JP2001006891A - 放電灯点灯回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯点灯回路を構成する直流−交流変換回
路について簡単化を図ることでコストの低減及び装置の
小型化を実現する。 【解決手段】 放電灯点灯回路１において、直流電源回
路３の２つの出力端子からそれぞれ各別に出力される正
極性及び負極性の電圧を直流−交流変換回路４に送出す
る。そして、これらの出力電圧を切り換えるために直流
−交流変換回路４内に１対のスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ
２を設け、これらの素子を駆動回路ＤＲＶにより交番動
作させ、これによって生成される交流電圧を放電灯６に
供給する。１つの放電灯について、１対のスイッチ素子
及びその駆動回路を用いたハーフブリッジの構成により
部品点数を削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯回路を
構成する直流電源回路及び直流−交流変換回路の構成を
改良することで部品点数やコストの削減を図るための技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電灯（メタルハライドランプ等）の点
灯回路については、直流電源回路、直流−交流変換回
路、起動回路（所謂スタータ回路）を備えた構成が知ら
れている。

【０００３】例えば、直流電源回路にはＤＣ−ＤＣコン
バータを用いるとともに、直流−交流変換回路としてフ
ルブリッジ型回路（４つの半導体スイッチ（あるいはス
イッチング）素子をそれぞれ２組にしてスイッチング制
御を行うように構成された回路）及びそのドライバ回路
を使用した回路構成にあっては、ＤＣ−ＤＣコンバータ
の出力する正極性の電圧（正電圧）がフルブリッジ型回
路において矩形波状電圧に変換された後、放電灯に供給
される。つまり、放電灯の一方の端子に正電圧が供給さ
れているときには、他方の端子の電位がグランドレベル
となり、逆に上記一方の端子の電位がグランドレベルに
落ちているときには、他方の端子には正電圧が供給され
るいったサイクルが繰り返されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た点灯回路にあってはフルブリッジ型回路の構成要素と
して、４つのスイッチ素子と、これらの素子を駆動する
２つのハーフブリッジドライバが必要であるため、これ
が部品点数の増加やコスト上昇をもたらす原因になって
しまうという問題がある。

【０００５】例えば、放電灯を自動車用前照灯の光源に
使用する場合を例にすると、車輌前部の左右にそれぞれ
前照灯が付設される場合に、左右２つの放電灯とそれぞ
れの点灯回路が必要となる。また、ハイビーム（あるい
は走行ビーム）とロービーム（あるいはすれ違いビー
ム）とを別個の放電灯によってそれぞれ照射する構成を
採用した場合（所謂４灯式照明）には、左右に２個ずつ
の放電灯及びその点灯回路が必要である。このような場
合、２つの放電灯について全部で８つのスイッチ素子と
４つのハーフブリッジドライバが必要であるため、装置
のコストが嵩むだけでなく、装置の大型化により回路装
置の配置スペースを確保するのが難しくなるといった問
題をかかえてしまう。

【０００６】そこで、本発明は、放電灯点灯回路を構成
する直流−交流変換回路について簡単化を図ることでコ
ストの低減及び装置の小型化を実現することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、直流入力電圧を受けて所望の直流電圧
を出力する直流電源回路と、該直流電源回路の後段に配
置されその出力電圧を交流電圧に変換した後にこれを放
電灯に供給するための直流−交流変換回路とを備えた放
電灯点灯回路において、直流電源回路の２つの出力端子
からそれぞれ各別に出力される正極性及び負極性の電圧
が直流−交流変換回路に送出されるとともに、これらの
出力電圧を切り換えるために直流−交流変換回路内に設
けられた１対のスイッチ素子がそれらの駆動回路によっ
て交番動作され、これによって生成される交流電圧が放
電灯に供給されるようにしたものである。

【０００８】本発明によれば、１つの放電灯に対して直
流−交流変換回路内に１対のスイッチ素子を設けてこれ
らが交番動作するように駆動制御を行えば良いので、回
路構成が簡単になる（１つの放電灯当たり、２つのスイ
ッチ素子及び１つのハーフブリッジドライバを設けるだ
けで済む。）。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る放電灯点灯回
路の基本構成を示すものであり、１つの放電灯に関する
回路構成（制御系を除いた給電系のみ）を示している。

【００１０】放電灯点灯回路１は、電源２、直流電源回
路３、直流−交流変換回路４、起動回路５を備えてい
る。

【００１１】直流電源回路３は、電源２からの直流入力
電圧（これを「Ｖin」と記す。）を受けて所望の直流電
圧を出力するものであり、図示しない制御回路からの制
御信号に応じてその出力電圧が可変制御される。この直
流電源回路３には、スイッチングレギュレータの構成を
有するＤＣ−ＤＣコンバータ（チョッパー式、フライバ
ック式等。）が用いられるが、正極性の電圧出力（正電
圧出力）を得るための第１の回路部（ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３Ａ）と負極性の電圧出力（負電圧出力）を得るた
めの第２の回路部（ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂ）とが互
いに並列の関係をもって配置されている。

