專利名稱：放電燈點(diǎn)燈電路和放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將放電燈、特別是高壓汞燈、金屬鹵化物燈、氙燈等的高亮度放電燈點(diǎn)燈的放電燈點(diǎn)燈電路、用該放電燈點(diǎn)燈電路構(gòu)成的放電燈點(diǎn)燈裝置、以及用該放電燈點(diǎn)燈裝置構(gòu)成的光源裝置。
背景技術(shù)：
例如，在用于液晶投影機(jī)(projector)或DLP(TM)投影機(jī)這樣的圖像顯示用等的光學(xué)裝置的光源裝置中，使用高亮度放電燈(HID燈)。對(duì)于用于這種光學(xué)裝置的光源裝置，要求燈的壽命長，并且要求放電燈點(diǎn)燈裝置的小型化。
在將這種燈點(diǎn)燈的情況下，在對(duì)燈施加了被稱為無負(fù)載開路電壓的電壓的狀態(tài)下，施加高電壓而在放電空間內(nèi)產(chǎn)生絕緣擊穿，經(jīng)過輝光放電而轉(zhuǎn)移到電弧放電。作為對(duì)燈施加高電壓的方法，除了使用點(diǎn)火器(igniter)在主要用于放電的電極上重疊高電壓的方法、即串聯(lián)觸發(fā)方式以外，還有不將主要用于放電的電極以外的輔助電極連接到放電空間來設(shè)置，對(duì)所述輔助電極施加高電壓的方法、即外部觸發(fā)方式。
就外部觸發(fā)方式來說，例如日本專利特開2002-270386號(hào)、或特開2003-017283號(hào)中記載的那樣，具有串聯(lián)方式中沒有的各種優(yōu)點(diǎn)，特別是在將包含高電壓變壓器的高電壓發(fā)生部從饋電電路部分離、而設(shè)置在放電燈(Ld)的附近的情況下，可以最大限度地利用這種優(yōu)點(diǎn)。這里所說的優(yōu)點(diǎn)，在放電燈點(diǎn)燈裝置的小型輕量化、低噪聲化、安全性的提高、低成本化等方面是有利的。
外部觸發(fā)方式，無論是對(duì)主要用于放電的兩極的電極施加直流電壓來點(diǎn)燈的直流點(diǎn)燈方式，還是施加交流電壓來點(diǎn)燈的交流點(diǎn)燈方式，都可以同樣地采用并應(yīng)用，在上述特開2002-270386號(hào)和特開2003-017283號(hào)、或特開2003-092198號(hào)中記載有其實(shí)施例。
尤其是在上述特開2002-270386號(hào)中，涉及直流點(diǎn)燈方式的光源裝置，圖6(該圖與特開2002-270386號(hào)的圖9實(shí)質(zhì)上是相同的)中的放電燈(Ld’)的陰極側(cè)的外部引線棒(21A)連接到起動(dòng)器(Ue)的接地端子(F2)和饋電電路(Bx)的接地輸出端子(T12)，陽極側(cè)的外部引線棒(21B)連接到饋電電路(Bx)的正輸出的端子(T11)，另一方面，由導(dǎo)體(Et1、Et2、Et3)和導(dǎo)線(W1、W2、We)構(gòu)成的輔助電極(Et)通過導(dǎo)線(We)連接到起動(dòng)器(Ue)的輸出端子(F3)，但對(duì)于以包圍密封部(13)的陰極側(cè)一方而設(shè)置的導(dǎo)體(Et3)，也通過導(dǎo)線(W2)來連接，以包圍所述密封部(13)的陰極側(cè)一方而設(shè)置的導(dǎo)體(Et3)通過卷繞在所述密封部(13)的陰極側(cè)上的導(dǎo)體線圈來實(shí)現(xiàn)，起動(dòng)器(Ue)的輸出端子(F3)和接地端子(F2)連接到高電壓變壓器(Te)的次級(jí)側(cè)繞組(Se)的兩端，所以在起動(dòng)器(Ue)不動(dòng)作的期間，尤其在燈起動(dòng)完成后的點(diǎn)燈中，在起動(dòng)器(Ue)的輸出端子(F3)和接地端子(F2)之間不產(chǎn)生電壓，陰極側(cè)的外部引線棒(21A)通過連接點(diǎn)(Fz)連接到起動(dòng)器(Ue)的接地端子(F2)，如果以包圍密封部(13)的陰極側(cè)一方而設(shè)置的導(dǎo)體(Et3)通過導(dǎo)線(W2)、輔助電極(Et)、導(dǎo)線(We)來連接那樣地構(gòu)成，則在點(diǎn)燈中，從陰極側(cè)的外部引線棒(21A)至饋電電路(Bx)的接地輸出端子(T12)的布線中的與起動(dòng)器(Ue)的接地端子(F2)的連接點(diǎn)(Fz)、和以包圍密封部(13)的陰極側(cè)一方而設(shè)置的導(dǎo)體(Et3)被維持等電位狀態(tài)，在放電燈(Ld’)的點(diǎn)燈狀態(tài)中，由于從陰極(14)前端經(jīng)由陰極側(cè)的外部引線棒(21A)至連接點(diǎn)(Fz)的路徑中流過放電燈(Ld’)的主要放電電流，所以產(chǎn)生與該路徑的電阻值和流過的電流值之積成正比的電壓降，越靠近陰極(14)前端，電位越高，但如前述那樣，由于連接點(diǎn)(Fz)和導(dǎo)體(Et3)為等電位，所以陰極、尤其是其密封部(13)附近的部分，電位比包圍其周邊的導(dǎo)體(Et3)高，因此，如日本專利局公報(bào)特公平4-40828中記載的那樣，記載有以下事實(shí)對(duì)于在點(diǎn)燈狀態(tài)中成為高溫的燈的放電容器(11)，在其密封部(13)附近的部分，放電容器(11)的材料中包含的雜質(zhì)金屬陽離子在從構(gòu)成陰極的電極材料中分離的方向上被驅(qū)動(dòng)，防止因在所述電極材料表面上積蓄雜質(zhì)金屬陽離子而造成的放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象，所以通過將燈構(gòu)成為具有所述圖6中記載的構(gòu)造，具有事先地防止所述剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題的效果。
可是，在將所述圖6的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)交流點(diǎn)燈方式應(yīng)用的圖7(該圖的電路結(jié)構(gòu)與特開2002-270386號(hào)的圖6實(shí)質(zhì)上是相同的)中記載的光源裝置的情況下，在交流驅(qū)動(dòng)電壓的每半周期，對(duì)放電燈(Ld)的施加電壓的極性產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，所以所述輔助電極(Et)在作為陰極側(cè)電位的半周期相位中起作用，以防止所述放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題，而所述輔助電極(Et)在作為陽極側(cè)電位的半周期相位中不起作用，以防止這種問題，而且，在放電燈(Ld)上施加的交流驅(qū)動(dòng)頻率例如小于等于3.5kHz左右這樣低的情況下，所述輔助電極(Et)在成為陽極側(cè)電位的半周期相位中，特別是在該半周期相位，成為陰極側(cè)的放電容器密封部中，有助長這種問題的可能性，在實(shí)現(xiàn)這樣的光源裝置上成為未解決的課題。
再有，所述圖6中記載的放電燈(Ld’)與由構(gòu)成輔助電極(Et)的導(dǎo)體(Et3)主動(dòng)地包圍放電容器密封部的狀態(tài)相比，在圖7中記載的放電燈(Ld)中，不由輔助電極(Et)主動(dòng)地包圍放電容器密封部，但只要輔助電極(Et)僅在放電容器密封部附近存在，依然殘留助長上述問題的可能性。
日本專利特開2002-270386號(hào) 日本專利特開2003-017283號(hào)[專利文獻(xiàn)3]日本專利特開2003-092198號(hào)[專利文獻(xiàn)4]日本專利特公平4-40828號(hào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的課題是，提供一種放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置，在將放電燈交流點(diǎn)燈時(shí)，避免放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題，該放電燈以不連接到放電空間的狀態(tài)來設(shè)置除主要用于放電的電極以外的輔助電極。
本發(fā)明方案1的放電燈點(diǎn)燈電路，是用于將放電燈(Ld)點(diǎn)燈的放電燈點(diǎn)燈電路(Ub)，該放電燈以不連接到放電空間的狀態(tài)來設(shè)置除主要用于放電的上述電極(E1、E2)以外的輔助電極(Et)，該放電燈點(diǎn)燈電路的特征在于，包括饋電電路(Ux)，對(duì)所述放電燈(Ld)進(jìn)行饋電；逆變器(inverter)(Ui)，設(shè)置在所述饋電電路(Ux)的后級(jí)，使施加在所述放電燈(Ld)上的電壓極性反轉(zhuǎn)；觸發(fā)電路(Uz)，對(duì)具有在所述輔助電極(Et)上施加高電壓用的自耦變壓器結(jié)構(gòu)的高電壓變壓器(Tz)的原級(jí)側(cè)繞組(Pz)供給脈沖電流；主饋電端子(Tm1、Tm2)，用于連接所述逆變器(Ui)和主要用于放電的所述電極(E1、E2)；以及觸發(fā)端子(Tz1、Tz2)，用于連接所述觸發(fā)電路(Uz)和所述高電壓變壓器(Tz)，在所述觸發(fā)電路(Uz)的非動(dòng)作狀態(tài)中，所述觸發(fā)端子(Tz1、Tz2)的電位以對(duì)于所述饋電電路(Ux)的低電壓側(cè)輸出線(UxG)實(shí)質(zhì)上保持等電位。
