JP2002110389A

JP2002110389A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2002110389A
Application number: JP2000300899A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nakai; 秀樹中井; Masatoshi Ueno; 政利上野; Yoshiyuki Inada; 義之稲田; Miki Kotani; 幹小谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯の短絡状態に加えて数Ω程度の抵抗値
を持った状態を確実に検出して誤動作なく正常な放電灯
を確実に点灯する。【解決手段】直流電源Ｅと、放電灯ＤＬと、逆接続保
護部１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、ＤＣ−ＡＣイン
バータ５と、始動回路部６と、基準電圧切替設定部７
と、制御部８とを備えた。そして、基準電圧切替設定部
７の構成により、放電灯ＤＬの放電後、所定時間（ｔ１
〜ｔ２）、アンド回路７０３の出力でコンパレータ７０
５の基準電圧のレベルを下げ、上記所定時間の終了時点
まで、ＮＯＴ回路７０４の出力で、コンパレータ７０５
の基準電圧のレベルを０に下げた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯点灯装置には、車両用前照
灯およびオーバーヘッドプロジェクタなどに多用され、
小型の高圧放電灯を点灯するものがある。例えば、特開
平６−２０７８１号公報には、放電灯の管電圧又はその
相当信号を検出してその検出レベルと所定の基準電圧と
を比較し又は検出レベルが所定の基準範囲内にあるか否
かを比較することによって放電灯の異常状態を判定する
異常検出手段と、異常検出手段から回路の異常状態を示
す信号を受けたときに放電灯への電源供給を遮断する電
源遮断手段とを設け、放電灯がオープン状態になった
り、放電灯が車体とショートしたりといった異常状態を
検出することができるようにした車輌用放電灯の点灯回
路が開示されている。

【０００３】また、特開平１０−２７５６９２号公報に
は、高圧放電灯のランプ電圧を監視するランプ電圧監視
手段と、高圧放電灯のランプ電圧が第１の基準電圧以上
に上昇した後、第２の基準電圧以下に低下した場合に高
圧放電灯が異常と判定する異常判定手段と、異常判定手
段が異常と判定した場合に高圧放電灯に供給する電力を
低減または遮断させる制御手段とを具備し、高圧放電灯
のスロ−リ−クの発生を検出して所定の制御をすること
ができるようにした高圧放電灯点灯装置及び画像表示装
置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記放電灯は、両端に
高電圧が印加されることで放電を開始するが、放電開始
後、図１０に示すように、放電灯の管電圧であるランプ
電圧（図ではＶla）は一旦レベルが下がってからある時
間かけて規定レベルに達する。

【０００５】このように、放電開始後にランプ電圧が規
定レベルよりも低くなることから、特開平６−２０７８
１号公報に記載された車輌用放電灯の点灯回路のよう
に、放電灯の管電圧の検出レベルと所定の基準電圧もし
くは所定の基準範囲とを比較して放電灯の異常状態を判
定する構成では、所定の基準電圧または所定の基準範囲
の下限値を、図１０に示したランプ電圧の最低レベルよ
り低めに設定する必要性がある。しかし、この設定で
は、放電灯が短絡状態になったことを始動前から検出可
能になるものの、放電灯が数Ω程度の抵抗値を持った状
態になったことを検出することができないために、回路
部品に過度なストレスを与えてしまうという問題が生じ
る。

【０００６】一方、特開平１０−２７５６９２号公報に
記載された高圧放電灯点灯装置及び画像表示装置のよう
に、スロ−リ−クの発生を検出するために、ランプ電圧
と基準電圧とを比較する構成では、定格ランプ電圧より
も低い基準電圧を、短絡状態および数Ω程度の抵抗値を
持った状態のランプ電圧よりも高い電圧に設定しなけれ
ばならない。例えば、スローリークが発生していない正
常な放電灯のランプ電圧が８５Ｖ程度である場合には、
３０〜５０Ｖ程度が一般的である。しかし、このような
設定では、基準電圧が図１０に示したランプ電圧の最低
レベルより高くなるから、放電開始後、高圧放電灯に供
給する電力を低減または遮断させる制御手段が作動する
こととなり、放電灯が正常であるにもかかわらず、出力
不足または立消えの現象が発生してしまうといった問題
が生じる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、放電灯の短絡状態に加えて数Ω程度の抵抗値を
持った状態を確実に検出して誤動作なく正常な放電灯を
確実に点灯することができる放電灯点灯装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明は、放電灯と、直流電源と、この
直流電源から供給される直流電力を、前記放電灯の始動
または点灯用のレベルに変換して出力するＤＣ−ＤＣコ
ンバータと、スイッチング素子を有し、前記ＤＣ−ＤＣ
コンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放
電灯に供給するＤＣ−ＡＣインバータと、このＤＣ−Ａ
Ｃインバータと前記放電灯との間に介設され前記放電灯
の放電を開始させる始動回路とにより構成される放電灯
点灯装置であって、前記放電灯のランプ電圧の検出をす
る検出手段と、前記検出手段の検出結果と基準電圧とを
比較し、前記検出結果が前記基準電圧以下であれば、前
記放電灯への電力の低減または供給停止を行う制御手段
と、前記放電灯の放電の開始後、所定時間、前記基準電
圧のレベルを、前記放電灯が正常放電を開始した後に前
記検出手段で得られる最低レベルの検出結果よりも低い
レベルに切り替え、このレベルよりも高いレベルへの切
替えを前記所定時間の経過後に行う切替手段とを備える
ことを特徴とする。

