專利名稱：放電燈運(yùn)行裝置以及投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及應(yīng)用于運(yùn)行高亮度(intensity)放電燈(HID lamp)的放電燈鎮(zhèn)流器，以及配置了該放電燈鎮(zhèn)流器的投影機(jī)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的放電燈鎮(zhèn)流器中，HID燈是通過例如方波電壓運(yùn)行。對(duì)于用作投影機(jī)光源的超高壓水銀燈，具有相對(duì)較低頻率(大約100Hz)的方波電壓加在燈上以防止共鳴(acoustic resonance)現(xiàn)象的發(fā)生(參見，例如，日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-352982)。
在這類應(yīng)用中，燈的弧長(zhǎng)要求盡可能短以使其適于點(diǎn)光源。然而，如果弧長(zhǎng)變短，電極上的生弧點(diǎn)會(huì)因電極的溫度或表面狀況變得不穩(wěn)定，從而易于發(fā)生弧源點(diǎn)跳躍到其它點(diǎn)的現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)，可察覺燈的光線輸出有可見的閃爍，并且當(dāng)燈用作投影機(jī)的光源時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下列問題，例如由于在投影平面(屏幕)上亮度(brightness)的波動(dòng)或照度(luminance)的減弱導(dǎo)致觀看屏幕圖像有困難。
順便提及，當(dāng)加在HID燈上的燈電壓高時(shí)，其燈電流減少，并且電極和燈泡內(nèi)的溫度降低，因此燈泡內(nèi)活躍的化學(xué)特性受到抑制。當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生在金屬鹵化物燈中，其鹵素循環(huán)(Halogen Cycle)不再活躍。通常，電極表面上形成有突出，并且該突出用作弧源，使得弧源穩(wěn)定，但是，在如上所述燈泡內(nèi)活躍的化學(xué)特性受到抑制的情況下，電極表面上難以形成突出。因此，弧源不能固定，并且易于發(fā)生弧源移動(dòng)的現(xiàn)象。此外，如果電極表面上不形成突出使得弧源不能穩(wěn)定，整個(gè)電極會(huì)被電弧破壞，導(dǎo)致電極的早期老化(degradation)。
順便提及，在例如日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-532866中提出了減少放電燈的閃爍的技術(shù)。在該技術(shù)中，根據(jù)對(duì)閃爍發(fā)生的檢測(cè)來調(diào)節(jié)燈的電流波形。
在日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-134287中提出一種技術(shù)，即在通過燈的燈電流的半周期內(nèi)，隨著時(shí)間的增加逐步增加提供給放電燈的功率的瞬時(shí)值。
根據(jù)日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-352982和日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-532866中所述的技術(shù)，電極的老化得到控制。后者尤其注重于減少閃爍，但是需要重疊脈沖波形的電流，以調(diào)節(jié)通過燈的燈電流的波形，因此其控制要求相對(duì)較復(fù)雜。
日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2002-134287中所述的技術(shù)改變了提供給放電燈的功率的瞬時(shí)值，還將加在燈上的電壓的各波形或燈電流的各波形改變?yōu)槌朔讲ㄖ獾牟ㄐ?。因此，其控制要求相?duì)較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過簡(jiǎn)單的控制將HID燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于通過促使在電極上形成突起來穩(wěn)定弧源點(diǎn)，從而防止發(fā)生閃爍以及電極老化，以延長(zhǎng)HID燈的壽命。
本發(fā)明的放電燈鎮(zhèn)流器包括電源轉(zhuǎn)換器和控制電路。該轉(zhuǎn)換器包括至少一個(gè)開關(guān)單元，連接在電源和HID燈之間。燈啟動(dòng)以后，控制電路基于燈功率控制來控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，從而向該放電燈提供預(yù)定的燈功率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于高功率控制來控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，所述恒定燈功率控制是用于將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至預(yù)定功率值的控制。因此，通過基于高功率控制來控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，可以將放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。從而，由于能夠促使電極上形成突起并穩(wěn)定弧源點(diǎn)，防止了閃爍的發(fā)生以及電極的老化，并且能夠延長(zhǎng)HID燈的壽命。
優(yōu)選地，該鎮(zhèn)流器包括檢測(cè)放電燈狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂苹蛘吒吖β士刂啤Ｔ诤愣艄β士刂茣r(shí)，該控制電路控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，以將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至該預(yù)定功率值。在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于恒定燈功率控制的值。
該預(yù)定功率值為放電燈的額定功率值。該預(yù)定功率值也可以為放電燈的額定功率值以及由該額定功率值的調(diào)光率得到的調(diào)光(dimming)功率值優(yōu)選地，該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓；并且當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到或超過高于燈的額定電壓的閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?。此配置中，在放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度被認(rèn)為是降低的時(shí)間段內(nèi)，能夠增加燈功率，從而防止溫度的降低。
當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于該閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且?dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果低于閾值電壓時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 作為此方案的另一個(gè)實(shí)例，該控制電路在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且在此預(yù)定時(shí)間段過去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂?，所述預(yù)定時(shí)間段包括在該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于閾值電壓的時(shí)間段之內(nèi)。
優(yōu)選地，在緊接著燈達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，該控制電路基于高功率控制來控制該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)。此配置中，在例如從電弧放電開始后所需的用于穩(wěn)定燈的電極溫度的時(shí)間段內(nèi)，能夠增加燈功率，從而可以迅速提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度。
達(dá)到燈的穩(wěn)定狀態(tài)后，通過該控制電路交替地和周期性地執(zhí)行基于恒定功率控制對(duì)該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)的控制以及基于高功率控制對(duì)該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)的控制。
優(yōu)選地，該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)燈的狀態(tài)，用于檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生；并且該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生。當(dāng)檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?。根?jù)這種控制，當(dāng)閃爍產(chǎn)生時(shí)，通過提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度可以防止閃爍。此外，由于在未發(fā)生閃爍的時(shí)間段內(nèi)，燈功率沒有增加，就不必向燈提供不必要的大功率，并且燈上的壓力相當(dāng)少。還能夠防止功耗的增加。
