JP2000036393A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流昇圧回路と直流−交流インバータと起動
用の高電圧パルスを発生する起動回路を有した放電灯点
灯装置において、巨大な突入電流によるランプ劣化を防
止し、また起動時のランプ電流低下による立消えを防止
する。 【解決手段】 直流電源１からの直流入力電圧を直流昇
圧回路２により昇圧し、直流−交流インバータ３により
交流に変換して放電ランプ５に供給する。また、直流昇
圧回路２の出力側にランプ電流検出用の抵抗Ｒ２を接続
し、これと直流−交流変換回路３との間に抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣ１を直列に接続した構成の起動補助回路６を
介装する。そして、放電ランプ５の起動時に起動補助回
路６のコンデンサＣ１に充電された電荷を抵抗Ｒ１を通
して放電させてランプ突入電流を抑制し、また起動直後
の不安定期間にはコンデンサＣ１の放電によってランプ
電流を上乗せし、放電ランプ５の立消えを防止する。
用の高電圧パルスを発生する起動回路を有した放電灯点
灯装置において、巨大な突入電流によるランプ劣化を防
止し、また起動時のランプ電流低下による立消えを防止
する。 【解決手段】 直流電源１からの直流入力電圧を直流昇
圧回路２により昇圧し、直流−交流インバータ３により
交流に変換して放電ランプ５に供給する。また、直流昇
圧回路２の出力側にランプ電流検出用の抵抗Ｒ２を接続
し、これと直流−交流変換回路３との間に抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣ１を直列に接続した構成の起動補助回路６を
介装する。そして、放電ランプ５の起動時に起動補助回
路６のコンデンサＣ１に充電された電荷を抵抗Ｒ１を通
して放電させてランプ突入電流を抑制し、また起動直後
の不安定期間にはコンデンサＣ１の放電によってランプ
電流を上乗せし、放電ランプ５の立消えを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に車両用に適し
た放電灯点灯装置に関するものである。
た放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は主に自動車のヘッドランプ用で瞬
時点灯及び再点灯可能な従来の放電灯点灯装置の回路構
成を示すブロック図である。
時点灯及び再点灯可能な従来の放電灯点灯装置の回路構
成を示すブロック図である。
【０００３】図６において、１はバッテリ等の直流電
源、２は直流電源１から入力された直流電圧を昇圧する
ＤＣ−ＤＣコンバータから成る直流昇圧回路、３は昇圧
された直流を交流に変換する直流−交流インバータ、４
は放電ランプ５の点灯時に放電を開始させるための起動
用高電圧パルスを出力する起動回路、７は点灯補助回路
である。
源、２は直流電源１から入力された直流電圧を昇圧する
ＤＣ−ＤＣコンバータから成る直流昇圧回路、３は昇圧
された直流を交流に変換する直流−交流インバータ、４
は放電ランプ５の点灯時に放電を開始させるための起動
用高電圧パルスを出力する起動回路、７は点灯補助回路
である。
【０００４】上記直流昇圧回路２は、通常スイッチング
周波数が略５０ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚ程度で、トランス
２次側の整流後の平滑用コンデンサの容量は２μＦ程度
以下であり、スイッチングによるリップル成分を完全に
平滑せずにある程度リップル成分を残した直流を直流−
交流インバータ３に出力する。直流−交流インバータ３
は、その直流をトランジスタのＨブリッジ回路により１
５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ程度の低周波矩形波交流に変換し
て放電ランプ５を点灯させる。
周波数が略５０ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚ程度で、トランス
２次側の整流後の平滑用コンデンサの容量は２μＦ程度
以下であり、スイッチングによるリップル成分を完全に
平滑せずにある程度リップル成分を残した直流を直流−
交流インバータ３に出力する。直流−交流インバータ３
は、その直流をトランジスタのＨブリッジ回路により１
５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ程度の低周波矩形波交流に変換し
て放電ランプ５を点灯させる。
【０００５】このような点灯方式で例えば３５Ｗのメタ
ルハライドランプは点灯されるが、これは、放電ランプ
特有の低周波の電気泳動作用や高周波での音響共鳴など
のアークを不安定にさせる現象を点灯条件により回避さ
せるためである。また、この点灯方式による回路構成で
は、直流昇圧回路２のトランス２次側の出力段の平滑用
コンデンサに２μＦ程度以下のものを用いるので、始動
電流２Ａ以上から定格電流０．４Ａ程度までの出力電流
に比べて容量不足気味であり、負荷状態の急変に対して
出力電圧変動が大きくなる傾向がある。特に、放電ラン
プ５の起動直後のランプ電圧が低い状態でランプ電流が
流れ易いときに、電極の温度がまだ低くインピーダンス
がある時期に大きくなった場合、出力電圧不足によって
放電電流が減少し始め、場合によっては立消えが発生す
ることもある。
ルハライドランプは点灯されるが、これは、放電ランプ
特有の低周波の電気泳動作用や高周波での音響共鳴など
のアークを不安定にさせる現象を点灯条件により回避さ
せるためである。また、この点灯方式による回路構成で
は、直流昇圧回路２のトランス２次側の出力段の平滑用
コンデンサに２μＦ程度以下のものを用いるので、始動
