(57)【要約】【課題】  制御装置の電源装置に対する処理の余裕度を向上させることが可能な電源装置を提供する。【解決手段】  高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを示すフラグを、制御回路５１内に記憶しておく。このフラグの値を利用して、チョッパ回路１内のＮチャネルＦＥＴ１２に対するＰＷＭ駆動を制御する。高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを判断する際に、フラグの値のみで判断することができる。また、定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値を記憶しておき、この設定値を利用してＰＷＭ駆動を制御する。定格電力状態における設定値を利用して、迅速に定格電力状態に戻ることができる。よって、制御回路５１の電源装置に対する処理の余裕度が向上し、装置を設計する際の自由度も向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力電圧をスイッチングするスイッチング素子を含むと共に直流出力電圧を生成するスイッチング電源回路を備え、この生成された直流出力電圧に基づいて放電ランプが定電力点灯するように所定の周期的制御を行う電源装置であって、
前記放電ランプが所定の範囲の電力で定電力点灯している定格電力状態であるか否かを示す識別子を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段によって記憶されている識別子を利用して、前記スイッチング素子の駆動を制御するスイッチング素子駆動回路と
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記記憶手段によって記憶されている識別子に基づいて、前記定格電力状態であるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記定格電力状態ではないと判断されたとき、前記定格電力状態とするための制御信号を生成する制御手段と
をさらに備え、
前記スイッチング素子駆動回路は、前記制御手段によって生成された制御信号に基づいて、前記スイッチング素子の駆動を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記判断手段によって前記定格電力状態であると判断されたとき、次の周期に移行するような制御を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
直流入力電圧をスイッチングするスイッチング素子を含むと共に直流出力電圧を生成するスイッチング電源回路を備え、この生成された直流出力電圧に基づいて放電ランプが定電力点灯するように所定の周期的制御を行う電源装置であって、
前記スイッチング素子の駆動を制御するスイッチング素子駆動回路と、
前記放電ランプが所定の範囲の電力で定電力点灯している定格電力状態における前記スイッチング素子の駆動に対する制御内容を記憶する記憶手段と
を備え、
前記スイッチング素子駆動回路は、前記記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容を利用して、前記スイッチング素子の駆動を制御する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
前記定格電力状態であるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記定格電力状態ではないと判断されたとき、前記記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容に基づいて、前記定格電力状態とするための制御信号を生成する制御手段と
をさらに備え、
前記スイッチング素子駆動回路は、前記制御手段によって生成された制御信号に基づいて、前記スイッチング素子の駆動を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記判断手段は、前記定格電力状態ではないと判断したとき、その時点における前記スイッチング素子の駆動に対する制御内容と、前記記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容とが互いに一致するか否かを判断し、
前記制御手段は、前記判断手段によってそれぞれの制御内容が互いに一致してないと判断されたとき、この記憶されている定格電力状態における制御内容に基づいて再設定することにより、前記制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記判断手段は、前記定格電力状態ではないと判断したとき、前記記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容に基づいて、前記定格電力状態における電力値を基準とした電力値のずれの程度を判断し、
前記制御手段は、前記判断手段による電力値のずれの程度の判断結果に基づいて、その電力値のずれの程度に応じた段階的な制御を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【請求項８】
前記判断手段は、前記定格電力状態ではないと判断したとき、前記記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容が所定の範囲内のものであるか否かを判断し、
前記制御手段は、前記記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容が前記所定の範囲内のものではないと判断されたとき、装置を停止する
ことを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに対する定電力制御機能を有する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＩＤ（High Intensity Discharge；高輝度放電）ランプと呼ばれる、金属蒸気中の放電により発光する放電ランプが広く用いられ始めている。この高輝度放電ランプとしては、例えばメタルハライドランプや高圧ナトリウムランプ、水銀ランプなどが挙げられ、高効率で大光束が得られることから、公共施設や産業施設などに広く用いられている。
【０００３】
この高輝度放電ランプを点灯させるには、大きく分けて以下の３つの段階を経る必要がある。
（１）ランプ電極間に、放電経路を生成する
（２）放電経路の電流を維持・増大させながら、安定放電に移行するように、時間変化するランプ電圧に沿った制御を行う
（３）安定放電状態になったら、ランプ電力に対して定電力制御を行う
【０００４】
ここで、上記の段階（１）の役割を果たすのが、イグナイタ（高圧パルス発生器）と呼ばれる始動器であり、上記の段階（２）および段階（３）の制御を行うのが、バラストと呼ばれる安定器（電源装置）である。このうち、安定器は主に、チョッパ回路などのスイッチング回路と、そのスイッチング回路のスイッチング素子に対してＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）制御を行うＰＷＭコントローラとから構成される。
【０００５】
このような安定器における定電力制御方法の１つとして、マイコンなどの制御装置を用いたものが挙げられる。これは、この制御装置内の制御回路によって、検出されたランプ電圧およびランプ電流に基づいた電力換算が行われ、一定の電力となるような制御がなされるものである。具体的には、この制御回路から出力されたデジタル制御信号は、アナログ信号に変換され、ＰＷＭコントローラへ重畳される。そしてその信号は、ＰＷＭコントローラ内の三角波発振回路の出力パルスとＰＷＭコントローラ内の比較器で比較され、スイッチング電源回路におけるスイッチング素子のデューティ比が、一定の電力となるよう、パルス制御がなされるようになっている。このように制御回路を用いるようにした場合、安定器全体としての構成が簡易化するという利点がある。
【０００６】
