JP3389675B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP3389675B2
JP3389675B2 JP08694794A JP8694794A JP3389675B2 JP 3389675 B2 JP3389675 B2 JP 3389675B2 JP 08694794 A JP08694794 A JP 08694794A JP 8694794 A JP8694794 A JP 8694794A JP 3389675 B2 JP3389675 B2 JP 3389675B2
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博市 新堀
務 塩見
佳久 平田
隆 神原
俊朗 中村
英毅 濱田
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧放電灯を用いた自
動車用ヘッドライト装置に適する電源装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図は、従来の放電灯点灯装置の回路図
である。以下、その回路構成について説明する。直流電
源Eの正極はトランスTの1次巻線の一端に接続されて
おり、1次巻線の他端はスイッチング素子Q 1 を介して
直流電源Eの負極に接続されている。直流電源Eの負極
は接地されている。トランスTの2次巻線の一端はダイ
オードDのアノードに接続されており、ダイオードDの
カソードはコンデンサCの一端に接続されている。コン
デンサCの他端は、トランスTの2次巻線の他端に接続
されると共に、接地されている。コンデンサCの両端に
は、電流検出用の抵抗Rを介して、トランジスタQ2
4 の直列回路と、トランジスタQ3 とQ5 の直列回路
が並列的に接続されている。トランジスタQ2 とQ4
接続点と、トランジスタQ3 とQ5 の接続点の間には、
イグナイタIGを介して放電灯DLが接続されて、フル
ブリッジ型のインバータ回路を構成している。各トラン
ジスタQ2 〜Q5 は、フリップフロップFFと発振器O
SCよりなる矩形波信号発生回路により駆動されてお
り、トランジスタQ2 とQ5 がオン、トランジスタQ3
とQ4 がオフである状態と、トランジスタQ2 とQ5
オフ、トランジスタQ3とQ4 がオンである状態とが低
周波で切り替わる。
【0003】図は矩形波信号発生回路の各部c,d,
eの動作波形を示している。フリップフロップFFのデ
ータ入力端子は反転出力端子に接続されて分周回路を構
成しており、クロック入力端子には、発振器OSCから
出力される低周波信号cが入力されている。フリップフ
ロップFFの非反転出力端子から出力される第1の矩形
波信号dは、低電位側のトランジスタQ5 の制御極に入
力されると共に、信号伝達用のドライブ回路DR1を介
して高電位側のトランジスタQ2 の制御極に入力されて
いる。また、フリップフロップFFの反転出力端子から
出力される第2の矩形波信号eは、低電位側のトランジ
スタQ4 の制御極に入力されると共に、信号伝達用のド
ライブ回路DR2を介して高電位側のトランジスタQ 3
の制御極に入力されている。これにより、放電灯DLに
供給される電圧は、低周波の矩形波電圧となる。
【0004】放電灯に流れるランプ電流は、電流検出用
の抵抗Rにより検出される。抵抗Rの両端に得られる電
圧は、増幅器Aにより増幅されて、ランプ電流の検出値
として誤差増幅器EAの正入力端子に入力される。誤差
増幅器EAの負入力端子には、ランプ電流の基準値とし
て基準電圧Vkが入力されている。誤差増幅器EAの出
力電圧は、PWM制御回路2に入力されて、パルス幅可
変の高周波パルス信号に変換されて、トランジスタQ1
の制御極に入力される。図はPWM制御回路2に入力
される誤差増幅器EAの出力aの電圧と、PWM制御回
路2から出力される高周波パルス信号bのデューティの
関係を示している。この回路では、放電灯DLのランプ
電流が基準電圧Vkで示される所定の電流値となるよう
に制御される。つまり、実際に流れるランプ電流が基準
電圧Vkで決められた所定値よりも大きければ、トラン
ジスタQ1 のオン・デューティを小さくして電流値を減
らし、実際に流れるランプ電流が基準電圧Vkで決めら
れた所定値よりも小さければ、トランジスタQ1 のオン
・デューティを大きくして電流値を増やすように制御す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際
に、この回路を使用したヘッドライト装置が自動車に搭
載された場合には、万が一、地絡事故が生じたときに、
過大な電流が流れる恐れがあった。図は、自動車に搭
載されたヘッドライト装置の等価回路である。自動車に
おいては、蓄電池Bから各種の電装品(例えば、ヘッド
ライトやラジオ等)に電力を供給するが、蓄電池の陰極
を車体F(フレーム)に接地し、陽極側のみを電線Wに
より配線する。すなわち、車体Fは蓄電池Bの陰極側の
電位と略等しいのである。万が一、点灯装置IVの出力
線が車体Fに接した場合には、図に示すように、地絡
電流が流れることになる。そのときの地絡電流はトラン
スTの出力端を短絡したことになるから、点灯時に比べ
て大きな電流となる。点灯装置IVは放電灯DLの始動
直後の光束を急激に増加させるために、短時間は大きな
電流を流す能力があるが、長時間流れ続けた場合には、
トランジスタQ1 〜Q5やトランスTの過熱等が起こ
り、回路が破損することがある。そこで、トランスTの
1次巻線と2次巻線の一端が接続されていたのを、図
に示すように切断することで地絡電流の流れを止めるこ