【００１２】図２は直流電源回路３の構成例を示したも
のである。

【００１３】トランスＴの１次巻線Ｔｐの一端が直流入
力端子「ｔａ」に接続されることで電圧Ｖinが入力され
るようになっており、１次巻線Ｔｐの他端は半導体スイ
ッチ素子ＳＷ（図には単にスイッチの記号で示すが、電
界効果トランジスタ等が用いられる。）及び電流検出用
抵抗Ｒｓを介して接地されている（この抵抗Ｒｓについ
ては任意であり、特に設けなくても良い）。尚、半導体
スイッチ素子ＳＷの制御端子（ＦＥＴの場合にはゲー
ト）には図示しない制御回路からの信号「Ｓｃ」が供給
されてそのスイッチング制御が行われる。

【００１４】トランスＴの２次巻線Ｔｓは、その一端が
ダイオードＤ１のアノードに接続され、該ダイオードＤ
１のカソードがコンデンサＣ１を介して接地されてい
る。そして、コンデンサＣ１の端子電圧が端子「ｔｏ
１」を介して出力電圧（これを「Ｖdcp」と記す。）と
なる。また、２次巻線Ｔｓの他端は、ダイオードＤ２の
カソードに接続されており、該ダイオードＤ２のアノー
ドがコンデンサＣ２を介して接地されるとともに端子
「ｔｏ２」に接続されており、当該端子を介して出力電
圧（これを「Ｖdcn」と記す。）が得られる。

【００１５】このように直流電源回路３は、正極性及び
負極性の電圧Ｖdcp（＞０）、Ｖdcn（＜０）を２つの出
力端子から各別に出力する構成となっている。

【００１６】尚、トランスＴの巻線に付した「・」印は
巻き始めを示しており、例えば、２次巻線Ｔｓについて
はダイオードＤ２との接続端及び接地された中間タップ
における巻き始端にそれぞれ「・」印が付されている。

【００１７】直流−交流変換回路４は直流電源回路３の
後段に配置されその出力電圧を交流電圧に変換した後に
これを放電灯６に供給するために設けられており、直流
電源回路３の２つの出力端子からそれぞれ各別に出力さ
れる正極性及び負極性の電圧が送出されてくる。そし
て、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力電圧Ｖdcpと、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ３Ｂの出力電圧Ｖdcnとを切り換え
るために、直流−交流変換回路４内に設けられた１対の
半導体スイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２（これらの素子には
電界効果トランジスタ等が用いられるが、図には単にス
イッチの記号で示す。）がそれらの駆動回路ＤＲＶによ
って交番動作され、これによって生成される交流電圧が
放電灯６に供給される。

【００１８】つまり、直流電源回路３の出力段において
直列に接続された２つのスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２に
ついては、その一方ｓｗ１がＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ
の出力端子に接続されるとともに、ｓｗ２を介してＤＣ
−ＤＣコンバータ３Ｂの出力端子に接続されている。そ
して、これらのスイッチ素子をそれぞれ相反的にスイッ
チング制御する駆動回路ＤＲＶについては、例えば、ハ
ーフブリッジドライバとして既知のＩＣ（集積回路）が
使用される。つまり、駆動回路ＤＲＶからの各スイッチ
素子の制御端子に供給される信号により、素子ｓｗ１が
オン状態のとき、素子ｓｗ２がオフ状態となり、逆に素
子ｓｗ１がオフ状態のとき、素子ｓｗ２がオン状態とな
るようにハーフブリッジの交番動作が行われて直流電圧
が交流電圧に変換される。

【００１９】起動回路５は、放電灯６の点灯初期に起動
信号（高電圧パルス）を発生させて放電灯６に起動をか
けるために設けられており、当該起動信号は直流−交流
変換回路４の出力する交流電圧「Ｖout」に重畳されて
放電灯６に印加される。つまり、起動回路５内には誘導
性負荷（インダクタンス成分）が含まれており、放電灯
６の一方の電極端子が誘導性負荷を介して２つのスイッ
チ素子ｓｗ１、ｓｗ２同士の接続点Ａに接続され、他方
の電極端子がグランド（ＧＮＤ）に直接又は電流検出手
段（電流検出用の抵抗やコイル等）を介して接続される
ことで接地されている。

【００２０】図３は起動回路５の構成例を示したもので
ある。

【００２１】起動回路５内のトランス７には、１次巻線
７ａに対して２次巻線７ｂが設けられており、２次巻線
７ｂの一端が上記接続点Ａに接続され、他端が放電灯６
に接続されている（つまり、２次巻線７ｂが上記誘導性
負荷に相当する。）。

【００２２】そして、１次巻線７ａを含む１次側回路８
には、コンデンサ９及びスイッチ素子１０（図には単に
スイッチの記号で示すが、放電ギャップ素子や、サイリ
スタ、トライアック等が用いられる。）が設けられてお
り、該スイッチ素子１０の導通（あるいは降伏）時にコ
ンデンサ９が放電し、この時の発生電圧がトランス７に
よって昇圧された後、２次巻線７ｂを介して放電灯６に
印加される。例えば、１次用電圧「Ｖｐ」が抵抗１１及
び順方向のダイオード１２を介してコンデンサ９に供給
されることで該コンデンサ９が充電され、その端子電圧
が所定の閾値電圧に達したときにスイッチ素子１０が作
動してコンデンサ９が放電することにより１次巻線７ａ
に電圧が発生する。