該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)可將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，而在未檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)可將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，可在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲⑶以诖祟A(yù)定時(shí)間段過去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂?。根?jù)這種控制，當(dāng)閃爍發(fā)生時(shí)，通過提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度可以防止閃爍。即使響應(yīng)燈功率的增加，閃爍立即停止，燈功率在此預(yù)定時(shí)間段內(nèi)增加，從而可以充分提高放電燈的電極或者燈泡內(nèi)部的溫度。相反，如果閃爍不停止，高功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂?，從而可以防止無用的功耗。
優(yōu)選地，該狀態(tài)檢測(cè)裝置構(gòu)成為以下的至少一種裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓的裝置；檢測(cè)提供給燈的燈電流的裝置；以及檢測(cè)燈的光輸出的裝置。利用燈電壓、燈電流以及實(shí)際光輸出的任一個(gè)可判斷閃爍的發(fā)生。配合并利用以上因素，能夠?qū)﹂W爍的發(fā)生檢測(cè)無誤。
該控制電路在檢測(cè)結(jié)果的改變值等于或大于預(yù)定值時(shí)可檢測(cè)到閃爍的發(fā)生。所述改變值為每單位時(shí)間的值。在這種情況下，由于是當(dāng)改變值變大時(shí)判斷有閃爍發(fā)生，因此能夠無延遲地檢測(cè)出閃爍。
每隔一個(gè)大于該單位時(shí)間的判斷時(shí)間段，該控制電路可得出該改變值等于或大于預(yù)定值的事件的次數(shù)，并且當(dāng)此事件的次數(shù)等于或大于指定次數(shù)時(shí)檢測(cè)到閃爍發(fā)生。根據(jù)這種控制，通過識(shí)別類似于人類意識(shí)到閃爍的情形，能夠正確地檢測(cè)出閃爍發(fā)生。
優(yōu)選地，該控制電路執(zhí)行作為高功率控制的校正控制或非校正控制。在校正控制時(shí)，該控制電路控制該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，同時(shí)使提供給燈的燈功率的有效值等于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。在非校正控制時(shí)，該控制電路控制該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。根據(jù)這種控制，可以提高燈的電極溫度，將光輸出保持在穩(wěn)定狀態(tài)。
優(yōu)選地，該電源轉(zhuǎn)換器包括包括開關(guān)單元的轉(zhuǎn)換器，將電源的電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓；以及包括開關(guān)單元的逆變器，將來自轉(zhuǎn)換器的DC電壓轉(zhuǎn)換為方波電壓。在此配置中，在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該轉(zhuǎn)換器的開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)，使得當(dāng)該方波電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到指定次數(shù)時(shí)，由該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加。因此，可以保持燈的電極溫度，并且光輸出可以穩(wěn)定。
該控制電路可控制該逆變器的開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)，使得燈電流增加的半周期的時(shí)間不同于燈電流未增加的半周期的時(shí)間。由于除了增加燈電流，增加燈電流的時(shí)間也得到調(diào)節(jié)，因此即使難以僅僅通過燈電流達(dá)到燈的規(guī)格的適合性與電極溫度的保持力之間的兼容時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)時(shí)間來達(dá)到這種兼容。
優(yōu)選地，該鎮(zhèn)流器包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度。根據(jù)這種控制，由于除了增加燈電流，增加燈電流的頻繁程度也得到調(diào)節(jié)，因此即使當(dāng)難以僅僅通過燈電流達(dá)到燈的規(guī)格的適合性與電極溫度的保持力之間的兼容時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)頻繁程度來達(dá)到這種兼容。
該鎮(zhèn)流器可包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流的峰值。根據(jù)這種控制，由于除了增加燈電流，燈電流的峰值也得到調(diào)節(jié)，因此即使當(dāng)難以僅僅通過燈電流達(dá)到燈的規(guī)格的適合性與電極溫度的保持力之間的兼容時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)峰值來達(dá)到這種兼容。
優(yōu)選地，該鎮(zhèn)流器包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，并且，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度以及燈電流的峰值。根據(jù)這種控制，調(diào)節(jié)范圍變得更寬。
根據(jù)本發(fā)明的投影機(jī)配置有上述鎮(zhèn)流器和作為光源的燈。
優(yōu)選地，該投影機(jī)包括彩色濾光片，該彩色濾光片通過光源發(fā)出的光線所傳送的顏色在預(yù)定期間內(nèi)隨時(shí)間變化，并且控制電路將加在燈上的燈電壓的極性反轉(zhuǎn)的定時(shí)與該彩色濾光片所傳送的顏色的變化的定時(shí)同步。根據(jù)這種配置，當(dāng)在預(yù)定期間內(nèi)彩色圖像通過濾光片的隨時(shí)間變化的傳送顏色顯示時(shí)，光源的光輸出高的時(shí)間段內(nèi)的光線用作該彩色濾光片的各顏色區(qū)域的傳送光線，而由于燈電壓的極性反轉(zhuǎn)定時(shí)導(dǎo)致的光輸出下降的時(shí)間段內(nèi)的光線不被利用。因此，有效地利用了光源的光線。


圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第一實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖2為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的燈控制轉(zhuǎn)換的說明圖；圖3為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的燈控制轉(zhuǎn)換的說明圖；圖4為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的另一燈控制轉(zhuǎn)換的說明圖；圖5為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的另一燈控制轉(zhuǎn)換的說明圖；圖6為關(guān)于圖1中的鎮(zhèn)流器的另一燈控制轉(zhuǎn)換的說明圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第二實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖8為關(guān)于圖8的鎮(zhèn)流器中的閃爍檢測(cè)功能塊的過程的說明圖；圖9示出圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的運(yùn)行實(shí)例；圖10(a)和10(b)為關(guān)于圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的過程的說明圖；圖11示出圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的運(yùn)行實(shí)例；圖12為關(guān)于圖8的閃爍檢測(cè)功能塊的另一過程的說明圖；圖13(a)和13(b)為關(guān)于圖8的鎮(zhèn)流器另一控制的說明圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第三實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖15示出圖14的鎮(zhèn)流器中的高功率控制功能塊的運(yùn)行；圖16為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的微處理器的運(yùn)行的說明圖；圖17(a)-17(c)為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的非校正控制功能塊的過程的說明圖；圖18(a)-18(c)為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的校正控制功能塊的過程的說明圖；圖19(a)-19(c)為關(guān)于圖14的鎮(zhèn)流器中的非校正控制功能塊的過程的說明圖；圖20為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第四實(shí)施例的放電燈鎮(zhèn)流器的電路圖；圖21為關(guān)于圖20的鎮(zhèn)流器中的控制轉(zhuǎn)換功能塊以及高功率控制功能塊的過程的說明圖；圖22為關(guān)于圖20的控制轉(zhuǎn)換功能塊以及高功率控制功能塊的另一過程的說明圖；圖23為關(guān)于圖20的控制轉(zhuǎn)換功能塊以及高功率控制功能塊的另一過程的說明圖；圖24示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的第五實(shí)施例的投影機(jī)；