例えば、特許文献１には、検出されたランプ電圧とランプ電流とに基づいてデジタル乗算器により算出された電力値と、データテーブルに記録されたデータとを比較することにより、定電力制御となるよう、スイッチング素子の動作をＰＷＭ制御する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１４４８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のような制御装置による定電力制御方法では、例えば高輝度放電ランプの電源系が過電力状態であると判断した場合に、制御装置内の制御回路がそのように判断した回数をカウンタで計数するように構成することが考えられる。そしてその回数が所定の規定値に達していない場合には、現状の電力値よりも小さくなるように制御を行い、その回数が所定の規定値に達してもまだ過電力状態である場合には、過電力状態であると判定してシステムをリセットする。つまり、高輝度放電ランプの電源系が目標電力状態（定格電力状態）に戻るまで、ＰＷＭ制御によりスイッチング素子に対する制御パルスのデューティ比を小さくし、一定の割合で電力値が小さくするように制御することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、このように定格電力状態に戻るまで一定の割合でＰＷＭ制御を行った場合、もとの定格電力状態に戻るまでに時間がかかってしまうと共に、戻るまでにどのくらいの時間を要するかを予測することはできない。よって、制御装置が迅速な処理を行うことができないので、過電力状態において電源系の素子にストレスを与える時間が長くなってしまい、これらの素子を損傷させてしまう蓋然性が高くなる。
【００１０】
また、上記のように制御装置が、電源系が過電力状態であるかどうかの確認処理を逐一行って判断することから、処理が非常に煩雑なものとなってしまう。
【００１１】
このように、迅速な処理を行うことができない従来の技術では、制御装置の電源装置に対する処理の余裕度が小さくなってしまい、装置を設計する際の自由度が低下してしまっていた。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電源装置に対する処理の余裕度を向上させることが可能な電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の電源装置は、放電ランプが所定の範囲の電力で定電力点灯している定格電力状態であるか否かを示す識別子を記憶する記憶手段と、この記憶手段によって記憶されている識別子を利用して、スイッチング素子の駆動を制御するスイッチング素子駆動回路とを備えたものである。
【００１４】
ここで、「定格電力状態」とは、例えば、放電ランプが所定の目標電力値付近で一定の電力を保っている状態を意味する。
【００１５】
本発明の第１の電源装置では、定格電力状態であるか否かを示す識別子が記憶され、この記憶されている識別子を利用して、スイッチング素子の駆動に対する制御がなされる。
【００１６】
本発明の第１の電源装置では、記憶手段によって記憶されている識別子に基づいて、定格電力状態であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段によって定格電力状態ではないと判断されたとき、定格電力状態とするための制御信号を生成する制御手段とをさらに備え、上記スイッチング素子駆動回路が、制御手段によって生成された制御信号に基づいて、スイッチング素子の駆動を制御するように構成することが可能である。この場合において、上記制御手段が、判断手段によって定格電力状態であると判断されたとき、次の周期に移行するような制御を行うように構成することが好ましい。
【００１７】
本発明の第２の電源装置は、スイッチング素子の駆動を制御するスイッチング素子駆動回路と、放電ランプが所定の範囲の電力で定電力点灯している定格電力状態におけるスイッチング素子の駆動に対する制御内容を記憶する記憶手段とを備え、上記スイッチング素子駆動回路が、記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容を利用して、スイッチング素子の駆動を制御するものである。
【００１８】
本発明の第２の電源装置では、定格電力状態におけるスイッチング素子の駆動に対する制御内容が記憶され、この記憶されている定格電力状態における制御内容を利用して、スイッチング素子の駆動に対する制御がなされる。
【００１９】
本発明の第２の電源装置では、定格電力状態であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段によって定格電力状態ではないと判断されたとき、記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容に基づいて、定格電力状態とするための制御信号を生成する制御手段とをさらに備え、上記スイッチング素子駆動回路が、制御手段によって生成された制御信号に基づいて、スイッチング素子の駆動を制御するように構成することが可能である。
【００２０】
本発明の第２の電源装置では、上記判断手段が、定格電力状態ではないと判断したとき、その時点におけるスイッチング素子の駆動に対する制御内容と、記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容とが互いに一致するか否かを判断し、上記制御手段が、判断手段によってそれぞれの制御内容が互いに一致してないと判断されたとき、この記憶されている定格電力状態における制御内容に基づいて再設定することにより、上記制御信号を生成するよう構成することが好ましい。
【００２１】
本発明の第２の電源装置では、上記判断手段が、定格電力状態ではないと判断したとき、記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容に基づいて、定格電力状態における電力値を基準とした電力値のずれの程度を判断し、上記制御手段が、判断手段による電力値のずれの程度の判断結果に基づいて、その電力値のずれの程度に応じた段階的な制御を行うように構成することが好ましい。
【００２２】
本発明の第２の電源装置では、上記判断手段が、定格電力状態ではないと判断したとき、記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容が所定の範囲内のものであるか否かを判断し、上記制御手段が、記憶手段によって記憶されている定格電力状態における制御内容が所定の範囲内のものではないと判断されたとき、装置を停止するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の電源装置によれば、定格電力状態であるか否かを示す識別子を記憶しておき、この記憶されている識別子を利用してスイッチング素子の駆動に対する制御を行うようにしたので、定格電力であるか否かを判断する際に演算処理などを逐一行う必要がなく、識別子の内容のみで判断することができ、電源装置に対する処理の余裕度を向上させることが可能となる。よって、装置を設計する際の自由度を向上させることも可能となる。
【００２４】
特に、定格電力状態であると判断したときに、次の周期に移行するような制御を行うようにした場合には、不要な処理を省くことで処理を簡素化し、電源装置に対する処理の余裕度をより向上させることが可能となる。
【００２５】
また、本発明の第２の電源装置によれば、定格電力状態におけるスイッチング素子の駆動に対する制御内容を記憶しておき、この記憶されている定格電力状態における制御内容を利用してスイッチング素子の駆動に対する制御を行うようにしたので、記憶されているこの制御内容を利用して、迅速に定格電力状態に戻ることが可能となる。よって、電源装置に対する処理の余裕度を向上させることが可能となり、装置を設計する際の自由度を向上させることも可能となる。
【００２６】
特に、定格電力状態ではないと判断したときに、記憶されている制御内容に基づいて電力値のずれの程度を判断し、その電力値のずれの程度に応じて段階的な制御を行うようにした場合には、そのずれの程度に応じて適切な処理を行うことで、より迅速に定格電力状態に戻ることが可能となり、電源装置に対する処理の余裕度をより向上させることが可能となる。
【００２７】