とが考えられる。ところが、トランスTの両側にはトラ
ンジスタQ1 〜Q5 を制御する回路があり、それを1次
側と2次側とで絶縁する必要が生じる。また、2次側の
制御回路には、1次側と絶縁した電源を供給する必要が
生じる。これは部品点数の増加や、コストの上昇につな
がるという問題があった。
【0006】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、トランスの1次
側にスイッチング素子を介して直流電源を接続され、2
次側にダイオードを介してコンデンサを接続された電源
装置において、1次側と2次側を絶縁しなくても、地絡
が生じたときに、過大な地絡電流が流れないように電流
を制限して、回路の破損を防止することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明にあって
は、上記の課題を解決するために、図1に示すように、
直流電源Eにスイッチング素子Q1 を介してトランスT
の1次巻線を接続し、前記トランスTの2次巻線にダイ
オードDを介してコンデンサCを接続した電源装置にお
いて、コンデンサCとトランスTの2次巻線の接続点
と、スイッチング素子Q1 と直流電源Eの接続点とを電
流検出用の第1の抵抗R 1 を介して接続し、スイッチン
グ素子Q 1 と直流電源Eの接続点に電流検出用の第2の
抵抗R 2 の一端を接続し、第2の抵抗R 2 の他端と、ダ
イオードDとコンデンサCの接続点との間に負荷回路を
接続し、第1の抵抗R 1 に流れる電流値と、第2の抵抗
2 に流れる電流値のうち、大きい方の電流値が所定値
となるようにスイッチング素子Q 1 の動作を行う制御手
段を備えることを特徴とするものである。また、請求項
2の発明にあっては、同じ課題を解決するために、図2
に示すように、直流電源Eにスイッチング素子Q 1 を介
してトランスTの1次巻線を接続し、前記トランスTの
2次巻線にダイオードDを介してコンデンサCを接続し
た電源装置において、コンデンサCとトランスTの2次
巻線の接続点と、スイッチング素子Q 1 と直流電源Eの
接続点とを電流検出用の第1の抵抗R 1 を介して接続
し、スイッチング素子Q 1 と直流電源Eの接続点に電流
検出用の第2の抵抗R 2 の一端を接続し、第2の抵抗R
2 の他端と、ダイオードDとコンデンサCの接続点との
間に負荷回路を接続し、第1の抵抗R 1 と第2の抵抗R
2 の直列接続回 路の両端電圧を検出する検出回路を備
え、前記検出回路による検出値が所定値となるようにス
イッチング素子Q 1 の動作を行う制御手段を備えること
を特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明によれば、負荷回路で地絡が生じた場合
には、直流電源の接地極が陽極・陰極のどちらであって
地絡電流が負荷電流を検出するための第1または第2
抵抗を介して流れることになるので、これらの抵抗に
流れる負荷電流を所定値に制御するための手段を利用し
て、地絡電流を制限することができ、過大な電流により
スイッチング素子やトランスが破損することを防止でき
るものである。
【0009】
【実施例】は本発明の第実施例の回路図である
に示した第実施例では、検出用の抵抗を1つ追加
し、2つの検出抵抗R1 とR2 により地絡電流を確実に
検出できるようにしたものである。抵抗R1 に発生する
電圧は増幅器A1により反転増幅し、抵抗R2 に発生す
る電圧は増幅器A2により非反転増幅する。このように
検出された電流値を、ダイオードで構成された最大値回
路3に入力し、その出力と基準電圧Vkを誤差増幅器E
Aにおいて誤差増幅し、トランジスタQ1 のオン・デュ
ーティを調節する。これにより、通常の動作時において
は、抵抗R1とR2 に流れる電流は略等しく、誤差増幅
器EAに入力される電流検出値は放電灯に流れるランプ
電流を正しく検出することができる。また、図に示す
ように、直流電源Eの陽極が接地されていて、出力が地
絡した場合には、抵抗R2 に地絡電流が流れ、直流電源
Eの陰極が接地されている場合には、抵抗R1 に地絡電
流が流れる。これにより、どちらの場合でも地絡電流を
基準電圧Vkで規定された電流値に制限することが可能
となり、回路を保護することができる。
【0010】図は本発明の第実施例の回路図であ
る。本実施例においても、第実施例と同様に、2つの
検出抵抗R1 ,R2 を設けてあり、抵抗R1 ,R2 の直
列接続回路の両端電圧を増幅器Aにより検出し、誤差増
幅器EAにより基準電圧Vkと比較して、上記各実施例
と同様にランプ電流を制御するものである。これによ
り、通常の動作時においては、ランプ電流は抵抗R1
2 の両端に発生する電圧が検出値となり、基準電圧V
kで設定される電流値に制御される。一方、地絡時にお
いては、蓄電池の接地極により異なるが、どちらか一方
の抵抗に大きな電流が流れることになる。これにより、
基準電圧Vkで規定された電流よりも大きくなるが、過
大な電流は制御することが可能である。例えば、R1
2 とした場合は、地絡電流は最大でも基準電圧Vkで
規定される電流の2倍以内に抑えることができる。この
ように構成することで、検出回路が1つであっても、地
絡電流を検出し、抑制することができ、回路を保護する
ことが可能となる。
【0011】なお、トランスTの2次側の極性のみが異
なっている回路を用いても良い。これは、エネルギーの
伝達方式が異なるだけであって、地絡電流の検出原理
や、電流抑制の効果には全く影響がなく同様の効果が
得られる。なお、トランジスタQ1 の制御方法について
も、PWM制御である必要はなく、ランプ電流を一定化
