高壓放電燈的點燈電路及其點燈方法
【專利摘要】本發明提供能夠在不調制點燈頻率的情況下減小使用開始初期的電極間距離的變動而能夠避免照度維持率的大幅下降的高壓放電燈的點燈電路及其點燈方法。在將交流的燈電流(AL)向高壓放電燈(28)供給而進行點燈的點燈電路(10)中，通過供給在各半周期的前半部具有至少一個脈沖電流(AP1)且在各半周期的后半部具有至少兩個脈沖電流(AP1、AP2)的燈電流(AL)，從而能夠解決上述課題。
【專利說明】高壓放電燈的點燈電路及其點燈方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及能夠使高壓放電燈的兩端電壓(=燈電壓)長時間穩定的點燈電路及其點燈方法。
【背景技術】
[0002]高壓放電燈例如用于投影儀。高壓放電燈原理上利用直流電流及交流電流雙方而進行工作。然而，通常情況下，與基于直流電流的工作相比，由于基于交流電流的工作能夠避免單方電極的快速損耗，因此可以認為適于提高高壓放電燈的效率。
[0003]然而，即便是在利用交流電流使高壓放電燈工作的情況下，也存在產生該高壓放電燈的兩端電壓(=燈電壓)的上升、下降的情形。這種上升、下降是從該高壓放電燈為新商品時被觀察到的現象。尤其是，在以額定功率使高壓放電燈點燈的投影儀的“正常模式”的情況下，觀察到該燈電壓的大幅上升。其原因在于，因向高壓放電燈提供額定功率，配置在高壓放電燈內的一對電極一同消耗而該一對電極間距離變大。
[0004]從光利用率的觀點出發，用于投影儀的光源優選為點光源。然而，若高壓放電燈的電極間距離變大，則造成發光面積增大。因此，光利用率下降，存在使用開始初期的高壓放電燈的照度維持率(=在某一階段從高壓放電燈通過光學系統被有效利用的光的照度+在新商品時從高壓放電燈通過光學系統被有效利用的光的照度。以下同樣。)的下降變大的問題。
[0005]為了避免這種問題，公開了一種調制高壓放電燈的點燈頻率的技術(例如，專利文獻I)。調制點燈頻率的技術，總結起來就是在高壓放電燈的燈電壓上升了時(=電極間距離變大了時)以更低的頻率使高壓放電燈點燈，反之，在燈電壓下降了時(=電極間距離變小了時)以更高的頻率使高壓放電燈點燈的技術。
[0006]根據調制點燈頻率的技術(專利文獻I的技術)，通過使高壓放電燈的電極間距離的變動減小，能夠避免使用開始初期的照度維持率的大幅低下。
[0007]【在先技術文獻】
[0008]【專利文獻】
[0009]【專利文獻I】日本特開2013-033605號公報
[0010]【發明的概要】
[0011]【發明要解決的課題】
[0012]然而，在將調制點燈頻率的技術適用于現在占據商用投影儀的大部分的DLP(Digital Light Processing)方式的情況下,可能會對被投影的圖像造成影響。S卩，在適用調制點燈頻率的技術的情況下，產生除了與色輪同步的頻率以外無法使用的問題，假設若在與色輪不同步的狀態下適用調制點燈頻率的技術，則在燈電流的極性反轉時(=零安培時)從高壓放電燈放射的光的輸出發生變動(變暗)，從而在投影畫面上產生閃爍。
【發明內容】
[0013]本發明鑒于這種以往技術的問題點而開發完成。因此，本發明的主要目的在于提供，能夠在不調整點燈頻率的情況下使使用開始初期的電極間距離的變動減小從而避免照度維持率的大幅下降的高壓放電燈的點燈電路及其點燈方法。
[0014]【用于解決問題的手段】
[0015]根據本發明的一個方面的高壓放電燈的點燈電路，將交流的燈電流向高壓放電燈供給而進行點燈，
[0016]所述交流的燈電流在各半周期的前半部具有至少一個脈沖電流，并且在所述各半周期的后半部具有至少兩個脈沖電流。
[0017]另外，優選地，與各半周期的前半部重疊的一個脈沖電流位于各半周期的最初，并且，與各半周期的后半部重疊的一個脈沖電流位于各半周期的最后。
[0018]優選地，脈沖電流的寬度為各半周期的1%至50%。
[0019]優選地，脈沖電流的脈沖高度為基本燈電流的110%至300%。
[0020]優選地，在適用于具備色輪的DLP方式的投影儀的情況下，脈沖電流的寬度與色輪的特定的顏色的投影時刻或相互鄰接的顏色與顏色之間的輪輻時間(“輪輻時間”的曰語原文為—夕夕.^厶”)一致。