電流２Ａ以上から定格電流０．４Ａ程度までの出力電流
に比べて容量不足気味であり、負荷状態の急変に対して
出力電圧変動が大きくなる傾向がある。特に、放電ラン
プ５の起動直後のランプ電圧が低い状態でランプ電流が
流れ易いときに、電極の温度がまだ低くインピーダンス
がある時期に大きくなった場合、出力電圧不足によって
放電電流が減少し始め、場合によっては立消えが発生す
ることもある。
【０００６】この対策のため、例えば特開平９−５０２
５９９号公報に示されているような昇圧回路出力側の突
入電流防止回路をそのまま負荷急変時の出力低下防止回
路として利用でき、このことが特開平９−２２３５９１
号公報等に示されている。この回路を利用する場合、容
量の大きいコンデンサを用いても充電経路に抵抗が挿入
されるので、高周波リップル成分は必要以上に平滑され
ることなく、定常的な点灯については問題はない。
５９９号公報に示されているような昇圧回路出力側の突
入電流防止回路をそのまま負荷急変時の出力低下防止回
路として利用でき、このことが特開平９−２２３５９１
号公報等に示されている。この回路を利用する場合、容
量の大きいコンデンサを用いても充電経路に抵抗が挿入
されるので、高周波リップル成分は必要以上に平滑され
ることなく、定常的な点灯については問題はない。
【０００７】図７は上記の出力低下防止回路として直流
昇圧回路２の出力側に介装された図６の点灯補助回路７
の構成を示す図である。この点灯補助回路７は、抵抗Ｒ
５とコンデンサＣ４が直列に接続された構成を有し、抵
抗Ｒ５と並列に放電用のダイオードＤ３が接続されてい
る。
昇圧回路２の出力側に介装された図６の点灯補助回路７
の構成を示す図である。この点灯補助回路７は、抵抗Ｒ
５とコンデンサＣ４が直列に接続された構成を有し、抵
抗Ｒ５と並列に放電用のダイオードＤ３が接続されてい
る。
【０００８】図８は上記の点灯補助回路７による起動時
のランプ電流を示したものであり、破線は点灯補助回路
７がある場合、実線はない場合を示している。この点灯
補助回路７があるとない場合に比べてランプ突入電流は
Ｉ１だけ増加するが、突入電流の増加により電極温度が
上がってその後の電流低下がＩ３だけ上がり、出力低下
防止の効果が示されており、この間１ｍｓｅｃ程度とな
っている。
のランプ電流を示したものであり、破線は点灯補助回路
７がある場合、実線はない場合を示している。この点灯
補助回路７があるとない場合に比べてランプ突入電流は
Ｉ１だけ増加するが、突入電流の増加により電極温度が
上がってその後の電流低下がＩ３だけ上がり、出力低下
防止の効果が示されており、この間１ｍｓｅｃ程度とな
っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の放電灯点灯装置にあっては、突入電流防止
回路をそのまま放電ランプ起動時の出力低下防止回路と
して代用しており、入出力のレギュレーションの関係で
コンデンサの充電時は抵抗を通して充電されるのでピー
ク電流は抑えられるが、放電ランプの起動時にはコンデ
ンサの充電電荷が主にダイオードを通して放電されるた
め、起動直後の放電ランプに対する突入電流が過大なも
のとなり、ランプ電極等を劣化させる恐れがある。
ような従来の放電灯点灯装置にあっては、突入電流防止
回路をそのまま放電ランプ起動時の出力低下防止回路と
して代用しており、入出力のレギュレーションの関係で
コンデンサの充電時は抵抗を通して充電されるのでピー
ク電流は抑えられるが、放電ランプの起動時にはコンデ
ンサの充電電荷が主にダイオードを通して放電されるた
め、起動直後の放電ランプに対する突入電流が過大なも
のとなり、ランプ電極等を劣化させる恐れがある。
【００１０】また、このときのコンデンサの放電は瞬間
的なもので持続性がなく、これに対して起動直後の放電
ランプのインピーダンスが増加して電流が低下する領域
（期間）は１ｍｓｅｃ程度であるので、この１ｍｓｅｃ
の不安定領域全体に対してコンデンサの放電は時間的に
不充分となる。つまり、従来の出力低下防止方法は、上
記放電ランプの突入電流のピーク値を増加させることに
より電極部温度を上げ、その後はその温度増加分によっ
てランプ電流の低下を改善するという間接的な対策方法
でしかない。
的なもので持続性がなく、これに対して起動直後の放電
ランプのインピーダンスが増加して電流が低下する領域
（期間）は１ｍｓｅｃ程度であるので、この１ｍｓｅｃ
の不安定領域全体に対してコンデンサの放電は時間的に
不充分となる。つまり、従来の出力低下防止方法は、上
記放電ランプの突入電流のピーク値を増加させることに
より電極部温度を上げ、その後はその温度増加分によっ
てランプ電流の低下を改善するという間接的な対策方法
でしかない。
【００１１】更に、上記の放電ランプに対する突入電流
が大きくなることにより、直流昇圧回路の出力を交流に
変換するブリッジインバータを構成しているトランジス
タ等にも過大な突入電流が流れることになり、これを考
慮するとコストが上昇するかあるいは信頼性の欠けるも
のとなってしまう。また点灯回路全体として見ても、無
制御で過大な突入電流が流れることになるので、信頼性
や寿命の面でも好ましくない。
が大きくなることにより、直流昇圧回路の出力を交流に
変換するブリッジインバータを構成しているトランジス
タ等にも過大な突入電流が流れることになり、これを考
慮するとコストが上昇するかあるいは信頼性の欠けるも
のとなってしまう。また点灯回路全体として見ても、無
制御で過大な突入電流が流れることになるので、信頼性
や寿命の面でも好ましくない。
【００１２】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、過大な突入電流による放電ランプの劣
化を防止することができ、また放電ランプの起動時のラ
