專利名稱：放電管點(diǎn)燈裝置及放電管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及啟動(dòng)高壓汞燈等放電管的放電管點(diǎn)燈裝置，以及組合了該放電管點(diǎn)燈裝置和放電管的放電管裝置。
背景技術(shù)：
放電管點(diǎn)燈裝置，將來自電源的輸入功率，轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)放電管的交流電壓和交流電流，并供給放電管。放電管被上述交流電壓和交流電流驅(qū)動(dòng)而啟動(dòng)。放電管的放電管管電壓(交流電壓)，由于放電管特性的差異或者歷經(jīng)時(shí)間變化等有所變動(dòng)，而放電管點(diǎn)燈裝置進(jìn)行的恒定功率控制，則與放電管管電壓變動(dòng)無關(guān)，始終使放電管管功率保持一定。
但是，如果在放電管管電壓(交流電壓)低的區(qū)域里進(jìn)行上述恒定功率控制，則隨著放電管管電壓的下降，放電管管電流(交流電流)急劇增大。放電管管點(diǎn)燈裝置中存在的損失，依賴放電管電流的成分比例比較大，而放電管管電流的急劇增加，會(huì)引起放電管點(diǎn)燈裝置損失的增大。
然而，近幾年來，放電管裝置，為了謀求小型化和輕型化，降低冷卻條件的界限(マ-ジン)而進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，放電管點(diǎn)燈裝置損失的增大，容易引起放電管點(diǎn)燈裝置的溫度上升。放電管點(diǎn)燈裝置的溫度一上升，就會(huì)啟動(dòng)放電管點(diǎn)燈裝置的過溫保護(hù)功能，停止向放電管供電，放電管就會(huì)熄滅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種在放電管管電壓低的區(qū)域內(nèi)可以避免損失增大的放電管點(diǎn)燈裝置，以及使用該點(diǎn)燈裝置的放電管裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種在放電管管電壓低的區(qū)域內(nèi)可以避免溫度升高的放電管點(diǎn)燈裝置，以及使用該點(diǎn)燈裝置的放電管裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置包含功率轉(zhuǎn)換電路、放電管驅(qū)動(dòng)電路以及控制裝置。
上述功率轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換輸入功率，輸出直流功率。上述放電管驅(qū)動(dòng)電路，轉(zhuǎn)換上述功率轉(zhuǎn)換電路供給的上述直流功率，輸出交流電壓和交流電流。
上述控制裝置，輸入對(duì)應(yīng)上述交流電壓的信號(hào)以及對(duì)應(yīng)上述交流電流的信號(hào)。上述控制裝置，當(dāng)上述交流電壓比規(guī)定值高時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加將由上述交流電壓和上述交流電流給出的交流功率保持一定的恒定功率控制。
上述控制裝置，當(dāng)上述交流電壓比上述規(guī)定值低時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述交流功率減小的的功率降低控制。
在上述本發(fā)明有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置中，輸入功率被功率轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為直流功率，該直流功率被放電管驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)換為交流電壓和交流電流而輸出。因此，如果在放電管驅(qū)動(dòng)電路的輸出側(cè)接入放電管，則可以由交流電壓和交流電流驅(qū)動(dòng)放電管而使其啟動(dòng)。
而且，在本發(fā)明有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置里，當(dāng)上述交流電壓比規(guī)定值高時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加將上述交流電壓和上述交流電流給出的交流功率保持一定的恒定功率控制。
本發(fā)明的一個(gè)重要特征是，當(dāng)上述交流電壓比上述規(guī)定值低時(shí)，可以進(jìn)行減小交流功率的功率降低控制。由于該功率降低控制，可以抑制低交流電壓區(qū)域內(nèi)的交流電流的增大，可以避免放電管點(diǎn)燈裝置中的損失增大。
而且，如上所述，如果避免交流電壓低區(qū)域內(nèi)的放電管點(diǎn)燈裝置的損失增大，還可以避免放電管點(diǎn)燈裝置的溫度上升，還可以解決過溫保護(hù)功能的啟動(dòng)以及由此引起的放電管的熄滅等問題。
又，本發(fā)明有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置中，上述的恒定功率控制和功率降低控制，是對(duì)輸出直流功率的功率轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行的，因此很容易。
功率降低控制，最好具有應(yīng)交流電壓和上述規(guī)定值的差而減小交流功率的特性。根據(jù)該功率降低控制特性，可以有效地抑制低交流電壓區(qū)域內(nèi)交流功率的增大。
一般，在交流電壓(放電管管電壓)低的區(qū)域里，即使稍稍減少交流功率(放電管管功率)，放電管的輝度也不怎么下降。因此，上述的功率降低控制，在放電管輝度不下降的范圍內(nèi)進(jìn)行就可以。
本發(fā)明有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置，作為另一個(gè)形式，是包含功率轉(zhuǎn)換電路和高壓發(fā)生器以及控制裝置的結(jié)構(gòu)也可以。
