JP2003347078A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、テイクオーバ時の電流を制御する
放電灯点灯装置に関する。 【解決手段】 本発明では、放電灯を点灯させるための
放電灯点灯装置であって、直流電圧を昇圧または降圧す
る直流−直流変換回路と、直流−直流変換回路の出力電
圧を交流電圧に変換して該交流電圧を放電灯に印加する
ための直流−交流変換回路と、放電灯を点灯させるため
の起動パルスを発生させる起動パルス発生回路と、放電
灯の点灯を制御するための制御回路３１ａと、放電灯を
コールドスタートさせる場合におけるテイクオーバ時に
放電灯に流れる電流値の最大値を所定値以下に制限する
放電灯電流制限回路とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関する。特に、テイクオーバ時の電流を制御する放電灯
点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯点灯装置は、図１３に示す
ように、電源１１、コンデンサ１２とトランス１４とス
イッチ素子１３とダイオード１５とコンデンサ１６とを
備えて構成される直流−直流変換回路（以下、「ＤＣ／
ＤＣ」と略記する。）、スイッチ素子２３a、２４a、２
５a、２６aとコンデンサ２８とを備えて構成される直流
−交流変換回路（以下、「ＤＣ／ＡＣ」と略記す
る。）、トランス１４とダイオード１７とコンデンサ１
８とスイッチ２７とパルストランス２９とを備えて構成
される起動パルス発生回路、および、ＤＣ／ＤＣとＤＣ
／ＡＣとの間に設けられるランプ電圧検出用抵抗器２１
の出力およびランプ電流検出用抵抗器２２の出力に基づ
いてこれらＤＣ／ＤＣとＤＣ／ＡＣと起動パルス発生回
路とを制御する制御回路を備え、ソケットに接続された
放電灯３０を点灯させていた。

【０００３】このような構成の放電灯点灯装置におい
て、パルストランス２９は、充分な電圧とパルス幅を持
つパルスを発生させる必要があることから大型のトラン
スが使用されていた。そのため、パルストランス２９に
おける２次巻線のインダクタンスは、例えば直流電流が
１Ａ重畳される場合でも１ｍＨ以上の大きな値であっ
た。放電灯が点灯していない状態であって気相成分が十
分に安定した状態から点灯する場合である、いわゆるコ
ールドスタートにおいて、放電灯３０に流れるランプ電
流は、このパルストランス２９における２次巻線のイン
ダクタンスによって制限されるため、点灯中の比較的大
きな電流値となるテイクオーバ時でもランプ電流値は、
大きくはなかった。

【０００４】なお、放電灯が点灯していない状態であっ
て放電灯が十分暖められている状態から点灯する場合で
ある、いわゆるホットリスタートにおいては、放電灯３
０に流れるランプ電流は、放電灯のランプインピーダン
スが高いためパルストランスにおける２次巻線のインダ
クタンスにあまり影響を受けない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、放電
灯点灯装置は、小型化・低コスト化が要求されるように
なり、これに伴なってパルストランスも小型化が要請さ
れた。パルストランスを小型化すると従来のパルストラ
ンスに較べてコア面積が縮小する結果、２次巻線のイン
ダクタンスは、従来より小さくなってしまう。そのた
め、テイクオーバ時のランプ電流が従来より大きくなっ
てしまうという問題があった。コールドスタートにおけ
るテイクオーバ時のランプ電流は、上述のようにパルス
トランスにおける２次巻線のインダクタンスに関係する
ため、特にこの問題は重大であった。そして、ランプ電
流が大きいと放電灯電極の減りが早くなり放電灯の寿命
が短くなるという問題も生じる。

【０００６】そこで、本発明は、上述の事情を鑑みて為
された発明であり、コールドスタートにおけるテイクオ
ーバ時の電流を制御する放電灯点灯装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め本発明では、放電灯を点灯させるための放電灯点灯装
置であって、直流電圧を昇圧または降圧する直流−直流
変換回路と、前記直流−直流変換回路の出力電圧を交流
電圧に変換して該交流電圧を前記放電灯に印加するため
の直流−交流変換回路と、前記放電灯を点灯させるため
の起動パルスを発生させる起動パルス発生回路と、前記
放電灯の点灯を制御するための制御回路と、前記放電灯
をコールドスタートさせる場合におけるテイクオーバ時
に前記放電灯に流れる電流値の最大値を所定値以下に制
限する放電灯電流制限回路とを備えて構成される。

【０００８】そして、上述の放電灯点灯装置において、
好ましくは、前記放電灯電流制限回路は、前記直流−直
流変換回路と前記放電灯との間に設けられる。

【０００９】また、上述の放電灯点灯装置において、好
ましくは、前記放電灯電流制限回路は、並列接続された
抵抗器とスイッチとから構成され、前記制御回路は、コ
ールドスタートにおけるテイクオーバが終了するまでは
前記スイッチをオフするように制御する。

【００１０】さらに、上述の放電灯点灯装置において、
好ましくは、前記放電灯電流制限回路は、並列接続され
た誘導性負荷とスイッチとから構成され、前記制御回路
は、コールドスタートにおけるテイクオーバが終了する
までは前記スイッチをオフするように制御する。

【００１１】また、上述の放電灯点灯装置において、前
記制御回路を簡素に構成する観点から、好ましくは、前
記放電灯電流制限回路を、抵抗値が素子温度によって変
化する素子で構成する。

【００１２】さらに、上述の放電灯点灯装置において、
新たな素子や回路を追加することなく目的を達成する観
点から、好ましくは、前記直流−交流変換回路は、フル
ブリッジインバータ回路であって、前記制御回路は、前
記放電灯をコールドスタートさせる場合におけるテイク
オーバ時に前記放電灯に流れる電流値の最大値を所定値
以下に制限するように、前記フルブリッジインバータ回
路のブリッジを構成するスイッチ素子を制御する。

【００１３】また、上述の放電灯点灯装置において、好
ましくは、前記制御回路は、前記直流−直流変換回路の
出力を前記放電灯をコールドスタートさせる場合におけ
るテイクオーバ時に前記放電灯に流れる電流値の最大値
を所定値以下に制限するように制御する。

【００１４】さらに、上述の放電灯点灯装置において、
好ましくは、前記制御回路は、前記直流−直流変換回路
の出力電圧をホットリスタートの場合の絶対値よりもコ
ールドスタートの場合の絶対値の方が小さくなるように
電圧値を制御する。

【００１５】また、上述の放電灯点灯装置において、２
発目以降で確実に放電灯を点灯させる観点から、好まし
くは、前記制御回路は、一発目の起動パルスだけ、前記
直流−直流変換回路の出力電圧をホットリスタートの場
合の絶対値よりもコールドスタートの場合の方の絶対値
が小さくなるように制御する。

【００１６】さらに、上述の放電灯点灯装置において、
２発目以降で確実に放電灯を点灯させる観点から、好ま
しくは、前記制御回路は、二発目以降の起動パルスの何
れかでは、前記直流−直流変換回路の出力電圧をホット
リスタートの場合と同じ電圧値になるように制御する。

【００１７】また、上述の放電灯点灯装置において、放
電灯の長寿命化を図ると共に２発目以降で確実に放電灯
を点灯させる観点から、好ましくは、前記制御回路は、
前記直流−直流変換回路の出力電圧をホットリスタート
の場合の絶対値よりもコールドスタートの場合の絶対値
の方が小さくなるように電圧値を制御すると共に、起動
パルスを発生させるごとに前記直流−直流変換回路の出
力電圧をホットリスタートの場合の電圧値まで段階的に
変化するように制御する。

【００１８】また、上述の放電灯点灯装置において、好
ましくは、前記直流−直流変換回路の出力に並列接続さ
れたスイッチ素子とコンデンサとを並列に設け、前記制
御回路は、コールドスタートにおけるテイクオーバが終
了するまでは前記スイッチがオフするように制御する。

