JP2014135160A - Flash discharge lamp lighting device, flash irradiation device, and lighting method of flash discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は閃光放電ランプ点灯装置、閃光照射装置、及び閃光放電ランプの点灯方法に関する。 The present invention relates to a flash discharge lamp lighting device, a flash irradiation device, and a flash discharge lamp lighting method.
太陽電池の光電変換特性などの各種太陽エネルギー利用機器の性能測定のために、自然太陽光のスペクトル分布を再現する擬似太陽光を被照射体に照射する擬似太陽光照射装置が知られている。このような装置では、キセノンランプ(以下、「ランプ」という)からなる光源が箱体内に設置され、光源からの光が光学フィルタを介して照射されることで放射面から擬似太陽光が放射される。ランプは、一対の電極及び各電極を各ランプベースに接続する金属箔(例えば、モリブデン箔)を発光管内に有する。 In order to measure the performance of various solar energy utilizing devices such as the photoelectric conversion characteristics of solar cells, a pseudo solar irradiation device that irradiates an object to be irradiated with pseudo sunlight that reproduces the spectral distribution of natural sunlight is known. In such an apparatus, a light source composed of a xenon lamp (hereinafter referred to as “lamp”) is installed in a box, and light from the light source is irradiated through an optical filter so that pseudo-sunlight is emitted from the radiation surface. The The lamp has a pair of electrodes and a metal foil (for example, molybdenum foil) that connects each electrode to each lamp base in the arc tube.
このような擬似太陽光照射装置では、発光長が1000mm以上のランプが用いられ、直流のランプ電流が通電される。そのランプ電流値が点灯装置によって調整されることにより、照射面の照度が制御される。一般的には、点灯時のランプ電流は数十アンペア(例えば70A)、ランプ電圧は数百ボルト(例えば500V)程度であり、このランプ電流/電圧が、1回の点灯あたり数十ミリ秒から数百ミリ秒にわたって通電/印加される。この出力状態が定電流又は定電力で制御され、点灯期間中に被照射体である太陽電池モジュールの性能が測定される。 In such a pseudo-sunlight irradiation apparatus, a lamp having a light emission length of 1000 mm or more is used, and a direct-current lamp current is applied. The lamp current value is adjusted by the lighting device, whereby the illuminance on the irradiated surface is controlled. Generally, the lamp current at the time of lighting is several tens of amperes (for example, 70 A), the lamp voltage is about several hundred volts (for example, 500 V), and the lamp current / voltage is from several tens of milliseconds per one lighting. Energized / applied for several hundred milliseconds. This output state is controlled by a constant current or a constant power, and the performance of the solar cell module that is an object to be irradiated is measured during the lighting period.
上記のような閃光放電では瞬時に数十kW程度の大電力がランプに供給されることになる。そのような大電力を、瞬時とはいえ商用電源から直接供給すると、同じ商用電源の系統の周辺機器に障害を及ぼすことや、商用電源と照射装置の間に容量の大きい接点及び配線が必要となることが問題となる。そこで一般には、照射装置内に点灯装置を設け、点灯装置において電力をコンデンサ等の蓄電素子に蓄積し、点灯指令に応じてその蓄積された電力をランプに供給する構成が採用される(例えば、特許文献1参照)。 In the flash discharge as described above, a large electric power of about several tens of kW is instantaneously supplied to the lamp. If such a large amount of power is supplied directly from a commercial power source, even if it is instantaneous, it will interfere with peripheral equipment of the same commercial power system, and a large-capacity contact and wiring are required between the commercial power source and the irradiation device. It becomes a problem. Therefore, in general, a lighting device is provided in the irradiating device, and in the lighting device, power is stored in a power storage element such as a capacitor, and the stored power is supplied to the lamp in response to a lighting command (for example, Patent Document 1).
ところで、キセノンランプが放電の繰り返しにより劣化すると、モリブデン箔等の金属箔が破損してランプ負荷、即ち、ランプのインピーダンスが変動することが確認された。このランプインピーダンスの変動は1回の点灯中、即ち、数十ミリ秒から数約ミリ秒の間に急激に起こり、この急激な変動に対して点灯装置の定電流制御が応答できない場合がある。この場合、ランプ電流に比例する照度が所望の値に一定せず、正確な照射測定を行うことができなくなる。 By the way, it was confirmed that when the xenon lamp deteriorates due to repeated discharge, the metal foil such as molybdenum foil is broken and the lamp load, that is, the impedance of the lamp fluctuates. The lamp impedance fluctuation occurs suddenly during one lighting, that is, several tens of milliseconds to several milliseconds, and the constant current control of the lighting device may not be able to respond to the sudden fluctuation. In this case, the illuminance proportional to the lamp current is not fixed to a desired value, and accurate irradiation measurement cannot be performed.
