JP2003059688A - 放電灯装置 - Google Patents

放電灯装置

Info

Publication number
JP2003059688A
JP2003059688A JP2001249343A JP2001249343A JP2003059688A JP 2003059688 A JP2003059688 A JP 2003059688A JP 2001249343 A JP2001249343 A JP 2001249343A JP 2001249343 A JP2001249343 A JP 2001249343A JP 2003059688 A JP2003059688 A JP 2003059688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge lamp
voltage
switching
lighting
primary winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001249343A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4538998B2 (ja
Inventor
Koichi Toyama
耕一 外山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2001249343A priority Critical patent/JP4538998B2/ja
Priority to US10/216,826 priority patent/US6720740B2/en
Priority to EP02018118A priority patent/EP1286573B1/en
Priority to DE60223971T priority patent/DE60223971T2/de
Publication of JP2003059688A publication Critical patent/JP2003059688A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4538998B2 publication Critical patent/JP4538998B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2885—Static converters especially adapted therefor; Control thereof
    • H05B41/2886—Static converters especially adapted therefor; Control thereof comprising a controllable preconditioner, e.g. a booster
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＣ／ＤＣ変換回路のスイッチング素子を新
規な構成でソフトスイッチングできる放電灯装置を提供
する。 【解決手段】 バッテリ１０からの直流電圧を昇圧する
ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０を備え、ＤＣ／ＤＣ変換回路
１２０によって昇圧された電圧に基づいてランプ３０を
点灯させるようにした放電灯装置において、ＤＣ／ＤＣ
変換回路１２０は、フライバックトランス１２１と、フ
ライバックトランス１２１の一次巻線１２１ａに接続さ
れたＭＯＳトランジスタ１２２と、ＭＯＳトランジスタ
１２２に並列に接続されたコンデンサ１２６とを有し
て、フライバックトランス１２１の漏れリアクトルとコ
ンデンサ１２６とにより共振を発生させるように構成
し、ＭＯＳトランジスタ１２２を制御回路１６０により
ＰＦＭ制御して、ＭＯＳトランジスタ１２２を、点灯準
備期間中は非ゼロ電圧スイッチングさせ、点灯開始後は
ゼロ電圧スイッチングさせるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電灯を点灯
する放電灯装置に関し、特に車両における放電灯を用い
た前照灯装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】放電灯装置としては、図１０に示す車両
用放電灯装置がある。この種の放電灯装置１００は、図
１０に示すように、フィルタ回路１１０、ＤＣ／ＤＣ変
換回路１２０、インバータ回路１３０、始動回路１４
０、および制御回路１５０を含んで構成されている。こ
の放電灯装置１００は、点灯スイッチ２０がオン状態の
とき、直流電源としてのバッテリ１０からの直流電圧を
ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０により昇圧し、インバータ回
路１３０にてその昇圧電圧を交流電圧に変換してランプ
３０を点灯させるように構成されている。
【０００３】なお、このランプ３０は、車両用前照灯で
あるメタルハライドランプ等の放電灯であって、始動時
には、始動回路１４０によって絶縁破壊を生じさせる高
電圧がランプ３０の電極間に印加され、絶縁破壊後は、
不安定なグロー放電からアーク放電状態に転移すること
で安定点灯状態に移行する。
【０００４】フィルタ回路１１０は、コイル１１１とコ
ンデンサ１１２から構成され、雑音防止用として設けれ
ている。
【０００５】ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０は、バッテリ１
０側に配された一次巻線１２１ａとランプ３０側に配さ
れた二次巻線１２１ｂとを有するフライバックトランス
１２１と、一次巻線１２１ａに接続された半導体スイッ
チング素子としてのＭＯＳトランジスタ（電解効果型ト
ランジスタ）１２２と、二次巻線１２１ｂに接続された
整流用ダイオード１２３および平滑用コンデンサ１２４
とから構成され、バッテリ電圧を昇圧した昇圧電圧を出
力する。すなわち、このＤＣ／ＤＣ変換回路１２０にお
いて、ＭＯＳトランジスタ１２２がオンすると、一次巻
線１２１ａに一次電流が流れて一次巻線１２１ａにエネ
ルギーが蓄えられ、ＭＯＳトランジスタ１２２がオフす
ると、一次巻線１２１ａのエネルギーが二次巻線１２１
ｂに供給される。そして、このような動作を繰返すこと
により、ダイオード１２３と平滑用コンデンサ１２４の
接続点から高電圧を出力する。なお、フライバックトラ
ンス１２１は、図１０に示すように一次巻線１２１ａと
二次巻線１２１ｂとが電気的に導通するように構成され
ている。
【０００６】インバータ回路１３０は、Ｈブリッジ状に
配置された半導体スイッチング素子をなすＭＯＳトラン
ジスタ１３１〜１３４を有し、ランプ３０を交流にて点
灯駆動するために設けられている。
【０００７】始動回路１４０は、一次巻線１４１ａと二
次巻線１４１ｂを有するトランス１４１と、コンデンサ
１４２と、一方向性半導体素子をなすサイリスタ１４３
から構成され、ランプ３０を点灯始動させる。すなわ
ち、点灯スイッチ２０がオンすると、コンデサ１４２が
充電され、この後、サイリスタ１４３がオンすると、コ
ンデンサ１４２が放電し、トランス１４１を通じて、ラ
ンプ３０に高電圧（例えば２５ｋＶ）を印加する。その
結果、ランプ３０が電極間で絶縁破壊し火花点火を生じ
る。
【０００８】制御回路１５０は、図１０に図示しない検
出回路から出力されるランプ電圧とランプ電流に相当す
る信号（ランプ電力相当信号）に基づいて、点灯初期時
にランプ電力を最大電力（例えば６５Ｗ）に、安定点灯
時にランプ電力を定常電力（例えば３５Ｗ）にするよう
に、ＭＯＳトランジスタ１２２をＰＷＭ制御する。その
結果、点灯初期、過渡状態、安定点灯におけるランプ電
圧、ランプ電流、ランプ電力は、図１１に示すようにな
る。
【０００９】上記の構成において、その作動の概略を以
下、説明する。
【００１０】点灯スイッチ２０がオンし、制御回路１５
０がＭＯＳトランジスタ１２２をＰＷＭ制御すると、フ
ライバックトランス１２１の作動によって、バッテリ電
圧を昇圧した電圧がＤＣ／ＤＣ変換回路１２０から出力
される。このＤＣ／ＤＣ変換回路から出力された昇圧電
圧は、インバータ回路１３０を介して始動回路１４０の
コンデンサ１４２に供給され、コンデンサ１４２が充電
される。この後、サイリスタ１４３がオンすると、コン
