JP2006085992A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水銀レスランプの点灯を制御する場合でも、放電始動直後の放電維持を継続することができる放電灯点灯装置を得ることを目的とする。
【解決手段】 直流電源１の電源電圧Ｖ_１を昇圧し、その昇圧電圧Ｖ_２を保持する始動補助回路３を設け、ＨＩＤランプ２０の放電を開始させる際、始動補助回路３に保持されている昇圧電圧Ｖ_２をトランス２に印加させる。これにより、ＨＩＤランプ２０が水銀レスランプである場合でも、放電始動直後の放電維持を継続することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、自動車の前照灯に用いるＨＩＤランプなどの高輝度放電灯の点灯を制御する放電灯点灯装置に関するものである。

自動車のヘッドライトとして、ＨＩＤランプ（高輝度放電灯）が普及してきている。
ＨＩＤランプは、明るさが３２００ｌｍ、使用電力が３５Ｗ、寿命が２０００時間程度であり、ハロゲンランプと較べて、明るさが２倍、使用電力が半分、寿命が数倍の長さである。
このようなＨＩＤランプの点灯を始動し、その点灯を維持する従来の放電灯点灯装置は、例えば、以下の特許文献１に開示されている。

従来の放電灯点灯装置は、ＤＣ−ＤＣ昇圧回路が直流電源の電源電圧を昇圧し、ＤＣ−ＡＣインバータ回路が昇圧された電源電圧を４００Ｈｚ程度の低周波の交流電圧に変換する。
このように、放電灯点灯装置は、ＨＩＤランプに対する電圧供給が二段構成になっているが、ＨＩＤランプの始動時には、２０ｋＶ程度の高電圧パルスをＨＩＤランプに印加する必要があるため、更に、高電圧パルスを発生させるイグナイタトランスとギャップスイッチからなるイグニッション部を備える必要がある。

一方、直流電圧をＨＩＤランプに印加して始動するようにすれば、イグナイタトランスが不要になり、点灯装置の小型化と低コスト化を実現することができる。
ただし、イグナイタトランスのインダクタンス成分がなくなるので、ＨＩＤランプの放電特性に適合した回路構成を実現する必要がある。即ち、ＨＩＤランプの動作状態により、ＨＩＤランプの負荷抵抗が異なり、点灯装置に要求される電力が異なるので、ＨＩＤランプの放電特性に適合した回路構成を実現する必要がある。

ＨＩＤランプでは次の４つの動作状態がある。即ち、（Ａ）放電待機、（Ｂ）放電始動、（Ｃ）過渡放電、（Ｄ）定常放電の４つの動作状態がある。ＨＩＤランプの動作状態が異なると、ＨＩＤランプの負荷抵抗値が異なるので、ＨＩＤランプの動作状態に合わせて電力を効率よく供給する必要がある。以下、４つの動作状況の概略を述べる。
（Ａ）放電待機
ＨＩＤランプの点灯指示から実際にＨＩＤランプが点灯するまでの期間である。
従来の放電灯点灯装置では、放電始動直後の放電成長を確実にするため、予めキャパシタ等で４００Ｖ程度の待機電圧を保持し、その待機電圧を放電始動時にＨＩＤランプに印加する。

（Ｂ）放電始動
１０ｋＶ程度の直流電圧をＨＩＤランプに印加すると、ＨＩＤランプは絶縁破壊して放電を開始する。
従来の放電灯点灯装置では、通常、２０ｋＶ程度のインパルス電圧をＨＩＤランプに印加して始動するようにしているため、このインパルス電圧を発生するためのイグナイタトランスが必要である。

（Ｃ）過渡放電
放電始動から内部のハロゲン化金属が安定して、放電を開始する定常放電までが過渡放電である。この過渡放電の期間に放電を持続し、素早く光束を立ち上げるためには十分な電力を供給しなければならない。特に、車載用のヘッドライトに適用する場合には、点灯始動後数秒以内に光束を立ち上げなくてはならない。
ここで、ＨＩＤランプ消灯後からの経過時間の長さが異なると、放電始動直後のランプの抵抗値が異なるため必要な供給電力も異なる。消灯後に短い時間経過で点灯始動する場合をホットスタートという。一方、消灯後に長い時間経過で点灯始動する場合をコールドスタートという。

