專利名稱：放電燈點(diǎn)亮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在不包含汞或汞量少的放電燈的過渡功率控制中，用于兼顧光輸出變動(dòng)的抑制和輻射噪聲的抑制的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在汽車照明等中使用放電燈的情況下，在放電燈的點(diǎn)亮開始后需要使光束迅速地上升，在點(diǎn)亮之后供給比穩(wěn)定點(diǎn)亮?xí)r的投入功率大的功率，并進(jìn)行隨著時(shí)間而降低投入功率的過渡功率控制。
在放電燈中，已知封入微量的汞的類型，以及兼顧到環(huán)境對(duì)策的不包含汞的類型(所謂無汞)，在后者的情況下，兼顧到點(diǎn)亮初期的燈電壓的偏差、點(diǎn)亮?xí)r的光束上升特性的偏差等，需要進(jìn)行過渡功率控制。
例如，已知以下結(jié)構(gòu)檢測放電燈的點(diǎn)亮之后的燈電壓(或相當(dāng)于燈電壓的信號(hào)電壓)，將其作為初始值來存儲(chǔ)，同時(shí)計(jì)算以該初始值為基準(zhǔn)的燈電壓的變化量(電壓差)，根據(jù)該變化量而控制對(duì)放電燈的供給功率(參照專利文獻(xiàn)1)。
在摻入汞的放電燈中，在從點(diǎn)亮開始至穩(wěn)定點(diǎn)亮之間，燈電壓的變化量大，并且燈電壓和光輸出的相關(guān)性強(qiáng)，所以采用檢測燈電壓來控制投入功率的方法。相反，在不包含汞的放電燈中，從點(diǎn)亮開始至穩(wěn)定點(diǎn)亮的燈電壓的變化量小，所以難以獲取燈電壓和光輸出的相關(guān)，需要進(jìn)行與摻入汞的放電燈有關(guān)的過渡功率控制方法不同的控制方法，例如，在額定功率35W的放電燈的情況下，列舉下述所示的方法。
(1)在點(diǎn)亮開始時(shí)投入75W的固定功率(2)在將點(diǎn)亮之后的燈電壓(初始值)作為基準(zhǔn)的燈電壓的變化量記為‘ΔVL’時(shí)，在ΔVL的值達(dá)到某個(gè)閾值(將其記為‘ΔVL1’)的情況下，降低到根據(jù)ΔVL決定的投入功率(3)在ΔVL的值進(jìn)一步上升，達(dá)到某個(gè)閾值(將其記為‘ΔVL2’)的情況下，開始定時(shí)控制，使投入功率隨經(jīng)過時(shí)間降低并收斂到35W。再有，關(guān)于定時(shí)控制，已知用采用電容器和電阻的積分電路而使投入功率隨著電容器的電壓上升而降低的結(jié)構(gòu)。
圖8是在將放電燈從其發(fā)光管為冷狀態(tài)起開始點(diǎn)亮的情況下(所謂‘冷起動(dòng)’)，關(guān)于對(duì)放電燈的投入功率為‘Pw’、燈電壓為‘VL’、定時(shí)控制用電容器的端子電壓為‘Vc’，例示了時(shí)間性變化的曲線圖。再有，圖中所示的時(shí)刻t1、t2、t3、t4及期間Tn的意義如下述那樣。
·t1＝ΔVL達(dá)到ΔVL1的時(shí)刻·t2＝ΔVL達(dá)到ΔVL2的時(shí)刻·t3＝噪聲產(chǎn)生的開始時(shí)刻·t4＝噪聲產(chǎn)生的結(jié)束時(shí)刻·Tn＝噪聲產(chǎn)生期間(t3～t4)在本例中，燈電壓的初始值為25V，ΔVL隨著時(shí)間上升，直至到達(dá)t1時(shí)期間對(duì)放電燈的投入功率為75W。然后，到達(dá)t1后對(duì)放電燈的投入功率隨著ΔVL值而降低，在到達(dá)t2時(shí)開始定時(shí)控制。即，開始進(jìn)行定時(shí)控制用電容器的充電，Vc逐漸上升。對(duì)放電燈的投入功率根據(jù)與Vc的上升曲線反相的關(guān)系而降低，最終收斂到35W(在本例中，燈電壓的飽和值為45V)。
在以t3為起點(diǎn)的噪聲產(chǎn)生期間Tn(例如，點(diǎn)亮開始后10秒至20秒)中放電燈的狀態(tài)不穩(wěn)定，該期間中的電磁噪聲的輻射成為問題。
特開2003-338390號(hào)公報(bào)(日本)在以往的電路結(jié)構(gòu)中，使光輸出的上升特性良好，并且抑制電磁噪聲的影響的困難性成為問題。