【００１９】さらに、上述の放電灯点灯装置において、
完全なコールドスタートの場合だけ無くコールドスター
トに近いホットリスタートにおいても放電灯最大電流値
を適切に制限する観点から、好ましくは、点灯から消灯
した場合に該消灯からの経過時間を計測するタイマー回
路を前記制御回路にさらに設け、前記制御回路は、該タ
イマー回路の出力によって所定時間を経過する前にはホ
ットリスタートであると判断すると共に、所定時間より
経過した後にはコールドスタートであると判断する。

【００２０】また、上述の放電灯点灯装置において、好
ましくは、前記起動パルス発生回路に用いられるパルス
トランスの２次巻線のインダクタンスが直流電流１Ａ重
畳時に１ｍＨより小さくする。

【００２１】さらに、上述の放電灯点灯装置において、
スイッチ素子の電流密度が高い場合に対応する観点か
ら、好ましくは、前記直流−交流変換回路に用いられる
スイッチ素子をＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar tra
nsistor）とする。

【００２２】上述のような放電灯点灯装置では、従来の
パルストランスにおける２次巻線のインダクタンスに代
わって、放電灯電流制限回路がコールドスタートにおけ
るテイクオーバ時の放電灯電流の最大電流値を制限する
ので、パルストランスを従来に較べて小型化することが
でき、放電灯の寿命を従来に較べて短くなることを抑制
することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構
成については、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。（第１の実施形態）まず、第１の実施形態にかかる
放電灯点灯装置の構成について説明する。図１は、第１
の実施形態にかかる放電灯点灯装置の構成を示す図であ
る。

【００２４】図１において、第１の実施形態にかかる放
電灯点灯装置は、電源１１、コンデンサ１２、スイッチ
素子１３、トランス１４、ダイオード１５、コンデンサ
１６、ダイオード１７、コンデンサ１８、抵抗器１９、
スイッチ２０、抵抗器２１、２２、スイッチ素子２３
a、２４a、２５a、２６a、スイッチ２７、コンデンサ２
８、パルストランス２９、放電灯３０および制御回路３
１aを備えて構成され、放電灯３０を点灯する。

【００２５】電源１１は、蓄電池や燃料電池などの直流
電源であり、その高電位側の端子は、平滑用のコンデン
サ１２の一端とトランス１４の一次巻線の一端とが接続
される。コンデンサ１２の他端は、電源１１の低電位側
の端子に接続され、トランス１４の一次巻線の他端は、
スイッチ素子１３を介して電源１１の低電位側の端子に
接続される。スイッチ素子１３は、トランジスタなどの
半導体素子を備えて構成され、例えばバイポーラトラン
ジスタや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などで構成さ
れる。

【００２６】トランス１４の二次巻線の一端には、ダイ
オード１５のカソード端子が接続され、ダイオード１５
のアノード端子は、平滑用のコンデンサ１６の一端と抵
抗器１９の一端とが接続される。抵抗器１９にはスイッ
チ２０が並列に接続され、抵抗器１９の他端には、ラン
プ電圧を測定するための抵抗器２１の一端とスイッチ素
子２３aの一端とスイッチ素子２５aの一端とが接続され
る。

【００２７】トランス１４の二次巻線の他端には、コン
デンサ１６の他端とランプ電流を測定するための抵抗器
２２の一端とが接続される。スイッチ素子２３aの他端
は、スイッチ素子２４aの一端が接続され、スイッチ素
子２５aの他端は、スイッチ素子２６aの一端が接続され
る。スイッチ素子２４aの他端とスイッチ素子２６aの他
端とは、抵抗器２２の他端が接続される。

【００２８】スイッチ素子２３a、２４a、２５a、２６a
は、寄生ダイオードを有する電界効果トランジスタであ
り、いわゆるフルブリッジインバータ回路を構成する。
なお、ダイオードを逆並列接続したバイポーラトランジ
スタでスイッチ素子２３a、２４a、２５a、２６aを構成
してもよい。スイッチ素子２３aとスイッチ素子２４aと
の接続点と、スイッチ素子２５aとスイッチ素子２６aと
の接続点との間には、コンデンサ２８および直列に接続
されたパルストランス２９の２次巻線とソケットに接続
した放電灯３０とが接続される。放電灯３０は、例え
ば、高圧水銀灯やナトリウムランプやメタルハライドラ
ンプなどの高輝度放電灯である。

【００２９】一方、トランス１４の三次巻線の一端に
は、ダイオード１７のアノード端子が接続され、ダイオ
ード１７のカソード端子には、平滑用のコンデンサ１８
の一端とスイッチ２７の一端とが接続される。スイッチ
２７の他端には、パルストランス２９の一次巻線の一端
が接続され、パルストランス２９の一次巻線の他端に
は、コンデンサ１８の他端とトランス１４の三次巻線の
他端とが接続される。

【００３０】本第１の実施形態では、ＤＣ／ＤＣは、コ
ンデンサ１２、トランス１４、スイッチ素子１３、ダイ
オード１５およびコンデンサ１６を備えて構成される。
ＤＣ／ＡＣは、スイッチ素子２３a、２４a、２５a、２
６aおよびコンデンサ２８を備えて構成される。起動パ
ルス発生回路は、トランス１４、ダイオード１７、コン
デンサ１８、２７およびパルストランス２９を備えて構
成される。放電灯電流制限回路は、抵抗器１９およびス
イッチ２０で構成される。

【００３１】制御回路３１aは、ＤＣ／ＤＣコンバータ
駆動回路４１、ランプ電流検出回路４２、ランプ電圧検
出回路４３、フルブリッジインバータ駆動回路４４、放
電灯点灯制御回路４５aおよびメモリ（不図示）を備え
て構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路４１は、
放電灯点灯制御回路４５aの制御の下に、ＤＣ／ＤＣに
おけるスイッチ素子１３の制御端子に制御信号を出力す
ることによってスイッチ素子１３をオン・オフさせ、ト
ランス１４の一次巻線の充放電を制御する。ランプ電流
検出回路４２は、抵抗器２２の他端に接続され、フルブ
リッジインバータ回路に流れる電流を検出し、検出結果
を放電灯点灯制御回路４５aに出力する。ランプ電圧検
出回路４３は、抵抗器２１の他端に接続され、フルブリ
ッジインバータ回路に印加される電圧を検出し、検出結
果を放電灯点灯制御回路４５aに出力する。フルブリッ
ジインバータ駆動回路４４は、放電灯点灯制御回路４５
aの制御の下に、フルブリッジインバータ回路を制御
し、直流を交流に変換する。すなわち、フルブリッジイ
ンバータ駆動回路４４は、スイッチ素子２３a〜２６aの
各制御端子にそれぞれ接続され、対角の位置に配置され
たスイッチ素子２３a、２６aの組とスイッチ素子２４
a、２５aの組とを交互にオン・オフすることにより、Ｄ
Ｃ／ＤＣの直流電圧を矩形波の交流電圧に変換する。放
電灯点灯制御回路４５aは、ランプ電流検出回路４２の
出力およびランプ電圧検出回路４３の出力に基づいて制
御プログラムを実行し、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路
４１、スイッチ２０のオン・オフおよびフルブリッジイ
ンバータ駆動回路４４を後述のように制御する。なお、
制御プログラムは、制御回路３１aのメモリに格納され
る。スイッチ素子１３、スイッチ素子２３a、２４a、２
５a、２６aの各制御端子は、例えばスイッチ素子が電界
効果トランジスタの場合にはゲート電極であり、バイポ
ーラトランジスタの場合にはベース電極である。

【００３２】そして、これらＤＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＡＣ、
起動パルス発生回路および制御回路３１aは、共通に接
地される。

【００３３】次に、第１の実施形態にかかる放電灯点灯
装置の動作について説明する。図２は、第１の実施形態
の放電灯点灯装置におけるタイミングチャートを示す図
であり、図２（ａ）は、第１の実施形態の放電灯点灯装
置におけるコールドスタート時のタイミングチャートを
示す図であり、図２（ｂ）は、第１の実施形態の放電灯
点灯装置におけるホットリスタート時のタイミングチャ
ートを示す図である。各図において、上から、ＤＣ／Ｄ
Ｃの出力電圧、ランプ電流、テイクオーバ終了判別信号
（放電灯点灯制御回路４５aからスイッチ２０に出力さ
れる制御信号）、スイッチ２０のオン・オフである。な
お、図２の時間軸は、説明の都合上、時間間隔が一定で
はない。以下のタイミングチャートを示す各図において
も説明の都合上、時間間隔が一定ではない。