【０００９】この構成では、放電灯の放電の開始後、所
定時間、基準電圧のレベルを、放電灯が正常放電を開始
した後に検出手段で得られる最低レベルの検出結果より
も低いレベルに切り替えるので、実使用時にランプ電圧
が低くなったとしても、基準電圧のレベルを下回ること
がないから、放電灯を確実に点灯させることができると
ともに、放電灯が短絡状態または数Ω程度の抵抗値を持
った状態になったことを始動前から検出することが可能
となる。なお、放電灯点灯装置への入力電源は直流でも
交流でも良く、交流の場合には、交流を一旦直流に変換
すればよい。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、周囲温度を測定する温度セン
サを備え、前記切替手段は、前記温度センサで測定され
た周囲温度が所定温度以下であるときのみ、前記最低レ
ベルの検出結果よりも低いレベルへの切替えを行うこと
を特徴とする。この構成では、基準電圧のレベルの切替
えを適切な状態時に実行させることができる。例えばラ
ンプ電圧が特に低くなる低温時のみ、基準電圧のレベル
を切り替えることができる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、電源を切った時点から再始動
するまでの時間を計測するタイマ回路を備え、前記切替
手段は、前記タイマ回路で計測された時間に応じて、前
記所低時間のみ、前記基準電圧を変化させることを特徴
とする。この構成では、放電灯が暖まっていない状態が
最もランプ電圧が低くなるため、その状態において、基
準電圧を最も低くすることにより、誤作動の可能性をさ
らに低減することが可能となる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、後段にアースが接続され直流
電源を入切する入切用のスイッチング素子と、この入切
用のスイッチング素子を動作させるためのドライブ回路
とを備え、前記直流電源が逆極性で接続されたとき、前
記入切用のスイッチング素子の耐圧性能によって、前記
ＤＣ−ＤＣコンバータへの逆電圧印加を防止することを
特徴とする。この構成では、直流電源が逆極性で接続さ
れたとき、回路を保護することができる。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項４項記載の
放電灯点灯装置において、前記入切用のスイッチング素
子の両端に接続されるコンデンサを備えることを特徴と
する。この構成では、前記入切用のスイッチング素子の
両端に接続されるコンデンサで、高周波域における入力
インピーダンスが低減されるため、輻射ノイズを低減す
ることができる。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、周囲温度を計測する温度セン
サと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子間に直列に
接続される電解コンデンサ、ダイオードおよび第１抵抗
と、これら電解コンデンサ、ダイオードおよび第１抵抗
のうち、ダイオードおよび第１抵抗と並列に接続される
第２抵抗とを備え、前記温度センサで計測された周囲温
度が所定温度以下のとき、前記第１抵抗の抵抗値を小さ
くする手段を有することを特徴とする。この構成では、
低温時に、電解コンデンサのインピーダンスが上昇して
も、通常よりも放電電流を増加することができるように
なるため、低温時の始動性を向上させることが可能とな
る。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの
出力端子間に直列に接続される電解コンデンサ、ダイオ
ードおよび第１抵抗と、これら電解コンデンサ、ダイオ
ードおよび第１抵抗のうち、ダイオードおよび第１抵抗
と並列に接続される第２抵抗とを備え、前記電解コンデ
ンサの充電時に流れる電流が規定値以下になったとき、
前記第１抵抗の抵抗値を小さくする手段を有することを
特徴とする。この構成では、周囲温度が低いときに、電
解コンデンサの温度特性により電解コンデンサの充電電
流のピーク値が低くなることを利用して、周囲温度が低
い状態であることを検出する。これにより、低温時の電
解コンデンサのインピーダンスが上昇しても、常温状態
と同様に電流を流すことができるようになり、低温時で
も確実に放電灯を点灯させることができる。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、前記直流電源の電圧を検出す
る直列接続の複数の抵抗と、これら複数の抵抗のうち前
記直流電源の正極性出力端子側の少なくとも１つの抵抗
と並列に接続されるツェナーダイオードとを備え、前記
直列接続の複数の抵抗に規定以上の電圧が印加したと
き、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧によるクラ
ンプで、その印加した電圧を見かけ上高くして検出する
ことを特徴とする。この構成では、直流電源自体を検出
する場合に、ツェナーダイオードでクランプすることに
より、例えばＩＣなどへの検出結果を見かけ上高くする
ことにより、補正することが可能となり、異種電源の監
視を同一のＩＣを用いて制御可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る第１実施形態
の放電灯点灯装置の構成図、図２，図３は図１における
逆接続保護部の説明図、図４，図５は図１における逆接
続保護部の別の回路構成例を示す図、図６は図１におけ
る基準電圧切替設定部の動作原理の説明図であり、これ
らの図を用いて以下に第１実施形態を説明する。

【００１８】図１に示す放電灯点灯装置は、直流電源Ｅ
と、放電灯ＤＬと、逆接続保護部１と、ＤＣ−ＤＣコン
バータ３と、ＤＣ−ＡＣインバータ５と、始動回路部６
と、基準電圧切替設定部７と、制御部８とを備えてい
る。

【００１９】逆接続保護部１は、直流電源Ｅが本放電灯
点灯装置に逆極性で接続された場合に回路を保護するた
めのものであり、図１の例では、サージアブソーバＺ１
と、抵抗Ｒ１と、ＦＥＴＱ１１と、ツェナーダイオード
ＺＤ１１と、コンデンサＣ１０，Ｃ１１とにより構成さ
れている。

