JP2599348Y2 - 車輌用放電灯の点灯回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は新規な車輌用放電灯の点
灯回路に関する。詳しくは、放電灯を起動した後その光
束が安定する迄に要する時間の短縮を目的とし、放電灯
の始動を円滑に行うことができるようにした新規な車輌
用放電灯の点灯回路を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、車輌用灯具の光源として小型のメ
タルハライドランプが注目を浴びているが、その始動性
が問題となり、始動時間の短縮のために、例えば、点灯
直後に定常時の数倍に亘る過大なランプ電流を流して発
光管を急速に暖め、発光を促すことが知られている。

【０００３】しかし、この方法では放電灯の光束が安定
する迄の間のオーバーシュート等が著しく光束の変動が
大きいため、本願出願人は光束を速やかに安定値へと移
行させる方法を特願平２−２６３３００（特開平４−１
４１９８８号）出願にて開示している。

【０００４】この例では、車輌用放電灯の点灯回路は、
直流電圧を交流電圧に変換して放電灯に供給するための
直流−交流変換手段を有するとともに、放電灯のランプ
電圧に関する検出信号を得るためのランプ電圧検出回路
と、放電灯のランプ電流に関する検出信号を得るための
ランプ電流検出回路と、ランプ電圧検出回路からの検出
信号を受けてランプ電圧に対するランプ電流の制御指令
信号を生成しこの指令信号とランプ電流検出回路からの
検出信号との差が生じなくなるように制御信号を直流−
交流変換手段に送出してその出力電圧を制御する電圧−
電流特性制御回路とを備えている。

【０００５】そして、ランプ電圧−ランプ電流特性上の
制御領域として放電灯の定格電力を超える電力供給が行
なわれるようにランプ電流の制御指令信号を生成する発
光促進領域から、定格電力での定電力制御が行なわれる
定電力制御領域へと移行させる際に、ランプ電圧に対す
る放電灯への供給電力の変化率が緩やかになるように制
御する電力変化率低減手段を設けている。

【０００６】図１４は横軸にランプ電圧（「ＶＬ」と記
す。）をとり、縦軸にランプ電流（「ＩＬ」と記す。）
をとって、制御線の一例ａを示したものである。

【０００７】図中のＩＬ＝ＩＬｍａｘの区間が発光促進
領域Ａａとされ、定電力曲線の直線近似として得られる
区間が定電力制御領域Ｂとされ、両領域の間に設けられ
る傾斜した直線で表される区間が移行領域Ａｂとされ
る。

【０００８】移行領域Ａｂでの制御線がある傾斜をもっ
てランプ電圧ＶＬの増加とともに減少し、放電灯への供
給電力の変化が緩和されるので、光束の立ち上がり時に
おけるオーバーシュートやアンダーシュートが抑制され
光束が安定する迄に要する時間が短縮されることにな
る。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】ところで、点灯初期に
おいて放電灯に過大な電流値を流した後に定電力制御に
移行する間における電圧−電流特性を直線状の制御線に
従って規定したのでは、移行領域Ａｂから定電力制御領
域Ｂにかけての電力制御が円滑に行なわれないため、光
束の立ち上がりにおける変動の幅を縮小するのに困難を
伴うという問題がある。

【００１０】図１５は横軸に時間（「ｔ」と記す。）を
とり、縦軸に電力（「ＰＷ」と記す。）をとって放電灯
を冷えた状態から点灯させた場合（所謂コールドスター
ト）の点灯初期における電力の時間的変化を示したもの
である。

【００１１】発光促進領域Ａａに対応する期間ｔａでは
電力ＰＷが時間経過とともに増加し、移行領域Ａｂに対
応する期間ｔｂにおいて電力ＰＷが時間経過につれて減
少し（制御線が負の傾斜をもって定電力曲線を横切るた
め）た後、定電力制御領域Ｂに対応する期間ｔｃで制御
が安定する。

【００１２】図から判るように移行領域Ａｂでの電力の
変化を示す傾斜直線ｂと、定電力制御領域Ｂでの一定電
力を示す定直線ｃとの繋がりが悪く折れ線状となり、電
力の変化がぎくしゃくしたものになってしまう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本考案車輌用放
電灯の点灯回路は上記した課題を解決するために、直流
電圧を直流変換し及び／又は交流電圧に変換して放電灯
に供給するための電力供給手段と、放電灯のランプ電圧
に関する検出信号又はその相当信号を得るためのランプ
電圧検出回路と、放電灯のランプ電流に関する検出信号
又はその相当信号を得るためのランプ電流検出回路と、
ランプ電圧検出回路からの検出信号を受けてランプ電圧
に対するランプ電流の制御指令信号を生成し、この指令
信号とランプ電流検出回路からの検出信号との差が生じ
なくなるように制御信号を電力供給手段に送出してその
出力電圧を制御する電圧−電流特性制御回路とを備え、
該電圧−電流特性制御回路が、ランプ電圧−ランプ電流
特性上の制御領域として放電灯の定格電力を超える電力
供給が行なわれるようにランプ電流の制御指令信号を生
成する発光促進領域と、放電灯に関して定格電力での定
電力制御が行なわれる定電力制御領域を有する車輌用放
電灯の点灯回路において、ランプ電圧に関する検出信号
又はその相当信号の上昇につれて指数関数的に減衰する
信号を出力する時定数回路を設けるとともに、当該回路
の出力により発光促進領域から定電力制御領域への移行
領域における制御線のランプ電圧に対する電力変化率が
定電力制御領域に近づくにつれて緩やかになるようにし
たものである。