【００３４】放電灯３０を点灯させる場合に、放電灯点
灯制御回路４５aは、コールドスタートであると判断す
ると、スイッチ２０をオフ（開）する。次に、放電灯点
灯制御回路４５aは、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路４
１を用いてスイッチ素子１３をオン・オフさせ、ＤＣ／
ＤＣを作動させる。

【００３５】ＤＣ／ＤＣが作動するとトランス１４の２
次巻線側では、コンデンサ１６の端子間に図２（ａ）の
「ＤＣ／ＤＣの出力電圧」に示す電圧、例えば約２００
Ｖが印加される。放電灯点灯制御回路４５aは、フルブ
リッジインバータ駆動回路４４を用いて直流−交流変換
することなく入力を出力するようにＤＣ／ＡＣを作動さ
せる。そのため、放電灯３０には直流が加えられる。こ
のとき、ＤＣ／ＤＣからＤＣ／ＡＣに流れる電流は、ス
イッチ２０がオフであるため抵抗器１９を流れる。

【００３６】そして、ＤＣ／ＤＣが作動するとトランス
１４の３次巻線側では、その端子間に例えば約６００Ｖ
〜約８００Ｖの電圧が生じ、スイッチ２７に電圧が印加
される。このトランス１４の３次巻線による印加電圧に
よって、スイッチ２７は、その端子間で絶縁破壊が生じ
てオンする。この絶縁破壊による短絡によってパルス状
の電流がパルストランス２９の１次巻線に流れ、パルス
トランス２９の２次巻線側では、パルス状の電流によっ
て例えば約２５ｋＶの起動パルスが放電灯３０に加えら
れる。放電灯３０は、起動パルスによって絶縁破壊を起
こしてグロー放電を生じ、これがアーク放電に遷移して
行くことによって点灯が行われる。この場合に、ランプ
電流は、図２（ａ）の「ランプ電流」に示すようなテイ
クオーバ時の電流が流れる。このテイクオーバ時の最大
電流値は、抵抗器１９の抵抗値分だけ図１３に示す従来
の放電灯点灯装置よりも低減され、制限される。

【００３７】放電灯点灯制御回路４５ａは、ランプ電流
検出回路４２の出力およびランプ電圧検出回路４３の出
力からテイクオーバの終了を判別する。この判別は、例
えば、ランプ電流が減少し始めたことを検出することに
よって判別してもよいし、略一定になったことを検出す
ることによって判別してもよい。放電灯点灯制御回路４
５ａは、図２（ａ）の「テイクオーバ終了判別信号」や
「スイッチ２０のオン・オフ」に示すように、テイクオ
ーバの終了を判別すると、スイッチ２０に制御信号を出
力し、スイッチ２０をオン（開）する。このため、ＤＣ
／ＤＣからＤＣ／ＡＣに流れる電流は、スイッチ２０を
流れ、ＤＣ／ＤＣの出力が略そのままＤＣ／ＡＣに入力
される。そして、放電灯点灯制御回路４５ａは、フルブ
リッジインバータ駆動回路４４を用いて直流−交流変換
して入力を出力するようにＤＣ／ＡＣを作動させる。

【００３８】放電灯３０には、ＤＣ／ＡＣより矩形波形
の交流電流が流れ、アーク放電が成長し、アーク放電が
安定化する。これに従ってランプインピーダンスが徐々
に高くなって或る抵抗値で安定し、ランプ電流は、図２
（ａ）の「ランプ電流」に示すように徐々に小さくなっ
て或る一定値で安定する。また、ランプ電圧も、例えば
約１００Ｖに安定する。

【００３９】一方、放電灯３０を点灯させる場合に、放
電灯点灯制御回路４５aは、ホットリスタートであると
判断すると、スイッチ２０をオンする。次に、放電灯点
灯制御回路４５aは、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路４
１を用いてスイッチ素子１３をオン・オフさせ、ＤＣ／
ＤＣを作動させる。

【００４０】ＤＣ／ＤＣが作動するとトランス１４の２
次巻線側では、各回路は上述と同様に動作し、放電灯３
０には直流が加えられるが、ＤＣ／ＤＣからＤＣ／ＡＣ
に流れる電流は、スイッチ２０がオンであるためスイッ
チ２０を流れる。トランス１４の３次巻線側でも、各回
路は上述と同様に動作し、放電灯３０は、起動パルスに
よって絶縁破壊を起こしてグロー放電を生じ、これがア
ーク放電に遷移して行くことによって点灯が行われる。
この場合においては、ランプ電流は、図２（ｂ）の「ラ
ンプ電流」に示すようなテイクオーバ時の電流が流れ
る。このテイクオーバ時の最大電流値は、従来と同様に
放電灯のランプインピーダンスが高いため、コールドス
タートにおけるテイクオーバ時の最大電流ほど高くなら
ない。

【００４１】放電灯点灯制御回路４５ａは、ランプ電流
検出回路４２の出力およびランプ電圧検出回路４３の出
力から、図２（ｂ）の「テイクオーバ終了判別信号」に
示すように、テイクオーバの終了を判別する。テイクオ
ーバの終了を判別すると、放電灯点灯制御回路４５ａ
は、フルブリッジインバータ駆動回路４４を用いて直流
−交流変換して入力を出力するようにＤＣ／ＡＣを作動
させる。放電灯３０には、ＤＣ／ＡＣより交流電流が流
れ、アーク放電が成長し、アーク放電が安定化する。こ
れに従ってランプインピーダンスが徐々に高くなって或
る抵抗値で安定し、ランプ電流は、図２（ｂ）の「ラン
プ電流」に示すように徐々に小さくなって或る一定値で
安定する。ここで、ランプインピーダンスは、ホットリ
スタートであるので点灯開始時にすでに或る抵抗値に近
く、コールドスタートに較べて早く或る抵抗値に達して
安定する。

【００４２】このように第１の実施形態にかかる放電灯
点灯装置は、コールドスタートの場合にのみＤＣ／ＤＣ
からＤＣ／ＡＣに流れる電流が抵抗器１９を流れるよう
にスイッチ２０を放電灯点灯制御回路４５ａによって切
り換えるので、コールドスタートにおけるテイクオーバ
時の最大電流値を低減することができる。そのため、第
１の実施形態にかかる放電灯点灯装置は、パルストラン
スを小型化したとしても放電灯３０の寿命が従来に較べ
て短くなることを抑止することができる。そして、ホッ
トリスタートにおいては、従来と同様に放電灯点灯装置
を作動させることができる。

【００４３】パルストランスは、一般に直流重畳電流の
増加に伴なってインダクタンスが減少する傾向にある。
また、上述したように、パルストランスを小型化すると
コア面積が縮小する結果、２次巻線のインダクタンスが
小さくなってしまい、テイクオーバ時のランプ電流が大
きくなってしまう。しかしながら、本発明を放電灯点灯
装置に適用することによって、パルストランスは、直流
電流１Ａ重畳時にインダクタンス１ｍＨ以下にまでコア
面積を縮小することができ、小型化、低コスト化するこ
とができる。

【００４４】第１の実施形態にかかる放電灯点灯装置
は、小型化することができるので、例えば、放電灯３０
が車両の前照灯に使用される場合でも、少ないスペース
で搭載可能である。

