JP2004265707A

JP2004265707A - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP2004265707A
Application number: JP2003054146A
Authority: JP
Inventors: Haruo Nagase; 春男永瀬
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP4239615B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device with a small size, a low price, simple constitution, and high reliability. <P>SOLUTION: The discharge lamp lighting device is equipped with a DC power source 1; a DC/DC converter 2 converting output of the DC power source 1 into desired DC voltage; a smoothing capacitor C1 connected to between output terminals of the DC/DC converter 2 and smoothing a DC output; a DC/AC inverter 3 converting DC voltage smoothed with the smoothing capacitor C1; a starting circuit 4 comprising a resonance circuit of an inductor and a capacitor; and a lamp 5 to which an AC output is supplied from the DC/AC inverter 3 through the starting circuit 4, and in starting, the DC/AC inverter 3 is switched with high frequency, the switching frequency is set in around the resonance frequency of the starting circuit 4, and the starting circuit 4 outputs high voltage. After the lamp 5 starts, the DC/AC inverter 3 is switched with low frequency, low frequency rectangular wave voltage is outputted, and the lamp 5 is lit. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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】
高圧放電ランプはコンパクトな形状で高ワットの高光束を得ることができ、点光源に近く、配光制御が容易であるので、白熱ランプやハロゲンランプの代替として最近使用されるようになってきた。
【０００３】
この高圧放電ランプを点灯させるために直流電圧を高周波でスイッチングし、インダクタンスやコンデンサを介して高圧放電ランプを矩形波出力で動作させる放電灯点灯装置がある。高圧放電ランプを高周波電力で点灯させると、音響的共鳴現象によってアーク放電が不安定になってチラツキが発生したり、立ち消えを起こすことがあるが、矩形波による点灯はアーク放電を安定させ、小型化を図ることができる。
【０００４】
また、高圧放電ランプを始動させるために、数ｋＶ〜数十ｋＶの高圧パルスが必要であり、特に瞬時に点灯させるためには２０ｋＶ程度のパルス電圧が必要になる。
【０００５】
図１７は従来例１の放電灯点灯装置の回路構成を示し、直流電源１と、直流電源１の出力を交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータ１０と、ＤＣ／ＡＣインバータ１０の出力端間に接続されたインダクタＬ１０とコンデンサＣ１０の直列回路と、コンデンサＣ１０に並列接続されたインダクタＬ１１と高圧放電ランプ５（以後ランプ５と称す）の直列回路とから構成される。
【０００６】
上記回路において、ランプ５の始動時はインダクタＬ１０とコンデンサＣ１０の共振動作によってコンデンサＣ１０の両端電圧が増加し、始動に必要な電圧をランプ５に印加して、点灯するとインダクタＬ１０，Ｌ１１，コンデンサＣ１０によってランプ５を流れるランプ電流Ｉ１１を限流しつつ、高周波のリプル電流を低減させて、安定に点灯させることができる。
【０００７】
図１８はＤＣ／ＡＣインバータ１０の出力電圧Ｖ１０の波形を示し、無負荷モードで動作する始動時の期間Ｔ１において、出力電圧Ｖ１０はインダクタＬ１０とコンデンサＣ１０との共振周波数に近い周波数で交互に正負に交番する波形であり、この時のランプ５の両端電圧Ｖ１１は図１９に示すように、ランプ５の絶縁破壊と共に振幅が小さくなっていく。
【０００８】
そして点灯モードで動作する点灯時の出力電圧Ｖ１０は、正電圧をチョッピングする期間Ｔａと負電圧をチョッピングする期間Ｔｂとを交互に繰り返す波形であり、この時のランプ電流Ｉ１１は図２０に示すように、インダクタＬ１０及びコンデンサＣ１０による高周波リプルの低減と、インダクタＬ１１によるローパスフィルタ効果とによって、正の電流値をとる期間Ｔａと、負の電流値をとる期間Ｔｂとを繰り返す矩形波電流になる。
【０００９】
次に従来例２の放電灯点灯装置の回路構成を図２１に示し、従来例１と異なる点は、専用の始動回路を設けた点で、従来例１のインダクタＬ１１の代わりにパルストランスＰＴ９の２次巻線ＰＴ９２を挿入し、パルストランスＰＴ９の１次巻線ＰＴ９１はパルス電圧を出力する始動回路１１に接続されている。そして、始動時には始動回路１１が１次巻線ＰＴ９１にパルス電圧を印加し、２次巻線ＰＴ９２に誘起する高圧パルスをランプ５に印加することで、ランプ５を始動させる。この従来例２では、ＤＣ／ＡＣインバータ１０の出力電圧Ｖ１０の波形には図１８の無負荷モードの期間Ｔ１はなく、点灯モードの期間Ｔａ，Ｔｂの繰り返しとなる。
（例えば、特許文献１参照。）
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−１２５４８２号公報（３頁左欄第５０行〜４頁左欄第２２行、５頁左欄第１３行〜６頁左欄第８行、図１、図４）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１では、始動電圧に数十ｋＶの高電圧が必要な場合は、コンデンサＣ１０には高耐圧のものが必要であり、さらに安定時にはフィルタとしての機能を果たすためにその静電容量も大きくなる。したがって、コンデンサＣ１０は高耐圧、高静電容量となり大型化してしまう。
【００１２】
また上記従来例２では、コンデンサＣ１０には従来例１と同様に静電容量の大きいものが必要であるが、高耐圧のものは必要なく、従来例１と比べて小型となる。しかし、専用の始動回路１１が必要となる。この始動回路１１には放電ギャップやサイリスタ等の専用のスイッチング素子Ｓ１１が必要であり、その周辺回路は複雑となり、さらに従来例１ではＤＣ／ＡＣインバータ１０から出力される配線は２本だが、従来例２では３本となり、回路構成が複雑となって全体の構成は取り扱いにくいものとなり、部品点数、及びコストが増大してしまう。
【００１３】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型、安価、構成が簡単で信頼性の高い放電灯点灯装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、直流電源と、直流電源の電源電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの直流出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサが平滑した直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、少なくとも１つ以上のコンデンサ及びインダクタから成る共振回路を具備してＤＣ／ＡＣインバータの出力を放電灯に供給する始動回路とを備え、放電灯の始動時には、ＤＣ／ＡＣインバータが高周波電圧を出力することで始動回路は共振回路の共振動作により発生する高電圧を放電灯に印加し、放電灯の点灯時には、ＤＣ／ＡＣインバータは始動時の周波数よりも低い周波数の電圧を始動回路を介して放電灯に印加することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、ＤＣ／ＡＣインバータは、放電灯の始動時に、始動回路の共振回路が共振動作を行う高周波電圧を出力する期間と、直流電圧を出力する期間とを交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１において、ＤＣ／ＡＣインバータは、放電灯の始動時に、始動回路の共振回路が共振動作を行う高周波電圧を出力する期間と、ゼロ電圧を出力する期間とを交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続したパルストランスと、１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、第１のコンデンサの他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続したインダクタと、１次巻線に並列接続した第２のコンデンサとを備え、放電灯は、２次巻線の他端と第１のコンデンサの他端との間に接続することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続したパルストランスと、１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、第１のコンデンサの他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続したインダクタと、１次巻線に並列接続した第２のコンデンサとを備え、放電灯は、２次巻線の他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と第１の２次巻線との各一端を接続すると共にＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端に第２の２次巻線の一端を接続したパルストランスと、１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、第１のコンデンサの他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続したインダクタと、１次巻線に並列接続した第２のコンデンサとを備え、放電灯は、第１の２次巻線の他端と第２の２次巻線の他端との間に接続することを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続した第１のパルストランスと、第１のパルストランスの１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、ＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端に一端を接続したインダクタと、インダクタの他端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続し、１次巻線の他端を第１のコンデンサの他端に接続した第２のパルストランスと、第１のパルストランスの１次巻線に並列接続した第２のコンデンサと、第２のパルストランスの１次巻線に並列接続した第３のコンデンサとを備え、放電灯は、第１のパルストランスの２次巻線の他端と第２のパルストランスの２次巻線の他端との間に接続することを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、昇圧チョッパ回路で構成されることを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、フライバック型の昇降圧コンバータ回路で構成されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、降圧チョッパ回路で構成されることを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、ＤＣ／ＡＣインバータは、スイッチング素子を平滑コンデンサの両端間にフルブリッジ接続して構成されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、ＤＣ／ＡＣインバータは、スイッチング素子を平滑コンデンサの両端間にハーフブリッジ接続して構成されることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、放電灯を装着すると共に、始動回路にリード線を介して接続されるソケットを備え、始動回路とソケットとは同一のブロック内に構成されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、放電灯を装着するソケットと始動回路とを一体に形成したことを特徴とする。
【００２８】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、始動回路と放電灯とを一体に形成したことを特徴とする。
【００２９】
請求項１６の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータと、平滑コンデンサと、ＤＣ／ＡＣインバータと、始動回路とを一体に形成したことを特徴とする。
【００３０】
請求項１７の発明は、請求項１乃至１６いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの直流出力を制御する直流出力制御手段と、ＤＣ／ＡＣインバータの交流出力を制御する交流出力制御手段とを備えることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
（実施形態１）
図１は本実施形態の放電灯点灯装置のブロック構成図であり、直流電源１と、直流電源１の出力を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力端間に接続されて、直流出力を平滑する平滑コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ１が平滑した直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ３と、インダクタとコンデンサの共振回路から成る始動回路４と、始動回路４を介してＤＣ／ＡＣインバータ３から交流出力を供給される高圧放電ランプ５（以後ランプ５と称す）とから構成される。
【００３３】
図２は図１の各ブロックの具体回路を示したもので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、直流電源１の正出力に一端を接続したインダクタＬ１と、インダクタＬ１の他端と正出力端との間に順方向接続したダイオードＤ１と、インダクタＬ１とダイオードＤ１との接続中点と直流電源の負出力との間に接続したスイッチング素子Ｓ５とを備えた昇圧チョッパ回路から成り、スイッチング素子Ｓ５をオン・オフすることで所望の直流電圧に昇圧して出力する。このような昇圧チョッパ回路は入力１００Ｖ〜２００Ｖを出力２００〜４００Ｖ程度に昇圧する場合に適している。
【００３４】
ＤＣ／ＡＣインバータ３は、平滑コンデンサＣ１の両端間に接続されたスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の直列回路、及びスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の直列回路を備えるフルブリッジ構成からなり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４とスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３とを交互にオン・オフすることで、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の接続中点、及びスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の接続中点から所望の周波数の交流電圧Ｖ１を出力する。
【００３５】
始動回路４は、ＤＣ／ＡＣインバータ３の一方の出力端に１次巻線ＰＴ１１と２次巻線ＰＴ１２との各一端を接続したパルストランスＰＴ１と、１次巻線ＰＴ１１の他端に一端を接続し、他端をＤＣ／ＡＣインバータ３の他方の出力端に接続したコンデンサＣ２とを備え、ランプ５は、２次巻線ＰＴ１２の他端とコンデンサＣ２の他端との間に接続される。
【００３６】
上記本実施形態の構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２とＤＣ／ＡＣインバータ３との間に平滑コンデンサＣ１を設けて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力の高周波リプル成分を低減し、ほぼ平滑された直流電圧としている。したがって、ＤＣ／ＡＣインバータ３、始動回路４を介してランプ５を流れるランプ電流は高周波のリプルが少なくなり、従来例のコンデンサＣ１０、インダクタＬ１１によるローパスフィルタ機能をランプ５の両端に設ける必要がなくなる。すなわち、本実施形態の始動回路４は始動時に高電圧を発生させる機能のみを有していればよく、その設計自由度は大幅に向上すると共に、部品点数の低減、小型化を図ることができる。
【００３７】
また、従来例の図１７、図２１に示すコンデンサＣ１０は交流電圧で使用されるのに対して、本実施形態の平滑コンデンサＣ１は直流電圧で使用されるので、電界コンデンサ等の高容量、小型、安価な部品を選定できる。
【００３８】
次に図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すＤＣ／ＡＣインバータ３の出力電圧Ｖ１波形を用いて、ＤＣ／ＡＣインバータ３及び始動回路４の動作について説明する。まず図３（ａ）においては、始動開始してからの期間Ｔｈは無負荷モードであり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４とスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３とが数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で交互にオン・オフする。ここで始動回路４のパルストランスＰＴ１の１次巻線ＰＴ１１と２次巻線ＰＴ１２とは各々インダクタンス素子とみなすことができ、１次巻線ＰＴ１とコンデンサＣ２との直列回路は共振回路を構成している。そして、ＤＣ／ＡＣインバータ３のスイッチング周波数は１次巻線ＰＴ１１とコンデンサＣ２との直列回路の共振周波数近傍に設定されており、１次巻線ＰＴ１１とコンデンサＣ２との直列回路は共振動作を行い、１次巻線ＰＴ１１には高い共振電圧が発生して、２次巻線ＰＴ１２の両端に高電圧が誘起され、ランプ５に始動のための高電圧が印加される。
【００３９】
期間Ｔｈに続く期間Ｔｌはランプ５が始動した後の点灯モードであり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４とスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３とが百Ｈｚ〜数百Ｈｚの低周波で交互にオン・オフすることで、低周波の矩形波電圧を出力して、２次巻線ＰＴ１２を介してランプ５を点灯させる。ここでコンデンサＣ２は静電容量が小さく、ＤＣ／ＡＣインバータ３の低周波出力に対して高インピーダンスとなり、期間Ｔｌでは共振動作を行わない。
