JP2008086089A - Power unit, discharge lamp lighting device, headlight device for vehicle, and vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power unit, which reduces the withstand voltage of a resonant capacitor and reduces dielectric loss and improves the efficiency, a discharge lamp device, a headlight for vehicle, and a vehicle. <P>SOLUTION: The power unit is equipped with a transformer 12 with a primary winding N1 connected to a series circuit composed of a DC power source 1 and a switching element 11, a smoothing capacitor 14 which is connected in parallel with a load 2, a diode 13 which is connected in series to the secondary winding N2, in a direction where a current excited in the secondary winding N2 of the transformer 12 flows when the switching element 11 is turned off, a resonant capacitor 15 which is connected via the smoothing capacitor 14 between both ends of the series circuit composed of the secondary winding N2 and the diode 13, an inductor 16 which is connected between the junction between capacitors 14 and 15 and the junction between the secondary winding N2 and the diode 13, and a diode 17 which is connected in a direction where the current flows from the secondary winding N2 when the switching element 11 is turned off, between both ends of the series circuit of the capacitors 14 and 15. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源装置、放電灯点灯装置、車両用前照灯装置および車両に関するものである。   The present invention relates to a power supply device, a discharge lamp lighting device, a vehicle headlamp device, and a vehicle.

従来、電池あるいは交流電源を整流平滑して得た直流電源を、負荷が必要とする電圧レベルに変換して供給する電源装置として、スイッチング方式の電源装置が提供されている。このような電源装置を用い、負荷電圧変動範囲の広い高輝度放電灯を点灯させる放電灯点灯装置の一例を図9および図10に基づいて説明する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a switching power supply device has been provided as a power supply device that converts and supplies a DC power source obtained by rectifying and smoothing a battery or an AC power source to a voltage level required by a load. An example of a discharge lamp lighting device that uses such a power supply device to light a high-intensity discharge lamp with a wide load voltage fluctuation range will be described with reference to FIGS.

この放電灯点灯装置20では、直流電源1の直流電源電圧を、DC−DCコンバータ回路10によって高輝度放電灯23が必要とする電圧に昇降圧した後、DC−DCコンバータ回路10の直流出力を矩形波インバータ回路21によって交番電圧に変換し、消灯状態の高輝度放電灯23に高電圧を印加して始動させるための始動回路22を介して高輝度放電灯23に供給している。なお矩形波インバータ回路21はスイッチング素子S1〜S4を用いたフルブリッジインバータ回路からなり、矩形波インバータ回路21のスイッチング素子S1〜S4およびDC−DCコンバータ回路10のスイッチング素子11は、制御回路41から入力される制御信号に基づいて駆動回路42,24がオン/オフさせている。   In this discharge lamp lighting device 20, the DC power supply voltage of the DC power supply 1 is stepped up and down to a voltage required by the high-intensity discharge lamp 23 by the DC-DC converter circuit 10, and then the DC output of the DC-DC converter circuit 10 is output. It is converted into an alternating voltage by the rectangular wave inverter circuit 21 and supplied to the high-intensity discharge lamp 23 via a starting circuit 22 for applying a high voltage to the unlit high-intensity discharge lamp 23 and starting it. The rectangular wave inverter circuit 21 includes a full bridge inverter circuit using the switching elements S1 to S4. The switching elements S1 to S4 of the rectangular wave inverter circuit 21 and the switching element 11 of the DC-DC converter circuit 10 are supplied from the control circuit 41. The drive circuits 42 and 24 are turned on / off based on the input control signal.

DC−DCコンバータ回路10は所謂フライバックコンバータからなり、直流電源1の両端間にスイッチング素子11とトランス12の一次巻線N1とを直列に接続し、トランス12の二次巻線N2の両端間にダイオード13を介してコンデンサ14を接続して構成される。フライバックコンバータは、トランス12の巻数比以上に入力電圧を昇圧でき、また1次側の閉回路と2次側の閉回路とが電気的に分離されているので、出力電圧範囲を広くとることが可能という特徴を有しており、直流電源1の直流電源電圧が高輝度放電灯23の必要とする最低電圧よりも高く、且つ、必要とする最高電圧(一般に消灯状態での無負荷電圧)よりも低くなるような放電灯点灯装置20にも適用可能である。   The DC-DC converter circuit 10 is a so-called flyback converter, and a switching element 11 and a primary winding N1 of a transformer 12 are connected in series between both ends of a DC power source 1 and between both ends of a secondary winding N2 of the transformer 12. And a capacitor 14 is connected via a diode 13. The flyback converter can step up the input voltage beyond the turns ratio of the transformer 12, and the primary closed circuit and the secondary closed circuit are electrically separated, so that the output voltage range should be wide. The DC power supply voltage of the DC power supply 1 is higher than the minimum voltage required for the high-intensity discharge lamp 23, and the required maximum voltage (generally no-load voltage in the extinguished state). The present invention is also applicable to the discharge lamp lighting device 20 that is lower than the above.

この放電灯点灯装置20では、制御回路41がDC−DCコンバータ回路10の出力電圧Voutおよび出力電流Ioutを検出し、高輝度放電灯23に供給すべき電力指令に基づいてフィードバック制御などを行い、スイッチング素子11のスイッチング周波数やオンデューティを制御することで、高輝度放電灯23への供給電力を制御している。   In this discharge lamp lighting device 20, the control circuit 41 detects the output voltage Vout and the output current Iout of the DC-DC converter circuit 10, performs feedback control based on the power command to be supplied to the high-intensity discharge lamp 23, The power supplied to the high-intensity discharge lamp 23 is controlled by controlling the switching frequency and on-duty of the switching element 11.

ところで、電源装置の負荷が放電灯の場合、消灯時の出力電圧は始動電圧を確保するためにできるだけ高い方が良く、例えば400V程度にすることが好ましい。一方、放電開始直後はランプ電圧が短絡に近い電圧(例えば数V〜10数V程度)まで低下した後、安定点灯に入るとランプ電圧は例えば85V程度まで上昇して安定するので、電源装置の出力電圧範囲がかなり広くなっている。   By the way, when the load of the power supply device is a discharge lamp, the output voltage at the time of extinguishing should be as high as possible in order to ensure the starting voltage, for example, preferably about 400V. On the other hand, immediately after the start of discharge, the lamp voltage decreases to a voltage close to a short circuit (for example, about several volts to several tens of volts) and then enters stable lighting. The output voltage range is quite wide.

ここで、定常点灯時におけるトランス12の1次側電流I1および2次側電流I2の電流波形を図10(b)(c)に実線で示す。ここでは、効率を良くするために2次側電流I2が略ゼロになってから、制御回路41が駆動回路42を用いてスイッチング素子11をオフからオンに切り換える電流境界モードで動作させた例を示している。   Here, the current waveforms of the primary side current I1 and the secondary side current I2 of the transformer 12 during steady lighting are shown by solid lines in FIGS. Here, in order to improve efficiency, an example in which the control circuit 41 operates in the current boundary mode in which the switching element 11 is switched from OFF to ON using the drive circuit 42 after the secondary current I2 becomes substantially zero. Show.

放電灯として水銀を含まないメタルハライドランプを用いた場合、定常点灯時の負荷電圧がさらに低くなるのであるが(例えば約40V)、このような放電灯を上述と同様の条件で点灯させた場合、トランス12の1次側電流I1および2次側電流I2の電流波形は、図10(b)(c)に破線で示すような波形になり、2次側電流I2の傾きが小さくなって、2次側電流I2の通電期間が長くなる。ここに、フライバックコンバータではスイッチング素子11のオン時に1次側電流I1が流れることによって、トランス12にエネルギが蓄積され、スイッチング素子11のオフ時にトランス12に蓄積されたエネルギが2次側に放出される。1次側電流I1と2次側電流I2とは交互に通電するため、スイッチング周期が同じであれば2次側電流の通電期間が長くなると、必然的にオンデューティが小さくなり、単位時間当たりの出力電流が減少することになる。したがって、同じ電力を出力するためにはオン時間を長くして、1次側電流I1のピーク値を大きくとる必要があるが、その場合はトランスの大型化やスイッチング素子11の電流容量の増大を招き、コスト高となる。   When a metal halide lamp that does not contain mercury is used as the discharge lamp, the load voltage during steady lighting is further reduced (for example, about 40 V), but when such a discharge lamp is lit under the same conditions as described above, The current waveforms of the primary side current I1 and the secondary side current I2 of the transformer 12 are as shown by broken lines in FIGS. 10B and 10C, and the slope of the secondary side current I2 becomes small. The energization period of the secondary current I2 becomes longer. Here, in the flyback converter, when the switching element 11 is turned on, the primary current I1 flows, whereby energy is accumulated in the transformer 12, and when the switching element 11 is turned off, the energy accumulated in the transformer 12 is released to the secondary side. Is done. Since the primary side current I1 and the secondary side current I2 are alternately energized, if the energization period of the secondary side current is long if the switching cycle is the same, the on-duty is inevitably reduced and the unit time per unit time The output current will decrease. Therefore, in order to output the same power, it is necessary to lengthen the ON time and increase the peak value of the primary current I1, but in this case, the transformer is increased in size or the current capacity of the switching element 11 is increased. Invited and expensive.

また定常点灯時の負荷電圧が低下した場合、フライバックコンバータを構成するトランス12を負荷電圧に合わせて設計し直すことが望ましく、一般的に負荷電圧が低下した場合は巻数比を下げることで対応するが、巻数比の低下に伴い無負荷電圧出力時にスイッチング素子11に印加される電圧が上昇するという問題がある。一般に耐圧の高いスイッチング素子はオン損失が高くなるため、より大容量のスイッチング素子11を使用したり、複数のスイッチング素子11を並列接続して使用する必要があり、電源装置の大型化やコスト高を招くという問題があった。   Also, when the load voltage during steady lighting decreases, it is desirable to redesign the transformer 12 constituting the flyback converter according to the load voltage. Generally, when the load voltage decreases, the turn ratio can be reduced. However, there is a problem that the voltage applied to the switching element 11 rises at the time of no-load voltage output as the turn ratio decreases. In general, since a switching element with a high withstand voltage has high on-loss, it is necessary to use a switching element 11 having a larger capacity or to connect a plurality of switching elements 11 in parallel. There was a problem of inviting.

またフライバック型のDC−DCコンバータ回路10では放電灯の始動直後のように特に出力電圧が低い条件では、2次側通電期間が長くなって、効率的に出力電圧を取り出すことが難しくなっていた。特に車両用前照灯装置に使用される高輝度放電灯のように、始動直後の光出力を急速に立ち上げるために、負荷電圧すなわちランプ電圧が低い時に過渡的に大きな電力を供給する場合、スイッチング素子に流れる電流が増大したり、トランス12が大型化するなどの問題があった。   Further, in the flyback type DC-DC converter circuit 10, the secondary side energization period becomes long and the output voltage is difficult to extract efficiently under the condition that the output voltage is particularly low immediately after the start of the discharge lamp. It was. Especially when supplying a large amount of power transiently when the load voltage, that is, the lamp voltage is low, in order to quickly start the light output immediately after starting, such as a high-intensity discharge lamp used in a vehicle headlamp device, There have been problems such as an increase in current flowing through the switching element and an increase in the size of the transformer 12.

このようにフライバック型のDC−DCコンバータ回路10を用いる場合は電源装置の大型化やコスト高を招くという問題があるため、図11に示すような回路構成を有するDC−DCコンバータ回路10を用いたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。なお、この電源装置では、交流電源ACを整流器DBにより整流した後、平滑コンデンサC0で平滑することによって、直流電源を生成している。   When the flyback type DC-DC converter circuit 10 is used in this way, there is a problem in that the power supply device is increased in size and cost. Therefore, the DC-DC converter circuit 10 having the circuit configuration shown in FIG. The one used is proposed (see, for example, Patent Document 1). In this power supply apparatus, the AC power supply AC is rectified by the rectifier DB and then smoothed by the smoothing capacitor C0 to generate the DC power supply.

図11に示すDC−DCコンバータ回路10では、平滑コンデンサC0の両端間にスイッチング素子11とトランス12の一次巻線N1とを直列に接続するとともに、トランス12の二次巻線N2の両端にそれぞれコンデンサ14,15の一端側を接続し、コンデンサ14,15の他端間にインダクタ16を接続してある。またトランス12の二次巻線N2の両端にそれぞれダイオード13b,13aのカソードを接続し、ダイオード13a,13bのアノードをコンデンサ15およびインダクタ16の接続点に接続してある。   In the DC-DC converter circuit 10 shown in FIG. 11, the switching element 11 and the primary winding N1 of the transformer 12 are connected in series between both ends of the smoothing capacitor C0, and are respectively connected to both ends of the secondary winding N2 of the transformer 12. One end sides of the capacitors 14 and 15 are connected, and an inductor 16 is connected between the other ends of the capacitors 14 and 15. The cathodes of the diodes 13b and 13a are connected to both ends of the secondary winding N2 of the transformer 12, and the anodes of the diodes 13a and 13b are connected to the connection point of the capacitor 15 and the inductor 16.