ンプ電流低下による立消えを防止することができる放電
灯点灯装置を提供することを目的としている。
なされたもので、過大な突入電流による放電ランプの劣
化を防止することができ、また放電ランプの起動時のラ
ンプ電流低下による立消えを防止することができる放電
灯点灯装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る放電灯点灯
装置は、次のように構成したものである。
装置は、次のように構成したものである。
【００１４】（１） 直流入力電圧を昇圧する直流昇圧
回路と、昇圧された直流を交流に変換する直流−交流変
換回路と、放電灯の起動時に高電圧パルスを出力する起
動回路を有した放電灯点灯装置において、前記直流昇圧
回路と直流−交流変換回路との間に抵抗とコンデンサの
直列回路を有した起動補助回路を接続し、該抵抗を通し
てコンデンサを充放電させるようにした。
回路と、昇圧された直流を交流に変換する直流−交流変
換回路と、放電灯の起動時に高電圧パルスを出力する起
動回路を有した放電灯点灯装置において、前記直流昇圧
回路と直流−交流変換回路との間に抵抗とコンデンサの
直列回路を有した起動補助回路を接続し、該抵抗を通し
てコンデンサを充放電させるようにした。
【００１５】（２） 上記（１）の構成において、直流
昇圧回路の出力側と起動補助回路との間に放電灯に流れ
る電流を検出するための抵抗を接続した。
昇圧回路の出力側と起動補助回路との間に放電灯に流れ
る電流を検出するための抵抗を接続した。
【００１６】（３） 上記（１）または（２）の構成に
おいて、起動補助回路の抵抗と並列にダイオードを順方
向がコンデンサの充電方向となるように接続した。
おいて、起動補助回路の抵抗と並列にダイオードを順方
向がコンデンサの充電方向となるように接続した。
【００１７】（４） 上記（１）または（２）の構成に
おいて、起動補助回路の抵抗とコンデンサと直列にブレ
ークダウン電圧を有するスイッチ素子を接続した。
おいて、起動補助回路の抵抗とコンデンサと直列にブレ
ークダウン電圧を有するスイッチ素子を接続した。
【００１８】（５） 上記（１）ないし（４）何れかの
構成において、直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動補助回路の抵抗とコンデ
ンサの時定数は数ｍｓ以下とした。
構成において、直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動補助回路の抵抗とコンデ
ンサの時定数は数ｍｓ以下とした。
【００１９】（６） 直流入力電圧を昇圧する直流昇圧
回路と、昇圧された直流を交流に変換する直流−交流変
換回路と、放電灯の起動時に高電圧パルスを出力する起
動回路を有した放電灯点灯装置において、前記直流昇圧
回路は出力段に略２μＦ以下の平滑用コンデンサを有
し、起動回路の高電圧パルス発生用の充放電コンデンサ
の容量は０．１μＦ〜１μＦとし、且つ前記平滑用コン
デンサの容量を前記充放電コンデンサの容量の１．３倍
以上となるようにした。
回路と、昇圧された直流を交流に変換する直流−交流変
換回路と、放電灯の起動時に高電圧パルスを出力する起
動回路を有した放電灯点灯装置において、前記直流昇圧
回路は出力段に略２μＦ以下の平滑用コンデンサを有
し、起動回路の高電圧パルス発生用の充放電コンデンサ
の容量は０．１μＦ〜１μＦとし、且つ前記平滑用コン
デンサの容量を前記充放電コンデンサの容量の１．３倍
以上となるようにした。
【００２０】（７） 上記（１）ないし（５）何れかの
構成において、直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動回路の高電圧パルス発生
用の充放電コンデンサの容量は０．１μＦ〜１μＦと
し、且つ前記平滑用コンデンサの容量を前記充放電コン
デンサの容量の１．３倍以上となるようにした。
構成において、直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動回路の高電圧パルス発生
用の充放電コンデンサの容量は０．１μＦ〜１μＦと
し、且つ前記平滑用コンデンサの容量を前記充放電コン
デンサの容量の１．３倍以上となるようにした。
【００２１】（８） 上記（１）ないし（５）何れかの
構成において、直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動回路の高電圧パルス発生
用の充放電コンデンサの容量は０．１μＦ〜１μＦと
し、且つ前記平滑用コンデンサの容量と起動補助回路の
コンデンサの容量を合わせた容量を前記充放電コンデン
サの容量の１．３倍以上となるようにした。
構成において、直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動回路の高電圧パルス発生
用の充放電コンデンサの容量は０．１μＦ〜１μＦと
し、且つ前記平滑用コンデンサの容量と起動補助回路の
コンデンサの容量を合わせた容量を前記充放電コンデン
サの容量の１．３倍以上となるようにした。
【００２２】（９） 上記（１）ないし（８）何れかの
構成において、起動回路の高電圧パルス発生用の充放電
コンデンサの充電経路にスイッチ素子を介装し、高電圧
パルス発生直後の前記充放電コンデンサへの充電電流を
抑制するようにした。
構成において、起動回路の高電圧パルス発生用の充放電
コンデンサの充電経路にスイッチ素子を介装し、高電圧
パルス発生直後の前記充放電コンデンサへの充電電流を
抑制するようにした。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例による放電
灯点灯装置の回路構成を示すブロック図であり、図６と
同一符号は同一構成要素を示している。