圖25為用于圖25的投影機(jī)的彩色濾光片(color filter)的構(gòu)造實(shí)例的正視圖；圖26為關(guān)于圖25的投影機(jī)的運(yùn)行的說明圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)圖1示出HID燈(例如120-300W超高壓水銀放電燈)DL1的放電燈鎮(zhèn)流器10。鎮(zhèn)流器10包括檢測(cè)輸入電流的電阻R11，狀態(tài)檢測(cè)電路12，控制電路13，以及點(diǎn)火器(igniter)(未示出)；鎮(zhèn)流器10還包括電源轉(zhuǎn)換器11，其連接在具有正端和負(fù)端的DC電源DC1與具有第一端子和第二端子的HID燈DL1之間。為了啟動(dòng)燈DL1，點(diǎn)火器產(chǎn)生高電壓并將其施加到燈DL1。
電源轉(zhuǎn)換器11包括DC-DC轉(zhuǎn)換器111，低通濾波器112，具有輸出端子T11和T12的逆變器113，以及驅(qū)動(dòng)電路114和115；電源轉(zhuǎn)換器11還包括電容(平滑電容器)C11，該電容C11為燈DL1提供來自DC-DC轉(zhuǎn)換器111的DC電源。
DC-DC轉(zhuǎn)換器111可以由例如具有二極管D11、開關(guān)元件Q11以及電感L11的電壓步降轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。二極管D11具有陰極和陽極，陽極通過電阻R11連接到DC電源DC1的負(fù)端，該陽極還連接到電容C11的負(fù)電壓側(cè)。
開關(guān)元件Q11連接在二極管D11的陰極和DC電源DC1的正端之間。此元件Q11是具有二極管(體二極管)的功率MOSFET，它的漏極和源極分別連接至電源DC1的正端和二極管D11的陰極。體二極管的陰極和陽極也分別連接至該功率MOSFET的漏極和源極。電感L11連接在二極管D11的陰極和電容C11的正電壓側(cè)之間。
開關(guān)元件Q11導(dǎo)通期間，此DC-DC轉(zhuǎn)換器111將充電電流從DC電源DC1通過電感L11流到電容C11；開關(guān)元件Q11關(guān)斷期間，DC-DC轉(zhuǎn)換器111將電感L11中的能量通過二極管D11釋放給電容C11。
低通濾波器112由電容C12和電感L12構(gòu)成，其中電容C12和燈DL1并聯(lián)連接，電感L12與燈DL1和電容C12的并聯(lián)組串聯(lián)連接；低通濾波器112連接在逆變器113的輸出端T11和T12之間。
逆變器113由開關(guān)元件Q12至Q15構(gòu)成，它將來自電容C11的DC電壓轉(zhuǎn)換成將被施加在低通濾波器112上的方波電壓，從而為燈DL1提供AC電源。各元件Q12至Q15都是具有二極管(體二極管)的功率MOSFET。元件Q12連接至正電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至電容C11的正電壓側(cè)(正端)和輸出端T11。元件Q13連接至負(fù)電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至輸出端T11和電容C11的負(fù)電壓側(cè)(負(fù)端)。元件Q14連接至正電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至電容C11的正端和輸出端T12。元件Q15連接至負(fù)電壓側(cè)，它的漏極和源極分別連接至輸出端T12和電容C11的負(fù)端。
驅(qū)動(dòng)電路113和114分別由例如IR公司制造的IR2111構(gòu)成，并響應(yīng)來自控制電路13的控制信號(hào)交替導(dǎo)通/關(guān)斷開關(guān)元件Q12和Q15及開關(guān)元件Q13和Q14。
狀態(tài)檢測(cè)電路12包括分壓電路121并檢測(cè)燈DL11的狀態(tài)，該分壓電路121具有串聯(lián)連接的電阻R12和R13。電路121與電容C11和電阻R11并聯(lián)連接。電阻R13上的電壓與DC-DC轉(zhuǎn)換器111的輸出電壓(電容C11上的電壓)成比例，并且表示燈DL1上的燈電壓。因此，電路12檢測(cè)轉(zhuǎn)換器111的輸出電壓和燈電壓。
控制電路13包括A/D轉(zhuǎn)換器13a，PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制電路131，逆變器控制電路132，以及微處理器(微型計(jì)算機(jī))130。電路13通過監(jiān)控電阻R11上的電壓和電阻R13上的電壓來分別監(jiān)控DC-DC轉(zhuǎn)換器111的輸入電流和輸出電壓(或燈電壓)，并基于輸入電流和輸出電壓(燈電壓)來控制電源轉(zhuǎn)換器11的各開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)。
A/D轉(zhuǎn)換器13a將狀態(tài)檢測(cè)電路12的檢測(cè)結(jié)果(DC-DC轉(zhuǎn)換器111的輸出電壓或燈電壓)轉(zhuǎn)換成數(shù)字。由于電阻R13上的電壓與通過電容C11平滑的電壓成比例，并且在轉(zhuǎn)換器13a的采樣期間內(nèi)是恒定的，所以電阻R13上的電壓被直接施加于轉(zhuǎn)換器13a。
PWM控制電路131響應(yīng)來自微處理器130的DC-DC轉(zhuǎn)換器111的目標(biāo)電流或輸出功率校正量，從具有預(yù)定頻率的三角波或鋸齒波電壓產(chǎn)生脈沖形的控制信號(hào)，并為開關(guān)元件Q11提供該控制信號(hào)。當(dāng)目標(biāo)電流由微處理器130提供時(shí)，電路131產(chǎn)生控制信號(hào)以使來自電阻R11的輸入電流與目標(biāo)電流相等。由于來自電阻R11的輸入電流表示轉(zhuǎn)換器111的輸出電流，所以使得該輸出電流等于目標(biāo)電流。當(dāng)輸出功率校正量由微處理器130提供時(shí)，電路131通過將輸出功率校正量除以來自電阻R11的輸入電流(轉(zhuǎn)換器111的輸出電流)而得到輸出電壓校正量，并產(chǎn)生控制信號(hào)，當(dāng)三角波或鋸齒波電壓等于或大于響應(yīng)輸出電壓校正量而變化的閾值電壓時(shí)，該控制信號(hào)變?yōu)閷?dǎo)通(高)。
逆變器控制電路132根據(jù)來自微處理器130的驅(qū)動(dòng)指令產(chǎn)生兩相控制信號(hào)，并分別為驅(qū)動(dòng)電路114和115提供所述信號(hào)。
微處理器130由例如三菱(Mitsubishi)公司制造的M37540構(gòu)成，該微處理器130具有在燈DL1啟動(dòng)以后向逆變器控制電路132提供上述驅(qū)動(dòng)指令的功能。另外，微處理器130具有各種功能塊(function)，如控制變換功能塊130a、燈電流控制功能塊130b、恒定功率控制功能塊130c、高功率控制功能塊130d等等。微處理器130也存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如各種表、各種目標(biāo)值等等。
控制變換功能塊130a可用于在燈DL1啟動(dòng)時(shí)，將對(duì)燈DL1的控制切換到燈電流控制功能塊130b的燈電流控制，然后在燈DL1穩(wěn)定后，將燈控制切換到恒定功率控制功能塊130c的恒定燈功率控制。基于來自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓)判斷燈DL1的穩(wěn)定。也就是說，緊接著燈DL1啟動(dòng)后的燈電壓為低電壓，因此啟動(dòng)時(shí)間段被設(shè)置成電阻R13上的電壓低于參考電壓的一段時(shí)間。參考電壓是基于穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的燈DL1上的電壓預(yù)先設(shè)定的。因此，當(dāng)電阻13上的電壓達(dá)到或超過參考電壓時(shí)，判斷燈DL1達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
控制變換功能塊130a還可用于在燈DL1穩(wěn)定后，基于來自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(燈電壓)將燈功率控制切換到恒定燈功率控制或高功率控制。詳細(xì)說明在后面給出。
燈電流控制功能塊130b可用于根據(jù)控制變換功能塊130a的變換控制為對(duì)PWM控制電路131的燈電流控制提供目標(biāo)電流。為了縮短光輸出的上升時(shí)間，目標(biāo)電流的目標(biāo)值設(shè)置為這樣一個(gè)值，該值用于在緊接著啟動(dòng)后的預(yù)定時(shí)段內(nèi)流過一個(gè)相對(duì)大的燈電流(大于額定燈電流的電流)。由于此燈電流控制在短時(shí)間內(nèi)提高了水銀蒸氣壓力和燈DL1的光輸出，因此這種控制被普遍用于投影機(jī)或汽車前燈。
恒定功率控制功能塊130c可用于根據(jù)控制變換功能塊130a的變換控制為對(duì)PWM控制電路131的恒定燈功率控制提供輸出(燈)功率校正量。校正量用于將供給燈DL1的燈功率的有效值調(diào)節(jié)為預(yù)定功率值(額定功率值或調(diào)光(dimming)功率值)。在運(yùn)行中，基于來自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓)和恒定燈功率控制表來計(jì)算校正量。在恒定燈功率控制表中，每一個(gè)來自轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓值)都先與輸出(燈)功率控制值相關(guān)聯(lián)。因此，功能塊130c通過讀出與來自恒定燈功率控制表的檢測(cè)結(jié)果相對(duì)應(yīng)的輸出功率控制值，將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為輸出功率控制值，并得出輸出功率控制值和輸出(燈)功率目標(biāo)值之間的差作為輸出功率校正量。在燈電流控制功能塊130b的燈電流控制之后的穩(wěn)定運(yùn)行期間，為了穩(wěn)定地保持燈DL1的燈功率，該恒定燈功率控制通常會(huì)改變。
高功率控制功能塊130d可用于根據(jù)控制變換功能塊130a的變換控制為對(duì)PWM控制電路131的高燈功率控制提供輸出功率校正量。該校正量用以將提供給燈DL1的燈功率的有效值和峰值中的至少一個(gè)增加為比通過恒定功率控制功能塊130c調(diào)節(jié)的值大。在運(yùn)行中，基于來自A/D轉(zhuǎn)換器13a的檢測(cè)結(jié)果(輸出電壓)和高燈功率控制表來計(jì)算校正量。
