功率增加到大于通过恒定灯功率控制调节的值，同时使提供给灯的灯功率的有效值等于通过恒定灯功率控制调节的值。在非校正控制时，该控制电路控制该开关单元的开/关状态使得提供给灯的部分灯功率增加到大于通过恒定灯功率控制调节的值。根据这种控制，可以提高灯的电极温度，将光输出保持在稳定状态。
优选地，该电源转换器包括包括开关单元的转换器，将电源的电压转换为DC电压；以及包括开关单元的逆变器，将来自转换器的DC电压转换为方波电压。在此配置中，在高功率控制时，该控制电路控制该转换器的开关单元的开/关状态，使得当该方波电压的半周期脉冲数目达到指定次数时，由该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加。因此，可以保持灯的电极温度，并且光输出可以稳定。
该控制电路可控制该逆变器的开关单元的开/关状态，使得灯电流增加的半周期的时间不同于灯电流未增加的半周期的时间。由于除了增加灯电流，增加灯电流的时间也得到调节，因此即使难以仅仅通过灯电流达到灯的规格的适合性与电极温度的保持力之间的兼容时，可以通过调节时间来达到这种兼容。
优选地，该镇流器包括检测灯的状态的状态检测装置，并且，当该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加时，该控制电路基于该状态检测装置的检测结果改变灯电流增加的频繁程度。根据这种控制，由于除了增加灯电流，增加灯电流的频繁程度也得到调节，因此即使当难以仅仅通过灯电流达到灯的规格的适合性与电极温度的保持力之间的兼容时，可以通过调节频繁程度来达到这种兼容。
该镇流器可包括检测灯的状态的状态检测装置，并且，当该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加时，该控制电路基于该状态检测装置的检测结果改变灯电流的峰值。根据这种控制，由于除了增加灯电流，灯电流的峰值也得到调节，因此即使当难以仅仅通过灯电流达到灯的规格的适合性与电极温度的保持力之间的兼容时，可以通过调节峰值来达到这种兼容。
优选地，该镇流器包括检测灯的状态的状态检测装置，并且，当该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加时，该控制电路基于该状态检测装置的检测结果改变灯电流增加的频繁程度以及灯电流的峰值。根据这种控制，调节范围变得更宽。
根据本发明的投影机配置有上述镇流器和作为光源的灯。
优选地，该投影机包括彩色滤光片，该彩色滤光片通过光源发出的光线所传送的颜色在预定期间内随时间变化，并且控制电路将加在灯上的灯电压的极性反转的定时与该彩色滤光片所传送的颜色的变化的定时同步。根据这种配置，当在预定期间内彩色图像通过滤光片的随时间变化的传送颜色显示时，光源的光输出高的时间段内的光线用作该彩色滤光片的各颜色区域的传送光线，而由于灯电压的极性反转定时导致的光输出下降的时间段内的光线不被利用。因此，有效地利用了光源的光线。
图1为根据本发明优选的第一实施例的放电灯镇流器的电路图；图2为关于图1中的镇流器的灯控制转换的说明图；图3为关于图1中的镇流器的灯控制转换的说明图；图4为关于图1中的镇流器的另一灯控制转换的说明图；图5为关于图1中的镇流器的另一灯控制转换的说明图；图6为关于图1中的镇流器的另一灯控制转换的说明图；图7为根据本发明优选的第二实施例的放电灯镇流器的电路图；图8为关于图8的镇流器中的闪烁检测功能块的过程的说明图；图9示出图8的闪烁检测功能块的运行实例；图10(a)和10(b)为关于图8的闪烁检测功能块的过程的说明图；图11示出图8的闪烁检测功能块的运行实例；图12为关于图8的闪烁检测功能块的另一过程的说明图；图13(a)和13(b)为关于图8的镇流器另一控制的说明图；图14为根据本发明优选的第三实施例的放电灯镇流器的电路图；图15示出图14的镇流器中的高功率控制功能块的运行；图16为关于图14的镇流器中的微处理器的运行的说明图；图17(a)-17(c)为关于图14的镇流器中的非校正控制功能块的过程的说明图；图18(a)-18(c)为关于图14的镇流器中的校正控制功能块的过程的说明图；图19(a)-19(c)为关于图14的镇流器中的非校正控制功能块的过程的说明图；图20为根据本发明优选的第四实施例的放电灯镇流器的电路图；图21为关于图20的镇流器中的控制转换功能块以及高功率控制功能块的过程的说明图；图22为关于图20的控制转换功能块以及高功率控制功能块的另一过程的说明图；图23为关于图20的控制转换功能块以及高功率控制功能块的另一过程的说明图；图24示出根据本发明优选的第五实施例的投影机；
图25为用于图25的投影机的彩色滤光片(color filter)的构造实例的正视图；图26为关于图25的投影机的运行的说明图。
具体实施例方式
(第一实施例)图1示出HID灯(例如120-300W超高压水银放电灯)DL1的放电灯镇流器10。镇流器10包括检测输入电流的电阻R11，状态检测电路12，控制电路13，以及点火器(igniter)(未示出)；镇流器10还包括电源转换器11，其连接在具有正端和负端的DC电源DC1与具有第一端子和第二端子的HID灯DL1之间。为了启动灯DL1，点火器产生高电压并将其施加到灯DL1。
电源转换器11包括DC-DC转换器111，低通滤波器112，具有输出端子T11和T12的逆变器113，以及驱动电路114和115；电源转换器11还包括电容(平滑电容器)C11，该电容C11为灯DL1提供来自DC-DC转换器111的DC电源。
DC-DC转换器111可以由例如具有二极管D11、开关元件Q11以及电感L11的电压步降转换器构成。二极管D11具有阴极和阳极，阳极通过电阻R11连接到DC电源DC1的负端，该阳极还连接到电容C11的负电压侧。
