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JPH0785982A - 高輝度放電灯の高周波点灯回路 - Google Patents

高輝度放電灯の高周波点灯回路

Info

Publication number
JPH0785982A
JPH0785982A JP25104793A JP25104793A JPH0785982A JP H0785982 A JPH0785982 A JP H0785982A JP 25104793 A JP25104793 A JP 25104793A JP 25104793 A JP25104793 A JP 25104793A JP H0785982 A JPH0785982 A JP H0785982A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
voltage
lamp
current
intensity discharge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25104793A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiro Sato
国広 佐藤
Yasuhiro Murai
康弘 村井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP25104793A priority Critical patent/JPH0785982A/ja
Publication of JPH0785982A publication Critical patent/JPH0785982A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 音響的共鳴現象によるちらつきの発生を防止
し、また、ランプ電力を一定に維持することができる高
輝度放電灯の高周波点灯回路を提供することを目的とす
るものである。 【構成】 交流電源電圧を整流、平滑し、この平滑電圧
を高周波でスイッチングすることによって、ランプ駆動
電流を発生する高輝度放電灯の高周波点灯回路であっ
て、上記平滑電圧のリップル電圧が高いときに、ランプ
駆動電流の周波数を高くし、一方、平滑電圧のリップル
電圧が低いときに、ランプ駆動電流の周波数を低くする
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
等の高輝度放電灯を高周波点灯するときに、音響的共鳴
現象によるちらつきを防止する高輝度放電灯の高周波点
灯回路に関する。
【0002】
【従来の技術】メタルハライドランプが有する固有振動
数は、メタルハライドランプを高周波点灯させるとき
に、メタルハライドランプに供給するランプ駆動電流の
周波数に近い周波数であり、ランプ駆動電流の周波数が
上記固有振動数と一致すると、音響的共鳴現象が発生
し、メタルハライドランプの発光量が変化し、点灯して
いるメタルハライドランプの近くに居る人にとっては、
メタルハライドランプがちらつきを生じていると感じ
る。
【0003】一方、メタルハライドランプの固有振動数
は、メタルハライドランプ毎に異なり、さらに、メタル
ハライドランプの動作中に、その固有振動数が変化す
る。したがって、ランプ駆動電流の周波数をある固定の
値に設定した場合には、あるメタルハライドランプには
音響的共鳴現象が発生し、別のメタルハライドランプに
は音響的共鳴現象が発生しないということが起こり、ま
た、点灯開始時に音響的共鳴現象が発生しないメタルハ
ライドランプであっても、点灯から所定時間経過したと
きに、その固有振動数が変化して、音響的共鳴現象を発
生し始めることがある。
【0004】したがって、メタルハライドランプの高周
波点灯回路を設計する段階で、ランプ駆動電流の周波数
をある固定の値に設定すると、いずれかの時期に、音響
的共鳴現象によるちらつきが生じることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来は、ラン
プ駆動電流の周波数を±10%程度、常時、推移させ、
ランプ駆動電流の周波数がメタルハライドランプの固有
振動数に一致する確率を減少するようにし、これによっ
てちらつきを減少するようにしている。
【0006】図5は、上記従来例の等価回路を示す図で
ある。