【００４０】
次に図３（ｂ）は無負荷モードの別の動作を示しており、期間Ｔｈの動作は図３（ａ）と同様である。期間Ｔｈに続く期間Ｔｄｃにおいては、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオンし、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオフしている状態で、直流電圧をランプ５に印加しており、この期間Ｔｈと期間Ｔｄｃとを繰り返して無負荷モードの動作としてもよい。この動作では期間Ｔｈでランプ５が放電し、その後、期間ＴｄｃでコンデンサＣ２の両端電圧をランプ５に印加して始動しやすくしたものである。なお、期間Ｔｄｃにはスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４をオンし、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３をオフさせてもよい。
【００４１】
さらに図３（ｃ）も無負荷モードにおいての別の動作をしている。期間Ｔｈの動作は図３（ａ）と同様であるが、期間Ｔｈに続く期間Ｔｏｆｆにおいては、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４が全てオフしている状態で出力電圧Ｖ１はゼロとなり、この期間Ｔｈと期間Ｔｏｆｆとを繰り返すいわゆる間欠発振を無負荷モードの動作とする。そしてランプ５が放電を開始すると期間Ｔｌの動作に移行する。
【００４２】
上記図３（ａ）〜（ｃ）のように、ＤＣ／ＡＣインバータ３が、期間Ｔｈでは１次巻線ＰＴ１１とコンデンサＣ２との直列回路の共振周波数近傍で動作することでランプ５に高電圧を印加して始動させることができ、期間Ｔｌでは百Ｈｚ〜数百Ｈｚで動作することでランプ５を矩形波点灯させることができる。
【００４３】
（実施形態２）
本実施形態は図４に示すように、実施形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の構成を、フライバックトランスＴ１を備えたフライバック方式の昇降圧コンバータ回路としたものである。このＤＣ／ＤＣコンバータ２は、直流電源１の出力端間に接続したフライバックトランスＴ１の１次巻線Ｔ１１とスイッチング素子Ｓ６との直列回路と、フライバックトランスＴ１の２次巻線Ｔ１２の一端から順方向に接続したダイオードＤ１とを備え、２次巻線Ｔ１２の他端は直流電源１の負出力に接続されて、スイッチング素子Ｓ６をオン・オフすることで２次巻線Ｔ１２からダイオードＤ１を介して所望の直流電圧が出力される。このようなフライバックトランスＴ１を備えたフライバック方式の回路は、直流電源１の電圧が１２Ｖ、または２４Ｖ、または４２Ｖ等の低い電圧で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧が高い場合（例えばコンデンサＣ１の両端電圧が４００Ｖ程度）に適している。
【００４４】
（実施形態３）
本実施形態は、実施形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の構成を降圧チョッパ回路としたもので、図５に、直流電源として、周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源ＡＣを整流器ＤＢで全波整流し、この整流電圧をコンデンサＣ３で完全平滑したフラットな直流電圧を用いた例を示す。このＤＣ／ＤＣコンバータ２は、コンデンサＣ３の正電圧側に接続したスイッチング素子Ｓ７とインダクタＬ２との直列回路と、コンデンサＣ３の負電圧側からスイッチング素子Ｓ７とインダクタＬ２との接続中点に順方向に接続されたダイオードＤ２とを備え、平滑コンデンサＣ１の負電圧側はコンデンサＣ３の負電圧側に接続されて、スイッチング素子Ｓ７をオン・オフすることで所望の直流電圧に降圧して出力する。このような降圧チョッパ回路は、例えば２００Ｖの商用電源ＡＣを整流平滑した約３００Ｖの直流電圧を１００Ｖに降圧して出力する。
【００４５】
（実施形態４）
本実施形態は、実施形態１のＤＣ／ＡＣインバータ３の構成をハーフブリッジ構成としたもので、図６にその放電灯点灯装置の構成の一部を示す。ＤＣ／ＡＣインバータ３は、平滑コンデンサＣ１の両端間に接続されたスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の直列回路、及びコンデンサＣ４ａ，Ｃ４ｂの直列回路を備え、コンデンサＣ４ａ，Ｃ４ｂの接続中点は平滑コンデンサＣ１の両端電圧を分圧した電圧となる。そして、スイッチング素子Ｓ５とスイッチング素子Ｓ６とを交互にオン・オフすることで、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の接続中点、及びコンデンサＣ４ａ，Ｃ４ｂの接続中点から所望の周波数の交流電圧Ｖ１を出力し、そのピーク電圧は平滑コンデンサＣ１の両端電圧の１／２となる。
【００４６】
（実施形態５）
図７に示す本実施形態は実施形態１乃至４いずれかの放電灯点灯装置を基本構成として、自動車用ヘッドランプに使用されている高圧放電灯の一種であるメタルハライドランプ５ａを用い、そのメタルハライドランプ５ａを口金に装着するソケットＳＣ１を備えており、始動回路４はソケットＳＣ１を介してメタルハライドランプ５ａに接続している。
【００４７】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２と平滑コンデンサＣ１とＤＣ／ＡＣインバータ３とを１つに組み合わせたブロックＩＮＶ１と、始動回路４にソケットＳＣ１をリード線で接続して１つに組み合わせたブロックＩＧＮ１とを互いに分離して構成し、ブロックＩＧＮ１をメタルハライドランプ５ａに近いところに配置して、ブロックＩＮＶ１を直流電源１に近いところに配置し、ＤＣ／ＡＣインバータ３と始動回路４との間をリード線で接続する。したがって、高電圧を発生するブロックＩＧＮ１がメタルハライドランプ５ａに近いところにあるので、高圧パルスの減衰を少なくすることができる。
【００４８】
次に図８に示すように、図７の始動回路４とソケットＳＣ１とを一体化してブロックＩＧＳ１とすれば、図７のように始動回路４とソケットＳＣ１との間をリード線で接続しなくてもよく、リード線の分布容量等による高周波、高圧のパルスの減衰を大幅に抑えることができる。
【００４９】
また図９に示すように、始動回路４とメタルハライドランプ５ａとを一体化してブロックＩＳＬ１とすれば、ブロックＩＳＬ１にはメタルハライドランプ５ａを嵌合によって装着する口金は必要なく、始動回路４を含めたコンパクトなランプを構成できる。
【００５０】
さらには図１０に示すように、図８のブロックＩＮＶ１とブロックＩＧＳ１とを一体化してブロックＢａとすれば、各ブロック間を接続するリード線が不要となり、組み立てが非常に簡素化される。
【００５１】
本発明においては実施形態１に示したように始動回路４の小型化、簡素化を図ることができるので、上記図７〜図１０のように始動回路４を他の回路やブロックと一体化することは容易に実現できる。
【００５２】
（実施形態６）
図１１は図１の詳細な構成を示しており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は図４のフライバック方式の昇降圧コンバータ回路で構成され、スイッチング素子としてＦＥＴＱ５（図４のスイッチング素子Ｓ６に対応）を備え、出力端間には出力電圧を検出する出力電圧検出部６を備える。
【００５３】
ＤＣ／ＡＣインバータ３は図１と同様にフルブリッジ構成であり、スイッチング素子としてＦＥＴＱ１〜Ｑ４（図１のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に対応）を備える。
【００５４】
始動回路４は図１３にも示すように、ＤＣ／ＡＣインバータ３の一方の出力端に１次巻線ＰＴ１１と２次巻線ＰＴ１２との各一端を接続したパルストランスＰＴ１と、１次巻線ＰＴ１１の他端に一端を接続したコンデンサＣ２と、コンデンサＣ２の他端とＤＣ／ＡＣインバータ３の他方の出力端との間に接続したインダクタＬ３と、１次巻線ＰＴ１１に並列接続したコンデンサＣ３とを備え、ランプ５は、２次巻線ＰＴ１２の他端とコンデンサＣ２の他端との間に接続される。
【００５５】
本実施形態では、ＦＥＴＱ１〜Ｑ４，Ｑ５のオン・オフを制御するための制御部７を備えており、制御部７は、出力電圧検出部６が出力する検出信号を受けてＦＥＴＱ５のスイッチングをパルス幅制御するＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部７１と、ＰＷＭ制御部７１のＰＷＭ信号を受けてＦＥＴＱ５をオン・オフ駆動するドライバ部７２と、出力電圧検出部６が出力する検出信号のレベル（ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧のレベル）から無負荷モード／点灯モードの動作モードを切り替えるモード信号を出力するモード切替部７３と、モード切替部７３からモード信号を受けて無負荷モードであれば高周波数の発振信号を出力し、点灯モードであれば低周波数の発振信号を出力する発振部７４と、発振部７４の発振信号を分周した分周信号を出力する分周回路７５と、分周回路７５から分周信号を受けてＦＥＴＱ１〜Ｑ４をオン・オフ駆動するドライバ部７６とから構成される。
【００５６】
モード切替部７３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧が高いときは無負荷モード信号を出力し、これは図３（ａ）の期間Ｔｈに相当する。そしてランプ５が始動して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧が低下すると点灯モード信号を出力し、これは図３（ａ）の期間Ｔｌに相当する。
【００５７】
次に本実施形態の始動回路４の動作について説明する。まず無負荷モード時にＤＣ／ＡＣインバータ３は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波電圧を出力する。ここでインダクタＬ３，コンデンサＣ２，Ｃ３は、高周波電圧の周波数が共振周波数近傍となるように各定数が設定されており、コンデンサＣ３の両端、すなわち１次巻線ＰＴ１１の両端には共振電圧Ｖｃ３が発生し、２次巻線ＰＴ１２の両端に高電圧Ｖｐが誘起される。図１２にはこの共振電圧Ｖｃ３、高電圧Ｖｐの各波形を示しており、このときの各定数は、インダクタＬ３：１００μＨ，コンデンサＣ２：１００ｎＦ，コンデンサＣ３：１００ｎＦである。また、コンデンサＣ２，Ｃ３の直列回路はランプ５に対して実質的に並列接続されており、ランプ５を始動させるための共振回路の一部であると共に、ランプ５から発生するノイズを大幅に低減させることができる。
【００５８】
そして、上記無負荷モードでランプ５が始動すると、電圧Ｖｃ３が低下し、点灯モードへ移行し、ＦＥＴＱ１〜Ｑ４のスイッチング周波数は数百Ｈｚとなり、出力電圧は低周波となる。この安定点灯時にランプ５を流れる電流は、平滑コンデンサＣ１の平滑動作によってＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力に含まれる高周波のリプル電流は殆ど除去されているので、上記コンデンサＣ２，Ｃ３のフィルタ機能は必要なく、始動時の共振動作のみを考慮して部品定数を設定すればよい。しかも静電容量が小さいので小型の部品を使用することができる。
【００５９】
（実施形態７）
図１４〜図１６は、実施形態６の始動回路４（図１３参照）の他の構成を示しており、図１４の始動回路４は、インダクタＬ３を削除して、コンデンサＣ２にインダクタＬ４を直列接続したもので、このインダクタＬ４はランプ５に対して実質的に並列接続しているので、点灯時は電流が殆ど流れず、無負荷時の共振動作のみに有効に作用する。
【００６０】
図１５の始動回路は、図１４の始動回路のパルストランスＰＴ１が２組の２次巻線ＰＴ１２ａ，ＰＴ１２ｂを具備しており、ランプ５の一端に２次巻線ＰＴ１２ａ、他端に２次巻線ＰＴ１２ｂが各々直列に接続されており、１次巻線ＰＴ１１に共振電圧が発生すると、２つの２次巻線ＰＴ１２ａ，ＰＴ１２ｂに高電圧が誘起され、ランプ５に数十ｋＶの高電圧が印加される。この場合、ランプ５から発生するノイズは、ランプ５の両端に接続した２次巻線ＰＴ１２ａ，ＰＴ１２ｂの各インダクタンス成分がフィルタとして作用するので、始動回路４を介してＤＣ／ＡＣインバータ３へ戻ることを防止でき、放電灯点灯装置のケース等の構造体では、ノイズをシールドするための部品を簡素化することができる。なお、２次巻線ＰＴ１２ａ，ＰＴ１２ｂを同一巻数として、発生する高電圧を同様に分担する構成がノイズに対して効果的である。
【００６１】
図１６の始動回路は図１３の始動回路に２つ目のパルストランスＰＴ２を設けて、パルストランスＰＴ２は、コンデンサＣ２を介して１次巻線ＰＴ１１に直列接続した１次巻線ＰＴ２１と、ランプ５を介して２次巻線ＰＴ１２に直列接続した２次巻線ＰＴ２２とを具備している。さらに１次巻線ＰＴ２１にはコンデンサＣ４が並列接続している。この場合、ランプ５から発生するノイズは、追加したパルストランスＰＴ２、及びコンデンサＣ４によって低減される。
【００６２】
上記図１３〜図１６の各始動回路４は、ノイズの要求レベルや、実施形態５の図７〜図１０に示す構成のうちいずれの構成を採用するかに応じて選べばよい。いずれにしても、始動回路４は、コンデンサ、インダクタ、パルストランスの各部品で構成されるので、簡素化、小型化、低コスト化に寄与できるものである。
【００６３】
また、高電圧を発生するパルストランスＰＴ１，ＰＴ２は、始動回路４をランプ５の近傍に配置する実施形態５の図８〜図１０の放電灯点灯装置ではパルスの減衰が少ないので、コアの形状を棒状にした開磁路で構成して、１次巻線と２次巻線とを２層に巻回することができる。あるいは、分巻き（セクション巻き）や、平角線を用いたエッジワイズ巻きでもよい。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１の発明は、直流電源と、直流電源の電源電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの直流出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサが平滑した直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、少なくとも１つ以上のコンデンサ及びインダクタから成る共振回路を具備してＤＣ／ＡＣインバータの出力を放電灯に供給する始動回路とを備え、放電灯の始動時には、ＤＣ／ＡＣインバータが高周波電圧を出力することで始動回路は共振回路の共振動作により発生する高電圧を放電灯に印加し、放電灯の点灯時には、ＤＣ／ＡＣインバータは始動時の周波数よりも低い周波数の電圧を始動回路を介して放電灯に印加するので、構成部品の小型化、低コスト化、部品点数の低減化を図ることができると共に、始動回路専用のスイッチング素子がないので配線の数も増加せず、したがって全体の構成を簡単、小型、安価にすることができて、且つ信頼性を高くすることができるという効果がある。
【００６５】
請求項２の発明は、請求項１において、ＤＣ／ＡＣインバータは、放電灯の始動時に、始動回路の共振回路が共振動作を行う高周波電圧を出力する期間と、直流電圧を出力する期間とを交互に繰り返すので、放電灯の始動を容易に行うことができるという効果がある。
【００６６】
請求項３の発明は、請求項１において、ＤＣ／ＡＣインバータは、放電灯の始動時に、始動回路の共振回路が共振動作を行う高周波電圧を出力する期間と、ゼロ電圧を出力する期間とを交互に繰り返すので、放電灯の始動を行うことができるという効果がある。
【００６７】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続したパルストランスと、１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、第１のコンデンサの他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続したインダクタと、１次巻線に並列接続した第２のコンデンサとを備え、放電灯は、２次巻線の他端と第１のコンデンサの他端との間に接続するので、始動回路専用のスイッチング素子は必要なく、回路構成の簡素化を図ることができ、部品点数、及びコストの低減を図ることができるという効果がある。
【００６８】
請求項５の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続したパルストランスと、１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、第１のコンデンサの他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続したインダクタと、１次巻線に並列接続した第２のコンデンサとを備え、放電灯は、２次巻線の他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続するので、始動回路専用のスイッチング素子は必要なく、回路構成の簡素化を図ることができ、部品点数、及びコストの低減を図ることができるという効果がある。
【００６９】
請求項６の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と第１の２次巻線との各一端を接続すると共にＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端に第２の２次巻線の一端を接続したパルストランスと、１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、第１のコンデンサの他端とＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端との間に接続したインダクタと、１次巻線に並列接続した第２のコンデンサとを備え、放電灯は、第１の２次巻線の他端と第２の２次巻線の他端との間に接続するので、始動回路専用のスイッチング素子は必要なく、回路構成の簡素化を図ることができ、部品点数、及びコストの低減を図ることができるという効果がある。また、放電灯から発生するノイズをさらに低減することができる。
【００７０】
請求項７の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、始動回路は、ＤＣ／ＡＣインバータの一方の出力端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続した第１のパルストランスと、第１のパルストランスの１次巻線の他端に一端を接続した第１のコンデンサと、ＤＣ／ＡＣインバータの他方の出力端に一端を接続したインダクタと、インダクタの他端に１次巻線と２次巻線との各一端を接続し、１次巻線の他端を第１のコンデンサの他端に接続した第２のパルストランスと、第１のパルストランスの１次巻線に並列接続した第２のコンデンサと、第２のパルストランスの１次巻線に並列接続した第３のコンデンサとを備え、放電灯は、第１のパルストランスの２次巻線の他端と第２のパルストランスの２次巻線の他端との間に接続するので、始動回路専用のスイッチング素子は必要なく、回路構成の簡素化を図ることができ、部品点数、及びコストの低減を図ることができるという効果がある。また、放電灯から発生するノイズをさらに低減することができる。
【００７１】
請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、昇圧チョッパ回路で構成されるので、入力電圧を昇圧して点灯に適した電圧を得ることができるという効果がある。
【００７２】
請求項９の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、フライバック型の昇降圧コンバータ回路で構成されるので、低電圧を高電圧に昇圧する動作に適しているという効果がある。
【００７３】