【００２３】尚、１次用電圧「Ｖｐ」の供給方法には、
例えば、下記に示すようにいくつかの方法が挙げられる
がその如何は問わない。

【００２４】（Ｉ）直流電源回路又は直流−交流変換回
路の出力電圧から得る方法 （ＩＩ）直流電源回路又は直流−交流変換回路の出力電
圧を倍電圧回路等を通して昇圧することにより１次用電
圧を得る方法 （ＩＩＩ）直流電源回路内に設けられるコンバータトラ
ンスの２次側に巻線を付設して、該２次巻線の出力を整
流・平滑することで１次用電圧を得る方法。

【００２５】しかして、上記した回路構成によれば、１
つの放電灯に対して１対のスイッチ素子及びそれらの駆
動回路を用いたハーフブリッジの構成で済むことにな
る。

【００２６】尚、図１に示すように、駆動回路ＤＲＶは
電圧Ｖdcnの負極性電圧に基づいて動作させる。従っ
て、このために駆動回路ＤＲＶ用の電源電圧（これを
「Ｖccbr」と記す。）が必要になる。また、駆動回路Ｄ
ＲＶに入力される制御信号（クロック信号）についても
同様の配慮が必要である。

【００２７】図４はそのための回路構成例を示したもの
である。

【００２８】ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂの出力端子ｔｏ
２はツェナーダイオードＺＤのアノードに接続されてお
り、該ツェナーダイオードのカソードが抵抗Ｒ１を介し
て「＋Ｖｃｃ」の電源端子ｔVccに接続されている。
尚、「＋Ｖｃｃ」は図示しない電源電圧生成回路によっ
て得られる所定の電源電圧を示す。

【００２９】ツェナーダイオードＺＤに対して並列に設
けられたコンデンサＣ３は、その一端が抵抗Ｒ１とツェ
ナーダイオードＺＤとの間に接続されるとともに、駆動
回路ＤＲＶの電源端子ｔVccbrに接続されている。

【００３０】信号「ＣＫ」は上記したブリッジの極性を
規定するための矩形波状信号であり（そのＬ（ロー）信
号のレベルがグランドレベルに規定されている。）、抵
抗Ｒ２を介してｐｎｐトランジスタＱのベースに供給さ
れる。該トランジスタＱのエミッタは抵抗Ｒ３を介して
電源端子ｔVccに接続されており、そのコレクタが抵抗
Ｒ４を介して端子ｔｏ２に接続されている。そして、当
該コレクタが端子ｔdrvに接続されることで当該端子を
介してコレクタ出力が駆動回路ＤＲＶに送出されるよう
になっている。尚、ダイオードＤ３はそのアノードがト
ランジスタＱのコレクタに接続され、そのカソードが上
記端子ｔVccbrに接続されている。また、抵抗Ｒ５はト
ランジスタＱのベース−エミッタ間に介挿された抵抗で
ある。

【００３１】この回路では信号ＣＫのレベルが、例え
ば、ＬレベルのときにトランジスタＱがオン状態とな
り、ツェナーダイオードＺＤで決まる電圧が端子ｔdrv
から駆動回路ＤＲＶに供給され、また、信号ＣＫのレベ
ルがＨ（ハイ）レベルのときにトランジスタＱがオフ状
態となって端子ｔdrvから負電圧が駆動回路ＤＲＶに供
給される。

【００３２】ところで、図１や図３に示すように放電灯
６の片方の電極端子とグランドとの間に、放電灯に流れ
る電流を検出するための電流検出手段としてシャント抵
抗（Ｒｉ）を介挿したとすると、当該抵抗に生じる電圧
降下を検出することで放電灯の電流検出を行うことがで
きるが、その際の検出信号の向きが問題となる。即ち、
放電灯に流れる電流の向きが矩形波の極性に応じて交番
するために検出信号が正値になったり負値となってしま
うことになる（例えば、矩形波の正極（性）電圧が放電
灯に供給されたときに流れる電流の検出信号値を正値と
すると、極性反転によって矩形波の負極（性）電圧が放
電灯に供給されたときに流れる電流の検出信号値は負値
となる。）。

【００３３】このような検出信号の極性（あるいは符
号）の時間的変化（反転）は、これを利用する制御回路
にとって取り扱いが面倒であるため好ましくないので、
検出信号の極性を一定化させるには、例えば、図５に示
すように電流検出用抵抗Ｒｉによる電圧降下に対して非
反転増幅回路及び反転増幅回路を互いに並列に設け、両
者の出力電圧を選択的に出力する回路構成が挙げられ
る。

【００３４】同図において、演算増幅器ＯＰ１は非反転
増幅回路を構成しており、その非反転入力端子が抵抗Ｒ
１ａを介して放電灯６と電流検出用抵抗Ｒｉとの間に接
続されている。尚、ダイオードＤ１ａはそのカソードが
演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に接続され、そのア
ノードが接地されている（当該ダイオードＤ１ａや後述
するダイオードＤ２ａは演算増幅器への入力電圧が負値
に反転したときに当該演算増幅器を保護する目的で付設
される。）。

