(57)【要約】【課題】定電力出力制御する光源用電源で入力電圧が定格電圧より低下した場合，入力電流が大幅に増加し，遮断器がトリップし出力停止するのを回避する，光源用電源の遠隔操作方法と，遠隔操作装置の提供。【解決手段】出力停止を回避するために，制御電源のトラブル発生の前兆現象を監視し，予防のため，電気制御手段に対しての特性値設定と，所定部位の温度を含む動作状態の監視センシング手段と，入力側端子，出力側端子，半導体素子などを含む電源主回路とから構成される電源ユニットに；対して，表示手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットと；監視・操作ユニットを結んで情報を伝達する通信手段とを；具備して，前記電源ユニットが該監視・操作ユニットで特性設定値が遠隔操作される，光源用電源の遠隔操作方法。【選択図】  図１。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段と，該電気制御手段に対して制御の基準となる特性設定値を指定する特性設定手段と，入力側電気特性値と出力側電気特性値と所定部位の温度を含む動作状態を監視する動作監視センシング手段と，入力側受電端子，出力側の負荷端子，半導体素子などを含む電源主回路とから構成される電源ユニット，
に対して，
表示手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットを結んで情報を伝達する通信手段とを具備して，
該電源ユニットの特性設定値が遠隔操作されることを特徴とした光源用電源の遠隔操作装置。
【請求項２】
前記電源ユニットは受電した交流を整流する入力整流器と，入力整流器の出力側に接続されたインバータ及び，該インバータの出力側に接続された高周波トランスとで形成される高周波電力生成手段と，該インバータの電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段とによって，形成されることを特徴とした電源ユニットである請求項１記載の光源用電源の遠隔操作装置
【請求項３】
前記電源ユニットは受電した交流を整流する入力整流器と，入力整流器の出力側に接続されたインバータ及び，該インバータの出力側に接続された高周波トランスと，この高周波トランスの出力側に接続された出力整流器とで形成される直流生成手段と，該インバータの電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段とによって，形成されることを特徴とした電源ユニットである請求項１記載の光源用電源の遠隔操作装置。
【請求項４】
前記電源ユニットは受電した交流を直流変換と制御を同時に行う半導体制御整流素子で構成された整流回路からなる直流生成手段と，該整流回路の電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段とによって，形成されることを特徴とした電源ユニットである請求項１記載の光源用電源の遠隔操作装置。
【請求項５】
電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段が，負荷である高圧放電灯などの光源が電気的条件によって発生する立ち消えや極端な寿命の短縮などを生じさせないように制御する電気制御手段である請求項１乃至４の何れかに記載の光源用電源の遠隔操作装置。
【請求項６】
電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段と，該電気制御手段に対して基準となる設定値を指定する設定手段と，入力側電気特性値と出力側電気特性値と所定部位の温度を含む動作状態を監視する動作監視センシング手段と，入力側受電端子，出力側の負荷端子，半導体素子などを含む電源主回路とから構成される電源ユニット，に対して，表示手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットを結んで情報を伝達する通信手段とを具備して，危険領域に近づいた時の入力電流値を検知して警報を発するようにし，入力側ブレーカが遮断する前に予知して，電源ユニットの出力電力を「高」から「低」にシフト操作する遠隔操作がされることを特徴とした第１順位の遠隔操作可能な光源用電源の遠隔操作方法。
【請求項７】
