[发明专利]放电灯点亮装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种放电灯点亮装置，其用于使高压水银灯及金属卤化物灯等高亮度高压放电灯点亮。

背景技术

近年，金属卤化物灯等高亮度放电灯作为各种光源开始普及，其长寿命被要求。

图1为使高压放电灯点亮的现有的放电灯点亮装置的电路图，图2为图1所示的点亮装置在起动时的动作波形图，记载了极性反转(逆变器，inverter)电路的驱动频率、降压转换器(down converter)的输出电压以及施加于放电灯的谐振电压随时间变化的情况。在图1及图2中，由直流电源1供给的电压由降压转换器2控制，其输出端具有极性反转(逆变器)电路3，极性反转(逆变器)电路3的输出连接有由电容器C2和电感L2构成的串联的谐振电路4。

对施加于放电灯的电压，在规定期间内，以比稳定点亮时的点亮频率高的频率，使极性反转(逆变器)电路3的开关元件Q2和Q5、Q3和Q4的对交替地高频地进行开关动作。

这样的放电灯点亮装置，在放电灯的点亮开始的情况下，通过使对角位置配置的开关电路及开关电路组与开关电路及开关电路组交替地接通断开，使两连接端间产生数10kHz～数100kHz的高频电压。由这个高频电压使谐振电路4谐振升压，在电容器C2上产生高压的谐振电压。而且，放电灯通过这个高压的谐振电压进行点亮。控制电路根据电压检测电路5的检测电压对放电灯的点亮进行检测时，使开关电路的各组交替地接通断开来维持点亮，以使两连接端上产生数10Hz～数100Hz的低频电压。

另外，根据文献1(特开2004-95334号公报)中记载的放电灯点亮装置，为了即使是在放电灯的制品有偏差、或其使用寿命快到期的情况下，在起动电压上升时，也能确保良好的起动动作，而使对角位置配置的开关元件Q2、Q5及开关元件Q3、Q4的组交替地接通·断开，在规定的频率范围内边扫描(sweep)边进行起动控制，以使驱动频率通过谐振电路的谐振点。

另外，一面要得到与上述频率驱动时大致同等的电压振幅，一面要使构成谐振电路4的部件小型化，从这个观点出发，也有用电桥部频率的奇数倍(2n+1、n为自然数)的频率作为起动控制时的点亮频率的情况。这个电压振幅随倍数升高而递减，但特别地，当设定为3倍时，既能得到与由谐振频率f0的频率驱动时大致同等程度的电压振幅，又能实现谐振电路4的小型化，该谐振频率f0由与放电灯串联连接的电感和并联连接的电容决定。将这个3次谐波的谐振电压应用于放电灯起动的例子公开于专利文献2(特表2005-507554号公报)。

例如，如图3所示，极性反转(逆变器)电路3的频率逐渐向谐振点接近时，由于一般的镇流器的控制方法几乎都是数字式控制，扫描的频率阶段地发生变化。阶段变化的频率的间隔(刻み)即使为数％，谐振电压与其频率的可变百分比不成比例，产生以2次函数方式升高的谐振电压。因此，为了细微地设定谐振电压，使用了分辨率高、能实现细微的频率控制的控制电路。

另一方面，在现有电路中，存在以下情况：放电灯在由谐振电路4开始点亮后不久，存在放电灯La的电极没有均匀变热的情况。因此，点亮后不久的高频电流不能正负对称地流动，相对于零电流，电流非对称地流动的状态会持续。例如专利文献3(专利2878350号公报)和专利文献4(专利2975032号公报)中记载的放电灯点亮装置。电流非对称地流动的状态下，相对于电流对称地流动的状态下的电流峰值，约近1.5倍～2倍的电流峰值的高频电流流动，对灯的电极造成大的损害。另外，以这种状态，向稳定点亮(低频点亮)状态移动时，有时会对灯的电极造成大的损害，最坏的情况会使电极从根部折损。

进一步地，在现有电路中，设定起动模式以及预热模式，使向稳定点亮(低频点亮)状态移动，该预热模式将高频电流变为正负对称地流动所经过的时间设定为预先假定的固定时间，或者其判别放电灯La点亮后，设定高频电流流动的时间等。

另外，作为预热模式时的高频的非对称电流的抑制方法，由谐振电路4的电感的阻抗来限制流经处于该放电灯进行绝缘破坏(击穿)，极性反转(逆变器)电路3以高频进行动作期间的放电灯中流动的高频电流。因此，对于电流在通常点亮时的低频下流动的份量，阻抗几乎可以忽略，但当高频电流要流动时，由于这个谐振电路4的电感成为阻抗，因此通过使极性反转(逆变器)电路3的驱动频率变化，使与放电灯串联连接的阻抗变大，抑制了起动时的非对称电流的峰值电流。