JP3760476B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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- H05B41/2886—Static converters especially adapted therefor; Control thereof comprising a controllable preconditioner, e.g. a booster
Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、直流電源の電圧を所定の電圧に変換するとともに極性を交番させて放電灯に供給し、放電灯を矩形波点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、直流電源の電圧を所定の電圧に変換するとともに極性を交番させて放電灯に供給し、放電灯を矩形波点灯させる放電灯点灯装置があった。図8はこのような放電灯点灯装置の一例を示すものであり、放電灯として高輝度放電灯(所謂HIDランプ)が用いられている。なお、このような高輝度放電灯のための放電灯点灯装置は車輛前照灯用に用いられる場合がある。
【0003】
この放電灯点灯装置は、直流電源1の電圧を所定の電圧に変換する電圧変換部2と、電圧変換部2の出力端間にダイオードD1を介して接続されたコンデンサC0と、電圧変換部2からの出力によってコンデンサC0の両端に生じる両端電圧Vcの極性を交番させるインバータ部3と、負荷である放電灯LP及び放電灯始動用のイグナイタ回路5を含む負荷回路部4とを備えている。
【0004】
電圧変換部2はMOSFETから成るスイッチング素子Q0とトランスTとを具備し、トランスTの1次巻線n1とスイッチング素子Q0との直列回路を直流電源1の両端間に接続するとともに、トランスTの2次巻線n2の両端に整流素子であるダイオードD1を介してコンデンサC0が接続してあって、所謂フライバック型のDC−DCコンバータとなっている。なお、上記スイッチング素子Q0は制御回路6からの駆動信号によってスイッチング制御される。
【0005】
次にこの従来例装置の具体的動作について説明する。
まず、電圧変換部2の動作について説明すると、制御回路6からの駆動信号によってスイッチング素子Q0がオンすると、直流電源1によりトランスTの1次巻線n1に電流が流れてトランスTにエネルギが蓄積される。このトランスTに蓄積されたエネルギは、スイッチング素子Q0がオフするとトランスTの2次巻線n2よりダイオードD1を介してコンデンサC0に放出され、スイッチング素子Q0のオン・オフによってコンデンサC0に直流電源1から供給されるエネルギを伝達している。そして、制御回路6によってスイッチング素子Q0のデューティ比又はスイッチング周波数を調整することにより、図9(a)に示すようにコンデンサC0の両端になるべくフラットな所望の電圧Vcが得られるのである。
【0006】
一方、上記のようにしてコンデンサC0の両端に得られた直流電圧Vcは次段のインバータ部3によってその極性が交番される。すなわち、インバータ部3はMOSFETから成る4つのスイッチング素子Q1〜Q4のブリッジ回路を具備した所謂フルブリッジ型となっており、これら4つのスイッチング素子Q1〜Q4を基本的にブリッジの対角にあるスイッチング素子Q1とQ4及びQ2とQ3の各組について交互にオン・オフする期間を設け、これら各期間を図示しない発振器と駆動回路とで構成されるドライブ回路7にて低周波数で切り換えることによりコンデンサC0の両端電圧の極性を交番している。なお、通常はブリッジの短絡を防止するために極性反転時には全てのスイッチング素子Q1〜Q4をオフとする休止期間(以下、「デッドタイム」と呼ぶ。)が設けてある。
【0007】
さらに、インバータ部3によって極性が交番された低周波の矩形波電圧(電流)を負荷回路部4に供給することにより、始動用のイグナイタ回路5を介して負荷である放電灯LPを矩形波点灯している。イグナイタ回路5は例えば放電灯LPに高圧パルストランス(図示せず)の2次側を接続し、インバータ部3より供給される低周波の矩形波電圧に高圧パルスを重畳することで放電灯LPの始動に必要な高い電圧を得て放電灯LPを始動させるものである。
【0008】
また、コンデンサC0とインバータ部3との間にはコンデンサC0の両端電圧Vc及び電流(放電灯LPに流れる放電灯電流)を検出するための抵抗R1〜R3が接続してあり、それぞれの検出出力が制御回路6に与えられ、これら検出出力に基づいて放電灯LPを所望の特性で点灯させるべく制御回路6が電圧変換部2のスイッチング素子Q0のスイッチング制御を行なっている。各検出出力はそれぞれフィルタ機能と増幅機能とを有する電圧検出回路8及び電流検出回路9に入力される。電圧検出回路8の出力は電流目標値設定回路10に与えられ、現在の放電灯電圧に応じて放電灯LPに必要な目標電流値を出力する。そして、この目標電流値と電流検出回路9からの出力値とがエラーアンプ11に入力され、両者の誤差信号がエラーアンプ11よりパルス幅変調器12に与えられる。