【００２０】ここで、図２に示すように、ＦＥＴＱ１１
のドレイン側にケースアース（回路のグランドが接続さ
れる図略のケースへのアース）を接続したとすれば、直
流電源Ｅ（例えばバッテリなど）が逆極性で接続された
場合、図３に示すように、直流電源Ｅの両端がその負極
性出力端子に接続されたアースと上記ケースアースとで
短絡されることになり、大電流Ｉが回路に流れて、回路
パターンの剥離などを発生させるおそれがある。このた
め、第１実施形態では、図１に示すように、ＦＥＴＱ１
１のソース側にケースアースを接続するのである。この
接地では、直流電源Ｅが正しい極性で接続された場合、
スイッチング素子としてのＦＥＴＱ１１が導通するの
で、逆接続保護部１の後段に直流電源Ｅの直流電力を供
給することができる。これに対して、直流電源Ｅが逆極
性で接続された場合、ＦＥＴＱ１１が非導通の状態とな
るので、大電流Ｉが回路に流れるのを防止することがで
きるほか、逆接続保護部１の後段に逆電圧が印加するの
を防止することができる。これにより、回路パターンの
剥離などに加えて、後段の回路を保護することが可能に
なる。

【００２１】また、図１の構成の場合、コンデンサＣ１
１をＦＥＴＱ１１の両端に接続したので、高周波域のイ
ンピーダンスが低くなるから、輻射ノイズを低く抑える
ことができる。

【００２２】なお、図１の回路構成とは異なるが、図４
に示すように、コンデンサＣ１２，Ｃ１３をさらに備え
た構成でも同様な効果を得ることができる。また、ケー
スアースの位置が従来と同様であっても、コンデンサを
直列に挿入すれば、直流電流が継続して流れないように
することができるほか、高周波域のインピーダンスを下
げることができる。さらに、図５に示すように、ダイオ
ードＤ１，ツェナーダイオードＺＤ１２をさらに備える
構成でもよい。

【００２３】図１に戻って、ＤＣ−ＤＣコンバータ３
は、電圧ＶＣＣ生成用の制御電源３０と、２つの巻線を
有するトランスＴ３と、ＦＥＴＱ３と、ダイオードＤ３
１，Ｄ３２と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ３１〜Ｒ３４
とによりフライバック型に構成され、制御部８からの制
御信号に従ってＦＥＴＱ３をオン／オフして、直流電源
Ｅから供給される直流電力を、放電灯ＤＬの始動または
点灯用のレベルに変換して出力するものである。

【００２４】ＤＣ−ＡＣインバータ５は、ＦＥＴＱ１〜
Ｑ４と、これらＦＥＴＱ１〜Ｑ４の各々をオン／オフ駆
動するためのドライブ回路５０と、コンデンサＣ５とに
よりフルブリッジ型に構成され、制御部８からの制御信
号に従ってＦＥＴＱ１〜Ｑ４をオン／オフして、ＤＣ−
ＤＣコンバータ３からの直流電力を交流電力に変換して
放電灯ＤＬに供給するものである。

【００２５】始動回路部６は、２つの巻線を有するパル
ストランスＴ６と、トリガ素子（図ではＳＳＳ）Ｑ６
と、ダイオードＤ６１〜Ｄ６４と、コンデンサＣ６１〜
Ｃ６４と、抵抗Ｒ６１〜Ｒ６５とにより構成され、ＤＣ
−ＡＣインバータ５と放電灯ＤＬとの間に介設され、放
電灯ＤＬに高圧パルス電圧を印加して放電を開始させる
ものである。

【００２６】基準電圧切替設定部７は、コンパレータ７
０１，７０２，７０５，７０６と、アンド回路７０３
と、ＮＯＴ回路７０４と、ＮＡＮＤ回路７０７と、トラ
ンジスタＱ７１〜Ｑ７３と、抵抗Ｒ７０１〜Ｒ７１７
と、コンデンサＣ７とにより構成され、放電灯ＤＬの放
電の開始後、所定時間（後述の図６のｔ１〜ｔ２または
〜ｔ２）、基準電圧のレベルを低いレベルに切り替え、
このレベルよりも高いレベルへの切替えを上記所定時間
の経過後に行うものである。なお、基準電圧の切替設定
の動作原理は後述する。

【００２７】制御部８は、電力供給用のドライバ・ＩＣ
電源（図ではドライブ，ＩＣ電源）８０１と、電源電圧
検出用の入力電圧検出部（入力電圧検出）８０２と、Ｆ
ＥＴＱ３を流れる電流を検出するための１次側検出部
（１次側検出部）８０３と、ランプ電流検出用のＩＬＡ
検出部（ＩＬＡ検出）８０４と、ランプ電圧検出用のＶ
ＬＡ検出部（ＶＬＡ検出）８０５と、電力指令値を出す
電力値指令部（電力指令値）８０６と、１次ドライバ
（１次ドライブ）８０７と、２次ドライバ（２次ドライ
ブ）８０８とを備えているほか、１次側検出部８０３、
ＩＬＡ検出部８０４およびＶＬＡ検出部８０５の各検出
結果と電力値指令部８０６からの電力指令値とを用い
て、１次ドライバ８０７を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ
３のＦＥＴＱ３をオン／オフ制御するとともに、２次ド
ライバ８０８を通じてＤＣ−ＡＣインバータ５のＦＥＴ
Ｑ１〜Ｑ４をオン／オフ制御する演算・ロジック回路
（演算およびロジック回路）８００とを備えて構成され
ている。