上述功率轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換輸入功率，輸出直流功率。上述高壓發(fā)生器，輸入來自上述功率轉(zhuǎn)換電路的上述直流功率，輸出驅(qū)動(dòng)放電管的直流電壓和直流電流。
上述控制裝置，輸入對(duì)應(yīng)上述直流電壓的信號(hào)以及對(duì)應(yīng)上述直流電流的信號(hào)，當(dāng)上述直流電壓比規(guī)定值高時(shí)，則對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加將上述直流電壓和上述直流電流給出的直流功率保持為一定的恒定功率控制；當(dāng)上述直流電壓比上述規(guī)定值低時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述直流功率降低的功率降低控制。
該形式有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置，也能達(dá)到和最初敘述的放電管點(diǎn)燈裝置一樣的作用和效果。
關(guān)于本發(fā)明的其他目的、結(jié)構(gòu)以及優(yōu)點(diǎn)，參照?qǐng)D示，詳細(xì)進(jìn)行說明。圖示不過是一個(gè)簡單的提示。
附圖簡單說明

圖1是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是說明本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置功率控制的一個(gè)例圖。
圖3是說明本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置功率控制的另一個(gè)例圖。
圖4是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置具體實(shí)施例的方框圖。
圖5是表示進(jìn)行在圖2說明的功率控制時(shí)，功率指令值Pa的運(yùn)算處理的流程圖。
圖6是表示進(jìn)行在圖3說明的功率控制時(shí)，功率指令值Pa的運(yùn)算處理的流程圖。
圖7是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖8是表示包含在圖7所示放電管點(diǎn)燈裝置中的控制裝置一部分的電路圖。
圖9是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置其他不同實(shí)施例的方框圖。
圖10是示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置其他又一不同實(shí)施例的方框圖。
標(biāo)號(hào)說明1、功率轉(zhuǎn)換電路5、放電管驅(qū)動(dòng)電路2、控制電路發(fā)明實(shí)施方式圖1是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。圖示的放電管點(diǎn)燈裝置9包含功率轉(zhuǎn)換電路1和放電管驅(qū)動(dòng)電路5。參照標(biāo)號(hào)3是高壓汞燈放電管。而且參照標(biāo)號(hào)4是電源。圖示的電源4是直流電源，可以利用蓄電池或者利用將交流電壓經(jīng)過平滑整流電路轉(zhuǎn)換為直流的電壓，哪個(gè)都可以。電源4可以是本發(fā)明的內(nèi)部元件，也可以是外部元件。
功率轉(zhuǎn)換電路1，轉(zhuǎn)換由電源4的輸入端子T11、T12輸入的輸入功率Pin，輸出直流功率Pd。在實(shí)施例里，來自電源4的輸入功率Pin是直流，功率轉(zhuǎn)換電路1由DC-DC轉(zhuǎn)換器組成。組成功率轉(zhuǎn)換電路1的DC-DC轉(zhuǎn)換器，切換由輸入端子T11、T12輸入的直流輸入功率Pin，將切換輸出變?yōu)橹绷鞴β蔖d，進(jìn)行輸出。切換頻率可以設(shè)為例如10～500kHz的值。
放電管驅(qū)動(dòng)電路5，改變功率轉(zhuǎn)換電路1提供的直流功率Pd，向輸出端子T21、T22輸出交流電壓Vo以及交流電流Io。該交流電壓Vo以及交流電流Io分別是適于驅(qū)動(dòng)放電管的交流電壓和交流電流。
放電管3接在放電管驅(qū)動(dòng)電路5的輸出側(cè)。詳細(xì)地說，放電管3的一端電極接在放電管驅(qū)動(dòng)電路5的一個(gè)輸出端子T21上，另一端電極接在另一個(gè)輸出端子T22上。來自驅(qū)動(dòng)電路5的交流電壓Vo以及交流電流Io，通過輸出端子T21、T22，供給放電管3。
上述的放電管點(diǎn)燈裝置9，還包括控制裝置2。對(duì)控制裝置2輸入與上述交流電壓Vo對(duì)應(yīng)的電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)。電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)，例如是由電壓檢測(cè)電路61檢測(cè)出現(xiàn)在功率轉(zhuǎn)換電路1輸出側(cè)的電壓而得到的。電壓檢測(cè)電路61是功率轉(zhuǎn)換電路1的輸出側(cè)，設(shè)在放電管驅(qū)動(dòng)電路5的輸入側(cè)上。功率轉(zhuǎn)換電路1的輸出電壓是直流電壓，但包含了供給放電管3的交流電壓Vo的電壓信息，而電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)與上述交流電壓Vo對(duì)應(yīng)。
而且，在控制裝置2輸入與上述交流電流Io對(duì)應(yīng)的電流檢測(cè)信號(hào)S(I)。電流檢測(cè)信號(hào)S(I)，是由功率檢測(cè)電路62檢測(cè)流向功率供給線的電流，而得到的。電流檢測(cè)電路62是功率轉(zhuǎn)換電路1的輸出側(cè)，設(shè)在放電管驅(qū)動(dòng)電路5的輸入側(cè)上。流向功率供給線的電流，實(shí)際上與流向放電管3的交流電流Io等價(jià)，而電流檢測(cè)信號(hào)S(I)則與上述交流電流Io對(duì)應(yīng)。