在摻入汞的放電燈中，就汞具有的作用之一而言，可列舉即使發(fā)光管為冷狀態(tài)，也促進(jìn)發(fā)光管的溫度上升而能夠發(fā)光。即，在不包含汞的放電燈中，由于不能依賴汞的作用，所以需要通過增加對(duì)放電燈的過渡投入功率而使發(fā)光管溫度上升。因此，在不包含汞的放電燈中，如下設(shè)計(jì)通過將發(fā)光管的電極變得粗大，從而可抗過大的投入功率。
因此，在不包含汞的放電燈的過渡功率控制中，與摻入汞的放電燈相比，在從點(diǎn)亮開始時(shí)至放電穩(wěn)定的時(shí)間長，在該期間產(chǎn)生的電磁噪聲為無線電噪聲的情況下，有對(duì)收音機(jī)和電視機(jī)等的各種電子設(shè)備產(chǎn)生不良影響的危險(xiǎn)。
作為抑制上述噪聲產(chǎn)生期間Tn中產(chǎn)生的電磁噪聲的方法，實(shí)驗(yàn)判明在該噪聲產(chǎn)生期間，只要對(duì)放電燈供給更多的投入功率就可以，但在可進(jìn)行噪聲抑制的范圍中增加對(duì)放電燈的投入功率的情況下，伴隨有在光輸出的上升特性中產(chǎn)生大的過沖，或加速發(fā)光管的惡化的危害。
圖9是對(duì)于冷起動(dòng)中的光輸出為‘L’，投入功率為‘Pw’，上述‘Vc’，例示了時(shí)間性變化的曲線圖，表示將包含定時(shí)控制用電容器的積分電路的時(shí)間常數(shù)增大的情況。
Vc的上升變得緩慢，在期間Tn中，通過相對(duì)地增加對(duì)放電燈的投入功率來抑制噪聲，但在其反面投入功率過剩的結(jié)果，光輸出L的過沖量(用圖中的‘Ov’夸張地表示)會(huì)增大。
這樣，在以往的結(jié)構(gòu)中，存在難以兼顧抑制噪聲和使光輸出的上升特性良好，或?yàn)榇硕箍刂坪碗娐方Y(jié)構(gòu)復(fù)雜化等問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題是，在不包含汞或汞量低的放電燈點(diǎn)亮裝置中，抑制噪聲，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與光輸出有關(guān)的最合適的上升特性。
為了解決上述課題，本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置涉及不包含汞或汞量少的放電燈達(dá)到穩(wěn)定的點(diǎn)亮狀態(tài)的過渡期的功率控制，可隨著經(jīng)過時(shí)間而使對(duì)該放電燈的投入功率緩慢地降低，具有下述所示的結(jié)構(gòu)部件。
·電壓差檢測部件，檢測與燈電壓有關(guān)的從其初始值起的變化量。
·功率控制部件，從由電壓差檢測部件檢測的上述變化量大于等于預(yù)定的閾值時(shí)起，隨著上述變化量的上升或經(jīng)過時(shí)間而切換過渡期中的對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率。
因此，在本發(fā)明中，從燈電壓的變化量大于等于預(yù)定的閾值的時(shí)刻起，不是一律地規(guī)定對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率，而是通過依據(jù)燈電壓的變化量的上升或經(jīng)過時(shí)間而使投入功率的時(shí)間變化率變化，從而可進(jìn)行兼顧到上述輻射噪聲及光輸出變動(dòng)的抑制的過渡功率控制。
根據(jù)本發(fā)明，在直至放電燈達(dá)到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)的過渡期中，可以進(jìn)行功率控制，以抑制來自發(fā)光管的輻射噪聲，同時(shí)不發(fā)生因抑制輻射噪聲而與光輸出的上升特性相關(guān)的顯著的過沖量。