コールドスタートでは、ＨＩＤランプのインピーダンスが放電始動前の数ＭΩから数十Ωまで急激に低下した後、ＨＩＤランプの点灯管内温度や圧力の上昇に従って、定常状態の数百Ωまで上昇する。
逆にホットスタートでは、放電始動すると、点灯管内温度が高温で管内圧力が高いため、ＨＩＤランプのインピーダンスが数ＭΩから数百Ω（定常状態のインピーダンスよりもまだ高いインピーダンス）まで低下した後、徐々に定常状態のインピーダンスまで低下する過程をたどる。

放電の体積過程においては、放電を持続するのに十分なエネルギーを投入しなければ放電が不安定になり、放電の立ち消えが発生する。また、放電のカソード表面過程においても、アーク放電を維持するため、熱電子放出を行うのに十分なエネルギーを投入しなければならない。従って、絶縁破壊直後は、放電の立ち消えが起こらないように十分なエネルギーを投入する必要がある。
ＨＩＤランプの状態の違いで、管内の圧力や温度状態等の変化に合わせた放電を立ち消えさせないために必要な投入エネルギーも変化する。コールドスタートでは、その体積過程における管内ガスはキセノンが主であり、管内圧力が低いため必要投入エネルギーも比較的少ない。これに対して、ホットスタートでは、その体積過程における管内ガスはキセノンや水銀蒸気が主であり、管内圧力が高いため必要投入エネルギーが多くなる。

（Ｄ）定常放電
ランプ内部が安定した定常放電であり、３５Ｗの電力を効率よく供給する。
ＨＩＤランプを高周波点灯すると、音響共鳴現象によりランプ内のアークが不安定となり、ちらつきや立ち消えなどが発生する。これを防ぐため、高周波電力供給の駆動周波数を変動させる必要がある。これにより、数十ｋＨｚの駆動周波数においても安定して点灯させることができる。

次に、従来のＨＩＤランプには水銀が封入されているが、環境対策による水銀使用規制から水銀が封入されていないＨＩＤランプが近年登場している。
したがって、水銀が封入されていないＨＩＤランプに対応する点灯装置の開発が要求されている。
水銀レスランプでは、定格出力３５Ｗで点灯している定常時のランプ電圧が４０Ｖ程度である。水銀有りランプのランプ電圧が８５Ｖ程度であるので、水銀有りランプと比べて半分程度の低いものとなる。
水銀レスランプでは、定常時のランプ電圧が低いので、直流電源を昇圧するトランスの巻線比は、従来の水銀有りランプの場合よりも少ないものでよい。例えば、従来のトランスの巻線比が１：１７であるとすると、水銀レスランプ用には１：１０程度の巻線比のトランスでも動作可能となる。これにより、トランス一次側での電流実効値を下げることができ、スイッチング素子での損失を低減することができる。

ただし、放電開始直後の放電成長に必要な電圧は、水銀レスランプでも水銀有りランプと同等の４００Ｖ程度であるため、トランスの巻線比を下げると、二次側の電圧確保が難しくなり、放電成長が困難になることがある。水銀レスランプでも放電始動直後の放電維持成長を確実にする必要がある。

特開２００２−１５１２８６号公報（段落番号［００２２］から［００３６］、図１）

従来の放電灯点灯装置は以上のように構成されているので、水銀レスランプの点灯を制御する場合、水銀有りランプ用のトランスより巻線比が少ないトランスを使用することができる。しかし、トランスの巻線比を下げると、二次側の電圧確保が難しくなるため、放電成長が困難になり、放電始動直後の放電維持を継続することができないことがあるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、水銀レスランプの点灯を制御する場合でも、放電始動直後の放電維持を継続することができる放電灯点灯装置を得ることを目的とする。

この発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源の電源電圧を昇圧し、その昇圧電圧を保持する始動補助回路を設け、放電灯の放電を開始させる際、始動補助回路に保持されている昇圧電圧をトランスに印加させるようにしたものである。

