JP4135070B2

JP4135070B2 - Discharge lamp lighting device

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Publication number: JP4135070B2
Application number: JP2002254746A
Authority: JP
Inventors: 晃弘岸本; 洋史小西
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004095334A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関し、特に、始動電圧を発生する回路の部品に部品定数のバラツキがあった場合でも最適な始動電圧を発生させ得る放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯点灯装置２００は、図１５に示すように、電源３１、電源３１から供給される電源を安定化する直流安定化電源３２、スイッチ素子３３とチョークコイル３４と駆動回路３５とダイオード３６と電圧検出回路３７とから成り直流安定化電源３２からの電圧を昇圧又は降圧するチョッパ回路１１１、チョッパ回路１１１からの電圧を平滑する平滑用コンデンサ３８、駆動回路３９、４２、４３、４６とスイッチ回路４０、４１、４４、４５とから成り平滑用コンデンサ３８からの直流電圧を交流電圧に変換する極性反転回路１１２、コイル４７とコンデンサ４８とから成り放電灯を点灯させるための高電圧を発生させる共振回路１１３、チョッパ回路１１１の出力電圧を制御するチョッパ制御回路５０、及び、極性反転回路１１２の交流電圧の周波数等を制御する制御回路５１を備え、コンデンサ４８と並列に接続される放電灯４９を点灯させている。なお、共振回路１１３は、スイッチ回路４０とスイッチ回路４４との接続端ａと、スイッチ回路４０とスイッチ回路４４との接続端ｂとの間に接続されている。
【０００３】
このような放電灯点灯装置２００は、放電灯４９の点灯を開始する場合には、制御回路５１が駆動回路３９、４２、４３、４６を用いて対角位置に配置されたスイッチ回路４０及びスイッチ回路４５の組とスイッチ回路４１及びスイッチ回路４４の組とを交互にオン・オフすることによって、両接続端ａｂ間に数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの高周波電圧を発生させる。この高周波電圧によって共振回路１１３は、共振し、コンデンサ４８の端子間に高圧な共振電圧が発生する。そして、この高圧な共振電圧によって放電灯４９が点灯する。一方、電圧検出回路３７の検出電圧によって制御回路５１は、放電灯４９の点灯を検出すると、両接続端ａｂ間に数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの低周波電圧が発生するように、スイッチ回路４０、４１、４４、４５の各組を交互にオン・オフする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電灯点灯装置は、上述のように共振回路を共振させることによって放電灯を点灯させるために充分な電圧値以上の高電圧を得ているため、共振回路の共振周波数に応じた駆動周波数でスイッチ回路の各組のオン・オフを制御する必要がある。このため、制御回路には、共振回路におけるコイルのインダクタンスやコンデンサの容量に基づく共振条件によって決定された駆動周波数が固定的に設定されていた。そのため、逆にこの固定的に設定された駆動周波数で共振回路が共振するようにするために、従来、コイルやコンデンサは、インダクタンスの値や容量の値が許容差の非常に小さい部品である必要があるという問題があった。そして、このような部品を使用する結果、コストが大きくなるという問題があった。
【０００５】
一方、許容差の大きい安価な部品を共振回路に用いようとすると製品ごとに共振条件が異なるため、例えば放電灯点灯装置の出荷時などに、個々の製品ごとに共振回路の共振周波数を実測するなどして共振周波数を特定し、制御回路に駆動周波数を設定する必要が生じるという問題がある。そして、このようなマニュアルによる調整が必要となる結果、工数がかかり、コストが大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みて為された発明であり、許容差を考慮することなしにコイルやコンデンサを選定することができ、また、個々の製品ごとにマニュアルで調整する必要のない放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、直流電圧を昇圧又は降圧する直流−直流変換回路と、前記直流−直流変換回路の出力電圧をその極性を周期的に反転させて放電灯に印加するための極性反転回路と、前記放電灯を始動させるための始動電圧を発生させる共振回路と、前記直流−直流変換回路、前記極性反転回路及び前記共振回路を制御して前記放電灯の点灯を制御する制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、前記共振回路を駆動する駆動電圧の周波数を検出する周波数検出手段と、前記共振回路を駆動して生じた電圧を検出する電圧検出手段と、前記周波数検出手段の出力と前記電圧検出手段の出力とに基づいて、前記放電灯を始動させ得る始動電圧を前記共振回路に生じさせる前記駆動電圧の周波数を、前記放電灯を点灯させずに検出する周波数決定手段とを備え、前記周波数決定手段は、前記電圧検出手段の出力が最大となった場合における前記周波数検出手段の出力を前記駆動電圧の周波数として検出する。
【００１０】
このような構成の放電灯点灯装置では、放電灯を始動させ得る始動電圧を共振回路に生じさせる駆動電圧の周波数を周波数決定手段で検出するので、共振回路を構成する部品の部品定数のバラツキによる共振条件の相違を吸収することができる。そのため、許容差を考慮すること無しに部品を選定することができ、また、製品ごとに駆動周波数をサーチして設定するというマニュアル作業をする必要がなく、確実に始動電圧を発生させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、共振回路の各部品にかかる電気的なストレスを軽減する観点から、請求項１に記載の放電灯点灯装置において、前記駆動電圧の周波数の検出は、前記放電灯を始動させ得る始動電圧よりも小さい電圧を前記共振回路に印加した状態で行われることで構成する。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、放電灯をより早く点灯させる観点から、請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯装置において、前記駆動電圧の周波数の検出を１度行って、検出した前記駆動電圧の周波数を保持する保持手段をさらに備えて構成される。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、駆動電圧の周波数を保持させる工数を省く観点から、請求項３に記載の放電灯点灯装置において、前記保持手段は、不揮発性メモリであることで構成される。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、周囲温度や部品の経年変化により共振条件がずれても確実に始動電圧を発生させる観点から、請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯装置において、前記駆動電圧の周波数の検出は、電源投入ごとに行うことで構成される。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させる観点から、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数から所定の周波数分だけシフトした周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させる観点から、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を中心に所定の周波数範囲で周波数を掃引しながら前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、共振回路を小型化して放電灯点灯装置の小型化を図る観点から、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を奇数倍した周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【００１８】
請求項９に記載の発明では、基本共振周波数が共振回路に印加された場合の電圧振幅と略同一の電圧振幅を得る観点から、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記制御回路は、検出した前記駆動電圧の周波数を３倍した周波数で前記共振回路に始動電圧を生じさせることで構成される。
【００１９】
請求項１０に記載の発明では、共振回路のＱ値を高くする観点から、請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記共振回路は、インダクタ要素とコンデンサとから成ることで構成される。
【００２０】
請求項１１に記載の発明では、コンデンサに比較的低い電圧を印加させるようにする観点から、請求項１０に記載の放電灯点灯装置において、前記インダクタ要素は、トランスを用いることで構成される。
【００２１】
請求項１２に記載の発明では、電圧検出手段に比較的低い電圧を印加させるようにする観点から、請求項１１に記載の放電灯点灯装置において、前記電圧検出手段は、前記トランスの一次巻線側に在ることで構成される。
【００２２】
請求項１３に記載の発明では、電圧検出手段の回路構成を簡素化を図る観点から、請求項１１に記載の放電灯点灯装置において、前記電圧検出手段は、前記トランスの一次巻線側に接続された抵抗器であることで構成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
（第１の実施形態の構成）
図１は、第１の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【００２４】
図１において、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１は、電源３１、直流安定化電源３２、スイッチ素子３３とチョークコイル３４と駆動回路３５とダイオード３６と電圧検出回路３７とから成るチョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、駆動回路３９、４２、４３、４６とスイッチ回路４０、４１、４４、４５とから成る極性反転回路１１２、コイル４７とコンデンサ４８とから成る共振回路１１３、電圧検出回路１１、チョッパ制御回路５０、制御回路１２、周波数検出回路１３、及び、周波数決定回路１４を備える。即ち、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１は、図１５に示す従来の放電灯点灯装置２００に対し、電圧検出回路１１、周波数検出回路１３及び周波数決定回路１４を更に備え、制御回路５１の代わりに制御回路１２を用いる点に主な特徴がある。
【００２５】
電源３１から供給される電源は、直流安定化電源３２で電圧値が安定化され、チョッパ回路１１１に入力される。チョッパ回路１１１は、入力端と出力端との間にスイッチ素子３３とチョークコイル３４とが直列に接続され、スイッチ素子３３とチョークコイル３４との接続点にはダイオード３６のカソード側が接続される。そして、チョッパ回路１１１の出力端には、チョッパ回路１１１の出力電圧（平滑用コンデンサ３８の端子間電圧）を検出する電圧検出回路３７が設けられ、検出結果は、チョッパ制御回路５０及び制御回路１２に出力される。チョッパ制御回路５０は、電圧検出回路３７で検出された出力電圧に基づいて、出力端に並列接続した平滑用コンデンサ３８の端子間電圧が、始動制御や点灯制御に対応した所定の電圧値になるように制御信号を駆動回路３５に出力する。駆動回路３５は、制御信号に応じて所定のデューティ及び数１０ｋＨｚの高周波でスイッチ素子３３をオン・オフする。これによってチョッパ回路１１１は、入力電圧を所定の電圧値に昇圧又は降圧する。このスイッチ素子３３をオン・オフするデューティ及び周波数は、平滑用コンデンサ３８の端子電圧が極性反転回路１１２の負荷状態に応じて変化するので、この負荷状態に応じて調整される。スイッチ素子は、例えば、トランジスタである。
【００２６】
平滑用コンデンサ３８の出力電圧は、極性反転回路１１２に入力される。極性反転回路１１２は、直列に接続されたスイッチ回路４０及びスイッチ回路４４と、直列に接続されたスイッチ回路４１及びスイッチ回路４５とが並列に接続されてブリッジ回路を構成する。駆動回路３９は、スイッチ回路４０を駆動し、駆動回路４２は、スイッチ回路４１を駆動し、駆動回路４３は、スイッチ回路４４を駆動し、駆動回路４６は、スイッチ回路４５を駆動する。制御回路１２は、後述するように、対角の位置に配置されたスイッチ回路４０及びスイッチ回路４５の組とスイッチ回路４１及びスイッチ回路４４の組とを交互にオン・オフする。これによって極性反転回路１１２は、スイッチ回路４０とスイッチ回路４４との接続端ａと、スイッチ回路４１とスイッチ回路４５との接続端ｂとの間に、入力直流電圧の極性を周期的に反転させた交流電圧を発生させる。なお、制御回路１２は、各組が同時にオンになることが無いようにスイッチングのタイミングを制御する。極性反転回路１１２は、例えば、フルブリッジインバータ回路である。スイッチ回路４０、４１、４４、４５は、例えば、スイッチ素子とダイオードとの逆並列回路やＦＥＴ（Field Effect Transistor）などである。
【００２７】
これら接続端ａと接続端ｂとの間には、共振回路１１３が接続される。共振回路１１３は、直列に接続されたコイル４７とコンデンサ４８とから構成され、ソケットを介して放電灯４９がコンデンサ４８に並列に接続される。放電灯４９は、例えば、高圧水銀灯やナトリウムランプやメタルハライドランプなどの高輝度放電灯である。
【００２８】
電圧検出回路１１は、共振回路１１３におけるコイル４７とコンデンサ４８との接続端ｃに接続され、接続端ｃの電圧を検出する。電圧検出回路１１の検出電圧Ｖr は、周波数決定回路１４に出力される。周波数検出回路１３は、スイッチ回路４０及びスイッチ回路４５の組とスイッチ回路４１及びスイッチ回路４４の組とを交互にオン・オフする駆動周波数を制御回路１２からの出力に基づいて検出する。周波数決定回路１４は、電圧検出回路１１の検出電圧Ｖr 及び周波数検出回路１３の検出結果に基づいて後述のように駆動周波数を決定し、制御回路１２に出力する。
（第１の実施形態の動作）
図２は、第１の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端ｃにおける電圧との関係を示す図である。図３の横軸は駆動周波数であり、縦軸は電圧である。なお、後述の図７、図９、図１２及び図１３の各軸も同様である。
【００２９】
放電灯点灯装置１０１は、不図示の電源スイッチによって電源が投入されると、まず、放電灯４９を始動させる始動制御が行われる。即ち、図２において、制御回路１２は、放電灯点灯装置１０１の各部の初期設定を行い（Ｓ１１）、極性反転回路１１２の駆動周波数を初期駆動周波数ｆ2 に設定する（Ｓ１２）。初期駆動周波数ｆ2 は、図３に示すように、放電灯４９を始動（点灯開始）させるに充分な電圧（既定電圧Ｖs ）よりも小さい電圧（始動電圧）Ｖ2 を共振回路１１３に生じさせ得る周波数である。そして、制御回路１２は、極性反転回路１１２の各スイッチ回路４０、４１、４４、４５を上述の組ごとに初期駆動周波数ｆ2 でオン・オフする（Ｓ１３）。
【００３０】
各スイッチ回路４０、４１、４４、４５が上述の組ごとに初期駆動周波数ｆ2 でオン・オフすることによって、共振回路１１３におけるコンデンサ４８の端子間に始動電圧Ｖ2 が発生し、この始動電圧Ｖ2 が放電灯４９に印加される。
【００３１】
制御回路１２は、電圧検出回路３７の検出結果から放電灯４９が点灯したか否かを判断する（Ｓ１４）。放電灯４９は、周知のように点灯すると高インピーダンス状態からテイクオーバーを経て低インピーダンス状態に変化するので、これによって極性反転回路１１２の負荷状態が変化する。この負荷状態の変化に応じて平滑用コンデンサ３８の端子間電圧も変化するので、チョッパ回路１１１の出力電圧を検出する電圧検出回路３７の検出結果から放電灯４９の点灯の有無を判断することができる。
【００３２】
判断の結果、放電灯４９が点灯した場合（Ｙｅｓ）には、制御回路１２は、点灯制御を行う（Ｓ１５）。即ち、制御回路１２は、数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの範囲内に設定された低周波の駆動周波数で各スイッチ回路４０、４１、４４、４５を上述の組ごとにオン・オフすることによって放電灯４９に電力を供給する。そして、制御回路１２は、スイッチ素子３３のデューティやスイッチングの周波数を制御することによって放電灯４９に供給される電力量を調整する。
【００３３】
一方、判断の結果、放電灯４９が点灯していない場合（Ｎｏ）には、制御回路１２は、処理Ｓ１３から処理Ｓ１４、処理Ｓ１６、処理Ｓ１７、処理Ｓ１８、処理Ｓ１９を経て処理Ｓ１３に戻るループ回数Ｎr が予め設定された既定回数に達したか否かを判断する（Ｓ１６）。
【００３４】
判断の結果、ループ回数Ｎr が既定回数に達した場合には（Ｙｅｓ）、制御回路１２は、放電灯４９の点灯制御を終了する。一方、判断の結果、ループ回数Ｎr が既定回数に達していない場合には（Ｎｏ）、制御回路１２は、電圧検出回路１１の検出電圧Ｖr を周波数決定回路１４に取り込ませる（Ｓ１７）。また、制御回路１２は、各スイッチ回路４０、４１、４４、４５をオン・オフする制御信号を周波数検出回路１３にも出力し、周波数検出回路１３は、現在の駆動周波数ｆを検出し、その検出結果を周波数決定回路１４に出力する。
【００３５】
制御回路１２は、周波数決定回路１４に検出電圧Ｖr が既定電圧Ｖs 以上であるか否かを判断させる（Ｓ１８）。判断の結果、検出電圧Ｖr が既定電圧Ｖs 以上ではない場合には、周波数決定回路１４は、周波数検出回路１３の出力から現在の駆動周波数ｆを判定し、現在の駆動周波数ｆから所定の周波数分△ｆだけ減じた周波数ｆ−△ｆを新たな駆動周波数ｆに設定して制御回路１２に通知する。そして、処理をＳ１２に戻す。制御回路１２は、反転制御回路１１２の駆動周波数を更新された駆動周波数ｆに設定する（Ｓ１２）。以下、上述の処理Ｓ１３〜Ｓ１８を検出電圧Ｖr が既定電圧Ｖs 以上となるまで繰り返す。
【００３６】
一方、Ｓ１８で判断の結果、検出電圧Ｖr が既定電圧Ｖs 以上である場合には（Ｙｅｓ）、周波数決定回路１４は、現在の駆動周波数ｆを点灯周波数ｆs として設定し、制御回路１２に通知すると共に、ループ回数Ｎr に１を加算（インクリメント）し（Ｓ１９）、処理をＳ１３に戻す。以下、放電灯４９が点灯するかループ回数Ｎr が既定回数に到達するまで、制御回路１２は、極性反転回路１１２の各スイッチ回路４０、４１、４４、４５を上述の組ごとに点灯周波数ｆs でオン・オフする。
【００３７】
ここで、点灯周波数ｆs による点灯制御を既定回数以下に抑えるのは、放電灯４９が故障などにより点灯しない場合に、制御回路１２が処理Ｓ１３から処理Ｓ１９までを無限に繰り返すことを防止するためである。
【００３８】
このように第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１は、放電灯点灯装置１０１の電源を投入する度に、初期駆動周波数ｆ2 から逐次所定の周波数分△ｆだけ減じて、既定電圧Ｖs 以上の電圧となる点灯周波数ｆs を探すので、共振回路１１３の共振条件に依らず、確実に放電灯４９に既定電圧Ｖs 以上の電圧を印加することができる。このため、共振回路１１３を構成するコイル４７やコンデンサ４８をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置１０１ごとにマニュアルで点灯周波数ｆs を調整・設定する必要がない。
【００３９】
なお、上述のように極性反転回路１１２は、放電灯４９の点灯を開始させるために数１０ｋＨｚ以上の所定の高周波電圧を共振回路１１３に供給すると共に、点灯後放電灯４９の点灯を維持するために数１０〜数１００Ｈｚ範囲内の所定の低周波電圧を放電灯４９に供給する兼用回路となっている。
（第２の実施形態の構成）
次に、別の実施形態について説明する。第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１は、共振回路１１３を兼用の極性反転回路１１２で駆動したが、第２の実施形態における放電灯点灯装置１０２は、トランス２６を用いた独立の駆動回路で駆動する実施形態である。
【００４０】
図４は、第２の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【００４１】
図４において、第２の実施形態における放電灯点灯装置１０２は、電源３１、直流安定化電源３２、スイッチ素子３３とチョークコイル３４と駆動回路３５とダイオードと電圧検出回路３７とから成るチョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、駆動回路２２、２８とスイッチ回路２３、２９と抵抗器２４とコンデンサ２５とから成る共振回路用駆動回路１１４、駆動回路３９、４２、４３、４６とスイッチ回路４０、４１、４４、４５とから成る極性反転回路１１２、トランス２６、コンデンサ２７、チョッパ制御回路５０、制御回路２１、周波数検出回路１３、及び、周波数決定回路１４を備える。
【００４２】
即ち、第２の実施形態における放電灯点灯装置１０２は、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１と較べて、制御回路１２の代わりに制御回路２１を用い、始動用として共振回路１１３の代わりにコンデンサ２５とトランス２６とから成る共振回路を用い、この共振回路を駆動するための共振回路用駆動回路１１４を備える点に一特徴がある。そして、この共振回路の電圧が、共振回路用駆動回路１１４中に設けられた、共振回路に直列に接続された抵抗器２４に発生する電圧で検出される点にも一特徴がある。
【００４３】
従って、電源３１、直流安定化電源３２、チョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、極性反転回路１１２、チョッパ回路５０、周波数検出回路１３及び周波数決定回路１４については、第１の実施形態と同様なので、その説明を省略し、共振回路用駆動回路１１４及び共振回路について説明する。
【００４４】
共振回路用駆動回路１１４は、スイッチ回路２９とスイッチ回路２３とが直列に接続され、さらに、直列に接続されたトランス２６の一次巻線、コンデンサ２５及び抵抗器２４がスイッチ回路２３に並列に接続される。そして、直列接続のスイッチ回路２９とスイッチ回路２３とは、平滑用コンデンサ３８に並列に接続される。スイッチ回路２３、２９は、スイッチ回路４０、４１、４４、４５と同様に、例えば、スイッチ素子とダイオードとの逆並列回路やＦＥＴなどであり、オン・オフは、制御回路２１からの制御信号に基づいてそれぞれ駆動回路２２、２８によって制御される。そして、抵抗器２４とコンデンサ２５との接続端ｄは、共振回路の電圧の検出出力として周波数決定回路１４に出力される。
【００４５】
また、トランス２６の２次巻線は、放電灯４９と直列に接続され、コンデンサ２７は、このトランス２６の２次巻線及び放電灯４９の直列接続に並列に接続される。そして、このトランス２６の２次巻線、放電灯４９及びコンデンサ２７から成る回路は、極性反転回路１１２の出力端である接続端ａｂ間に接続される。
【００４６】
制御回路２１は、駆動回路２２、２８を介してスイッチ回路２３、２９を所定の高周波でそれぞれオン・オフすることによって共振回路用駆動回路１１４を駆動して共振回路に電力を供給することの他は、第１の実施形態と同様に、電圧検出回路３７の検出結果から放電灯４９の点灯の有無を検出したり、周波数検出回路１３及び周波数決定回路１４を用いて点灯周波数ｆs を決定したり、始動後に放電灯４９の点灯制御を行ったりする。
（第２の実施形態の動作）
第１の実施形態では、共振回路１１３を極性反転回路１１２を用いて駆動したが、第２の実施形態では、共振回路用駆動回路１１４と極性反転回路１１２と連係させながら行う。即ち、第２の実施形態における放電灯点灯装置１０２の始動制御は、制御回路２１がスイッチ回路２３、４１、４４とスイッチ回路２８、４０、４５とを交互に数１０ｋＨｚの高周波でオン・オフすることによってトランス２６の１次巻線とコンデンサ２５の共振回路を共振させる。これによって、トランス２６の２次巻線に誘導起電圧を生じさせ、放電灯４９を始動させる。放電灯４９が点灯した後は、共振回路用駆動回路１１４のスイッチ回路２３、２９はオフ状態に維持すると共に、極性反転回路１１２のスイッチ回路４０、４５とスイッチ回路４１、４４とを交互に数１０〜数１００Ｈｚの低周波でオン・オフすることによって、放電灯４９に点灯を維持するための電力を供給する。
【００４７】
第２の実施形態における放電灯点灯装置１０２の始動制御は、このように駆動方法が第１の実施形態と異なるが、その他の点では図２で示す第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１の始動制御と同様なので、その説明を省略する。ここで、既定電圧Ｖs は、トランス２６の巻線比を考慮して、放電灯４９を始動させるに充分な電圧に設定される。
【００４８】
第２の実施形態における放電灯点灯装置１０２は、放電灯点灯装置１０２の電源を投入する度に、初期駆動周波数ｆ2 から逐次所定の周波数分△ｆだけ減じて、既定電圧Ｖs 以上の電圧となる点灯周波数ｆs を探すので、共振回路の共振条件に依らず、確実に放電灯４９に既定電圧Ｖs 以上の電圧を印加することができる。このため、共振回路を構成するトランス２６やコンデンサ２５をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置１０２ごとにマニュアルで点灯周波数ｆs を調整・設定する必要がない。さらに、トランス２６を用いているので、放電灯４９に印加される電圧を１次巻線側で検出可能となる。そのため、検出電圧が比較的低電圧となるので、簡素な抵抗器で検出可能である。
（第３の実施形態の構成）
次に、別の実施形態について説明する。第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１は、既定電圧Ｖs 以上の電圧を生じさせる点灯周波数ｆs を見つける実施形態であるが、第３の実施形態の放電灯点灯装置１０３は、共振回路１１３の共振周波数ｆ0 を見つける実施形態である。
【００４９】
図５は、第３の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【００５０】
図５において、第３の実施形態における放電灯点灯装置１０３は、電源３１、直流安定化電源３２、スイッチ素子３３とチョークコイル３４と駆動回路３５とダイオード３６と電圧検出回路３７とから成るチョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、駆動回路３９、４２、４３、４６とスイッチ回路４０、４１、４４、４５とから成る極性反転回路１１２、コイル４７とコンデンサ４８とから成る共振回路１１３、電圧検出回路１１、チョッパ制御回路５０、制御回路１２’、周波数検出回路１３、及び、周波数決定回路１４’を備える。即ち、第３の実施形態における放電灯点灯装置１０３は、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１の制御回路１２及び周波数決定回路１４の代わりに後述の動作を行う制御回路１２’及び周波数決定回路１４’を用い、そして、制御回路１２’がチョッパ制御回路５０にも接続され周波数決定回路１４’がデータを一時的に保持するためのバッファも備えることを除き、図１に示す第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１と同様の構成であるので、その説明を省略する。
（第３の実施形態の動作）
図６は、第３の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。図７は、第３の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端ｃにおける電圧との関係を示す図である。
【００５１】