【００３５】演算増幅器ＯＰ１の出力端子はダイオード
Ｄ１ｂのアノードに接続され、該ダイオードＤ１ｂのカ
ソードが電流検出端子ｔDETに接続されている。そし
て、演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子は抵抗Ｒ１ｂを介
して接地されるとともに抵抗Ｒ１ｃを介してダイオード
Ｄ１ｂのカソードに接続されている。尚、抵抗Ｒ１ａ、
Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃの抵抗値は同じ値に設定されている。

【００３６】演算増幅器ＯＰ２は反転増幅回路を構成し
ており、その反転入力端子が抵抗Ｒ２ａを介して放電灯
６と電流検出用抵抗Ｒｉとの間に接続されている。尚、
ダイオードＤ２ａはそのカソードが演算増幅器ＯＰ２の
反転入力端子に接続され、そのアノードが接地されてい
る。

【００３７】演算増幅器ＯＰ２の出力端子はダイオード
Ｄ２ｂのアノードに接続され、該ダイオードＤ２ｂのカ
ソードが電流検出端子ｔDETに接続されるとともに抵抗
Ｒ２ｃを介して接地されている。尚、演算増幅器ＯＰ２
の反転入力端子は抵抗Ｒ２ｂ（その抵抗値は抵抗Ｒ２ａ
の抵抗値の２倍に設定されている。）を介してダイオー
ドＤ２ｂのカソードに接続されており、また、演算増幅
器ＯＰ２の非反転入力端子は接地されている。

【００３８】しかして、本回路では電流検出用抵抗Ｒｉ
による電圧降下が、演算増幅器ＯＰ１による非反転増幅
回路によって２倍の電圧に増幅され、他方、演算増幅器
ＯＰ２による反転増幅回路によって「−２」倍の電圧に
増幅される。そして、各演算増幅器の出力端子に設けら
れたダイオードＤ１ｂ、Ｄ２ｂによって両者のうち高い
方の電圧が選択されて、これが電流検出端子ｔDETに取
り出される。即ち、放電灯６への正極電圧の供給時に
は、演算増幅器ＯＰ１による非反転増幅回路の出力電圧
が電流検出端子ｔDETに得られ、また、放電灯６への負
極電圧の供給時には、演算増幅器ＯＰ２による反転増幅
回路の出力電圧が電流検出端子ｔDETに得られることに
なる。尚、こうして得られる検出電圧は放電灯が点灯し
たか否かを判断するための信号や、放電灯の点灯状態を
判別して供給電力を規定するための信号等に用いること
ができる。

【００３９】上記の説明では、放電灯の電流検出を放電
灯に接続された電流検出手段によって行う方法を示した
が、直流電源回路の後段において電流検出信号又は電圧
検出信号を取得する方法が挙げられる。

【００４０】直流電源回路の直後において出力電圧検出
を行うための回路構成の一例を示したものが図６であ
る。

【００４１】同図において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂ
の出力電圧Ｖdcnは、抵抗Ｒ３ａ及びＲ３ｂによって分
圧された後、演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子に供給さ
れる。尚、演算増幅器ＯＰ３は、その出力端子が抵抗Ｒ
３ｃを介して反転入力端子に接続されることで反転増幅
の構成とされ、その非反転入力端子が接地されている。

【００４２】演算増幅器ＯＰ３の出力電圧は、ＦＥＴ等
を用いたアナログスイッチ「Ａ−ＳＷ１」（図では単に
スイッチの記号で示す。）を介して電圧検出端子「ｔ
１」に取り出される。尚、アナログスイッチＡ−ＳＷ１
への制御信号は上記した信号ＣＫとされている。

【００４３】他方、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力電
圧Ｖdcpは、抵抗Ｒ４ａ及びＲ４ｂによって分圧された
後、電圧バッファを構成する演算増幅器ＯＰ４の非反転
入力端子に供給される。そして、該演算増幅器ＯＰ４の
出力電圧がアナログスイッチ「Ａ−ＳＷ２」（図では単
にスイッチの記号で示す。）を介して電圧検出端子ｔ１
に取り出される。尚、アナログスイッチ「Ａ−ＳＷ２」
への制御信号は上記した信号ＣＫの反転信号（図には
「ＣＫ」の上にバー記号「−」を付して示す。）とされ
ている。

【００４４】この回路では、例えば、信号ＣＫがＨ（ハ
イ）レベルのときに上記スイッチ素子ｓｗ２がオン状
態、スイッチ素子ｓｗ１がオフ状態となって放電灯６に
負極電圧が供給されるとした場合に、アナログスイッチ
Ａ−ＳＷ２がオフ状態、アナログスイッチＡ−ＳＷ１が
オン状態となるため、Ｖdcnについて演算増幅器ＯＰ３
により反転増幅された出力電圧（正電圧）が電圧検出端
子ｔ１から取り出される。また、信号ＣＫがＬレベルの
ときにアナログスイッチＡ−ＳＷ２がオン状態、アナロ
グスイッチＡ−ＳＷ１がオフ状態となるため、Ｖdcpの
分圧値が出力電圧（正電圧）として電圧検出端子ｔ１か
ら取り出される。尚、この電圧検出信号については、放
電灯への供給電力を規定するための信号や直流電源回路
の出力電圧の上限を規制するための信号等に用いること
ができる。