本發(fā)明方案2的放電燈點(diǎn)燈電路的特征在于，在方案1的發(fā)明中，所述逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)的頻率小于等于3.5kHz。
本發(fā)明方案3的放電燈點(diǎn)燈裝置的特征在于，通過電纜連接方案1或2所述的放電燈點(diǎn)燈電路(Ub)和所述高電壓變壓器(Tz)。
本發(fā)明方案4的光源裝置的特征在于，將方案3所述的放電燈點(diǎn)燈裝置(Up)和所述放電燈(Ld)連接。
發(fā)明效果本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置在將放電燈交流點(diǎn)燈時(shí)，也可以避免放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題，該放電燈以不連接放電空間的狀態(tài)來設(shè)置除主要用于放電的電極以外的輔助電極。


圖1表示將本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置簡(jiǎn)化表示的方框圖。
圖2表示本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置的實(shí)施例的局部簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。
圖3表示本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。
圖4表示本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。
圖5表示本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置、光源裝置的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。
圖6是以往的直流點(diǎn)燈方式的光源裝置中的與具有用于包圍密封部的陰極側(cè)的導(dǎo)體的燈有關(guān)的說明圖，圖6(a)表示外觀，圖6(b)表示剖面的一部分。
圖7表示以往的交流點(diǎn)燈方式的光源裝置的簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
首先，使用將本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路的一個(gè)實(shí)施方式簡(jiǎn)化表示的方框1，來說明有關(guān)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式。由降壓斬波電路等構(gòu)成的饋電電路(Ux)根據(jù)放電燈(Ld)的狀態(tài)或點(diǎn)燈順序，輸出合適的電壓/電流。由全橋電路等構(gòu)成的逆變器(Ui)將所述饋電電路(Ux)的輸出電壓例如變換為周期性反轉(zhuǎn)的交流電壓來輸出，并施加到通過主饋電端子(Tm1、Tm2)連接的、作為所述放電燈(Ld)的一對(duì)主要用于放電的電極(E1、E2)上。
高電壓變壓器(Tz)具有原級(jí)側(cè)繞組(Pz)和次級(jí)側(cè)繞組(Hz)在所述高電壓變壓器(Tz)的內(nèi)部或外部被連接的、所謂自耦變壓器的結(jié)構(gòu)，次級(jí)側(cè)繞組對(duì)原級(jí)側(cè)繞組的圈數(shù)比和施加在所述原級(jí)側(cè)繞組上的電壓對(duì)應(yīng)，在所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)上產(chǎn)生升壓后的高電壓，并可以施加在連接到所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)的一個(gè)端子上的所述放電燈(Ld)的輔助電極(Et)上。