放電灯点灯装置１０３は、不図示の電源スイッチによって電源が投入されると、まず、放電灯４９を始動させるための共振周波数ｆ0 を見つけるサーチ制御が行われる。即ち、図６において、制御回路１２’は、放電灯点灯装置１０３の各部の初期設定を行うと共に、チョッパ回路１１１の出力電圧を放電灯４９を始動させる場合よりも小さい電圧になるようにチョッパ制御回路５０を介して設定する（Ｓ２１）。このようにチョッパ回路１１１の出力電圧を設定するのは、スイッチング回路４０、４１、４４、４５や共振回路１１３を構成する部品に過剰な電圧を印加しないで済むのでこれら部品の高耐圧化を抑制可能とするためと、サーチ中に放電灯４９が点灯を開始してしまうと共振周波数ｆ0 を見つけることができないのでサーチ中に放電灯４９が点灯を開始しないようにするためである。
【００５２】
次に、制御回路１２’は、反転制御回路１１２の駆動周波数を初期駆動周波数ｆ2 に設定する（Ｓ２２）。そして、制御回路１２’は、極性反転回路１１２の各スイッチ回路４０、４１、４４、４５を上述の組ごとに初期駆動周波数ｆ2 でオン・オフする（Ｓ２３）。
【００５３】
各スイッチ回路４０、４１、４４、４５が上述の組ごとに初期駆動周波数ｆ2 でオン・オフすることによって、共振回路１１３におけるコンデンサ４８の端子間に始動電圧Ｖ2 が発生し、この始動電圧Ｖ2 が放電灯４９に印加される。
【００５４】
制御回路１２’は、電圧検出回路１１の検出電圧Ｖr を周波数決定回路１４に取り込ませる（Ｓ２４）。また、制御回路１２’は、各スイッチ回路４０、４１、４４、４５をオン・オフする制御信号を周波数検出回路１３にも出力し、周波数検出回路１３は、現在の駆動周波数ｆを検出し、その検出結果を周波数決定回路１４’に出力する。
【００５５】
制御回路１２’は、周波数決定回路１４’に検出電圧Ｖr と保持電圧値Ｖm との大小を比較させる（Ｓ２５）。なお、保持電圧値Ｖm は、Ｓ２１の初期設定の際に例えば０に初期化される。
【００５６】
判断の結果、検出電圧Ｖr が保持電圧値Ｖm より大きい場合には（Ｙｅｓ）、周波数決定回路１４’は、検出電圧Ｖr を新たな保持電圧値Ｖm としてバッファに格納すると共に、周波数検出回路１３の出力から現在の駆動周波数ｆを判定し、この現在の駆動周波数ｆも保持駆動周波数ｆm としてバッファに格納する。そして、周波数決定回路１４’は、現在の駆動周波数ｆから所定の周波数分△ｆだけ減じた周波数ｆ−△ｆを新たな駆動周波数ｆに設定して制御回路１２’に通知する（Ｓ２６）。
【００５７】
一方、判断の結果、検出電圧Ｖr が保持値Ｖm より大きくない場合には（Ｎｏ）、周波数決定回路１４’は、保持電圧値Ｖm 及び保持駆動周波数ｆm を更新すること無く再びそのままバッファに格納する。そして、周波数決定回路１４’は、周波数検出回路１３の出力から現在の駆動周波数ｆを判定し、現在の駆動周波数ｆから所定の周波数分△ｆだけ減じた周波数ｆ−△ｆを新たな駆動周波数ｆに設定して制御回路１２’に通知する（Ｓ２７）。
【００５８】
次に、制御回路１２は、周波数決定回路１４’より通知された新たな駆動周波数ｆが終了駆動周波数ｆ1 より小さいか否かを判断する（Ｓ２８）。判断の結果、新たな駆動周波数ｆが終了駆動周波数ｆ1 より小さくない場合には（Ｎｏ）、処理をＳ２２に戻す。Ｓ２２において、制御回路１２’は、反転制御回路１１２の駆動周波数を更新された駆動周波数ｆに設定する（Ｓ２２）。以下、上述の処理Ｓ２３〜Ｓ２８を新たな駆動周波数ｆが終了駆動周波数ｆ1 より小さくなるまで繰り返す。
【００５９】
一方、Ｓ２８で判断の結果、駆動周波数ｆが終了駆動周波数ｆ1 より小さい場合には（Ｙｅｓ）、制御回路１２’は、周波数決定回路１４’にそのバッファに格納された保持駆動周波数ｆm を共振周波数ｆ0 として設定させる（Ｓ２９）。
【００６０】
そして、制御回路１２’は、周波数決定回路１４’に共振周波数ｆ0 に所定の周波数分δｆを加算させ、周波数決定回路１４’は、点灯周波数としてｆ0 ＋δｆを制御回路１２’に通知する。制御回路１２’は、チョッパ回路１１１の出力電圧を放電灯４９を始動させる場合の電圧になるようにチョッパ制御回路５０を介して設定する。そして、制御回路１２’は、極性反転回路１１２の各スイッチ回路４０、４１、４４、４５を上述の組ごとに点灯周波数ｆ0 ＋δｆでオン・オフする。これによって共振回路１１３は、共振し、放電灯４９は、始動するに充分な共振電圧が印加され、点灯を開始する。
【００６１】
ここで、上述のように共振周波数ｆ0 のサーチは、駆動周波数ｆを初期駆動周波数ｆ2 から最終駆動周波数ｆ1 まで逐次所定の周波数分△ｆだけ減じて行うので、初期駆動周波数ｆ2 及び最終駆動周波数ｆ1 は、図７に示すように、共振回路１１３の設計値から計算される共振周波数ｆ0Pを含むように、即ち、ｆ1 ≦ｆ0P≦ｆ2 となるように決定される。
【００６２】
また、共振周波数ｆ0 に所定の周波数分δｆを加算して点灯周波数ｆ0 ＋δｆとするのは、共振周波数ｆ0 で共振回路１１３を駆動すると共振回路１１３を構成する部品の耐圧を上げる必要が生じる一方、放電灯４９は、既定電圧Ｖs 以上の電圧が印加されれば充分に始動可能である。そのため、規定電圧Ｖs 以上の電圧が確保され得る範囲で、共振周波数ｆ0 からδｆだけシフトした周波数を点灯周波数とする。
【００６３】
このように第３の実施形態における放電灯点灯装置１０３は、放電灯点灯装置１０３の電源を投入する度に、共振周波数ｆ0 を探すので、共振回路１１３の共振条件に依らず、確実に放電灯４９に既定電圧Ｖs 以上の共振電圧を印加することができる。このため、共振回路１１３を構成するコイル４７やコンデンサ４８をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置１０３ごとにマニュアルで共振周波数ｆ0 を調整・設定する必要がない。
【００６４】
なお、第３の実施形態において、共振周波数ｆ0 を共振周波数ｆ0 よりも高周波の初期駆動周波数ｆ2 から逐次所定の周波数分△ｆだけ減じてサーチを行ったが、逆に、共振周波数ｆ0 よりも低周波の最終駆動周波数ｆ1 から逐次所定の周波数分△ｆだけ加算してサーチを行ってもよい。
（第４の実施形態の構成）
次に、別の実施形態について説明する。第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１は、放電灯４９が始動可能なチョッパ回路１１１出力の下で既定電圧Ｖs 以上の電圧を生じさせる点灯周波数ｆs を見つける実施形態であるが、第４の実施形態の放電灯点灯装置１０３は、まず、点灯周波数ｆs を見つける実施形態である。
【００６５】
第４の実施形態における放電灯点灯装置１０４は、電源３１、直流安定化電源３２、スイッチ素子３３とチョークコイル３４と駆動回路３５とダイオード３６と電圧検出回路３７とから成るチョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、駆動回路３９、４２、４３、４６とスイッチ回路４０、４１、４４、４５とから成る極性反転回路１１２、コイル４７とコンデンサ４８とから成る共振回路１１３、電圧検出回路１１、チョッパ制御回路５０、制御回路１２”、周波数検出回路１３、及び、周波数決定回路１４”を備える。即ち、第４の実施形態における放電灯点灯装置１０４は、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１の制御回路１２及び周波数決定回路１４の代わりに後述の動作を行う制御回路１２”及び周波数決定回路１４”を用い、そして、制御回路１２”がチョッパ制御回路５０にも接続されることを除き、図１に示す第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１と同様の構成であるので、その説明を省略する。なお、放電灯点灯装置１０４は、このような構成となるので、構成図は、図５と同様である。
（第４の実施形態の動作）
図８は、第４の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。図９は、第４の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端ｃにおける電圧との関係を示す図である。
【００６６】
放電灯点灯措置１０４は、不図示の電源スイッチによって電源が投入されると、まず、放電灯４９を始動させるための点灯周波数ｆs を見つけるサーチ制御が行われる。即ち、図８において、制御回路１２”は、放電灯点灯装置１０４の各部の初期設定を行うと共に、チョッパ回路１１１の出力電圧を放電灯４９を始動させる場合よりも小さい電圧になるようにチョッパ制御回路５０を介して設定する（Ｓ３１）。
【００６７】
次に、制御回路１２”は、反転制御回路１１２の駆動周波数を初期駆動周波数ｆ2 に設定する（Ｓ３２）。そして、制御回路１２”は、極性反転回路１１２の各スイッチ回路４０、４１、４４、４５を上述の組ごとに初期駆動周波数ｆ2 でオン・オフする（Ｓ３３）。
【００６８】
各スイッチ回路４０、４１、４４、４５が上述の組ごとに初期駆動周波数ｆ2 でオン・オフすることによって、共振回路１１３におけるコンデンサ４８の端子間に始動電圧Ｖ2 が発生し、この始動電圧Ｖ2 が放電灯４９に印加される。
【００６９】
制御回路１２”は、電圧検出回路１１の検出電圧Ｖr を周波数決定回路１４”に取り込ませる（Ｓ３４）。また、制御回路１２”は、各スイッチ回路４０、４１、４４、４５をオン・オフする制御信号を周波数検出回路１３にも出力し、周波数検出回路１３は、現在の駆動周波数ｆを検出し、その検出結果を周波数決定回路１４”に出力する。
【００７０】
制御回路１２”は、周波数決定回路１４”に検出電圧Ｖr と規定電圧Ｖs との大小を比較させる（Ｓ３５）。なお、第１及び第２の実施形態と同様に、既定電圧Ｖs は、放電灯４９を始動させるに充分な電圧値であり、初期駆動周波数ｆ2 も、図９に示すように、既定電圧Ｖs よりも小さい電圧（始動電圧）Ｖ2 を共振回路１１３に生じさせ得る周波数である。
【００７１】
判断の結果、検出電圧Ｖr が既定電圧Ｖs より大きくない場合には（Ｎｏ）、周波数決定回路１４”は、周波数検出回路１３の出力から現在の駆動周波数ｆを判定し、現在の駆動周波数ｆから所定の周波数分△ｆだけ減じた周波数ｆ−△ｆを新たな駆動周波数ｆに設定して制御回路１２”に通知し（Ｓ３７）、処理をＳ３２に戻す。Ｓ３２において、制御回路１２”は、反転制御回路１１２の駆動周波数を更新された駆動周波数ｆに設定する（Ｓ３２）。以下、上述の処理Ｓ３３〜Ｓ３５を検出電圧Ｖr が既定電圧Ｖs より大きくなるまで繰り返す。
【００７２】
一方、判断の結果、検出電圧Ｖr が既定電圧Ｖs より大きい場合には（Ｙｅｓ）、周波数決定回路１４”は、周波数検出回路１３の出力から現在の駆動周波数ｆを判定し、現在の駆動周波数ｆを点灯周波数ｆs として設定し、制御回路１２に通知する。
【００７３】
次に、制御回路１２”は、制御回路１２’は、チョッパ回路１１１の出力電圧を放電灯４９を始動させる場合の電圧になるようにチョッパ制御回路５０を介して設定する。そして、制御回路１２”は、極性反転回路１１２の各スイッチ回路４０、４１、４４、４５を上述の組ごとに点灯周波数ｆs でオン・オフする。これによって共振回路１１３は、共振し、放電灯４９は、始動するに充分な既定電圧Ｖs 以上の電圧が印加され、点灯を開始する。
【００７４】
このように第４の実施形態における放電灯点灯装置１０４は、放電灯点灯装置１０４の電源を投入する度に、まず点灯周波数ｆs を探すので、共振回路１１３の共振条件に依らず、確実に放電灯４９に既定電圧Ｖs 以上の電圧を印加することができる。このため、共振回路１１３を構成するコイル４７やコンデンサ４８をその許容差を考慮せずに選定することができ、また、放電灯点灯装置１０４ごとにマニュアルで点灯周波数ｆs を調整・設定する必要がない。さらに、周波数決定回路１４”は、点灯周波数ｆs をサーチする際に検出電圧Ｖr と既定電圧Ｖs との間の大小を比較するだけなので、第３の実施形態の周波数決定回路１４’のようにバッファを必要とせず、コンパレータで構成することができ、第３の実施形態に較べて簡単に低コストで回路を実現することができる。
【００７５】
なお、第１乃至第４の実施形態の放電灯点灯装置１０１〜１０４は、電源投入時毎に点灯周波数を決定したが、一度決定した点灯周波数を記憶手段に記憶させ、２回目以降は、この記憶された点灯周波数を使用するようにしてもよい。
【００７６】
まず、点灯周波数を記憶する記憶手段として、保持回路を用いる場合について説明する。このような保持回路は、第１乃至第４の実施形態で説明した放電灯点灯装置１０１〜１０４に適用することができる。ここでは、第１の実施形態の放電灯点灯装置１０１に適用した例について説明する。
【００７７】
図１０は、点灯周波数保持回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【００７８】
図１０において、点灯周波数保持回路を備えた放電灯点灯装置１０５は、電源３１、直流安定化電源３２、スイッチ素子３３とチョークコイル３４と駆動回路３５とダイオード３６と電圧検出回路３７とから成るチョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、駆動回路３９、４２、４３、４６とスイッチ回路４０、４１、４４、４５とから成る極性反転回路１１２、コイル４７とコンデンサ４８とから成る共振回路１１３、電圧検出回路１１、チョッパ制御回路５０、制御回路１２”’、周波数検出回路１３、周波数決定回路１４”’、抵抗器６１と可変抵抗器６２とから成る点灯周波数保持回路１１６、抵抗器６３、６４とトランジスタ６５と可変抵抗器６６とから成る切替回路１１７、及び、コンデンサ６７を備え、コンデンサ４８に並列に放電灯４９が接続される。
【００７９】
電源３１、直流安定化電源３２、チョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、極性反転回路１１２、共振回路１１３、電圧検出回路１１、チョッパ制御回路５０、及び、周波数検出回路１３の構成は、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１の構成と同様なのでその説明を省略する。
【００８０】
点灯周波数保持回路１１６は、基準電圧Ｖref と接地との間に抵抗器６１と可変抵抗器６２とが直列に接続されて構成され、抵抗器６１と可変抵抗器６２との接続端ｅが制御回路１２”’に接続される。点灯周波数保持回路１１６は、点灯周波数ｆs を接続端ｅに生じる電圧値として保持する。
【００８１】
切替回路１１７は、基準電圧Ｖref と接地との間に抵抗器６３と可変抵抗器６６とが直接に接続され、抵抗器６３と可変抵抗器６６との接続端ｅがトランジスタ６５のベースに接続される。トランジスタ６５のエミッタは、接地され、コレクタは、抵抗器６４を介して基準電圧Ｖref に接続されると共に制御回路１２”’に接続される。切替回路１１７は、可変抵抗器６６を操作することによって点灯周波数保持回路１１６に点灯周波数ｆs を保持させるか保持した点灯周波数ｆs を制御回路１２”’に出力するかを切り替える。
【００８２】
周波数決定回路１４”’は、第１の実施形態における周波数決定回路１４と同様に、電圧検出回路１１の検出電圧及び周波数検出回路１３の検出周波数に基づいて点灯周波数ｆs を決定して制御回路１２”’に出力すると共に、出力がコンデンサ６７を介して接地される。周波数決定回路１４”’は、決定した点灯周波数ｆs をＰＷＭ信号として制御回路１２”’に出力するので、点灯周波数ｆs に応じた電圧がコンデンサ６７に生じる。
【００８３】
点灯周波数ｆs の決定動作は、図２を用いて説明した通りであるので、ここでは、点灯周波数ｆs の保持動作について説明する。
【００８４】
放電灯点灯装置１０５の出荷時、放電灯点灯装置１０５を購入し最初に使用する際及び共振回路１１３の部品を取り換えた際などに、点灯周波数保持回路１１６に点灯周波数ｆs を保持させるべく、切替回路１１７の可変抵抗器６６を操作することによって、トランジスタ６５をオン状態にしてローレベルの制御信号を制御回路１２”’に出力する。ローレベルの制御信号を受信すると、制御回路１２”’は、周波数決定回路１４”’に図２を用いて説明した動作によって点灯周波数ｆs を決定させる。点灯周波数ｆs が決定されると、制御回路１２”’は、コンデンサ６７の電圧と点灯周波数保持回路１１６の接続端ｅの電圧とが等しくなるように可変抵抗器６２の抵抗値を調整して設定する。このようにして点灯周波数ｆs が接続端ｅの電圧値として保持される。
【００８５】
保持動作の完了後に、切替回路１１７の可変抵抗器６６を操作することによって、トランジスタ６５をオフ状態にしてハイレベルの制御信号を制御回路１２”’に出力するように設定する。以後、放電灯点灯装置１０５の電源が投入されると、制御回路１２”’は、切替回路１１７からのハイレベルの制御信号によって、点灯周波数保持回路１１６から出力される電圧値の方を参照し、駆動周波数を点灯周波数ｆs に設定して放電灯４９の始動を行う。
【００８６】
また、点灯周波数を記憶する記憶手段として、書き換え可能なＲＯＭを用いる場合について説明する。このようなＲＯＭは、第１乃至第４の実施形態で説明した放電灯点灯装置１０１〜１０４に適用することができる。ここでは、第１の実施形態の放電灯点灯装置１０１に適用した例について説明する。
【００８７】
図１１は、記憶回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【００８８】
図１１において、記憶回路を備えた放電灯点灯装置１０５は、電源３１、直流安定化電源３２、スイッチ素子３３とチョークコイル３４と駆動回路３５とダイオード３６と電圧検出回路３７とから成るチョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、駆動回路３９、４２、４３、４６とスイッチ回路４０、４１、４４、４５とから成る極性反転回路１１２、コイル４７とコンデンサ４８とから成る共振回路１１３、電圧検出回路１１、チョッパ制御回路５０、制御回路１２””、周波数検出回路１３、周波数決定回路１４、及び、書き換え可能なＲＯＭ７１を備え、コンデンサ４８に並列に放電灯４９が接続される。
【００８９】
電源３１、直流安定化電源３２、チョッパ回路１１１、平滑用コンデンサ３８、極性反転回路１１２、共振回路１１３、電圧検出回路１１、チョッパ制御回路５０、周波数検出回路１３、及び、周波数決定回路１４の構成は、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０１の構成と同様なのでその説明を省略する。ＲＯＭ７１は、点灯周波数ｆs を記憶する書き換え可能な不揮発性のメモリである。
【００９０】
制御回路１２””は、周波数決定回路１４に図２を用いて説明した動作によって点灯周波数ｆs を決定させる。点灯周波数ｆs が決定されると、制御回路１２””は、点灯周波数ｆs をＲＯＭ７１に記憶させる。記憶動作の完了後は、放電灯点灯装置１０５の電源が投入されると、制御回路１２””は、ＲＯＭ７１から点灯周波数ｆs を取得し、駆動周波数を点灯周波数ｆs に設定して放電灯４９の始動を行う。
【００９１】
このように図１０及び図１１に示すような、点灯周波数を記憶する記憶手段を備えた放電灯点灯装置は、電源投入の度に点灯周波数ｆs を決定する必要がないので、より素早く放電灯を点灯させることができる。
【００９２】
また、第１乃至第４の実施形態における放電灯点灯装置１０１〜１０４において、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が変化した場合でも良好な始動動作を確保する観点から、例えば、第３の実施形態における放電灯点灯装置１０３では、図１２に示すように、第３の実施形態の動作において検出した共振周波数ｆ0 から、予め設定された所定の周波数△ｆ1 だけシフトした周波数ｆ0 ＋△ｆ1 で始動制御を行ってもよい。ここで、所定の周波数△ｆ1 は、例えば周波数ｆ0 の数％に設定する。図１２は、始動制御における周波数シフトを説明するための図である。
【００９３】
さらに、第１乃至第４の実施形態における放電灯点灯装置１０１〜１０４において、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が変化した場合でも良好な始動動作を確保する観点から、例えば、第４の実施形態における放電灯点灯装置１０４では、図１３に示すように、第４の実施形態の動作において検出した点灯周波数ｆs から、予め設定された所定の掃引周波数△ｆ2 だけ前後にシフトした周波数範囲ｆs −△ｆ2 、ｆs ＋△ｆ2 で掃引（スイープ）しながら始動制御を行ってもよい。ここで、所定の周波数△ｆ2 は、例えば周波数ｆs の数％に設定する。図１３は、始動制御における掃引周波数を説明するための図である。
【００９４】
また、第１乃至第４の実施形態において、検出した駆動電圧の周波数で駆動した場合と略同一の電圧振幅を得つつ共振回路を構成する部品を小型化する観点から、図１４に示すように、検出した周波数を奇数倍（２ｎ＋１、ｎは自然数）にした周波数を始動制御時の点灯周波数としてもよい。この電圧振幅は、倍率が高くなるほど漸減するが、特に、３倍にすると、検出した駆動電圧の周波数で駆動した場合とより略同一の電圧振幅を得ることができ、共振回路の小型化も図ることができる。図１４は、駆動周波数と共振回路の出力電圧の周波数との関係を示す図である。図１４において上から、スイッチ素子３３の駆動電圧波形、スイッチ回路４０、４５の駆動電圧波形、スイッチ回路４１、４４の駆動電圧波形、共振回路１１３の出力電圧波形を示す。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至請求項３に記載の発明では、放電灯を始動させ得る始動電圧を共振回路に生じさせる駆動電圧の周波数を周波数決定手段で検出するので、共振回路を構成する部品の部品定数のバラツキによる共振条件の相違を吸収することができる。そのため、許容差を考慮すること無しに部品を選定することができ、また、製品ごとに駆動周波数をサーチして設定するというマニュアル作業をする必要がなく、確実に始動電圧を発生させることができる。
【００９６】
請求項４に記載の発明では、駆動電圧の周波数の検出を、放電灯を始動させ得る始動電圧よりも小さい電圧を共振回路に印加した状態で行うようにしたので、共振回路の各部品にかかる電気的なストレスを軽減することができる。
【００９７】
請求項５に記載の発明では、駆動電圧の周波数の検出を１度行って、検出した駆動電圧の周波数を保持手段で保持するようにしたので、放電灯をより早く点灯させ得る。
【００９８】
請求項６に記載の発明では、保持手段に不揮発性メモリを用いるので、駆動電圧の周波数を保持させる工数を省くことができ、放電灯点灯装置の低コスト化を実現し得る。
【００９９】
請求項７に記載の発明では、駆動電圧の周波数の検出を電源投入ごとに行うので、周囲温度や部品の経年変化により共振条件がずれても確実に始動電圧を発生させ得る。
【０１００】
請求項８に記載の発明では、制御回路は、検出した駆動電圧の周波数から所定の周波数分だけシフトした周波数で共振回路に始動電圧を生じさせるので、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させ得る。
【０１０１】
請求項９に記載の発明では、制御回路は、検出した駆動電圧の周波数を中心に所定の周波数範囲で周波数を掃引しながら共振回路に始動電圧を生じさせるので、放電灯の製品バラツキや寿命末期で始動電圧が上昇しても良好に始動させ得る。
【０１０２】
請求項１０に記載の発明では、制御回路は、検出した駆動電圧の周波数を奇数倍にするので、検出した駆動電圧の周波数で生じる電圧振幅と略同じ電圧振幅を得る共振回路を小型にすることができる。その結果、放電灯点灯装置の小型化、低コストを実現し得る。この電圧振幅は、倍率が高くなるほど漸減するが、特に請求項１１の記載の発明では３倍した周波数であるので、検出した駆動電圧の周波数で生じる電圧振幅と略同じ電圧振幅を得ることができる。このように請求項１１に記載の発明では、共振回路の電圧振幅と共振回路の小型化とを両立し得る。その結果、放電灯点灯装置の小型化、低コストを実現し得る。
【０１０３】
請求項１２に記載の発明では、共振回路をインダクタ要素とコンデンサとから構成するので、Ｑ値をが高くすることができ、部品を小型にすることができる。その結果、放電灯点灯装置の小型化、低コストを実現し得る。
【０１０４】
請求項１３に記載の発明では、共振回路のインダクタ要素にトランスを用いるので、コンデンサに比較的低い電圧を印加させるようにすることができ、安価なコンデンサを使用することができる。その結果、放電灯点灯装置の小型化・低コスト化を実現し得る。
【０１０５】
請求項１４に記載の発明では、電圧検出手段をトランスの一次巻線側に在るようにするので、電圧検出手段に比較的低い電圧を印加させることができ、その結果、放電灯点灯装置の小型化・低コスト化を実現し得る。
【０１０６】
請求項１５に記載の発明では、電圧検出手段をトランスの一次巻線側に接続された抵抗器で構成するので、電圧検出手段の回路構成を簡素化することができ、その結果、放電灯点灯装置の小型化・低コスト化を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端ｃにおける電圧との関係を示す図である。
【図４】第２の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態における放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端ｃにおける電圧との関係を示す図である。
【図８】第４の実施形態における放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】第４の実施形態における駆動周波数と共振回路の接続端ｃにおける電圧との関係を示す図である。
【図１０】点灯周波数保持回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図１１】記憶回路を備えた放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図１２】始動制御における周波数シフトを説明するための図である。
【図１３】始動制御における掃引周波数を説明するための図である。
【図１４】駆動周波数と共振回路の出力電圧の周波数との関係を示す図である。
【図１５】従来の放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１、３７電圧検出回路
１２、１２’、１２”、１２”’、１２””、５１制御回路
１３周波数検出回路
１４、１４’、１４”、１４”’ 周波数決定回路
３１電源
３２直流安定化電源
３８、４８、６７コンデンサ
４９放電灯
５０チョッパ制御回路
７１ＲＯＭ
１１１チョッパ回路
１１２極性反転回路
１１３共振回路
１１４共振回路用駆動回路
１１６点灯周波数保持回路
１１７切替回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp, and more particularly to a discharge lamp lighting device capable of generating an optimum starting voltage even when there are variations in component constants in components of a circuit that generates the starting voltage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 15, the discharge lamp lighting device 200 includes a power supply 31, a DC stabilized power supply 32 that stabilizes the power supplied from the power supply 31, a switch element 33, a choke coil 34, a drive circuit 35, and a diode 36. And a voltage detection circuit 37 for boosting or lowering the voltage from the DC stabilized power supply 32, a smoothing capacitor 38 for smoothing the voltage from the chopper circuit 111, driving circuits 39, 42, 43, and 46, and a switch A circuit 40, 41, 44 and 45, which comprises a polarity reversing circuit 112 for converting a DC voltage from the smoothing capacitor 38 into an AC voltage, a coil 47 and a capacitor 48, and generates a high voltage for lighting the discharge lamp. Resonance circuit 113, chopper control circuit 50 for controlling the output voltage of chopper circuit 111, and polarity inversion circuit 112 A control circuit 51 for controlling the frequency and the like of the AC voltage, thereby lighting the discharge lamp 49 which is connected in parallel with the capacitor 48. The resonance circuit 113 is connected between a connection end a between the switch circuit 40 and the switch circuit 44 and a connection end b between the switch circuit 40 and the switch circuit 44.