控制裝置2，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路1實(shí)施功率控制S。以下說明功率控制S的具體內(nèi)容。
圖2是說明本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置功率控制的一個(gè)例圖。圖2a表示的是交流電壓-交流功率特性。圖2a中，橫軸表示的是，由放電管驅(qū)動(dòng)電路5輸出的交流電壓Vo，縱軸表示的是，由放電管驅(qū)動(dòng)電路5輸出的交流功率Po。交流功率Po是交流電壓Vo和交流電流Io給予的。
圖2b表示的是交流電壓-交流電流特性。圖2b中，橫軸與圖2a的橫軸一樣，縱軸表示的是由放電管驅(qū)動(dòng)電路5輸出的交流電流Io。
在上述圖2a、圖2b中，參照標(biāo)號(hào)W0是放電管3的穩(wěn)定電壓區(qū)域，而參照標(biāo)號(hào)VH、VL分別是穩(wěn)定電壓區(qū)域W0的穩(wěn)定電壓上限值和穩(wěn)定電壓下限值。
參照?qǐng)D2a中的實(shí)線a1，當(dāng)交流電壓Vo比規(guī)定值V1高時(shí)，控制裝置2對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路1施加使交流功率Po保持一定的恒定功率控制。詳細(xì)地說，規(guī)定值V1設(shè)在穩(wěn)定電壓區(qū)域W0的穩(wěn)定電壓上限值VH和穩(wěn)定電壓下限值VL之間，上述恒定功率控制，是在交流電壓Vo處于規(guī)定值V1和穩(wěn)定電壓上限值VH之間的區(qū)域W1時(shí)，給出的。恒定功率控制，是把交流功率Po保持在額定功率值P1(常數(shù)值)的控制，并將交流功率Po的功率指令值Pa，固定為額定功率值P1。額定功率值P1是考慮放電管3等的特性而決定的。
而且參照?qǐng)D2a中的實(shí)線b1，當(dāng)交流電壓Vo比規(guī)定值V1低時(shí)，控制裝置2將對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路1施加使交流功率Po降低的功率降低控制。與上述的恒定功率控制相比，該功率降低控制，是把交流功率Po降低為比恒定功率控制的額定功率值P1(常數(shù)值)還低的控制。而且上述功率降低控制，是在交流電壓Vo處于規(guī)定值V1和穩(wěn)定電壓下限值VL之間的區(qū)域W2時(shí)，給出的。
實(shí)施例中，上述功率降低控制的特性是，對(duì)應(yīng)交流電壓Vo和規(guī)定值V1之間的差而減小交流功率Po的特性。詳細(xì)地說，該功率降低特性是指僅減小與交流電壓Vo和規(guī)定值V1之間的差(V1-Vo)成比例部分的交流功率Po的特性，是一種單純的減小特性。即，功率降低控制下的功率指令值Pa，是由該時(shí)期的交流電壓Vo，按下面式子(1)給出的。
Pa＝P1-α·(V1-Vo)(只是Vo＜V1)(1)但是，在上述公式(1)中，值α是一常數(shù)值，是考慮放電管3、功率轉(zhuǎn)換電路1或者放電管驅(qū)動(dòng)電路5等的特性而決定的。作為應(yīng)交流電壓和規(guī)定值的差而減小交流功率的特性，可以例舉曲線減小特性等其他形式。
功率降低控制特性，并不限于圖示的單純減小特性。例如，可以是曲線狀的減小特性，也可以是階梯狀的減小特性。而且，是對(duì)應(yīng)放電管的放電特性，根據(jù)各種函數(shù)而減小交流功率的特性也可以。
如參照?qǐng)D1所進(jìn)行的說明，在本發(fā)明有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置9中，輸入功率Pin由功率轉(zhuǎn)換電路1轉(zhuǎn)換為直流功率Pd，該直流功率Pd被放電管驅(qū)動(dòng)電路5轉(zhuǎn)換為交流電壓Vo及交流電流Io而輸出。因此，如果在放電管驅(qū)動(dòng)電路5的輸出側(cè)接上放電管3，就可以由交流電壓Vo及交流電流Io驅(qū)動(dòng)放電管3，而使放電管3啟動(dòng)。
還有，參照?qǐng)D2a中的實(shí)線a1，當(dāng)交流電壓Vo比規(guī)定值V1高時(shí)，進(jìn)行使由交流電壓Vo及交流電流Io給出的交流功率Po保持一定的恒定功率控制。
在以往的放電管點(diǎn)燈裝置里，即使在交流電壓Vo低的區(qū)域里，也進(jìn)行恒定功率控制。例如，參照?qǐng)D2a中的虛線c1，即使在交流電壓Vo很低的區(qū)域W2里，也進(jìn)行恒定功率控制，使交流功率Po保持額定功率值P1(常數(shù)值)。結(jié)果，如圖2b中的虛線c2所示，隨著交流電壓Vo的降低，交流電流Io急劇增大，而該急劇增大的交流電流Io，就導(dǎo)致放電管點(diǎn)燈裝置中的損失增大。
對(duì)此，在本發(fā)明的放電管點(diǎn)燈裝置9里，當(dāng)交流電壓Vo比規(guī)定值V1低時(shí)，就進(jìn)行使交流功率Po降低的功率降低控制(參照?qǐng)D2a中實(shí)線b1)。由上述功率降低控制，可以抑制低交流電壓Vo區(qū)域W2中的交流電流Io的增大(參照?qǐng)D2b中實(shí)線b2)，可以避免放電管點(diǎn)燈裝置9的損失增大。
而且，如上所述，如果避免低交流電壓Vo區(qū)域W2中放電管點(diǎn)燈裝置9的損失增大，也可以避免放電管點(diǎn)燈裝置9的溫度上升，即可以解決過溫保護(hù)功能的啟動(dòng)、以及由此引起的放電管3的熄滅等問題。
又，在本發(fā)明有關(guān)的放電管點(diǎn)燈裝置9中，上述的恒定功率控制和功率降低控制，是對(duì)輸出直流功率Pd的功率轉(zhuǎn)換電路1進(jìn)行的，因此很容易。
實(shí)施例中，上述功率降低控制的特性是，對(duì)應(yīng)交流電壓Vo和規(guī)定值V1的差而減小交流功率Po的特性。依據(jù)該功率降低控制特性，可以有效抑制交流電流Io的增大。