また、金属箔が劣化又は損傷した状態でランプ点灯を繰り返すと金属箔が溶解し、溶解部分が金属蒸気となってランプベースと放電管の接着部分から、ランプを覆う照射装置の筐体に電流が流れ、照射装置を損傷させる可能性がある。このように、ランプの金属箔が劣化又は損傷した状態を放置すると照射装置の適切な動作が得られなくなるという問題がある。 In addition, if the lamp is turned on repeatedly with the metal foil deteriorated or damaged, the metal foil is melted, and the melted portion becomes metal vapor, and the current flows from the bonded portion of the lamp base and the discharge tube to the casing of the irradiation device that covers the lamp. May flow and damage the irradiation device. As described above, if the metal foil of the lamp is left in a deteriorated or damaged state, there is a problem that an appropriate operation of the irradiation device cannot be obtained.
そこで、本発明は、閃光放電ランプの、特に金属箔部分の故障に起因する異常を早期に検知して保護動作を行うとともに正確な照射測定を可能とする閃光放電ランプ点灯装置及びそれを用いた閃光照射装置並びに閃光放電ランプの点灯方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention uses a flash discharge lamp lighting device and a flash discharge lamp lighting device capable of detecting an abnormality caused by a failure of a metal foil portion at an early stage and performing a protection operation and performing accurate irradiation measurement. It is an object of the present invention to provide a flash irradiation apparatus and a method for lighting a flash discharge lamp.
本発明の閃光放電ランプ点灯装置は、一対の電極がそれぞれ金属箔を介してランプベースに取り付けられた閃光放電ランプを点灯させるものであり、定電圧源と、定電圧源を入力として閃光放電ランプに出力電流を供給する電流制御回路であって、設定ランプ電流に対応する基準電圧及び検出される出力電流に対応する検出電圧が入力されて基準電圧と検出電圧の差分を減少させるように出力電流を帰還制御する誤差増幅器を有する電流制御回路と、基準電圧と検出電圧の乖離値が閾値を超えた場合に電流制御回路からの出力電流を停止させる制御部とを備える。 A flash discharge lamp lighting device according to the present invention is a device for lighting a flash discharge lamp in which a pair of electrodes are attached to a lamp base via a metal foil, and a flash discharge lamp with a constant voltage source and a constant voltage source as inputs. A current control circuit for supplying an output current to the output current so that a reference voltage corresponding to the set lamp current and a detection voltage corresponding to the detected output current are input to reduce a difference between the reference voltage and the detection voltage. And a control unit that stops the output current from the current control circuit when the difference value between the reference voltage and the detection voltage exceeds a threshold value.
本発明の閃光照射装置は、上記の閃光放電ランプ点灯装置と、閃光放電ランプ点灯装置に接続されたキセノンランプからなる閃光放電ランプとを備える。 The flash irradiation apparatus of the present invention includes the above-described flash discharge lamp lighting device and a flash discharge lamp including a xenon lamp connected to the flash discharge lamp lighting device.
本発明の閃光放電ランプの点灯方法は、一対の電極がそれぞれ金属箔を介してランプベースに取り付けられた閃光放電ランプを点灯させるものであり、定電圧源を入力とする電流制御回路が閃光放電ランプに出力電流を供給するステップであって、設定ランプ電流に対応する基準電圧及び検出される前記出力電流に対応する検出電圧が入力される誤差増幅器によって基準電圧と検出電圧の差分を減少させるように出力電流を帰還制御する、ステップと、基準電圧と検出電圧の乖離値が閾値を超えた場合に制御部が電流制御回路からの出力電流を停止させるステップとを備える。 The method for lighting a flash discharge lamp of the present invention is to turn on a flash discharge lamp having a pair of electrodes attached to a lamp base via a metal foil, and a current control circuit having a constant voltage source as an input is a flash discharge. A step of supplying an output current to the lamp, wherein a difference between the reference voltage and the detected voltage is reduced by an error amplifier to which a reference voltage corresponding to the set lamp current and a detected voltage corresponding to the detected output current are input; And a step of performing feedback control of the output current, and a step of causing the control unit to stop the output current from the current control circuit when a deviation value between the reference voltage and the detection voltage exceeds a threshold value.
上記の各発明において、基準電圧と検出電圧の乖離値が閾値を超えた場合にエラー情報を出力する報知手段又は報知ステップを更に備える構成とすることが好ましい。 In each of the above-described inventions, it is preferable to further include a notification means or a notification step for outputting error information when the deviation value between the reference voltage and the detection voltage exceeds a threshold value.