このDC−DCコンバータ回路10はコンデンサ15を除けばフォワードコンバータの回路構成を有しており、通常、フォワードコンバータではスイッチング素子11のオン時に2次側にも電流が流れて負荷に電力が供給されるため、2次側から負荷に電力を供給する2次側通電期間が長くなれば、オンデューティも大きくなって、出力の大きい場合に有利になるが、出力電圧は最大でも入力電圧のトランス巻数比倍に制限されるため、無負荷電圧と点灯電圧との電圧差が大きい場合は無負荷電圧に巻数比を合わせると、巻数比は非常に大きな値となり、この条件では点灯時においてオンデューティが小さくなって、効率の低下を招くという問題があった。   The DC-DC converter circuit 10 has a circuit configuration of a forward converter except for the capacitor 15. In the forward converter, normally, when the switching element 11 is turned on, a current also flows to the secondary side and power is supplied to the load. Therefore, if the secondary-side energization period for supplying power from the secondary side to the load becomes long, the on-duty also becomes large, which is advantageous when the output is large. However, the maximum output voltage is the number of transformer turns of the input voltage. Therefore, when the voltage difference between the no-load voltage and the lighting voltage is large, when the turn ratio is adjusted to the no-load voltage, the turn ratio becomes a very large value. There was a problem that it became smaller and caused a decrease in efficiency.

しかしながら、図11の回路ではスイッチング素子11のオフ時にトランス12の二次側に励磁したエネルギを、フライバック動作によりコンデンサ15に一時的に蓄積した後、スイッチング素子11のオン時にトランス12の2次側電圧とコンデンサ15の両端電圧との重畳電圧で平滑コンデンサ14が充電され、コンデンサ15の電荷が無くなったときには、通常のフォワードコンバータ動作を行うことで、効率の向上を図っている。   However, in the circuit of FIG. 11, the energy excited on the secondary side of the transformer 12 when the switching element 11 is turned off is temporarily stored in the capacitor 15 by the flyback operation, and then the secondary of the transformer 12 is turned on when the switching element 11 is turned on. When the smoothing capacitor 14 is charged by the superimposed voltage of the side voltage and the voltage across the capacitor 15 and the capacitor 15 is no longer charged, the normal forward converter operation is performed to improve efficiency.

またスイッチング素子11のオフ動作によってトランス12の2次側に発生する励磁エネルギをコンデンサ15に蓄積する際に、コンデンサ15の充電電圧を出力電圧よりも十分高くすることで、コンデンサ15の充電電圧によりインダクタ16に流れる電流を急速に増大させ、その後インダクタ16の特性によりインダクタ電流が二次巻線N2を介して流れ続けるため、スイッチング素子11のオン時の二次巻線電圧(電源電圧×巻数比)が負荷電圧より低い場合でも電源から負荷側に必要な電力を取り出すことが可能になる。すなわち、(電源電圧×巻数比)以上の負荷電圧にも対応できるため、必要以上に巻数比を大きくする必要がないという利点がある。   Further, when the excitation energy generated on the secondary side of the transformer 12 due to the off operation of the switching element 11 is stored in the capacitor 15, the charging voltage of the capacitor 15 is made sufficiently higher than the output voltage, so that the charging voltage of the capacitor 15 Since the current flowing through the inductor 16 is rapidly increased and then the inductor current continues to flow through the secondary winding N2 due to the characteristics of the inductor 16, the secondary winding voltage when the switching element 11 is on (power supply voltage × turn ratio) ) Is lower than the load voltage, it is possible to extract necessary power from the power source to the load side. That is, since it is possible to cope with a load voltage higher than (power supply voltage × turn ratio), there is an advantage that it is not necessary to increase the turn ratio more than necessary.

さらに、DC−DCコンバータ回路10の基本動作は、フォワードコンバータと同様であるから、放電灯23の始動直後のように、特に出力電力が低い条件でも大きな出力を取り出しやすく、車両用前照灯装置に使用される高輝度放電灯のように光出力を急速に立ち上げるために過渡的に大きな電力を加える必要がある場合には、フライバックコンバータに比べて有利である。
特開2000−209852号公報
Furthermore, since the basic operation of the DC-DC converter circuit 10 is the same as that of the forward converter, it is easy to take out a large output even under a condition where the output power is low, such as immediately after the start of the discharge lamp 23, and the vehicle headlamp device. This is advantageous compared to a flyback converter when it is necessary to apply a large amount of power transiently in order to quickly increase the light output, such as the high-intensity discharge lamp used in the present invention.
JP 2000-209852 A

上述したフォワード型のDC−DCコンバータ回路10では、スイッチング素子11のオフ時にトランス12の二次側に励磁された励磁エネルギを一時的にコンデンサ15に蓄え、その後スイッチング素子11のオン時にトランス12の二次巻線電圧とコンデンサ15の充電電圧との重畳電圧から出力電圧(つまり平滑コンデンサ14の両端電圧)を差し引いた電圧をインダクタ16に印加している。このとき、インダクタ16に流れる電流を急速に増大させるためには、コンデンサ15の両端電圧は負荷電圧より十分高くなければ、巻数比より大きな昇圧比を得ることができないため、コンデンサ15に耐電圧の大きな素子を用いる必要がある。特に無負荷電圧を考慮すると、コンデンサ15の耐電圧を無負荷電圧よりも大きくする必要があり、電源装置の大型化やコスト高を招くという問題があった。またコンデンサ15には高周波電圧が印加されるため、電圧変動幅が大きいほど誘導損が大きくなるという問題もあった。   In the forward type DC-DC converter circuit 10 described above, the excitation energy excited on the secondary side of the transformer 12 is temporarily stored in the capacitor 15 when the switching element 11 is turned off, and then the transformer 12 is turned on when the switching element 11 is turned on. A voltage obtained by subtracting the output voltage (that is, the voltage across the smoothing capacitor 14) from the superimposed voltage of the secondary winding voltage and the charging voltage of the capacitor 15 is applied to the inductor 16. At this time, in order to increase the current flowing through the inductor 16 rapidly, the voltage across the capacitor 15 must be sufficiently higher than the load voltage, so that a step-up ratio larger than the turn ratio cannot be obtained. It is necessary to use a large element. In particular, considering no-load voltage, it is necessary to make the withstand voltage of the capacitor 15 larger than the no-load voltage, and there is a problem that the power supply device is increased in size and cost. Further, since a high-frequency voltage is applied to the capacitor 15, there is a problem that the induction loss increases as the voltage fluctuation range increases.

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、共振コンデンサの耐電圧を低減するとともに誘導損を低減し且つ効率の向上を図った電源装置、放電灯点灯装置、車両用前照灯装置および車両を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to reduce the withstand voltage of a resonant capacitor, reduce inductive loss and improve efficiency, and discharge lamp lighting. An apparatus, a vehicle headlamp device, and a vehicle are provided.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、少なくとも直流電源、スイッチング素子および第1のインダクタンス要素からなる閉回路と、スイッチング素子のオン/オフを制御する制御部と、負荷回路の両端間に接続された平滑コンデンサと、スイッチング素子のオフ時に第1のインダクタンス要素に励磁された電流が流れる方向に、第1のインダクタンス要素と直列に接続された第1の整流素子と、少なくとも第1のインダクタンス要素と第1の整流素子の直列回路の両端間に平滑コンデンサを介して接続された共振コンデンサと、両コンデンサの接続点と第1のインダクタンス要素および第1の整流素子の接続点との間に接続されて、第1のインダクタンス要素および共振コンデンサとともに閉回路を形成する第2のインダクタンス要素と、両コンデンサの直列回路の両端間に、スイッチング素子のオン時に第1のインダクタンス要素から電流が流れる向きに接続された第2の整流素子とを備えて成ることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a closed circuit comprising at least a DC power source, a switching element and a first inductance element, a control unit for controlling on / off of the switching element, and both ends of the load circuit. A smoothing capacitor connected in between, a first rectifying element connected in series with the first inductance element in a direction in which a current excited in the first inductance element flows when the switching element is turned off, and at least a first A resonance capacitor connected via a smoothing capacitor between both ends of the series circuit of the first inductance element and the first rectifier element, and a connection point between the two capacitors and a connection point between the first inductance element and the first rectifier element A second inductance connected in between and forming a closed circuit with the first inductance element and the resonant capacitor And containing, between both ends of the series circuit of two capacitors, characterized in that it comprises a second rectifier element connected in a first direction in which a current flows from the inductance element when the switching element.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、第1のインダクタンス要素を、1次巻線が少なくとも直流電源およびスイッチング素子と共に閉回路を形成するとともに、2次巻線が第1の整流素子と直列に接続されたトランスで構成し、2次巻線および第1の整流素子の直列回路の両端間に両コンデンサの直列回路が接続されるとともに、2次巻線が第2のインダクタンス要素および共振コンデンサとともに閉回路を形成することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first inductance element includes a primary winding that forms a closed circuit together with at least a DC power source and a switching element, and the secondary winding includes the first rectifying element. A series circuit of both capacitors is connected between both ends of the series circuit of the secondary winding and the first rectifying element, and the secondary winding is connected to the second inductance element and A closed circuit is formed together with the resonant capacitor.

請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、第1のインダクタンス要素において、第2のインダクタンス要素および共振コンデンサとともに閉回路を形成するインダクタンス成分のインダクタンス値をL1、第2のインダクタンス要素のインダクタンス値をL2、共振コンデンサの静電容量をC1、スイッチング素子のスイッチング周期をtSWとした場合に、 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the first inductance element, the inductance value of an inductance component that forms a closed circuit together with the second inductance element and the resonant capacitor is L1, and the second inductance element When the inductance value of L2 is L2, the capacitance of the resonant capacitor is C1, and the switching period of the switching element is t SW ,

Figure 2008086089
Figure 2008086089

Figure 2008086089
Figure 2008086089

とすることを特徴とする。 It is characterized by.

請求項4の発明は、請求項1乃至3の発明において、スイッチング素子のオン時に第1のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギが、スイッチング素子のオフ時に両コンデンサの直列回路に放出されており、制御部は、第1のインダクタンス要素が蓄積したエネルギを放出し終えるまでスイッチング素子を再オンしないことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the energy stored in the first inductance element when the switching element is turned on is released to the series circuit of both capacitors when the switching element is turned off. The portion is characterized in that the switching element is not turned on again until the first inductance element finishes releasing the accumulated energy.

請求項5の発明は、少なくとも放電灯を負荷として含む負荷回路と、負荷回路に電源を供給する請求項1乃至4の何れか1項に記載の電源装置とを備えて成ることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a load circuit including at least a discharge lamp as a load, and the power supply device according to any one of the first to fourth aspects for supplying power to the load circuit. .

請求項6の発明は、請求項5の発明において、放電灯が水銀を含まないメタルハライドランプからなることを特徴とする。   The invention of claim 6 is characterized in that, in the invention of claim 5, the discharge lamp comprises a metal halide lamp containing no mercury.

請求項7の発明は車両用前照灯装置であって、請求項6記載の放電灯点灯装置を有することを特徴とする。   A seventh aspect of the invention is a vehicular headlamp device, characterized in that it has the discharge lamp lighting device of the sixth aspect.

請求項8の発明は車両であって、請求項7記載の車両用前照灯装置を有することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is a vehicle, comprising the vehicle headlamp device according to claim 7.