この発明によれば、直流電源の電源電圧を昇圧し、その昇圧電圧を保持する始動補助回路を設け、放電灯の放電を開始させる際、始動補助回路に保持されている昇圧電圧をトランスに印加させるように構成したので、水銀レスランプの点灯を制御する場合でも、放電始動直後の放電維持を継続することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による放電灯点灯装置を示す構成図であり、図において、直流電源１は電源電圧Ｖ_１をトランス２の一次側に印加する。トランス２は巻線比が１：１：１０程度のプッシュプルトランスを用いて構成され、直流電源１から電源電圧Ｖ_１が印加されると、その電源電圧Ｖ_１をＨＩＤランプ（放電灯）２０に供給する。なお、トランス２の巻線比は、ＨＩＤランプ２０の定常点灯時に必要な電圧が二次側に発生する値であればよく、その他の巻線比でもよい。

始動補助回路３は直流電源１の電源電圧Ｖ_１を昇圧し、その昇圧電圧Ｖ_２を保持する。始動補助回路３のダイオード４，５は電圧昇圧部を構成し、トランス２の一次巻線により昇圧された電圧Ｖ_２をキャパシタ６に供給する。始動補助回路３のキャパシタ６は電源電圧Ｖ_１より高い電圧Ｖ_２を保持する。
キャパシタ７は始動補助回路３の電圧供給点の電圧を安定化するため、その電圧供給点に設置されている。キャパシタ８は電流リプルを抑制するため、直流電源１の電圧供給点に設置されている。
この実施の形態１では、始動補助回路３のキャパシタ６の容量値が電圧安定用のキャパシタ７の容量値より大きく、平滑用のキャパシタ８の容量値が電圧安定用のキャパシタ７の容量値より大きいものとする。

スイッチング素子９は制御回路１４の指示の下、ＨＩＤランプ２０の点灯時にオンになり、直流電源１の電源電圧Ｖ_１がトランス２の一次側に印加される。
スイッチング素子１０，１１はダイオード４，５と直列に接続され、始動補助回路３のキャパシタ６に電圧Ｖ_２を供給する際、制御回路１４の指示の下、交互にオンオフを繰り返す。
スイッチング素子１２は制御回路１４の指示の下、ＨＩＤランプ２０の放電始動時にオンになり、始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２がトランス２の一次側に印加される。
スイッチング素子１３は直流電源１の極性が逆に接続された場合の保護用として、直流電源１の電圧供給点と始動補助回路３の電圧供給点との間に設置されている。
なお、スイッチング素子９〜１３としては、ＭＯＳ−ＦＥＴ、パワートランジスタ、ＩＧＢＴなどの電力用半導体パワーデバイスが用いられる。あるいは、ＳｉＣ、ＧａＮなどのワイドギャップ半導体で作成された電力用半導体パワーデバイスが用いられる。

制御回路１４はＨＩＤランプ２０の動作状態に応じてスイッチング素子９〜１３のオンオフを制御し、特にＨＩＤランプ２０の放電を開始する際、スイッチング素子１２をオンして、始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２をトランス２に印加させる。

インダクタ１５はトランス２の二次巻線と直列に接続され、インダクタ１６はトランス２の二次巻線と並列に接続されている。インダクタ１７及びキャパシタ１８はトランス２の二次巻線とＨＩＤランプ２０の間に接続され、キャパシタ１９はＨＩＤランプ２０と並列に接続されている。
インダクタ１６，１７及びキャパシタ１８，１９から、ＨＩＤランプ２０のインピーダンスに対応する電圧をＨＩＤランプ２０に供給する共振回路が構成されている。
即ち、トランス２の二次側には、ＨＩＤランプ２０の負荷に合わせて電力が効率よく供給されるように、インダクタ１６，１７及びキャパシタ１８，１９から直列共振と並列共振が構成されている。

インダクタ１６，１７及びキャパシタ１８，１９の素子値としては、例えば、インダクタ１６＝０．２５ｍＨ、インダクタ１７＝０．３ｍＨ、キャパシタ１８＝３ｎＦ、キャパシタ１９＝３ｎＦとすればよい。ただし、共振周波数がＨＩＤランプ２０に供給する電力の駆動周波数に対応することができれば、他の素子値でもよい。
図２はこの発明の実施の形態１による放電灯点灯装置の動作手順を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
制御回路１４は、ＨＩＤランプ２０の点灯指示を受けると、スイッチング素子９〜１３の制御を開始する（ステップＳＴ１）。
具体的には、制御回路１４は、スイッチング素子９，１３をオフ状態からオン状態に切り換える。この際、スイッチング素子１２のオフ状態は維持する。
また、制御回路１４は、スイッチング素子１０，１１が交互にオンオフを繰り返すように、スイッチング素子１０，１１を制御する。