電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段と，該電気制御手段に対して基準となる設定値を指定する設定手段と，入力側電気特性値と出力側電気特性値と所定部位の温度を含む動作状態を監視する動作監視センシング手段と，入力側受電端子，出力側の負荷端子，半導体素子などを含む電源主回路とから構成される電源ユニット，に対して，表示手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットを結んで情報を伝達する通信手段とを具備して，温度センサーの温度限界レベル１に対処して，電源出力停止などを生じさせないように，該電源ユニットが定電力制御の設定値を第１設定値から第２設定値にシフト操作されることを特徴とした第２順位の遠隔操作可能な光源用電源の遠隔操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，高圧放電灯の立ち消えなど異常現象が発生しない光源用電源の遠隔操作方法と光源用電源の遠隔操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，放電ランプの電源として定電流特性を持つ電源装置や，点弧時に高電圧の高周波電力を発生させて，点灯した後は直流の電流を安定化させる特性を持たせた電源が提供されてきた。映写用のキセノン放電ランプの場合には，明るさのチラツキを抑えることが重要である，上記などの使用目的に合わせた光源用電源が提供されてきた。光源用電源の制御技術を開示した文献として下記の特許文献１がある。
【０００３】
【特許文献１】「特開２００３−１８７９９２号」公報，「光源用電源装置」。同号（段落０００４）に，課題として「定電流制御を行っているので，ランプに供給されている電力が一定にならず，明るさにむらが生じた」「入力電圧が低下した場合，出力電力も低下するそのため，ランプに十分な電流を供給する事が出来ず，ランプの立ち消えが生じやすかった」。同号（段落０００８）に，課題解決手段として「定電力制御が行われている。従って光源に供給される電力が一定であり，光源の明るさを一定にすることが出来る。さらにこのような定電力制御が行われている状態で，入力電圧が定格より小さくなると，入力電流が増加する。遮断器が設けられていると，これがトリップしてランプは消灯する」「このトリップを防止するように，入力電圧低下時には定電力制御をせずに定電流制御をしている」と記載されている。
【０００４】
一方，使用現場の状況は映写用設備における人件費の削減が経営課題となった昨今，映写施設は光源用電源一台に一人の操作者が常時付かずに無人運転とし，監視・操作室に常駐する一人の監視員が複数台の光源用電源を操作したいという省人化の要求が高まってきた。その為，従来の電源装置では，映写装置１台に対し電源を２台内蔵させて故障時に切り替えて作動させる二重系電源が用いられる資源多用の方式もあった。上記の電源においては，故障する危険性を未然にセンサーで感知して，商用交流電源側でトリップする危険が現われた時点において，遠隔位置で監視・操作を可能にしたいとの要求には対応が不十分である欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
交流入力電圧が定格電圧より低下して，一定電力の出力になるように制御すると，入力電流が大幅に増加し，遮断器がトリップして電源が出力停止し，光源が消灯してしまうようなトラブルを回避するために，電源のトラブル発生の前兆現象を監視し，予防のための操作をすることができる光源用電源の遠隔操作方法と，装置の提供が課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために，電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段と，該電気制御手段に対して制御の基準値となる特性設定値を指定する特性設定手段と，交流電圧値，交流電流値などの入力側電気特性値と，直流または高周波交流の電圧または電流などの出力側電気特性値と，所定部位の温度を含む動作状態を監視する動作監視センシング手段と，入力側受電端子，出力側の負荷端子，半導体素子などを含む電源主回路とから構成される電源ユニットに；対して，トラブル発生の前兆現象を監視して表示する手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットと；表示手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットを結んで情報を伝達する通信手段とを；具備して，前記電源ユニットが該監視・操作ユニットで特性設定値が遠隔操作されることを特徴とした光源用電源の遠隔操作装置とした。
【０００７】
トラブル発生の前兆現象としては，交流入力電流の増加による遮断器トリップ電流値と時々刻々変化する交流入力電流値との差の値が重要で，交流入力電流限界値を定めて警報を表示する事と，監視人の判断によって指令操作する事を第１順位の遠隔操作とする。
【０００８】