デンサ１４２が放電し、トランス１４１を通じて、ラン
プ３０に高電圧が印加される。その結果、ランプ３０が
点灯開始する。
【００１１】（点灯開始後）この点灯開始後、トランジ
スタ１３１〜１３４が対角線の関係で交互にオンオフ
（すなわち、トランジスタ１３１，１３４の組とトラン
ジスタ１３２、１３３の組が交互にオンオフ）し、ラン
プ３０に印加される電圧の極性が交互に反転する。ま
た、制御回路１５０は、ランプ電圧とランプ電流に相当
する信号に基づいて、点灯開始時にはランプ電力が最大
電力に、安定点灯時にはランプ電力が定常電力になるよ
うに、ＭＯＳトランジスタ１２２をＰＷＭ制御する。こ
のような制御によって、ランプ３０は、点灯初期の状態
から過渡状態を経て安定点灯状態に移行していく。
【００１２】（点灯準備期間）始動回路１４０により昇
圧された高電圧がランプ３０に印加され、その結果、絶
縁破壊が生じグロー放電が可能となる。このグロー放電
の状態では、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０によって昇圧さ
れた電圧が点灯開始後のランプ電力で印加する電圧より
高圧化（３００〜５００Ｖ）することで、アーク放電へ
の転移が容易になる（転移確率が向上し、早期に安定点
灯可能なアーク放電状態となる）。
【００１３】すなわち、点灯スイッチ２０をオンしてか
ら、ランプ３０に高電圧が印加されて電極間で絶縁破壊
が生じるまでの点灯準備期間は、図１１に示すように、
ランプ３０に高電圧（例えば４００Ｖ）が印加されるよ
うに、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０によって昇圧されてい
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来構成では、図１２
のフライバックトランス１２１の一次巻線側の電圧Ｖ１
と電流ｉ１の波形を示すように、上記したＰＷＭ制御に
よれば、デューティサイクルＴ２は一定で、オン期間
（ＭＯＳトランジスタ１２２をオンする期間）Ｔ１が可
変となって、ＭＯＳトランジスタ１２２のスイッチング
に伴って電流波形と電圧波形がある値のところで交差
し、スイッチング損失が生じてしまう。すなわち、従来
の放電灯装置では、ＭＯＳトランジスタ１２２をハード
スイッチングする構成となっている。
【００１５】このスイッチング損失を低減するために
は、共振を利用してＭＯＳトランジスタ１２２をソフト
スイッチングすることが考えられる（特開平９−８１２
３１２号公報）。特開平９−８１２３１２号公報には、
スイッチング電源装置のＤＣ／ＤＣ変換回路において、
フライバックトランスの一次巻線に接続されたＭＯＳト
ランジスタに並列にコンデンサを設け、そのコンデンサ
と一次巻線とにより共振を発生させて、ソフトスイッチ
ングを行なうものが開示されている。
【００１６】この技術を図１０に示すＤＣ／ＤＣ変換回
路１２０に適用すると、図１３に示すように、ＭＯＳト
ランジスタ１２２に並列にコンデンサ１２５を設け、フ
ライバックトランス１２１の一次巻線１２１ａと、ＭＯ
Ｓトランジスタ１２２に並列に接続されたコンデンサ１
２５とにより共振を発生させて、ソウトスイッチングを
行なう構成とすることができる。
【００１７】このように構成された放電灯装置におい
て、ＭＯＳトランジスタ１２２をＰＷＭ制御すると、Ｍ
ＯＳトランジスタ１２２の両端電圧Ｖ（Ｓ）および電流
ｉ（Ｓ）は、図１５に示すように変化する。電圧Ｖ
（Ｓ）が共振によって低下し０Ｖ以下になると、ＭＯＳ
トランジスタ１２２の寄生ダイオード１２２ａに電流が
流れる。このときＭＯＳトランジスタ１２２をターンオ
ンすれば、ゼロ電圧スイッチングが実現でき、ターンオ
ン損失を低減することができる。なお、ＭＯＳトランジ
スタ１２２のターンオフ時の損失は、コンデンサスナバ
を利用したソフトスイッチングによって低減することが
できる。ここで、このコンデンサスナバを利用したソフ
トスイッチングについて簡単に説明する。図１４（ａ）
において、スイッチがオンし通電している状態から、オ
フする場合を考える。オフした瞬間、それまで流れてい
た電流によりコンデンサが充電される。これにより、コ
ンデンサが接続されていない場合（ハードスイッチン
グ）と比較して、スイッチ両端の印加電圧のｄＶ／ｄｔ
が低減され、図１４（ｂ）に示すように、電流波形と電
圧波形の重なりが低減され、スイッチング損失も低減さ
れることになる。このようなスイッチングをスナバスイ
ッチング（この場合はＣスナバスイッチング）という。
【００１８】しかしながら、上記のように構成した場
合、ターンオン損失、ターンオフ損失を低減することが
できるが、図１５に示すように、寄生ダイオードの導通
期間が長く、これによって損失が生じてしまう。このダ
イオードの導通期間は、例えば、フライバックトランス
１２１の一次巻線１２１ａのインダクタンスＬを変える
ことにより変化させることができるが、放電灯装置とし
て適正に作動させる場合には、自ずと一次巻線１２１ａ
のインダクタンスＬの取り得る値の範囲が決まり、その
範囲内で上述のダイオード導通期間による損失を所望値
以下に低減することはできなかった。
【００１９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、したがってその目的は、ＤＣ／ＤＣ変換
回路のスイッチング素子を新規な構成でソフトスイッチ
ングできる放電灯装置を提供することにある。
【００２０】また、別の目的は、ＤＣ／ＤＣ変換回路の
スイッチング損失を低減させるとともに、点灯準備期間
中におけるＤＣ／ＤＣ変換回路の高電圧化が容易な放電
灯装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
と、直流電源からの直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣ変換
回路を備え、ＤＣ／ＤＣ変換回路によって昇圧された電
圧に基づいて放電灯を点灯させるようにした放電灯装置
において、ＤＣ／ＤＣ変換回路は、直流電源側に配され
た一次巻線と放電灯側に配された二次巻線とを有するフ
ライバックトランスと、一次巻線に接続された半導体ス
イッチング素子と、半導体スイッチング素子に並列に接
続されたコンデンサとを有して、フライバックトランス
の漏れリアクトルとコンデンサとにより共振を発生させ
るように構成されており、半導体スイッチング素子を制
御回路によりＰＦＭ制御して、放電灯の点灯準備期間中
は半導体スイッチング素子を非ゼロ電圧スイッチングさ
せ、放電灯の点灯開始後は半導体スイッチング素子をゼ
ロ電圧スイッチングさせるようにする。
【００２２】すなわち、ＤＣ／ＤＣ変換回路のフライバ
ックトランスの一次巻線に接続された半導体スイッチン
グ素子に並列にコンデンサを設け、フライバックトラン
スの漏れリアクトルとコンデンサとにより共振を発生さ
せるように構成し、半導体スイッチング素子を制御回路
によりＰＦＭ制御して、一次巻線側の共振電圧のターン
オン時にはゼロ電圧スイッチングさせ、ターンオフ時に
はコンデンサによりＣスナバスイッチングさせる。これ
により、制御回路によりＰＦＭ制御される半導体スイッ
チング素子を、ゼロ電圧スイッチングおよびＣスナバス
イッチングによるソフトスイッチングさせることがで
き、従ってスイッチング損失を低減できる。
【００２３】一方、放電灯の点灯準備期間中には、共振
電圧をゼロ電圧スイッチングするスイッチング周期に比
べ、スイッチング周期が短縮可能な非ゼロ電圧スイッチ
ングを行なう。これにより、点灯開始後におけるＤＣ／
ＤＣ変換回路によって昇圧された電圧に基づいて放電灯
を点灯させるその電圧に比較して高電圧化が可能であ
る。しかも、点灯開始前は放電灯の電極間が絶縁状態と
なっているので、ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力電力は必要
とされないため、一次巻線側の共振電圧を非ゼロ電圧ス
イッチングさせても入力電力の損失を小さく抑えること
ができる。
【００２４】本発明の請求項２によると、直流電源から
の直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣ変換回路を備え、ＤＣ
／ＤＣ変換回路によって昇圧された電圧に基づいて放電
灯を点灯させるようにした放電灯装置において、ＤＣ／