請求項1の発明によれば、スイッチング素子のオン時には直流電源からスイッチング素子を介して第1のインダクタンス要素に励磁エネルギを蓄積すると同時に、第2のインダクタンス要素を介して負荷および平滑コンデンサと、第2の整流素子とに電流を供給し、スイッチング素子のオフ時には第1のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギを共振コンデンサと平滑コンデンサとに放出させ、第1のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギの放出が終了すると、共振コンデンサと第1及び第2のインダクタンス要素とで形成される閉回路の共振動作によって共振コンデンサに蓄積されたエネルギを第2のインダクタンス要素に移動させているので、第2のインダクタンス要素に流れる電流を共振コンデンサの充電電圧によって増加させることができ、その後第2のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギを第1のインダクタンス要素を介して負荷および平滑コンデンサに供給することで、第1のインダクタンス要素に発生する電圧以上の電圧を発生させることができ、高い昇圧比が得られるという効果がある。しかも、第1のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギは平滑コンデンサと共振コンデンサとに放出されるので、共振コンデンサの両端電圧を抑制することができ、共振コンデンサに耐電圧の大きな素子を使用する必要がないから、電源装置の大型化やコスト高を招くことがなく、誘導損も低減できるという効果もある。さらに、共振コンデンサの静電容量が小さければ放出時間が短くなるので、オンデューティを大きくとることができ、その結果回路電流のピーク値を低減することで効率の向上を図ることができる。また更に、平滑コンデンサに蓄積されるエネルギは、平滑コンデンサの静電容量が共振コンデンサの静電容量に比べて十分大きい場合、出力電圧が高いほど第1のインダクタンス要素の励磁エネルギが平滑コンデンサ側に多く蓄積されるから、共振コンデンサの静電容量を抑制する効果が増加するという効果もある。   According to the first aspect of the present invention, when the switching element is turned on, the excitation energy is stored in the first inductance element from the DC power source via the switching element, and at the same time, the load and the smoothing capacitor are connected via the second inductance element, Current is supplied to the rectifying element 2 and when the switching element is turned off, the energy stored in the first inductance element is released to the resonance capacitor and the smoothing capacitor, and the energy stored in the first inductance element is released. When completed, the energy stored in the resonance capacitor is moved to the second inductance element by the resonance operation of the closed circuit formed by the resonance capacitor and the first and second inductance elements. The current flowing through the capacitor is increased by the charging voltage of the resonant capacitor. And then supplying the energy stored in the second inductance element to the load and the smoothing capacitor via the first inductance element, thereby generating a voltage higher than the voltage generated in the first inductance element. And a high step-up ratio can be obtained. Moreover, since the energy stored in the first inductance element is released to the smoothing capacitor and the resonance capacitor, the voltage across the resonance capacitor can be suppressed, and it is necessary to use an element with a high withstand voltage for the resonance capacitor. Therefore, there is an effect that the inductive loss can be reduced without increasing the size and cost of the power supply device. Furthermore, since the discharge time is shortened if the capacitance of the resonance capacitor is small, the on-duty can be increased, and as a result, the efficiency can be improved by reducing the peak value of the circuit current. Furthermore, the energy stored in the smoothing capacitor is such that, when the capacitance of the smoothing capacitor is sufficiently larger than the capacitance of the resonance capacitor, the excitation energy of the first inductance element increases toward the smoothing capacitor as the output voltage increases. Since much is accumulated, the effect of suppressing the capacitance of the resonant capacitor is also increased.

請求項2の発明によれば、スイッチング素子のオン時には、直流電源からスイッチング素子を介してトランスの一次巻線に電流が流れ、トランスに励磁エネルギを蓄積すると同時に、トランスの二次巻線を介して第2のインダクタンス要素と、負荷および平滑コンデンサと、第2の整流素子とに電流を供給しており、スイッチング素子のオフ時はトランスに蓄積されたエネルギを二次巻線から共振コンデンサと平滑コンデンサとに放出させることができるという効果がある。   According to the invention of claim 2, when the switching element is turned on, a current flows from the DC power source to the primary winding of the transformer via the switching element, and at the same time, the excitation energy is accumulated in the transformer, and at the same time, via the secondary winding of the transformer. Current is supplied to the second inductance element, the load and the smoothing capacitor, and the second rectifying element, and when the switching element is off, the energy stored in the transformer is smoothed from the secondary winding to the resonant capacitor. There is an effect that it can be discharged to the capacitor.

請求項3の発明によれば、第1のインダクタンス要素の励磁エネルギを共振コンデンサおよび平滑コンデンサに素早く放出させたり、共振コンデンサに蓄積されたエネルギを短時間に放出させることができ、スイッチング素子のオンデューティを大きくとることができるから、回路電流のピーク値を低減することで効率を向上させることができる。   According to the invention of claim 3, the excitation energy of the first inductance element can be quickly released to the resonance capacitor and the smoothing capacitor, or the energy stored in the resonance capacitor can be released in a short time, and the switching element can be turned on. Since the duty can be increased, the efficiency can be improved by reducing the peak value of the circuit current.

請求項4の発明によれば、制御部は、第1のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギが放出し終えるまでスイッチング素子を再オンしないので、第1のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギを放出するのに必要な時間を確保できるという効果がある。   According to the fourth aspect of the present invention, the control unit does not turn on the switching element until the energy stored in the first inductance element has been released, and therefore the control unit releases the energy stored in the first inductance element. There is an effect that a necessary time can be secured.

請求項5の発明によれば、装置の大型化やコスト高を招くことなく高い昇圧比を得ることができる電源装置を用いているので、定常点灯時の負荷電圧が低い放電灯を使用する場合にも対応が可能な小型で低コストの放電灯点灯装置を実現できる。   According to the invention of claim 5, since the power supply device capable of obtaining a high step-up ratio without causing an increase in size and cost of the device is used, a discharge lamp having a low load voltage during steady lighting is used. It is possible to realize a small and low-cost discharge lamp lighting device that can cope with the above.

請求項6の発明によれば、放電灯として水銀を含まないメタルハライドランプを用いており、一般的に水銀を含まないメタルハライドランプは、水銀を含むランプに比べて定常点灯時のランプ電圧が約半分と低くなっているため、定常点灯時の負荷電圧(ランプ電圧)と、消灯時の無負荷電圧との差が水銀を含むランプに比べて大きくなっているが、装置の大型化やコスト高を招くことなく高い昇圧比を得ることができる電源装置を用いているので、定常点灯時の負荷電圧が低い放電灯を使用する場合にも対応が可能な小型で低コストの放電灯点灯装置を実現できる。   According to the invention of claim 6, a metal halide lamp that does not contain mercury is used as a discharge lamp. Generally, a metal halide lamp that does not contain mercury has a lamp voltage that is about half that at the time of steady lighting compared to a lamp that contains mercury. Therefore, the difference between the load voltage (lamp voltage) during steady lighting and the no-load voltage during extinguishing is greater than that of lamps containing mercury. Since a power supply device that can obtain a high step-up ratio without incurring is used, a compact and low-cost discharge lamp lighting device that can be used even when using a discharge lamp with a low load voltage during steady lighting is realized. it can.

請求項7の発明によれば、装置の大型化やコスト高を招くことなく高い昇圧比を得ることができる電源装置を用いることで、電圧変動範囲の広い放電灯を使用することが可能な小型で低コストの車両用前照灯装置を実現できる。   According to the invention of claim 7, by using a power supply device that can obtain a high step-up ratio without incurring an increase in size and cost of the device, it is possible to use a discharge lamp having a wide voltage fluctuation range. Thus, a low-cost vehicle headlamp device can be realized.

請求項8の発明は車両であって、小型で低コストの車両用前照灯装置を用いているので、車両用前照灯装置の取付スペースとして大きなスペースを必要としない車両を実現できる。   Since the invention of claim 8 is a vehicle and uses a small and low-cost vehicle headlamp device, a vehicle that does not require a large space as a mounting space for the vehicle headlamp device can be realized.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施形態1)
本発明に係る電源装置の実施形態を図1および図2に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
An embodiment of a power supply device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は電源装置の回路図であり、この電源装置は、直流電源1の直流電源電圧を負荷2が必要とする電圧レベルに変換して供給するDC−DCコンバータ回路10を備えている。   FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device, which includes a DC-DC converter circuit 10 that converts a DC power supply voltage of a DC power supply 1 into a voltage level required by a load 2 and supplies the converted voltage level.

DC−DCコンバータ回路10は、直流電源1に直列接続されるスイッチング素子11と、少なくとも直流電源1およびスイッチング素子11の直列回路と共に閉回路を形成するトランス12の一次巻線N1(第1のインダクタンス要素)と、負荷2(負荷回路)の両端間に接続された平滑コンデンサ14と、二次巻線N2に対してスイッチング素子11のオフ時に二次巻線N2に励磁された電流が流れる向きに直列接続された(つまり二次巻線N2の一端にカソードが接続された)第1の整流素子たるダイオード13と、二次巻線N2とダイオード13の直列回路の両端間に平滑コンデンサ14を介して接続された共振コンデンサ15と、両コンデンサ14,15の接続点と二次巻線N2およびダイオード13の接続点との間に接続されて、二次巻線N2および共振コンデンサ15と閉回路を形成するインダクタ16(第2のインダクタンス要素)と、コンデンサ14,15の直列回路の両端間に、スイッチング素子11のオン時にトランス12の二次巻線N2から電流が流れる向きに接続されたダイオード17(第2の整流素子)とを備えている。なおスイッチング素子11のスイッチング周期およびオンデューティは制御回路41によって制御されており、駆動回路42が制御回路41から入力される制御信号に基づいてスイッチング素子11をオン/オフ駆動している。ここに、制御回路41と駆動回路42とでスイッチング素子11のオン/オフを制御する制御部が構成される。   The DC-DC converter circuit 10 includes a switching element 11 connected in series to the DC power supply 1 and a primary winding N1 (first inductance) of a transformer 12 that forms a closed circuit together with a series circuit of at least the DC power supply 1 and the switching element 11. Element), the smoothing capacitor 14 connected between both ends of the load 2 (load circuit), and the direction in which the current excited in the secondary winding N2 flows to the secondary winding N2 when the switching element 11 is turned off. A diode 13 as a first rectifier element connected in series (that is, a cathode connected to one end of the secondary winding N2), and a smoothing capacitor 14 between both ends of the series circuit of the secondary winding N2 and the diode 13 are connected. Connected between the resonance capacitor 15 connected to each other and the connection point between the capacitors 14 and 15 and the connection point between the secondary winding N2 and the diode 13. The secondary winding of the transformer 12 is turned on when the switching element 11 is turned on between both ends of a series circuit of the capacitors 14 and 15 and the inductor 16 (second inductance element) that forms a closed circuit with the secondary winding N2 and the resonant capacitor 15. And a diode 17 (second rectifier element) connected in a direction in which a current flows from the line N2. Note that the switching cycle and on-duty of the switching element 11 are controlled by the control circuit 41, and the drive circuit 42 drives the switching element 11 on / off based on a control signal input from the control circuit 41. Here, the control circuit 41 and the drive circuit 42 constitute a control unit that controls on / off of the switching element 11.

図2は本回路の動作波形図であり、同図(a)はスイッチング素子11のオン/オフ状態、同図(b)はスイッチング素子11に流れる電流I1、同図(c)はスイッチング素子11の両端電圧V1、同図(d)は共振コンデンサ15の両端電圧V2、同図(e)はトランス12の二次巻線電流I2、同図(f)はインダクタ16に流れる電流I3、同図(g)はダイオード13に流れる電流I4をそれぞれ示している。   2A and 2B are operation waveform diagrams of this circuit, in which FIG. 2A is an on / off state of the switching element 11, FIG. 2B is a current I1 flowing through the switching element 11, and FIG. (D) is the voltage V2 across the resonant capacitor 15, (e) is the secondary winding current I2 of the transformer 12, (f) is the current I3 flowing through the inductor 16, (d). (G) shows the current I4 flowing through the diode 13, respectively.

このDC−DCコンバータ回路10では、トランス12の一次巻線N1が、スイッチング素子11を介して直流電源1の両端間に接続されており、制御回路41の制御信号に応じて駆動回路12によりスイッチング素子11がオンされた状態では、直流電源1からトランス12の一次巻線N1とスイッチング素子11とに電流が流れ、この時同時にトランス12の二次巻線N2の両端間に電源電圧Vinに巻数比nを乗じた電圧(Vin×n)が発生し、二次巻線N2→インダクタ16→平滑コンデンサ14および負荷2→ダイオード17→二次巻線N2の経路で電流が流れて、負荷2に電力が供給される。またこの間にトランス12には励磁エネルギが蓄積される(図2中の期間A)。   In this DC-DC converter circuit 10, the primary winding N <b> 1 of the transformer 12 is connected between both ends of the DC power supply 1 via the switching element 11, and is switched by the drive circuit 12 in accordance with a control signal from the control circuit 41. In the state where the element 11 is turned on, a current flows from the DC power source 1 to the primary winding N1 of the transformer 12 and the switching element 11, and at this time, the number of turns of the power source voltage Vin is increased between both ends of the secondary winding N2 of the transformer 12. A voltage (Vin × n) multiplied by the ratio n is generated, and a current flows through the path of the secondary winding N 2 → the inductor 16 → the smoothing capacitor 14 and the load 2 → the diode 17 → the secondary winding N 2. Power is supplied. During this time, excitation energy is accumulated in the transformer 12 (period A in FIG. 2).