特にまた、定格電力状態ではないと判断したときに、記憶されている制御内容が所定の範囲内のものであるか否かを判断し、これが所定の範囲内のものではないと判断したときには装置を停止するようにした場合には、制御内容が構成上取り得る範囲からはずれてしまった際などに装置自体の不具合であると判断して迅速に対応することができ、電源装置に対する処理の余裕度をより向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電源装置の構成を表すものである。この電源装置は、負荷である高輝度放電ランプ８が定電力点灯するように、高圧を発生し始動器として動作するイグナイタ７を介して制御を行うものである。この電源装置は、図示しない高圧側電源から供給される高圧の直流入力電圧Ｖinをチョッピング処理によって降圧し、低圧の直流出力電圧Ｖ１を得るチョッパ回路１と、フルブリッジ型の４つのスイッチング素子を有するインバータ回路２と、電流検出回路３と、電圧検出回路４と、高輝度放電ランプ８に対する定電力動作の制御を行う制御回路５１と、この制御回路５１からの制御信号Ｌ５に対するデジタル／アナログ変換（Ｄ／Ａ変換）を行うＤ／Ａ変換器５２と、チョッパ回路１を駆動するための駆動パルスＰＬＳ２を生成するＰＷＭコントローラ６とを備えている。なお、上記の高圧電源は、高圧バッテリであってもよいし、あるいは交流発電機と整流回路との組み合わせであってもよいし、さらに、それらの組み合わせであってもよい。
【００３０】
チョッパ回路１は、直流入力電圧Ｖinが印加される一対の入力端子Ｔ１，Ｔ２、および直流出力電圧Ｖ１が出力される一対のチョッパ回路出力端子Ｔ３，Ｔ４の間をそれぞれ接続する電源線ＬＨおよび接地線ＬＧと、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に接続された入力平滑コンデンサ１１と、入力平滑コンデンサ１１の出力側（入力端子Ｔ１，Ｔ２とは反対側）の電源線ＬＨに挿入配置されたＮチャネルＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）１２とを備えている。ＮチャネルＦＥＴ１２は、そのドレインＤが入力端子Ｔ１側に接続され、ソースＳがチョッパ回路出力端子Ｔ３側に接続されるように配置されている。また、ＮチャネルＦＥＴ１２のゲートＧは、後述するＰＷＭコントローラ６内の駆動回路６４の出力端子ＶＯに接続されている。入力平滑コンデンサ１１は、入力された直流入力電圧Ｖinを平滑化するためのものであり、ＮチャネルＦＥＴ１２は、直流入力電圧Ｖinを断続してほぼ矩形状のパルス電圧を生成するスイッチング素子として機能するものである。なお、ＮチャネルＦＥＴ１２の配置はこれに限られるものではなく、接地線ＬＧと下記の整流ダイオード１３のアノードとの間に挿入配置するようにしてもよい。また、図中のドレイン電圧ＶD、ソース電圧ＶSおよびゲート電圧ＶGは、接地線ＬＧに対するＮチャネルＦＥＴ１２のドレインＤ、ソースＳおよびゲートＧの電位をそれぞれ表している。
【００３１】
チョッパ回路１はまた、ＮチャネルＦＥＴ１２のソース側の電源線ＬＨにカソードが接続され、接地線ＬＧにアノードが接続された整流ダイオード１３と、この整流ダイオード１３のカソードよりもチョッパ回路出力端子Ｔ３側の電源線ＬＨに挿入配置されたチョークコイル１４と、このチョークコイル１４よりも出力側の電源線ＬＨと接地線ＬＧとの間（すなわち、チョッパ回路出力端子Ｔ３，Ｔ４の間）に接続された出力平滑コンデンサ１５とを備えている。整流ダイオード１３は、ＮチャネルＦＥＴ１２によって生成されたパルス電圧を整流するものであり、チョークコイル１４および出力平滑コンデンサ１５は、この整流された電圧波形を平滑化するためのものである。なお、チョッパ回路出力端子Ｔ３，Ｔ４には、インバータ回路２が接続されている。チョッパ回路１はこのような構成により、ＰＷＭコントローラ６から出力される駆動パルスＰＬＳ２に応じて、約数十〜数百ｋＨｚの動作周期でチョッピング動作をし、直流出力電圧Ｖ１をインバータ回路２へ供給するようになっている。
【００３２】
インバータ回路２は、互いにブリッジ接続された４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を有している。具体的には、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士が互いに接続されて接続点Ｐ４を構成すると共に、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士が互いに接続されて接続点Ｐ５を構成している。また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の他端同士が互いに接続されて接続点Ｐ２を構成すると共に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４の他端同士が互いに接続されて接続点Ｐ３を構成し、これら接続点Ｐ２，Ｐ３は、それぞれチョッパ回路出力端子Ｔ３，Ｔ４に接続されている。また、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４はそれぞれ、制御回路５１からの制御信号Ｌ１〜Ｌ４によって、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態でスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフ状態の期間と、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態の期間とが交互に切り換えられるようになっている。インバータ回路２はこのような構成により、チョッパ回路出力端子Ｔ３，Ｔ４間に印加されるチョッパ回路１からの直流出力電圧Ｖ１を、約数百Ｈｚの動作周期による上記のスイッチング動作で交流出力電圧Ｖ２に変換し、この交流出力電圧Ｖ２をインバータ出力端子Ｔ５，Ｔ６およびイグナイタ７を介して高輝度放電ランプ８に供給するようになっている。なお、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４はそれぞれ、例えばＦＥＴや、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transistor）などのスイッチ素子により構成される。
【００３３】
電流検出回路３は、チョッパ回路出力端子Ｔ４と接続点Ｐ３との間で接地線ＬＧに挿入配置されている。電流検出回路３はこのような構成により、チョッパ回路１の直流出力電流Ｉ１を高輝度放電ランプ８のランプ電流として検出し、電圧に変換するようになっており、このランプ電流Ｉ１の大きさに対応するランプ電流信号ＬＩを、制御回路５１の電流入力端子ＶＩに出力するようになっている。なお、この電流検出回路３の配置はこれに限られるものではなく、チョッパ回路出力端子Ｔ３と接続点Ｐ２との間で電源線ＬＨに挿入配置するようにしてもよい。
【００３４】
電圧検出回路４は、接続点Ｐ２と制御回路５１の電圧入力端子ＶＶとの間に挿入配置されている。電圧検出回路４はこのような構成により、チョッパ回路１の直流出力電圧Ｖ１を高輝度放電ランプ８のランプ電圧として検出し、このランプ電圧Ｖ１の大きさに対応するランプ電圧信号ＬＶを、制御回路５１の電圧入力端子ＶＶに出力するようになっている。なお、この電圧検出回路４の具体的な回路構成としては、例えば、接続点Ｐ２と接地との間に配置された図示しない分圧抵抗よって、直流出力電圧Ｖ１を検出すると共にこれに応じた信号ＬＶを生成するものが挙げられる。
【００３５】
制御回路５１は、電流入力端子ＶＩと、電圧入力端子ＶＶと、４つのスイッチング素子制御端子ＶＳ１〜ＶＳ４と、ｎ個（ｎ：１以上の自然数）の出力端子ＶＯ１〜ＶＯｎとを有している。電流入力端子ＶＩはランプ電流信号ＬＩを介して電流検出回路３に接続され、電圧入力端子ＶＶはランプ電圧信号ＬＶを介して電圧検出回路４に接続され、スイッチング制御端子ＶＳ１〜ＶＳ４はそれぞれ、制御信号Ｌ１〜Ｌ４を介してインバータ回路２内のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に接続され、出力端子ＶＯ１〜ＶＯｎは、ｎビットの制御信号Ｌ５を介してＤ／Ａ変換器５２の入力端子に接続されている。この制御回路５１は、前述のように高輝度放電ランプ８に対する定電力動作の制御を行うものである。具体的には、電流検出回路３によって検出されたランプ電流Ｉ１に対応するランプ電流信号ＬＩと、電圧検出回路４によって検出されたランプ電圧Ｖ１に対応するランプ電圧信号ＬＶとに基づいて演算を行い、高輝度放電ランプ８を定電力点灯させるためのデジタル（ｎビット）の制御信号Ｌ５を生成すると共に、Ｄ／Ａ変換器５２を介してこれらの制御信号を、ＰＷＭコントローラ６へ出力するようになっている。この制御回路５１はまた、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のスイッチング動作を制御する制御信号Ｌ１〜Ｌ４を生成し、これらのスイッチング素子に供給するようになっている。なお、この制御回路５１は、例えばマイコンなどにより構成され、その場合、これら定電力動作の制御はソフトウェアによりなされ、後述するような周期的制御がなされるようになっている。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換器５２の入力端子は、ｎビットの制御信号Ｌ５を介して制御回路５１の出力端子ＶＯ１〜ＶＯｎに接続され、出力端子は、後述するように、制御信号Ｌ１２を介してＰＷＭコントローラ６内の比較器６３Ｂにおける反転入力端子に接続されている。このＤ／Ａ変換器５２は、前述のように制御回路５１からのデジタルの制御信号Ｌ５に対してＤ／Ａ変換を行い、アナログの制御信号Ｌ１２を生成するものであり、例えば複数の抵抗器が交互に接続された、いわゆるＲ−２Ｒラダーなどにより構成される。