ＤＣ変換回路は、直流電源側に配された一次巻線と放電
灯側に配された二次巻線とを有するフライバックトラン
スと、一次巻線に接続された半導体スイッチング素子
と、一次巻線に並列に接続されたコンデンサとを設け、
フライバックトランスの漏れリアクトルとコンデンサと
により共振を発生させるように構成されており、半導体
スイッチング素子を制御回路によりＰＦＭ制御して、放
電灯の点灯準備期間中は半導体スイッチング素子を非ゼ
ロ電圧スイッチングさせ、放電灯の点灯開始後は半導体
スイッチング素子をゼロ電圧スイッチングさせるように
する。
【００２５】すなわち、ＤＣ／ＤＣ変換回路のフライバ
ックトランスの一次巻線に接続された半導体スイッチン
グ素子と、一次巻線に並列にコンデンサを設け、フライ
バックトランスの漏れリアクトルとコンデンサとにより
共振を発生させるように構成し、半導体スイッチング素
子を制御回路によりＰＦＭ制御して、一次巻線側の共振
電圧のターンオン時にはゼロ電圧スイッチングさせ、タ
ーンオフ時にはコンデンサによりＣスナバスイッチング
させる。これにより、制御回路によりＰＦＭ制御される
半導体スイッチング素子を、ゼロ電圧スイッチングおよ
びＣスナバスイッチングによるソフトスイッチングさせ
ることができ、従ってスイッチング損失を低減できる。
【００２６】一方、放電灯の点灯準備期間中には、共振
電圧をゼロ電圧スイッチングするスイッチング周期に比
べ、スイッチング周期が短縮可能な非ゼロ電圧スイッチ
ングを行なうので、点灯開始後におけるＤＣ／ＤＣ変換
回路によって昇圧された電圧に基づいて放電灯を点灯さ
せるその電圧に比較して高電圧化が可能であるととも
に、一次巻線側の共振電圧を非ゼロ電圧スイッチングさ
せても入力電力の損失を小さく抑えることができる。
【００２７】本発明の請求項３によると、放電灯点灯準
備期間中の非ゼロ電圧スイッチングとは、一次巻線側の
電圧がピーク値を越えた後にスイッチングすることであ
る。
【００２８】すなわち、フライバックトランスの一次巻
線側の共振電圧のピーク値を越えた後にスイッチングす
るので、一次巻線側の電圧がピーク値としての高い電圧
を確保できるとともに、このスイッチングにより一次巻
線側の電流は大きく飛び上がって大きな遮断電流が実現
できる。そのため、フライバックトランスの一次巻線側
の電圧の波高値つまりピーク値自体を大きくできるの
で、二次巻線側の出力電圧が容易に高電圧化できる。
【００２９】本発明の請求項４によると、請求項１から
請求項３のいずれか一項に記載の放電灯装置において、
フライバックトランスの漏れリアクトルのインダクタン
スとコンデンサの容量は、ゼロ電圧スイッチングを可能
とするとともにＰＦＭ制御におけるスイッチング周波数
を設定された一定値にする条件を満たし、その条件を満
たす中で漏れリアクトルのインダクタンスが最も小さく
なるように、それぞれ設定することが望ましい。
【００３０】上記スイッチング周波数は、請求項５に記
載のように、点灯開始後における一次巻線側の電圧をゼ
ロ電圧スイッチングするオフ期間に比べ、点灯準備期間
中における一次巻線側の電圧がピーク値を越え零に達す
るまでの区間内をスイッチング終端とするオフ期間に短
縮されることで高くなる。
【００３１】一般に共振電圧のスイッチング周波数を下
げることにより共振電圧の波高値を大きくすることが可
能である。
【００３２】これに対して本発明の放電灯装置は、一次
巻線側の電圧がピーク値を越え零に達するまでの区間内
をスイッチング終端とするオフ期間に短縮されることで
スイッチング周波数を高めることができるので、点灯準
備期間中において、その周波数を下げることなく、二次
巻線側の出力電圧を容易に高電圧化できる。
【００３３】本発明の請求項６によると、制御回路は、
前記放電灯の電力に相当する信号に基づいて前記放電灯
の電力が瞬時低下する状態を検出したとき、前記半導体
スイッチング素子のオフ期間を長くして、前記電力の瞬
時低下時においてもゼロ電圧スイッチングができるよう
に構成されている。
【００３４】すなわち、放電灯の電力の瞬時低下時にお
いてもゼロ電圧スイッチングを行なうことができる。
【００３５】本発明の請求項７によると、直流電源から
の直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣ変換回路を備え、ＤＣ
／ＤＣ変換回路によって昇圧された電圧に基づいて放電
灯を点灯させるようにした放電灯装置において、ＤＣ／
ＤＣ変換回路は、直流電源側に配された一次巻線と放電
灯側に配された二次巻線とを有するフライバックトラン
スと、一次巻線に接続された半導体スイッチング素子
と、二次巻線に接続された整流ダイオードと、一端が二
次巻線とダイオードとの接続点に接続され他端が直流電
源の負極側に接続されたコンデンサとを有して、フライ
バックトランスの漏れリアクトルとコンデンサとにより
共振を発生させるように構成されており、半導体スイッ
チング素子を制御回路によりＰＦＭ制御して、放電灯の
点灯準備期間中は半導体スイッチング素子を非ゼロ電流
スイッチングさせ、放電灯の点灯開始後は半導体スイッ
チング素子をゼロ電流スイッチングさせるようにする。
【００３６】すなわち、ＤＣ／ＤＣ変換回路のフライバ
ックトランスの一次巻線に接続された半導体スイッチン
グ素子と、二次巻線に接続された整流ダイオードと、一
端が二次巻線とダイオードとの接続点に接続され他端が
直流電源の負極側に接続されたコンデンサとを設け、フ
ライバックトランスの漏れリアクトルとコンデンサとに
より共振を発生させるように構成し、半導体スイッチン
グ素子を制御回路によりＰＦＭ制御して、一次巻線側に
流れる共振電流のターンオフ時にはゼロ電流スイッチン
グさせ、ターンオン時にはフライバックトランスの漏れ
リアクトルによりＬスナバスイッチングさせる。これに
より、制御回路によりＰＦＭ制御される半導体スイッチ
ング素子を、ゼロ電流スイッチングおよびＬスナバスイ
ッチングによるソフトスイッチングさせることができ、
従ってスイッチング損失を低減できる。
【００３７】一方、放電灯の点灯準備期間中には、共振
電流をゼロ電流スイッチングするスイッチング周期に比
べ、スイッチング周期が短縮可能な非ゼロ電流スイッチ
ングを行なうので、点灯開始後におけるＤＣ／ＤＣ変換
回路によって昇圧された電圧に基づいて放電灯を点灯さ
せるその電圧に比較して高電圧化が可能であるととも
に、一次巻線側の共振電圧を非ゼロ電圧スイッチングさ
せても入力電力の損失を小さく抑えることができる。
【００３８】本発明の請求項８によると、放電灯点灯準
備期間中の非ゼロ電流スイッチングとは、一次巻線側の
電流がピーク値を越えた後にスイッチングすることであ
る。
【００３９】すなわち、フライバックトランスの一次巻
線側の共振電流のピーク値を越えた後にスイッチングす
るので、一次巻線側の電流がピーク値としての高い電圧
を確保できるとともに、このスイッチングにより一次巻
線側の電圧を大きく飛び上げさせることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明の放電灯装置を、車両用放
電灯装置に適用し、具体化した実施形態を図面に従って
説明する。
【００４１】（第１の実施形態）図１は、本実施形態の
放電灯装置の概略を表す構成図である。なお、図１にお
いて、従来構成としての比較例である図１０に示したも
のと同一符号を付した部分は、同一もしくは均等なもの
を示している。
【００４２】本実施形態は、比較例の図１０に示す構成
と比較して、以下、構成の相違点、およびその構成によ
る動作について説明する。
【００４３】本実施形態において、図１０に示す構成と
相違するところは、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０におい
て、半導体スイッチング素子（例えば、ＭＯＳトランジ
スタ）１２２に並列にコンデンサ１２６を設け、フライ
バックトランス１２１の漏れリアクトル（図中には明示
されない）とコンデンサ１２６とにより共振させるよう
に構成し、かつＭＯＳトランジスタ１２２を制御回路１
６０によってＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの略語）制御するようにしたこ
とである。
【００４４】すなわち、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０のフ
