專利名稱：：放電燈點亮控制裝置及電源電路的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種放電燈點亮控制裝置，特別是涉及在恒定功率控制之前進行恒定電流控制的放電燈點亮控制裝置。
背景技術：
：放電燈按照放電氣體的壓力而分類為低壓放電和高壓放電。高壓放電燈又進一步分類為氙燈、高壓水銀燈、鹵化物燈等。金屬鹵化物燈是在高蒸汽壓水銀放電中添加了各種金屬鹵化物(metalhalide)的高壓放電燈。作為控制這些放電燈的點亮的方法，一般在穩定狀態的點亮時，為了抑制耗電的增加，要進行恒定功率控制。另一方面，金屬鹵化物燈等高壓放電燈，由于在絕緣破壞后的數分鐘內點亮電壓低，所以在此期間進行恒定電流控制。即，最初進行恒定電流控制，在電壓達到規定的值之后進行恒定功率控制。用于向放電燈供給電力的電源裝置，主要備有:燈驅動電路(逆變器)；和用于對其進行反饋控制的放電燈點亮控制裝置。然而，作為放電燈的點亮條件，需要按照放電燈的每個規格合理地選擇起始時的電流值及控制特性。如果選擇錯誤，就會導致燈電極的老化，從而縮短燈壽命。為了處理上述問題，使用了在燈中備有存儲器的燈單元的放電燈點亮控制裝置己為人所知(例如，參照專利文獻1)。在該裝置中，如果燈單元被安裝于高壓放電點亮裝置，則控制器讀入存儲于燈單元的存儲器中的最佳點亮條件(額定瓦特數、可變更的瓦特數范圍、適當的點亮頻率、電路損耗的修正值等)，并根據數據來控制燈驅動電路。控制器存儲所驅動的燈的點亮狀況(點亮時間、電壓/電流值)，在下一次的燈點亮指示時，調出上一次的點亮狀況的正常/異常及累計點亮時間來進行控制。這樣，能在電源裝置中安裝多種燈。專利文獻1:特開平2002-341442號公報在上述現有的放電燈點亮控制裝置中，由于燈的更換是按每個燈單元進行的，所以需要準備存儲了多個燈的個數的最佳點亮條件的存儲器。因此，燈單元價格變高，裝置整體價格也變高。
發明內容本發明的課題是在放電燈的點亮控制裝置中以低價的構成實現最佳的燈控制。本發明的一個觀點所涉及的放電燈點亮控制裝置，通過向逆變器送出控制信號來控制放電燈的點亮，包括存儲裝置，其存儲放電燈的燈特性;和控制部，其取得所安裝的放電燈的種類信息，根據所取得的種類信息從存儲裝置讀出燈特性，并向逆變器送出控制信號以得到與所讀出的燈特性一致的輸出。在該裝置中，能夠根據所安裝的放電燈信息來控制燈特性，所以能夠安全地使用多個燈，其結果可以維持燈的壽命。特別是，放電燈由于不需要備有存儲單元，所以可以實現低價的構成。優選控制部向逆變器送出控制信號，以使逆變器進行恒定電流控制和恒定功率控制。在該裝置中，可以使逆變器進行恒定電流控制和恒定功率控制。優選燈特性包括恒定功率控制時的功率值和用于產生電弧的最低電流值二者。在該裝置中，可以控制逆變器使得在最佳的點亮條件下對放電燈進行點亮。優選恒定電流控制包括第l恒定電流控制；和第2恒定電流控制，輸出比第1恒定電流控制時的電流值大的電流值。在該裝置中，由于在第2恒定電流控制之前執行第1恒定電流控制，所以可以防止啟動時電極的溫度急劇地上升。其結果可以延長燈的壽命。優選，第1恒定電流控制時的電流值與用于產生電弧的最低電流值相等。在該裝置中，在第1恒定電流控制步驟中，可靠地產生電弧而不會在啟動時使電極的溫度急劇上升。優選恒定電流控制還包括在第1恒定電流控制與第2恒定電流控制之間，使電流逐漸變大的電流變化控制。在該裝置中，由于電極緩慢地被加溫，因此不會使電極的溫度在瞬間上升。因此，可以延長燈的壽命。本發明的其他觀點所涉及的電源電路包括逆變器；和能夠對逆變器進行控制的技術方案16中任一項所述的放電燈點亮控制裝置。在該裝置中，由于能夠根據所安裝的放電燈的信息來控制燈特性，所以能夠安全地使用多個燈，其結果可以維持燈的壽命。特別是，由于放電燈不需要備有存儲單元，所以可以實現低價的構成。