JPH04196094A

JPH04196094A - 交流放電灯用電力制御装置

Info

Publication number: JPH04196094A
Application number: JP32733090A
Authority: JP
Inventors: Tomio Tsuzuki; 都築　富男
Original assignee: Elmo Co Ltd
Current assignee: Elmo Co Ltd
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-15
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0740518B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】本発明は、交流放電灯の点灯時に高電圧を印加し、点灯
後は交流放電灯の電力制御を行なう交流放電灯用電力制
御装置に関する。（従来の技術］近年、電気−光変換の効率が高いことから、オーバーへ
ラドプロジェクタやフィルム写真撮影。フィルム映画撮影の照明器具、車両の前照灯などの光源
に、交流放電灯が用いられている。この種の交流放電灯
としては、メタルハライドランプなどがある。こうした
交流放電灯を制御する装置は、点灯後は、電極間電圧あ
るいは交流放電灯の消費電力を一定とするよう電圧や電
流のフィードバック制御を行なっている。また、点灯時には、電極間の絶縁破壊を起こして放電を
開始させ易（するため、点灯後の電流と較べて大きな電
流を流すのが一般的である。もっとも、点灯時に電流を
無制限に流すと、交流放電灯を直接ドライブしている素
子が破壊したり交流放電灯の電極が過剰に消耗すること
があるため、点灯時にも電力制御を実行しつつ定常時の
電流の数倍の電流を流す構成が提案されている。［発明が解決しようとする課題］しかしながら、点灯時に電力制御を実行する交流放電灯
用電力制御装置では、点灯時の最大電流を定常電流の数
倍までに制限すると、点灯に失敗することがあるという
問題があった。高電圧を印加して絶縁破壊を起こし、放
電電流が流れ始めようとするとき、交流放電灯はまだ不
安定な状態にある。従って、点灯時に変動する電圧・電
流に応じて、電力制御が応答性良（働くと、点灯初期に
必要な電力を十分に確保することができず、点灯しかか
った交流放電灯が消灯してしまうことがある。かといっ
て、単に電力制御の応答性を低（したのでは、定常点灯
時の電力制御の制御特性が劣化し、交流放電灯に流れる
電流が矩形波にならないため、放電灯がチラついたり、
放電灯の寿命を著しく短くしたりするという問題があり
、現実的な解決とならない。本発明は上記問題点を解決し、交流放電灯に悪影響を与
えることな（、交流放電灯を確実に点灯することを目的
としてなされた。かかる目的を達成する本発明の構成に
ついて以下説明する。【課題を解決するための手段］本発明の交流放電灯用電力制御装置は、交流電圧の印加
により発光する交流放電灯の点灯時に高電圧を印加し、
点灯後は該交流放電灯が消費する電力を制御する装置で
あって、前記交流放電灯が消費する電力を検出する電力
検出回路と、該検出された電力に基づいて、前記交流放電灯の消費電
力を一定にフィードバック制御する定常電力制御回路と
、前記交流放電等の点灯時には、前記フィードバック制御
を行なう系の応答性を、点灯後の応答性より低下する応
答性切換回路とを備えたことを要旨とする。〔作用〕上記構成を有する本発明の交流放電灯用電力制御装置は
、交流放電灯に高電圧を印加して交流放電灯を点灯する
。点灯時も点灯後も、本発明の交流放電灯用電力制御装
置は、電力検出回路により交流放電灯が消費する電力を
検出し、定常電力制御回路により交流放電灯の消費電力
を一定にフィードバック制御している。しかも、交流放
電等の点灯時には、応答性切換回路により、フィードバ
ック制御を行なう系の応答性を、点灯後の応答性より低
下する。この結果、点灯時には、フィードバック制御の応答性が
低（、放電の開始に必要な電流が十分に確保され、一方
、放電が継続する状態となって交流放電灯が点灯した後
は、交流放電灯の消費電力のフィードバック制御が応答
性良（行なわれる。【実施例〕以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、本発明の交流放電灯用電力制御装置の好適な実施