図1に本発明の各実施例で使用する閃光放電ランプ点灯装置(以下、「点灯装置」という)を示す。点灯装置100は整流入力回路150、充電回路200、電流制御回路300、制御部400及び報知手段500を備える。なお、上記及び以降の説明において、各回路素子が上記のどの回路に属するかは便宜的なものであり、本発明を拘束するものではない。
FIG. 1 shows a flash discharge lamp lighting device (hereinafter referred to as “lighting device”) used in each embodiment of the present invention. The
また、上記の点灯装置100、点灯装置100に接続された閃光放電ランプ50(以下、「ランプ50」という)、ランプ50を内包する筐体(不図示)、点灯装置100への入力手段等を備えることにより閃光照射装置を構成することができる。閃光点灯装置が擬似太陽光照射装置である場合、ランプ50はキセノンランプからなる。
The
図2Aにランプ50の全体を、図2Bにランプ50の端部付近の拡大図を示す。ランプ50は一対の電極51、一対の金属箔52、一対のランプベース53、発光管54及びトリガ線55を備える。一対の電極51はそれぞれ金属箔52を介してランプベース53に取り付けられ、発光管54内で対向配置される。本実施例では、電極51はタングステン電極であり、金属箔52はモリブデン箔であり、ランプベース53はセラミックス(例えば、ステアタイト)からなる。発光管54は石英ガラスからなり、内部にはキセノン等の発光物質が封入され、その両端がランプベース53によって接着及び封止される。トリガ線55は発光管54の両端部にそれぞれ巻回されるとともに発光管54に沿って近接配置され、ランプ50の始動動作を補助する。点灯装置からの電力が配線56及び金属箔52を介して電極51に供給され、一対の電極51間で放電が行われる。
FIG. 2A shows the
同2Bを参照してランプ50の劣化について説明する。前述したように、ランプ50の点灯が繰り返されてその寿命に近づくと、金属箔52のランプベース53に埋設された部分が破損(変形、離脱等)する。金属箔52が破損するとランプ50の負荷、即ち、インピーダンスが変化する。このランプ50のインピーダンスの変動が急峻な場合、後述する誤差増幅器22がその急峻な変化に応答することができなくなり、定電流制御が維持されなくなる。さらに寿命の最終段階にはランプ発光の繰り返しによる温度上昇によって金属箔52が溶解し、溶解した金属箔52が金属蒸気となってランプベース53と発光管54の接着部分から放出される。この放出された金属蒸気を介してランプ50から照射装置の筐体にリーク電流が流れ、照射装置の筐体を破損させる可能性がある。このように、金属箔52の劣化を放置すると、それに起因して点灯装置100(電流制御回路300)での定電流制御が維持されなくなったり、照射装置にダメージを与えたりする可能性がある。
Deterioration of the
図1に戻り、整流入力回路150は整流器1及び平滑コンデンサ2を備え、AC電源は整流器1によって全波整流されるとともに平滑コンデンサ2によって平滑化される。なお、本実施例では、整流入力回路150にコンデンサインプット型のものと用いているが、力率改善回路等を用いてもよい。また、AC電源の代わりにDC電源が入力電源となる場合は、整流入力回路150は不要である。
Returning to FIG. 1, the
充電回路200は、トランジスタ3〜6からなるフルブリッジ回路、PWM制御回路7、昇圧トランス8、整流器9、電流制限用コイル10、蓄電素子11、充電電圧検出部12、電流検出抵抗13、誤差増幅器14及び基準電源15を備える。フルブリッジ回路はPWM制御回路7によってスイッチング制御され、トランジスタ3及び6とトランジスタ4及び5が交互にオン・オフされるとともにその導通時間が制御される。昇圧トランス8の一次巻線にはフルブリッジ回路の出力が接続され、二次側には巻数比に応じた電圧が発生する。昇圧トランスの二次巻線に発生した電圧は、整流器9、電流制限用コイル10及び蓄電素子11で整流及び平滑化される。なお、実施例においては、蓄電素子11を電解コンデンサとしているが、蓄電素子11は電気二重層コンデンサ、バッテリ等であってもよい。また、充電回路200としてフルブリッジ及び昇圧トランスで構成される回路が例示されるが、昇圧動作と充電動作が可能であれば他の昇圧コンバータ方式の回路であってもよい。またさらに、充電回路200が高圧電源から給電される場合には昇圧機能は不要である。
The charging circuit 200 includes a full bridge circuit composed of
充電回路200は制御部400(より具体的にはCPU401、以下同じ)からの充電開始信号を受けて動作を開始する。充電動作中は、電流検出抵抗13によって検出される電流値(電流検出抵抗13に発生する電圧)が目標値(基準電源15の電圧)に等しくなるように誤差増幅器14及びPWM制御回路7が動作し、所定の充電電流で充電が行われる(充電方法は定電流制御に限られない)。充電電圧検出部12によって検出される充電電圧がランプ電圧よりも充分に高い設定電圧(例えば、1000V)に達すると、PWM制御回路7はフルブリッジ回路の動作を一旦停止(又は充電電圧を保持)し、スタンバイ状態とする。ここで、PWM制御回路7は充電完了信号を制御部400に出力する。