灯点灯装置の回路構成を示すブロック図であり、図６と
同一符号は同一構成要素を示している。
【００２４】図１において、１は直流電源、２は直流電
源１からの直流入力電圧を昇圧するコンバータトランス
を有した直流昇圧回路、３は昇圧された直流を交流に変
換する直流−交流インバータ（変換回路）、４は放電ラ
ンプ５の起動時に放電開始用の高電圧パルスを出力する
起動回路、６は直流昇圧回路２と直流−交流インバータ
３との間に接続された起動補助回路で、抵抗Ｒ１とコン
デンサＣ１のＲＣ直列回路を有し、抵抗Ｒ１を通してコ
ンデンサＣ１が充放電されるようになっている。
源１からの直流入力電圧を昇圧するコンバータトランス
を有した直流昇圧回路、３は昇圧された直流を交流に変
換する直流−交流インバータ（変換回路）、４は放電ラ
ンプ５の起動時に放電開始用の高電圧パルスを出力する
起動回路、６は直流昇圧回路２と直流−交流インバータ
３との間に接続された起動補助回路で、抵抗Ｒ１とコン
デンサＣ１のＲＣ直列回路を有し、抵抗Ｒ１を通してコ
ンデンサＣ１が充放電されるようになっている。
【００２５】上記直流昇圧回路２は、コンバータトラン
スの２次側の出力段に整流用ダイオードＤ１と２μＦ以
下の容量の平滑用コンデンサＣ２を有し、その出力側と
起動補助回路６との間に放電ランプ５に流れる電流を検
出するための電流検出用抵抗Ｒ２が接続されてる。この
電流検出用抵抗Ｒ２の抵抗値は電力の関係で１Ω以下の
ものが選択されており、本点灯方式の回路では直流−交
流インバータ３にトランジスタ構成のＨブリッジインバ
ータが用いられているので、電流検出ラインは直接放電
ランプ５とつながることになり、放電ランプ５のランプ
電流をこの抵抗Ｒ２の直流信号で検出することができ
る。この電流検出信号は直流昇圧回路２のＰＷＭ制御信
号等に使われる。
スの２次側の出力段に整流用ダイオードＤ１と２μＦ以
下の容量の平滑用コンデンサＣ２を有し、その出力側と
起動補助回路６との間に放電ランプ５に流れる電流を検
出するための電流検出用抵抗Ｒ２が接続されてる。この
電流検出用抵抗Ｒ２の抵抗値は電力の関係で１Ω以下の
ものが選択されており、本点灯方式の回路では直流−交
流インバータ３にトランジスタ構成のＨブリッジインバ
ータが用いられているので、電流検出ラインは直接放電
ランプ５とつながることになり、放電ランプ５のランプ
電流をこの抵抗Ｒ２の直流信号で検出することができ
る。この電流検出信号は直流昇圧回路２のＰＷＭ制御信
号等に使われる。
【００２６】また起動回路４は、高電圧パルス発生用の
充放電コンデンサＣ３を有し、これに抵抗Ｒ３が直列に
接続されている。そして、最初放電ランプ５が不点灯状
態のときに直流昇圧回路２が最大出力電圧となり、これ
により抵抗Ｒ３を通してコンデンサＣ３が充電され、そ
の充電電圧があるレベルに達するとスイッチ素子により
不図示の高圧パルストランスの１次巻線を通して放電
し、その結果高圧パルストランスの２次巻線（インダク
タＬ１）に高電圧パルスが発生し、この高電圧パルスが
直流−交流インバータ３の出力に重畳されて放電ランプ
５に印加され、放電灯５が点灯開始する。
充放電コンデンサＣ３を有し、これに抵抗Ｒ３が直列に
接続されている。そして、最初放電ランプ５が不点灯状
態のときに直流昇圧回路２が最大出力電圧となり、これ
により抵抗Ｒ３を通してコンデンサＣ３が充電され、そ
の充電電圧があるレベルに達するとスイッチ素子により
不図示の高圧パルストランスの１次巻線を通して放電
し、その結果高圧パルストランスの２次巻線（インダク
タＬ１）に高電圧パルスが発生し、この高電圧パルスが
直流−交流インバータ３の出力に重畳されて放電ランプ
５に印加され、放電灯５が点灯開始する。
【００２７】このとき、通常は２０ＫＶ程度の高電圧パ
ルスが必要なので、上記コンデンサＣ３は０．１μＦ〜
１μＦ程度の容量のものが選択されている。また抵抗Ｒ
３については、高電圧パルスの発生周期に応じて任意の
抵抗値のものが選択可能である。
ルスが必要なので、上記コンデンサＣ３は０．１μＦ〜
１μＦ程度の容量のものが選択されている。また抵抗Ｒ
３については、高電圧パルスの発生周期に応じて任意の
抵抗値のものが選択可能である。
【００２８】また、上記起動補助回路６のコンデンサＣ
１の容量は、直流昇圧回路の平滑用コンデンサＣ２の容
量に比べて大きくても良く、ここでは数μＦ以下の程度
のものが選択されている。抵抗Ｒ１の値は、必要なＲＣ
時定数が前述のように１ｍｓｅｃ程度なので、例えばコ
ンデンサＣ１の容量が４．７μＦのときは２００Ω程度
の値が選択される。
１の容量は、直流昇圧回路の平滑用コンデンサＣ２の容
量に比べて大きくても良く、ここでは数μＦ以下の程度
のものが選択されている。抵抗Ｒ１の値は、必要なＲＣ
時定数が前述のように１ｍｓｅｃ程度なので、例えばコ
ンデンサＣ１の容量が４．７μＦのときは２００Ω程度
の値が選択される。
【００２９】この抵抗Ｒ１の値とコンデンサＣ１の容量
は、放電ランプ５の起動時にランプ電流が低下する１ｍ
ｓｅｃの不安定領域を該コンデンサＣ１の放電によりカ
バーでき、また安定点灯時に直流昇圧回路２の出力の約
５０ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚ程度のリップル成分に対して
殆ど充放電されない時定数の値を選定することが必要で
ある。つまり、放電ランプ５の起動時においてランプ電
流の不安定領域で電流を増加させる目的と、安定時にお
いて上述のリップル成分を平滑することなく安定点灯さ
せる目的を達成できるようにすることが必要となる。
は、放電ランプ５の起動時にランプ電流が低下する１ｍ
ｓｅｃの不安定領域を該コンデンサＣ１の放電によりカ
バーでき、また安定点灯時に直流昇圧回路２の出力の約