觸發(fā)電路(Uz)與所述饋電電路(Ux)的低電壓側(cè)輸出線(UxC)電連接，所述觸發(fā)電路(Uz)動(dòng)作時(shí)，觸發(fā)端子(Tz1、Tz2)連接到所述高電壓變壓器(Tz)的所述原級(jí)側(cè)繞組(Pz)，由此可以對(duì)所述原級(jí)側(cè)繞組(Pz)施加電壓而流過脈沖電流，而在所述觸發(fā)電路(Uz)的非動(dòng)作狀態(tài)中，所述觸發(fā)端子(Tz1、Tz2)的電位對(duì)所述饋電電路(Ux)的所述低電壓側(cè)輸出線(UxG)實(shí)質(zhì)上被保持等電位。
在圖1中，作為一例，如用虛線所示，有關(guān)對(duì)于所述觸發(fā)電路(Uz)的高壓側(cè)饋電元，不需要限于所述饋電電路(Ux)的輸出。例如，也可以從后述的所述饋電電路(Ux)的前級(jí)的DC電源(Mx)接受饋電。
此外，在圖1中，連接了所述高電壓變壓器(Tz)的所述原級(jí)側(cè)繞組(Pz)和所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)的節(jié)點(diǎn)被連接到所述觸發(fā)端子(Tz2)，但也可以將其連接到所述觸發(fā)端子(Tz1)。無論哪個(gè)結(jié)構(gòu)，觀察所述高電壓變壓器(Tz)動(dòng)作時(shí)的所述輔助電極(Et)上施加的高電壓脈沖的波形或極性并選擇有利的一方即可。通常，選擇所述輔助電極(Et)上施加的高電壓脈沖的電壓波形的峰值的絕對(duì)值變大的一方是有利的。
因此，通過這樣構(gòu)成放電燈點(diǎn)燈電路，無論所述逆變器(Ui)的相位如何，所述輔助電極(Et)的電位與所述饋電電路(Ux)的所述低電壓側(cè)輸出線(UxG)實(shí)質(zhì)上保持等電位，成為陽極側(cè)電位的期間不存在，所以可以避免所述放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題。
在放電燈(Ld)的放電容器密封部的石英等的玻璃材料中含有的、作為典型雜質(zhì)金屬陽離子的鈉離子的情況下，穩(wěn)定點(diǎn)燈時(shí)的放電容器密封部的典型溫度1000℃下的離子遷移率、即每單位電場(chǎng)強(qiáng)度的離子的遷移速度被估計(jì)為7×10-6cm2/Vs左右(G.Greeuw，J.F.Verwey“The mobility ofNa+，Li+，and K+ions in thermally grown SiO2 films”J.Appl.Phys.Vol.56，No.8，15 Oct.1984，page 2218-2224)。
在考慮了所述圖7中記載的結(jié)構(gòu)的情況下，陽極側(cè)電位的電壓、即典型的燈電壓為100V，放電容器密封部的玻璃材料的典型厚度為1mm，所以在所述輔助電極(Et)成為陽極側(cè)電位的半周期相位，在該期間成為陰極側(cè)的放電容器密封部中，如果可引起所述放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題的、作為離子的宏觀性的積存產(chǎn)生的離子的遷移距離被假設(shè)為100埃，則可計(jì)算出與此對(duì)應(yīng)的所述輔助電極(Et)成為陽極側(cè)電位的期間的長度變?yōu)?.14ms左右。
因此，在取該期間長度兩倍的倒數(shù)，若在所述逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)的頻率小于等于3.5kHz的情況下，在所述圖7中記載的結(jié)構(gòu)中，有可能發(fā)生所述放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題。
因此，可知在所述逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)的頻率小于等于3.5kHz的情況下，所述圖1中記載的放電燈點(diǎn)燈電路更為合適。
如以上那樣構(gòu)成的放電燈點(diǎn)燈電路(Ub)不需要設(shè)置連接所述圖7中記載的高電壓變壓器(Te)的次級(jí)側(cè)繞組(Se)的一個(gè)端子(F3’)和對(duì)放電燈(Ld)主要用于放電的電極通電用的布線上的連接點(diǎn)(Fz’)的連接線(Nz)，簡(jiǎn)化了比高電壓變壓器(Tz)更后級(jí)的布線，所以通常優(yōu)選是將高電壓變壓器(Tz)從由印刷電路板構(gòu)成的放電燈點(diǎn)燈電路(Ub)中分離，而通過由電纜連接來構(gòu)成放電燈點(diǎn)燈裝置(Up)。通過這樣結(jié)構(gòu)，如所述那樣，在放電燈點(diǎn)燈裝置的小型輕量化、低噪聲化、安全性提高、低成本化等方面具有優(yōu)點(diǎn)。