例について、以下説明する。第１図は実施例としてのメ
タルハライドランプ制御装置１の構成を示すブロック図
、第２図はこのメタルハライドランプ制御装置１が組み
込まれるオーバヘッドプロジェクタ３の外観を示す斜視
図である。まず、オーバヘッドプロジェクタ３の構成を簡単に説明
する。第２図に示すように、このオーバヘッドプロジェ
クタ３は、メタルハライドランプやその制御装置１を収
納する本体５、メタルハライドランプの光を集光するフ
レネルレンズ７、投影レンズ９と反射鏡１０とを支持す
るアーム部１２、などから構成されている。また、本体
５の前面側部には、電源の入り切りを行なう電源スィッ
チ１５が設けられている。実施例のメタルハライドランプ制御装置１は、第１図に
示すように、メタルハライドランプ２０を点灯するため
、商用交流の電源スイツチ１５側から順に、整流部２２
．電流検出部２４．主スイッチング回路２６．電圧検出
部２８．インバータ部３０．高圧スタータ部３２が設け
られている。また、主スイツチング回路２６．インバータ部３０を制
御・駆動するために、パルス幅変調回路（ＰＷＭ）３５
．増幅部３７２点灯検出部３９゜インバータ制御部４１
．単安定マルチバイブレータ４３．アンドゲート４５等
も設けられている。整流部２２は、商用交流を整流・平滑するもの−６＝であり、−旦直流に変換した後、主スイツチング回路２
６により、オン時間のデユーティを制御して、メタルハ
ライドランプ２０の消費電力を制御している。主スイツ
チング回路２６は、直流をチョップしてそのオン・オフ
のデユーティを可変し、メタルハライドランプ２０の消
費電力を制御する回路である。主スイツチング回路２６で電力の制御を行なうために、
電流検出部２４と電圧検出部２８とで電流・電圧の検出
を行ない、雨検出信号を乗算部４７で乗算して消費電力
に対応した信号とし、増幅部３７の入力としている。増
幅部３７は、演算増幅器ＯＰＩ、増幅度を決定する帰還
抵抗器Ｒ１゜帰還抵抗器Ｒ１に並列に接続され積分定数
を決定するコンデンサＣ１，コンデンサＣ１の接続をオ
ン・オンする接点Ｘ１から構成されている。演算増幅器
ＯＰＩにより増幅された後の制御信号により、ＰＷＭ３
５を駆動し、ＰＷＭ３５が、主スイツチング回路２６に
おけるデユーティを決定する。なお、電流検出部２４は、検出用抵抗器を電源ラインに
挿入してその両端電圧を測定する構成とすることもでき
るが、抵抗器による電圧低下が存在することから、二次
巻線を有するトランスを挿入して、その二次側電圧によ
り検出す構成とすることが望ましい。インバータ部３０は、Ｈブリッジタイプの回路構成を育
し、メタルハライドランプ２０が定常的にドライブされ
ている場合に、Ｈブリッジを構成する４つのスイッチン
グ素子を互い違いにオン番オフして、約２５０ないし５
００［Ｈｚｌでメタルハライドランプ２０に流れる電流
の向きを反転する。この結果、メタルハライドランプ２
０は、交流電源により点灯され続けることになる。イン
バータ部３０の各スイッチング素子は、イン共−夕制御
部４１により直接駆動されている。以上説明した主スイツチング回路２６．インバータ部３
０およびこれらを制御する回路の働きにより、メタルハ
ライドランプ２０の点灯後、定常的にメタルハライドラ
ンプ２０がドライブされている場合には、電流・電圧の
乗算値、即ちメタルハライドランプ２０の消費電力が小
さ（なるとデユーティを大きくして電力量を増加し、消
費電力が小さくなるとデユーティを大きくして、結果的
に、交流点灯されているメタルハライドランプ２０の電
力量を一定に保つフィードバック制御が、応答性良く行
なわれる。一方、メタルハライドランプ２０の点灯時には、単安定
マルチバイブレータ４３からの制御信号に基づいて、次
の制御が行なわれる。電源スィッチ１５が投入されると、単安定マルチバイブ
レータ４３は、第３図に示すように、所定時間（本実施
例では約２秒間）、ハイレベルとなる信号を出力する。この信号は、アンドゲート４５と増幅部３７とに出力さ
れている。アンドゲート４５で、この信号と点灯検出部
３９の出力（点灯を検出するまでハイレベルの信号）と
の論理積がとられ、その出力信号により、高圧スタータ
部３２が駆動される。高圧スタータ部３２は、出力信号
がハイレベルの間、従って、点灯時でかつメタルハライ
ドランプ２０が点灯するまで、メー９＝タルハライドランプ２０の電極間に、インバータ部３０