[0003]
In such a discharge lamp lighting device 200, when the lighting of the discharge lamp 49 is started, the control circuit 51 uses the drive circuits 39, 42, 43, and 46, and the switch circuit 40 and the switch arranged at diagonal positions. By alternately turning on and off the set of the circuit 45 and the set of the switch circuit 41 and the switch circuit 44, a high-frequency voltage of several tens of kHz to several hundreds of kHz is generated between both connection ends ab. The resonance circuit 113 resonates due to the high frequency voltage, and a high resonance voltage is generated between the terminals of the capacitor 48. Then, the discharge lamp 49 is turned on by this high-voltage resonance voltage. On the other hand, when the control circuit 51 detects the lighting of the discharge lamp 49 based on the detection voltage of the voltage detection circuit 37, the switch circuits 40 and 41 are configured so that a low frequency voltage of several tens Hz to several hundreds Hz is generated between both connection ends ab. , 44, 45 are alternately turned on and off.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the discharge lamp lighting device obtains a high voltage equal to or higher than a voltage value sufficient to light the discharge lamp by causing the resonance circuit to resonate as described above, the drive frequency corresponding to the resonance frequency of the resonance circuit is obtained. Therefore, it is necessary to control on / off of each set of switch circuits. For this reason, the drive frequency determined by the resonance condition based on the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor in the resonance circuit is fixedly set in the control circuit. For this reason, in order to make the resonance circuit resonate at this fixedly set driving frequency, conventionally, the coil and the capacitor are required to be components having very small tolerances in inductance value and capacitance value. There was a problem that there was. As a result of using such a component, there is a problem that the cost increases.
[0005]
On the other hand, if an inexpensive component with a large tolerance is used in the resonance circuit, the resonance condition varies depending on the product. For example, when the discharge lamp lighting device is shipped, the resonance frequency of the resonance circuit is measured for each product. For example, it is necessary to specify the resonance frequency and set the drive frequency in the control circuit. As a result of such manual adjustment, man-hours are required and costs increase.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can select a coil and a capacitor without considering tolerances, and does not need to be manually adjusted for each product. An object is to provide a discharge lamp lighting device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a DC-DC converter circuit that boosts or reduces a DC voltage, and an output voltage of the DC-DC converter circuit is periodically inverted. A polarity inversion circuit for applying to the discharge lamp, a resonance circuit for generating a starting voltage for starting the discharge lamp, the DC-DC conversion circuit, the polarity inversion circuit, and the resonance circuit to control the In a discharge lamp lighting device comprising a control circuit for controlling lighting of a discharge lamp, frequency detection means for detecting a frequency of a driving voltage for driving the resonance circuit, and voltage generated by driving the resonance circuit Based on the voltage detection means, the output of the frequency detection means, and the output of the voltage detection means, the frequency of the drive voltage that causes the resonance circuit to generate a starting voltage that can start the discharge lamp.Without turning on the discharge lampFrequency detecting means for detectionThe frequency determining means detects the output of the frequency detecting means when the output of the voltage detecting means becomes maximum as the frequency of the drive voltage.
[0010]
In the discharge lamp lighting device having such a configuration, since the frequency determining means detects the frequency of the drive voltage that causes the resonance circuit to generate a starting voltage that can start the discharge lamp, it depends on variations in the component constants of the components that constitute the resonance circuit. Differences in resonance conditions can be absorbed. Therefore, it is possible to select parts without taking into account tolerances, and it is not necessary to perform manual work of searching and setting the drive frequency for each product, and the starting voltage can be generated reliably. .
[0011]
  Claim2In the invention described in claim 1, from the viewpoint of reducing electrical stress applied to each component of the resonance circuit,1In the described discharge lamp lighting device, the frequency of the drive voltage is detected by applying a voltage smaller than a starting voltage capable of starting the discharge lamp to the resonance circuit.
[0012]
  Claim3In the invention according to claim 1, from the viewpoint of lighting the discharge lamp earlier,Or claim 2The discharge lamp lighting device described in 1) further includes holding means for detecting the frequency of the drive voltage once and holding the detected frequency of the drive voltage.
[0013]
  Claim4In the invention described in claim 2, from the viewpoint of omitting the man-hour for maintaining the frequency of the drive voltage,3In the discharge lamp lighting device according to item 4, the holding unit is a non-volatile memory.
[0014]
  Claim5In the invention described in claim 1, from the viewpoint of reliably generating a starting voltage even if the resonance condition is deviated due to ambient temperature or aging of parts.Or claim 2In the discharge lamp lighting device described above, the detection of the frequency of the drive voltage is performed every time the power is turned on.
[0015]
  Claim6In the invention described in (1), from the viewpoint of starting well even if the starting voltage rises at the end of the product variation or the end of the life of the discharge lamp,5In the discharge lamp lighting device according to any one of the above, the control circuit is configured to generate a starting voltage in the resonance circuit at a frequency shifted by a predetermined frequency from the detected frequency of the drive voltage. .
[0016]
  Claim7In the invention described in (1), from the viewpoint of starting well even if the starting voltage rises at the end of the product variation or the end of the life of the discharge lamp,5In the discharge lamp lighting device according to any one of the above, the control circuit generates a starting voltage in the resonance circuit while sweeping the frequency in a predetermined frequency range around the detected frequency of the drive voltage. Composed.
[0017]
  Claim8In the invention described in claim 1, from the viewpoint of downsizing the resonant circuit to reduce the size of the discharge lamp lighting device,7In the discharge lamp lighting device according to any one of the above, the control circuit is configured to generate a starting voltage in the resonance circuit at a frequency obtained by oddly multiplying the detected frequency of the drive voltage.
[0018]
  Claim9In the invention described in claim 1, from the viewpoint of obtaining a voltage amplitude substantially the same as the voltage amplitude when the basic resonance frequency is applied to the resonance circuit,7In the discharge lamp lighting device according to any one of the above, the control circuit is configured to generate a starting voltage in the resonance circuit at a frequency three times the frequency of the detected drive voltage.
[0019]
  Claim 10In the invention described in claim 1, from the viewpoint of increasing the Q value of the resonance circuit, claims 1 to9In the discharge lamp lighting device according to any one of the above, the resonance circuit includes an inductor element and a capacitor.
[0020]
  Claim 11In the invention described in claim 1, from the viewpoint of applying a relatively low voltage to the capacitor,0In the discharge lamp lighting device according to item 4, the inductor element is configured by using a transformer.
[0021]
  Claim 12In the invention described in claim 1, from the viewpoint of applying a relatively low voltage to the voltage detecting means.1In the discharge lamp lighting device according to claim 1, the voltage detection means is configured to be on the primary winding side of the transformer.
[0022]
  Claim 13In the invention described in claim 1, from the viewpoint of simplifying the circuit configuration of the voltage detection means,1In the discharge lamp lighting device according to claim 1, the voltage detection means is a resistor connected to the primary winding side of the transformer.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the same structure in each figure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
(Configuration of the first embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device according to the first embodiment.
[0024]
In FIG. 1, a discharge lamp lighting device 101 according to the first embodiment includes a power source 31, a DC stabilized power source 32, a switch element 33, a choke coil 34, a drive circuit 35, a diode 36, and a voltage detection circuit 37. 111, a smoothing capacitor 38, a drive circuit 39, 42, 43, 46 and a polarity inversion circuit 112 comprising a switch circuit 40, 41, 44, 45, a resonance circuit 113 comprising a coil 47 and a capacitor 48, and a voltage detection circuit 11 A chopper control circuit 50, a control circuit 12, a frequency detection circuit 13, and a frequency determination circuit 14. That is, the discharge lamp lighting device 101 according to the first embodiment further includes a voltage detection circuit 11, a frequency detection circuit 13, and a frequency determination circuit 14 as compared with the conventional discharge lamp lighting device 200 shown in FIG. The main feature is that the control circuit 12 is used instead of the above.
[0025]
The voltage supplied from the power supply 31 is stabilized by the direct current stabilization power supply 32 and input to the chopper circuit 111. In the chopper circuit 111, a switch element 33 and a choke coil 34 are connected in series between an input end and an output end, and a cathode side of a diode 36 is connected to a connection point between the switch element 33 and the choke coil 34. A voltage detection circuit 37 for detecting the output voltage of the chopper circuit 111 (voltage between terminals of the smoothing capacitor 38) is provided at the output terminal of the chopper circuit 111. The detection result is obtained from the chopper control circuit 50 and the control circuit 12. Is output. In the chopper control circuit 50, based on the output voltage detected by the voltage detection circuit 37, the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 38 connected in parallel to the output terminal becomes a predetermined voltage value corresponding to start control and lighting control. Thus, the control signal is output to the drive circuit 35. The drive circuit 35 turns on and off the switch element 33 with a predetermined duty and a high frequency of several tens of kHz according to the control signal. As a result, the chopper circuit 111 steps up or down the input voltage to a predetermined voltage value. Since the terminal voltage of the smoothing capacitor 38 changes according to the load state of the polarity inverting circuit 112, the duty and frequency at which the switch element 33 is turned on / off is adjusted according to the load state. The switch element is, for example, a transistor.
[0026]