高功率控制功能塊130d還利用比恒定功率控制功能塊130c的輸出功率目標(biāo)值大的輸出功率目標(biāo)值。例如，如圖2所示，從對(duì)于額定功率或各調(diào)光功率的多個(gè)輸出功率目標(biāo)值中選用任意輸出功率目標(biāo)值。
對(duì)于額定功率，恒定功率控制功能塊130c利用第一額定目標(biāo)作為輸出功率目標(biāo)值，而高功率控制功能塊130d利用輸出功率目標(biāo)值的第二額定目標(biāo)和第三額定目標(biāo)。通過利用大于第一額定目標(biāo)的第二額定目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于額定功率PRL1的輸出功率PHC11。通過利用大于第二額定目標(biāo)的第三額定目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于輸出功率PHC11的輸出功率PHC12。第二額定目標(biāo)或第三額定目標(biāo)基于諸如環(huán)境溫度等預(yù)定條件設(shè)置。如果環(huán)境溫度被用作預(yù)定條件，當(dāng)環(huán)境溫度低于第一參考溫度時(shí)，選擇第二額定目標(biāo)，當(dāng)環(huán)境溫度低于比第一參考溫度低的第二參考溫度時(shí)，選擇第三額定目標(biāo)。
對(duì)于調(diào)光功率，恒定功率控制功能塊130c利用第一調(diào)光目標(biāo)作為輸出功率目標(biāo)值，而高功率控制功能塊130d利用輸出功率目標(biāo)值的第二調(diào)光目標(biāo)和第三調(diào)光目標(biāo)。通過利用大于第一調(diào)光目標(biāo)的第二調(diào)光目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于調(diào)光功率PD1的輸出功率PHC21。通過利用大于第二調(diào)光目標(biāo)的第三調(diào)光目標(biāo)，輸出功率被設(shè)置為大于輸出功率PHC21的輸出功率PHC22?；谥T如環(huán)境溫度等預(yù)定條件設(shè)置第二調(diào)光目標(biāo)或第三調(diào)光目標(biāo)。如果環(huán)境溫度被用作此預(yù)定條件，當(dāng)環(huán)境溫度低于第一參考溫度時(shí)，選擇第二調(diào)光目標(biāo)，當(dāng)環(huán)境溫度低于比該第一參考溫度低的第二參考溫度時(shí)，選擇第三調(diào)光目標(biāo)。
以下進(jìn)一步說明上述控制變換功能塊130a。對(duì)于HID燈DL1，當(dāng)電極溫度及其燈泡內(nèi)溫度降低時(shí)，出現(xiàn)可見的燈閃爍。為此，如圖3所示，燈DL1穩(wěn)定后，當(dāng)燈電壓(R13上的電壓)達(dá)到或超過高于額定燈電壓VRL1的閾值電壓Vt1時(shí)，功能塊130a將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲?dāng)燈電壓低于閾值電壓Vt1時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂?。額定運(yùn)行的閾值電壓Vt1與調(diào)光運(yùn)行的閾值電壓可以相同或不同。在圖2和圖3中，VRCC1表示啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)的電壓范圍，VRPC1表示燈DL1的啟動(dòng)時(shí)間段之后所使用的電壓范圍，并且該范圍設(shè)置為在其中間部分包括電壓VRL1。
以下說明鎮(zhèn)流器10的運(yùn)行。當(dāng)以點(diǎn)火器的高電壓?jiǎn)?dòng)燈DL1時(shí)，對(duì)燈DL1的控制被切換到燈電流控制。因此，燈功率增高，如圖2和圖3所示。
隨后，當(dāng)燈DL1達(dá)到穩(wěn)態(tài)，燈電流控制被切換到恒定燈功率控制。
然后，當(dāng)由于燈電流減小而造成燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低，并且燈電壓達(dá)到和超過閾值電壓Vt1時(shí)，恒定燈功率控制被切換為高燈功率控制。
因此，當(dāng)燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低時(shí)，通過將恒定燈功率控制切換到高燈功率控制，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的鎮(zhèn)流器10能防止電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低。
在一替代實(shí)施例中，如圖4所示，控制變換功能塊130a可用于在預(yù)定時(shí)間段TMHC1將燈功率控制變換為高功率控制，并在預(yù)定時(shí)間段TMHC1過去后將燈功率控制轉(zhuǎn)換為恒定功率控制。該預(yù)定時(shí)間段包括在狀態(tài)檢測(cè)電路12的檢測(cè)結(jié)果等于或高于閾值電壓Vt1的時(shí)間段內(nèi)。也就是說，從高功率控制返回到恒定功率控制的定時(shí)通過使用微處理器的計(jì)時(shí)器功能塊(即時(shí)間)來控制。圖4中，t1示出狀態(tài)檢測(cè)電路12的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到閾值電壓Vt1的時(shí)刻。對(duì)于此變換控制，當(dāng)燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低時(shí)，燈電流在預(yù)定時(shí)間段TMHC1內(nèi)增加，因此可以防止電極溫度或燈泡內(nèi)溫度上升，同時(shí)防止其溫度下降。
在另一替代實(shí)施例中，如圖5所示，控制變換功能塊130a可用于在燈DL1啟動(dòng)后將燈DL1的控制改變?yōu)闊綦娏骺刂疲痪o接著達(dá)到燈DL1的穩(wěn)態(tài)后(鄰近達(dá)到穩(wěn)態(tài)之后)的預(yù)定時(shí)間段TMHC2內(nèi)，將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲灰约霸陬A(yù)定時(shí)間段TMHC2后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂?。?duì)于此變換控制，由于燈電流在例如從電弧放電開始到燈DL1電極溫度穩(wěn)定所需時(shí)間段內(nèi)增加，所以電極溫度或燈泡內(nèi)溫度可以迅速上升并且溫度易于穩(wěn)定。
在另一替代實(shí)施例中，如圖6所示，控制變換功能塊130a可用于在燈DL1啟動(dòng)后將燈DL1的控制改變?yōu)闊綦娏骺刂疲⒃谶_(dá)到燈DL1的穩(wěn)態(tài)后交替地和周期性地將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂苹蚝愣üβ士刂?。在圖6中，TMH-C示出高功率控制和恒定功率控制的變換周期。對(duì)于變換控制，即使存在諸如周圍環(huán)境變化、電源電壓波動(dòng)等不同變化，也可以容易地維持燈DL1的電極溫度或燈泡內(nèi)溫度，而且能夠防止電極老化和可見閃爍的產(chǎn)生。
(第二實(shí)施例)圖7示出用于HID燈(例如，120-300W的超高壓水銀放電燈)DL2的放電燈鎮(zhèn)流器20。該鎮(zhèn)流器20的特征在于狀態(tài)檢測(cè)電路22和控制電路23，與第一實(shí)施例的區(qū)別在于狀態(tài)檢測(cè)電路12是由分壓電路121構(gòu)成，以及控制電路13是由A/D轉(zhuǎn)換器13a、微處理器130、PWM控制電路131及逆變器控制電路132構(gòu)成。
在第二實(shí)施例中，狀態(tài)檢測(cè)電路22包括類似于分壓電路121的分壓電路221，還包括小阻值的電阻R24、電流檢測(cè)電路222以及光輸出檢測(cè)電路223。
電阻R24連接在電容C21的負(fù)電壓側(cè)(負(fù)端)與開關(guān)元件Q23和Q25的源極之間，并檢測(cè)與通過燈DL2的燈電流相對(duì)應(yīng)的電壓。由于電阻R24阻值小，所以電阻R24上的電壓為低電壓，并隨著逆變器213的開關(guān)而波動(dòng)。因此，設(shè)置電流檢測(cè)電路222。
此電路222包括濾波器和放大電路，并適當(dāng)放大電阻R24上的電壓。光輸出檢測(cè)電路223包括光接收元件例如光電二極管等，并設(shè)置在燈DL2的附近來檢測(cè)燈DL2的光輸出。
控制電路23包括A/D轉(zhuǎn)換器23b和23c，除了A/D轉(zhuǎn)換器23a外還有微處理器230，PWM控制電路231和逆變器控制電路232。轉(zhuǎn)換器23b將與來自電流檢測(cè)電路222的燈電流相對(duì)應(yīng)的模擬輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換器23c將表示來自光輸出檢測(cè)電路223的燈DL2的光輸出的模擬輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
與第一實(shí)施例中的微處理器130相比，微處理器230的特征在于控制變換功能塊230a包括計(jì)時(shí)器功能塊和閃爍檢測(cè)功能塊。功能塊230a的計(jì)時(shí)器功能塊用來對(duì)高功率控制進(jìn)行時(shí)間限制，并可用于對(duì)預(yù)定時(shí)間段進(jìn)行計(jì)時(shí)。
如圖8所示，功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊可用來使用逆變器213輸出電壓(方波電壓)的相鄰極性反轉(zhuǎn)時(shí)刻之間的每個(gè)時(shí)間段TM內(nèi)來自A/D轉(zhuǎn)換器23a-23c的各數(shù)字值。因此，可以從轉(zhuǎn)換器23a-23c的每個(gè)數(shù)字值中消除極性反轉(zhuǎn)過沖(overshoot)影響下的數(shù)字值，從而可以使用未受過沖影響的數(shù)字值。時(shí)間段TM的開始時(shí)刻設(shè)置在例如從極性反轉(zhuǎn)上升一個(gè)預(yù)定時(shí)間后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。在另一實(shí)例中，閃爍檢測(cè)功能塊可以在逆變器213的輸出電壓的每個(gè)周期保持檢測(cè)因子的值，計(jì)算這些檢測(cè)因子的值在這些周期內(nèi)的平均值，并使用此平均值。