による印加電圧に重畳する形で、スパイク状の高電圧（
数キロボルト）を印加する。メタルハライドランプ２０は、スパイク状の高電圧によ
り絶縁破壊を生起して、やがて点灯する。点灯すると、メタルハライドランプ２０の電極間電圧は
９０ボルト程度に上昇するので、点灯検出部３９がこれ
を検出するのは容易である。メタルハライドランプ２０
点灯後は、高圧スタータ部３２による高電圧の印加は停
止される。一方、単安定マルチバイブレータ４３がらの出力信号が
ハイレベルの間、増幅部３７の接点Ｘ１が閉成される。従って、この間は、演算増幅器ＯＰ１の帰還抵抗器Ｒ１
に容量成分であるコンデンサＣＩが並列に接続されて積
分要素として働くことになり、増幅部３７全体の応答性
は低下する。メタルハライドランプ２０が点灯した直後は、メタルハ
ライドランプ２０の動作が不安定で、その電極間電圧が
変動するといった現象も見られるが、本実施例では、メ
タルハライドランプ２ｏの点灯＝　１０− 直後の消費電力の制御は、低い応答性で行なわれるから
、メタルハライドランプ２０の点灯が確実なものとなる
まで、その電流を絞り過ぎるということがない。しかも
、点灯時の所定時間が過ぎてしまえば、高い応答性で、
メタルハライドランプ２０の消費電力を制御するから、
メタルハライドランプ２ｏの消費電力が一定してその光
量が安定するのみならず、交流点灯の半波内（第３図符
号ａ参照）での電力変動がなく、メタルハライドランプ
２０に流れる電流が完全な矩形波になることから、メタ
ルハライドランプ２０の長寿命化を図ることができる。なお、本実施例のメタルハライドランプ制御装置１では
、単安定マルチバイブレーク４３の出力信号がロウレベ
ルに反転した後、点灯時のランプ電流をフィードバック
制御電流まで低減するのに、ピーク電流を漸減している
ので、メタルハライドランプ２０の光量の変動が、気に
なることがない。また、フィードバック制御電圧まで急激に電圧を上昇す
ることがないので、−旦点灯したメタルハライドランプ
２０が消灯してしまうということもない。以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に同等限定されるものではなく、例えば投影
型テレビの光源に用いたメタルハライドランプの電力制
御に適用した構成、車両の照明灯や建造物の照明などに
用いるメタルハライドランプの電力制御に適用した構成
、あるいは電力制御の応答性を点灯後漸減してゆく構成
等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。【発明の効果］以上詳述したように、本発明の交流放電灯用電力制御装
置は、通常、交流放電灯の消費電力を応答性良く一定に
フィードバック制御し、交流放電等の点灯時には、フィ
ードバック制御を行なう系の応答性を、点灯後の応答性
より低下している。従って、本発明の交流放電灯用電力制御装置によれば、
交流放電灯の点灯を確実に行なうことができ、しかも交
流放電灯のチラッキや寿命の低下という問題も生じない
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例としてのメタルハライドランプ
制御装置１の構成を示すプロ・ツク図、第２図はこの装
置１を組み込んだオーバヘッドプロジェクタ３の斜視図
、第３図は制御の状態を示すタイミングチャート、であ
る。 ■・・・メタルハライドランプ制御装置３・・・オーバ
ヘッドプロジェクタ１５・・・電源スィッチ２０・・・メタルハライドランプ２２・・・整流部　　　　　２４・・・電流検出部２６
・・・主スイツチング回路２８・・・電圧検出部　　　３０・・・インバータ部３
２・・・高圧スタータ部　３５・・・ＰＷＭ３７・・・
増幅部　　　　　３９・・・点灯検出部４１・・・イン
バータ制御部４３・・・単安定マルチバイブレーク

Claims

【特許請求の範囲】１　交流電圧の印加により発光する交流放電灯の点灯時
に高電圧を印加し、点灯後は該交流放電灯が消費する電
力を制御する装置であって、前記交流放電灯が消費する
電力を検出する電力検出回路と、該検出された電力に基づいて、前記交流放電灯の消費電
力を一定にフィードバック制御する定常電力制御回路と
、前記交流放電等の点灯時には、前記フィードバック制御
を行なう系の応答性を、点灯後の応答性より低下する応
答性切換回路とを備えた交流放電灯用電力制御装置。