JP2014002969A - Lighting device of electric discharge lamp - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device of an electric discharge lamp capable of keeping a stable lighted-state of the electric discharge lamp by configuring appropriately an interruption period where detecting of fade-away is interrupted when a polarity of an electric-discharge lamp is switched.SOLUTION: There are provided a lightning circuit 4 which makes an electric discharge lamp 5 turned on by repeating periodically polarity changeover where electric conduction direction is switched; fade-away detection means 14 which detects whether a fade-away arises in the electric discharge lamp 5 on the basis of a magnitude of a current which is energized to the electric discharge lamp 5; re-lightning means 15 which re-lights the electric discharge lamp 5 when an occurrence of the fade-away is detected; changeover period calculation means 12 which calculates a changeover period TM from starting to ending of the polarity changeover on the basis of at least one of the magnitude of a voltage applied to the electric discharge lamp 5 and the magnitude of a current energized to the electric discharge lamp 5; and detection interruption means 13 which makes the detection of the fade-away interrupted during the changeover period TM when the polarity changeover is executed.

Description

本発明は、電源からの電流を交流に変換して供給することにより放電灯を点灯させる放電灯の点灯装置に関するものである。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp by converting a current from a power source into an alternating current and supplying the current.

従来の放電灯の点灯装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この放電灯の点灯装置(以下、単に「点灯装置」という)は、直流電源からの直流電流を交流に変換する直流−交流変換部と、その交流出力が供給されることで点灯する放電灯などを備えている。また、放電灯に印加される電圧が、ランプ電圧としてランプ電圧検出回路によって検出され、放電灯に通電される電流が、ランプ電流としてランプ電流検出回路によって検出される。   As a conventional discharge lamp lighting device, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. The discharge lamp lighting device (hereinafter simply referred to as “lighting device”) includes a DC-AC converter that converts a DC current from a DC power source into an AC, a discharge lamp that is lit when supplied with the AC output, and the like. It has. The voltage applied to the discharge lamp is detected as a lamp voltage by the lamp voltage detection circuit, and the current supplied to the discharge lamp is detected as the lamp current by the lamp current detection circuit.

また、放電灯の極性切換えの完了時から次回の極性切換えの開始時までの安定期間中に放電灯に供給される電力を一定に制御するために、放電灯の極性切換え時に発生する再点弧電圧を検出しないようにするためのマスク信号が生成される。マスク信号は、検出したランプ電圧若しくはランプ電流、または直流−交流変換部の出力段での電圧に応じて、信号生成回路によって生成され、再点弧電圧の発生期間であるマスク期間中、ランプ電圧の検出がマスク信号に基づいて中断される。これにより、ランプ電圧の検出に再点弧電圧が影響を及ぼすのを回避することによって、放電灯の点灯制御がランプ電圧に応じて適切に実行されるようにしている。   In addition, in order to keep the power supplied to the discharge lamp constant during the stable period from the completion of the polarity switching of the discharge lamp to the start of the next polarity switching, a re-ignition that occurs at the time of polarity switching of the discharge lamp is performed. A mask signal is generated so as not to detect the voltage. The mask signal is generated by the signal generation circuit according to the detected lamp voltage or lamp current, or the voltage at the output stage of the DC-AC converter, and the lamp voltage is applied during the mask period, which is the generation period of the re-ignition voltage. Is interrupted based on the mask signal. Thus, the lighting control of the discharge lamp is appropriately executed according to the lamp voltage by avoiding the effect of the re-ignition voltage on the detection of the lamp voltage.

また、例えば電源の電圧が低下したときなどに、放電灯が消灯してしまうことがあるため、点灯装置では通常、ランプ電圧やランプ電流に応じて放電灯の点灯状態が監視されており、放電灯を点灯状態に制御しているときに、放電灯の消灯(以下「立消え」という)が検出されたときには、放電灯が再点灯するように制御される。また、放電灯の極性切換えの実行中における電圧や電流の変動で立消えが誤検出されないように、極性切換えを実行するときに、立消えの検出を中断することが行われている。   In addition, since the discharge lamp may be turned off when the voltage of the power source is lowered, for example, the lighting device usually monitors the lighting state of the discharge lamp according to the lamp voltage or lamp current, and the discharge lamp is discharged. When the discharge lamp is turned off (hereinafter referred to as “disappearance”) while the electric lamp is controlled to be turned on, the discharge lamp is controlled to be turned on again. In addition, when the polarity switching is executed, the detection of the extinction is interrupted so that the extinction is not erroneously detected due to a change in voltage or current during the execution of the polarity switching of the discharge lamp.

特開2006−79983号公報JP 2006-79983 A

一般に、放電灯の極性切換えに要する時間は、極性切換えの開始時におけるランプ電圧やランプ電流の大きさに応じて変動する。このため、上述した特許文献に係る点灯装置において立消えを検出する場合に、マスク期間が極性切換えに要する時間よりも短く設定されると、極性切換えの実行中におけるランプ電圧およびランプ電流が検出される結果、立消えが発生したものと誤検出してしまうおそれがある。その場合、立消えが発生していないにもかかわらず再点灯制御が行われることによって、放電灯により大きな電力が供給され、放電灯の明るさが変動してちらつきが生じ、視認性に悪影響を及ぼしてしまう。   In general, the time required for switching the polarity of the discharge lamp varies depending on the lamp voltage and the lamp current at the start of polarity switching. For this reason, in the lighting device according to the above-mentioned patent document, when the extinction is detected, if the mask period is set shorter than the time required for polarity switching, the lamp voltage and the lamp current during the polarity switching are detected. As a result, there is a risk of erroneously detecting that the disappearance has occurred. In that case, re-lighting control is performed even though the lamp has not disappeared, so that a large amount of power is supplied to the discharge lamp, the brightness of the discharge lamp fluctuates and flickers, which adversely affects visibility. End up.

一方、立消えの誤検出を防止するために、再点弧電圧の発生期間にかかわらず、マスク期間を極性切換えに要する最長時間よりも長くなるように設定すると、極性切換え時に実際に立消えが発生しても、マスク期間が終了するまで立消えが検出されないので、立消えの検出に遅れが生じてしまう。その結果、放電灯の消灯時間の増大に伴って、放電灯の電極の温度が低下するので、再点灯に要する時間および電力が増大してしまい、やはり視認性に悪影響を及ぼしてしまう。   On the other hand, in order to prevent false detection of extinction, if the mask period is set to be longer than the maximum time required for polarity switching regardless of the re-ignition voltage generation period, the actual extinction will occur at the time of polarity switching. However, since the extinction is not detected until the mask period ends, the detection of the extinction is delayed. As a result, as the discharge lamp turn-off time increases, the temperature of the discharge lamp electrode decreases, so the time and power required for relighting increase, which also adversely affects visibility.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、放電灯の極性を切換える際、立消えの検出を中断する中断期間を適切に設定することによって、放電灯の安定した点灯状態を維持することのできる放電灯の点灯装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems. When switching the polarity of the discharge lamp, the discharge lamp can be stably turned on by appropriately setting an interruption period for interrupting the detection of extinction. It aims at providing the lighting device of the discharge lamp which can maintain a state.

上記の目的を達成するために、本発明に係る放電灯の点灯装置は、電源(実施形態における(以下、本項において同じ)直流電源2)から供給される電力によって放電灯5を点灯させるための放電灯の点灯装置1であって、前記放電灯5の一方の電極側から他方の電極側への通電と、他方の電極側から一方の電極側への通電とを切り換える極性切換えを、周期的に反復することによって、前記放電灯5を点灯させる点灯回路(直流−交流変換部4、極性切換え制御回路11)と、前記電源から前記放電灯5に印加される電圧(ランプ電圧VL)を検出する電圧検出回路6と、前記放電灯5に通電された電流(ランプ電流IL)の大きさを検出する電流検出回路7と、当該検出した電流の大きさに基づいて、前記放電灯5に立消えが発生したか否かを検出する立消え検出手段(立消え判定回路14)と、当該立消え検出手段によって立消えの発生が検出されたときに、前記放電灯5を再点灯させる再点灯手段(電力制御回路15)と、前記電圧検出回路6によって検出した電圧および前記電流検出回路7によって検出した電流の大きさの少なくとも一方に基づいて、前記極性切換えの開始から終了までの切換え期間(マスク期間TM)を算出する切換え期間算出手段(マスク信号生成回路12)と、前記点灯回路によって前記極性切換えを実行するときに、前記切換え期間算出手段によって算出された切換え期間の間、前記立消え検出手段による前記立消えの検出を中断させる検出中断手段(信号マスク回路13)と、を備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a lighting device for a discharge lamp according to the present invention lights a discharge lamp 5 with power supplied from a power source (DC power source 2 in the embodiment (hereinafter, the same in this section)). The discharge lamp lighting device 1 according to the first aspect of the present invention includes a polarity switching for switching between energization from one electrode side of the discharge lamp 5 to the other electrode side and energization from the other electrode side to the one electrode side. The lighting circuit (DC-AC conversion unit 4, polarity switching control circuit 11) for lighting the discharge lamp 5 and the voltage (lamp voltage VL) applied from the power source to the discharge lamp 5 are repeated. A voltage detection circuit 6 to detect, a current detection circuit 7 to detect the magnitude of the current (lamp current IL) energized to the discharge lamp 5, and the discharge lamp 5 based on the magnitude of the detected current Has the disappearance occurred? A extinction detecting means (extinguishing determination circuit 14) for detecting the extinction, a relighting means (power control circuit 15) for relighting the discharge lamp 5 when the occurrence of extinction is detected by the extinction detecting means, A switching period calculation for calculating a switching period (mask period TM) from the start to the end of the polarity switching based on at least one of the voltage detected by the voltage detection circuit 6 and the magnitude of the current detected by the current detection circuit 7 Detection for interrupting detection of the extinction by the extinction detection means during the switching period calculated by the switching period calculation means when the polarity switching is performed by the means (mask signal generation circuit 12) and the lighting circuit Interrupting means (signal mask circuit 13).