功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊還可用以基于狀態(tài)檢測(cè)電路22的各檢測(cè)結(jié)果來檢測(cè)燈DL2的閃爍產(chǎn)生。在第二實(shí)施例中，閃爍產(chǎn)生的檢測(cè)是基于以下三者中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于來自A/D轉(zhuǎn)換器23a的燈電壓的數(shù)字值，對(duì)應(yīng)于來自A/D轉(zhuǎn)換器23b的燈電流的數(shù)字值和對(duì)應(yīng)于來自A/D轉(zhuǎn)換器23c的燈DL1的光輸出的數(shù)字值。
更具體地，如圖9、圖10(a)和圖10(b)所示，閃爍檢測(cè)功能塊讀取來自各個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器23a-23c的數(shù)字值(檢測(cè)因子的值)(S11)，并得出每個(gè)單位時(shí)間Δt中其數(shù)字輸出的變化值(S12)。如果這個(gè)變化值等于或大于一個(gè)預(yù)定值(參考值)，則該功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生。例如，當(dāng)對(duì)應(yīng)燈電壓的數(shù)字值(例如VDLt1，VDLmin，...，VDLmax，VDLt2，等等)變化時(shí)，該變化值由最大值VDLmax和最小值VDLmin之差的絕對(duì)值計(jì)算得出。單位時(shí)間Δt可以是圖8中的時(shí)間段TM。該變化值不局限于圖9(b)中所示，它可以用例如在A/D轉(zhuǎn)換器采樣周期中連續(xù)采集的兩個(gè)數(shù)字值之差的絕對(duì)值等數(shù)值來代替。
如果閃爍檢測(cè)功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生，則控制變換功能塊230a通過計(jì)時(shí)器功能塊在一個(gè)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)把燈功率控制改變到高功率控制，并在該預(yù)定時(shí)間段過去后把燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂啤?br> 以下說明鎮(zhèn)流器20的運(yùn)行。當(dāng)燈DL2響應(yīng)點(diǎn)火器的高電壓而啟動(dòng)，對(duì)燈DL2的控制改變?yōu)闊綦娏骺刂?。?dāng)隨后燈DL2達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，燈電流控制改變到恒定燈功率控制。
然后，如果燈DL2的電極溫度或者燈泡內(nèi)溫度響應(yīng)燈電流減小而降低，并檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生，則恒定燈功率控制在該預(yù)定時(shí)間段內(nèi)改變?yōu)楦邿艄β士刂啤?br> 這樣，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鎮(zhèn)流器20基于對(duì)閃爍產(chǎn)生的檢測(cè)將恒定燈功率控制改變?yōu)楦邿艄β士刂?，從而可以防止電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低。此外，由于電極溫度或燈泡內(nèi)溫度降低會(huì)引起可見的閃爍，所以可以防止閃爍產(chǎn)生。即使閃爍在恒定燈功率控制改變?yōu)楦邿艄β士刂坪罅⒓赐Ｖ?，高燈功率控制也將持續(xù)預(yù)定時(shí)間段，從而電極溫度或燈泡內(nèi)溫度可以充分地升高。相反地，如果閃爍在此預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒有停止，則高燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂?，從而可以防止在不必要的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)增加功率而導(dǎo)致發(fā)生無用功耗。當(dāng)鎮(zhèn)流器20應(yīng)用于照明時(shí)，該照明就可以很少有閃爍，并且不會(huì)帶來不適。當(dāng)鎮(zhèn)流器20應(yīng)用于投影機(jī)比如液晶投影機(jī)等，即使其光源近似于點(diǎn)光源，也可以獲得很少閃爍的穩(wěn)定光輸出。
在一替代實(shí)施例中，當(dāng)閃爍檢測(cè)功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，控制變換功能塊230a將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲划?dāng)沒有檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂?。該變換控制可以加到第二實(shí)施例中，并且可選擇任何控制。
在另一替代實(shí)施例中，當(dāng)每單位時(shí)間至少兩個(gè)檢測(cè)因子的變化值等于或大于一個(gè)預(yù)定值時(shí)，功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生。
在另一替代實(shí)施例中，如圖11和圖12所示，功能塊230a的閃爍檢測(cè)功能塊得出每個(gè)大于單位時(shí)間的判斷時(shí)間段內(nèi)上述變化值等于或大于上述預(yù)定值的情況數(shù)目，當(dāng)該情況數(shù)目等于或大于規(guī)定次數(shù)(閾值)時(shí)檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生。通常，如果光輸出在頻率3-15Hz之間變化，便有可見的閃爍發(fā)生；因而，優(yōu)選地，把判斷時(shí)間段TM1設(shè)為1秒并把閾值設(shè)在3-15次的范圍內(nèi)。
在圖11中，首先在步驟S21重置計(jì)數(shù)值。然后讀取單位時(shí)間Δt內(nèi)的檢測(cè)因子值(S22)，并計(jì)算出變化值(S23)。然后將該變化值與預(yù)定值相比較(S24)。當(dāng)該變化值等于或大于預(yù)定值時(shí)(S24的“是”)，例如將增量1(見圖12)加到計(jì)數(shù)值上(S25)，并且執(zhí)行步驟S26。當(dāng)變化值小于預(yù)定值(S24的“否”)時(shí)，執(zhí)行步驟S28。
在步驟S26中，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于或大于閾值(S26的“是”)時(shí)，檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生(S27)。當(dāng)計(jì)數(shù)值小于閾值(S26的“否”)時(shí)，執(zhí)行步驟S28。在步驟S28中，當(dāng)過去的時(shí)間在判斷時(shí)間段TM1內(nèi)(S28的“是”)，回到步驟S22，這里過去的時(shí)間指的是從計(jì)數(shù)值重置(S21)時(shí)刻算起經(jīng)過的時(shí)間，并由Δtד步驟S28的執(zhí)行次數(shù)”得到。當(dāng)過去的時(shí)間不在判斷時(shí)間段TM1內(nèi)(S28的“否”)，回到步驟S21。
在另一替代實(shí)施例中，對(duì)于高功率控制，當(dāng)方波電壓的半周期脈沖的數(shù)目達(dá)到指定數(shù)目時(shí)，該高功率控制功能塊230c可用來控制DC-DC轉(zhuǎn)換器211的開關(guān)元件的開/關(guān)周期，以增加由該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流IDL。如圖13(a)和圖13(b)所示，通過控制逆變器213的每個(gè)開關(guān)元件的開關(guān)周期，用來增大燈電流IDL的時(shí)間段Tn或Tw被設(shè)定為不同于另一個(gè)時(shí)間段Tu的時(shí)間。在圖13(a)中，時(shí)間段Tn設(shè)定為比另一個(gè)時(shí)間段Tu短，而在圖13(b)中，時(shí)間段Tw設(shè)定為比另一個(gè)時(shí)間段Tu長(zhǎng)。由于燈電流IDL的增長(zhǎng)率及該半周期的時(shí)間長(zhǎng)度取決于鎮(zhèn)流器，所以可通過增大或減小用來增大燈電流IDL的時(shí)間段Tn或Tw來給燈DL2提供所需的燈電流IDL。例如，對(duì)于當(dāng)時(shí)間段Tn等于另一個(gè)時(shí)間段Tu時(shí)電極受到不利影響的HID燈，可以通過使時(shí)間段Tn短于時(shí)間段Tu來減少這種對(duì)電極的影響。如果使得時(shí)間段Tw與時(shí)間段Tu相等，會(huì)發(fā)生由于燈的燈電流IDL具有上限值而使需要的能量無法供給燈的情況，但是可以通過使時(shí)間段Tw長(zhǎng)于時(shí)間段Tu來處理該情況。
(第三實(shí)施例)圖14示出用于HID燈(例如，120-300W的超高壓水銀放電燈)DL3的放電燈鎮(zhèn)流器30。該鎮(zhèn)流器30的特征在于控制電路33，不同于第一個(gè)實(shí)施例，后者的控制電路13是由A/D轉(zhuǎn)換器13a，微處理器130，PWM控制電路131以及逆變器控制電路132構(gòu)成。
在第三實(shí)施例中，控制電路33包括微處理器330，除A/D轉(zhuǎn)換器33a之外還有積分電路333，PWM控制電路331以及逆變器控制電路332。
與第一實(shí)施例的微處理器130相比，微處理器330的特征在于具有非校正控制功能塊330H與校正控制功能塊330E的高功率控制功能塊330d，以及控制變換功能塊330a。
非校正控制功能塊330H可用于控制開關(guān)元件Q31的開/關(guān)狀態(tài)，從而提供給燈DL3的一部分燈功率增加到大于由恒定功率控制功能塊330c的恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的燈功率。