(發明效果)本發明所涉及的放電燈點亮控制裝置及電源電路，由于能夠根據所安裝的放電燈的信息來控制燈特性，所以能夠安全地使用多個燈，其結果可以維持燈的壽命。特別是，由于放電燈不需要備有存儲單元，所以可以實現低價的構成。圖1是作為本發明的一種實施方式的光源用電源的電路方框圖。圖2是放電燈的每個規格的恒定功率特性(電流一電壓特性)線圖。圖3是用于說明作為本發明的一種實施方式的放電燈點亮控制動作的流程圖。圖4是用于說明作為本發明的一種實施方式的放電燈點亮控制動作的曲線圖，其表示以時間作為參數的燈電流的變化。圖中l一電源裝置，2—輸入端子，3—直流一直流轉換部，4一輸入側整流器，5—電流控制部，6—功率因數改善電路，7—恒定功率控制部，8—高頻逆變器，IO—變壓器，12—輸出側整流器，14一輸出端子，16—電流檢測器，18—電壓檢測器，20—第一加法器，22—第一誤差放大器，24—控制電路，28—CPU，30—輸出指令生成部，32—存儲單元，34—乘法器，36—第二加法器，38—第二誤差放大器。具體實施方式在圖1中表示作為本發明的一種實施方式的電源裝置1。電源裝置1是用于對金屬鹵化物燈那樣的高壓放電燈進行點亮控制的裝置。電源裝置1備有輸入端子2，其由商用的交流電源輸入交流電壓；和輸出端子14，其輸出直流電壓到放電燈(未進行圖示)。在輸入端子2與輸出端子14之間按順序配置有輸入側整流器4、功率因數改善電路6、高頻逆變器8、變壓器10、輸出側整流器12。輸入側整流器4是用于通過整流及平滑將交流電壓轉換成直流電壓的電路。高頻逆變器8是用于將直流電壓轉換成高頻電壓的直流一高頻轉換器。高頻逆變器8備有多個半導體開關元件(例如，IGBT，功率用FET或雙極性晶體管)。通過來自下述的控制電路24的控制信號，半導體開關元件高速地反復導通截止，將直流信號轉換成高頻信號。變壓器10將輸入的高頻電壓進行降壓來轉換到規定的高頻電壓。輸出側整流器12是將高頻電壓轉換成直流電壓的高頻一直流轉換器。以上所述的高頻逆變器8、變壓器10以及輸出側整流器12作為直流一直流轉換部3發揮功能。接著，對用于控制高頻逆變器8的動作的電流控制部5進行說明。電流控制部5包括電流檢測器16、第1加法器20、第1誤差放大器22、控制電路24、CPU28和存儲單元32構成。在輸出側整流器12與輸出端子14之間連接有電流檢測器16。電流檢測器16生成負載電流檢測信號(例如，負載電流檢測電壓)，其表示由輸出側整流器12供入放電燈的直流電流(負載電流)。來自電流檢測器16的負載電流檢測電壓供入第1加法器20。在第1加法器20中還供入了來自CPU28的基準電壓。CPU28讀取存儲于存儲單元32中的各燈的按期間T1T3的電流值，并將所述基準電壓供入第1加法器20。第1加法器20計算負載電流檢測電壓與基準電壓的差分，并將其供入第1誤差放大器22。差分被供入第1誤差放大器22的負輸入端子，第1誤差放大器22的正輸入端子設置為基準電位點，例如接地電位點。因此，第1誤差放大器22的輸出信號(例如，輸出電壓)成為使第1加法器20的輸出電壓的符號反相后的信號。第1誤差放大器22將輸出電壓供入控制電路24。控制電路24控制高頻逆變器8的半導體開關元件的導通期間，以使第1誤差放大器22的輸入電壓為零，BP,電流檢測器16的負載電流檢測電壓與來自CPU28的基準電壓相等。接下來，對用于控制高頻逆變器8的動作的恒定功率控制部7進行說明。恒定功率控制部7構成為包括電流檢測器16(上述)、電壓檢測器18、乘法器34、第2加法器36、第2誤差放大器38、控制電路24(上述)、CPU28(上述)、輸出指令生成部30。在輸出側整流器12與輸出端子14之間連接有電壓檢測器18。電壓檢測器18生成負載電壓檢測信號(例如，負載電壓檢測電壓)，其表示由輸出側整流器12供入放電燈的直流電壓(負載電壓)。