(57)【要約】【課題】放電灯用変圧器の絶縁破壊試験を容易に実施することができる技術を提供する。【解決手段】絶縁破壊試験を実施する状態に劣化させる目標回数までイグナイタートランス７５４を用いて始動パルスを連続的に発生させる劣化制御処理を実行する劣化制御部８５０を、バラストユニット６２２に設け（ステップＳ２００）、劣化制御部８５０が劣化制御処理を終えた後（ステップＳ３００）、イグナイタートランス７５４の絶縁耐圧を測定する（ステップＳ４００）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯に供給される電力を調整する安定器に実装され前記放電灯を始動する始動パルスを生成する変圧器の絶縁破壊試験方法であって、
（ａ）絶縁破壊試験を実施する状態に前記変圧器を劣化させる目標回数まで前記変圧器を用いて前記始動パルスを連続的に発生させる劣化制御処理を実行する劣化制御部を、前記安定器に設ける工程と、
（ｂ）前記安定器に設けられた劣化制御部が、前記劣化制御処理を実行する工程と、
（ｃ）前記劣化制御部が劣化制御処理を終えた後、前記変圧器が絶縁破壊するまで前記変圧器に電圧を印加することによって、前記変圧器が絶縁破壊する絶縁耐圧を測定する工程と
を備える絶縁破壊試験方法。
【請求項２】
前記（ａ）工程は、前記安定器に実装され前記安定器における電気回路を制御する実装制御部を、前記劣化制御部に交換することによって、前記劣化制御部を前記安定器に設ける工程である請求項１に記載の絶縁破壊試験方法。
【請求項３】
前記（ｂ）工程は、前記安定器に設けられた履歴記録部が、前記安定器に実装されたメモリーに、前記劣化制御部が前記劣化制御処理を実行した稼動履歴を記録する工程を含む請求項１または請求項２に記載の絶縁破壊試験方法。
【請求項４】
放電灯に供給される電力を調整する安定器であって、
前記放電灯を始動する始動パルスを生成する変圧器と、
絶縁破壊試験を実施する状態に前記変圧器を劣化させる目標回数まで前記変圧器を用いて前記始動パルスを連続的に発生させる劣化制御処理を実行する劣化制御部と
を備える安定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯に供給される電力を調整する安定器（バラスト）に関し、特に、安定器において放電灯を始動する始動パルスを生成する変圧器（トランス）の絶縁破壊試験に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター（投影装置）の光源に利用される放電灯には、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプなどの高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ［High Intensity Discharge Lamp］）が知られている。一般的に、プロジェクターにおける放電灯は、交番電流（交流）の供給を受けて、二つの電極間にアーク放電による放電光を発生させることによって発光する。
【０００３】
放電灯の駆動には、放電灯に供給される電力を調整する安定器が用いられる。放電灯用の安定器は、放電灯を始動させるために放電灯の電極に始動パルスを印加する始動回路（イグナイター）を備え、始動パルスは、一般的に、５〜１２キロボルト（ｋＶ）程度の比較的に高い電圧に達する。この始動パルスを生成するために、始動回路には、放電灯の電極に印加される電圧を昇圧する変圧器（トランス）が実装されている。特許文献１には、変圧器が実装された放電灯用安定器が記載されている。
【０００４】
放電灯用安定器において始動パルスを繰り返し発生させると、比較的に高い電圧に曝される変圧器では絶縁劣化が徐々に進行する。長期使用された変圧器の絶縁能力を評価する場合、長期使用による経年劣化を再現するエージング処理を変圧器に実施した後、エージング処理された変圧器に絶縁破壊試験が実施される。従来、変圧器のエージング処理には、放電試験機を用いて変圧器の外部から高電圧を印加する方法や、放電灯用安定器を通常動作させて始動パルスを発生させる方法が用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４４５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、放電試験機を用いたエージング方法では、実際に変圧器を用いて始動パルスを発生させた状態とは、変圧器における巻線内の電圧分布が異なるため、エージングの再現性に劣るという問題があった。