开关元件Q11连接在二极管D11的阴极和DC电源DC1的正端之间。此元件Q11是具有二极管(体二极管)的功率MOSFET，它的漏极和源极分别连接至电源DC1的正端和二极管D11的阴极。体二极管的阴极和阳极也分别连接至该功率MOSFET的漏极和源极。电感L11连接在二极管D11的阴极和电容C11的正电压侧之间。
开关元件Q11导通期间，此DC-DC转换器111将充电电流从DC电源DC1通过电感L11流到电容C11；开关元件Q11关断期间，DC-DC转换器111将电感L11中的能量通过二极管D11释放给电容C11。
低通滤波器112由电容C12和电感L12构成，其中电容C12和灯DL1并联连接，电感L12与灯DL1和电容C12的并联组串联连接；低通滤波器112连接在逆变器113的输出端T11和T12之间。
逆变器113由开关元件Q12至Q15构成，它将来自电容C11的DC电压转换成将被施加在低通滤波器112上的方波电压，从而为灯DL1提供AC电源。各元件Q12至Q15都是具有二极管(体二极管)的功率MOSFET。元件Q12连接至正电压侧，它的漏极和源极分别连接至电容C11的正电压侧(正端)和输出端T11。元件Q13连接至负电压侧，它的漏极和源极分别连接至输出端T11和电容C11的负电压侧(负端)。元件Q14连接至正电压侧，它的漏极和源极分别连接至电容C11的正端和输出端T12。元件Q15连接至负电压侧，它的漏极和源极分别连接至输出端T12和电容C11的负端。
驱动电路113和114分别由例如IR公司制造的IR2111构成，并响应来自控制电路13的控制信号交替导通/关断开关元件Q12和Q15及开关元件Q13和Q14。
状态检测电路12包括分压电路121并检测灯DL11的状态，该分压电路121具有串联连接的电阻R12和R13。电路121与电容C11和电阻R11并联连接。电阻R13上的电压与DC-DC转换器111的输出电压(电容C11上的电压)成比例，并且表示灯DL1上的灯电压。因此，电路12检测转换器111的输出电压和灯电压。
控制电路13包括A/D转换器13a，PWM(脉冲宽度调制)控制电路131，逆变器控制电路132，以及微处理器(微型计算机)130。电路13通过监控电阻R11上的电压和电阻R13上的电压来分别监控DC-DC转换器111的输入电流和输出电压(或灯电压)，并基于输入电流和输出电压(灯电压)来控制电源转换器11的各开关元件的开/关状态。
A/D转换器13a将状态检测电路12的检测结果(DC-DC转换器111的输出电压或灯电压)转换成数字。由于电阻R13上的电压与通过电容C11平滑的电压成比例，并且在转换器13a的采样期间内是恒定的，所以电阻R13上的电压被直接施加于转换器13a。
PWM控制电路131响应来自微处理器130的DC-DC转换器111的目标电流或输出功率校正量，从具有预定频率的三角波或锯齿波电压产生脉冲形的控制信号，并为开关元件Q11提供该控制信号。当目标电流由微处理器130提供时，电路131产生控制信号以使来自电阻R11的输入电流与目标电流相等。由于来自电阻R11的输入电流表示转换器111的输出电流，所以使得该输出电流等于目标电流。当输出功率校正量由微处理器130提供时，电路131通过将输出功率校正量除以来自电阻R11的输入电流(转换器111的输出电流)而得到输出电压校正量，并产生控制信号，当三角波或锯齿波电压等于或大于响应输出电压校正量而变化的阈值电压时，该控制信号变为导通(高)。
逆变器控制电路132根据来自微处理器130的驱动指令产生两相控制信号，并分别为驱动电路114和115提供所述信号。
微处理器130由例如三菱(Mitsubishi)公司制造的M37540构成，该微处理器130具有在灯DL1启动以后向逆变器控制电路132提供上述驱动指令的功能。另外，微处理器130具有各种功能块(function)，如控制变换功能块130a、灯电流控制功能块130b、恒定功率控制功能块130c、高功率控制功能块130d等等。微处理器130也存储数据，如各种表、各种目标值等等。
控制变换功能块130a可用于在灯DL1启动时，将对灯DL1的控制切换到灯电流控制功能块130b的灯电流控制，然后在灯DL1稳定后，将灯控制切换到恒定功率控制功能块130c的恒定灯功率控制。基于来自A/D转换器13a的检测结果(输出电压)判断灯DL1的稳定。也就是说，紧接着灯DL1启动后的灯电压为低电压，因此启动时间段被设置成电阻R13上的电压低于参考电压的一段时间。参考电压是基于稳定运行时的灯DL1上的电压预先设定的。因此，当电阻13上的电压达到或超过参考电压时，判断灯DL1达到稳态。
控制变换功能块130a还可用于在灯DL1稳定后，基于来自A/D转换器13a的检测结果(灯电压)将灯功率控制切换到恒定灯功率控制或高功率控制。详细说明在后面给出。
灯电流控制功能块130b可用于根据控制变换功能块130a的变换控制为对PWM控制电路131的灯电流控制提供目标电流。为了缩短光输出的上升时间，目标电流的目标值设置为这样一个值，该值用于在紧接着启动后的预定时段内流过一个相对大的灯电流(大于额定灯电流的电流)。由于此灯电流控制在短时间内提高了水银蒸气压力和灯DL1的光输出，因此这种控制被普遍用于投影机或汽车前灯。
恒定功率控制功能块130c可用于根据控制变换功能块130a的变换控制为对PWM控制电路131的恒定灯功率控制提供输出(灯)功率校正量。校正量用于将供给灯DL1的灯功率的有效值调节为预定功率值(额定功率值或调光(dimming)功率值)。在运行中，基于来自A/D转换器13a的检测结果(输出电压)和恒定灯功率控制表来计算校正量。在恒定灯功率控制表中，每一个来自转换器13a的检测结果(输出电压值)都先与输出(灯)功率控制值相关联。因此，功能块130c通过读出与来自恒定灯功率控制表的检测结果相对应的输出功率控制值，将检测结果转换为输出功率控制值，并得出输出功率控制值和输出(灯)功率目标值之间的差作为输出功率校正量。在灯电流控制功能块130b的灯电流控制之后的稳定运行期间，为了稳定地保持灯DL1的灯功率，该恒定灯功率控制通常会改变。