在圖15，16和17(a)的實(shí)例中，根據(jù)步驟S32和S34-S35的流程，功能塊330H提供給積分電路333用以增大功率的脈沖信號(hào)IDLup，目的是為了增大燈電流IDL的部分的峰值(波高值(wave height value))，從而增大了燈電流IDL的有效值。在逆變器313的輸出電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到指定次數(shù)n的同時(shí)，信號(hào)IDLup已被提供給電路333了m次，其中m和n都是整數(shù)。在圖17(a)中，m和n分別設(shè)定為1和5。在此非校正控制中，在未提供信號(hào)IDLup的時(shí)間段內(nèi)的控制是和恒定燈功率控制一樣，因此響應(yīng)提供信號(hào)IDLup的時(shí)間段，燈電流IDL的有效值增大。然而，不受限于此設(shè)定，如圖17(b)所示，功能塊330H可以在半周期脈沖數(shù)達(dá)到5時(shí)提供給電路333兩次(第一和第三個(gè)半周期)信號(hào)IDLup。因此，通過把n設(shè)定為一個(gè)奇數(shù)，正的和負(fù)的燈電流IDL的有效值都能夠得到增大，并且可以使得燈DL3的各電極的老化程度基本相同。此外，如圖17(c)所示，功能塊330H可以在半周期的脈沖數(shù)達(dá)到6時(shí)提供給電路333一次信號(hào)IDLup。因此，通過把n設(shè)定為一個(gè)偶數(shù)，一個(gè)電極的溫度單獨(dú)上升，因此當(dāng)各電極的溫度分布出現(xiàn)偏差時(shí)，就可以提高溫度較低的電極的溫度，從而消除了溫度分布的不均勻。
校正控制功能塊330E可用于控制開關(guān)元件Q31的開/關(guān)狀態(tài)，從而使得提供給燈DL3的一部分燈功率增加到大于由功能塊330c的恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的燈功率，同時(shí)使得提供給燈DL3的燈功率的有效值等于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。
在圖15，16和18(a)的實(shí)例中，根據(jù)步驟S33和S34-S35的流程，功能塊330E在提供給電路333用來調(diào)節(jié)從電路333加到PWM控制電路331上的直流電壓Vref的電平的Vref調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，提供給積分電路333用以增大功率的脈沖信號(hào)IDLup。在圖18(a)中，信號(hào)IDLup提供給電路333，因而燈電流IDL的有效值也增大，但是通過為電路333提供Vref調(diào)節(jié)信號(hào)，響應(yīng)信號(hào)IDLup引起的燈電流IDL的有效值的增大，在整個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的燈電流IDL的波高值減小。從而，燈功率的有效值變得與通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值相等。因而，即使燈功率的有效值沒有增大，也可以通過使提供給燈DL3的一部分燈功率大于恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值來提高燈DL3的電極和燈泡內(nèi)部的溫度。此外，在恒定燈功率控制和校正控制之間的變換中，燈功率的有效值沒有變化，因而可以防止燈DL3的光輸出的變化。圖18(a)和18(b)分別對(duì)應(yīng)于圖17(a)和17(b)。在另一個(gè)例子中，如圖18(c)所示，功能塊330E可以在半周期脈沖數(shù)目達(dá)到7時(shí)提供給電路333兩次(第一和第五個(gè)周期)信號(hào)IDLup。因而，可以通過提供給電路333信號(hào)IDLup，可以改變燈電流增加的持續(xù)時(shí)間。此外，如圖19(a)-19(c)所示，信號(hào)IDLup的參數(shù)n可以設(shè)定為偶數(shù)。在圖19(a)中，m和n分別設(shè)定為6和1。在圖19(b)中，m和n分別設(shè)定為6和2。在圖19(c)中，m和n分別設(shè)定為6和1，并且與圖19(a)相比，增加的燈電流的極性是相反的。
如果燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，控制變換功能塊330a可用于根據(jù)不同的變換條件(圖15中的S31)改變?yōu)榉切Ｕ刂乒δ軌K330H的控制或校正控制功能塊330E的控制。在第三實(shí)施例中，功能塊330a基于非校正變換條件，即燈電壓達(dá)到或超過閾值電壓的情況(見圖3中的Vt1)，將燈功率控制改變到功能塊330H的控制。功能塊330a還基于校正變換條件，即切換到調(diào)光運(yùn)行的情況，將燈功率控制改變到功能塊330E的控制。然而，不局限于這個(gè)變換控制，如果提供的狀態(tài)檢測(cè)電路和A/D轉(zhuǎn)換器與第二實(shí)施例一樣，當(dāng)光輸出檢測(cè)電路檢測(cè)到閃爍發(fā)生時(shí)，控制變換功能塊可以把燈功率控制改變到非校正控制功能塊的控制。此外，當(dāng)來自分壓電路或電流檢測(cè)電路的數(shù)字輸出的變化值等于或大于預(yù)定值時(shí)，或者當(dāng)切換到調(diào)光運(yùn)行時(shí)，該功能塊可以將燈功率控制改變到校正控制功能塊的控制。
積分電路333由電阻R34和R35，二極管D32和電容C33組成，并設(shè)置在微處理器330與PWM控制電路331之間。當(dāng)響應(yīng)電阻R33兩端的電壓具有占空比的脈沖信號(hào)(Vref調(diào)節(jié)信號(hào))從微處理器330流向電阻R34時(shí)，該脈沖信號(hào)通過電阻R34和電容C33轉(zhuǎn)換成直流電壓Vref。當(dāng)信號(hào)IDLup也從微處理器330流向電阻R35時(shí)，響應(yīng)該信號(hào)IDLup，提供給電路331的直流電壓Vref增加。
如圖16所示，當(dāng)微處理器330根據(jù)圖16中的定時(shí)提供給逆變器控制電路332兩相信號(hào)FB1和FB2時(shí)，微處理器330(功能塊330H或330E)通過信號(hào)FB1和FB2來計(jì)數(shù)極性反轉(zhuǎn)的次數(shù)，這里FB1和FB2對(duì)于電路332提供給驅(qū)動(dòng)電路314和315的信號(hào)的控制是相似的。根據(jù)圖16中的定時(shí)，微處理器330接著為電阻R35提供與信號(hào)FB1和FB2同步的信號(hào)IDLup。因此，電容C33兩端的電壓(直流電壓Vref)上升。將通過電阻R31檢測(cè)到的燈電流控制為隨著直流電壓Vref的升高而增大。通過電阻R35的阻值來調(diào)節(jié)與信號(hào)IDLup對(duì)應(yīng)的燈電流的增量。
當(dāng)用來增大電流IDL的半周期時(shí)間較短時(shí)，燈電流IDL增加的效率低，而當(dāng)半周期的時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，電極上的負(fù)載較大，因此優(yōu)選地，將時(shí)間設(shè)定為約0.5-50ms。優(yōu)選地，將電流IDL不增大的半周期內(nèi)的燈電流IDL用作參考值，將電流IDL增大比率設(shè)定為相對(duì)于參考值增大約5-60％。
然而，在高功率控制下燈電流IDL增大的功效與半周期的時(shí)間及電流IDL的增大比率互相關(guān)聯(lián)的，因此必須在考慮燈DL3的特性的基礎(chǔ)上決定最優(yōu)值。下面說明一個(gè)試驗(yàn)性的實(shí)例。使用HID燈DL3，其額定功率為150W。逆變器313的輸出電壓的頻率設(shè)定為170Hz，給燈DL3提供135W、140W、145W的各種功率。使燈DL3運(yùn)行一個(gè)小時(shí)，同時(shí)燈電流IDL保持在峰值。此外，如同圖17所示的非校正控制，n與增大比率分別為5和30％，以及增加在半周期中的燈電流IDL的峰值，使其大于在輸出電壓的半周期脈沖的數(shù)目達(dá)到5的另一個(gè)時(shí)間段中的值，使燈DL3運(yùn)行一個(gè)小時(shí)。在燈電流IDL的峰值保持恒定的情況下，電弧跳躍發(fā)生相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。電弧跳躍是這樣一個(gè)現(xiàn)象電弧的尾端位置不穩(wěn)定，到處移動(dòng)，導(dǎo)致光輸出的變化。相反，如果是非校正控制，電弧跳躍不發(fā)生。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，鎮(zhèn)流器30能夠通過改變到非校正控制功能塊330H來防止閃爍產(chǎn)生，還能夠通過改變到校正控制功能塊330E來防止閃爍產(chǎn)生和光輸出變化。
在一替代實(shí)施例中，微處理器330的高功率控制功能塊330d中僅包括校正控制功能塊330E。在這種配置中，燈DL1啟動(dòng)以后，控制變換功能塊330a改變燈控制到燈電流控制，直到燈電壓達(dá)到額定燈電壓的額定下限電壓(見后面描述的表1)為止，并且在額定運(yùn)行和調(diào)光運(yùn)行時(shí)，將燈功率控制改變到校正控制或恒定燈功率控制。具體地，當(dāng)燈電壓在額定電壓內(nèi)(見后面描述的表1)時(shí)，功能塊330a改變到功能塊330E的校正控制，并且當(dāng)燈電壓低于額定下限電壓時(shí)，改變到恒定功率控制功能塊330c的恒定燈功率控制。該控制適用于投影機(jī)。例如，當(dāng)投影機(jī)內(nèi)部的溫度上升并且燈電壓降到低于額定下限電壓時(shí)，燈功率控制從高功率控制的校正控制改變到恒定燈功率控制，因而能夠降低投影機(jī)內(nèi)部的溫度。
(第四實(shí)施例)圖20示出HID燈(例如，120-300W的超高壓水銀放電燈)DL4的放電燈鎮(zhèn)流器40。與第二實(shí)施例相比，該鎮(zhèn)流器40的特征在于微處理器430的控制變換功能塊430a與高功率控制功能塊430d，并且微處理器430中沒有設(shè)置恒定功率控制功能塊。
如圖21所示，控制變換功能塊430a可以用于在燈DL4的穩(wěn)定狀態(tài)改變?yōu)楦吖β士刂乒δ軌K430d的第一高功率控制(比較圖21中的時(shí)間段TMHC11)，并且基于狀態(tài)檢測(cè)電路43的檢測(cè)結(jié)果改變燈功率控制到功能塊430d的第一高功率控制或第二高功率控制(比較圖21中的時(shí)間段TMHC12)。
高功率控制功能塊430d可用于控制開關(guān)元件Q41的開/關(guān)狀態(tài)，從而基于第一功率控制，將提供給燈DL4的燈功率的有效值和峰值中的至少一個(gè)增加到大于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。功能塊430d還可用于基于第二高功率控制改變通過燈DL4的燈電流的增加的頻繁程度，從而第二高功率控制下的燈功率變得大于第一高功率控制下的值。