また、放電灯用安定器を通常動作させるエージング方法では、放電灯の特性上、始動パルスを発生させる一回の始動動作は数秒間であり、次の始動動作の開始までに待機時間が設定されているため、エージング処理を終えるまでに膨大な時間が掛かってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した課題を踏まえ、放電灯用変圧器の絶縁破壊試験を容易に実施することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］  適用例１の絶縁破壊試験方法は、放電灯に供給される電力を調整する安定器に実装され前記放電灯を始動する始動パルスを生成する変圧器の絶縁破壊試験方法であって、（ａ）絶縁破壊試験を実施する状態に前記変圧器を劣化させる目標回数まで前記変圧器を用いて前記始動パルスを連続的に発生させる劣化制御処理を実行する劣化制御部を、前記安定器に設ける工程と、（ｂ）前記安定器に設けられた劣化制御部が、前記劣化制御処理を実行する工程と、（ｃ）前記劣化制御部が劣化制御処理を終えた後、前記変圧器が絶縁破壊するまで前記変圧器に電圧を印加することによって、前記変圧器が絶縁破壊する絶縁耐圧を測定する工程とを備えることを特徴とする。適用例１の絶縁破壊試験方法によれば、安定器に実装された変圧器を用いて目標回数まで始動パルスを連続的に発生させることができるため、エージング処理の再現性を維持しつつ、エージング処理に要する時間の短縮を図ることができる。その結果、放電灯用変圧器の絶縁破壊試験を容易に実施することができる。
【００１０】
［適用例２］  適用例１の絶縁破壊試験方法において、前記（ａ）工程は、前記安定器に実装され前記安定器における電気回路を制御する実装制御部を、前記劣化制御部に交換することによって、前記劣化制御部を前記安定器に設ける工程であっても良い。適用例２の絶縁破壊試験方法によれば、製品として出荷される安定器に付加機能を追加することなく、安定器に実装された変圧器に劣化制御処理を実施することができる。
【００１１】
［適用例３］  適用例１または適用例２の絶縁破壊試験方法において、前記（ｂ）工程は、前記安定器に設けられた履歴記録部が、前記安定器に実装されたメモリーに、前記劣化制御部が前記劣化制御処理を実行した稼動履歴を記録する工程を含むとしても良い。適用例３の絶縁破壊試験方法によれば、安定器に実装されたメモリーから稼動履歴を読み出すことによって、その安定器に実装された変圧器に実施されたエージング処理の内容を把握することができる。
【００１２】
［適用例４］  適用例４の安定器は、放電灯に供給される電力を調整する安定器であって、前記放電灯を始動する始動パルスを生成する変圧器と、絶縁破壊試験を実施する状態に前記変圧器を劣化させる目標回数まで前記変圧器を用いて前記始動パルスを連続的に発生させる劣化制御処理を実行する劣化制御部とを備えることを特徴とする。適用例４の安定器によれば、安定器に実装された変圧器を用いて目標回数まで始動パルスを連続的に発生させることができるため、エージング処理の再現性を維持しつつ、エージング処理に要する時間の短縮を図ることができる。その結果、放電灯用変圧器の絶縁破壊試験を容易に実施することができる。
【００１３】
本発明の形態は、絶縁破壊試験方法、安定器に限るものではなく、例えば、変圧器のエージング方法、安定器を構成する電気回路、安定器を制御する機能をコンピューターに実現させるためのプログラムなどの他の形態に適用することもできる。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】絶縁破壊試験の被試験対象物を備える光源装置を示す説明図である。
【図２】バラストユニットの外観構成を示す斜視図である。
【図３】絶縁破壊試験方法を示すフローチャートである。
【図４】試験仕様のバラストユニットを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用した絶縁破壊試験方法について説明する。
【００１６】
図１は、絶縁破壊試験の被試験対象物を備える光源装置２０を示す説明図である。光源装置２０は、光源として光を放出する装置であり、本実施例では、光源装置２０は、プロジェクターの光源として利用される。
【００１７】
光源装置２０は、電極５２０ａ，５２０ｂの間に発生するアーク放電によって発光する放電灯５００と、放電灯５００を駆動する駆動装置６００とを備える。放電灯５００の電極５２０ａ，５２０ｂの間には、希ガス，水銀，金属ハロゲン化合物などの放電媒体を含むガスが封入されている。光源装置２０の駆動装置６００は、駆動制御部６１０と、バラストユニット６２０とを備える。
【００１８】