【0007】上記従来例においては、パルス電源1で発
生したパルスがインダクタ1に印加されると、鋸波状の
ランプ駆動電流Iが発生し、このランプ駆動電流Iがメ
タルハライドランプLaに流れる。また、ランプ駆動電
流Iは高周波電流であり、このランプ駆動電流Iは、以
下の式で表される。 I=(E/R)(1−e-(R/L)・t) なお、上記式中、Lは、インダクタ2のインダクタンス
であり、Rは、メタルハライドランプLaを抵抗成分と
みなした場合の抵抗値であり、Eは、パルス電源1の電
圧であり、tは、パルス電源1が発生するパルスの立ち
上がりからの経過時間であり、ランプ駆動電流Iの周期
である。
【0008】図6は、図5に示す等価回路によって発生
するランプ駆動電流Iが、その周期を推移させたときに
変化する状態を示す図である。
【0009】図5に示す等価回路において、パルス電圧
Eを一定とした場合、このパルスの幅を推移させること
によって、図6に示すように、ランプ駆動電流Iの周期
tが推移し、つまり、ランプ駆動電流Iのピーク値は、
ランプ駆動電流Iの周期に応じて変化する。すなわち、
その周期の最大値をtmax 、その周期の最小値をtmin
とすると、ランプ駆動電流Iは、その最大値Imax とそ
の最小値Imin との間で推移する。換言すれば、ランプ
駆動電流Iの周波数を推移させると、ランプ駆動電流I
も推移する。したがって、上記従来例においては、ラン
プLaの発光量が安定しない。
【0010】このように、上記従来例においては、音響
的共鳴現象によるちらつきを防止しようとして、ランプ
駆動電流Iの周波数を緩やかに推移させると、ランプ駆
動電流Iの実効電流が変化するので、発光量が緩やかに
変化し、ランプ電力が安定しないという問題がある。こ
の場合、たとえば、定格電力に対して±数Wの幅でラン
プ電力が変動する。また、この問題は、メタルハライド
ランプに限らず、他の高輝度放電灯についても生じるも
のである。
【0011】本発明は、音響的共鳴現象によるちらつき
の発生を防止し、また、ランプ電力を一定に維持するこ
とができる高輝度放電灯の高周波点灯回路を提供するこ
とを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源電圧
を整流、平滑し、この平滑電圧を高周波でスイッチング
することによって、高輝度放電灯を駆動するランプ駆動
電流を発生する高輝度放電灯の高周波点灯回路であっ
て、上記平滑電圧のリップル電圧が高いときに、ランプ
駆動電流の周波数を高くし、一方、平滑電圧のリップル
電圧が低いときに、ランプ駆動電流の周波数を低くする
ものである。
【0013】
【作用】本発明は、交流電源電圧を整流、平滑し、この
平滑電圧を高周波でスイッチングすることによって、高
輝度放電灯を駆動するランプ駆動電流を発生する高輝度
放電灯の高周波点灯回路であって、上記平滑電圧のリッ
プル電圧が高いときに、ランプ駆動電流の周波数を高く
し、一方、平滑電圧のリップル電圧が低いときに、ラン
プ駆動電流の周波数を低くするので、音響的共鳴現象に
よるちらつきの発生を防止することができ、また、ラン
プ電力を一定に維持することができる。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。
【0015】この実施例において、整流回路20は、交
流電源10の電圧を全波整流するブリッジ回路であり、
平滑回路30は、整流回路20の出力電圧を平滑するコ
ンデンサで構成されている。
【0016】トランスTは、第1の1次側コイルW11
と、第2の1次側コイルW12と、2次側コイルW2と
を具備し、2次側コイルW2は、ランプ駆動電流をメタ
ルハライドランプLaに供給するものである。上記ラン
プ駆動電流は、メタルハライドランプLaを駆動する電
流である。
【0017】第1のスイッチング手段としてのトランジ
スタTR1は、第1の1次側コイルW11を介して、平
滑回路30に接続されているトランジスタであり、第2
のスイッチング手段としてのトランジスタTR2は、第
2の1次側コイルW12を介して、平滑回路30に接続
されているトランジスタである。
【0018】制御信号発生手段40は、平滑回路30に
よって平滑された電圧のリップル電圧に基づいて、上記
ランプ駆動電流の周波数を制御するように、トランジス
タTR1とトランジスタTR2とを制御する手段であ
る。この制御信号発生手段40は、平滑電圧のうちで直
流電圧をカットし、交流成分のみを通過させるコンデン