【００３７】
ここで、この電源装置では、制御回路５１から出力されるｎビットの制御信号Ｌ５によってソフトスタート機能を利用したＰＷＭコントローラ６の動作モードが決定され、ＰＷＭコントローラ６では、高輝度放電ランプ６の電力状態に応じた動作がなされるようになっている。図２は、このソフトスタート機能を利用したＰＷＭコントローラ６の動作モードと、制御回路５１から出力されるｎビットの制御信号Ｌ５と、Ｄ／Ａ変換器５２により出力される制御信号Ｌ１２の電圧Ｖ１２との関係の一例を表すものである。この図において、横軸はＰＷＭコントローラ６の動作モードを、右側の縦軸は８ビットの制御信号Ｌ５の値を１６進数および１０進数（かっこ内の値）で示したものを、左側の縦軸はこれら制御信号Ｌ５の値に対応した制御信号Ｌ１２の電圧Ｖ１２を表している。なお、この例では、制御信号Ｌ５は８ビットであるものとし、また、制御信号Ｌ１２の電圧Ｖ１２は、０〜４．００Ｖまでの電圧範囲であるものとする。また、図中の符号Ｘ１，Ｙ１で示した範囲は、制御回路５１の制御範囲を表している。
【００３８】
このように、この例では、ＰＷＭコントローラ６の動作モードは、制御信号Ｌ５＝「００Ｈ（０）」〜「５０Ｈ（８０）」、すなわち電圧Ｖ１２＝０Ｖ〜０．８０Ｖまでの区間に対応する停止モードＡと、制御信号Ｌ５＝「６４Ｈ（１００）」〜「Ｃ０Ｈ（１９２）」、すなわち電圧Ｖ１２＝１．００Ｖ〜１．９２Ｖまでの区間に対応する定電力制御モードと、制御信号Ｌ５＝「Ｃ０Ｈ（１９２）」〜「ＦＦＨ（２５５）」、すなわち電圧Ｖ１２＝１．９２Ｖ〜２．５５Ｖまでの区間に対応する停止モードＢとに大別される。なお、停止モードＡと定電力制御モードとの間に位置する、制御信号Ｌ５＝「５０Ｈ（８０）」〜「６４Ｈ（１００）」、すなわち電圧Ｖ１２＝０．８０Ｖ〜１．００Ｖまでの区間は、ＰＷＭコントローラ６のスタンバイモードである
【００３９】
停止モードＡは、後述するように、ＰＷＭコントローラ６からチョッパ回路１への制御パルスＰＬＳ２の供給を停止させる動作モードである。このとき、チョッパ回路１内のＮチャネルＦＥＴ１２がオフ状態となることから、電源装置の動作は停止する。この停止モードＡは、例えば高輝度放電ランプ８が所定の電力値よりも電力の大きい過電力状態にある場合など、システムに異常が生じたときに設定されるものである。
【００４０】
定電力制御モードは、高輝度放電ランプ８に対して定電力制御を行うときに設定される動作モードである。この定電力制御モードでは、制御信号Ｌ５の値が「６４Ｈ（１００）」から「Ｃ０Ｈ（１９２）」へ増加するのに応じて、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比も増加する（例えば、０％〜４６％）ように、ＰＷＭコントローラ６内で設定される。このような構成により、後述するように、制御回路５１からの制御信号Ｌ５によって、チョッパ回路１へ供給される制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が、任意の値に設定されるようになっている。また、この制御信号Ｌ１２の電圧Ｖ１２は、後述するように、ＰＷＭコントローラ６内の発振回路６２から出力される発振パルスＰＬＳ１の振幅電圧範囲内となるように設定されており、これにより定電力制御モードである限り、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が正常状態において０％には固定されないようになっている。
【００４１】
なお、停止モードＢは、やはり制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が最大となり、電源装置の動作が停止する動作モードである。この停止モードＢは、例えばこの電源装置がラッチアップ状態となった場合などに設定される。
【００４２】
図１に戻り、ＰＷＭコントローラ６は、基準電圧Ｖ３と接続点Ｐ６との間の電位差を増幅する増幅器６１と、所定の周期の三角波からなる発振パルスＰＬＳ１を生成する発振回路６２と、比較器６３Ａ，６３Ｂからなる比較器６３と、それぞれ比較器６３Ａ，６３Ｂから出力される比較結果信号Ｌ２１，Ｌ２２に基づいて、チョッパ回路１を実際に駆動するための駆動パルスＰＬＳ２を生成する駆動回路６４とを有している。
【００４３】
増幅器６１の非反転入力端子はＰＷＭコントローラ６の外部に配置された基準電圧電源６１１に接続され、反転入力端子は接続点Ｐ６に接続され、出力端子は比較器６３Ａの反転入力端子に接続されている。基準電圧電源６１１からは基準電圧Ｖ３が供給され、接続点Ｐ６には、定電圧電源６１２から供給される定電圧Ｖ４がＰＷＭコントローラ６の外部に配置された分圧抵抗６１３，６１４によって分圧された電圧が供給される。増幅器６１はこのような構成により、基準電圧Ｖ３と接続点Ｐ６との電位差を増幅し（安定化し）、固定電位Ｖ１１からなる固定増幅信号Ｌ１１を比較器６３Ａへ出力するようになっている。なお、この電源装置では、増幅器６１によって駆動パルスＰＬＳ２のデューティ比を制御することはないので、このデューティ比が最大となるように固定増幅信号Ｌ１１の固定電位Ｖ１１は、発振回路６２から出力される発振パルスＰＬＳ１の電位よりも常に大きくなるように設定されている。
【００４４】
発振回路６２の出力端子は、比較器６３Ａ，Ｂの非反転入力端子に接続されている。また、比較器６３Ａの反転入力端子は固定増幅信号Ｌ１１を介して増幅器６１の出力端子に接続され、比較器６３Ａの出力端子は比較結果信号Ｌ２１を介して駆動回路６４の入力端子ＶＣ１に接続されている。また、比較器６３Ｂの反転入力端子は制御信号Ｌ１２を介してＤ／Ａ変換器５２の出力端子に接続され、比較器６３Ｂの出力端子は比較結果信号Ｌ２２を介して駆動回路６４の入力端子ＶＣ２に接続されている。比較器６３Ａはこのような構成により、後述するように、増幅器６１から出力された固定増幅信号Ｌ１１の固定電位Ｖ１１と発振パルスＰＬＳ１の電位とを比較し、固定電位からなる比較結果信号Ｌ２１を駆動回路６４へ出力するようになっている。一方、比較器６３Ｂはこのような構成により、後述するように、Ｄ／Ａ変換器５２から出力される制御信号Ｌ１２の電位Ｖ１２と発振パルスＰＬＳ１の電位とを比較し、可変電位からなる比較結果信号Ｌ２２を駆動回路６４へ出力するようになっている。
【００４５】
駆動回路６４は、入力端子ＶＣ１，ＶＣ２と、出力端子ＶＯとを有している。入力端子ＶＣ１，ＶＣ２はそれぞれ、比較結果信号Ｌ２１，Ｌ２２を介して比較器６３Ａ，６３Ｂの出力端子に接続され、出力端子ＶＯはＮチャネルＦＥＴ１２のゲートＧに接続されている。この駆動回路６４は、比較器６３Ａ，６３Ｂからそれぞれ出力される比較結果信号Ｌ２１，Ｌ２２に基づいて、出力端子ＶＯからＮチャネルＦＥＴ１２のゲートＧに供給される駆動パルスＰＬＳ２を生成するものである。駆動回路６４はこのような構成により、駆動パルスＰＬＳ２によって、ＮチャネルＦＥＴ１２をＰＷＭ制御駆動するようになっている。なお、図１の例では、駆動回路６４から出力された駆動パルスＰＬＳ２が直接ＮチャネルＦＥＴ１２に供給されているが、例えば、一定のアンプを介してＮチャネルＦＥＴ１２に供給するように構成してもよい。
【００４６】