The charging circuit 200 starts its operation in response to a charging start signal from the control unit 400 (more specifically, the CPU 401, the same applies hereinafter). During the charging operation, the error amplifier 14 and the PWM control circuit 7 operate so that the current value detected by the current detection resistor 13 (voltage generated in the current detection resistor 13) becomes equal to the target value (voltage of the reference power supply 15). Then, charging is performed with a predetermined charging current (the charging method is not limited to constant current control). When the charging voltage detected by the charging voltage detector 12 reaches a set voltage (for example, 1000 V) that is sufficiently higher than the lamp voltage, the PWM control circuit 7 temporarily stops the operation of the full bridge circuit (or holds the charging voltage). And set to the standby state. Here, the PWM control circuit 7 outputs a charge completion signal to the
電流制御回路300はIGBT等の半導体スイッチ16、ダイオード17、チョークコイル18、コンデンサ19、電流検出抵抗20、PWM制御回路21及び誤差増幅器22を含み、降圧チョッパ回路を構成する。また、電流制御回路300はイグナイタ回路350を含む。イグナイタ回路350は始動回路23及びパルストランス24及びを含み、パルストランス24の2次巻線はチョークコイル18に直列接続される。
The current control circuit 300 includes a semiconductor switch 16 such as an IGBT, a diode 17, a choke coil 18, a capacitor 19, a
電流制御回路300は、蓄電素子11を定電圧源として出力電流をランプ50に供給する。電流制御回路300のPWM制御回路21が制御部400からの点灯信号に応じて動作を開始すると、動作開始時点でランプ50の両端に、蓄電素子11の電圧とほぼ等しい直流電圧が印加される。一方、イグナイタ回路350の始動回路23は点灯信号に応じて起動してパルストランス24の1次巻線にパルス電圧を発生させ、パルストランスの1次/2次巻数比に応じて2次巻線に高圧パルスが発生する。これにより、上記の蓄電素子11の電圧に高圧パルスが重畳された電圧がランプに印加され、ランプ50の絶縁破壊が起こる。
The current control circuit 300 supplies an output current to the
ランプ50が絶縁破壊されると、蓄電素子11の電圧を電源として電流制御回路300からの制限された電流がランプ50に投入される。半導体スイッチ16はPWM制御回路21によって導通時間が制御されてスイッチングされる。半導体スイッチ16がオンの期間には蓄電素子11→半導体スイッチ16→チョークコイル18→パルストランス24の2次巻線→ランプ50→蓄電素子11の経路に電流が流れる。一方、半導体スイッチ16がオフの期間にはチョークコイル18に蓄えられた電力を元に、チョークコイル18→パルストランス24の2次巻線→ランプ50→ダイオード17→チョークコイル18の経路に電流が流れる。コンデンサ19はランプ50への出力を平滑化し、ランプ電流のリップル成分を抑制又は除去する。
When the
電流検出抵抗20によってランプ電流が検出され、検出ランプ電流に比例する電圧信号(以下、「検出電圧」という)が誤差増幅器22の一方の入力端子に入力される。設定ランプ電流に比例するCPU401からの電圧信号(以下、「基準電圧」という)が誤差増幅器22の他方の入力端子に入力される。そして、誤差増幅器22の両入力の差分が減少するように(理想的には一致するように)、PWM制御回路21によって誤差増幅器22の出力に応じて半導体スイッチ16の導通時間がPWM制御される。これにより、蓄電素子11を電源とするランプ50の定電流直流点灯が行われる。なお、図1においては誤差増幅器22の正入力端子と出力端子間を短絡しているが、帰還抵抗、帰還コンデンサ、又はその両方の並列接続回路を適宜挿入してもよい。
The lamp current is detected by the
制御部400はCPU401、メモリ402及び入出力インターフェイス403を備える。CPU401は各要素間の信号のやりとりを制御するプロセッサであり、メモリ402はプログラム及びデータを記憶するメモリである。制御部400には、操作パネル450から入出力インターフェイス403を介して点灯指令が入力される。
The
