JP2909867B2

JP2909867B2 - 車輌用放電灯の点灯回路

Info

Publication number: JP2909867B2
Application number: JP5314012A
Authority: JP
Inventors: 昌康山下
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JPH07142182A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な車輌用放電灯の点
灯回路に関する。詳しくは、放電灯の点灯初期等におい
て始動用パルスを発生して放電灯に印加するための始動
用パルス発生回路の構成を簡単化し、始動用パルスの発
生に係る遅延時間を短縮するとともに、点灯の確実性を
高めることができる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】メタルハライドランプ等の高圧放電灯の
点灯に関しては、その始動用パルスを発生させて放電灯
に供給する必要がある。

【０００３】図３は従来の点灯回路の構成の一例を示す
ものである。

【０００４】点灯回路ａは直流昇圧回路ｂ、ブリッジ回
路ｃ、始動用パルス発生回路ｄとを有し、直流入力電圧
を直流昇圧回路ｂにより昇圧してから、後段のブリッジ
回路ｃによって矩形波状電圧に変換してから放電灯に供
給するものであり、ブリッジ回路ｃの後段に設けられた
始動用パルス発生回路ｄによって放電灯に起動がかけら
れるように構成されている。

【０００５】直流昇圧回路ｂは、例えば、フライバック
型ＤＣ−ＤＣコンバータの構成を有し、トランスｅと、
その１次巻線に直列に接続され図示しない制御部によっ
てスイッチング制御される半導体スイッチ素子ｆ（図で
はスイッチの記号で示す。）と、トランスｅの２次巻線
側に設けられた整流回路ｇとから構成されている。

【０００６】また、ブリッジ回路ｃは、２対の半導体ス
イッチ素子を交互にスイッチングさせることによって交
番出力を得ることができるように構成されている。

【０００７】そして、始動用パルス発生回路ｄは、倍電
圧整流回路ｈ、トランスｉ、双方向性の自己降伏型スイ
ッチ素子ｊ（図ではスイッチの記号で示す。）、コンデ
ンサｋを有し、倍電圧整流回路ｈの出力によりコンデン
サｋの端子電圧が所定レベルに達したときに自己降伏型
スイッチ素子ｊが降伏し、このときに発生するパルスが
トランスにより昇圧されてブリッジ回路ｃの出力である
矩形波に重畳されて放電灯ｌに印加されるようになって
いる。これによって、直流昇圧回路ｂやブリッジ回路ｃ
の構成部品の耐圧を低い値に設定することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の点灯回路ａにあっては、倍電圧整流回路ｈを構
成する部品の点数がかなり多くなり、また、始動用パル
スを発生させるのに時間がかかってしまう等の問題があ
る。

【０００９】そこで、図４の点灯回路ｍに示すように、
直流昇圧回路ｂを構成するトランスの２次側に巻線ｎを
付加するとともに整流回路ｏを設け、上記倍電圧整流回
路ｈの出力電圧に等価な高圧出力を得て始動用パルス発
生回路ｄ内のコンデンサｋを充電し、自己降伏型スイッ
チ素子ｊの降伏によりトランスｉの１次巻線にパルスを
発生させるようにすることが考えられる。これによっ
て、コンデンサｋの充電のために巻線ｎと簡単な構成の
整流回路ｏとを設けるだけで済み、始動用パルスの発生
の遅延となる構成素子を極力排除することができる。

【００１０】ところで、この点灯回路ｍにあっては、始
動用パルスの電圧方向がブリッジ回路ｃの出力する矩形
波の極性とは無関係に発生してしまうため、放電灯ｌの
グロー放電からアーク放電への推移のしやすさにバラツ
キが生じるという問題が残る。そのためには、自己降伏
型スイッチ素子ｊの代わりにトリガー端子をもったスイ
ッチ素子を使って、矩形波の特定の極性に合わせて始動
用パルスを発生させる方法も考えられるが、そのための
制御回路やスイッチ素子の駆動回路が必要になり、所期
の要請である回路構成の簡単化に反することになってし
まう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明車輌用放
電灯の点灯回路は上記した課題を解決するために、直流
入力電圧をトランスを用いて昇圧するための直流昇圧回
路と、該直流昇圧回路の出力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−交流変換手段と、放電灯
への始動用パルスを発生させてこれを直流−交流変換手
段の出力に重畳して放電灯に供給する始動用パルス発生
回路とを備えた車輌用放電灯の点灯回路において、以下
の（イ）乃至（ニ）の構成を有するようにしたものであ
る。