する制御であれば、任意の制御方式を採用することがで
きることは言うまでもない。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、直流電源にスイッチン
グ素子を介してトランスの1次巻線を接続し、前記トラ
ンスの2次巻線にダイオードを介してコンデンサを接続
して成る電源装置において、コンデンサとトランスの2
次巻線の接続点と、スイッチング素子と直流電源の接続
点とを電流検出用の第1の抵抗を介して接続し、スイッ
チング素子と直流電源の接続点に電流検出用の第2の抵
抗の一端を接続し、第2の抵抗の他端と、ダイオードと
コンデンサの接続点との間に負荷回路を接続したので、
負荷回路で地絡が生じた場合には、直流電源の接地極が
陽極・陰極のどちらであっても地絡電流が負荷電流を検
出するための第1または第2の抵抗を介して流れること
になるので、第1の抵抗に流れる電流値と、第2の抵抗
に流れる電流値のうち、大きい方の電流値が所定値とな
るように、または、第1の抵抗と第2の抵抗の直列接続
回路の両端電圧の検出値が所定値となるようにスイッチ
ング 素子の動作を制御することで地絡電流を制限するこ
とができ、過大な電流によりスイッチング素子やトラン
スが破損することを防止できるという効果がある。した
がって、トランスの1次側と2次側を絶縁する必要もな
くなり、2次側の制御回路の電源回路を1次側とは別に
用意する必要もなくなるので、コストを抑えることがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の回路図である。
【図2】本発明の第2実施例の回路図である。
【図3】従来例の回路図である。
【図4】従来例に用いるPWM制御回路の動作説明図で
ある。
【図5】従来例に用いる矩形波信号発生回路の動作説明
図である。
【図6】従来の車載用ヘッドライト装置の概略構成を示
す説明図である。
【図7】従来例の地絡時における地絡電流の経路を示す
回路図である。
【図8】トランスの1次側と2次側を絶縁した従来例の
回路図である。
【符号の説明】 2 PWM制御回路 3 最大値回路 E 直流電源 Q1 スイッチング素子 T トランス D ダイオード C コンデンサ 1 第1の抵抗 2 第2の抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神原 隆 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 中村 俊朗 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 濱田 英毅 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 実開 昭59−104214(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28 H05B 41/282

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源にスイッチング素子を介して
    トランスの1次巻線を接続し、前記トランスの2次巻線
    にダイオードを介してコンデンサを接続して成る電源装
    置において、コンデンサとトランスの2次巻線の接続点
    と、スイッチング素子と直流電源の接続点とを電流検出
    用の第1の抵抗を介して接続し、スイッチング素子と直
    流電源の接続点に電流検出用の第2の抵抗の一端を接続
    し、第2の抵抗の他端と、ダイオードとコンデンサの接
    続点との間に負荷回路を接続し、第1の抵抗に流れる電
    流値と、第2の抵抗に流れる電流値のうち、大きい方の
    電流値が所定値となるようにスイッチング素子の動作を
    行う制御手段を備えることを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 直流電源にスイッチング素子を介して
    トランスの1次巻線を接続し、前記トランスの2次巻線
    にダイオードを介してコンデンサを接続して成る電源装
    置において、コンデンサとトランスの2次巻線の接続点
    と、スイッチング素子と直流電源の接続点とを電流検出
    用の第1の抵抗を介して接続し、スイッチング素子と直
    流電源の接続点に電流検出用の第2の抵抗の一端を接続
    し、第2の抵抗の他端と、ダイオードとコンデンサの接
    続点との間に負荷回路を接続し、第1の抵抗と第2の抵
    抗の直列接続回路の両端電圧を検出する検出回路を備
    え、前記検出回路による検出値が所定値となるようにス
    イッチング素子の動作を行う制御手段を備えることを特
    徴とする電源装置。
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JP4655988B2 (ja) * 2006-04-20 2011-03-23 パナソニック電工株式会社 電力変換装置および点灯装置、灯具、車両
JP5349905B2 (ja) 2008-10-27 2013-11-20 パナソニック株式会社 放電灯点灯装置、及びこれを用いた車両用前照灯点灯装置
JP2013251187A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Panasonic Corp 放電灯点灯装置、およびこれを用いた車載用高輝度放電灯点灯装置、車載用前照灯装置、車両

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