來自電壓檢測器18的負載電壓檢測電壓供入乘法器34。并且，來自電流檢測器16的負載電流檢測電壓也供入乘法器34，乘法器34將兩電壓值相乘來計算表示負載功率的負載功率顯示信號(例如，負載功率顯示電壓)，而后將其供入第2加法器36。在第2加法器36中還從CPU28供入了作為燈恒定功率基準信號的恒定功率基準電壓。CPU28按照來自輸出指令生成部30的指令，將上述的基準電壓供入第2加法器36。第2加法器36計算負載功率顯示電壓與基準電壓的差分，并將其供入第2誤差放大器38。差分供入第2誤差放大器38的負輸入端子，第2誤差放大器38的正輸入端子設置為基準電位點，例如接地電位點。因此，第2誤差放大器38的輸出信號(例如，輸出電壓)成為使第2加法器36的輸出電壓的符號反相后的信號。第2誤差放大器38將輸出電壓供入控制電路24。控制電路24控制高頻逆變器8的半導體幵關元件的導通期間，以使第2誤差放大器38的輸入電壓為零，即，來自乘法器34的負載功率檢測電壓與來自CPU28的恒定功率基準電壓相等。圖2是表示每個放電燈的燈特性(電流與電壓的關系)的圖形。Ia，Ib為恒定電流值，Wl，W2是恒定功率值。電源裝置1如上所述，是用于對金屬鹵化物燈那樣的高壓放電燈進行點亮控制的裝置，具體地說，就是按照恒定電流控制一恒定功率控制的順序進行點亮控制。以下，對其理由進行說明。氙氣燈例如是以幾毫米的間隔在玻璃管內配置陽極和陰極，并在玻璃管內封入幾個氣壓的氙氣的燈。如果在該氙氣燈的陽極與陰極之間流過恒定電流，則會在陽極的頂端與陰極的頂端之間產生電弧放電，此后進行穩定狀態的點亮。另一方面，如果氤氣燈經過長期使用而燈壽命將盡，則陽極及陰極消耗，或玻璃管內的氣壓下降而氙氣燈的阻抗增加。其結果，在動作穩定狀態下施加于氤氣燈的電壓將上升。因此，增加了氙氣燈的消費功率，即，氙氣燈的散熱加大，由此可能引起陽極與陰極的溶解。因此，已知有如下述的抑制燈的消費功率的技術，其中，若施加于氙氣燈的電壓達到預定的電壓值，就減少流過氤氣燈的電流。特別是作為減少流過氙氣燈的電流的技術，已知有若輸出電壓達到基準電壓以上則進行恒定功率控制的技術。圖3是用于說明作為本發明的一種實施方式的放電燈的控制動作的流程圖，由CPU28及程序來執行。表1表示存儲于存儲單元32的燈(恒定功率值為lkW)的各期間T1T4(后述)電流基準值Iw和功率基準值Pw。并且，存儲單元32按照每個燈種類存儲有同樣的信息。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>操作者利用未圖示的輸入裝置，輸入對所安裝的放電燈進行特定的信息(瓦特數、規格等的各種信息)。或者，對放電燈進行特定的信息也可以經由其它設備或網絡來賦予。步驟Sl檢查是否確定了燈特定信息。如果已確定，則轉移到步驟S2，參照存儲單元32，檢查在存儲單元32中是否存儲了關于所確定的燈的信息。如果未存儲，例如，輸出出錯信息而后返回步驟Sl。若多次發生出錯信息也可結束處理。如果存儲有關于所確定的燈的信息，則向輸出指令生成部30通知恒定功率值，接著轉移到步驟S3進行電流控制(后述)，而后轉移到步驟S4進行恒定功率控制(后述)。接著，利用圖4來說明電流控制及恒定功率控制。圖4是用于說明燈電流IO的時間變化的圖。電源裝置1中包括計算機程序，該計算機程序含有使計算機實施下述的放電燈控制方法的命令。期間Tl是從絕緣破壞時tl到電弧穩定時t2為止的期間。在期間Tl，CPU28將基準電壓供入第1加法器20，該基準電壓表示從存儲單元32讀取的期間T1中的基準電流(例如，25A)。第1加法器20計算負載電流檢測電壓與基準電壓的差分，并將其供入第1誤差放大器22。第1誤差放大器22將輸出電壓供入控制電路24。控制電路24控制高頻逆變器8的半導體開關元件的導通期間，以使電流檢測器16的負載電流檢測電壓與來自CPU28的基準電壓相等。