【００１４】

【作用】本考案によれば、時定数回路によって移行領域
における制御線のランプ電圧に対する電力変化率が定電
力制御領域の制御線に近づくにつれて緩やかとなり、移
行領域と定電力制御領域との境界における制御線が円滑
に接続されるため、光束の立ち上がり時における変動の
幅を抑えて、光束が安定するまでに要する時間を短縮す
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下に、本考案車輌用放電灯の点灯回路の詳
細を図示した実施例に従って説明する。

【００１６】車輌用放電灯の点灯回路１の回路構成の説
明に先だって、ランプ電圧（ＶＬ）−ランプ電流（Ｉ
Ｌ）特性に係る制御線について説明する。

【００１７】図１は本考案に係るＶＬ−ＩＬ特性に係る
制御線ｇを示すものである。

【００１８】図中、ＶＬ＝０から点Ｍに至る迄の領域Ａ
ａが発光促進領域であり、定直線ｇａに示すように一定
の電流ＩＬ＝ＩＬｍａｘが流れ、点Ｍから点Ｑ１にかけ
ての移行領域Ａｂでは、曲線ｇｂに示すようにランプ電
圧の増加につれてランプ電流値が指数関数的に減少す
る。

【００１９】点Ｑ１から点Ｑ２に至る領域Ｂは定電力領
域であり、点Ｑ１と点Ｑ２とを通る直線ｇｃは定電力曲
線ＰＱに対して直線近似を行なうことによって得られる
ものである。

【００２０】尚、この定電力曲線ＰＱの示す電力値はラ
ンプの定格電力である。

【００２１】点Ｑ２から始まる領域Ｃでは、定直線ｇｄ
に示すようにＶＬに関係なくＩＬが一定（ＩＬ＝ＩＣ）
とされている。

【００２２】本考案では、移行領域Ａｂにおける制御線
ｇｂを指数関数的に滑らかに変化させて定電力制御領域
Ｂでの近似直線上の動作点Ｑ１に接続させる方法を用い
ている。その際、移行領域Ａｂの制御線ｇｂの形状を予
め特定して点Ｍ−点Ｑ１間に適用している訳ではなく、
むしろ点Ｍ−点Ｑ１間を指数関数的に変化する曲線によ
って補間することによって移行領域Ａｂと定電力制御領
域Ｂとの境界付近で大きな電力変化が生じないように制
御している。

【００２３】図２は横軸に時間ｔをとり、縦軸に電力Ｐ
Ｗをとって、放電灯を冷えた状態から点灯させた場合の
点灯初期における電力の時間的変化を示したものであ
る。尚、グラフ曲線ｈは本考案に係るものであり、これ
と対比する意味で従来の時間−電力特性を破線で示す。

【００２４】図示するように、発光促進領域Ａａに対応
する期間ｔａでは電力ＰＷが時間経過とともに増加し、
移行領域Ａｂに対応する期間ｔｂにおいて電力ＰＷが時
間経過につれて徐々に減少した後、定電力制御領域Ｂに
対応する期間ｔｃで制御が安定する。

【００２５】期間ｔｂにおける電力は破線で示す従来の
傾斜直線ｂの示す電力を上まわっており、期間ｔｃの起
点に近づくにつれて曲線ｈの傾斜が緩やかとなる。

【００２６】即ち、移行領域Ａｂから定電力制御領域Ｂ
にかけての電力変化が緩和されるため、放電灯の始動時
に光束が大きく変動することなく光束を速やかに安定さ
せることができる。

【００２７】図３乃至図５は本考案車輌用放電灯の点灯
回路の構成例を示すものであり、図示した実施例は本考
案を矩形波点灯方式による自動車用メタルハライドラン
プの点灯回路１に適用したものである。

【００２８】図３は点灯回路１の構成の概要を示すもの
であり、バッテリー２が直流電圧入力端子３、３′間に
接続される。

【００２９】４、４′は直流電源ラインであり、その一
方のプラスライン４上には点灯スイッチ５が設けられて
いる。

【００３０】６は直流昇圧回路であり、点灯スイッチ５
を介して供給されるバッテリー電圧の昇圧のために設け
られており、例えば、チョッパー型のＤＣ−ＤＣコンバ
ータの構成が用いられ、後述する制御回路によってその
昇圧制御が行なわれるようになっている。

【００３１】７は直流−交流変換回路であり、上記直流
昇圧回路６の後段に設けられ、直流昇圧回路６から送ら
れてくる直流電圧を矩形波交流電圧に変換するための回
路である。この直流−交流変換回路７には、例えば、２
対のＦＥＴにより構成されるブリッジ型駆動回路が用い
られる。

【００３２】８はイグナイタ回路であり、上記直流−交
流変換回路７の後段に配置され、交流出力端子９、９′
間には定格電力３５Ｗのメタルハライドランプ１０が接
続されるようになっている。

【００３３】１１は直流昇圧回路６の出力電圧を制御す
るための制御回路であり、直流昇圧回路６の出力端子間
に設けられた電圧検出部１２によって検出される直流昇
圧回路６の出力電圧に対応した電圧検出信号が入力され
る。