電源ユニット内の重要な部位（半導体制御素子など）に温度センサーを設け，時々刻々と変化する温度を測定して遠隔表示し，設計製作時点で定めておいた危険温度限界値との差の値に対し余裕順位を決めて温度限界レベル１，温度限界レベル２，などと区分して遠隔表示し，監視人の操作判断に資する。この温度限界レベル１に対処して指令操作することを第２順位の遠隔操作とする。
【０００９】
請求項２に関しては，前記電源ユニットは，受電した商用交流を整流する入力整流器と，入力整流器の出力側に接続されたインバータ及び，該インバータの出力側に接続された高周波トランスとで形成される高周波電力生成手段と，該インバータの電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段とによって，形成されることを特徴とした電源ユニットである請求項１記載の光源用電源の遠隔操作装置とした。
【００１０】
請求項３に関しては，前記電源ユニットは受電した交流を整流する入力整流器と，入力整流器の出力側に接続されたインバータ及び，該インバータの出力側に接続された高周波トランスと，この高周波トランスの出力側に接続された出力整流器とで形成される直流生成手段と，該インバータの電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段とによって，形成されることを特徴とした電源ユニットである請求項１記載の光源用電源の遠隔操作装置とした。
【００１１】
請求項４に関しては，前記電源ユニットは受電した交流を直流変換と制御を同時に行う半導体制御整流素子で構成された整流回路からなる直流生成手段と，該整流回路の電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段とによって，形成されることを特徴とした電源ユニットである請求項１記載の光源用電源の遠隔操作装置とした。
【００１２】
請求項５に関しては，電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段が，負荷である高圧放電灯などの光源が電気的条件によって発生する立ち消えや極端な寿命の短縮などを生じさせないように制御する電気制御手段である請求項１乃至４の何れかに記載の光源用電源の遠隔操作装置とした。
【００１３】
請求項６に関しては，電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段と，該電気制御手段に対して基準となる設定値を指定する設定手段と，入力側電気特性値と出力側電気特性値と所定部位の温度を含む動作状態を監視する動作監視センシング手段と，入力側受電端子，出力側の負荷端子，半導体素子などを含む電源主回路とから構成される電源ユニット，に対して，表示手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットを結んで情報を伝達する通信手段とを具備して，危険領域に近づいた時の入力電流値を検知して警報を発するようにし，入力側ブレーカが遮断する前に予知して，電源ユニットの出力電力を「高」から「低」にシフト操作する遠隔操作がされる第１順位の遠隔操作可能な光源用電源の遠隔操作方法とした。
【００１４】
請求項７に関しては，電流制御手段又は電力制御手段または電圧制御手段からなる電気制御手段と，該電気制御手段に対して基準となる設定値を指定する設定手段と，入力側電気特性値と出力側電気特性値と所定部位の温度を含む動作状態を監視する動作監視センシング手段と，入力側受電端子，出力側の負荷端子，半導体素子などを含む電源主回路とから構成される電源ユニット，に対して，表示手段と指令入力手段を含む監視・操作ユニットを結んで情報を伝達する通信手段とを具備して，温度センサーの温度限界レベル１に対処して，電源出力停止などを生じさせないよう予防的操作である，該電源ユニットが定電力制御の設定値を第１設定値から第２設定値にシフト操作されることを特徴とした第２順位の遠隔操作方法とした。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように，電気制御手段と，制御の基準となる特性設定値を指定する設定手段を具備する光源用電源を遠隔位置で設定値シフト操作でき，しかも複数台でも監視・操作できる様にして，従来の方法より少ない資源で信頼できる電源と遠隔操作装置を実現できた。本発明の方法によれば，遠隔位置で電源のトラブルを予知し予防的操作を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明による実施の形態を図１のブロック図に示して説明する。