高功率控制功能块130d可用于根据控制变换功能块130a的变换控制为对PWM控制电路131的高灯功率控制提供输出功率校正量。该校正量用以将提供给灯DL1的灯功率的有效值和峰值中的至少一个增加为比通过恒定功率控制功能块130c调节的值大。在运行中，基于来自A/D转换器13a的检测结果(输出电压)和高灯功率控制表来计算校正量。
高功率控制功能块130d还利用比恒定功率控制功能块130c的输出功率目标值大的输出功率目标值。例如，如图2所示，从对于额定功率或各调光功率的多个输出功率目标值中选用任意输出功率目标值。
对于额定功率，恒定功率控制功能块130c利用第一额定目标作为输出功率目标值，而高功率控制功能块130d利用输出功率目标值的第二额定目标和第三额定目标。通过利用大于第一额定目标的第二额定目标，输出功率被设置为大于额定功率PRL1的输出功率PHC11。通过利用大于第二额定目标的第三额定目标，输出功率被设置为大于输出功率PHC11的输出功率PHC12。第二额定目标或第三额定目标基于诸如环境温度等预定条件设置。如果环境温度被用作预定条件，当环境温度低于第一参考温度时，选择第二额定目标，当环境温度低于比第一参考温度低的第二参考温度时，选择第三额定目标。
对于调光功率，恒定功率控制功能块130c利用第一调光目标作为输出功率目标值，而高功率控制功能块130d利用输出功率目标值的第二调光目标和第三调光目标。通过利用大于第一调光目标的第二调光目标，输出功率被设置为大于调光功率PD1的输出功率PHC21。通过利用大于第二调光目标的第三调光目标，输出功率被设置为大于输出功率PHC21的输出功率PHC22。基于诸如环境温度等预定条件设置第二调光目标或第三调光目标。如果环境温度被用作此预定条件，当环境温度低于第一参考温度时，选择第二调光目标，当环境温度低于比该第一参考温度低的第二参考温度时，选择第三调光目标。
以下进一步说明上述控制变换功能块130a。对于HID灯DL1，当电极温度及其灯泡内温度降低时，出现可见的灯闪烁。为此，如图3所示，灯DL1稳定后，当灯电压(R13上的电压)达到或超过高于额定灯电压VRL1的阈值电压Vt1时，功能块130a将灯功率控制改变为高功率控制，当灯电压低于阈值电压Vt1时，将灯功率控制改变为恒定灯功率控制。额定运行的阈值电压Vt1与调光运行的阈值电压可以相同或不同。在图2和图3中，VRCC1表示启动时间段内的电压范围，VRPC1表示灯DL1的启动时间段之后所使用的电压范围，并且该范围设置为在其中间部分包括电压VRL1。
以下说明镇流器10的运行。当以点火器的高电压启动灯DL1时，对灯DL1的控制被切换到灯电流控制。因此，灯功率增高，如图2和图3所示。
随后，当灯DL1达到稳态，灯电流控制被切换到恒定灯功率控制。
然后，当由于灯电流减小而造成灯DL1的电极温度或灯泡内温度降低，并且灯电压达到和超过阈值电压Vt1时，恒定灯功率控制被切换为高灯功率控制。
因此，当灯DL1的电极温度或灯泡内温度降低时，通过将恒定灯功率控制切换到高灯功率控制，根据本发明第一实施例的镇流器10能防止电极温度或灯泡内温度降低。
在一替代实施例中，如图4所示，控制变换功能块130a可用于在预定时间段TMHC1将灯功率控制变换为高功率控制，并在预定时间段TMHC1过去后将灯功率控制转换为恒定功率控制。该预定时间段包括在状态检测电路12的检测结果等于或高于阈值电压Vt1的时间段内。也就是说，从高功率控制返回到恒定功率控制的定时通过使用微处理器的计时器功能块(即时间)来控制。图4中，t1示出状态检测电路12的检测结果达到阈值电压Vt1的时刻。对于此变换控制，当灯DL1的电极温度或灯泡内温度降低时，灯电流在预定时间段TMHC1内增加，因此可以防止电极温度或灯泡内温度上升，同时防止其温度下降。
在另一替代实施例中，如图5所示，控制变换功能块130a可用于在灯DL1启动后将灯DL1的控制改变为灯电流控制；紧接着达到灯DL1的稳态后(邻近达到稳态之后)的预定时间段TMHC2内，将灯功率控制改变为高功率控制；以及在预定时间段TMHC2后将灯功率控制改变为恒定功率控制。对于此变换控制，由于灯电流在例如从电弧放电开始到灯DL1电极温度稳定所需时间段内增加，所以电极温度或灯泡内温度可以迅速上升并且温度易于稳定。
在另一替代实施例中，如图6所示，控制变换功能块130a可用于在灯DL1启动后将灯DL1的控制改变为灯电流控制，并在达到灯DL1的稳态后交替地和周期性地将灯功率控制改变为高功率控制或恒定功率控制。在图6中，TMH-C示出高功率控制和恒定功率控制的变换周期。对于变换控制，即使存在诸如周围环境变化、电源电压波动等不同变化，也可以容易地维持灯DL1的电极温度或灯泡内温度，而且能够防止电极老化和可见闪烁的产生。
(第二实施例)图7示出用于HID灯(例如，120-300W的超高压水银放电灯)DL2的放电灯镇流器20。该镇流器20的特征在于状态检测电路22和控制电路23，与第一实施例的区别在于状态检测电路12是由分压电路121构成，以及控制电路13是由A/D转换器13a、微处理器130、PWM控制电路131及逆变器控制电路132构成。
在第二实施例中，状态检测电路22包括类似于分压电路121的分压电路221，还包括小阻值的电阻R24、电流检测电路222以及光输出检测电路223。