サ41と、タイミングコンデンサCT と、タイミング抵
抗RT と、スイッチングレギュレータコントロールIC
42とを有する。スイッチングレギュレータコントロー
ルIC42は、タイミングコンデンサCT を接続する入
力端子42aと、タイミング抵抗RT を接続する入力端
子と、Q出力端子と、Qバー出力端子とを有している。
また、スイッチングレギュレータコントロールIC42
のQ出力端子はトランジスタTR1のベースに接続さ
れ、そのQバー出力端子はトランジスタTR2のベース
に接続されている。
【0019】なお、コンデンサ41によって取り出され
たリップル電圧信号は、入力端子42aに供給され、ス
イッチングレギュレータコントロールIC42は、入力
端子42aに受けた電圧が高い程、Q出力端子、Qバー
出力端子に出力されるQ信号、Qバー信号の周波数が高
くなる。
【0020】また、トランスTの2次側コイルTW2と
直列のコイルと、ランプLaと並列のコンデンサとによ
って共振回路が構成され、この共振回路によって、ラン
プLaの起動時に高電圧を発生し、ランプLaをアーク
状態にするものである。
【0021】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
【0022】平滑回路30で整流電圧を平滑するが、整
流後の電圧の5%程度の電圧がリップル電圧になる。こ
のリップル電圧のみをコンデンサ41が取り出し、コン
デンサ41の出力側の点P1における信号波形を図1に
示してあり、時刻t1では、リップル電圧の最大値が発
生し、時刻t2では、リップル電圧の中程度の電圧が発
生し、時刻t3では、リップル電圧の最小値が発生して
いる。
【0023】そして、コンデンサ41によって取り出さ
れたリップル電圧信号は、スイッチングレギュレータコ
ントロールIC42の入力端子42aに印加され、入力
端子42aに受けた電圧(リップル電圧)が高い程、ス
イッチングレギュレータコントロールIC42は、Q出
力端子、Qバー出力端子にそれぞれ出力するQ出力信
号、その反転信号の周波数が高くなる。
【0024】図2は、上記実施例において、リップル電
圧が変化した場合におけるQ出力信号、Q出力信号の反
転信号の周波数が変化する状態を説明する図である。
【0025】図2に示すように、リップル電圧が高い場
合(時刻t1)、リップル電圧が中程度の場合(時刻t
2)、リップル電圧が低い場合(時刻t3)の順で、Q
出力信号およびその反転信号の周波数が低くなってい
る。
【0026】そして、Q出力信号がトランジスタTR1
のベースに供給され、Q出力信号の反転信号がトランジ
スタTR2のベースに供給され、Q出力信号その反転信
号が交互に「H」になるので、トランジスタTR1、T
R2が交互にオンする。
【0027】トランジスタTR1がオンすると、平滑回
路30の電圧が第1の1次側コイルW11の両端に印加
され、2次側コイルW2に昇圧された電圧が発生し、図
3に示すランプ駆動電流のうちで単調増加する電流がラ
ンプLaに流れ、点灯する。一方、トランジスタTR2
がオンすると、平滑回路30の電圧が第2の1次側コイ
ルW12の両端に印加され、2次側コイルW2に昇圧さ
れた電圧(トランジスタTR1がオンしたときに2次側
コイルW2に発生した電圧と逆極性の電圧)が発生し、
図3に示すランプ駆動電流のうちで単調減少する電流が
ランプLaに流れ、ランプLaが点灯する。このとき
に、第1の1次側コイルW11に残っているエネルギー
がダイオードD1を介して、第2の1次側コイルW12
に流れる。トランジスタTR1がオンしたときも、上記
と同様に、第2の1次側コイルW12に残っているエネ
ルギーがダイオードD2を介して、第1の1次側コイル
W11に流れる。以後、トランジスタTR1、TR2が
交互にオンを繰り返し、上記動作を繰り返す。
【0028】図3は、上記実施例において、リップル電
圧が変化したときにおけるランプ駆動電流の波形を示す
図である。
【0029】図3に示すように、時刻t1におけるよう
にリップル電圧が高い場合には、一点鎖線で電流波形を
示すように周波数が高くなり(たとえば24KHz)し
かも電流波形の傾斜が最も急峻である。時刻t2におけ
るようにリップル電圧が中位の場合には、実線で電流波
形を示すように周波数が中位であり(たとえば22KH
z)しかも電流波形の傾斜も中位である。時刻t3にお
けるようにリップル電圧が低い場合には、二点鎖線で電