此外，在使用以上那樣構(gòu)成的放電燈點(diǎn)燈電路(Ub)構(gòu)成的放電燈點(diǎn)燈裝置(Up)中，由于可以簡(jiǎn)化比所述高電壓變壓器(Tz)更后級(jí)的布線，所以可不使用成本高的高耐熱的印刷電路板來構(gòu)成，因輻射熱而容易過熱，可設(shè)置在放電燈(Ld)附近的位置。因此，在構(gòu)成光源裝置時(shí)，可以將所述高電壓變壓器(Tz)和所述放電燈(Ld)作為一體的組件(UL)來構(gòu)成。
下面，對(duì)于用于實(shí)施發(fā)明的方式，用表示更具體的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例附圖進(jìn)行說明。
圖2是表示作為圖1或后述的實(shí)施例中記載的所述饋電電路(Ux)，簡(jiǎn)化了由降壓斬波電路構(gòu)成的部分的一例。以降壓斬波電路為基礎(chǔ)的饋電電路(Ux)從PFC等的DC電源(Mx)接受電壓的供給并進(jìn)行動(dòng)作，進(jìn)行對(duì)放電燈(Ld)的饋電量調(diào)整。在所述饋電電路(Ux)中，通過FET等的開關(guān)元件(Qx)而將來自所述DC電源(Mx)的電流導(dǎo)通/截止，通過扼流圈(Lx)對(duì)平滑電容器(Cx)進(jìn)行充電，該電壓被施加在放電燈(Ld)上，可以在放電燈(Ld)中流過電流。
再有，所述開關(guān)元件(Qx)為導(dǎo)通狀態(tài)的期間，由通過開關(guān)元件(Qx)的電流，直接地進(jìn)行對(duì)平滑電容器(Cx)的充電和對(duì)作為負(fù)載的放電燈(Ld)的電流供給，并且，在扼流圈(Lx)中以磁通的形式積蓄能量，所述開關(guān)元件(Qx)為截止?fàn)顟B(tài)的期間，由扼流圈(Lx)中以磁通的形式積蓄的能量，經(jīng)由續(xù)流二極管(Dx)進(jìn)行對(duì)平滑電容器(Cx)的充電和對(duì)放電燈(Ld)的電流供給。
在所述降壓斬波型的饋電電路(Ux)中，根據(jù)所述開關(guān)元件(Qx)為導(dǎo)通狀態(tài)的期間相對(duì)于所述開關(guān)元件(Qx)的動(dòng)作周期之比，即占空因數(shù)比，可以調(diào)整對(duì)所述放電燈的饋電量。這里，具有某一占空因數(shù)比的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(Sg)由饋電控制電路(Fx)生成，通過柵極驅(qū)動(dòng)電路(Gx)，控制所述開關(guān)元件(Qx)的柵極端子，從而控制來自所述DC電源(Mx)的電流的導(dǎo)通/截止。
流過所述放電燈(Ld)的電極(E1、E2)間的燈電流和電極(E1、E2)間產(chǎn)生的燈電壓可以通過燈電流檢測(cè)單元(Ix)和燈電壓檢測(cè)單元(Vx)來檢測(cè)。再有，對(duì)于所述燈電流檢測(cè)單元(Ix)，可以使用分流電阻簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于所述燈電壓檢測(cè)單元(Vx)，可以使用分壓電阻簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。
來自所述燈電流檢測(cè)單元(Ix)的燈電流檢測(cè)信號(hào)(Si)和來自所述燈電壓檢測(cè)單元(Vx)的燈電壓檢測(cè)信號(hào)(Sv)被輸入到所述饋電控制電路(Fx)。所述饋電控制電路(Fx)在燈起動(dòng)時(shí)輸出被稱為無負(fù)載開路電壓的、典型的為300V左右的電壓，在燈的開始起動(dòng)之后，所述放電燈(Ld)的電壓低，不能供給額定功率，所以輸出被稱為初始限制電流的一定電流，隨著溫度上升，所述放電燈(Ld)的電壓上升而可以供給額定功率之后，以及在穩(wěn)定狀態(tài)下，依賴于所述放電燈(Ld)的電壓，反饋地生成所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(Sg)，以輸出使所述放電燈(Ld)消耗的功率達(dá)到額定功率的值的電流。