【００４５】次に、上記した点灯回路を、２つの放電灯
６1、６2を点灯させる構成へと拡張する場合の回路構成
について図７に従って説明する。

【００４６】図１に示した点灯回路１では１つの放電灯
に対して１対のスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２と１個の駆
動回路ＤＲＶが必要とされたが、２つの放電灯６1、６2
に対する点灯回路１Ａにおいてはその倍の構成要素、つ
まり、２対のスイッチ素子と２個の駆動回路が必要であ
る。

【００４７】この場合、直流電源回路３を構成する２つ
のＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ、３Ｂについては、２つの
放電灯の間で共用されており、これらの後段に設けられ
る直流−交流変換回路４については、４つのスイッチ素
子ｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ３、ｓｗ４（図７にはこれらを
単にスイッチの記号で示す。）からなるフルブリッジ型
の回路構成を有している。

【００４８】即ち、４つのスイッチ素子のうち、互いに
直列接続とされることにより第１の組をなすスイッチ素
子ｓｗ１、ｓｗ２については、その一方ｓｗ１の一端が
ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力端子に接続され、当該
スイッチ素子ｓｗ１の他端がスイッチ素子ｓｗ２を介し
てＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂの出力端子に接続されてい
る。そして両スイッチ素子同士の接続点αに対して第１
の放電灯６1が起動回路５1（の誘導性負荷）を介して接
続されている。

【００４９】また、互いに直列接続されることで第２の
組をなすスイッチ素子ｓｗ３、ｓｗ４については、その
一方ｓｗ３の一端がＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力端
子に接続され、当該スイッチ素子ｓｗ３の他端がスイッ
チ素子ｓｗ４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂの出力
端子に接続されている。そして、両スイッチ素子同士の
接続点βに対して第２の放電灯６2が起動回路５2（の誘
導性負荷）を介して接続されている。

【００５０】直流−交流変換回路４の後段において、第
１及び第２の放電灯のそれぞれの端子のうち、上記接続
点αやβに接続されない方の端子についてはこれを直接
グランドに接続するか、又は電流検出手段（図には電流
用検出抵抗Ｒｉ1、Ｒｉ2を示す。）を介してグランドに
接続する。

【００５１】駆動回路ＤＲＶ１、ＤＲＶ２についてはと
もにハーフブリッジドライバ用のＩＣが使用され、その
一方の駆動回路ＤＲＶ１がスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２
のオン／オフ制御を担当し、他方の駆動回路ＤＲＶ２が
スイッチ素子ｓｗ３、ｓｗ４のオン／オフ制御を担当し
ている。即ち、ある時刻において、駆動回路ＤＲＶ１に
よりスイッチ素子ｓｗ１がオン状態、スイッチ素子ｓｗ
２がオフ状態となるように各素子の状態を規定されたと
すると、このとき、駆動回路ＤＲＶ２によりスイッチ素
子ｓｗ３がオフ状態、スイッチ素子ｓｗ４がオン状態と
なるように各素子の状態が規定される。また、別の時刻
において、駆動回路ＤＲＶ１によりスイッチ素子ｓｗ１
がオフ状態、スイッチ素子ｓｗ２がオン状態となるよう
に各素子の状態を規定されたとすると、このとき、駆動
回路ＤＲＶ２によりスイッチ素子ｓｗ３がオン状態、ス
イッチ素子ｓｗ４がオフ状態となるように各素子の状態
が規定される。このようにしてスイッチ素子ｓｗ１とｓ
ｗ４とが同じ状態、スイッチ素子ｓｗ２とｓｗ３とが同
じ状態となって、これらが相反的に交番動作する。

【００５２】従って、２組のスイッチ素子のオン／オフ
動作によって、例えば、第１の放電灯６1に正極性の電
圧が供給される間、第２の放電灯６2には負極性の電圧
が供給され、逆に、第１の放電灯６1に負極性の電圧が
供給される間、第２の放電灯６2には正極性の電圧が供
給されることになる。

【００５３】尚、駆動回路ＤＲＶ１、ＤＲＶ２への電源
電圧の供給については図４で説明した方法を用いれば良
く、また、駆動回路ＤＲＶ１、ＤＲＶ２に送出すべき制
御信号については、例えば、既述した信号ＣＫを駆動回
路ＤＲＶ１に、信号ＣＫの反転信号を駆動回路ＤＲＶ２
にそれぞれ供給すれば良いことは勿論である。

【００５４】上記した起動回路５1、５2についてはこれ
らを別々の回路として付設するよりは、２つの放電灯６
1、６2の間で回路の共通化を図ることが部品点数やコス
トの削減にとって好ましい。

【００５５】図８は、そのような起動回路の構成例５Ａ
を示したものである。

【００５６】起動回路５Ａ内のトランス７には、１つの
１次巻線７ａに対して２次巻線７ｂ1、７ｂ2が設けられ
ており、各２次巻線がそれぞれに対応する放電灯６1、
６2に対して各別に接続されている。

【００５７】尚、トランス７の１次巻線７ａを含む１次
側回路８には、コンデンサ９及びスイッチ素子１０が設
けられており、該スイッチ素子１０の導通（あるいは降
伏）時にコンデンサ９が放電し、この時の発生電圧がト
ランス７によって昇圧された後、各２次巻線７ｂ1、７
ｂ1を介して放電灯６1、６2にそれぞれ印加される。