ライバックトランス１２１の一次巻線１２１ａに接続さ
れたＭＯＳトランジスタ１２２に並列にコンデンサ１２
６を設け、フライバックトランス１２１の漏れリアクト
ルとコンデンサ１２６とにより共振を発生させるように
構成し、ＭＯＳトランジスタ１２２を制御回路１６０に
よりＰＦＭ制御して、一次巻線１２１ａ側の共振電圧Ｖ
１（図２参照）のターンオン時にはゼロ電圧スイッチン
グさせ、ターンオフ時にはコンデンサ１２６によりスナ
バスイッチング（この場合は、Ｃスナバスイッチング）
させる。
【００４５】なお、制御回路１６０には、図１０に示す
従来のものと同様、ランプ電圧とランプ電流に相当する
信号が入力され、制御回路１６０は、ランプ電力を所望
の値にするように、ＭＯＳトランジスタ１２２をＰＦＭ
制御する。この本実施形態の制御回路１６０の具体的な
構成については後述する。
【００４６】まず、本実施形態の特徴であるフライバッ
クトランス１２１の漏れリアクトルとコンデンサ１２６
とにより共振を発生させるように構成し、ＭＯＳトラン
ジスタ１２２を制御回路１６０によりＰＦＭ制御して、
上記ターンオン時、ターンオフ時に、それぞれ、ゼロ電
圧スイッチング、スナッバスイッチングによってソフト
スイッチングさせることについて、以下図２に従って説
明する。図２は、ＭＯＳトランジスタ１２２をＰＦＭ制
御したときのフライバックトランス１２１の一次巻線１
２１ａ側の電圧Ｖ１と電流ｉ１の波形を表わす模式図で
ある。
【００４７】ＰＦＭ制御においてはＭＯＳトランジスタ
１２２をスイッチングするためのスイッチング周波数ｆ
ｓｗが変化するが、スイッチング周期（１／ｆｓｗ）に
おいてＭＯＳトランジスタ１２２をオフする期間は一定
（固定）となっている。フライバックトランス１２１の
一次巻線１２１ａ側の電圧Ｖ１が共振によって低下し０
Ｖ以下になると、ＭＯＳトランジスタ１２２の寄生ダイ
オードに電流が流れる。このときＭＯＳトランジスタ１
２２をターンオンさせ、ゼロ電圧スイッチングを行な
う。このゼロ電圧スイッチングによってターンオン損失
を低減することができる。なお、ＭＯＳトランジスタ１
２２のターンオフ時の損失は、図１３に示すものと同
様、コンデンサ１２６を利用したスナッバスイッチング
（この場合は、Ｃスナッバスイッチング）を実現でき
る。
【００４８】したがって、ＭＯＳトランジスタ１２２を
ＰＦＭ制御して、ＭＯＳトランジスタ１２２のターンオ
ン時、ターンオフ時、それぞれゼロ電圧スイッチング、
Ｃスナッバスイッチングによるソフトスイッチングさせ
ることができ、従ってスイッチング損失を低減できる。
【００４９】ここで、上述したゼロ電圧スイッチングを
実現するためには、フライバックトランス１２１の漏れ
リアクトルのインダクタンスＬｒとコンデンサ１２６の
容量Ｃｒをどのような値にするかが問題となる。この点
について発明者等が行なった検討について、以下図３に
従って説明する。図３は、フライバックトランス１２１
の漏れリアクトルのインダクタンスＬｒとコンデサ１２
６の容量Ｃｒについてシュミレーションを行なった結果
を示すグラフである。
【００５０】フライバックトランス１２１の漏れリアク
トルのインダクタンスＬｒとコンデンサ１２６の容量Ｃ
ｒが、図３に示す領域（Ａ）における関係にあれば、ソ
フトスイッチングを行なうことができる。この領域
（Ａ）は、コンデンサ１２６の容量Ｃｒの下限値と、ダ
イオード導通期間ｔｚｖｓ（図２参照）の下限値で規定
される。
【００５１】ここで、コンデンサ１２６の容量Ｃｒの下
限値は、ＭＯＳトランジスタ１２２の寄生容量との関係
で設定される。また、ダイオード導通期間ｔｚｖｓは、
ＭＯＳトランジスタ１２２の寄生ダイオードに電流が流
れる期間であるが、その期間中にＭＯＳトランジスタ１
２２をターンオンさせるためには、ダイオード導通期間
ｔｚｖｓを確保する必要がある。しかし、ダイオード導
通期間ｔｚｖｓが長すぎるとそれによる損失が大きくな
ってしまう。そこで、放電灯装置の回路パラメータのバ
ラツキ等を考慮し、ダイオード導通期間ｔｚｖｓ中にＭ
ＯＳトランジスタ１２２を確実にターンオンできる最小
の時間を、ダイオード導通期間ｔｚｖｓの下限値として
設定している。
【００５２】また、放電灯装置として適正に動作させる
ためにスイッチング周波数（一定値）ｆｓｗが設定され
ており、そのスイッチング周波数ｆｓｗを得るために
は、漏れリアクトルのインダクタンスＬｒとコンデンサ
１２６の容量Ｃｒが、図３に示す曲線（Ｂ）の関係を満
たす必要がある。
【００５３】また、漏れリアクトルのインダクタンスＬ
ｒが小さいほど、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０の損失が小
さくなる。
【００５４】したがって、以上の検討から、漏れリアク
トルのインダクタンスＬｒとコンデンサ１２６の容量Ｃ
ｒを、図３に示す（Ｃ）点に設定すれば、ソフトスイッ
チングが実現でき、かつＤＣ／ＤＣ変換回路損失を最小
とすることができる。
【００５５】なお、上記（Ｃ）点つまり最適にそれぞれ
漏れリアクトルのインダクタンスＬｒとコンデンサ１２
６の容量Ｃｒを設定するとは、ゼロ電圧スイッチングを
可能とするとともにＰＦＭ制御におけるスイッチング周
波数ｆｓｗを設定された一定値にする条件を満たし、そ
の条件を満たす中で漏れリアクトルのインダクタンスＬ
ｒが最も小さくなるように、それぞれ設定することであ
る。
【００５６】次に、そのような漏れリアクトルのインダ
クタンスＬｒとコンデンサ１２６の容量Ｃｒを用いて、
ＰＦＭ制御を行なう場合のスイッチング周波数ｆｓｗと
ランプ電力Ｐｏｕｔの関係について行なった検討につい
て、以下図４、図５に従って説明する。図４は、ＰＦＭ
制御を行なう場合のスイッチング周波数ｆｓｗとランプ
電力Ｐｏｕｔの関係を示すグラフである。図５は、点灯
開始後におけるランプ最適電力特性、およびスイッチン
グ最適周波数特性を示す模式図であって、図５（ａ）
は、ランプ最適電力を示す模式図、図５（ｂ）はランプ
電力に応じたスイッチング最適周波数を示す模式図であ
る。
【００５７】図４に示すように、スイッチング周波数ｆ
ｓｗが小さく設定するときにはランプ電力Ｐｏｕｔを大
きくすることができ、スイッチング周波数ｆｓｗが大き
く設定するときにはランプ電力Ｐｏｕｔを小さくするこ
とができる。
【００５８】したがって、図５（ａ）に示すようなラン
プ最適電力曲線を得るためには、図５（ｂ）に示すよう
にスイッチング周波数ｆｓｗを変化させればよい。
【００５９】次に、制御回路１６０の構成を、以下図６
に従って説明する。図６は、本実施形態に係わる制御回
路１６０の構成を示すブロック図である。
【００６０】この制御回路１６０は、図６に示すよう
に、ランプ電圧とランプ電流に相当する信号からランプ
電力を検知する電力検知回路１６１と、この電力検知回
路１６１から出力されるランプ電力に応じた電圧を周波
数に変換するＶ／Ｆ変換回路１６２と、Ｖ／Ｆ変換回路
１６２から出力される信号に基づいて、ＭＯＳトランジ
スタ１２２のゲートに印加するゲートパルスを生成する
ゲートパルス生成回路１６３と、ゲートパルス生成回路
１６３と、ゲートパルスをＭＯＳトランジスタ１２２の
ゲートに印加するドライバ回路１６４とを備えている。
【００６１】このような構成により、図５（ａ）に示す
ように、点灯初期時にランプ電力を最大電力とし、過渡
状態時にランプ電力を過渡特性に応じた電力にし、安定
点灯時にランプ電力を定常電力にすることができる。
【００６２】ここで、ランプ電力は、ランプ電流が図１
１（ｂ）に示すように交互に極性反転することによっ
て、周期的に低出力状態（ランプ電力が瞬時低下する状
態）となる（図７参照）。このようにランプ電力が低出
力状態になると、フライバックトランス１２１の一次巻
線１２１ａ側の電圧Ｖ１が０Ｖ以下になるタイミングが
遅くなる。この場合、それを考慮せずにＰＦＭ制御を行
なうと、ダイオード導通期間ｔｚｖｓ中にＭＯＳトラン
ジスタ１２２をターンオンさせることができなくなる。
【００６３】そこで、本実施形態では、制御回路１６０
において、ランプ電圧とランプ電流に相当する信号から
ランプ電力の変動を検知する電力変動検知回路１６５
と、この電力変動検知回路１６５によってランプ電力の
変動が検知されたときにＭＯＳトランジスタ１２２のオ
フ期間を長くする信号を出力するオフ期間可変回路１６
６とを備え、ゲートパルス生成回路１６３は、Ｖ／Ｆ変
