專利名稱：放電燈點亮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種點亮放電燈的放電燈點亮裝置。
背景技術(shù)：
過去，作為此種放電燈點亮裝置，在專利文獻1中公開了圖4這樣的使用用于通過 施加交流電壓來點亮放電燈的全橋型逆變器電路的放電燈點亮裝置。在此，在LC串聯(lián)電路 上施加交流電壓，在此LC串聯(lián)電路的電容器的兩端連接放電燈。在放電燈啟動時，通過施 加LC串聯(lián)電路的諧振頻率附近的高的頻率的交流電壓，來提供放電燈啟動所需的高的電 壓。如圖5所示，在此放電燈啟動時，在諧振頻率附近掃描逆變器電路的開關(guān)頻率，在掃描 后固定時間使其成為比諧振頻率更低的頻率。在1次或多次重復(fù)進行此放電燈啟動時的工 作后，上述開關(guān)頻率向比LC串聯(lián)電路的諧振頻率低得多的頻率遷移，以低的電壓點亮燈。上述開關(guān)頻率在掃描后固定時間成為比諧振頻率更低的頻率是由于放電燈升溫， 目的在于防止從啟動時的高的頻率向點亮?xí)r的低的頻率遷移時的燈的熄滅。專利文獻1 JP特表2005-507553號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，由于掃描后的固定時間的交流電壓施加的開關(guān)頻率比LC串聯(lián)電路的諧振 頻率低，所以在與燈固有的音響共鳴頻段相符合的情況下，存在導(dǎo)致燈破裂等不合格的可 能性。本發(fā)明的目的在于，提供一種在放電燈啟動時的開關(guān)頻率掃描后的固定時間的交 流電壓施加中，一面避開燈固有的音響共鳴頻率、一面使放電燈的電流增大，且能使放電燈 升溫的放電燈點亮裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明的放電燈點亮裝置，包括提供第一值的直流電壓的直 流電壓輸入端子；將上述第一值的直流電壓轉(zhuǎn)換成第二值的直流電壓、且包括開關(guān)元件的 DC-DC轉(zhuǎn)換器電路；檢測上述DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的輸出電壓的輸出電壓檢測電路；將從上 述DC-DC轉(zhuǎn)換器電路輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換成任意頻率的交流電壓、且包括開關(guān)元件和LC串 聯(lián)電路的DC-AC逆變器電路；用于檢測在放電燈中流動的燈電流的燈電流檢測電路；以及 根據(jù)由上述輸出電壓檢測電路檢測出的輸出電壓的值、和由上述燈電流檢測電路檢測出的 燈電流的值，分別控制上述DC-DC轉(zhuǎn)換器電路及上述DC-AC逆變器電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通 /斷開的控制電路；其特征在于，在放電燈啟動時，上述控制電路在用奇數(shù)除上述LC串聯(lián)電 路的諧振頻率后得到的值的頻率附近，掃描上述DC-AC逆變器電路的開關(guān)頻率，在掃描后， 使上述開關(guān)頻率成為掃描過的頻率附近或比其更高的頻率，并控制上述DC-AC逆變器電路 的開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開的占空比；在1次或多次重復(fù)進行此放電燈啟動時的工作后，使上 述開關(guān)頻率成為比掃描過的頻率附近更低的頻率，并點亮放電燈。此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選在上述放電燈啟動時，在上述開關(guān)頻率的掃描后，控制上 述DC-AC逆變器電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開的占空比，以便按照導(dǎo)通時間比斷開時間更長的占空比來重復(fù)上述開關(guān)頻率的2個周期以上，接著按照斷開時間比導(dǎo)通時間更長的占 空比來重復(fù)接下來的2個周期以上，各次重復(fù)以相同的周期數(shù)交替進行重復(fù)。此外，在本發(fā)明中，上述放電燈啟動時的上述開關(guān)頻率的掃描可以是從高的頻率 側(cè)向低的頻率側(cè)的掃描。此外，在本發(fā)明中，上述放電燈啟動時的上述開關(guān)頻率的掃描可以是從低的頻率 側(cè)向高的頻率側(cè)的掃描。此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選上述DC-AC逆變器電路由半橋電路或全橋電路構(gòu)成。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在放電燈啟動時，通過在用奇數(shù)除LC串聯(lián)電路的諧振頻率后得到的 值的頻率附近掃描DC-AC逆變器電路的開關(guān)頻率，在掃描后，使開關(guān)頻率成為掃描過的頻 率附近或比其更高的頻率，并控制DC-AC逆變器電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開的占空比，就 能一面避開燈固有的音響共鳴頻率、一面使放電燈的電流增大，從而能防止燈破裂等不合 格。