これにより、直流電源１の電源電圧Ｖ_１がトランス２の一次巻線に印加され、トランス２の一次巻線により昇圧された電圧Ｖ_２（電源電圧Ｖ_１の昇圧電圧）がダイオード４，５を介して始動補助回路３のキャパシタ６に供給されて保持される（ステップＳＴ２）。
また、トランス２の二次側には高周波電力が伝達され、図示していない直流昇圧回路がトランス２の二次側に伝達された高周波電力を直流的に昇圧し、十ｋＶ程度の高電圧をＨＩＤランプ２０に印加することにより、ＨＩＤランプ２０の放電を開始させる（ステップＳＴ３）。

ここでは、トランス２の一次巻線により昇圧された電圧Ｖ_２を始動補助回路３のキャパシタ６に供給するものについて示しているが、図３（ａ）に示すように、トランス２に第３巻線を設け、この第３巻線により誘起される電圧Ｖ_２を始動補助回路３のキャパシタ６に供給するようにしてもよい。
あるいは、図３（ｂ）に示すように、直流電源１の電源電圧Ｖ_１を昇圧し、その昇圧電圧Ｖ_２を始動補助回路３のキャパシタ６に供給する昇圧回路を別途設けるようにしてもよい。

上記のようにして、ＨＩＤランプ２０が放電を開始すると、ＨＩＤランプ２０に電流が流れ、ランプインピーダンスが急激に低下する。
このとき、トランス２の二次側の電圧が低い場合、放電維持を継続することができなくなることがある。
そこで、制御回路１４は、例えば、多大な電流がＨＩＤランプ２０に流れていることを検知すると、ＨＩＤランプ２０が放電の始動を開始しているものと判断して、放電始動検知信号を出力する放電始動検知手段（放電始動検知手段は、例えば、カレントトランスから構成された電流センシング部などで実現することができるが、ＨＩＤランプ２０から発光される光を検知すると、放電の始動を検知するようにしてもよい。）から放電始動検知信号を受けると（ステップＳＴ４）、スイッチング素子１２をオンすることにより、始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２をトランス２の一次側に印加させるようにする（ステップＳＴ５）。ただし、放電始動検知手段は制御回路１４と別個に設けてもよいが、制御回路１４が放電始動検知手段を内蔵するようにしてもよい。

例えば、ＨＩＤランプ２０が水銀レスランプの場合、定常放電時のランプ電圧は４５Ｖ程度であり、直流電源１の電源電圧Ｖ_１が１２Ｖ程度であるとすると、トランス２の巻線比は１：１０程度である。
これはＨＩＤランプ２０の特性ばらつきにより、ランプ電圧が±２０％のばらつきがあることと、直流電源１の電源電圧Ｖ_１が６Ｖ程度に低下した場合にも、ＨＩＤランプ２０が点灯を継続する必要があることなどからトランス２の巻線比を決めている。
トランス２の巻線比を下げた場合でも、始動開始時には、始動補助回路３がトランス２の一次側に電圧Ｖ_２を印加させるので、トランス２の二次側に必要な電圧を供給することができるようになり、放電維持を継続することができる。

ここで、図４は放電始動時に始動補助回路３が電圧Ｖ_２を供給する際の各部の波形を示す説明図である。
始動補助回路３のキャパシタ６から電圧Ｖ_２の供給が開始される前の電圧保持期間においては、始動補助回路３のキャパシタ６は２４Ｖの電圧Ｖ_２を保持している。直流電源１の電源電圧Ｖ_１は１２Ｖである。
一方、放電始動検知手段が放電の始動を検知すると、放電始動検知信号がＨレベルになる。

制御回路１４は、放電始動検知手段からＨレベルの放電始動検知信号を受けると、始動補助回路３のキャパシタ６から電圧Ｖ_２の供給を開始させるので、その電圧Ｖ_２は低下するが、直流電源１の電源電圧Ｖ_１は電圧Ｖ_２が重畳されて上昇する。
このように、放電始動から１００μ秒を経過するまでの間、電源電圧Ｖ_１が上がることで、放電成長が維持される（ステップＳＴ６）。
なお、放電始動時に始動補助回路３が電圧Ｖ_２を供給する時間は、放電維持成長が可能な時間内であれば充分であり、この時間は約１００μ秒である。