このパルス幅変調器12においては、エラーアンプ11より与えられた誤差信号に基づいて駆動信号を調整し、電圧変換部2のスイッチング素子Q0のデューティ比を可変している。なお、電流目標値設定回路10はマイクロコンピュータにより構成してもよく、その場合には電圧検出回路8の出力により目標電力値を設定し、その設定した目標電力値を電圧検出回路8の出力にて除することにより目標電流値を得る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例装置において放電灯LPに高輝度放電灯(HIDランプ)を用いた場合に、高輝度放電灯の性質から放電灯電流が極性反転する際にひとたびゼロとなると消えようとするため、高輝度放電灯を矩形波点灯する場合には極性反転時における立ち消えが生じるという問題があった。このような立ち消えが生じる主な原因には2つあって、1つは極性反転時に放電灯LPを再点弧するのに充分な電圧(再点弧電圧)が得られないことである。つまり、上記従来例ではコンデンサC0の両端電圧Vcと放電灯電圧とがほぼ等しいために、極性反転時に点灯時の放電灯電圧よりも充分に高い再点弧電圧を直ちに供給することができないからである。
【0010】
また、2つめの原因は放電灯LPを始動するためのイグナイタ回路5が具備する高圧パルストランスの2次側が放電灯LPに直列に挿入接続されているため、この高圧パルストランスの2次側のインダクタンス成分によって極性反転時の放電灯電流の反転時間が長くなることである。特に寿命末期の放電灯などについては安定点灯させることが困難であった。図9は上記従来例におけるコンデンサC0の両端電圧Vc及び放電灯電流の動作波形を示すものであり、(a)は極性反転がスムーズに行なわれた場合、(b)は極性反転時に立ち消えが生じた場合である。すなわち、同図(b)に示すように極性反転時に再点弧電圧が不足すると放電灯電流に休止期間ができて立ち消えが生じてしまい安定に点灯させることができない。
【0011】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、寿命末期の放電灯などにおいても立ち消えを生じることなく放電灯を矩形波点灯することができる放電灯点灯装置を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、直流電源と、スイッチング素子のスイッチング動作を利用して直流電源の電圧を所定の電圧に変換する電圧変換部と、この電圧変換部の出力端間に整流素子を介して接続されたコンデンサと、スイッチング素子のオフ時にコンデンサを充電する方向に電圧変換部の出力端とコンデンサとの間に接続された前記整流素子と、コンデンサから供給される電圧の極性を交番させるインバータ部と、少なくとも放電灯を負荷として有しインバータ部の出力端間に接続される負荷回路部とを備えてインバータ部の交番出力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、スイッチング素子のスイッチング動作を制御することにより交番出力の極性反転時に極性反転時以外の時よりも大きな電力を極性反転時に電圧変換部からコンデンサに供給することによってインバータ部の交番出力電圧を少なくとも定常点灯時における放電灯電圧よりも大きく且つ放電灯の再点弧に必要な再点弧電圧よりも大きくする電圧増大手段を設けたことを特徴とする。
【0013】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、極性反転時に放電灯電流が一方の極性の所定値から反対極性の所定値まで変化する間電圧変換部から前記コンデンサに電力を供給する電圧増大手段を設けたことを特徴とする。
【0014】
【作用】
請求項1の発明の構成では、直流電源と、スイッチング素子のスイッチング動作を利用して直流電源の電圧を所定の電圧に変換する電圧変換部と、この電圧変換部の出力端間に整流素子を介して接続されたコンデンサと、スイッチング素子のオフ時にコンデンサを充電する方向に電圧変換部の出力端とコンデンサとの間に接続された前記整流素子と、コンデンサから供給される電圧の極性を交番させるインバータ部と、少なくとも放電灯を負荷として有しインバータ部の出力端間に接続される負荷回路部とを備えてインバータ部の交番出力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、スイッチング素子のスイッチング動作を制御することにより交番出力の極性反転時に極性反転時以外の時よりも大きな電力を極性反転時に電圧変換部からコンデンサに供給することによってインバータ部の交番出力電圧を少なくとも定常点灯時における放電灯電圧よりも大きく且つ放電灯の再点弧に必要な再点弧電圧よりも大きくする電圧増大手段を設けたので、極性反転時における放電灯の再点弧電圧の不足を補うことができ、放電灯の立ち消えを防止して安定した矩形波点灯を可能とし、さらに、極性反転時に放電灯を確実に再点弧させることができる。
【0015】