电阻R24连接在电容C21的负电压侧(负端)与开关元件Q23和Q25的源极之间，并检测与通过灯DL2的灯电流相对应的电压。由于电阻R24阻值小，所以电阻R24上的电压为低电压，并随着逆变器213的开关而波动。因此，设置电流检测电路222。
此电路222包括滤波器和放大电路，并适当放大电阻R24上的电压。光输出检测电路223包括光接收元件例如光电二极管等，并设置在灯DL2的附近来检测灯DL2的光输出。
控制电路23包括A/D转换器23b和23c，除了A/D转换器23a外还有微处理器230，PWM控制电路231和逆变器控制电路232。转换器23b将与来自电流检测电路222的灯电流相对应的模拟输出转换为数字信号。转换器23c将表示来自光输出检测电路223的灯DL2的光输出的模拟输出转换成数字信号。
与第一实施例中的微处理器130相比，微处理器230的特征在于控制变换功能块230a包括计时器功能块和闪烁检测功能块。功能块230a的计时器功能块用来对高功率控制进行时间限制，并可用于对预定时间段进行计时。
如图8所示，功能块230a的闪烁检测功能块可用来使用逆变器213输出电压(方波电压)的相邻极性反转时刻之间的每个时间段TM内来自A/D转换器23a-23c的各数字值。因此，可以从转换器23a-23c的每个数字值中消除极性反转过冲(overshoot)影响下的数字值，从而可以使用未受过冲影响的数字值。时间段TM的开始时刻设置在例如从极性反转上升一个预定时间后的一个时间点。在另一实例中，闪烁检测功能块可以在逆变器213的输出电压的每个周期保持检测因子的值，计算这些检测因子的值在这些周期内的平均值，并使用此平均值。
功能块230a的闪烁检测功能块还可用以基于状态检测电路22的各检测结果来检测灯DL2的闪烁产生。在第二实施例中，闪烁产生的检测是基于以下三者中的至少一个对应于来自A/D转换器23a的灯电压的数字值，对应于来自A/D转换器23b的灯电流的数字值和对应于来自A/D转换器23c的灯DL1的光输出的数字值。
更具体地，如图9、图10(a)和图10(b)所示，闪烁检测功能块读取来自各个A/D转换器23a-23c的数字值(检测因子的值)(S11)，并得出每个单位时间Δt中其数字输出的变化值(S12)。如果这个变化值等于或大于一个预定值(参考值)，则该功能块检测到闪烁产生。例如，当对应灯电压的数字值(例如VDLt1，VDLmin，...，VDLmax，VDLt2，等等)变化时，该变化值由最大值VDLmax和最小值VDLmin之差的绝对值计算得出。单位时间Δt可以是图8中的时间段TM。该变化值不局限于图9(b)中所示，它可以用例如在A/D转换器采样周期中连续采集的两个数字值之差的绝对值等数值来代替。
如果闪烁检测功能块检测到闪烁产生，则控制变换功能块230a通过计时器功能块在一个预定时间段内把灯功率控制改变到高功率控制，并在该预定时间段过去后把灯功率控制改变为恒定灯功率控制。
以下说明镇流器20的运行。当灯DL2响应点火器的高电压而启动，对灯DL2的控制改变为灯电流控制。当随后灯DL2达到稳定状态，灯电流控制改变到恒定灯功率控制。
然后，如果灯DL2的电极温度或者灯泡内温度响应灯电流减小而降低，并检测到闪烁产生，则恒定灯功率控制在该预定时间段内改变为高灯功率控制。
这样，根据本发明第二实施例的镇流器20基于对闪烁产生的检测将恒定灯功率控制改变为高灯功率控制，从而可以防止电极温度或灯泡内温度降低。此外，由于电极温度或灯泡内温度降低会引起可见的闪烁，所以可以防止闪烁产生。即使闪烁在恒定灯功率控制改变为高灯功率控制后立即停止，高灯功率控制也将持续预定时间段，从而电极温度或灯泡内温度可以充分地升高。相反地，如果闪烁在此预定时间段内没有停止，则高灯功率控制改变为恒定灯功率控制，从而可以防止在不必要的长时间内增加功率而导致发生无用功耗。当镇流器20应用于照明时，该照明就可以很少有闪烁，并且不会带来不适。当镇流器20应用于投影机比如液晶投影机等，即使其光源近似于点光源，也可以获得很少闪烁的稳定光输出。
在一替代实施例中，当闪烁检测功能块检测到闪烁产生时，控制变换功能块230a将灯功率控制改变为高功率控制；当没有检测到闪烁产生时，将灯功率控制改变为恒定灯功率控制。该变换控制可以加到第二实施例中，并且可选择任何控制。
在另一替代实施例中，当每单位时间至少两个检测因子的变化值等于或大于一个预定值时，功能块230a的闪烁检测功能块检测到闪烁产生。
在另一替代实施例中，如图11和图12所示，功能块230a的闪烁检测功能块得出每个大于单位时间的判断时间段内上述变化值等于或大于上述预定值的情况数目，当该情况数目等于或大于规定次数(阈值)时检测到闪烁产生。通常，如果光输出在频率3-15Hz之间变化，便有可见的闪烁发生；因而，优选地，把判断时间段TM1设为1秒并把阈值设在3-15次的范围内。
在图11中，首先在步骤S21重置计数值。然后读取单位时间Δt内的检测因子值(S22)，并计算出变化值(S23)。然后将该变化值与预定值相比较(S24)。当该变化值等于或大于预定值时(S24的“是”)，例如将增量1(见图12)加到计数值上(S25)，并且执行步骤S26。当变化值小于预定值(S24的“否”)时，执行步骤S28。
在步骤S26中，当计数值等于或大于阈值(S26的“是”)时，检测到闪烁产生(S27)。当计数值小于阈值(S26的“否”)时，执行步骤S28。在步骤S28中，当过去的时间在判断时间段TM1内(S28的“是”)，回到步骤S22，这里过去的时间指的是从计数值重置(S21)时刻算起经过的时间，并由Δtד步骤S28的执行次数”得到。当过去的时间不在判断时间段TM1内(S28的“否”)，回到步骤S21。