【００５８】また、上記トランス７の２次巻線７ｂ1、
７ｂ2については、それらの巻き始め（又は巻き終わ
り）を放電灯との接続端子側に規定することにより接続
関係を統一することが好ましい（図には巻き始めを
「・」印で示す。）。尚、その理由の詳細は省略する
が、放電灯への起動信号の極性を統一することでトラン
スの耐圧設計を有利にすること及び１次エネルギーの供
給の向きを揃えることで再点孤電圧発生時における２次
巻線間の電磁結合の影響を低減すること、そして放電灯
の点灯後における極性の切り換わり時に放電灯が消灯し
易くなるのを防止することが目的である。

【００５９】２つの放電灯６1、６2がともに消灯した状
態から両放電灯を同時に点灯させる場合には、各放電灯
に同様の起動（パルス）信号が印加されるため、同時
（あるいはほぼ同時）に放電灯を起動することができ
る。尚、一方の放電灯６1が問題なく点灯し、他方の放
電灯６2については点灯を仮に失敗したとしても、再び
起動信号を発生させて後者の放電灯６2に起動をかける
ことで当該放電灯を点灯させることができる。その際、
点灯している放電灯６1に対しても起動信号が印加され
ることになるが、点灯時の放電灯のインピーダンスが低
いため、発生電圧は直ちに減衰するので何等影響を与え
ない。他方、点灯していない方の放電灯６2について
は、これに接続された２次巻線７ｂ2に発生する電圧が
高周波の電圧であるため、他の放電灯６1に接続された
２次巻線７ｂ1での電圧減衰にはほとんど影響を受ける
ことなく、予定した起動信号が放電灯６2に印加され
る。

【００６０】また、２つの放電灯６1、６2を点灯させる
場合に、図６に示した電圧検出回路を拡張するにあたっ
ては、演算増幅器ＯＰ３やＯＰ４の数を２倍にする必要
はなく、図９に示すように２つのアナログスイッチＡ−
ＳＷ３、Ａ−ＳＷ４を追加するだけで済む。

【００６１】即ち、演算増幅器ＯＰ３の出力電圧に対し
て２つのアナログスイッチＡ−ＳＷ１、Ａ−ＳＷ３を設
け、その一方のアナログスイッチＡ−ＳＷ１が信号ＣＫ
によってオン状態となったときに出力電圧が放電灯６1
用の電圧検出端子ｔ１に取り出され、また、他方のアナ
ログスイッチＡ−ＳＷ３が信号ＣＫの反転信号によって
オン状態となったときに出力電圧が放電灯６2用の電圧
検出端子ｔ２に取り出されるように構成する。そして、
演算増幅器ＯＰ４の出力電圧に対しては、２つのアナロ
グスイッチＡ−ＳＷ２、Ａ−ＳＷ４を設け、その一方の
アナログスイッチＡ−ＳＷ２が信号ＣＫの反転信号によ
ってオン状態となったときに出力電圧が放電灯６1用の
電圧検出端子ｔ１に取り出され、また、他方のアナログ
スイッチＡ−ＳＷ４が信号ＣＫによってオン状態となっ
たときに出力電圧が放電灯６2用の電圧検出端子ｔ２に
取り出されるように構成する。

【００６２】このように放電灯毎に電圧検出端子を分離
できる理由は、一方の放電灯に正極電圧が供給されてい
る間、他方の放電灯には負極電圧が供給されることに依
る。例えば、図９において信号ＣＫがＬレベルのときに
上記スイッチ素子ｓｗ１がオン状態、スイッチ素子ｓｗ
２がオフ状態となって放電灯６1に正極電圧が供給され
るとした場合（このときスイッチ素子ｓｗ３がオフ状
態、スイッチ素子ｓｗ４がオン状態である。）に、アナ
ログスイッチＡ−ＳＷ２がオン状態、アナログスイッチ
Ａ−ＳＷ１がオフ状態となるため、Ｖdcpの分圧値が出
力電圧（正電圧）として放電灯６1用の電圧検出端子ｔ
１から取り出されるとともに、アナログスイッチＡ−Ｓ
Ｗ３がオン状態、アナログスイッチＡ−ＳＷ４がオフ状
態となるため、Ｖdcnの分圧値に対して演算増幅器ＯＰ
３により反転増幅された出力電圧（正電圧）が放電灯６
2用の電圧検出端子ｔ２から取り出される。

【００６３】

【実施例】図１０は本発明の実施の一例を示すものであ
り、車輌用前照灯への適用例（２つの放電灯を使用する
場合の回路構成例）を示している。

【００６４】点灯回路１３において、バッテリー１４の
端子電圧が入力フィルタ部１５を介して２つのＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ１６Ｐ、１６Ｎ（その一方１６Ｐが正極電
圧出力用、他方１６Ｎが負極電圧出力用とされる。）に
供給される。

【００６５】これらのＤＣ−ＤＣコンバータに対して
は、それらの出力電圧を制御するために制御回路１７が
設けられており、該制御回路１７の発する制御信号が各
コンバータにそれぞれ送出される（つまり、この場合に
はトランス内の２つの１次巻線に対してそれぞれ接続さ
れたスイッチ素子が制御信号を受けてオン／オフ制御さ
れることで各コンバータの出力電圧が制御される。）。