５０ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚ程度のリップル成分に対して
殆ど充放電されない時定数の値を選定することが必要で
ある。つまり、放電ランプ５の起動時においてランプ電
流の不安定領域で電流を増加させる目的と、安定時にお
いて上述のリップル成分を平滑することなく安定点灯さ
せる目的を達成できるようにすることが必要となる。
【００３０】次に、回路動作について説明する。上記の
ように構成された点灯装置において、電源が投入されて
直流昇圧回路２が動作を始めると、出力段の平滑用コン
デンサＣ２が充電され、同時に起動補助回路６のコンデ
ンサＣ１も抵抗Ｒ１を通して充電される。このとき、コ
ンデンサＣ２の容量は小さく、直流昇圧回路２自身もソ
フトスタートを行って徐々にＰＷＭ制御のスイッチング
パルス幅を大きくするので突入電流は小さく、またコン
デンサＣ１の突入電流も抵抗Ｒ１により制限されるので
過大になることはなく、コンデンサＣ３についても同様
である。
ように構成された点灯装置において、電源が投入されて
直流昇圧回路２が動作を始めると、出力段の平滑用コン
デンサＣ２が充電され、同時に起動補助回路６のコンデ
ンサＣ１も抵抗Ｒ１を通して充電される。このとき、コ
ンデンサＣ２の容量は小さく、直流昇圧回路２自身もソ
フトスタートを行って徐々にＰＷＭ制御のスイッチング
パルス幅を大きくするので突入電流は小さく、またコン
デンサＣ１の突入電流も抵抗Ｒ１により制限されるので
過大になることはなく、コンデンサＣ３についても同様
である。
【００３１】そして、時定数的にはまずコンデンサＣ２
の電圧が最大となり、次にコンデンサＣ１の電圧も最大
になり、最後にコンデンサＣ３の電圧が上昇してあるレ
ベルに達すると上述のように高圧パルストランスから起
動用の高電圧パルスが発生され、放電ランプ５は放電を
開始する。このとき、ランプ電圧は急激に下がり、コン
デンサＣ２に充電されていた電荷は瞬時に放電して放電
ランプ５の突入電流となるので、コンデンサＣ２の電圧
は最大値からかなり低い値まで落ち込むことになる。
の電圧が最大となり、次にコンデンサＣ１の電圧も最大
になり、最後にコンデンサＣ３の電圧が上昇してあるレ
ベルに達すると上述のように高圧パルストランスから起
動用の高電圧パルスが発生され、放電ランプ５は放電を
開始する。このとき、ランプ電圧は急激に下がり、コン
デンサＣ２に充電されていた電荷は瞬時に放電して放電
ランプ５の突入電流となるので、コンデンサＣ２の電圧
は最大値からかなり低い値まで落ち込むことになる。
【００３２】その直後１ｍｓｅｃ以内に、ランプ電極が
十分温まっていないのでランプインピーダンスが一時的
に急上昇してランプ電流が下がったときに、直流昇圧回
路２はスイッチング電源なので応答が遅く負荷急変に対
して対応できず、出力電圧は低い状態が続くが、本実施
例では起動補助回路６のコンデンサＣ１の充電電圧を抵
抗Ｒ１を通して上記の不安定領域全体にわたって供給す
ることができ、ランプ電流を追加することができる。こ
の追加電流については、電流検出用抵抗Ｒ２が起動補助
回路６の前段に介装されているので、検出されずに上乗
せ分となり、この上乗せ分の電流追加によって更に出力
電圧の低下を防ぐことができる。
十分温まっていないのでランプインピーダンスが一時的
に急上昇してランプ電流が下がったときに、直流昇圧回
路２はスイッチング電源なので応答が遅く負荷急変に対
して対応できず、出力電圧は低い状態が続くが、本実施
例では起動補助回路６のコンデンサＣ１の充電電圧を抵
抗Ｒ１を通して上記の不安定領域全体にわたって供給す
ることができ、ランプ電流を追加することができる。こ
の追加電流については、電流検出用抵抗Ｒ２が起動補助
回路６の前段に介装されているので、検出されずに上乗
せ分となり、この上乗せ分の電流追加によって更に出力
電圧の低下を防ぐことができる。
【００３３】上記のようにして放電ランプ５の起動直後
の安定放電が持続され、その後は直流−交流インバータ
３の動作出力によって放電ランプ５は定常電圧に落ち着
き、コンデンサＣ１及びＣ２もその定常状態を維持する
ための電圧に落ち着く。そして、上述の高周波リップル
成分の平滑はコンデンサＣ２のみで行われ、コンデンサ
Ｃ１は殆ど充放電されないので、放電ランプ５の安定放
電が継続される。
の安定放電が持続され、その後は直流−交流インバータ
３の動作出力によって放電ランプ５は定常電圧に落ち着
き、コンデンサＣ１及びＣ２もその定常状態を維持する
ための電圧に落ち着く。そして、上述の高周波リップル
成分の平滑はコンデンサＣ２のみで行われ、コンデンサ
Ｃ１は殆ど充放電されないので、放電ランプ５の安定放
電が継続される。
【００３４】図２は本実施例の起動時のランプ電流を示
す図である。図中の破線は起動補助回路６がある場合、
実線はない場合を示している。また、Ｉ１はランプ突入
電流の増加分、Ｉ２は起動補助回路６の抵抗Ｒ１を通し
たコンデンサＣ１からの放電が持続するために生じた上
述の電流低下の上乗せ分を示している。
す図である。図中の破線は起動補助回路６がある場合、
実線はない場合を示している。また、Ｉ１はランプ突入
電流の増加分、Ｉ２は起動補助回路６の抵抗Ｒ１を通し
たコンデンサＣ１からの放電が持続するために生じた上
述の電流低下の上乗せ分を示している。
【００３５】このように、本実施例においては、放電ラ
ンプ５の起動時の過大突入電流をある程度抑えて、その
後のランプインピーダンス増加による不安定領域、つま
りグロー放電からアーク放電へ移行するまでの領域にお
けるランプ電流の低下も抑えることができる。よって、
ランプ電極への過大電流によるストレスを低減でき、ラ
ンプ不安定時の電流低下による立消えも防止することが
できる。
ンプ５の起動時の過大突入電流をある程度抑えて、その
後のランプインピーダンス増加による不安定領域、つま
りグロー放電からアーク放電へ移行するまでの領域にお
けるランプ電流の低下も抑えることができる。よって、
ランプ電極への過大電流によるストレスを低減でき、ラ
ンプ不安定時の電流低下による立消えも防止することが
できる。
【００３６】図３は起動回路６の他の構成例を示したも
のである。直流昇圧回路２の構成により上述のソフトス
タートが可能で起動補助回路６のコンデンサＣ１への突
入電流が低減できる場合は、図３の（ａ）に示すように
抵抗Ｒ１と並列にダイオードＤ２を順方向がコンデンサ
Ｃ１の充電方向となるように接続し、このダイオードＤ
２で抵抗Ｒ１をバイパスして充電を速くすることができ
る。
のである。直流昇圧回路２の構成により上述のソフトス
タートが可能で起動補助回路６のコンデンサＣ１への突
入電流が低減できる場合は、図３の（ａ）に示すように
抵抗Ｒ１と並列にダイオードＤ２を順方向がコンデンサ
Ｃ１の充電方向となるように接続し、このダイオードＤ
２で抵抗Ｒ１をバイパスして充電を速くすることができ
る。
【００３７】また図３の（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ１
とコンデンサＣ１の間に直列にブレークダウン電圧を有
するスイッチ素子Ｓ１を接続し、起動回路４から高電圧
パルスを発生するようなときのみスイッチ素子Ｓ１がオ
ン（ＯＮ）してコンデンサＣ１を充電し、起動後に点灯
補助で放電した後はスイッチ素子Ｓ１がオフ（ＯＦＦ）
して再充電しないようにすることができ、これによって
直流昇圧回路２のコンバータ負荷が軽くなり、出力電圧
の不足を抑えることができる。
とコンデンサＣ１の間に直列にブレークダウン電圧を有
するスイッチ素子Ｓ１を接続し、起動回路４から高電圧
パルスを発生するようなときのみスイッチ素子Ｓ１がオ
ン（ＯＮ）してコンデンサＣ１を充電し、起動後に点灯
補助で放電した後はスイッチ素子Ｓ１がオフ（ＯＦＦ）
して再充電しないようにすることができ、これによって
直流昇圧回路２のコンバータ負荷が軽くなり、出力電圧
の不足を抑えることができる。
【００３８】次に、以上の放電ランプ５の起動時の不安
定領域におけるランプ電流低下に対する起動補助回路６
以外による改善点を述べる。図４は放電ランプ５の起動
直後の出力電流の流れを示したものである。
定領域におけるランプ電流低下に対する起動補助回路６
以外による改善点を述べる。図４は放電ランプ５の起動
直後の出力電流の流れを示したものである。
【００３９】図４に示すように、起動直後の直流昇圧回
路２の出力電流の流れとしては、起動用の高電圧パルス
発生直後なので起動回路４のコンデンサＣ３は放電によ
り電圧が低い状態にあり、ランプ電流と該コンデンサＣ
３の充電電流の２通りに分かれる。本実施例はこの点に
も注目しており、直流電圧回路２の出力段の平滑用コン
デンサＣ２の容量の方を他のコンデンサの容量より大き
くすることにより、起動直後の起動回路４のコンデンサ
Ｃ３を充電するに際して出力電圧の低下を少なくしてい
る。
路２の出力電流の流れとしては、起動用の高電圧パルス
発生直後なので起動回路４のコンデンサＣ３は放電によ
り電圧が低い状態にあり、ランプ電流と該コンデンサＣ
３の充電電流の２通りに分かれる。本実施例はこの点に
も注目しており、直流電圧回路２の出力段の平滑用コン
デンサＣ２の容量の方を他のコンデンサの容量より大き
くすることにより、起動直後の起動回路４のコンデンサ
Ｃ３を充電するに際して出力電圧の低下を少なくしてい
る。
【００４０】実験によれば、上記平滑用コンデンサＣ２
の容量あるいは該容量と起動補助回路６のコンデンサＣ
１の容量とを合わせた容量を起動回路４の充放電コンデ
ンサＣ３の容量の１．３倍以上となるようにすること
で、前述のような効果が得られることが分かった。表１
にその実験結果を示す。
の容量あるいは該容量と起動補助回路６のコンデンサＣ
１の容量とを合わせた容量を起動回路４の充放電コンデ
ンサＣ３の容量の１．３倍以上となるようにすること
で、前述のような効果が得られることが分かった。表１
にその実験結果を示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】表１の点灯性については、再点灯状態で１
００回オン、オフして１個目の高電圧パルスで点灯を継
続できなかった回数を示すもので、実験３と４の間で
１．３倍以上が好ましいが、点灯性１〜２回で良しとす
れば１．２倍程度でも効果はある。
００回オン、オフして１個目の高電圧パルスで点灯を継
続できなかった回数を示すもので、実験３と４の間で
１．３倍以上が好ましいが、点灯性１〜２回で良しとす
れば１．２倍程度でも効果はある。
【００４３】このように直流昇圧回路２の平滑用コンデ
ンサＣ２の容量が２μＦ以下で、また起動回路４で２０
ＫＶ以上の高電圧パルスを発生するのであればその高電
圧パルス発生用の充放電コンデンサＣ３の容量は０．１
μＦ〜１．０μＦ必要であるので、この関係において直
流昇圧回路２の出力段のコンデンサ容量あるいは起動補
助回路６のコンデンサ容量を含めた容量を起動回路４の
コンデンサ容量の１．３倍以上とれば、最適な結果が得
られる。
ンサＣ２の容量が２μＦ以下で、また起動回路４で２０
ＫＶ以上の高電圧パルスを発生するのであればその高電
圧パルス発生用の充放電コンデンサＣ３の容量は０．１
μＦ〜１．０μＦ必要であるので、この関係において直
流昇圧回路２の出力段のコンデンサ容量あるいは起動補
助回路６のコンデンサ容量を含めた容量を起動回路４の
コンデンサ容量の１．３倍以上とれば、最適な結果が得
られる。
【００４４】次に、起動回路自体の改善により起動直後
の該起動回路４の充放電コンデンサＣ３の充電による直
流昇圧回路２の出力電圧低下を改善する方法について述