在另一替代实施例中，对于高功率控制，当方波电压的半周期脉冲的数目达到指定数目时，该高功率控制功能块230c可用来控制DC-DC转换器211的开关元件的开/关周期，以增加由该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流IDL。如图13(a)和图13(b)所示，通过控制逆变器213的每个开关元件的开关周期，用来增大灯电流IDL的时间段Tn或Tw被设定为不同于另一个时间段Tu的时间。在图13(a)中，时间段Tn设定为比另一个时间段Tu短，而在图13(b)中，时间段Tw设定为比另一个时间段Tu长。由于灯电流IDL的增长率及该半周期的时间长度取决于镇流器，所以可通过增大或减小用来增大灯电流IDL的时间段Tn或Tw来给灯DL2提供所需的灯电流IDL。例如，对于当时间段Tn等于另一个时间段Tu时电极受到不利影响的HID灯，可以通过使时间段Tn短于时间段Tu来减少这种对电极的影响。如果使得时间段Tw与时间段Tu相等，会发生由于灯的灯电流IDL具有上限值而使需要的能量无法供给灯的情况，但是可以通过使时间段Tw长于时间段Tu来处理该情况。
(第三实施例)图14示出用于HID灯(例如，120-300W的超高压水银放电灯)DL3的放电灯镇流器30。该镇流器30的特征在于控制电路33，不同于第一个实施例，后者的控制电路13是由A/D转换器13a，微处理器130，PWM控制电路131以及逆变器控制电路132构成。
在第三实施例中，控制电路33包括微处理器330，除A/D转换器33a之外还有积分电路333，PWM控制电路331以及逆变器控制电路332。
与第一实施例的微处理器130相比，微处理器330的特征在于具有非校正控制功能块330H与校正控制功能块330E的高功率控制功能块330d，以及控制变换功能块330a。
非校正控制功能块330H可用于控制开关元件Q31的开/关状态，从而提供给灯DL3的一部分灯功率增加到大于由恒定功率控制功能块330c的恒定灯功率控制调节的灯功率。
在图15，16和17(a)的实例中，根据步骤S32和S34-S35的流程，功能块330H提供给积分电路333用以增大功率的脉冲信号IDLup，目的是为了增大灯电流IDL的部分的峰值(波高值(wave height value))，从而增大了灯电流IDL的有效值。在逆变器313的输出电压的半周期脉冲数目达到指定次数n的同时，信号IDLup已被提供给电路333了m次，其中m和n都是整数。在图17(a)中，m和n分别设定为1和5。在此非校正控制中，在未提供信号IDLup的时间段内的控制是和恒定灯功率控制一样，因此响应提供信号IDLup的时间段，灯电流IDL的有效值增大。然而，不受限于此设定，如图17(b)所示，功能块330H可以在半周期脉冲数达到5时提供给电路333两次(第一和第三个半周期)信号IDLup。因此，通过把n设定为一个奇数，正的和负的灯电流IDL的有效值都能够得到增大，并且可以使得灯DL3的各电极的老化程度基本相同。此外，如图17(c)所示，功能块330H可以在半周期的脉冲数达到6时提供给电路333一次信号IDLup。因此，通过把n设定为一个偶数，一个电极的温度单独上升，因此当各电极的温度分布出现偏差时，就可以提高温度较低的电极的温度，从而消除了温度分布的不均匀。
校正控制功能块330E可用于控制开关元件Q31的开/关状态，从而使得提供给灯DL3的一部分灯功率增加到大于由功能块330c的恒定灯功率控制调节的灯功率，同时使得提供给灯DL3的灯功率的有效值等于通过恒定灯功率控制调节的值。
在图15，16和18(a)的实例中，根据步骤S33和S34-S35的流程，功能块330E在提供给电路333用来调节从电路333加到PWM控制电路331上的直流电压Vref的电平的Vref调节信号时，提供给积分电路333用以增大功率的脉冲信号IDLup。在图18(a)中，信号IDLup提供给电路333，因而灯电流IDL的有效值也增大，但是通过为电路333提供Vref调节信号，响应信号IDLup引起的灯电流IDL的有效值的增大，在整个周期时间内的灯电流IDL的波高值减小。从而，灯功率的有效值变得与通过恒定灯功率控制调节的值相等。因而，即使灯功率的有效值没有增大，也可以通过使提供给灯DL3的一部分灯功率大于恒定灯功率控制调节的值来提高灯DL3的电极和灯泡内部的温度。此外，在恒定灯功率控制和校正控制之间的变换中，灯功率的有效值没有变化，因而可以防止灯DL3的光输出的变化。图18(a)和18(b)分别对应于图17(a)和17(b)。在另一个例子中，如图18(c)所示，功能块330E可以在半周期脉冲数目达到7时提供给电路333两次(第一和第五个周期)信号IDLup。因而，可以通过提供给电路333信号IDLup，可以改变灯电流增加的持续时间。此外，如图19(a)-19(c)所示，信号IDLup的参数n可以设定为偶数。在图19(a)中，m和n分别设定为6和1。在图19(b)中，m和n分别设定为6和2。在图19(c)中，m和n分别设定为6和1，并且与图19(a)相比，增加的灯电流的极性是相反的。
如果灯功率控制改变为高功率控制，控制变换功能块330a可用于根据不同的变换条件(图15中的S31)改变为非校正控制功能块330H的控制或校正控制功能块330E的控制。在第三实施例中，功能块330a基于非校正变换条件，即灯电压达到或超过阈值电压的情况(见图3中的Vt1)，将灯功率控制改变到功能块330H的控制。功能块330a还基于校正变换条件，即切换到调光运行的情况，将灯功率控制改变到功能块330E的控制。然而，不局限于这个变换控制，如果提供的状态检测电路和A/D转换器与第二实施例一样，当光输出检测电路检测到闪烁发生时，控制变换功能块可以把灯功率控制改变到非校正控制功能块的控制。此外，当来自分压电路或电流检测电路的数字输出的变化值等于或大于预定值时，或者当切换到调光运行时，该功能块可以将灯功率控制改变到校正控制功能块的控制。