イグナイタ７は、高輝度ランプ８を点灯させる際に、高輝度ランプ８の図示しないランプ電極間に放電経路を生成する始動器として機能するものであり、インバータ回路２と高輝度放電ランプ８との間に挿入配置されている。また、高輝度放電ランプ８は、金属蒸気中の放電により発光する放電ランプであり、例えばメタルハライドランプや高圧ナトリウムランプ、水銀ランプなどが挙げられる。この高輝度放電ランプ８は、イグナイタ７によって放電経路が生成され、安定放電に移行された後は、インバータ回路２から供給される交流出力電流によって、定電力制御がなされる。
【００４７】
ここで、チョッパ回路１は、本発明における「スイッチング電源回路」の一具体例に対応するものであり、ＮチャネルＦＥＴ１２は、本発明における「スイッチング素子」の一具体例である。また、「高輝度放電ランプ８」は、本発明における「放電ランプ」の一具体例である。また、制御回路５１は、本発明における「記憶手段」、「判断手段」および「制御手段」の一具体例であり、制御信号Ｌ１２は、本発明における「制御信号」の一具体例である。また、ＰＷＭコントローラ６は、本発明における「スイッチング素子駆動回路」の一具体例である。
【００４８】
次に、図３を参照して、以上のような構成の電源装置の動作を説明する。ここで、図３は、図１に示した電源装置の各部の電圧波形を表すもので、（Ａ）は高輝度放電ランプ８におけるランプ電力Ｐ（＝ランプ電圧Ｖ１×ランプ電流Ｉ１）を示し、（Ｂ）は固定増幅信号Ｌ１１の電位Ｖ１１を示し、（Ｃ）は発振パルスＰＬＳ１の波形を示し、（Ｄ）は制御信号Ｌ１２の電位Ｖ１２を示し、（Ｅ）はソース電位ＶSから見た場合の駆動パルスＰＬＳ２の波形を示し、（Ｆ）はチョッパ回路１の直流出力電圧、すなわちランプ電圧Ｖ１を示している。ここに示した例では、電力Ｐにおける所定の目標電力値（定格電力値）をＰｔ、電位Ｖ１１の波高値＝３．５０Ｖ、発振パルスＰＬＳ１の波低値＝１．００Ｖ、発振パルスＰＬＳ１の波高値＝３．００Ｖ、電位Ｖ１２の波低値＝０．００Ｖ、電位Ｖ１２の波高値＝１．００〜１．９２Ｖ、駆動パルスＰＬＳ２の波低値＝０．００Ｖ、駆動パルスＰＬＳ２の波高値＝５．００Ｖ、ランプ電圧Ｖ１における所定の目標電圧値（定格電圧値）をＶｔとしている。なお、以下は、本発明の特徴部分である高輝度放電ランプ８の安定放電の際の定格電力制御動作について説明し、安定放電に移行する前の制御動作については、その説明を省略する。
【００４９】
まず、高輝度放電ランプ８の電力Ｐが所定の目標電力値（定格電力値）Ｐｔよりも大きくなっており、この電源装置によってその電力Ｐを減少させる際の動作（図３のタイミングｔ１〜ｔ５の期間）について説明する。
【００５０】
まず、電流検出回路３および電圧検出回路４によって、それぞれ高輝度放電ランプ８のランプ電流Ｉ１およびランプ電圧Ｖ１が検出され、検出されたこれらの値に基づいて、制御回路５１によって、ランプ電力Ｐが算出される。そして、例えばタイミングｔ１においてランプ電圧Ｖ１が定格電圧値Ｖｔよりも大きくなっており（図３（Ｆ））、それに伴いランプ電力Ｐも定格電力値Ｐｔよりも大きくなっていること（図３（Ａ））、すなわちタイミングｔ１において高輝度放電ランプ８が過電力状態にあることが制御回路５１によって判断されると、チョッパ回路１への制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が小さくなるように、制御回路５１によって図２に示したようなｎビット（この例では、８ビット）の制御信号Ｌ５が生成され、Ｄ／Ａ変換器５２によってその信号がアナログ変換され、そのアナログ化された制御信号Ｌ１２が、比較器６３Ｂの非反転入力端子へ供給される。
【００５１】
比較器６３Ｂでは、供給されたこの制御信号Ｌ１２の電位Ｖ１２と、発振パルスＰＬＳ１の電位との大小が比較される。ここで、電位Ｖ１２よりも発振パルスＰＬＳ１の電位のほうが小さい場合に、その出力信号である比較結果信号Ｌ２２は「Ｈ」レベルになり、逆に電位Ｖ１２よりも発振パルスＰＬＳ１の電位のほうが大きい場合に、比較結果信号Ｌ２２は「Ｌ」レベル（＝０Ｖ）となるようになっている。つまり、本実施の形態の電源装置では、前述のように制御信号Ｌ１２の電位Ｖ１２が発振パルスＰＬＳ１の振幅電圧範囲内となるように設定されている（図３（Ｄ））ことから、高輝度放電ランプ８の動作モードが停止モードＡまたは停止モードＢではない限り比較結果信号Ｌ２２のデューティ比は正常状態において０％で固定されることはなく、また、電位Ｖ１２の電圧変化に応じた可変信号となる。
【００５２】
一方、比較器６３Ａでは、増幅器６１から出力された固定増幅信号Ｌ１１の電位Ｖ１１と、発振パルスＰＬＳ１の電位との大小が比較される。ここで、前述のように電位Ｖ１１は固定電位であると共に発振パルスＰＬＳ１の電位よりも常に大きくなっている（図３（Ｂ））ことから、比較器６３Ａの出力信号である比較結果信号Ｌ２１も、発振パルスＰＬＳ１の電位よりも常に大きい「Ｈ」レベルの固定信号となる。
【００５３】
このように、比較結果信号Ｌ２２が電位Ｖ１２の電圧変化に応じた可変信号である一方、比較結果信号Ｌ２１が発振パルスＰＬＳ１の電位よりも常に大きい「Ｈ」レベル（＝３．５０Ｖ）の固定信号であることから、駆動回路６４では、比較結果信号Ｌ２２の電位Ｖ１２が小さくなるのに応じて（図３（Ｄ）のタイミングｔ１〜ｔ５）そのデューティ比が小さくなるように変化する制御パルスＰＬＳ２が生成され（図３（Ｅ））、チョッパ回路１へ供給される。
【００５４】
チョッパ回路１では、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給された直流入力電圧Ｖinは、入力平滑コンデンサ１１により平滑化される。また、この平滑化されたドレイン電圧ＶDは、ＮチャネルＦＥＴ１２がオン・オフ動作をすることにより方形波となり、チョークコイル１４および出力平滑コンデンサ１５により、その波形が平滑化される。そして、チョッパ回路１の直流出力電圧、すなわちランプ電圧Ｖ１は、ゲート電圧ＶGのパルス幅およびドレイン電圧ＶDによって決定され、負荷である高輝度放電ランプ８の電力状態に応じた出力電流Ｉ１が、インバータ回路２へ供給される。
【００５５】
インバータ回路２では、制御回路５１からのスイッチング素子制御信号Ｌ１〜Ｌ４に応じて、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態でスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフ状態の期間と、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態でスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフ状態の期間とが交互に切り換えられ、これによって、チョッパ回路１から供給された直流出力電圧Ｖ１（ランプ電圧）に基づいて、交流出力電圧Ｖ２が生成される。この交流出力電圧Ｖ２は、インバータ出力端子Ｔ５，Ｔ６を介して高輝度放電ランプ８へ供給される。そして高輝度放電ランプ８では、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が小さくなるのに応じて、そのランプ電圧Ｖ１およびランプ電力Ｐもそれぞれ、定格値Ｖｔ，Ｐｔとなるように減少する（図３（Ｆ），（Ａ））。このようにして、高輝度放電ランプ８が過電力状態から定格電力値Ｐｔとなるように、電源装置によって定格電力制御がなされる。
【００５６】
次に、高輝度放電ランプ８の電力Ｐが定格電力値Ｐｔよりも小さくなっており、この電源装置によってその電力Ｐを増加させる際の動作（図３のタイミングｔ６〜ｔ１０の期間）について説明する。
【００５７】
この場合も、上記のように高輝度放電ランプ８が過電力状態から定格電力値Ｐｔとなるように定格電力制御される場合と同様に、制御回路５１によって、例えばタイミングｔ６においてランプ電圧Ｖ１が定格電圧値Ｖｔよりも小さくなっており（図３（Ｆ））、それに伴いランプ電力Ｐも定格電力値Ｐｔよりも小さくなっていること（図３（Ａ））、すなわちタイミングｔ６において高輝度放電ランプ８が低電力状態にあることが判断されると、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が大きくなるように、制御回路５１によってｎビットの制御信号Ｌ５が生成され、アナログ化された制御信号Ｌ１２が、比較器６３Ｂの反転入力端子へ供給される。そして比較器６３Ａ，６３Ｂを介して、駆動信号６４では、比較結果信号Ｌ２２の電位Ｖ１２が大きくなるのに応じて（図３（Ｄ）のタイミングｔ６〜ｔ１０）そのデューティ比が大きくなるように変化する制御パルスＰＬＳ２が生成され（図３（Ｅ））、チョッパ回路１へ供給される。そして高輝度放電ランプ８では、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が大きくなるのに応じて、そのランプ電圧Ｖ１およびランプ電力Ｐもそれぞれ、定格値Ｖｔ，Ｐｔとなるように増加する（図３（Ｆ），（Ａ））。このようにして、高輝度放電ランプ８が低電力状態から定格電力値Ｐｔとなるように、電源装置によって定格電力制御がなされる。