【００２８】次に、第１実施形態の特徴となる基準電圧
切替設定部７の動作原理について説明する。基準電圧切
替設定部７には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力端子に
接続された抵抗Ｒ３４を介した抵抗Ｒ７１２〜Ｒ７１４
で、ランプ電圧が分圧されて取り込まれる。この分圧さ
れて取り込まれたランプ電圧の検出値は、コンパレータ
７０５，７０６の各非反転入力端子に入力されて、それ
らの各反転入力端子に印加する電圧値（基準値）と比較
される。

【００２９】コンパレータ７０５の基準値は、放電灯Ｄ
Ｌが短絡状態または数Ω程度の抵抗値を持った状態にな
ったことを検出して、放電灯ＤＬへの出力を停止させる
ために使用されるものであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３
の制御電源３０からの電圧ＶＣＣを抵抗Ｒ７０８〜Ｒ７
１０で分圧して得られる分圧値で切替設定される。ま
た、コンパレータ７０６の基準値は、放電灯ＤＬがスロ
ーリーク状態になったことを検出して、放電灯ＤＬへの
出力を停止させるために使用されるものであり、制御電
源３０からの電圧ＶＣＣを抵抗Ｒ７１５〜Ｒ７１７で分
圧して得られる分圧値で切替設定される。

【００３０】電源が投入されると、制御電源３０の電圧
ＶＣＣが基準電圧切替設定部７に印加して、図６に示す
「ＶＣ電圧」のように、コンデンサＣ７の両端電圧が上
昇する。この後、コンデンサＣ７の両端電圧が抵抗Ｒ７
０２，Ｒ７０３による電圧ＶＣＣの分圧値（ＶＣＣ×Ｒ
７０３／（Ｒ７０２＋Ｒ７０３））に達すると（ｔ１時
点）、この分圧値が反転入力端子に入力し、コンデンサ
Ｃ７の両端電圧値が非反転入力端子に入力するコンパレ
ータ７０１の出力レベルがＬ（Ｌｏｗ）からＨ（Ｈｉｇ
ｈ）に切り替わる。この後、コンデンサＣ７の両端電圧
がさらに上昇して抵抗Ｒ７０４，Ｒ７０５による電圧Ｖ
ＣＣの分圧値（ＶＣＣ×Ｒ７０５／（Ｒ７０４＋Ｒ７０
５））に達すると（ｔ２時点）、この分圧値が非反転入
力端子に入力し、コンデンサＣ７の両端電圧値が反転入
力端子に入力するコンパレータ７０２の出力レベルがＨ
からＬに切り替わる。

【００３１】コンパレータ７０１，７０２の両出力は、
２入力のアンド回路７０３の両入力に接続されているか
ら、図６に示す「ＡＮＤ回路出力」のように、時点ｔ１
までは、コンパレータ７０１がＬ、コンパレータ７０２
がＨにより、アンド回路７０３の出力レベルはＬとな
り、時点ｔ１〜ｔ２の間は、コンパレータ７０１がＨ、
コンパレータ７０２がＨにより、アンド回路７０３の出
力レベルはＨとなり、時点ｔ２以降は、コンパレータ７
０１がＨ、コンパレータ７０２がＬにより、アンド回路
７０３の出力レベルはＬとなる。

【００３２】このようなアンド回路７０３の出力によっ
て、抵抗Ｒ７１０と並列に接続されたトランジスタＱ７
２が、時点ｔ１まではオン、時点ｔ１〜ｔ２の間はオ
フ、時点ｔ２以降はオンにされる。従って、コンパレー
タ７０５の基準値は、時点ｔ１〜ｔ２の間はＶＣＣ×
（Ｒ７０９＋Ｒ７１０）／（Ｒ７０８＋Ｒ７０９＋Ｒ７
１０）で規定され、時点ｔ１までと時点ｔ２以降との各
期間はＶＣＣ×Ｒ７０９／（Ｒ７０８＋Ｒ７０９）で規
定されることになるから、前者を後者より小さくすれ
ば、時点ｔ１〜ｔ２の間におけるコンパレータ７０５に
対する基準値が図６に示す「検出電圧（Ｖ）」のように
他の期間に比べて低めに切替設定されることになる。そ
して、基準電圧切替設定部７は、正常な放電灯ＤＬにつ
いての図１０の特性値を考慮に入れて、時点ｔ１〜ｔ２
の間のコンパレータ７０５の基準値が、抵抗Ｒ７１２〜
Ｒ７１４で検出される、図１０に示したランプ電圧の最
低レベルの検出値より低い値になるように、各部品の定
数が設定される。

【００３３】一方、コンパレータ７０２の出力は抵抗Ｒ
７１７と並列に接続されたトランジスタＱ７３に接続さ
れているので、コンパレータ７０６の基準値は、コンパ
レータ７０２の出力レベルがＬに変わるまで０になり、
コンパレータ７０２の出力レベルがＬになった時点ｔ２
以降、ＶＣＣ×Ｒ７１７／（Ｒ７１５＋Ｒ７１６＋Ｒ７
１７）になる。そして、基準電圧切替設定部７は、時点
ｔ２でのコンパレータ７０５，７０６の各基準値が抵抗
Ｒ７１２〜Ｒ７１４での正常な検出値より小さくなるよ
うに、各部品の定数が設定される。