この点灯装置によれば、放電灯の一方の電極側から他方の電極側への通電と、他方の電極側から一方の電極側への通電が、点灯回路により周期的に切り換えられ、このような極性切換えが周期的に反復されることによって、放電灯が点灯する。また、極性切換えが実行されるときには、放電灯に直列に接続されたインダクタのインダクタンスによる電流が、極性切換えの開始時から流れるので、放電灯に通電される電流の大きさが徐々に減少して電流の通電方向がスムーズに切り換えられる。   According to this lighting device, the energization from one electrode side of the discharge lamp to the other electrode side and the energization from the other electrode side to the one electrode side are periodically switched by the lighting circuit. The discharge lamp is turned on by periodically repeating the polarity switching. Also, when polarity switching is performed, the current due to the inductance of the inductor connected in series with the discharge lamp flows from the start of polarity switching, so the magnitude of the current passed through the discharge lamp gradually decreases. The direction of current flow can be switched smoothly.

また、放電灯に通電された電流の大きさが、電流検出回路によって検出され、検出された電流の大きさに基づいて、放電灯に立消えが発生したか否かが、立消え検出手段によって検出される。そして、立消えが検出されたときには、再点灯手段によって放電灯が再点灯される。   Further, the magnitude of the current supplied to the discharge lamp is detected by the current detection circuit, and based on the detected magnitude of the current, whether or not the discharge lamp has disappeared is detected by the extinction detecting means. The When the extinction is detected, the discharge lamp is relighted by the relighting means.

また、電流検出回路によって検出された電流の大きさと、電圧検出回路によって検出された放電灯に印加される電圧との少なくとも一方に基づいて、極性切換えの開始から終了までの切換え期間が、切換え期間算出手段によって算出される。そして、放電灯の極性切換えが実行されるときに、算出された切換え期間の間、立ち消えの検出が検出中断手段によって中断される。   The switching period from the start to the end of polarity switching is based on at least one of the magnitude of the current detected by the current detection circuit and the voltage applied to the discharge lamp detected by the voltage detection circuit. Calculated by calculating means. When the discharge lamp polarity switching is executed, the detection interruption means is interrupted by the detection interruption means during the calculated switching period.

以上のように、放電灯の極性切換えに要する期間に影響を及ぼす電流の大きさや電圧に基づいて、切換え期間が算出され、放電灯に通電される電流の大きさが変動する切換え期間の間、電流の大きさに基づく立消えの検出が中断される。それにより、極性切換えの実行中における立消えの誤検出が防止され、誤検出に伴う再点灯動作が実行されるのを防止できるので、放電灯を安定した点灯状態に維持することができる。また、切換え期間の間に立消えが発生したとしても、極性切換えが終了したときに立消えの検出が再開されるので、立消えの発生から再点灯動作が実行されるまでの期間を、立消えの誤検出を防止しながら最小限に止めることができる。また、このように、放電灯の再点灯動作が極性切換えの終了に伴ってすぐに開始されるので、立消えに伴う放電灯の電極の温度低下が抑制され、その結果、再点灯に要する電力および視認性の低下を抑制することができる。   As described above, the switching period is calculated based on the magnitude and voltage of the current that affects the period required to switch the polarity of the discharge lamp, and during the switching period in which the magnitude of the current supplied to the discharge lamp varies, The detection of extinction based on the magnitude of the current is interrupted. Accordingly, erroneous detection of extinction during execution of polarity switching can be prevented and re-lighting operation associated with erroneous detection can be prevented, so that the discharge lamp can be maintained in a stable lighting state. Also, even if the extinction occurs during the switching period, the detection of the extinction is resumed when the polarity switching is completed, so the period from the occurrence of the extinction until the relighting operation is executed is detected as an erroneous detection of extinction. Can be minimized while preventing. Further, since the re-lighting operation of the discharge lamp is started immediately with the end of the polarity switching in this way, the temperature drop of the discharge lamp electrode due to the extinction is suppressed, and as a result, the power required for re-lighting and A reduction in visibility can be suppressed.

実施形態に係る放電灯の点灯装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the lighting device of the discharge lamp which concerns on embodiment. 図1の点灯装置の点灯回路を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the lighting circuit of the lighting device of FIG. 通常点灯状態における点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation | movement of the lighting device in a normal lighting state. ウォームアップ状態における点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation | movement of the lighting device in a warm-up state. 放電灯に経年変化が生じた状態における点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation | movement of the lighting device in the state which the secular change generate | occur | produced in the discharge lamp. 比較例に係る点灯装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation of a lighting device concerning a comparative example.

以下、本発明の一実施形態に係る放電灯の点灯装置について、図面を参照しながら説明する。点灯装置1は、例えば車両(図示せず)に搭載されており、図1に示すように、直流電源2、直流昇圧部3、直流−交流変換部(以下「インバータ回路」という)4、放電灯5、および制御回路10などを備えている。   Hereinafter, a lighting device for a discharge lamp according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The lighting device 1 is mounted on, for example, a vehicle (not shown), and as shown in FIG. 1, a DC power source 2, a DC booster 3, a DC-AC converter (hereinafter referred to as an “inverter circuit”) 4, a discharge lamp, and the like. An electric lamp 5 and a control circuit 10 are provided.

直流電源2は、直流電流を出力するバッテリであり、この直流電源2から出力された電流は、直流昇圧部3に入力される。直流昇圧部3は、DC−DCコンバータ(図示せず)などを有しており、制御回路10によって制御され、直流電源2の電圧を所要の電圧に昇圧して出力する。また、インバータ回路4は、同じく制御回路10によって制御され、直流昇圧部3から入力された直流電流を交流電流に変換して放電灯5に出力する。   The DC power supply 2 is a battery that outputs a DC current, and the current output from the DC power supply 2 is input to the DC boosting unit 3. The DC booster 3 has a DC-DC converter (not shown) and the like, and is controlled by the control circuit 10 to boost the voltage of the DC power supply 2 to a required voltage and output it. The inverter circuit 4 is also controlled by the control circuit 10, converts the direct current input from the direct current booster 3 into an alternating current, and outputs the alternating current to the discharge lamp 5.

放電灯5は、メタルハライドランプなどの高輝度放電ランプであり、封入された金属原子の高圧蒸気中において、2つの電極(図示せず)の間に生じるアーク放電によって発光する。この放電灯5は、例えば車両の前照灯として設けられており、インバータ回路4に後述するように接続されている。   The discharge lamp 5 is a high-intensity discharge lamp such as a metal halide lamp, and emits light by arc discharge generated between two electrodes (not shown) in a high-pressure vapor of enclosed metal atoms. The discharge lamp 5 is provided as a vehicle headlamp, for example, and is connected to the inverter circuit 4 as described later.

図2に示すように、インバータ回路4は、第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4を有するHブリッジ回路として構成されている。第1スイッチ素子Q1は、例えばpチャンネル型のMOSFETで構成され、直流電源2側に配置されており、第2スイッチ素子Q2は、例えばnチャンネル型のMOSFETで構成され、直流電源2から出力される電圧よりも低電圧のグランド8側に配置されていて、両スイッチ素子Q1、Q2は互いに直列に接続されている。具体的には、第1および第2スイッチ素子Q1のドレイン同士が接続されている。   As shown in FIG. 2, the inverter circuit 4 is configured as an H-bridge circuit having first to fourth switch elements Q1 to Q4. The first switch element Q1 is composed of, for example, a p-channel type MOSFET and is disposed on the DC power supply 2 side, and the second switch element Q2 is composed of, for example, an n-channel type MOSFET and is output from the DC power supply 2 The switch elements Q1 and Q2 are connected in series with each other. Specifically, the drains of the first and second switch elements Q1 are connected to each other.