而且，在電路結(jié)構(gòu)的簡化和控制性方面，優(yōu)選通過使用電容器和電阻的時(shí)間常數(shù)電路，分級(jí)地變更對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率，從而從負(fù)值移動(dòng)到零。即，在檢測出與燈電壓有關(guān)的從其初始值的電壓變化量大于等于預(yù)定的閾值時(shí)，使時(shí)間常數(shù)電路動(dòng)作，根據(jù)該電壓變化量的上升或電容器電壓的上升來切換電容器的充電時(shí)間常數(shù)，從而切換過渡期中的投入功率的時(shí)間變化率，并收斂到額定功率。
例如，在時(shí)間常數(shù)電路具有一個(gè)電容器和多個(gè)電阻的結(jié)構(gòu)方式中，在檢測出與燈電壓有關(guān)的從其初始值起的電壓變化量大于等于預(yù)定的閾值時(shí)，根據(jù)第一時(shí)間常數(shù)來控制過渡期的投入功率，并抑制噪聲。然后，如果根據(jù)值比第一時(shí)間常數(shù)小的第二時(shí)間常數(shù)來控制過渡期的投入功率，則過渡期的切換為兩級(jí)即可，可以實(shí)現(xiàn)簡單的電路結(jié)構(gòu)(在三級(jí)以上時(shí)，切換定時(shí)的條件產(chǎn)生等困難)。


圖1是表示本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)例的圖。
圖2是本發(fā)明的功率控制部的結(jié)構(gòu)例的說明圖。
圖3是表示本發(fā)明的電壓差檢測部件的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖4是表示第2控制部的基本結(jié)構(gòu)例的圖。
圖5是表示第2控制部的電路結(jié)構(gòu)例的主要部分的電路圖。
圖6是應(yīng)用本發(fā)明的情況下，用于說明有關(guān)放電燈的冷起動(dòng)時(shí)的控制的曲線圖。
圖7是表示有關(guān)第2控制部的另一方式的基本結(jié)構(gòu)例的圖。
圖8是在以往的結(jié)構(gòu)中，用于說明有關(guān)放電燈的冷起動(dòng)時(shí)的控制的曲線圖。
圖9是用于說明有關(guān)以往的問題的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置1的基本結(jié)構(gòu)例的圖，包括直流電源2、直流-直流變換電路3、直流-交流變換電路4、起動(dòng)電路(所謂起動(dòng)器)5、放電燈6、控制電路7。
直流-直流變換電路3接受來自直流電源2的直流輸入電壓并將其變換為期望的直流電壓，例如，采用回掃(flyback)型DC-DC變換器。
直流-交流變換電路4設(shè)置用于將直流-直流變換電路3的輸出電壓變換為交流電壓后供給放電燈6。例如，在H橋(或全橋型)的電路結(jié)構(gòu)中，包括用四個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件來構(gòu)成兩個(gè)支路(arm)，并分別驅(qū)動(dòng)各支路的開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)從構(gòu)成控制電路7的驅(qū)動(dòng)控制部7b的信號(hào)，進(jìn)行使兩組開關(guān)元件對(duì)相反地導(dǎo)通/截止控制，從而輸出交流電壓。
起動(dòng)電路5設(shè)置用于對(duì)放電燈6產(chǎn)生高電壓脈沖信號(hào)(起動(dòng)用脈沖)，使該放電燈起動(dòng)。即，起動(dòng)用脈沖被重疊在直流-交流變換電路4輸出的交流電壓上而施加于放電燈6。再有，就放電燈6來說，采用不包含汞或降低了汞量的放電燈。
控制電路7接受放電燈6的燈電壓和在該放電燈中流過的電流或與它們相當(dāng)?shù)碾妷杭半娏鞯臋z測信號(hào)，并控制對(duì)放電燈6的投入功率。即，控制電路7中設(shè)置的功率控制部7a設(shè)置用于根據(jù)放電燈6的狀態(tài)來控制供給功率，例如，接受來自檢測直流-直流變換電路3的輸出電壓或電流的檢測部8的檢測信號(hào)(參照電壓檢測信號(hào)‘VL’和電流檢測信號(hào)‘IL’)，對(duì)直流-直流變換電路3輸出控制信號(hào)(將其記為‘So’)，從而控制其輸出電壓。
