專(zhuān)利名稱(chēng)：放電燈運(yùn)行裝置以及投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及應(yīng)用于運(yùn)行高亮度(intensity)放電燈(HID lamp)的放電燈鎮(zhèn)流器，以及配置了該放電燈鎮(zhèn)流器的投影機(jī)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的放電燈鎮(zhèn)流器中，HID燈是通過(guò)例如方波電壓運(yùn)行。對(duì)于用作投影機(jī)光源的超高壓水銀燈，具有相對(duì)較低頻率(大約100Hz)的方波電壓加在燈上以防止共鳴(acoustic resonance)現(xiàn)象的發(fā)生(參見(jiàn)，例如，日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002-352982)。
在這類(lèi)應(yīng)用中，燈的弧長(zhǎng)要求盡可能短以使其適于點(diǎn)光源。然而，如果弧長(zhǎng)變短，電極上的生弧點(diǎn)會(huì)因電極的溫度或表面狀況變得不穩(wěn)定，從而易于發(fā)生弧源點(diǎn)跳躍到其它點(diǎn)的現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)，可察覺(jué)燈的光線輸出有可見(jiàn)的閃爍，并且當(dāng)燈用作投影機(jī)的光源時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題，例如由于在投影平面(屏幕)上亮度(brightness)的波動(dòng)或照度(luminance)的減弱導(dǎo)致觀看屏幕圖像有困難。
順便提及，當(dāng)加在HID燈上的燈電壓高時(shí)，其燈電流減少，并且電極和燈泡內(nèi)的溫度降低，因此燈泡內(nèi)活躍的化學(xué)特性受到抑制。當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生在金屬鹵化物燈中，其鹵素循環(huán)(Halogen Cycle)不再活躍。通常，電極表面上形成有突出，并且該突出用作弧源，使得弧源穩(wěn)定，但是，在如上所述燈泡內(nèi)活躍的化學(xué)特性受到抑制的情況下，電極表面上難以形成突出。因此，弧源不能固定，并且易于發(fā)生弧源移動(dòng)的現(xiàn)象。此外，如果電極表面上不形成突出使得弧源不能穩(wěn)定，整個(gè)電極會(huì)被電弧破壞，導(dǎo)致電極的早期老化(degradation)。
順便提及，在例如日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002-532866中提出了減少放電燈的閃爍的技術(shù)。在該技術(shù)中，根據(jù)對(duì)閃爍發(fā)生的檢測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)燈的電流波形。
在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002-134287中提出一種技術(shù)，即在通過(guò)燈的燈電流的半周期內(nèi)，隨著時(shí)間的增加逐步增加提供給放電燈的功率的瞬時(shí)值。
根據(jù)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002-352982和日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002-532866中所述的技術(shù)，電極的老化得到控制。后者尤其注重于減少閃爍，但是需要重疊脈沖波形的電流，以調(diào)節(jié)通過(guò)燈的燈電流的波形，因此其控制要求相對(duì)較復(fù)雜。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002-134287中所述的技術(shù)改變了提供給放電燈的功率的瞬時(shí)值，還將加在燈上的電壓的各波形或燈電流的各波形改變?yōu)槌朔讲ㄖ獾牟ㄐ巍Ｒ虼?，其控制要求相?duì)較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過(guò)簡(jiǎn)單的控制將HID燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于通過(guò)促使在電極上形成突起來(lái)穩(wěn)定弧源點(diǎn)，從而防止發(fā)生閃爍以及電極老化，以延長(zhǎng)HID燈的壽命。
本發(fā)明的放電燈鎮(zhèn)流器包括電源轉(zhuǎn)換器和控制電路。該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)單元，連接在電源和HID燈之間。燈啟動(dòng)以后，控制電路基于燈功率控制來(lái)控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，從而向該放電燈提供預(yù)定的燈功率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于高功率控制來(lái)控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，所述恒定燈功率控制是用于將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至預(yù)定功率值的控制。因此，通過(guò)基于高功率控制來(lái)控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，可以將放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。從而，由于能夠促使電極上形成突起并穩(wěn)定弧源點(diǎn)，防止了閃爍的發(fā)生以及電極的老化，并且能夠延長(zhǎng)HID燈的壽命。
優(yōu)選地，該鎮(zhèn)流器包括檢測(cè)放電燈狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂苹蛘吒吖β士刂?。在恒定燈功率控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，以將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至該預(yù)定功率值。在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于恒定燈功率控制的值。
該預(yù)定功率值為放電燈的額定功率值。該預(yù)定功率值也可以為放電燈的額定功率值以及由該額定功率值的調(diào)光率得到的調(diào)光(dimming)功率值優(yōu)選地，該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓；并且當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到或超過(guò)高于燈的額定電壓的閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂啤４伺渲弥?，在放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度被認(rèn)為是降低的時(shí)間段內(nèi)，能夠增加燈功率，從而防止溫度的降低。
當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于該閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲⑶耶?dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果低于閾值電壓時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 作為此方案的另一個(gè)實(shí)例，該控制電路在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且在此預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂疲鲱A(yù)定時(shí)間段包括在該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于閾值電壓的時(shí)間段之內(nèi)。
優(yōu)選地，在緊接著燈達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，該控制電路基于高功率控制來(lái)控制該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。此配置中，在例如從電弧放電開(kāi)始后所需的用于穩(wěn)定燈的電極溫度的時(shí)間段內(nèi)，能夠增加燈功率，從而可以迅速提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度。
達(dá)到燈的穩(wěn)定狀態(tài)后，通過(guò)該控制電路交替地和周期性地執(zhí)行基于恒定功率控制對(duì)該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的控制以及基于高功率控制對(duì)該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的控制。
優(yōu)選地，該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)燈的狀態(tài)，用于檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生；并且該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生。當(dāng)檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?。根?jù)這種控制，當(dāng)閃爍產(chǎn)生時(shí)，通過(guò)提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度可以防止閃爍。此外，由于在未發(fā)生閃爍的時(shí)間段內(nèi)，燈功率沒(méi)有增加，就不必向燈提供不必要的大功率，并且燈上的壓力相當(dāng)少。還能夠防止功耗的增加。