電源主回路１は商用交流が入力端子１１に接続され，入力側整流器１２，で直流に変換されてインバータ１３で高周波交流電力に変換され，高周波トランス１４で所定の電圧に変圧されて出力整流器１５で直流に変換され，電圧センサ１６，電流センサ１７を経て出力端子１８から負荷に電力を供給する電源装置である。出力整流器１５を設けていないで高周波電力をそのまま負荷に接続する（図示していない）場合もある。出力整流器を設ける場合の負荷は，例えば映写機の光源であるキセノン放電灯であり，高周波電力をそのまま接続する場合の負荷は例えばマルチハロゲン放電灯の場合である。電気制御手段２は例えば前記電源主回路１が出力電力を常に一定の値に維持するように制御させる手段であって，電圧センサ１６が出力電圧信号を検出し，電流センサ１７が出力電流信号を検出して両者を演算器２１で乗算することによって電力信号に変換し，基準電圧値と比較増幅するために誤差増幅器２２入力される．特性設定手段３から基準電圧値が入力されて，それらの誤差が増幅された出力が駆動信号生成器２３に入力される。インバータ１３は半導体スイッチング素子を含み出力を増減するＰＷＭ駆動信号を制御極に受けて前記基準電圧値と演算器２１の出力とが等しくなるように高周波電力を制御して出力する。商用電源の入力電圧が変動しても，一定の電力を負荷の放電灯に供給して常に放電灯の光度を一定に保持し，映写機に最高の映写効果を発揮させるように定電力制御して負荷に電力供給する。電気制御手段２には定電力制御以外に定電流制御や定電圧制御の場合もあって，負荷の放電灯に最も適した電気特性になるように制御する。
【００１７】
操作ルームで１人の映写技師（監視員）が複数の上映ホールの映写機および光源用電源装置を操作するために電源ユニット５を遠隔操作する要求が出てきたので，電源装置を定電力制御させる特性値設定手段３が必要に応じて遠隔場所で設定値シフト調整などの操作が可能になるために，信号線３１で電源ユニット５から通信手段９を介して，監視・操作ユニット６に設けられた指令入力手段８を具備している。指令入力と同時に電源の運転状況を表示させるため監視・操作ユニット６に表示手段７を具備し，動作監視センシング手段４のデータを通信手段９に信号線４１で接続されている。通信手段９に通信インターフェースとしてＲＳ２３２Ｃインターフェースを用いるのが有効である。
【００１８】
表示手段７には監視員が判断するのに必要なデータ，例えば入力電圧センサ１９の出力データである商用交流の電圧の低下が著しいときに，電源ユニット５の入力電流が急増して電流過剰で本電源装置の入力側幹線のブレーカが遮断する事を予知して，電源ユニット５の出力電力を下げてレベル１「高」からレベル２「低」にシフト操作することができるようにするため，入力電圧センサ１９の警報を表示する。入力電圧センサ１９に替えて入力電流のセンサを設けて危険領域に近づいた時の入力電流値を検知して警報を発するようにすることも有効である。入力側ブレーカが遮断する前に予知して，電源ユニット５の出力電力を「高」から「低」にシフト操作する第１順位の遠隔操作が光源停止の事態を回避することになる。さらに最悪の事態である電源ユニット５が故障に至るときの前兆現象として，例えば半導体スイッチング素子や整流素子の温度を，温度センサ２０で常に測定していて限界値を超えた場合に警報表示を表示手段７に表示する。
【００１９】
本発明の実施例による電源の遠隔操作のフローを図２に示し，電源の出力を図３の電気的特性図に示して説明する。図２に示した電源の操作は，定電力制御出力を負荷である放電灯に供給して一定の明るさで維持した光源で映写機を稼動しようとするものである。第１設定で定電力制御させる（１Ｓ）。一定の電力値に設定する基準値を「高」「低」２つ準備しておく，「高」を第１設定として，高電力値の設定で放電灯を点灯する（２Ｓ）。電源の入力側である商用電圧を測定し（３Ｓ），この入力電圧が例えば，２１０Ｖ（Ｖｓ：標準電圧）より高いか低いかを判定し（４Ｓ）高い時（Ｙ）は，第１設定値のままで定電力制御させて（５Ｓ），放電灯に供給し終了時刻に消灯している（６Ｓ）。図３の曲線Ｗ１は出力電圧と出力電流の積が一定値となる場合の，電流値（横軸）と電圧値（縦軸）の種々の組合わせの軌跡である。例えば曲線Ｗ１上の点Ｐにおける電力は，放電灯に供給する電流がＩｐであり，そのときＶｐが放電灯に印加される電圧である，供給される電力がＰワットであり，出力「高」の第１設定Ｐワットで，一定電力を負荷に与えるように制御している。放電灯に流れる電流が増加した時は電圧が低下して放電灯に印加され，曲線Ｗ１に常に沿っているのが定電力制御である。もしＱワットに出力「低」の制御をさせたいならば，第２設定Ｑワットに設定値をシフトする。この時，電流Ｉｑが放電灯に流れるならば放電灯にＶｑの電圧値だけ印加され，供給する電力は曲線Ｗ２に沿うＱワットである事を示している。曲線Ｗ１から曲線Ｗ２へシフトする遠隔設定操作が第１順位の遠隔操作方法である。負荷である高圧放電灯などの光源が電気的条件によって発生する立ち消えや極端な寿命の短縮などを生じさせないように，該電源ユニットが定電力設定値を第１設定値から第２設定値にシフト操作される第１順位の遠隔操作方法とした。