【００３４】このようにして作成された各基準値とラン
プ電圧の検出値との比較結果は、ＮＡＮＤ回路７０７を
通じて制御部８の１次ドライバ８０７に取り込まれ、こ
の１次ドライバ８０７は、ＮＡＮＤ回路７０７の出力レ
ベルがＨのとき、すなわち、コンパレータ７０５，７０
６の少なくとも一方の出力レベルがＬのとき、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ３のＦＥＴＱ３のオン／オフ制御を停止す
る。なお、放電灯ＤＬへの出力を停止させる代わりに、
放電灯ＤＬへの出力を低減するようにしてもよい。

【００３５】以上、第１実施形態によれば、時点ｔ１〜
ｔ２におけるコンパレータ７０５の基準値が、抵抗Ｒ７
１２〜Ｒ７１４で検出される、図１０に示したランプ電
圧の最低レベルの検出値より低い値になり、コンパレー
タ７０６の基準値が、時点ｔ２までは、抵抗Ｒ７１２〜
Ｒ７１４で検出される、図１０に示したランプ電圧の最
低レベルの検出値より低い０になるから、誤動作なく正
常な放電灯ＤＬを確実に点灯することができる。また、
コンパレータ７０５は、起動時点で比較が可能であるか
ら、放電灯ＤＬの短絡状態に加えて数Ω程度の抵抗値を
持った状態を始動前から確実に検出することができる。
また、コンパレータ７０６により、スローリーク状態を
検出し、回路を保護することができる。

【００３６】図７は本発明に係る第２実施形態の放電灯
点灯装置の構成図であり、この図を用いて以下に第２実
施形態を説明する。

【００３７】図７に示す放電灯点灯装置は、直流電源Ｅ
と、放電灯ＤＬと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、ＤＣ−
ＡＣインバータ５と、始動回路部６とを第１実施形態と
同様に備えているほか、第１実施形態との相違点とし
て、トランジスタＱ４、コンデンサＣ４、ダイオードＤ
４および抵抗Ｒ４１〜Ｒ４３により構成され、始動時に
放電灯ＤＬに対して点灯維持用の電流を流し込むための
始動補助回路４と、アンド回路７０３に代えて３入力の
アンド回路７０３ａを有する以外は第１実施形態の基準
電圧切替設定部７と同様に構成されている基準電圧切替
設定部７ａと、温度センサ８０９をさらに有する以外は
第１実施形態の制御部８とほぼ同様に構成されている制
御部８ａと、コンパレータ９とを備えている。

【００３８】ここで、温度センサ８０９は、放電灯点灯
装置の周囲温度を測定するためのものであり、温度を電
圧に変換し、温度が高い程高くなる電圧を出力する。コ
ンパレータ９は、基準電圧Ｖref1と温度センサ８０９か
らの出力電圧とを比較するものであり、基準電圧Ｖref1
は、周囲温度が所定温度（例えば−３０℃）以下のとき
に、コンパレータ９の出力レベルがＨになるように設定
される。なお、図７の例では、温度センサ８０９の出力
は演算・ロジック回路８００にも接続されている。

【００３９】上記構成では、コンパレータ９で、基準電
圧Ｖref1と温度センサ９からの出力電圧とが比較され、
周囲温度が所定温度以下のとき、コンパレータ９の出力
レベルがＨになる。このとき、コンパレータ９の出力
は、コンパレータ７０１，７０２の出力とともにアンド
回路７０３ａに入力されているから、アンド回路７０３
ａは、周囲温度が所定温度以下の場合に限り、第１実施
形態と同様に動作することになる。このように、周囲温
度が所定温度以下のときに限り、コンパレータ７０５の
基準値を低いレベルに切り替えるのを許可する構成にし
た理由は、放電灯ＤＬのランプ電圧が低くなりやすいの
は低温状態のときだからである。なお、コンパレータ９
の出力レベルがＨになると、トランジスタＱ４がオンに
なり、抵抗Ｒ４２の両端が短絡されて始動補助回路４の
インピーダンスが下がるから、始動時にコンデンサＣ４
から放電灯ＤＬに放電される電流が大きくなる。

【００４０】以上、第２実施形態によれば、周囲温度が
所定温度以下のときに、コンパレータ７０５の基準値が
低いレベルに切り替えられるので、特に低温時におい
て、誤動作なく正常な放電灯ＤＬを確実に点灯すること
ができる。

【００４１】また、一般に、コンデンサ（電解コンデン
サ）Ｃ４は、低温時にインピーダンスが大きくなり、放
電灯ＤＬに流し込むことができる電流が常温時のそれに
比べて小さくなるから、低温時の始動性能が低下するこ
とになるが、第２実施形態では、低温時にはコンパレー
タ９の出力レベルがＨになり、抵抗Ｒ４２が短絡されて
インピーダンスが下がるから、低温時の始動性改善が可
能となる。

【００４２】図８は本発明に係る第３実施形態の放電灯
点灯装置の構成図であり、この図を用いて以下に第３実
施形態を説明する。

【００４３】図８に示す放電灯点灯装置は、直流電源Ｅ
と、放電灯ＤＬと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、ＤＣ−
ＡＣインバータ５と、始動回路部６とを第１実施形態と
同様に備えているほか、第１実施形態との相違点とし
て、電源電圧検出部２と、基準電圧切替設定部７ｂと、
制御部８ｂとを備えている。