【００１２】即ち、（イ）直流昇圧回路のトランスの２
次側に、放電灯への給電用巻線とは別の始動用巻線を設
けるとともに、該始動用巻線の出力電圧を整流する整流
回路を設ける。

【００１３】（ロ）始動用パルス発生回路を構成するト
ランスの２次巻線を直流−交流変換回路の出力端子と放
電灯とを結ぶ第１の給電ライン上に設け、また、該トラ
ンスの１次巻線についてはその一端を、トランスの２次
巻線の端子のうち放電灯とは反対側の端子に接続するる
とともに、当該トランスの１次巻線に対して直列にコン
デンサ及び自己降伏型スイッチ素子を接続して該自己降
伏型スイッチ素子の降伏時に当該素子及び１次巻線、コ
ンデンサによる直列回路が閉成されるようにし、（ハ）
上記整流回路の正側出力端子を、抵抗及び順方向接続の
ダイオードを介して自己降伏型スイッチ素子とコンデン
サとの間に接続するとともに、整流回路の他の出力端子
を、直流−交流変換回路の出力端子と放電灯とを結ぶ第
２の給電ラインに接続する。

【００１４】そして、（ニ）自己降伏型スイッチ素子の
降伏点を、上記整流回路の出力電圧と直流−交流変換回
路の出力電圧との間の差電圧以上であって両者の和電圧
以下の範囲に設定する。

【００１５】

【作用】本発明によれば、直流昇圧回路の２次側に設け
られる始動用巻線、整流回路による出力によって始動用
パルス発生回路のコンデンサを充電し、該コンデンサの
端子電圧が所定値に達したときに、始動用パルス発生回
路のトランスの１次巻線に発生するパルスを直流−交流
変換回路の出力に重畳して放電灯に供給することによっ
て始動用パルス発生回路の構成を簡単化することがで
き、始動用パルスの発生の遅延原因となる構成素子を排
除することができる。

【００１６】そして、第１の給電ラインに係る電圧と整
流回路の正側出力との間の電圧差が所定レベル以上にな
った場合にコンデンサへの充電期間を制限し、該充電期
間においてのみ始動用パルスが発生するように、始動パ
ルスの発生時点と直流−交流変換回路の出力電圧の特定
位相との間に関連性を持たせることによって、放電灯の
グロー放電からアーク放電への推移を容易にして安定し
た点灯を保証することができる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明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。尚、図示した実
施例は本発明を自動車用メタルハライドランプの点灯回
路に適用したものである。

【００１８】図１は点灯回路１の構成を示すものであ
り、バッテリー２が直流電圧入力端子３、３′間に接続
されている。

【００１９】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。

【００２０】６はバッテリー電圧の昇圧のために設けら
れた直流昇圧回路であり、フライバック型のＤＣ−ＤＣ
コンバータの構成が用いられ、トランス７と半導体スイ
ッチ素子８（図ではスイッチの記号で示す。）とを有す
る。

【００２１】図示するように、半導体スイッチ素子８は
トランス７の１次巻線７ａに対して直列に接続されてお
り、図示しない制御回路によってスイッチング制御され
るようになっており、これらに対して並列にコンデンサ
９が接続されている。

【００２２】また、トランス７の２次側には２つの巻線
７ｂ、７ｃが設けられており、給電用巻線である巻線７
ｂの出力が整流回路１０を経て後段の直流−交流変換回
路へ送られ、始動用巻線である巻線７ｃの出力が整流回
路１１を経て後段の始動用パルス発生回路に送られるよ
うになっている。尚、これらの巻線７ｂ、７ｃは１次巻
線７ａに対して逆相巻きとされている。

【００２３】整流回路１０はダイオード１２とコンデン
サ１３とから構成されて、ダイオード１２のアノードが
巻線７ｂの一端に接続され、該ダイオード１２のカソー
ドがコンデンサ１３を介して巻線７ｂの他端に接続され
ている。

【００２４】整流回路１１も同様にダイオード１４とコ
ンデンサ１５とから構成されて、ダイオード１４のアノ
ードが巻線７ｃの一端に接続され、該ダイオード１４の
カソードがコンデンサ１５を介して巻線７ｃの他端に接
続されている。

【００２５】１６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１６は、図示するよう
に、スイッチの記号で示す半導体スイッチ素子１７
（ｉ）（ｉ＝１、２、３、４）により構成されるブリッ
ジ回路１８とその駆動制御回路１９とからなっている。
そして、これら半導体スイッチ素子は、半導体スイッチ
素子１７（１）及び１７（４）と、半導体スイッチ素子
１７（２）及び１７（３）とをそれぞれ対として、駆動
制御回路１９から送出される制御信号により相反的なス
イッチング制御が行われる。