また、第3および第4スイッチ素子Q3、Q4は、第1および第2スイッチ素子Q1、Q2に並列に設けられており、第1および第2スイッチ素子Q1、Q2と同様に、互いに直列に接続され、pチャンネル型のMOSFETおよびnチャンネル型のMOSFETでそれぞれ構成されている。また、第3スイッチ素子Q3が直流電源2側に配置される一方、第4スイッチ素子Q4がグランド8側に配置され、第3および第4スイッチ素子Q3、Q4のドレイン同士が接続されている。また、第1および第3スイッチ素子Q1、Q3のソースは、直流昇圧部3に接続され、第2および第4スイッチ素子Q3、Q4のソースは、シャント抵抗RSを介して、グランド8に接地されている。なお、MOSFETに代えて、各スイッチ素子を例えばトランジスタやIGBTで構成してもよい。   The third and fourth switch elements Q3 and Q4 are provided in parallel with the first and second switch elements Q1 and Q2, and are connected in series with each other in the same manner as the first and second switch elements Q1 and Q2. The p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET are respectively configured. The third switch element Q3 is disposed on the DC power supply 2 side, while the fourth switch element Q4 is disposed on the ground 8 side, and the drains of the third and fourth switch elements Q3 and Q4 are connected to each other. The sources of the first and third switch elements Q1 and Q3 are connected to the DC booster 3, and the sources of the second and fourth switch elements Q3 and Q4 are grounded to the ground 8 via the shunt resistor RS. ing. Instead of the MOSFET, each switch element may be composed of, for example, a transistor or an IGBT.

上述した放電灯5は、第1および第2スイッチ素子Q1、Q2の間の第1中間端子4aと、第3および第4スイッチ素子Q3、Q4の間の第2中間端子4bの間に設けられており、放電灯5の2つの電極のうち、一方の電極側が第1中間端子4aに、他方の電極側が第2中間端子4bにそれぞれ接続されている。また、インバータ回路4には、第1中間端子4a側において、放電灯5に直列に接続されたコイルL(インダクタ)が設けられており、このコイルLは所定のインダクタンスHを有している。   The discharge lamp 5 described above is provided between the first intermediate terminal 4a between the first and second switch elements Q1 and Q2 and the second intermediate terminal 4b between the third and fourth switch elements Q3 and Q4. Of the two electrodes of the discharge lamp 5, one electrode side is connected to the first intermediate terminal 4a and the other electrode side is connected to the second intermediate terminal 4b. The inverter circuit 4 is provided with a coil L (inductor) connected in series to the discharge lamp 5 on the first intermediate terminal 4a side. The coil L has a predetermined inductance H.

また、直流昇圧部3から出力され、インバータ回路4を介して放電灯5に印加される電圧(以下「ランプ電圧」という)VLは、電圧検出回路6によって検出され、この電圧検出回路6は、ランプ電圧VLを表す電圧信号を制御回路10に出力する。また、上述したシャント抵抗RSは、放電灯5に通電された電流(以下「ランプ電流」という)ILを検出するための素子であり、シャント抵抗RSのインバータ回路4側の端子は、電流検出回路7に接続されている。電流検出回路7は、シャント抵抗RSの電圧VSに基づいて、ランプ電流ILを検出し、ランプ電流ILの大きさを表す電流信号を制御回路10に出力する。   A voltage VL output from the DC booster 3 and applied to the discharge lamp 5 via the inverter circuit 4 (hereinafter referred to as “lamp voltage”) VL is detected by a voltage detection circuit 6, and the voltage detection circuit 6 A voltage signal representing the lamp voltage VL is output to the control circuit 10. The shunt resistor RS described above is an element for detecting a current (hereinafter referred to as “lamp current”) IL passed through the discharge lamp 5, and the terminal on the inverter circuit 4 side of the shunt resistor RS is a current detection circuit. 7 is connected. The current detection circuit 7 detects the lamp current IL based on the voltage VS of the shunt resistor RS, and outputs a current signal representing the magnitude of the lamp current IL to the control circuit 10.

制御回路10は、車両の運転者などによって点灯スイッチ(図示せず)がオンされたときに、放電灯5を点灯させ、また、一定の明るさで点灯した状態に維持するために、直流昇圧部3およびインバータ回路4などを制御するものであり、極性切換え制御回路11、マスク信号生成回路12(切換え期間算出手段)、信号マスク回路13(検出中断手段)、立消え判定回路14(立消え検出手段)および電力制御回路15(再点灯手段)などを有している。   When the lighting switch (not shown) is turned on by a driver of the vehicle or the like, the control circuit 10 turns on the discharge lamp 5 and keeps the lighting at a constant brightness. Part 3, inverter circuit 4, etc., polarity switching control circuit 11, mask signal generation circuit 12 (switching period calculation means), signal mask circuit 13 (detection interruption means), extinction determination circuit 14 (extinction detection means) ) And a power control circuit 15 (relighting means).

極性切換え制御回路11は、前述したインバータ回路4とともに、放電灯5を点灯させるための点灯回路を構成しており、前述した第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のゲートに接続されていて、第1スイッチ素子Q1〜Q4をそれぞれオン/オフするための制御信号を、各ゲートに周期的に出力する。極性切換え制御回路11によって、第1および第4スイッチ素子Q1、Q4をオンする一方、第2および第3スイッチ素子Q2、Q3をオフしたときには、電流が、直流昇圧部3から、第1スイッチ素子Q1、第1中間端子4a、コイルL、放電灯5、第2中間端子4b、第4スイッチ素子Q4、シャント抵抗RSを順に経由して、グランド8に通電される(以下、この通電経路を「第1の通電経路」という)。一方、第2および第3スイッチ素子Q2、Q3をオンする一方、第1および第4スイッチ素子Q1、Q4をオフしたときには、電流が、直流昇圧部3から、第2スイッチ素子Q2、第2中間端子4b、放電灯5、コイルL、第1中間端子4a、第2スイッチ素子Q2、シャント抵抗RSを順に経由して、グラント8に通電される(以下、この通電経路を「第2の通電経路」という)。極性切換え制御回路11は、電流の通電経路を第1の通電経路と第2の通電経路の間で周期的に切り換えることで、交流電流を放電灯5に通電させて放電灯5を点灯させる。   The polarity switching control circuit 11 constitutes a lighting circuit for lighting the discharge lamp 5 together with the inverter circuit 4 described above, and is connected to the gates of the first to fourth switch elements Q1 to Q4 described above. A control signal for turning on / off each of the first switch elements Q1 to Q4 is periodically output to each gate. When the first and fourth switch elements Q1 and Q4 are turned on by the polarity switching control circuit 11, while the second and third switch elements Q2 and Q3 are turned off, current is supplied from the DC booster 3 to the first switch element. The ground 8 is energized through Q1, the first intermediate terminal 4a, the coil L, the discharge lamp 5, the second intermediate terminal 4b, the fourth switch element Q4, and the shunt resistor RS in this order (hereinafter, this energization path is referred to as “ First energization path ”). On the other hand, when the second and third switch elements Q2 and Q3 are turned on while the first and fourth switch elements Q1 and Q4 are turned off, the current is supplied from the DC booster 3 to the second switch element Q2 and the second intermediate element. The grant 8 is energized through the terminal 4b, the discharge lamp 5, the coil L, the first intermediate terminal 4a, the second switch element Q2, and the shunt resistor RS in this order (hereinafter, this energization path is referred to as “second energization path”). "). The polarity switching control circuit 11 periodically switches the current energization path between the first energization path and the second energization path, thereby energizing the discharge lamp 5 and turning on the discharge lamp 5.

マスク信号生成回路12には、前述した電圧検出回路6からの電圧信号および電流検出回路7からの電流信号が入力されるとともに、極性切換え制御回路11から、第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のオン/オフをそれぞれ表す制御信号が入力される。マスク信号生成回路12は、入力された電圧信号および電流信号に基づいて、放電灯5の極性切換えに要する切換え期間を、マスク期間TMとして後述するように算出するとともに、各スイッチ素子のオン/オフを表す制御信号から、極性切換えを開始する切換えタイミングを算出する。そして、マスク信号生成回路12は、マスク期間TMおよび切換えタイミングを表すマスク信号SMを生成して出力する。   The mask signal generation circuit 12 is supplied with the voltage signal from the voltage detection circuit 6 and the current signal from the current detection circuit 7, and from the polarity switching control circuit 11, the first to fourth switch elements Q1 to Q4. A control signal representing ON / OFF of each is input. Based on the input voltage signal and current signal, the mask signal generation circuit 12 calculates a switching period required for polarity switching of the discharge lamp 5 as a mask period TM as will be described later, and turns on / off each switch element. The switching timing for starting the polarity switching is calculated from the control signal representing. Then, the mask signal generation circuit 12 generates and outputs a mask signal SM representing the mask period TM and switching timing.