請求項１０の発明は、請求項１乃至７いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、降圧チョッパ回路で構成されるので、入力電圧を降圧して点灯に適した電圧を得ることができるという効果がある。
【００７４】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、ＤＣ／ＡＣインバータは、スイッチング素子を平滑コンデンサの両端間にフルブリッジ接続して構成されるので、平滑コンデンサの両端電圧をピーク電圧とする交流電圧を出力することができるという効果がある。
【００７５】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、ＤＣ／ＡＣインバータは、スイッチング素子を平滑コンデンサの両端間にハーフブリッジ接続して構成されるので、平滑コンデンサの両端電圧の半分をピーク電圧とする交流電圧を出力することができるという効果がある。
【００７６】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、放電灯を装着すると共に、始動回路にリード線を介して接続されるソケットを備え、始動回路とソケットとは同一のブロック内に構成されるので、始動回路を放電灯に近いところに配置でき、始動回路で発生するパルスの減衰を低減させることができるという効果がある。
【００７７】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、放電灯を装着するソケットと始動回路とを一体に形成したので、始動回路を放電灯にさらに近いところに配置でき、始動回路で発生するパルスの減衰をさらに低減させることができるという効果がある。
【００７８】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、始動回路と放電灯とを一体に形成したので、始動回路で発生するパルスの減衰をさらに低減させると共に、コンパクトにすることができるという効果がある。
【００７９】
請求項１６の発明は、請求項１乃至１２いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータと、平滑コンデンサと、ＤＣ／ＡＣインバータと、始動回路とを一体に形成したので、組み立ての簡素化を図ることができるという効果がある。
【００８０】
請求項１７の発明は、請求項１乃至１６いずれかにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの直流出力を制御する直流出力制御手段と、ＤＣ／ＡＣインバータの交流出力を制御する交流出力制御手段とを備えるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＤＣ／ＡＣインバータを放電灯の点灯状態に応じて制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置のブロック構成を示す図である。
【図２】同上の回路構成を示す図である。
【図３】（ａ）同上のＤＣ／ＡＣインバータの第１の出力電圧を示す図である。
（ｂ）同上のＤＣ／ＡＣインバータの第２の出力電圧を示す図である。
（ｃ）同上のＤＣ／ＡＣインバータの第３の出力電圧を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２のフライバック型の昇降圧コンバータ回路を用いた回路構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態３の降圧チョッパ回路を用いた回路構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態４のハーフブリッジインバータ回路を用いた回路構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態５の放電灯点灯装置の第１の構成を示す図である。
【図８】同上の放電灯点灯装置の第２の構成を示す図である。
【図９】同上の放電灯点灯装置の第３の構成を示す図である。
【図１０】同上の放電灯点灯装置の第４の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態６の放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【図１２】同上の始動回路の電圧波形を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態７の始動回路の第１の構成を示す図である。
【図１４】同上の始動回路の第２の構成を示す図である。
【図１５】同上の始動回路の第３の構成を示す図である。
【図１６】同上の始動回路の第４の構成を示す図である。
【図１７】従来例１の放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【図１８】同上の出力電圧波形を示す図である。
【図１９】同上の始動時のランプ電圧波形を示す図である。
【図２０】同上の点灯時のランプ電流波形を示す図である。
【図２１】従来例２の放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１直流電源
２ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ＤＣ／ＡＣインバータ
４始動回路
５ランプ
Ｃ１平滑コンデンサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device.
[0002]
[Prior art]
High-pressure discharge lamps have been recently used as an alternative to incandescent lamps and halogen lamps because they can obtain a high luminous flux of high wattage in a compact shape, are close to point light sources, and have easy light distribution control. .
[0003]
There is a discharge lamp lighting device that switches a DC voltage at a high frequency to turn on the high-pressure discharge lamp and operates the high-pressure discharge lamp with a rectangular wave output via an inductance or a capacitor. When a high-pressure discharge lamp is lit with high-frequency power, the arc discharge becomes unstable due to the acoustic resonance phenomenon, which may cause flickering or extinguish.However, lighting with a square wave stabilizes the arc discharge and reduces the size of the lamp. Can be achieved.
[0004]
Further, in order to start the high-pressure discharge lamp, a high-voltage pulse of several kV to several tens of kV is required, and particularly, a pulse voltage of about 20 kV is required to light the lamp instantaneously.
[0005]
FIG. 17 shows a circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the conventional example 1, in which a DC power supply 1, a DC / AC inverter 10 for converting the output of the DC power supply 1 into an alternating current, and an output terminal of the DC / AC inverter 10 are connected. A series circuit of the inductor L10 and the capacitor C10, and a series circuit of the inductor L11 and the high-pressure discharge lamp 5 (hereinafter, referred to as a lamp 5) connected in parallel to the capacitor C10.
[0006]
In the above circuit, when the lamp 5 is started, the voltage across the capacitor C10 increases due to the resonance operation of the inductor L10 and the capacitor C10, and a voltage necessary for starting is applied to the lamp 5, and when the lamp 5 is turned on, the inductors L10, L11 and the capacitor C10 are turned on. As a result, while limiting the lamp current I11 flowing through the lamp 5, the high-frequency ripple current can be reduced and the lamp 5 can be stably lit.
[0007]
FIG. 18 shows the waveform of the output voltage V10 of the DC / AC inverter 10. In the start-up period T1 in which the DC / AC inverter 10 operates in the no-load mode, the output voltage V10 is alternately positive and negative at a frequency near the resonance frequency of the inductor L10 and the capacitor C10. In this case, the amplitude of the voltage V11 across the lamp 5 decreases with the dielectric breakdown of the lamp 5 as shown in FIG.
[0008]
The output voltage V10 at the time of lighting, which operates in the lighting mode, has a waveform in which a positive voltage chopping period Ta and a negative voltage chopping period Tb are alternately repeated, and the lamp current I11 at this time is as shown in FIG. In addition, due to the reduction of the high-frequency ripple by the inductor L10 and the capacitor C10 and the low-pass filter effect by the inductor L11, the rectangular wave current repeats a period Ta having a positive current value and a period Tb having a negative current value.
[0009]
Next, FIG. 21 shows a circuit configuration of a discharge lamp lighting device of Conventional Example 2, which is different from Conventional Example 1 in that a dedicated starting circuit is provided, and instead of the inductor L11 of Conventional Example 1, a pulse transformer PT9 is used. The secondary winding PT92 is inserted, and the primary winding PT91 of the pulse transformer PT9 is connected to the starting circuit 11 that outputs a pulse voltage. Then, at the time of starting, the starting circuit 11 starts the lamp 5 by applying a pulse voltage to the primary winding PT91 and applying a high-voltage pulse induced in the secondary winding PT92 to the lamp 5. In the second conventional example, the waveform of the output voltage V10 of the DC / AC inverter 10 does not include the period T1 in the no-load mode in FIG. 18 and repeats the periods Ta and Tb in the lighting mode.
(For example, refer to Patent Document 1.)
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-10-125482 (page 3, left column, line 50 to page 4, left column, line 22; page 5, left column, line 13 to page 6, left column, line 8, FIG. 1 and FIG. 4)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional example 1, when a high voltage of several tens of kV is required for the starting voltage, the capacitor C10 needs to have a high withstand voltage. growing. Therefore, the capacitor C10 has a high withstand voltage and a high electrostatic capacity, and is increased in size.
[0012]
In the second conventional example, a capacitor having a large electrostatic capacity is required as in the first conventional example, but a capacitor with a high withstand voltage is not required, and the capacitor is smaller than the first conventional example. However, a dedicated starting circuit 11 is required. The starting circuit 11 requires a dedicated switching element S11 such as a discharge gap or a thyristor, and its peripheral circuit becomes complicated. Further, in the first conventional example, two wires are output from the DC / AC inverter 10, but the conventional circuit In Example 2, the number is three, the circuit configuration is complicated, the whole configuration is difficult to handle, and the number of parts and the cost are increased.