【００４５】なお、図１に示す回路では、ＤＣ／ＤＣの
出力は、負電位であるが正電位であってもよい。以下に
示す放電灯点灯装置の回路も同様である。

【００４６】上述の制御方法では、図２（ａ）（ｂ）の
ＤＣ／ＤＣの出力電圧に示すように、コールドスタート
におけるＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値Ｖocと、ホット
リスタートにおけるＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値Ｖoh
とは、同じ値であったが、図３に示すように、コールド
スタートにおけるＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値Ｖocが
ホットリスタートにおけるＤＣ／ＤＣの出力電圧Ｖohよ
りも小さくなるように、すなわちＶoc＜Ｖohとなるよう
にＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路４１によって制御して
もよい。Ｖoc＜Ｖohとすることにより、放電灯３０に印
加される電圧は、ホットリスタートの場合よりコールド
スタートの場合のほうが低電圧値となる。すなわち、コ
ールドスタートにおけるテイクオーバ時の電流値は、ホ
ットリスタートにおけるテイクオーバ時の電流値より低
減され、図２（ａ）（ｂ）のランプ電流に示す波形と同
様にすることができる。したがって、放電灯点灯装置を
小型化・低コスト化にすることができ、従来に較べて放
電灯の寿命が短くなることを防止することができる。こ
のような第２の制御方法における放電灯点灯装置のタイ
ミングチャートを図３に示す。図３（ａ）は、コールド
スタート時のタイミングチャートを示す図であり、図３
（ｂ）は、ホットリスタート時のタイミングチャートを
示す図である。各図において、上から、ＤＣ／ＤＣの出
力電圧、ランプ電流である。放電灯の駆動電圧は、定格
によってある範囲内に決まっており、ＶocとＶohの各値
は、その範囲内で決定される。

【００４７】また、コールドスタート時において、最初
の起動パルスで放電灯３０が点灯すれば問題ないが点灯
しない場合には、続けて起動パルスを発生させる必要が
ある。よって、上述の第２の制御方法に対し、第３の制
御方法は、最初の起動パルスで放電灯３０が点灯しな
かった場合に続けて発生させる起動パルス、におい
ても、図４に示すように、コールドスタートにおけるＤ
Ｃ／ＤＣの出力電圧の絶対値Ｖocがホットリスタートに
おけるＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値Ｖohよりも小さく
なるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路４１によっ
て制御する。このような第３の制御方法によっても、コ
ールドスタートにおけるテイクオーバ時の電流値は、ホ
ットリスタートにおけるテイクオーバ時の電流値より低
減され、図２（ａ）（ｂ）のランプ電流に示す波形と同
様にすることができる。したがって、放電灯点灯装置を
小型化・低コスト化にすることができ、従来に較べて放
電灯の寿命が短くなることを防止することができる。こ
の第３の制御方法における放電灯点灯装置のタイミング
チャートを図４に示す。図４において、上から、ＤＣ／
ＤＣの出力電圧、ランプ電流、起動パルスである。な
お、図４では３発目の起動パルスにおいて放電灯３０
が点灯した例を示しているが、２発目や４発目以上で点
灯する場合ももちろんある。

【００４８】そして、この第３の制御方法では、コール
ドスタートにおいて最初の起動パルスで放電灯３０が点
灯しなかった場合に続けて発生させる起動パルスにおい
ても、ＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値をホットリスター
トにおけるＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値Ｖohよりも小
さく制御したが、第４の制御方法は、コールドスタート
において最初の起動パルスで放電灯３０を点灯させる
場合にはＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値がホットリスタ
ートにおけるＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値Ｖohより小
さくなるように制御し、この最初の起動パルスで放電
灯３０が点灯しなかった場合に続けて発生させる起動パ
ルスにおいては、ＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値をホ
ットリスタートにおけるＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値
Ｖohになるように制御する。このような第４の制御方法
では、コールドスタートにおけるテイクオーバ時のラン
プ電流を低減するので、放電灯３０の寿命を従来に較べ
て短くすることを防止するだけでなく、２発目の起動パ
ルスにおいてＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値をＶohに
するので、第３の制御方法に較べてより確実に放電灯３
０を点灯させることができる。第４の制御方法における
放電灯点灯装置のタイミングチャートを図５に示す。図
５において、上から、ＤＣ／ＤＣの出力電圧、ランプ電
流、起動パルスである。

【００４９】また、この第４の制御方法では、ＤＣ／Ｄ
Ｃの出力電圧の絶対値は、最初の起動パルスの場合では
Ｖocに、２発目の起動パルスではＶohに制御したが、第
５の制御方法は、起動パルスを複数回発生させ起動パル
スが発生するたびに、ＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値を
Ｖocから徐々に昇圧させてＶohになるように制御する。
このような第５の制御方法では、コールドスタートにお
けるテイクオーバ時のランプ電流を低減するので、放電
灯３０の寿命を従来に較べて短くすることを防止するだ
けでなく、徐々に昇圧させるので第４の制御方法に較べ
てさらに放電灯３０の寿命を従来に較べて短くすること
を防止することができる。さらに、最後の起動パルスに
おいてはＤＣ／ＤＣの出力電圧の絶対値をＶohにするの
で、第３の制御方法に較べてより確実に放電灯３０を点
灯させることができる。第５の制御方法における放電灯
点灯装置のタイミングチャートを図６に示す。図６にお
いて、上から、ＤＣ／ＤＣの出力電圧、ランプ電流、起
動パルスである。最初の起動パルス、２発目の起動パ
ルスおよび３発目の起動パルスに対してＤＣ／ＤＣ
の出力電圧の絶対値をそれぞれＶoc1、Ｖoc2およびＶoc
3とすると、Ｖoc1＜Ｖoc2＜Ｖoc3≦Ｖohの関係にある。
図６では、起動パルスが３回の場合を示したが、３回に
限らず４回、５回などでもよい。

【００５０】なお、上述の第２ないし第５の制御方法に
おけるホットリスタート時のタイミングチャートは、図
３（ｂ）と同様である。

【００５１】次に、別の実施形態について説明する。 （第２の実施形態）第１の実施形態は、テイクオーバ時
の電流値を制御するために、並列接続された抵抗器１９
とスイッチ２０とから構成される第１の放電灯電流制限
回路を用いたが、第２の実施形態は、これに代えて、並
列接続されたコイルとサイリスタとから構成される第２
の放電灯電流制限回路を用いる。

【００５２】図７は、第２の実施形態にかかる放電灯点
灯装置の構成を示す図である。

【００５３】図７において、第２の実施形態にかかる放
電灯点灯装置は、電源１１、コンデンサ１２、スイッチ
素子１３、トランス１４、ダイオード１５、コンデンサ
１６、ダイオード１７、コンデンサ１８、コイル５１、
サイリスタ５２、抵抗器２１、２２、スイッチ素子２３
a、２４a、２５a、２６a、スイッチ２７、コンデンサ２
８、パルストランス２９、放電灯３０および制御回路３
１bを備えて構成される。ここで、第２の実施形態にお
けるＤＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＡＣおよび起動パルス発生回路
は、第１の実施形態と同様に各部品が接続されるのでそ
の説明を省略する。

【００５４】抵抗器２１の一端は、第１の実施形態では
スイッチ素子２３aの一端とスイッチ素子２５aの一端と
共に抵抗器１９の他端に接続されたが、本第２の実施形
態では、スイッチ素子２３aの一端とスイッチ素子２５a
の一端と共にダイオード１５のアノード端子と接続され
る。そして、抵抗器２２の他端は、第１の実施形態では
スイッチ素子２４aの他端とスイッチ素子２６aの他端と
に接続されたが、第２の実施形態では、誘導性負荷であ
るコイル５１を介してスイッチ素子２４aの他端とスイ
ッチ素子２６aの他端とに接続される。そして、サイリ
スタ５２は、コイル５１に並列に接続される。

【００５５】制御回路３１bは、ＤＣ／ＤＣコンバータ
駆動回路４１、ランプ電流検出回路４２、ランプ電圧検
出回路４３、フルブリッジインバータ駆動回路４４、放
電灯点灯制御回路４５bおよびメモリ（不図示）を備え
て構成される。放電灯点灯制御回路４５bは、ランプ電
流検出回路４２の出力およびランプ電圧検出回路４３の
出力に基づいて制御プログラムを実行し、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ駆動回路４１、サイリスタ５２のオン・オフお
よびフルブリッジインバータ駆動回路４４を、図２に示
すランプ電流となるように制御する。

【００５６】放電灯３０を点灯させる場合に、放電灯点
灯制御回路４５ｂは、コールドスタートであると判断す
ると、サイリスタ５２をオフ状態にする。次に、放電灯
点灯制御回路４５ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路
４１を用いてスイッチ素子１３をオン・オフさせ、ＤＣ
／ＤＣを作動させる。