図４では同時にランプ電流を示している。
放電始動時には、多大なインパルス状の電流がＨＩＤランプ２０に流れる。その後、インダクタとキャパシタとランプインピーダンスとの共振による周波数で、ＨＩＤランプ２０に電流が流れる。始動補助回路３による電圧補助がない場合、ランプ電流が数サイクルで減少して、ＨＩＤランプ２０が消えてしまうが、始動補助回路３が電圧Ｖ_２を重畳しているので、ランプ電流が継続している。

制御回路１４は、上記のように、放電始動時にスイッチング素子１２をオンすることにより、始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２をトランス２の一次側に印加するが、図５（ａ）に示すように、スイッチング素子１２をオンしている期間中、スイッチング素子１３をオフし、放電始動が終了して、スイッチング素子１２をオフすると、スイッチング素子１３をオンするようにする。
これにより、以後、ＨＩＤランプ２０は定常放電に以降する（ステップＳＴ７）。

図５（ａ）の場合、スイッチング素子１２に同期して、スイッチング素子１３がオンオフしているが、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、放電始動を開始する手前の時間からスイッチング素子１３をオフにしてもよい。
例えば、スイッチング素子９をオンした時点（図５（ｂ）を参照）、あるいは、直流電源１の電源電圧Ｖ_１の昇圧が開始された時点（図５（ｃ）を参照）から、または、電源電圧Ｖ_１の昇圧が開始されてから一定時間が経過した時点から、スイッチング素子１３をオフにしてもよい。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、直流電源１の電源電圧Ｖ_１を昇圧し、その昇圧電圧Ｖ_２を保持する始動補助回路３を設け、ＨＩＤランプ２０の放電を開始させる際、始動補助回路３に保持されている昇圧電圧Ｖ_２をトランス２に印加させるように構成したので、ＨＩＤランプ２０が水銀レスランプである場合でも、放電始動直後の放電維持を継続することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、直流電源１の電圧供給点と始動補助回路３の電圧供給点との間にスイッチング素子１３を設けているので、直流電源１の極性が逆に接続された場合でも、スイッチング素子１３をオフすることにより、直流電源１への逆流を防止して、点灯装置を保護することができる効果を奏する。
即ち、始動補助回路３が保持している電圧Ｖ_２が直流電源１の電源電圧Ｖ_１より高いため、始動補助回路３から電圧Ｖ_２が供給されると、その電圧供給点の電圧が直流電源１の電圧Ｖ_１より高くなることがある。このとき、直流電源１への逆流を防ぐために、スイッチング素子１３をオフにする。スイッチング素子１３が例えばＭＯＳ−ＦＥＴである場合、スイッチング素子１３がオフのときでも、直流電源１の電源電圧Ｖ_１がＭＯＳ−ＦＥＴのボディダイオードを介してトランス２に供給される。スイッチング素子１３がオンのときよりも電力損失が多くなるが、放電始動期間は短期間であるため、全体の効率への影響は少ない。このスイッチング素子１３は他のデバイスでもよい。

また、この実施の形態１によれば、始動補助回路３の電圧供給点に電圧安定用のキャパシタ７を設けるとともに、電源電圧Ｖ_１の昇圧電圧Ｖ_２を保持する電圧保持用のキャパシタ６を始動補助回路３に内蔵し、その電圧保持用のキャパシタ６の容量値を電圧安定用のキャパシタ７の容量値より大きくしたので、放電成長を確実に行うことができる効果を奏する。
即ち、電圧安定用のキャパシタ７には、直流電源１から電源電圧Ｖ_１が供給されているが、始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２を、放電始動時に電圧供給点で電源電圧Ｖ_１に重畳するとき、電圧安定用のキャパシタ７の充電にも使用される。このため、電圧安定用のキャパシタ７の電圧が電源電圧Ｖ_１よりも上昇し、始動補助回路３の電圧が低下して、数十μ秒後には同じ電圧となる（図４を参照）。
このとき、電圧保持用のキャパシタ６の容量値が電圧安定用のキャパシタ７の容量値より大きい場合、電圧安定用のキャパシタ７への充電として使われる電荷が少なくて済むので、より多くの電力を電源電圧Ｖ_１に重畳することができる。これにより、放電成長をより確実に行うことができる。例えば、キャパシタ６，７の容量比を２倍以上にすると、放電成長は確実となる。