[0021]優選地，脈沖電流在各半周期的前半部僅存在一個，在各半周期的后半部僅存在兩個。
[0022]【發明效果】
[0023]根據本發明，能夠在不調制點燈頻率的情況下使使用開始初期的電極間距離的變動減小，從而避免了照度維持率的大幅下降。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是表示適用了本發明的點燈電路的一例的電路圖。
[0025]圖2是表示適用了本發明的燈電流的波形的一例的圖。
[0026]圖3是表示實施例及比較例的點燈時間與燈電壓的關系的圖表。
[0027]圖4是表示實施例及比較例的點燈時間與照度維持率的關系的圖表。
[0028]【符號說明】
[0029]10...點燈電路
[0030]12...下變頻器
[0031]14...全橋電路
[0032]16...脈沖寬度調制電路
[0033]18...運算電路
[0034]20...脈沖產生電路
[0035]22...輸入端子
[0036]24...輸出端子
[0037]26...直流電壓源
[0038]28...高壓放電燈
【具體實施方式】
[0039]以下，使用附圖對適用了本發明的點燈電路10的實施例進行說明。如圖1所示，點燈電路10由下變頻器12、全橋電路14、脈沖寬度調制電路16、運算電路18、脈沖產生電路20、輸入端子22、輸出端子24構成。
[0040]下變頻器12是根據來自脈沖寬度調制電路16的信號將經由輸入端子22導入到點燈電路10內的來自直流電壓源26的直流電壓降壓為規定的電壓值的電路，從而將降壓后的直流電壓供給至全橋電路14。雖然未圖示，下變頻器12使用由功率二極管、扼流圈、電容器構成的典型的開關電源的降壓式斬波電路。
[0041]全橋電路14在將來自下變頻器12的直流電壓轉換為交流電壓之后，經由輸出端子24將該交流電壓供給至高壓放電燈28。從該全橋電路14向高壓放電燈28供給的燈電流Al的波形如后述那樣由脈沖寬度調制電路16、運算電路18及脈沖產生電路20控制。
[0042]如圖2所示，脈沖產生電路20是為了形成從全橋電路14向高壓放電燈28供給的燈電流Ay而產生與大致矩形形狀的基本燈電流Ai^b重疊的脈沖電流Api?Ap3的電路，其具有用于產生該脈沖電流Api?Ap3的發信號器(未圖示)。脈沖產生電路20將定義重復周期(ts)、脈沖電流位置(tsl?ts3)、脈沖電流寬度(tP1?tP3)的脈沖重疊信號Spi向運算電路18輸出。需要說明的是，脈沖產生電路20可以如本實施例的點燈電路10那樣設置在點燈電路10內，也可以不在點燈電路10內設置脈沖產生電路20，將來自外部的脈沖重疊信號Spi接收到點燈電路10內。需要說明的是，在本說明書整體中，“脈沖電流”是指，“在非常短的時間變化的電流”，而不是“不間斷地連續持續變化的電流”。
[0043]返回到圖1，運算電路18是將從下變頻器12向全橋電路14輸出的燈電壓V1及燈電流信號A。、以及來自脈沖產生電路20的脈沖重疊信號Spi取入而進行功率控制，并向脈沖寬度調制電路16輸出的電路。在運算電路18，根據燈電壓'及燈電流信號\s，以燈電壓\為基準，計算燈電流Al的供給量，并且根據脈沖重疊信號SPI，按照相對于基本燈電流Alb以必要期間(=脈沖寬度(tP1?tP3))使輸出電流從基本燈電流增加(Ipi?Ip3=脈沖高度)的方式來計算重疊時刻并向脈沖寬度調制電路16輸出控制信號S。。由此，從全橋電路14供給至高壓放電燈28的輸出功率也增加。需要說明的是，各脈沖高度Ipi?Ip3優選為基本燈電流的110 %?300 %，也可以分別互不相同。另外，各脈沖電流寬度tP1?tP3優選為半周期(重復周期)％的1?50%，也可以分別互不相同。進一步而已，各脈沖高度Ipi?Ip3優選為基本燈電流的110 %?200 %，另外，各脈沖電流寬度tP1?tP3優選為半周期(重復周期)ts的I?30%。
[0044]脈沖寬度調制電路16是根據從運算電路18接收到的控制信號S。控制下變頻器12的切換元件的電路。脈沖寬度調制電路16根據來自運算電路18的控制信號S。，以被供給至高壓放電燈28的功率成為一定的方式，并且按照規定的脈沖寬度(tP1?tP3)、脈沖高度(Ipi?IP3)及重疊時刻使脈沖電流與基本燈電流Ai^重疊的方式來控制下變頻器12。