その後、制御回路41の制御信号に応じて駆動回路12がスイッチング素子11をオフすると、トランス12に蓄積された励磁エネルギが、二次巻線N2→共振コンデンサ15→平滑コンデンサ14→ダイオード13→二次巻線N2の経路で放出され、共振コンデンサ15と平滑コンデンサ14とが充電される(図2中の期間B)
そして、トランス12に蓄積された励磁エネルギが全て放出されると、トランス12の二次巻線N2と共振コンデンサ15とインダクタ16とで形成される閉回路による共振動作で、共振コンデンサ15に蓄えられたエネルギが放出されるとともに、二次巻線N2に流れる電流I2が増加していく(図2中の期間C)。この期間Cの途中で制御回路41の制御信号により駆動回路42がスイッチング素子11を再オンすると(時刻t1)、二次巻線N2に励磁された電圧と共振コンデンサ15の両端電圧との重畳電圧により二次巻線電流I2が増加する。この期間Cは、共振コンデンサ15の両端電圧V2が平滑コンデンサ14の両端電圧V3に略等しく逆極性の電圧に達するまで、すなわちコンデンサ14,15の直列回路の合成電圧がゼロになるまで継続する。そして、コンデンサ14,15の直列回路の合成電圧がゼロになった時刻t2において、ダイオード17がオンし、上述した期間Aの動作に戻るのである。
Thereafter, when the drive circuit 12 turns off the switching element 11 in accordance with the control signal of the control circuit 41, the excitation energy accumulated in the transformer 12 is changed from the secondary winding N2 → resonance capacitor 15 → smoothing capacitor 14 → diode 13 → second. It is discharged through the path of the next winding N2, and the resonant capacitor 15 and the smoothing capacitor 14 are charged (period B in FIG. 2).
When all the excitation energy accumulated in the transformer 12 is released, it is accumulated in the resonance capacitor 15 by a resonance operation by a closed circuit formed by the secondary winding N2 of the transformer 12, the resonance capacitor 15, and the inductor 16. As the energy is released, the current I2 flowing through the secondary winding N2 increases (period C in FIG. 2). In the middle of this period C, when the drive circuit 42 turns on the switching element 11 again by the control signal of the control circuit 41 (time t1), the superimposed voltage of the voltage excited in the secondary winding N2 and the voltage across the resonant capacitor 15 As a result, the secondary winding current I2 increases. This period C continues until the voltage V2 across the resonant capacitor 15 reaches a voltage of approximately the opposite polarity V3 across the smoothing capacitor 14, that is, until the combined voltage of the series circuit of the capacitors 14 and 15 becomes zero. Then, at time t2 when the combined voltage of the series circuit of the capacitors 14 and 15 becomes zero, the diode 17 is turned on and the operation returns to the period A described above.

ここにおいて、共振コンデンサ15の静電容量は平滑コンデンサ14の静電容量に比べてごく小さい値であって、トランス12の二次巻線N2のインダクタンス値L1と、共振コンデンサ15の静電容量C1とで定義される時定数は、スイッチング素子11のスイッチング周期tSWに対して、以下の式(1)の関係を満たすような値に設定するのが好ましい。 Here, the capacitance of the resonance capacitor 15 is very small compared to the capacitance of the smoothing capacitor 14, and the inductance value L 1 of the secondary winding N 2 of the transformer 12 and the capacitance C 1 of the resonance capacitor 15. Is preferably set to a value that satisfies the relationship of the following expression (1) with respect to the switching period t SW of the switching element 11.

Figure 2008086089
Figure 2008086089

上記式(1)の関係を満たすように、二次巻線N2のインダクタンス値L1と、共振コンデンサ15の静電容量C1とで定義される時定数やスイッチング周期Tswを設定することで、トランス12の励磁エネルギを2次側のコンデンサ14,15へ素早く放出することができる。   By setting the time constant defined by the inductance value L1 of the secondary winding N2 and the capacitance C1 of the resonant capacitor 15 and the switching period Tsw so as to satisfy the relationship of the above formula (1), the transformer 12 Can be quickly released to the capacitors 14 and 15 on the secondary side.

またインダクタ16のインダクタンス値L2と共振コンデンサ15の静電容量C1とで定義される時定数も、上述と同様、スイッチング素子11のスイッチング周期tSWに対して、以下の式(2)の関係を満たすような値に設定するのが好ましい。 The time constant defined by the inductance value L2 of the inductor 16 and the electrostatic capacitance C1 of the resonant capacitor 15 also has the relationship of the following equation (2) with respect to the switching cycle t SW of the switching element 11 as described above. It is preferable to set the value so as to satisfy.

Figure 2008086089
Figure 2008086089

上記式(2)の関係を満たすように、インダクタ16のインダクタンス値L2と、共振コンデンサ15の静電容量C1とで定義される時定数やスイッチング周期tSWを設定することで、共振コンデンサ15に蓄積されたエネルギによって素早く二次巻線電流I2を増加させ、トランス12の二次側から負荷2に電力を供給することが可能な期間(図2の期間A)へ素早く移行することが可能になり、これによってオンデューティを大きくすることができ、回路電流のピーク値を低減することで効率の向上を図ることができる。 By setting a time constant defined by the inductance value L2 of the inductor 16 and the capacitance C1 of the resonance capacitor 15 and the switching period t SW so as to satisfy the relationship of the above equation (2), the resonance capacitor 15 It is possible to quickly increase the secondary winding current I2 by the stored energy and quickly shift to a period in which power can be supplied to the load 2 from the secondary side of the transformer 12 (period A in FIG. 2). Thus, the on-duty can be increased, and the efficiency can be improved by reducing the peak value of the circuit current.

さらに、スイッチング素子11がオンした時の、二次巻線電流I2を図2中の期間Cのように急速に増加させた後、インダクタ16に流れる電流I3が流れ続けようとする特性を利用し、スイッチング素子11のオン時に二次巻線N2に発生する電圧(入力電圧Vin×巻数比n)が出力電圧より低い場合でも、トランス12を介して電源から負荷側に電力を取り出すことが可能になり、フォワードコンバータ動作を基本としながらもトランス12の巻数比倍した電圧より高い出力電圧を得ることができる。   Further, after the secondary winding current I2 is rapidly increased as in the period C in FIG. 2 when the switching element 11 is turned on, the current I3 flowing through the inductor 16 continues to flow. Even when the voltage (input voltage Vin × turn ratio n) generated in the secondary winding N2 when the switching element 11 is on is lower than the output voltage, it is possible to extract power from the power source to the load side via the transformer 12. Thus, an output voltage higher than the voltage obtained by multiplying the turn ratio of the transformer 12 can be obtained while the basic operation is the forward converter.

また、平滑コンデンサ14の静電容量C2は以下の式(3)、式(4)の関係を満たすような値であって、十分な平滑効果が得られるような所定値に設定するのが好ましく、平滑コンデンサ14の静電容量C2とトランス12の二次巻線N2のインダクタンス値L1とで定義される時定数Ta(=L1×C2)と、平滑コンデンサ14の静電容量C2とインダクタ16のインダクタンス値L2とで定義される時定数Tb(=L2×C2)とはスイッチング周期tSWの少なくとも10倍以上の時間に設定するのが望ましい。 The capacitance C2 of the smoothing capacitor 14 is preferably a value that satisfies the relationship of the following formulas (3) and (4), and is set to a predetermined value that provides a sufficient smoothing effect. The time constant Ta (= L1 × C2) defined by the capacitance C2 of the smoothing capacitor 14 and the inductance value L1 of the secondary winding N2 of the transformer 12, and the capacitance C2 of the smoothing capacitor 14 and the inductor 16 The time constant Tb (= L2 × C2) defined by the inductance value L2 is desirably set to a time that is at least 10 times the switching cycle tSW .

Figure 2008086089
Figure 2008086089

Figure 2008086089
Figure 2008086089

また本実施形態では、トランス12の励磁エネルギは、共振コンデンサ15だけではなく、共振コンデンサ15に直列接続された平滑コンデンサ14にも放出されるので、共振コンデンサ15の両端電圧を抑制することが可能になる。   In this embodiment, the excitation energy of the transformer 12 is released not only to the resonance capacitor 15 but also to the smoothing capacitor 14 connected in series to the resonance capacitor 15, so that the voltage across the resonance capacitor 15 can be suppressed. become.

また共振コンデンサ15に蓄えられたエネルギは、共振コンデンサ15とトランス12の二次巻線N2とインダクタ16とで形成される閉回路を介して放出され、平滑コンデンサ14を介さずに二次巻線電流I2を増加させる動作に利用されるので、図11に示す従来例に比べて共振コンデンサ15の両端電圧が低い場合でも、二次巻線電流I2の増加に寄与して、昇圧効果を得ることができ、共振コンデンサ15の耐電圧を下げることができる。   The energy stored in the resonance capacitor 15 is released through a closed circuit formed by the resonance capacitor 15, the secondary winding N <b> 2 of the transformer 12 and the inductor 16, and the secondary winding is not passed through the smoothing capacitor 14. Since it is used for the operation of increasing the current I2, even when the voltage across the resonant capacitor 15 is lower than that in the conventional example shown in FIG. 11, it contributes to the increase of the secondary winding current I2 and obtains a boosting effect. The withstand voltage of the resonant capacitor 15 can be lowered.

また更に平滑コンデンサ14に蓄積されるトランス12の励磁エネルギは、平滑コンデンサ14の静電容量が十分大きい場合、出力電圧に比例し、出力電圧が高いほど共振コンデンサ15よりも平滑コンデンサ14側により多く放出されることになる。したがって、本実施形態の電源装置を放電灯点灯装置に用いた場合には、無負荷電圧のように出力電圧が高くなるほど、トランス12の励磁エネルギが平滑コンデンサ14側により多く蓄積されるから、共振コンデンサ15の両端電圧を抑制する効果がより大きくなる。   Furthermore, the excitation energy of the transformer 12 accumulated in the smoothing capacitor 14 is proportional to the output voltage when the capacitance of the smoothing capacitor 14 is sufficiently large, and the higher the output voltage, the more the smoothing capacitor 14 side than the resonance capacitor 15. Will be released. Therefore, when the power supply device of the present embodiment is used for a discharge lamp lighting device, the excitation energy of the transformer 12 is more accumulated on the smoothing capacitor 14 side as the output voltage becomes higher, such as a no-load voltage. The effect of suppressing the voltage across the capacitor 15 is further increased.

したがって、共振コンデンサ15に耐電圧性能が高い素子を使用する必要がなく、両端電圧の変動幅を抑制できるから、誘導損を抑制することもできる。   Therefore, it is not necessary to use an element with high withstand voltage performance for the resonant capacitor 15 and the fluctuation range of the voltage across the terminals can be suppressed, so that the induction loss can be suppressed.

(実施形態2)
本発明の実施形態2を図3に基づいて説明する。本実施形態の電源装置では、実施形態1で説明した図1の電源装置において、第1のインダクタンス要素としてトランス12の代わりにインダクタ12aを用いており、インダクタ12aの両端間にスイッチング素子11と直流電源1の直列回路を接続するとともに、コンデンサ14,15の直列回路の両端間にインダクタ12aとダイオード13との直列回路を接続し、インダクタ12aとインダクタ16と共振コンデンサ15とで閉回路を形成している。なお、インダクタ12aを用いた点を除いては実施形態1の電源装置と同様の構成を有しているので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the power supply device of this embodiment, in the power supply device of FIG. 1 described in the first embodiment, an inductor 12a is used instead of the transformer 12 as the first inductance element, and the switching element 11 and the DC are connected between both ends of the inductor 12a. A series circuit of the power source 1 is connected, a series circuit of an inductor 12a and a diode 13 is connected between both ends of the series circuit of the capacitors 14 and 15, and a closed circuit is formed by the inductor 12a, the inductor 16, and the resonant capacitor 15. ing. In addition, since it has the structure similar to the power supply device of Embodiment 1 except the point which used the inductor 12a, the same code | symbol is attached | subjected to a common component and the description is abbreviate | omitted.

本電源装置のDC−DCコンバータ回路10は、インダクタ12aと共振コンデンサ15とを除くと降圧チョッパ構成となっている。   The DC-DC converter circuit 10 of the power supply apparatus has a step-down chopper configuration except for the inductor 12a and the resonant capacitor 15.