圖1是本發(fā)明的實施例的放電燈點亮裝置的電路方框圖。圖2是圖1實施例中的施加在開關(guān)元件Q22、Q25上的PWM脈沖的波形圖、在放電 燈中流動的燈電流的波形圖、和表示上述PWM脈沖的開關(guān)頻率的圖。圖3是表示圖1的實施例及現(xiàn)有例中的LC串聯(lián)電路的輸入電壓和電容器C24兩 端電壓的升壓比的頻率特性的圖。圖4是現(xiàn)有的放電燈點亮裝置的電路方框圖。圖5是現(xiàn)有的放電燈點亮裝置中的施加在開關(guān)元件Q22、Q25上的PWM脈沖的波形 圖、在放電燈中流動的燈電流的波形圖、和表示上述PWM脈沖的開關(guān)頻率的圖。圖6是另一現(xiàn)有例的施加在開關(guān)元件Q22、Q25上的PWM脈沖的波形圖、在放電燈 中流動的燈電流的波形圖、和表示上述PWM脈沖的開關(guān)頻率的圖。符號說明CN21、CN22、CN23 連接器C21、C22、C24 電容器D21 二極管L21、L22、L23 電感Q21 Q25開關(guān)元件R21 R23 電阻2 AC/DC轉(zhuǎn)換電路4、6控制電路21調(diào)節(jié)器22降壓斬波電路23 DC-AC逆變器電路24、27 驅(qū)動器26數(shù)字控制電路
具體實施例方式下面，參照附圖，說明本發(fā)明的放電燈點亮裝置的實施例。實施例作為本實施例的放電燈點亮裝置是點亮在前投式投影機(frontprojector)中使 用的放電燈的裝置，在圖1中示出其電路方框圖。參照圖1，放電燈點亮裝置首先在輸入直流電壓的連接器CN21上連接由電感L21 和電容器C21構(gòu)成的低通濾波器，在次級連接調(diào)節(jié)器21，并且在其后級連接降壓斬波電路 22。此降壓斬波電路22由用FET等半導(dǎo)體開關(guān)元件構(gòu)成的開關(guān)元件Q21、二極管D21、電感 L22、電容器C22、電阻R21構(gòu)成，經(jīng)由驅(qū)動器27在開關(guān)元件Q21上連接數(shù)字控制電路26。由電感L21和電容器C21構(gòu)成的低通濾波器，進行從連接器CN21輸入的直流電壓 的穩(wěn)定化、噪聲的去除等。調(diào)節(jié)器21用于生成數(shù)字控制電路26的電源電壓，從調(diào)節(jié)器21 輸出的電壓被作為數(shù)字控制電路26的電源電壓使用。降壓斬波電路22是用于將輸入的直流電壓降壓到所希望的電壓值的電路，通過 數(shù)字控制電路26來控制開關(guān)元件Q21的導(dǎo)通/斷開，成為得到所希望的輸出電壓的結(jié)構(gòu)。 從降壓斬波電路22輸出的輸出電壓，由電阻R22及R23進行分壓，將此分壓過的電壓輸入 到數(shù)字控制電路26。由此，數(shù)字控制電路26能監(jiān)視降壓斬波電路22的輸出電壓，用于得到 固定的輸出電壓的控制成為可能。在本實施例中，雖然由于假設(shè)輸入電壓較高的情況，而設(shè)為降壓斬波電路，但毫無 疑問，輸入電壓較低的情況等可以設(shè)為升壓斬波電壓，或者可根據(jù)情況設(shè)為升降壓斬波電 路。降壓斬波電路22的輸出還被連接到DC-AC逆變器電路23。DC-AC逆變器電路23 由4個開關(guān)元件Q22 Q25、電感L23、電容器C23、用于驅(qū)動開關(guān)元件Q22 Q25的驅(qū)動器 24構(gòu)成，構(gòu)成為所謂全橋電路。在本實施例中，雖然在DC-AC逆變器電路23中使用全橋電 路，但毫無疑問也可以根據(jù)情況使用半橋電路、推挽電路(push-pull circuit)等。驅(qū)動器24根據(jù)來自數(shù)字控制電路26的指令信號，通過開關(guān)元件Q22和Q25、Q23 和Q24的組合，互補地使它們導(dǎo)通/斷開。由此，DC-AC逆變器電路23將直流電壓轉(zhuǎn)換成 交流電壓，在此生成的交流電壓被施加在電感L23和電容器C24的LC串聯(lián)電路上。此外， 對于放電燈(未圖示)，從電容器C24的兩端經(jīng)由連接器CN23提供交流電壓。在相當(dāng)于負載的高壓放電燈中流動的燈電流，在穩(wěn)態(tài)點亮?xí)r與等效地在電感L22 中流動的電流一致。