一般，交流電壓Vo(放電管管電壓)低的區(qū)域W2里，即使稍稍減小交流功率Po(放電管管功率)，放電管3的輝度基本上不下降。因此，上述的功率降低控制，在不造成放電管3的輝度下降的問題的范圍里進(jìn)行就可以。
參照?qǐng)D2b中的實(shí)線b2，控制裝置2，在交流電壓Vo低的區(qū)域W2里，由上述功率降低控制來抑制交流電流Io的增大。該交流電流增大抑制特性，與上述功率降低控制特性密切相關(guān)。
圖示的交流電流增大抑制特性，是交流電流Io保持為一定值I1的特性，但并不限于此。例如，交流電流增大抑制特性，也可以是隨著交流電壓的下降減小交流電流的特性，或者是，比以往特性(虛線c2)所示的交流電流小的特性也可以。
圖3是說明本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置功率控制的另一個(gè)例圖。圖3a表示交流電壓-交流功率特性，橫軸及縱軸和圖2a一樣。圖3b表示的是交流電壓-交流電流特性，橫軸及縱軸和圖2b一樣。
對(duì)比參照?qǐng)D2說明的功率控制，該功率控制，為了避免由功率降低控制引起的交流功率Po的過度下降，給功率降低控制設(shè)置了下限功率值P3。具體講，該功率降低控制，包括以下控制即當(dāng)交流電壓Vo處于規(guī)定值V1到V2值之間的區(qū)域W21時(shí)，進(jìn)行應(yīng)交流電壓Vo和規(guī)定值V1之間的差而減小交流功率Po的控制(參照?qǐng)D3a中的實(shí)線b11)；以及當(dāng)交流電壓Vo處于V2值到穩(wěn)定電壓區(qū)域W0的穩(wěn)定電壓下限值VL之間的區(qū)域W22時(shí)，進(jìn)行將交流功率Po維持在下限功率值P3的控制(參照?qǐng)D3a中的實(shí)線b12)。值V2設(shè)置為比規(guī)定值V1低，比穩(wěn)定電壓下限值VL要高。下限功率值P3，例如可由額定功率值P1、規(guī)定值V1及V2，按下式(2)給出。
P3＝P1-α·(V1-V2)(2)參照?qǐng)D3b中的實(shí)線b21、b22，控制裝置2，在交流電壓Vo低的區(qū)域W21、W22中，由上述功率降低控制來抑制交流電流Io的增大。
圖4是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置具體實(shí)施例的方框圖。圖示的放電管點(diǎn)燈裝置9中，控制裝置2包括功率運(yùn)算裝置20、信號(hào)處理裝置27、信號(hào)發(fā)生器21和脈沖幅度控制裝置23。
功率運(yùn)算裝置20，由電壓檢測(cè)電路61提供電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)，由電流檢測(cè)電路62提供電流檢測(cè)信號(hào)S(I)，按電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)及電流檢測(cè)信號(hào)S(I)，計(jì)算出功率，生成功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)。該功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)，與由放電管驅(qū)動(dòng)電路5輸出的上述交流功率Po對(duì)應(yīng)。
信號(hào)處理裝置27，被供給電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)，對(duì)應(yīng)該電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)，而輸出功率指令信號(hào)S(Pa)。具體講，功率指令信號(hào)S(Pa)表示功率指令值Pa，功率指令信號(hào)S(Pa)的功率指令值Pa是對(duì)應(yīng)交流電壓Vo，依據(jù)電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)算出的。下面，說明功率指令值Pa的運(yùn)算處理過程。
圖5是表示進(jìn)行在圖2說明的功率控制時(shí)，功率指令值Pa的運(yùn)算處理過程的流程圖。這時(shí)，信號(hào)處理裝置27，首先判斷交流電壓Vo，是否比規(guī)定值V1低。如果交流電壓Vo不低于規(guī)定值V1時(shí)，信號(hào)處理裝置27，作為功率指令值Pa給出額定功率值P1。
其次，當(dāng)交流電壓Vo低于規(guī)定值V1時(shí)，信號(hào)處理裝置27，算出值A(chǔ)(＝V1-Vo)，依據(jù)該值A(chǔ)，算出值B(＝α·A)，由該值B，算出值(P1-B)。然后，信號(hào)處理裝置27，將該值(P1-B)，作為功率指令值Pa給出。進(jìn)行整理，功率指令值Pa實(shí)際上是由上述式子(1)給出的。
圖6是表示進(jìn)行在圖3說明的功率控制時(shí)，功率指令值Pa的運(yùn)算處理過程的流程圖。在該情況下，也一樣，首先信號(hào)處理裝置27，判斷交流電壓Vo，是否比規(guī)定值V1低。如果交流電壓Vo不低于規(guī)定值V1時(shí)，信號(hào)處理裝置27，作為功率指令值Pa給出額定功率值P1。
其次，當(dāng)交流電壓Vo低于規(guī)定值V1時(shí)，信號(hào)處理裝置27，進(jìn)一步判斷交流電壓Vo是否高于V2。如果交流電壓Vo不高于規(guī)定值V2時(shí)，信號(hào)處理裝置27，作為功率指令值Pa給出下限功率值P3。下限功率值P3，由上述式子(2)給出。
當(dāng)交流電壓Vo高于規(guī)定值V2時(shí)，信號(hào)處理裝置27，和圖5所示的運(yùn)算處理一樣，算出值A(chǔ)(＝V1-Vo)，依據(jù)該值A(chǔ)，算出值B(＝α·A)，由該值B，算出值(P1-B)。然后，信號(hào)處理裝置27，將該值(P1-B)，作為功率指令值Pa給出。
信號(hào)處理裝置27，輸出由上述任一運(yùn)算處理過程得到的功率指令值Pa的功率指令信號(hào)S(Pa)。上述信號(hào)處理裝置27，可以由專用或普通的控制用IC，或者微機(jī)等組成。