【００４４】電源電圧検出部２は、コンデンサＣ２と、
ツェナーダイオードＺＤ２と、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３とに
より構成されている。ここで、ツェナーダイオードＺＤ
２は、電源電圧違い（１２Ｖと２４Ｖなど）に対し、同
一の制御回路またはＩＣを用いたＭＴ化設計を可能にす
るために接続されている。通常、１２Ｖと２４Ｖの違い
を補正する場合、単純に検出部を１／２倍すれば、２４
Ｖの回路は１２Ｖの回路と同様な検出が可能となる。し
かし、１２Ｖ回路と２４Ｖ回路とでは、要求される仕様
が異なることがある。例えば、点灯を維持する電圧が１
２Ｖ回路では６Ｖ〜２２Ｖであるのに対し、２４Ｖでは
１２Ｖ〜３０Ｖであるとすると、単純に検出抵抗を変更
し、電圧を１／２倍することによって補正することはで
きない。これを解決する方法として、図８に示すツェナ
ーダイオードＺＤ２を接続することにより、電圧を補正
することができ、同一のＩＣなどを使用して、容易に電
源電圧の検出を確実に行うことが可能となる。これは、
電源電圧が、Ｖｚ（ツェナー電圧）／Ｒ２１×（Ｒ２１
＋Ｒ２２＋Ｒ２３）以上になると、ツェナーダイオード
ＺＤ２によってクランプされ、入力電圧検出部８０２に
出力される電圧は、Ｒ２３／（Ｒ２２＋Ｒ２３）×Ｖｉ
ｎ（電源電圧）＋Ｖｚとなって見かけ上高くなるからで
ある。

【００４５】基準電圧切替設定部７ｂは、バッファ７０
８をさらに備え、トランジスタＱ７２に代えてトランジ
スタＱ７４を備えている以外は第１実施形態の基準電圧
切替設定部７とほぼ同様に構成されている。

【００４６】制御部８ｂは、本放電灯点灯装置の電源を
切った時点から再始動するまでの時間を計測するタイマ
回路８１０をさらに備える以外は第１実施形態の制御部
８とほぼ同様に構成されている。

【００４７】ここで、基準電圧切替設定部７ｂは、アン
ド回路７０３の出力レベルがＬのとき、トランジスタＱ
７４がオンし、コンパレータ７０５の基準値は、タイマ
回路８１０でカウントされた時間に応じて、バッファ
（オペアンプ）７０８で変換されたインピーダンスによ
り、基準値の電位も変化するように構成される。このバ
ッファ７０８によるインピーダンスで規定された基準値
がＶＣＣ×（Ｒ７０９）／（Ｒ７０８＋Ｒ８０９）より
も小さければ、アンド回路７０３の出力レベルがＨのと
きのみ、コンパレータ７０５の基準値を下げることがで
きる。

【００４８】一般に、初始動時では放電灯のランプ電圧
が低くなりやすいが、第３実施形態によれば、電源を切
ってから再始動するまでの時間に応じて始動時の一定期
間のみ基準電位を変化させるので、つまり、始動後のラ
ンプ電圧が最も低くなる期間の基準値を低くするので、
誤検出することなく、確実に放電灯を点灯させることが
できる。また、放電灯ＤＬの短絡状態および数Ω程度の
抵抗値を持った状態を始動前から確実に検出することが
できる。さらに、スローリーク状態を検出し、回路を保
護することができる。

【００４９】なお、第３実施形態では、コンパレータ７
０５の基準値は、電源を切った時点から再始動するまで
の時間に応じてリニアに変更される構成になっている
が、電源を切った時点から再始動するまでの時間を利用
して、コンパレータ７０５の基準値を複数段に変更する
ようにしてもよい。例えば、電源を切った時点から再始
動するまでの時間（計測時間）と所定時間とを比較し、
計測時間が所定時間より短ければ初始動として、トラン
ジスタＱ７４のエミッタを接地するためのＬ信号をタイ
マ回路から出力させる構成でもよい。この構成では、初
始動のとき、基準電圧切替設定部の構成は第１実施形態
のそれと同様になるので、初始動のとき、第１実施形態
と同様の効果を奏することが可能となる。

【００５０】図９は本発明に係る第４実施形態の放電灯
点灯装置の構成図であり、この図を用いて以下に第４実
施形態を説明する。

【００５１】図９に示す放電灯点灯装置は、直流電源Ｅ
と、放電灯ＤＬと、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と、始動補
助回路４と、ＤＣ−ＡＣインバータ５と、始動回路部６
とを第２実施形態と同様に備えているほか、第２実施形
態との相違点として、第１実施形態と同様の制御部８
と、基準電圧切替設定部７ｃとを備えている。

【００５２】基準電圧切替設定部７ｃは、コンパレータ
７０１，７０２，７０５と、アンド回路７０３と、トラ
ンジスタＱ７１，Ｑ７２と、抵抗Ｒ７０１〜Ｒ７１０，
Ｒ７１２〜Ｒ７１４と、コンデンサＣ７とを第１実施形
態の基準電圧切替設定部７と同様に備えているほか、バ
ッファ７０９と、Ｄフリップフロップ７１０とを備えて
いる。