信号マスク回路13には、マスク信号生成回路12から出力されたマスク信号SMと、ランプ電流検出回路7から出力された電流信号とが入力される。信号マスク回路13は、マスク信号によって表される切換えタイミングからマスク期間TMが経過するまでの間、電流信号の出力を中断する一方、マスク期間TM以外のときには、電流信号を通過させる。   The mask signal SM output from the mask signal generation circuit 12 and the current signal output from the lamp current detection circuit 7 are input to the signal mask circuit 13. The signal mask circuit 13 suspends the output of the current signal until the mask period TM elapses from the switching timing represented by the mask signal, and passes the current signal when it is outside the mask period TM.

立消え判定回路14は、信号マスク回路13から出力された信号に応じて、放電灯の立消えが発生したか否かの判定を実行する。この立消えの判定回路14では、例えば、信号マスク回路13を通過した電流信号の表す電流の大きが、所定の閾値を所定の期間、下回った状態が継続したときに、放電灯5に立消えが発生したものと判定される。また、このような判定による立消えの検出は、電流信号が入力されているときに実行される一方、マスク期間TMの間、信号マスク回路13で電流信号の出力が中断されているときには実行されない。また、この判定結果を表す判定信号が、立消え判定回路14から電力制御回路15に出力される。   The extinction determination circuit 14 determines whether or not the discharge lamp has extinguished in accordance with the signal output from the signal mask circuit 13. In the extinction determination circuit 14, for example, the extinction occurs in the discharge lamp 5 when the current value represented by the current signal that has passed through the signal mask circuit 13 has remained below a predetermined threshold value for a predetermined period. It is determined that Further, the detection of extinction by such determination is executed when a current signal is input, while it is not executed when the output of the current signal is interrupted by the signal mask circuit 13 during the mask period TM. A determination signal representing the determination result is output from the extinction determination circuit 14 to the power control circuit 15.

電力制御回路15は、電圧検出回路6および電流検出回路7からそれぞれ出力された電圧信号および電流信号と、立消え判定回路14から出力された判定信号とに応じて、直流昇圧部3を制御する。具体的には、立消えが検出されておらず、放電灯5が正常に点灯していることを判定信号が表しているときには、放電灯5の明るさが一定に維持されるように、電圧信号および電流信号に基づいて、所要の一定の電圧が出力されるように直流昇圧部3を制御する。また、放電灯5に立消えが発生したことを判定信号が表しているときには、より大きな電力を放電灯5に供給して再点灯させるために、より高い電圧が出力されるように、直流昇圧部3を制御する。   The power control circuit 15 controls the DC booster 3 according to the voltage signal and current signal output from the voltage detection circuit 6 and the current detection circuit 7 respectively, and the determination signal output from the extinction determination circuit 14. Specifically, when the extinction is not detected and the determination signal indicates that the discharge lamp 5 is normally lit, the voltage signal is set so that the brightness of the discharge lamp 5 is maintained constant. Based on the current signal, the DC booster 3 is controlled so as to output a required constant voltage. Further, when the determination signal indicates that the discharge lamp 5 has disappeared, the DC boosting unit is configured so that a higher voltage is output in order to supply a larger amount of power to the discharge lamp 5 to re-light it. 3 is controlled.

図3は、点灯装置1の動作の一例を示すタイミングチャートである。同図は、放電灯5が一定の明るさで安定して点灯されている通常点灯状態を示すものであり、ランプ電流ILの通電経路が、極性切換え制御回路11によって第1の通電経路に切り換えられ、ランプ電圧VLとして一定の第1の電圧VL1が放電灯5に印加されているときには、一定の第1の電流値IL1のランプ電流ILが、放電灯5の一方の電極側から他方の電極側に通電されている。また、このような安定状態においては、マスク信号SMはマスク期間TMでないことを表し(図3にOFFで表す(図4および図5において同じ))、検出したランプ電流ILに応じて、放電灯5に立消えが発生したか否かが、立消え判定回路14によって常時、判定されている。   FIG. 3 is a timing chart showing an example of the operation of the lighting device 1. The figure shows a normal lighting state in which the discharge lamp 5 is stably lit at a constant brightness. The energization path of the lamp current IL is switched to the first energization path by the polarity switching control circuit 11. When the constant first voltage VL1 is applied to the discharge lamp 5 as the lamp voltage VL, the lamp current IL having the constant first current value IL1 is changed from one electrode side of the discharge lamp 5 to the other electrode. Energized to the side. Further, in such a stable state, the mask signal SM indicates that it is not the mask period TM (shown as OFF in FIG. 3 (the same applies in FIGS. 4 and 5)), and the discharge lamp is changed according to the detected lamp current IL. 5 is always determined by the extinction determination circuit 14.

上記の安定状態から極性切換えを開始するときには、極性切換え制御回路11は、例えばタイミングt1において、第1〜第4スイッチ素子Q1〜Q4のオン/オフの組合せを切り換えることによって、ランプ電流ILの通電経路を第2の通電経路に切り換える。このとき、コイルLのインダクタンスHによる電流が第1の通電経路で通電され、この電流は、極性切換え開始時の第1の電圧VL1およびインダクタンスHに応じた速度で徐々に減衰する。そして、タイミングt2において、電流の通電経路が第2の通電経路に切り換わり、他方の電極側から一方の電極側へのランプ電流ILの通電が開始される。この第2の通電経路に通電されるランプ電流ILの大きさは徐々に増大し、タイミングt3で第1の電流値IL1と同じ大きさの第2の電流値IL2に達して安定する。   When starting the polarity switching from the above stable state, the polarity switching control circuit 11 switches the on / off combination of the first to fourth switch elements Q1 to Q4, for example, at the timing t1, thereby energizing the lamp current IL. The route is switched to the second energization route. At this time, a current due to the inductance H of the coil L is energized through the first energization path, and this current gradually attenuates at a speed corresponding to the first voltage VL1 and the inductance H at the start of polarity switching. At timing t2, the current energization path is switched to the second energization path, and energization of the lamp current IL from the other electrode side to the one electrode side is started. The magnitude of the lamp current IL energized in the second energization path gradually increases, reaches the second current value IL2 having the same magnitude as the first current value IL1 at the timing t3, and stabilizes.

また、タイミングt1での通電経路の切換えの際、コイルLのインダクタンスHによる電流が生じるのに伴って再点弧電圧が発生する。ランプ電圧VLは、この再点弧電圧によってタイミングt1から上昇して第2の電圧VL2に達した後、減衰し、タイミングt3の直後のタイミングt4において第1の電圧VL1に戻って安定する。   Further, when the energization path is switched at the timing t1, a re-ignition voltage is generated as a current due to the inductance H of the coil L is generated. The ramp voltage VL rises from the timing t1 by the re-ignition voltage, reaches the second voltage VL2, attenuates, and returns to the first voltage VL1 and stabilizes at the timing t4 immediately after the timing t3.

また、極性切換えがタイミングt1で開始されたときから、マスク期間TMであることがマスク信号SMによって表され(図3にONで表す(図4および図5において同じ))、このマスク期間TMの間、信号マスク回路13による電流信号の出力中断によって、立消えの判定が中断される。このマスク期間TMは、極性切換えが開始されるタイミングt1よりも前の安定期間において、次式(1)に基づいてマスク信号生成回路12によって算出される。   The mask signal SM indicates that the mask period TM is from the time when the polarity switching is started at the timing t1 (shown as ON in FIG. 3 (the same in FIGS. 4 and 5)). Meanwhile, the judgment of extinction is interrupted by the interruption of the output of the current signal by the signal mask circuit 13. The mask period TM is calculated by the mask signal generation circuit 12 based on the following equation (1) in the stable period before the timing t1 when the polarity switching is started.