換回路１６２から出力される信号とオフ期間可変回路１
６６から出力される信号に基づいて、ＭＯＳトランジス
タ１２２のオフ期間を長くするゲートパルスを生成す
る。このように構成することによって、ランプ電力が低
出力状態になったときでも、ダイオード導通期間ｔｚｖ
ｓ中にＭＯＳトランジスタ１２２をターンオンさせるこ
とができる。
【００６４】（変形例）変形例としては、点灯準備期間
中つまり点灯スイッチ２０をオンしてから点灯開始する
までの期間において、ＭＯＳトランジスタ１２２を非ゼ
ロ電圧スイッチングさせ、点灯開始後において、ＭＯＳ
トランジスタ１２２をゼロ電圧スイッチングさせるよう
に、上述の実施形態に係わる制御回路１６０（詳しく
は、図６）に、図８に示すように、点灯準備期間時オフ
期間短縮回路１６０ａを追加する構成とする。なお、オ
フ期間短縮回路１６０ａの構成は後述する。
【００６５】点灯準備期間においては、ランプ３０の電
極間で絶縁破壊が生じて点灯開始した後、不安定なグロ
ー放電状態から安定点灯可能なアーク放電状態へ早期に
転移させるように、図１１（ａ）に示すランプ電圧と同
様、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０によって昇圧される電圧
は点灯開始後の電圧に比し高電圧化され、その高圧化さ
れた電圧をランプ３０に印加する必要がある。
【００６６】これに対して、変形例では、制御回路１６
０は、ＰＦＭ制御して、点灯開始後におけるＭＯＳトラ
ンジスタ１２２をオフするオフ期間Ｔｏｆｆ１（図９
（ａ）参照）に比べて、短縮されたオフ期間Ｔｏｆｆ２
（図９（ｂ）参照）することで非ゼロ電圧スイッチング
させるので、フライバックトランス１２１に残された残
存磁気エネルギーが大きくなり、図９（ｂ）に示すよう
に、一次巻線１２１ａ側の電流ｉ１は大きく飛び上げら
れて大きな遮断電流が実現できる（図９（ｂ）。
【００６７】ここで、ＭＯＳトランジスタ１２２をゼロ
電圧スイッチングするオフ期間Ｔｏｆｆ１を、点灯準備
期間中、短縮する制御回路１６０のオフ期間短縮回路１
６０ａの構成を、以下図８に従って説明する。
【００６８】オフ期間短縮回路１６０ａは、点灯スイッ
チ２０（図１参照）のオン状態に切換わる信号が入力さ
れ、点灯スイッチ２０がオンすると所定の期間、点灯準
備中であることを表わす信号を出力するタイマー回路１
６７と、ランプ電流に相当する信号が入力され、そのラ
ンプ電流によってランプ３０が点灯したか否かを検出す
る点灯検出回路１６８と、タイマー回路１６７もしくは
点灯検出回路１６８から出力される信号に基づいて点灯
準備期間中か否かを判別する点灯準備期間判定回路１６
９を備え、ゲートパルス生成回路１６３は、点灯準備期
間判定回路１６９から出力される準備期間を表わす信号
に基づいて、ＭＯＳトランジスタ１２２のオフ期間を短
縮するゲートパルスを生成する。
【００６９】なお、短縮されるオフ期間は、図９（ｂ）
に示すように、一次巻線１２１ａ側の電圧Ｖ１がピーク
値を越え０Ｖに達するまでの区間内をスイッチング終端
とするオフ期間Ｔｏｆｆ２に制御回路１６０によって設
定されることが望ましい。
【００７０】このような構成にすることによって、一次
巻線１２１ａ側の電圧Ｖ１の波高値をピーク値で高める
ことができるとともに、このスイッチングにより一次巻
線１２１ａ側の電流ｉ１は大きな遮断電流となるので、
その電圧Ｖ１の波高値つまりピーク電流値自体を大きく
することができる（図９（ｂ）参照）したがって、一次
巻線１２１ａ側の電圧Ｖ１がピーク値を越えた後でスイ
ッチングすることで二次側１２１ｂ側から出力される電
圧つまりＤＣ／ＤＣ変換回路１２０の出力電圧を高電圧
化が容易にできる。
【００７１】なお、点灯開始前はランプ３０の電極間が
絶縁状態となっているので、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２０
の出力電力は必要とされないため、一次巻線１２１ａ側
の共振電圧Ｖ１を非ゼロ電圧スイッチングさせても入力
電力の損失を小さく抑えることができる。
【００７２】（第２の実施形態）第２の実施形態として
は、第１の実施形態で説明したフライバックトランス１
２１の漏れリアクトルとコンデンサ１２６とにより共振
を発生させるようにした構成において、ＭＯＳトランジ
スタ１２２に並列に接続されるコンデンサ１２６の配置
に換えて、図１６に示すように、一次巻線１２１に並列
に接続されるコンデンサ１２６の配置とする構成とす
る。
【００７３】本実施形態におけるソフトスイッチング方
式は、ゼロ電圧スイッチングであり、動作波形は第１の
実施形態と全く同じである。
【００７４】また、制御回路１６０を第１の実施形態の
変形例のような構成にすれば、制御回路１６０によりＰ
ＦＭ制御して、点灯準備期間中はＭＯＳトランジスタ１
２２を非ゼロ電圧スイッチングさせ、点灯開始後はＭＯ
Ｓトランジスタ１２２をゼロ電圧スイッチングさせるよ
うに構成できる。
【００７５】これにより、変形例と同様に、一次巻線１
２１ａ側の電圧Ｖ１がピーク値を越えた後でスイッチン
グすることで二次側１４１ｂ側から出力される電圧つま
りＤＣ／ＤＣ変換回路１２０の出力電圧を高電圧化が容
易にできるとともに、点灯開始前はランプ３０の電極間
が絶縁状態となっているので、一次巻線１２１ａ側の共
振電圧Ｖ１を非ゼロ電圧スイッチングさせても入力電力
の損失を小さく抑えることができる。
【００７６】（第３の実施形態）第３の実施形態として
は、図１７に示すように、コンデンサ１２６を、その一
端がフライバックトランス１２１の二次巻線１２１ｂと
ダイオード１２３（リカバリー損失を低減させるために
もうけたもの）との接続点に接続され、他端がバッテリ
１０の負極側に接続されたものであり、その他の構成は
第１の実施形態と同じである。
【００７７】本実施形態におけるソフトスイッチング方
式は、二次巻線１２１ｂ側に接続したコンデンサ１２６
と漏れリアクトルとにより共振を利用したゼロ電流スイ
ッチングである。すなわち、一次巻線１２１ａ側の電圧
Ｖ１、電流ｉ１の波形を示す図１８のように、ゼロ電流
スイッチングは、ＭＯＳトランジスタに流れる共振電流
を利用することにより、ＭＯＳトランジスタ１２２のゼ
ロ電流状態でスイッチングを行なうものである。
【００７８】図１８に示すダイオード導通期間ｔｚｃｓ
の期間は、ＭＯＳトランジスタ１２２に電流が流れない
期間であって、この期間にターンオフを完了することに
より、ゼロ電流スイッチングが実現できる。また、ター
ンオン時は、ソフトスイッチングの一方式である漏れリ
アクトルを利用したスナバスイッチング（この場合は、
Ｌスナバスイッチング）によりスイッチング損失が低減
できる。なお、これは、図１９の模式的説明図に示すよ
うに、スイッチに直列に配置されている共振のための漏
れリアクトルが、ターンオン時に電流を限定し、ｄｉ／
ｄｔが低減されるためである。
【００７９】なお、本発明の実施形態では、オープンル
ープでＭＯＳトランジスタ１２２をＰＦＭ制御するもの
を示したが、ＭＯＳトランジスタ１２２の寄生ダイオー
ドに電流が流れている状態を電流検出手段（例えば、寄
生ダイオードに流れる電流を検出する電流センサや、ス
イッチ手段としてのＭＯＳトランジスタ１２２の両端の
電圧を検出する電圧センサ等）で検出し、それによって
ゼロ電圧スイッチングもしくはゼロ電流スイッチングを
行なうようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の放電灯装置の概略を
表す構成図である。
【図２】半導体スイッチング素子をＰＦＭ制御したとき
のフライバックトランスの一次巻線側の電圧Ｖ１と電流
ｉ１の波形を表わす模式図である。
【図３】フライバックトランスの漏れリアクトルのイン
ダクタンスＬｒとコンデサの容量Ｃｒについてシュミレ
ーションを行なった結果を示すグラフである。
【図４】ＰＦＭ制御を行なう場合のスイッチング周波数
ｆｓｗとランプ電力Ｐｏｕｔの関係を示すグラフであ
る。
【図５】点灯開始後におけるランプ最適電力特性、およ
びスイッチング最適周波数特性を示す模式図であって、
図５（ａ）は、ランプ最適電力を示す模式図、図５
（ｂ）はランプ電力に応じたスイッチング最適周波数を
示す模式図である。
【図６】第１の実施形態に係わる制御回路の構成を示す
ブロック図である。
【図７】ランプ電力が周期的に低出力になる状態を表わ
す模式図である