再次，參照?qǐng)D4，說明尚未說明的信號(hào)發(fā)生器21及脈沖幅度控制裝置23。信號(hào)發(fā)生器21，從功率運(yùn)算裝置20輸入功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)，同時(shí)從信號(hào)處理裝置27輸入功率指令信號(hào)S(Pa)。然后，輸出信號(hào)S(ΔP)，該信號(hào)S(ΔP)與功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)對(duì)功率指令信號(hào)S(Pa)的誤差相對(duì)應(yīng)。
脈沖幅度控制裝置23，根據(jù)從信號(hào)發(fā)生器21輸入的信號(hào)S(ΔP)，對(duì)由DC-DC轉(zhuǎn)換器組成的功率轉(zhuǎn)換電路1進(jìn)行脈沖幅度控制。比較具體地說，脈沖幅度控制裝置23，具有三角波振蕩電路26，依據(jù)三角波振蕩電路26提供的三角波信號(hào)和信號(hào)發(fā)生器21提供的信號(hào)S(ΔP)，生成對(duì)應(yīng)信號(hào)S(ΔP)的具有脈沖幅度的信號(hào)，將該信號(hào)供給功率轉(zhuǎn)換電路1(DC-DC轉(zhuǎn)換器)，而控制轉(zhuǎn)換動(dòng)作。
由上述脈沖幅度控制，功率轉(zhuǎn)換電路1(DC-DC轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行切換動(dòng)作時(shí)，由電壓檢測(cè)裝置61和電流檢測(cè)裝置62檢測(cè)，出現(xiàn)在功率轉(zhuǎn)換電路1輸出側(cè)的直流電壓和直流電流。然后，將電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)及電流檢測(cè)信號(hào)S(I)供給功率運(yùn)算裝置20，從功率運(yùn)算裝置20，給信號(hào)發(fā)生器21提供功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)。而且，上述電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)同時(shí)也提供給信號(hào)處理裝置27，信號(hào)處理裝置27給信號(hào)發(fā)生器21提供功率指令信號(hào)S(Pa)。
在信號(hào)發(fā)生器21中，來自功率運(yùn)算裝置20的功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)，與來自信號(hào)處理裝置27的功率指令信號(hào)S(Pa)，進(jìn)行對(duì)比，生成與該誤差對(duì)應(yīng)的信號(hào)S(ΔP)。然后，由脈沖幅度控制裝置23，對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路1施加對(duì)應(yīng)于信號(hào)S(ΔP)的脈沖幅度控制。這種情況下的脈沖幅度控制方向是功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)對(duì)功率指令信號(hào)S(Pa)誤差變小的方向。
由上述的反饋控制，加上的是使功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)對(duì)功率指令信號(hào)S(Pa)誤差為0的控制。功率檢測(cè)信號(hào)S(IV)，對(duì)應(yīng)從放電管驅(qū)動(dòng)電路輸出的交流功率Po，而進(jìn)行使交流功率Po與功率指令信號(hào)S(Pa)的功率指令值Pa相等的控制。
圖4所示的放電管點(diǎn)燈裝置9中，放電管驅(qū)動(dòng)電路5包括逆變器51和高壓發(fā)生器52。逆變器51將從功率轉(zhuǎn)換電路1輸出的直流功率Pd轉(zhuǎn)換成交流功率而輸出。逆變器51是一種方波發(fā)生電路，生成矩形狀的交流脈沖電壓和交流脈沖電流。逆變器51由上述信號(hào)處理裝置27提供的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S10、S01進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S10是將驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S01反轉(zhuǎn)而得到的，因此，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S01是高電平(邏輯值1)時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S10是低電平(邏輯值0)，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S01是低電平(邏輯值0)時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S10是高電平(邏輯值1)。
由驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)S10、S01決定的逆變器51的轉(zhuǎn)換頻率，設(shè)定為比組成功率轉(zhuǎn)換電路1的DC-DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率還要低的值。例如，組成功率轉(zhuǎn)換電路1的DC-DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率設(shè)定為10～500kHz，逆變器51的頻率設(shè)定為50～500Hz。
高壓發(fā)生器52設(shè)在上述逆變器51的后方。高壓發(fā)生器52產(chǎn)生放電管3啟動(dòng)所需的電壓值，提供給輸出端子T21、T22。