【００５８】
次に、図４〜図６を参照して、以上のような定格電力制御の際に、制御回路５１が行う周期的な処理動作について説明する。ここで、図４は、図１の電源装置における周期的な定格電力制御処理を表すものである。また、図５および図６は、図４に示した定格電力制御処理（ステップＳ１５）における具体的な処理を表すものである。
【００５９】
まず、この電源装置における定格電力制御処理は、上記のように一定の周期で行われていることから、制御回路５１は、その周期を監視すると共に確認を行う（図４のステップＳ１１）。具体的には、例えば制御回路内に設けられたタイマーによって一定の周期を監視しておき、その周期が経過してから、次の処理に移行するようにする。次に、制御回路５１は、インバータ回路２内のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に対してスイッチング素子制御信号Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ出力し、これらのスイッチング素子が所定の周期（例えば、約数百Ｈｚ）のスイッチング動作を行うように制御する（ステップＳ１２）。
【００６０】
次に、制御回路５１は、電流検出回路３によって検出されたランプ電流Ｉ１の大きさに対応するランプ電流信号ＬＩ、および電圧検出回路４によって検出されたランプ電圧Ｖ１の大きさに対応するランプ電圧信号ＶＩに対して、それぞれデジタル／アナログ変換（Ａ／Ｄ変換）を行い、デジタル化された信号を生成する（ステップＳ１３）。そして制御回路５１は、これらデジタル化されたランプ電流およびランプ電圧の大きさに対応する信号に基づいて、ランプ電力Ｐを算出する（ステップＳ１４）。
【００６１】
次に、制御回路５１は、高輝度放電ランプ８を定格電力値Ｐｔで定電力点灯させるため、以下のような定格電力制御処理を行う（ステップＳ１５）。ここで、この制御回路５１内（例えば、メモリ領域など）には、高輝度放電ランプ８が定格電力値Ｐｔで定電力点灯している定格電力状態であるか否かを示すフラグ、およびこの定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値が、常に記憶されるようになっている。なお、このフラグは、本発明における「識別子」の一具体例であり、定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値は、本発明における「定格電力状態におけるスイッチング素子の駆動に対する制御内容」の一具体例である。
【００６２】
まず、制御回路５１は、上記のように高輝度ランプ８が定格電力状態であるか否かを示すフラグにより、定格電力状態であるか否かを判断する。具体的にはこの例では、このフラグの値が１であるかどうかを判断する（図５のステップＳ１５１）。フラグの値が１であった場合（ステップＳ１５１：Ｙ）、次に、制御回路５１は、ステップＳ１４において算出したランプ電力Ｐの値により、実際に目標値である定格電力値Ｐｔであるか否かを判断する（ステップＳ１５２）。そして、このランプ電力Ｐも実際に定格電力値Ｐｔとなっていた場合（ステップＳ１５２：Ｙ）、制御回路５１は、高輝度放電ランプ８が定格電力状態であると判断し、以下に説明する処理を経ずに、次の周期的制御に移行するように制御する。このように、高輝度放電ランプ８が定格電力状態であると判断されたときには、次の周期的制御に移行するようにしたことで、不要な処理が省かれ、処理が簡素化される。なお、この例では、フラグの値が１のときに定格電力状態であることを示すように構成されているが、逆にフラグの値が０のときに定格電力状態であることを示すように構成してもよい。
【００６３】
一方、フラグの値が１ではなかった（０であった）場合（ステップＳ１５１：Ｎ）、またはフラグの値は１であったが、算出されたランプ電力Ｐが定格電力値Ｐｔではなく、実際には定格電力状態ではなかった場合（ステップＳ１５２：Ｎ）には、制御回路５１は、以下説明するようにして、高輝度放電ランプ８が定格電力状態となるような制御を行う。具体的には、前者の場合、まず高輝度放電ランプ８が過電力状態Ａであるか否かを判断し（ステップＳ１５４）、後者の場合には、まずフラグをクリア（値を０に設定する）して（ステップＳ１５３）から、過電力状態Ａであるか否かを判断する（ステップＳ１５４）。後者の場合にフラグをクリアしてから判断するようにしたのは、この場合実際には定格電力状態ではないのに、フラグの値が１となっている（定格電力状態であることを示している）からである。このように、フラグの値に加えて、実際に算出されたランプ電力Ｐにも基づいて高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを判断するようにしたことで、後述するステップＳ１６８において定格電力状態になった際にフラグの値を１に設定した後に、経時的な要因により定格電力状態ではなくなったような場合においても、確実に判断することができる。
【００６４】
ここで、本実施の形態における定格電力制御では、高輝度放電ランプ８が定格電力状態以外の状態であると判断された場合には、制御回路５１内に記憶されている定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値に基づいて、制御回路５１によって、定格電力値Ｐｔを基準としたランプ電力Ｐのずれの程度が判断され、そのランプ電力Ｐのずれの程度に応じて段階的な定格電力制御処理が行われるようになっている。具体的にはこの例では、高輝度放電ランプ８の電力状態は、ランプ電力Ｐの値が定格電力値Ｐｔの１１５％以上である上記過電力状態Ａと、定格電力値Ｐｔの１１０％以上でかつ１１５％未満である過電力状態Ｂと、定格電力値Ｐｔの１１０％未満でかつ定格電力状態ではない状態とに大別されている。このようにランプ電力Ｐのずれの程度に応じて段階的な定格電力制御処理が行われようにしたことで、その状態に応じた適切な処理が行われる。
【００６５】
まず、過電力状態Ａ（ランプ電力Ｐの値が定格電力値Ｐｔの１１５％以上）であると判断された（ステップＳ１５４：Ｙ）場合、制御回路５１は、その内部に記憶されているエラー・カウンタの値を１増加させる（ステップＳ１５５）。ここでこのエラー・カウンタとは、高輝度放電ランプ８が過電力状態Ａであると判断された回数を示すものである。そしてこのエラー・カウンタの値が所定の規定値（例えば、５０など）に達したか否かを判断し（ステップＳ１５６）、所定の規定値に達した場合（ステップＳ１５６：Ｙ）には、制御回路５１は、これ以上長い時間、過電力状態の場合、電源系の素子にストレスを与え損傷させてしまうと判断し、システムを停止する（ステップＳ１５７）ことで、全体の処理が終了する。エラー・カウンタの値が所定の規定値に達していない場合（ステップＳ１５６：Ｎ）には、制御回路５１内に記憶されている定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値が、ソフトウェアの構成上の設定範囲内（例えば前述のように、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が０％〜４６％の範囲内）であるか否かを判断する（ステップＳ１５８）。設定範囲内ではない場合（ステップＳ１５８：Ｎ）には、制御回路５１は、この設定値は構成上取り得ない値であり、何らかの要因で設定値が変更されているものと判断し、システムを停止する（ステップＳ１５７）。また、設定範囲内である場合には（ステップＳ１５８：Ｙ）、次に制御回路５１は、その時点における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値と、記憶されている定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値とが、互いに一致するか否かを判断する（ステップＳ１５９）。すなわち、その時点における設定値が、目標値である定格電力状態における設定値に実際に設定されているかどうかを判断する。