本装置の動作は、実施形態1と同様に理解することができ、制御回路41からの制御信号に応じて駆動回路42によってスイッチング素子11がオンされた状態では、直流電源1からスイッチング素子11を介してインダクタ12aに電流が流れ、インダクタ12aにエネルギが蓄積されると同時に、直流電源1→スイッチング素子11→インダクタ16→平滑コンデンサ14および負荷2→ダイオード17→直流電源1の経路で電流が流れて、負荷2に電力が供給される(期間A)。   The operation of this apparatus can be understood in the same manner as in the first embodiment. When the switching element 11 is turned on by the drive circuit 42 in response to a control signal from the control circuit 41, the switching element 11 is switched from the DC power source 1. Current flows through the inductor 12a through the inductor 12a and energy is stored in the inductor 12a. At the same time, current flows through the path of the DC power source 1 → the switching element 11 → the inductor 16 → the smoothing capacitor 14 and the load 2 → the diode 17 → the DC power source 1. Thus, power is supplied to the load 2 (period A).

その後、制御回路41の制御信号に応じて駆動回路42がスイッチング素子11をオフすると、インダクタ12aに蓄積された励磁エネルギは、インダクタ12a→共振コンデンサ15→平滑コンデンサ14→ダイオード13→インダクタ12aの経路で放出され、共振コンデンサ15と平滑コンデンサ14とが充電される(期間B)
そして、インダクタ12aに蓄積された励磁エネルギが全て放出されると、インダクタ12aと共振コンデンサ15とインダクタ16とで形成される閉回路による共振動作、或いは、スイッチング素子11がこの時点でオンしていれば共振コンデンサ15とインダクタ16で形成される閉回路による共振動作によって、共振コンデンサ15に蓄えられたエネルギが放出されるとともに、インダクタ16に流れる電流I3が増加していく(期間C)。この期間Cは、共振コンデンサ15の両端電圧V2が平滑コンデンサ14の両端電圧V3に略等しく逆極性の電圧に達するまで、すなわちコンデンサ14,15の直列回路の合成電圧がゼロになるまで継続する。そして、コンデンサ14,15の直列回路の合成電圧がゼロに達すると、ダイオード17がオンし、上述した期間Aの動作に戻るのである。
Thereafter, when the drive circuit 42 turns off the switching element 11 according to the control signal of the control circuit 41, the excitation energy accumulated in the inductor 12a is the path of the inductor 12a → resonance capacitor 15 → smoothing capacitor 14 → diode 13 → inductor 12a. And the resonant capacitor 15 and the smoothing capacitor 14 are charged (period B).
When all of the excitation energy accumulated in the inductor 12a is released, the resonant operation by the closed circuit formed by the inductor 12a, the resonant capacitor 15, and the inductor 16 or the switching element 11 is turned on at this time. For example, the resonance operation by the closed circuit formed by the resonance capacitor 15 and the inductor 16 releases the energy stored in the resonance capacitor 15 and increases the current I3 flowing through the inductor 16 (period C). This period C continues until the voltage V2 across the resonant capacitor 15 reaches a voltage of approximately the opposite polarity V3 across the smoothing capacitor 14, that is, until the combined voltage of the series circuit of the capacitors 14 and 15 becomes zero. When the combined voltage of the series circuit of the capacitors 14 and 15 reaches zero, the diode 17 is turned on and the operation returns to the period A described above.

上述のように本実施形態の電源装置においても、スイッチング素子11がオンした時の、インダクタ16に流れる電流I3を急速に増加させ、且つ、インダクタ16の電流I3が流れ続けようとする特性を利用し、入力電圧Vinより出力電圧が高い場合でも電源から負荷側に電力を取り出すことが可能になる。   As described above, the power supply device according to the present embodiment also uses the characteristics that the current I3 flowing through the inductor 16 is rapidly increased when the switching element 11 is turned on, and the current I3 of the inductor 16 continues to flow. Even when the output voltage is higher than the input voltage Vin, it is possible to extract power from the power source to the load side.

また本実施形態では、インダクタ12aの励磁エネルギは、共振コンデンサ15だけではなく、共振コンデンサ15に直列接続された平滑コンデンサ14にも放出されるので、共振コンデンサ15の両端電圧を抑制することが可能になる。   In the present embodiment, the excitation energy of the inductor 12a is released not only to the resonance capacitor 15 but also to the smoothing capacitor 14 connected in series to the resonance capacitor 15, so that the voltage across the resonance capacitor 15 can be suppressed. become.

さらに共振コンデンサ15に蓄えられたエネルギは、共振コンデンサ15とインダクタ12aとインダクタ16とで形成される閉回路、或いは、スイッチング素子11がオンになると共振コンデンサ15とインダクタ16などで形成される閉回路を介して放出され、平滑コンデンサ14を介さずにインダクタ16の電流I3を増加させる動作に利用されるので、図11に示す従来例に比べて共振コンデンサ15の両端電圧が低い場合でも、インダクタ16の電流I3の増加に寄与して、昇圧効果を得ることができる。   Further, the energy stored in the resonance capacitor 15 is a closed circuit formed by the resonance capacitor 15, the inductor 12a and the inductor 16, or a closed circuit formed by the resonance capacitor 15 and the inductor 16 when the switching element 11 is turned on. Is used for the operation of increasing the current I3 of the inductor 16 without passing through the smoothing capacitor 14, so that even when the voltage across the resonant capacitor 15 is lower than that in the conventional example shown in FIG. The boosting effect can be obtained by contributing to the increase of the current I3.

また更に平滑コンデンサ14に蓄積されるインダクタ12aの励磁エネルギは、平滑コンデンサ14の静電容量が十分大きい場合、出力電圧に比例し、出力電圧が高いほど共振コンデンサ15よりも平滑コンデンサ14側により多く放出されることになる。したがって、本実施形態の電源装置を放電灯点灯装置に用いた場合には、無負荷電圧のように出力電圧が高くなるほど、インダクタ12aの励磁エネルギが平滑コンデンサ14側により多く蓄積されるから、共振コンデンサ15の両端電圧V2を抑制する効果がより大きくなる。したがって、共振コンデンサ15に耐電圧性能が高い素子を使用する必要がなく、誘導損を抑制することもできる。   Further, the excitation energy of the inductor 12a accumulated in the smoothing capacitor 14 is proportional to the output voltage when the capacitance of the smoothing capacitor 14 is sufficiently large, and the higher the output voltage, the more the smoothing capacitor 14 side than the resonance capacitor 15 is. Will be released. Therefore, when the power supply device of this embodiment is used for a discharge lamp lighting device, the higher the output voltage, such as the no-load voltage, the more the excitation energy of the inductor 12a is accumulated on the smoothing capacitor 14 side. The effect of suppressing the voltage V2 across the capacitor 15 is further increased. Therefore, it is not necessary to use an element having a high withstand voltage performance for the resonant capacitor 15, and induction loss can be suppressed.

また本実施形態において、インダクタ12a(第1のインダクタンス要素)のインダクタンス値をL3とした場合に、以下の式(5)、式(6)の関係を満たすような値に各定数を設定するのが好ましく、インダクタ12aの励磁エネルギを2次側のコンデンサ14,15へ素早く放出したり、共振コンデンサ15に蓄積されたエネルギによって素早く二次巻線電流I2を増加させて、インダクタ12aから負荷2に電力を供給することが可能な期間(期間A)へ素早く移行させることが可能になり、これによってオンデューティを大きくすることができ、回路電流のピーク値を低減することで効率の向上を図ることができる。   In the present embodiment, when the inductance value of the inductor 12a (first inductance element) is L3, each constant is set to a value that satisfies the relationship of the following expressions (5) and (6). Preferably, the excitation energy of the inductor 12a is quickly discharged to the capacitors 14 and 15 on the secondary side, or the secondary winding current I2 is quickly increased by the energy stored in the resonance capacitor 15, so that the inductor 12a transfers to the load 2. It is possible to quickly shift to a period during which power can be supplied (period A), thereby increasing the on-duty, and improving efficiency by reducing the peak value of the circuit current. Can do.

Figure 2008086089
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Figure 2008086089
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(実施形態3)
以下では、実施形態1で説明した電源装置を用いた放電灯点灯装置の実施形態を図4に基づいて説明する。なおDC−DCコンバータ回路10の構成および動作は実施形態1と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, an embodiment of a discharge lamp lighting device using the power supply device described in the first embodiment will be described with reference to FIG. Since the configuration and operation of the DC-DC converter circuit 10 are the same as those of the first embodiment, common components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施形態の放電灯点灯装置20は、直流電源1の直流電源電圧を負荷である放電灯23の点灯に必要な電圧に昇降圧するDC−DCコンバータ回路10と、消灯状態の高輝度放電灯23に高電圧を印加して始動させるための始動回路22と、スイッチング素子S1〜S4を用いたフルブリッジインバータ回路からなり、DC−DCコンバータ回路10の出力電圧を矩形波の交番電圧に変換し始動回路22を介して高輝度放電灯23に供給する矩形波インバータ回路21と、スイッチング素子11のスイッチング周波数やオンデューティなどを制御することによってDC−DCコンバータ回路10の出力を制御する制御回路41と、制御回路41から入力される制御信号Scに基づいてスイッチング素子11をオン/オフ駆動する駆動回路42とを備えている。   The discharge lamp lighting device 20 according to the present embodiment includes a DC-DC converter circuit 10 that steps up and down the DC power supply voltage of the DC power supply 1 to a voltage necessary for lighting the discharge lamp 23 that is a load, and the high-intensity discharge lamp 23 that is turned off. And a full-bridge inverter circuit using switching elements S1 to S4. The output voltage of the DC-DC converter circuit 10 is converted into a rectangular wave alternating voltage and started. A rectangular wave inverter circuit 21 that is supplied to the high-intensity discharge lamp 23 via the circuit 22; a control circuit 41 that controls the output of the DC-DC converter circuit 10 by controlling the switching frequency, on-duty, etc. of the switching element 11; The driving circuit 4 that drives the switching element 11 on / off based on the control signal Sc input from the control circuit 41 It is equipped with a door.

制御回路41は、DC−DCコンバータ回路10の出力電圧Voutを検出するとともに、電流センサを用いて出力電流Ioutを検出し、その検出結果と高輝度放電灯23に供給すべき電力指令とに基づいてフィードバック制御を行うことにより、スイッチング素子11のオン時間を調整するオン時間指令信号Vrefを出力する出力フィードバック制御回路43と、出力フィードバック制御回路43から入力されるオン時間指令信号Vrefに基づいてオン幅が調整された制御信号Scを出力する制御信号生成回路44とで構成される。また制御信号生成回路44は、ゼロ電流検出回路44aと、単安定マルチバイブレータ44bと、タイマ回路44cと、フリップフロップ44dとで構成される。   The control circuit 41 detects the output voltage Vout of the DC-DC converter circuit 10, detects the output current Iout using a current sensor, and based on the detection result and the power command to be supplied to the high-intensity discharge lamp 23. By performing feedback control, the output feedback control circuit 43 that outputs the on-time command signal Vref for adjusting the on-time of the switching element 11 and the on-time command signal Vref input from the output feedback control circuit 43 are turned on. And a control signal generation circuit 44 that outputs a control signal Sc having an adjusted width. The control signal generation circuit 44 includes a zero current detection circuit 44a, a monostable multivibrator 44b, a timer circuit 44c, and a flip-flop 44d.

この制御信号生成回路44では、出力フィードバック制御回路43からのオン時間指令信号Vrefがタイマ回路44cに入力され、タイマコンデンサCTの充電時間と比較して所定のオン時間の経過を測定する。ここで、オン時間指令信号Vrefによって決められた所定のオン時間が経過すると、タイマ回路44cからフリップフロップ44dのリセット端子Rにリセット信号が与えられ、制御信号Scであるフリップフロップ44dの出力信号をLレベルに切り換えることで、スイッチング素子11をオフさせる。   In the control signal generation circuit 44, the on-time command signal Vref from the output feedback control circuit 43 is input to the timer circuit 44c, and the passage of a predetermined on-time is measured in comparison with the charging time of the timer capacitor CT. Here, when a predetermined on-time determined by the on-time command signal Vref elapses, a reset signal is given from the timer circuit 44c to the reset terminal R of the flip-flop 44d, and the output signal of the flip-flop 44d as the control signal Sc is supplied. By switching to the L level, the switching element 11 is turned off.