因此，利用作為設(shè)置在降壓斬波電路22內(nèi)的電流檢測電阻而起作用的 電阻R21，檢測燈電流，用數(shù)字控制電路26進行監(jiān)視。連接到數(shù)字控制電路26的連接器CN22，用于與前投式投影機等設(shè)備側(cè)的微機等 連接，通過此連接器就能進行放電燈點亮裝置的工作狀況、輸出電壓和輸出電流的指令信 號等的交換的通信。在此，說明放電燈啟動時的工作。為了獲得用于放電燈啟動所需的高的電壓，在放 電燈啟動時，設(shè)在電感L23和電容器C24的LC串聯(lián)電路上施加的交流電壓的開關(guān)頻率為用 奇數(shù)除此LC串聯(lián)電路的諧振頻率后得到的值的頻率附近，在此頻率附近如圖2所示，掃描 開關(guān)頻率。例如如果電感L23的值為275 μ H，電容器C24的值為550pF的話，則諧振頻率為409kHz。在用3除此諧振頻率后得到的值的頻率附近掃描頻率的時候，只要在136kHz附近 掃描開關(guān)頻率即可，即只要圖2中的fl至f3的開關(guān)頻率掃描是例如150kHz到120kHz的 掃描即可。如果能得到用于放電燈啟動所需的電壓，則不限于用3除諧振頻率后得到的值的 頻率，也可以是用1、5、7、9或它們以上的奇數(shù)除諧振頻率后得到的值的頻率。此外，雖然設(shè) 開關(guān)頻率掃描為從高的頻率側(cè)向低的頻率側(cè)，但也可以相反地，從低的頻率側(cè)向高的頻率 側(cè)。在連接放電燈的電容器C24的兩端產(chǎn)生用于放電燈啟動所需的高的電壓。圖3示 出LC串聯(lián)電路的輸入電壓和電容器C24兩端電壓的升壓比的頻率特性。在諧振頻率下由 于LC串聯(lián)電路的阻抗變?yōu)樽钚。粤鬟^的電流變得最大。由此，在電容器C24兩端產(chǎn)生 高的電壓。此外，在用3以上的奇數(shù)除諧振頻率后得到的值的頻率的情況下，雖然峰值電壓 下降，卻為同樣的頻率特性。一旦給予用于放電燈啟動所需的高的電壓，則放電燈絕緣就會被破壞，成為輝光 放電狀態(tài)。但是在此時刻，由于燈電極沒有充分地變熱，所以擔(dān)心在向常規(guī)的點亮?xí)r的開關(guān) 頻率即低的頻率遷移的時候放電燈熄滅。在作為另一現(xiàn)有例的圖6中，在燈啟動后到tl的期間，掃描開關(guān)頻率，在重復(fù)同樣 的掃描后，在時間t4遷移到常規(guī)的點亮?xí)r的開關(guān)頻率即低的頻率。在作為另一現(xiàn)有例的圖 6中，由于在放電燈啟動時實施僅開關(guān)頻率的掃描，所以燈電流變大、流過的期間變短。為 此，存在燈電極不能充分變熱的可能性，在此情況下，擔(dān)心在向常規(guī)的點亮?xí)r的開關(guān)頻率即 低的頻率遷移的時候放電燈熄滅。在作為現(xiàn)有例的圖5中，在放電燈啟動后到tl的期間掃描開關(guān)頻率，按掃描后的 開關(guān)頻率來固定掃描后tl到t2的期間，在t2到t3的期間中再次掃描開關(guān)頻率，使掃描后 t3到t4的期間成為比掃描過的頻率更低的頻率的開關(guān)頻率。在作為現(xiàn)有例的圖5中，在 t3到t4的期間中，燈電流IL增大、燈電極變熱。但是，在t3到t4的期間的開關(guān)頻率即比掃描過的頻率更低的頻率與燈固有的音 響共鳴頻段相符合的情況下，有可能導(dǎo)致燈破裂等不合格。本發(fā)明的特征即以在放電燈的絕緣破壞后，一面避開燈固有的音響共鳴頻率一面 增大放電燈的電流，使放電燈升溫為目標，實施開關(guān)頻率掃描后的DC-AC逆變器電路23的 開關(guān)元件Q22 Q25的導(dǎo)通/斷開的占空比的控制。參照圖2，控制開關(guān)頻率掃描后在tl 到t2期間中施加在開關(guān)元件Q22、Q25上的PWM脈沖(Ves)，以便按照導(dǎo)通時間長的占空比 來重復(fù)最初的4周期，按照斷開時間長的占空比來重復(fù)接下來的4周期。在此，施加在開關(guān) 元件Q23、Q24上的PWM脈沖(Ves)，雖然沒有圖示，但由于是全橋電路，所以毫無疑問，與施 加在開關(guān)元件Q22、Q25上的PWM脈沖(Ves)是相反的邏輯。作為結(jié)果，如圖2所示，燈電流 IL增大了，放電燈升溫。此外，在此占空比的控制時，由于開關(guān)頻率是掃描過的頻率附近或 比其更高的頻率，所以能避開放電燈的音響共鳴頻率。在此的掃描過的頻率雖然是用奇數(shù) 除諧振頻率后得到的值的頻率附近，但此奇數(shù)例如是1、3、5、7、或9。在1次或多次重復(fù)進行此放電燈啟動時的工作、即開關(guān)頻率掃描和此后的固定時 間的占空比的控制后，使開關(guān)頻率成為比掃描過的頻率附近更低的頻率，放電燈被繼續(xù)點 亮。此頻率例如為370Hz，輸入到LC串聯(lián)電路的電壓未進行升壓，而被施加給放電燈。