【図８】第１の実施形態に係わる変形例の制御回路の構
成を示すブロック図である。
【図９】変形例の半導体スイッチング素子をＰＦＭ制御
したときのフライバックトランスの一次巻線側の電圧Ｖ
１と電流ｉ１の波形を表わす模式図であって、図９
（ａ）は、点灯開始後における電圧Ｖ１と電流ｉ１の波
形を表わす模式図、図９（ｂ）は、点灯準備期間中の電
圧Ｖ１と電流ｉ１の波形を表わす模式図である。
【図１０】従来の車両用放電灯装置の概略を表わす構成
図である。
【図１１】図１０の構成において、点灯準備期間、点灯
初期、過渡状態、安定点灯の各状態におけるランプ電
圧、ランプ電流、電力を示す模式図であって、図１１
（ａ）はランプ電圧、図１１（ｂ）はランプ電流、図１
１（ｃ）はランプ電力を示す模式図である。
【図１２】図１０の構成において、フライバックトラン
スの一次巻線側の電圧Ｖ１と電流ｉ１の波形を表わす模
式図である。
【図１３】図１０に示すＤＣ／ＤＣ変換回路において、
フライバックトランスの一次巻線と、半導体スイッチン
グ素子に並列に接続されたコンデンサとにより共振を発
生させるようにした場合を表わす部分的構成図である。
【図１４】スナッバスイッチング、特にコンデンサを利
用したＣスナッバスイッチングを説明する模式図であ
る。
【図１５】図１３に示す構成にした場合の問題点を説明
する模式図である。
【図１６】第２の実施形態の放電灯装置の概略を表す構
成図である。
【図１７】第３の実施形態の放電灯装置の概略を表す構
成図である。
【図１８】第３の実施形態に係わる半導体スイッチング
素子をＰＦＭ制御したときのフライバックトランスの一
次巻線側の電圧Ｖ１と電流ｉ１の波形を表わす模式図で
ある。
【図１９】第３の実施形態に係わるスナッバスイッチン
グ、特にリアクトルを利用したＬスナッバスイッチング
を説明する模式図である。
【符号の説明】
１０ バッテリ（直流電源） ２０ 点灯スイッチ ３０ ランプ（放電灯） １００ 放電灯装置 １１０ フィルタ回路 １２０ ＤＣ／ＤＣ変換回路 １２１ フライバックトランス １２１ａ、１２１ｂ 一次巻線、二次巻線 １２２ ＭＯＳトランジスタ（半導体スイッチング素
子） １２６ コンデンサ １３０ インバータ回路 １４０ 始動回路 １６０ 制御回路 Ｌｒ フライバックトランス１２１の漏れリアクトルの
インダクタンス Ｃｒ コンデンサ１２６の容量 Ｖ１ 一次巻線１２１ａ側の電圧 ｉ１ 一次巻線１２１ａ側の電流 ｆｓｗ スイッチング周波数 Ｔｏｆｆ１、Ｔｏｆｆ２ ゼロ電圧スイッチングするオ
フ期間、非ゼロ電圧スイッチングするオフ期間
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA13 AC01 AC11 BA05 BB10 BC02 BC05 CB05 DD06 DE01 DE02 DE04 DE06 FA05 GA03 GB03 GB18 GC04 GC07 HA04 HA05 HA09 HB03 5H730 AA14 AS11 BB14 BB62 BB72 DD04 EE59 FD01 FD31 FG03 FG04 FG07 FG23

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電源からの直流電圧を昇圧するＤＣ
    ／ＤＣ変換回路を備え、該ＤＣ／ＤＣ変換回路によって
    昇圧された電圧に基づいて放電灯を点灯させるようにし
    た放電灯装置において、 前記ＤＣ／ＤＣ変換回路は、前記直流電源側に配された
    一次巻線と前記放電灯側に配された二次巻線とを有する
    フライバックトランスと、前記一次巻線に接続された半
    導体スイッチング素子と、該半導体スイッチング素子に
    並列に接続されたコンデンサとを有して、前記フライバ
    ックトランスの漏れリアクトルと前記コンデンサとによ
    り共振を発生させるように構成されており、 前記半導体スイッチング素子を制御回路によりＰＦＭ制
    御して、前記放電灯の点灯準備期間中は前記半導体スイ
    ッチング素子を非ゼロ電圧スイッチングさせ、前記放電
    灯の点灯開始後は前記半導体スイッチング素子をゼロ電
    圧スイッチングさせるようにしたことを特徴とする放電
    灯装置。
  2. 【請求項２】 直流電源からの直流電圧を昇圧するＤＣ
    ／ＤＣ変換回路を備え、該ＤＣ／ＤＣ変換回路によって
    昇圧された電圧に基づいて放電灯を点灯させるようにし
    た放電灯装置において、 前記ＤＣ／ＤＣ変換回路は、前記直流電源側に配された
    一次巻線と前記放電灯側に配された二次巻線とを有する
    フライバックトランスと、前記一次巻線に接続された半
    導体スイッチング素子と、前記一次巻線に並列に接続さ
    れたコンデンサとを有して、前記フライバックトランス
    の漏れリアクトルと前記コンデンサとにより共振を発生
    させるように構成されており、 前記半導体スイッチング素子を制御回路によりＰＦＭ制
    御して、前記放電灯の点灯準備期間中は前記半導体スイ
    ッチング素子を非ゼロ電圧スイッチングさせ、前記放電
    灯の点灯開始後は前記半導体スイッチング素子をゼロ電
    圧スイッチングさせるようにしたことを特徴とする放電
    灯装置。
  3. 【請求項３】 前記放電灯点灯準備期間中の非ゼロ電圧
    スイッチングとは、前記一次巻線側の電圧がピーク値を
    越えた後にスイッチングすることであることを特徴とす
    る請求項１または請求項２に記載の放電灯装置。
  4. 【請求項４】 前記フライバックトランスの漏れリアク
    トルのインダクタンスと前記コンデンサの容量は、前記
    ゼロ電圧スイッチングを可能とするとともに前記ＰＦＭ
    制御におけるスイッチング周波数を設定された一定値に
    する条件を満たし、その条件を満たす中で前記漏れリア
    クトルのインダクタンスが最も小さくなるように、それ
    ぞれ設定されていることを特徴とする請求項１から請求
    項３のいずれか一項に記載の放電灯装置。
  5. 【請求項５】 前記スイッチング周波数は、前記点灯開
    始後における前記一次巻線側の電圧を前記ゼロ電圧スイ
    ッチングするオフ期間に比べ、前記点灯準備期間中、前
    記一次巻線側の電圧がピーク値を越え零に達するまでの
    区間内をスイッチング終端とするオフ期間に短縮される
    ことで大きくなることを特徴とする請求項４に記載の放
    電灯装置。
  6. 【請求項６】 前記制御回路は、前記放電灯の電力に相
    当する信号に基づいて前記放電灯の電力が瞬時低下する
    状態を検出したとき、前記半導体スイッチング素子のオ
    フ期間を長くして、前記電力の瞬時低下時においてもゼ
    ロ電圧スイッチングができるように構成されていること
    を特徴とする請求項４に記載の放電灯装置。
  7. 【請求項７】 直流電源からの直流電圧を昇圧するＤＣ
    ／ＤＣ変換回路を備え、該ＤＣ／ＤＣ変換回路によって
    昇圧された電圧に基づいて放電灯を点灯させるようにし
    た放電灯装置において、 前記ＤＣ／ＤＣ変換回路は、前記直流電源側に配された
    一次巻線と前記放電灯側に配された二次巻線とを有する
    フライバックトランスと、前記一次巻線に接続された半
    導体スイッチング素子と、前記二次巻線に接続された整
    流ダイオードと、一端が前記二次巻線と前記ダイオード
    との接続点に接続され他端が前記直流電源の負極側に接
    続されたコンデンサとを有して、前記フライバックトラ
    ンスの漏れリアクトルと前記コンデンサとにより共振を
    発生させるように構成されており、 前記半導体スイッチング素子を制御回路によりＰＦＭ制
    御して、前記放電灯の点灯準備期間中は前記半導体スイ
    ッチング素子を非ゼロ電流スイッチングさせ、前記放電
    灯の点灯開始後は前記半導体スイッチング素子をゼロ電
    流スイッチングさせるようにしたことを特徴とする放電
    灯装置。
  8. 【請求項８】 前記放電灯点灯準備期間中の非ゼロ電流
    スイッチングとは、前記一次巻線側の電流がピーク値を
    越えた後にスイッチングすることであることを特徴とす
    る請求項７に記載の放電灯装置。