期間T2是從t2開始電流值以坡狀上升的期間。在期間T2，CPU28根據從存儲單元32讀取的期間T2中的基準電流的增加率(例如，5A/sec)將基準電壓供入第1加法器20。第1加法器20計算負載電流檢測電壓與基準電壓的差分，并將其供入第1誤差放大器22。第1誤差放大器22將輸出電壓供入控制電路24。控制電路24控制高頻逆變器8的半導體開關元件的導通期間，以使電流檢測器16的負載電流檢測電壓與來自CPU28的基準電壓相等。并且，期間T1與期間T2合起來定義為啟動期間。期間T3是從電弧穩定時t3到燈的點亮電壓達到規定值時t4為止的點亮開始期間。在期間T3，CPU28將基準電壓供入第1加法器20，該基準電壓表示從存儲單元32讀取的期間T3中的基準電流(例如，50A)。第1加法器20計算負載電流檢測電壓與基準電壓的差分，并將其供入第1誤差放大器22。第1誤差放大器22將輸出電壓供入控制電路24。控制電路24控制高頻逆變器8的半導體開關元件的導通期間，以使電流檢測器16的負載電流檢測電壓與來自CPU28的基準電壓相等。期間T4是在恒定功率控制的狀態下可對放電燈進行各種利用的穩定點亮期間。在期間T4，CPU28按照來自輸出指令生成部30的指令，將上述的基準電壓(例如，表示恒定功率值lkW的信號)供入第2加法器36。第2加法器36計算負載功率顯示電壓與基準電壓的差分，并將其供入第2誤差放大器38。第2誤差放大器38將輸出電壓供入控制電路24。控制電路24控制高頻逆變器8的半導體開關元件的導通期間，以使第2誤差放大器38的輸入電壓為零，即，來自乘法器34的負載功率顯示電壓與來自CPU28的恒定功率基準電壓相等。并且，在圖4中，Imin為產生電弧的最低電流值。Ir為在等待電壓穩定的期間T3內流過的基準電流值。作為一個例子，期間T2的基準電流值Ir設為100A，啟動時的基準電流Imin設為60A左右較小的值。因此，即使發生過沖(overshoot)也沒有問題。而且，雖然500W的燈流過33A的額定電流、7KW的燈流過180A的額定電流，但是對任一種情況，如果都使lmi『0.6xlr成立，則會得到適宜的結果。還有，期間T2(t2t3)為10秒左右，期間T3(t3t4)是在510秒的范圍內。期間T1(tlt2)是在12秒的范圍內。(發明效果)恒定電流控制部5是通過向逆變器8送出控制信號來控制放電燈的點亮的裝置，備有存儲單元32，其存儲放電燈的燈特性；和CPU28，其取得所安裝的放電燈的種類信息，根據所取得的種類信息從存儲裝置讀取燈特性，并向逆變器8送出控制信號，以使得到與所讀取的燈特性相一致的輸出。在該裝置中，由于能夠根據所安裝的放電燈的信息來控制燈特性，所以能夠安全地使用多個燈，其結果可以維持燈的壽命。特別是，由于放電燈不需要備有存儲單元，所以可以實現低價的構成。由于控制部以使逆變器進行恒定電流控制和恒定功率控制的方式向逆變器送出控制信號，所以可以使逆變器進行恒定電流控制和恒定功率控制。由于燈特性包括恒定功率控制時的功率值和用于產生電弧的最低電流值二者，因此可以控制逆變器以使在最佳的點亮條件下對放電燈進行點殼。燈特性表示為用于送出上述控制信號的指令值。而且，由于各指令值根據恒定電壓控制時的電壓值和用于產生電弧的最低電流值的組合而被指定，所以可以控制逆變器以使在最佳的點亮條件下將放電燈進行點亮。由于恒定電流控制包括第1恒定電流控制、和輸出比第1恒定電流控制時的電流值更大的電流值的第2恒定電流控制，而且在第2恒定電流控制之前執行第1恒定電流控制，所以可以防止啟動時電極的溫度急劇上升。其結果可以延長燈的壽命。由于第1恒定電流控制時的電流值與用于產生電弧的最低電流值相等，所以在第1恒定電流控制步驟中，可靠地產生電弧而不會在啟動時使電極的溫度急劇上升。