The output voltage of the smoothing capacitor 38 is input to the polarity inversion circuit 112. In the polarity inversion circuit 112, the switch circuit 40 and the switch circuit 44 connected in series and the switch circuit 41 and the switch circuit 45 connected in series are connected in parallel to form a bridge circuit. The drive circuit 39 drives the switch circuit 40, the drive circuit 42 drives the switch circuit 41, the drive circuit 43 drives the switch circuit 44, and the drive circuit 46 drives the switch circuit 45. As will be described later, the control circuit 12 alternately turns on and off a set of the switch circuit 40 and the switch circuit 45 and a set of the switch circuit 41 and the switch circuit 44 that are arranged at diagonal positions. Thus, the polarity inverting circuit 112 periodically inverts the polarity of the input DC voltage between the connection end a between the switch circuit 40 and the switch circuit 44 and the connection end b between the switch circuit 41 and the switch circuit 45. Generate alternating voltage. The control circuit 12 controls the switching timing so that the sets are not turned on at the same time. The polarity inversion circuit 112 is, for example, a full bridge inverter circuit. The switch circuits 40, 41, 44, and 45 are, for example, an antiparallel circuit of a switch element and a diode, an FET (Field Effect Transistor), or the like.
[0027]
A resonance circuit 113 is connected between the connection end a and the connection end b. The resonance circuit 113 includes a coil 47 and a capacitor 48 connected in series, and a discharge lamp 49 is connected in parallel to the capacitor 48 via a socket. The discharge lamp 49 is, for example, a high-intensity discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp, a sodium lamp, or a metal halide lamp.
[0028]
The voltage detection circuit 11 is connected to the connection end c of the resonance circuit 113 between the coil 47 and the capacitor 48 and detects the voltage at the connection end c. The detection voltage Vr of the voltage detection circuit 11 is output to the frequency determination circuit 14. The frequency detection circuit 13 detects, based on the output from the control circuit 12, a driving frequency for alternately turning on and off the set of the switch circuit 40 and the switch circuit 45 and the set of the switch circuit 41 and the switch circuit 44. The frequency determination circuit 14 determines the drive frequency based on the detection voltage Vr of the voltage detection circuit 11 and the detection result of the frequency detection circuit 13 as described later, and outputs the drive frequency to the control circuit 12.
(Operation of the first embodiment)
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the discharge lamp lighting device according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the drive frequency and the voltage at the connection end c of the resonance circuit in the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 3 is the drive frequency, and the vertical axis is the voltage. The same applies to the axes shown in FIGS. 7, 9, 12 and 13, which will be described later.
[0029]
When the discharge lamp lighting device 101 is turned on by a power switch (not shown), first, start control for starting the discharge lamp 49 is performed. That is, in FIG. 2, the control circuit 12 performs initial setting of each part of the discharge lamp lighting device 101 (S11), and sets the drive frequency of the polarity inversion circuit 112 to the initial drive frequency f2 (S12). As shown in FIG. 3, the initial drive frequency f2 is a frequency at which the resonant circuit 113 can generate a voltage (starting voltage) V2 smaller than a voltage (predetermined voltage Vs) sufficient to start (start lighting) the discharge lamp 49. It is. Then, the control circuit 12 turns on / off each switch circuit 40, 41, 44, 45 of the polarity inverting circuit 112 at the initial drive frequency f2 for each of the above-described groups (S13).
[0030]
Each switch circuit 40, 41, 44, 45 is turned on / off at the initial drive frequency f2 for each of the above-described groups, whereby a starting voltage V2 is generated between the terminals of the capacitor 48 in the resonance circuit 113, and this starting voltage V2 is Applied to the discharge lamp 49.
[0031]
The control circuit 12 determines whether or not the discharge lamp 49 has been turned on from the detection result of the voltage detection circuit 37 (S14). As is well known, when the discharge lamp 49 is lit, it changes from a high impedance state to a low impedance state via a takeover, so that the load state of the polarity inversion circuit 112 changes. Since the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 38 also changes in accordance with the change in the load state, it is possible to determine whether or not the discharge lamp 49 is lit based on the detection result of the voltage detection circuit 37 that detects the output voltage of the chopper circuit 111. it can.
[0032]
As a result of the determination, when the discharge lamp 49 is lit (Yes), the control circuit 12 performs lighting control (S15). That is, the control circuit 12 turns on and off the switch circuits 40, 41, 44, and 45 for each of the above-described groups at a low driving frequency set within a range of several tens Hz to several hundreds Hz. To supply power. The control circuit 12 adjusts the amount of power supplied to the discharge lamp 49 by controlling the duty of the switch element 33 and the switching frequency.
[0033]
On the other hand, when the discharge lamp 49 is not lit as a result of the determination (No), the control circuit 12 returns from the process S13 to the process S13 through the process S14, the process S16, the process S17, the process S18, and the process S19. It is determined whether or not the number of times Nr has reached a preset number of times (S16).
[0034]
As a result of the determination, when the loop count Nr has reached the predetermined number (Yes), the control circuit 12 ends the lighting control of the discharge lamp 49. On the other hand, if the number of loops Nr has not reached the predetermined number as a result of the determination (No), the control circuit 12 causes the frequency determination circuit 14 to take in the detection voltage Vr of the voltage detection circuit 11 (S17). The control circuit 12 also outputs a control signal for turning on / off the switch circuits 40, 41, 44, 45 to the frequency detection circuit 13, and the frequency detection circuit 13 detects the current drive frequency f, The detection result is output to the frequency determination circuit 14.
[0035]
The control circuit 12 causes the frequency determination circuit 14 to determine whether or not the detection voltage Vr is equal to or higher than the predetermined voltage Vs (S18). If the detection voltage Vr is not equal to or higher than the predetermined voltage Vs as a result of the determination, the frequency determination circuit 14 determines the current drive frequency f from the output of the frequency detection circuit 13 and determines a predetermined frequency from the current drive frequency f. The frequency f−Δf reduced by Δf is set as a new drive frequency f and notified to the control circuit 12. Then, the process returns to S12. The control circuit 12 sets the drive frequency of the inversion control circuit 112 to the updated drive frequency f (S12). Thereafter, the above-described processes S13 to S18 are repeated until the detection voltage Vr becomes equal to or higher than the predetermined voltage Vs.
[0036]
On the other hand, if the result of determination in S18 is that the detected voltage Vr is greater than or equal to the predetermined voltage Vs (Yes), the frequency determination circuit 14 sets the current drive frequency f as the lighting frequency fs and notifies the control circuit 12 of it. At the same time, 1 is added to the loop count Nr (increment) (S19), and the process returns to S13. Thereafter, until the discharge lamp 49 is turned on or the loop number Nr reaches the predetermined number, the control circuit 12 sets the switch circuits 40, 41, 44, 45 of the polarity inversion circuit 112 at the lighting frequency fs for each of the above-described sets. Turn on and off.
[0037]
Here, the reason why the lighting control with the lighting frequency fs is suppressed to a predetermined number or less is to prevent the control circuit 12 from repeating the process S13 to the process S19 infinitely when the discharge lamp 49 is not lit due to a failure or the like. is there.
[0038]
As described above, the discharge lamp lighting device 101 according to the first embodiment sequentially reduces the initial drive frequency f2 by a predetermined frequency Δf every time the power of the discharge lamp lighting device 101 is turned on, and exceeds the predetermined voltage Vs. Since the lighting frequency fs as a voltage is searched for, a voltage higher than the predetermined voltage Vs can be reliably applied to the discharge lamp 49 regardless of the resonance condition of the resonance circuit 113. For this reason, the coil 47 and the capacitor 48 constituting the resonance circuit 113 can be selected without considering the tolerance, and it is necessary to manually adjust and set the lighting frequency fs for each discharge lamp lighting device 101. Absent.
[0039]
As described above, the polarity inversion circuit 112 supplies a predetermined high-frequency voltage of several tens of kHz or more to the resonance circuit 113 to start lighting the discharge lamp 49, and maintains the lighting of the discharge lamp 49 after lighting. In addition, the circuit is a dual-purpose circuit that supplies a predetermined low-frequency voltage within a range of several tens to several hundreds of Hz to the discharge lamp 49.
(Configuration of Second Embodiment)
Next, another embodiment will be described. The discharge lamp lighting device 101 in the first embodiment is driven by the polarity inversion circuit 112 that also serves as the resonance circuit 113, but the discharge lamp lighting device 102 in the second embodiment is an independent drive circuit that uses the transformer 26. It is embodiment driven by.
[0040]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device according to the second embodiment.
[0041]
In FIG. 4, the discharge lamp lighting device 102 according to the second embodiment includes a power source 31, a DC stabilized power source 32, a switch element 33, a choke coil 34, a drive circuit 35, a diode, and a voltage detection circuit 37. , A smoothing capacitor 38, a drive circuit 22, 28, a switch circuit 23, 29, a resistor 24 and a capacitor 25, a resonant circuit drive circuit 114, a drive circuit 39, 42, 43, 46 and a switch circuit 40, 41, 44, 45, a polarity inversion circuit 112, a transformer 26, a capacitor 27, a chopper control circuit 50, a control circuit 21, a frequency detection circuit 13, and a frequency determination circuit 14.
[0042]
That is, the discharge lamp lighting device 102 in the second embodiment uses the control circuit 21 instead of the control circuit 12 and replaces the resonance circuit 113 for starting as compared with the discharge lamp lighting device 101 in the first embodiment. One feature is that a resonance circuit including a capacitor 25 and a transformer 26 is used, and a resonance circuit drive circuit 114 is provided for driving the resonance circuit. One characteristic is that the voltage of the resonance circuit is detected by a voltage generated in a resistor 24 provided in the resonance circuit drive circuit 114 and connected in series to the resonance circuit.
[0043]
Accordingly, the power supply 31, the DC stabilized power supply 32, the chopper circuit 111, the smoothing capacitor 38, the polarity inversion circuit 112, the chopper circuit 50, the frequency detection circuit 13, and the frequency determination circuit 14 are the same as those in the first embodiment. The description thereof will be omitted, and the resonance circuit drive circuit 114 and the resonance circuit will be described.
[0044]
In the resonant circuit drive circuit 114, the switch circuit 29 and the switch circuit 23 are connected in series, and the primary winding of the transformer 26, the capacitor 25, and the resistor 24 connected in series are connected in parallel to the switch circuit 23. Is done. The switch circuit 29 and the switch circuit 23 connected in series are connected in parallel to the smoothing capacitor 38. The switch circuits 23 and 29 are, for example, an anti-parallel circuit of a switch element and a diode, an FET, or the like, similar to the switch circuits 40, 41, 44, and 45, and ON / OFF is controlled by a control signal from the control circuit 21. Based on the control, the driving circuits 22 and 28 control them. The connection end d between the resistor 24 and the capacitor 25 is output to the frequency determination circuit 14 as a detection output of the voltage of the resonance circuit.