[0013]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly reliable discharge lamp lighting device that is small in size, inexpensive, simple in configuration, and simple.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A DC power supply, a DC / DC converter for converting a power supply voltage of the DC power supply to a desired DC voltage, a smoothing capacitor for smoothing a DC output of the DC / DC converter, and a DC A DC / AC inverter for converting a voltage into an AC voltage; and a starting circuit including a resonance circuit including at least one or more capacitors and an inductor to supply an output of the DC / AC inverter to the discharge lamp. At the time of starting, the DC / AC inverter outputs a high-frequency voltage, so that the starting circuit applies a high voltage generated by the resonance operation of the resonance circuit to the discharge lamp. A lower frequency voltage is applied to the discharge lamp via the starting circuit.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the discharge lamp is started, the DC / AC inverter sets a period during which the resonance circuit of the starting circuit outputs a high-frequency voltage at which the resonance operation is performed and a period during which the DC voltage is output. It is characterized by being alternately repeated.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, when the discharge lamp is started, the DC / AC inverter outputs a high-frequency voltage during which the resonance circuit of the starting circuit performs a resonance operation and a period during which the zero voltage is output. It is characterized by being alternately repeated.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit includes a pulse transformer having one end of a primary winding and one end of a secondary winding connected to one output end of the DC / AC inverter; A first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding, an inductor connected between the other end of the first capacitor and the other output end of the DC / AC inverter, and a parallel to the primary winding A second capacitor connected to the discharge lamp, wherein the discharge lamp is connected between the other end of the secondary winding and the other end of the first capacitor.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit includes a pulse transformer having one end of a primary winding and one end of a secondary winding connected to one output end of the DC / AC inverter; A first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding, an inductor connected between the other end of the first capacitor and the other output end of the DC / AC inverter, and a parallel to the primary winding A second capacitor connected to the discharge lamp, wherein the discharge lamp is connected between the other end of the secondary winding and the other output end of the DC / AC inverter.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit connects one end of the primary winding and one end of the first secondary winding to one output end of the DC / AC inverter. A pulse transformer having one end of a second secondary winding connected to the other output terminal of the DC / AC inverter, a first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding, And a second capacitor connected in parallel with the primary winding, the discharge lamp being provided between the other end of the DC / AC inverter and the other output terminal of the DC / AC inverter. And the other end of the second secondary winding.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit includes a first pulse having one end of the primary winding and one end of the secondary winding connected to one output end of the DC / AC inverter. A transformer, a first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding of the first pulse transformer, an inductor having one end connected to the other output end of the DC / AC inverter, and one end connected to the other end of the inductor. A second pulse transformer in which one end of each of the secondary winding and the secondary winding is connected, and the other end of the primary winding is connected to the other end of the first capacitor; and a primary winding of the first pulse transformer. A second capacitor connected in parallel to the line, and a third capacitor connected in parallel to the primary winding of the second pulse transformer, wherein the discharge lamp is connected to the other end of the secondary winding of the first pulse transformer. And the other end of the secondary winding of the second pulse transformer. To.
[0021]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the DC / DC converter is constituted by a step-up chopper circuit.
[0022]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the DC / DC converter includes a flyback type buck-boost converter circuit.
[0023]
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the DC / DC converter includes a step-down chopper circuit.
[0024]
According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the DC / AC inverter is configured by connecting a switching element to a full bridge between both ends of a smoothing capacitor.
[0025]
According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the DC / AC inverter is configured such that a switching element is half-bridge connected between both ends of a smoothing capacitor.
[0026]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the discharge lamp is mounted, and a socket connected to the starting circuit via a lead wire is provided. The starting circuit and the socket are configured in the same block. It is characterized by being performed.
[0027]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the socket for mounting the discharge lamp and the starting circuit are integrally formed.
[0028]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the starting circuit and the discharge lamp are integrally formed.
[0029]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the DC / DC converter, the smoothing capacitor, the DC / AC inverter, and the starting circuit are integrally formed.
[0030]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in any one of the first to sixteenth aspects, a DC output control means for controlling a DC output of the DC / DC converter based on an output voltage of the DC / DC converter, and an AC output of the DC / AC inverter AC output control means for controlling the
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a discharge lamp lighting device according to the present embodiment. The DC power supply 1, a DC / DC converter 2 for converting an output of the DC power supply 1 to a desired DC voltage, and an output of the DC / DC converter 2 A smoothing capacitor C1 connected between the terminals for smoothing the DC output, a DC / AC inverter 3 for converting the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor C1 into an AC voltage, and a starting circuit 4 including a resonance circuit of an inductor and a capacitor; And a high-pressure discharge lamp 5 (hereinafter, referred to as a lamp 5) supplied with an AC output from the DC / AC inverter 3 via a starting circuit 4.
[0033]
FIG. 2 shows a specific circuit of each block of FIG. 1. The DC / DC converter 2 includes an inductor L1 having one end connected to the positive output of the DC power supply 1, and an inductor L1 having the other end connected to the positive output terminal. A step-up chopper circuit including a diode D1 connected in the forward direction therebetween, and a switching element S5 connected between the connection point between the inductor L1 and the diode D1 and the negative output of the DC power supply, and the switching element S5 is turned on. -When turned off, the voltage is increased to a desired DC voltage and output. Such a boost chopper circuit is suitable for boosting an input of 100V to 200V to an output of about 200 to 400V.
[0034]
The DC / AC inverter 3 has a full bridge configuration including a series circuit of switching elements S1 and S2 and a series circuit of switching elements S3 and S4 connected between both ends of the smoothing capacitor C1, and performs switching with the switching elements S1 and S4. By alternately turning on and off the elements S2 and S3, an AC voltage V1 having a desired frequency is output from the connection point between the switching elements S1 and S2 and the connection point between the switching elements S3 and S4.
[0035]
The starting circuit 4 includes a pulse transformer PT1 having one end of a primary winding PT11 and one end of a secondary winding PT12 connected to one output end of the DC / AC inverter 3, and one end connected to the other end of the primary winding PT11. And a capacitor C2 having the other end connected to the other output end of the DC / AC inverter 3. The lamp 5 is connected between the other end of the secondary winding PT12 and the other end of the capacitor C2. .
[0036]
In the configuration of the present embodiment, the smoothing capacitor C1 is provided between the DC / DC converter 2 and the DC / AC inverter 3 to reduce the high-frequency ripple component of the output of the DC / DC converter 2 and to reduce the substantially smoothed DC. Voltage. Therefore, the lamp current flowing through the lamp 5 via the DC / AC inverter 3 and the starting circuit 4 has less high-frequency ripple, and it is not necessary to provide a low-pass filter function of the conventional capacitor C10 and inductor L11 at both ends of the lamp 5. . In other words, the starting circuit 4 of the present embodiment only needs to have a function of generating a high voltage at the time of starting, so that the degree of design freedom is greatly improved, and the number of parts can be reduced and the size can be reduced. .
[0037]
Further, the capacitor C10 shown in FIGS. 17 and 21 of the conventional example is used with an AC voltage, whereas the smoothing capacitor C1 of the present embodiment is used with a DC voltage. Inexpensive parts can be selected.