制御部400は操作パネル450からの点灯指令を受けて、充電回路200を充電した後、電流制御回路300に点灯信号を出力する。ランプ点灯開始後に安定点灯状態となると、制御部400は、基準電圧と検出電圧の乖離値を取得し、その乖離値が閾値を超えた場合に電流制御回路300の出力動作を停止させ、報知手段500に対して警告信号を出力する。なお、制御部400における誤検出又は誤動作を防止するため、基準電圧と検出電圧の乖離値が閾値を所定の期間にわたって超えた場合に制御部400が上記の停止動作及び警告信号出力を行うように構成することが好ましい。
報知手段500は操作パネル450の一部であってもよいし別置されるものであってもよい。報知手段500は、LEDの点灯又は点滅、液晶表示、パソコン画面上の表示等の視覚的なものであってもよいし、スピーカによる音声案内等の聴覚的なものであってもよいし、その組合せであってもよい。報知手段500が操作パネル450の画面上の表示である場合には、報知手段500は制御部400からの警告信号を受けて、ランプ50の状態が劣化していることを示すエラー情報をその画面上に表示して使用者に報知するようにしてもよい。エラー情報には、使用者にランプ50の交換を促すメッセージを含んでいてもよい。なお、入出力インターフェイス403と操作パネル450及び報知手段500の接続は無線接続によるものであってもよいし、有線接続によるものであってもよい。
The notification unit 500 may be a part of the operation panel 450 or may be provided separately. The notification means 500 may be visual such as lighting or blinking of an LED, liquid crystal display, display on a personal computer screen or the like, or may be audible such as voice guidance by a speaker. It may be a combination. When the notification unit 500 is a display on the screen of the operation panel 450, the notification unit 500 receives a warning signal from the
上記の点灯装置の動作をまとめると、まず、制御部400は操作パネル450からの点灯指令を受けると、充電回路200に充電開始信号を出力する。充電が完了すると、充電回路200は制御部400に充電完了信号を返す。制御部400は充電完了信号を受けて、点灯信号を電流制御回路300に出力し、点灯動作を実行させる。ランプ点灯が安定状態となった後、制御部400は、基準電圧と検出電圧の乖離が閾値を超えた場合に電流制御回路300の出力動作を停止させ、報知手段500に警告信号を出力する。報知手段500は制御部400からの警告信号を受けてエラー情報を出力し、ランプ50の劣化を使用者に報知する。
When the operation of the lighting device is summarized, first, when the
図3〜図5を参照して、制御部400による制御を説明する。なお、これらの図面、特に図4及び図5は、図を見易くするために実際とは異なる尺度で模式的に作図されている。図3〜図5では、下段に電流制御回路300に対する負荷インピーダンス、中段に電流制御回路300からの出力電流、上段に誤差増幅器22の入力である基準電圧(破線)及び検出電圧(実線)を示す。図3〜図5におけるランプ点灯の設定として、設定ランプ電流が70Aであり、設定点灯時間が100msであるものとする。電流検出抵抗20が0.05Ωの場合、出力電流70Aに対応する基準電圧は3.5Vとなる。
The control by the
図3に、正常なランプ50での点灯における各部波形を示す。負荷インピーダンスは始動直後の過渡期間以外は一定であるものとする。出力電流波形は、点灯開始から10ms程度の始動期間以降は電流制御回路300の誤差増幅器22の帰還動作により70A一定に維持され、始動期間を除き、基準電圧と検出電圧の乖離値は実質的に0Vとなる。従って、制御部400は通常の動作を実行し、点灯開始から100ms経過時に電流制御回路300の出力動作を停止させ、消灯する。なお、本例では負荷インピーダンスを一定としているが、もちろん、負荷インピーダンスの変化が緩やかであれば誤差増幅器22の帰還動作により出力電流は一定に維持される。
FIG. 3 shows the waveforms of each part when the
図4に、金属箔52の損傷により点灯中に負荷インピーダンスが上昇する場合の各部波形を示す。なお、負荷インピーダンスが上昇する場合として、金属箔52の離脱又は変形によりランプ電流が妨げられることによりランプ50のインピーダンスが上昇した状態等が想定される。本例では、金属箔52の損傷は点灯開始後60ms付近で発生するものとする。金属箔52の損傷発生後に負荷インピーダンスが急峻に上昇すると、誤差増幅器22は、検出電圧と基準電圧の差分を減少させる帰還動作により半導体スイッチ16のパルス幅を増加させる。しかし、誤差増幅器22の応答速度が負荷インピーダンスの急峻な上昇に対応しない場合、負荷インピーダンス上昇によるランプ電流の減少に対して、半導体スイッチ16のパルス幅の増加による出力電流の増加が追いつかず、結果として図4に示すように出力電流及び検出電圧は減少していく。
