高压放电灯的点灯电路及其点灯方法
【专利摘要】本发明提供能够在不调制点灯频率的情况下减小使用开始初期的电极间距离的变动而能够避免照度维持率的大幅下降的高压放电灯的点灯电路及其点灯方法。在将交流的灯电流(AL)向高压放电灯(28)供给而进行点灯的点灯电路(10)中，通过供给在各半周期的前半部具有至少一个脉冲电流(AP1)且在各半周期的后半部具有至少两个脉冲电流(AP1、AP2)的灯电流(AL)，从而能够解决上述课题。
【专利说明】高压放电灯的点灯电路及其点灯方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够使高压放电灯的两端电压(=灯电压)长时间稳定的点灯电路及其点灯方法。
【背景技术】
[0002]高压放电灯例如用于投影仪。高压放电灯原理上利用直流电流及交流电流双方而进行工作。然而，通常情况下，与基于直流电流的工作相比，由于基于交流电流的工作能够避免单方电极的快速损耗，因此可以认为适于提高高压放电灯的效率。
[0003]然而，即便是在利用交流电流使高压放电灯工作的情况下，也存在产生该高压放电灯的两端电压(=灯电压)的上升、下降的情形。这种上升、下降是从该高压放电灯为新商品时被观察到的现象。尤其是，在以额定功率使高压放电灯点灯的投影仪的“正常模式”的情况下，观察到该灯电压的大幅上升。其原因在于，因向高压放电灯提供额定功率，配置在高压放电灯内的一对电极一同消耗而该一对电极间距离变大。
[0004]从光利用率的观点出发，用于投影仪的光源优选为点光源。然而，若高压放电灯的电极间距离变大，则造成发光面积增大。因此，光利用率下降，存在使用开始初期的高压放电灯的照度维持率(=在某一阶段从高压放电灯通过光学系统被有效利用的光的照度+在新商品时从高压放电灯通过光学系统被有效利用的光的照度。以下同样。)的下降变大的问题。
[0005]为了避免这种问题，公开了一种调制高压放电灯的点灯频率的技术(例如，专利文献I)。调制点灯频率的技术，总结起来就是在高压放电灯的灯电压上升了时(=电极间距离变大了时)以更低的频率使高压放电灯点灯，反之，在灯电压下降了时(=电极间距离变小了时)以更高的频率使高压放电灯点灯的技术。
[0006]根据调制点灯频率的技术(专利文献I的技术)，通过使高压放电灯的电极间距离的变动减小，能够避免使用开始初期的照度维持率的大幅低下。
[0007]【在先技术文献】
[0008]【专利文献】
[0009]【专利文献I】日本特开2013-033605号公报
[0010]【发明的概要】
[0011]【发明要解决的课题】
[0012]然而，在将调制点灯频率的技术适用于现在占据商用投影仪的大部分的DLP(Digital Light Processing)方式的情况下,可能会对被投影的图像造成影响。S卩，在适用调制点灯频率的技术的情况下，产生除了与色轮同步的频率以外无法使用的问题，假设若在与色轮不同步的状态下适用调制点灯频率的技术，则在灯电流的极性反转时(=零安培时)从高压放电灯放射的光的输出发生变动(变暗)，从而在投影画面上产生闪烁。
【发明内容】
[0013]本发明鉴于这种以往技术的问题点而开发完成。因此，本发明的主要目的在于提供，能够在不调整点灯频率的情况下使使用开始初期的电极间距离的变动减小从而避免照度维持率的大幅下降的高压放电灯的点灯电路及其点灯方法。
[0014]【用于解决问题的手段】
[0015]根据本发明的一个方面的高压放电灯的点灯电路，将交流的灯电流向高压放电灯供给而进行点灯，
[0016]所述交流的灯电流在各半周期的前半部具有至少一个脉冲电流，并且在所述各半周期的后半部具有至少两个脉冲电流。
[0017]另外，优选地，与各半周期的前半部重叠的一个脉冲电流位于各半周期的最初，并且，与各半周期的后半部重叠的一个脉冲电流位于各半周期的最后。
[0018]优选地，脉冲电流的宽度为各半周期的1%至50%。
[0019]优选地，脉冲电流的脉冲高度为基本灯电流的110%至300%。
[0020]优选地，在适用于具备色轮的DLP方式的投影仪的情况下，脉冲电流的宽度与色轮的特定的颜色的投影时刻或相互邻接的颜色与颜色之间的轮辐时间(“轮辐时间”的曰语原文为—夕夕.^厶”)一致。