【００３４】また、直流昇圧回路６と直流−交流変換回
路７とを結ぶグランドライン上に設けられた電流検出部
１３によって、直流昇圧回路６の出力電流に対応した電
流検出信号が電圧変換された形で制御回路１１に入力さ
れるようになっている。

【００３５】尚、本実施例ではメタルハライドランプ１
０のランプ電圧やランプ電流の相当信号を直流昇圧回路
６の出力段から得るようにしているが、これらを直接的
に検出するような構成を採用しても良いことは勿論であ
る。

【００３６】制御回路１１は以上の検出信号に応じた制
御信号を発生して直流昇圧回路６に送出し、その出力電
圧を制御することで、メタルハライドランプ１０の始動
状態に合せた電力制御を行い、ランプの始動時間や再始
動時間を短縮して速やかに定電力制御へと移行させるよ
うになっており、Ｖ（電圧）−Ｉ（電流）制御部１４と
ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１５とを有する。

【００３７】Ｖ−Ｉ制御部１４は図１において説明した
制御線ｇに基づいてメタルハライドランプ１０の点灯制
御を行うように構成されており、直流昇圧回路６の出力
電圧に関する検出信号が電圧検出部１２から送られて来
ると、検出信号に応じた電流指令値を演算により求め、
これと実際の電流値を比較して指令信号をＰＷＭ制御部
１５に送出するようになっている。

【００３８】ＰＷＭ制御部１５は、Ｖ−Ｉ制御部１４か
らの指令信号に応じてパルス幅が可変される信号を生成
し、これを直流昇圧回路６の半導体スイッチ素子へ（図
示せず）の制御信号（これを「ＰＳ」と記す。）として
送出するようになっている。

【００３９】図４はＶ−Ｉ制御部１４の要部の構成例を
示すものであり、制御線ｇの形成に関与するアンプ１
６、１７、１８と、これらアンプの出力を中継してＰＷ
Ｍ制御部１５のエラーアンプに信号を送出するアンプ１
９とを有する。

【００４０】アンプ１６は発光促進領域Ａａにおける制
御線ｇａの形成に関与し、アンプ１７は定電力制御領域
Ｂにおける制御線ｇｃの形成に関与する。そして、アン
プ１８が移行領域Ａｂにおける制御線ｇｂの形成に関与
している。

【００４１】電圧検出部１２の検出信号は図示しないア
ンプによりある増幅率をもって変換された電圧検出信号
（以下、「ＶＳ」と記す。）として、アンプ１７、１８
にそれぞれ送られる。

【００４２】また、電流検出部１３の検出信号は図示し
ないアンプによりある増幅率をもって変換された電流検
出信号（以下、「ＩＳ」と記す。）として、アンプ１
６、１７に送られる。

【００４３】アンプ１６は演算増幅器２０を用いた反転
増幅回路の構成とされており、電流検出信号ＩＳは分圧
抵抗を介して演算増幅器２０の反転入力端子に入力さ
れ、非反転入力端子には基準電圧（「Ｅ１」と記す。）
が供給される。

【００４４】アンプ１６の出力はダイオード２１及び抵
抗２２を介してアンプ１９を構成する演算増幅器２３の
反転入力端子に送られる。

【００４５】アンプ１７は演算増幅器２４を用いた反転
増幅回路の構成とされており、電圧検出信号ＶＳ及び電
流検出信号ＩＳは抵抗２５、２６をそれぞれ介して演算
増幅器２４の反転入力端子に入力され、非反転入力端子
には基準電圧（「Ｅ２」と記す。）が供給される。

【００４６】そして、アンプ１７の出力は抵抗２７を介
して演算増幅器２３の反転入力端子に送出される。

【００４７】アンプ１８は演算増幅器２８を用いた反転
増幅回路の構成とされており、電圧検出信号ＶＳは抵抗
を介して演算増幅器２８の反転入力端子に入力され、非
反転入力端子には基準電圧（「Ｅ３」と記す。）が供給
される。

【００４８】演算増幅器２８の出力端子はバッファー２
９を介して、後段のバッファー３０に送られる。

【００４９】バッファー２９の出力段には時定数回路３
１が設けられ、該時定数回路３１はコンデンサ３２、抵
抗３３、抵抗３４及びツェナーダイオード３５が並列に
接続されて成る。

【００５０】即ち、互いに並列に設けらるコンデンサ３
２と抵抗３３はそれらの一端が抵抗３６を介してバッフ
ァー２９の出力端子に接続されており、コンデンサ３２
と抵抗３３の他端には基準電圧（「Ｅ５」と記す。）が
供給されている。

【００５１】抵抗３４、ツェナーダイオード３５は抵抗
３３に対して並列に設けられており、ツェナーダイオー
ド３５のカソードが抵抗３４の一端に接続され、ツェナ
ーダイオード３５のアノードには基準電圧Ｅ５がかかっ
ている。

【００５２】バッファー３０の出力は抵抗３７、３８を
経てアンプ１９に送出される。つまり、抵抗３７と抵抗
３８との間から取り出された信号がアンプ１９の演算増
幅器２３の反転入力端子に送られる。

【００５３】このように演算増幅器２３の反転入力端子
にはアンプ１６、１７、１８の出力が入力され、その非
反転入力端子には基準電圧（「Ｅ４」と記す。）が供給
されている。

【００５４】そして、演算増幅器２３の出力は抵抗を介
してＰＷＭ制御部１５のエラーアンプ４０に送られる。

【００５５】ＰＷＭ制御部１５にはスイッチングレギュ
レーター用の汎用ＩＣが用いられ、その内部にエラーア
ンプ、オシレーター、コンパレーター、基準電圧源等が
パッケージ化されている。

【００５６】ＩＣ内部のエラーアンプ４０には、そのマ
イナス入力端子に演算増幅器２３の出力信号が抵抗４１
を介して入力され、またエラーアンプ４０のプラス入力
端子には所定の基準電圧が供給されようになっており、
エラーアンプ４０への入力電圧が上がると、出力信号Ｐ
Ｓのデューティーサイクルが下がり、その結果直流昇圧
回路６の出力電圧が低下するように制御がなされる。

【００５７】４２はＩＣに外付けされるエラーアンプ４
０の帰還抵抗である。

【００５８】しかして、この回路においてアンプ１６は
発光促進領域Ａａでの電流の上限値を規定しており、電
流検出信号ＩＳが基準電圧Ｅ１に対応する基準値以上に
なったときに演算増幅器２３の反転入力端子の電位を下
げるように作用する。

【００５９】これによってアンプ１９の出力が上昇する
ため、制御信号ＰＳのデューティーサイクルが抑えら
れ、ランプ電流が過度に流れないように制御される。

【００６０】尚、アンプ１６からダイオード２１及び抵
抗２２を介した出力がエラーアンプ４０のマイナス入力
端子の電位を直接上げる信号となるように接続すること
も可能である。

【００６１】定電力制御領域Ｂの形成に係るアンプ１７
は、電流検出信号ＩＳと電圧検出信号ＶＳについての加
算回路であり、定電力曲線に対する直線近似により制御
線ｇｃを形成している。

【００６２】つまり、電流検出信号ＩＳの値と電圧検出
信号ＶＳの値とを所定の比率で線形結合した近似式の値
が一定値（基準電圧Ｅ２に対応する）となるように定電
力制御が行われる。

【００６３】移行領域Ａｂの形成に係るアンプ１８は、
制御線ｇｂを時定数回路３１によってランプ電圧の上昇
につれて指数関数的に減衰する曲線として形成する。

【００６４】即ち、時定数回路３１を考えない場合には
アンプ１８の出力電圧が電圧検出信号ＶＳの増加に伴っ
て直線的に減少することになり、図１に破線で示すよう
に、移行領域Ａｂと定電力制御領域Ｂとの境界近辺にお
ける制御線の繋がりが折れ線状になってしまうが、時定
数回路３１によって図１に実線で示すように制御線の繋
がりが円滑になる。

【００６５】尚、時定数回路３１の動作について説明す
ると、メタルハライドランプ１０を冷えた状態から起動
させる場合には、点灯開始直後のランプ電圧が小さいた
め、アンプ１８の出力は大きくなり、抵抗３６を介して
コンデンサ３２が即座に充電される。

【００６６】ランプの制御が移行領域Ａｂに入るとアン
プ１８の出力が下がっていき、その減衰の度合は抵抗３
３、３４の抵抗値及びコンデンサ３２の静電容量によっ
て決まる時定数によって規定される。尚、この時定数は
抵抗３３とコンデンサ３２、抵抗３４及びツェナーダイ
オード３５とコンデンサ３２との組み合わせにより２段
階の値をもつように設定されている。つまり、ツェナー
ダイオード３５の導通又は非導通によって抵抗３３、３
４に係る合成抵抗値が変化する。尚、ツェナーダイオー
ドの代わりにダイオードを使ってその順方向電圧を利用
して時定数の制御を行っても良い。

【００６７】上記の例ではアンプ１８の出力に対して時
定数回路３１を設けることによって移行領域Ａｂにおけ
る制御線ｇｂを得るようにしたが、アンプ１８やこれに
関与する回路を一切放棄し、図５の回路４３に示すよう
に、アンプ１７の構成に手を加えることによって移行領
域Ａｂでの制御線ｇｂを形成する方法を採っても良い。

【００６８】図示するようにアンプ１７の演算増幅器２
４には、その反転入力端子側に時定数回路４４が設けら
れており、該時定数回路４４は抵抗４５、４６、４７、
ツェナーダイオード４８、コンデンサ４９とから構成さ
れている。

【００６９】即ち、抵抗４５の一端に電圧検出信号ＶＳ
が供給され、該抵抗４５が演算増幅器２４の反転入力端
子に接続されており、抵抗４６及びツェナーダイオード
４８が抵抗４５に対して並列に設けられている。そし
て、抵抗４７がこれらに対して直列に接続され、該抵抗
４７に並列に設けられたコンデンサ４９はその一端が演
算増幅器２４の反転入力端子に接続され、他端が接地さ
れている。

【００７０】尚、電流検出信号ＩＳは抵抗２６を介して
演算増幅器２４の反転入力端子に入力される。

【００７１】しかして、回路４３のうち、図４のアンプ
１７に係る回路と同じ部分については上述したように電
圧検出信号ＶＳと電流検出信号ＩＳに関する加算回路で
あり、制御線を直線的にする働きをもつ。

【００７２】しかし、抵抗２６及び演算増幅器２４の帰
還抵抗２４ａが抵抗４５、４６、４７に比して充分にハ
イインピーダンスとされていると、コンデンサ４９の充
放電カーブは抵抗４５、４６、４７の抵抗値によって決
まることになる。

【００７３】従って、抵抗４５、４６、４７の抵抗値と
コンデンサ４９の静電容量とで規定される時定数の設定
により、電圧検出信号ＶＳの上昇に対する応答を遅らせ
ると、アンプ１７の出力が、時定数回路４４を除いた場
合に電流検出信号ＩＳ及び電圧検出信号ＶＳにより決ま
る制御電圧に比して高い電圧となる。これは、アンプ１
７の出力が相対的に低くなることを意味し、よって制御
信号のデューティーサイクルが大きくなり、制御電力の
上昇をもたらす。

【００７４】つまり、この例では、移行領域Ａｂにおけ
る制御線ｇｂの基準線を形成する回路に付加的な回路を
設けるのではなく、初めから制御線ｇｂが得られるよう
にアンプそのものの設計を行っている。

【００７５】ところで、上記の回路４３によって移行領
域Ａｂから定電力制御領域Ｂへの制御線の繋がりが滑ら
かになるが、これまでの議論では主にメタルハライドラ
ンプ１０が冷えた状態から起動させるコールドスタート
を想定してきた。

【００７６】しかし、実際のランプの使用状況を考えて
みれば明らかなように、ランプの起動時にはランプの温
度が高くなっている場合があり、その温度値も状況によ
りまちまちである。

【００７７】よって、ランプが冷えた状態からの起動だ
けに合せた制御では理想的な光束の立ち上がりを期待す
ることができない。

【００７８】そこで、ランプの状態に合った制御が必要
となるが、これについて図６に従って説明する。

【００７９】図６（ａ）はランプ電圧−ランプ電流特性
を再び示すものであり、破線で示す線５０が制御線ｇの
基線であり、定電力制御領域Ｂに係る制御線ｇｃ上の点
Ｐを定常状態でのランプの動作点とする。

【００８０】これまでの説明から明らかなようにランプ
を冷えた状態から起動する場合には発光促進領域Ａａか
ら実線５１に示す移行領域Ａｂの制御線ｇｂに沿って動
作点Ｐに至るが、点灯開始時のランプの状態によって最
初の動作点の位置が異なるため、その位置によって制御
状況が異なる。

【００８１】例えば、点灯開始時の動作点Ｑが基線５０
における定電力曲線の直線近似部分５０ａ上に乗ってい
る場合には、最初から定電力制御が行われ、また、点Ｒ
に示すように基線５０における移行領域Ａｂの傾斜直線
部５０ｂ上に乗っている場合には２点鎖線５２に示すよ
うに実線５１を下回って定常時の動作点Ｐに到達するよ
うに制御が行われることになる。

【００８２】しかし、このような制御では図６（ｂ）
（光束Ｌの時間変化を概略的に示す。）のグラフ曲線５
３から分かるように、光束Ｌの傾斜が一時的に緩慢にな
る部分５３ａが生じ、光束の立ち上がりが遅くなってし
まうという不都合がある。

【００８３】これは、点灯開始時においてアンプ１８の
出力が不足気味となるためであり、よって図７に示すよ
うに動作点Ｑ、Ｒから安定動作点Ｐに至る制御線のうち
動作点Ｑ、Ｒ寄りの部分を持ち上げるように制御するこ
とによって解決することができる。

【００８４】即ち、動作点Ｑについては同図に１点鎖線
５４に示すように動作点Ｑより高電力側に位置するピー
ク点Ｑｐを経て動作点Ｐに指数関数的に減衰する制御線
を形成し、また、動作点Ｒについては２点鎖線５５に示
すように動作点Ｒより高電力側に位置するピーク点Ｒｐ
を経て動作点Ｐに指数関数的に減衰する制御線を形成す
る。

【００８５】そして、５４、５５に示す制御線は動作点
Ｐに近づくにつれて互いに漸近するように規定する。

【００８６】尚、図６（ａ）、図７において定電力曲線
はＶＬとＩＬとの積が一定となる双曲線で表され、制御
線の相対的関係において上側に位置する方が電力値が大
きいことから、５５に示す制御線の方が図６（ａ）に５
２に示す制御線より高い電力値を示すことは明らかであ
る。

【００８７】図８は上記の制御を実現するための回路５
６を示すものであり、図４の回路に付加的に設けられ
る。

【００８８】回路５６は、ランプが消灯してから点灯す
るまでに要する時間（以下、「消灯時間」と呼び、「Ｔ
ｏｆｆ」と記す。）に応じて電力アップの度合を制御す
るように構成したものである。

【００８９】図示するように回路５６はアンプ５７、５
８、バッファー５９を直結した構成をなし、バッファ５
９の出力が前述した演算増幅器２３の反転入力端子に送
出されるようになっている。

【００９０】アンプ５７を構成する演算増幅器６０は、
その反転入力端子に抵抗を介して所定電圧Ｖｃｃが供給
され、非反転入力端子にはタイマー回路６１の出力が入
力される。

【００９１】タイマー回路６１は、抵抗６２、６３、ダ
イオード６４、コンデンサ６５からなり、直列接続され
た抵抗６３とダイオード６４に対して抵抗６２が並列に
設けられ、それらの接続端子には所定電圧Ｖｃｃが供給
され、他端がコンデンサ６５を介して接地されている。
尚、ダイオード６４はＶｃｃに対して順方向に配置され
ている。

【００９２】タイマー回路６１の出力はダイオード６４
とコンデンサ６５との間から取り出され、抵抗を介して
アンプ５７の演算増幅器６０の非反転入力端子に送られ
る。

【００９３】アンプ５８を構成する演算増幅器６６の反
転入力端子には所定電圧が供給されており、その出力は
バッファー５９、抵抗を介してアンプ１８の出力と合成
されてアンプ１９に送られるようになっている。

【００９４】図９（ａ）は消灯時間Ｔｏｆｆに対するア
ンプ５８の出力電圧（「Ｖ５８」と記す。）を示すもの
である。

【００９５】消灯時間Ｔｏｆｆに対するアンプ５８の出
力変化はタイマー回路６１において抵抗６２、６３の抵
抗値及びコンデンサ６５の静電容量値によって決まる時
定数に依存し、図に実線で示すグラフ曲線６７に示すよ
うに消灯時間の増加に伴って傾斜が次第に緩やかになる
ＲＣ回路の特性を示す。

【００９６】つまり、消灯時間Ｔｏｆｆが長いとコンデ
ンサ６５の端子電圧が下がるため、アンプ５８の出力電
圧Ｖ５８が増加して最終的に飽和する。

【００９７】出力電圧Ｖ５８はアンプ１８の出力との合
成レベルを高める方向に作用するので、これによって制
御電力が一時的に増加する。

【００９８】ランプの再点灯後には、図９（ｂ）に示す
ように時間ｔの増加に伴ってアンプ５８の出力電圧Ｖ５
８が減少する。

【００９９】図９（ｂ）はランプの点灯開始時点を起点
としたアンプ５８の出力電圧Ｖ５８の時間的変化を示す
ものであり、グラフ曲線６８に示すようにコンデンサ６
５の端子電圧は抵抗６２、６３の抵抗値及びコンデンサ
６５の静電容量値によって決まる時定数をもって減少す
るため、制御電力の増分が減っていきこれがゼロになる
ころに動作点が点Ｐに達する。

【０１００】尚、この例ではコンデンサ６５の放電時に
おける時定数を一の値としたが、消灯時間に応じて複数
の時定数を設定することによって、図９（ａ）の１点鎖
線６９のように消灯時間Ｔｏｆｆ−出力電圧Ｖ５８特性
をより複雑に設計しても良く、また、消灯時間がある程
度長い場合にはランプを冷えた状態から起動する場合と
大差がないことを考慮して、図９（ａ）に２点鎖線７０
で示すように消灯時間についての閾値Ｔｓｈを設定し
て、消灯時間が閾値Ｔｓｈ以上である場合には回路の動
作を遮断するような構成を採用しても良い。

【０１０１】また、図５の回路において回路５６の機能
を実現するにはコンデンサ４９の放電時定数の設定によ
ってある程度対応することができるが、これを積極的に
行うには時定数に係る回路部の変更や回路５６のような
回路の追加等を行えば良い。

【０１０２】以上のようにしてランプの消灯時間に応じ
て電力アップの制御が可能となるが、これにはある不都
合の解決を必要とする。

【０１０３】点灯回路の電力調整や、その特性を測定す
る際には、点灯回路に擬似負荷が接続される。

【０１０４】これはランプの個体差により特性にバラツ
キを伴うためであり、点灯回路の特性を純粋に知るには
性質の安定した擬似負荷（耐電力性の高い定抵抗）が代
用される。

【０１０５】ところで、点灯回路が上述のようにランプ
の消灯時間に応じた電力アップの機能を持っていると、
点灯回路に擬似負荷を接続した場合にもこの機能が働い
てしまい、これによって擬似負荷が発熱してその特性に
影響が出たり（測定誤差の一因となる）、また、定電力
制御に落ち着くまでに時間がかかってしまい調整や測定
に要する時間が長くなったり、点灯回路の安定状態に達
したか否かを判断するのが困難であることに起因する調
整や測定上の誤差を伴うという不都合が生じてしまう。

【０１０６】図１０は横軸に時間ｔをとり、縦軸に電力
（「ＰＷ」と記す。）をとって電力ＰＷの時間的変化を
示すものである。

【０１０７】電力アップ機能を考えない場合の点灯回路
に擬似負荷を接続したときには図に実線の定直線７１で
示すように電力ＰＷが一定となるが、電力アップ機能が
作動すると同図に破線のグラフ曲線７２で示すように点
灯開始時に出力が高く、時間の経過とともに電力が減少
して定直線７１に漸近していくため、ランプ状態が安定
するまでに長い時間がかかることになる。

【０１０８】そこで、メタルハライドランプを点灯回路
に接続した場合と擬似負荷を点灯回路に接続した場合と
で現象に違いが生じることを検出して、後者の場合に電
力アップ機能を停止れば上記のような不都合を避けるこ
とができる。

【０１０９】即ち、メタルハライドランプ１０を点灯回
路１に接続した場合にはイグナイタ回路８の起動パルス
によりランプに起動がかけられるまでは非点灯状態であ
り、負荷電流は流れないが、擬似負荷を点灯回路に接続
した場合には電源投入直後から負荷電流が流れるので、
この違いを検出することによって擬似負荷が点灯回路に
接続されているか否かを判定することができる。