【００２６】直流−交流変換回路１６が出力する矩形波
は、半導体スイッチ素子１７（３）と１７（４）との間
から引き出される給電ライン２０（２）と、１７（１）
と１７（２）との間から引き出される給電ライン２０
（１）を介してメタルハライドランプ２１に供給され
る。

【００２７】２２は始動用パルス発生回路であり、上記
直流−交流変換回路１６の後段に配置され、給電ライン
２０（２）の電圧位相に対してある関連性をもって始動
用パルスが発生されるように構成されている。

【００２８】２３はトランスであり、その１次巻線２３
ａと２次巻線２３ｂとは逆相巻きとされている。そし
て、２次巻線２３ｂが給電ライン２０（１）上に設けら
れ、また、１次巻線２３ａの一端が２次巻線２３ｂの端
子のうち反メタルハライドランプ２１側の端子に接続さ
れるとともに、自己降伏型スイッチ素子２４（図ではス
イッチの記号で示す。）の一端に接続されており、１次
巻線２３ａの他端は互いに並列に接続されたコンデンサ
２５及び抵抗２６を介して自己降伏型スイッチ素子２４
の他方の端子に接続されている。

【００２９】コンデンサ２５は、巻線７ｃ及び整流回路
１１から抵抗２７及びダイオード２８を通ってコンデン
サ２５に至るライン２９を介して充電されるようになっ
ている。即ち、整流回路１１のダイオード１４のカソー
ドが抵抗２７を介してダイオード２８のアノードに接続
されて、該ダイオード２８のカソードが自己降伏型スイ
ッチ素子２４とコンデンサ２５との間に接続されてい
る。

【００３０】尚、整流回路１１のコンデンサ１５の端子
のうち反ダイオード１４側の端子は給電ライン２０
（２）に接続されている。

【００３１】始動用パルス発生回路２２において、整流
回路１１の出力によって充電されるコンデンサ２５の端
子電圧が所定値に達すると自己降伏型スイッチ素子２４
の降伏によって発生されるパルスがトランス２３によっ
て昇圧されてブリッジ回路１８の矩形波に重畳されるこ
とになるが、この始動用パルスは給電ライン２０（２）
の電圧位相が高レベルの時にのみ発生する。

【００３２】図２はその様子を説明するためのタイムチ
ャート図であり、「Ｖ（２）」が給電ライン２０（２）
に係る出力電圧、「Ｖ（１）」が給電ライン２０（１）
に係る出力電圧をそれぞれ示し、「Ｖｃ（２５）」がコ
ンデンサ２５の端子電圧を示し、「Ｖｄｉｆｆ（１，２
９）」は給電ライン２０（１）とライン２９との間の電
位差を示している。

【００３３】ところで、ランプの点灯に際して、始動用
パルスの電圧方向と、その後のランプ電流の方向との関
係はランプの点灯性に大きな影響をもっており、例え
ば、図１に矢印Ａに示すように、始動用パルスが正電圧
で発生したとすると、給電ライン２０（２）の電圧Ｖ
（２）が高レベル（給電ライン２０（１）の電圧Ｖ
（１）は逆に低レベルとなる。）の時の方が、その逆位
相の時よりグロー放電からアーク放電に推移しやすいこ
とが検証されており、この知見に基づいて上記点灯回路
１は始動用パルスの電圧方向と矩形波の電圧位相とが特
定の関係を持つように構成されている。

【００３４】図２に示すように矩形波出力であるＶ
（２）とＶ（１）は互いに反相の関係にあり、振幅ｅの
矩形波状をなしている。

【００３５】巻線７ｃ及び整流回路１１の出力電圧をｖ
（＞ｅ）とすると、コンデンサ２５の端子電圧Ｖｃ（２
５）は、コンデンサ２５の静電容量及び抵抗２６の抵抗
値によって決まる時定数をもって最大電圧ｖ＋ｅまで上
昇することになるが、コンデンサ２５の充電は端子電圧
Ｖｃ（２５）が電圧ｖに近づいて来た時にＶ（２）が高
レベルである期間に限って行われ、Ｖ（２）が低レベル
である期間にはコンデンサ２５の充電は行われない。

【００３６】即ち、ライン２９と給電ライン２０（１）
との間の電位差Ｖｄｉｆｆ（１，２９）は、図示するよ
うに、Ｖ（２）が高レベルの期間においてピーク値がｖ
＋ｅであり、また、Ｖ（２）が低レベルの期間において
ボトム値がｖ−ｅの矩形波状となり、コンデンサ２５の
端子電圧がｖ−ｅを越えてからは、Ｖ（２）が高レベル
の期間においてのみコンデンサ２５が充電され、その端
子電圧Ｖｃ（２５）が段階的に上昇することになる。