駆動装置６００の駆動制御部６１０は、バラストユニット６２０の動作を制御する電気回路である。本実施例では、駆動制御部６１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、セントラルプロセッシングユニット）を備えるコンピューターであり、駆動制御部６１０によって実行される種々の処理は、プログラムに基づいてＣＰＵが動作することによって実現されるが、他の実施形態において、駆動制御部６１０の電子回路がその物理的な回路構成に基づいて動作することによって実現されるとしても良い。
【００１９】
駆動装置６００のバラストユニット６２０は、放電灯５００に供給される電力を調整する安定器である。バラストユニット６２０は、電源入力部７１０と、ノイズフィルター７２０と、ダウンコンバーター７３０と、インバーターブリッジ７４０と、イグナイター７５０と、ランプ接続部７６０と、パルス幅変調制御部７７０と、バラスト制御部７８０と、制御接続部７９０とを備える。
【００２０】
図２は、バラストユニット６２０の外観構成を示す斜視図である。バラストユニット６２０は、種々の電子部品が実装されたプリント基板３１０と、プリント基板３１０に実装された電子部品で発生した熱を放熱する放熱器３２０とを備える。バラストユニット６２０のプリント基板３１０に実装された電子部品は、電源コード７１２と、インダクター７３２と、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、ＭＯＳ型電解効果トランジスター）７３４と、パワーダイオード７３６と、パワーＭＯＳＦＥＴ７４１，７４２，７４３，７４４と、イグナイター回路７５２と、イグナイタートランス７５４と、ランプコネクター７６８と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）チップ７７２，７７３と、ＭＣＵ（（Micro Control Unit, マイクロコントロールユニット）７８２と、制御信号コネクター７９２と、フォトカプラー７９４とを含む。バラストユニット６２０の放熱器３２０は、パワーＭＯＳＦＥＴ７３４、パワーダイオード７３６、パワーＭＯＳＦＥＴ７４１，７４２，７４３，７４４の各電子部品で発生した熱を放熱する。
【００２１】
図１の説明に戻り、バラストユニット６２０の電源入力部７１０は、電源コード７１２を含む電気回路であり、バラストユニット６２０の外部から供給される電源入力を受け付ける。本実施例では、電源入力部７１０は、放電灯５００の駆動に用いられる電源入力として３８０ボルトの直流電力を受け付けると共に、パルス幅変調制御部７７０およびバラスト制御部７８０の駆動に用いられる電源入力として１８ボルトの直流電力を受け付ける。
【００２２】
バラストユニット６２０のノイズフィルター７２０は、ダウンコンバーター７３０からバラストユニット６２０の外部へ放出されるノイズ（Electro-Magnetic Interference、ＥＭＩ）を抑制するＥＭＩフィルターである。
【００２３】
バラストユニット６２０のダウンコンバーター７３０は、インダクター７３２と、パワーＭＯＳＦＥＴ７３４と、パワーダイオード７３６とを含む電気回路であり、電源入力部７１０から入力された直流電力を降圧して、インバーターブリッジ７４０に供給される電力を調整する。バラストユニット６２０のパルス幅変調制御部７７０は、ＰＷＭチップ７７２，７７３を含む電気回路であり、バラスト制御部７８０の指示に基づいて、パルス幅変調によってダウンコンバーター７３０を制御する。
【００２４】
バラストユニット６２０のインバーターブリッジ７４０は、パワーＭＯＳＦＥＴ７４１，７４２，７４３，７４４を含む電気回路であり、ダウンコンバーター７３０で調整された直流電力から交流電力を生成する。
【００２５】
バラストユニット６２０のイグナイター７５０は、イグナイター回路７５２と、イグナイタートランス７５４とを含む始動回路であり、放電灯５００を始動させる始動パルスを印加する。イグナイター７５０のイグナイタートランス７５４は、放電灯を始動する始動パルスを生成する変圧器であり、絶縁破壊試験の被試験対象物である。
【００２６】
バラストユニット６２０のランプ接続部７６０は、ランプコネクター７６８を含む電気回路であり、イグナイター７５０によって印加された始動パルスを放電灯５００に伝送すると共に、インバーターブリッジ７４０によって生成された交流電力を放電灯５００に伝送する。
【００２７】
バラストユニット６２０の制御接続部７９０は、制御信号コネクター７９２と、フォトカプラー７９４とを含む電気回路であり、バラスト制御部７８０と駆動制御部６１０との間でやり取りされるデータを中継する。
【００２８】