积分电路333由电阻R34和R35，二极管D32和电容C33组成，并设置在微处理器330与PWM控制电路331之间。当响应电阻R33两端的电压具有占空比的脉冲信号(Vref调节信号)从微处理器330流向电阻R34时，该脉冲信号通过电阻R34和电容C33转换成直流电压Vref。当信号IDLup也从微处理器330流向电阻R35时，响应该信号IDLup，提供给电路331的直流电压Vref增加。
如图16所示，当微处理器330根据图16中的定时提供给逆变器控制电路332两相信号FB1和FB2时，微处理器330(功能块330H或330E)通过信号FB1和FB2来计数极性反转的次数，这里FB1和FB2对于电路332提供给驱动电路314和315的信号的控制是相似的。根据图16中的定时，微处理器330接着为电阻R35提供与信号FB1和FB2同步的信号IDLup。因此，电容C33两端的电压(直流电压Vref)上升。将通过电阻R31检测到的灯电流控制为随着直流电压Vref的升高而增大。通过电阻R35的阻值来调节与信号IDLup对应的灯电流的增量。
当用来增大电流IDL的半周期时间较短时，灯电流IDL增加的效率低，而当半周期的时间长时，电极上的负载较大，因此优选地，将时间设定为约0.5-50ms。优选地，将电流IDL不增大的半周期内的灯电流IDL用作参考值，将电流IDL增大比率设定为相对于参考值增大约5-60％。
然而，在高功率控制下灯电流IDL增大的功效与半周期的时间及电流IDL的增大比率互相关联的，因此必须在考虑灯DL3的特性的基础上决定最优值。下面说明一个试验性的实例。使用HID灯DL3，其额定功率为150W。逆变器313的输出电压的频率设定为170Hz，给灯DL3提供135W、140W、145W的各种功率。使灯DL3运行一个小时，同时灯电流IDL保持在峰值。此外，如同图17所示的非校正控制，n与增大比率分别为5和30％，以及增加在半周期中的灯电流IDL的峰值，使其大于在输出电压的半周期脉冲的数目达到5的另一个时间段中的值，使灯DL3运行一个小时。在灯电流IDL的峰值保持恒定的情况下，电弧跳跃发生相当长的时间。电弧跳跃是这样一个现象电弧的尾端位置不稳定，到处移动，导致光输出的变化。相反，如果是非校正控制，电弧跳跃不发生。
根据本发明的第三实施例，镇流器30能够通过改变到非校正控制功能块330H来防止闪烁产生，还能够通过改变到校正控制功能块330E来防止闪烁产生和光输出变化。
在一替代实施例中，微处理器330的高功率控制功能块330d中仅包括校正控制功能块330E。在这种配置中，灯DL1启动以后，控制变换功能块330a改变灯控制到灯电流控制，直到灯电压达到额定灯电压的额定下限电压(见后面描述的表1)为止，并且在额定运行和调光运行时，将灯功率控制改变到校正控制或恒定灯功率控制。具体地，当灯电压在额定电压内(见后面描述的表1)时，功能块330a改变到功能块330E的校正控制，并且当灯电压低于额定下限电压时，改变到恒定功率控制功能块330c的恒定灯功率控制。该控制适用于投影机。例如，当投影机内部的温度上升并且灯电压降到低于额定下限电压时，灯功率控制从高功率控制的校正控制改变到恒定灯功率控制，因而能够降低投影机内部的温度。
(第四实施例)图20示出HID灯(例如，120-300W的超高压水银放电灯)DL4的放电灯镇流器40。与第二实施例相比，该镇流器40的特征在于微处理器430的控制变换功能块430a与高功率控制功能块430d，并且微处理器430中没有设置恒定功率控制功能块。
如图21所示，控制变换功能块430a可以用于在灯DL4的稳定状态改变为高功率控制功能块430d的第一高功率控制(比较图21中的时间段TMHC11)，并且基于状态检测电路43的检测结果改变灯功率控制到功能块430d的第一高功率控制或第二高功率控制(比较图21中的时间段TMHC12)。
高功率控制功能块430d可用于控制开关元件Q41的开/关状态，从而基于第一功率控制，将提供给灯DL4的灯功率的有效值和峰值中的至少一个增加到大于通过恒定灯功率控制调节的值。功能块430d还可用于基于第二高功率控制改变通过灯DL4的灯电流的增加的频繁程度，从而第二高功率控制下的灯功率变得大于第一高功率控制下的值。
更具体地，根据从第一高功率控制到第二高功率控制的转换条件，控制变换功能块430a将第一高功率控制改变到第二高功率控制，这些转换条件包括以下情况灯电压处在调光运行中的指定范围之内(从与电路运行相关的阈值电压到电压上限)，HID灯的功率供给减小，灯启动以后已经过预定时间，灯的累计发光时间达到预定时间，或者检测到闪烁或电弧跳跃。
根据从第二高功率控制到第一高功率控制的转换(返回)条件，功能块430a把第二高功率控制改变到第一高功率控制，这些转换条件包括以下情况在调光运行期间灯电压处于指定范围之外并低于下限值，HID灯的功率供给增加，从第一高功率控制到第二高功率控制的转换以后已经过预定时间，或者没有检测到闪烁或电弧跳跃。然而，不局限于没有检测到闪烁或电弧跳跃的情形，可以采用一个替换的条件，即归因于闪烁或电弧跳跃的转换到第二高功率控制后，预定时间逝去。根据此可替换条件，可以防止当由于灯老化等原因发生闪烁或电弧跳跃时，持续进行第二高功率控制而导致加给电路元件上过应力。除了上述实例，上述转换条件也可以被适当地设定。
累计发光时间是由累计HID灯发光时间(从启动到关闭)的计时器计量的。对于电弧跳跃，通过在灯的附近设置光电传感器以监视指定短时间内的亮度差别，能够在该差别持续地超过阈值达到指定时间的时候，检测到电弧跳跃的产生。闪烁检测功能块用于检测电弧跳跃。累计发光时间是递增的，并且不包括在返回条件中。
基于上述转换条件，通过归纳第一高功率控制与第二高功率控制以及灯电压与灯的指定功率(额定运行或调光运行)的关系，得到表1。