流波形を示すように周波数が低くなり(たとえば20K
Hz)しかも電流波形の傾斜が最も緩くなる。
【0030】図3に示すランプ駆動電流波形の傾斜は、
第1、2の1次側コイルW11、W12に印加される電
圧の値によって定まり、その電圧が高ければ高い程、ラ
ンプ駆動電流波形の傾斜が急峻になる。第1、2の1次
側コイルW11、W12に印加される電圧は、平滑回路
30の電圧であり、この平滑電圧にはリップルが含ま
れ、この平滑電圧が高い程、ランプ駆動電流波形の傾斜
が急峻になる。
【0031】上記実施例においては、リップル電圧が高
い場合には、ランプ駆動電流の周波数が高くなるが、ラ
ンプ駆動電流波形の傾斜が急峻になることによってラン
プ駆動電流の実効値の減少が抑制され、一方、リップル
電圧が低い場合には、ランプ駆動電流の周波数が低くな
るが、ランプ駆動電流波形の傾斜が緩くなることによっ
てランプ駆動電流の実効値の増加が抑制される。したが
って、上記実施例においては、ランプ駆動電流の周波数
が変化しても、ランプ駆動電流の実効値に変化が生ずる
ことがなく、ランプ駆動電流の周波数が変化しても、ラ
ンプLaの光量が変化しない。また、リップル電圧の高
さに応じて、ランプ駆動電流の周波数を常時、変化させ
ているので、ランプ駆動電流の周波数が高輝度放電灯の
固有振動数と一致することが少なくなり、音響的共鳴現
象によるちらつきを防止することができる。
【0032】定常時におけるメタルハライドランプLa
は抵抗Rと見なすことができ、管電圧VLaは一定であ
り、上記のようにランプ駆動電流の実効値が一定になる
ので、管電力PL が一定に維持され、したがって、上記
実施例では、管電力の実効値を安定することができる。
【0033】なお、図4は、上記実施例における平滑電
圧とリップル電圧とランプ駆動電流との時間関係を示す
図である。なお、図4(2)と図4(3)とにおいて、
その時間軸を共通にしてある。
【0034】上記実施例において、整流回路20として
は、半波整流等、全波整流以外の整流方式を採用した回
路を使用してもよく、メタルハライドランプLaの代わ
りに、他の高輝度放電灯を使用してもよい。また、スイ
ッチングレギュレータコントロールIC42の代わり
に、マイコンを使用し、上記動作をソフトウェア的に処
理するようにしてもよい。
【0035】さらに、上記実施例においては、リップル
電圧が中位であるときにランプ駆動電流の周波数を22
KHzに設定し、この22KHzの±2KHzをランプ
駆動電流の周波数変動範囲に設定しているが、中心周波
数、周波数変動範囲を上記以外の値に設定してもよい。
【0036】また、上記実施例において、トランスTを
除去し、この代わりに、正負のパルスを発生する回路を
設けるようにしてもよい。
【0037】上記実施例は、交流電源電圧を整流、平滑
し、この平滑電圧を高周波でスイッチングすることによ
って、高輝度放電灯を駆動するランプ駆動電流を発生
し、上記平滑電圧のリップル電圧が高いときに、ランプ
駆動電流の周波数を高くし、一方、平滑電圧のリップル
電圧が低いときに、ランプ駆動電流の周波数を低くする
ものであるが、基本的には上記実施例と同じ動作を行わ
せるが、リップル電圧との関係を持たない回路を構成す
るようにしてもよい。
【0038】つまり、直流電圧を5%程度自由に変化可
能であり、高輝度放電灯に電流を供給する直流電圧制御
手段VCを用意し、ランプ駆動電流の周波数を常時、変
化可能な周波数制御手段FCを用意し、直流電圧制御手
段VCが出力する電圧が高くなったときに、周波数制御
手段FCがランプ駆動電流の周波数を高くし、直流電圧
制御手段VCが出力する電圧が低くなったときに、周波
数制御手段FCがランプ駆動電流の周波数を低くするよ
うにしてもよい。
【0039】すなわち、ランプ駆動電流をその周波数を
変化させながら高輝度放電灯に供給する高輝度放電灯の
高周波点灯回路において、ランプ駆動電流の周波数の変
化に係わらず、ランプ駆動電流の実効値を一定にする手
段を有していればよい。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、リップル電圧が常に変
動することによってランプ駆動電流の周波数が常時変動
し、このために、ランプ駆動電流の周波数が高輝度放電
灯の固有振動数と一致することが少なくなり、音響的共
鳴現象によるちらつきを防止でき、また、ランプ電力が
一定に維持され、発光量の緩やかな変化を阻止すること
