[发明专利]高压放电灯点亮装置、照明器具和投影仪用的光源点亮装置

说明书

技术领域

本发明涉及使高压水银灯及金属卤化物灯等高亮度高压放电灯点亮的 高压放电灯点亮装置、及使用该装置的照明器具和投影仪用的光源点亮装 置。

背景技术

图1是表示高压放电灯点亮装置的基本结构的电路图。从直流电源1 提供的电压通过向下变换器(down converter)2被降压，其输出通过极性反转 电路3被转换为矩形波交流电压。在起动时通过谐振电路4产生高电压， 该谐振电路4由与极性反转电路3的输出相连接的电容器C2和电感器2构 成。电压检测电路5检测施加给高压放电灯La的电压。

这种高压放电灯点亮装置在开始高压放电灯的点亮的情况下，使配置 于极性反转电路3的对角位置的开关元件Q2与Q5、Q3与Q4的对(pair) 在高频下交替地开启/关闭(ON/OFF)，由此使在谐振电路4的两端之间产生 几十kHz～几百kHz的高频电压。借助谐振电路4的谐振作用，使该高频 电压升压，并对开关元件Q2～Q5的驱动频率进行扫频，直到电容器C2达 到所期望的电压，在达到所期望的高压的谐振电压后，将驱动频率固定， 保持产生高电压。并且，利用该高压的谐振电压使高压放电灯La击穿(break down)。

如上所述，在起动时利用谐振电路4施加高频电压的谐振起动型高压 放电灯点亮装置中，为了获得使高压放电灯击穿的较高的谐振电压，使极 性反转电路3以谐振电路4的电感器L2和电容器C2的谐振频率(或者谐 振频率的奇数分之一的频率)开关，在某个固定时间，利用该谐振产生高 压放电灯的起动电压。把这种模式称为起动(点火：ignition)模式。

然后，为了迅速将高压放电灯的电极预热，将极性反转电路3的频率 降低为比以点火模式动作的驱动频率低的驱动频率，由此增加流向高压放 电灯的电流，将高压放电灯的电极预热。把这种模式称为预热模式。

在该预热模式之后，向高压放电灯施加低频的矩形波电压，持续电弧 放电，保持高压放电灯的点亮。把这种模式称为通常点亮模式或稳定模式。 下面，说明以往的控制示例。

(以往示例1)

图19表示在点火模式区间没有击穿的情况下施加给高压放电灯的电 压、及极性反转电路的驱动频率随时间的变化。图20表示在点火模式区间 击穿的情况下施加给高压放电灯的电压、流向高压放电灯的电流及极性反 转电路的驱动频率随时间的变化。在点火模式区间，把施加给高压放电灯 La的电压设为比稳定点亮时的点亮频率足够高的频率，使极性反转电路3 的开关元件Q2与Q5、Q3与Q4的对在高频下交替地开关动作。

但是，在以像点火模式区间那样比较高的频率驱动极性反转电路3时， 负载电路的阻抗升高，很难流过将高压放电灯预热用的电流。因此，用于 使高压放电灯击穿的点火模式的区间，根据高压放电灯的个体差异、再起 动时的灭灯后的经过时间所带来的高压放电灯的温度及气压，在击穿之前 的时间产生偏差，所以通常在足够长的固定时间的期间的点火模式区间之 后，为了将高压放电灯的电极预热而设置预热模式区间，该预热模式区间 在预先假设了下述动作的固定的时间持续并用于流过高频电流，所述动作 包括将极性反转电路的驱动频率设定为低于点火模式区间的频率，降低负 载电路的阻抗，增加流向高压放电灯的电流，使高频电流正负对称地流过。

并且，在高压放电灯的电极预热后，转入通常点亮模式区间即稳定模 式，使开关元件Q2与Q5、Q3与Q4的对在低频下交替地开启/关闭来保持 点亮，以在高压放电灯的两端产生几十Hz～几百Hz的低频电压。

如上所述，在预先按照固定时间来设定在起动时使高压放电灯击穿的 点火模式、和将高压放电灯的电极预热的预热模式的控制中，向将高压放 电灯的电极适当预热的预热模式的转移是在结束点火模式之后，所以导致 产生切换控制的时滞(time lag)，担心起动性能恶化。

(以往示例2)