圖3是將所述圖1記載的方框圖具體化，簡(jiǎn)化表示本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路一個(gè)實(shí)施方式的圖。逆變器(Ui)由使用FET等的開關(guān)元件(Q1、Q2、Q3、Q4)的全橋電路構(gòu)成。各個(gè)開關(guān)元件(Q1、Q2、Q3、Q4)由各自的柵極驅(qū)動(dòng)電路(G1、G2、G3、G4)驅(qū)動(dòng)，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路(G1、G2、G3、G4)由逆變器控制電路(Uf)生成的逆變器控制信號(hào)(Sf1、Sf2)控制，以使對(duì)角元件的開關(guān)元件(Q1、Q3)和開關(guān)元件(Q2、Q4)同時(shí)導(dǎo)通。
在燈開始起動(dòng)中，從所述饋電電路(Ux)供給無負(fù)載開路電壓時(shí)，通過觸發(fā)電路(Uz)中的電阻(Rz)和高電壓變壓器(Tz)的原級(jí)側(cè)繞組(Pz)，電容器(Cz)被比較緩慢地充電。柵極驅(qū)動(dòng)電路(Gz)通過來自所述饋電控制電路(Fx)的觸發(fā)信號(hào)(Sz)而動(dòng)作，使用SCR等的開關(guān)元件(Qz)急速地轉(zhuǎn)移到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述電容器(Cz)通過所述開關(guān)元件(Qz)和所述高電壓變壓器(Tz)的所述原級(jí)側(cè)繞組(Pz)急速地放電，并在所述高電壓變壓器(Tz)的所述原級(jí)側(cè)繞組(Pz)中流過脈沖電流。通過該動(dòng)作，如所述那樣，在所述高電壓變壓器(Tz)的次級(jí)側(cè)繞組(Hz)中產(chǎn)生高電壓，該高電壓被施加到所述放電燈(Ld)的輔助電極(Et)上，所述放電燈(Ld)被開始起動(dòng)。
在所述放電燈(Ld)被開始起動(dòng)，所述觸發(fā)電路(Uz)停止動(dòng)作后，在所述高電壓變壓器(Tz)的所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)中不產(chǎn)生電壓，所以所述輔助電極(Et)的電位與觸發(fā)端子(Tz2)相同，由于所述觸發(fā)端子(Tz2)連接到所述饋電電路(Ux)的所述低電壓側(cè)輸出線(UxG)，所以無論所述逆變器(Ui)的相位如何，所述輔助電極(Et)的電位都與所述饋電電路(Ux)的所述低電壓側(cè)輸出線(UxG)實(shí)質(zhì)性地保持等電位，由于不存在成為陽極側(cè)電位的期間，所以可以避免所述放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題。
圖4是將本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路的另一實(shí)施方式簡(jiǎn)化表示的圖。
在該圖的電路中，開關(guān)元件(Qz)使用了雙向開關(guān)元件(SIDAC)等的無源元件，所以不需要與圖3的情況那樣的相當(dāng)于所述觸發(fā)信號(hào)(Sz)的控制信號(hào)。在進(jìn)行所述電容器(Cz)的充電、所述開關(guān)元件(Qz)上施加的電壓達(dá)到所述開關(guān)元件(Qz)上固有的閾值電壓時(shí)，所述開關(guān)元件(Qz)急速地轉(zhuǎn)移到導(dǎo)通狀態(tài)，與圖3的情況同樣，在高電壓變壓器(Tz)的次級(jí)側(cè)繞組(Hz)中產(chǎn)生高電壓，并施加到所述放電燈(Ld)的輔助電極(Et)上。
在圖3的放電燈點(diǎn)燈電路中，所述高電壓變壓器(Tz)的所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)的低電壓側(cè)被連接到所述觸發(fā)端子(Tz2)，而在圖4的放電燈點(diǎn)燈電路中，所述高電壓變壓器(Tz)的所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)的低電壓側(cè)被連接到觸發(fā)端子(Tz1)。即使是這種情況，所述觸發(fā)電路(Uz)停止動(dòng)作后，在所述高電壓變壓器(Tz)的原級(jí)側(cè)繞組(Pz)和所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)中也不產(chǎn)生電壓，所以所述輔助電極(Et)的電位通過所述次級(jí)側(cè)繞組(Hz)和所述原級(jí)側(cè)繞組(Pz)變?yōu)榕c觸發(fā)端子(Tz2)相同，所述觸發(fā)端子(Tz2)被連接到所述饋電電路(Ux)的所述低電壓側(cè)輸出線(UxG)，所以無論所述逆變器(Ui)的相位如何，所述輔助電極(Et)的電位與所述饋電電路(Ux)的所述低電壓側(cè)輸出線(UxG)實(shí)質(zhì)上保持等電位，由于不存在成為陽極側(cè)電位的期間，所以可以避免所述放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象引起的燈的破損問題。