【００５７】ＤＣ／ＤＣが作動するとトランス１４の２
次巻線側では、コンデンサ１６の端子間に図２（ａ）の
「ＤＣ／ＤＣの出力電圧」に示す電圧が印加される。放
電灯点灯制御回路４５ｂは、フルブリッジインバータ駆
動回路４４を用いて直流−交流変換することなく入力を
出力するようにＤＣ／ＡＣを作動させる。そのため、放
電灯３０には直流が加えられる。このとき、ＤＣ／ＤＣ
からＤＣ／ＡＣに流れる電流は、サイリスタ５２がオフ
状態であるためコイル５１を流れる。トランス１４の３
次巻線側でも、各回路は第１の実施形態と同様に動作
し、放電灯３０は、起動パルスによって絶縁破壊を起こ
してグロー放電を生じ、これがアーク放電に遷移して行
くことによって点灯が行われる。この場合に、ランプ電
流は、図２（ａ）の「ランプ電流」に示すようなテイク
オーバ時の電流が流れる。このテイクオーバ時の最大電
流値は、コイル５１のインダクタンス分だけ図１３に示
す従来の放電灯点灯装置よりも低減される。

【００５８】放電灯点灯制御回路４５ｂは、ランプ電流
検出回路４２の出力およびランプ電圧検出回路４３の出
力からテイクオーバの終了を判別する。放電灯点灯制御
回路４５ｂは、図２（ａ）の「テイクオーバ終了判別信
号」や「スイッチ２０のオン・オフ」に示すように、テ
イクオーバの終了を判別すると、サイリスタ５２のゲー
ト電極に制御信号を出力し、サイリスタ５２をオン状態
にする。このため、ＤＣ／ＤＣからＤＣ／ＡＣに流れる
電流は、低抵抗のサイリスタ５２を流れ、ＤＣ／ＤＣの
出力が略そのままＤＣ／ＡＣに入力される。そして、放
電灯点灯制御回路４５ｂは、フルブリッジインバータ駆
動回路４４を用いて直流−交流変換して入力を出力する
ようにＤＣ／ＡＣを作動させる。

【００５９】放電灯３０には、ＤＣ／ＡＣより交流電流
が流れ、アーク放電が成長し、アーク放電が安定化す
る。これに従ってランプインピーダンスが徐々に高くな
って或る抵抗値で安定し、ランプ電流は、図２（ａ）の
「ランプ電流」に示すように徐々に小さくなって或る一
定値で安定する。また、ランプ電圧も安定する。

【００６０】一方、放電灯３０を点灯させる場合に、放
電灯点灯制御回路４５ｂは、ホットリスタートであると
判断すると、サイリスタ５２をオン状態にする。次に、
放電灯点灯制御回路４５ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆
動回路４１を用いてスイッチ素子１３をオン・オフさ
せ、ＤＣ／ＤＣを作動させる。

【００６１】ＤＣ／ＤＣが作動するとトランス１４の２
次巻線側では、各回路は上述と同様に動作し、放電灯３
０には直流が加えられるが、ＤＣ／ＤＣからＤＣ／ＡＣ
に流れる電流は、サイリスタ５２がオン状態であるため
サイリスタ５２を流れる。トランス１４の３次巻線側で
も、各回路は第１の実施形態と同様に動作し、放電灯３
０は、起動パルスによって絶縁破壊を起こしてグロー放
電を生じ、これがアーク放電に遷移して行くことによっ
て点灯が行われる。この場合においては、ランプ電流
は、図２（ｂ）の「ランプ電流」に示すようなテイクオ
ーバ時の電流が流れる。このテイクオーバ時の最大電流
値は、従来と同様に放電灯のランプインピーダンスが高
いため、コールドスタートにおけるテイクオーバ時の最
大電流ほど高くならない。

【００６２】放電灯点灯制御回路４５ｂは、ランプ電流
検出回路４２の出力およびランプ電圧検出回路４３の出
力から、図２（ｂ）の「テイクオーバ終了判別信号」に
示すように、テイクオーバの終了を判別する。テイクオ
ーバの終了を判別すると、放電灯点灯制御回路４５ｂ
は、フルブリッジインバータ駆動回路４４を用いて直流
−交流変換して入力を出力するようにＤＣ／ＡＣを作動
させる。放電灯３０には、ＤＣ／ＡＣより交流電流が流
れ、アーク放電が成長し、アーク放電が安定化する。こ
れに従ってランプインピーダンスが徐々に高くなって或
る抵抗値で安定し、ランプ電流は、図２（ｂ）の「ラン
プ電流」に示すように徐々に小さくなって或る一定値で
安定する。

【００６３】このように第２の実施形態にかかる放電灯
点灯装置は、コールドスタートの場合にのみＤＣ／ＤＣ
からＤＣ／ＡＣに流れる電流がコイル５１を流れるよう
にサイリスタ５２を放電灯点灯制御回路４５ｂによって
切り換えるので、コールドスタートにおけるテイクオー
バ時の最大電流値を低減することができる。したがっ
て、放電灯点灯装置を従来に較べて小型にすることがで
き、しかも、放電灯の寿命を従来より短くなることを防
止することができる。

【００６４】なお、第２の実施形態では、スイッチとし
て半導体素子であるサイリスタ５２を用いたが、これに
代えてリレーを用いてもよい。

【００６５】次に、別の実施形態について説明する。 （第３の実施形態）第１の実施形態は、テイクオーバ時
の電流値を制御するために、並列接続された抵抗器１９
とスイッチ２０とから構成される回路を用いたが、第４
の実施形態は、これに代えて、サーミスタで構成される
第３の放電灯電流制限回路を用いる。

【００６６】図８は、第３の実施形態にかかる放電灯点
灯装置の構成を示す図である。

【００６７】図８において、第３の実施形態にかかる放
電灯点灯装置は、電源１１、コンデンサ１２、スイッチ
素子１３、トランス１４、ダイオード１５、コンデンサ
１６、ダイオード１７、コンデンサ１８、サーミスタ５
５、抵抗器２１、２２、スイッチ素子２３a、２４a、２
５a、２６a、スイッチ２７、コンデンサ２８、パルスト
ランス２９、放電灯３０および制御回路３１bを備えて
構成される。ここで、第３の実施形態におけるＤＣ／Ｄ
Ｃ、ＤＣ／ＡＣおよび起動パルス発生回路は、第１の実
施形態と同様に各部品が接続されるのでその説明を省略
する。

【００６８】サーミスタ５５は、第１の実施形態におけ
る抵抗器１９とスイッチ２０との並列接続に代えて接続
される。すなわち、サーミスタ５５は、ダイオード１５
のアノード端子と、抵抗器２１の一端、スイッチ素子２
３aの一端およびスイッチ素子２５aの一端が接続される
接点との間に接続される。サーミスタは、周知のように
素子温度の変化に従って抵抗値が変化する素子であり、
本第３の実施形態に用いられるサーミスタ５５は、温度
の上昇に伴なって抵抗値が小さくなる特性の素子を用い
る。そして、サーミスタ５５は、放電灯３０の温度変化
を感知することができる空間に配置される。制御回路３
１cは、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路４１、ランプ電
流検出回路４２、ランプ電圧検出回路４３、フルブリッ
ジインバータ駆動回路４４、放電灯点灯制御回路４５c
およびメモリ（不図示）を備えて構成される。放電灯点
灯制御回路４５cは、ランプ電流検出回路４２の出力お
よびランプ電圧検出回路４３の出力に基づいて制御プロ
グラムを実行し、ＤＣ／ＤＣコンバータ駆動回路４１お
よびフルブリッジインバータ駆動回路４４を制御する。