更具體地，根據(jù)從第一高功率控制到第二高功率控制的轉(zhuǎn)換條件，控制變換功能塊430a將第一高功率控制改變到第二高功率控制，這些轉(zhuǎn)換條件包括以下情況燈電壓處在調(diào)光運(yùn)行中的指定范圍之內(nèi)(從與電路運(yùn)行相關(guān)的閾值電壓到電壓上限)，HID燈的功率供給減小，燈啟動(dòng)以后已經(jīng)過預(yù)定時(shí)間，燈的累計(jì)發(fā)光時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間，或者檢測(cè)到閃爍或電弧跳躍。
根據(jù)從第二高功率控制到第一高功率控制的轉(zhuǎn)換(返回)條件，功能塊430a把第二高功率控制改變到第一高功率控制，這些轉(zhuǎn)換條件包括以下情況在調(diào)光運(yùn)行期間燈電壓處于指定范圍之外并低于下限值，HID燈的功率供給增加，從第一高功率控制到第二高功率控制的轉(zhuǎn)換以后已經(jīng)過預(yù)定時(shí)間，或者沒有檢測(cè)到閃爍或電弧跳躍。然而，不局限于沒有檢測(cè)到閃爍或電弧跳躍的情形，可以采用一個(gè)替換的條件，即歸因于閃爍或電弧跳躍的轉(zhuǎn)換到第二高功率控制后，預(yù)定時(shí)間逝去。根據(jù)此可替換條件，可以防止當(dāng)由于燈老化等原因發(fā)生閃爍或電弧跳躍時(shí)，持續(xù)進(jìn)行第二高功率控制而導(dǎo)致加給電路元件上過應(yīng)力。除了上述實(shí)例，上述轉(zhuǎn)換條件也可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
累計(jì)發(fā)光時(shí)間是由累計(jì)HID燈發(fā)光時(shí)間(從啟動(dòng)到關(guān)閉)的計(jì)時(shí)器計(jì)量的。對(duì)于電弧跳躍，通過在燈的附近設(shè)置光電傳感器以監(jiān)視指定短時(shí)間內(nèi)的亮度差別，能夠在該差別持續(xù)地超過閾值達(dá)到指定時(shí)間的時(shí)候，檢測(cè)到電弧跳躍的產(chǎn)生。閃爍檢測(cè)功能塊用于檢測(cè)電弧跳躍。累計(jì)發(fā)光時(shí)間是遞增的，并且不包括在返回條件中。
基于上述轉(zhuǎn)換條件，通過歸納第一高功率控制與第二高功率控制以及燈電壓與燈的指定功率(額定運(yùn)行或調(diào)光運(yùn)行)的關(guān)系，得到表1。


在表1中，“額定范圍”包括考慮到HID燈的特性的偏差的額定燈電壓的范圍。額定下限和額定上限分別相應(yīng)于額定范圍的下限和上限。
以下說明上述頻繁程度。對(duì)于改變頻繁程度的方法，如圖21所示，除了改變上述參數(shù)(指定次數(shù))n的方法外，還有一種方法，即改變每個(gè)單位時(shí)間段內(nèi)燈電流的增加次數(shù)(m)。在第四實(shí)施例中，對(duì)于第一高功率控制，在方波電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到5時(shí)，高功率控制功能塊430d只在半周期(one half period)內(nèi)增加燈電流。對(duì)于第二高功率控制，在方波電壓的半周期脈沖數(shù)目達(dá)到3時(shí)，高功率控制功能塊430d只在半周期內(nèi)增加燈電流。這樣的變換可以至少有三種變換種類。例如，在燈的功率供應(yīng)變到最小值的情況下，即“調(diào)光運(yùn)行，高于額定上限”的情況，單位時(shí)間段可以設(shè)定為半周期脈沖數(shù)目達(dá)到5的時(shí)間段，并且在單位時(shí)間段內(nèi)兩次反轉(zhuǎn)的每個(gè)半周期的燈電流可增加到大于該單位時(shí)間段的其它時(shí)間的值。但是，由于調(diào)光運(yùn)行，必須調(diào)節(jié)方波電壓的幅度，從而使得燈電流的有效值要比額定運(yùn)行時(shí)更低。
根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的鎮(zhèn)流器40將燈功率控制從燈DL4的穩(wěn)定狀態(tài)改變到第一高功率控制或第二高功率控制，從而可以防止閃爍噪聲和光輸出變化。
在一替代實(shí)施例中，如圖22所示，如果從第一高功率控制變換到第二高功率控制，高功率控制功能塊430d可用于改變通過燈DL4的燈電流的峰(波高值)，使得在第二高功率控制下的燈功率要比在第一高功率控制時(shí)大。在圖22中，在第二高功率控制下的燈功率的峰值設(shè)定得比第一高功率控制時(shí)大，而第二高功率控制下的燈功率的有效值設(shè)定得與第一高功率控制時(shí)相等。這樣的變換可能至少有三種變換種類。例如，準(zhǔn)備第三高功率控制，其峰值比第二高功率控制時(shí)大，而此高功率控制時(shí)的燈功率的有效值與第一或第二高功率控制時(shí)相等?？梢曰跔顟B(tài)檢測(cè)電路43的檢測(cè)結(jié)果，從第一高功率控制到第三高功率控制中任意選擇。
在另一替代實(shí)施例中，如圖23所示，如果是從第一高功率控制到第二高功率控制的變換，高功率控制功能塊430d可用于改變燈電流增加的頻繁程度和燈電流的峰，從而使第二高功率控制時(shí)的燈電流比第一高功率控制時(shí)大。這樣，即使在僅僅一個(gè)因素改變的情況下脫離控制范圍，也可以通過組合因素，設(shè)定目標(biāo)輸出來防止脫離控制范圍。該目標(biāo)輸出范圍也可以展開，例如，可以展開調(diào)光范圍。
(第五實(shí)施例)圖24示出配置了放電燈鎮(zhèn)流器的投影機(jī)。如圖24和25所示，該投影機(jī)包括上述實(shí)施例中的任意一個(gè)放電燈鎮(zhèn)流器，作為光源的HID燈，以及彩色濾光片(其通過光源發(fā)出的光傳輸?shù)念伾陬A(yù)定時(shí)間內(nèi)隨時(shí)間改變)，并且與例如，利用DMD(數(shù)字微鏡裝置)的DLP(已注冊(cè)商標(biāo))系統(tǒng)一起工作。鎮(zhèn)流器、燈以及濾光片14和投影鏡頭15、DMD、風(fēng)扇等等一起裝在殼體16中。
彩色濾光片14呈圓盤狀并置于光源前面，并且通過濾光片14的光在DMD處反射。濾光片14分為紅色區(qū)域(R)，綠色區(qū)域(G)，藍(lán)色區(qū)域(B)和無色區(qū)域(W)，并且順著圖25中箭頭X的方向作恒定周期旋轉(zhuǎn)。因此，如圖26中的(a)所示，濾光片16的傳輸顏色隨著時(shí)間的流逝在紅色(R)，綠色(G)，藍(lán)色(B)和無色(W)之間變化。
加在光源上的電壓的極性改變的定時(shí)與濾光片14中的各顏色區(qū)域的邊界同步。因此，通過濾光片14各顏色區(qū)域的光沒有變成在極性變換處光輸出下降的光，從而可以有效地利用光源發(fā)射出來的光。然而，在濾光片14的各顏色區(qū)域，紅色區(qū)域的面積大于其它任一區(qū)域，光源發(fā)出的光通過紅色區(qū)域的時(shí)間段長(zhǎng)于光源發(fā)出的光通過其它任一區(qū)域的時(shí)間段。因此，在光通過紅色區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)，極性發(fā)生改變。
如圖26中的(b)和(c)所示，在光通過紅色區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)，燈電流IDL增加到大于其它時(shí)間段的任一時(shí)間段內(nèi)的值，而在光通過其它區(qū)域中的一個(gè)的時(shí)間段內(nèi)，燈電流也可增加到大于其它時(shí)間段的另一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的值。在對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)區(qū)域的時(shí)間段內(nèi)，燈電流也可增加到大于其它時(shí)間段的另一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的值。如圖26中的(b)所示，在高功率控制(實(shí)線)下的燈電流IDL的有效值設(shè)定為大于在恒定燈功率控制(虛線)下的值。在圖26的(c)中，在高功率控制(實(shí)線)下的燈電流IDL的有效值設(shè)定為等于在恒定燈功率控制(虛線)下的值。沒有無色區(qū)域(W)的彩色濾光片可以用濾光片14來替代。但是不局限于第五實(shí)施例中的投影機(jī)，上述實(shí)施例中的每個(gè)鎮(zhèn)流器都可以用在各種投影機(jī)上。
雖然本發(fā)明通過上述優(yōu)選實(shí)施例得到說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可做出不脫離本發(fā)明的本質(zhì)精神和范圍的各種變化和改型。例如，包括功率MOSFET的實(shí)施例，除了開關(guān)元件如IGBT等以外，雙極型晶體管和二極管也可以代替功率MOSFET而得到使用。此外，在另一實(shí)例中，直流電源可以是整流交流電源的直流電源。
由于每個(gè)直流功率源DC1的電壓高于各HID燈的發(fā)光電壓，上述實(shí)施例包括電壓步降轉(zhuǎn)換器，但是可以使用對(duì)應(yīng)于燈的種類的其它結(jié)構(gòu)(比如，含開關(guān)元件的電壓步升/步降轉(zhuǎn)換器)的DC-DC轉(zhuǎn)換器來代替電壓步降轉(zhuǎn)換器。這些實(shí)施例中包括逆變器，但是如果HID燈是直流燈，就可以省略逆變器。
權(quán)利要求
1.一種放電燈鎮(zhèn)流器，包括電源轉(zhuǎn)換器，包括至少一個(gè)開關(guān)元件，該電源轉(zhuǎn)換器連接在電源和高亮度放電燈之間；以及控制電路，在燈啟動(dòng)以后，基于燈功率控制來控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，從而向該放電燈提供預(yù)定的燈功率；其中該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于高功率控制來控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，所述恒定燈功率控制是用于將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至預(yù)定功率值的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)放電燈狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，該控制電路在燈啟動(dòng)以后，基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果將燈功率控制改變?yōu)楹愣艄β士刂苹蛘吒吖β士刂?，其中，在恒定燈功率控制時(shí)，該控制電路控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，以將提供給放電燈的燈功率的有效值調(diào)節(jié)至該預(yù)定功率值，在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該開關(guān)元件的開/關(guān)狀態(tài)，使得提供給放電燈的燈功率的有效值和峰值中至少一個(gè)增加到大于恒定燈功率控制的值。