該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)可將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，而在未檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)可將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，可在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且在此預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤８鶕?jù)這種控制，當(dāng)閃爍發(fā)生時(shí)，通過(guò)提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度可以防止閃爍。即使響應(yīng)燈功率的增加，閃爍立即停止，燈功率在此預(yù)定時(shí)間段內(nèi)增加，從而可以充分提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度。相反，如果閃爍不停止，高功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂?，從而可以防止無(wú)用的功耗。
優(yōu)選地，該狀態(tài)檢測(cè)裝置構(gòu)成為以下的至少一種裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓的裝置；檢測(cè)提供給燈的燈電流的裝置；以及檢測(cè)燈的光輸出的裝置。利用燈電壓、燈電流以及實(shí)際光輸出的任一個(gè)可判斷閃爍的發(fā)生。配合并利用以上因素，能夠?qū)﹂W爍的發(fā)生檢測(cè)無(wú)誤。
該控制電路在檢測(cè)結(jié)果的改變值等于或大于預(yù)定值時(shí)可檢測(cè)到閃爍的發(fā)生。所述改變值為每單位時(shí)間的值。在這種情況下，由于是當(dāng)改變值變大時(shí)判斷有閃爍發(fā)生，因此能夠無(wú)延遲地檢測(cè)出閃爍。
每隔一個(gè)大于該單位時(shí)間的判斷時(shí)間段，該控制電路可得出該改變值等于或大于預(yù)定值的事件的次數(shù)，并且當(dāng)此事件的次數(shù)等于或大于指定次數(shù)時(shí)檢測(cè)到閃爍發(fā)生。根據(jù)這種控制，通過(guò)識(shí)別類(lèi)似于人類(lèi)意識(shí)到閃爍的情形，能夠正確地檢測(cè)出閃爍發(fā)生。
優(yōu)選地，該控制電路執(zhí)行作為高功率控制的校正控制或非校正控制。在校正控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，同時(shí)使提供給燈的燈功率的有效值等于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。在非校正控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。根據(jù)這種控制，可以提高燈的電極溫度，將光輸出保持在穩(wěn)定狀態(tài)。
優(yōu)選地，該電源轉(zhuǎn)換器包括包括開(kāi)關(guān)單元的轉(zhuǎn)換器，將電源的電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓；以及包括開(kāi)關(guān)單元的逆變器，將來(lái)自轉(zhuǎn)換器的DC電壓轉(zhuǎn)換為方波電壓。在此配置中，在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得當(dāng)該方波電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到指定次數(shù)時(shí)，由該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加。因此，可以保持燈的電極溫度，并且光輸出可以穩(wěn)定。
該控制電路可控制該逆變器的開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得燈電流增加的半周期的時(shí)間不同于燈電流未增加的半周期的時(shí)間。由于除了增加燈電流，增加燈電流的時(shí)間也得到調(diào)節(jié)，因此即使難以僅僅通過(guò)燈電流達(dá)到燈的規(guī)格的適合性與電極溫度的保持力之間的兼容時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)時(shí)間來(lái)達(dá)到這種兼容。
優(yōu)選地，該鎮(zhèn)流器包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度。根據(jù)這種控制，由于除了增加燈電流，增加燈電流的頻繁程度也得到調(diào)節(jié)，因此即使當(dāng)難以僅僅通過(guò)燈電流達(dá)到燈的規(guī)格的適合性與電極溫度的保持力之間的兼容時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)頻繁程度來(lái)達(dá)到這種兼容。
該鎮(zhèn)流器可包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流的峰值。根據(jù)這種控制，由于除了增加燈電流，燈電流的峰值也得到調(diào)節(jié)，因此即使當(dāng)難以僅僅通過(guò)燈電流達(dá)到燈的規(guī)格的適合性與電極溫度的保持力之間的兼容時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)峰值來(lái)達(dá)到這種兼容。
優(yōu)選地，該鎮(zhèn)流器包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度以及燈電流的峰值。根據(jù)這種控制，調(diào)節(jié)范圍變得更寬。
根據(jù)本發(fā)明的投影機(jī)配置有上述鎮(zhèn)流器和作為光源的燈。
優(yōu)選地，該投影機(jī)包括彩色濾光片，該彩色濾光片通過(guò)光源發(fā)出的光線所傳送的顏色在預(yù)定期間內(nèi)隨時(shí)間變化，并且控制電路將加在燈上的燈電壓的極性反轉(zhuǎn)的定時(shí)與該彩色濾光片所傳送的顏色的變化的定時(shí)同步。根據(jù)這種配置，當(dāng)在預(yù)定期間內(nèi)彩色圖像通過(guò)濾光片的隨時(shí)間變化的傳送顏色顯示時(shí)，光源的光輸出高的時(shí)間段內(nèi)的光線用作該彩色濾光片的各顏色區(qū)域的傳送光線，而由于燈電壓的極性反轉(zhuǎn)定時(shí)導(dǎo)致的光輸出下降的時(shí)間段內(nèi)的光線不被利用。因此，有效地利用了光源的光線。


圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第一實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖2為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的燈控制轉(zhuǎn)換的說(shuō)明圖；圖3為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的燈控制轉(zhuǎn)換的說(shuō)明圖；圖4為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的另一燈控制轉(zhuǎn)換的說(shuō)明圖；圖5為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的另一燈控制轉(zhuǎn)換的說(shuō)明圖；圖6為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的另一燈控制轉(zhuǎn)換的說(shuō)明圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第二實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖8為關(guān)于圖8的鎮(zhèn)流器中的閃爍檢測(cè)功能塊的過(guò)程的說(shuō)明圖；圖9示出圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的運(yùn)行實(shí)例；圖10(a)和10(b)為關(guān)于圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的過(guò)程的說(shuō)明圖；圖11示出圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的運(yùn)行實(shí)例；圖12為關(guān)于圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的另一過(guò)程的說(shuō)明圖；圖13(a)和13(b)為關(guān)于圖8的鎮(zhèn)流器另一控制的說(shuō)明圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第三實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖15示出圖14的鎮(zhèn)流器中的高功率控制功能塊的運(yùn)行；圖16為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的微處理器的運(yùn)行的說(shuō)明圖；圖17(a)-17(c)為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的非校正控制功能塊的過(guò)程的說(shuō)明圖；圖18(a)-18(c)為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的校正控制功能塊的過(guò)程的說(shuō)明圖；圖19(a)-19(c)為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的非校正控制功能塊的過(guò)程的說(shuō)明圖；圖20為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第四實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖21為關(guān)于圖20的鎮(zhèn)流器中的控制轉(zhuǎn)換功能塊以及高功率控制功能塊的過(guò)程的說(shuō)明圖；圖22為關(guān)于圖20的控制轉(zhuǎn)換功能塊以及高功率控制功能塊的另一過(guò)程的說(shuō)明圖；圖23為關(guān)于圖20的控制轉(zhuǎn)換功能塊以及高功率控制功能塊的另一過(guò)程的說(shuō)明圖；圖24示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第五實(shí)施例的投影機(jī)；