TM ≒ ((IL × 2)× H)/(VL × 2) ・・・ (1)
TM : マスク期間
IL : ランプ電流の大きさ
H : コイルLのインダクタンス
VL : ランプ電圧
この式(1)によれば、マスク期間TMは、極性切換えに実際に要する期間とほぼ同じ期間として算出される。また、マスク期間TMは、ランプ電流ILが大きいほど、より長い期間として算出され、また、ランプ電圧VLが大きいほど、より短い期間として算出される。また、この式(1)おいて用いられるランプ電圧VLおよびランプ電流ILは、前回の極性切換えが終了し、ランプ電圧VLおよびランプ電流ILがいずれも安定したタイミングからタイミングt1までの安定期間において検出されたものである。なお、上記の式(1)で算出されるマスク期間TMは、極性切換えに実際に要する期間の概算値であり、マスク期間TMを切換え期間により近づけるために、放電灯5やインバータ回路4などの特性を反映させた定数を、算出したマスク期間TMに乗算または加算してもよい。また、上記の式(1)は、検出したランプ電圧VLおよびランプ電流ILの双方に基づいて、マスク期間TMを算出するものであるが、例えばランプ電圧VLおよびランプ電流ILの一方の平均値または最大値をあらかじめ求め、その値と、検出したランプ電圧VLおよびランプ電流ILの他方を用いて、マスク期間TMを算出してもよい。
TM≈ ((IL × 2) × H) / (VL × 2) (1)
TM: Mask period
IL: magnitude of lamp current
H: Inductance of coil L
VL: Lamp voltage According to this equation (1), the mask period TM is calculated as substantially the same period as the period actually required for polarity switching. The mask period TM is calculated as a longer period as the lamp current IL is larger, and is calculated as a shorter period as the lamp voltage VL is larger. Further, the lamp voltage VL and the lamp current IL used in the equation (1) are detected in a stable period from the timing when the previous polarity switching is completed and the lamp voltage VL and the lamp current IL are both stable to the timing t1. It has been done. Note that the mask period TM calculated by the above equation (1) is an approximate value of the period actually required for polarity switching, and in order to make the mask period TM closer to the switching period, the discharge lamp 5, the inverter circuit 4 and the like. A constant reflecting the characteristics may be multiplied or added to the calculated mask period TM. The above formula (1) calculates the mask period TM based on both the detected lamp voltage VL and the lamp current IL. For example, one of the average value of the lamp voltage VL and the lamp current IL or The mask period TM may be calculated using a maximum value obtained in advance and the other of the detected lamp voltage VL and lamp current IL.

以上のように、タイミングt1の直前の安定期間において、第1の電圧VL1および第1の電流値IL1に応じて、マスク期間TMとして第1のマスク期間TM1が算出され、タイミングt1で極性切換えが開始されると、マスク信号SMがオンに切り換えられて立消えの検出が中断される。そして、タイミングt1から第1のマスク期間TM1が経過したときに、マスク信号SMがオフに切り換えられ、立消えの検出が再開される。   As described above, in the stable period immediately before the timing t1, the first mask period TM1 is calculated as the mask period TM according to the first voltage VL1 and the first current value IL1, and the polarity is switched at the timing t1. When started, the mask signal SM is switched on and detection of extinction is interrupted. Then, when the first mask period TM1 has elapsed from the timing t1, the mask signal SM is switched off, and the detection of the disappearance is resumed.

以上のような極性切換えがタイミングt3おいて終了し、タイミングt4において再点弧電圧が消失すると、所定の安定期間T1が経過するまで、放電灯5に、一定の第1のランプ電圧VL1が印加されるとともに、一定の第2のランプ電流IL2が通電される。この安定期間T1の間に、次回の極性切換えを実行する際のマスク期間TMが、第1の電圧VL1および第2の電流値IL2に応じて算出される。そして、前回の極性切換えが開始されたタイミングt1から、所定の第1の極性切換え期間TF1が経過したタイミングt5において、第2から第1の通電経路に切り換わるように、極性切換えが開始されるとともに、安定期間T1の間に算出された第1のマスク期間TM1が経過するまで、立消えの検出が中断される。また、この後も、第1の極性切換え期間TF1ごとに、極性切換えが周期的に反復されることによって、ランプ電流ILの通電方向が第1の極性切換期間TF1ごとに切り換えられ、放電灯5に交流電流が通電されることによって、放電灯5が一定の明るさで点灯した状態に維持される。   When the polarity switching as described above ends at timing t3 and the re-ignition voltage disappears at timing t4, a constant first lamp voltage VL1 is applied to the discharge lamp 5 until a predetermined stable period T1 elapses. In addition, a constant second lamp current IL2 is energized. During this stable period T1, a mask period TM for executing the next polarity switching is calculated according to the first voltage VL1 and the second current value IL2. Then, at the timing t5 when the predetermined first polarity switching period TF1 has elapsed from the timing t1 at which the previous polarity switching was started, the polarity switching is started so as to switch from the second to the first energization path. At the same time, the detection of extinction is interrupted until the first mask period TM1 calculated during the stable period T1 elapses. After this, the polarity switching is periodically repeated for each first polarity switching period TF1, whereby the energizing direction of the lamp current IL is switched for each first polarity switching period TF1, and the discharge lamp 5 When the alternating current is applied to the discharge lamp 5, the discharge lamp 5 is maintained in a lighted state with a certain brightness.

一方、放電灯5の点灯スイッチがオンされた直後のウォームアップ期間においては、制御回路10は、放電灯5を点灯させるために、上記の通常点灯状態よりも大きな電力が放電灯5に供給されるように、直流昇圧部3などを制御する。このような放電灯5のウォームアップ状態では、ランプ電圧VLは安定せずに変動する一方、より大きなランプ電流ILが放電灯5に通電される。図4はウォームアップ期間において、第1のランプ電圧VL1よりも低電圧の第3のランプ電圧VL3が放電灯5に印加されているときの点灯装置1の動作を示すタイミングチャートである。   On the other hand, in the warm-up period immediately after the lighting switch of the discharge lamp 5 is turned on, the control circuit 10 supplies a larger electric power to the discharge lamp 5 than in the normal lighting state in order to light the discharge lamp 5. In this manner, the DC booster 3 and the like are controlled. In such a warm-up state of the discharge lamp 5, the lamp voltage VL fluctuates without being stable, while a larger lamp current IL is supplied to the discharge lamp 5. FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the lighting device 1 when the third lamp voltage VL3 lower than the first lamp voltage VL1 is applied to the discharge lamp 5 during the warm-up period.

同図に示すように、点灯装置1は、ウォームアップ期間においても、基本的には上述した通常点灯制御と同様に動作する。例えば、第3のランプ電圧VL3が印加され、第1の電流値IL1よりも大きな第3の電流値IL3のランプ電流ILが第1の通電経路に安定して通電されている状態から、タイミングt11において極性切換えを開始すると、ランプ電流ILは徐々に減衰し、タイミングt12において通電経路が切り換わり、第2の通電経路での通電が開始される。そして、ランプ電流ILは、タイミングt13で第3の電流値IL3と同じ大きさの第4の電流値IL4で安定する。   As shown in the figure, the lighting device 1 basically operates in the same manner as the normal lighting control described above even during the warm-up period. For example, the timing t11 from the state where the third lamp voltage VL3 is applied and the lamp current IL having the third current value IL3 larger than the first current value IL1 is stably supplied to the first energization path. When the polarity switching is started at, the lamp current IL is gradually attenuated, the energization path is switched at timing t12, and energization through the second energization path is started. The lamp current IL is stabilized at the fourth current value IL4 having the same magnitude as the third current value IL3 at the timing t13.

また、より大きな第3の電流値IL3が通電されていたことにより、より大きな再点弧電圧が発生し、ランプ電圧VLは、第2の電圧VL2よりも大きな第4の電圧VL4に達した後、減衰し、タイミングt13よりも後のタイミングt14において第3の電圧VL3で安定する。   Further, since the larger third current value IL3 is energized, a larger re-ignition voltage is generated, and the ramp voltage VL reaches the fourth voltage VL4 that is larger than the second voltage VL2. It attenuates and stabilizes at the third voltage VL3 at timing t14 after timing t13.

また、タイミングt11の直前の安定期間において、第3の電流値IL3および第3の電圧VL3に応じ、前述した式(1)に基づいて、第1のマスク期間TMよりも長い第2のマスク期間TM2が算出され、タイミングt11から第2のタイマ期間TM2が経過するまで、マスク信号SMがオンに切り換えられることによって、この間、立消えの検出が中断される。そして、タイミングt14〜t15の安定期間T2において、放電灯5に、一定の第3のランプ電圧VL3が印加されるとともに一定の第4の電流値IL4のランプ電流ILが通電される。   Further, in the stable period immediately before the timing t11, the second mask period longer than the first mask period TM based on the above-described equation (1) according to the third current value IL3 and the third voltage VL3. TM2 is calculated, and the mask signal SM is switched on until the second timer period TM2 elapses from the timing t11, so that the detection of extinction is interrupted during this time. In a stable period T2 from timing t14 to t15, a constant third lamp voltage VL3 is applied to the discharge lamp 5 and a lamp current IL having a constant fourth current value IL4 is energized.