JP2001249343A 2001-08-20 2001-08-20 放電灯装置 Expired - Fee Related JP4538998B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001249343A JP4538998B2 (ja) 2001-08-20 2001-08-20 放電灯装置
US10/216,826 US6720740B2 (en) 2001-08-20 2002-08-13 Discharge lamp ballast circuit having snubber circuit
EP02018118A EP1286573B1 (en) 2001-08-20 2002-08-13 Discharge lamp ballast circuit
DE60223971T DE60223971T2 (de) 2001-08-20 2002-08-13 Vorschaltgerät für eine Entladungslampe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001249343A JP4538998B2 (ja) 2001-08-20 2001-08-20 放電灯装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003059688A true JP2003059688A (ja) 2003-02-28
JP4538998B2 JP4538998B2 (ja) 2010-09-08

Family

ID=19078359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001249343A Expired - Fee Related JP4538998B2 (ja) 2001-08-20 2001-08-20 放電灯装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6720740B2 (ja)
EP (1) EP1286573B1 (ja)
JP (1) JP4538998B2 (ja)
DE (1) DE60223971T2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069371A1 (ja) * 2005-12-12 2007-06-21 Mitsubishi Electric Corporation 発光ダイオード点灯装置およびこの装置を使用した車両用灯具点灯装置
JP2007173025A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd 高圧放電灯点灯装置及び画像表示装置
DE112006001948T5 (de) 2005-08-24 2008-10-02 Mitsubishi Electric Corp. DC/DC-Umrichtervorrichtung und Entladelampen-Leuchtvorrichtung
JP2014176226A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｄｃ／ｄｃ変換装置及び分散電源システム
WO2017002845A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 ダイハツ工業株式会社 プラズマリアクタ用電源装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4342810B2 (ja) * 2003-02-25 2009-10-14 ハリソン東芝ライティング株式会社 高圧金属蒸気放電ランプ点灯装置および自動車用前照灯装置
CA2519605C (en) * 2003-04-23 2010-03-09 Matsushita Electric Works, Ltd. Discharge lamp lighting control device
US7531969B2 (en) * 2003-09-26 2009-05-12 Niteflux Pty Ltd Arc lamp improvements
JP2007508799A (ja) * 2003-10-13 2007-04-05 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電力変換器
NO322474B1 (no) * 2003-10-21 2006-10-09 Fontenoy Philippe Lysrorarmatur samt fremgangsmate for drift av lysror i slik armatur
US7642727B2 (en) * 2006-12-29 2010-01-05 General Electric Company Automotive high intensity discharge ballast
JP2008243629A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置及び照明器具及び照明システム
KR101248807B1 (ko) * 2011-08-05 2013-04-01 주식회사 동부하이텍 Ｌｅｄ 구동장치를 위한 절연형 플라이백 변환회로
CN106028611A (zh) * 2016-07-09 2016-10-12 广东昌胜照明科技有限公司 一种智能定时可变功率的氙气灯控制电路

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06124790A (ja) * 1992-01-27 1994-05-06 Mitsubishi Electric Corp 高圧放電灯点灯装置及び放電灯点灯装置
JPH09260076A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Toko Inc 冷陰極蛍光灯の点灯調光回路
JPH10144488A (ja) * 1996-11-15 1998-05-29 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置
JP2000092832A (ja) * 1998-09-18 2000-03-31 Kimigafuchi Gakuen フォワード型ｄｃ−ｄｃコンバータ装置
JP2000133490A (ja) * 1998-10-29 2000-05-12 Canon Inc 蛍光灯点灯回路
JP2000340385A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置
JP2001218455A (ja) * 2000-02-07 2001-08-10 Nipron Co Ltd 無停電性スイッチングレギュレータ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365152A (en) * 1991-09-09 1994-11-15 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Apparatus for controlling the power to a discharge-lamp
US5583398A (en) * 1994-09-15 1996-12-10 Magnetek, Inc. Powerfactor correcting flyback arrangement having a resonant capacitor element connected across the switching element
JP3547837B2 (ja) * 1995-03-31 2004-07-28 ミネベア株式会社 インバ−タ装置
JP3440667B2 (ja) * 1995-12-27 2003-08-25 株式会社デンソー 放電灯点灯装置
JP3379325B2 (ja) 1996-02-19 2003-02-24 株式会社デンソー 放電灯点灯装置
JP3521602B2 (ja) * 1996-03-06 2004-04-19 株式会社デンソー 放電灯点灯装置
US5912712A (en) * 1997-05-14 1999-06-15 Texas Instruments Incorporated Time expansion of pulse width modulation sequences by clock dropping