圖25為用于圖25的投影機(jī)的彩色濾光片(color filter)的構(gòu)造實(shí)例的正視圖；圖26為關(guān)于圖25的投影機(jī)的運(yùn)行的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)圖1示出HID燈(例如120-300W超高壓水銀放電燈)DL1的放電燈鎮(zhèn)流器10。鎮(zhèn)流器10包括檢測(cè)輸入電流的電阻R11，狀態(tài)檢測(cè)電路12，控制電路13，以及點(diǎn)火器(igniter)(未示出)；鎮(zhèn)流器10還包括電源轉(zhuǎn)換器11，其連接在具有正端和負(fù)端的DC電源DC1與具有第一端子和第二端子的HID燈DL1之間。為了啟動(dòng)燈DL1，點(diǎn)火器產(chǎn)生高電壓并將其施加到燈DL1。
電源轉(zhuǎn)換器11包括DC-DC轉(zhuǎn)換器111，低通濾波器112，具有輸出端子T11和T12的逆變器113，以及驅(qū)動(dòng)電路114和115；電源轉(zhuǎn)換器11還包括電容(平滑電容器)C11，該電容C11為燈DL1提供來(lái)自DC-DC轉(zhuǎn)換器111的DC電源。
DC-DC轉(zhuǎn)換器111可以由例如具有二極管D11、開(kāi)關(guān)元件Q11以及電感L11的電壓步降轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。二極管D11具有陰極和陽(yáng)極，陽(yáng)極通過(guò)電阻R11連接到DC電源DC1的負(fù)端，該陽(yáng)極還連接到電容C11的負(fù)電壓側(cè)。
開(kāi)關(guān)元件Q11連接在二極管D11的陰極和DC電源DC1的正端之間。此元件Q11是具有二極管(體二極管)的功率MOSFET，它的漏極和源極分別連接至電源DC1的正端和二極管D11的陰極。體二極管的陰極和陽(yáng)極也分別連接至該功率MOSFET的漏極和源極。電感L11連接在二極管D11的陰極和電容C11的正電壓側(cè)之間。
開(kāi)關(guān)元件Q11導(dǎo)通期間，此DC-DC轉(zhuǎn)換器111將充電電流從DC電源DC1通過(guò)電感L11流到電容C11；開(kāi)關(guān)元件Q11關(guān)斷期間，DC-DC轉(zhuǎn)換器111將電感L11中的能量通過(guò)二極管D11釋放給電容C11。
低通濾波器112由電容C12和電感L12構(gòu)成，其中電容C12和燈DL1并聯(lián)連接，電感L12與燈DL1和電容C12的并聯(lián)組串聯(lián)連接；低通濾波器112連接在逆變器113的輸出端T11和T12之間。
逆變器113由開(kāi)關(guān)元件Q12至Q15構(gòu)成，它將來(lái)自電容C11的DC電壓轉(zhuǎn)換成將被施加在低通濾波器112上的方波電壓，從而為燈DL1提供AC電源。各元件Q12至Q15都是具有二極管(體二極管)的功率MOSFET。元件Q12連接至正電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至電容C11的正電壓側(cè)(正端)和輸出端T11。元件Q13連接至負(fù)電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至輸出端T11和電容C11的負(fù)電壓側(cè)(負(fù)端)。元件Q14連接至正電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至電容C11的正端和輸出端T12。元件Q15連接至負(fù)電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至輸出端T12和電容C11的負(fù)端。
驅(qū)動(dòng)電路113和114分別由例如IR公司制造的IR2111構(gòu)成，并響應(yīng)來(lái)自控制電路13的控制信號(hào)交替導(dǎo)通/關(guān)斷開(kāi)關(guān)元件Q12和Q15及開(kāi)關(guān)元件Q13和Q14。
狀態(tài)檢測(cè)電路12包括分壓電路121并檢測(cè)燈DL11的狀態(tài)，該分壓電路121具有串聯(lián)連接的電阻R12和R13。電路121與電容C11和電阻R11并聯(lián)連接。電阻R13上的電壓與DC-DC轉(zhuǎn)換器111的輸出電壓(電容C11上的電壓)成比例，并且表示燈DL1上的燈電壓。因此，電路12檢測(cè)轉(zhuǎn)換器111的輸出電壓和燈電壓。
控制電路13包括A/D轉(zhuǎn)換器13a，PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制電路131，逆變器控制電路132，以及微處理器(微型計(jì)算機(jī))130。電路13通過(guò)監(jiān)控電阻R11上的電壓和電阻R13上的電壓來(lái)分別監(jiān)控DC-DC轉(zhuǎn)換器111的輸入電流和輸出電壓(或燈電壓)，并基于輸入電流和輸出電壓(燈電壓)來(lái)控制電源轉(zhuǎn)換器11的各開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。
A/D轉(zhuǎn)換器13a將狀態(tài)檢測(cè)電路12的檢測(cè)結(jié)果(DC-DC轉(zhuǎn)換器111的輸出電壓或燈電壓)轉(zhuǎn)換成數(shù)字。由于電阻R13上的電壓與通過(guò)電容C11平滑的電壓成比例，并且在轉(zhuǎn)換器13a的采樣期間內(nèi)是恒定的，所以電阻R13上的電壓被直接施加于轉(zhuǎn)換器13a。
PWM控制電路131響應(yīng)來(lái)自微處理器130的DC-DC轉(zhuǎn)換器111的目標(biāo)電流或輸出功率校正量，從具有預(yù)定頻率的三角波或鋸齒波電壓產(chǎn)生脈沖形的控制信號(hào)，并為開(kāi)關(guān)元件Q11提供該控制信號(hào)。當(dāng)目標(biāo)電流由微處理器130提供時(shí)，電路131產(chǎn)生控制信號(hào)以使來(lái)自電阻R11的輸入電流與目標(biāo)電流相等。由于來(lái)自電阻R11的輸入電流表示轉(zhuǎn)換器111的輸出電流，所以使得該輸出電流等于目標(biāo)電流。當(dāng)輸出功率校正量由微處理器130提供時(shí)，電路131通過(guò)將輸出功率校正量除以來(lái)自電阻R11的輸入電流(轉(zhuǎn)換器111的輸出電流)而得到輸出電壓校正量，并產(chǎn)生控制信號(hào)，當(dāng)三角波或鋸齒波電壓等于或大于響應(yīng)輸出電壓校正量而變化的閾值電壓時(shí)，該控制信號(hào)變?yōu)閷?dǎo)通(高)。
逆變器控制電路132根據(jù)來(lái)自微處理器130的驅(qū)動(dòng)指令產(chǎn)生兩相控制信號(hào)，并分別為驅(qū)動(dòng)電路114和115提供所述信號(hào)。
微處理器130由例如三菱(Mitsubishi)公司制造的M37540構(gòu)成，該微處理器130具有在燈DL1啟動(dòng)以后向逆變器控制電路132提供上述驅(qū)動(dòng)指令的功能。另外，微處理器130具有各種功能塊(function)，如控制變換功能塊130a、燈電流控制功能塊130b、恒定功率控制功能塊130c、高功率控制功能塊130d等等。微處理器130也存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如各種表、各種目標(biāo)值等等。
控制變換功能塊130a可用于在燈DL1啟動(dòng)時(shí)，將對(duì)燈DL1的控制切換到燈電流控制功能塊130b的燈電流控制，然后在燈DL1穩(wěn)定后，將燈控制切換到恒定功率控制功能塊130c的恒定燈功率控制?；趤?lái)自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓)判斷燈DL1的穩(wěn)定。也就是說(shuō)，緊接著燈DL1啟動(dòng)后的燈電壓為低電壓，因此啟動(dòng)時(shí)間段被設(shè)置成電阻R13上的電壓低于參考電壓的一段時(shí)間。參考電壓是基于穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的燈DL1上的電壓預(yù)先設(shè)定的。因此，當(dāng)電阻13上的電壓達(dá)到或超過(guò)參考電壓時(shí)，判斷燈DL1達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
控制變換功能塊130a還可用于在燈DL1穩(wěn)定后，基于來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(燈電壓)將燈功率控制切換到恒定燈功率控制或高功率控制。詳細(xì)說(shuō)明在后面給出。
燈電流控制功能塊130b可用于根據(jù)控制變換功能塊130a的變換控制為對(duì)PWM控制電路131的燈電流控制提供目標(biāo)電流。為了縮短光輸出的上升時(shí)間，目標(biāo)電流的目標(biāo)值設(shè)置為這樣一個(gè)值，該值用于在緊接著啟動(dòng)后的預(yù)定時(shí)段內(nèi)流過(guò)一個(gè)相對(duì)大的燈電流(大于額定燈電流的電流)。由于此燈電流控制在短時(shí)間內(nèi)提高了水銀蒸氣壓力和燈DL1的光輸出，因此這種控制被普遍用于投影機(jī)或汽車(chē)前燈。
恒定功率控制功能塊130c可用于根據(jù)控制變換功能塊130a的變換控制為對(duì)PWM控制電路131的恒定燈功率控制提供輸出(燈)功率校正量。校正量用于將供給燈DL1的燈功率的有效值調(diào)節(jié)為預(yù)定功率值(額定功率值或調(diào)光(dimming)功率值)。在運(yùn)行中，基于來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓)和恒定燈功率控制表來(lái)計(jì)算校正量。在恒定燈功率控制表中，每一個(gè)來(lái)自轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓值)都先與輸出(燈)功率控制值相關(guān)聯(lián)。因此，功能塊130c通過(guò)讀出與來(lái)自恒定燈功率控制表的檢測(cè)結(jié)果相對(duì)應(yīng)的輸出功率控制值，將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為輸出功率控制值，并得出輸出功率控制值和輸出(燈)功率目標(biāo)值之間的差作為輸出功率校正量。在燈電流控制功能塊130b的燈電流控制之后的穩(wěn)定運(yùn)行期間，為了穩(wěn)定地保持燈DL1的燈功率，該恒定燈功率控制通常會(huì)改變。
高功率控制功能塊130d可用于根據(jù)控制變換功能塊130a的變換控制為對(duì)PWM控制電路131的高燈功率控制提供輸出功率校正量。該校正量用以將提供給燈DL1的燈功率的有效值和峰值中的至少一個(gè)增加為比通過(guò)恒定功率控制功能塊130c調(diào)節(jié)的值大。在運(yùn)行中，基于來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓)和高燈功率控制表來(lái)計(jì)算校正量。