[0038]
Next, the operation of the DC / AC inverter 3 and the starting circuit 4 will be described using the output voltage V1 waveform of the DC / AC inverter 3 shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c). First, in FIG. 3A, the period Th from the start of the start is a no-load mode, and the switching elements S1, S4 and the switching elements S2, S3 are alternately turned on at a high frequency of several tens kHz to several hundreds kHz.・ Turn off. Here, the primary winding PT11 and the secondary winding PT12 of the pulse transformer PT1 of the starting circuit 4 can be regarded as inductance elements, respectively, and a series circuit of the primary winding PT1 and the capacitor C2 forms a resonance circuit. ing. The switching frequency of the DC / AC inverter 3 is set near the resonance frequency of the series circuit of the primary winding PT11 and the capacitor C2, and the series circuit of the primary winding PT11 and the capacitor C2 performs a resonance operation. A high resonance voltage is generated in the primary winding PT11, a high voltage is induced at both ends of the secondary winding PT12, and a high voltage for starting is applied to the lamp 5.
[0039]
The period Tl following the period Th is a lighting mode after the lamp 5 is started, and the switching elements S1 and S4 and the switching elements S2 and S3 are alternately turned on and off at a low frequency of one hundred Hz to several hundred Hz. , A low-frequency rectangular wave voltage is output, and the lamp 5 is turned on via the secondary winding PT12. Here, the capacitor C2 has a small capacitance, has a high impedance with respect to the low frequency output of the DC / AC inverter 3, and does not perform the resonance operation in the period Tl.
[0040]
Next, FIG. 3B shows another operation in the no-load mode, and the operation in the period Th is the same as that in FIG. 3A. In a period Tdc following the period Th, a DC voltage is applied to the lamp 5 in a state where the switching elements S2 and S3 are turned on and the switching elements S1 and S4 are turned off. The operation in the no-load mode may be repeated. In this operation, the lamp 5 is discharged in the period Th, and thereafter, the voltage across the capacitor C2 is applied to the lamp 5 in the period Tdc to facilitate starting. In the period Tdc, the switching elements S1 and S4 may be turned on, and the switching elements S2 and S3 may be turned off.
[0041]
FIG. 3C also shows another operation in the no-load mode. The operation in the period Th is the same as that in FIG. 3A, but in the period Toff following the period Th, the output voltage V1 becomes zero in a state where all the switching elements S1 to S4 are turned off. The so-called intermittent oscillation that repeats Toff is an operation in the no-load mode. When the lamp 5 starts discharging, the operation shifts to the operation in the period Tl.
[0042]
As shown in FIGS. 3A to 3C, the DC / AC inverter 3 operates near the resonance frequency of the series circuit of the primary winding PT11 and the capacitor C2 during the period Th, so that a high voltage is applied to the lamp 5. Is applied, and the lamp 5 can be turned on in a rectangular wave by operating at 100 Hz to several hundred Hz in the period Tl.
[0043]
(Embodiment 2)
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the configuration of the DC / DC converter 2 of the first embodiment is a flyback type step-up / step-down converter circuit including a flyback transformer T1. The DC / DC converter 2 includes a series circuit including a primary winding T11 of a flyback transformer T1 and a switching element S6 connected between output terminals of the DC power supply 1, and one end of a secondary winding T12 of the flyback transformer T1. And the other end of the secondary winding T12 is connected to the negative output of the DC power supply 1, and the switching element S6 is turned on and off to switch the diode D1 from the secondary winding T12. Output a desired DC voltage. A flyback type circuit including such a flyback transformer T1 is used when the DC power supply 1 has a low voltage such as 12 V, 24 V, or 42 V and the output voltage of the DC / DC converter 2 is high (for example, a capacitor). (The voltage across C1 is about 400 V).
[0044]
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the configuration of the DC / DC converter 2 of the first embodiment is a step-down chopper circuit. In FIG. 5, as a DC power supply, a commercial power supply AC having a frequency of 50 Hz or 60 Hz is full-wave rectified by a rectifier DB. An example using a flat DC voltage obtained by completely smoothing the rectified voltage by the capacitor C3 will be described. The DC / DC converter 2 includes a series circuit of a switching element S7 and an inductor L2 connected to a positive voltage side of a capacitor C3, and a forward direction from a negative voltage side of the capacitor C3 to a connection point between the switching element S7 and the inductor L2. The negative voltage side of the smoothing capacitor C1 is connected to the negative voltage side of the capacitor C3, and the switching element S7 is turned on / off to step down to a desired DC voltage and output the same. Such a step-down chopper circuit steps down, for example, a DC voltage of about 300 V obtained by rectifying and smoothing a 200 V commercial power supply AC to 100 V and outputs it.
[0045]
(Embodiment 4)
In this embodiment, the configuration of the DC / AC inverter 3 of the first embodiment is a half bridge configuration, and FIG. 6 shows a part of the configuration of the discharge lamp lighting device. The DC / AC inverter 3 includes a series circuit of switching elements S5 and S6 connected between both ends of the smoothing capacitor C1, and a series circuit of capacitors C4a and C4b. This is a voltage obtained by dividing the voltage between both ends. Then, by alternately turning on and off the switching element S5 and the switching element S6, an AC voltage V1 having a desired frequency is output from the connection point of the switching elements S5 and S6 and the connection point of the capacitors C4a and C4b. The peak voltage is の of the voltage across the smoothing capacitor C1.
[0046]
(Embodiment 5)
This embodiment shown in FIG. 7 is based on the discharge lamp lighting device according to any one of Embodiments 1 to 4, and uses a metal halide lamp 5a, which is a kind of high-pressure discharge lamp used in a headlamp for an automobile, and uses the metal halide lamp 5a. A starter circuit 4 is provided with a socket SC1 for mounting 5a on a base, and the starting circuit 4 is connected to the metal halide lamp 5a via the socket SC1.
[0047]
The block INV1 in which the DC / DC converter 2, the smoothing capacitor C1, and the DC / AC inverter 3 are combined into one, and the block IGN1 in which the socket SC1 is connected to the starting circuit 4 by a lead wire and combined into one. The block IGN1 is arranged near the metal halide lamp 5a, the block INV1 is arranged near the DC power supply 1, and the lead between the DC / AC inverter 3 and the starting circuit 4 is provided. Connecting. Therefore, since the block IGN1 that generates a high voltage is located near the metal halide lamp 5a, the attenuation of the high-voltage pulse can be reduced.
[0048]
Next, as shown in FIG. 8, if the starting circuit 4 of FIG. 7 and the socket SC1 are integrated into a block IGS1, the starting circuit 4 and the socket SC1 are not connected by a lead wire as shown in FIG. Alternatively, attenuation of high-frequency and high-voltage pulses due to the distributed capacitance of the lead wire or the like can be significantly suppressed.
[0049]
Further, as shown in FIG. 9, if the starting circuit 4 and the metal halide lamp 5a are integrated into a block ISL1, the base ISL1 does not need a base for fitting the metal halide lamp 5a by fitting, and the starting circuit 4 is included. A compact lamp can be configured.
[0050]
Further, as shown in FIG. 10, if the block INV1 and the block IGS1 in FIG. 8 are integrated into a block Ba, lead wires connecting the blocks are not required, and the assembly is greatly simplified.
[0051]
In the present invention, since the starting circuit 4 can be reduced in size and simplified as described in the first embodiment, the starting circuit 4 is integrated with other circuits and blocks as shown in FIGS. This can be easily realized.
[0052]
(Embodiment 6)
FIG. 11 shows a detailed configuration of FIG. 1. The DC / DC converter 2 is configured by the flyback type step-up / step-down converter circuit of FIG. 4, and has an FET Q5 (corresponding to the switching element S6 of FIG. 4) as a switching element. And an output voltage detector 6 for detecting an output voltage between output terminals.
[0053]