[0045]
The secondary winding of the transformer 26 is connected in series with the discharge lamp 49, and the capacitor 27 is connected in parallel with the series connection of the secondary winding of the transformer 26 and the discharge lamp 49. A circuit composed of the secondary winding of the transformer 26, the discharge lamp 49 and the capacitor 27 is connected between the connection terminals ab which are output terminals of the polarity inversion circuit 112.
[0046]
The control circuit 21 supplies power to the resonance circuit by driving the resonance circuit drive circuit 114 by turning on and off the switch circuits 23 and 29 at predetermined high frequencies via the drive circuits 22 and 28, respectively. As in the first embodiment, the presence or absence of lighting of the discharge lamp 49 is detected from the detection result of the voltage detection circuit 37, or the lighting frequency fs is determined using the frequency detection circuit 13 and the frequency determination circuit 14. Then, the lighting control of the discharge lamp 49 is performed after starting.
(Operation of Second Embodiment)
In the first embodiment, the resonance circuit 113 is driven by using the polarity inverting circuit 112. However, in the second embodiment, the resonance circuit 113 is connected to the resonance circuit driving circuit 114 and the polarity inverting circuit 112. That is, in the starting control of the discharge lamp lighting device 102 in the second embodiment, the control circuit 21 alternately turns on / off the switch circuits 23, 41, 44 and the switch circuits 28, 40, 45 at a high frequency of several tens of kHz. This causes the primary winding of the transformer 26 and the resonance circuit of the capacitor 25 to resonate. As a result, an induced electromotive voltage is generated in the secondary winding of the transformer 26 and the discharge lamp 49 is started. After the discharge lamp 49 is lit, the switch circuits 23 and 29 of the resonance circuit drive circuit 114 are maintained in the OFF state, and the switch circuits 40 and 45 and the switch circuits 41 and 44 of the polarity inversion circuit 112 are alternately displayed in numbers. By turning on and off at a low frequency of 10 to several hundred Hz, electric power for maintaining the lighting of the discharge lamp 49 is supplied.
[0047]
The starting control of the discharge lamp lighting device 102 in the second embodiment is thus different in the driving method from the first embodiment, but otherwise the discharge lamp lighting device 101 in the first embodiment shown in FIG. Since this is the same as the starting control, description thereof is omitted. Here, the predetermined voltage Vs is set to a voltage sufficient to start the discharge lamp 49 in consideration of the winding ratio of the transformer 26.
[0048]
In the discharge lamp lighting device 102 in the second embodiment, every time the discharge lamp lighting device 102 is powered on, the initial driving frequency f2 is successively reduced by a predetermined frequency Δf to a voltage equal to or higher than the predetermined voltage Vs. Since the lighting frequency fs is searched for, a voltage equal to or higher than the predetermined voltage Vs can be reliably applied to the discharge lamp 49 regardless of the resonance condition of the resonance circuit. Therefore, the transformer 26 and the capacitor 25 constituting the resonance circuit can be selected without considering the tolerance, and it is not necessary to manually adjust and set the lighting frequency fs for each discharge lamp lighting device 102. . Further, since the transformer 26 is used, the voltage applied to the discharge lamp 49 can be detected on the primary winding side. For this reason, the detection voltage becomes a relatively low voltage and can be detected with a simple resistor.
(Configuration of Third Embodiment)
Next, another embodiment will be described. The discharge lamp lighting device 101 according to the first embodiment is an embodiment for finding the lighting frequency fs that generates a voltage higher than the predetermined voltage Vs. However, the discharge lamp lighting device 103 according to the third embodiment includes the resonance circuit 113. This is an embodiment for finding the resonance frequency f0.
[0049]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device according to the third embodiment.
[0050]
In FIG. 5, the discharge lamp lighting device 103 according to the third embodiment includes a power source 31, a DC stabilized power source 32, a switch element 33, a choke coil 34, a drive circuit 35, a diode 36, and a voltage detection circuit 37. 111, a smoothing capacitor 38, a drive circuit 39, 42, 43, 46 and a polarity inversion circuit 112 comprising a switch circuit 40, 41, 44, 45, a resonance circuit 113 comprising a coil 47 and a capacitor 48, and a voltage detection circuit 11 A chopper control circuit 50, a control circuit 12 ', a frequency detection circuit 13, and a frequency determination circuit 14'. That is, the discharge lamp lighting device 103 according to the third embodiment has a control circuit 12 ′ and a frequency determination that perform operations described below instead of the control circuit 12 and the frequency determination circuit 14 of the discharge lamp lighting device 101 according to the first embodiment. The first circuit shown in FIG. 1 is used except that the circuit 14 ′ is used and the control circuit 12 ′ is also connected to the chopper control circuit 50, and the frequency determination circuit 14 ′ also includes a buffer for temporarily holding data. Since it is the same structure as the discharge lamp lighting device 101 in the embodiment, the description thereof is omitted.
(Operation of Third Embodiment)
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the discharge lamp lighting device according to the third embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the drive frequency and the voltage at the connection end c of the resonance circuit in the third embodiment.
[0051]
When the discharge lamp lighting device 103 is turned on by a power switch (not shown), first, search control for finding a resonance frequency f0 for starting the discharge lamp 49 is performed. That is, in FIG. 6, the control circuit 12 ′ performs initial setting of each part of the discharge lamp lighting device 103 and performs chopper control so that the output voltage of the chopper circuit 111 becomes a voltage smaller than that when the discharge lamp 49 is started. Setting is made via the circuit 50 (S21). The output voltage of the chopper circuit 111 is set in this way because it is not necessary to apply an excessive voltage to the components constituting the switching circuits 40, 41, 44, 45 and the resonance circuit 113, thereby suppressing the high breakdown voltage of these components. This is because the resonance frequency f0 cannot be found if the discharge lamp 49 starts lighting during the search, so that the discharge lamp 49 does not start lighting during the search.
[0052]
Next, the control circuit 12 'sets the drive frequency of the inversion control circuit 112 to the initial drive frequency f2 (S22). Then, the control circuit 12 'turns on / off each switch circuit 40, 41, 44, 45 of the polarity inverting circuit 112 at the initial drive frequency f2 for each of the above-described groups (S23).
[0053]
Each switch circuit 40, 41, 44, 45 is turned on / off at the initial drive frequency f2 for each of the above-described groups, whereby a starting voltage V2 is generated between the terminals of the capacitor 48 in the resonance circuit 113, and this starting voltage V2 is Applied to the discharge lamp 49.
[0054]
The control circuit 12 'causes the frequency determination circuit 14 to take in the detection voltage Vr of the voltage detection circuit 11 (S24). Further, the control circuit 12 ′ also outputs a control signal for turning on / off each of the switch circuits 40, 41, 44, 45 to the frequency detection circuit 13, and the frequency detection circuit 13 detects the current drive frequency f, The detection result is output to the frequency determination circuit 14 ′.
[0055]
The control circuit 12 'causes the frequency determination circuit 14' to compare the detected voltage Vr with the holding voltage value Vm (S25). The holding voltage value Vm is initialized to 0, for example, at the time of initial setting in S21.
[0056]
If the result of determination is that the detected voltage Vr is greater than the holding voltage value Vm (Yes), the frequency determining circuit 14 'stores the detected voltage Vr in the buffer as a new holding voltage value Vm and The current driving frequency f is determined from the output, and the current driving frequency f is also stored in the buffer as the holding driving frequency fm. Then, the frequency determining circuit 14 'sets the frequency f-Δf obtained by subtracting a predetermined frequency Δf from the current driving frequency f as a new driving frequency f and notifies the control circuit 12' (S26).
[0057]
On the other hand, if the result of determination is that the detected voltage Vr is not greater than the holding value Vm (No), the frequency determination circuit 14 'stores the holding voltage value Vm and the holding drive frequency fm again in the buffer without updating them. . Then, the frequency determination circuit 14 ′ determines the current drive frequency f from the output of the frequency detection circuit 13, and a new drive frequency is obtained by subtracting a predetermined frequency Δf from the current drive frequency f by a predetermined frequency Δf. It is set to f and notified to the control circuit 12 ′ (S27).
[0058]
Next, the control circuit 12 determines whether or not the new drive frequency f notified from the frequency determination circuit 14 'is smaller than the end drive frequency f1 (S28). As a result of the determination, if the new drive frequency f is not smaller than the end drive frequency f1 (No), the process returns to S22. In S22, the control circuit 12 'sets the drive frequency of the inversion control circuit 112 to the updated drive frequency f (S22). Thereafter, the above-described processes S23 to S28 are repeated until the new drive frequency f becomes smaller than the end drive frequency f1.
[0059]
On the other hand, if the result of determination in S28 is that the drive frequency f is smaller than the end drive frequency f1 (Yes), the control circuit 12 'uses the holding drive frequency fm stored in its buffer in the frequency determination circuit 14' as the resonance frequency. It is set as f0 (S29).
[0060]
Then, the control circuit 12 'causes the frequency determination circuit 14' to add a predetermined frequency δf to the resonance frequency f0, and the frequency determination circuit 14 'notifies the control circuit 12' of f0 + δf as the lighting frequency. The control circuit 12 ′ sets the output voltage of the chopper circuit 111 through the chopper control circuit 50 so as to be a voltage for starting the discharge lamp 49. Then, the control circuit 12 'turns on / off each switch circuit 40, 41, 44, 45 of the polarity inversion circuit 112 at the lighting frequency f0 + δf for each of the above-described groups. As a result, the resonance circuit 113 resonates, and the discharge lamp 49 is applied with a resonance voltage sufficient to start up and starts to light.
[0061]
Here, as described above, the search for the resonance frequency f0 is performed by sequentially reducing the drive frequency f from the initial drive frequency f2 to the final drive frequency f1 by a predetermined frequency Δf, so the initial drive frequency f2 and the final drive frequency f1. 7 is determined so as to include the resonance frequency f0P calculated from the design value of the resonance circuit 113, that is, f1 ≦ f0P ≦ f2.
[0062]
The lighting frequency f0 + δf is obtained by adding a predetermined frequency δf to the resonance frequency f0 to drive the resonance circuit 113 at the resonance frequency f0. On the other hand, the breakdown voltage of the components constituting the resonance circuit 113 needs to be increased. The discharge lamp 49 can be sufficiently started if a voltage higher than the predetermined voltage Vs is applied. Therefore, a frequency shifted by δf from the resonance frequency f0 is set as a lighting frequency within a range where a voltage equal to or higher than the specified voltage Vs can be secured.