【００６９】第３の実施形態にかかる放電灯点灯装置に
おいて、コールドスタートの場合では放電灯３０が常温
にあるため、サーミスタ５５は高抵抗の状態にある。そ
のため、ＤＣ／ＤＣからＤＣ／ＡＣに流れるテイクオー
バ時のランプ電流は、サーミスタ５５によって制限され
る。そして、放電灯３０は、第１の実施形態とほぼ同様
に動作して主として起動パルス発生回路、ＤＣ／ＡＣに
よって点灯を開始し、或る輝度で安定に発光するように
なる。これに従って放電灯３０の温度は、上昇を始めて
点灯前よりも高い温度で安定するようになる。このた
め、サーミスタ５５の素子温度も放電灯３０の温度上昇
に伴なって素子温度を上昇させ、その結果、低抵抗の状
態となる。

【００７０】ここで、放電灯３０を消灯し、ホットリス
タートで再点灯する場合には、サーミスタ５５が低抵抗
の状態にあるため、ランプ電流は、サーミスタ５５によ
って制限を受けることなく、放電灯３０のランプインピ
ーダンスに因る電流値となる。

【００７１】したがって、第３の実施形態にかかる放電
灯点灯装置は、サーミスタ５５によってコールドスター
ト時のランプ電流を制御するので、放電灯点灯装置を従
来に較べて小型にすることができ、しかも、放電灯の寿
命を従来より短くなることを防止することができる。ま
た、サーミスタ５５の抵抗値は、放電灯３０の温度変化
によって制御されるので、第１および第２の実施形態の
ように放電灯点灯制御回路４５cによって制御する必要
がない。このため、制御回路３１cを第１および第２の
実施形態の制御回路３１a、３１bに較べて簡易に構成す
ることができ、コストを削減することができる。さら
に、ホットリスタートの場合における放電灯３０の気相
状態は、消灯からの時間経過に従ってコールドスタート
の場合における放電灯３０の気相状態に徐々に変化する
が、サーミスタ５５は、放電灯３０の温度変化を介して
気相状態の変化に合わせて抵抗値を変化させることがで
きるから、ホットリスタート時のランプ電流を適切に制
限することができる。

【００７２】次に、別の実施形態について説明する。 （第４の実施形態）第１の実施形態は、テイクオーバ時
の電流値を制御するために、並列接続された抵抗器１９
とスイッチ２０とから構成される回路を用いたが、第４
の実施形態は、フルブリッジインバータ回路を適切に制
御することによってコールドスタートにおけるのテイク
オーバ時の電流を制御する実施形態である。

【００７３】図９は、第４の実施形態にかかる放電灯点
灯装置の構成を示す図である。図９（ａ）は、全体の構
成を示し、図９（ｂ）は、フルブリッジインバータ駆動
回路におけるスイッチ素子２４bを駆動する部分の回路
を示す。

【００７４】図９（ａ）において、第４の実施形態にか
かる放電灯点灯装置は、電源１１、コンデンサ１２、ス
イッチ素子１３、トランス１４、ダイオード１５、コン
デンサ１６、ダイオード１７、コンデンサ１８、抵抗器
２１、２２、スイッチ素子２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２
６ｂ、スイッチ２７、コンデンサ２８、パルストランス
２９、放電灯３０および制御回路３１dを備えて構成さ
れる。ここで、第４の実施形態におけるＤＣ／ＤＣ、Ｄ
Ｃ／ＡＣおよび起動パルス発生回路は、スイッチ素子２
３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂがＩＧＢＴ（Insulated
gate bipolar mode transistor）で構成されることを除
き、それぞれがスイッチ素子２３ａ、２４ａ、２５ａ、
２６ａに相当して第１の実施形態と同様に各部品が接続
されるのでその説明を省略する。

【００７５】第４の実施形態は、フルブリッジインバー
タ回路を制御することによってテイクオーバ時の電流を
制御するので、第１ないし第３の実施形態のように特に
放電灯電流制限回路が設けられていない。すなわち、ダ
イオード１５のアノード端子と、抵抗器２１の一端、ス
イッチ素子２３aの一端およびスイッチ素子２５aの一端
が接続される接点とはそのまま接続される。

【００７６】次に、第４の実施形態にかかるフルブリッ
ジインバータ駆動回路について説明する。第４の実施形
態にかかるフルブリッジインバータ駆動回路は、４石の
ＩＧＢＴで構成されるが、各スイッチ素子２３ｂ、２４
ｂ、２５ｂ、２６ｂを駆動する駆動回路は、同様に構成
されるので、スイッチ素子２４ｂを駆動する駆動回路部
分のみ説明する。図９（ｂ）において、フルブリッジイ
ンバータ駆動回路におけるスイッチ素子２４ｂを駆動す
る駆動回路部分は、抵抗器６１、６３、６５、６６、７
１およびＦＥＴ６４、６７、６８を備えて構成される。

【００７７】抵抗器６１の一端は、電源Vｃｃに接続さ
れ、他端は、ＦＥＴ６４のソース端子に接続される。Ｆ
ＥＴ６４のゲート端子には、放電灯点灯制御回路４５ｄ
よりＦＥＴ６４をオン・オフするための制御信号が供給
され、ＦＥＴ６４のドレイン端子は、抵抗器６５を介し
てＦＥＴ６８のゲート端子に接続される。

【００７８】抵抗器６６の一端は、電源Vｃｃに接続さ
れ、他端は、ＦＥＴ６７のソース端子に接続される。Ｆ
ＥＴ６７のゲート端子には、放電灯点灯制御回路４５ｄ
よりＦＥＴ６７をオン・オフするための制御信号が抵抗
器６３を介して供給され、ＦＥＴ６７のドレイン端子
は、ＦＥＴ６８のドレイン端子に接続される。

【００７９】これらＦＥＴ６８のドレイン端子とＦＥＴ
６７のドレイン端子とを接続する接続点は、抵抗器７１
を介してスイッチ素子２４ｂのゲート端子に接続され
る。そして、ＦＥＴ６８のソース端子は、スイッチ素子
２４ｂのドレイン端子に接続される。

【００８０】次に、第４の実施形態にかかる放電灯点灯
装置の動作について説明する。ＦＥＴ６７、６８、６４
は、スイッチ素子２４ｂのゲート駆動用である。ＦＥＴ
６７は、スイッチ素子２４ｂのゲートへの電荷注入用で
あり、ＦＥＴ６８、６４は、スイッチ素子２４ｂのゲー
トの電荷引き抜き用である。放電灯点灯制御回路４５ｄ
は、コールドスタートの場合において、ＦＥＴ６７がテ
イクオーバが終了と判別されるまでスイッチ素子２４ｂ
のゲートへ電荷を注入するように、フルブリッジインバ
ータ駆動回路４４を用いて動作させる。

【００８１】これによって、コールドスタートにおける
テイクオーバ期間中、ＦＥＴ６７から電荷が注入される
場合のスイッチ素子２４ｂにおけるゲート−ソース間電
圧ＶGSColdは、それ以外の期間より低電圧に制御される
ことになる。このため、ランプ電流は、図２（ａ）
（ｂ）に示すように流れ、コールドスタートにおけるテ
イクオーバ時のランプ電流を制限することができる。し
たがって、放電灯点灯装置を従来に較べて小型にするこ
とができ、しかも、放電灯の寿命を従来より短くなるこ
とを防止することができる。

【００８２】ここで、スイッチ素子２４ｂだけでなく、
スイッチ素子２５ｂも同時に同様に動作させ、ランプ電
流を制限させるようにしてもよい。この場合では、点灯
の際にかかる電圧ストレスを両素子に分散させることが
できるので、１素子あたりの負担を軽くすることができ
る。

【００８３】また、フルブリッジインバータを構成する
スイッチ素子２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂがパワー
トランジスタのような電流駆動型の場合は、コールドス
タートの場合にベースに流す電流をホットリスタートの
場合に流す電流値よりも小さくすることによって、コー
ルドスタートにおけるテイクオーバ時のランプ電流の最
大値を抑えることができる。

【００８４】次に、別の実施形態について説明する。 （第５の実施形態）第１の実施形態は、テイクオーバ時
の電流値を制御するために、並列接続された抵抗器１９
とスイッチ２０とから構成される回路を用いたが、第５
の実施形態は、これに代えて、直列接続したスイッチ素
子とコンデンサとから構成される第４の放電灯電流制限
回路を用いる。