在表1中，“额定范围”包括考虑到HID灯的特性的偏差的额定灯电压的范围。额定下限和额定上限分别相应于额定范围的下限和上限。
以下说明上述频繁程度。对于改变频繁程度的方法，如图21所示，除了改变上述参数(指定次数)n的方法外，还有一种方法，即改变每个单位时间段内灯电流的增加次数(m)。在第四实施例中，对于第一高功率控制，在方波电压的半周期脉冲数目达到5时，高功率控制功能块430d只在半周期(one half period)内增加灯电流。对于第二高功率控制，在方波电压的半周期脉冲数目达到3时，高功率控制功能块430d只在半周期内增加灯电流。这样的变换可以至少有三种变换种类。例如，在灯的功率供应变到最小值的情况下，即“调光运行，高于额定上限”的情况，单位时间段可以设定为半周期脉冲数目达到5的时间段，并且在单位时间段内两次反转的每个半周期的灯电流可增加到大于该单位时间段的其它时间的值。但是，由于调光运行，必须调节方波电压的幅度，从而使得灯电流的有效值要比额定运行时更低。
根据本发明第四实施例的镇流器40将灯功率控制从灯DL4的稳定状态改变到第一高功率控制或第二高功率控制，从而可以防止闪烁噪声和光输出变化。
在一替代实施例中，如图22所示，如果从第一高功率控制变换到第二高功率控制，高功率控制功能块430d可用于改变通过灯DL4的灯电流的峰(波高值)，使得在第二高功率控制下的灯功率要比在第一高功率控制时大。在图22中，在第二高功率控制下的灯功率的峰值设定得比第一高功率控制时大，而第二高功率控制下的灯功率的有效值设定得与第一高功率控制时相等。这样的变换可能至少有三种变换种类。例如，准备第三高功率控制，其峰值比第二高功率控制时大，而此高功率控制时的灯功率的有效值与第一或第二高功率控制时相等。可以基于状态检测电路43的检测结果，从第一高功率控制到第三高功率控制中任意选择。
在另一替代实施例中，如图23所示，如果是从第一高功率控制到第二高功率控制的变换，高功率控制功能块430d可用于改变灯电流增加的频繁程度和灯电流的峰，从而使第二高功率控制时的灯电流比第一高功率控制时大。这样，即使在仅仅一个因素改变的情况下脱离控制范围，也可以通过组合因素，设定目标输出来防止脱离控制范围。该目标输出范围也可以展开，例如，可以展开调光范围。
(第五实施例)图24示出配置了放电灯镇流器的投影机。如图24和25所示，该投影机包括上述实施例中的任意一个放电灯镇流器，作为光源的HID灯，以及彩色滤光片(其通过光源发出的光传输的颜色在预定时间内随时间改变)，并且与例如，利用DMD(数字微镜装置)的DLP(已注册商标)系统一起工作。镇流器、灯以及滤光片14和投影镜头15、DMD、风扇等等一起装在壳体16中。
彩色滤光片14呈圆盘状并置于光源前面，并且通过滤光片14的光在DMD处反射。滤光片14分为红色区域(R)，绿色区域(G)，蓝色区域(B)和无色区域(W)，并且顺着图25中箭头X的方向作恒定周期旋转。因此，如图26中的(a)所示，滤光片16的传输颜色随着时间的流逝在红色(R)，绿色(G)，蓝色(B)和无色(W)之间变化。
加在光源上的电压的极性改变的定时与滤光片14中的各颜色区域的边界同步。因此，通过滤光片14各颜色区域的光没有变成在极性变换处光输出下降的光，从而可以有效地利用光源发射出来的光。然而，在滤光片14的各颜色区域，红色区域的面积大于其它任一区域，光源发出的光通过红色区域的时间段长于光源发出的光通过其它任一区域的时间段。因此，在光通过红色区域的时间段内，极性发生改变。
如图26中的(b)和(c)所示，在光通过红色区域的时间段内，灯电流IDL增加到大于其它时间段的任一时间段内的值，而在光通过其它区域中的一个的时间段内，灯电流也可增加到大于其它时间段的另一个时间段内的值。在对应于至少两个区域的时间段内，灯电流也可增加到大于其它时间段的另一个时间段内的值。如图26中的(b)所示，在高功率控制(实线)下的灯电流IDL的有效值设定为大于在恒定灯功率控制(虚线)下的值。在图26的(c)中，在高功率控制(实线)下的灯电流IDL的有效值设定为等于在恒定灯功率控制(虚线)下的值。没有无色区域(W)的彩色滤光片可以用滤光片14来替代。但是不局限于第五实施例中的投影机，上述实施例中的每个镇流器都可以用在各种投影机上。
虽然本发明通过上述优选实施例得到说明，本领域技术人员可做出不脱离本发明的本质精神和范围的各种变化和改型。例如，包括功率MOSFET的实施例，除了开关元件如IGBT等以外，双极型晶体管和二极管也可以代替功率MOSFET而得到使用。此外，在另一实例中，直流电源可以是整流交流电源的直流电源。
由于每个直流功率源DC1的电压高于各HID灯的发光电压，上述实施例包括电压步降转换器，但是可以使用对应于灯的种类的其它结构(比如，含开关元件的电压步升/步降转换器)的DC-DC转换器来代替电压步降转换器。这些实施例中包括逆变器，但是如果HID灯是直流灯，就可以省略逆变器。
权利要求
1.一种放电灯镇流器，包括电源转换器，包括至少一个开关元件，该电源转换器连接在电源和高亮度放电灯之间；以及控制电路，在灯启动以后，基于灯功率控制来控制该开关元件的开/关状态，从而向该放电灯提供预定的灯功率；其中该控制电路在灯启动以后，基于高功率控制来控制该开关元件的开/关状态，使得提供给放电灯的灯功率的有效值和峰值中至少一个增加到大于通过恒定灯功率控制调节的值，所述恒定灯功率控制是用于将提供给放电灯的灯功率的有效值调节至预定功率值的控制。
2.如权利要求1所述的镇流器，包括检测放电灯状态的状态检测装置，其中，该控制电路在灯启动以后，基于该状态检测装置的检测结果将灯功率控制改变为恒定灯功率控制或者高功率控制，其中，在恒定灯功率控制时，该控制电路控制该开关元件的开/关状态，以将提供给放电灯的灯功率的有效值调节至该预定功率值，在高功率控制时，该控制电路控制该开关元件的开/关状态，使得提供给放电灯的灯功率的有效值和峰值中至少一个增加到大于恒定灯功率控制的值。
