JP2006196304A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 トランスT1を有するDC/DCコンバータとトランスT2を有するDC/DCコンバータとを並列接続し、各DC/DCコンバータのトランスT1,T2の動作位相をずらしながら、それぞれのDutyを変化させて出力電圧を制御する制御部4と、トランスT1,T2の出力電圧の電位差を用いて放電灯22の起動に使用する高電圧を発生するダイオード7〜9及びコンデンサ10〜12から成る逓倍電圧整流回路とを備えた。
【選択図】 図1
Description
コンデンサからIGN用トランスの1次巻き線へ放電する電圧を高く設定すると、IGN用トランスの1次/2次の巻き数比を小さく構成することができる。即ち、IGN用トランスの1次巻き線に印加する電圧を高くすると、2次巻き線の巻き数を少なくすることが可能になるので太い線材を使用して抵抗を下げ、IGN用トランスを小型化することが可能になる。このことから放電灯点灯装置には、IGN用トランスへ高電圧を印加する回路が備えられる。
また、点灯回路から出力される直流電圧を例えばサイダック等のスイッチング素子によって断続させてトランスの1次側巻き線へ印加し、2次側巻き線から昇圧された交流電圧を出力させ、この交流電圧を倍電圧整流回路に供給して高電圧を発生させ、この高電圧を用いてコンデンサを充電して上記のものと同様にコンデンサから放電された電荷をIGN用トランスへ供給して放電灯の点灯を起動させるものがある(例えば、特許文献2参照)。
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回路図である。トランスT1の1次側巻き線の一端及びトランスT2の1次側巻き線の一端は、直流電力を供給する電源1の正電極に接続されている。トランスT1の1次側巻き線の他端には、電源1の負電極との接続をON/OFFするスイッチング素子2が接続されている。トランスT2の1次側巻き線の他端には、電源1の負電極との接続をON/OFFするスイッチング素子3が接続されている。制御部(制御手段)4は、スイッチング素子2,3の制御信号入力端子等に接続され、例えばスイッチング素子2,3としてFETを用いた場合には、それぞれのゲート端子に接続されている。
ダイオード5のカソードは、ダイオード6のカソードに接続され、さらにコンデンサ12の一端、コンデンサ13の一端、トランジスタ14,16に接続されている。この接続点は接地されている。トランスT1の2次側巻き線の他端には、トランスT2の2次側巻き線の他端が接続され、さらにコンデンサ13の他端、トランジスタ15,17が接続されている。
また、ダイオード7〜9、及びコンデンサ10〜12により逓倍電圧整流回路が構成される。この逓倍電圧整流回路は、二つのDC/DCコンバータと組み合わせることによりDC/DCコンバータ出力電圧の2倍の電圧を発生させて後述するIGN回路に供給する。
また制御部4は、放電灯22の点灯に用いるDC/DCコンバータの出力電圧を検出するように、例えばコンデンサ13の両端電圧を検出するように接続され、例えばコンデンサ13とトランジスタ15,17との接続点に接続されている。
放電灯22を起動させるときには、制御部18がトランジスタ14,17をON状態、トランジスタ15,16をOFF状態となるように制御する。この状態で制御部4がスイッチング素子2,3の動作を制御して、トランスT1,T2の2次側巻き線に高電圧を発生させ、この高電圧をダイオード5,6及びコンデンサ13によって例えば直流400Vの電圧として、上記のようにON状態のトランジスタ14,17を介して放電灯22へ印加する。なお、コンデンサ13の両端電圧は、DC/DCコンバータの出力電圧である。また、このDC/DCコンバータの出力電圧は、起動後の放電灯22を点灯させる点灯電圧である。
トランスT1とトランスT2はフライバック型の動作を行うもので、例えばトランスT1はスイッチング素子2がON状態のとき電源1から1次側巻き線に供給される電力を蓄え、スイッチング素子2がOFFしたとき、蓄えた電力を2次側巻き線から出力する。トランスT2は、スイッチング素子3のON/OFFにより同様に出力動作を行う。