スイッチング素子11がオフすると、トランス12に蓄えられた励磁エネルギが二次巻線N2からダイオード13を介して共振コンデンサ15と平滑コンデンサ14とに放出され、両コンデンサ14,15が充電される。   When the switching element 11 is turned off, the excitation energy stored in the transformer 12 is discharged from the secondary winding N2 through the diode 13 to the resonance capacitor 15 and the smoothing capacitor 14, and both capacitors 14 and 15 are charged.

制御回路41では、トランス12に蓄えられた励磁エネルギの放出終了以降、所定のタイミングでスイッチング素子11を再オンすれば良いので、ダイオード13に流れる電流I4をホールICなどの電流センサを用いて検出し、その検出結果をもとにゼロ電流検出回路44aでゼロ電流検出を行う。すなわちゼロ電流検出回路44aは、電流センサの出力が反転入力端子に入力されたコンパレータCP1からなり、電流I4が所定の閾値よりも小さくなると、コンパレータCP1の出力がハイになり、単安定マルチバイブレータ44bから所定幅のパルス信号がワンパルス出力される。この時、フリップフロップ44dの出力信号(制御信号Sc)がHレベルにセットされ、駆動回路42によりスイッチング素子11がオンされるとともに、タイマ回路44cのスイッチRSWがオンされてタイマコンデンサCTの電荷が放電させられる(すなわちタイマ回路44cがリセットされ、オン時間の計測を開始する)。その後、タイマ回路44cでは、タイマコンデンサCTが充電され、その充電電圧がオン時間指令信号Vrefを越えると、タイマ回路44cからフリップフロップ44dのリセット入力Rに信号が与えられ、フリップフロップ44dの出力信号(制御信号Sc)がLレベルにリセットされて、駆動回路42によりスイッチング素子11がオフされる。上述のようにフリップフロップ44dからは、オン時間指令信号Vrefの電圧レベルに応じたパルス幅の制御信号Scが出力されるので、スイッチング素子11がオン時間指令信号Vrefにより決められた時間幅だけオンされるのである。ここで、出力フィードバック制御回路43から制御信号生成回路44に入力されるオン時間指令信号Vrefが大きくなるほど、スイッチング素子11のオン時間が長くなり、DC−DCコンバータ回路10の出力電圧が増加する。   In the control circuit 41, since the switching element 11 has only to be turned on at a predetermined timing after the end of the release of the excitation energy stored in the transformer 12, the current I4 flowing through the diode 13 is detected using a current sensor such as a Hall IC. Then, zero current detection is performed by the zero current detection circuit 44a based on the detection result. That is, the zero current detection circuit 44a includes a comparator CP1 in which the output of the current sensor is input to the inverting input terminal. When the current I4 becomes smaller than a predetermined threshold, the output of the comparator CP1 becomes high, and the monostable multivibrator 44b. A pulse signal having a predetermined width is output as one pulse. At this time, the output signal (control signal Sc) of the flip-flop 44d is set to the H level, the switching element 11 is turned on by the drive circuit 42, and the switch RSW of the timer circuit 44c is turned on, so that the charge of the timer capacitor CT is increased. It is discharged (that is, the timer circuit 44c is reset and the on-time measurement is started). Thereafter, in the timer circuit 44c, when the timer capacitor CT is charged and the charge voltage exceeds the on-time command signal Vref, a signal is given from the timer circuit 44c to the reset input R of the flip-flop 44d, and the output signal of the flip-flop 44d (Control signal Sc) is reset to L level, and the switching element 11 is turned off by the drive circuit 42. As described above, since the flip-flop 44d outputs the control signal Sc having a pulse width corresponding to the voltage level of the on-time command signal Vref, the switching element 11 is turned on for a time width determined by the on-time command signal Vref. It is done. Here, as the ON time command signal Vref input from the output feedback control circuit 43 to the control signal generation circuit 44 increases, the ON time of the switching element 11 increases and the output voltage of the DC-DC converter circuit 10 increases.

なお放電灯点灯装置は本実施形態で説明した回路構成に限定される趣旨のものではなく、本実施形態の特徴は、ダイオード13の電流I4のゼロ電流に基づいてスイッチング素子11の再オンタイミングを決定する点にあるので、このような動作が実現できるのであれば、制御回路41の回路構成やオン時間の調整方法、あるいは出力制御手段は本実施形態に限定されるものではない。   The discharge lamp lighting device is not intended to be limited to the circuit configuration described in the present embodiment. The feature of the present embodiment is that the re-on timing of the switching element 11 is determined based on the zero current of the current I4 of the diode 13. Therefore, as long as such an operation can be realized, the circuit configuration of the control circuit 41, the on-time adjustment method, or the output control means are not limited to this embodiment.

またダイオード13の電流I4のゼロ電流検出は本実施形態の構成に限定されるものではなく、電流を直接検出するもの以外に、ダイオード13の両端電圧をもとにゼロ電流を検出するようにしても良い。この場合、ダイオード13の両端電圧が略ゼロであれば、ダイオード13がオンして電流が流れているものと判断し、それ以外の条件ではダイオード13がオフしてダイオード13の電流I4がゼロとなっていると判断すれば良く、ゼロ電流を間接的に検出するようなものでも良い。なおダイオード13の両端電圧を検出する場合には、例えばCR疑似微分回路などの微分回路を通した信号により、ダイオード13がオフした時点での両端電圧の上昇を感度良く検出することもできる。   Further, the zero current detection of the current I4 of the diode 13 is not limited to the configuration of the present embodiment, but the zero current is detected based on the voltage across the diode 13 in addition to the one that directly detects the current. Also good. In this case, if the voltage across the diode 13 is substantially zero, it is determined that the diode 13 is turned on and a current is flowing. Under other conditions, the diode 13 is turned off and the current I4 of the diode 13 is zero. What is necessary is just to judge that it is, and what detects a zero electric current indirectly may be sufficient. When the voltage across the diode 13 is detected, an increase in the voltage across the diode 13 when the diode 13 is turned off can be detected with high sensitivity using a signal that has passed through a differentiating circuit such as a CR pseudo-differential circuit.

また本実施形態において、電源装置として実施形態1で説明したDC−DCコンバータ回路10の代わりに、実施形態2で説明したDC−DCコンバータ回路10を用いても良いことは言うまでもない。   In the present embodiment, it goes without saying that the DC-DC converter circuit 10 described in the second embodiment may be used instead of the DC-DC converter circuit 10 described in the first embodiment.

(実施形態4)
以下では、実施形態1で説明した電源装置を用いた放電灯点灯装置の実施形態を図5に基づいて説明する。なお制御回路41以外の構成は実施形態3と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, an embodiment of a discharge lamp lighting device using the power supply device described in the first embodiment will be described with reference to FIG. Since the configuration other than the control circuit 41 is the same as that of the third embodiment, the common components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

実施形態3では、ダイオード13に流れる電流I4のゼロ電流を検出してスイッチング素子11を再オンさせているのに対して、本実施形態ではコンデンサ14,15の両端電圧(V2+V3)の変曲点を検出する変曲点検出回路44eを設け、変曲点を検出するとスイッチング素子11を再オンしている。   In the third embodiment, the zero current of the current I4 flowing through the diode 13 is detected and the switching element 11 is turned on again. In the present embodiment, the inflection point of the both-ends voltage (V2 + V3) of the capacitors 14 and 15 is detected. An inflection point detection circuit 44e is provided, and when the inflection point is detected, the switching element 11 is turned on again.

以下に本装置の動作について説明する。スイッチング素子11のオン時間については、実施形態3の放電灯点灯装置と同様の動作を行うので、その説明は省略する。   The operation of this apparatus will be described below. About the ON time of the switching element 11, since the operation | movement similar to the discharge lamp lighting device of Embodiment 3 is performed, the description is abbreviate | omitted.

スイッチング素子11がオフすると、トランス12に蓄えられた励磁エネルギが二次巻線N2からダイオード13を介して共振コンデンサ15と平滑コンデンサ14とに放出され、両コンデンサ14,15が充電される。   When the switching element 11 is turned off, the excitation energy stored in the transformer 12 is discharged from the secondary winding N2 through the diode 13 to the resonance capacitor 15 and the smoothing capacitor 14, and both capacitors 14 and 15 are charged.

制御回路41では、トランス12に蓄えられた励磁エネルギの放出終了以降、所定のタイミングでスイッチング素子11を再オンすれば良いので、本実施形態では励磁エネルギの放出終了を2次側のコンデンサ14,15の電圧波形から判断する。すなわち、スイッチング素子11がオフした後、2次側のコンデンサ14,15の直列回路の両端電圧(V2+V3)は正弦波状に上昇し、励磁エネルギの放出が終了した時点は正弦波形の変曲点(つまり正弦波形の傾きが正から負に切り替わる時点)に相当する。   In the control circuit 41, since the switching element 11 may be turned on again at a predetermined timing after the end of the discharge of the excitation energy stored in the transformer 12, in the present embodiment, the end of the discharge of the excitation energy is set to the secondary side capacitor 14, Judged from 15 voltage waveforms. That is, after the switching element 11 is turned off, the voltage (V2 + V3) across the series circuit of the secondary side capacitors 14 and 15 rises in a sine wave shape, and when the excitation energy release ends, the inflection point of the sine waveform ( In other words, this corresponds to the time when the slope of the sine waveform switches from positive to negative.

したがって、本実施形態では、変曲点検出回路44aにおいて、コンデンサ14,15の直列回路の両端電圧(V2+V3)を検出し、この検出電圧を例えばCR疑似微分回路などで構成される微分回路45に入力している。そして、コンデンサ14,15の直列回路の両端電圧が変曲点に達し、微分回路45の出力レベルが正から負になったことをコンパレータCP1が検出すると、単安定マルチバイブレータ44bから所定幅のパルス信号がワンパルス出力される。この時、フリップフロップ44dの出力信号(制御信号Sc)がHレベルにセットされ、駆動回路42によりスイッチング素子11がオンされるとともに、タイマ回路44cのスイッチRSWがオンされてタイマコンデンサCTの電荷が放電させられる(すなわちタイマ回路44cがリセットされ、オン時間の計測を開始する)。その後、タイマ回路44cでは、タイマコンデンサCTが充電され、その充電電圧がオン時間指令信号Vrefを越えると、タイマ回路44cからフリップフロップ44dのリセット入力Rに信号が与えられ、フリップフロップ44dの出力信号(制御信号Sc)がLレベルにリセットされ、駆動回路スイッチング素子11がオフされる。上述のようにフリップフロップ44dからは、オン時間指令信号Vrefの電圧レベルに応じたパルス幅の制御信号Scが出力されるので、スイッチング素子11がオン時間指令信号Vrefにより決められた時間幅だけオンされるのである。なお、出力フィードバック制御回路43から制御信号生成回路44に入力されるオン時間指令信号Vrefが大きくなるほど、スイッチング素子11のオン時間が長くなり、DC−DCコンバータ回路10の出力電圧が増加するようになっている。   Therefore, in this embodiment, the inflection point detection circuit 44a detects the voltage (V2 + V3) across the series circuit of the capacitors 14 and 15, and the detected voltage is applied to the differentiation circuit 45 configured by, for example, a CR pseudo-differentiation circuit. You are typing. When the comparator CP1 detects that the voltage across the series circuit of the capacitors 14 and 15 has reached the inflection point and the output level of the differentiating circuit 45 has changed from positive to negative, a pulse having a predetermined width is output from the monostable multivibrator 44b. The signal is output by one pulse. At this time, the output signal (control signal Sc) of the flip-flop 44d is set to the H level, the switching element 11 is turned on by the drive circuit 42, and the switch RSW of the timer circuit 44c is turned on, so that the charge of the timer capacitor CT is increased. It is discharged (that is, the timer circuit 44c is reset and the on-time measurement is started). Thereafter, in the timer circuit 44c, when the timer capacitor CT is charged and the charge voltage exceeds the on-time command signal Vref, a signal is given from the timer circuit 44c to the reset input R of the flip-flop 44d, and the output signal of the flip-flop 44d (Control signal Sc) is reset to L level, and the drive circuit switching element 11 is turned off. As described above, since the flip-flop 44d outputs the control signal Sc having a pulse width corresponding to the voltage level of the on-time command signal Vref, the switching element 11 is turned on for a time width determined by the on-time command signal Vref. It is done. As the on-time command signal Vref input from the output feedback control circuit 43 to the control signal generation circuit 44 increases, the on-time of the switching element 11 increases and the output voltage of the DC-DC converter circuit 10 increases. It has become.