高功率控制功能塊130d還利用比恒定功率控制功能塊130c的輸出功率目標(biāo)值大的輸出功率目標(biāo)值。例如，如圖2所示，從對(duì)于額定功率或各調(diào)光功率的多個(gè)輸出功率目標(biāo)值中選用任意輸出功率目標(biāo)值。
對(duì)于額定功率，恒定功率控制功能塊130c利用第一額定目標(biāo)作為輸出功率目標(biāo)值，而高功率控制功能塊130d利用輸出功率目標(biāo)值的第二額定目標(biāo)和第三額定目標(biāo)。通過(guò)利用大于第一額定目標(biāo)的第二額定目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于額定功率PRL1的輸出功率PHC11。通過(guò)利用大于第二額定目標(biāo)的第三額定目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于輸出功率PHC11的輸出功率PHC12。第二額定目標(biāo)或第三額定目標(biāo)基于諸如環(huán)境溫度等預(yù)定條件設(shè)置。如果環(huán)境溫度被用作預(yù)定條件，當(dāng)環(huán)境溫度低于第一參考溫度時(shí)，選擇第二額定目標(biāo)，當(dāng)環(huán)境溫度低于比第一參考溫度低的第二參考溫度時(shí)，選擇第三額定目標(biāo)。
對(duì)于調(diào)光功率，恒定功率控制功能塊130c利用第一調(diào)光目標(biāo)作為輸出功率目標(biāo)值，而高功率控制功能塊130d利用輸出功率目標(biāo)值的第二調(diào)光目標(biāo)和第三調(diào)光目標(biāo)。通過(guò)利用大于第一調(diào)光目標(biāo)的第二調(diào)光目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于調(diào)光功率PD1的輸出功率PHC21。通過(guò)利用大于第二調(diào)光目標(biāo)的第三調(diào)光目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于輸出功率PHC21的輸出功率PHC22?；谥T如環(huán)境溫度等預(yù)定條件設(shè)置第二調(diào)光目標(biāo)或第三調(diào)光目標(biāo)。如果環(huán)境溫度被用作此預(yù)定條件，當(dāng)環(huán)境溫度低于第一參考溫度時(shí)，選擇第二調(diào)光目標(biāo)，當(dāng)環(huán)境溫度低于比該第一參考溫度低的第二參考溫度時(shí)，選擇第三調(diào)光目標(biāo)。
以下進(jìn)一步說(shuō)明上述控制變換功能塊130a。對(duì)于HID燈DL1，當(dāng)電極溫度及其燈泡內(nèi)溫度降低時(shí)，出現(xiàn)可見(jiàn)的燈閃爍。為此，如圖3所示，燈DL1穩(wěn)定后，當(dāng)燈電壓(R13上的電壓)達(dá)到或超過(guò)高于額定燈電壓VRL1的閾值電壓Vt1時(shí)，功能塊130a將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲?dāng)燈電壓低于閾值電壓Vt1時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂啤ｎ~定運(yùn)行的閾值電壓Vt1與調(diào)光運(yùn)行的閾值電壓可以相同或不同。在圖2和圖3中，VRCC1表示啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)的電壓范圍，VRPC1表示燈DL1的啟動(dòng)時(shí)間段之后所使用的電壓范圍，并且該范圍設(shè)置為在其中間部分包括電壓VRL1。
以下說(shuō)明鎮(zhèn)流器10的運(yùn)行。當(dāng)以點(diǎn)火器的高電壓?jiǎn)?dòng)燈DL1時(shí)，對(duì)燈DL1的控制被切換到燈電流控制。因此，燈功率增高，如圖2和圖3所示。
隨后，當(dāng)燈DL1達(dá)到穩(wěn)態(tài)，燈電流控制被切換到恒定燈功率控制。
然后，當(dāng)由于燈電流減小而造成燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低，并且燈電壓達(dá)到和超過(guò)閾值電壓Vt1時(shí)，恒定燈功率控制被切換為高燈功率控制。
因此，當(dāng)燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低時(shí)，通過(guò)將恒定燈功率控制切換到高燈功率控制，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的鎮(zhèn)流器10能防止電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低。
在一替代實(shí)施例中，如圖4所示，控制變換功能塊130a可用于在預(yù)定時(shí)間段TMHC1將燈功率控制變換為高功率控制，并在預(yù)定時(shí)間段TMHC1過(guò)去后將燈功率控制轉(zhuǎn)換為恒定功率控制。該預(yù)定時(shí)間段包括在狀態(tài)檢測(cè)電路12的檢測(cè)結(jié)果等于或高于閾值電壓Vt1的時(shí)間段內(nèi)。也就是說(shuō)，從高功率控制返回到恒定功率控制的定時(shí)通過(guò)使用微處理器的計(jì)時(shí)器功能塊(即時(shí)間)來(lái)控制。圖4中，t1示出狀態(tài)檢測(cè)電路12的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到閾值電壓Vt1的時(shí)刻。對(duì)于此變換控制，當(dāng)燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低時(shí)，燈電流在預(yù)定時(shí)間段TMHC1內(nèi)增加，因此可以防止電極溫度或燈泡內(nèi)溫度上升，同時(shí)防止其溫度下降。
在另一替代實(shí)施例中，如圖5所示，控制變換功能塊130a可用于在燈DL1啟動(dòng)后將燈DL1的控制改變?yōu)闊綦娏骺刂?；緊接著達(dá)到燈DL1的穩(wěn)態(tài)后(鄰近達(dá)到穩(wěn)態(tài)之后)的預(yù)定時(shí)間段TMHC2內(nèi)，將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?；以及在預(yù)定時(shí)間段TMHC2后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?duì)于此變換控制，由于燈電流在例如從電弧放電開(kāi)始到燈DL1電極溫度穩(wěn)定所需時(shí)間段內(nèi)增加，所以電極溫度或燈泡內(nèi)溫度可以迅速上升并且溫度易于穩(wěn)定。
在另一替代實(shí)施例中，如圖6所示，控制變換功能塊130a可用于在燈DL1啟動(dòng)后將燈DL1的控制改變?yōu)闊綦娏骺刂疲⒃谶_(dá)到燈DL1的穩(wěn)態(tài)后交替地和周期性地將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂苹蚝愣üβ士刂?。在圖6中，TMH-C示出高功率控制和恒定功率控制的變換周期。對(duì)于變換控制，即使存在諸如周?chē)h(huán)境變化、電源電壓波動(dòng)等不同變化，也可以容易地維持燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度，而且能夠防止電極老化和可見(jiàn)閃爍的產(chǎn)生。
(第二實(shí)施例)圖7示出用于HID燈(例如，120-300W的超高壓水銀放電燈)DL2的放電燈鎮(zhèn)流器20。該鎮(zhèn)流器20的特征在于狀態(tài)檢測(cè)電路22和控制電路23，與第一實(shí)施例的區(qū)別在于狀態(tài)檢測(cè)電路12是由分壓電路121構(gòu)成，以及控制電路13是由A/D轉(zhuǎn)換器13a、微處理器130、PWM控制電路131及逆變器控制電路132構(gòu)成。
在第二實(shí)施例中，狀態(tài)檢測(cè)電路22包括類(lèi)似于分壓電路121的分壓電路221，還包括小阻值的電阻R24、電流檢測(cè)電路222以及光輸出檢測(cè)電路223。
電阻R24連接在電容C21的負(fù)電壓側(cè)(負(fù)端)與開(kāi)關(guān)元件Q23和Q25的源極之間，并檢測(cè)與通過(guò)燈DL2的燈電流相對(duì)應(yīng)的電壓。由于電阻R24阻值小，所以電阻R24上的電壓為低電壓，并隨著逆變器213的開(kāi)關(guān)而波動(dòng)。因此，設(shè)置電流檢測(cè)電路222。
此電路222包括濾波器和放大電路，并適當(dāng)放大電阻R24上的電壓。光輸出檢測(cè)電路223包括光接收元件例如光電二極管等，并設(shè)置在燈DL2的附近來(lái)檢測(cè)燈DL2的光輸出。
控制電路23包括A/D轉(zhuǎn)換器23b和23c，除了A/D轉(zhuǎn)換器23a外還有微處理器230，PWM控制電路231和逆變器控制電路232。轉(zhuǎn)換器23b將與來(lái)自電流檢測(cè)電路222的燈電流相對(duì)應(yīng)的模擬輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換器23c將表示來(lái)自光輸出檢測(cè)電路223的燈DL2的光輸出的模擬輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
與第一實(shí)施例中的微處理器130相比，微處理器230的特征在于控制變換功能塊230a包括計(jì)時(shí)器功能塊和閃爍檢測(cè)功能塊。功能塊230a的計(jì)時(shí)器功能塊用來(lái)對(duì)高功率控制進(jìn)行時(shí)間限制，并可用于對(duì)預(yù)定時(shí)間段進(jìn)行計(jì)時(shí)。
如圖8所示，功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊可用來(lái)使用逆變器213輸出電壓(方波電壓)的相鄰極性反轉(zhuǎn)時(shí)刻之間的每個(gè)時(shí)間段TM內(nèi)來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器23a-23c的各數(shù)字值。因此，可以從轉(zhuǎn)換器23a-23c的每個(gè)數(shù)字值中消除極性反轉(zhuǎn)過(guò)沖(overshoot)影響下的數(shù)字值，從而可以使用未受過(guò)沖影響的數(shù)字值。時(shí)間段TM的開(kāi)始時(shí)刻設(shè)置在例如從極性反轉(zhuǎn)上升一個(gè)預(yù)定時(shí)間后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。在另一實(shí)例中，閃爍檢測(cè)功能塊可以在逆變器213的輸出電壓的每個(gè)周期保持檢測(cè)因子的值，計(jì)算這些檢測(cè)因子的值在這些周期內(nèi)的平均值，并使用此平均值。