[0021]优选地，脉冲电流在各半周期的前半部仅存在一个，在各半周期的后半部仅存在两个。
[0022]【发明效果】
[0023]根据本发明，能够在不调制点灯频率的情况下使使用开始初期的电极间距离的变动减小，从而避免了照度维持率的大幅下降。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是表示适用了本发明的点灯电路的一例的电路图。
[0025]图2是表示适用了本发明的灯电流的波形的一例的图。
[0026]图3是表示实施例及比较例的点灯时间与灯电压的关系的图表。
[0027]图4是表示实施例及比较例的点灯时间与照度维持率的关系的图表。
[0028]【符号说明】
[0029]10...点灯电路
[0030]12...下变频器
[0031]14...全桥电路
[0032]16...脉冲宽度调制电路
[0033]18...运算电路
[0034]20...脉冲产生电路
[0035]22...输入端子
[0036]24...输出端子
[0037]26...直流电压源
[0038]28...高压放电灯
【具体实施方式】
[0039]以下，使用附图对适用了本发明的点灯电路10的实施例进行说明。如图1所示，点灯电路10由下变频器12、全桥电路14、脉冲宽度调制电路16、运算电路18、脉冲产生电路20、输入端子22、输出端子24构成。
[0040]下变频器12是根据来自脉冲宽度调制电路16的信号将经由输入端子22导入到点灯电路10内的来自直流电压源26的直流电压降压为规定的电压值的电路，从而将降压后的直流电压供给至全桥电路14。虽然未图示，下变频器12使用由功率二极管、扼流圈、电容器构成的典型的开关电源的降压式斩波电路。
[0041]全桥电路14在将来自下变频器12的直流电压转换为交流电压之后，经由输出端子24将该交流电压供给至高压放电灯28。从该全桥电路14向高压放电灯28供给的灯电流Al的波形如后述那样由脉冲宽度调制电路16、运算电路18及脉冲产生电路20控制。
[0042]如图2所示，脉冲产生电路20是为了形成从全桥电路14向高压放电灯28供给的灯电流Ay而产生与大致矩形形状的基本灯电流Ai^b重叠的脉冲电流Api?Ap3的电路，其具有用于产生该脉冲电流Api?Ap3的发信号器(未图示)。脉冲产生电路20将定义重复周期(ts)、脉冲电流位置(tsl?ts3)、脉冲电流宽度(tP1?tP3)的脉冲重叠信号Spi向运算电路18输出。需要说明的是，脉冲产生电路20可以如本实施例的点灯电路10那样设置在点灯电路10内，也可以不在点灯电路10内设置脉冲产生电路20，将来自外部的脉冲重叠信号Spi接收到点灯电路10内。需要说明的是，在本说明书整体中，“脉冲电流”是指，“在非常短的时间变化的电流”，而不是“不间断地连续持续变化的电流”。
[0043]返回到图1，运算电路18是将从下变频器12向全桥电路14输出的灯电压V1及灯电流信号A。、以及来自脉冲产生电路20的脉冲重叠信号Spi取入而进行功率控制，并向脉冲宽度调制电路16输出的电路。在运算电路18，根据灯电压'及灯电流信号\s，以灯电压\为基准，计算灯电流Al的供给量，并且根据脉冲重叠信号SPI，按照相对于基本灯电流Alb以必要期间(=脉冲宽度(tP1?tP3))使输出电流从基本灯电流增加(Ipi?Ip3=脉冲高度)的方式来计算重叠时刻并向脉冲宽度调制电路16输出控制信号S。。由此，从全桥电路14供给至高压放电灯28的输出功率也增加。需要说明的是，各脉冲高度Ipi?Ip3优选为基本灯电流的110 %?300 %，也可以分别互不相同。另外，各脉冲电流宽度tP1?tP3优选为半周期(重复周期)％的1?50%，也可以分别互不相同。进一步而已，各脉冲高度Ipi?Ip3优选为基本灯电流的110 %?200 %，另外，各脉冲电流宽度tP1?tP3优选为半周期(重复周期)ts的I?30%。
[0044]脉冲宽度调制电路16是根据从运算电路18接收到的控制信号S。控制下变频器12的切换元件的电路。脉冲宽度调制电路16根据来自运算电路18的控制信号S。，以被供给至高压放电灯28的功率成为一定的方式，并且按照规定的脉冲宽度(tP1?tP3)、脉冲高度(Ipi?IP3)及重叠时刻使脉冲电流与基本灯电流Ai^重叠的方式来控制下变频器12。