FIG. 4 shows the waveform of each part when the load impedance rises during lighting due to damage to the
制御部400は基準電圧と検出電圧の乖離値が閾値以上となった状態が所定時間にわたって継続すると電流制御回路300を停止させる。例えば、乖離値が0.1Vを超えた状態(出力電流及び検出電圧がそれぞれ68A及び3.4V未満となった状態)が1msにわたって継続した時点(90ms付近)で、制御部400が電流制御回路300の出力電流を停止させる。
The
図5に、金属箔52の損傷により点灯中に負荷インピーダンスが低下する場合の各部波形を示す。なお、負荷インピーダンスが低下する場合としては、金属箔52の離脱又は変形に起因してランプ50から照射装置の筐体にリーク電流が発生した場合等が想定される。本例でも、金属箔52の損傷は点灯開始後60ms付近で発生するものとする。金属箔52の損傷発生後に負荷インピーダンスが急峻に低下すると、誤差増幅器22は、検出電圧と基準電圧の差分を減少させる帰還動作により半導体スイッチ16のパルス幅を減少させる。しかし、誤差増幅器22の応答速度が負荷インピーダンスの急峻な低下に対応しない場合、負荷インピーダンス低下によるランプ電流の上昇に対して、半導体スイッチ16のパルス幅の減少による出力電流の低下が追いつかず、結果として図5に示すように出力電流及び検出電圧は増加していく。
FIG. 5 shows respective waveforms when the load impedance is reduced during lighting due to damage to the
制御部400は基準電圧と検出電圧の乖離値が閾値以上となった状態が所定時間にわたって継続すると電流制御回路300を停止させる。例えば、乖離値が0.1Vを超えた状態(出力電流及び検出電圧がそれぞれ72A及び3.6Vを超えた状態)が1msにわたって継続した時点(90ms付近)で、制御部400が電流制御回路300の出力電流を停止させる。
The
図6に本実施例による閃光放電ランプ点灯方法のフローチャートを示す。図3〜図5に示した例と同様に、本フローにおいても、設定ランプ電流を70A、設定点灯時間Tsを100ms、閾値Δthを0.1V(電流検出抵抗20は0.05Ωである)、継続判定用の所定時間Tdを1msとする。
FIG. 6 shows a flowchart of a flash discharge lamp lighting method according to this embodiment. Similar to the example shown in FIGS. 3 to 5, in this flow, the set lamp current is 70 A, the set lighting time Ts is 100 ms, the threshold Δth is 0.1 V (the
ステップS5において、制御部400が操作パネル450から点灯指令を受けて充電回路200に蓄電素子11を充電させる。
ステップS10において、制御部400は電流制御回路300にランプ50を点灯開始させる。この時点から制御部400は経過時間tの計測を開始する。
In step S <b> 5,
In step S10, the
ステップS15において、制御部400は、経過時間tが始動期間Ti(例えば、10ms)を超えたか否か、即ち、ランプ点灯が安定状態となったか否かを判断する。この始動期間Tiは、点灯開始時におけるランプ状態及び点灯回路状態の過渡期間において制御部400による保護動作を行わないようにするためのマスク期間である。経過時間tが始動期間Tiを超えた場合(ステップS15、YES)、処理はステップS20に進む。
In step S15, the
ステップS20において、制御部400は基準電圧と検出電圧との乖離値Δを取得する。
ステップS25において、制御部400は乖離値Δが閾値Δthを超えたか否かを判定する。乖離値Δが閾値Δthを超えた場合(ステップS25、YES)、処理はステップS30に進み、乖離値Δが閾値Δth以下である場合(ステップS25、NO)、処理はステップS31に進む。
In step S20, the
In step S25, the
ステップS30において、制御部400は乖離値Δが閾値Δthを超えてからの乖離継続時間txの計測を開始する。
ステップS35において、制御部400は乖離継続時間txが所定時間Tdを超えたか否かを判定する。乖離継続時間txが所定時間Td以下の場合(ステップS35、NO)、処理はステップS40に進む。
なお、ステップS25において、乖離値Δが閾値Δth以下である場合(特に、乖離値Δが閾値Δth以下に戻った場合)(ステップS25、NO)、ステップS31で乖離継続時間txがリセットされてから処理はステップS40に進む。
In step S <b> 30, the
In step S35, the
In step S25, when the deviation value Δ is less than or equal to the threshold value Δth (particularly, when the deviation value Δ has returned to the threshold value Δth or less) (step S25, NO), the deviation duration time tx is reset in step S31. The process proceeds to step S40.