功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊還可用以基于狀態(tài)檢測(cè)電路22的各檢測(cè)結(jié)果來(lái)檢測(cè)燈DL2的閃爍產(chǎn)生。在第二實(shí)施例中，閃爍產(chǎn)生的檢測(cè)是基于以下三者中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器23a的燈電壓的數(shù)字值，對(duì)應(yīng)于來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器23b的燈電流的數(shù)字值和對(duì)應(yīng)于來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器23c的燈DL1的光輸出的數(shù)字值。
更具體地，如圖9、圖10(a)和圖10(b)所示，閃爍檢測(cè)功能塊讀取來(lái)自各個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器23a-23c的數(shù)字值(檢測(cè)因子的值)(S11)，并得出每個(gè)單位時(shí)間Δt中其數(shù)字輸出的變化值(S12)。如果這個(gè)變化值等于或大于一個(gè)預(yù)定值(參考值)，則該功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生。例如，當(dāng)對(duì)應(yīng)燈電壓的數(shù)字值(例如VDLt1，VDLmin，...，VDLmax，VDLt2，等等)變化時(shí)，該變化值由最大值VDLmax和最小值VDLmin之差的絕對(duì)值計(jì)算得出。單位時(shí)間Δt可以是圖8中的時(shí)間段TM。該變化值不局限于圖9(b)中所示，它可以用例如在A/D轉(zhuǎn)換器采樣周期中連續(xù)采集的兩個(gè)數(shù)字值之差的絕對(duì)值等數(shù)值來(lái)代替。
如果閃爍檢測(cè)功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生，則控制變換功能塊230a通過(guò)計(jì)時(shí)器功能塊在一個(gè)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)把燈功率控制改變到高功率控制，并在該預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后把燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂啤?br> 以下說(shuō)明鎮(zhèn)流器20的運(yùn)行。當(dāng)燈DL2響應(yīng)點(diǎn)火器的高電壓而啟動(dòng)，對(duì)燈DL2的控制改變?yōu)闊綦娏骺刂?。?dāng)隨后燈DL2達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，燈電流控制改變到恒定燈功率控制。
然后，如果燈DL2的電極溫度或者燈泡內(nèi)溫度響應(yīng)燈電流減小而降低，并檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生，則恒定燈功率控制在該預(yù)定時(shí)間段內(nèi)改變?yōu)楦邿艄β士刂啤?br> 這樣，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鎮(zhèn)流器20基于對(duì)閃爍產(chǎn)生的檢測(cè)將恒定燈功率控制改變?yōu)楦邿艄β士刂?，從而可以防止電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低。此外，由于電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低會(huì)引起可見(jiàn)的閃爍，所以可以防止閃爍產(chǎn)生。即使閃爍在恒定燈功率控制改變?yōu)楦邿艄β士刂坪罅⒓赐Ｖ梗邿艄β士刂埔矊⒊掷m(xù)預(yù)定時(shí)間段，從而電極溫度或燈泡內(nèi)溫度可以充分地升高。相反地，如果閃爍在此預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有停止，則高燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂?，從而可以防止在不必要的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)增加功率而導(dǎo)致發(fā)生無(wú)用功耗。當(dāng)鎮(zhèn)流器20應(yīng)用于照明時(shí)，該照明就可以很少有閃爍，并且不會(huì)帶來(lái)不適。當(dāng)鎮(zhèn)流器20應(yīng)用于投影機(jī)比如液晶投影機(jī)等，即使其光源近似于點(diǎn)光源，也可以獲得很少閃爍的穩(wěn)定光輸出。
在一替代實(shí)施例中，當(dāng)閃爍檢測(cè)功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，控制變換功能塊230a將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲划?dāng)沒(méi)有檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂?。該變換控制可以加到第二實(shí)施例中，并且可選擇任何控制。
在另一替代實(shí)施例中，當(dāng)每單位時(shí)間至少兩個(gè)檢測(cè)因子的變化值等于或大于一個(gè)預(yù)定值時(shí)，功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生。
在另一替代實(shí)施例中，如圖11和圖12所示，功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊得出每個(gè)大于單位時(shí)間的判斷時(shí)間段內(nèi)上述變化值等于或大于上述預(yù)定值的情況數(shù)目，當(dāng)該情況數(shù)目等于或大于規(guī)定次數(shù)(閾值)時(shí)檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生。通常，如果光輸出在頻率3-15Hz之間變化，便有可見(jiàn)的閃爍發(fā)生；因而，優(yōu)選地，把判斷時(shí)間段TM1設(shè)為1秒并把閾值設(shè)在3-15次的范圍內(nèi)。
在圖11中，首先在步驟S21重置計(jì)數(shù)值。然后讀取單位時(shí)間Δt內(nèi)的檢測(cè)因子值(S22)，并計(jì)算出變化值(S23)。然后將該變化值與預(yù)定值相比較(S24)。當(dāng)該變化值等于或大于預(yù)定值時(shí)(S24的“是”)，例如將增量1(見(jiàn)圖12)加到計(jì)數(shù)值上(S25)，并且執(zhí)行步驟S26。當(dāng)變化值小于預(yù)定值(S24的“否”)時(shí)，執(zhí)行步驟S28。
在步驟S26中，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于或大于閾值(S26的“是”)時(shí)，檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生(S27)。當(dāng)計(jì)數(shù)值小于閾值(S26的“否”)時(shí)，執(zhí)行步驟S28。在步驟S28中，當(dāng)過(guò)去的時(shí)間在判斷時(shí)間段TM1內(nèi)(S28的“是”)，回到步驟S22，這里過(guò)去的時(shí)間指的是從計(jì)數(shù)值重置(S21)時(shí)刻算起經(jīng)過(guò)的時(shí)間，并由Δtד步驟S28的執(zhí)行次數(shù)”得到。當(dāng)過(guò)去的時(shí)間不在判斷時(shí)間段TM1內(nèi)(S28的“否”)，回到步驟S21。
在另一替代實(shí)施例中，對(duì)于高功率控制，當(dāng)方波電壓的半周期脈沖的數(shù)目達(dá)到指定數(shù)目時(shí)，該高功率控制功能塊230c可用來(lái)控制DC-DC轉(zhuǎn)換器211的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)周期，以增加由該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流IDL。如圖13(a)和圖13(b)所示，通過(guò)控制逆變器213的每個(gè)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)周期，用來(lái)增大燈電流IDL的時(shí)間段Tn或Tw被設(shè)定為不同于另一個(gè)時(shí)間段Tu的時(shí)間。在圖13(a)中，時(shí)間段Tn設(shè)定為比另一個(gè)時(shí)間段Tu短，而在圖13(b)中，時(shí)間段Tw設(shè)定為比另一個(gè)時(shí)間段Tu長(zhǎng)。由于燈電流IDL的增長(zhǎng)率及該半周期的時(shí)間長(zhǎng)度取決于鎮(zhèn)流器，所以可通過(guò)增大或減小用來(lái)增大燈電流IDL的時(shí)間段Tn或Tw來(lái)給燈DL2提供所需的燈電流IDL。例如，對(duì)于當(dāng)時(shí)間段Tn等于另一個(gè)時(shí)間段Tu時(shí)電極受到不利影響的HID燈，可以通過(guò)使時(shí)間段Tn短于時(shí)間段Tu來(lái)減少這種對(duì)電極的影響。如果使得時(shí)間段Tw與時(shí)間段Tu相等，會(huì)發(fā)生由于燈的燈電流IDL具有上限值而使需要的能量無(wú)法供給燈的情況，但是可以通過(guò)使時(shí)間段Tw長(zhǎng)于時(shí)間段Tu來(lái)處理該情況。
(第三實(shí)施例)圖14示出用于HID燈(例如，120-300W的超高壓水銀放電燈)DL3的放電燈鎮(zhèn)流器30。該鎮(zhèn)流器30的特征在于控制電路33，不同于第一個(gè)實(shí)施例，后者的控制電路13是由A/D轉(zhuǎn)換器13a，微處理器130，PWM控制電路131以及逆變器控制電路132構(gòu)成。
在第三實(shí)施例中，控制電路33包括微處理器330，除A/D轉(zhuǎn)換器33a之外還有積分電路333，PWM控制電路331以及逆變器控制電路332。
與第一實(shí)施例的微處理器130相比，微處理器330的特征在于具有非校正控制功能塊330H與校正控制功能塊330E的高功率控制功能塊330d，以及控制變換功能塊330a。