そして、タイミング11から所定の第2の極性切換え期間TF2が経過したタイミングt15において、再度、極性切換えが開始され、タイミングt16においてランプ電流ILの通電経路が第2から第1の通電経路に切り換えられ、タイミングt17において、ランプ電流ILは第3の電流値IL3で安定する。また、タイミングt11〜t14と同様に、タイミングt17〜t18にかけて再点弧電圧が発生し、ランプ電圧VL4が一時的に第4の電圧VL4まで上昇した後、第3の電圧VL3に戻って安定する。また、タイミングt15から、安定期間T2において算出された第2のマスク期間TM2の間だけ、マスク信号がオンされて立消えの検出が中断される。   Then, at timing t15 when a predetermined second polarity switching period TF2 has elapsed from timing 11, polarity switching is started again, and at the timing t16, the energization path of the lamp current IL is switched from the second to the first energization path. At time t17, the lamp current IL is stabilized at the third current value IL3. Similarly to the timings t11 to t14, a re-ignition voltage is generated from the timings t17 to t18, and after the ramp voltage VL4 temporarily rises to the fourth voltage VL4, it returns to the third voltage VL3 and becomes stable. . In addition, from the timing t15, the mask signal is turned on and the detection of extinction is interrupted only during the second mask period TM2 calculated in the stable period T2.

また、この後も、第2の極性切換え期間TF2ごとに、極性切換えが反復されることによって、ランプ電流ILの通電方向が第2の極性切換え期間TF2ごとに切り換えられ、放電灯5に交流電流が通電される。そして、制御回路10は、放電灯5のウォームアップ状態から通常制御状態への移行に際し、放電灯5に供給する電力を徐々に低下させ、第1の電圧VL1が安定して出力されるように直流昇圧部3などを制御する。   After that, the polarity switching is repeated every second polarity switching period TF2, whereby the energization direction of the lamp current IL is switched every second polarity switching period TF2, and the discharge lamp 5 is supplied with an alternating current. Is energized. Then, the control circuit 10 gradually decreases the power supplied to the discharge lamp 5 when the discharge lamp 5 shifts from the warm-up state to the normal control state, so that the first voltage VL1 is stably output. Controls the DC booster 3 and the like.

一方、放電灯5の累計点灯期間が増大するのに伴って放電灯5に経年変化が生じ、それによりランプ電流ILとランプ電圧VLの関係が次第に変化する。具体的には、2つの電極が劣化することによって、電極間の間隔が徐々に大きくなり、その結果、放電抵抗が増大する。これに対し、制御回路10は、一定の電力を供給するように直流昇圧部3などを制御するので、放電抵抗が上昇した分、ランプ電圧VLが上昇する一方、ランプ電流ILが低下する。図5は、経年変化の生じた放電灯5を点灯状態に制御しているときの点灯装置1の動作を示すタイミングチャートである。   On the other hand, as the cumulative lighting period of the discharge lamp 5 increases, secular change occurs in the discharge lamp 5, whereby the relationship between the lamp current IL and the lamp voltage VL gradually changes. Specifically, when the two electrodes deteriorate, the distance between the electrodes gradually increases, and as a result, the discharge resistance increases. On the other hand, since the control circuit 10 controls the DC boosting unit 3 and the like so as to supply constant power, the lamp voltage VL increases while the lamp current IL decreases as the discharge resistance increases. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the lighting device 1 when the discharge lamp 5 having undergone secular change is controlled to be in a lighting state.

同図に示すように、放電灯5が経年変化した状態でも、点灯装置1は上述した通常点灯制御と同様に動作する。この場合、第1の電圧VL1よりも大きな第5の電圧VL5が放電灯5に印加され、第1の電流値IL1よりも小さな第5の電流値IL5のランプ電流ILが第1の通電経路に通電されている状態から、タイミングt21において極性切換えを開始すると、ランプ電流ILは徐々に低下し、タイミングt22において第2の通電経路に通電が開始される。そして、ランプ電流ILは、タイミングt23において第5の電流値IL5と同じ大きさの第6の電流値IL6で安定する。   As shown in the figure, even when the discharge lamp 5 has changed over time, the lighting device 1 operates in the same manner as the normal lighting control described above. In this case, the fifth voltage VL5 larger than the first voltage VL1 is applied to the discharge lamp 5, and the lamp current IL having the fifth current value IL5 smaller than the first current value IL1 is supplied to the first energization path. When the polarity switching is started at the timing t21 from the energized state, the lamp current IL gradually decreases, and energization is started in the second energization path at the timing t22. The lamp current IL is stabilized at the sixth current value IL6 having the same magnitude as the fifth current value IL5 at the timing t23.

また、より小さな第5の電流値IL5のランプ電流ILが通電されていたことにより、より小さな再点弧電圧が発生し、ランプ電圧VLは、第6のランプ電圧VL6に達した後、減衰してタイミングt23よりも後のタイミングt24において第5のランプ電圧VL5で安定する。   Further, since the lamp current IL having the smaller fifth current value IL5 is energized, a smaller re-ignition voltage is generated, and the lamp voltage VL is attenuated after reaching the sixth lamp voltage VL6. Then, at the timing t24 after the timing t23, the fifth ramp voltage VL5 is stabilized.

また、タイミングt21の直前の安定期間において検出した第5の電圧VL5および第5の電流値IL5に応じ、前述した式(1)に基づいて、第1のタイマ期間TM1よりも短い第3のタイマ期間TM3が算出され、タイミングt21から第3のタイマ期間TM3が経過するまで、立消えの検出が中断される。そして、タイミングt24〜t25の安定期間T3において、放電灯5に、一定の第5の電圧VL5が印加されるとともに、第5の電流値IL5と同じ大きさの一定の第6の電流IL6のランプ電流ILが通電される。   Further, according to the fifth voltage VL5 and the fifth current value IL5 detected in the stable period immediately before the timing t21, the third timer shorter than the first timer period TM1 based on the above-described equation (1). The period TM3 is calculated, and the detection of extinction is interrupted until the third timer period TM3 elapses from the timing t21. Then, in a stable period T3 from timing t24 to t25, a constant fifth voltage VL5 is applied to the discharge lamp 5, and a constant sixth current IL6 lamp having the same magnitude as the fifth current value IL5 is applied. The current IL is energized.

そして、タイミングt21から所定の第3の極性切換え期間TF3が経過したタイミングt25において、再度、極性切換えが開始され、タイミングt26においてランプ電流ILの通電経路が第2から第1の通電経路に切り換えられ、タイミングt27において、ランプ電流ILは第5の電流値IL5で安定する。また、タイミングt21〜t24と同様に、タイミングt27〜t28にかけて再点弧電圧が発生し、ランプ電圧VLが一時的に第6の電圧VL6まで上昇した後、第5の電圧VL5に戻って安定する。また、安定期間T3において算出された第3のマスク期間TM3の間だけ、マスク信号がタイミングt25からオンされて立消えの検出が中断される。   Then, at timing t25 when a predetermined third polarity switching period TF3 has elapsed from timing t21, polarity switching is started again, and at timing t26, the energization path of the lamp current IL is switched from the second to the first energization path. At timing t27, the lamp current IL is stabilized at the fifth current value IL5. Similarly to the timings t21 to t24, a re-ignition voltage is generated from the timings t27 to t28, and after the ramp voltage VL temporarily rises to the sixth voltage VL6, it returns to the fifth voltage VL5 and is stabilized. . Further, only during the third mask period TM3 calculated in the stable period T3, the mask signal is turned on from the timing t25, and the detection of extinction is interrupted.

また、この後も、第3の極性切換え期間TF3ごとに、極性切換えが反復されることによって、ランプ電流ILの通電方向が第3の極性切換え期間TF3ごとに切り換えられ、放電灯5の点灯状態が維持される。   After this, the polarity switching is repeated every third polarity switching period TF3, whereby the energizing direction of the lamp current IL is switched every third polarity switching period TF3, and the lighting state of the discharge lamp 5 is changed. Is maintained.

図6は、上述した実施形態に係る点灯装置1の比較例を示すタイミングチャートである。この比較例に係る点灯装置では、極性切換えの際、立消えの誤検出を防止するために、極性切換えに要する期間がマスク期間TMを超えないように、放電灯5のウォームアップ状態や経年変化を考慮したうえで、所定期間TMaがマスク期間TMとして設定されている。すなわち、所定期間TMaは、少なくとも、通常点灯状態などと比較して極性切換えに要する期間のより長い、ウォームアップ状態におけるマスク期間TMよりも長くなるように、設定されている。   FIG. 6 is a timing chart showing a comparative example of the lighting device 1 according to the above-described embodiment. In the lighting device according to this comparative example, in order to prevent erroneous detection of extinction at the time of polarity switching, the warm-up state and aging of the discharge lamp 5 are changed so that the period required for polarity switching does not exceed the mask period TM. Considering this, the predetermined period TMa is set as the mask period TM. That is, the predetermined period TMa is set to be at least longer than the mask period TM in the warm-up state, which is longer than the period required for polarity switching compared to the normal lighting state or the like.