The DC / AC inverter 3 has a full-bridge configuration as in FIG. 1, and includes FETs Q1 to Q4 (corresponding to the switching elements S1 to S4 in FIG. 1) as switching elements.
[0054]
As shown in FIG. 13, the starting circuit 4 includes a pulse transformer PT1 having one end of a primary winding PT11 and one end of a secondary winding PT12 connected to one output end of a DC / AC inverter 3, and a primary winding. A capacitor C2 having one end connected to the other end of PT11, an inductor L3 connected between the other end of capacitor C2 and the other output end of DC / AC inverter 3, and a capacitor C3 connected in parallel to primary winding PT11. The lamp 5 is connected between the other end of the secondary winding PT12 and the other end of the capacitor C2.
[0055]
In the present embodiment, a control unit 7 for controlling ON / OFF of the FETs Q1 to Q4 and Q5 is provided. The control unit 7 receives the detection signal output from the output voltage detection unit 6, and switches the switching of the FET Q5 to a pulse. A PWM control unit 71 that outputs a PWM signal for controlling the width, a driver unit 72 that receives the PWM signal from the PWM control unit 71 to drive the FET Q5 on and off, and a level of the detection signal output from the output voltage detection unit 6 (DC / Mode level of the output voltage of the DC converter 2) and a mode switching unit 73 for outputting a mode signal for switching the operation mode between the no-load mode and the lighting mode. An oscillating unit 74 that outputs an oscillating signal of a frequency and outputs a low-frequency oscillating signal in a lighting mode; A frequency dividing circuit 75 for outputting a No. configured to FETQ1~Q4 receives divided signal from the frequency divider 75 from the ON-OFF drive driver unit 76..
[0056]
When the output voltage of the DC / DC converter 2 is high, the mode switching unit 73 outputs a no-load mode signal, which corresponds to a period Th in FIG. Then, when the lamp 5 starts and the output voltage of the DC / DC converter 2 decreases, a lighting mode signal is output, which corresponds to the period Tl in FIG.
[0057]
Next, the operation of the starting circuit 4 of the present embodiment will be described. First, in the no-load mode, the DC / AC inverter 3 outputs a high-frequency voltage of several tens of kHz to several hundreds of kHz. Here, the inductor L3, the capacitors C2, and C3 have their respective constants set so that the frequency of the high-frequency voltage is close to the resonance frequency. The resonance voltage Vc3 is applied to both ends of the capacitor C3, that is, both ends of the primary winding PT11. This causes a high voltage Vp to be induced across the secondary winding PT12. FIG. 12 shows waveforms of the resonance voltage Vc3 and the high voltage Vp, and the respective constants at this time are inductor L3: 100 μH, capacitor C2: 100 nF, and capacitor C3: 100 nF. The series circuit of the capacitors C2 and C3 is substantially connected in parallel to the lamp 5, is a part of a resonance circuit for starting the lamp 5, and greatly reduces noise generated from the lamp 5. Can be done.
[0058]
Then, when the lamp 5 is started in the no-load mode, the voltage Vc3 decreases, the mode shifts to the lighting mode, the switching frequency of the FETs Q1 to Q4 becomes several hundred Hz, and the output voltage becomes low. Since the high-frequency ripple current included in the output of the DC / DC converter 2 is almost completely removed by the smoothing operation of the smoothing capacitor C1, the filter current of the capacitors C2 and C3 is necessary for the current flowing through the lamp 5 during the stable lighting. Instead, the component constants may be set in consideration of only the resonance operation at the time of starting. In addition, since the capacitance is small, small components can be used.
[0059]
(Embodiment 7)
14 to 16 show another configuration of the starting circuit 4 (see FIG. 13) of the sixth embodiment. The starting circuit 4 of FIG. 14 removes the inductor L3 and connects the inductor L4 to the capacitor C2 in series. Since the inductor L4 is connected substantially in parallel to the lamp 5, almost no current flows during lighting, and the inductor L4 effectively acts only on the resonance operation when there is no load.
[0060]
In the starting circuit shown in FIG. 15, the pulse transformer PT1 of the starting circuit shown in FIG. 14 includes two sets of secondary windings PT12a and PT12b. The secondary winding PT12a is provided at one end of the lamp 5, and the secondary winding PT12a is provided at the other end. When the resonance voltage is generated in the primary winding PT11, a high voltage is induced in the two secondary windings PT12a and PT12b, and a high voltage of several tens kV is applied to the lamp 5. Is done. In this case, the noise generated from the lamp 5 returns to the DC / AC inverter 3 via the starting circuit 4 because each inductance component of the secondary windings PT12a and PT12b connected to both ends of the lamp 5 functions as a filter. In a structure such as a case of a discharge lamp lighting device, components for shielding noise can be simplified. A configuration in which the secondary windings PT12a and PT12b have the same number of turns and share the generated high voltage in the same manner is effective against noise.
[0061]
The starting circuit of FIG. 16 is provided with a second pulse transformer PT2 in the starting circuit of FIG. 13. The pulse transformer PT2 includes a primary winding PT21 connected in series to a primary winding PT11 via a capacitor C2, and a lamp. 5 and a secondary winding PT22 connected in series to the secondary winding PT12 through the secondary winding PT22. Further, a capacitor C4 is connected in parallel to the primary winding PT21. In this case, noise generated from the lamp 5 is reduced by the added pulse transformer PT2 and the capacitor C4.
[0062]
Each of the starting circuits 4 in FIGS. 13 to 16 may be selected according to the required level of noise and which of the configurations shown in FIGS. 7 to 10 of the fifth embodiment is employed. In any case, since the starting circuit 4 is composed of components such as a capacitor, an inductor, and a pulse transformer, it can contribute to simplification, downsizing, and cost reduction.
[0063]
Also, the pulse transformers PT1 and PT2 that generate high voltage have a small pulse attenuation in the discharge lamp lighting devices of FIGS. 8 to 10 of the fifth embodiment in which the starting circuit 4 is disposed near the lamp 5, so that the shape of the core is small. Is constituted by a bar-shaped open magnetic path, and the primary winding and the secondary winding can be wound in two layers. Alternatively, a partial winding (section winding) or an edgewise winding using a flat wire may be used.
[0064]
【The invention's effect】
A DC power supply, a DC / DC converter for converting a power supply voltage of the DC power supply to a desired DC voltage, a smoothing capacitor for smoothing a DC output of the DC / DC converter, and a DC A DC / AC inverter for converting a voltage into an AC voltage; and a starting circuit including a resonance circuit including at least one or more capacitors and an inductor to supply an output of the DC / AC inverter to the discharge lamp. At the time of starting, the DC / AC inverter outputs a high-frequency voltage, so that the starting circuit applies a high voltage generated by the resonance operation of the resonance circuit to the discharge lamp. Since a lower frequency voltage is applied to the discharge lamp via the starting circuit, the components are reduced in size, cost is reduced, and the number of components is reduced. In addition, since there is no switching element dedicated to the starting circuit, the number of wirings does not increase, so that the overall configuration can be simplified, small, inexpensive, and high in reliability. There is.
[0065]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the discharge lamp is started, the DC / AC inverter sets a period during which the resonance circuit of the starting circuit outputs a high-frequency voltage for performing a resonance operation and a period during which the DC voltage is output. Since the discharge lamp is alternately repeated, there is an effect that the discharge lamp can be easily started.
[0066]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, when the discharge lamp is started, the DC / AC inverter outputs a high-frequency voltage during which the resonance circuit of the starting circuit performs a resonance operation and a period during which the zero voltage is output. Since the discharge lamp is alternately repeated, there is an effect that the discharge lamp can be started.