由于恒定電流控制還包括在第1恒定電流控制與第2恒定電流控制之間使電流逐漸變大的電流變化控制，所以電極被緩慢加溫，而不會使電極的溫度在瞬間上升。(其他實施方式)上述實施方式僅僅是本發明的一實施例，在不脫離本發明的宗旨的范圍內可以進行各種變更。權利要求1.一種放電燈點亮控制裝置，通過向逆變器送出控制信號來控制放電燈的點亮，包括存儲裝置，其存儲所述放電燈的燈特性；和控制部，其取得所安裝的放電燈的種類信息，根據所取得的種類信息從所述存儲裝置讀出燈特性，并向所述逆變器送出控制信號以得到與所讀出的燈特性一致的輸出。2.根據權利要求l所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述控制部向所述逆變器送出控制信號，以使所述逆變器進行恒定電流控制和恒定功率控制。3.根據權利要求2所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述燈特性包括恒定功率控制時的功率值和用于產生電弧的最低電流值二者。4.根據權利要求3所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述恒定電流控制包括第l恒定電流控制；和第2恒定電流控制，輸出比所述第1恒定電流控制時的電流值大的電流值。5.根據權利要求4所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述第1恒定電流控制時的電流值與用于產生電弧的最低電流值相等。6.根據權利要求5所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述恒定電流控制還包括在所述第1恒定電流控制與所述第2恒定電流控制之間，使電流逐漸變大的電流變化控制。7.根據權利要求4所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述恒定電流控制還包括在所述第1恒定電流控制與所述第2恒定電流控制之間，使電流逐漸變大的電流變化控制。8.根據權利要求2所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述恒定電流控制包括-第l恒定電流控制；和第2恒定電流控制，輸出比所述第1恒定電流控制時的電流值大的電流值。9.根據權利要求8所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述第1恒定電流控制時的電流值與用于產生電弧的最低電流值相等。10.根據權利要求9所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述恒定電流控制還包括在所述第1恒定電流控制與所述第2恒定電流控制之間，使電流逐漸變大的電流變化控制。11.根據權利要求8所述的放電燈點亮控制裝置，其特征在于，所述恒定電流控制還包括在所述第1恒定電流控制與所述第2恒定電流控制之間，使電流逐漸變大的電流變化控制。12.—種電源電路，包括逆變器、和能夠對所述逆變器進行控制的權利要求1所述的放電燈點亮控制裝置。全文摘要本發明提供一種放電燈點亮控制裝置，恒定電流控制部(5)是通過向逆變器(8)送出控制信號來控制放電燈的點亮的裝置，包括存儲單元(32)，其存儲放電燈的燈特性；和CPU(28)，其取得所安裝的放電燈的種類信息，根據所取得的種類信息從存儲單元(32)讀取燈特性，并向逆變器(8)送出控制信號以使得到與所讀取的燈特性一致的輸出。由此，在放電燈的點亮控制裝置中能以低價的構成實現最佳的燈控制。文檔編號H05B41/28GK101336032SQ200810128669公開日2008年12月31日申請日期2008年6月23日優先權日2007年6月25日發明者森本裕貴,檀上謙三,池田哲朗申請人:株式會社三社電機制作所