【００６６】
記憶されている設定値が実際に定格電力状態における値に設定されている場合（ステップＳ１５９：Ｙ）には、制御回路５１は、過電力状態Ａから定格電力状態へ戻る場合に対応した所定の制御処理である、定格電力制御Ａを行う（ステップＳ１６１）。これは、例えば損傷などにより、記憶されている設定値が実際に定格電力状態における値に設定されているにもかかわらず、過電力状態Ａとなってしまっている場合を考慮したものである。具体的には例えば、制御回路５１は、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が−５％となるように、前述のｎビットの制御信号Ｌ５を設定する。なお、この後は次の周期的制御に移行する。このようにして、高輝度放電ランプ８が定格電力状態となるように、前述のようなチョッパ回路１に対するＰＷＭ制御がなされる。一方、記憶されている設定値が実際に定格電力状態における値に設定されていない場合（ステップＳ１５９：Ｎ）には、記憶されている定格電力状態における設定値を目標値として再設定する（ステップＳ１６０）ことで、これ以降の処理において、高輝度放電ランプ８が確実に定格電力状態に戻ることができるようにする。なお、この場合もこの後は次の周期的制御に移行する。
【００６７】
ここで、ステップＳ１５４において過電力状態Ａではないと判断された場合（ステップＳ１５４：Ｎ）には、制御回路５１は、一度、エラー・カウンタの値をクリア（値を０とする）する（図６のステップＳ１６２）。次に制御回路５１は、高輝度放電ランプ８が過電力状態Ｂ（定格電力値Ｐｔの１１０％以上でかつ１１５％未満）であるか否かを判断する（ステップＳ１６３）。過電力状態Ｂであると判断された場合（ステップＳ１６３：Ｙ）には、制御回路５１は、過電力状態Ｂから定格電力状態へ戻る場合に対応した所定の制御処理である、定格電力制御Ｂを行う（ステップＳ１６４）。具体的には例えば、制御回路５１は、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が−２％となるように、前述のｎビットの制御信号Ｌ５を設定する。なお、この後は次の周期的制御に移行する。一方、過電力状態Ｂではないと判断された場合（ステップＳ１６３：Ｎ）には、次に制御回路５１は、高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを判断する（ステップＳ１６５）。依然として定格電力状態ではないと判断された場合（ステップＳ１６５：Ｎ）、高輝度放電ランプ８は、定格電力値Ｐｔの１１０％未満でかつ定格電力状態ではない状態に該当するので、制御回路５１は、この状態から定格電力状態へ戻る場合に対応した所定の制御処理である、定格電力制御Ｃを行う（ステップＳ１６６）。具体的には例えば、制御回路５１は、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比が±１％となるように、前述のｎビットの制御信号Ｌ５を設定する。なお、この後は次の周期的制御に移行する。
【００６８】
一方、定格電力状態である判断された場合（ステップＳ１６５：Ｙ）には、このときの制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値を、制御回路５１内に記憶する（ステップＳ１６７）。このようにして、定格電力状態となったときの制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値が、制御回路５１内に記憶される。そして制御回路５１は、フラグの値を１に設定することで、高輝度ランプ８が定格電力状態であることを示すようにする（ステップＳ１６８）。このようにして、高輝度ランプ８が定格電力状態であることが容易に判断されるようになる。なお、この後は次の周期的制御に移行する。
【００６９】
以上のように、本実施の形態では、高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを示すフラグを制御回路５１内に記憶しておき、この記憶されているフラグの値を利用して、チョッパ回路１内のＮチャネルＦＥＴ１２に対するＰＷＭ駆動を制御するようにしたので、高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを判断する際に演算処理などを逐一行う必要がなく、フラグの値のみで判断することができ、制御回路５１の電源装置に対する処理の余裕度を向上させることが可能となる。よって、装置を設計する際の自由度を向上させることも可能となる。
【００７０】
また、定格電力状態であると判断したときに、次の周期的制御に移行するようにしたので、不要な処理を省くことで処理を簡素化し、電源装置に対する処理の余裕度をより向上させることが可能となる。
【００７１】
また、このフラグの値に加えて、実際に算出されたランプ電力Ｐにも基づいて高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを判断するようにしたので、定格電力状態になった際にフラグの値を１に設定した後に、損傷などにより定格電力状態ではなくなったような場合においても、確実に判断することができる。
【００７２】
また、定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値を記憶しておき、この記憶されている設定値を利用して、チョッパ回路１内のＮチャネルＦＥＴ１２に対するＰＷＭ駆動を制御するようにしたので、記憶されているこの設定値を利用して、迅速に定格電力状態に戻ることが可能となる。よって、電源装置に対する処理の余裕度を向上させることが可能となり、装置を設計する際の自由度を向上させることも可能となる。
【００７３】
また、定格電力状態ではないと判断したときに、記憶されている定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値に基づいてランプ電力Ｐの値のずれの程度を判断し、そのランプ電力Ｐの値のずれの程度に応じて段階的な制御を行うようにしたので、そのずれの程度に応じて適切な処理を行うことで、より迅速に定格電力状態に戻ることが可能となり、電源装置に対する処理の余裕度をより向上させることが可能となる。
【００７４】
また、その時点における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値と、記憶されている定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値とが、互いに一致するか否か、すなわち、その時点における設定値が、目標値である定格電力状態における設定値に実際に設定されているかどうかを判断し、記憶されている設定値が実際に定格電力状態における値に設定されていないと判断した場合には、記憶されている定格電力状態における設定値を目標値として再設定することで、これ以降の処理において、高輝度放電ランプ８が確実に定格電力状態に戻ることが可能となる。
【００７５】
さらに、定格電力状態ではないと判断したときに、記憶されている定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値がソフトウェアの構成上の設定範囲内であるか否かを判断し、これが設定範囲内ではない場合には、システムを停止するようにしたので、制御内容が構成上取り得る範囲からはずれてしまった際などに装置自体の不具合であると判断して迅速に対応することができ、電源装置に対する処理の余裕度をより向上させることが可能となる。
【００７６】
なお、本実施の形態の電源装置では、この定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値を累積的に記憶しておくようにした場合、その設定値の経時的変化の状況などにより、装置の劣化の程度などを判断することも可能である。
【００７７】
また、本実施の形態の電源装置では、高輝度放電ランプ８が定格電力状態であるか否かを示すフラグ、および定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値を記憶しておき、これらの設定値を利用してＰＷＭ制御を行うようにしているが、これらフラグおよび定格電力状態における設定値のうち、いずれか一方のみを記憶しておくように構成してもよい。このように構成した場合でも、従来と比べて迅速な処理および余裕度向上が可能となる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７９】