ステップS40において、制御部400は、点灯開始からの経過時間tが設定点灯時間Ts(100ms)に達したか否かを判断する。経過時間tが設定点灯時間Tsに達していない場合(ステップS40、NO)、処理はステップS20に戻る。
In step S40, the
ステップS35で乖離継続時間txが所定時間Tdを超えたと判断された場合(ステップS35、YES)、処理はステップS45に進む。
ステップS45において、制御部400は電流制御回路300の出力動作を停止させ、照射装置の安全動作を確保する。
ステップS50において、制御部500はエラー情報を使用者に報知する。これにより、使用者においてランプの交換が促される。
When it is determined in step S35 that the deviation continuation time tx has exceeded the predetermined time Td (step S35, YES), the process proceeds to step S45.
In step S45, the
In step S50, the control unit 500 notifies the user of error information. This prompts the user to replace the lamp.
ステップS40で経過時間tが設定点灯時間Tsに達したと判断された場合(ステップS40、YES)、処理はステップS55に進む。
ステップS55において、制御部400が電流制御回路300に出力動作を停止させて点灯を終了する。処理がステップS55に到達したということは、正常なランプ点灯が完了したことを意味する。
When it is determined in step S40 that the elapsed time t has reached the set lighting time Ts (step S40, YES), the process proceeds to step S55.
In step S55, the
以上のように、本発明の点灯装置及び点灯方法によると、ランプの金属箔部分の故障に起因する異常を早期に検知して出力停止及び報知動作を行うことが可能となり、使用者がランプのメンテナンス(交換)を適切なタイミングで行うことができる。また、このような点灯装置を用いた閃光照射装置が擬似太陽光照射装置として利用される場合には、照射装置を適切に管理し、太陽電池パネル特性の正確な測定を確実に実行することが可能となる。 As described above, according to the lighting device and the lighting method of the present invention, it is possible to detect an abnormality caused by the failure of the metal foil part of the lamp at an early stage, and to stop the output and perform the notification operation. Maintenance (replacement) can be performed at an appropriate timing. In addition, when a flash irradiation device using such a lighting device is used as a pseudo-sunlight irradiation device, it is possible to appropriately manage the irradiation device and reliably perform accurate measurement of solar panel characteristics. It becomes possible.
変形例.
上記に本発明の好適な実施例を示したが、本発明は以下に示すように種々の態様に変形することが可能である。
Modified example.
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention can be modified in various ways as described below.
例えば、上記実施例では、閃光放電ランプがキセノンランプである場合を例示して本発明を説明したが、図2Bに示したランプ構造と同様の構造を有する閃光放電ランプにも本発明は適用可能である。また、上記実施例ではランプを直管型のものとして示したが、環形ランプ、屈曲形ランプ等、他の発光管形状の閃光放電ランプを点灯する場合にも本発明は適用可能である。 For example, in the above embodiment, the present invention has been described by exemplifying the case where the flash discharge lamp is a xenon lamp. However, the present invention can also be applied to a flash discharge lamp having a structure similar to the lamp structure shown in FIG. 2B. It is. In the above embodiment, the lamp is shown as a straight tube type. However, the present invention can also be applied to the case where a flash discharge lamp having another arc tube shape such as a ring lamp or a bent lamp is lit.
また、上記実施例では基準値からの検出値の乖離値を差(電圧値)で処理する構成を示したが、乖離値を割合で処理する構成としてもよい。例えば、乖離値=(|検出値−基準値|)/基準値、などとして、乖離値が閾値(例えば2%)を超えた場合に出力停止及び報知動作を行う構成としてもよい。 In the above embodiment, the divergence value of the detected value from the reference value is processed as a difference (voltage value). However, the divergence value may be processed as a ratio. For example, the output stop and the notification operation may be performed when the divergence value exceeds a threshold value (for example, 2%), such as divergence value = (| detection value−reference value |) / reference value.
また、上記実施例では、ランプ異常発生時に、点灯装置の出力停止及び報知手段による報知動作によって処理が終了する構成を示したが、ランプ交換完了まで次回点灯が禁止される処理をさらに追加してもよい。例えば、報知動作後、操作パネル450にランプ交換完了の確認入力が行われるまで、操作パネル450が次回点灯操作の入力を受け付けない構成としてもよい。 In the above embodiment, when the lamp abnormality occurs, the process is terminated by stopping the output of the lighting device and the notification operation by the notification means. However, a process for prohibiting the next lighting until the lamp replacement is completed is further added. Also good. For example, after the notification operation, the operation panel 450 may not accept an input of the next lighting operation until a confirmation input for lamp replacement completion is performed on the operation panel 450.