【００６６】尚、制御回路１７は、放電灯の管電圧や管
電流の検出信号又はそれらの相当信号（ＤＣ−ＤＣコン
バータ１６Ｐの後段に設けられた検出部からの検出信号
等）に基づいて放電灯への電力供給について制御を行う
ために設けられており、例えば、放電灯の管電圧−管電
流特性図における制御曲線に従って、放電灯初期には定
格電力を越える過大な電力を供給した後、供給電力を徐
々に低減して定格電力での定電力制御へと移行させるた
めの信号を演算増幅器等を使って構成した回路（特開平
４−１４１９８８号公報等を参照。）が挙げられる。

【００６７】ＤＣ−ＤＣコンバータ１６Ｐの後段には電
流補助回路１８が設けられているが、これは、放電灯の
起動時に当該回路内に設けられた容量性負荷に蓄積され
たエネルギーを放電灯に供給することによってグロー放
電からアーク放電への移行が確実に行われるように補助
するものである。

【００６８】ＤＣ−ＡＣコンバータ１９は、フルブリッ
ジ型回路１９ａ（その内部は図７を参照。）と、そのブ
リッジ駆動回路１９ｂ（２つのハーフブリッジドライバ
からなる。）から構成され、図７の直流−交流変換回路
４に相当する。つまり、フルブリッジ型回路１９ａ内に
は、４つの半導体スイッチ素子が設けられており、各ス
イッチ素子を２組に分けて相反的にスイッチング制御す
ることで直流入力電圧を矩形波状電圧に変換する。その
ために各スイッチ素子への制御信号を発生するのがブリ
ッジ駆動回路１９ｂであり、上記した制御回路１７から
送られてくる信号を受けて動作する。

【００６９】起動回路２０はＤＣ−ＡＣコンバータ１９
の後段において、２つの放電灯６1、６2に対して共通に
設けられている。尚、各放電灯については、その一方６
1が車輌前部の左側に付設される前照灯の光源、他方６2
が右側に付設される前照灯の光源としてそれぞれ用いら
れると考えても良いし、あるいは、その一方６1がハイ
ビーム用光源、他方６2がロービーム用光源の光源とし
てそれぞれ用いられると考えても良い（その場合には、
ビームの切換に応じて使用しない方の放電灯が点灯して
しまわないように制御する必要がある。）。

【００７０】起動回路２０の構成については、図８に示
した通りであるので説明の重複を避けるために、その詳
細は割愛するが、本例ではスイッチ素子としてスパーク
ギャップ素子を使用している。つまり、当該素子の降伏
時にコンデンサ９の放電電流によって発生する電圧が２
次巻線を介して放電灯に印加される。

【００７１】尚、放電灯６1、６2がともに消灯した状態
から、一方の放電灯６1だけを点灯させたい場合には、
当該放電灯に対して正極電圧が供給されるようにフルブ
リッジ型回路１９ａ内の各スイッチ素子のオン／オフ状
態を規定し、その期間内における放電灯６1への供給電
圧（Ｖdcp）をＤＣ−ＤＣコンバータ１６Ｐにより必要
なレベルまで高めた上で、起動信号を発生させて放電灯
６1に起動をかければ良い。また、他方の放電灯６2だけ
を点灯させたい場合には、当該放電灯に対して正極電圧
が供給されるようにフルブリッジ型回路１９ａ内の各ス
イッチ素子のオン／オフ状態を規定し、その期間内にお
ける放電灯６1への供給電圧（Ｖdcp）をＤＣ−ＤＣコン
バータ１６Ｐにより必要なレベルまで高めた上で、起動
信号を発生させて放電灯６2に起動をかければ良い。こ
のような制御方法に従うシーケンスを採ることにより、
上記電流補助回路１８については、これをＤＣ−ＤＣコ
ンバータ１６Ｐの後段にのみ設けるだけで済むので、回
路構成が簡単になる。

【００７２】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１や請求項２に係る発明によれば、１つの放
電灯につき１対のスイッチ素子を直流−交流変換回路内
に設けてこれらが交番動作するように駆動制御を行えば
良いので回路構成が簡単になり、部品点数やコストの削
減、装置の小型化、省スペース化を図ることができる。

【００７３】請求項３に係る発明によれば、２つの放電
灯を点灯させる点灯回路において直流電源回路を共用化
し、かつ４つのスイッチ素子を用いたフルブリッジ型構
成の直流−交流変換回路を採用することによって回路構
成を簡単化することができる（従来の構成に比べてスイ
ッチ素子及びその駆動回路の数が半分で済む。）。

【００７４】請求項４に係る発明によれば、直流−交流
変換回路の出力端子と各放電灯との接続ライン上に起動
回路を構成する誘導性負荷を配置することができるの
で、起動回路の配置について変更を余儀なくされること
がない。

【００７５】請求項５に係る発明によれば、起動回路を
構成するトランスの１次巻線に対して２つの２次巻線を
付設し、各２次巻線から放電灯にそれぞれ起動信号を印
加する構成を用いることによって起動回路を共通に使用
することができ、よって、装置コストの低減及び装置の
小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯回路の基本構成を示す
回路ブロック図である。