非校正控制功能塊330H可用于控制開(kāi)關(guān)元件Q31的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，從而提供給燈DL3的一部分燈功率增加到大于由恒定功率控制功能塊330c的恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的燈功率。
在圖15，16和17(a)的實(shí)例中，根據(jù)步驟S32和S34-S35的流程，功能塊330H提供給積分電路333用以增大功率的脈沖信號(hào)IDLup，目的是為了增大燈電流IDL的部分的峰值(波高值(wave height value))，從而增大了燈電流IDL的有效值。在逆變器313的輸出電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到指定次數(shù)n的同時(shí)，信號(hào)IDLup已被提供給電路333了m次，其中m和n都是整數(shù)。在圖17(a)中，m和n分別設(shè)定為1和5。在此非校正控制中，在未提供信號(hào)IDLup的時(shí)間段內(nèi)的控制是和恒定燈功率控制一樣，因此響應(yīng)提供信號(hào)IDLup的時(shí)間段，燈電流IDL的有效值增大。然而，不受限于此設(shè)定，如圖17(b)所示，功能塊330H可以在半周期脈沖數(shù)達(dá)到5時(shí)提供給電路333兩次(第一和第三個(gè)半周期)信號(hào)IDLup。因此，通過(guò)把n設(shè)定為一個(gè)奇數(shù)，正的和負(fù)的燈電流IDL的有效值都能夠得到增大，并且可以使得燈DL3的各電極的老化程度基本相同。此外，如圖17(c)所示，功能塊330H可以在半周期的脈沖數(shù)達(dá)到6時(shí)提供給電路333一次信號(hào)IDLup。因此，通過(guò)把n設(shè)定為一個(gè)偶數(shù)，一個(gè)電極的溫度單獨(dú)上升，因此當(dāng)各電極的溫度分布出現(xiàn)偏差時(shí)，就可以提高溫度較低的電極的溫度，從而消除了溫度分布的不均勻。
校正控制功能塊330E可用于控制開(kāi)關(guān)元件Q31的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，從而使得提供給燈DL3的一部分燈功率增加到大于由功能塊330c的恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的燈功率，同時(shí)使得提供給燈DL3的燈功率的有效值等于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。
在圖15，16和18(a)的實(shí)例中，根據(jù)步驟S33和S34-S35的流程，功能塊330E在提供給電路333用來(lái)調(diào)節(jié)從電路333加到PWM控制電路331上的直流電壓Vref的電平的Vref調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，提供給積分電路333用以增大功率的脈沖信號(hào)IDLup。在圖18(a)中，信號(hào)IDLup提供給電路333，因而燈電流IDL的有效值也增大，但是通過(guò)為電路333提供Vref調(diào)節(jié)信號(hào)，響應(yīng)信號(hào)IDLup引起的燈電流IDL的有效值的增大，在整個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的燈電流IDL的波高值減小。從而，燈功率的有效值變得與通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值相等。因而，即使燈功率的有效值沒(méi)有增大，也可以通過(guò)使提供給燈DL3的一部分燈功率大于恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值來(lái)提高燈DL3的電極和燈泡內(nèi)部的溫度。此外，在恒定燈功率控制和校正控制之間的變換中，燈功率的有效值沒(méi)有變化，因而可以防止燈DL3的光輸出的變化。圖18(a)和18(b)分別對(duì)應(yīng)于圖17(a)和17(b)。在另一個(gè)例子中，如圖18(c)所示，功能塊330E可以在半周期脈沖數(shù)目達(dá)到7時(shí)提供給電路333兩次(第一和第五個(gè)周期)信號(hào)IDLup。因而，可以通過(guò)提供給電路333信號(hào)IDLup，可以改變燈電流增加的持續(xù)時(shí)間。此外，如圖19(a)-19(c)所示，信號(hào)IDLup的參數(shù)n可以設(shè)定為偶數(shù)。在圖19(a)中，m和n分別設(shè)定為6和1。在圖19(b)中，m和n分別設(shè)定為6和2。在圖19(c)中，m和n分別設(shè)定為6和1，并且與圖19(a)相比，增加的燈電流的極性是相反的。
如果燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，控制變換功能塊330a可用于根據(jù)不同的變換條件(圖15中的S31)改變?yōu)榉切Ｕ刂乒δ軌K330H的控制或校正控制功能塊330E的控制。在第三實(shí)施例中，功能塊330a基于非校正變換條件，即燈電壓達(dá)到或超過(guò)閾值電壓的情況(見(jiàn)圖3中的Vt1)，將燈功率控制改變到功能塊330H的控制。功能塊330a還基于校正變換條件，即切換到調(diào)光運(yùn)行的情況，將燈功率控制改變到功能塊330E的控制。然而，不局限于這個(gè)變換控制，如果提供的狀態(tài)檢測(cè)電路和A/D轉(zhuǎn)換器與第二實(shí)施例一樣，當(dāng)光輸出檢測(cè)電路檢測(cè)到閃爍發(fā)生時(shí)，控制變換功能塊可以把燈功率控制改變到非校正控制功能塊的控制。此外，當(dāng)來(lái)自分壓電路或電流檢測(cè)電路的數(shù)字輸出的變化值等于或大于預(yù)定值時(shí)，或者當(dāng)切換到調(diào)光運(yùn)行時(shí)，該功能塊可以將燈功率控制改變到校正控制功能塊的控制。
積分電路333由電阻R34和R35，二極管D32和電容C33組成，并設(shè)置在微處理器330與PWM控制電路331之間。當(dāng)響應(yīng)電阻R33兩端的電壓具有占空比的脈沖信號(hào)(Vref調(diào)節(jié)信號(hào))從微處理器330流向電阻R34時(shí)，該脈沖信號(hào)通過(guò)電阻R34和電容C33轉(zhuǎn)換成直流電壓Vref。當(dāng)信號(hào)IDLup也從微處理器330流向電阻R35時(shí)，響應(yīng)該信號(hào)IDLup，提供給電路331的直流電壓Vref增加。
如圖16所示，當(dāng)微處理器330根據(jù)圖16中的定時(shí)提供給逆變器控制電路332兩相信號(hào)FB1和FB2時(shí)，微處理器330(功能塊330H或330E)通過(guò)信號(hào)FB1和FB2來(lái)計(jì)數(shù)極性反轉(zhuǎn)的次數(shù)，這里FB1和FB2對(duì)于電路332提供給驅(qū)動(dòng)電路314和315的信號(hào)的控制是相似的。根據(jù)圖16中的定時(shí)，微處理器330接著為電阻R35提供與信號(hào)FB1和FB2同步的信號(hào)IDLup。因此，電容C33兩端的電壓(直流電壓Vref)上升。將通過(guò)電阻R31檢測(cè)到的燈電流控制為隨著直流電壓Vref的升高而增大。通過(guò)電阻R35的阻值來(lái)調(diào)節(jié)與信號(hào)IDLup對(duì)應(yīng)的燈電流的增量。
當(dāng)用來(lái)增大電流IDL的半周期時(shí)間較短時(shí)，燈電流IDL增加的效率低，而當(dāng)半周期的時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，電極上的負(fù)載較大，因此優(yōu)選地，將時(shí)間設(shè)定為約0.5-50ms。優(yōu)選地，將電流IDL不增大的半周期內(nèi)的燈電流IDL用作參考值，將電流IDL增大比率設(shè)定為相對(duì)于參考值增大約5-60％。
然而，在高功率控制下燈電流IDL增大的功效與半周期的時(shí)間及電流IDL的增大比率互相關(guān)聯(lián)的，因此必須在考慮燈DL3的特性的基礎(chǔ)上決定最優(yōu)值。下面說(shuō)明一個(gè)試驗(yàn)性的實(shí)例。使用HID燈DL3，其額定功率為150W。逆變器313的輸出電壓的頻率設(shè)定為170Hz，給燈DL3提供135W、140W、145W的各種功率。使燈DL3運(yùn)行一個(gè)小時(shí)，同時(shí)燈電流IDL保持在峰值。此外，如同圖17所示的非校正控制，n與增大比率分別為5和30％，以及增加在半周期中的燈電流IDL的峰值，使其大于在輸出電壓的半周期脈沖的數(shù)目達(dá)到5的另一個(gè)時(shí)間段中的值，使燈DL3運(yùn)行一個(gè)小時(shí)。在燈電流IDL的峰值保持恒定的情況下，電弧跳躍發(fā)生相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。電弧跳躍是這樣一個(gè)現(xiàn)象電弧的尾端位置不穩(wěn)定，到處移動(dòng)，導(dǎo)致光輸出的變化。相反，如果是非校正控制，電弧跳躍不發(fā)生。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，鎮(zhèn)流器30能夠通過(guò)改變到非校正控制功能塊330H來(lái)防止閃爍產(chǎn)生，還能夠通過(guò)改變到校正控制功能塊330E來(lái)防止閃爍產(chǎn)生和光輸出變化。
在一替代實(shí)施例中，微處理器330的高功率控制功能塊330d中僅包括校正控制功能塊330E。在這種配置中，燈DL1啟動(dòng)以后，控制變換功能塊330a改變燈控制到燈電流控制，直到燈電壓達(dá)到額定燈電壓的額定下限電壓(見(jiàn)后面描述的表1)為止，并且在額定運(yùn)行和調(diào)光運(yùn)行時(shí)，將燈功率控制改變到校正控制或恒定燈功率控制。具體地，當(dāng)燈電壓在額定電壓內(nèi)(見(jiàn)后面描述的表1)時(shí)，功能塊330a改變到功能塊330E的校正控制，并且當(dāng)燈電壓低于額定下限電壓時(shí)，改變到恒定功率控制功能塊330c的恒定燈功率控制。該控制適用于投影機(jī)。例如，當(dāng)投影機(jī)內(nèi)部的溫度上升并且燈電壓降到低于額定下限電壓時(shí)，燈功率控制從高功率控制的校正控制改變到恒定燈功率控制，因而能夠降低投影機(jī)內(nèi)部的溫度。
(第四實(shí)施例)圖20示出HID燈(例如，120-300W的超高壓水銀放電燈)DL4的放電燈鎮(zhèn)流器40。與第二實(shí)施例相比，該鎮(zhèn)流器40的特征在于微處理器430的控制變換功能塊430a與高功率控制功能塊430d，并且微處理器430中沒(méi)有設(shè)置恒定功率控制功能塊。