バラストユニット６２０のバラスト制御部７８０は、ＭＣＵ７８２を含む電子回路であり、駆動制御部６１０の指示に基づいて、パルス幅変調制御部７７０、インバーターブリッジ７４０、イグナイター７５０の各部を制御する実装制御部である。バラスト制御部７８０は、イグナイター７５０を制御して始動パルスを発生させる始動制御処理を実行する始動制御部８１０を備える。本実施例では、バラスト制御部７８０における始動制御部８１０の機能は、ＭＣＵ７８２がプログラムに基づいて動作することによって実現されるが、他の実施形態において、バラスト制御部７８０の電子回路がその物理的な回路構成に基づいて動作することによって実現されるとしても良い。
【００２９】
始動制御処理において、バラスト制御部７８０の始動制御部８１０は、イグナイター７５０のイグナイター回路７５２に電荷を蓄積させた後、イグナイター回路７５２に蓄積された電荷をイグナイタートランス７５４に放電することによって、始動パルスを発生させる。本実施例では、始動制御部８１０は、ダウンコンバーター７３０から入力電圧と略同じ３８０ボルトの直流電力が出力されている状態で、インバーターブリッジ７４０を約４０ヘルツ（Ｈｚ）の速度で反転駆動させることによって、約４０Ｈｚの周期で始動パルスを連続的に発生させる動作を約２秒間実施する。すなわち、始動制御部８１０は、約２秒間に約８０回の始動パルスを連続的に発生させる一連のシーケンス制御で始動制御処理を実行する。一回の始動制御処理で放電灯５００が点灯しない場合、始動制御部８１０は、待機時間を経た後（例えば、約３０秒後）、次の始動制御処理を実行する。
【００３０】
図３は、絶縁破壊試験方法（ステップＳ１０）を示すフローチャートである。絶縁破壊試験方法（ステップＳ１０）では、始めに、光源装置２０に製品として組み込まれる製品仕様のバラストユニット６２０を用意する（ステップＳ１００）。その後、製品仕様のバラストユニット６２０を試験仕様に改造する（ステップＳ２００）。
【００３１】
本実施例では、製品仕様のバラストユニット６２０における製品仕様のバラスト制御部７８０を試験仕様の制御部に交換することによって、製品仕様のバラストユニット６２０を試験仕様に改造する。図２には、製品仕様のバラスト制御部７８０を構成するＭＣＵ７８２を試験仕様のＭＣＵ９０２に交換したバラストユニット６２２が、製品仕様のバラストユニット６２０と共に図示されている。
【００３２】
図４は、試験仕様のバラストユニット６２２を示す説明図である。試験仕様のバラストユニット６２２は、製品仕様のバラスト制御部７８０に代えて試験仕様のバラスト制御部９００を備える点以外は、製品仕様のバラストユニット６２２と同様である。
【００３３】
バラストユニット６２２のバラスト制御部９００は、ＭＣＵ９０２を含む電子回路であり、パルス幅変調制御部７７０、インバーターブリッジ７４０、イグナイター７５０の各部を制御する。バラスト制御部９００は、不揮発性メモリー９０８と、劣化制御部８５０と、履歴記録部８７０とを備える。
【００３４】
バラスト制御部９００の不揮発性メモリー９０８は、データを書き込み可能に記憶し、電源を供給しなくとも一旦記憶したデータを保持する記憶装置である。本実施例では、不揮発性メモリー９０８は、データを書き換え可能に記憶するフラッシュメモリーであり、ＭＣＵ９０２に内蔵されている。
【００３５】
バラスト制御部９００の劣化制御部８５０は、絶縁破壊試験を実施する状態にイグナイタートランス７５４を劣化させる目標回数まで、イグナイタートランス７５４を用いて始動パルスを連続的に発生させる劣化制御処理を実行する。劣化制御処理において、劣化制御部８５０は、イグナイター７５０のイグナイター回路７５２に電荷を蓄積させた後、イグナイター回路７５２に蓄積された電荷をイグナイタートランス７５４に放電することによって、始動パルスを発生させる。本実施例では、劣化制御部８５０は、ダウンコンバーター７３０から入力電圧と略同じ３８０ボルトの直流電力が出力されている状態で、インバーターブリッジ７４０を約４０ヘルツ（Ｈｚ）の速度で反転駆動させることによって、目標回数（例えば、一千万回）まで約４０Ｈｚの周期で始動パルスを継続して発生させる。
【００３６】
バラスト制御部９００の履歴記録部８７０は、劣化制御部８５０が劣化制御処理を実行した稼動履歴を不揮発性メモリー９０８に記録する。本実施例では、履歴記録部８７０は、劣化制御部８５０が始動パルスを実際に発生させた回数を稼動履歴として不揮発性メモリー９０８に記録するが、他の実施形態において、劣化制御部８５０が劣化制御処理を実行したか否かを示す情報を稼動履歴として不揮発性メモリー９０８に記録しても良い。
【００３７】