この比較例では、放電灯5に電圧VLaが印加されるとともに、第1の通電経路に電流値ILaのランプ電流ILが通電されている状態から、タイミングtaにおいて、第2の通電経路にランプ電流ILが通電されるように極性切換えが開始されるとともに、立消えの検出が中断される。タイミングtaで極性切換えが開始され、例えばタイミングtbにおいて、ランプ電流ILが0になったときに立消えが発生した場合、所定期間TMaの経過前であるので、立消えが発生したことは、まだ検出されない。   In this comparative example, the voltage VLa is applied to the discharge lamp 5 and the lamp current IL having the current value ILa is applied to the first energization path, and then the lamp current is applied to the second energization path at the timing ta. Polarity switching is started so that IL is energized, and detection of extinction is interrupted. At the timing ta, the polarity switching is started. For example, when the extinction occurs when the lamp current IL becomes 0 at the timing tb, it is not yet detected that the extinction has occurred since the predetermined period TMa has elapsed. .

そして、所定期間TMaが経過したタイミングtcにおいて、立消えの検出が再開され、このときに立消えの発生が検出される。すなわち、タイミングtb〜tcの検出遅れ期間TDaだけ、立消えの検出に遅れが発生する。また、再点弧電圧の発生により、タイミングtaから、ランプ電圧VLが電圧VLbまで上昇する。立消えが検出されたタイミングtcにおいて放電灯5の再点灯動作が開始されると、より大きな電圧が放電灯5に供給されるように、直流昇圧部3などが制御され、それにより、ランプ電圧VLは、電圧VLbからさらに上昇する。   Then, at the timing tc when the predetermined period TMa has elapsed, the detection of the disappearance is resumed, and at this time, the occurrence of the disappearance is detected. That is, there is a delay in the detection of the extinction during the detection delay period TDa between timings tb and tc. Further, the ramp voltage VL rises to the voltage VLb from the timing ta due to the occurrence of the re-ignition voltage. When the re-lighting operation of the discharge lamp 5 is started at the timing tc when the extinction is detected, the DC boosting unit 3 and the like are controlled so that a larger voltage is supplied to the discharge lamp 5, thereby the lamp voltage VL. Further rises from the voltage VLb.

上述したように立消えの検出に遅れが生じた結果、検出遅れ期間TDaの間に電極の温度が低下するため、放電灯5はすぐに再点灯しない。タイミングtcから再点灯期間Taが経過したタイミングtdにおいて、ランプ電圧VLが再点灯電圧VLcに達したときに、電極間の絶縁が破壊され、電流値ILcの比較的大きな短絡電流が電極間に瞬時的に通電されて放電灯5が再点灯する。このように、タイミングtb〜tdの消灯期間Tbの間、放電灯5にはランプ電流ILが通電されず、放電灯5の消灯した状態が継続する。   As described above, as a result of the delay in the detection of the extinction, the temperature of the electrode decreases during the detection delay period TDa, so that the discharge lamp 5 does not immediately light up again. When the lamp voltage VL reaches the relighting voltage VLc at the time td when the relighting period Ta has elapsed from the timing tc, the insulation between the electrodes is broken, and a short circuit current having a relatively large current value ILc is instantaneously generated between the electrodes. The discharge lamp 5 is turned on again. Thus, during the extinguishing period Tb from timing tb to td, the lamp lamp IL is not energized, and the discharge lamp 5 continues to be extinguished.

タイミングtdで放電灯5が再点灯されると、直流昇圧部3などの制御が、再点灯動作から通常点灯状態の制御に戻され、ランプ電圧VLが電圧VLaまで低下して安定するように制御される。また、ランプ電流ILが、極性切換え開始時の電流値ILaと同じ大きさの電流値ILbまで増大して安定する。   When the discharge lamp 5 is turned on again at the timing td, the control of the DC boosting unit 3 and the like is returned from the relighting operation to the control of the normal lighting state, and the lamp voltage VL is controlled to be lowered to the voltage VLa and stabilized. Is done. Further, the lamp current IL increases to a current value ILb having the same magnitude as the current value ILa at the start of polarity switching and is stabilized.

これに対し、この比較例に本発明を適用した場合、電圧VLaおよび電流値ILaに応じ、前述した式(1)に基づいて、所定期間TMaよりも短いマスク期間TMbが算出される。その結果、タイミングtcよりも前のタイミングtxにおいて立消えが検出されるので、立消えの発生から検出までの検出遅れ期間TDbは、上述した比較例の検出遅れ期間TDaよりも短縮される。   On the other hand, when the present invention is applied to this comparative example, a mask period TMb shorter than the predetermined period TMa is calculated based on the above-described equation (1) according to the voltage VLa and the current value ILa. As a result, since extinction is detected at timing tx before timing tc, the detection delay period TDb from the occurrence of extinction to detection is shorter than the detection delay period TDa of the above-described comparative example.

このように、より早期に立消えが検出される結果、再点灯動作が開始されたときの放電灯5の電極の温度低下がより小さくなり、再点灯に必要な電圧も、前述した再点灯電圧VLcよりも小さくなる。それにより、再点灯期間Taおよび消灯期間tbも短縮されてより早期に放電灯5が再点灯されるとともに、再点灯のために消費される電力が抑制される。   Thus, as a result of detecting the extinction earlier, the temperature drop of the electrode of the discharge lamp 5 when the relighting operation is started becomes smaller, and the voltage necessary for relighting is also the relighting voltage VLc described above. Smaller than. Thereby, the re-lighting period Ta and the light-off period tb are also shortened, and the discharge lamp 5 is re-lighted earlier, and the power consumed for re-lighting is suppressed.

以上のように、実施形態に係る点灯装置1によれば、放電灯5の極性切換えに要する切換え期間がマスク期間TMとして算出され、極性切換えが開始されたときからマスク期間TMが経過するまで、ランプ電流ILの大きさに基づく立消えの検出が中断される。それにより、極性切換えの実行中における立消えの誤検出が防止され、誤検出に伴う再点灯動作が実行されるのを防止できるので、放電灯5を、一定の明るさで安定して点灯した状態に維持することができる。   As described above, according to the lighting device 1 according to the embodiment, the switching period required to switch the polarity of the discharge lamp 5 is calculated as the mask period TM, and from when the polarity switching is started until the mask period TM elapses. The detection of extinction based on the magnitude of the lamp current IL is interrupted. As a result, false detection of extinction during execution of polarity switching can be prevented, and re-lighting operation associated with erroneous detection can be prevented, so that the discharge lamp 5 is stably lit at a constant brightness. Can be maintained.

また、検出されたマスク電圧VLおよびランプ電流ILの大きさに応じて、すなわち、通常点灯状態やウォームアップ状態などの放電灯5の点灯状態に応じて、最適な長さのマスク期間TMが算出される。それにより、切換え期間の間に立消えが発生したとしても、極性切換えが終了したときに立消えの検出が直ちに再開されるので、立消えの発生から放電灯5の再点灯動作が実行されるまでの期間を、立消えの誤検出を防止しながら最小限に止めることができる。また、このように、放電灯5の再点灯動作が極性切換えの終了に伴って直ちに開始されるので、立消えに伴う放電灯5の電極の温度低下が抑制される。その結果、より早期に放電灯5を再点灯させられるので、再点灯に要する電力および視認性の低下を抑制することができる。   Further, the mask period TM having the optimum length is calculated according to the detected mask voltage VL and the magnitude of the lamp current IL, that is, according to the lighting state of the discharge lamp 5 such as the normal lighting state and the warm-up state. Is done. Thereby, even if the extinction occurs during the switching period, the detection of the extinction is immediately resumed when the polarity switching is completed, so the period from the occurrence of the extinction until the relighting operation of the discharge lamp 5 is executed. Can be minimized while preventing false detection of disappearance. Further, since the relighting operation of the discharge lamp 5 is immediately started with the end of the polarity switching in this way, the temperature drop of the electrode of the discharge lamp 5 due to the extinction is suppressed. As a result, since the discharge lamp 5 can be relighted earlier, it is possible to suppress a reduction in power and visibility required for relighting.

また、極性切換えに要する期間は、極性切換えの開始時におけるランプ電圧VLおよびランプ電流ILに応じて変動するので、極性切換えを開始する直前の安定期間において、一定のランプ電圧VLが印加されるとともに一定のランプ電流ILが通電されているときに、ランプ電圧VLおよびランプ電流ILの大きさを検出し、これらに基づいて、マスク期間TMが算出される。それにより、マスク期間TMを、極性切換えに実際に要する期間により近いものとして、精度よく算出することができる。   The period required for polarity switching varies according to the lamp voltage VL and the lamp current IL at the start of polarity switching, so that a constant lamp voltage VL is applied during a stable period immediately before the polarity switching is started. When the constant lamp current IL is energized, the magnitudes of the lamp voltage VL and the lamp current IL are detected, and the mask period TM is calculated based on these. As a result, the mask period TM can be accurately calculated as being closer to the period actually required for polarity switching.