また、上記実施例では、乖離値Δが閾値Δthを超えた状態が連続して所定時間Tdにわたって継続した場合に出力停止等を行う構成を示したが、乖離値Δが閾値Δthを超えた状態が1回の点灯中に合計して所定時間に達した場合に出力停止等を行う構成としてもよい。この場合、図6のフローチャートにおけるステップS31が省略される。 In the above embodiment, the configuration in which the output is stopped when the state where the deviation value Δ exceeds the threshold value Δth continues continuously for the predetermined time Td is shown, but the state where the deviation value Δ exceeds the threshold value Δth. May be configured such that output is stopped when a predetermined time is reached in total during one lighting. In this case, step S31 in the flowchart of FIG. 6 is omitted.
11 蓄電素子(定電圧源)
22 誤差増幅器
50 閃光放電ランプ
51 電極
52 金属箔
53 ランプベース
100 閃光放電ランプ点灯装置
300 電流制御回路
400 制御部
500 報知手段
11 Power storage element (constant voltage source)
22
Claims (5)
定電圧源と、
前記定電圧源を入力として前記閃光放電ランプに出力電流を供給する電流制御回路であって、設定ランプ電流に対応する基準電圧及び検出される前記出力電流に対応する検出電圧が入力されて前記基準電圧と前記検出電圧の差分を減少させるように前記出力電流を帰還制御する誤差増幅器を有する電流制御回路と、
前記基準電圧と前記検出電圧の乖離値が閾値を超えた場合に前記電流制御回路からの出力電流を停止させる制御部と
を備えた閃光放電ランプ点灯装置。 A flash discharge lamp lighting device for lighting a flash discharge lamp in which a pair of electrodes is attached to a lamp base via a metal foil,
A constant voltage source;
A current control circuit for supplying an output current to the flash discharge lamp with the constant voltage source as an input, wherein a reference voltage corresponding to a set lamp current and a detection voltage corresponding to the detected output current are input and the reference A current control circuit having an error amplifier that feedback-controls the output current so as to reduce the difference between the voltage and the detection voltage;
A flash discharge lamp lighting device comprising: a control unit that stops an output current from the current control circuit when a deviation value between the reference voltage and the detection voltage exceeds a threshold value.
前記基準電圧と前記検出電圧の乖離値が前記閾値を超えた場合にエラー情報を出力する報知手段を更に備えた閃光放電ランプ点灯装置。 The flash discharge lamp lighting device according to claim 1,
A flash discharge lamp lighting device further comprising notification means for outputting error information when a deviation value between the reference voltage and the detection voltage exceeds the threshold value.
前記閃光放電ランプ点灯装置に接続されたキセノンランプからなる閃光放電ランプと
を備えた閃光照射装置。 A flash discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2,
A flash irradiation device comprising: a flash discharge lamp comprising a xenon lamp connected to the flash discharge lamp lighting device.
定電圧源を入力とする電流制御回路が前記閃光放電ランプに出力電流を供給するステップであって、設定ランプ電流に対応する基準電圧及び検出される前記出力電流に対応する検出電圧が入力される誤差増幅器によって前記基準電圧と前記検出電圧の差分を減少させるように前記出力電流を帰還制御する、ステップと、
前記基準電圧と前記検出電圧の乖離値が閾値を超えた場合に制御部が前記電流制御回路からの出力電流を停止させるステップと
を備える点灯方法。 A method of lighting a flash discharge lamp in which a pair of electrodes is attached to a lamp base via a metal foil,
A step of supplying an output current to the flash discharge lamp by a current control circuit having a constant voltage source as an input, wherein a reference voltage corresponding to a set lamp current and a detection voltage corresponding to the detected output current are input; Feedback controlling the output current to reduce a difference between the reference voltage and the detection voltage by an error amplifier; and
And a step of causing the control unit to stop the output current from the current control circuit when a deviation value between the reference voltage and the detection voltage exceeds a threshold value.
前記基準電圧と前記検出電圧の乖離値が前記閾値を超えた場合に報知手段がエラー情報を出力するステップ
を更に備える点灯方法。 The lighting method according to claim 4,
A lighting method further comprising a step of notifying means outputting error information when a deviation value between the reference voltage and the detected voltage exceeds the threshold value.
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