【００５３】ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力端
子間には、コンデンサ（電解コンデンサ）Ｃ４と、コン
デンサＣ４の充電時に流れる電流の方向を決めるための
ダイオードＤ４と、コンデンサＣ４の放電時に流れる電
流を規定するための抵抗Ｒ４１，Ｒ４２とが直列に接続
され、これらコンデンサＣ４、ダイオードＤ４および抵
抗Ｒ４１，Ｒ４２のうちダイオードＤ４および抵抗Ｒ４
１，Ｒ４２と並列に、コンデンサＣ４の充電時に流れる
電流を低減するための抵抗Ｒ４３が接続されている。そ
して、コンデンサＣ４の充電時に流れる電流を低減する
ための抵抗Ｒ４３の電圧は、バッファ７０９を介してＤ
フリップフロップ７１０の端子Ｐ１（クロック端子）に
入力されている。また、セット状態時にＨになる端子Ｐ
２（Ｑ端子）はオープン状態であり、セット状態時にＬ
になる端子Ｐ３は、トランジスタＱ４のベースに接続さ
れ、その他の端子Ｐ４〜Ｐ６には、制御電圧ＶＣＣが印
加されている。

【００５４】この構成では、電源が投入されると、ＤＣ
−ＤＣコンバータ３が動作を開始してコンデンサＣ４に
充電電流が流れる。この充電電流は、常温では規定の電
流値となるため、Ｄフリップフロップ７１０の端子Ｐ１
に電圧が印加して、端子Ｐ３の出力レベルがＬに反転
し、この結果、トランジスタＱ４はオフになる。これに
対して、周囲温度が低いと、既に説明したように、コン
デンサＣ４のインピーダンスが上昇するから、充電電流
のピーク値が常温時のそれよりも小さくなり、Ｄフリッ
プフロップ７１０の端子Ｐ３の出力レベルがＬに反転し
なくなる。このため、低温時に端子Ｐ３の出力レベルが
Ｌに反転しないように、バッファ７０９または抵抗Ｒ４
３の電圧が設定される。

【００５５】以上、第４実施形態によれば、低温時に
は、端子Ｐ３のＨによってトランジスタＱ４がオンにな
るから、第４実施形態と同様、始動時にコンデンサＣ４
から放電灯ＤＬに放電される電流を大きくすることがで
きる。

【００５６】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明は、放電灯と、直流電源と、この直流電源
から供給される直流電力を、前記放電灯の始動または点
灯用のレベルに変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータ
と、スイッチング素子を有し、前記ＤＣ−ＤＣコンバー
タからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供
給するＤＣ−ＡＣインバータと、このＤＣ−ＡＣインバ
ータと前記放電灯との間に介設され前記放電灯の放電を
開始させる始動回路とにより構成される放電灯点灯装置
であって、前記放電灯のランプ電圧の検出をする検出手
段と、前記検出手段の検出結果と基準電圧とを比較し、
前記検出結果が前記基準電圧以下であれば、前記放電灯
への電力の低減または供給停止を行う制御手段と、前記
放電灯の放電の開始後、所定時間、前記基準電圧のレベ
ルを、前記放電灯が正常放電を開始した後に前記検出手
段で得られる最低レベルの検出結果よりも低いレベルに
切り替え、このレベルよりも高いレベルへの切替えを前
記所定時間の経過後に行う切替手段とを備えるので、放
電灯の短絡状態に加えて数Ω程度の抵抗値を持った状態
を確実に検出して誤動作なく正常な放電灯を確実に点灯
することができる。

【００５７】請求項２記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、周囲温度を測定する温度セン
サを備え、前記切替手段は、前記温度センサで測定され
た周囲温度が所定温度以下であるときのみ、前記最低レ
ベルの検出結果よりも低いレベルへの切替えを行うの
で、例えばランプ電圧が特に低くなる低温時のみ、基準
電圧のレベルを切り替えることができる。

【００５８】請求項３記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、電源を切った時点から再始動
するまでの時間を計測するタイマ回路を備え、前記切替
手段は、前記タイマ回路で計測された時間に応じて、前
記所低時間のみ、前記基準電圧を変化させるので、誤作
動の可能性をさらに低減することが可能となる。

【００５９】請求項４記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、後段にアースが接続され直流
電源を入切する入切用のスイッチング素子と、この入切
用のスイッチング素子を動作させるためのドライブ回路
とを備え、前記直流電源が逆極性で接続されたとき、前
記入切用のスイッチング素子の耐圧性能によって、前記
ＤＣ−ＤＣコンバータへの逆電圧印加を防止するので、
直流電源が逆極性で接続されたとき、回路を保護するこ
とができる。

【００６０】請求項５記載の発明は、請求項４項記載の
放電灯点灯装置において、前記入切用のスイッチング素
子の両端に接続されるコンデンサを備えるので、輻射ノ
イズを低減することができる。

【００６１】請求項６記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、周囲温度を計測する温度セン
サと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子間に直列に
接続される電解コンデンサ、ダイオードおよび第１抵抗
と、これら電解コンデンサ、ダイオードおよび第１抵抗
のうち、ダイオードおよび第１抵抗と並列に接続される
第２抵抗とを備え、前記温度センサで計測された周囲温
度が所定温度以下のとき、前記第１抵抗の抵抗値を小さ
くする手段を有するので、低温時の始動性を向上させる
ことが可能となる。

【００６２】請求項７記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの
出力端子間に直列に接続される電解コンデンサ、ダイオ
ードおよび第１抵抗と、これら電解コンデンサ、ダイオ
ードおよび第１抵抗のうち、ダイオードおよび第１抵抗
と並列に接続される第２抵抗とを備え、前記電解コンデ
ンサの充電時に流れる電流が規定値以下になったとき、
前記第１抵抗の抵抗値を小さくする手段を有するので、
低温時の電解コンデンサのインピーダンスが上昇して
も、常温状態と同様に電流を流すことができるようにな
り、低温時でも確実に放電灯を点灯させることができ
る。