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】上記実施例において、リップル電圧が変化した
場合におけるQ出力信号、その反転信号の周波数が変化
する状態を説明する図である。
【図3】上記実施例において、リップル電圧が変化した
ときにおけるランプ駆動電流の波形を示す図である。
【図4】上記実施例における平滑電圧とリップル電圧と
ランプ駆動電流との時間関係を示す図である。
【図5】従来例の等価回路を示す図である。
【図6】図5に示す等価回路によって発生するランプ駆
動電流Iが、その周期を推移させたときに変化する状態
を示す図である。
【符号の説明】
10…交流電源、 20…整流回路、 30…平滑回路、 T…トランス、 W11…第1の1次側コイル、 W12…第2の1次側コイル、 W2…2次側コイル、 La…高輝度放電灯としてのメタルハライドランプ、 TR1…第1のスイッチング手段としてのトランジス
タ、 TR2…第2のスイッチング手段としてのトランジス
タ、 40…制御信号発生手段、 41…コンデンサ、 42…スイッチングレギュレータコントロールIC、 I…ランプ駆動電流。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ランプ駆動電流をその周波数を変化させ
    ながら高輝度放電灯に供給する高輝度放電灯の高周波点
    灯回路において、 前記ランプ駆動電流の周波数の変化に係わらず、前記ラ
    ンプ駆動電流の実効値を一定にする手段を有することを
    特徴とする高輝度放電灯の高周波点灯回路。
  2. 【請求項2】 交流電源電圧を整流、平滑し、この平滑
    電圧を高周波でスイッチングすることによって、高輝度
    放電灯を駆動するランプ駆動電流を発生する高輝度放電
    灯の高周波点灯回路であって、 前記平滑電圧のリップル電圧が高いときに、前記ランプ
    駆動電流の周波数を高くし、一方、前記平滑電圧のリッ
    プル電圧が低いときに、前記ランプ駆動電流の周波数を
    低くする制御信号発生手段を有することを特徴とする高
    輝度放電灯の高周波点灯回路。
  3. 【請求項3】 交流電源電圧を整流する整流回路と;こ
    の整流電圧を平滑する平滑回路と;第1の1次側コイル
    と、第2の1次側コイルと、高輝度放電灯を駆動するラ
    ンプ駆動電流を前記高輝度放電灯に供給する2次側コイ
    ルとを備えたトランスと;前記第1の1次側コイルを介
    して、前記平滑回路に接続されている第1のスイッチン
    グ手段と;前記第2の1次側コイルを介して、前記平滑
    回路に接続され、前記第1のスイッチング手段とは逆の
    動作を行う第2のスイッチング手段と;前記平滑した電
    圧のリップル電圧が高いときに、前記ランプ駆動電流の
    周波数を高くするように、前記第1のスイッチング手段
    と前記第2のスイッチング手段とを制御し、一方、前記
    平滑した電圧のリップル電圧が低いときに、前記ランプ
    駆動電流の周波数を低くするように、前記第1のスイッ
    チング手段と前記第2のスイッチング手段とを制御する
    制御信号発生手段と;を有することを特徴とする高輝度
    放電灯の高周波点灯回路。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記制御信号発生手段は、コンデンサによって、前記平
    滑した電圧のリップル電圧を検出するものであることを
    特徴とする高輝度放電灯の高周波点灯回路。
JP25104793A 1993-09-13 1993-09-13 高輝度放電灯の高周波点灯回路 Withdrawn JPH0785982A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102164448A (zh) * 2011-04-20 2011-08-24 梁永胜 Uv灯电源电路
US9632398B2 (en) 2013-12-04 2017-04-25 Seiko Epson Corporation Discharge lamp driving device, projector, and discharge lamp driving method

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