3.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該預(yù)定功率值為放電燈的額定功率值。
4.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該預(yù)定功率值為放電燈的額定功率值以及由該額定功率值的調(diào)光率得到的調(diào)光功率值。
5.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓；以及當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到或超過高于燈的額定電壓的閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂啤?br> 6.如權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中當(dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于該閾值電壓時(shí)，該控制電路將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且?dāng)該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果低于該閾值電壓時(shí)，將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 7.如權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲⑶以诖祟A(yù)定時(shí)間段過去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂?，所述預(yù)定時(shí)間段包括在該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果等于或高于閾值電壓的時(shí)間段之內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中在緊接著燈達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，該控制電路基于高功率控制來控制該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中，在燈達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，通過該控制電路交替地和周期性地執(zhí)行基于恒定功率控制對(duì)該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)的控制以及基于高功率控制對(duì)該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)的控制。
10.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中該狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)燈的狀態(tài)，用于檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生；以及該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)燈閃爍的產(chǎn)生，并且當(dāng)檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂啤?br> 11.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂疲谖礄z測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 12.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在檢測(cè)到閃爍產(chǎn)生時(shí)，在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將燈功率控制改變?yōu)楦吖β士刂?，并且在此預(yù)定時(shí)間段過去后將燈功率控制改變?yōu)楹愣üβ士刂啤?br> 13.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該狀態(tài)檢測(cè)裝置構(gòu)成為以下的至少一種裝置檢測(cè)加在燈上的燈電壓的裝置；檢測(cè)提供給燈的燈電流的裝置；以及檢測(cè)燈的光輸出的裝置。
14.如權(quán)利要求10所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路在檢測(cè)結(jié)果的改變值等于或大于預(yù)定值時(shí)檢測(cè)到閃爍發(fā)生，所述改變值為每單位時(shí)間的值。
15.如權(quán)利要求14所述的鎮(zhèn)流器，其中每隔一個(gè)比該單位時(shí)間長(zhǎng)的判斷時(shí)間段，該控制電路得出該改變值等于或大于該預(yù)定值的事件的次數(shù)，并且當(dāng)此事件的次數(shù)等于或大于指定次數(shù)時(shí)檢測(cè)到閃爍的發(fā)生。
16.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路執(zhí)行作為高功率控制的校正控制或非校正控制，其中，在校正控制時(shí)，該控制電路控制該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，同時(shí)使提供給燈的燈功率的有效值等于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值，其中，在非校正控制時(shí)，該控制電路控制該開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)使得提供給燈的部分燈功率增加到大于通過恒定燈功率控制調(diào)節(jié)的值。
17.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中該電源轉(zhuǎn)換器包括包括開關(guān)單元的轉(zhuǎn)換器，用于將電源電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓；以及包括開關(guān)單元的逆變器，用于將來自轉(zhuǎn)換器的DC電壓轉(zhuǎn)換為方波電壓；其中，在高功率控制時(shí)，該控制電路控制該轉(zhuǎn)換器的開關(guān)單元的開/關(guān)狀態(tài)，使得當(dāng)該方波電壓的半周期脈沖的數(shù)目達(dá)到指定次數(shù)時(shí)，由該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加。
18.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，其中該控制電路控制該逆變器的開關(guān)單元的開/關(guān)周期，使得燈電流增加的半周期的時(shí)間不同于燈電流未增加的半周期的時(shí)間。
19.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度。
20.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流的峰值。
21.如權(quán)利要求17所述的鎮(zhèn)流器，包括檢測(cè)燈的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中，當(dāng)該方波電壓的至少半周期部分提供的燈電流增加時(shí)，該控制電路基于該狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果改變燈電流增加的頻繁程度以及燈電流的峰值。
22.一種投影機(jī)，配置有作為光源的燈以及如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器。
23.如權(quán)利要求23所述的投影機(jī)，包括彩色濾光片，該彩色濾光片通過光源發(fā)出的光線所傳送的顏色在預(yù)定期間內(nèi)隨時(shí)間變化，其中，控制電路將加在燈上的燈電壓的極性反轉(zhuǎn)的定時(shí)與該彩色濾光片所傳送的顏色的變化的定時(shí)同步。
全文摘要
一種具有開關(guān)元件(Q11)的DC－DC轉(zhuǎn)換器(111)，用于改變高亮度放電燈(DL1)的電源。通過控制電路(13)控制開關(guān)元件(Q11)的開/關(guān)狀態(tài)。當(dāng)燈穩(wěn)定發(fā)光時(shí)，控制電路(13)以恒定燈功率控制來控制開關(guān)元件(Q11)的開/關(guān)狀態(tài)?？刂齐娐?13)控制開關(guān)元件(Q11)的開/關(guān)狀態(tài)，使得在燈發(fā)光期間，以根據(jù)高功率控制來提供大于通過恒定燈功率控制的燈功率。因此，可以通過簡(jiǎn)單的控制，將電極和燈泡內(nèi)的溫度保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下，并且抑制閃爍的發(fā)生及電極的老化。
文檔編號(hào)G03B21/14GK1922934SQ20048004209
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者渡邊浩士, 小西洋史, 長(zhǎng)谷川純一, 中田克佳, 佐佐木俊明 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社