再有，功率控制部7a擔(dān)當(dāng)放電燈6直至達(dá)到穩(wěn)定的點(diǎn)亮狀態(tài)的過渡期中的功率控制、放電燈的穩(wěn)定狀態(tài)中的功率控制等，作為開關(guān)控制方式，例如已知PWM(脈寬調(diào)制)方式、PFM(脈沖頻率調(diào)制)方式。
圖2是用于說明功率控制部7a的結(jié)構(gòu)例的圖。
點(diǎn)亮初始電壓及保持部9和設(shè)置在其后級(jí)的電壓差檢測部10構(gòu)成用于檢測與放電燈6的燈電壓相關(guān)聯(lián)并以其初始值為基準(zhǔn)的變化量的電壓差檢測部件。
點(diǎn)亮初始電壓檢測和保持部9設(shè)置用于檢測放電燈6的點(diǎn)亮開始之后的燈電壓，同時(shí)將檢測出的燈電壓作為其初始值來保持(以下將其記為‘VLs’)。然后，將初始值VLs輸出到電壓差檢測部10。
電壓差檢測部10通過從燈電壓的檢測信號(hào)VL中減去上述VLs，計(jì)算以VLs為基準(zhǔn)的燈電壓的變化量(以下，將其記為‘ΔVL’)，將其輸出到第1控制部11、第2控制部12。
第1控制部11、第2控制部12和第3控制部13構(gòu)成功率控制部件，各控制部的輸出電流(參照圖中的‘i1’、‘i2’、‘i3’)被輸出到后級(jí)的誤差運(yùn)算部14。再有，第1控制部11和第2控制部12參與放電燈的過渡功率控制，而第3控制部參與除此以外的功率控制。
第1控制部11生成與來自電壓差檢測部10的ΔVL對(duì)應(yīng)的輸出電流‘i1’的控制信號(hào)。例如，進(jìn)行下述所示的控制。
·在‘ΔVL≤Sh1’的情況下，使i1為一定值·在‘Sh1＜ΔVL＜Sh2’的情況下，使i1隨著ΔVL值的增加而增加·在‘ΔVL≥Sh2’的情況下，使i1為一定值再有，‘Sh1’、‘Sh2’與ΔVL相關(guān)并表示預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值(閾值)，并且‘Sh1＜Sh2’。
在第2控制部12中，例如在被輸入ΔVL和VL，在直至放電燈達(dá)到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)的過渡期中，從ΔVL大于等于預(yù)定的閾值的時(shí)刻起，根據(jù)ΔVL的上升或經(jīng)過時(shí)間來切換對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率并進(jìn)行功率控制。該輸出電流‘i2’隨著以該時(shí)刻為起點(diǎn)的經(jīng)過時(shí)間而增加。
在通過第2控制部12的作用，使投入功率的時(shí)間變化率從負(fù)值增加到零的情況下，可列舉對(duì)其連續(xù)地進(jìn)行控制的方式和分級(jí)地進(jìn)行控制的方式，但在考慮了控制的容易性和電路結(jié)構(gòu)的簡化等的情況下，后者較好。例如，在第2控制部12具有采用電容器和電阻的時(shí)間常數(shù)電路的結(jié)構(gòu)中，在檢測出ΔVL大于等于預(yù)定的閾值的時(shí)刻，該時(shí)間常數(shù)電路動(dòng)作，通過切換電容器的充電時(shí)間常數(shù)，使過渡期中的投入功率的時(shí)間變化率分級(jí)地變化并收斂到額定功率就可以(關(guān)于具體的電路結(jié)構(gòu)，后面詳細(xì)論述)。
在第3控制部13中，例如包含額定功率的穩(wěn)定點(diǎn)亮?xí)r的控制、與燈電壓和電流(VL、IL)對(duì)應(yīng)的功率控制等的電路部，其輸出電流i3被規(guī)定(涉及本發(fā)明的情況下，由于無論其結(jié)構(gòu)方式如何都可以，所以省略詳細(xì)的說明)。
各控制部的控制信號(hào)(各輸出電流的總和)被輸出到誤差運(yùn)算部14，該誤差運(yùn)算部14的輸出信號(hào)被傳送到后級(jí)的控制信號(hào)生成部15并生成上述控制信號(hào)So。在本例中，在構(gòu)成誤差運(yùn)算部14的誤差放大器的一個(gè)輸入端子(正輸入端子)上供給規(guī)定的基準(zhǔn)電壓‘Eref’，作為與另一個(gè)輸入端子(負(fù)輸入端子)上施加的電壓的比較結(jié)果所獲得的誤差信號(hào)被傳送到控制信號(hào)生成部15。