ここにおいて、本実施形態では変曲点検出回路44aによりコンデンサ14,15の直列回路の両端電圧(V2+V3)を検出することによって、励磁エネルギの放出終了を検出しているが、平滑コンデンサ14の両端電圧V3は、スイッチング周波数レベルでみれば比較的安定しており、変曲点の検出には殆ど影響しないため、共振コンデンサ15の両端電圧V2のみから変曲点を検出するようにしても良い。例えばトランス12の二次側のグランドレベルが平滑コンデンサ14と共振コンデンサ15との接続点に設けられている場合は、コンデンサ14,15の直列回路の両端電圧(V2+V3)を検出するよりも、共振コンデンサ15の両端電圧V2のみを検出する方が検出が容易である。   Here, in this embodiment, the end of excitation energy release is detected by detecting the voltage (V2 + V3) across the series circuit of the capacitors 14 and 15 by the inflection point detection circuit 44a. Since the voltage V3 is relatively stable when viewed at the switching frequency level and has little influence on the detection of the inflection point, the inflection point may be detected only from the voltage V2 across the resonance capacitor 15. For example, when the ground level on the secondary side of the transformer 12 is provided at the connection point between the smoothing capacitor 14 and the resonance capacitor 15, it is more resonant than detecting the voltage (V2 + V3) across the series circuit of the capacitors 14 and 15. Detection is easier when only the voltage V2 across the capacitor 15 is detected.

なお、放電灯点灯装置は本実施形態で説明した回路構成に限定される趣旨のものではなく、本実施形態の特徴は、トランス12の二次側に設けられたコンデンサ14,15にトランス12の励磁エネルギが放出し終わった時点をコンデンサの電圧波形の変曲点を検出することによって求め、この検出結果に基づいてスイッチング素子11の再オンタイミングを決定する点にあるので、このような動作が実現できるのであれば、制御回路41の回路構成やオン時間の調整方法や出力制御手段は本実施形態に限定されるものではない。   Note that the discharge lamp lighting device is not limited to the circuit configuration described in the present embodiment, and the feature of the present embodiment is that the capacitors 14 and 15 provided on the secondary side of the transformer 12 are connected to the transformer 12. Since the point in time at which the excitation energy has been released is obtained by detecting the inflection point of the voltage waveform of the capacitor and the re-on timing of the switching element 11 is determined based on this detection result, such an operation is performed. As long as it can be realized, the circuit configuration of the control circuit 41, the on-time adjustment method, and the output control means are not limited to the present embodiment.

また本実施形態において、電源装置として実施形態1で説明したDC−DCコンバータ回路10の代わりに、実施形態2で説明したDC−DCコンバータ回路10を用いても良いことは言うまでもない。   In the present embodiment, it goes without saying that the DC-DC converter circuit 10 described in the second embodiment may be used instead of the DC-DC converter circuit 10 described in the first embodiment.

(実施形態5)
以下では、実施形態1で説明した電源装置を用いた放電灯点灯装置の実施形態を図6に基づいて説明する。なお制御回路41以外の構成は実施形態3と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Embodiment 5)
Below, embodiment of the discharge lamp lighting device using the power supply device demonstrated in Embodiment 1 is described based on FIG. Since the configuration other than the control circuit 41 is the same as that of the third embodiment, the common components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

実施形態3では、ダイオード13に流れる電流I4のゼロ電流を検出してスイッチング素子11を再オンさせているのに対して、本実施形態ではトランス12に発生している電圧から励磁エネルギの放出終了を検出し、励磁エネルギの放出終了を検出するとスイッチング素子11を再オンしている。   In the third embodiment, the zero current of the current I4 flowing through the diode 13 is detected and the switching element 11 is turned on again. In this embodiment, the excitation energy is completely released from the voltage generated in the transformer 12. When the end of the excitation energy release is detected, the switching element 11 is turned on again.

以下に本装置の動作について説明する。スイッチング素子11のオン時間については、実施形態3の放電灯点灯装置と同様の動作を行うので、その説明は省略する。   The operation of this apparatus will be described below. About the ON time of the switching element 11, since the operation | movement similar to the discharge lamp lighting device of Embodiment 3 is performed, the description is abbreviate | omitted.

駆動回路42によりスイッチング素子11がオフされると、トランス12に蓄えられた励磁エネルギが二次巻線N2からダイオード13を介して共振コンデンサ15と平滑コンデンサ14とに放出され、両コンデンサ14,15が充電される。   When the switching element 11 is turned off by the drive circuit 42, the excitation energy stored in the transformer 12 is discharged from the secondary winding N2 to the resonance capacitor 15 and the smoothing capacitor 14 via the diode 13, and both capacitors 14, 15 Is charged.

制御回路41では、トランス12に蓄えられた励磁エネルギの放出終了以降、所定のタイミングでスイッチング素子11を再オンすれば良いので、本実施形態では励磁エネルギの放出終了をトランス12に発生してる電圧から判断する。すなわち、スイッチング素子11がオフした後、トランス12の励磁エネルギの放出電流が流れている間、ダイオード13がオンしているので、トランス12の二次巻線N2の両端間にはコンデンサ14,15の直列回路の両端電圧と略等しい電圧が印加され、その電圧波形は正弦波状に上昇する波形となる。そして、トランス12の励磁エネルギの放出が終了した後、ダイオード13がオフすると、共振コンデンサ15の両端電圧V2のみが二次巻線N2とインダクタ16とで分圧されて、二次巻線N2に印加されるので、二次巻線N2に印加される電圧は急速に低下することになる。したがって、本実施形態ではこの変曲点をダイオードオフ検出回路44fで検出することによって、励磁エネルギの放出終了を検出するようにしている。   In the control circuit 41, the switching element 11 may be turned on again at a predetermined timing after the end of the discharge of the excitation energy stored in the transformer 12, so in this embodiment, the voltage generated at the end of the discharge of the excitation energy in the transformer 12 Judging from. That is, after the switching element 11 is turned off, the diode 13 is turned on while the excitation energy emission current of the transformer 12 is flowing, so that the capacitors 14 and 15 are placed between both ends of the secondary winding N2 of the transformer 12. A voltage substantially equal to the voltage across the series circuit is applied, and the voltage waveform rises in a sine wave shape. When the diode 13 is turned off after the excitation energy of the transformer 12 has been released, only the voltage V2 across the resonant capacitor 15 is divided by the secondary winding N2 and the inductor 16, and the voltage is applied to the secondary winding N2. Since it is applied, the voltage applied to the secondary winding N2 will drop rapidly. Therefore, in this embodiment, the end of excitation energy discharge is detected by detecting this inflection point with the diode-off detection circuit 44f.

すなわち、本実施形態ではトランス12に設けた3次巻線N3を利用し、この3次巻線N3の両端電圧からトランス12に発生している電圧を検出している。なお3次巻線の検出電圧を実施形態4で説明したような微分回路に入力することによって変曲点(つまり励磁エネルギの放出終了)を検出しても良いが、厳密に言えば励磁エネルギの放出が終了した時点と、ダイオード13がオフするタイミングとは完全に一致していない。これは、図2に示すように励磁エネルギの放出が終了した時点でもインダクタ16に電流I3が流れているためである。しかしながら、ダイオード13がオフした後にスイッチング素子11を再オンする方が回路効率の面では有利であるので、本実施形態では3次巻線N3の電圧からダイオード13のオフ時点を検出するようにしている。   That is, in this embodiment, the tertiary winding N3 provided in the transformer 12 is used, and the voltage generated in the transformer 12 is detected from the voltage across the tertiary winding N3. The inflection point (that is, the end of the excitation energy release) may be detected by inputting the detection voltage of the tertiary winding to the differentiation circuit as described in the fourth embodiment. The point in time when the emission is finished does not completely coincide with the timing when the diode 13 is turned off. This is because the current I3 flows through the inductor 16 even when the excitation energy has been released, as shown in FIG. However, since it is more advantageous in terms of circuit efficiency to turn the switching element 11 on again after the diode 13 is turned off, in this embodiment, the off time of the diode 13 is detected from the voltage of the tertiary winding N3. Yes.

ここで、ダイオード13がオフすると、共振コンデンサ15の電圧V2のみが二次巻線N2とインダクタ16とで分圧されて二次巻線N2に印加されるため、二次巻線N2の両端電圧は急速に低下することになるが、このときトランス12の浮遊容量Cp、ダイオードの接合容量、回路パターンの寄生容量、寄生インダクタンスなどの影響で二次巻線N2の両端電圧が低下する際にリンギングが発生する。すなわち、二次巻線N2の両端電圧が瞬時的にゼロ以下あるいはゼロ近傍まで低下するので、ダイオードオフ検出回路44fでは、二次側に設けた3次巻線N3の電圧低下をコンパレータCP1で検出し、ダイオード13のオフタイミング(ゼロ電流)として検出している。ダイオードオフ検出回路44fがダイオード13のオフ時点を検出すると、コンパレータCP1の出力がHレベルに反転するので、単安定マルチバイブレータ44bから所定幅のパルス信号がワンパルス出力される。この時、フリップフロップ44dの出力信号(制御信号Sc)がHレベルにセットされ、駆動回路42によりスイッチング素子11がオンされるとともに、タイマ回路44cのスイッチRSWがオンされてタイマコンデンサCTの電荷が放電させられる(すなわちタイマ回路44cがリセットされ、オン時間の計測を開始する)。その後、タイマ回路44cでは、タイマコンデンサCTが充電され、その充電電圧がオン時間指令信号Vrefを越えると、タイマ回路44cからフリップフロップ44dのリセット入力Rに信号が与えられ、フリップフロップ44dの出力信号(制御信号Sc)がLレベルにリセットされ、駆動回路42によりスイッチング素子11がオフされる。上述のようにフリップフロップ44dからは、オン時間指令信号Vrefの電圧レベルに応じたパルス幅の制御信号Scが出力されるので、スイッチング素子11がオン時間指令信号Vrefにより決められた時間幅だけオンされるのである。ここで、出力フィードバック制御回路43から制御信号生成回路44に入力されるオン時間指令信号Vrefが大きくなるほど、スイッチング素子11のオン時間が長くなり、DC−DCコンバータ回路10の出力電圧が増加するようになっている。   Here, when the diode 13 is turned off, only the voltage V2 of the resonance capacitor 15 is divided by the secondary winding N2 and the inductor 16, and is applied to the secondary winding N2, so that the voltage across the secondary winding N2 is increased. Will drop rapidly, but at this time, ringing occurs when the voltage across the secondary winding N2 drops due to the influence of the stray capacitance Cp of the transformer 12, the junction capacitance of the diode, the parasitic capacitance of the circuit pattern, the parasitic inductance, etc. Occurs. That is, since the voltage across the secondary winding N2 instantaneously drops to below zero or near zero, the diode OFF detection circuit 44f detects the voltage drop of the tertiary winding N3 provided on the secondary side by the comparator CP1. Then, it is detected as the off timing (zero current) of the diode 13. When the diode OFF detection circuit 44f detects the OFF time of the diode 13, the output of the comparator CP1 is inverted to H level, so that a pulse signal having a predetermined width is output from the monostable multivibrator 44b. At this time, the output signal (control signal Sc) of the flip-flop 44d is set to the H level, the switching element 11 is turned on by the drive circuit 42, and the switch RSW of the timer circuit 44c is turned on, so that the charge of the timer capacitor CT is increased. It is discharged (that is, the timer circuit 44c is reset and the on-time measurement is started). Thereafter, in the timer circuit 44c, when the timer capacitor CT is charged and the charge voltage exceeds the on-time command signal Vref, a signal is given from the timer circuit 44c to the reset input R of the flip-flop 44d, and the output signal of the flip-flop 44d (Control signal Sc) is reset to L level, and switching element 11 is turned off by drive circuit 42. As described above, since the flip-flop 44d outputs the control signal Sc having a pulse width corresponding to the voltage level of the on-time command signal Vref, the switching element 11 is turned on for a time width determined by the on-time command signal Vref. It is done. Here, as the ON time command signal Vref input from the output feedback control circuit 43 to the control signal generation circuit 44 increases, the ON time of the switching element 11 increases and the output voltage of the DC-DC converter circuit 10 increases. It has become.