[0063]
As described above, the discharge lamp lighting device 103 according to the third embodiment searches for the resonance frequency f0 every time the power supply of the discharge lamp lighting device 103 is turned on. Therefore, the discharge lamp lighting device 103 is surely discharged regardless of the resonance condition of the resonance circuit 113. A resonance voltage higher than the predetermined voltage Vs can be applied to 49. Therefore, it is possible to select the coil 47 and the capacitor 48 constituting the resonance circuit 113 without considering the tolerance, and it is necessary to manually adjust and set the resonance frequency f0 for each discharge lamp lighting device 103. Absent.
[0064]
In the third embodiment, the search is performed by sequentially reducing the resonance frequency f0 by a predetermined frequency Δf from the initial drive frequency f2 higher than the resonance frequency f0, but conversely, the resonance frequency f0 is lower than the resonance frequency f0. The search may be performed by sequentially adding a predetermined frequency Δf from the final driving frequency f1.
(Configuration of Fourth Embodiment)
Next, another embodiment will be described. The discharge lamp lighting device 101 in the first embodiment is an embodiment for finding a lighting frequency fs that produces a voltage equal to or higher than a predetermined voltage Vs under the output of the chopper circuit 111 capable of starting the discharge lamp 49. The discharge lamp lighting device 103 of the embodiment is an embodiment for finding the lighting frequency fs first.
[0065]
The discharge lamp lighting device 104 according to the fourth embodiment includes a power source 31, a DC stabilized power source 32, a switch element 33, a choke coil 34, a drive circuit 35, a diode 36, and a voltage detection circuit 37. A polarity reversal circuit 112 comprising a capacitor 38, drive circuits 39, 42, 43, 46 and switch circuits 40, 41, 44, 45, a resonance circuit 113 comprising a coil 47 and a capacitor 48, a voltage detection circuit 11, and a chopper control circuit. 50, a control circuit 12 ″, a frequency detection circuit 13, and a frequency determination circuit 14 ″. That is, the discharge lamp lighting device 104 according to the fourth embodiment has a control circuit 12 ″ and a frequency determination that perform operations described later instead of the control circuit 12 and the frequency determination circuit 14 of the discharge lamp lighting device 101 according to the first embodiment. The configuration is the same as that of the discharge lamp lighting device 101 in the first embodiment shown in FIG. 1 except that the circuit 14 ″ is used and the control circuit 12 ″ is also connected to the chopper control circuit 50. Since the discharge lamp lighting device 104 has such a configuration, the configuration diagram is the same as FIG.
(Operation of Fourth Embodiment)
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the drive frequency and the voltage at the connection end c of the resonance circuit in the fourth embodiment.
[0066]
In the discharge lamp lighting measure 104, when power is turned on by a power switch (not shown), first, search control for finding a lighting frequency fs for starting the discharge lamp 49 is performed. That is, in FIG. 8, the control circuit 12 ″ performs initial setting of each part of the discharge lamp lighting device 104 and performs chopper control so that the output voltage of the chopper circuit 111 is smaller than that when the discharge lamp 49 is started. Setting is made via the circuit 50 (S31).
[0067]
Next, the control circuit 12 ″ sets the drive frequency of the inversion control circuit 112 to the initial drive frequency f2 (S32). The control circuit 12 ″ then sets each switch circuit 40, 41, 44,. 45 is turned on / off at the initial drive frequency f2 for each group described above (S33).
[0068]
Each switch circuit 40, 41, 44, 45 is turned on / off at the initial drive frequency f2 for each of the above-described groups, whereby a starting voltage V2 is generated between the terminals of the capacitor 48 in the resonance circuit 113, and this starting voltage V2 is Applied to the discharge lamp 49.
[0069]
The control circuit 12 ″ causes the frequency determination circuit 14 ″ to capture the detection voltage Vr of the voltage detection circuit 11 (S34). The control circuit 12 ″ also outputs a control signal for turning on / off the switch circuits 40, 41, 44, 45 to the frequency detection circuit 13, and the frequency detection circuit 13 detects the current drive frequency f, The detection result is output to the frequency determination circuit 14 ″.
[0070]
The control circuit 12 ″ causes the frequency determination circuit 14 ″ to compare the magnitudes of the detection voltage Vr and the specified voltage Vs (S35). As in the first and second embodiments, the predetermined voltage Vs is a voltage value sufficient to start the discharge lamp 49, and the initial drive frequency f2 is also greater than the predetermined voltage Vs as shown in FIG. Is a frequency at which a small voltage (starting voltage) V2 can be generated in the resonance circuit 113.
[0071]
If the detection voltage Vr is not greater than the predetermined voltage Vs as a result of the determination (No), the frequency determination circuit 14 ″ determines the current drive frequency f from the output of the frequency detection circuit 13, and from the current drive frequency f. The frequency f−Δf reduced by the predetermined frequency Δf is set as a new drive frequency f and notified to the control circuit 12 ″ (S37), and the process returns to S32. In S32, the control circuit 12 ″ sets the driving frequency of the inversion control circuit 112 to the updated driving frequency f (S32). Hereinafter, the above processes S33 to S35 are performed until the detected voltage Vr becomes larger than the predetermined voltage Vs. repeat.
[0072]
On the other hand, if the result of determination is that the detected voltage Vr is greater than the predetermined voltage Vs (Yes), the frequency determining circuit 14 ″ determines the current driving frequency f from the output of the frequency detecting circuit 13, and the current driving frequency f Is set as the lighting frequency fs and notified to the control circuit 12.
[0073]
Next, the control circuit 12 ″ sets the output voltage of the chopper circuit 111 through the chopper control circuit 50 so that the output voltage of the chopper circuit 111 becomes a voltage when starting the discharge lamp 49. "" Turns on / off each switch circuit 40, 41, 44, 45 of the polarity inverting circuit 112 at the lighting frequency fs for each of the above-mentioned sets. As a result, the resonance circuit 113 resonates, and the discharge lamp 49 is applied with a voltage equal to or higher than the predetermined voltage Vs sufficient for starting, and starts to light.
[0074]
As described above, the discharge lamp lighting device 104 according to the fourth embodiment first searches for the lighting frequency fs each time the power of the discharge lamp lighting device 104 is turned on, so that the discharge lamp lighting device 104 can reliably release regardless of the resonance condition of the resonance circuit 113. A voltage higher than the predetermined voltage Vs can be applied to the lamp 49. Therefore, the coil 47 and the capacitor 48 constituting the resonance circuit 113 can be selected without considering the tolerance, and it is necessary to manually adjust and set the lighting frequency fs for each discharge lamp lighting device 104. Absent. Furthermore, since the frequency determination circuit 14 ″ only compares the detected voltage Vr and the predetermined voltage Vs when searching for the lighting frequency fs, a buffer like the frequency determination circuit 14 ′ of the third embodiment is used. Therefore, the circuit can be realized easily and at low cost as compared with the third embodiment.
[0075]
Although the discharge lamp lighting devices 101 to 104 of the first to fourth embodiments determine the lighting frequency every time the power is turned on, the lighting frequency once determined is stored in the storage means, and this is the second and subsequent times. The stored lighting frequency may be used.
[0076]
First, a case where a holding circuit is used as a storage unit that stores the lighting frequency will be described. Such a holding circuit can be applied to the discharge lamp lighting devices 101 to 104 described in the first to fourth embodiments. Here, an example applied to the discharge lamp lighting device 101 of the first embodiment will be described.
[0077]
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device including a lighting frequency holding circuit.
[0078]
In FIG. 10, a discharge lamp lighting device 105 having a lighting frequency holding circuit includes a power source 31, a DC stabilized power source 32, a switch element 33, a choke coil 34, a drive circuit 35, a diode 36, and a voltage detection circuit 37. Circuit 111, smoothing capacitor 38, drive circuit 39, 42, 43, 46 and switch circuit 40, 41, 44, 45 polarity inversion circuit 112, coil 47 and capacitor 48, resonance circuit 113, voltage detection circuit 11, a chopper control circuit 50, a control circuit 12 ″ ′, a frequency detection circuit 13, a frequency determination circuit 14 ″ ′, a lighting frequency holding circuit 116 including a resistor 61 and a variable resistor 62, resistors 63 and 64, and a transistor 65 And a variable circuit 66 and a switching circuit 117, and a capacitor 67. Discharge lamp 49 is connected to.
[0079]
The configurations of the power supply 31, the DC stabilized power supply 32, the chopper circuit 111, the smoothing capacitor 38, the polarity inversion circuit 112, the resonance circuit 113, the voltage detection circuit 11, the chopper control circuit 50, and the frequency detection circuit 13 are the first configuration. Since it is the same as that of the structure of the discharge lamp lighting device 101 in embodiment, the description is abbreviate | omitted.
[0080]
The lighting frequency holding circuit 116 is configured by connecting a resistor 61 and a variable resistor 62 in series between a reference voltage Vref and ground, and a connection end e between the resistor 61 and the variable resistor 62 is a control circuit. The lighting frequency holding circuit 116 holds the lighting frequency fs as a voltage value generated at the connection end e.
[0081]
In the switching circuit 117, the resistor 63 and the variable resistor 66 are directly connected between the reference voltage Vref and the ground, and the connection terminal e between the resistor 63 and the variable resistor 66 is connected to the base of the transistor 65. The The emitter of the transistor 65 is grounded, and the collector is connected to the reference voltage Vref through the resistor 64 and to the control circuit 12 ″ ′. The switching circuit 117 operates by operating the variable resistor 66. The lighting frequency holding circuit 116 is switched between holding the lighting frequency fs and outputting the held lighting frequency fs to the control circuit 12 ″ ′.
[0082]
Similarly to the frequency determination circuit 14 in the first embodiment, the frequency determination circuit 14 ″ ′ determines the lighting frequency fs based on the detection voltage of the voltage detection circuit 11 and the detection frequency of the frequency detection circuit 13 and controls the control circuit 12. The output is grounded via a capacitor 67. Since the frequency determination circuit 14 ″ ″ outputs the determined lighting frequency fs as a PWM signal to the control circuit 12 ″ ″, a voltage corresponding to the lighting frequency fs is generated in the capacitor 67.
[0083]
Since the determination operation of the lighting frequency fs is as described with reference to FIG. 2, the operation of holding the lighting frequency fs will be described here.
[0084]
When the discharge lamp lighting device 105 is shipped, when the discharge lamp lighting device 105 is purchased and used for the first time, or when the components of the resonance circuit 113 are replaced, the lighting frequency holding circuit 116 is switched to hold the lighting frequency fs. By operating the variable resistor 66 of the circuit 117, the transistor 65 is turned on and a low level control signal is output to the control circuit 12 "'. Upon receiving the low level control signal, the control circuit 12"' Then, the frequency determining circuit 14 ″ ′ determines the lighting frequency fs by the operation described with reference to FIG. 2. When the lighting frequency fs is determined, the control circuit 12 ″ ′ controls the voltage of the capacitor 67 and the lighting frequency holding circuit 116. The resistance value of the variable resistor 62 is adjusted and set so that the voltage at the connection end e becomes equal. In this way, the lighting frequency fs is held as the voltage value at the connection end e.