また、マスク期間TMは、安定期間において検出したランプ電圧VLが高いほど、より短くなるように、また、同じく安定期間において検出したランプ電流ILが大きいほど、より長くなるように、前述した式(1)に基づいて算出される。それにより、ランプ電圧VLおよびランプ電流ILと、実際の極性切換え期間とのそれぞれの関係を反映させながら、マスク期間TMをより精度よく算出することができる。   The mask period TM is shorter as the lamp voltage VL detected in the stable period is higher, and longer as the lamp current IL detected in the stable period is larger. Calculated based on 1). Thus, the mask period TM can be calculated with higher accuracy while reflecting the respective relationships between the lamp voltage VL and the lamp current IL and the actual polarity switching period.

また、インバータ回路4の第1および第2中間端子4a、4bの間でコイルLが放電灯5に直列に接続されていることにより、極性切換えの際、インダクタンスHによる電流が通電されることによって、放電灯5の極性をスムーズに切換えることができる。   Further, since the coil L is connected in series with the discharge lamp 5 between the first and second intermediate terminals 4a and 4b of the inverter circuit 4, a current due to the inductance H is energized when switching the polarity. The polarity of the discharge lamp 5 can be switched smoothly.

なお、上述した実施形態では、点灯装置1を、車両に搭載された前照灯の点灯装置として説明したが、これに限定されることなく、室内照明や産業用など、他の種々の用途に用いられる放電灯の点灯装置に適用することもできる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   In the above-described embodiment, the lighting device 1 has been described as a lighting device for a headlamp mounted on a vehicle. However, the lighting device 1 is not limited to this, and is used for various other purposes such as indoor lighting and industrial use. It can also be applied to a discharge lamp lighting device used. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

1 点灯装置
2 直流電源(電源)
4 インバータ回路(点灯回路)
5 放電灯
6 電圧検出回路
7 電流検出回路
11 極性切換え制御回路(点灯回路)
12 マスク信号生成回路(切換え期間算出手段)
13 信号マスク回路(検出中断手段)
14 立消え判定回路(立消え検出手段)
15 電力制御回路(再点灯手段)
L コイル(インダクタ)
1 lighting device 2 DC power supply
4 Inverter circuit (lighting circuit)
5 Discharge lamp 6 Voltage detection circuit 7 Current detection circuit 11 Polarity switching control circuit (lighting circuit)
12 Mask signal generation circuit (switching period calculation means)
13 Signal mask circuit (detection interruption means)
14 Disappearance determination circuit (disappearance detection means)
15 Power control circuit (relighting means)
L coil (inductor)

Claims (6)

電源(2)から供給される電力によって放電灯(5)を点灯させるための放電灯の点灯装置(1)であって、
前記放電灯に直列に接続されたインダクタ(L)を有し、前記放電灯の一方の電極側から他方の電極側への通電と、当該他方の電極側から前記一方の電極側への通電とを切り換える極性切換えを、周期的に反復することによって、前記放電灯を点灯させる点灯回路(4)と、
前記電源から前記放電灯に印加される電圧(VL)を検出する電圧検出回路(6)と、
前記放電灯に通電された電流(IL)の大きさを検出する電流検出回路(7)と、
当該検出した電流の大きさに基づいて、前記放電灯に立消えが発生したか否かを検出する立消え検出手段(14)と、
当該立消え検出手段によって立消えの発生が検出されたときに、前記放電灯を再点灯させる再点灯手段(15)と、
前記電圧検出回路によって検出した電圧および前記電流検出回路によって検出した電流の大きさの少なくとも一方に基づいて、前記極性切換えの開始から終了までの切換え期間(マスク期間TM)を算出する切換え期間算出手段(マスク信号生成回路12)と、
前記点灯回路によって前記極性切換えを実行するときに、前記切換え期間算出手段によって算出された切換え期間の間、前記立消え検出手段による前記立消えの検出を中断させる検出中断手段(13)と、
を備えていることを特徴とする放電灯の点灯装置。
A discharge lamp lighting device (1) for lighting a discharge lamp (5) with electric power supplied from a power source (2),
An inductor (L) connected in series with the discharge lamp; energization from one electrode side of the discharge lamp to the other electrode side; and energization from the other electrode side to the one electrode side; A lighting circuit (4) for lighting the discharge lamp by periodically repeating polarity switching for switching between
A voltage detection circuit (6) for detecting a voltage (VL) applied from the power source to the discharge lamp;
A current detection circuit (7) for detecting the magnitude of the current (IL) energized in the discharge lamp;
A extinction detection means (14) for detecting whether or not the discharge lamp has extinguished based on the magnitude of the detected current;
Re-lighting means (15) for re-lighting the discharge lamp when occurrence of the turn-off is detected by the turn-off detecting means;
A switching period calculation means for calculating a switching period (mask period TM) from the start to the end of the polarity switching based on at least one of the voltage detected by the voltage detection circuit and the magnitude of the current detected by the current detection circuit. (Mask signal generation circuit 12);
Detection interruption means (13) for interrupting detection of the extinction by the extinction detection means during the switching period calculated by the switching period calculation means when the polarity switching is performed by the lighting circuit;
A discharge lamp lighting device comprising:
前記点灯回路は、前記極性切換えを実行した後、次回の極性切換えを実行するまでの安定期間において、前記放電灯に一定の電圧を印加するとともに一定の大きさの電流を通電させ、
前記切換え期間算出手段は、前記安定期間において、前記電圧検出回路によって検出した電圧、および前記電流検出回路によって検出した電流の大きさの少なくとも一方に基づいて、次回の前記極性切換えを実行するときの前記切換え期間を算出することを特徴とする請求項1に記載の放電灯の点灯装置。
The lighting circuit applies a constant voltage to the discharge lamp and applies a constant current in a stable period until the next polarity switching is performed after the polarity switching is performed,
The switching period calculation means is configured to execute the next polarity switching based on at least one of the voltage detected by the voltage detection circuit and the magnitude of the current detected by the current detection circuit in the stable period. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the switching period is calculated.
前記切換え期間算出手段は、前記電圧検出回路によって検出した電圧および前記電流検出回路によって検出した電流の大きさの双方に基づいて、前記切換え期間を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の放電灯の点灯装置。   The switching period calculation means calculates the switching period based on both the voltage detected by the voltage detection circuit and the magnitude of the current detected by the current detection circuit. The discharge lamp lighting device described. 前記切換え期間算出手段は、前記安定期間において、前記電流検出回路によって検出された電流の大きさが大きいほど、前記切換え期間が長くなるように、当該切換え期間を算出することを特徴とする請求項3に記載の放電灯の点灯装置。   The switching period calculation means calculates the switching period so that the switching period becomes longer as the magnitude of the current detected by the current detection circuit is larger in the stable period. 4. A discharge lamp lighting device according to 3. 前記切換え期間算出手段は、前記安定期間において、前記電圧検出回路によって検出された電圧が大きいほど、前記切換え期間が短くなるように、当該切換え期間を算出することを特徴とする請求項3または4に記載の放電灯の点灯装置。   5. The switching period calculation means calculates the switching period so that the switching period becomes shorter as the voltage detected by the voltage detection circuit is larger in the stable period. 6. The discharge lamp lighting device described in 1. 前記点灯回路は、
前記電源側に配置された第1および第3スイッチ素子と、前記電源よりも低電圧のグランド(8)側に配置され、前記第1および第3スイッチ素子にそれぞれ直列に接続された第2および第4スイッチ素子と、を有するブリッジ回路と、
前記第1〜第4スイッチ素子に接続され、前記放電灯の電極間の通電方向を前記第1〜第4スイッチ素子のオン/オフの組合わせにより切り換えることによって、前記極性切換えを実行する極性切換え制御回路(11)と、
を有し、
前記放電灯および前記インダクタは、前記第1および第2スイッチ素子の間の第1中間端子と、前記第3および第4スイッチ素子の間の第2中間端子との間に接続されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の放電灯の点灯装置。
The lighting circuit is
The first and third switch elements disposed on the power supply side, and the second and third switch elements disposed on the ground (8) side having a lower voltage than the power supply and connected in series to the first and third switch elements, respectively. A bridge circuit having a fourth switch element;
Polarity switching that is connected to the first to fourth switch elements and performs the polarity switching by switching the energization direction between the electrodes of the discharge lamp by a combination of on / off of the first to fourth switch elements. A control circuit (11);
Have
The discharge lamp and the inductor are connected between a first intermediate terminal between the first and second switch elements and a second intermediate terminal between the third and fourth switch elements. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
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