圖7是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖。和圖4所示的實(shí)施例一樣，在該實(shí)施例中也是，信號(hào)處理裝置27，輸入電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)，對(duì)應(yīng)該電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)，而輸出功率指令信號(hào)S(Pa)。
和圖4所示的實(shí)施例相比，在該實(shí)施例里，信號(hào)處理裝置27包括規(guī)定值設(shè)置裝置271、信號(hào)發(fā)生器272、運(yùn)算處理裝置273、額定功率值設(shè)置裝置274、功率指令信號(hào)發(fā)生裝置275和驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)發(fā)生裝置276。只是，該信號(hào)處理裝置27是為進(jìn)行圖2說明的功率控制而設(shè)置的裝置。
參照?qǐng)D7，規(guī)定值設(shè)置裝置271，輸出規(guī)定值信號(hào)S(V1)。規(guī)定值信號(hào)S(V1)，表示規(guī)定值V1，設(shè)置為常數(shù)值。
信號(hào)發(fā)生器272，在輸入上述電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)的同時(shí)，輸入由規(guī)定值設(shè)置裝置271提供的規(guī)定值信號(hào)S(V1)。由電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)顯示交流電壓Vo，由規(guī)定值信號(hào)S(V1)顯示規(guī)定值V1。
首先，當(dāng)交流電壓Vo比規(guī)定值V1低時(shí)，信號(hào)發(fā)生器272，輸出差信號(hào)S(A)，該差信號(hào)S(A)與電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)對(duì)規(guī)定值信號(hào)S(V1)的差相對(duì)應(yīng)。差信號(hào)S(A)的值A(chǔ)由(V1-Vo)給出。
當(dāng)交流電壓Vo不低于規(guī)定值V1時(shí)，信號(hào)發(fā)生器272，將差信號(hào)S(A)的值置為0。若取代將差信號(hào)S(A)的值置為0而停止差信號(hào)的輸出也可。
運(yùn)算處理裝置273，從信號(hào)發(fā)生器272輸入差信號(hào)S(A)，運(yùn)算處理該差信號(hào)S(A)并輸出運(yùn)算處理信號(hào)S(B)。運(yùn)算處理信號(hào)S(B)的B值由差信號(hào)S(A)的值A(chǔ)，以(α·A)給出。也就是說，該運(yùn)算處理裝置273進(jìn)行對(duì)差信號(hào)S(A)的值A(chǔ)，乘上α倍這種運(yùn)算處理。但運(yùn)算處理并不局限于此，也可以對(duì)應(yīng)放電管的放電特性，進(jìn)行各種各樣的運(yùn)算處理。
額定功率設(shè)置裝置274，輸出額定功率值信號(hào)S(P1)。額定功率值信號(hào)S(P1)表示額定功率值P1，設(shè)置為常數(shù)值。
功率指令信號(hào)發(fā)生器275，從運(yùn)算處理裝置273輸入運(yùn)算處理信號(hào)S(B)的同時(shí)，從額定功率設(shè)置裝置274輸入額定功率值信號(hào)S(P1)。然后，功率指令信號(hào)發(fā)生器275，輸出功率指令信號(hào)S(Pa)，該功率指令信號(hào)S(Pa)與運(yùn)算處理信號(hào)S(B)對(duì)額定功率值信號(hào)S(P1)的差相對(duì)應(yīng)。由功率指令信號(hào)S(Pa)顯示的功率指令值Pa，如果進(jìn)行整理，可由下式給出。
Vo＞V1時(shí)，Pa＝P1Vo＜V1時(shí)，Pa＝P1-α·(V1-Vo)如上所示，信號(hào)處理裝置27，對(duì)應(yīng)電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)，輸出功率指令信號(hào)S(Pa)。
如上所述的信號(hào)處理裝置27，是為進(jìn)行圖2說明的功率控制的裝置，而如果是從業(yè)者，也很容易考慮得到圖3說明的為進(jìn)行功率控制的信號(hào)處理裝置。
而且，上述信號(hào)處理裝置27，可以利用模擬電路組成。說明依據(jù)模擬電路的組成例子。
圖8是表示包含在圖7所示放電管點(diǎn)燈裝置的控制裝置一部分的電路圖。功率運(yùn)算裝置20由乘法器組成。
信號(hào)處理裝置27(參照?qǐng)D7)包含的規(guī)定值設(shè)置裝置271，由直流電壓源組成。信號(hào)發(fā)生器272及運(yùn)算處理裝置273，成為一體，由使用了運(yùn)算放大器的運(yùn)算電路組成。額定功率值設(shè)置裝置274由直流電壓源組成。功率指令信號(hào)發(fā)生器275由使用了運(yùn)算放大器的運(yùn)算電路組成。
信號(hào)發(fā)生器21由使用了運(yùn)算放大器的運(yùn)算電路組成。
圖9是表示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置其他不同實(shí)施例的方框圖。與圖4所示的實(shí)施例相比，在該實(shí)施例里，交流功率Po的控制上使用了電流指令信號(hào)S(Ia)，作為這種情況的具體組成，控制裝置2，包括了信號(hào)處理裝置27、信號(hào)發(fā)生器21和脈沖幅度控制裝置23。
信號(hào)處理裝置27，從電壓檢測(cè)電路61輸入電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)的同時(shí)，從電流檢測(cè)電路62輸入電流檢測(cè)信號(hào)S(I)，并對(duì)應(yīng)電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)及電流檢測(cè)信號(hào)S(I)，輸出電流指令信號(hào)S(Ia)。
與電流指令信號(hào)S(Ia)的輸出對(duì)應(yīng)，信號(hào)處理裝置27，由電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)及電流檢測(cè)信號(hào)S(I)算出功率，最終算出交流功率Po。而且，信號(hào)處理裝置27，對(duì)應(yīng)由電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)顯示的交流電壓Vo，算出功率指令值Pa。作為功率指令值Pa的計(jì)算處理，可以進(jìn)行如圖5所示的計(jì)算處理，也可以進(jìn)行如圖6所示的計(jì)算處理。
然后，信號(hào)處理裝置27，比較上述交流功率Po和功率指令值Pa，輸出使交流功率Po對(duì)功率指令值Pa的誤差為0的電流指令信號(hào)S(Ia)。
信號(hào)發(fā)生器21，從電流檢測(cè)電路62輸入電流檢測(cè)信號(hào)S(I)，同時(shí)從信號(hào)處理裝置27輸入電流指令信號(hào)S(Ia)。之后，輸出與電流檢測(cè)信號(hào)S(I)對(duì)電流指令信號(hào)S(Ia)的誤差相對(duì)應(yīng)的信號(hào)S(ΔI)。
脈沖幅度控制裝置23，根據(jù)信號(hào)發(fā)生器21提供的信號(hào)S(ΔI)，對(duì)由DC-DC轉(zhuǎn)換器組成的功率轉(zhuǎn)換電路1，實(shí)施脈沖幅度控制。關(guān)于該脈沖幅度控制，和圖4所示的實(shí)施例包含的脈沖幅度控制裝置一樣。
依據(jù)上述脈沖幅度控制，功率轉(zhuǎn)換電路1(DC-DC轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作的情況下，由電壓檢測(cè)裝置61及電流檢測(cè)裝置62檢測(cè)，出現(xiàn)在功率轉(zhuǎn)換電路1的輸出側(cè)的電壓及電流。然后，將電壓檢測(cè)信號(hào)S(V)及電流檢測(cè)信號(hào)S(I)提供給信號(hào)處理裝置27，由信號(hào)處理裝置27向信號(hào)發(fā)生器21提供電流指令信號(hào)S(Ia)。而且，還向信號(hào)發(fā)生器21提供上述電流檢測(cè)信號(hào)S(I)。
在信號(hào)發(fā)生器21中，對(duì)比來自電流檢測(cè)裝置62的電流檢測(cè)信號(hào)S(I)和來自信號(hào)處理裝置27的電流指令信號(hào)S(Ia)，生成對(duì)應(yīng)該誤差的信號(hào)S(ΔI)。然后由脈沖幅度控制裝置23，給功率轉(zhuǎn)換電路1加上對(duì)應(yīng)信號(hào)S(ΔI)的脈沖幅度控制。這種情況下的脈沖幅度控制的方向，是電流檢測(cè)信號(hào)S(I)對(duì)電流指令信號(hào)S(Ia)的誤差變小的方向。
由上述反饋控制，加上的是使電流檢測(cè)信號(hào)S(I)對(duì)信號(hào)處理裝置27的電流指令信號(hào)S(Ia)誤差變?yōu)?的控制。由此，交流功率Po，相對(duì)于信號(hào)處理裝置27的功率指令值Pa的誤差趨于0。這樣，交流功率Po的控制，也可以利用電流指令信號(hào)S(Ia)實(shí)現(xiàn)。
圖10是示本發(fā)明有關(guān)放電管點(diǎn)燈裝置其他又一不同實(shí)施例的方框圖。圖中，和前面圖示出現(xiàn)的組成部分相同的組成部分，標(biāo)以相同的參照標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說明。
圖示的放電管點(diǎn)燈裝置，包括功率轉(zhuǎn)換電路1、高壓發(fā)生器52和控制裝置2。和圖1、圖4、圖7及圖9不同，不具有逆變器。
功率轉(zhuǎn)換電路1，將輸入功率Pin轉(zhuǎn)換為直流功率Pd。高壓發(fā)生器52，輸入來自功率轉(zhuǎn)換電路1的直流功率Pd，輸出用于驅(qū)動(dòng)放電管的直流電壓Vo和直流電流Io。
控制裝置2，輸入對(duì)應(yīng)直流電壓Vo的信號(hào)S(V)、及對(duì)應(yīng)直流電流Io的S(I)，當(dāng)直流電壓Vo比規(guī)定值高時(shí)，對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路1施加使由直流電壓Vo和直流電流Io算出的直流功率Po＝Io·Vo保持一定的恒定功率控制。又當(dāng)直流電壓Vo比規(guī)定值低時(shí)，對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路1施加使直流功率Po降低的功率降低控制。
這種形式的放電管點(diǎn)燈裝置，也能得到和最初所述的放電管點(diǎn)燈裝置一樣的效果。
在以上說明的各個(gè)實(shí)施例里，啟動(dòng)的是單數(shù)的放電管，如果是從業(yè)者很容易考慮啟動(dòng)多個(gè)放電管的結(jié)構(gòu)，很顯然，在這種情況下，也可以得到同樣的作用及效果。
發(fā)明效果如上所述，依據(jù)本發(fā)明，可以得到下面所述的效果。
(a)提供一種放電管點(diǎn)燈裝置，可以避免放電管管低電壓低區(qū)域損失增大，以及提供使用該裝置的放電管裝置。
(b)提供一種放電管點(diǎn)燈裝置，可以避免放電管管低電壓低區(qū)域溫度上升，以及提供使用該裝置的放電管裝置。
權(quán)利要求