さらに、この実施の形態１によれば、直流電源１の電圧供給点に電流リプルを抑制する平滑用のキャパシタ８を設けるとともに、始動補助回路３の電圧供給点に電圧安定用のキャパシタ７を設け、その平滑用のキャパシタ７の容量値を電圧安定用のキャパシタ８の容量値より大きくしたので、電流リプルを確実に抑制することができる効果を奏する。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、制御回路１４が放電始動時にスイッチング素子１２をオンするものについて示したが、ＨＩＤランプ２０の放電始動が終了すると、スイッチング素子１２をオフすることにより、トランス２に対する昇圧電圧Ｖ_２の印加を停止させて、その昇圧電圧Ｖ_２を始動補助回路３のキャパシタ６に保持させるようにしてもよい。

具体的には、制御回路１４は、上記実施の形態１と同様にして、放電始動時にスイッチング素子１２をオンすることにより、始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２をトランス２に印加して、ＨＩＤランプ２０が水銀レスランプである場合でも、放電始動直後の放電維持を継続することができるようにする。
制御回路１４は、その後、放電成長を確認すると、スイッチング素子１２をオフすることにより、トランス２に対する昇圧電圧Ｖ_２の印加を停止させる。
なお、スイッチング素子１２をオフするタイミングは、オンからの時間設定でもよい。あるいは、ランプ電圧またはランプ電流を検知し、その検知結果と閾値の比較結果に応じてオフしてもよい。

また、制御回路１４は、放電成長を確認すると、スイッチング素子１３をオンするとともに、スイッチング素子４，５を交互にオンオフを繰り返すことにより、トランス２の一次巻線により昇圧させた電圧Ｖ_２を始動補助回路３のキャパシタ６に供給して保持させる。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、ＨＩＤランプ２０の放電始動が完了すると、スイッチング素子１２をオフすることにより、トランス２に対する昇圧電圧Ｖ_２の印加を停止させて、その昇圧電圧Ｖ_２を始動補助回路３のキャパシタ６に保持させるように構成したので、次回、ＨＩＤランプ２０の始動を開始する際に、確実に始動を完了することができる効果を奏する。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、ＨＩＤランプ２０の放電始動が終了すると、スイッチング素子１２をオフすることにより、トランス２に対する昇圧電圧Ｖ_２の印加を停止させるものについて示したが、ＨＩＤランプ２０の放電始動が終了しても、スイッチング素子１２のオンを継続するようにしてもよい。

この場合、ＨＩＤランプ２０の放電始動が終了した後は、始動補助回路３が直流電源１と並列に接続された状態になると同時に、始動補助回路３のキャパシタ６が平滑用のキャパシタ８と並列に接続された状態になる（図６を参照）。
したがって、ＨＩＤランプ２０の放電始動が終了した後は、始動補助回路３のキャパシタ６が平滑用のキャパシタとして動作するようになる。

このため、スイッチング素子１２をオフする場合よりも、平滑キャパシタの容量を多く確保することができるので、直流電源１へのリプル電流を更に低減することができる効果を奏する。また、平滑用のキャパシタ８として、容量値を少ないキャパシタを利用することができるため、平滑用のキャパシタ８の体積とコストを低減することができる効果を奏する。

実施の形態４．
上記実施の形態１では、制御回路１４がスイッチング素子１２をオンオフ制御するものについて示したが、図７に示すように、トランス２の一次巻線により昇圧された電圧Ｖ_２（始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２）を測定する電圧検知回路２１を設け、その電圧検知回路２１により測定された電圧Ｖ_２に応じてスイッチング素子１２をオンオフ制御するようにしてもよい。

即ち、制御回路１４は、電圧検知回路２１により測定された電圧Ｖ_２が電源電圧Ｖ_１の２倍より高くなると、スイッチング素子１２をオンすることにより、始動補助回路３のキャパシタ６に保持されている電圧Ｖ_２をトランス２の一次側に供給させる。
一方、電圧検知回路２１により測定された電圧Ｖ_２が電源電圧Ｖ_１の２倍より低くなると、スイッチング素子１２をオフすることにより、トランス２の一次側に対する電圧Ｖ_２の供給を停止させる。
これにより、始動補助回路３のキャパシタ６に保持される電圧Ｖ_２を電源電圧Ｖ_１の２倍程度に保つことができる効果を奏する。