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06124790A (ja) * 1992-01-27 1994-05-06 Mitsubishi Electric Corp 高圧放電灯点灯装置及び放電灯点灯装置
JPH09260076A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Toko Inc 冷陰極蛍光灯の点灯調光回路
JPH10144488A (ja) * 1996-11-15 1998-05-29 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置
JP2000092832A (ja) * 1998-09-18 2000-03-31 Kimigafuchi Gakuen フォワード型ｄｃ−ｄｃコンバータ装置
JP2000133490A (ja) * 1998-10-29 2000-05-12 Canon Inc 蛍光灯点灯回路
JP2000340385A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置
JP2001218455A (ja) * 2000-02-07 2001-08-10 Nipron Co Ltd 無停電性スイッチングレギュレータ

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112006001948T5 (de) 2005-08-24 2008-10-02 Mitsubishi Electric Corp. DC/DC-Umrichtervorrichtung und Entladelampen-Leuchtvorrichtung
US7777422B2 (en) 2005-08-24 2010-08-17 Mitsubishi Electric Corporation DC/DC converter device and discharge lamp lighting device
DE112006001948B4 (de) * 2005-08-24 2016-06-16 Mitsubishi Electric Corp. DC/DC-Umrichtervorrichtung und Entladelampen-Leuchtvorrichtung
WO2007069371A1 (ja) * 2005-12-12 2007-06-21 Mitsubishi Electric Corporation 発光ダイオード点灯装置およびこの装置を使用した車両用灯具点灯装置
JPWO2007069371A1 (ja) * 2005-12-12 2009-05-21 三菱電機株式会社 発光ダイオード点灯装置およびこの装置を使用した車両用灯具点灯装置
JP4675971B2 (ja) * 2005-12-12 2011-04-27 三菱電機株式会社 車両灯具用発光ダイオード点灯装置
US8053923B2 (en) 2005-12-12 2011-11-08 Mitsubishi Electric Corporation Light-emitting diode lighting apparatus and vehicle light lighting apparatus using the same
JP2007173025A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd 高圧放電灯点灯装置及び画像表示装置
JP2014176226A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｄｃ／ｄｃ変換装置及び分散電源システム
WO2017002845A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 ダイハツ工業株式会社 プラズマリアクタ用電源装置
JP2017017851A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 ダイハツ工業株式会社 プラズマリアクタ用電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE60223971T2 (de) 2008-11-27
EP1286573B1 (en) 2007-12-12
US20030034744A1 (en) 2003-02-20
EP1286573A3 (en) 2004-04-14
US6720740B2 (en) 2004-04-13
JP4538998B2 (ja) 2010-09-08
DE60223971D1 (de) 2008-01-24
EP1286573A2 (en) 2003-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6477220B2 (ja) 共振コンバータおよびスイッチング電源装置
US8339817B2 (en) Method of operating a resonant power converter and a controller therefor
US6181076B1 (en) Apparatus and method for operating a high intensity gas discharge lamp ballast
JP4538998B2 (ja) 放電灯装置
US20080043506A1 (en) Dc-ac converter
JP2003324956A (ja) 直列共振型ブリッジインバータ回路の制御方法及び直列共振型ブリッジインバータ回路
JPH07230884A (ja) 高圧放電灯点灯装置
WO2017110162A1 (ja) ゲート駆動回路およびそのゲート駆動回路を備えた電力変換装置
JP5264713B2 (ja) ランプの駆動回路
JP6017831B2 (ja) 直列共振型ｄｃ／ｄｃコンバータ
JP2008159382A (ja) 放電灯点灯回路
KR100887102B1 (ko) 듀얼모드 클럭 생성기
US7145293B2 (en) Electronic ballast having resonance excitation for generating a transfer voltage
JP5237756B2 (ja) 放電灯点灯装置及び照明器具
JP2010176917A (ja) 放電灯点灯装置及び照明器具
KR20140022260A (ko) 피에조 구동 회로 및 피에조 구동 방법
JP2006280120A (ja) インバータ電源装置
EP2222141B1 (en) Discharge lamp lighting circuit for AC-driving a discharge lamp
JP2001338789A (ja) 放電灯点灯装置
JP3758305B2 (ja) 照明用点灯装置
US20080037299A1 (en) Method for driving dc-ac converter
JP4432248B2 (ja) 放電灯装置
JP2008524787A (ja) 高輝度放電安定器
US20070164685A1 (en) Discharge lamp lighting apparatus
KR101048646B1 (ko) 스위칭 손실을 저감하고 전류원을 갖는 플라즈마용 펄스 전원 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070918

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20080509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100601

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100614

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130702

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees