JP2016015288A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】極性反転及び劣化による放電灯の立ち消え及びちらつきの発生を抑制することができる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣ変換部と、ＤＣ／ＡＣ変換部と、制御部と、を備える。ＤＣ／ＤＣ変換部は、第１直流電圧を第２直流電圧に変換する。ＤＣ／ＡＣ変換部は、第２直流電圧を交流電圧に変換する。制御部は、第２直流電圧の値と交流電圧の極性反転のタイミングとを制御する。制御部は、交流電圧の極性反転直後から所定時間が経過するまでの第１期間Ｔ１において、放電灯の劣化度合いによらず放電灯に出力する電力が一定となるように制御する。また、制御部は、第１期間Ｔ１終了後から交流電圧の極性が反転するまでの第２期間Ｔ２において、放電灯の劣化度合いに応じて、第２直流電圧の値が第１期間Ｔ１における値よりも大きくなるように制御する。【選択図】図３

Description

ＤＣ／ＤＣ変換部と、ＤＣ／ＡＣ変換部と、制御部と、を備える放電灯点灯装置に関する。

従来、特許文献１に記載のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、ＤＣ／ＡＣインバータ回路と、制御手段と、備える高圧放電灯の点灯装置が知られている。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、直流電圧を昇圧又は降圧する。ＤＣ／ＡＣインバータ回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力電圧を極性反転して交流電圧に変換し、高圧放電灯に供給する。制御手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力量と、ＤＣ／ＡＣインバータ回路の動作タイミングと、を制御する。

制御手段は、高圧放電灯に流れるランプ電流について、極性反転する直前の突起状期間で、突起状期間以外の平坦状期間よりも電流波形のレベルを高くする。これにより、点灯装置は、極性反転による高圧放電灯のちらつきの発生を抑制することができる。

さらに、制御手段は、高圧放電灯の劣化度合いに応じて、平坦状期間における電流波形のレベルを小さくするとともに、突起状期間における電流波形のレベルを大きくする。突起状期間における電流波形のレベルを大きくすることで、高圧放電灯の劣化による立ち消え及びちらつきの発生を抑制することができる。また、平坦状期間における電流波形のレベルを小さくすることで、劣化度合いによらず高圧放電灯に供給する電力を一定とすることができる。

特開２００８−１８１８１４号公報

しかしながら、上記構成では、劣化に応じて平坦状期間において高圧放電灯に供給する電力が低下することとなる。したがって、ランプ電流の極性反転時に立ち消えが発生する虞がある。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、極性反転及び劣化による放電灯の立ち消え及びちらつきの発生を抑制することができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された発明のひとつは、放電灯（２００）を点灯させるための放電灯点灯装置であって、第１直流電圧を降圧又は昇圧し、第２直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換部（２０）と、第２直流電圧の極性を周期的に反転して交流電圧に変換し、放電灯に出力するＤＣ／ＡＣ変換部（４０）と、交流電圧の極性反転直後から所定時間が経過するまでの第１期間において、放電灯の劣化度合いによらず放電灯に出力する電力が一定となり、且つ、第１期間終了後から交流電圧の極性が反転するまでの第２期間において、放電灯の劣化度合いに応じて、第２直流電圧の値が第１期間における値よりも大きくなるように、第２直流電圧の値と、交流電圧の極性反転のタイミングと、を制御する制御部（８０）と、を備えることを特徴とする。

上記構成では、放電灯の劣化度合いに応じて、第１期間よりも第２期間における第２直流電圧の値を大きくする。これによれば、交流電圧の極性反転時におけるちらつきの発生を抑制することができる。また、放電灯の劣化度合いに応じて、第２期間における第２直流電圧の値を大きくするため、劣化による立ち消え及びちらつきの発生を抑制することができる。

また、放電灯の劣化度合いによらず、第１期間において放電灯に出力する電力を一定とする。したがって、交流電圧の極性反転時における放電灯の立ち消えの発生を抑制することができる。

第１実施形態に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す回路図である。 電力制御処理を説明するためのタイミングチャートである。 電力制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 追加電力の大きさを示す図である。 変形例に係る放電灯点灯装置における追加電力の大きさを示す図である。 電力制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る放電灯点灯装置の概略構成を示す回路図である。 電力制御処理を説明するためのタイミングチャートである。 電力制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 追加電力の大きさを示す図である。 変形例に係る放電灯点灯装置における追加電力の大きさを示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

（第１実施形態）
先ず、図１及び図２に基づき、放電灯点灯装置１０の概略構成について説明する。

放電灯点灯装置１０は、電源１００から入力される第１直流電圧に基づき、放電灯２００に電力を出力して点灯させる装置である。放電灯点灯装置１０は、ＤＣ／ＤＣ変換部２０、電圧検出部３０、ＤＣ／ＡＣ変換部４０、トランス５０、電流検出部６０、制御部８０を備える。

放電灯２００は、キセノンガス、ヨウ化金属等を封入したバルブ内に一対の電極を有し、その電極間に起きる放電現象によって光を発する光源である。放電灯２００としては、たとえば、メタルハライドランプを採用することができる。このような放電灯２００は、たとえば車両の前照灯に用いることができる。

電源１００としては、たとえば車載バッテリを採用することができる。電源１００の負極端子はグランドに接続され、正極端子はＤＣ／ＤＣ変換部２０に接続されている。ＤＣ／ＤＣ変換部２０は、電源１００の第１直流電圧を降圧又は昇圧し、第２直流電圧に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換部２０は、トランス２２、ＭＯＳＦＥＴ２４、ダイオード２６、コンデンサ２８を有する。

トランス２２は、一次巻線及び二次巻線を有し、一次巻線の磁電エネルギーを電磁誘導により二次巻線に伝達する。トランス２２における一次巻線の一端は電源１００の正極端子に接続され、他端はＭＯＳＦＥＴ２４のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２４のソースはグランドに接続され、ゲートはＤＣ／ＤＣ制御部８６に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２４のゲートには、ＤＣ／ＤＣ制御部８６によりパルス信号が入力される。パルス信号のＨｉｇｈ／Ｌｏｗにより、ＭＯＳＦＥＴ２４の動作が切り換えられる。ＭＯＳＦＥＴ２４の動作により、トランス２２が磁電エネルギーの蓄積及び放出を行う。

トランス２２における二次巻線の一端は一次巻線及びＭＯＳＦＥＴ２４の接続点に接続され、他端はダイオード２６のアノードに接続されている。ダイオード２６のカソードはコンデンサ２８の一端に接続され、コンデンサ２８の他端はグランドに接続されている。ダイオード２６は、トランス２２の二次巻線からコンデンサ２８に向かう方向にのみ電流を流す。コンデンサ２８は、第２直流電圧を平滑化する平滑コンデンサである。

ＤＣ／ＤＣ制御部８６は、パルス信号の周波数を変化させることで、ＭＯＳＦＥＴ２４の動作周期を変化させる。これにより、第２直流電圧の値を所望の値にすることができる。第２直流電圧は、ダイオード２６及びコンデンサ２８の接続点から出力される。

電圧検出部３０は、この第２直流電圧を検出する。電圧検出部３０は、２つの抵抗３２，３４を有し、周知の分圧回路を構成する。抵抗３２の一端はダイオード２６及びコンデンサ２８の接続点に接続され、他端は抵抗３４の一端に接続されている。抵抗３４の他端は、グランドに接続されている。抵抗３２及び抵抗３４の接続点の電圧であるａ電圧は、第２直流電圧に比例する値とされる。抵抗３２及び抵抗３４の接続点は、電力制御部８４に接続されている。すなわち、電圧検出部３０は、第２直流電圧をａ電圧に変換し、ａ電圧を電力制御部８４に出力する。

ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、第２直流電圧を交流電圧に変換し、放電灯２００に出力する。ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、４つのＩＧＢＴ４２，４４，４６，４８を有し、周知のＨブリッジを構成する。ＩＧＢＴ４２のコレクタはダイオード２６、コンデンサ２８、及び電圧検出部３０の接続点に接続され、エミッタはＩＧＢＴ４４のコレクタに接続されている。ＩＧＢＴ４４のエミッタは、抵抗６２を介してグランドに接続されている。ＩＧＢＴ４２及びＩＧＢＴ４４の接続点には、トランス５０における二次巻線の一端が接続されている。

トランス５０における二次巻線の他端は放電灯２００の一方の電極端子に接続され、一次巻線はイグナイタ回路に接続されている。イグナイタ回路は、制御部８０により駆動が制御され、放電灯２００の点灯開始時において、トランス５０に始動電圧を発生させる。この始動電圧により、放電灯２００は点灯を開始する。制御部８０は、イグナイタ回路を駆動させる始動処理が終了したあと、放電灯２００に交流電圧を出力し、所定の輝度で点灯させる。

放電灯２００におけるトランス５０と反対側の電極端子は、ＩＧＢＴ４６のエミッタに接続されている。ＩＧＢＴ４６のコレクタは、ＩＧＢＴ４２及び電圧検出部３０の接続点に接続されている。放電灯２００及びＩＧＢＴ４６の接続点は、ＩＧＢＴ４８のコレクタに接続されている。ＩＧＢＴ４８のエミッタは、ＩＧＢＴ４４及び抵抗６２の接続点に接続されている。

各ＩＧＢＴ４２，４４，４６，４８のゲートは、ＤＣ／ＡＣ制御部８２に接続されている。各ＩＧＢＴ４２，４４，４６，４８のゲートには、ＤＣ／ＡＣ制御部８２により所定周期のパルス信号が入力される。パルス信号のＨｉｇｈ／Ｌｏｗにより、各ＩＧＢＴ４２，４４，４６，４８の動作が切り換えられる。

ＤＣ／ＡＣ制御部８２は、所定のタイミングで、ＩＧＢＴ４２，４８をオンするとともに、ＩＧＢＴ４４，４６をオフする。これにより、放電灯２００のトランス５０側の電極端子に第２直流電圧が印加されるため、電極間に放電が発生し、放電灯２００が点灯する。このとき、放電灯２００のトランス５０側の電極端子が正極端子、トランス５０と反対側の電極端子が負極端子となる。放電灯２００に流れる放電灯電流は、ＩＧＢＴ４２から、トランス５０、放電灯２００、ＩＧＢＴ４８、抵抗６２を介して、グランドへ流れる。

ＤＣ／ＡＣ制御部８２は、次のタイミングで、ＩＧＢＴ４４，４６をオンするとともに、ＩＧＢＴ４２，４８をオフする。これにより、放電灯２００のトランス５０と反対側の電極端子に第２直流電圧が印加されるため、電極間に放電が発生し、放電灯２００が点灯する。

このとき、放電灯２００のトランス５０と反対側の電極端子が正極端子、トランス５０側の電極端子が負極端子となる。すなわち、前のタイミングに対して、放電灯２００における各電極の極性が反転する。放電灯電流は、ＩＧＢＴ４６から、放電灯２００、トランス５０、ＩＧＢＴ４４、抵抗６２を介して、グランドへ流れる。

図２に示すように、各電極の極性反転により、放電灯２００における放電灯電流の向きが逆向きとなる。ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、各電極の極性が所定周期で切り換わるような交流電圧を放電灯２００に出力する。このように、放電灯２００に交流電圧を出力して点灯させることで、各電極を均等に消耗させることができる。これによれば、放電灯２００の劣化を抑制することができる。

放電灯２００は、劣化度合いに応じて、点灯し易さ、すなわち抵抗値が変化する。詳しくは、電極の消耗、封入ガスのリーク等が発生して劣化度合いが大きくなると、放電灯２００が点灯し難くなる。すなわち、放電灯２００の抵抗値が高くなる。放電灯２００に所定の電力を出力する場合、劣化度合いが大きくなると、第２直流電圧の値が大きくなり、放電灯電流の絶対値が小さくなる。これによれば、放電灯電流の絶対値を検出することにより、放電灯２００の劣化度合いを判定することができる。

電流検出部６０は、放電灯電流の絶対値を検出する。電流検出部６０は、抵抗６２、ＣＲフィルタ６４、コンパレータ６６、基準電圧源６８を有する。抵抗６２の一端はＩＧＢＴ４４及びＩＧＢＴ４８の接続点に接続され、他端はグランドに接続されている。抵抗６２には交流電圧の極性反転によらず一定方向に放電灯電流が流れるため、抵抗６２の両端電圧が放電灯電流の絶対値に対応する値となる。抵抗６２は、特許請求の範囲に記載の電流検出抵抗に相当する。

ＣＲフィルタ６４は、抵抗７０及びコンデンサ７２を有し、抵抗６２に対して並列に接続されている。抵抗７０の一端はＩＧＢＴ４４及び抵抗６２の接続点に接続され、他端はコンデンサ７２の一端に接続されている。コンデンサ７２の他端は、グランドに接続されている。ＣＲフィルタ６４は、抵抗６２の両端電圧を、抵抗７０及びコンデンサ７２の接続点の電圧であるｂ電圧に変換する。ｂ電圧は、放電灯電流の絶対値に対応し、ＣＲフィルタ６４により変化が抑制される。図２に示すように、放電灯電流の絶対値は、交流電圧が極性反転するタイミングで０Ａとなる。これに対し、ｂ電圧は、ＣＲフィルタ６４により変化が抑制され、０Ｖになることがない。

抵抗７０及びコンデンサ７２の接続点は、コンパレータ６６の反転入力端子に接続されている。コンパレータ６６の非反転入力端子は基準電圧源６８に接続され、出力端子は電力制御部８４に接続されている。コンパレータ６６は、ｂ電圧と基準電圧源６８の基準電圧Ｖｒ１とを比較し、比較結果に応じたｃ電圧を制御部８０に出力する。基準電圧Ｖｒ１の値は、特許請求の範囲に記載の放電灯電流の閾値に相当する。ｃ電圧は、ｂ電圧が基準電圧Ｖｒ１より大きい場合に０Ｖとされ、ｂ電圧が基準電圧以下の場合に０Ｖより大きい定電圧Ｖｃ１とされる。

また、抵抗７０及びコンデンサ７２の接続点は、電力制御部８４に接続されている。すなわち、電流検出部６０は、放電灯電流の絶対値をｂ電圧に変換し、ｂ電圧を電力制御部８４に出力する。

制御部８０は、第２直流電圧の値と、交流電圧の極性反転のタイミングと、を制御し、放電灯２００に出力する電力を制御する電力制御処理を実行する。制御部８０は、ＤＣ／ＡＣ制御部８２、電力制御部８４、ＤＣ／ＤＣ制御部８６を有する。ＤＣ／ＡＣ制御部８２は、電力制御部８４からの指示信号によりパルス信号を生成し、各ＩＧＢＴ４２，４４，４６，４８に出力する。これにより、ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、放電灯２００に交流電圧を出力することができる。

電力制御部８４は、ａ電圧及びｂ電圧に応じて放電灯２００に出力されている電力を算出する。電力制御部８４は、放電灯２００に出力する電力が目標電力となるような、指示信号をＤＣ／ＤＣ制御部８６に出力する。つまり、電力制御部８４は、放電灯２００に出力されている電力と、目標電力と、の差がなくなるような指示信号をＤＣ／ＤＣ制御部８６に出力する。さらに、電力制御部８４は、ｃ電圧に応じて放電灯２００の劣化度合いを判定し、劣化度合いに応じて目標電力を設定する。

ＤＣ／ＤＣ制御部８６は、電力制御部８４の指示信号に応じてパルス信号を生成し、ＭＯＳＦＥＴ２４に出力する。これにより、ＤＣ／ＤＣ変換部２０は、第１直流電圧を昇圧又は降圧し、第２直流電圧に変換する。

このように、制御部８０は、放電灯２００に出力されている電力を監視し、第２直流電圧の値を制御する。そのため、電極温度の変動等により放電灯２００の抵抗値が変化した場合であっても、放電灯２００に目標電力を出力することができる。

次に、図２〜図４に基づき、制御部８０が実行する電力制御処理について説明する。

制御部８０は、始動処理を終了すると、電力制御処理をスタートする。また、制御部８０は、放電灯２００を消灯させるまで、電力制御処理を繰り返し実行する。

図３に示すように、先ず、電力制御部８４が、ｃ電圧は定電圧Ｖｃ１か否かを判定する（Ｓ１０）。ｃ電圧が、定電圧Ｖｃ１の場合に放電灯２００の劣化度合いが大きいと判定し、０Ｖの場合に劣化度合いが小さいと判定する。

Ｓ１０においてｃ電圧が定電圧Ｖｃ１であると判定した場合、電力制御部８４は追加電力Ｗａを算出する（Ｓ１２）。電力制御部８４は、放電灯２００の劣化度合いに応じて追加電力Ｗａの大きさを算出する。本実施形態では、図４に示すように、ｂ電圧の値に応じて追加電力Ｗａの大きさを算出する。ｂ電圧の値が基準電圧Ｖｒ１以下の範囲において、ｂ電圧の値が小さいほど追加電力Ｗａを大きくする。

次に、電力制御部８４は、放電灯２００に電力を出力する期間が、第２期間Ｔ２か否かを判定する（Ｓ１４）。図２に示すように、交流電圧の極性反転直後から所定時間が経過するまでの期間を第１期間Ｔ１とし、第１期間Ｔ１終了後から交流電圧の極性が反転するまでの期間を第２期間Ｔ２とする。

Ｓ１４において、放電灯２００に電力を出力する期間が第２期間Ｔ２であると判定した場合、放電灯２００に定電力Ｗｃ及び追加電力Ｗａを出力する（Ｓ１６）。すなわち、電力制御部８４は、定電力Ｗｃに追加電力Ｗａを加えた電力を、目標電力として設定する。

さらに、電力制御部８４は、放電灯２００に出力する電力が目標電力となるような指示信号を、ＤＣ／ＤＣ制御部８６に出力する。ＤＣ／ＤＣ制御部８６は、指示信号に基づきパルス信号を生成し、ＭＯＳＦＥＴ２４に出力する。これにより、放電灯２００に定電力Ｗｃ及び追加電力Ｗａを出力するような第２直流電圧を、ＤＣ／ＤＣ制御部８６が出力する。放電灯２００に電力を出力した後、制御部８０は電力制御処理を終了する。

また、Ｓ１４において、放電灯２００に電力を出力する期間が、第２期間Ｔ２ではない、すなわち第１期間Ｔ１であると判定した場合、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力する（Ｓ１８）。すなわち、電力制御部８４は、定電力Ｗｃを目標電力として設定する。そのため、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力するような第２直流電圧を、ＤＣ／ＤＣ変換部２０が出力する。放電灯２００に電力を出力した後、制御部８０は電力制御処理を終了する。

これによれば、第１期間Ｔ１において放電灯２００に出力する電力は、劣化度合いによらず定電力Ｗｃとされる。また、Ｓ１６及びＳ１８によれば、放電灯２００の劣化度合いが大きい場合、第１期間Ｔ１に対する第２期間Ｔ２の第２直流電圧の値が大きくなる。

また、Ｓ１０においてｃ電圧が定電圧Ｖｃ１ではない、すなわちｃ電圧が０Ｖであると判定した場合、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力する（Ｓ２０）。つまり、電力制御部８４は、定電力Ｗｃを目標電力として設定する。これによれば、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力するような第２直流電圧を、ＤＣ／ＤＣ変換部２０が出力する。放電灯２００に電力を出力した後、制御部８０は電力制御処理を終了する。この場合、Ｓ１４のように、放電灯２００に電力を追加する期間が第２期間Ｔ２か否かを判定しない。そのため、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２の第２直流電圧が同じ値となる。

次に、上記した放電灯点灯装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、放電灯２００の劣化度合いに応じて、第１期間Ｔ１よりも第２期間Ｔ２における第２直流電圧の値を大きくする。これによれば、交流電圧の極性反転時におけるちらつきの発生を抑制することができる。また、放電灯２００の劣化度合いに応じて、第２期間Ｔ２における第２直流電圧の値を大きくするため、劣化による立ち消え及びちらつきの発生を抑制することができる。

また、放電灯２００の劣化度合いによらず、第１期間Ｔ１において放電灯２００に出力する電力を一定とする。したがって、交流電圧の極性反転時における放電灯２００の立ち消えの発生を抑制することができる。

ところで、放電灯２００の劣化度合いに応じて、放電灯２００の点灯し易さ、すなわち抵抗値が変化する。これによれば、放電灯２００に所定の電力を出力する場合、劣化度合いに応じて放電灯電流の絶対値が変化する。これに対し、本実施形態では、電流検出部６０が放電灯電流の絶対値を検出する。したがって、制御部８０が放電灯２００の劣化度合いを判定することができる。

ところで、放電灯２００の劣化度合いが小さい場合、ちらつきが発生し難い。そのため、放電灯２００の劣化度合いが小さい場合に、第１期間Ｔ１よりも第２期間Ｔ２における第２直流電圧の値を大きくすると、放電灯２００に出力する電力が無駄に大きくなる虞がある。電力が大きくなると、電極の消耗が早まり、放電灯２００の寿命が短くなる虞がある。

これに対し、上記構成では、放電灯電流の絶対値が閾値より大きい場合、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２の第２直流電圧を同じ値とする。これによれば、放電灯２００に出力する電力が無駄に大きくなることを抑制することができる。したがって、放電灯２００の寿命が短くなることを抑制することができる。

ところで、放電灯電流の値は、交流電圧の極性反転に応じて一時的に０Ａとなるため、抵抗６２の両端電圧も一時的に０Ｖとなる。これによれば、制御部８０が、抵抗６２の両端電圧に基づき、放電灯２００の劣化度合いを判定し難い虞がある。

本実施形態では、ＣＲフィルタ６４により、抵抗６２の両端電圧に対応するｂ電圧が０Ｖとなることが抑制される。したがって、ＣＲフィルタ６４が無い構成に較べ、制御部８０が放電灯２００の劣化度合いを判定し易い。

なお、本実施形態では、放電灯電流の絶対値が閾値以下の場合にのみ、第１期間Ｔ１よりも第２期間Ｔ２における第２直流電圧の値を大きくする例を示した。しかしながら、これに限定するものではない。放電灯電流の絶対値が小さいほど、すなわち放電灯２００の劣化度合いが大きいほど、第１期間Ｔ１よりも第２期間Ｔ２における第２直流電圧の値を大きくしてもよい。この構成では、図５に示すように、ｂ電圧の値が小さいほど、追加電力Ｗａを大きくする。また、図６に示すように、制御部８０は、ｃ電圧が定電圧Ｖｃ１か否かを判定しなくてもよい。

放電灯２００の劣化度合いが大きくなるほど、放電灯２００の立ち消えが発生し易い。したがって、上記構成では、放電灯２００に無駄な電力を出力することを抑制しつつ、立ち消えの発生を抑制することができる。

（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した放電灯点灯装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。

図７に示すように、電圧検出部３０は、２つの抵抗３２，３４に加えて、コンパレータ３６及び基準電圧源３８を有する。抵抗３２及び抵抗３４の接続点は、コンパレータ３６の反転入力端子に接続されている。コンパレータ３６の非反転入力端子は基準電圧源３８に接続され、出力端子は電力制御部８４に接続されている。コンパレータ３６は、ａ電圧と基準電圧源３８の基準電圧Ｖｒ２とを比較し、比較結果に応じたｄ電圧を電力制御部８４に出力する。基準電圧Ｖｒ２の値は、特許請求の範囲に記載の第２直流電圧の閾値に相当する。図８に示すように、ｄ電圧は、ａ電圧が基準電圧Ｖｒ２より小さい場合に０Ｖであり、ａ電圧が基準電圧Ｖｒ２以上の場合に０Ｖより大きい定電圧Ｖｃ２とされる。

なお、ａ電圧は、交流電圧の極性反転時に、一時的に上昇して、所定値に戻る。これは、極性反転時に交流電圧の絶対値が減少すると、トランス５０に逆起電力が発生し、第２直流電圧が一時的に上昇するためである。

次に、図８〜図１０に基づき、制御部８０が実行する電力制御処理について説明する。

図９に示すように、先ず、電力制御部８４が、ｄ電圧は定電圧Ｖｃ２か否かを判定する（Ｓ３０）。ｄ電圧が、定電圧Ｖｃ２の場合に放電灯２００の劣化度合いが大きいと判定し、０Ｖの場合に放電灯２００の劣化度合いが小さいと判定する。

Ｓ３０においてｄ電圧が定電圧Ｖｃ２であると判定した場合、電力制御部８４は追加電力Ｗａを算出する（Ｓ３２）。電力制御部８４は、放電灯２００の劣化度合いに応じて追加電力Ｗａの大きさを算出する。本実施形態では、図１０に示すように、ａ電圧の値に応じて追加電力Ｗａの大きさを算出する。ａ電圧の値が基準電圧Ｖｒ２以上の範囲において、ａ電圧の値が大きいほど追加電力Ｗａを大きくする。

次に、電力制御部８４は、放電灯２００に電力を出力する期間が、第２期間Ｔ２か否かを判定する（Ｓ３４）。Ｓ３４において、放電灯２００に電力を出力する期間が第２期間Ｔ２であると判定した場合、放電灯２００に定電力Ｗｃ及び追加電力Ｗａを出力する（Ｓ３６）。すなわち、電力制御部８４は、定電力Ｗｃに追加電力Ｗａを加えた電力を、目標電力として設定する。

さらに、電力制御部８４は、放電灯２００に出力する電力が目標電力となるような指示信号を、ＤＣ／ＤＣ制御部８６に出力する。ＤＣ／ＤＣ制御部８６は、指示信号に基づきパルス信号を生成し、ＭＯＳＦＥＴ２４に出力する。これにより、放電灯２００に定電力Ｗｃ及び追加電力Ｗａを出力するような第２直流電圧を、ＤＣ／ＤＣ変換部２０が出力する。放電灯２００に電力を出力した後、制御部８０は電力制御処理を終了する。

また、Ｓ３４において放電灯２００に電力を出力する期間が、第２期間Ｔ２ではない、すなわち第１期間Ｔ１であると判定した場合、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力する（Ｓ３８）。すなわち、電力制御部８４は、定電力Ｗｃを目標電力として設定する。そのため、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力するような第２直流電圧を、ＤＣ／ＤＣ変換部２０が出力する。放電灯２００に電力を出力した後、制御部８０は電力制御処理を終了する。

これによれば、第１期間Ｔ１において放電灯２００に出力する電力は、劣化度合いによらず定電力Ｗｃとされる。また、Ｓ３６及びＳ３８によれば、放電灯２００の劣化度合いが大きい場合、第１期間Ｔ１に対する第２期間Ｔ２の第２直流電圧の値が大きくなる。

また、Ｓ３０においてｄ電圧が定電圧Ｖｃ２ではない、すなわちｄ電圧が０Ｖであると判定した場合、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力する（Ｓ４０）。つまり、電力制御部８４は、定電力Ｗｃを目標電力として設定する。これによれば、放電灯２００に定電力Ｗｃを出力するような第２直流電圧を、ＤＣ／ＤＣ変換部２０が出力する。放電灯２００に電力を出力した後、制御部８０は電力制御処理を終了する。この場合、Ｓ３４のように、放電灯２００に電力を追加する期間が第２期間Ｔ２か否かを判定しない。そのため、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２の第２直流電圧が同じ値となる。

ところで、放電灯２００の劣化度合いに応じて、放電灯２００の点灯し易さ、すなわち抵抗値が変化する。これによれば、放電灯２００に所定の電力を出力する場合、劣化度合いに応じて放電灯電流の絶対値が変化する。放電灯電流の絶対値が変化すると、放電灯点灯装置１０は放電灯２００に出力する電力が所定の電力となるように、第２直流電圧の値を変化させる。すなわち、放電灯２００の劣化度合いに応じて第２直流電圧の値が変化する。したがって、電圧検出部３０が第２直流電圧を検出することで、制御部８０が放電灯の劣化度合いを判定することができる。

なお、本実施形態では、第２直流電圧が閾値以上の場合にのみ、第１期間Ｔ１よりも第２期間Ｔ２における第２直流電圧の値を大きくする例を示した。しかしながら、これに限定するものではない。第２直流電圧が大きいほど、すなわち放電灯２００の劣化度合いが大きいほど、第１期間Ｔ１よりも第２期間Ｔ２における第２直流電圧の値を大きくしてもよい。この構成では、図１１に示すように、ａ電圧が大きいほど、追加電力Ｗａを大きくする。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣ変換部２０が、ＭＯＳＦＥＴ２４、トランス２２、ダイオード２６、コンデンサ２８を有する例を示したが、これに限定するものではない。ＤＣ／ＤＣ変換部２０は、第１直流電圧を第２直流電圧に変換するものであればよい。