再有，在圖4的放電燈點(diǎn)燈電路中，設(shè)置有電容器(Cv1、Cv2)，但它們?cè)谒龈唠妷鹤儔浩?Tz)動(dòng)作時(shí)對(duì)所述輔助電極(Et)施加高電壓，在放電空間(Ls)中產(chǎn)生介質(zhì)阻擋(barrier)放電，從而所述放電空間(Ls)具有導(dǎo)電性，由此所述電極(E1、E2)處于高電壓，該電壓是用于保護(hù)使構(gòu)成逆變器(Ui)的所述開關(guān)元件(Q1、Q2、Q3、Q4)擺脫被擊穿的危險(xiǎn)的電壓。作為所述電容器(Cv1、Cv2)的靜電容量值的具體例，作為不使逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)時(shí)流過的電流過大、且可以發(fā)揮擺脫上述危險(xiǎn)的保護(hù)效果的值，設(shè)定為從數(shù)十皮法至數(shù)百皮法較好。
但是，如果所述對(duì)角元件的開關(guān)元件(Q1、Q3)的其中一個(gè)、以及開關(guān)元件(Q2、Q4)的其中一個(gè)為導(dǎo)通狀態(tài)，則這些開關(guān)元件(Q1、Q2、Q3、Q4)不被擊穿。即使是所述對(duì)角元件的開關(guān)元件(Q1、Q3)的雙方、或開關(guān)元件(Q2、Q4)的雙方為非導(dǎo)通狀態(tài)的情況，由于存在所述開關(guān)元件(Q1、Q2、Q3、Q4)具有的靜電容量(這些開關(guān)元件為FET的情況下，為源-漏間的靜電容量)，所以通常不一定設(shè)置所述電容器(Cv1、Cv2)。
圖5是將本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路的另一實(shí)施方式簡(jiǎn)化表示的圖。
對(duì)于前面的圖3或圖4等來說，該放電燈點(diǎn)燈電路追加了用于使在高電壓變壓器(Tz)動(dòng)作時(shí)施加在主要用于放電的所述電極(E1、E2)上的、無負(fù)載開路電壓增強(qiáng)的變壓器(Th)，由此改善放電燈(Ld)的點(diǎn)燈性。
對(duì)于觸發(fā)電路(Uz)，追加有電容器(Ch)，與電容器(Cz)一起被連接到電阻(Rz)和開關(guān)元件(Qz)的連接節(jié)點(diǎn)，通過所述變壓器(Th)的原級(jí)側(cè)繞組(Ph)，所述電容器(Ch)被充電。因此，在高電壓變壓器(Tz)的原級(jí)側(cè)繞組(Pz)中流過脈沖電流，在輔助電極(Et)上被施加高電壓脈沖時(shí)，同樣地在所述變壓器(Th)的所述原級(jí)側(cè)繞組(Ph)中流過脈沖電流，在次級(jí)側(cè)繞組(Sh)中產(chǎn)生電壓，并重疊在從饋電電路(Ux)施加在所述電極(E1、E2)上的無負(fù)載開路電壓上。
其結(jié)果，放電燈(Ld)的點(diǎn)燈性被改善。再有，對(duì)于所述變壓器(Th)，設(shè)定所述原級(jí)側(cè)繞組(Ph)和所述次級(jí)側(cè)繞組(Sh)的電感值及繞組方向、以使所述次級(jí)側(cè)繞組(Sh)中產(chǎn)生的電壓波形成為與被施加在所述輔助電極(Et)上的高電壓脈沖適合的時(shí)序和極性即可。
再有，所述變壓器(Th)與逆變器(Ui)相比被設(shè)置在后級(jí)，所以如果所述逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)的相位和所述變壓器(Th)的動(dòng)作時(shí)序處于不控制，則還可能引起因所述變壓器(Th)的所述次級(jí)側(cè)繞組(Sh)產(chǎn)生的電壓被重疊、所述電極(E1、E2)上施加的電壓的絕對(duì)值相反地變低的情況。因此，使所述觸發(fā)信號(hào)(Sz)與所述逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)的相位同步，以使所述變壓器(Th)按所述電極(E1、E2)上施加的電壓的絕對(duì)值高的時(shí)序進(jìn)行動(dòng)作，或在開始動(dòng)作時(shí)，也可以將所述逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)動(dòng)作按適合于所述變壓器(Th)的所述次級(jí)側(cè)繞組(Sh)產(chǎn)生的電壓的極性的條件來停止。