[0067]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit includes a pulse transformer having one end of a primary winding and one end of a secondary winding connected to one output end of the DC / AC inverter; A first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding, an inductor connected between the other end of the first capacitor and the other output end of the DC / AC inverter, and a parallel to the primary winding Since the discharge lamp is connected between the other end of the secondary winding and the other end of the first capacitor, a switching element dedicated to the starting circuit is not required, and There is an effect that simplification can be achieved, and the number of parts and cost can be reduced.
[0068]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit includes a pulse transformer having one end of a primary winding and one end of a secondary winding connected to one output end of the DC / AC inverter; A first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding, an inductor connected between the other end of the first capacitor and the other output end of the DC / AC inverter, and a parallel to the primary winding Since the discharge lamp is connected between the other end of the secondary winding and the other output end of the DC / AC inverter, there is no need for a switching element dedicated to the starting circuit, There is an effect that the configuration can be simplified, and the number of parts and cost can be reduced.
[0069]
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit connects one end of the primary winding and one end of the first secondary winding to one output end of the DC / AC inverter. A pulse transformer having one end of a second secondary winding connected to the other output terminal of the DC / AC inverter, a first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding, And a second capacitor connected in parallel with the primary winding, the discharge lamp being provided between the other end of the DC / AC inverter and the other output terminal of the DC / AC inverter. And the other end of the second secondary winding, there is no need for a switching element dedicated to the starting circuit, the circuit configuration can be simplified, and the number of parts and cost can be reduced. There is an effect that can be. Further, noise generated from the discharge lamp can be further reduced.
[0070]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the starting circuit includes a first pulse having one end of the primary winding and one end of the secondary winding connected to one output end of the DC / AC inverter. A transformer, a first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding of the first pulse transformer, an inductor having one end connected to the other output end of the DC / AC inverter, and one end connected to the other end of the inductor. A second pulse transformer in which one end of each of the secondary winding and the secondary winding is connected, and the other end of the primary winding is connected to the other end of the first capacitor; and a primary winding of the first pulse transformer. A second capacitor connected in parallel to the line, and a third capacitor connected in parallel to the primary winding of the second pulse transformer, wherein the discharge lamp is connected to the other end of the secondary winding of the first pulse transformer. And the other end of the secondary winding of the second pulse transformer. The switching element is not required for circuits dedicated, it is possible to simplify the circuit configuration, there is an effect that it is possible to achieve the number of parts, and cost reduction. Further, noise generated from the discharge lamp can be further reduced.
[0071]
According to the invention of claim 8, in any one of claims 1 to 7, the DC / DC converter is constituted by a step-up chopper circuit, so that the input voltage can be stepped up to obtain a voltage suitable for lighting. is there.
[0072]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the DC / DC converter is configured by a flyback type buck-boost converter circuit, and thus is suitable for an operation of boosting a low voltage to a high voltage. effective.
[0073]
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, since the DC / DC converter is constituted by a step-down chopper circuit, an effect that a voltage suitable for lighting can be obtained by stepping down an input voltage. is there.
[0074]
According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the DC / AC inverter is configured by connecting a switching element in a full bridge between both ends of the smoothing capacitor. This has the effect that an alternating voltage can be output.
[0075]
According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the DC / AC inverter is configured by connecting a switching element in a half-bridge between both ends of the smoothing capacitor. There is an effect that an AC voltage can be output.
[0076]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the discharge lamp is mounted, and a socket connected to the starting circuit via a lead wire is provided. The starting circuit and the socket are configured in the same block. Therefore, the starting circuit can be arranged near the discharge lamp, and the attenuation of the pulse generated in the starting circuit can be reduced.
[0077]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the socket for mounting the discharge lamp and the starting circuit are integrally formed, so that the starting circuit can be arranged closer to the discharge lamp, and the starting circuit is generated. There is an effect that the attenuation of the generated pulse can be further reduced.
[0078]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, since the starting circuit and the discharge lamp are formed integrally, the attenuation of the pulses generated in the starting circuit can be further reduced and the device can be made compact. effective.
[0079]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the DC / DC converter, the smoothing capacitor, the DC / AC inverter, and the starting circuit are integrally formed, so that assembly can be simplified. There is an effect that can be.
[0080]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in any one of the first to sixteenth aspects, a DC output control means for controlling a DC output of the DC / DC converter based on an output voltage of the DC / DC converter, and an AC output of the DC / AC inverter And an AC output control means for controlling the DC / DC converter and the DC / DC inverter can be controlled according to the lighting state of the discharge lamp.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a block configuration of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the above.
FIG. 3A is a diagram showing a first output voltage of the DC / AC inverter according to the first embodiment;
(B) It is a figure which shows the 2nd output voltage of a DC / AC inverter same as the above.
(C) It is a figure which shows the 3rd output voltage of a DC / AC inverter same as the above.
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration using a flyback type buck-boost converter circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration using a step-down chopper circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration using a half-bridge inverter circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a first configuration of a discharge lamp lighting device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a second configuration of the discharge lamp lighting device of the above.
FIG. 9 is a diagram showing a third configuration of the discharge lamp lighting device of the above.
FIG. 10 is a diagram showing a fourth configuration of the discharge lamp lighting device of the above.
FIG. 11 is a diagram illustrating a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a voltage waveform of a starting circuit of the above.
FIG. 13 is a diagram illustrating a first configuration of a starting circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a second configuration of the starting circuit of the above.
FIG. 15 is a diagram showing a third configuration of the starting circuit according to the third embodiment;
FIG. 16 is a diagram showing a fourth configuration of the starting circuit of the above.
FIG. 17 is a diagram showing a circuit configuration of a discharge lamp lighting device of Conventional Example 1.
FIG. 18 is a diagram showing an output voltage waveform according to the embodiment.
FIG. 19 is a diagram showing a lamp voltage waveform at the time of starting according to the first embodiment;
FIG. 20 is a diagram showing a lamp current waveform at the time of lighting as in the above.
FIG. 21 is a diagram showing a circuit configuration of a discharge lamp lighting device of Conventional Example 2.
[Explanation of symbols]
1 DC power supply
2 DC / DC converter
3 DC / AC inverter
4 Starting circuit
5 lamp
C1 Smoothing capacitor