[0085]
After the holding operation is completed, by operating the variable resistor 66 of the switching circuit 117, the transistor 65 is turned off so that a high level control signal is output to the control circuit 12 ″ ′. When the power of the lighting device 105 is turned on, the control circuit 12 ″ ′ refers to the voltage value output from the lighting frequency holding circuit 116 by the high level control signal from the switching circuit 117, and sets the drive frequency. The discharge lamp 49 is started at the lighting frequency fs.
[0086]
A case where a rewritable ROM is used as the storage means for storing the lighting frequency will be described. Such a ROM can be applied to the discharge lamp lighting devices 101 to 104 described in the first to fourth embodiments. Here, an example applied to the discharge lamp lighting device 101 of the first embodiment will be described.
[0087]
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device including a memory circuit.
[0088]
In FIG. 11, a discharge lamp lighting device 105 having a memory circuit includes a power source 31, a DC stabilized power source 32, a switch element 33, a choke coil 34, a drive circuit 35, a diode 36, and a voltage detection circuit 37. , A smoothing capacitor 38, a drive circuit 39, 42, 43, 46 and a switch circuit 40, 41, 44, 45, a polarity inversion circuit 112, a coil 47 and a capacitor 48, a resonance circuit 113, a voltage detection circuit 11, A chopper control circuit 50, a control circuit 12 ″ ″, a frequency detection circuit 13, a frequency determination circuit 14, and a rewritable ROM 71 are provided, and a discharge lamp 49 is connected in parallel to a capacitor 48.
[0089]
Configurations of power supply 31, DC stabilized power supply 32, chopper circuit 111, smoothing capacitor 38, polarity inversion circuit 112, resonance circuit 113, voltage detection circuit 11, chopper control circuit 50, frequency detection circuit 13, and frequency determination circuit 14 Since this is the same as the configuration of the discharge lamp lighting device 101 in the first embodiment, the description thereof is omitted. The ROM 71 is a rewritable nonvolatile memory that stores the lighting frequency fs.
[0090]
The control circuit 12 ″ ″ causes the frequency determination circuit 14 to determine the lighting frequency fs by the operation described with reference to FIG. When the lighting frequency fs is determined, the control circuit 12 ″ ″ stores the lighting frequency fs in the ROM 71. After the storage operation is completed, when the discharge lamp lighting device 105 is turned on, the control circuit 12 ″ ″ obtains the lighting frequency fs from the ROM 71, sets the drive frequency to the lighting frequency fs, and sets the driving frequency of the discharge lamp 49. Start.
[0091]
As described above, the discharge lamp lighting device having the storage means for storing the lighting frequency as shown in FIGS. 10 and 11 does not need to determine the lighting frequency fs each time the power is turned on. Can be lit.
[0092]
In addition, in the discharge lamp lighting devices 101 to 104 according to the first to fourth embodiments, for example, from the viewpoint of ensuring a good start operation even when the start voltage changes at the product variation of the discharge lamp or at the end of the life, for example, the third In the discharge lamp lighting device 103 of this embodiment, as shown in FIG. 12, the frequency f0 + Δf1 shifted by a predetermined frequency Δf1 set in advance from the resonance frequency f0 detected in the operation of the third embodiment. The start control may be performed with Here, the predetermined frequency Δf1 is set to, for example, several percent of the frequency f0. FIG. 12 is a diagram for explaining a frequency shift in the start control.
[0093]
Furthermore, in the discharge lamp lighting devices 101 to 104 according to the first to fourth embodiments, for example, from the viewpoint of ensuring a good start operation even when the start voltage changes at the product variation of the discharge lamp or at the end of the life, In the discharge lamp lighting device 104 of this embodiment, as shown in FIG. 13, the frequency range shifted back and forth by a predetermined sweep frequency Δf2 set in advance from the lighting frequency fs detected in the operation of the fourth embodiment. The starting control may be performed while sweeping (sweeping) at fs-.DELTA.f2, fs + .DELTA.f2. Here, the predetermined frequency Δf2 is set to, for example, several percent of the frequency fs. FIG. 13 is a diagram for explaining a sweep frequency in the start control.
[0094]
Further, in the first to fourth embodiments, as shown in FIG. 14, from the viewpoint of downsizing the components constituting the resonance circuit while obtaining substantially the same voltage amplitude as when driving at the detected drive voltage frequency. A frequency obtained by multiplying the detected frequency by an odd number (2n + 1, n is a natural number) may be used as a lighting frequency at the start control. This voltage amplitude gradually decreases as the magnification increases. In particular, when it is tripled, substantially the same voltage amplitude as that obtained when driving at the detected drive voltage frequency can be obtained, and the resonance circuit can be downsized. be able to. FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between the drive frequency and the frequency of the output voltage of the resonance circuit. In FIG. 14, the drive voltage waveform of the switch element 33, the drive voltage waveform of the switch circuits 40 and 45, the drive voltage waveform of the switch circuits 41 and 44, and the output voltage waveform of the resonance circuit 113 are shown from the top.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, in the inventions according to claims 1 to 3, the frequency determining means detects the frequency of the driving voltage that generates the starting voltage capable of starting the discharge lamp in the resonant circuit, so that the resonant circuit is configured. It is possible to absorb differences in resonance conditions due to variations in component constants of the components to be performed. Therefore, it is possible to select parts without taking into account tolerances, and it is not necessary to perform manual work of searching and setting the drive frequency for each product, and the starting voltage can be generated reliably. .
[0096]
In the invention described in claim 4, since the detection of the frequency of the driving voltage is performed in a state where a voltage smaller than the starting voltage capable of starting the discharge lamp is applied to the resonant circuit, it is applied to each component of the resonant circuit. Electrical stress can be reduced.
[0097]
According to the fifth aspect of the present invention, since the frequency of the drive voltage is detected once and the detected drive voltage frequency is held by the holding means, the discharge lamp can be turned on earlier.
[0098]
In the invention described in claim 6, since the nonvolatile memory is used as the holding means, the number of steps for holding the frequency of the drive voltage can be saved, and the cost of the discharge lamp lighting device can be reduced.
[0099]
According to the seventh aspect of the present invention, since the frequency of the drive voltage is detected every time the power is turned on, the starting voltage can be reliably generated even if the resonance condition is shifted due to the ambient temperature or aging of the parts.
[0100]
In the invention according to claim 8, since the control circuit generates the starting voltage in the resonance circuit at a frequency shifted by a predetermined frequency from the detected driving voltage frequency, the starting voltage at the product variation of the discharge lamp or at the end of its life Even if it rises, it can start well.
[0101]
According to the ninth aspect of the present invention, the control circuit generates the starting voltage in the resonance circuit while sweeping the frequency in a predetermined frequency range around the detected drive voltage frequency. Even if the starting voltage rises, it can be started well.
[0102]
In the invention described in claim 10, since the control circuit multiplies the frequency of the detected drive voltage by an odd number, the resonant circuit that obtains a voltage amplitude substantially the same as the voltage amplitude generated at the detected drive voltage frequency is reduced in size. Can do. As a result, the discharge lamp lighting device can be reduced in size and cost. This voltage amplitude gradually decreases as the magnification increases. In particular, according to the invention described in claim 11, since the frequency is tripled, it is possible to obtain a voltage amplitude substantially equal to the voltage amplitude generated at the detected drive voltage frequency. . Thus, in the invention according to the eleventh aspect, the voltage amplitude of the resonance circuit and the size reduction of the resonance circuit can both be achieved. As a result, the discharge lamp lighting device can be reduced in size and cost.
[0103]
In the invention according to the twelfth aspect, since the resonance circuit is composed of the inductor element and the capacitor, the Q value can be increased, and the component can be reduced in size. As a result, the discharge lamp lighting device can be reduced in size and cost.
[0104]
In the invention described in claim 13, since the transformer is used as the inductor element of the resonance circuit, a relatively low voltage can be applied to the capacitor, and an inexpensive capacitor can be used. As a result, the discharge lamp lighting device can be reduced in size and cost.
[0105]
In the invention described in claim 14, since the voltage detecting means is located on the primary winding side of the transformer, it is possible to apply a relatively low voltage to the voltage detecting means. As a result, the discharge lamp lighting device Miniaturization and cost reduction can be realized.
[0106]
In the invention according to the fifteenth aspect, since the voltage detection means is constituted by a resistor connected to the primary winding side of the transformer, the circuit configuration of the voltage detection means can be simplified, and as a result, the discharge lamp is turned on. The device can be reduced in size and cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the discharge lamp lighting device in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a driving frequency and a voltage at a connection end c of the resonance circuit in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device according to a third embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the discharge lamp lighting device according to the third embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a drive frequency and a voltage at a connection end c of a resonance circuit in the third embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the discharge lamp lighting device in the fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a driving frequency and a voltage at a connection end c of a resonance circuit in the fourth embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device including a lighting frequency holding circuit.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a discharge lamp lighting device including a memory circuit.
FIG. 12 is a diagram for explaining a frequency shift in the start control.
FIG. 13 is a diagram for explaining a sweep frequency in start control.
FIG. 14 is a diagram illustrating a relationship between a driving frequency and a frequency of an output voltage of a resonance circuit.
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a conventional discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
11, 37 Voltage detection circuit
12, 12 ', 12 ", 12"', 12 "", 51 control circuit
13 Frequency detection circuit
14, 14 ', 14 ", 14"' Frequency determination circuit
31 Power supply
32 DC stabilized power supply
38, 48, 67 capacitors
49 Discharge lamp
50 Chopper control circuit
71 ROM
111 chopper circuit
112 Polarity inversion circuit
113 Resonant circuit
114 Resonant circuit drive circuit
116 Lighting frequency holding circuit
117 switching circuit