【００３７】よって、自己降伏型スイッチ素子２４が電
圧ｖで降伏するように素子を選定すれば、図２に「×」
印で示すようにコンデンサ２５の端子電圧Ｖｃ（２５）
がｖを越えた直後に始動用パルスが発生し、この時点は
Ｖ（２）が高レベルである期間内に限られることにな
る。

【００３８】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明車輌用放電灯の点灯回路によれば、始動用パ
ルス発生回路を、直流昇圧回路の２次側に設けられる始
動用巻線と、その後段の整流回路と、該整流回路の出力
により抵抗及びダイオードを介して充電されるコンデン
サと、該コンデンサの端子電圧が所定値に達したときに
始動用パルス発生回路のトランスの１次巻線にパルスを
発生させるための自己降伏型スイッチ素子とによって構
成することによって、回路の簡単化を図るとともに、始
動用パルスの発生の遅延原因となる構成素子を排除する
ことができる。

【００３９】そして、始動用パルス発生回路のトランス
の２次巻線が設けられる方の給電ラインに係る電圧と整
流回路の正側出力との間の電圧差が所定レベル以上にな
った場合にのみコンデンサへの充電が為されるようにそ
の充電期間を制限し、該充電期間においてのみ始動用パ
ルスが発生するようにして、始動用パルスの発生時点と
直流−交流変換回路の出力電圧の特定位相との間に関連
性を持たせることによって、放電灯のグロー放電からア
ーク放電への推移を容易にして安定した点灯を保証する
ことができる。

【００４０】尚、上記実施例において示した具体的な回
路構成は何れも本発明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、これらによって本発明の技術的
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】本発明に係る車輌用放電灯の点灯回路の構成を
示す回路図である。

【図２】本発明に係る車輌用放電灯の点灯回路の動作に
ついて説明するためのタイムチャート図である。

【図３】従来の車輌用放電灯の点灯回路の一例を示す回
路図である。

【図４】改良例を示す回路図である。

【符号の説明】

１車輌用放電灯の点灯回路６直流昇圧回路７トランス７ｂ給電用巻線７ｃ始動用巻線１１整流回路１６直流−交流変換手段２０（１）第１の給電ライン２０（２）第２の給電ライン２１放電灯（メタルハライドランプ）２２始動用パルス発生回路２３トランス２３ａ１次巻線２３ｂ２次巻線２４自己降伏型スイッチ素子２５コンデンサ２７抵抗２８ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 41/24 - 41/29 H05B 41/18 H02M 3/155 H02M 7/5387

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流入力電圧をトランスを用いて昇圧す
るための直流昇圧回路と、該直流昇圧回路の出力電圧を
交流電圧に変換して放電灯に供給するための直流−交流
変換手段と、放電灯への始動用パルスを発生させてこれ
を直流−交流変換手段の出力に重畳して放電灯に供給す
る始動用パルス発生回路とを備えた車輌用放電灯の点灯
回路において、（イ）直流昇圧回路のトランスの２次側に、放電灯への
給電用巻線とは別の始動用巻線を設けるとともに、該始
動用巻線の出力電圧を整流する整流回路を設けたこと、（ロ）始動用パルス発生回路はトランスを有し、該トラ
ンスの２次巻線が直流−交流変換回路の出力端子と放電
灯とを結ぶ第１の給電ライン上に設けられ、また、該ト
ランスの１次巻線は、その一端がトランスの２次巻線の
端子のうち放電灯とは反対側の端子に接続されるととも
に、当該１次巻線に対して直列にコンデンサ及び自己降
伏型スイッチ素子が接続され、自己降伏型スイッチ素子
の降伏時に当該素子及び１次巻線、コンデンサによる直
列回路が閉成されること、（ハ）（イ）の整流回路の正側出力端子が抵抗及び順方
向接続のダイオードを介して自己降伏型スイッチ素子と
コンデンサとの間に接続され、整流回路の他の出力端子
が直流−交流変換回路の出力端子と放電灯とを結ぶ第２
の給電ラインに接続されていること、（ニ）（ロ）の自己降伏型スイッチ素子の降伏点が、
（イ）の整流回路の出力電圧と直流−交流変換回路の出
力電圧との間の差電圧以上であって両者の和電圧以下の
範囲に設定されていることを特徴とする車輌用放電灯の
点灯回路。