在此，作為數(shù)字控制電路26，優(yōu)選使用DSP (數(shù)字·信號·處理器)。作為其它數(shù) 字控制電路，雖然考慮微型計算機等，但DSP在處理速度的迅速這點上有效。
權(quán)利要求
一種放電燈點亮裝置，包括直流電壓輸入端子，其提供第一值的直流電壓；DC DC轉(zhuǎn)換器電路，其將上述第一值的直流電壓轉(zhuǎn)換成第二值的直流電壓，并且包括開關(guān)元件；輸出電壓檢測電路，其檢測上述DC DC轉(zhuǎn)換器電路的輸出電壓；DC AC逆變器電路，其將從上述DC DC轉(zhuǎn)換器電路輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換成任意頻率的交流電壓，并且包括開關(guān)元件和LC串聯(lián)電路；燈電流檢測電路，其用于檢測在放電燈中流動的燈電流；以及控制電路，其根據(jù)由上述輸出電壓檢測電路檢測出的輸出電壓的值、和由上述燈電流檢測電路檢測出的燈電流的值，分別控制上述DC DC轉(zhuǎn)換器電路及上述DC AC逆變器電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開，在放電燈啟動時，上述控制電路在用奇數(shù)除上述LC串聯(lián)電路的諧振頻率后得到的值的頻率附近，掃描上述DC AC逆變器電路的開關(guān)頻率，在掃描后，使上述開關(guān)頻率成為掃描過的頻率附近或比其更高的頻率，并控制上述DC AC逆變器電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開的占空比，在1次或多次重復(fù)進行此放電燈啟動時的工作后，使上述開關(guān)頻率成為比掃描過的頻率附近更低的頻率，并點亮放電燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈點亮裝置，其特征在于，在上述放電燈啟動時，在上述開關(guān)頻率的掃描后，控制上述DC-AC逆變器電路的開關(guān) 元件的導(dǎo)通/斷開的占空比，以便按照導(dǎo)通時間比斷開時間更長的占空比來重復(fù)上述開關(guān) 頻率的2個周期以上，接著按照斷開時間比導(dǎo)通時間更長的占空比來重復(fù)接下來的2個周 期以上，各次重復(fù)以相同的周期數(shù)交替進行重復(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈點亮裝置，其特征在于，上述放電燈啟動時的上述開關(guān)頻率的掃描是從高的頻率側(cè)向低的頻率側(cè)的掃描。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈點亮裝置，其特征在于，上述放電燈啟動時的上述開關(guān)頻率的掃描是從低的頻率側(cè)向高的頻率側(cè)的掃描。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電燈點亮裝置，其特征在于，上述放電燈啟動時的上述開關(guān)頻率的掃描是從高的頻率側(cè)向低的頻率側(cè)的掃描。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電燈點亮裝置，其特征在于，上述放電燈啟動時的上述開關(guān)頻率的掃描是從低的頻率側(cè)向高的頻率側(cè)的掃描。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的放電燈點亮裝置，其特征在于，上述DC-AC逆變器電路由半橋電路或全橋電路構(gòu)成。全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠使放電燈升溫的放電燈點亮裝置，該放電燈點亮裝置在放電燈啟動時的開關(guān)頻率掃描后的固定時間內(nèi)施加交流電壓，一面避開燈固有的音響共鳴頻率、一面使放電燈的電流增大。該裝置在放電燈啟動時，在用奇數(shù)除LC串聯(lián)電路的諧振頻率后得到的值的頻率附近掃描施加在電感(L23)和電容器(C24)的LC串聯(lián)電路上的交流電壓的開關(guān)頻率，在掃描后，使開關(guān)頻率成為掃描過的頻率附近或比其更高的頻率，并控制DC-AC逆變器電路(23)的開關(guān)元件(Q22～Q25)的導(dǎo)通/斷開的占空比，在1次或多次重復(fù)進行此放電燈啟動時的工作后，使開關(guān)頻率成為比掃描過的頻率附近更低的頻率，點亮放電燈。
文檔編號H05B41/24GK101932178SQ201010208638
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者宮崎堅吾, 戶田崇文 申請人:株式會社村田制作所