3.如权利要求2所述的镇流器，其中该预定功率值为放电灯的额定功率值。
4.如权利要求2所述的镇流器，其中该预定功率值为放电灯的额定功率值以及由该额定功率值的调光率得到的调光功率值。
5.如权利要求2所述的镇流器，其中该状态检测装置检测加在灯上的灯电压；以及当该状态检测装置的检测结果达到或超过高于灯的额定电压的阈值电压时，该控制电路将灯功率控制改变为高功率控制。
6.如权利要求5所述的镇流器，其中当该状态检测装置的检测结果等于或高于该阈值电压时，该控制电路将灯功率控制改变为高功率控制，并且当该状态检测装置的检测结果低于该阈值电压时，将灯功率控制改变为恒定功率控制。
7.如权利要求5所述的镇流器，其中该控制电路在一预定时间段内将灯功率控制改变为高功率控制，并且在此预定时间段过去后将灯功率控制改变为恒定功率控制，所述预定时间段包括在该状态检测装置的检测结果等于或高于阈值电压的时间段之内。
8.如权利要求1所述的镇流器，其中在紧接着灯达到稳定状态后的预定时间段内，该控制电路基于高功率控制来控制该开关单元的开/关状态。
9.如权利要求1所述的镇流器，其中，在灯达到稳定状态后，通过该控制电路交替地和周期性地执行基于恒定功率控制对该开关单元的开/关状态的控制以及基于高功率控制对该开关单元的开/关状态的控制。
10.如权利要求2所述的镇流器，其中该状态检测装置检测灯的状态，用于检测灯闪烁的产生；以及该控制电路基于该状态检测装置的检测结果检测灯闪烁的产生，并且当检测到闪烁产生时将灯功率控制改变为高功率控制。
11.如权利要求10所述的镇流器，其中该控制电路在检测到闪烁产生时将灯功率控制改变为高功率控制，而在未检测到闪烁产生时将灯功率控制改变为恒定功率控制。
12.如权利要求10所述的镇流器，其中该控制电路在检测到闪烁产生时，在一预定时间段内将灯功率控制改变为高功率控制，并且在此预定时间段过去后将灯功率控制改变为恒定功率控制。
13.如权利要求10所述的镇流器，其中该状态检测装置构成为以下的至少一种装置检测加在灯上的灯电压的装置；检测提供给灯的灯电流的装置；以及检测灯的光输出的装置。
14.如权利要求10所述的镇流器，其中该控制电路在检测结果的改变值等于或大于预定值时检测到闪烁发生，所述改变值为每单位时间的值。
15.如权利要求14所述的镇流器，其中每隔一个比该单位时间长的判断时间段，该控制电路得出该改变值等于或大于该预定值的事件的次数，并且当此事件的次数等于或大于指定次数时检测到闪烁的发生。
16.如权利要求1所述的镇流器，其中该控制电路执行作为高功率控制的校正控制或非校正控制，其中，在校正控制时，该控制电路控制该开关单元的开/关状态使得提供给灯的部分灯功率增加到大于通过恒定灯功率控制调节的值，同时使提供给灯的灯功率的有效值等于通过恒定灯功率控制调节的值，其中，在非校正控制时，该控制电路控制该开关单元的开/关状态使得提供给灯的部分灯功率增加到大于通过恒定灯功率控制调节的值。
17.如权利要求1所述的镇流器，其中该电源转换器包括包括开关单元的转换器，用于将电源电压转换为DC电压；以及包括开关单元的逆变器，用于将来自转换器的DC电压转换为方波电压；其中，在高功率控制时，该控制电路控制该转换器的开关单元的开/关状态，使得当该方波电压的半周期脉冲的数目达到指定次数时，由该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加。
18.如权利要求17所述的镇流器，其中该控制电路控制该逆变器的开关单元的开/关周期，使得灯电流增加的半周期的时间不同于灯电流未增加的半周期的时间。
19.如权利要求17所述的镇流器，包括检测灯的状态的状态检测装置，其中，当该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加时，该控制电路基于该状态检测装置的检测结果改变灯电流增加的频繁程度。
20.如权利要求17所述的镇流器，包括检测灯的状态的状态检测装置，其中，当该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加时，该控制电路基于该状态检测装置的检测结果改变灯电流的峰值。
21.如权利要求17所述的镇流器，包括检测灯的状态的状态检测装置，其中，当该方波电压的至少半周期部分提供的灯电流增加时，该控制电路基于该状态检测装置的检测结果改变灯电流增加的频繁程度以及灯电流的峰值。
22.一种投影机，配置有作为光源的灯以及如权利要求1所述的镇流器。
23.如权利要求23所述的投影机，包括彩色滤光片，该彩色滤光片通过光源发出的光线所传送的颜色在预定期间内随时间变化，其中，控制电路将加在灯上的灯电压的极性反转的定时与该彩色滤光片所传送的颜色的变化的定时同步。
全文摘要
一种具有开关元件(Q11)的DC－DC转换器(111)，用于改变高亮度放电灯(DL1)的电源。通过控制电路(13)控制开关元件(Q11)的开/关状态。当灯稳定发光时，控制电路(13)以恒定灯功率控制来控制开关元件(Q11)的开/关状态。控制电路(13)控制开关元件(Q11)的开/关状态，使得在灯发光期间，以根据高功率控制来提供大于通过恒定灯功率控制的灯功率。因此，可以通过简单的控制，将电极和灯泡内的温度保持在适当的状态下，并且抑制闪烁的发生及电极的老化。
文档编号G03B21/14GK1922934SQ20048004209
公开日2007年2月28日 申请日期2004年9月7日 优先权日2004年2月24日
发明者渡边浩士, 小西洋史, 长谷川纯一, 中田克佳, 佐佐木俊明 申请人:松下电工株式会社