【００２０】
図３で曲線Ｗ２に沿って電力を「低」のＱワットに抑えて制御しているときに，もし商用電源の入力電圧が低いときは，入力電流が増加して出力Ｑワットを維持しようとしている。この入力電流が受電側のブレーカの遮断電流値にならないように監視することが重要事項である。一瞬の油断で，このブレーカが遮断したら上映停止となってしまう。
【００２１】
次に，商用電源が低下して，２１０Ｖより，かなり入力電圧が低下し１９０Ｖ（ＶＴ）以下になったときは上記のように入力電流が増加しているからブレーカ遮断の前兆であることを察知して操作することが不可欠である。図２における（７Ｓ）第２設定値で定電力制御し，入力電圧Ｖが１９０Ｖ（ＶＴ）より低く（８Ｓ）なったとき定電流制御に設定して注意（９Ｓ）する，出力電流が一定値以上にならないようにして入力電流を抑えることが最悪の事態にならない為の必須事項である。最悪の事態を事前に察知するのが操作員の技術力であり，終了時刻になるまで定電流で負荷に供給して消灯（１０Ｓ）するのである。
【００２２】
図１において温度センサ２０で半導体デバイスの温度に余裕が無くなってきた時に，監視盤に警報を発し，第１レベル「高」から第２レベル「低」からシフトする第２順位の遠隔操作をする，これは電源出力停止などを生じさせない予防的操作であり，監視員に判定させる為に重要な警報である。
【実施例】
【００２３】
本発明による実施の第２の形態を図４のブロック図に示して説明する。電源主回路１は商用交流が入力端子１１に接続され，整流器１２，で直流に変換され同時に電流制御や電力制御がされるようサイリスタなどの制御整流素子で構成される，直流に変換され，電圧センサ１６，電流センサ１７を経て出力端子１８から負荷に電力を供給する電源装置である。負荷は，例えば映写機の光源であるキセノン放電灯である。電気制御手段２は例えば前記電源主回路１が出力電力を常に一定の値に維持するように制御させる手段であって，電圧センサ１６が出力電圧信号を検出し，電流センサ１７が出力電流信号を検出して両者を演算器２１で乗算することによって電力信号に変換し，基準電圧値と比較増幅するために誤差増幅器２２入力される．特性設定手段３から基準電圧値が入力されて，それらの誤差が増幅された出力が駆動信号生成器２３に入力され，その出力信号で前記制御整流素子を位相制御し，電力一定や電流一定に制御する。商用電源の入力電圧が変動しても，一定の電力を負荷の放電灯に供給して常に放電灯の光度を一定に保持し，映写機に最高の映写効果を発揮させるように定電力制御して負荷に電力供給する。負荷の光源はマルチハロゲン放電灯などが用いられ映写機の他，プロジェクタの光源として用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように，故障前兆を監視し，予防操作を光源用電源から遠隔位置で複数台でも監視・操作できるので，例えば二重系の電源設備など，資源を多く使う従来の方法より，少ない資源で使命を達成できる本発明の方法と装置によれば，人件費の削減と省資源に寄与し工業的価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明による一実例を示す遠隔操作の工程図である。
【図３】本発明による実施の形態を示す電気特性図である。
【図４】本発明による他の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】従来の装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    電源主回路
２    電気制御手段
３    特性設定手段
４    動作監視センシング手段
５    電源ユニット
６    監視・操作ユニット
７    表示手段
８    指令入力手段  
９    通信手段
１１    入力端子
１２    入力側整流器
１３    インバータ
１４    高周波トランス
１５    出力整流器
１６    電圧センサ
１７    電流センサ
１８    出力端子  
１９    入力電圧センサ  
２０    温度センサ
２１    演算器
２２    誤差増幅器
２３    駆動信号生成器
【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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