【００６３】請求項８記載の発明は、請求項１項記載の
放電灯点灯装置において、前記直流電源の電圧を検出す
る直列接続の複数の抵抗と、これら複数の抵抗のうち前
記直流電源の正極性出力端子側の少なくとも１つの抵抗
と並列に接続されるツェナーダイオードとを備え、前記
直列接続の複数の抵抗に規定以上の電圧が印加したと
き、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧によるクラ
ンプで、その印加した電圧を見かけ上高くして検出する
ので、例えばＩＣなどへの検出結果を見かけ上高くする
ことにより、補正することが可能となり、異種電源の監
視を同一のＩＣを用いて制御可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯装置の
構成図である。

【図２】図１における逆接続保護部の説明図である。

【図３】図１における逆接続保護部の説明図である。

【図４】図１における逆接続保護部の別の回路構成例を
示す図である。

【図５】図１における逆接続保護部の別の回路構成例を
示す図である。

【図６】図１における基準電圧切替設定部の動作原理の
説明図である。

【図７】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯装置の
構成図である。

【図８】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯装置の
構成図である。

【図９】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯装置の
構成図である。

【図１０】放電灯のランプ電圧の時間変動特性図であ
る。

【符号の説明】

Ｅ直流電源ＤＬ放電灯１逆接続保護部２電源電圧検出部３ＤＣ−ＤＣコンバータ４始動補助回路５ＤＣ−ＡＣコンバータ６始動回路部７，７ａ，７ｂ，７ｃ基準電圧切替設定部８，８ａ，８ｂ制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲田義之大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者小谷幹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3K039 AA03 3K072 AA11 BA03 BA05 DA04 DD07 EA06 EB01 EB04 EB05 FA04 GA02 GB18 GC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯と、直流電源と、この直流電源か
ら供給される直流電力を、前記放電灯の始動または点灯
用のレベルに変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータ
と、スイッチング素子を有し、前記ＤＣ−ＤＣコンバー
タからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供
給するＤＣ−ＡＣインバータと、このＤＣ−ＡＣインバ
ータと前記放電灯との間に介設され前記放電灯の放電を
開始させる始動回路とにより構成される放電灯点灯装置
であって、前記放電灯のランプ電圧の検出をする検出手段と、前記検出手段の検出結果と基準電圧とを比較し、前記検
出結果が前記基準電圧以下であれば、前記放電灯への電
力の低減または供給停止を行う制御手段と、前記放電灯の放電の開始後、所定時間、前記基準電圧の
レベルを、前記放電灯が正常放電を開始した後に前記検
出手段で得られる最低レベルの検出結果よりも低いレベ
ルに切り替え、このレベルよりも高いレベルへの切替え
を前記所定時間の経過後に行う切替手段とを備えること
を特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】周囲温度を測定する温度センサを備え、
前記切替手段は、前記温度センサで測定された周囲温度
が所定温度以下であるときのみ、前記最低レベルの検出
結果よりも低いレベルへの切替えを行うことを特徴とす
る請求項１項記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】電源を切った時点から再始動するまでの
時間を計測するタイマ回路を備え、前記切替手段は、前
記タイマ回路で計測された時間に応じて、前記所低時間
のみ、前記基準電圧を変化させることを特徴とする請求
項１項記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】後段にアースが接続され直流電源を入切
する入切用のスイッチング素子と、この入切用のスイッ
チング素子を動作させるためのドライブ回路とを備え、
前記直流電源が逆極性で接続されたとき、前記入切用の
スイッチング素子の耐圧性能によって、前記ＤＣ−ＤＣ
コンバータへの逆電圧印加を防止することを特徴とする
請求項１項記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】前記入切用のスイッチング素子の両端に
接続されるコンデンサを備えることを特徴とする請求項
４項記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】周囲温度を計測する温度センサと、前記
ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子間に直列に接続される
電解コンデンサ、ダイオードおよび第１抵抗と、これら
電解コンデンサ、ダイオードおよび第１抵抗のうち、ダ
イオードおよび第１抵抗と並列に接続される第２抵抗と
を備え、前記温度センサで計測された周囲温度が所定温
度以下のとき、前記第１抵抗の抵抗値を小さくする手段
を有することを特徴とする請求項１項記載の放電灯点灯
装置。
【請求項７】前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子間
に直列に接続される電解コンデンサ、ダイオードおよび
第１抵抗と、これら電解コンデンサ、ダイオードおよび
第１抵抗のうち、ダイオードおよび第１抵抗と並列に接
続される第２抵抗とを備え、前記電解コンデンサの充電
時に流れる電流が規定値以下になったとき、前記第１抵
抗の抵抗値を小さくする手段を有することを特徴とする
請求項１項記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】前記直流電源の電圧を検出する直列接続
の複数の抵抗と、これら複数の抵抗のうち前記直流電源
の正極性出力端子側の少なくとも１つの抵抗と並列に接
続されるツェナーダイオードとを備え、前記直列接続の
複数の抵抗に規定以上の電圧が印加したとき、前記ツェ
ナーダイオードのツェナー電圧によるクランプで、その
印加した電圧を見かけ上高くして検出することを特徴と
する請求項１項記載の放電灯点灯装置。