[0045]接下来，对本实施例的交流的灯电流\的波形进行说明。在本实施例中，如图2所示，使一个脉冲电流与基本灯电流的各半周期的前半部重叠，使两个脉冲电流与各半周期的后半部重叠。关于脉冲电流位于各半周期的前半部或者还是位于后半部，按照该脉冲电流的宽度方向中心位置(=1 / 2脉冲电流宽度tP1?tP3的位置，即，脉冲电流位置tsl?ts3)决定。进一步而言，在本实施例的灯电流AL的波形中，与前半部重叠的一个脉冲电流位于各半周期的最初，并且，与后半部重叠的两个脉冲电流内的一个位于各半周期的最后。
[0046]这样，一个脉冲电流Api与基本灯电流Ai^的各半周期的前半部重叠，并且两个脉冲电流AP2、AP3与各半周期的后半部重叠，由此能够在不调制点灯频率的情况下避免使用开始初期的照度维持率的大幅下降。以下，对进行了比较试验的结果进行说明。
[0047](比较试验)
[0048]作为比较的对象，准备了一个脉冲电流仅与基本灯电流Ai^b的各半周期的前半部重叠的情况(情形I)、一个脉冲电流仅与各半周期的后半部重叠的情况(情形2)、以及一个脉冲电流与各半周期的前半部重叠且一个脉冲电流与后半部重叠的情况(情形3)。需要说明的是，上述实施例，即，一个脉冲电流与各半周期的前半部重叠而两个脉冲电流与后半部重叠的情况作为“情形4”。无论哪种情形，均对高压放电灯28进行恒功率控制(150~400W)。以下，以按照200W进行恒功率控制的情况为例进行说明。
[0049]各情形的使用开始初期(300小时)的“点灯时间”与“灯电压”的关系、及“点灯时间”与“照度维持率”的关系如图3、图4及表1所示。在情形I的情况下，由于灯电压上升从而进行150小时停止了试验。其理由在于，若脉冲电流仅与基本灯电流Ai^的各半周期的前半部重叠，则高压放电灯28内的一对电极消耗而电极间距离变大。
[0050]【表1】
【权利要求】
1.一种高压放电灯的点灯电路，将交流的灯电流向高压放电灯供给而进行点灯，其特征在于， 所述交流的灯电流由基本灯电流和脉冲电流构成， 所述交流的灯电流在所述基本灯电流的各半周期的前半部具有至少一个脉冲电流，且在所述各半周期的后半部具有至少两个脉冲电流。
2.根据权利要求1所述的高压放电灯的点灯电路，其特征在于， 与所述各半周期的前半部重叠的一个所述脉冲电流位于所述各半周期的最初，并且与所述各半周期的后半部重叠的一个所述脉冲电流位于所述各半周期的最后。
3.根据权利要求1或2所述的高压放电灯的点灯电路，其特征在于， 所述脉冲电流的宽度为所述各半周期的1%至50%。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的高压放电灯的点灯电路，其特征在于， 所述脉冲电流的脉冲高度为所述基本灯电流的110%至300%。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的高压放电灯的点灯电路，其特征在于， 该点灯电路适用于具备色轮的DLP方式的投影仪， 所述脉冲电流的宽度与所述色轮的特定的颜色的投影时刻一致，或者与相互邻接的颜色与颜色之间的轮辐时间一致。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的高压放电灯的点灯电路，其特征在于， 所述脉冲电流在所述各半周期的前半部仅存在一个，在所述各半周期的后半部仅存在两个。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的高压放电灯的点灯电路，其特征在于， 与所述基本灯电流相比，所述脉冲电流的输出电流大。
8.一种高压放电灯的点灯方法，将交流的灯电流向高压放电灯供给而进行点灯，其特征在于， 所述交流的灯电流由基本灯电流和脉冲电流构成， 所述交流的灯电流在所述基本灯电流的各半周期的前半部具有至少一个脉冲电流，且在所述各半周期的后半部具有至少两个脉冲电流。
【文档编号】H05B41/14GK104135808SQ201410040279
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】牛岛真一, 乡田哲也 申请人:凤凰电机公司