図2は、実施の形態1による放電灯点灯装置の動作を示す説明図である。この図は、トランスT1とトランスT2の2次側巻き線から出力される電圧波形を示したタイミングチャートである。図中上段に「duty50%未満」として示した波形は、スイッチング素子2,3のON/OFFのデューティ比(以下ONデューティ比と記載する)が50%未満で、ON状態がOFF状態よりも短い場合の出力波形である。図中中段に「duty50%」として示した波形は、スイッチング素子2,3のONデューティ比が50%、即ちON状態とOFF状態の期間が等しい場合の波形である。図中下段に「duty50%以上」として示した波形は、スイッチング素子2,3のONデューティ比が50%以上で、ON状態がOFF状態よりも長い場合の出力波形である。
トランスT1を例示して説明するとフライバック型の動作では、スイッチング素子2がOFFしているとき、例えば高電圧に昇圧された電圧Eが出力される。スイッチング素子2がONしているときは、トランスT1の1次側巻き線の巻き数をN1、2次側巻き線の巻き数をN2とし、また電源1から入力している電圧をVINとした場合、e=VIN・N2/N1として求められる電圧eがトランスT1から出力される。トランスT1及びトランスT2は、図2に示したように非対称なパルス電圧、例えば正の電圧Eと負の電圧eとを交互に出力する。
このように制御部4は、トランスT1,T2から逓倍電圧整流回路へ大きな電位差をできるだけ長い時間供給するようにトランスT1,T2、さらにはトランスT1あるいはトランスT2を備えた各DC/DCコンバータを動作させ、可能な限り多くの電力を逓倍電圧整流回路へ供給する。
一般的にはコンデンサ13の両端電圧が所定の値に達すると、この電圧を一定に保つようにトランスT1,T2のONデューティ比を調整している。このようにONデューティ比を変化させて電流を調整すると、図2を用いて説明したONデューティ比が50%未満となる状態が生じ、逓倍電圧整流回路の動作に不具合が生じる。
なお、DC/DCコンバータのハイサイド出力点となるコンデンサ13の一端は接地されていることから、制御部4が検出するコンデンサ13の電圧は、GNDレベルからみた場合マイナスの値となり、上記の「400V」は−400Vとなる。以下の説明ではコンデンサ13の両端電圧をGNDレベルからみた絶対値ではなくコンデンサ13の両端の電位差として説明する。
また、電源1からみて並列接続され交互に動作するトランスT1,T2の出力電圧を用いてDC/DCコンバータの出力電圧や逓倍電圧整流回路の出力電圧を発生させているので、トランスT1,T2からリップルの少ない電圧を発生させることができ、また回路動作に伴って発生するノイズを抑制することができる。
また、制御部4が、スイッチング素子2,3のONデューティを一定としてトランスT1,T2を動作させ、DC/DCコンバータの出力電圧を保持するコンデンサ13が点灯電圧に達するとトランスT1,T2の動作を停止させ、点灯電圧より低くなったときトランスT1,Tを動作させてコンデンサ13へ電圧を印加するようにしたので、逓倍電圧整流回路には所定の電位差が入力され正常な高電圧を発生させることができ、IGN回路のコンデンサ20の充電を有効に行うことができるという効果がある。
Claims (4)
- 電源電圧を昇圧するトランスを有し並列接続した複数のDC/DCコンバータと、
前記各DC/DCコンバータのトランスの動作を制御する制御手段と、
前記各トランスの出力電圧の電位差を用いて放電灯の起動に使用する高電圧を発生する逓倍電圧整流回路とを備え、前記制御手段は、前記各DC/DCコンバータのトランスの動作位相をずらすように制御することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 制御手段は、逓倍電圧整流回路へ入力される電位差が大きくなるように各DC/DCコンバータのトランスの動作位相とデューティを調整することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
- 制御手段は、DC/DCコンバータの出力電圧を放電灯の点灯電圧に保持するコンデンサの両端電圧が前記点灯電圧に達しているときトランスの電圧出力を停止させ、前記コンデンサの両端電圧が前記点灯電圧より小さくなると前記トランスから電圧を出力させることを特徴とする請求項1または請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 逓倍電圧整流回路は、各トランスの放電灯の点灯電圧を発生する2次側巻き線から電圧を入力することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の放電灯点灯装置。
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