【０１１０】図１１はその回路例７３を示すものであ
り、前述した回路５６のアンプ５８の出力を遮断する回
路を付加した構成になっている。

【０１１１】７４は点灯検出回路であり、電圧検出信号
ＶＳを受けてその値が基準値以上か否かによってメタル
ハライドランプ１０が点灯したか否かを示す点灯信号
（以下、「ＬＳ」と記す。）を後段に設けられたホール
ド回路７５に送出するようになっており、基本的にコン
パレータの構成を有する。そして、電圧検出信号ＶＳの
値が基準値（これを「Ｅｓ」と記す。）以上の時に出力
信号がＬ（ロー）信号となり、電圧検出信号ＶＳの値が
基準値Ｅｓ未満の時に出力信号がＨ（ハイ）信号とな
る。

【０１１２】ホールド回路７５は点灯信号ＬＳがＬ信号
である場合にこれを保持してエミッタ接地のトランジス
タ７６をオン状態とし、アンプ５８の出力をゼロに落と
すように構成されている。

【０１１３】例えば、ホールド回路７５は図示するよう
にＮＰＮトランジスタ７７とＰＮＰトランジスタ７８と
を有し、トランジスタ７７のコレクタがダイオード７９
を介して点灯検出回路７４の出力端子に接続されるとと
もに抵抗８０を介して所定電圧Ｖｃｃが供給されてい
る。

【０１１４】そして、トランジスタ７８のベースが抵抗
８１を介してトランジスタ７７のコレクタに接続され、
トランジスタ７８のコレクタが抵抗８２、８３を経てト
ランジスタ７７のベースに接続されている。また、抵抗
８４の一端には所定電圧Ｖｃｃが供給され、他端がトラ
ンジスタ７８のエミッタに接続されるとともにコンデン
サ８５を介して接地されている。

【０１１５】８６はコンデンサ８５に並列に設けられた
抵抗である。

【０１１６】トランジスタ７６はそのベースが抵抗８７
を介してトランジスタ７８のコレクタに接続されてお
り、そのコレクタがアンプ５８の出力端子に接続されて
いる。尚、トランジスタ７６のベース−エミッタ間には
抵抗８８が介挿されている。

【０１１７】図１２及び図１３は点灯信号ＬＳについて
説明するための図であり、図１２が電圧検出信号ＶＳの
時間的変化を示し、図１３はこれに対応する点灯信号Ｌ
Ｓの時間的変化を示すものである。

【０１１８】図１２に実線で示すグラフ曲線８９は、点
灯回路１にメタルハライドランプ１０を接続した場合の
電圧検出信号ＶＳのレベル変化の一例（コールドスター
ト時）を示すものであり、点灯開始時にＶＳのレベルが
一時的に高くなり、その後一旦最低値を示してから徐々
に一定値に近づいていく。

【０１１９】同図にｔ＝ｔｓの時点は、ＶＳのレベル値
が破線で示すレベル値Ｅｓになったときの時刻を示して
いる。

【０１２０】図１３に実線９０に示すように、０≦ｔ＜
ｔｓの期間ではＶＳのレベル値が基準値Ｅｓ以上である
ため、点灯信号ＬＳがＬ信号となり、ｔ≧ｔｓの期間で
は点灯信号ＬＳがＨ信号となる。

【０１２１】また、点灯回路１に擬似負荷を接続した場
合の電圧検出信号ＶＳのレベル変化は図１２に１点鎖線
で示すグラフ曲線９１のように略一定となり、常に基準
値Ｅｓを下回っている。

【０１２２】よって、点灯信号ＬＳは、図１３に１点鎖
線９２で示すように、常にＨ信号となる。

【０１２３】以上のように、ランプの接続時と擬似負荷
の接続時とでは点灯信号ＬＳの変化に違いがある。

【０１２４】つまり、ランプの接続時には点灯開始直後
に点灯信号ＬＳがＬ信号なる期間が生じるので、これが
ホールド回路７５によって保持されトランジスタ７７、
７８がオン状態となるため、トランジスタ７６がオフ状
態となり、アンプ５８の出力には影響を及ぼさない。よ
って、回路５６は予定通り機能し、消灯時間に応じた電
力アップ制御が行われる。

【０１２５】これに対して擬似負荷の接続時には点灯信
号ＬＳがＨ信号となるため、ホールド回路７５のトラン
ジスタ７７、７８はオフ状態で、トランジスタ７６がオ
ン状態となり、アンプ５８の出力がゼロに落ちる。よっ
て、回路５６が機能しないため消灯時間に応じた電力ア
ップ制御は行われない。

【０１２６】従って、点灯回路の調整や測定作業を短時
間で済ませることができ、また、調整誤差や測定誤差を
低減することができる。

【０１２７】尚、図５に示した回路４３において擬似負
荷の接続時に電力アップの機能を停止させるには点灯信
号ＬＳを受けてコンデンサ４９の端子電圧が演算増幅器
２４の基準電圧になるまで強制的に充電する回路を付加
すれば良い。

【０１２８】

【考案の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本考案車輌用放電灯の点灯回路によれば、電圧−電
流特性制御回路内に時定数回路を設けることによって、
ランプ電圧−ランプ電流特性上発光促進領域と定電力制
御領域との間に位置する移行領域における制御線のラン
プ電圧に対する電力変化率が定電力制御領域に近づくに
つれて緩やかとなり、移行領域と定電力制御領域との境
界近辺での制御線の接続を円滑にすることができるの
で、光束の立ち上がり時の変動の幅を抑えて光束が安定
するまでに要する時間を短縮することができる。

【０１２９】また、放電灯を消灯してから再び点灯する
までの時間に応じて移行領域での供給電力の増分を可変
制御する電力制御手段を設け、放電灯の再点灯時に放電
灯の状態に応じた電力制御を行うことによって光束の立
ち上がり特性を常に良好にすることができる。

【０１３０】さらに、点灯回路に擬似負荷が接続された
ことを検出する検出手段を設け、検出手段からの信号に
よって電力制御手段の動作を停止させることで、擬似負
荷の接続時には放電灯の状態が直ちに安定するように
し、調整や測定に要する時間を短縮するとともに誤差の
低減を図ることができる。

【０１３１】尚、上記実施例において示した具体的な回
路構成は何れも本考案の具体化に当たってのほんの一例
を示したものにすぎず、これらによって本考案の技術的
範囲が限定的に解釈されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る制御線について説明するためのグ
ラフ図である。

【図２】本考案に係る制御電力の時間的変化を示すグラ
フ図である。

【図３】本考案に係る車輌用放電灯の点灯回路の構成を
示す回路ブロック図である。

【図４】要部を示す回路図である。

【図５】変形例を示す回路図である。

【図６】（ａ）は制御上の問題点について説明するため
のグラフ図であり、（ｂ）は光束の立ち上がりにおける
不都合を示すグラフ図である。

【図７】消灯時間に応じた電力アップの機能について説
明するためのグラフ図である。

【図８】消灯時間に応じた電力アップのための構成例を
示す回路図である。

【図９】（ａ）は消灯時間と図８の回路におけるアンプ
出力との関係について幾つかの例を示すグラフ図であ
り。（ｂ）は図８の回路におけるアンプ出力の点灯後に
おける時間的変化を示すグラフ図である。

【図１０】擬似負荷接続時の制御電力の時間的変化を示
すグラフ図である。

【図１１】擬似負荷接続時に消灯時間に応じた電力アッ
プ機能を停止させるための回路例を示す回路図である。

【図１２】電圧検出信号ＶＳの時間的変化を示すグラフ
図である。

【図１３】図１２に対応した点灯信号ＬＳについて示す
グラフ図である。

【図１４】従来の制御線の一例を示すグラフ図である。

【図１５】従来の問題点を説明するために制御電力の時
間的変化を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 車輌用放電灯の点灯回路 ６、７ 電力供給手段 １０ 放電灯 １２ ランプ電圧検出回路 １３ ランプ電流検出回路 １４ 電圧−電流特性制御回路 ３１、４４ 時定数回路 ７４ 検出手段 Ａａ 発光促進領域 Ａｂ （ＡａからＢへの）移行領域 Ｂ 定電力制御領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−141988（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−272696（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−12495（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−47481（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−503372（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 41/16 - 41/29

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電圧を直流変換し及び／又は交流電
   圧に変換して放電灯に供給するための電力供給手段と、
   放電灯のランプ電圧に関する検出信号又はその相当信号
   を得るためのランプ電圧検出回路と、放電灯のランプ電
   流に関する検出信号又はその相当信号を得るためのラン
   プ電流検出回路と、ランプ電圧検出回路からの検出信号
   を受けてランプ電圧に対するランプ電流の制御指令信号
   を生成し、この指令信号とランプ電流検出回路からの検
   出信号との差が生じなくなるように制御信号を電力供給
   手段に送出してその出力電圧を制御する電圧−電流特性
   制御回路とを備え、該電圧−電流特性制御回路が、ラン
   プ電圧−ランプ電流特性上の制御領域として放電灯の定
   格電力を超える電力供給が行なわれるようにランプ電流
   の制御指令信号を生成する発光促進領域と、放電灯に関
   して定格電力での定電力制御が行なわれる定電力制御領
   域を有する車輌用放電灯の点灯回路において、ランプ電圧に関する検出信号又はその相当信号の上昇に
   つれて指数関数的に減衰する信号を出力する時定数回路
   を設けるとともに、当該回路の出力により上記発光促進
   領域から定電力制御領域への移行領域における制御線の
   ランプ電圧に対する電力変化率が定電力制御領域に近づ
   くにつれて緩やかになるようにした ことを特徴とする車
   輌用放電灯の点灯回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された車輌用放電灯の点
   灯回路において、放電灯を消灯してから再び点灯するま
   での時間に応じて移行領域での供給電力の増分を可変制
   御する電力制御手段を設けたことを特徴とする車輌用放
   電灯の点灯回路。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された車輌用放電灯の点
   灯回路において、点灯回路に擬似負荷が接続されたこと
   を検出する検出手段を設け、該検出手段からの信号によ
   って電力制御手段の動作を停止させるようにしたことを
   特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
4. 【請求項４】 請求項３に記載された車輌用放電灯の点
   灯回路において、ランプ電圧検出信号のレベルが基準レ
   ベル以上となる期間があるか否かを検出手段が検出する
   ことによって点灯回路に放電灯が接続されているか又は
   擬似負荷が接続されているかを判断するようにしたこと
   を特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。