如圖21所示，控制變換功能塊430a可以用于在燈DL4的穩(wěn)定狀態(tài)改變?yōu)楦吖β士刂乒δ軌K430d的第一高功率控制(比較圖21中的時(shí)間段TMHC11)，并且基于狀態(tài)檢測(cè)電路43的檢測(cè)結(jié)果改變燈功率控制到功能塊430d的第一高功率控制或第二高功率控制(比較圖21中的時(shí)間段TMHC12)。
高功率控制功能塊430d可用于控制開(kāi)關(guān)元件Q41的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，從而基于第一功率控制，將提供給燈DL4的燈功率的有效值和峰值中的至少一個(gè)增加到大于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。功能塊430d還可用于基于第二高功率控制改變通過(guò)燈DL4的燈電流的增加的頻繁程度，從而第二高功率控制下的燈功率變得大于第一高功率控制下的值。
更具體地，根據(jù)從第一高功率控制到第二高功率控制的轉(zhuǎn)換條件，控制變換功能塊430a將第一高功率控制改變到第二高功率控制，這些轉(zhuǎn)換條件包括以下情況燈電壓處在調(diào)光運(yùn)行中的指定范圍之內(nèi)(從與電路運(yùn)行相關(guān)的閾值電壓到電壓上限)，HID燈的功率供給減小，燈啟動(dòng)以后已經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間，燈的累計(jì)發(fā)光時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間，或者檢測(cè)到閃爍或電弧跳躍。
根據(jù)從第二高功率控制到第一高功率控制的轉(zhuǎn)換(返回)條件，功能塊430a把第二高功率控制改變到第一高功率控制，這些轉(zhuǎn)換條件包括以下情況在調(diào)光運(yùn)行期間燈電壓處于指定范圍之外并低于下限值，HID燈的功率供給增加，從第一高功率控制到第二高功率控制的轉(zhuǎn)換以后已經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間，或者沒(méi)有檢測(cè)到閃爍或電弧跳躍。然而，不局限于沒(méi)有檢測(cè)到閃爍或電弧跳躍的情形，可以采用一個(gè)替換的條件，即歸因于閃爍或電弧跳躍的轉(zhuǎn)換到第二高功率控制后，預(yù)定時(shí)間逝去。根據(jù)此可替換條件，可以防止當(dāng)由于燈老化等原因發(fā)生閃爍或電弧跳躍時(shí)，持續(xù)進(jìn)行第二高功率控制而導(dǎo)致加給電路元件上過(guò)應(yīng)力。除了上述實(shí)例，上述轉(zhuǎn)換條件也可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
累計(jì)發(fā)光時(shí)間是由累計(jì)HID燈發(fā)光時(shí)間(從啟動(dòng)到關(guān)閉)的計(jì)時(shí)器計(jì)量的。對(duì)于電弧跳躍，通過(guò)在燈的附近設(shè)置光電傳感器以監(jiān)視指定短時(shí)間內(nèi)的亮度差別，能夠在該差別持續(xù)地超過(guò)閾值達(dá)到指定時(shí)間的時(shí)候，檢測(cè)到電弧跳躍的產(chǎn)生。閃爍檢測(cè)功能塊用于檢測(cè)電弧跳躍。累計(jì)發(fā)光時(shí)間是遞增的，并且不包括在返回條件中。
基于上述轉(zhuǎn)換條件，通過(guò)歸納第一高功率控制與第二高功率控制以及燈電壓與燈的指定功率(額定運(yùn)行或調(diào)光運(yùn)行)的關(guān)系，得到表1。


在表1中，“額定范圍”包括考慮到HID燈的特性的偏差的額定燈電壓的范圍。額定下限和額定上限分別相應(yīng)于額定范圍的下限和上限。
以下說(shuō)明上述頻繁程度。對(duì)于改變頻繁程度的方法，如圖21所示，除了改變上述參數(shù)(指定次數(shù))n的方法外，還有一種方法，即改變每個(gè)單位時(shí)間段內(nèi)燈電流的增加次數(shù)(m)。在第四實(shí)施例中，對(duì)于第一高功率控制，在方波電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到5時(shí)，高功率控制功能塊430d只在半周期(one half period)內(nèi)增加燈電流。對(duì)于第二高功率控制，在方波電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到3時(shí)，高功率控制功能塊430d只在半周期內(nèi)增加燈電流。這樣的變換可以至少有三種變換種類(lèi)。例如，在燈的功率供應(yīng)變到最小值的情況下，即“調(diào)光運(yùn)行，高于額定上限”的情況，單位時(shí)間段可以設(shè)定為半周期脈沖數(shù)目達(dá)到5的時(shí)間段，并且在單位時(shí)間段內(nèi)兩次反轉(zhuǎn)的每個(gè)半周期的燈電流可增加到大于該單位時(shí)間段的其它時(shí)間的值。但是，由于調(diào)光運(yùn)行，必須調(diào)節(jié)方波電壓的幅度，從而使得燈電流的有效值要比額定運(yùn)行時(shí)更低。
根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的鎮(zhèn)流器40將燈功率控制從燈DL4的穩(wěn)定狀態(tài)改變到第一高功率控制或第二高功率控制，從而可以防止閃爍噪聲和光輸出變化。
在一替代實(shí)施例中，如圖22所示，如果從第一高功率控制變換到第二高功率控制，高功率控制功能塊430d可用于改變通過(guò)燈DL4的燈電流的峰(波高值)，使得在第二高功率控制下的燈功率要比在第一高功率控制時(shí)大。在圖22中，在第二高功率控制下的燈功率的峰值設(shè)定得比第一高功率控制時(shí)大，而第二高功率控制下的燈功率的有效值設(shè)定得與第一高功率控制時(shí)相等。這樣的變換可能至少有三種變換種類(lèi)。例如，準(zhǔn)備第三高功率控制，其峰值比第二高功率控制時(shí)大，而此高功率控制時(shí)的燈功率的有效值與第一或第二高功率控制時(shí)相等。可以基于狀態(tài)檢測(cè)電路43的檢測(cè)結(jié)果，從第一高功率控制到第三高功率控制中任意選擇。
在另一替代實(shí)施例中，如圖23所示，如果是從第一高功率控制到第二高功率控制的變換，高功率控制功能塊430d可用于改變燈電流增加的頻繁程度和燈電流的峰，從而使第二高功率控制時(shí)的燈電流比第一高功率控制時(shí)大。這樣，即使在僅僅一個(gè)因素改變的情況下脫離控制范圍，也可以通過(guò)組合因素，設(shè)定目標(biāo)輸出來(lái)防止脫離控制范圍。該目標(biāo)輸出范圍也可以展開(kāi)，例如，可以展開(kāi)調(diào)光范圍。
(第五實(shí)施例)圖24示出配置了放電燈鎮(zhèn)流器的投影機(jī)。如圖24和25所示，該投影機(jī)包括上述實(shí)施例中的任意一個(gè)放電燈鎮(zhèn)流器，作為光源的HID燈，以及彩色濾光片(其通過(guò)光源發(fā)出的光傳輸?shù)念伾陬A(yù)定時(shí)間內(nèi)隨時(shí)間改變)，并且與例如，利用DMD(數(shù)字微鏡裝置)的DLP(已注冊(cè)商標(biāo))系統(tǒng)一起工作。鎮(zhèn)流器、燈以及濾光片14和投影鏡頭15、DMD、風(fēng)扇等等一起裝在殼體16中。
彩色濾光片14呈圓盤(pán)狀并置于光源前面，并且通過(guò)濾光片14的光在DMD處反射。濾光片14分為紅色區(qū)域(R)，綠色區(qū)域(G)，藍(lán)色區(qū)域(B)和無(wú)色區(qū)域(W)，并且順著圖25中箭頭X的方向作恒定周期旋轉(zhuǎn)。因此，如圖26中的(a)所示，濾光片16的傳輸顏色隨著時(shí)間的流逝在紅色(R)，綠色(G)，藍(lán)色(B)和無(wú)色(W)之間變化。
加在光源上的電壓的極性改變的定時(shí)與濾光片14中的各顏色區(qū)域的邊界同步。因此，通過(guò)濾光片14各顏色區(qū)域的光沒(méi)有變成在極性變換處光輸出下降的光，從而可以有效地利用光源發(fā)射出來(lái)的光。然而，在濾光片14的各顏色區(qū)域，紅色區(qū)域的面積大于其它任一區(qū)域，光源發(fā)出的光通過(guò)紅色區(qū)域的時(shí)間段長(zhǎng)于光源發(fā)出的光通過(guò)其它任一區(qū)域的時(shí)間段。因此，在光通過(guò)紅色區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)，極性發(fā)生改變。
如圖26中的(b)和(c)所示，在光通過(guò)紅色區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)，燈電流IDL增加到大于其它時(shí)間段的任一時(shí)間段內(nèi)的值，而在光通過(guò)其它區(qū)域中的一個(gè)的時(shí)間段內(nèi)，燈電流也可增加到大于其它時(shí)間段的另一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的值。在對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)，燈電流也可增加到大于其它時(shí)間段的另一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的值。如圖26中的(b)所示，在高功率控制(實(shí)線)下的燈電流IDL的有效值設(shè)定為大于在恒定燈功率控制(虛線)下的值。在圖26的(c)中，在高功率控制(實(shí)線)下的燈電流IDL的有效值設(shè)定為等于在恒定燈功率控制(虛線)下的值。沒(méi)有無(wú)色區(qū)域(W)的彩色濾光片可以用濾光片14來(lái)替代。但是不局限于第五實(shí)施例中的投影機(jī)，上述實(shí)施例中的每個(gè)鎮(zhèn)流器都可以用在各種投影機(jī)上。
雖然本發(fā)明通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例得到說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可做出不脫離本發(fā)明的本質(zhì)精神和范圍的各種變化和改型。例如，包括功率MOSFET的實(shí)施例，除了開(kāi)關(guān)元件如IGBT等以外，雙極型晶體管和二極管也可以代替功率MOSFET而得到使用。此外，在另一實(shí)例中，直流電源可以是整流交流電源的直流電源。
由于每個(gè)直流功率源DC1的電壓高于各HID燈的發(fā)光電壓，上述實(shí)施例包括電壓步降轉(zhuǎn)換器，但是可以使用對(duì)應(yīng)于燈的種類(lèi)的其它結(jié)構(gòu)(比如，含開(kāi)關(guān)元件的電壓步升/步降轉(zhuǎn)換器)的DC-DC轉(zhuǎn)換器來(lái)代替電壓步降轉(zhuǎn)換器。這些實(shí)施例中包括逆變器，但是如果HID燈是直流燈，就可以省略逆變器。
權(quán)利要求