また、上記実施形態では、ＤＣ／ＡＣ変換部４０が、４つのＩＧＢＴ４２，４４，４６，４８を有し、Ｈブリッジを構成する例を示したが、これに限定するものではない。ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、第２直流電圧を交流電圧に変換し、放電灯２００に出力するものであればよい。

また、上記実施形態では、制御部８０が、ＤＣ／ＡＣ制御部８２、電力制御部８４、ＤＣ／ＤＣ制御部８６を有する例を示したが、これに限定するものではない。制御部８０は、第２直流電圧の値と、交流電圧の極性反転のタイミングと、を制御する構成であれば、採用することができる。

１０…放電灯点灯装置、２０…ＤＣ／ＤＣ変換部、２２…トランス、２４…ＭＯＳＦＥＴ、２６…ダイオード、２８…コンデンサ、３０…電圧検出部、３２…抵抗、３４…抵抗、３６…コンパレータ、３８…基準電圧源、４０…ＤＣ／ＡＣ変換部、４２…ＩＧＢＴ、４４…ＩＧＢＴ、４６…ＩＧＢＴ、４８…ＩＧＢＴ、５０…トランス、６０…電流検出部、６２…抵抗、６４…ＣＲフィルタ、６６…コンパレータ、６８…基準電圧源、７０…抵抗、７２…コンデンサ、８０…制御部、８２…ＤＣ／ＡＣ制御部、８４…電力制御部、８６…ＤＣ／ＤＣ制御部、１００…電源、２００…放電灯

Claims (8)

1. 放電灯（２００）を点灯させるための放電灯点灯装置であって、
   第１直流電圧を降圧又は昇圧し、第２直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換部（２０）と、
   前記第２直流電圧の極性を周期的に反転して交流電圧に変換し、前記放電灯に出力するＤＣ／ＡＣ変換部（４０）と、
   前記交流電圧の極性反転直後から所定時間が経過するまでの第１期間において、前記放電灯の劣化度合いによらず前記放電灯に出力する電力が一定となり、且つ、前記第１期間終了後から前記交流電圧の極性が反転するまでの第２期間において、前記放電灯の劣化度合いに応じて、前記第２直流電圧の値が前記第１期間における値よりも大きくなるように、前記第２直流電圧の値と、前記交流電圧の極性反転のタイミングと、を制御する制御部（８０）と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記放電灯に流れる放電灯電流の絶対値を検出し、前記制御部に出力する電流検出部（６０）をさらに備え、
   前記制御部は、前記放電灯電流の絶対値に基づいて、前記放電灯の劣化度合いを判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
3. 前記電流検出部は、前記放電灯電流の絶対値と、閾値と、を比較し、
   前記制御部は、前記放電灯電流の絶対値が前記閾値以下の場合、前記第１期間に対する前記第２期間の前記第２直流電圧の値が大きくなり、前記放電灯電流の絶対値が前記閾値より大きい場合、前記第１期間及び前記第２期間の前記第２直流電圧が同じ値となるように制御することを特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。
4. 前記制御部は、前記放電灯の劣化度合いが大きいほど、前記第１期間に対する前記第２期間の前記第２直流電圧の値が大きくなるように制御することを特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。
5. 前記電流検出部は、前記交流電圧の極性反転によらず一定方向に前記放電灯電流が流れる電流検出抵抗（６２）と、前記交流電圧の極性反転による前記電流検出抵抗の両端電圧の変化を抑制するＣＲフィルタ（６４）と、を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
6. 前記第２直流電圧を検出して、前記制御部に出力する電圧検出部（３０）をさらに備え、
   前記制御部は、前記第２直流電圧の値に基づいて、前記放電灯の劣化度合いを判定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
7. 前記電圧検出部は、前記第２直流電圧の値と、閾値と、を比較し、
   前記制御部は、前記第２直流電圧の値が前記閾値以上の場合、前記第１期間に対する前記第２期間の前記第２直流電圧の値が大きくなり、前記第２直流電圧の値が前記閾値より小さい場合、前記第１期間及び前記第２期間の前記第２直流電圧が同じ値となるように制御することを特徴とする請求項６に記載の放電灯点灯装置。
8. 前記制御部は、前記放電灯の劣化度合いが大きいほど、前記第１期間に対する前記第２期間の前記第２直流電圧の値が大きくなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の放電灯点灯装置。

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