1.一種放電管點(diǎn)燈裝置，包含功率轉(zhuǎn)換電路、放電管驅(qū)動(dòng)電路和控制裝置，其特征在于上述功率轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換輸入功率，輸出直流功率；上述放電管驅(qū)動(dòng)電路，轉(zhuǎn)換從上述功率轉(zhuǎn)換電路輸入的上述直流功率，輸出交流電壓和交流電流；上述控制裝置，輸入對(duì)應(yīng)上述交流電壓的信號(hào)以及對(duì)應(yīng)上述交流電流的信號(hào)，當(dāng)上述交流電壓高于上述規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加可使上述交流電壓及交流電流給出的交流功率保持一定的恒定功率控制，當(dāng)上述交流電壓低于上述規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述交流功率降低的功率降低控制。
2.如權(quán)利要求1所述的放電管點(diǎn)燈裝置，其特征在于上述功率降低控制，具有應(yīng)上述交流電壓和上述規(guī)定值的差而減小上述交流功率的特性。
3.如權(quán)利要求2所述的放電管點(diǎn)燈裝置，其特征在于上述控制裝置，可以由上述功率降低控制，抑制上述交流電流的增大。
4.如權(quán)利要求1所述的放電管點(diǎn)燈裝置，其特征在于上述控制裝置，可以由上述功率降低控制，抑制上述交流電流的增大。
5.一種放電管點(diǎn)燈裝置，包含功率轉(zhuǎn)換電路、高壓發(fā)生器、控制裝置，其特征在于上述功率轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換輸入功率，輸出直流功率；上述高壓發(fā)生器，輸入來自上述功率轉(zhuǎn)換電路的上述直流功率，輸出為驅(qū)動(dòng)放電管的直流電壓和直流電流；上述控制裝置，輸入對(duì)應(yīng)上述直流電壓的信號(hào)以及對(duì)應(yīng)上述直流電流的信號(hào)，當(dāng)上述直流電壓高于規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述直流電壓及直流電流給出的直流功率保持一定的恒定功率控制，當(dāng)上述直流電壓低于上述規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述直流功率降低的功率降低控制。
6.一種放電管裝置，包含放電管點(diǎn)燈裝置和至少1個(gè)放電管，其特征在于上述放電管點(diǎn)燈裝置，包括功率轉(zhuǎn)換電路、放電管驅(qū)動(dòng)電路和控制裝置；上述功率轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換輸入功率，輸出直流功率；上述放電管驅(qū)動(dòng)電路，轉(zhuǎn)換從上述功率轉(zhuǎn)換電路供給的上述直流功率，輸出交流電壓和交流電流；上述控制裝置，輸入對(duì)應(yīng)上述交流電壓的信號(hào)以及對(duì)應(yīng)上述交流電流的信號(hào)，當(dāng)上述交流電壓高于上述規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述交流電壓及交流電流給出的交流功率保持一定的恒定功率控制，當(dāng)上述交流電壓低于上述規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述交流功率降低的功率降低控制；上述放電管，接在上述放電管驅(qū)動(dòng)電路的輸出側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的放電管裝置，其特征在于上述功率降低控制，具有應(yīng)上述交流電壓和上述規(guī)定值的差而減小上述交流功率的特性。
8.如權(quán)利要求7所述的放電管裝置，其特征在于上述控制裝置，由上述功率降低控制，可以抑制上述交流電流的增大。
9.如權(quán)利要求6所述的放電管裝置，其特征在于上述控制裝置，由上述功率降低控制，可以抑制上述交流電流的增大。
10.一種放電管裝置，包含放電管點(diǎn)燈裝置和至少1個(gè)放電管，其特征在于上述放電管點(diǎn)燈裝置，包括功率轉(zhuǎn)換電路、高壓發(fā)生器和控制裝置；上述功率轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換輸入功率，輸出直流功率；上述高壓發(fā)生器，接受從上述功率轉(zhuǎn)換電路供給的上述直流功率，輸出用于驅(qū)動(dòng)放電管的直流電壓和直流電流；上述控制裝置，輸入對(duì)應(yīng)上述直流電壓的信號(hào)以及對(duì)應(yīng)上述直流電流的信號(hào)，當(dāng)上述直流電壓高于規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述直流電壓及上述直流電流給出的直流功率保持一定的恒定功率控制，當(dāng)上述直流電壓低于上述規(guī)定值時(shí)，對(duì)上述功率轉(zhuǎn)換電路施加使上述直流功率降低的功率降低控制；上述放電管，接在上述高壓發(fā)生器的輸出側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放電管點(diǎn)燈裝置，在放電管管低電壓區(qū)域內(nèi)，可以避免損失增大以及溫度上升。功率轉(zhuǎn)換電路1，轉(zhuǎn)換輸入功率Pin，輸出直流功率Pd。放電管驅(qū)動(dòng)電路5，轉(zhuǎn)換來自功率轉(zhuǎn)換電路1的直流功率Pd，輸出交流電壓Vo及交流電流Io?？刂蒲b置2，當(dāng)交流電壓Vo比規(guī)定值V1高時(shí)，對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路1施加將交流電壓Vo及交流電流Io給出的交流功率Po保持一定的恒定功率控制，交流電壓Vo低于規(guī)定值V1時(shí)，對(duì)功率轉(zhuǎn)換電路1施加使交流功率Po降低的功率降低控制。
文檔編號(hào)H05B41/16GK1409583SQ0214325
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者石原豐, 大川一夫 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社, 精工愛普生株式會(huì)社