1.一種放電燈鎮(zhèn)流器，包括電源轉(zhuǎn)換器，包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，該電源轉(zhuǎn)換器連接在電源和高亮度放電燈之間；以及控制電路，在燈啟動(dòng)以后，基于燈功率控制來(lái)控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，從而向該放電燈提供預(yù)定的燈功率；其中該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于高功率控制來(lái)控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，所述恒定燈功率控制是用于將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至預(yù)定功率值的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)放電燈狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂苹蛘吒吖β士刂?，其中，在恒定燈功率控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，以將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至該預(yù)定功率值，在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于恒定燈功率控制的值。
3.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該預(yù)定功率值為放電燈的額定功率值。
4.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該預(yù)定功率值為放電燈的額定功率值以及由該額定功率值的調(diào)光率得到的調(diào)光功率值。
5.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓；以及當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到或超過(guò)高于燈的額定電壓的閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂啤?br> 6.如權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于該閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且?dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果低于該閾值電壓時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 7.如權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且在此預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂?，所述預(yù)定時(shí)間段包括在該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于閾值電壓的時(shí)間段之內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中在緊接著燈達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，該控制電路基于高功率控制來(lái)控制該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中，在燈達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，通過(guò)該控制電路交替地和周期性地執(zhí)行基于恒定功率控制對(duì)該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的控制以及基于高功率控制對(duì)該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的控制。
10.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)燈的狀態(tài)，用于檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生；以及該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生，并且當(dāng)檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂啤?br> 11.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，而在未檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 12.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且在此預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 13.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該狀態(tài)檢測(cè)裝置構(gòu)成為以下的至少一種裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓的裝置；檢測(cè)提供給燈的燈電流的裝置；以及檢測(cè)燈的光輸出的裝置。
14.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在檢測(cè)結(jié)果的改變值等于或大于預(yù)定值時(shí)檢測(cè)到閃爍發(fā)生，所述改變值為每單位時(shí)間的值。
15.如權(quán)利要求14所述的鎮(zhèn)流器，其中每隔一個(gè)比該單位時(shí)間長(zhǎng)的判斷時(shí)間段，該控制電路得出該改變值等于或大于該預(yù)定值的事件的次數(shù)，并且當(dāng)此事件的次數(shù)等于或大于指定次數(shù)時(shí)檢測(cè)到閃爍的發(fā)生。
16.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路執(zhí)行作為高功率控制的校正控制或非校正控制，其中，在校正控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，同時(shí)使提供給燈的燈功率的有效值等于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，其中，在非校正控制時(shí)，該控制電路控制該開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過(guò)恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。
17.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中該電源轉(zhuǎn)換器包括包括開(kāi)關(guān)單元的轉(zhuǎn)換器，用于將電源電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓；以及包括開(kāi)關(guān)單元的逆變器，用于將來(lái)自轉(zhuǎn)換器的DC電壓轉(zhuǎn)換為方波電壓；其中，在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得當(dāng)該方波電壓的半周期脈沖的數(shù)目達(dá)到指定次數(shù)時(shí)，由該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加。
18.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路控制該逆變器的開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)/關(guān)周期，使得燈電流增加的半周期的時(shí)間不同于燈電流未增加的半周期的時(shí)間。
19.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度。
20.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流的峰值。
21.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度以及燈電流的峰值。
22.一種投影機(jī)，配置有作為光源的燈以及如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器。
23.如權(quán)利要求23所述的投影機(jī)，包括彩色濾光片，該彩色濾光片通過(guò)光源發(fā)出的光線所傳送的顏色在預(yù)定期間內(nèi)隨時(shí)間變化，其中，控制電路將加在燈上的燈電壓的極性反轉(zhuǎn)的定時(shí)與該彩色濾光片所傳送的顏色的變化的定時(shí)同步。
全文摘要
一種具有開(kāi)關(guān)元件(Q11)的DC－DC轉(zhuǎn)換器(111)，用于改變高亮度放電燈(DL1)的電源。通過(guò)控制電路(13)控制開(kāi)關(guān)元件(Q11)的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。當(dāng)燈穩(wěn)定發(fā)光時(shí)，控制電路(13)以恒定燈功率控制來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件(Q11)的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)?？刂齐娐?13)控制開(kāi)關(guān)元件(Q11)的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，使得在燈發(fā)光期間，以根據(jù)高功率控制來(lái)提供大于通過(guò)恒定燈功率控制的燈功率。因此，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的控制，將電極和燈泡內(nèi)的溫度保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下，并且抑制閃爍的發(fā)生及電極的老化。
文檔編號(hào)G03B21/14GK1922934SQ20048004209
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者渡邊浩士, 小西洋史, 長(zhǎng)谷川純一, 中田克佳, 佐佐木俊明 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社