実施の形態５．
上記実施の形態１では、多大な電流がＨＩＤランプ２０に流れていることを検知すると、ＨＩＤランプ２０が放電の始動を開始しているものと判断し、制御回路１４がスイッチング素子１２をオンするものについて示したが、制御回路１４が点灯指示を受けて、スイッチング素子９，１３をオンすると、トランス２の二次側電圧、即ち、ＨＩＤランプ２０に供給されるランプ電圧が上昇する。
そこで、この実施の形態５では、ＨＩＤランプ２０に供給されているランプ電圧を測定し、そのランプ電圧が１０ｋＶより高くなると、制御回路１４がスイッチング素子１２をオンすることにより、始動補助回路３のキャパシタ６に保持される電圧Ｖ_２をトランス２の一次側に印加させるようにする。
これにより、放電始動が困難なランプに対しても放電始動を容易にすることができる。

この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置の動作手順を示すフローチャートである。 電圧昇圧部の構成例を示す説明図である。 放電始動時に始動補助回路が電圧Ｖ_２を供給する際の各部の波形を示す説明図である。 スイッチング素子の動作時間を示す説明図である。 始動補助回路のキャパシタが平滑用のキャパシタと並列に接続された状態を示す説明図である。 トランスの一次巻線により昇圧された電圧Ｖ_２を測定する電圧検知回路を示す説明図である。

符号の説明

１ 直流電源、２ トランス、３ 始動補助回路、４ ダイオード、５ ダイオード、６ キャパシタ、７ キャパシタ、８ キャパシタ、９ スイッチング素子、１０ スイッチング素子、１１ スイッチング素子、１２ スイッチング素子、１３ スイッチング素子、１４ 制御回路、１５ インダクタ、１６ インダクタ、１７ インダクタ、１８ キャパシタ、１９ キャパシタ、２０ ＨＩＤランプ（放電灯）、２１ 電圧検知回路。

Claims (10)

1. 直流電源から電源電圧が印加されると、その電源電圧を放電灯に供給するトランスと、上記直流電源の電源電圧を昇圧し、その昇圧電圧を保持する始動補助回路と、上記放電灯の放電を開始させる際、上記始動補助回路に保持されている昇圧電圧を上記トランスに印加させる制御回路とを備えた放電灯点灯装置。
2. 制御回路は、放電灯の放電始動を検知する放電始動検知手段から放電始動検知信号を受けると、始動補助回路に保持されている昇圧電圧をトランスに印加させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 直流電源の電圧供給点と始動補助回路の電圧供給点との間にスイッチング素子を設けていることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 始動補助回路の電圧供給点に電圧安定用のキャパシタを設けるとともに、電源電圧の昇圧電圧を保持する電圧保持用のキャパシタを始動補助回路に内蔵し、その電圧保持用のキャパシタの容量値が上記電圧安定用のキャパシタの容量値より大きいことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 直流電源の電圧供給点に電流リプルを抑制する平滑用のキャパシタを設けるとともに、始動補助回路の電圧供給点に電圧安定用のキャパシタを設け、その平滑用のキャパシタの容量値が上記電圧安定用のキャパシタの容量値より大きいことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
6. 制御回路は、放電灯の放電始動が終了すると、トランスに対する昇圧電圧の印加を停止させて、電源電圧の昇圧電圧を上記始動補助回路に保持させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
7. 始動補助回路は、電源電圧の昇圧電圧を保持する電圧保持用のキャパシタを内蔵し、放電灯の放電始動時には当該キャパシタに保持されている昇圧電圧をトランスに印加する一方、その放電始動が終了した後は、その電圧保持用のキャパシタを平滑用のキャパシタとして使用することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
8. 始動補助回路は、電源電圧を放電灯に供給するトランスがプッシュプルトランスを用いて構成されている場合、そのプッシュプルトランスの一次巻線により昇圧された電圧を保持することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
9. 制御回路は、始動補助回路に保持されている昇圧電圧が電源電圧の２倍より高くなると、トランスに対する昇圧電圧の印加を開始させ、その昇圧電圧が電源電圧の２倍より低くなると、そのトランスに対する昇圧電圧の印加を停止させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
10. 制御回路は、放電灯に供給されている電圧が１０キロボルトより高くなると、始動補助回路に保持されている昇圧電圧をトランスに印加させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。

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