図７は、本実施の形態に係る電源装置の構成を表すものである。この図で、上記第１の実施の形態（図１）と同一の構成要素には同一符号を付し、適宜、説明を省略する。
【００８０】
本実施の形態の電源装置は、上記第１の実施の形態の電源装置において、Ｄ／Ａ変換器５２から出力される制御信号を、比較器６３Ｂの反転入力端子の代わりに、増幅器６１において基準電圧電源６１１に加算器６１５を付した非反転入力端子に接続するようにしたものである。具体的には、Ｄ／Ａ変換器５２から出力された制御信号Ｌ１３が、上記のように加算器６１５を介して増幅器６１の非反転入力端子に接続され、制御信号Ｌ１３の電位が補正電位として基準電位Ｖ３に重畳されるようになっていると共に、比較器６３Ｂの反転入力端子に接続された信号線Ｌ１２には、ＰＷＭコントローラ６の外部に配置された定電流源６３１および容量素子６３２により固定電位が供給されるようになっている。その他の構成は、図１の場合と同様である。
【００８１】
図８は、図７に示した電源装置の各部の電圧波形を表すものであり、第１の実施の形態における図３に対応するものである。
【００８２】
このように、信号線Ｌ１２の電位Ｖ１２を第１の実施の形態における信号線Ｌ１１の電位Ｖ１１（図３（Ｂ））のように、固定電位であると共に発振パルスＰＬＳ１の電位よりも常に大きくする（図８（Ｄ））と供に、信号線Ｌ１１の電位Ｖ１１を第１の実施の形態における信号線Ｌ１２の電位Ｖ１２（図３（Ｄ））のように、上記のような接続関係による制御信号Ｌ１３の補正電位に応じた可変信号とする（図８（Ｂ））ことで、制御パルスＰＬＳ２のデューティ比を変化させることができ（図８（Ｅ））、ランプ電圧Ｖ１およびランプ電力Ｐもそれぞれ定格値Ｖｔ，Ｐｔとなるように変化させることができる（図８（Ｆ），（Ａ））ので、第１の実施の形態と同様の定格電力制御をなすことができる。
【００８３】
なお、定格電力制御の際に制御回路が行う処理動作については、第１の実施の形態の場合（図４〜図６に示した流れ図）と基本的に同様である。第１の実施の形態の場合と異なるのは、本発明における「定格電力状態におけるスイッチング素子の駆動に対する制御内容」の一具体例として、定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値の変わりに、定格電力状態においてＤ／Ａ変換器５２から出力された制御信号Ｌ１３の補正電位を記憶しておくようにした点である。
【００８４】
以上のように、本実施の形態では、Ｄ／Ａ変換器５２から出力された制御信号Ｌ１３を加算器６１５を介して増幅器６１の非反転入力端子に接続し、補正電位として基準電位Ｖ３に重畳するようにすると供に、定格電力状態における制御信号Ｌ１３の補正電位を記憶しておき、この補正電位を利用してチョッパ回路１内のＮチャネルＦＥＴ１２に対するＰＷＭ駆動を制御するようにしたので、制御回路５１の電源装置に対する処理の余裕度を向上させることができ、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
以上、第１および第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００８６】
例えば、上記実施の形態では、スイッチング電源回路の部分を、チョッパ回路１により構成した場合について説明してきたが、例えば直流入力電圧Ｖinがランプ電圧よりも低い場合には、フライバック型などの昇圧回路により構成するようにしてもよい。
【００８７】
また、上記実施の形態では、インバータ回路２を、フルブリッジ型の４つのスイッチング素子により構成した場合について説明してきたが、例えばハーフブリッジ型のスイッチング素子などにより構成するようにしてもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態では、チョッパ回路１におけるスイッチング素子を、ＮチャネルＦＥＴ１２により構成した場合について説明してきたが、例えばバイポーラトランジスタやＩＧＢＴなどの他のスイッチング素子により構成するようにしてもよい。
【００８９】
また、上記実施の形態では、チョッパ回路１から供給されるランプ電圧Ｖ１をインバータ回路２により交流変換し、交流出力電圧Ｖ２を高輝度放電ランプ８に供給する場合、すなわちこの電源装置を、交流駆動するＡＣ型により構成した場合について説明してきたが、例えばチョッパ回路１から供給されるランプ電圧Ｖ１を高輝度放電ランプ８に直接供給するようにし、この電源装置を、直流駆動するＤＣ型により構成することも可能である。
【００９０】
また、上記実施の形態では、本発明における「定格電力状態におけるスイッチング素子の駆動に対する制御内容」の一具体例として、定格電力状態における制御パルスＰＬＳ２のデューティ比の設定値、および定格電力状態においてＤ／Ａ変換器５２から出力された制御信号Ｌ１３の補正電位を挙げて説明してきたが、この記憶しておく制御内容はこれらには限定されず、他の制御内容を記憶しておくように構成してもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態では、図５，６に示したように、過電力状態における段階的制御を３段階（定格電力制御Ａ〜Ｃ）に分けて行ったが、段階数はこれには限定されず、２以上の任意の段階数で定格電力制御を行うことが可能である。また、上記実施の形態では、定格電力状態よりも電力値が大きい過電力状態の場合に段階的な定格電力制御を行ったが、逆に定格電力状態よりも電力値が小さい低電力状態の場合に、このような段階的な定格電力制御を行うように構成してもよい。
【００９２】
さらに、上記実施の形態では、電源装置の回路構成および定格電力制御の動作構成を具体的に挙げて説明したが、これらの構成はこれに限定されるものではなく、他の回路構成および他の動作構成としてもよい。
【００９３】
またさらに、上記実施の形態では、定格電力制御の際に行う処理動作について、処理構成を具体的に挙げて説明したが、処理構成はこれに限定されるものではなく、他の処理構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図２】制御回路が構成するＰＷＭコントローラのモードと第２の閾値電圧との関係を表す特性図である。
【図３】図１の電源装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】図１の電源装置における定格電力制御処理動作を説明するための流れ図である。
【図５】図４に示した定格電力制御処理ルーチンの内容を表す流れ図である。
【図６】図４に示した定格電力制御処理ルーチンの内容を表す流れ図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る電源装置の構成を表す回路図である。
【図８】図７の電源装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
【００９５】
１…チョッパ回路、１１…入力平滑コンデンサ、１２…ＮチャネルＦＥＴ、１３…整流ダイオード、１４…チョークコイル、１５…出力平滑コンデンサ、２…インバータ回路、３…電流検出回路、４…電圧検出回路、５１…制御回路、５２…Ｄ／Ａ変換器、６…ＰＷＭコントローラ、６１…増幅器、６１１…基準電圧電源、６１２…定電圧電源、６１３，６１４…抵抗器、６１５…加算器、６２…発振回路、６３…比較器、６４…駆動回路、７…イグナイタ、８…高輝度放電ランプ、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…チョッパ回路出力端子、Ｔ５，Ｔ６…インバータ出力端子、ＬＨ…電源線、ＬＧ…接地線、Ｉ１…ランプ電流（直流出力電流）、Ｖ１…ランプ電圧（直流出力電圧）、Ｖ２…交流出力電圧、ＶD…ドレイン電圧、ＶS…ソース電圧、ＶG…ゲート電圧、Ｓ１〜Ｓ４…スイッチング素子、ＰＬＳ１…発振パルス、ＰＬＳ２…駆動パルス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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