說明書中記載的電路結(jié)構(gòu)，用于說明本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈電路、放電燈點(diǎn)燈裝置的動(dòng)作及功能、作用，是記載了必要最少限度的電路結(jié)構(gòu)。因此，所說明的電路結(jié)構(gòu)或動(dòng)作的詳細(xì)事項(xiàng)，例如，信號(hào)的極性，具體的電路元件的選擇或追加、省略、或元件到手的便利性或基于經(jīng)濟(jì)性的理由而變更等的獨(dú)創(chuàng)性勞動(dòng)，以在實(shí)際的裝置的設(shè)計(jì)時(shí)逐項(xiàng)進(jìn)行為前提。
尤其是從過電壓或過電流、過熱等的破損因素來看，用于保護(hù)FET等開關(guān)元件等的電路元件的機(jī)構(gòu)，或降低隨著饋電裝置的電路元件的動(dòng)作產(chǎn)生的發(fā)射噪聲或傳導(dǎo)噪聲的產(chǎn)生，并且不使產(chǎn)生的噪聲輸出到外部的機(jī)構(gòu)，例如消聲器電路或變阻器、箝位二極管、(逐脈沖方式)電流限制電路、共?；蛲?normal mode)的噪聲濾波器扼流圈、噪聲濾波電容器等，根據(jù)需要，以追加在實(shí)施例中記載的電路結(jié)構(gòu)的各部分中作為前提。
權(quán)利要求
1.一種放電燈點(diǎn)燈電路，是用于將放電燈(Ld)點(diǎn)燈的放電燈點(diǎn)燈電路(Ub)，該放電燈以不連接到所述放電空間的狀態(tài)設(shè)置有除主要用于放電的所述電極(E1、E2)以外的輔助電極(Et)，該放電燈點(diǎn)燈電路的特征在于，具有饋電電路(Ux)，對(duì)所述放電燈(Ld)進(jìn)行饋電；逆變器(Ui)，設(shè)置在所述饋電電路(Ux)的后級(jí)，使施加在所述放電燈(Ld)上的電壓極性反轉(zhuǎn)；觸發(fā)電路(Uz)，對(duì)用于將高電壓施加給所述輔助電極(Et)的、具有自耦變壓器結(jié)構(gòu)的高電壓變壓器(Tz)的原級(jí)側(cè)繞組(Pz)供給脈沖電流；主饋電端子(Tm1、Tm2)，用于連接所述逆變器(Ui)和主要用于放電的所述電極(E1、E2)；以及觸發(fā)端子(Tz1、Tz2)，用于連接所述觸發(fā)電路(Uz)和所述高電壓變壓器(Tz)，在所述觸發(fā)電路(Uz)的非動(dòng)作狀態(tài)中，所述觸發(fā)端子(Tz1、Tz2)的電位對(duì)于所述饋電電路(Ux)的低電壓側(cè)輸出線(UxG)實(shí)質(zhì)上保持等電位。
2.如權(quán)利要求1所述的放電燈點(diǎn)燈電路，其特征在于，所述逆變器(Ui)的極性反轉(zhuǎn)的頻率小于等于3.5kHz。
3.一種放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，通過電纜連接權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈電路(Ub)和所述高電壓變壓器(Tz)。
4.一種光源裝置，其特征在于，將權(quán)利要求3所述的放電燈點(diǎn)燈裝置(Up)和所述放電燈(Ld)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放電燈點(diǎn)燈電路，在將放電燈交流點(diǎn)燈時(shí)，避免因放電容器密封部的石英等玻璃材料和所述電極材料的剝離現(xiàn)象所引起的燈破損的問題，該放電燈以不連接到放電空間的狀態(tài)來設(shè)置除主要用于放電的電極以外的輔助電極。設(shè)置用于在對(duì)饋電電路(Ux)、逆變器(Ui)和輔助電極(Et)施加高電壓用的具有自耦變壓器結(jié)構(gòu)的高電壓變壓器(Tz)的原級(jí)側(cè)繞組(Pz)上供給脈沖電流的觸發(fā)電路(Uz)，在觸發(fā)電路(Uz)的非動(dòng)作狀態(tài)中，觸發(fā)端子(Tz1、Tz2)的電位對(duì)于饋電電路(Ux)的低電壓輸出線(UxG)實(shí)質(zhì)上保持等電位。
文檔編號(hào)H05B41/38GK1874641SQ20061007551
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月30日
發(fā)明者岡本昌士, 福島謙輔 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社