Claims

A DC-DC converter circuit for stepping up or down a DC voltage, a polarity inverter circuit for periodically inverting the polarity of the output voltage of the DC-DC converter circuit and applying it to the discharge lamp, and starting the discharge lamp In a discharge lamp lighting device comprising: a resonance circuit that generates a starting voltage for controlling the discharge lamp; and a control circuit that controls lighting of the discharge lamp by controlling the DC-DC conversion circuit, the polarity inverting circuit, and the resonance circuit ,
Frequency detection means for detecting the frequency of the drive voltage for driving the resonant circuit;
Voltage detecting means for detecting a voltage generated by driving the resonant circuit;
Based on the output of the frequency detection means and the output of the voltage detection means, the frequency of the drive voltage that causes the resonance circuit to generate a starting voltage that can start the discharge lamp is detected without lighting the discharge lamp. and a frequency determining means for,
The discharge lamp lighting device , wherein the frequency determination means detects the output of the frequency detection means when the output of the voltage detection means reaches a maximum as the frequency of the drive voltage .

The detection of the frequency of the driving voltage, the discharge lamp lighting device according to claim 1, characterized in that it is made smaller voltage than the starting voltage capable of starting the discharge lamp while applying to said resonant circuit.

The discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2 , further comprising holding means for detecting the frequency of the drive voltage once and holding the detected frequency of the drive voltage.

The discharge lamp lighting device according to claim 3 , wherein the holding unit is a nonvolatile memory.

The discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2 , wherein the frequency of the driving voltage is detected every time the power is turned on.

The control circuit according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to produce the starting voltage to the resonant circuit is shifted by a predetermined frequency component from the frequency of the detected driving voltage frequency Discharge lamp lighting device.

Wherein the control circuit, one of claims 1 to 5, characterized in that to produce the starting voltage to the resonant circuit while sweeping frequency in a predetermined frequency range around the frequency of the detected driving voltage 1 The discharge lamp lighting device according to item.

The discharge lamp lighting according to any one of claims 1 to 7 , wherein the control circuit generates a starting voltage in the resonance circuit at a frequency obtained by oddly multiplying the detected frequency of the drive voltage. apparatus.

The discharge lamp lighting according to any one of claims 1 to 7 , wherein the control circuit generates a starting voltage in the resonance circuit at a frequency three times the frequency of the detected drive voltage. apparatus.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 9 , wherein the resonance circuit includes an inductor element and a capacitor.

The inductor element, a discharge lamp lighting device according to claim 1 0, characterized by using a transformer.

It said voltage detection means, the discharge lamp lighting device according to claim 1 1, characterized in that located in the primary winding side of the transformer.

Said voltage detection means, the discharge lamp lighting device according to claim 1 1, wherein a resistor connected to the primary winding side of the transformer.