【００８５】図１０は、第５の実施形態にかかる放電灯
点灯装置の構成を示す図である。

【００８６】図１０において、第５の実施形態にかかる
放電灯点灯装置は、電源１１、コンデンサ１２、スイッ
チ素子１３、トランス１４、ダイオード１５、コンデン
サ１６、ダイオード１７、コンデンサ１８、スイッチ素
子５６、コンデンサ５７、抵抗器２１、２２、スイッチ
素子２３a、２４a、２５a、２６a、スイッチ２７、コン
デンサ２８、パルストランス２９、放電灯３０および制
御回路３１eを備えて構成される。ここで、第５の実施
形態におけるＤＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＡＣおよび起動パルス
発生回路は、第１の実施形態と同様に各部品が接続され
るのでその説明を省略する。

【００８７】スイッチ素子５６とコンデンサ５７は直接
に接続され、この直列接続されたスイッチ素子５６とコ
ンデンサ５７とは、コンデンサ１６に並列に接続され
る。そして、スイッチ素子５６のオン・オフを制御する
制御信号を入力する制御端子は、放電灯点灯制御回路４
５eに接続される。制御回路３１eは、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ駆動回路４１、ランプ電流検出回路４２、ランプ電
圧検出回路４３、フルブリッジインバータ駆動回路４
４、放電灯点灯制御回路４５eおよびメモリ（不図示）
を備えて構成される。放電灯点灯制御回路４５eは、ラ
ンプ電流検出回路４２の出力およびランプ電圧検出回路
４３の出力に基づいて制御プログラムを実行し、スイッ
チ素子５６のオン・オフを制御する。スイッチ素子５６
は、トランジスタなどの半導体素子やリレーなどを使用
することができる。

【００８８】次に、第５の実施形態にかかる放電灯点灯
装置の動作について説明する。図１１は、第５の実施形
態の放電灯点灯装置におけるタイミングチャートを示す
図であり、図１１（ａ）は、第５の実施形態の放電灯点
灯装置におけるコールドスタート時のタイミングチャー
トを示す図であり、図１１（ｂ）は、第５の実施形態の
放電灯点灯装置におけるホットリスタート時のタイミン
グチャートを示す図である。各図において、上から、Ｄ
Ｃ／ＤＣの出力電圧、ランプ電流、テイクオーバ終了判
別信号（放電灯点灯制御回路４５aからスイッチ２０に
出力される制御信号）、スイッチ素子５６のオン・オフ
である。

【００８９】放電灯３０を点灯させる場合に、放電灯点
灯制御回路４５ｅは、コールドスタートであると判断す
ると、スイッチ素子５６をランプ電流のテイクオーバ終
了時までオフさせ、放電灯３０を点灯させるように起動
パルス発生回路、ＤＣ／ＤＣおよびＤＣ／ＡＣを動作さ
せる。そして、テイクオーバ終了時にスイッチ素子５６
をオンする。一方、放電灯３０を点灯させる場合に、放
電灯点灯制御回路４５ｅは、ホットリスタートであると
判断するとスイッチ素子５６をオンさせ、放電灯３０を
点灯させるように起動パルス発生回路、ＤＣ／ＤＣおよ
びＤＣ／ＡＣを動作させる。

【００９０】このように第５の実施形態にかかる放電灯
点灯装置は、ＤＣ／ＤＣの出力側の容量を、コールドス
タートにおけるテイクオーバ時の場合にこれ以外の場合
よりも小さくなるように制御するので、コールドスター
トにおけるテイクオーバ時の最大電流値を低減すること
ができる。したがって、放電灯点灯装置を従来に較べて
小型にすることができ、しかも、放電灯の寿命を従来よ
り短くなることを防止することができる。

【００９１】最後に、放電灯点灯制御回路４５が放電灯
３０を点灯させる際に、コールドスタートであるかホッ
トリスタートであるかを判別する回路の一例を説明す
る。

【００９２】図１２は、タイマー回路の一例およびコン
デンサの端子間電圧とコールドスタート・ホットスター
トとの関係を示す図である。図１２（ａ）は、タイマー
回路を示し、図１２（ｂ）は、コンデンサの端子間電圧
とコールドスタート・ホットスタートとの関係を示す。

【００９３】図１２において、タイマー回路は、抵抗器
８１、８３、スイッチ素子８２およびコンデンサ８４を
備えて構成される。抵抗器８１の一端は、基準電圧Ｖre
fに接続され、他端は、スイッチ素子８２およびコンデ
ンサ８４を介して接地される。抵抗器８３は、コンデン
サ８４に並列に接続される。スイッチ素子８２のオン・
オフを制御する制御信号を入力する制御端子は、放電灯
点灯制御回路４５に接続される。

【００９４】このようなタイマー回路は、放電灯点灯制
御回路４５によってスイッチ素子８２がオンされると、
基準電圧Ｖrefから抵抗器８１およびスイッチ素子８２
を介してコンデンサ８４が充電される。そして、放電灯
点灯制御回路４５によってスイッチ素子８２がオフされ
ると、コンデンサ８４は、コンデンサ８４の容量と抵抗
器８３の抵抗値とから決まる時定数に従って抵抗器８３
を通して徐々に放電される。ここで、放電において、図
１２（ｂ）に示すように、コンデンサ８４の端子間電圧
ＶＴは、放電開始からの経過時間と１対１の対応関係が
あるため、放電灯点灯制御回路４５は、コンデンサ８４
の端子間電圧ＶＴを検出することによって経過時間を判
断することができる。

【００９５】一方、放電灯の気相成分の状態は、点灯か
ら消灯され消灯からの経過時間に従って徐々に安定した
状態に変化する。すなわち、放電灯をホットリスタート
することができる状態からコールドスタートしなければ
ならない状態に変化する。そこで、経験、計算または実
験などによって点灯から消灯され消灯からの所定の経過
時間Ｔ０まではホットリスタートとし、それ以後はコー
ルドスタートと決め、この所定の経過時間Ｔ０に対応す
るコンデンサ８４の端子間電圧ＶＴ（＝Ｖ０）をメモリ
（不図示）に記憶しておく。

【００９６】そして、放電灯点灯制御回路４５は、放電
灯を点灯させると同時にスイッチ素子８２をオンしてコ
ンデンサ８４を充電し、放電灯を消灯させると同時にス
イッチ素子８２をオフする。放電灯点灯制御回路４５
は、再び放電灯を点灯させる際に、コンデンサ８４の端
子間電圧ＶＴを検出する。放電灯点灯制御回路４５は、
検出した端子間電圧ＶＴがＶ０よりも大きい場合にはホ
ットリスタートであると判断し、検出した端子間電圧Ｖ
ＴがＶ０以下である場合には、コールドスタートである
と判断する。

【００９７】このように放電灯点灯制御回路４５は、タ
イマー回路を備えることにより放電灯の状態を検出する
ことができる。また、放電灯点灯制御回路４５は、タイ
マー回路を備えることにより、完全なホットリスタート
の状態（ＶＴ＝Ｖref）から完全なコールドスタートの
状態（ＶＴ＝０）まで端子間電圧ＶＴの値から判別する
ことができ、Ｖ０の値を適宜設定することにより、完全
なコールドスタートの場合だけ無くコールドスタートに
近いホットリスタートにおいても放電灯最大電流値を適
切に制限することができる。

【００９８】なお、放電灯がコールドスタートであるか
ホットリスタートであるかを判別する方法は、点灯から
消灯して消灯からの経過時間を計測することによって判
別する方法だけでなく、放電灯の気相成分の状態は放電
灯の温度と相関関係にあることから、放電灯の温度を計
測することによって判別してもよい。この場合には、放
電灯の温度を計測することができる空間に温度を検出す
ることができる素子を配置すればよい。例えば、素子温
度によって抵抗値を変化させる素子であるサーミスタな
どを用いることができる。