在控制信號(hào)生成部15中，例如在PWM方式的情況下，包含PWM比較器等，生成根據(jù)來自誤差運(yùn)算部14的誤差信號(hào)而變化的占空比的輸出信號(hào)，并被供給上述直流-直流變換電路3(其內(nèi)的開關(guān)元件)。而在PFM方式中，生成根據(jù)來自誤差運(yùn)算部14的誤差信號(hào)而頻率產(chǎn)生變化的輸出信號(hào)，并被供給上述直流-直流變換電路3(其內(nèi)的開關(guān)元件)。
再有，在本結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行功率控制，以便對(duì)放電燈的投入功率隨著輸出電流i1至i3的增加而降低。
圖3是表示與VL相關(guān)、用于檢測其初始值VLs的變化量的電壓差檢測部件的結(jié)構(gòu)例16的圖，表示采用了采樣保持(S/H)電路17和差動(dòng)放大電路18的結(jié)構(gòu)。
采樣保持電路17接受規(guī)定的定時(shí)信號(hào)(為采樣脈沖，記為‘SP’)，通過保持VL而輸出VLs。例如，采用接受SP信號(hào)而被導(dǎo)通/截止的開關(guān)元件、保持電容器、電壓緩沖器的電路結(jié)構(gòu)，在從放電燈的點(diǎn)亮開始直至經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間的期間，通過SP信號(hào)使開關(guān)元件為導(dǎo)通狀態(tài)并在保持電容器上施加燈電壓，在經(jīng)過該時(shí)間的時(shí)刻改變SP信號(hào)而使開關(guān)元件為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)保持燈電壓(VLs)。
差動(dòng)放大電路18是用于獲得與從VL中減去VLs的結(jié)果(VL-VLs)成正比的輸出、即ΔVL的電路，例如，可以采用使用了運(yùn)算放大器的已知的電路。
再有，在本例中，在VLs的保持上采用了采樣保持電路17，但不限于此，也可以采用相對(duì)于VL的底部(bottom)保持電路(即，由于VL值表示在放電燈的點(diǎn)亮開始之后最低值，所以通過檢測并保持該最低值而獲得VLs)。
下面，用圖4至圖7來說明第2控制部12的電路結(jié)構(gòu)。
例如，在具備了包含電容器和電阻的時(shí)間常數(shù)電路的結(jié)構(gòu)中，列舉下述所示的方式。
(I)隨著電容器的端子電壓的上升，將該電壓與預(yù)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，同時(shí)切換對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率的方式。
(II)隨著燈電壓的變化量ΔVL的上升，將該變化量與預(yù)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，同時(shí)切換對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率的方式。
在上述方式(I)中，可以使從定時(shí)控制用電容器的充電開始時(shí)刻至?xí)r間常數(shù)的切換時(shí)刻的時(shí)間為一定，可合適地抑制在噪聲容易產(chǎn)生的期間中的投入功率(可以將噪聲抑制到最低限度)。
而在上述方式(II)中，可以將燈狀態(tài)如何反映在時(shí)間常數(shù)的切換控制中，可盡力降低光束上升時(shí)的過沖量。
圖4是表示上述方式(I)的第2控制部12的基本結(jié)構(gòu)例的圖，在本例中，表示切換兩個(gè)時(shí)間常數(shù)的方式。
來自用恒壓源的記號(hào)表示的電源19的電壓，經(jīng)由開關(guān)元件20(圖中用開關(guān)記號(hào)簡略地表示)施加在電阻21的一端上。再有，開關(guān)元件20接受圖中‘SS’表示的控制信號(hào)并被導(dǎo)通/截止控制，在ΔVL達(dá)到預(yù)定的值(將其記為‘ΔVL2’)之前的期間為截止?fàn)顟B(tài)，在ΔVL＝ΔVL2時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)。
電阻21的一端通過電阻22連接到電容器23，電阻21的另一端接地。
在對(duì)于電阻22并聯(lián)連接的電阻24上，連接開關(guān)元件25(圖中用開關(guān)記號(hào)簡略地表示)。即，電阻24的一端連接到電容器23，該電阻24的另一端通過開關(guān)元件25連接到電阻21和22的連接點(diǎn)。
電容器23的其一端分別連接到比較電路26及V-I變換部27的輸入端子，該電容器23的另一端接地。
電容器23的端電壓(將其記為‘Vc’)在比較電路26中與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓(將其記為‘VTH’)進(jìn)行比較。然后，將根據(jù)比較結(jié)果輸出的二值信號(hào)作為對(duì)開關(guān)元件25的控制信號(hào)輸出到該元件。即，進(jìn)行該元件的導(dǎo)通/截止控制，以在‘Vc≤VTH’的情況下開關(guān)元件25為截止?fàn)顟B(tài)，在‘Vc≥VTH’的情況下開關(guān)元件25為導(dǎo)通狀態(tài)。
V-I變換部27將該輸入電壓(Vc)值變換為與其成正比的電流值并輸出，獲得與Vc對(duì)應(yīng)的輸出電流(上述i2)。
這樣，在本例中，在具有一個(gè)電容器23和多個(gè)電阻的時(shí)間常數(shù)電路中，在檢測出ΔVL為ΔVL2的時(shí)刻開關(guān)元件20為導(dǎo)通狀態(tài)，開始電容器23的充電動(dòng)作，Vc隨著電容器23的靜電容量和電阻22的電阻值產(chǎn)生的第一時(shí)間常數(shù)(將其記為‘τ1’)而上升，根據(jù)與Vc的變化反相的關(guān)系，進(jìn)行過渡期的對(duì)放電燈的投入功率受到控制(降低)。然后，Vc進(jìn)一步增大，在‘Vc＞VTH’時(shí)刻開關(guān)元件25為導(dǎo)通狀態(tài)，所以對(duì)電容器23的充電路徑增加到兩個(gè)系統(tǒng)，時(shí)間常數(shù)被切換為比第一時(shí)間常數(shù)小的第二時(shí)間常數(shù)(將其記為‘τ2’)。因此，Vc的上升率增大，過渡期的投入功率的降低速度(時(shí)間變化率的絕對(duì)值)增大。
再有，在開關(guān)元件20的截止?fàn)顟B(tài)中，通過電阻21來形成電容器23的放電路徑。
圖5是只表示電路結(jié)構(gòu)例的主要部分的圖。
比較器28的其負(fù)輸入端子上被輸入ΔVL，在其正輸入端子上被供給與ΔVL2相當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)電壓。然后，比較器28的輸出信號(hào)通過電阻29供給到發(fā)射極接地的NPN晶體管30的基極。
電阻31的其一端連接到規(guī)定電壓的電源端子32，電阻31的另一端通過電阻33被接地(與電阻33共同具有分壓電阻的作用)。
運(yùn)算放大器34的其非反轉(zhuǎn)輸入端子連接到電阻31和33的連接點(diǎn)，其反轉(zhuǎn)輸入端子在運(yùn)算放大器34的后級(jí)中連接到二極管35。即，運(yùn)算放大器34的輸出端子連接到二極管35的陽極，該二極管的陰極連接到運(yùn)算放大器34的反轉(zhuǎn)端子、電阻22、NPN晶體管36。
而且，晶體管30的集電極連接到運(yùn)算放大器34的輸出端子，在ΔVL低于ΔVL2的情況下，接受比較器28的輸出信號(hào)，晶體管30為導(dǎo)通狀態(tài)，運(yùn)算放大器34的輸出端子幾乎被接地，不進(jìn)行電容器23的充電。在ΔVL大于等于ΔVL2的情況下，接收比較器28的輸出信號(hào)，晶體管30為截止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)算放大器34作為緩沖電路而起作用，由電阻31、33分壓的電壓值通過電阻22施加在電容器23上(通過開始充電動(dòng)作，Vc值根據(jù)時(shí)間常數(shù)τ1而上升)。
在本圖中，連接到電阻24的NPN晶體管36相當(dāng)于上述開關(guān)元件25，在該晶體管36的基極上，供給與Vc和VTH的比較結(jié)果對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。
圖6是例示了在放電燈的冷起動(dòng)中，光輸出為‘L’，投入功率為‘Pw’，燈電壓為‘VL’，電容器23的端電壓為‘Vc’的時(shí)間性變化的曲線圖。再有，關(guān)于圖中所示的時(shí)刻t1、t2、t3、t4等的意義，如上述那樣。
在ΔVL達(dá)到ΔVL2的時(shí)刻t2，開始電容器23的充電，但此時(shí)的充電時(shí)間常數(shù)(τ1)設(shè)定為大的值，由此，抑制與對(duì)放電燈的投入功率有關(guān)的降低速度，可以將更多的功率供給放電燈(t3至t4的期間)。即，在該期間，如果將投入功率更多地提供給放電燈，則極快地經(jīng)過無線電噪聲容易產(chǎn)生的不穩(wěn)定狀態(tài)，可以迅速地實(shí)現(xiàn)從該狀態(tài)的脫離(充分發(fā)揮噪聲抑制效果)。
然后，在t4時(shí)‘Vc＞VTH，充電時(shí)間常數(shù)被切換為τ2。即，通過迅速進(jìn)行電容器23的充電，使投入功率比至今為止大幅度地降低，收斂到穩(wěn)定控制的投入功率值。
這種結(jié)果，與光輸出的上升特性相關(guān)聯(lián)，可以充分地抑制過沖量‘Ov’，而且在t3至t4的期間，可以充分地降低來自發(fā)光管的輻射噪聲。
下面，關(guān)于上述方式(II)，用圖7所示的基本結(jié)構(gòu)例來說明。
在第2控制部12A中，表示隨著ΔVL的上升來切換兩個(gè)時(shí)間常數(shù)的方式。
來自用恒壓源的記號(hào)表示的電源19的電壓通過開關(guān)元件20(圖中用開關(guān)記號(hào)簡略地表示)而施加在電阻21的一端。再有，開關(guān)元件20接收圖中用‘SS’表示的控制信號(hào)并受到導(dǎo)通/截止控制，在ΔVL達(dá)到ΔVL2之前的期間為截止?fàn)顟B(tài)，在ΔVL＝ΔVL2時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)。
電阻21的一端通過電阻22連接到電容器23，電阻21的另一端接地。
在對(duì)于電阻22并聯(lián)連接的電阻24上，連接開關(guān)元件25(圖中用開關(guān)記號(hào)簡略地表示)。即，電阻24的一端連接到電容器23，該電阻24的另一端通過開關(guān)元件25連接到電阻21和22的連接點(diǎn)。
比較電路26A將ΔVL與預(yù)先決定的值(將其記為‘ΔVL4’，‘ΔVL4＞ΔVL2’)進(jìn)行比較，根據(jù)其結(jié)果來規(guī)定開關(guān)元件25的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)。即，在ΔVL達(dá)到ΔVL4之前的期間，開關(guān)元件25為截止?fàn)顟B(tài)，在ΔVL為ΔVL4時(shí)開關(guān)元件25為導(dǎo)通狀態(tài)。
電容器23的端子電壓Vc被傳送到V-I變換部27，變換為與輸入電壓值成正比的電流值，獲得輸出電流(上述i2)。
在本例中，在圖6中，在ΔVL達(dá)到ΔVL2的時(shí)刻t2，開始電容器23的充電，但此時(shí)的充電時(shí)間常數(shù)為τ1。由此，抑制與對(duì)放電燈的投入功率有關(guān)的降低速度，可以將更多的功率供給放電燈(t3至t4的期間)。
然后，在t4，ΔVL為ΔVL4，通過比較電路26A，開關(guān)元件25為導(dǎo)通狀態(tài)，充電時(shí)間常數(shù)被切換為τ2。
這樣，可以監(jiān)視與燈電壓有關(guān)的變化量，同時(shí)切換時(shí)間常數(shù)而控制投入功率。
再有，在上述各電路結(jié)構(gòu)中，示出了通過將時(shí)間常數(shù)經(jīng)過兩級(jí)進(jìn)行切換，使投入功率的時(shí)間變化率變化的方式，但根據(jù)需要，也可以是經(jīng)過三級(jí)以上來切換時(shí)間常數(shù)的結(jié)構(gòu)。但是，在最初的時(shí)間常數(shù)τ1的期間(包含上述t3至t4的期間)，應(yīng)考慮充分獲得光輸出變化中的過沖的抑制效果及注意不應(yīng)伴隨時(shí)間常數(shù)的切換而使電路結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜化。
根據(jù)上述說明的結(jié)構(gòu)，對(duì)定時(shí)控制用電容器23的端子電壓或與燈電壓有關(guān)的變化量ΔVL進(jìn)行監(jiān)視，在產(chǎn)生噪聲成為問題的期間，在光束的過沖上予以注意，可以減小投入功率的降低速度來進(jìn)行功率控制，從經(jīng)過該期間的時(shí)刻起切換充電時(shí)間常數(shù)并增大投入功率的降低速度。
權(quán)利要求
1.一種放電燈點(diǎn)亮裝置，涉及不包含汞或汞量少的放電燈達(dá)到穩(wěn)定的點(diǎn)亮狀態(tài)的過渡期的功率控制，可隨著經(jīng)過時(shí)間而使對(duì)該放電燈的投入功率緩慢地降低，其特征在于，該放電燈點(diǎn)亮裝置包括電壓差檢測部件，檢測與燈電壓有關(guān)的從其初始值起的變化量；以及功率控制部件，從由所述電壓差檢測部件檢測的所述變化量大于等于預(yù)定的閾值時(shí)起，隨著所述變化量的上升或經(jīng)過時(shí)間而切換所述過渡期中的對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率。
2.如權(quán)利要求1所述的放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述功率控制部件具有使用了電容器和電阻的時(shí)間常數(shù)電路，在檢測出與燈電壓有關(guān)的所述變化量大于等于預(yù)定的閾值時(shí)，該時(shí)間常數(shù)電路動(dòng)作，通過隨著所述變化量的上升或所述電容器電壓的上升而切換該電容器的充電時(shí)間常數(shù)，從而分級(jí)地控制所述過渡期中的投入功率的時(shí)間變化率。
3.如權(quán)利要求2所述的放電燈點(diǎn)亮裝置，其特征在于，所述時(shí)間常數(shù)電路具有一個(gè)電容器和多個(gè)電阻，在檢測出與燈電壓有關(guān)的所述變化量大于等于預(yù)定的閾值時(shí)，根據(jù)第一時(shí)間常數(shù)而控制所述過渡期中的投入功率，然后，根據(jù)比第一時(shí)間常數(shù)小的第二時(shí)間常數(shù)來控制所述過渡期中的投入功率。
全文摘要
提供一種放電燈點(diǎn)亮裝置，抑制發(fā)光管的輻射噪聲，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與光輸出有關(guān)的最合適的上升特性。在不包含汞或汞量少的放電燈直至達(dá)到穩(wěn)定的點(diǎn)亮狀態(tài)的過渡功率控制中，檢測與燈電壓有關(guān)的從其初始值起的變化量ΔVL。而且，設(shè)置第2控制部(12)，以便從該變化量ΔVL大于等于預(yù)定的閾值時(shí)刻起，使過渡期中的對(duì)放電燈的投入功率的時(shí)間變化率隨著ΔVL的上升或經(jīng)過時(shí)間而變化。
文檔編號(hào)H05B41/36GK1735309SQ20051008364
公開日2006年2月15日 申請日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者市川知幸, 芹田卓也 申請人:株式會(huì)社小糸制作所