べる。図５はその起動回路４の他の構成例を示す図であ
り、同図中、Ｓ２はある電圧以上でオンとなる自己ブレ
ークダウン型のスイッチ素子、Ｒ４はスイッチ素子Ｓ２
と並列に且つ抵抗Ｒ３と直列に接続された抵抗で、抵抗
Ｒ３に比べて数倍以上大きな抵抗値を有している。
の該起動回路４の充放電コンデンサＣ３の充電による直
流昇圧回路２の出力電圧低下を改善する方法について述
べる。図５はその起動回路４の他の構成例を示す図であ
り、同図中、Ｓ２はある電圧以上でオンとなる自己ブレ
ークダウン型のスイッチ素子、Ｒ４はスイッチ素子Ｓ２
と並列に且つ抵抗Ｒ３と直列に接続された抵抗で、抵抗
Ｒ３に比べて数倍以上大きな抵抗値を有している。
【００４５】図５の回路は、起動直後の直流昇圧回路２
の出力電圧がまだ低い状態において高電圧パルス発生用
のコンデンサＣ３への充電電流をより小さくするように
したものである。
の出力電圧がまだ低い状態において高電圧パルス発生用
のコンデンサＣ３への充電電流をより小さくするように
したものである。
【００４６】通常の起動用の高電圧パルス発生時におい
ては、放電ランプ５は不点灯状態なので出力電圧は最大
となり、よってスイッチ素子Ｓ２がオン（導通）とな
り、通常時の組合わせである充電用の抵抗Ｒ３と充放電
コンデンサＣ３のＲＣ時定数で高電圧パルスの発生は可
能であるが、起動直後の出力電圧が低い場合はスイッチ
素子Ｓ２がオンしないようなブレークダウン電圧を設定
することにより、コンデンサＣ３の充電経路は抵抗Ｒ４
とＲ３の直列回路となり、通常の充電電流と比べてかな
り小さくすることができ、その分直流昇圧回路２の出力
負担を軽くすることができるので、上述の起動時の出力
電圧の低下を改善することができる。
ては、放電ランプ５は不点灯状態なので出力電圧は最大
となり、よってスイッチ素子Ｓ２がオン（導通）とな
り、通常時の組合わせである充電用の抵抗Ｒ３と充放電
コンデンサＣ３のＲＣ時定数で高電圧パルスの発生は可
能であるが、起動直後の出力電圧が低い場合はスイッチ
素子Ｓ２がオンしないようなブレークダウン電圧を設定
することにより、コンデンサＣ３の充電経路は抵抗Ｒ４
とＲ３の直列回路となり、通常の充電電流と比べてかな
り小さくすることができ、その分直流昇圧回路２の出力
負担を軽くすることができるので、上述の起動時の出力
電圧の低下を改善することができる。
【００４７】なお、以上述べた起動補助回路以外の起動
時の出力電圧の低下を小さくする二つの改善策は、それ
ぞれ単独でも組み合わせて実施しても良く、また実施例
のように起動補助回路６と同時に実施しても良く、より
良好な結果が得られる。
時の出力電圧の低下を小さくする二つの改善策は、それ
ぞれ単独でも組み合わせて実施しても良く、また実施例
のように起動補助回路６と同時に実施しても良く、より
良好な結果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、起動時
の過大なランプ突入電流を制御することができ、放電ラ
ンプの劣化を防止することができるという効果がある。
の過大なランプ突入電流を制御することができ、放電ラ
ンプの劣化を防止することができるという効果がある。
【００４９】また、放電ランプの起動時のランプ電流低
下による立消えを防止することができるという効果があ
る。
下による立消えを防止することができるという効果があ
る。
【図１】 本発明の実施例の回路構成を示すブロック図
【図２】 実施例の起動時のランプ電流を示す説明図
【図３】 起動補助回路の他の構成例を示す回路図
【図４】 起動直後の出力電流の流れを示す説明図
【図５】 起動回路の他の構成例を示す回路図
【図６】 従来例の回路構成を示すブロック図
【図７】 従来の点灯補助回路の構成図
【図８】 従来の起動時のランプ電流を示す説明図
１ 直流電源 ２ 直流昇圧回路 ３ 直流−交流インバータ ４ 起動回路 ５ 放電ランプ ６ 起動補助回路 Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ 平滑用コンデンサ Ｃ３ 充放電コンデンサ Ｄ１ 整流用ダイオード Ｄ２ ダイオード Ｒ１ 抵抗 Ｒ２ 電流検出用抵抗 Ｒ３ 抵抗 Ｓ１ スイッチ素子 Ｓ２ スイッチ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AA13 BA03 BA05 BB10 DA01 DD06 EA02 EB07 GB01 GB18 3K082 AA01 AA15 AA20 AA34 AA55 BA04 BA05 BA24 BA33 BC06 BC23 BC29 BD04 BD26 BD32 CA32 CA33 FA08
Claims (9)
- 【請求項１】 直流入力電圧を昇圧する直流昇圧回路
と、昇圧された直流を交流に変換する直流−交流変換回
路と、放電灯の起動時に高電圧パルスを出力する起動回
路を有した放電灯点灯装置において、前記直流昇圧回路
と直流−交流変換回路との間に抵抗とコンデンサの直列
回路を有した起動補助回路を接続し、該抵抗を通してコ
ンデンサを充放電させるようにしたことを特徴とする放
電灯点灯装置。 - 【請求項２】 直流昇圧回路の出力側と起動補助回路と
の間に放電灯に流れる電流を検出するための抵抗を接続
したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項３】 起動補助回路の抵抗と並列にダイオード
を順方向がコンデンサの充電方向となるように接続した
ことを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装
置。 - 【請求項４】 起動補助回路の抵抗とコンデンサと直列
にブレークダウン電圧を有するスイッチ素子を接続した
ことを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装