なお、放電灯点灯装置は本実施形態で説明した回路構成に限定される趣旨のものではなく、本実施形態の特徴は、スイッチング素子11のオフ時における2次巻線電圧の変曲点、或いは、ダイオード13のオフによるリンギング電圧を考慮した2次巻線電圧の電圧低下を検出し、この検出結果に基づいてスイッチング素子11の再オンタイミングを決定する点にあるので、このような動作が実現できるのであれば、制御回路41の回路構成やオン時間の調整方法、あるいは出力制御手段は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態では2次巻線電圧を間接的に検出するため、トランス12の2次側に設けた3次巻線N3を利用しているが、2次巻線を直接検出するようにしても良いし、1次巻線電圧を利用して間接的に検出するようにしても良い。   Note that the discharge lamp lighting device is not limited to the circuit configuration described in the present embodiment, and the feature of the present embodiment is that the inflection point of the secondary winding voltage when the switching element 11 is off, or Since the voltage drop of the secondary winding voltage in consideration of the ringing voltage due to the diode 13 being turned off is detected and the re-on timing of the switching element 11 is determined based on the detection result, such an operation is realized. If possible, the circuit configuration of the control circuit 41, the on-time adjustment method, or the output control means are not limited to this embodiment. In the present embodiment, the secondary winding voltage is indirectly detected to use the tertiary winding N3 provided on the secondary side of the transformer 12. However, the secondary winding is directly detected. Alternatively, it may be detected indirectly using the primary winding voltage.

また本実施形態において、電源装置として実施形態1で説明したDC−DCコンバータ回路10の代わりに、実施形態2で説明したDC−DCコンバータ回路10を用いても良いことは言うまでもない。   In the present embodiment, it goes without saying that the DC-DC converter circuit 10 described in the second embodiment may be used instead of the DC-DC converter circuit 10 described in the first embodiment.

(実施形態6)
以下に、上記の各実施形態で説明した電源装置を用いた放電灯点灯装置を車両用前照灯装置に適用した実施形態について図7および図8を参照して説明する。図7は本実施形態の車両用前照灯装置の概略構成図、図8は本実施形態の車両用前照灯装置を用いた車両の外観斜視図である。
(Embodiment 6)
Hereinafter, an embodiment in which the discharge lamp lighting device using the power supply device described in each of the above embodiments is applied to a vehicle headlamp device will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the vehicle headlamp device of the present embodiment, and FIG. 8 is an external perspective view of a vehicle using the vehicle headlamp device of the present embodiment.

この車両用前照灯装置50は、前面が開口した略箱状の灯具51を有し、この灯具51の内部に放電灯23を装着するソケット53が適宜の手段(図示せず)を用いて固定されており、灯具51の下面に取着された放電灯点灯装置20とソケット53との間は電灯線55を介して電気的に接続されている。なお灯具51の内部には、放電灯23の光を前方に反射する反射鏡54とグレア防止用の遮光板56とが適宜の取付手段(図示せず)を用いて取り付けられており、放電灯23の発光は灯具51の開口部に取り付けられた透光カバー52を介して外部に照射されるようになっている。   This vehicle headlamp device 50 has a substantially box-shaped lamp 51 having an open front surface, and a socket 53 for mounting the discharge lamp 23 inside the lamp 51 using appropriate means (not shown). The discharge lamp lighting device 20 fixed to the lower surface of the lamp 51 and the socket 53 are electrically connected via a lamp line 55. Inside the lamp 51, a reflecting mirror 54 that reflects the light of the discharge lamp 23 forward and a light-shielding plate 56 for preventing glare are attached using appropriate attachment means (not shown). The emitted light 23 is irradiated to the outside through a translucent cover 52 attached to the opening of the lamp 51.

なお放電灯点灯装置20は、灯具51の下側に取着されたケース20aの内部に、上述の各実施形態で説明した回路を形成した回路基板(図示せず)を収納して構成され、放電灯点灯装置20には点灯スイッチSWとヒューズFとを介して車載バッテリからなる直流電源1より直流電源電圧が供給されるようになっている。   The discharge lamp lighting device 20 is configured by housing a circuit board (not shown) on which the circuits described in the above embodiments are formed in a case 20a attached to the lower side of the lamp 51, The discharge lamp lighting device 20 is supplied with a DC power supply voltage from a DC power supply 1 made of an in-vehicle battery via a lighting switch SW and a fuse F.

このような車両用前照灯装置50は、図8に示すように車体60の前側の左右両側部に取着されており、実施形態1〜5で説明した電源装置を用いた放電灯点灯装置を備えているので、大型化やコスト高を招くことがなく、また誘導損を低減することができる放電灯点灯装置を使用した車両用前照灯装置50を実現でき、車両用前照灯装置50の小型化が図れるので、車両用前照灯装置50の取付スペースに大きなスペースを必要としない車両を実現できる。   Such a vehicle headlamp device 50 is attached to the left and right sides of the front side of the vehicle body 60 as shown in FIG. 8, and the discharge lamp lighting device using the power supply device described in the first to fifth embodiments. Therefore, the vehicle headlamp device 50 using the discharge lamp lighting device that can reduce inductive loss without increasing the size and cost can be realized, and the vehicle headlamp device can be realized. 50 can be reduced in size, so that a vehicle that does not require a large space for mounting the vehicle headlamp device 50 can be realized.

ところで、車両用の高輝度放電灯23としては、水銀を含まないメタルハライドランプが開発されているが、一般的に、定常点灯時のランプ電圧が水銀を含むランプに比べて約半分と低くなっている。一方、無負荷電圧は始動性能の点であまり低減できず、そのため定常点灯時の負荷電圧(ランプ電圧)と、消灯時の無負荷電圧との差が水銀を含むランプに比べて大きくなるが、上述の各実施形態で説明したように本発明に係る電源装置では、装置の大型化やコストアップを招くことなく、高い昇圧比を得ることができるので、このような負荷(水銀を含まないメタルハライドランプ)を点灯させる回路として好適である。   By the way, as a high-intensity discharge lamp 23 for a vehicle, a metal halide lamp that does not contain mercury has been developed, but in general, the lamp voltage during steady lighting is about half lower than that of a lamp containing mercury. Yes. On the other hand, the no-load voltage cannot be reduced much in terms of starting performance, so the difference between the load voltage during steady lighting (lamp voltage) and the no-load voltage during extinguishing is greater than for lamps containing mercury. As described in the above embodiments, the power supply device according to the present invention can obtain a high step-up ratio without causing an increase in size and cost of the device, so that such a load (metal halide not containing mercury) can be obtained. It is suitable as a circuit for lighting a lamp.

なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。   It should be noted that a wide variety of different embodiments can be configured without departing from the spirit and scope of the present invention, and the present invention is not limited to a specific embodiment.

実施形態1の電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a power supply device according to a first embodiment. (a)〜(g)は同上の動作を説明する各部の波形図である。(A)-(g) is a wave form diagram of each part explaining operation | movement same as the above. 実施形態2の電源装置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a power supply device according to a second embodiment. 実施形態3の放電灯点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the discharge lamp lighting device of Embodiment 3. 実施形態4の放電灯点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the discharge lamp lighting device of Embodiment 4. 実施形態5の放電灯点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the discharge lamp lighting device of Embodiment 5. 実施形態6の車両用前照灯装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the vehicle headlamp apparatus of Embodiment 6. 同上を用いた車両の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the vehicle using the same as the above. 従来の電源装置を用いた放電灯点灯装置の回路図である。It is a circuit diagram of the discharge lamp lighting device using the conventional power supply device. (a)〜(c)は同上の動作を説明する波形図である。(A)-(c) is a wave form diagram explaining the operation | movement same as the above. 従来の他の電源装置の回路図である。It is a circuit diagram of the other conventional power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

1 直流電源
2 負荷(負荷回路)
10 DC−DCコンバータ回路(電源装置)
11 スイッチング素子
12 トランス(第1のインダクタンス要素)
13 ダイオード(第1の整流素子)
14 平滑コンデンサ
15 共振コンデンサ
16 インダクタ(第2のインダクタンス要素)
17 ダイオード(第2の整流素子)
41 制御回路(制御部)
42 駆動回路
N1 一次巻線
N2 二次巻線
1 DC power supply 2 Load (load circuit)
10 DC-DC converter circuit (power supply)
11 Switching element 12 Transformer (first inductance element)
13 Diode (first rectifier)
14 Smoothing capacitor 15 Resonance capacitor 16 Inductor (second inductance element)
17 Diode (second rectifier)
41 Control circuit (control unit)
42 Drive circuit N1 Primary winding N2 Secondary winding

Claims (8)

少なくとも直流電源、スイッチング素子および第1のインダクタンス要素からなる閉回路と、スイッチング素子のオン/オフを制御する制御部と、負荷回路の両端間に接続された平滑コンデンサと、スイッチング素子のオフ時に第1のインダクタンス要素に励磁された電流が流れる方向に、第1のインダクタンス要素と直列に接続された第1の整流素子と、少なくとも第1のインダクタンス要素と第1の整流素子の直列回路の両端間に平滑コンデンサを介して接続された共振コンデンサと、前記両コンデンサの接続点と第1のインダクタンス要素および第1の整流素子の接続点との間に接続されて、第1のインダクタンス要素および共振コンデンサとともに閉回路を形成する第2のインダクタンス要素と、前記両コンデンサの直列回路の両端間に、スイッチング素子のオン時に第1のインダクタンス要素から電流が流れる向きに接続された第2の整流素子とを備えて成ることを特徴とする電源装置。   A closed circuit comprising at least a DC power supply, a switching element and a first inductance element; a control unit for controlling on / off of the switching element; a smoothing capacitor connected between both ends of the load circuit; A first rectifier element connected in series with the first inductance element in a direction in which a current excited in the one inductance element flows, and at least between both ends of the series circuit of the first inductance element and the first rectifier element A resonance capacitor connected to the first capacitor through a smoothing capacitor; and a connection point between the two capacitors and a connection point between the first inductance element and the first rectifier element; And a second inductance element forming a closed circuit together with both ends of the series circuit of the two capacitors. The power supply apparatus characterized by comprising a second rectifying element connected in the direction of current flows from the first inductor element when the switching element. 前記第1のインダクタンス要素を、1次巻線が少なくとも直流電源およびスイッチング素子と共に閉回路を形成するとともに、2次巻線が第1の整流素子と直列に接続されたトランスで構成し、2次巻線および第1の整流素子の直列回路の両端間に前記両コンデンサの直列回路が接続されるとともに、2次巻線が第2のインダクタンス要素および共振コンデンサとともに閉回路を形成することを特徴とする請求項1記載の電源装置。   The first inductance element includes a transformer in which a primary winding forms a closed circuit together with at least a DC power source and a switching element, and a secondary winding is connected in series with the first rectifier element. A series circuit of the two capacitors is connected between both ends of the series circuit of the winding and the first rectifying element, and the secondary winding forms a closed circuit together with the second inductance element and the resonant capacitor. The power supply device according to claim 1. 第1のインダクタンス要素において、第2のインダクタンス要素および共振コンデンサとともに閉回路を形成するインダクタンス成分のインダクタンス値をL1、第2のインダクタンス要素のインダクタンス値をL2、共振コンデンサの静電容量をC1、スイッチング素子のスイッチング周期をtSWとした場合に、
Figure 2008086089
Figure 2008086089
とすることを特徴とする請求項1又は2記載の電源装置。
In the first inductance element, the inductance value of the inductance component that forms a closed circuit together with the second inductance element and the resonance capacitor is L1, the inductance value of the second inductance element is L2, the capacitance of the resonance capacitor is C1, and switching When the switching period of the element is t SW ,
Figure 2008086089
Figure 2008086089
The power supply device according to claim 1, wherein:
スイッチング素子のオン時に第1のインダクタンス要素に蓄積されたエネルギが、スイッチング素子のオフ時に前記両コンデンサの直列回路に放出されており、制御部は、第1のインダクタンス要素が蓄積したエネルギを放出し終えるまでスイッチング素子を再オンしないことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電源装置。   The energy stored in the first inductance element when the switching element is turned on is released to the series circuit of both capacitors when the switching element is turned off, and the control unit releases the energy stored in the first inductance element. The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching element is not turned on again until it is finished. 少なくとも放電灯を負荷として含む負荷回路と、前記負荷回路に電源を供給する請求項1乃至4の何れか1項に記載の電源装置とを備えて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。   A discharge lamp lighting device comprising: a load circuit including at least a discharge lamp as a load; and the power supply device according to any one of claims 1 to 4 that supplies power to the load circuit. 前記放電灯が水銀を含まないメタルハライドランプからなることを特徴とする請求項5記載の放電灯点灯装置。   6. The discharge lamp lighting device according to claim 5, wherein the discharge lamp is a metal halide lamp containing no mercury. 請求項6記載の放電灯点灯装置を有する車両用前照灯装置。   A vehicle headlamp device comprising the discharge lamp lighting device according to claim 6. 請求項7記載の車両用前照灯装置を有する車両。   A vehicle comprising the vehicle headlamp device according to claim 7.
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