【図２】直流電源回路の構成例を示す回路図である。

【図３】起動回路の構成例を示す回路図である。

【図４】駆動回路ＤＲＶに供給する電源電圧や入力信号
について説明するための回路図である。

【図５】放電灯に係る電流検出信号の極性を一定化させ
るための回路構成例を示す図である。

【図６】直流電源回路の直後において電圧検出を行うた
めの回路構成例を示す図である。

【図７】２つの放電灯を点灯させる場合の構成例を示す
図である。

【図８】２つの放電灯の間で共通化された起動回路の構
成例を示す回路図である。

【図９】図６の回路構成を２つの放電灯についての点灯
回路に適用した場合の構成を示す図である。

【図１０】本発明の実施の一例を示す回路ブロック図で
ある。

【符号の説明】

１、１Ａ…放電灯点灯回路、３…直流電源回路、３Ａ、
３Ｂ…回路部、４…直流−交流変換回路、５、５Ａ、５
1、５2…起動回路、６、６1、６2…放電灯、７…トラン
ス、７ａ…１次巻線、７ｂ、７ｂ1、７ｂ2…２次巻線、
ｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ３、ｓｗ４…スイッチ素子、ＤＲ
Ｖ…駆動回路、Ｒｉ…電流検出手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA13 AB02 AC01 BA05 BB01 BB10 BC01 DD08 EB05 EB07 GA02 GB12 GB18 GC04 HB03 3K082 AA71 AA77 BA04 BA24 BA25 BC09 BC12 BC14 BC24 BC25 BC29 BD03 BD04 BD23 BD26 BD32 CA23 CA33 3K083 AA85 AA91 BA04 BA25 BA26 BC15 BC17 BC19 BC34 BC42 BC47 BD03 BD04 BD13 BD16 BD22 CA23 CA33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流入力電圧を受けて所望の直流電圧を
   出力する直流電源回路と、該直流電源回路の後段に配置
   されその出力電圧を交流電圧に変換した後にこれを放電
   灯に供給するための直流−交流変換回路とを備えた放電
   灯点灯回路において、 上記直流電源回路の２つの出力端子からそれぞれ各別に
   出力される正極性及び負極性の電圧が上記直流−交流変
   換回路に送出されるとともに、これらの出力電圧を切り
   換えるために直流−交流変換回路内に設けられた１対の
   スイッチ素子がそれらの駆動回路によって交番動作さ
   れ、これによって生成される交流電圧が放電灯に供給さ
   れるようにしたことを特徴とする放電灯点灯回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の放電灯点灯回路におい
   て、 （イ）直流電源回路が正極性の電圧を出力する回路部
   と、負極性の電圧を出力する回路部とを有すること、 （ロ）直流−交流変換回路が、直流電源回路の出力段に
   おいて直列に接続されてブリッジを構成する２つのスイ
   ッチ素子と、当該素子をそれぞれ相反的にスイッチング
   制御するための１つの駆動回路とを有していること、 （ハ）放電灯の一方の電極端子が誘導性負荷を介して上
   記２つのスイッチ素子同士の接続点に接続され、他方の
   電極端子が直接又は電流検出手段を介してグランドに接
   続されていること、 を特徴とする放電灯点灯回路。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の放電灯点
   灯回路において、 （イ）直流電源回路が正極性の電圧を出力する１つの回
   路部と、負極性の電圧を生成する１つの回路部とを有し
   ており、直流−交流変換回路の後段においてその出力端
   子に２つの放電灯が接続されること、 （ロ）直流−交流変換回路が、４つのスイッチ素子から
   なるフルブリッジ型の回路構成を有していること、 （ハ）４つのスイッチ素子のうち、互いに直列接続とさ
   れることにより第１の組をなすスイッチ素子同士の接続
   点に対して第１の放電灯が接続され、また、互いに直列
   接続されることで第２の組をなすスイッチ素子同士の接
   続点に対して第２の放電灯が接続されていること、 （ニ）上記第１及び第２の放電灯のそれぞれの端子のう
   ち、上記（ハ）の接続点に接続されない方の端子が直接
   に又は電流検出手段を介してグランドに接続されている
   こと、 （ホ）上記２組のスイッチ素子のオン／オフ動作によっ
   て、第１の放電灯に正極性の電圧が供給される間、第２
   の放電灯には負極性の電圧が供給され、逆に、第１の放
   電灯に負極性の電圧が供給される間、第２の放電灯には
   正極性の電圧が供給されること、 を特徴とする放電灯点灯回路。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の放電灯点灯回路におい
   て、 直流−交流変換回路の出力端子と各放電灯との接続ライ
   ン上には起動回路を構成する誘導性負荷が設けられてい
   ることを特徴とする放電灯点灯回路。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の放電灯点灯回路におい
   て、 誘導性負荷がトランスの２次巻線とされて放電灯毎に各
   別に接続されるとともに、該トランスの１次巻線が各放
   電灯に対して共用されており、 放電灯の起動時に上記トランスの１次巻線に発生する起
   動電圧が昇圧後に各２次巻線を介してそれぞれの放電灯
   に印加されることを特徴とする放電灯点灯回路。