【００９９】ここで、本発明において、コールドスター
トとは、放電灯が点灯していない状態で放電灯内部の気
相成分が十分安定した状態での点灯を指す。一方、ホッ
トリスタートとは、放電灯が点灯された状態から消灯
し、放電灯内部の成分が活性化された状態での再点灯を
指す。このように、放電灯を点灯する際の状態がコール
ドスタートとされるべきであるのか或いはホットリスタ
ートとされるべきであるのかは、放電灯内部の気相成分
の状態を何らかの手法で計測することで判断することが
できる。コールドスタートとホットリスタートとを判別
する方法としては、例えば、放電灯内部の気相成分の状
態が温度と相関関係にあることから、放電灯の温度を計
測して判別指標とする方法や、消灯してからの経過時間
を計測することで放熱により冷却された放電灯の温度を
推定する方法などが挙げられる。

【０１００】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる放電灯点
灯装置は、従来のパルストランスにおける２次巻線のイ
ンダクタンスに代わって、放電灯電流制限回路がコール
ドスタートにおけるテイクオーバ時の放電灯電流（ラン
プ電流）の最大電流値を制限するので、パルストランス
を従来に較べて小型化することができ、放電灯の寿命を
従来に較べて短くなることを抑制することができる。パ
ルストランスを小型化することができるから、本発明に
かかる放電灯点灯装置は、従来に較べて小型化が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態にかかる放電灯点灯装置の構成
を示す図である。

【図２】第１の実施形態の放電灯点灯装置におけるタイ
ミングチャートを示す図である。

【図３】第２の制御方法における放電灯点灯装置のタイ
ミングチャートを示す図である。

【図４】第３の制御方法における放電灯点灯装置のタイ
ミングチャートを示す図である。

【図５】第４の制御方法における放電灯点灯装置のタイ
ミングチャートを示す図である。

【図６】第５の制御方法における放電灯点灯装置のタイ
ミングチャートを示す図である。

【図７】第２の実施形態にかかる放電灯点灯装置の構成
を示す図である。

【図８】第３の実施形態にかかる放電灯点灯装置の構成
を示す図である。

【図９】第４の実施形態にかかる放電灯点灯装置の構成
を示す図である。

【図１０】第５の実施形態にかかる放電灯点灯装置の構
成を示す図である。

【図１１】第５の実施形態の放電灯点灯装置におけるタ
イミングチャートを示す図である。

【図１２】タイマー回路の一例およびコンデンサの端子
間電圧とコールドスタート・ホットスタートとの関係を
示す図である。

【図１３】従来の放電灯点灯装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１ 電源１１ １２、１６、１８、２８、５７、８４ コンデンサ １３、２３a、２４a、２５a、２６a、２３b、２４b、２
５b、２６b、５６、６４、６７、６８、８２ スイッチ
素子 １４ トランス １５、１７ ダイオード １９、２１、２２、６１、６３、６５、６６、７１、８
１、８３ 抵抗器 ２０、２７ スイッチ ２９ パルストランス ３０ 放電灯 ３１ 制御回路 ４１ 直流／直流コンバータ駆動回路 ４２ ランプ電流検出回路 ４３ ランプ電圧検出回路 ４４ フルブリッジインバータ駆動回路 ４５ 放電灯点灯制御回路 ５１ コイル ５２ サイリスタ ５５ サーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AC01 AC11 BA05 CA16 CB02 CB07 DA04 DD08 DE02 DE04 EA06 GA02 GB03 GB18 HA02 HA03 HA07 HB06 3K083 AA03 AA05 AA06 AA22 AA45 AA92 BA25 BA26 BA47 BB12 BC19 BC38 BC42 BC47 BD03 BD04 BD09 BD10 BD16 BD22 BE05 CA32

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電灯を点灯させるための放電灯点灯装
   置であって、 直流電圧を昇圧または降圧する直流−直流変換回路と、 前記直流−直流変換回路の出力電圧を交流電圧に変換し
   て該交流電圧を前記放電灯に印加するための直流−交流
   変換回路と、 前記放電灯を点灯させるための起動パルスを発生させる
   起動パルス発生回路と、 前記放電灯の点灯を制御するための制御回路と、 前記放電灯をコールドスタートさせる場合におけるテイ
   クオーバ時に前記放電灯に流れる電流値の最大値を所定
   値以下に制限する放電灯電流制限回路とを備えることを
   特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記放電灯電流制限回路は、前記直流−
   直流変換回路と前記放電灯との間に設けられることを特
   徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記放電灯電流制限回路は、並列接続さ
   れた抵抗器とスイッチとから構成され、前記制御回路
   は、コールドスタートにおけるテイクオーバが終了する
   までは前記スイッチをオフするように制御することを特
   徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 前記放電灯電流制限回路は、並列接続さ
   れた誘導性負荷とスイッチとから構成され、前記制御回
   路は、コールドスタートにおけるテイクオーバが終了す
   るまでは前記スイッチをオフするように制御することを
   特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記放電灯電流制限回路は、抵抗値が素
   子温度によって変化する素子で構成されることを特徴と
   する請求項２に記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記直流−交流変換回路は、フルブリッ
   ジインバータ回路であって、前記制御回路は、前記放電
   灯をコールドスタートさせる場合におけるテイクオーバ
   時に前記放電灯に流れる電流値の最大値を所定値以下に
   制限するように、前記フルブリッジインバータ回路のブ
   リッジを構成するスイッチ素子を制御することを特徴と
   する請求項２ないし請求項５の何れか１項に記載の放電
   灯点灯装置。
7. 【請求項７】 前記制御回路は、前記直流−直流変換回
   路の出力を前記放電灯をコールドスタートさせる場合に
   おけるテイクオーバ時に前記放電灯に流れる電流値の最
   大値を所定値以下に制限するように制御することを特徴
   とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の放
   電灯点灯装置。
8. 【請求項８】 前記制御回路は、前記直流−直流変換回
   路の出力電圧をホットリスタートの場合の絶対値よりも
   コールドスタートの場合の絶対値の方が小さくなるよう
   に電圧値を制御することを特徴とする請求項７に記載の
   放電灯点灯装置。
9. 【請求項９】 前記制御回路は、一発目の起動パルスだ
   け、前記直流−直流変換回路の出力電圧をホットリスタ
   ートの場合の絶対値よりもコールドスタートの場合の方
   の絶対値が小さくなるように制御することを特徴とする
   請求項８に記載の放電灯点灯装置。
10. 【請求項１０】 前記制御回路は、二発目以降の起動パ
    ルスの何れかでは、前記直流−直流変換回路の出力電圧
    をホットリスタートの場合と同じ電圧値になるように制
    御することを特徴とする請求項８に記載の放電灯点灯装
    置。
11. 【請求項１１】 前記制御回路は、前記直流−直流変換
    回路の出力電圧をホットリスタートの場合の絶対値より
    もコールドスタートの場合の絶対値の方が小さくなるよ
    うに電圧値を制御すると共に、起動パルスを発生させる
    ごとに前記直流−直流変換回路の出力電圧をホットリス
    タートの場合の電圧値まで段階的に変化するように制御
    することを特徴とする請求項１０に記載の放電灯点灯装
    置。
12. 【請求項１２】 前記直流−直流変換回路の出力に並列
    接続されたスイッチ素子とコンデンサとを並列に設け、
    前記制御回路は、コールドスタートにおけるテイクオー
    バが終了するまでは前記スイッチがオフするように制御
    することを特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れ
    か１項に記載の放電灯点灯装置。
13. 【請求項１３】 点灯から消灯した場合に該消灯からの
    経過時間を計測するタイマー回路を前記制御回路にさら
    に設け、前記制御回路は、該タイマー回路の出力によっ
    て所定時間を経過する前にはホットリスタートであると
    判断すると共に、所定時間より経過した後にはコールド
    スタートであると判断することを特徴とする請求項１な
    いし請求項１２の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。
14. 【請求項１４】 前記起動パルス発生回路に用いられる
    パルストランスの２次巻線のインダクタンスが直流電流
    １Ａ重畳時に１ｍＨより小さいことを特徴とする請求項
    １ないし請求項１３の何れか１項に記載の放電灯点灯装
    置。
15. 【請求項１５】 前記直流−交流変換回路に用いられる
    スイッチ素子がＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar tra
    nsistor）あることを特徴とする請求項１ないし請求項
    １４の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。