本実施例では、バラスト制御部９００における劣化制御部８５０および履歴記録部８７０の各機能は、ＭＣＵ９０２がプログラムに基づいて動作することによって実現されるが、他の実施形態において、バラスト制御部９００の電子回路がその物理的な回路構成に基づいて動作することによって実現されるとしても良い。
【００３８】
図３の説明に戻り、製品仕様のバラストユニット６２０を試験仕様のバラストユニット６２２に改造した後（ステップＳ２００）、試験仕様のバラストユニット６２２に電源を投入して、試験仕様のバラスト制御部９００に劣化制御処理を実行させるエージング処理を実施する（ステップＳ３００）。バラスト制御部９００は、劣化制御処理を開始すると、目標回数まで始動パルスを継続して発生させる。本実施例では、試験仕様のバラストユニット６２２に電源を投入すると、バラスト制御部９００は、自動的に劣化制御処理を開始するが、他の実施形態において、バラスト制御部９００は、制御接続部７９０を介した制御信号に基づいて劣化制御処理を開始するとしても良い。
【００３９】
試験仕様のバラスト制御部９００が劣化制御処理を終えた後（ステップＳ４００）、絶縁破壊試験機（図示しない）を用いてイグナイタートランス７５４が絶縁破壊するまでイグナイタートランス７５４に電圧を印加することによって、イグナイタートランス７５４が絶縁破壊する絶縁耐圧を測定する（ステップＳ４００）。
【００４０】
以上説明した絶縁破壊試験方法（ステップＳ１０）によれば、バラストユニット６２０に実装されたイグナイタートランス７５４を用いて目標回数まで始動パルスを連続的に発生させることができるため、エージング処理の再現性を維持しつつ、エージング処理に要する時間の短縮を図ることができる。その結果、イグナイタートランス７５４の絶縁破壊試験を容易に実施することができる。
【００４１】
また、バラストユニット６２０に実装された製品仕様のバラスト制御部７８０を、試験仕様のバラスト制御部９００に交換することによって、劣化制御部８５０をバラストユニット６２２に設けることができるため、製品として出荷されるバラストユニット６２０に付加機能を追加することなく、バラストユニット６２０に実装されたイグナイタートランス７５４に劣化制御処理（ステップＳ３００）を実施することができる。
【００４２】
また、試験仕様のバラスト制御部９００は、不揮発性メモリー９０８に劣化制御処理を実行した稼動履歴を記録することから、不揮発性メモリー９０８から稼動履歴を読み出すことによって、イグナイタートランス７５４に実施されたエージング処理の内容を把握することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【００４４】
例えば、上述の実施例では、試験仕様のバラスト制御部９００は、不揮発性メモリー９０８および履歴記録部８７０を備えるとしたが、他の実施形態において、試験仕様のバラスト制御部９００は、不揮発性メモリー９０８および履歴記録部８７０を備えなくても良い。これによって、試験仕様のバラスト制御部９００の構成を簡素化することができる。
【００４５】
また、上述の実施例では、製品仕様のバラスト制御部７８０を、試験仕様のバラスト制御部９００に交換することによって、劣化制御部８５０をバラストユニットに設けるとしたが、他の実施形態において、製品仕様のバラスト制御部は、始動制御部８１０を始めとする製品仕様の機能に加え、劣化制御部８５０を始めとする試験仕様の機能を兼ね備えるものとしても良い。
【符号の説明】
【００４６】
２０…光源装置
３１０…プリント基板
３２０…放熱器
５００…放電灯
５２０ａ，５２０ｂ…電極
６００…駆動装置
６１０…駆動制御部
６２０，６２２…バラストユニット
７１０…電源入力部
７１２…電源コード
７２０…ノイズフィルター
７３０…ダウンコンバーター
７３２…インダクター
７３４…パワーＭＯＳＦＥＴ
７３６…パワーダイオード
７４０…インバーターブリッジ
７４１，７４２，７４３，７４４…パワーＭＯＳＦＥＴ
７５０…イグナイター
７５２…イグナイター回路
７５４…イグナイタートランス
７６０…ランプ接続部
７６８…ランプコネクター
７７０…パルス幅変調制御部
７７２，７７３…ＰＷＭチップ
７８０…バラスト制御部
７８２…ＭＣＵ
７９０…制御接続部
７９２…制御信号コネクター
７９４…フォトカプラー
８１０…始動制御部
８５０…劣化制御部
８７０…履歴記録部
９００…バラスト制御部
９０２…ＭＣＵ
９０８…不揮発性メモリー
【図１】
2010192512.tif 000003
【図２】
2010192512.tif 000004
【図３】
2010192512.tif 000005
【図４】
2010192512.tif 000006