Claims

A DC power supply, a DC / DC converter for converting a power supply voltage of the DC power supply to a desired DC voltage, a smoothing capacitor for smoothing a DC output of the DC / DC converter, and a DC voltage smoothed by the smoothing capacitor is converted to an AC voltage. A starting circuit including a DC / AC inverter and a resonance circuit including at least one capacitor and an inductor to supply the output of the DC / AC inverter to the discharge lamp; Outputs a high-frequency voltage so that the starting circuit applies a high voltage generated by the resonance operation of the resonance circuit to the discharge lamp. A discharge lamp lighting device characterized in that the discharge lamp is applied to a discharge lamp via a starting circuit.

2. The DC / AC inverter according to claim 1, wherein at the time of starting the discharge lamp, a period in which the resonance circuit of the starting circuit outputs a high-frequency voltage for performing a resonance operation and a period in which the DC voltage is output are alternately repeated. Discharge lamp lighting device.

2. The DC / AC inverter according to claim 1, wherein, when the discharge lamp is started, a period in which the resonance circuit of the starting circuit outputs a high-frequency voltage for performing a resonance operation and a period in which the zero voltage is output are alternately repeated. Discharge lamp lighting device.

The starting circuit includes a pulse transformer in which one end of a primary winding and a secondary winding are connected to one output end of a DC / AC inverter, and a first capacitor in which one end is connected to the other end of the primary winding. An inductor connected between the other end of the first capacitor and the other output end of the DC / AC inverter, and a second capacitor connected in parallel to the primary winding. 4. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the discharge lamp lighting device is connected between the other end of the winding and the other end of the first capacitor.

The starting circuit includes a pulse transformer in which one end of a primary winding and a secondary winding are connected to one output end of a DC / AC inverter, and a first capacitor in which one end is connected to the other end of the primary winding. An inductor connected between the other end of the first capacitor and the other output end of the DC / AC inverter, and a second capacitor connected in parallel to the primary winding. 4. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the discharge lamp lighting device is connected between the other end of the winding and the other output end of the DC / AC inverter.

The starting circuit connects one end of the primary winding and one end of the first secondary winding to one output end of the DC / AC inverter, and connects the second secondary winding to the other output end of the DC / AC inverter. A pulse transformer to which one end of the wire is connected, a first capacitor having one end connected to the other end of the primary winding, and a connection between the other end of the first capacitor and the other output end of the DC / AC inverter. And a second capacitor connected in parallel with the primary winding, and the discharge lamp is connected between the other end of the first secondary winding and the other end of the second secondary winding. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein:

The starting circuit includes: a first pulse transformer having one end of a primary winding and one end of a secondary winding connected to one output end of the DC / AC inverter; and the other end of the primary winding of the first pulse transformer. A first capacitor having one end connected to the other end, an inductor having one end connected to the other output end of the DC / AC inverter, and one end of a primary winding and a secondary winding connected to the other end of the inductor, A second pulse transformer having the other end of the primary winding connected to the other end of the first capacitor, a second capacitor connected in parallel to the primary winding of the first pulse transformer, and a second pulse transformer And a third capacitor connected in parallel with the primary winding of the first pulse transformer. The discharge lamp is connected between the other end of the secondary winding of the first pulse transformer and the other end of the secondary winding of the second pulse transformer. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge lamp lighting device is connected therebetween.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 7, wherein the DC / DC converter includes a boost chopper circuit.

8. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the DC / DC converter comprises a flyback type step-up / step-down converter circuit.

8. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the DC / DC converter includes a step-down chopper circuit.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the DC / AC inverter is configured by connecting a switching element to a full bridge between both ends of a smoothing capacitor.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the DC / AC inverter is configured by connecting a switching element in a half bridge between both ends of a smoothing capacitor.

13. The mounting circuit according to claim 1, further comprising a socket mounted with the discharge lamp and connected to the starting circuit via a lead wire, wherein the starting circuit and the socket are configured in the same block. Discharge lamp lighting device.

13. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein a socket for mounting the discharge lamp and a starting circuit are formed integrally.

13. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the starting circuit and the discharge lamp are integrally formed.

The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 12, wherein a DC / DC converter, a smoothing capacitor, a DC / AC inverter, and a starting circuit are integrally formed.

A DC output control means for controlling a DC output of the DC / DC converter based on an output voltage of the DC / DC converter, and an AC output control means for controlling an AC output of the DC / AC inverter. Item 17. A discharge lamp lighting device according to any one of Items 1 to 16.