專利名稱：高壓放電燈鎮(zhèn)流器、高壓放電燈驅(qū)動(dòng)方法及投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過(guò)供應(yīng)AC燈電流來(lái)驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的高壓放電燈鎮(zhèn)流器和高 壓放電燈驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于液晶投影儀等的光源設(shè)備而言，使用高壓放電燈(以下稱為"燈"或"高壓放 電燈")，諸如圖27A中所示的高壓汞燈。這樣的燈被密封有提供在其中的鹵素物質(zhì)、稀有氣 體或汞，并且在燈泡中一對(duì)電極彼此相向布置。通常以50Hz到1kHz (更通常地以50Hz到 400Hz)的固定頻率的矩形波電流來(lái)驅(qū)動(dòng)這樣的燈。 圖28是用于高壓放電燈的一般鎮(zhèn)流器的電路配置圖。在控制電路70中，電阻器 71和72形成用于檢測(cè)燈電壓的燈電壓檢測(cè)電路，并且電阻器73用于檢測(cè)燈電流。由乘法 器77來(lái)進(jìn)行檢測(cè)到的燈電壓和檢測(cè)到的燈電流的乘法，并且因此檢測(cè)燈功率。由誤差放大 器76來(lái)比較來(lái)自乘法器77的輸出和來(lái)自DC電源79的電壓，將來(lái)自誤差放大器76的輸出 輸入到P麗控制電路74，并且由此控制降壓斬波電路20的晶體管21的導(dǎo)通寬度。以該方 式，執(zhí)行恒定燈功率控制。 響應(yīng)于由降壓斬波電路20控制的DC輸出，由橋控制電路75以預(yù)定驅(qū)動(dòng)頻率 (50Hz到400Hz)來(lái)交替地接通/關(guān)斷全橋電路30中的晶體管31和34以及晶體管32和 33。由此將來(lái)自降壓斬波電路20的DC輸出轉(zhuǎn)換成交流電，并且因此矩形波交流電被供應(yīng) 給高壓放電燈50。因此，如圖29中所示的燈電流波形被供應(yīng)給高壓放電燈50。
此處，點(diǎn)火電路40在高壓放電燈50的放電開(kāi)始時(shí)進(jìn)行操作，并且因此在開(kāi)始放電 之后的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)期間不進(jìn)行操作。由于本發(fā)明涉及穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)期間的操作，并且點(diǎn)火操作不 是本發(fā)明的重點(diǎn)，所以省略點(diǎn)火電路40的細(xì)節(jié)。 已知當(dāng)燈由如上所述的交流電來(lái)連續(xù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)生所謂的閃爍，其中放電電弧的 起點(diǎn)在電極的前端處跳變。該閃爍如下述發(fā)生。隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)間的推移，電極的前端變得如 圖27B中所示一樣粗糙，并且從而放電電弧的起點(diǎn)在對(duì)應(yīng)電極的前端處的多個(gè)突起部分之 間移動(dòng)，而不固定在一點(diǎn)。 此前，已經(jīng)報(bào)告了通過(guò)將具有某種特殊波形的電流供應(yīng)給燈來(lái)防止閃爍的措施。 例如，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種措施，其中，低頻矩形波電流被用作基礎(chǔ)，并且在即將完成電 流的每半個(gè)周期之前，將脈沖電流疊加在低頻矩形波電流上。通過(guò)以這樣的電流波形來(lái)驅(qū) 動(dòng)燈，例如，如圖27C中所示的單個(gè)突起在燈的對(duì)應(yīng)電極的前端處增長(zhǎng)(to grow)，并且電 弧的起點(diǎn)固定在該突起處。以該方式，閃爍被抑制。 盡管未明確，但是如下假設(shè)在電極前端處增長(zhǎng)突起的現(xiàn)象的物理過(guò)程。加熱的鎢 蒸發(fā)，并且與燈泡中存在的鹵素等耦合，從而形成了鎢化合物。使該鎢化合物通過(guò)對(duì)流等從 燈泡壁附近擴(kuò)散到電極的前端附近，并且然后在高溫區(qū)中被分解為鎢原子。此后，通過(guò)在電 弧中被電離，鎢原子成為陽(yáng)離子。用交流電驅(qū)動(dòng)的電極以每種驅(qū)動(dòng)頻率交替用作陽(yáng)極和陰 極。在電極的一個(gè)執(zhí)行陰極操作的同時(shí)，通過(guò)電場(chǎng)朝著陰極吸引電弧中的陽(yáng)離子。陽(yáng)離子被沉積在兩個(gè)電極的前端上，并且形成突起。 此處，燈被密封有提供在其中的鹵素物質(zhì)，使得當(dāng)燈被驅(qū)動(dòng)時(shí)，將執(zhí)行適當(dāng)?shù)柠u素 循環(huán)。這樣的鹵素循環(huán)可以防止鎢(電極的材料，并且在燈被驅(qū)動(dòng)時(shí)蒸發(fā))附著到燈泡內(nèi) 壁，并且由于附著而導(dǎo)致壁發(fā)黑的現(xiàn)象。另外，可以在某種溫度條件下穩(wěn)定地執(zhí)行該鹵素循 環(huán)。這樣的穩(wěn)定的鹵素循環(huán)產(chǎn)生下述作用，即，使氣化的鎢附著到對(duì)應(yīng)電極的前端，并且從 而在電極的前端處增長(zhǎng)突起。 在使用如專利文獻(xiàn)1中的電流波形的情況下，應(yīng)當(dāng)肯定地確認(rèn)，可以是放電電弧 的起點(diǎn)的突起在電極處增長(zhǎng)。然而，還觀察到伴隨該增長(zhǎng)的不利影響。 第一不利影響是突起過(guò)度增長(zhǎng)的問(wèn)題。當(dāng)突起增長(zhǎng)時(shí)，電極之間的距離減小，并且 燈電壓相應(yīng)地減小。然后，如果突起過(guò)度增長(zhǎng)，則燈電壓進(jìn)一步減小，并且在一些情況下，即 使供應(yīng)額定燈電流時(shí)，也無(wú)法保證燈功率。這造成了燈溫度減小、突起增長(zhǎng)、并且因此燈功 率減小的惡性循環(huán)。該惡性循環(huán)最終可能造成燈的故障，諸如照度不足或電極之間的短路。
針對(duì)該第一不利影B向，已經(jīng)公開(kāi)了一種用于熔融突起的技術(shù)(專利文獻(xiàn)2和專利 文獻(xiàn)3)。在該技術(shù)中，將AC燈電流的占空比或者電流值朝著正電流或負(fù)電流進(jìn)行偏置。具 體地，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種電極之間的距離(間隙長(zhǎng)度)的調(diào)整方法。在該方法中，在制 造AC高壓放電燈的過(guò)程中，通過(guò)具有正或負(fù)偏置的占空比的AC燈電流來(lái)驅(qū)動(dòng)燈，并且從而 熔融過(guò)長(zhǎng)的突起。以該方式，增加電極之間的距離。專利文獻(xiàn)3公開(kāi)了一種恢復(fù)電極之間 的距離(間隙長(zhǎng)度)的方法。在該方法中，在驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的同時(shí)，檢測(cè)燈功率、燈電壓 燈等。當(dāng)檢測(cè)到的值等于或小于預(yù)定值時(shí)，假定突起已經(jīng)過(guò)度增長(zhǎng)。在該情況下，通過(guò)正或 負(fù)偏置燈電流的占空比或燈電流值來(lái)恢復(fù)電極之間的距離。 另外，還已經(jīng)公開(kāi)了用于將突起的長(zhǎng)度維持在適當(dāng)范圍內(nèi)的配置(例如，專利文 獻(xiàn)4)。在該專利文獻(xiàn)中，通過(guò)施加其中脈沖被疊加到矩形波上的電流來(lái)增長(zhǎng)突起。然后，如 果突起已經(jīng)過(guò)度增長(zhǎng)，則檢測(cè)到由于電弧長(zhǎng)度的減小而導(dǎo)致的燈電壓的減小，并且停止脈 沖的疊加。通過(guò)該配置，能夠防止下述情況，在該情況中，由于突起的增長(zhǎng)而導(dǎo)致燈電壓過(guò) 度減小，并且因此即使供應(yīng)了額定燈電流，也無(wú)法獲得預(yù)定的照度。然后，當(dāng)突起被損耗并 且燈電壓被恢復(fù)到預(yù)定值時(shí)，再次執(zhí)行用于疊加脈沖的控制(注意，盡管對(duì)突起的增長(zhǎng)/熔 融的物理過(guò)程的理解在該示例中與其他專利文獻(xiàn)和本發(fā)明中的不同，但是基于重復(fù)突起的 增長(zhǎng)/熔融的想法，提供該示例作為現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))。 第二不利影響是出現(xiàn)多個(gè)突起的問(wèn)題。即使適度地維持了每個(gè)突起的長(zhǎng)度，但當(dāng) 繼續(xù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，在突起的周圍還形成一些其他突起，如圖27B中所示，并且在一些情況下 可能沒(méi)有解決可歸因于多個(gè)突起的上述閃爍問(wèn)題。 為此，當(dāng)突起在對(duì)應(yīng)的電極處增長(zhǎng)時(shí)，希望重復(fù)熔融該突起、恢復(fù)整個(gè)電極、并且 然后再次增長(zhǎng)突起來(lái)代替維持突起。 針對(duì)該第二不利影B向，已經(jīng)公開(kāi)了一種技術(shù)來(lái)提供電極表面恢復(fù)時(shí)段，以供重復(fù) 增長(zhǎng)和熔融(恢復(fù))突起(例如，專利文獻(xiàn)5)。該專利文獻(xiàn)公開(kāi)了，在燈被驅(qū)動(dòng)期間的某個(gè) 時(shí)段中提供其中燈電流等于或高于額定電流的時(shí)段或者其中驅(qū)動(dòng)頻率等于或低于5Hz的 時(shí)段作為電極表面恢復(fù)時(shí)段。通過(guò)恢復(fù)時(shí)段的作用，電極表面被均勻加熱和熔融，這防止了 所討論的多個(gè)突起的出現(xiàn)。 注意，盡管分別描述專利文獻(xiàn)4和5作為用于防止以上第一和第二不利影響的技術(shù)，但是專利文獻(xiàn)4和5在技術(shù)上基本類似。因此，預(yù)計(jì)通過(guò)專利文獻(xiàn)4和5獲得的作用的 概況如下。 圖30包括示意性地示出文獻(xiàn)中的燈電極前端的狀態(tài)改變的視圖。在圖30中，假 定在如狀態(tài)(a)的狀態(tài)中，首先增長(zhǎng)了突起，并且然后將用于增長(zhǎng)突起的模式應(yīng)用于該突 起。然后，如果如在狀態(tài)(b)中突起已過(guò)度增長(zhǎng)，則接下來(lái)將用于熔融突起的模式應(yīng)用于該 突起。此后，突起被熔融，并且進(jìn)入狀態(tài)(c)，以及然后的狀態(tài)(d)。再次應(yīng)用用于增長(zhǎng)突起 的模式，并且進(jìn)入狀態(tài)(e)。因此，重復(fù)上述過(guò)程。
專利文獻(xiàn)1 :特表平10-501919號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :特許第3847153號(hào)
專利文獻(xiàn)3 :特開(kāi)2003-264094號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4 :特開(kāi)2004-158273號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5 :特許第3840054號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
輛日月蒲雄l、nl題 根據(jù)專利文獻(xiàn)2禾P 3中的方法，指出了 ，例如，關(guān)于燈電流的極性來(lái)偏置占空比或 電流值(即，正/負(fù)燈電流的電流有效值)，并且由此不論偏置的極性如何，都可以熔融過(guò)度 增長(zhǎng)的突起。特定地，例如，指出了不論已經(jīng)增長(zhǎng)了第一和第二電極處的突起的哪一個(gè)，都 可以通過(guò)增加從第一電極到第二電極的電流來(lái)增加第一電極和第二電極之間的距離(間 隙長(zhǎng)度)(或反之亦然)。 然而，在實(shí)踐中，例如，當(dāng)增加從第一電極到第二電極的電流(即當(dāng)?shù)谝浑姌O用作 陽(yáng)極時(shí)，電流增加)，并且減小從第二電極到第一電極的電流(即當(dāng)?shù)谝浑姌O用作陰極時(shí)， 電流減小)時(shí)，第一電極處的突起熔融，而第二電極處的突起不熔融。這基于以下原因。在 上述情況下，當(dāng)?shù)谝浑姌O用作陽(yáng)極時(shí)，第一電極處的突起趨于熔融，而第二電極處的突起逐 漸趨于增長(zhǎng)。同時(shí)，當(dāng)?shù)谝浑姌O用作陰極的同時(shí)減小電流時(shí)，減小相反趨勢(shì)(該趨勢(shì)是第一 電極處的突起增長(zhǎng)，而第二電極處的突起熔融)。因此，第一電極處的突起進(jìn)一步熔融，并且 第二電極處的突起進(jìn)一步增長(zhǎng)。 因此，首先有必要在具有過(guò)度增長(zhǎng)的突起的電極用作陽(yáng)極時(shí)的時(shí)段中增加電流，
并且在具有沒(méi)有增長(zhǎng)的突起的電極用作陽(yáng)極時(shí)的時(shí)段中減小電流。然而，如果極性反轉(zhuǎn)，則
過(guò)度增長(zhǎng)的突起進(jìn)一步增長(zhǎng)，并且具有沒(méi)有增長(zhǎng)的突起的電極將因此被損耗。 考慮到上述情況，有必要從兩個(gè)電極中識(shí)別具有已經(jīng)增長(zhǎng)的突起的一個(gè)電極，并
且僅熔融已經(jīng)在如此識(shí)別的電極處增長(zhǎng)的突起。然而，至少不能電學(xué)地檢測(cè)(即，在驅(qū)動(dòng)電
路側(cè)上檢測(cè))具有已經(jīng)增長(zhǎng)的突起的電極。因此，為了確定要增加的電流的極性，在進(jìn)行驅(qū)
動(dòng)之前使用視覺(jué)判斷，而通常不能在使用中的同時(shí)執(zhí)行這樣的判斷和控制。 關(guān)于專利文獻(xiàn)4和5，當(dāng)突起已經(jīng)達(dá)到圖30中的狀態(tài)(b)中的適當(dāng)長(zhǎng)度時(shí)，現(xiàn)實(shí)
中難以同時(shí)瞬間停止突起從兩個(gè)電極的增長(zhǎng)。這基于以下原因。首先，如果延長(zhǎng)采樣時(shí)段
來(lái)增加檢測(cè)燈電壓的準(zhǔn)確度，則控制(響應(yīng))被延遲。當(dāng)然，如果縮短采樣時(shí)段，則響應(yīng)
可能更快，但檢測(cè)準(zhǔn)確度會(huì)變低，因此導(dǎo)致控制的失靈等。第二，突起的行為沒(méi)有立即遵循
來(lái)自鎮(zhèn)流器的控制。特定地，在突起從兩個(gè)電極增長(zhǎng)的狀態(tài)中，在一些情況下，當(dāng)期望停止突起的增長(zhǎng)時(shí)，可能不會(huì)在燈電流值增加到額定值之后立即停止增長(zhǎng)(可能出現(xiàn)過(guò)沖 (overshoot)狀態(tài))。因此，出現(xiàn)了無(wú)法適當(dāng)?shù)胤乐雇黄疬^(guò)度增長(zhǎng)的上述不利影響的問(wèn)題。
因此，考慮用于防止閃爍的突起，期望可靠的并且簡(jiǎn)單的措施用于解決突起的過(guò) 度增長(zhǎng)的問(wèn)題和多個(gè)突起的問(wèn)題。 另外，如以下將要描述的，期望不受選擇地驅(qū)動(dòng)頻率和燈的壽命影響的長(zhǎng)效措施。
—般而言，燈的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)在從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)直至狀態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的幾分鐘的時(shí)段 (以下稱為"啟動(dòng)時(shí)段")和在啟動(dòng)時(shí)段之后的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)時(shí)段之間是不同的。通常，在緊接 著開(kāi)始驅(qū)動(dòng)之后，燈電壓僅為大約IOV左右。然后，在啟動(dòng)時(shí)段內(nèi)，燈電壓增加并且隨后達(dá) 到穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)(例如，燈電壓變?yōu)?0V等)。 在標(biāo)準(zhǔn)鎮(zhèn)流器中，在啟動(dòng)時(shí)段中執(zhí)行通過(guò)額定燈電流的驅(qū)動(dòng)(恒定電流控制)，而 在穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)期間執(zhí)行用于將燈功率維持在額定值附近的驅(qū)動(dòng)(恒定功率控制)。換言之，在 啟動(dòng)時(shí)段中將燈電流維持在最大額定值附近，并且在穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)期間將燈電流設(shè)置為低于該 最大額定值(除了其中燈電壓極低的情況)。 因此，即使施加了相同的燈電流波形，該作用在供應(yīng)有大的燈電流的啟動(dòng)時(shí)段和 供應(yīng)有比該大的燈電流更小的燈電流的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)時(shí)段之間也是不同的。因此，這需要在設(shè) 計(jì)鎮(zhèn)流器中進(jìn)行考慮。 另外，發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，燈的溫度分布(更特定地，電極之間的溫差)也影響突起的 增長(zhǎng)/熔融行為。特定地，燈通常被提供有反射器。關(guān)于在反射器的頸部側(cè)(高溫側(cè))上 的電極(圖26中左側(cè)的電極)，以及該反射器開(kāi)口側(cè)(低溫側(cè))上的電極(圖26中右側(cè)的 電極)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)突起在頸部側(cè)電極處比在開(kāi)口側(cè)電極處熔融得更快，而突起在開(kāi)口側(cè)電極 處比在頸部側(cè)電極處增長(zhǎng)得更快。該趨勢(shì)在使用高壓放電燈鎮(zhèn)流器和用于投影儀的燈的情 況下、當(dāng)施加空氣冷卻風(fēng)扇的冷卻效果時(shí)更加顯著地出現(xiàn)。 此處，確認(rèn)了盡管限制了突起的增長(zhǎng)，但是突起的熔融被發(fā)展成對(duì)電極主體的損 耗。因此，如果將相同的電氣或電子操作施加到兩個(gè)電極，則頸部側(cè)電極的損耗變得更大。 然而，通過(guò)采取針對(duì)此的措施，可以期待燈的壽命的改善。因此考慮到除了上述問(wèn)題之外的 該電極之間的溫差，需要開(kāi)發(fā)一種驅(qū)動(dòng)方法。 所以，考慮用于防止閃爍的突起，期望有措施來(lái)解決可歸因于電極間溫差的問(wèn)題。
解決問(wèn)題的手段 本發(fā)明的第一方面是一種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，該高壓放電燈鎮(zhèn)流器包括用于將矩 形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈的AC電源單元，在該燈泡中第一和第二電極彼 此相向布置。在鎮(zhèn)流器中，由AC電源單元供應(yīng)的矩形波交流電的一個(gè)調(diào)制時(shí)段TO包括第 一非對(duì)稱電流時(shí)段T1，該第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1用于熔融在第一電極的前端處形成的突 起，并且增長(zhǎng)在第二電極的前端處形成的突起；對(duì)稱電流時(shí)段Ts，該對(duì)稱電流時(shí)間段Ts用 于傳導(dǎo)正負(fù)對(duì)稱的矩形波；以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，該第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2用于增 長(zhǎng)第一突起并且熔融第二突起。 高壓放電燈鎮(zhèn)流器的特征在于在假定從第一電極流到第二電極的電流是正電流 并且反向流動(dòng)的電流是負(fù)電流的情況下，在第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中，正電流的持續(xù)時(shí)間 (duty)大于負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間，在對(duì)稱電流時(shí)段Ts中，正電流和負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間彼此相 等，并且在第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中，負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間大于正電流的持續(xù)時(shí)間。
另外，AC電源單元可以包括檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路用于檢測(cè)高壓放電燈的燈參數(shù)；以及模式控制電路，該模式控制電路用于根據(jù)燈參數(shù)來(lái)控制時(shí)段Ts中的頻率。
另外，高壓放電燈鎮(zhèn)流器的特征在于，檢測(cè)電路包括燈電壓檢測(cè)電路，該燈電壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)燈電壓作為燈參數(shù)，模式控制電路被配置成，應(yīng)用普通模式直至燈電壓減小到預(yù)定值V1或更小，在燈電壓已經(jīng)減小到預(yù)定值V1或更小之后，應(yīng)用電壓減小對(duì)策模式，直至燈電壓恢復(fù)到預(yù)定值V2(V1 〈V2)，并且在燈電壓已經(jīng)恢復(fù)到預(yù)定V2或更大之后，應(yīng)用普通模式，并且在電壓減小對(duì)策模式中的對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的頻率高于普通模式中的對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的頻率。 另夕卜，AC電源單元可以包括檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路用于檢測(cè)高壓放電燈的燈參數(shù)；以及模式控制電路，該模式控制電路用于根據(jù)燈參數(shù)來(lái)控制包括在時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在時(shí)段TO中的周期總數(shù)目的比率。 另外，高壓放電燈鎮(zhèn)流器的特征在于，檢測(cè)電路包括燈電壓檢測(cè)電路，該燈電壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)燈電壓作為燈參數(shù)，模式控制電路被配置成，應(yīng)用普通模式直至燈電壓減小到預(yù)定值V1或更小，在燈電壓已經(jīng)減小到預(yù)定值V1或更小之后，應(yīng)用電壓減小對(duì)策模式直至燈電壓恢復(fù)到預(yù)定值V2 (VI < V2)，并且在燈電壓已經(jīng)增加到預(yù)定V2或更大之后，應(yīng)用普通模式，并且在電壓減小對(duì)策模式中包括在對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在時(shí)段T0中的周期數(shù)目的比率大于在普通模式中包括在對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在時(shí)段TO中的周期數(shù)目的比率。 本發(fā)明的第二方面是一種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，包括AC電源單元，該AC電源單元
用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在燈泡中第一和第二電極彼此相向布
置。在鎮(zhèn)流器中，在假定從第一電極流到第二電極的電流是正電流并且反向流動(dòng)的電路是
負(fù)電流的情況下，由AC電源單元供應(yīng)的矩形波交流電的一個(gè)調(diào)制時(shí)段TO包括第一非對(duì)稱
電流時(shí)段T1，其中，正電流的半周期的有效值大于負(fù)電流的半周期的有效值；以及第二非
對(duì)稱電流時(shí)段T2，其中，負(fù)電流的半周期的有效值大于正電流的半周期的有效值。 本發(fā)明的第三方面是一種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，包括AC電源單元，該AC電源單元
用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在燈泡中第一和第二電極彼此相向布
置；檢測(cè)單元，該檢測(cè)單元用于檢測(cè)用于驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的燈參數(shù)；以及切換單元，該切換
單元用于切換AC電源單元的輸出狀態(tài)。在鎮(zhèn)流器中，切換單元被配置成，從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始直至
燈參數(shù)滿足預(yù)定條件為止將輸出狀態(tài)保持在第一輸出狀態(tài)中，并且在燈參數(shù)已經(jīng)滿足預(yù)定
條件之后，從第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出狀態(tài)，至少第二輸出狀態(tài)中的矩形波交流電包
括第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1，該第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1用于熔融在第一電極的前端處形成
的突起，并且增長(zhǎng)在第二電極的前端處形成的突起；以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，該第二
非對(duì)稱電流時(shí)段T2用于增長(zhǎng)第一突起并且熔融第二突起，在預(yù)定周期中重復(fù)第一和第二
非對(duì)稱電流時(shí)段T1和T2，并且在第一輸出狀態(tài)中的矩形波交流電的波形非對(duì)稱性小于在
第二輸出狀態(tài)中的矩形波交流電的波形的非對(duì)稱性。 此處，所述AC電源單元包括DC輸出單元，該DC輸出單元用于確定矩形波交流電的電流值；以及AC轉(zhuǎn)換單元，該AC轉(zhuǎn)換單元用于控制矩形波交流電的極性反轉(zhuǎn)，并且在假定從第一 電極流到第二電極的電流是正電流并且反向流動(dòng)的電流是負(fù)電流的情況下，在第二輸出狀態(tài)中，由DC輸出單元和AC轉(zhuǎn)換單元形成矩形波交流電，使得在第一非對(duì)稱電流時(shí)
10段T1中，正電流的積分值(X+)大于負(fù)電流的積分值(X—)，而在第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中，負(fù)電流的積分值(X—)大于正電流的積分值(X+)，并且在第一輸出狀態(tài)中X+和X—之間的差小于在第二輸出狀態(tài)中X+和X—之間的差。 AC轉(zhuǎn)換單元進(jìn)一步包括控制單元，該控制單元用于調(diào)整正電流和負(fù)電流之間的占空比，配置該控制單元使得在第二輸出狀態(tài)中，第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中的正電流的持續(xù)時(shí)間(D+)大于負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間(D—)，而在第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中，負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間(D—)大于正電流的持續(xù)時(shí)間(D+)，并且在第一輸出狀態(tài)中的D+和D—之間的差小于在第二輸出狀態(tài)中的D+和D—之間的差。 另外，AC電源單元可以包括AC轉(zhuǎn)換單元，該AC轉(zhuǎn)換單元用于控制矩形波交流電的極性反轉(zhuǎn)，第一和第二非對(duì)稱電流時(shí)段T1和T2可以是在預(yù)定周期中間歇性重復(fù)的非對(duì)稱矩形波電流，其中在其間插入對(duì)稱電流時(shí)段Ts，對(duì)稱電流時(shí)段Ts用于傳導(dǎo)正負(fù)對(duì)稱的矩形波，并且可以配置AC轉(zhuǎn)換單元使得在第一輸出狀態(tài)中包括在對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在時(shí)段Tl和T2中的周期數(shù)目的比率小于在第二輸出狀態(tài)中包括在對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在時(shí)段Tl和T2中的周期數(shù)目的比率。
另外，第一輸出狀態(tài)中的矩形波交流電是正負(fù)對(duì)稱的波。
而且，第一輸出狀態(tài)中的矩形波交流電的頻率是50Hz到lkHz。
本發(fā)明的第四方面是一種在高壓放電燈鎮(zhèn)流器中驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的方法，該高壓放電燈鎮(zhèn)流器包括AC電源單元，該AC電源單元用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在燈泡中第一和第二電極彼此相向布置；檢測(cè)單元，該檢測(cè)單元用于檢測(cè)用于驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的燈參數(shù)；以及切換單元，該切換單元用于切換AC電源單元的輸出狀態(tài)，該驅(qū)動(dòng)方法包括(A)從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始將輸出狀態(tài)保持在第一輸出狀態(tài)中直至燈參數(shù)滿足預(yù)定條件的步驟，以及(B)在燈參數(shù)已經(jīng)滿足預(yù)定條件之后從第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出狀態(tài)的步驟。在該驅(qū)動(dòng)方法中，第二輸出狀態(tài)中的矩形波交流電包括第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1，該第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl用于熔融在第一電極的前端處形成的突起，并且增長(zhǎng)在第二電極的前端處形成的突起，以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，該第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2用于增長(zhǎng)第一突起并且熔融第二突起，該第一和第二非對(duì)稱電流時(shí)段Tl和T2是在預(yù)定周期中連續(xù)或間歇性重復(fù)的非對(duì)稱矩形波電流，并且在第一輸出狀態(tài)中的矩形波交流電的非對(duì)稱性小于在第二輸出狀態(tài)中的矩形波交流電的非對(duì)稱性。 本發(fā)明的第五方面是一種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，該高壓放電燈鎮(zhèn)流器包括AC電源單元，該AC電源單元用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在燈泡中第一和第二電極彼此相向布置，并且其中，在假定從第一電極流到第二電極的電流是正電流并且反向流動(dòng)的電流是負(fù)電流的情況下，當(dāng)電流波形正負(fù)對(duì)稱時(shí)，第一電極的溫度高于第二電極。在該鎮(zhèn)流器中，AC電源單元包括DC輸出單元，該DC輸出單元用于確定矩形波交流電的電流值；以及AC轉(zhuǎn)換單元，該AC轉(zhuǎn)換單元用于控制矩形波交流電的極性反轉(zhuǎn)，并且由DC輸出單元和AC轉(zhuǎn)換單元形成矩形波交流電，使得在第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中正電流的電流時(shí)間乘積大于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積，而在第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中負(fù)電流的電流時(shí)間乘積大于正電流的電流時(shí)間乘積，在預(yù)定周期中重復(fù)第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1和第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，并且使得在預(yù)定周期的一個(gè)周期中，正電流的電流時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流_時(shí)間乘積的總和。
此處，第一電極被布置在反射器的頸部側(cè)，并且第二電極被布置在所述反射器的開(kāi)口側(cè)。 另外，矩形波交流電進(jìn)一步包括在第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1和第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2之間的具有正負(fù)對(duì)稱的矩形波的對(duì)稱電流時(shí)段Ts。 另外，AC轉(zhuǎn)換單元包括控制單元，該控制單元用于調(diào)整正電流和負(fù)電流之間的占空比，并且配置該控制單元使得在第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中的正電流的持續(xù)時(shí)間大于負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間，而在第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中，負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間大于正電流的持續(xù)時(shí)間，并且使得在預(yù)定周期的一個(gè)周期中，正電流的平均持續(xù)時(shí)間小于負(fù)電流的平均持續(xù)時(shí)間。 另外，在第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中的正電流和負(fù)電流之間的持續(xù)時(shí)間的差等于在第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中的負(fù)電流和正電流之間的持續(xù)時(shí)間的差，并且第一時(shí)段T1小于第二時(shí)段T2。 本發(fā)明的第六方面是一種投影儀，包括根據(jù)第一、第二、第三或第五方面的用于驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的鎮(zhèn)流器；高壓放電燈；反射器；以及外殼，該外殼在其中包括高壓放電燈鎮(zhèn)流器和反射器。


[圖1A]圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明I的第一示例的燈電流波形的視圖。
[圖1B]圖1B是解釋燈電流波形的視圖。
[圖2]圖2包括解釋本發(fā)明I視圖。[圖3]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明I的第二示例的燈電流波形的視圖。[圖4]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明I的第三示例的燈電流波形的視圖。[圖5]圖5包括每一個(gè)都示出根據(jù)本發(fā)明I的第四示例的燈電流波形的視圖。[圖6A]圖6A是解釋本發(fā)明I的流程圖。[圖6B]圖6B是解釋本發(fā)明I的流程圖。[圖7]圖7包括解釋本發(fā)明II的視圖。[圖8]圖8包括每一個(gè)都示出根據(jù)本發(fā)明II的燈電流波形的視圖。
[圖9]圖9是根據(jù)本發(fā)明11和本發(fā)明111的電路配置圖。
[圖10]圖10是解釋本發(fā)明II的流程圖。[圖11]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明III的示例的燈電流波形的視圖。[圖12]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明III的示例的燈電流波形的視圖。[圖13]圖13是解釋本發(fā)明III的流程圖。[圖14]圖14是解釋本發(fā)明III的時(shí)序圖。[圖15]圖15是示出本發(fā)明IV的第五示例的圖。[圖16]圖16是示出本發(fā)明IV的第五示例的曲線圖。[圖17]圖17是解釋本發(fā)明IV的流程圖。[圖18]圖18是示出根據(jù)本發(fā)明V的第一示例的燈電流波形的視圖。
[圖19]圖19是示出根據(jù)本發(fā)明V的第二示例的燈電流波形的視圖。
[圖20A]圖20A是示出根據(jù)本發(fā)明V的第三示例的燈電流波形的視圖。
[圖20B]圖20B是示出根據(jù)本發(fā)明V的第三示例的燈電流波形的視圖。[圖21]圖21是示出根據(jù)本發(fā)明V的第四示例的燈電流波形的視圖。[圖22]圖22是示出根據(jù)本發(fā)明V的第五示例的燈電流波形的視圖。[圖23A]圖23A是示出根據(jù)本發(fā)明V的第六示例的燈電流波形的視圖。[圖23B]圖23B是示出根據(jù)本發(fā)明V的第六示例的燈電流波形的視圖。[圖23C]圖23C是示出根據(jù)本發(fā)明V的第六示例的燈電流波形的視圖。[圖23D]圖23D是示出根據(jù)本發(fā)明V的第六示例的燈電流波形的視圖。[圖24A]圖24A是根據(jù)本發(fā)明V的驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。[圖24B]圖24B是根據(jù)本發(fā)明V的驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。[圖25]圖25是解釋副反射器的視圖。[圖26]圖26是本發(fā)明的照明設(shè)備的視圖。[圖27A]圖27A是示出高壓放電燈的電極的改變的視圖。[圖27B]圖27B是解釋高壓放電燈的電極的改變的視圖。[圖27C]圖27C是解釋高壓放電燈的電極的改變的視圖。[圖28]圖28是一般的高壓放電燈鎮(zhèn)流器的電路配置圖。[圖29]圖29是示出一般的高壓放電燈鎮(zhèn)流器的燈電流波形的視圖。[圖30]圖30包括示出傳統(tǒng)高壓放電燈的電極的改變的視圖。 附圖標(biāo)記的解釋 1 :燈泡 10 :DC電源 15 :檢測(cè)單元 16 :切換單元 20:降壓斬波電路 30 :全橋電路 40:點(diǎn)火電路 50 :高壓放電燈 61 :高壓放電燈鎮(zhèn)流器 62 :反射器 63 :外殼 64:副反射器 70:控制電路 71、72、73:電阻器 74:P麗控制電路 75:橋控制電路 76:誤差放大器 77:乘法器 78:集成電路 79 :DC電源 700:模式控制電路
13
A、B:電極
具體實(shí)施例方式《發(fā)明I.基本實(shí)施例》 由于本發(fā)明的鎮(zhèn)流器的電路配置和基本操作與根據(jù)圖28中所示的傳統(tǒng)示例的電
路相同，因此省略其描述。 示例l。 圖1A是根據(jù)發(fā)明I的高壓放電燈的燈電流波形。如圖1A中所示，燈電流是恒定 頻率fl的矩形波交流電，并且是具有調(diào)制周期TO的矩形波調(diào)制的電流。調(diào)制周期TO包括 非對(duì)稱電流時(shí)段T1和T2。盡管在時(shí)段T1和T2中，電流反轉(zhuǎn)的頻率同樣為頻率fl，但是在 一個(gè)周期內(nèi)以其切換電流極性的時(shí)序(占空比)在時(shí)段T1和時(shí)段T2之間是不同的。特定 地，在時(shí)段T1中正電流持續(xù)時(shí)間大于負(fù)電流持續(xù)時(shí)間，而在時(shí)段T2中該關(guān)系則相反。此處， 由橋控制電路75來(lái)控制占空比。 圖1B是解釋在圖1A的時(shí)段T1中增長(zhǎng)和熔融突起的視圖。在以下的解釋中，從電 極A到電極B的電流被假定為正電流。如上所述，鎢蒸發(fā)，并且由此突起在陽(yáng)極側(cè)上熔融， 同時(shí)鎢被吸引，并且由此突起在陰極側(cè)上增長(zhǎng)。因此，如圖1B中所示，當(dāng)在電極A用作陽(yáng)極 的同時(shí)增加電流時(shí)，其中在電極A處的突起熔融并且在電極B處的突起增長(zhǎng)的趨勢(shì)增加。 同時(shí)，當(dāng)在電極A用作陰極的同時(shí)減小電流時(shí)，相反的趨勢(shì)(在電極A處的突起增長(zhǎng)并且在 電極B處的突起熔融)減小。因此，在時(shí)段T1中，電極A處的突起熔融并且電極B處的突 起增長(zhǎng)，而在時(shí)段T2中，相反的趨勢(shì)發(fā)生，即，電極A處的突起增長(zhǎng)，并且電極B處的突起熔 融。 重復(fù)周期10中的平均占空比可期望為50%對(duì)50%。這是因?yàn)檫@樣的平均占空比 允許在電極A和B處的突起相等地增長(zhǎng)和熔融。 另外，在時(shí)段T1中，可期望將正電流持續(xù)時(shí)間設(shè)置為大約80X或更低。類似地，在 時(shí)段T2中，也可期望將負(fù)電流持續(xù)時(shí)間設(shè)置為大約80%或更低。這是因?yàn)?，如果過(guò)大地設(shè) 置一個(gè)持續(xù)時(shí)間，則驅(qū)動(dòng)狀態(tài)將變得接近于DC驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，而這樣的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)在AC驅(qū) 動(dòng)燈的特性方面并不是優(yōu)選的。 關(guān)于周期TO，發(fā)明人從實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)了當(dāng)TO 二約0.6到0.7s時(shí)，觀察到該效果。盡 管如此，優(yōu)選地根據(jù)要驅(qū)動(dòng)的燈的特性來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置TO的值。例如，如果要驅(qū)動(dòng)的燈具有 不易于增長(zhǎng)/熔融的趨勢(shì)，則需要將TO設(shè)置得更長(zhǎng)，而如果要驅(qū)動(dòng)的燈具有易于增長(zhǎng)/熔 融的趨勢(shì)，則需要將TO設(shè)置得更短。另外，還根據(jù)用于電極之間的距離的原始設(shè)置來(lái)不同 地設(shè)置TO的值。電極之間的較短的距離需要較短的TO來(lái)頻繁地重復(fù)增長(zhǎng)/熔融。所以， 根據(jù)每種情況，TO可以被設(shè)置在幾百ms到幾分鐘的范圍內(nèi)。 在傳統(tǒng)的技術(shù)中，電極之間的距離(即，電弧長(zhǎng)度)在如圖30中所示的狀態(tài)(b) 中過(guò)度增長(zhǎng)。相反，在本發(fā)明中，電極之間的距離在如圖2中所示狀態(tài)(a)到(e)中基本上 保持相同。因此，在考慮到其中電極之間的距離將被顯著減少的如圖30中的狀態(tài)(b)的情 況下，能夠提供通過(guò)區(qū)分圖30中的狀態(tài)(d)和壽命結(jié)束來(lái)保持燈電壓基本相同的措施。
圖2示出了上述示例中的燈電極前端的狀態(tài)的改變。假定如狀態(tài)(a)中的突起首 先增長(zhǎng)。然后，當(dāng)增加正電流持續(xù)時(shí)間時(shí)，電極進(jìn)入狀態(tài)(b)。隨后，當(dāng)增加負(fù)電流持續(xù)時(shí)間時(shí)，電極進(jìn)入狀態(tài)(c)并且然后狀態(tài)(d)。當(dāng)再次增加正電流持續(xù)時(shí)間時(shí)，電極進(jìn)入狀態(tài) (e)(返回到狀態(tài)(a))。當(dāng)然，圖2以夸張的方式示出了本發(fā)明的原理。實(shí)踐中，不總是出 現(xiàn)視覺(jué)可識(shí)別的突起的增長(zhǎng)/熔融。 此處，盡管在圖30的傳統(tǒng)技術(shù)中電極之間的距離(即，電弧長(zhǎng)度)在狀態(tài)(a)到 (e)中改變，但是電極之間的距離在本發(fā)明圖2中的狀態(tài)(a)到(e)中基本上保持相同。因 此，沒(méi)有必要考慮諸如圖30中的狀態(tài)(b)的狀態(tài)，在該狀態(tài)中電極之間的距離將顯著減少， 或者沒(méi)有必要通過(guò)區(qū)分圖30中的狀態(tài)(d)和壽命結(jié)束來(lái)提供措施。此處，即使載以50Hz 到400Hz的范圍內(nèi)的驅(qū)動(dòng)頻率、通過(guò)正/負(fù)電流持續(xù)時(shí)間的每一個(gè)都占有50%來(lái)執(zhí)行驅(qū)動(dòng) 的情況下，觀察到突起的增長(zhǎng)/熔融，該增長(zhǎng)/熔融也是相對(duì)緩慢的。所以，占空比偏置的 改變(即，有效值偏置)是突起增長(zhǎng)和熔融的主要因素。 如上所述，該電極對(duì)的突起根據(jù)該示例并行地交替增長(zhǎng)/熔融。所以，即使突起的 一個(gè)過(guò)度增長(zhǎng)，另一突起也熔融，并且因此不會(huì)發(fā)生如傳統(tǒng)示例中突起過(guò)度增長(zhǎng)的問(wèn)題。另 外，由于與傳統(tǒng)示例相比，燈電壓處于較小的變化范圍內(nèi)(理論上，如果不發(fā)生由于電極的 壽命而導(dǎo)致電極的損耗，則燈電壓相同)，因此通過(guò)供應(yīng)額定燈電流來(lái)保證了額定燈功率。 另外，由于無(wú)需為了控制突起的增長(zhǎng)/熔融來(lái)檢測(cè)燈電壓，因此可以執(zhí)行簡(jiǎn)單和穩(wěn)定的控 制(當(dāng)然，在一些情況下，可能需要為了諸如檢測(cè)壽命結(jié)束的其他目的來(lái)檢測(cè)燈電壓)。
示例2。 圖3中示出了根據(jù)發(fā)明I的另一示例的波形的視圖。在圖3中，在具有不同占空 比的兩個(gè)非對(duì)稱電流時(shí)段(T1、T2)之間插入具有50%占空比的對(duì)稱電流時(shí)段(Ts)。同樣 在該情況下，也可以獲得如圖1中的電流波形相同的效果。 當(dāng)期望獲得在增長(zhǎng)和熔融的效果，同時(shí)根據(jù)電極的特性來(lái)減少增長(zhǎng)和熔融的程度 時(shí)，該示例是有效的。 基于壽命測(cè)試等的結(jié)果，正/負(fù)對(duì)稱時(shí)段(Ts)的技術(shù)重要性可以被描述如下。
(1)當(dāng)沒(méi)有插入正/負(fù)對(duì)稱時(shí)段(Ts)時(shí)，僅存在兩種類型的電極狀態(tài)，S卩，其中電 極操作溫度高(負(fù)荷重)的狀態(tài)和其中電極操作溫度低的狀態(tài)。然而，當(dāng)插入Ts時(shí)，存在 三種類型的狀態(tài)，即，其中電極操作溫度為高、中(Ts)和低的狀態(tài)。這使得能夠減少其中電 極以高溫操作的時(shí)間的比率。由此，可以減輕強(qiáng)加于電極上的負(fù)荷。 (2)通過(guò)提供該Ts，使得緩和由于持續(xù)時(shí)間非對(duì)稱的波形而在燈(燈泡)中出現(xiàn) 溫度梯度，并且因此可以降低由于熱應(yīng)變(thermalstrain)而導(dǎo)致燈的爆炸的概率。
(3)可以將使用矩形波驅(qū)動(dòng)的燈電壓控制的一般方法(即，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)頻率等 來(lái)調(diào)整燈電壓)應(yīng)用于持續(xù)時(shí)間調(diào)制的驅(qū)動(dòng)。例如，通過(guò)控制正/負(fù)對(duì)稱時(shí)段(Ts)的頻率 和周期數(shù)目，可以執(zhí)行上述的燈電壓控制。這將在發(fā)明II中詳細(xì)描述。
示例3。 圖4示出了根據(jù)發(fā)明I的另一示例的矩形波調(diào)制的電流波形的視圖。在圖4中， 占空比隨時(shí)間連續(xù)增加/減小。在該情況下，也可以獲得與圖1中的電流波形相同的效果。
該示例具有的優(yōu)點(diǎn)是由于在燈電流波形中沒(méi)有發(fā)生突然調(diào)制，所以控制切換不 是視覺(jué)識(shí)別的，并且不產(chǎn)生可歸因于切換的不必要的噪聲。
示例4。 圖5示出了根據(jù)發(fā)明I的另一示例的矩形波調(diào)制的電流波形的視圖。如圖5(a)中
15所示，在該示例中，在燈電流波形由橋控制電路75控制成具有50%的固定占空比的同時(shí)， 由P麗控制電路74來(lái)增加/減小用于半周期的燈電流的有效值。在該情況下，也可以獲得 與圖1中的電流波形相同的效果。 在該示例中，盡管因?yàn)椴恍枰蓸蚩刂齐娐?5來(lái)執(zhí)行持續(xù)時(shí)間控制，而因此可以 使用廉價(jià)的橋驅(qū)動(dòng)器IC，但是需要降壓斬波電路20的電流容量很大。 另外，與其中改變占空比的示例不同，在如圖5(b)中所示的光輸出中存在燈電流 的絕對(duì)值的改變。為此，為了防止視覺(jué)地識(shí)別光輸出中的改變，需要將驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置得相對(duì) 較高(例如，100Hz或更高，更優(yōu)選地是200Hz或更高)。 圖6A是示出根據(jù)發(fā)明I的驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。該流程圖示出了在當(dāng)開(kāi)始燈放電 時(shí)執(zhí)行點(diǎn)火操作之后、當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的操作。 在步驟SIOO中，執(zhí)行穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的初始操作。在完成該步驟時(shí)，假定電極前端處于 圖2中的狀態(tài)(d)。 在步驟S110中，供應(yīng)非對(duì)稱電流，使得電極A處的突起將熔融，而電極B處的突起 將增長(zhǎng)(時(shí)段T1)。特定地，形成電流波形，使得正電流>負(fù)電流。 在步驟S120中，供應(yīng)非對(duì)稱電流，使得電極A處的突起將增長(zhǎng)，而電極B處的突起 將熔融(時(shí)段T2)。特定地，形成電流波形，使得正電流<負(fù)電流。 注意，此處的非對(duì)稱電流的每一個(gè)都與圖1、圖3和圖5中的電流波形的任何一個(gè) 相對(duì)應(yīng)。關(guān)于圖4中的電流波形，其中正電流大于負(fù)電流的時(shí)段與步驟S110相對(duì)應(yīng)，而其 中正電流小于負(fù)電流的時(shí)段與步驟S120相對(duì)應(yīng)。 然后，在周期TO中重復(fù)步驟S110和S120。此處，在一個(gè)循環(huán)中，將正電流的有效 值(積分值)和負(fù)電流的有效值(積分值)設(shè)置為相等。 替選地，如圖6B中所示，可以在步驟S110和S120之后分別插入供應(yīng)對(duì)稱矩形波 電流(即正電流=負(fù)電流)的步驟S115和S125，以便于與圖3中的電流波形(時(shí)段T3)相 對(duì)應(yīng)。然后，在周期TO中重復(fù)步驟S110和S120。也在該情況下，在一個(gè)循環(huán)中，將正電流 的有效值(積分值)和負(fù)電流的有效值(積分值)設(shè)置為相等。 上述方法使得電極對(duì)的突起并地行交替增長(zhǎng)/熔融。因此，能夠解決由于突起的 過(guò)度增長(zhǎng)而導(dǎo)致的照度不足等問(wèn)題，同時(shí)防止閃爍。 已經(jīng)呈現(xiàn)上述示例作為發(fā)明I的最優(yōu)選的示例。關(guān)于該方面，提供了以下注釋。
(1)呈現(xiàn)為DC輸出單元的降壓斬波電路20可以是另外的公知電路類型(例如，反 激(flyback)式等)。類似地，呈現(xiàn)為AC轉(zhuǎn)換單元的全橋電路30也可以是另外的公知電路 類型(例如，推挽式等)。 (2)上述示例中的非對(duì)稱矩形波電流的每一個(gè)可以是通過(guò)適當(dāng)?shù)睾喜D1、3、4和 5中的波形所形成的復(fù)合電流。特定地，電流可以被配置成具有非對(duì)稱波形，其中，正電流的
有效值和負(fù)電流的有效值被周期性地偏置，同時(shí)在一個(gè)調(diào)制周期中保持兩個(gè)有效值相對(duì)相等。《發(fā)明II.對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的控制》 此處，將簡(jiǎn)要描述鹵素循環(huán)。公知鹵素循環(huán)在某個(gè)溫度條件下穩(wěn)定地執(zhí)行。溫度 條件可以根據(jù)燈電流波形、驅(qū)動(dòng)頻率和燈的空氣冷卻方法而改變。另外，從實(shí)驗(yàn)中知道，當(dāng) 急劇改變溫度條件時(shí)，鹵素循環(huán)被激活，并且從而突起瞬間增長(zhǎng)或熔融。例如，在將以其驅(qū)動(dòng)電極的波形或頻率從用于升溫的波形或頻率切換到用于降溫的波形或頻率的情況下，盡 管也取決于于溫度變化率，但是突起還是瞬間增長(zhǎng)。在相反的情況下，突起瞬間熔融。
基于此，將參考圖7來(lái)再次詳細(xì)描述燈電極前端的狀態(tài)的改變。假定如狀態(tài)(a) 中的突起首先增長(zhǎng)。當(dāng)增加正電流持續(xù)時(shí)間時(shí)，電極進(jìn)入狀態(tài)(b)。然后，在對(duì)稱矩形波電 流時(shí)，即，在正持續(xù)時(shí)間和負(fù)持續(xù)時(shí)間對(duì)稱時(shí)，具有高溫的A側(cè)電極處的突起在非對(duì)稱波形 時(shí)降溫，并且從而瞬間增長(zhǎng)，而具有低溫的B側(cè)電極處的突起升溫，并且從而瞬間熔融(圖 7(c))。然而，如果通過(guò)不滿足用于穩(wěn)定鹵素循環(huán)的溫度條件的對(duì)稱波形來(lái)驅(qū)動(dòng)燈，則鹵素 循環(huán)的平衡被破壞，兩個(gè)突起都熔融，并且從而電極進(jìn)入狀態(tài)(d)。然后，當(dāng)負(fù)電流持續(xù)時(shí)間 增加時(shí)，電極進(jìn)入狀態(tài)(e)。當(dāng)再次增加正電流持續(xù)時(shí)間時(shí)，電極進(jìn)入狀態(tài)(f)(返回到狀態(tài) (a))。當(dāng)然，圖7以夸張的方式示出了本發(fā)明的原理。實(shí)踐中，不總是出現(xiàn)視覺(jué)可識(shí)別的突 起的增長(zhǎng)/熔融。 注意，在上述發(fā)明I中，已經(jīng)在假定突起的熔融和增長(zhǎng)以相同的速度進(jìn)行的情況 下描述了基本概念。然而，在實(shí)踐中，難以使熔融和增長(zhǎng)以相同速度進(jìn)行，并且因此熔融和 增長(zhǎng)的速度略有不同。因此，盡管短時(shí)間內(nèi)可以將燈電壓保持在某個(gè)范圍內(nèi)，但經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí) 間，速度差異的影響逐漸積累，并且無(wú)法將燈電壓保持在預(yù)定范圍內(nèi)。 發(fā)明人根據(jù)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了，當(dāng)對(duì)稱矩形波電流部分的頻率或周期數(shù)目增加時(shí)，鹵素 循環(huán)的平衡被破壞，并且熔融的進(jìn)程略微超過(guò)增長(zhǎng)的進(jìn)程。此處，從長(zhǎng)期來(lái)看，當(dāng)突起的熔 融進(jìn)程超過(guò)其增長(zhǎng)的進(jìn)程時(shí)，電極之間的距離增加并且由此燈電壓增加，而當(dāng)增長(zhǎng)突起的 進(jìn)程超過(guò)熔融突起的進(jìn)程時(shí)，電極之間的距離減小并且由此燈電壓減小。另外，已經(jīng)確認(rèn)了 該趨勢(shì)不僅受到燈電流波形的非對(duì)稱性的影響，還受到選取的驅(qū)動(dòng)頻率和周期、在壽命中 進(jìn)程程度等的影響。 更特定地，已經(jīng)證實(shí)了，當(dāng)在時(shí)段Tl、 Ts和T2中通過(guò)同一頻率fl來(lái)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)時(shí)， 電極之間距離變短的趨勢(shì)(長(zhǎng)期增長(zhǎng)的趨勢(shì))在時(shí)段Tl和Ts中比在時(shí)段T2中稍大。換 言之，當(dāng)fl是相對(duì)低的頻率(fL)時(shí)，長(zhǎng)期增長(zhǎng)在時(shí)段T2以及時(shí)段Tl和Ts中漸漸進(jìn)行，同 時(shí)該作用在時(shí)段Tl和Ts中比在時(shí)段T2中稍大。另外，當(dāng)fl是相對(duì)高的頻率(fH)時(shí)，長(zhǎng) 期熔融在時(shí)段T2以及時(shí)段Tl和Ts中漸漸進(jìn)行，同時(shí)該作用在時(shí)段T2中比在時(shí)段Tl和Ts 中稍大。另外，當(dāng)fl是中間頻率(預(yù))時(shí)，長(zhǎng)期增長(zhǎng)在時(shí)段Tl和Ts中略有進(jìn)行，同時(shí)長(zhǎng)期 熔融在時(shí)段T2中略有進(jìn)行。 考慮到上述趨勢(shì)，發(fā)明II通過(guò)檢測(cè)燈參數(shù)(燈電壓、驅(qū)動(dòng)時(shí)間等)來(lái)控制燈電流 波形的正/負(fù)對(duì)稱波形的頻率或周期數(shù)目，并且從而不論選取的驅(qū)動(dòng)頻率或壽命的如何， 都將電極之間的距離長(zhǎng)期保持合適。 概括地，根據(jù)檢測(cè)到的燈參數(shù)，發(fā)明II(A)控制時(shí)段Ts中的頻率，或者(B)控制時(shí) 段Ts中的周期數(shù)目對(duì)時(shí)段T0中的周期總數(shù)目的比率。 此處，"或者"指僅執(zhí)行(A)的情況、僅執(zhí)行(B)的情況，以及同時(shí)執(zhí)行(A)和(B)
二者的情況。 (B)的模式包括(B1)在固定時(shí)段TO的長(zhǎng)度的同時(shí)，改變時(shí)段Ts的長(zhǎng)度(并且同 時(shí)改變時(shí)段Tl和T2的長(zhǎng)度)；(B2)在改變時(shí)段T0的長(zhǎng)度并且固定時(shí)段Tl和T2的長(zhǎng)度的 同時(shí)，改變時(shí)段Ts的長(zhǎng)度；以及(B3)在改變時(shí)段T0的長(zhǎng)度并且固定時(shí)段Ts的長(zhǎng)度的同 時(shí)，改變時(shí)段T1和T2的長(zhǎng)度。
更特定地，包括以下四種模式。 (1)在fl = fL的情況下，當(dāng)燈參數(shù)示出電極之間的距離減小了預(yù)定量或更多時(shí)， (A)將Ts中的頻率增加到相對(duì)高的f2，并且由此在Ts中增加了電極的熔融趨勢(shì)，以恢復(fù)電 極之間的距離。 (2)在fl = fH的情況下，當(dāng)燈參數(shù)示出電極之間的距離增加了預(yù)定量或更多時(shí)， (A)將Ts中的頻率減小到相對(duì)低的f0，并且由此在Ts中增加了電極的增長(zhǎng)趨勢(shì)，以恢復(fù)電 極之間的距離。 (3)在fl =預(yù)的情況下，當(dāng)燈參數(shù)示出電極之間的距離減小了預(yù)定量或更多時(shí)， (A)將Ts中的頻率增加到相對(duì)高的f2，并且由此在Ts中增加了電極的熔融趨勢(shì)，或者(B) 增加了時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)TO中的周期總數(shù)目的比率，并且由此在TO中在總體上增加 了電極的熔融趨勢(shì)，以恢復(fù)電極之間的距離。 (4)在fl =預(yù)的情況下，當(dāng)燈參數(shù)示出電極之間的距離增加了預(yù)定量或更多時(shí)， (A)將Ts中的頻率減小到相對(duì)低的fO，并且由此在Ts中增加了電極的增長(zhǎng)趨勢(shì)，或者(B) 降低時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)TO中的周期總數(shù)的比率，并且由此在TO中總體上增加了電極 的增長(zhǎng)趨勢(shì)，以恢復(fù)電極之間的距離。 在以下呈現(xiàn)的示例中，將通過(guò)特別地假定上述的情況(1)和(3)來(lái)給出描述。這基 于以下原因。情況(1)和(3)是其中假定驅(qū)動(dòng)頻率是通常使用的大約50到400Hz的情形， 而情況(2)是只要有意使用高于通常使用的頻率的頻率fH，就不太可能發(fā)生的情形。另外， 當(dāng)在情況(2)和(4)中時(shí)，電極之間的距離的增加不是大的問(wèn)題(可以通過(guò)降低燈電流等 來(lái)恢復(fù)電極之間的距離)。無(wú)需說(shuō)明與以下示例相同的想法還可以應(yīng)用于情況(2)和(4)。
順帶地，"時(shí)段的數(shù)目"和"周期的數(shù)目"在以下描述中是同義詞。
示例。 圖9是示出發(fā)明II的第一示例的電路圖。圖9與圖28的不同之處在于，將模式 控制電路700附加到橋控制電路75。在模式控制電路700中，將點(diǎn)A連接到燈電壓檢測(cè)電 路(電阻器71和72)，并且輸入燈電壓。模式控制電路700基于檢測(cè)到的燈電壓來(lái)確定作 為輸出參數(shù)的占空比，將確定的占空比輸入到橋控制電路75，并且由此根據(jù)該占空比來(lái)執(zhí) 行橋電路30上的切換操作。 此處，模式控制電路可以根據(jù)燈電壓來(lái)從兩個(gè)驅(qū)動(dòng)模式中選取一個(gè)。驅(qū)動(dòng)模 式的一個(gè)是普通模式，其中，例如，如圖8(a)中所示，在時(shí)段T1中，以100Hz的fl重復(fù) 70% : 30%的正電流持續(xù)時(shí)間/負(fù)電流持續(xù)時(shí)間達(dá)10個(gè)周期(在時(shí)段T2中，以100Hz的 f3在10個(gè)周期中重復(fù)30X : 70%的正電流持續(xù)時(shí)間/負(fù)電流持續(xù)時(shí)間)；以及在周期Ts 中，以100Hz的f2重復(fù)50% : 50%的正電流持續(xù)時(shí)間/負(fù)電流持續(xù)時(shí)間達(dá)10個(gè)周期。其 他驅(qū)動(dòng)模式是VL減小對(duì)策模式，其中，例如，如圖8(b)中所示，在時(shí)段Ts中，以200Hz的f2 重復(fù)50% ;50%的正電流持續(xù)時(shí)間/負(fù)電流持續(xù)時(shí)間達(dá)20個(gè)周期。如上所述，與普通驅(qū)動(dòng) 模式相比，在VL減小對(duì)策模式中，對(duì)稱矩形波電流的頻率更高并且時(shí)段數(shù)目更大。因此，在 普通驅(qū)動(dòng)模式中，突起的增長(zhǎng)趨勢(shì)略大于其熔融趨勢(shì)，而在VL減小對(duì)策模式中，突起的熔 融趨勢(shì)略大于其增長(zhǎng)趨勢(shì)。 在選取驅(qū)動(dòng)模式中，執(zhí)行以下控制。首先(在假定開(kāi)始時(shí)的燈電壓是V1或更高的 情況下)，通過(guò)普通模式來(lái)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)。當(dāng)燈電壓已經(jīng)達(dá)到下限值V1時(shí)，通過(guò)VL減小對(duì)策模式來(lái)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)以增加燈電壓。當(dāng)燈電壓已經(jīng)達(dá)到上限值V2(V1 < V2)時(shí)，通過(guò)普通模式來(lái) 執(zhí)行驅(qū)動(dòng)以降低燈電壓。 應(yīng)當(dāng)注意，盡管在上述示例中，以該順序時(shí)段TO將配置有一個(gè)時(shí)段Tl、一個(gè)時(shí)段 Ts和一個(gè)時(shí)段T2，但是可以適當(dāng)?shù)剡x取時(shí)段TO中的時(shí)段的順序、每個(gè)時(shí)段的次數(shù)等。
圖10是解釋上述控制的流程圖。 在圖10中，當(dāng)接通高壓放電燈鎮(zhèn)流器時(shí)，在步驟S200中執(zhí)行點(diǎn)火/啟動(dòng)控制，并 且然后開(kāi)始對(duì)燈50的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)。從鎮(zhèn)流器的接通到穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的幾分鐘內(nèi)執(zhí)行的點(diǎn)火/啟 動(dòng)控制可以采用一般控制。由于這樣的控制不是本發(fā)明的關(guān)鍵，所以省略其描述。
在步驟S210中，執(zhí)行通過(guò)普通模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，普通模式是默認(rèn)的設(shè)置?？梢愿鶕?jù) 燈來(lái)最佳地設(shè)置普通模式中的頻率和時(shí)段數(shù)目。 模式控制電路700使得橋控制電路75以最佳設(shè)置的頻率和時(shí)段數(shù)目來(lái)提供輸出，
直至燈電壓達(dá)到下限值V1。此處，例如，頻率和周期數(shù)目的值分別被設(shè)置為100Hz和10個(gè)
周期。下限值VI可以是在大約55V到65V之間的任何值。 當(dāng)在步驟S220中燈電壓達(dá)到下限值VI時(shí)，該步驟前進(jìn)到步驟S230。 模式控制電路700將驅(qū)動(dòng)模式切換到VL減小對(duì)策模式，并且使得橋控制電路75
以用于熔融突起的頻率和時(shí)段數(shù)目來(lái)提供輸出，直至燈電壓達(dá)到上限值V2。此處，例如，頻
率和時(shí)段數(shù)目的值分別被設(shè)置為200Hz和20個(gè)周期。通過(guò)將定調(diào)(constant-pace)矩形
波電流的頻率和周期數(shù)目從100Hz和10個(gè)周期分別改變?yōu)?00Hz和20個(gè)周期，燈電壓增
加。上限值V2可以是在大約65V到75V之間的任何值。 當(dāng)在步驟S240中燈電壓達(dá)到上限值V2時(shí)，該步驟返回到步驟S210，并且模式控 制電路700將驅(qū)動(dòng)模式從熔融模式切換到增長(zhǎng)模式。此后，在驅(qū)動(dòng)期間重復(fù)步驟S210到 S240。 通過(guò)如上所述的有效控制對(duì)稱矩形波電流部分中的燈電壓，可以將燈電壓長(zhǎng)期基 本上保持不變，并且可以可靠地保證燈功率。另外，由于僅通過(guò)改變頻率或時(shí)段數(shù)目來(lái)切換 模式，所以用戶不會(huì)視覺(jué)地識(shí)別到模式切換。另外，由于上述的控制具有諸如幾乎不影響驅(qū) 動(dòng)頻率(即，可能吸收這樣的影響)的配置，所以設(shè)置驅(qū)動(dòng)頻率的自由度增加。因此，易于 將該控制應(yīng)用于甚至其中其他條件將限制強(qiáng)加于對(duì)驅(qū)動(dòng)頻率的情況。 在本發(fā)明中，即使當(dāng)燈電壓具有減小趨勢(shì)時(shí)(S卩，電極之間的距離處于減小趨 勢(shì))，電壓減小的速度(即，電極之間距離減小的速度)也明顯比其中兩個(gè)電極同時(shí)增長(zhǎng)的 傳統(tǒng)示例中的電壓減小的速度(即，電極之間的距離減小的速度)慢。特定地，電極之間 距離減小的速度在傳統(tǒng)示例中是2xG，而在本發(fā)明中是(G-M)，其中，G表示突起生增長(zhǎng)的速 度，并且M表示突起熔融的速度。所以，由于(G-M) << 2G，因此在本發(fā)明中控制電極之間 的距離狀態(tài)的改變明顯比在傳統(tǒng)示例中簡(jiǎn)單。 通過(guò)該配置，通過(guò)增加用于檢測(cè)燈電壓的采樣時(shí)段，可以提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。另外， 由于突起的狀態(tài)的改變高度遵循鎮(zhèn)流器的控制，所以在減小電極之間的距離中不會(huì)發(fā)生過(guò) 沖狀態(tài)。因此，可以適當(dāng)?shù)夭⑶铱煽康胤乐雇黄疬^(guò)度增長(zhǎng)的不利影響。
設(shè)計(jì)示例。 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，證明了可以通過(guò)如下設(shè)計(jì)高壓放電鎮(zhèn)流器來(lái)以優(yōu)選的方式控制突 起的增長(zhǎng)和熔融。此處，所使用燈的額定功率是200W。
將普通模式中的對(duì)稱矩形波電流部分(Ts)中的頻率和周期數(shù)目分別設(shè)置為 100Hz和5個(gè)周期，而將VL減小對(duì)策模式中的對(duì)稱矩形波電流部分(Ts)中的頻率和周期數(shù) 目分別設(shè)置為200Hz和20個(gè)周期。另外，將普通模式中的下限值V1和VL減小對(duì)策模式中 的上限值V2分別設(shè)置為62V和68V。 應(yīng)當(dāng)注意，以上呈現(xiàn)了用于闡明設(shè)計(jì)概要的代表性的優(yōu)先設(shè)計(jì)示例，并且因此本 發(fā)明不限于上述數(shù)值。可以根據(jù)所使用的燈來(lái)設(shè)置適當(dāng)?shù)臄?shù)值。 另夕卜，已經(jīng)描述了檢測(cè)燈電壓作為燈參數(shù)的示例。然而，驅(qū)動(dòng)時(shí)間可以被用作用于 以適當(dāng)?shù)拈g隔在普通模式和VL減小對(duì)策模式之間進(jìn)行切換的燈參數(shù)。順帶地，該情況中的 檢測(cè)電路是計(jì)時(shí)器(未示出)。該示例是在可以一定程度地估計(jì)突起的增長(zhǎng)和熔融狀態(tài)的 改變的燈(例如，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明針對(duì)其的這樣的估計(jì)的燈)中有效的技術(shù)。另外，由于不 需要檢測(cè)燈輸出，所以該示例具有不可能故障的優(yōu)點(diǎn)。 另外，燈參數(shù)可以是燈功率或燈電流。特定地，通過(guò)檢測(cè)燈功率在恒定燈電流控制 時(shí)已經(jīng)減小到預(yù)定值或更低，或者通過(guò)檢測(cè)燈電流在恒定燈電流控制時(shí)已經(jīng)增加到預(yù)定值 或更高，可以將驅(qū)動(dòng)從普通模式改變?yōu)閂L減小對(duì)策模式。當(dāng)然，在這些情況下，燈電壓是間 接檢測(cè)到的。《發(fā)明III.基于燈參數(shù)的燈電流波形控制》 如發(fā)明II中還描述的，在假定發(fā)明I中以相同的速度來(lái)進(jìn)行突起的熔融和增長(zhǎng)的 情況下，描述了本發(fā)明的基本原理。然而，在實(shí)踐中，難以以完全相同的速度來(lái)進(jìn)行熔融和 增長(zhǎng)進(jìn)程，并且因此熔融和增長(zhǎng)的速度略有不同。因此，盡管在短時(shí)間內(nèi)可以將燈電壓保持 在一定范圍內(nèi)，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，速度差異的影響逐漸積累，并且無(wú)法將燈電壓保持在預(yù)定范 圍內(nèi)。 如發(fā)明II中還描述的，發(fā)明人從實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)確認(rèn)，當(dāng)增加燈電流波形的正負(fù)非對(duì) 稱性時(shí)(例如，當(dāng)增加正負(fù)持續(xù)時(shí)間差時(shí))，熔融的進(jìn)程略超過(guò)增長(zhǎng)的進(jìn)程，而當(dāng)減小非對(duì) 稱性時(shí)(例如，減小正負(fù)持續(xù)時(shí)間差時(shí))，增長(zhǎng)的進(jìn)程略超過(guò)熔融的進(jìn)程。此處，從長(zhǎng)期來(lái) 看，當(dāng)突起的熔融的進(jìn)程超過(guò)其增長(zhǎng)的進(jìn)程時(shí)，電極之間的距離增加，并且由此燈電壓增 加；而如果突起的增長(zhǎng)的進(jìn)程超過(guò)起熔融的進(jìn)程，則電極之間的距離減小，并且由此燈電壓 減小。還確認(rèn)了，該趨勢(shì)不僅受燈電流波形的不對(duì)稱性的影響，還受選取的驅(qū)動(dòng)頻率和壽命 中的進(jìn)程程度的影響。 考慮到上述趨勢(shì)，發(fā)明III通過(guò)檢測(cè)燈參數(shù)(燈電壓、驅(qū)動(dòng)時(shí)間等)來(lái)控制燈電流 波形的不對(duì)稱性，并且從而不論選取的驅(qū)動(dòng)頻率或壽命如何，都將電極之間的距離長(zhǎng)期保 持為適當(dāng)?shù)摹?特定地，根據(jù)檢測(cè)到的燈參數(shù)來(lái)控制A Itl和A It2中的至少一個(gè)，其中，A Itl表 示時(shí)段T1中的正電流和負(fù)電流之間的電流時(shí)間乘積的差，并且Alt2表示時(shí)段T2中的正
電流和負(fù)電流之間的電流時(shí)間乘積的差。
示例。 示出發(fā)明III的示例的電路圖與上述圖9的相同。因此，該電路圖與圖28的不同 之處在于，將模式控制電路700附加到橋控制電路75。在模式控制電路700中，將點(diǎn)A連接 到燈電壓檢測(cè)電路(電阻器71和72)，并且輸入燈電壓。模式控制電路700基于檢測(cè)到的 燈電壓來(lái)確定作為輸出參數(shù)的占空比，將確定的占空比輸入到橋控制電路75，并且由此根
20據(jù)該占空比來(lái)執(zhí)行橋電路30上的切換操作。 此處，模式控制電路可以根據(jù)燈電壓來(lái)從兩個(gè)驅(qū)動(dòng)模式中選取一個(gè)。驅(qū)動(dòng)模式的 一個(gè)是普通模式，其中，例如，如圖11中所示，在時(shí)段T1中，將正電流持續(xù)時(shí)間/負(fù)電流持 續(xù)時(shí)間設(shè)置為60% : 40% (在時(shí)段T2中為40X : 60%)。另一驅(qū)動(dòng)模式是VL減小對(duì)策 模式，其中，例如，如圖12中所示，在時(shí)段T1中將正電流持續(xù)時(shí)間/負(fù)電流持續(xù)時(shí)間設(shè)置為 80% : 20% (在時(shí)段T2中為20X : 80%)。如上所述，VL減小對(duì)策模式中的不對(duì)稱性大 于普通驅(qū)動(dòng)模式中的不對(duì)稱性。因此，在普通驅(qū)動(dòng)模式中，突起的增長(zhǎng)趨勢(shì)略大于熔融趨 勢(shì)，而在VL減小對(duì)策模式中，突起的熔融趨勢(shì)略大于其增長(zhǎng)趨勢(shì)。 在選取驅(qū)動(dòng)模式中，執(zhí)行以下控制。首先(在假定開(kāi)始時(shí)的燈電壓是V1或更高的 情況下)，通過(guò)普通模式來(lái)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)。當(dāng)燈電壓已經(jīng)達(dá)到下限值V1時(shí)，通過(guò)VL減小對(duì)策模 式來(lái)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)以增加燈電壓。當(dāng)燈電壓已經(jīng)達(dá)到上限值V2(V1 < V2)時(shí)，通過(guò)普通模式來(lái) 執(zhí)行驅(qū)動(dòng)以減小燈電壓。 圖13是解釋上述控制的流程圖。圖14是與圖13中的流程圖相對(duì)應(yīng)的時(shí)序圖。
在圖13中，當(dāng)接通高壓放電燈鎮(zhèn)流器時(shí)，在步驟S200中執(zhí)行點(diǎn)火/啟動(dòng)控制，并 且然后開(kāi)始燈50的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)(與圖14中的t。相對(duì)應(yīng))。在從鎮(zhèn)流器的接通到穩(wěn)定驅(qū)動(dòng) 的幾分鐘內(nèi)所執(zhí)行的點(diǎn)火/啟動(dòng)控制可以采用一般控制。由于這樣的控制不是本發(fā)明的關(guān) 鍵，所以省略其描述。 在步驟S210中，執(zhí)行通過(guò)普通模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，普通模式是默認(rèn)設(shè)置。可以根據(jù)燈 來(lái)最佳地設(shè)置普通模式中的占空比。 模式控制電路700使得橋控制電路75以最佳設(shè)置的占空比Ds來(lái)提供輸出，直至 燈電壓達(dá)到下限值V1。此處，例如，將占空比的值設(shè)置為60% : 40%。下限值V1可以是在 大約55V至65V之間的任何值。 當(dāng)在步驟S220中燈電壓達(dá)到下限值VI時(shí)，該步驟前進(jìn)到步驟S230。 模式控制電路700將驅(qū)動(dòng)模式切換到VL減小對(duì)策模式，并且使得橋控制電路75
以用于熔融突起的持續(xù)時(shí)間Dm來(lái)提供輸出，直至燈電壓達(dá)到上限值V2(與圖14中的、相
對(duì)應(yīng))。此處，例如，將占空比的值設(shè)置為80% :20%。通過(guò)將占空比從60% : 40% (Ds)
改變?yōu)?0% : 20% (Dm)，燈電壓增加，80X : 20%是具有更加偏置的正/負(fù)電流占空比的
矩形波調(diào)制的電流。上限值V2可以是在大約65V到75V之間的任何值。 當(dāng)在步驟S240中燈電壓達(dá)到上限值V2時(shí)，步驟返回到步驟S210，并且模式控制電
路700將驅(qū)動(dòng)模式從熔融模式切換到增長(zhǎng)模式(與圖14中的t2相對(duì)應(yīng))。此后，在驅(qū)動(dòng)期
間重復(fù)步驟S210到S240。 通過(guò)如上所示的有效控制矩形波調(diào)制的電流中的燈電壓，可以將燈電壓長(zhǎng)期基本 上保持不變，并且可以可靠地保證燈功率。另外，由于僅通過(guò)改變持續(xù)時(shí)間來(lái)切換模式，所 以用戶不會(huì)視覺(jué)地識(shí)別模式切換。另外，上述的控制具有諸如幾乎不影響驅(qū)動(dòng)頻率(即，可 能吸收這樣的影響)的配置，設(shè)置驅(qū)動(dòng)頻率的自由度增加。因此，易于將該控制應(yīng)用于甚至 其中由其他條件將限制強(qiáng)加于驅(qū)動(dòng)頻率的情況。 在本發(fā)明中，即使當(dāng)燈電壓具有減小趨勢(shì)時(shí)(S卩，電極之間的距離處于減小趨 勢(shì))，電壓減小的速度(即，電極之間的距離減小的速度)也明顯比其中兩個(gè)電極同時(shí)增長(zhǎng) 的傳統(tǒng)示例中的電壓減小的速度(即，電極之間的距離減小的速度)慢。特定地，電極之間的距離減小的速度在本發(fā)明中是(G-M)，而在傳統(tǒng)示例中是2xG，其中，G表示突起增長(zhǎng)的速 度，并且M表示突起熔融的速度。所以，由于(G-M) << 2G，因此在本發(fā)明中控制電極之間 的距離狀態(tài)的改變明顯比在傳統(tǒng)示例中簡(jiǎn)單。 通過(guò)該配置，通過(guò)增加用于檢測(cè)燈電壓的采樣時(shí)段，可以提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。另外， 由于突起的狀態(tài)的改變高度遵循鎮(zhèn)流器的控制，所以在減小電極之間的距離中不會(huì)發(fā)生過(guò) 沖狀態(tài)。因此，可以適當(dāng)?shù)夭⑶铱煽康胤乐雇黄疬^(guò)度增長(zhǎng)的不利影響。
設(shè)計(jì)示例。 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，證明了可以通過(guò)如下設(shè)計(jì)高壓放電鎮(zhèn)流器來(lái)以優(yōu)選的方式控制突 起的增長(zhǎng)和熔融。此處，所使用燈的額定功率是200W。 將普通模式中的占空比Ds設(shè)置為60X : 40X，而將VL減小對(duì)策模式中的占空比 Dm設(shè)置為80X: 20%。另外，將普通模式中的下限值VI和VL減小對(duì)策模式中的上限值 V2分別設(shè)置為57V和70V。 應(yīng)當(dāng)注意，以上呈現(xiàn)了用于闡明設(shè)計(jì)概要的代表性的優(yōu)選設(shè)計(jì)示例，并且因此本 發(fā)明不限于上述數(shù)值?？梢愿鶕?jù)要使用的燈來(lái)設(shè)置適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
替選示例。 上述示例具有在各個(gè)時(shí)段Tl和T2中控制A Itl和A It2的配置。然而，也可以 采用這樣的配置，即，在時(shí)段T1中僅控制Altl，或者在時(shí)段T2中僅控制Alt2。應(yīng)當(dāng)注 意，本發(fā)明還可以應(yīng)用于以下情況，在該情況中根據(jù)兩個(gè)電極的結(jié)構(gòu)、燈泡的結(jié)構(gòu)和照明器 件的結(jié)構(gòu)、或者其布置的不對(duì)稱性、尤其是根據(jù)兩個(gè)電極之間的溫差，時(shí)段T1中的整個(gè)電 流波形和時(shí)段T2中的整個(gè)電流波形均正/負(fù)不對(duì)稱(例如，在普通模式中，時(shí)段Tl中的正 負(fù)占空比是55 : 45，而在時(shí)段T2中是35 : 65等)。 另外，模式的每一個(gè)中的矩形波調(diào)制的電流可以是通過(guò)適當(dāng)?shù)睾喜D1、3、4和5 中的波形所形成的復(fù)合電流。 順帶地，在圖3中，可以在時(shí)段T1和T2中執(zhí)行與上述示例中的相同的控制。替選 地，可以在不改變時(shí)段Tl和T2中的占空比的情況下，控制時(shí)段Ts (該時(shí)段Ts是每個(gè)具有 50%的持續(xù)時(shí)間的時(shí)段)對(duì)整個(gè)時(shí)段的比率。特定地，可以在比率上將VL減小對(duì)策模式中 的時(shí)段T3設(shè)置得低于普通模式中的時(shí)段T3，并且可以將VL減小對(duì)策模式中的不對(duì)稱性設(shè) 置得高于普通模式中的不對(duì)稱性。 例如，在圖4中，可以將VL減小對(duì)策模式中的最大持續(xù)時(shí)間設(shè)置得大于普通模式 中的最大持續(xù)時(shí)間。 另外，在圖5中，可以將VL減小對(duì)策模式中的燈電流上限值設(shè)置得大于普通模式 中的燈電流上限值(換言之，可以將VL減小對(duì)策模式中的燈電流下限值設(shè)置得小于普通模 式中的燈電流下限值)。此處，對(duì)于在VL減小對(duì)策模式中的燈電流下限值，有必要保證這樣 的電流值為不影響放電的維持。 另外，已經(jīng)描述了檢測(cè)燈電壓作為燈參數(shù)的示例。然而，驅(qū)動(dòng)時(shí)間可以被用作用于 以適當(dāng)?shù)拈g隔在普通模式和VL減小對(duì)策模式之間進(jìn)行切換的燈參數(shù)。順帶地，該情況中的 檢測(cè)電路是計(jì)時(shí)器(未示出)。該示例是在可以一定程度地估計(jì)突起的增長(zhǎng)和熔融狀態(tài)的 改變的燈(例如，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明針對(duì)其的這樣的估計(jì)的燈)中有效的技術(shù)。另外，由于不 需要檢測(cè)燈輸出，所以該示例具有不可能故障的優(yōu)點(diǎn)。
呈現(xiàn)上述示例作為本發(fā)明的最優(yōu)選的示例。關(guān)于該方面，提供以下注釋。
(1)呈現(xiàn)為DC輸出單元的降壓斬波電路20可以是另外的公知電路類型(例如，反 激式等)。類似地，呈現(xiàn)為AC轉(zhuǎn)換單元的全橋電路30也可以是另外的公知電路類型(例 如，推挽式等)。 (2)上述示例中的矩形波調(diào)制的電流可以是通過(guò)適當(dāng)?shù)睾喜D1、3、4和5中的波 形所形成的復(fù)合電流。特定地，矩形波調(diào)制的電流可以是任何形式，只要可以控制該調(diào)制的 波形的不對(duì)稱性(偏置)，使得可以周期性地偏置正電流的有效值和負(fù)電流的電流時(shí)間乘 積。
(3)上述矩形波調(diào)制的電流的不對(duì)稱性(偏置)受電流時(shí)間乘積的差的控制，但是
可以受電流平方的時(shí)間的差的控制?！栋l(fā)明IV.啟動(dòng)時(shí)的控制》 如果僅考慮穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)時(shí)間，則發(fā)明I到III的設(shè)計(jì)就足夠了。然而，按照還提到的
目標(biāo)，期望在啟動(dòng)時(shí)段內(nèi)分立地提供控制。發(fā)明人從實(shí)驗(yàn)中已知，如果在啟動(dòng)時(shí)段中還應(yīng)用
用于穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的上述電流波形的任何一個(gè)，則兩個(gè)電極處的突起將熔融。 即使突起在啟動(dòng)時(shí)段中熔融，但是通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間地執(zhí)行驅(qū)動(dòng)，突起在穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)期間
可以再次增長(zhǎng)。然而，一些用戶可能在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)接通/關(guān)斷。在這樣的情況下，假定啟
動(dòng)時(shí)段對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)間的比率增加，突起損耗，并且從而燈的壽命變得更短。作為針對(duì)此的
對(duì)策，在啟動(dòng)時(shí)段中，將以下的示例應(yīng)用于造成突起的小程度損耗的燈電流波形。 示例1 。 圖15是示出發(fā)明IV的示例的電路圖。圖15與圖28的不同之處在于，進(jìn)一步包 括檢測(cè)單元15和切換單元16。盡管為了便于解釋而將這些單元描述為分立的單元，但是這 些單元被集成在一般的P麗控制電路74等中。 檢測(cè)單元15是用于檢測(cè)用于驅(qū)動(dòng)燈的燈參數(shù)的單元。燈參數(shù)包括以下的至少一
個(gè)從燈驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的時(shí)間以來(lái)所度過(guò)的時(shí)間、燈電壓值、燈電壓關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)、燈功率等。
此處，如以下將描述的，可以采用公知的方法用于檢測(cè)這些的每一個(gè)的具體方法。 切換單元16是用于根據(jù)來(lái)自檢測(cè)單元15的輸入來(lái)切換橋控制電路75的操作狀
態(tài)的單元，即，從高壓放電燈鎮(zhèn)流器到燈50的輸出狀態(tài)、從第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出
狀態(tài)。特定地，概略地，切換單元16在啟動(dòng)時(shí)段中保持第一輸出狀態(tài)，而在穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)期間保
持第二輸出狀態(tài)，如圖16中所示。 此處，需要在啟動(dòng)時(shí)段中應(yīng)用造成小程度的突起損耗的燈電流波形。因此，僅需要 在第一輸出狀態(tài)而不在第二輸出狀態(tài)中減小正/負(fù)燈電流的不對(duì)稱性(換言之，減小偏置 的程度)。 特定地，例如，關(guān)于發(fā)明I的示例I到3，需要將正和負(fù)燈電流之間的持續(xù)時(shí)間差設(shè) 置得在第一輸出狀態(tài)中比在第二輸出狀態(tài)中更小。 另外，關(guān)于發(fā)明I的示例4，需要將正和負(fù)燈電流之間的峰值差設(shè)置得在第一輸出 狀態(tài)中比在第二輸出狀態(tài)中更小。 另外，關(guān)于發(fā)明II，需要將時(shí)段TO中的周期數(shù)目對(duì)對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期數(shù)目 的比率設(shè)置得在第一輸出狀態(tài)中比在第二輸出狀態(tài)中更大。 在第一輸出狀態(tài)中，燈電流可以具有正/負(fù)對(duì)稱波形，其中每個(gè)的持續(xù)時(shí)間為
2350% (正和負(fù)電流之間的持續(xù)時(shí)間差=0)。 替選地，如果配置燈使得突起不會(huì)被嚴(yán)重?fù)p耗，則在第一輸出狀態(tài)中也可以采用 在降低不對(duì)稱性的程度(降低偏置程度)的同時(shí)不對(duì)稱的燈電流。例如，在第一輸出狀態(tài) 中可以采用其中正/負(fù)燈電流的持續(xù)時(shí)間被設(shè)置為60/40% (正和負(fù)電流之間的持續(xù)時(shí)間 差=60-40 = 20)的波形，而在第二輸出狀態(tài)中可以采用正/負(fù)燈電流的持續(xù)時(shí)間被設(shè)置 為70/30% (正和負(fù)電流之間的持續(xù)時(shí)間差=70-30 = 40)的波形。 發(fā)明人從實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)了，通過(guò)將第一輸出狀態(tài)中的正和負(fù)持續(xù)時(shí)間的每一個(gè)都設(shè) 置為50%，并且將第一輸出狀態(tài)中的輸出頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)設(shè)置為從50Hz到lkHz中選取 的任何值，可以防止在啟動(dòng)時(shí)段中的突起的熔融。 所以，不僅持續(xù)時(shí)間，而且驅(qū)動(dòng)頻率也可以在第一輸出狀態(tài)和第二輸出狀態(tài)之間 進(jìn)行切換。 檢測(cè)單元15和切換單元16進(jìn)行的切換操作如下。 例如，當(dāng)從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始所度過(guò)的時(shí)間被用作燈參數(shù)時(shí)，檢測(cè)單元15僅需要是計(jì)時(shí) 器。切換單元16僅需要將來(lái)自橋電路30的輸出維持在第一輸出狀態(tài)中，直至度過(guò)的時(shí)間達(dá) 到預(yù)定值tl，并且當(dāng)度過(guò)的時(shí)間達(dá)到預(yù)定值tl時(shí)，從第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出狀態(tài)。 此處，盡管tl還取決于燈的類型，但是tl可以是大約10分鐘到20分鐘內(nèi)的任何值。
當(dāng)燈電壓值被用作燈參數(shù)時(shí)，檢測(cè)單元15僅需要是連接到降壓斬波電路20的輸 出端(以使用電阻器71和72)的分壓器電路。切換單元16僅需要將來(lái)自橋電路30的輸出 維持在第一輸出狀態(tài)中，直至燈電壓達(dá)到預(yù)定值V1，并且當(dāng)燈電壓已經(jīng)達(dá)到預(yù)定值V1時(shí)， 從第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出狀態(tài)。 當(dāng)燈電壓關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)被用作燈參數(shù)時(shí)，除了上述的分壓器電路之外，檢測(cè)單 元15僅還需要包括用于檢測(cè)導(dǎo)數(shù)的單元。切換單元16僅需要將來(lái)自橋電路30的輸出維 持在第一輸出狀態(tài)中，直至燈電壓導(dǎo)數(shù)減小到預(yù)定值dVl/dt，并且當(dāng)燈電壓導(dǎo)數(shù)已經(jīng)減小 到預(yù)定值dVl/dt時(shí)，從第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出狀態(tài)。 替選地，可以合并使用度過(guò)的時(shí)間、燈電壓值和燈電壓導(dǎo)數(shù)的檢測(cè)來(lái)獲得檢測(cè)結(jié) 果的邏輯加或者邏輯乘。 另外，可以同時(shí)執(zhí)行從用于啟動(dòng)時(shí)段(低燈電壓時(shí)段)的恒定電流控制到用于穩(wěn) 定驅(qū)動(dòng)的恒定功率控制的切換以及從第一輸出狀態(tài)到第二輸出狀態(tài)的切換。這可以在P麗 控制電路74等方面簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 此處，如果在第二輸出狀態(tài)中使用根據(jù)示例4的控制，則應(yīng)當(dāng)將切換單元16連接 到P麗控制電路74，或者連接到橋控制電路75和P麗控制電路74。本發(fā)明不限于這樣的 各種控制的組合和單元/電路連接。 通過(guò)上述配置，在其中從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始到驅(qū)動(dòng)結(jié)束都使用燈的整個(gè)時(shí)段中，可以在電 極處的突起被控制成處于適當(dāng)狀態(tài)的同時(shí)執(zhí)行燈驅(qū)動(dòng)。由此，可以防止閃爍，并且可以適當(dāng) 地維持燈電壓。 圖6A是示出與根據(jù)本發(fā)明的示例1相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。該流程圖示出了 在執(zhí)行點(diǎn)火操作以開(kāi)始燈放電之后、當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)所執(zhí)行的操作。
在步驟S100，執(zhí)行穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的初始操作。在完成該步驟時(shí)，假定電極前端處于圖2 中的狀態(tài)(d)。
在步驟SI 10中，供應(yīng)非對(duì)稱電流，使得在電極A處的突起將熔融，而電極B處的突 起將增長(zhǎng)(時(shí)段T1)。特定地，形成電流波形，使得正電流>負(fù)電流。 在步驟S120中，供應(yīng)非對(duì)稱電流，使得電極A處的突起將增長(zhǎng)，而電極B處的突起 將熔融(時(shí)段T2)。特定地，形成電流波形，使得正電流<負(fù)電流。 注意，此處的非對(duì)稱電流的每一個(gè)都與圖1、圖3和圖5中的電流波形的任何一個(gè) 相對(duì)應(yīng)。關(guān)于圖4中的電流波形，其中正電流大于負(fù)電流的時(shí)段與步驟S110相對(duì)應(yīng)，而其 中正電流小于負(fù)電流的時(shí)段與步驟S120相對(duì)應(yīng)。 然后，在周期T0中重復(fù)步驟S110和S120。此處，在一個(gè)循環(huán)中，將正電流的積分 值的總和以及負(fù)電流的積分值的總和設(shè)置為相等。 替選地，如圖6B中所示，可以在步驟S110和S120之后分別插入供應(yīng)對(duì)稱矩形波 電流(即正電流=負(fù)電流)的步驟S115和S125，以便于與圖3中的電流波形(時(shí)段T3)相 對(duì)應(yīng)。然后，在周期TO中重復(fù)步驟S110和S120。在該情況下，在一個(gè)循環(huán)中，也將正電流 的積分值的總和以及負(fù)電流的積分值的總和設(shè)置為相等。 上述方法使得電極對(duì)的突起能夠并行地交替增長(zhǎng)/熔融。因此，能夠解決由于突 起的過(guò)度增長(zhǎng)而導(dǎo)致的照度不足等問(wèn)題，同時(shí)防止閃爍。 圖17是示出與示例5相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。換言之，該流程圖是可以包括 在圖6A和圖16B的步驟SIOO中的部分。 當(dāng)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)，在步驟S102中維持用于啟動(dòng)時(shí)段的第一輸出狀態(tài)。例如，應(yīng)用具 有正/負(fù)對(duì)稱波形的燈電流，其中正持續(xù)時(shí)間/負(fù)持續(xù)時(shí)間為50% /50% ，并且頻率為50Hz 至lj lkHz。 在步驟S104中，執(zhí)行對(duì)上述燈參數(shù)的任何一個(gè)的檢測(cè)和判斷。如果在步驟S104 中為是，即，如果燈參數(shù)滿足預(yù)定條件，則該步驟前進(jìn)到步驟S106。如果否，則該步驟返回到 步驟S102，并且維持第一輸出狀態(tài)。 在步驟S106中，將第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出狀態(tài)。在第二輸出狀態(tài)中，可以 將示例1到4中的任何一個(gè)中示出的電流波形應(yīng)用于燈。 通過(guò)上述配置，其中將適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)方法應(yīng)用于啟動(dòng)時(shí)段和穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)中的每一個(gè)， 能夠解決由于突起的過(guò)度增長(zhǎng)而導(dǎo)致的照度不足等問(wèn)題，同時(shí)在從燈的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始到驅(qū)動(dòng)結(jié) 束的整個(gè)使用時(shí)段期間防止閃爍。 呈現(xiàn)上述示例呈現(xiàn)作為本發(fā)明的最優(yōu)選的示例。關(guān)于該方面，提供以下注釋。
(1)呈現(xiàn)為DC輸出單元的降壓斬波電路20可以是另外的公知電路類型(例如，反 激式等)。類似地，呈現(xiàn)為AC轉(zhuǎn)換單元的全橋電路30也可以是另外的公知電路類型(例 如，推挽式等)。 (2)上述示例中的非對(duì)稱矩形波電流的每一個(gè)都可以是通過(guò)適當(dāng)?shù)睾喜D1、3、4
和5中的波形所形成的復(fù)合電流。《發(fā)明V.在使用反射器的情況中的控制》 在發(fā)明I-IV中，在假定當(dāng)通過(guò)普通矩形波執(zhí)行驅(qū)動(dòng)時(shí)(即，當(dāng)相同的電效應(yīng)被施 加到兩個(gè)電極時(shí))，兩個(gè)電極的溫度變得相同的情況下，描述了操作和效果。
根據(jù)發(fā)明V，將描述以下情況。在該情況下，在實(shí)踐中將燈附連到反射器，或者將 副反射器進(jìn)一步附連到該燈。因此，即使將相同的電效應(yīng)施加到電極A和B，電極A和B之間也會(huì)出現(xiàn)溫差。在以下描述中，將電極A附連到反射器的頸部側(cè)，而將電極B附連到開(kāi)口
側(cè)，并且不包括副反射器(在0131段中將描述包括副反射器的情況)。 此處，如果將正/負(fù)對(duì)稱波形施加到(將相同的電學(xué)效應(yīng)施加到)電極A和B，則
電極A的平均溫度變得高于電極B的平均溫度。類似地，當(dāng)在周期TO中正電流和負(fù)電流的
總量(總電流時(shí)間乘積)變得與發(fā)明I相等時(shí)，電極A的平均溫度變得高于電極B的平均
溫度。因此，電極A處的突起比電極B處的突起更易于熔融。因此，電極A比電極B損耗得
更嚴(yán)重。 有鑒于此，在以下示例中，進(jìn)行配置使得在采用上述發(fā)明I的基本原理的同時(shí)，在 周期T0中正電流的電流時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和。由此，減輕了 電極A處的突起的熔融，抑制了電極主體的損耗，并且延長(zhǎng)了燈的壽命。
發(fā)明V的示例的電路配置與發(fā)明I的相同，但是在時(shí)段T1和T2之間的相對(duì)關(guān)系
有所不同。
示例1 。 圖18是示出發(fā)明V的第一示例的電流波形圖的視圖。在以下描述中，時(shí)段T1中 的正電流/負(fù)電流的占空比由Dl7Dl—來(lái)表示，并且時(shí)段T2中的正電流/負(fù)電流的占空比 由D2+/D2—來(lái)表示。 在該示例中，如圖1A中的參考示例，調(diào)制周期T0包括時(shí)段T1和T2，并且在時(shí)段 Tl和T2中，將驅(qū)動(dòng)頻率同樣設(shè)置為fl，而在一個(gè)周期中的占空比在時(shí)段Tl和時(shí)段T2之間 不同。特定地，在時(shí)段T1中D1+〉D1—，并且在時(shí)段T2中D2+〈D2—。此處，占空比由橋控制 電路75來(lái)控制，并且驅(qū)動(dòng)頻率fl為50Hz到lkHz，并且優(yōu)選地是50Hz到400Hz。
該示例與發(fā)明I的圖1A的不同之處在于以下方面。 在正電流和負(fù)電流之間的持續(xù)時(shí)間差與在時(shí)段T1和時(shí)段T2之間的持續(xù)時(shí)間差不 同。時(shí)段T1中的持續(xù)時(shí)間差(D1+-D1—)小于時(shí)段T2中的持續(xù)時(shí)間差(D2—-D2+)。例如，在 時(shí)段T1中可以將持續(xù)時(shí)間Dr和Dl—分別設(shè)置為60^和40X (持續(xù)時(shí)間差20% )，而在時(shí) 段T2中可以將持續(xù)時(shí)間D2+和D2—分別設(shè)置為20%和80% (持續(xù)時(shí)間差60% )。
因此，在時(shí)段TO中，正電流的平均持續(xù)時(shí)間小于負(fù)電流的平均持續(xù)時(shí)間。因此，正 電流的電流時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和。 如上所述，根據(jù)該示例，防止了頸部側(cè)電極A上的電極的熔融以及電極主體的損
耗，并且從而改善了燈的壽命。 示仔l(wèi)j2。 圖19是示出發(fā)明V的第二示例的電流波形的視圖。 在該示例中，如在示例1中，調(diào)制周期TO包括時(shí)段Tl和T2，在時(shí)段Tl和T2中將 驅(qū)動(dòng)頻率相同地設(shè)置為fl，并且在時(shí)段Tl中D1+ > Dl—，而在時(shí)段T2中D2+ < D2—。此處， 占空比由橋控制電路75來(lái)控制，并且驅(qū)動(dòng)頻率fl為50Hz到lkHz，并且優(yōu)選地為50Hz到 400Hz。 該示例與示例1的不同之處在于持續(xù)時(shí)間。特定地，正電流和負(fù)電流之間的持續(xù) 時(shí)間差在時(shí)段Tl和T2中相同，即，D1+ = D2—并且D1— = D2+，同時(shí)時(shí)段Tl的長(zhǎng)度小于時(shí)段 T2的長(zhǎng)度。 因此，在時(shí)段TO中，正電流的平均持續(xù)時(shí)間小于負(fù)電流的平均持續(xù)時(shí)間。因此，正電流的電流時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和。
獲得的效果與示例1中的相同。
示例3。 圖20A是示出發(fā)明V的第三示例的電流波形的視圖。 在以下描述中，時(shí)段Tl中的正電流/負(fù)電流的電流寬度分別由dl7dl—來(lái)表示，并 且時(shí)段T2中的正電流/負(fù)電流的電流寬度分別由d27d2—來(lái)表示。 在該示例中，關(guān)于電流寬度，dl+ < dl—同時(shí)dl— = d2+，并且驅(qū)動(dòng)頻率在時(shí)段Tl和 時(shí)段T2之間不同，而時(shí)段的長(zhǎng)度相同。此處，關(guān)于持續(xù)時(shí)間，如在示例l和示例2中，Dl+〉 D1—同時(shí)D2' < D2—。 因此，在時(shí)段T0中，正電流的電流時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的 總和。 圖20B是發(fā)明V的第三示例的替選示例。 同樣在該示例中，關(guān)于電流寬度，dl+ < d2—同時(shí)dl— = d2+，并且驅(qū)動(dòng)頻率在時(shí)段
Tl和時(shí)段T2之間不同，同時(shí)包括在時(shí)段Tl和時(shí)段T2中的周期數(shù)目相同。 因此，在時(shí)段T0中，正電流的電流時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和。 在示例3中獲得的效果(圖20A和圖20B)與示例1中的相同。 另外，對(duì)于時(shí)段T1和T2的每一個(gè)，有必要設(shè)置適當(dāng)?shù)念l率(例如，50Hz到lkHz，
并且更優(yōu)選的為50Hz到400Hz)。 示例4。 圖21是示出發(fā)明V的第四示例的電流波形的視圖。 在該示例中，如在圖5(a)中，燈電流波形由橋控制電路75控制為具有50%的固定 占空比，同時(shí)由P麗控制電路74來(lái)增加/減小燈電流的峰值。此處，盡管因?yàn)闊o(wú)需由橋控 制電路75來(lái)執(zhí)行持續(xù)時(shí)間控制，因此可以使用廉價(jià)的橋驅(qū)動(dòng)IC，但是需要降壓斬波電路20 的電流容量很大。 另外，如參考示例中，需要將驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置得相對(duì)高(例如，100Hz或更高，并且更 優(yōu)選地為200Hz或更高)，以防止視覺(jué)地識(shí)別光輸出中的改變。
該示例與圖5(a)不同之處在于以下方面。 正電流和負(fù)電流之間的峰值的差在時(shí)段T1和時(shí)段T2之間不同，并且時(shí)段T1中的 峰值的差小于時(shí)段T2中的峰值的差。如圖21中的虛線所示，在時(shí)段T1中的平均電流值的 絕對(duì)值小于在時(shí)段T2中的平均電流值的絕對(duì)值。 因此，在時(shí)段TO中，正電流的電流-時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積 的總和。 示{列5。 圖22是示出發(fā)明V的第五示例的電流波形的視圖。 在該示例中，如示例4中，橋控制電路75將燈電流波形控制為50 %的固定占空比， 同時(shí)P麗控制電路74增加/減小燈電流的峰值。 該示例與圖5(a)中所示的參考示例的不同之處在于，盡管正電流和負(fù)電流之間 峰值的差在時(shí)段Tl和T2中是相同的，但是時(shí)段Tl的長(zhǎng)度小于時(shí)段T2的長(zhǎng)度。
27
因此，在時(shí)段TO中，正電流的電流時(shí)間乘積的總和小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的 總和。 示例6。 圖23A-23D的每一個(gè)都是示出發(fā)明V的第六示例的電流波形的視圖。 在示例6中，如在圖3中，插入其中沒(méi)有偏置電流_時(shí)間乘積的電流，即，正/負(fù)對(duì)
稱電流，的時(shí)段Ts。 圖23A與示例1 (圖18)、示例3(圖20A)和示例4(圖21)相對(duì)應(yīng)。換言之，圖23A 示出了在圖18、圖20A或圖21中的時(shí)段Tl和時(shí)段T2之間插入時(shí)段Ts的波形。
圖23B與示例2 (圖19)、示例3 (圖20B)和示例5 (圖22)相對(duì)應(yīng)。特定地，圖23B 示出了其中在圖19、圖20B或圖22中的時(shí)段Tl和時(shí)段T2之間插入時(shí)段Ts的波形。此處， 時(shí)段Ts的技術(shù)含義、確定方法等與關(guān)于圖3描述的參考示例相同。 圖23C與示例1(圖18)、示例3(圖20A)和示例4(圖21)基本上相對(duì)應(yīng)。在圖 23C中，關(guān)于一個(gè)時(shí)段T0中的時(shí)段Tl、 T2和Ts的每一個(gè)的插入次數(shù)，將時(shí)段Tl的插入次 數(shù)設(shè)置為小于時(shí)段T2的插入次數(shù)。 圖23D與示例2(圖19)、示例3(圖20B)和示例5(圖22)基本上相對(duì)應(yīng)。在圖 23D中，關(guān)于一個(gè)時(shí)段TO中的時(shí)段T1、 T2和Ts的每一個(gè)的總長(zhǎng)度，將時(shí)段Tl的總長(zhǎng)度設(shè) 置為小于時(shí)段T2的總長(zhǎng)度。 此處，可以定期或隨機(jī)地排列Tl、 T2和Ts。 在圖23A到23D中的情況的任何一個(gè)中，時(shí)段T0中的正電流的電流時(shí)間乘積的總
和因此小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和。 示例7。 另外，圖18到圖23中的波形的任何一個(gè)可以在每個(gè)時(shí)段中具有波形的連續(xù)改變。 例如，如圖4中所示的波形，波形可以具有持續(xù)時(shí)間的連續(xù)改變，以在時(shí)段T0中將正電流的 電流時(shí)間乘積的總和設(shè)置得小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和。 根據(jù)上述示例1到7，可以有效地防止閃爍，并且還可以防止頸部側(cè)電極的損耗。
因此，除了在參考示例中獲得的效果之外，還可以實(shí)現(xiàn)燈的壽命的延長(zhǎng)。 圖24A是示出根據(jù)發(fā)明V的驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。該流程圖示出了在當(dāng)開(kāi)始燈放電
時(shí)所執(zhí)行的點(diǎn)火操作之后、當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的操作。 在步驟SIOO中，執(zhí)行穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的初始操作。在完成該步驟時(shí)，假定電極前端處于
圖2中的狀態(tài)(d)。 在步驟Sl 10中，供應(yīng)矩形波調(diào)制的電流，使得電極A處的突起將熔融，而電極B處 的突起將增長(zhǎng)(時(shí)段T1)。特定地，形成電流波形，使得正電流的電流時(shí)間乘積(It+) >負(fù) 電流的電流時(shí)間乘積(It—)。 在步驟S120，供應(yīng)矩形波調(diào)制的電流，使得電極A出的突起將增長(zhǎng)，而電極B處的 突起將熔融(時(shí)段T2)。特定地，形成電流波形，使得正電流的電流時(shí)間乘積(It+) <負(fù)電 流的電流時(shí)間乘積(It—)。 應(yīng)當(dāng)注意，此處的矩形波調(diào)制的電流的每一個(gè)都與圖18到圖22中的電流波形的 任何一個(gè)相對(duì)應(yīng)。 然后，在周期T0中重復(fù)步驟S110和S120。此處，將一個(gè)循環(huán)中的正電流的電流時(shí)間乘積的總和(E It+)設(shè)置為小于一個(gè)循環(huán)中的負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和(E It—)。
替選地，如圖24B中所示，可以在步驟SI 10和S120之后分別插入供應(yīng)對(duì)稱(即， 正/負(fù)對(duì)稱)矩形波電流的步驟SI 15和S125，以便于與圖23A到23D中的電流波形(周期 T3)相對(duì)應(yīng)。然后，在周期T0中重復(fù)步驟S110到S120。在該情況下，也將一個(gè)循環(huán)中的正 電流的電流時(shí)間乘積的總和(E It+)設(shè)置為小于負(fù)電流的電流時(shí)間乘積的總和(E It—)。
根據(jù)以上內(nèi)容，具有不同溫度條件的電極對(duì)的突起根據(jù)其溫度條件并行地交替增 長(zhǎng)/熔融。因此，能夠在防止閃爍的同時(shí)延長(zhǎng)燈的壽命。 在副反射器64附連到如圖25中所示的燈的情況下，應(yīng)用正/負(fù)對(duì)稱波形導(dǎo)致了 增加副反射器側(cè)上的電極的溫度。因此，當(dāng)包括副反射器時(shí)，在以上給出的描述中，應(yīng)當(dāng)將 "正電流"和符號(hào)"+ "分別讀作"負(fù)電流"和符號(hào)"-"，而將"負(fù)電流"和符號(hào)"_"讀作"正電 流"和"+ "(換言之，要通過(guò)假定如圖25中所示的從電極B到電極A的電流是正電流，并且 反向電流是負(fù)電流來(lái)參考圖18到圖23)。 在本描述中，已經(jīng)給出由于反射器、副反射器和燈冷卻單元而導(dǎo)致的因素作為造 成電極之間溫差的因素的示例。然而，本發(fā)明還可以適用于由于諸如電極之間結(jié)構(gòu)的差異 和燈的定向之類的其他因素而導(dǎo)致的溫差。 特定地，通過(guò)假定從施加有正/負(fù)對(duì)稱電流時(shí)溫度為高的一側(cè)上的電極流到另一 電極的電流是正電流，而另一 電流是負(fù)電流，來(lái)實(shí)現(xiàn)示例的每一個(gè)。 已經(jīng)呈現(xiàn)上述示例作為本發(fā)明的最優(yōu)選的示例。關(guān)于該方面，提供以下注釋。
(1)呈現(xiàn)為DC輸出單元的降壓斬波電路20可以是另外的公知電路類型(例如，反 激式等)。類似地，呈現(xiàn)為AC轉(zhuǎn)換單元的全橋電路30也可以是另外的公知電路類型(例 如，推挽式等)。 (2)上述示例的每一個(gè)中的矩形波調(diào)制的電流可以是通過(guò)適當(dāng)?shù)睾喜D18到圖 23中的波形所形成的復(fù)合電流。特定地，矩形波調(diào)制的電流僅需要具有這樣的調(diào)制的波形， 即正電流的電流時(shí)間乘積和負(fù)電流的電流時(shí)間乘積可以被周期性地偏置，并且使一個(gè)調(diào)制 的周期中的正電流的電流時(shí)間乘積的總和設(shè)置得比負(fù)電流的小。 (3)盡管在上述示例的每一個(gè)中，基于電流時(shí)間乘積來(lái)控制波形，但是即使基于電 流的平方與時(shí)間的乘積來(lái)控制波形也可以獲得同樣的操作和效果。 在上述發(fā)明的示例中，已經(jīng)呈現(xiàn)了用于解決各種傳統(tǒng)問(wèn)題的高壓放電燈鎮(zhèn)流器。 圖26中示出了作為使用高壓放電燈鎮(zhèn)流器的應(yīng)用的投影儀。在圖26中，61表示上述示例 的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，62表示高壓放電燈50所附連的反射器，63表示其中包括高壓放電燈 鎮(zhèn)流器61、高壓放電燈50和反射器62的外殼。應(yīng)當(dāng)注意，該圖示意性地圖示了示例，并且 因此尺寸、位置等并不如附圖中所示。該投影儀通過(guò)在外殼63中適當(dāng)?shù)夭渴鹞磮D示的圖像 系統(tǒng)等的部件來(lái)進(jìn)行配置。 通過(guò)該配置，能夠獲得高度可靠的投影儀，該投影儀可以防止照度不足，并且長(zhǎng)期 維持可靠性并且防止閃爍。
29
權(quán)利要求
一種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，包括AC電源單元，所述AC電源單元用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在所述燈泡中第一電極和第二電極彼此相向布置，其中由所述AC電源單元供應(yīng)的所述矩形波交流電的一個(gè)調(diào)制時(shí)段T0包括第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1，所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1用于熔融在所述第一電極的前端處形成的突起，并且增長(zhǎng)在所述第二電極的前端處形成的突起；對(duì)稱電流時(shí)段Ts，所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts用于傳導(dǎo)正負(fù)對(duì)稱的矩形波；以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2用于增長(zhǎng)所述第一突起并且熔融所述第二突起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中，在假定從所述第一電極流到所述 第二電極的電流是正電流，并且反向流動(dòng)的電流是負(fù)電流的情況下，在所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中，所述正電流的持續(xù)時(shí)間大于所述負(fù)電流的持續(xù)時(shí) 間；在所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts中，所述正電流和所述負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間彼此相等；并且在所 述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中，所述負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間大于所述正電流的持續(xù)時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中，所述AC電源單元包括 檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路用于檢測(cè)所述高壓放電燈的燈參數(shù)；以及 模式控制電路，所述模式控制電路用于根據(jù)所述燈參數(shù)來(lái)控制所述時(shí)段Ts中的頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中所述檢測(cè)電路包括燈電壓檢測(cè)電路，所述燈電壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)燈電壓作為所述燈 參數(shù)，所述模式控制電路被配置成，應(yīng)用普通模式直至所述燈電壓減小到預(yù)定值VI或更小； 在已減小到所述預(yù)定值V1或更小之后，應(yīng)用電壓減小對(duì)策模式直至所述燈電壓恢復(fù)到預(yù) 定值V2(V1 <V2);并且在所述燈電壓已經(jīng)恢復(fù)到所述預(yù)定值V2或更大之后，應(yīng)用所述普 通模式，以及在所述電壓減小對(duì)策模式中的所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的頻率高于所述普通模式中的 所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的頻率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中，所述AC電源單元包括 檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路用于檢測(cè)所述高壓放電燈的燈參數(shù)；以及 模式控制電路，所述模式控制電路用于根據(jù)所述燈參數(shù)來(lái)控制包括在所述時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在所述時(shí)段TO中的周期總數(shù)目的比率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中所述檢測(cè)電路包括燈電壓檢測(cè)電路，所述燈電壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)燈電壓作為所述燈 參數(shù)，所述模式控制電路被配置成，應(yīng)用普通模式直至所述燈電壓減小到預(yù)定值V1或更小； 在已減小到所述預(yù)定值V1或更小之后，應(yīng)用電壓減小對(duì)策模式直至所述燈電壓恢復(fù)到預(yù) 定值V2(V1 < V2);并且在所述燈電壓已經(jīng)增加到所述預(yù)定值V2或更大之后，應(yīng)用所述普 通模式，以及在所述電壓減小對(duì)策模式中包括在所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在所述 時(shí)段TO中的周期數(shù)目的比率大于在所述普通模式中包括在所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期 數(shù)目對(duì)包括在所述時(shí)段TO中的周期數(shù)目的比率。
7. —種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，包括AC電源單元，所述AC電源單元用于將矩形波交流電 供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在所述燈泡中第一電極和第二電極彼此相向布置，其中，在假定從所述第一 電極流到所述第二電極的電流是正電流，并且反向流動(dòng)的電路是負(fù) 電流的情況下，由所述AC電源單元供應(yīng)的所述矩形波交流電的一個(gè)調(diào)制時(shí)段TO包括第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl，其中，所述正電流的半周期的有效值大于所述負(fù)電流的半周 期的有效值；以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，其中，所述負(fù)電流的所述半周期的有效值大于所述正電流的 所述半周期的有效值。
8. —種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，包括AC電源單元，所述AC電源單元用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在所述燈泡中第一電極和第二電極彼此相向布置；檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元用于檢測(cè)用于驅(qū)動(dòng)所述高壓放電燈的燈參數(shù)；以及 切換單元，所述切換單元用于切換所述AC電源單元的輸出狀態(tài)，其中 所述切換單元被配置成，從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始直至所述燈參數(shù)滿足預(yù)定條件為止將所述輸出狀態(tài)保持在第一輸出狀態(tài)中，并且在所述燈參數(shù)已經(jīng)滿足所述預(yù)定條件之后，從所述第一輸出狀態(tài)切換到第二輸出狀態(tài)，至少所述第二輸出狀態(tài)中的所述矩形波交流電包括第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl，所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl用于熔融在所述第一電極的前端處形成的突起并且增長(zhǎng)所述第二電極的前端處形成的突起；以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2用于增長(zhǎng)所述第一突起并且熔融所述第二突起，所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl和所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2在預(yù)定周期中重復(fù)，以及所述第一輸出狀態(tài)中的所述矩形波交流電的波形的非對(duì)稱性小于所述第二輸出狀態(tài)中的所述矩形波交流電的波形的非對(duì)稱性。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中 所述AC電源單元包括DC輸出單元，所述DC輸出單元用于確定所述矩形波交流電的電流值；以及 AC轉(zhuǎn)換單元，所述AC轉(zhuǎn)換單元用于控制所述矩形波交流電的極性反轉(zhuǎn)，以及 在假定從所述第一電極流到所述第二電極的電流是正電流，并且反向流動(dòng)的電流是負(fù) 電流的情況下，所述矩形波交流電由所述DC輸出單元和所述AC轉(zhuǎn)換單元來(lái)形成，使得在所述第二輸 出狀態(tài)中，在所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中所述正電流的積分值(X+)大于所述負(fù)電流的 積分值(X—)，而在所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中，所述負(fù)電流的所述積分值(X—)大于所述 正電流的所述積分值(X+)，以及在所述第一輸出狀態(tài)中乂+和X—之間的差小于在所述第二輸出狀態(tài)中乂+和X—之間的差。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中所述AC轉(zhuǎn)換單元進(jìn)一步包括控制單元，所述控制單元用于調(diào)整正電流和負(fù)電流之間 的占空比，所述控制單元被配置使得在所述第二輸出狀態(tài)中，在所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中所述正電流的持續(xù)時(shí)間(D+)大于所述負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間(D—)，而在所述第二非對(duì)稱電流時(shí) 段T2中所述負(fù)電流的所述持續(xù)時(shí)間(D—)大于所述正電流的所述持續(xù)時(shí)間(D+)，以及在所述第一輸出狀態(tài)中0+和D—之間的差小于在所述第二輸出狀態(tài)中0+和D—之間的差。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中所述AC電源單元包括AC轉(zhuǎn)換單元，所述AC轉(zhuǎn)換單元用于控制所述矩形波交流電的 極性反轉(zhuǎn)，所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1和所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2是在預(yù)定周期中間歇性重 復(fù)的非對(duì)稱矩形波電流，其中，其間插入了對(duì)稱電流時(shí)段Ts，所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts用于傳 導(dǎo)正負(fù)對(duì)稱的矩形波，以及所述AC轉(zhuǎn)換單元被配置使得在所述第一輸出狀態(tài)中的包括在所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts 中的周期數(shù)目對(duì)包括在所述時(shí)段Tl和所述時(shí)段T2中的周期數(shù)目的比率小于在所述第二輸 出狀態(tài)中的包括在所述對(duì)稱電流時(shí)段Ts中的周期數(shù)目對(duì)包括在所述時(shí)段Tl和所述時(shí)段T2 中的周期數(shù)目的比率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中，在所述第一輸出狀態(tài)中的所述矩 形波交流電是正負(fù)對(duì)稱的波。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中，在所述第一輸出狀態(tài)中的所述矩 形波交流電的頻率是50Hz到lkHz。
14. 一種在高壓放電燈鎮(zhèn)流器中驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的方法，所述高壓放電燈鎮(zhèn)流器包括AC電源單元，所述AC電源單元用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在 所述燈泡中第一電極和第二電極彼此相向配置；檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元用于檢測(cè)用于驅(qū)動(dòng)所述高壓放電燈的燈參數(shù)；以及 切換單元，所述切換單元用于切換所述AC電源單元的輸出狀態(tài)，所述驅(qū)動(dòng)方法包括(A) 從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始直至所述燈參數(shù)滿足預(yù)定條件為止將所述輸出狀態(tài)保持在第一輸出狀 態(tài)中的步驟；以及(B) 在所述燈參數(shù)已經(jīng)滿足所述預(yù)定條件之后，由所述切換單元從所述第一輸出狀態(tài) 切換到第二輸出狀態(tài)的步驟，其中在所述第二輸出狀態(tài)中的所述矩形波交流電包括第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1，所述第一 非對(duì)稱電流時(shí)段Tl用于熔融在所述第一電極的前端處形成的突起，并且增長(zhǎng)在所述第二 電極的頂端處形成的突起；以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2，所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2用于 增長(zhǎng)所述第一突起并且熔融所述第二突起，所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1和所述第二非對(duì) 稱電流時(shí)段T2是在預(yù)定周期中連續(xù)或間歇性重復(fù)的非對(duì)稱矩形波電流，以及在所述第一輸出狀態(tài)中的所述矩形波交流電的非對(duì)稱性小于在所述第二輸出狀態(tài)中 的所述矩形波交流電的非對(duì)稱性。
15. —種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，所述高壓放電燈鎮(zhèn)流器包括AC電源單元，所述AC電源單 元用于將矩形波交流電供應(yīng)給包括燈泡的高壓放電燈，在所述燈泡中第一電極和第二電極 彼此相向配置，并且其中，在假定從所述第一電極流到所述第二電極的電流是正電流，并且 反向流動(dòng)的電流是負(fù)電流的情況下，當(dāng)電流波形正負(fù)對(duì)稱時(shí)，所述第一電極的溫度高于所述第二電極，在所述高壓放電燈鎮(zhèn)流器中， 所述AC電源單元包括DC輸出單元，所述DC輸出單元用于確定所述矩形波交流電的電流值；以及 AC轉(zhuǎn)換單元，所述AC轉(zhuǎn)換單元用于控制所述矩形波交流電的極性反轉(zhuǎn)，以及 所述矩形波交流電由所述DC輸出單元和所述AC轉(zhuǎn)換單元來(lái)形成，使得在第一非對(duì)稱 電流時(shí)段T1中，所述正電流的電流時(shí)間乘積大于所述負(fù)電流的電流時(shí)間乘積，而在第二非 對(duì)稱電流時(shí)段T2中，所述負(fù)電流的所述電流時(shí)間乘積大于所述正電流的所述電流時(shí)間乘 積，所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl和所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2在預(yù)定周期中重復(fù)，并且使 得在所述預(yù)定周期的一個(gè)周期中，所述正電流的電流時(shí)間乘積的總和小于所述負(fù)電流的電 流時(shí)間乘積的總和。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中，所述第一電極被部署在反射器的頸部側(cè)，并且所述第二電極被部署在所述反射器的開(kāi)口側(cè)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中，所述矩形波交流電進(jìn)一步包括 在所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl和所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2之間的、具有正負(fù)對(duì)稱的矩 形波的對(duì)稱電流時(shí)段Ts。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中所述AC轉(zhuǎn)換單元包括控制單元，所述控制單元用于調(diào)整所述正電流和所述負(fù)電流之 間的占空比，以及所述控制單元被配置使得在所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段T1中，所述正電流的持續(xù)時(shí)間 大于所述負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間，而在所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中，所述負(fù)電流的持續(xù)時(shí)間 將大于所述正電流的持續(xù)時(shí)間，并且使得在所述預(yù)定周期的一個(gè)周期中，所述正電流的平 均持續(xù)時(shí)間小于所述負(fù)電流的平均持續(xù)時(shí)間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所示的高壓放電燈鎮(zhèn)流器，其中在所述第一非對(duì)稱電流時(shí)段Tl中的所述正電流和所述負(fù)電流之間的持續(xù)時(shí)間的差等 于在所述第二非對(duì)稱電流時(shí)段T2中的所述負(fù)電流和所述正電流之間的持續(xù)時(shí)間的差，以 及所述第一時(shí)段Tl小于所述第二時(shí)段T2。
20. —種投影儀，包括根據(jù)權(quán)利要求1、7、8或15所述的鎮(zhèn)流器，所述鎮(zhèn)流器用于驅(qū)動(dòng)高壓放電燈；所述高壓放電燈；反射器；以及外殼，在所述外殼中包括所述高壓放電燈鎮(zhèn)流器和所述反射器。
全文摘要
一種高壓放電燈鎮(zhèn)流器，包括用于將矩形波交流電供應(yīng)給具有燈泡的高壓放電燈的AC電源裝置，在燈泡中第一和第二電極彼此相向布置。在高壓放電燈鎮(zhèn)流器中，AC電源裝置供應(yīng)的矩形波交流電的一個(gè)調(diào)制時(shí)段(T0)包括第一非對(duì)稱電流時(shí)段(T1)，用于熔融在第一電極的前端處形成的突起，并且增長(zhǎng)在第二電極的前端處形成的突起；對(duì)稱電流時(shí)段(Ts)，用于傳導(dǎo)具有正負(fù)對(duì)稱的矩形波的電流；以及第二非對(duì)稱電流時(shí)段(T2)，用于增長(zhǎng)第一突起并且熔融第二突起。
文檔編號(hào)H05B41/24GK101790900SQ200880104580
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者山崎祐哉, 永瀨徹, 西澤義男, 鈴木信一, 駒津嘉昭 申請(qǐng)人:巖崎電氣株式會(huì)社