置。 - 【請求項５】 直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動補助回路の抵抗とコンデ
ンサの時定数は数ｍｓ以下としたことを特徴とする請求
項１ないし４何れか記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項６】 直流入力電圧を昇圧する直流昇圧回路
と、昇圧された直流を交流に変換する直流−交流変換回
路と、放電灯の起動時に高電圧パルスを出力する起動回
路を有した放電灯点灯装置において、前記直流昇圧回路
は出力段に略２μＦ以下の平滑用コンデンサを有し、起
動回路の高電圧パルス発生用の充放電コンデンサの容量
は０．１μＦ〜１μＦとし、且つ前記平滑用コンデンサ
の容量を前記充放電コンデンサの容量の１．３倍以上と
なるようにしたことを特徴とする放電灯点灯装置。 - 【請求項７】 直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動回路の高電圧パルス発生
用の充放電コンデンサの容量は０．１μＦ〜１μＦと
し、且つ前記平滑用コンデンサの容量を前記充放電コン
デンサの容量の１．３倍以上となるようにしたことを特
徴とする請求項１ないし５何れか記載の放電灯点灯装
置。 - 【請求項８】 直流昇圧回路は出力段に略２μＦ以下の
平滑用コンデンサを有し、起動回路の高電圧パルス発生
用の充放電コンデンサの容量は０．１μＦ〜１μＦと
し、且つ前記平滑用コンデンサの容量と起動補助回路の
コンデンサの容量を合わせた容量を前記充放電コンデン
サの容量の１．３倍以上となるようにしたことを特徴と
する請求項１ないし５何れか記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項９】 起動回路の高電圧パルス発生用の充放電
コンデンサの充電経路にスイッチ素子を介装し、高電圧
パルス発生直後の前記充放電コンデンサへの充電電流を
抑制するようにしたことを特徴とする請求項１ないし８
何れか記載の放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20337398A JP2000036393A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20337398A JP2000036393A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 放電灯点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000036393A true JP2000036393A (ja) | 2000-02-02 |
Family
ID=16472966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20337398A Pending JP2000036393A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000036393A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6429602B1 (en) | 1999-11-05 | 2002-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fluorescent lamp operating apparatus |
| JP2003036990A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Harison Toshiba Lighting Corp | 点灯装置、高圧放電灯を備えた点灯装置 |
| JP2009026548A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Stanley Electric Co Ltd | 放電灯点灯装置 |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP20337398A patent/JP2000036393A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6429602B1 (en) | 1999-11-05 | 2002-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fluorescent lamp operating apparatus |
| JP2003036990A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Harison Toshiba Lighting Corp | 点灯装置、高圧放電灯を備えた点灯装置 |
| JP2009026548A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Stanley Electric Co Ltd | 放電灯点灯装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20070124 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070130 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20070330 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070911 |