[0045]接下來，對本實施例的交流的燈電流\的波形進行說明。在本實施例中，如圖2所示，使一個脈沖電流與基本燈電流的各半周期的前半部重疊，使兩個脈沖電流與各半周期的后半部重疊。關于脈沖電流位于各半周期的前半部或者還是位于后半部，按照該脈沖電流的寬度方向中心位置(=1 / 2脈沖電流寬度tP1?tP3的位置，即，脈沖電流位置tsl?ts3)決定。進一步而言，在本實施例的燈電流AL的波形中，與前半部重疊的一個脈沖電流位于各半周期的最初，并且，與后半部重疊的兩個脈沖電流內的一個位于各半周期的最后。
[0046]這樣，一個脈沖電流Api與基本燈電流Ai^的各半周期的前半部重疊，并且兩個脈沖電流AP2、AP3與各半周期的后半部重疊，由此能夠在不調制點燈頻率的情況下避免使用開始初期的照度維持率的大幅下降。以下，對進行了比較試驗的結果進行說明。
[0047](比較試驗)
[0048]作為比較的對象，準備了一個脈沖電流僅與基本燈電流Ai^b的各半周期的前半部重疊的情況(情形I)、一個脈沖電流僅與各半周期的后半部重疊的情況(情形2)、以及一個脈沖電流與各半周期的前半部重疊且一個脈沖電流與后半部重疊的情況(情形3)。需要說明的是，上述實施例，即，一個脈沖電流與各半周期的前半部重疊而兩個脈沖電流與后半部重疊的情況作為“情形4”。無論哪種情形，均對高壓放電燈28進行恒功率控制(150~400W)。以下，以按照200W進行恒功率控制的情況為例進行說明。
[0049]各情形的使用開始初期(300小時)的“點燈時間”與“燈電壓”的關系、及“點燈時間”與“照度維持率”的關系如圖3、圖4及表1所示。在情形I的情況下，由于燈電壓上升從而進行150小時停止了試驗。其理由在于，若脈沖電流僅與基本燈電流Ai^的各半周期的前半部重疊，則高壓放電燈28內的一對電極消耗而電極間距離變大。
[0050]【表1】
【權利要求】
1.一種高壓放電燈的點燈電路，將交流的燈電流向高壓放電燈供給而進行點燈，其特征在于， 所述交流的燈電流由基本燈電流和脈沖電流構成， 所述交流的燈電流在所述基本燈電流的各半周期的前半部具有至少一個脈沖電流，且在所述各半周期的后半部具有至少兩個脈沖電流。
2.根據權利要求1所述的高壓放電燈的點燈電路，其特征在于， 與所述各半周期的前半部重疊的一個所述脈沖電流位于所述各半周期的最初，并且與所述各半周期的后半部重疊的一個所述脈沖電流位于所述各半周期的最后。
3.根據權利要求1或2所述的高壓放電燈的點燈電路，其特征在于， 所述脈沖電流的寬度為所述各半周期的1%至50%。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的高壓放電燈的點燈電路，其特征在于， 所述脈沖電流的脈沖高度為所述基本燈電流的110%至300%。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的高壓放電燈的點燈電路，其特征在于， 該點燈電路適用于具備色輪的DLP方式的投影儀， 所述脈沖電流的寬度與所述色輪的特定的顏色的投影時刻一致，或者與相互鄰接的顏色與顏色之間的輪輻時間一致。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的高壓放電燈的點燈電路，其特征在于， 所述脈沖電流在所述各半周期的前半部僅存在一個，在所述各半周期的后半部僅存在兩個。
7.根據權利要求1至6中任意一項所述的高壓放電燈的點燈電路，其特征在于， 與所述基本燈電流相比，所述脈沖電流的輸出電流大。
8.一種高壓放電燈的點燈方法，將交流的燈電流向高壓放電燈供給而進行點燈，其特征在于， 所述交流的燈電流由基本燈電流和脈沖電流構成， 所述交流的燈電流在所述基本燈電流的各半周期的前半部具有至少一個脈沖電流，且在所述各半周期的后半部具有至少兩個脈沖電流。
【文檔編號】H05B41/14GK104135808SQ201410040279
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】牛島真一, 鄉田哲也 申請人:鳳凰電機公司