請求項2の発明の構成では、極性反転時に放電灯電流が一方の極性の所定値から反対極性の所定値まで変化する間電圧変換部から前記コンデンサに電力を供給する電圧増大手段を設けたので、極性反転時にインバータ部から放電灯に対して大きな電力を供給でき、極性反転時に放電灯を確実に再点弧させることができる。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
(実施例1)
図1は本実施例の回路構成を示しており、基本的な構成については図8に示す従来例と共通であり、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略し、本実施例の特徴となる部分についてのみ説明する。すなわち、本実施例では、インバータ部3の交番出力の極性反転時放電灯LPに供給される交番出力電圧を放電灯LPの再点弧電圧に充分なレベルにまで増大させる電圧増大手段を設けた点に特徴がある。
【0017】
つまり、従来例においては放電灯LPの定常点灯状態にてコンデンサC0の両端電圧Vcがなるべくフラットになるように制御回路6により電圧変換部2のスイッチング素子Q0のデューティ比が調整されているが、本実施例では上記極性反転時、すなわちインバータ部3の全てのスイッチング素子Q1〜Q4がオフとなるデッドタイムにおいて一時的にスイッチング素子Q0のデューティ比を強制的に大きくすることにより、コンデンサC0の両端電圧Vcを増大させているのである。
【0018】
具体的には、インバータ部3のスイッチング素子Q1〜Q4のスイッチング動作を制御しているドライブ回路7からの信号に基づいて、制御回路6の電流目標値設定回路10とエラーアンプ11との間に設けたスイッチSW1を切換制御することにより、極性反転時以外のときにはスイッチSW1を電流目標値設定回路10側に切り換えるとともに、極性反転時にはスイッチSW1を基準電源13側に切り換えるのである。これにより、極性反転時には通常の電流目標値設定回路10からの出力よりも大きな出力が基準電源13よりエラーアンプ11に与えられるため、エラーアンプ11から出力される誤差信号も大きくなり、スイッチング素子Q0のデューティ比が放電灯電圧に関係なく強制的に大きくされる。
【0019】
ここで、ドライブ回路7は低周波発振回路14、フリップフロップ15及び2つのアンド回路161,162より構成されており、各アンド回路161,162の出力を駆動信号としてそれぞれスイッチング素子Q1とQ4及びQ2とQ3に与えている。そして、低周波発振回路14の出力がLレベルとなる期間によって全てのスイッチング素子Q1〜Q4をオフとするデッドタイムの長さが決定される。本実施例では、上記低周波発振回路14の出力によりスイッチSW1を切り換えるようにしており、低周波発振回路14の出力がHレベルのときにスイッチSW1を電流目標値設定回路10側に切り換え、Lレベルのときに基準電源13側に切り換える。
【0020】
次に、図2の波形図により本実施例の動作を説明する。同図(c)に示すように低周波発振回路14の出力がHレベルであってインバータ部3のスイッチング素子Q1〜Q4のうち一方の組(Q1とQ4あるいはQ2とQ3)がオンで他方の組がオフしているとき、すなわちデッドタイム以外のときには、同図(a)に示すようにコンデンサC0の両端電圧Vcがほぼフラットとなるように制御回路6が電圧変換部2を制御している。そして、低周波発振回路14の出力がLレベルに変わるとインバータ部3のスイッチング素子Q1〜Q4が全てオフとなるデッドタイムを経てスイッチング素子Q1〜Q4のオン・オフ状態が切り換わり、インバータ部3の出力の極性が反転する。
【0021】
一方、放電灯LPに流れる放電灯電流は同図(b)に示すように、デッドタイムの開始時点から徐々にレベルが低下し始め、やがて極性が反転して反対方向に流れはじめる。ここで、ドライブ回路7の低周波発振回路14の出力がLレベルのときには、上述のように制御回路6のスイッチSW1が基準電源13側に切り換えられて電圧変換部2のスイッチング素子Q0のデューティ比が大きくなるため、コンデンサC0には極性反転時以外のときよりも大きなエネルギが電圧変換部2を介して直流電源1より供給される。これにより、同図(a)に示すようにコンデンサC0の両端電圧Vcがデッドタイム中に増大し、放電灯LPの再点弧に必要な再点弧電圧を上回るようになっている。そして、デッドタイム後にスイッチング素子Q1〜Q4がオンするとインバータ部3からは放電灯LPの再点弧に充分な大きさの電圧が印加されることになり、仮にデッドタイム中に放電灯電流に休止状態が生じた場合でも、放電灯LPを速やかに再点弧させることができる。
【0022】
したがって、放電灯電流が流れなくなる休止状態を経ることなく放電灯LPの点灯が維持され、放電灯LPを安定に点灯させることができる。すなわち、本実施例においてはドライブ回路7の低周波発振回路14、制御回路6のスイッチSW1及び基準電源13により電圧増大手段を構成し、極性反転時にスイッチSW1を切り換えて電圧変換部2のスイッチング素子Q0のデューティ比を大きくしてコンデンサC0の両端電圧Vcを増大させることにより、インバータ部3の交番出力を増大させて放電灯LPの再点弧を可能としているのである。
【0023】
(実施例2)
本実施例は図3に示すように、図1に示す実施例1におけるスイッチSW1と基準電源13との代わりに、低周波発振回路14の出力で制御回路6が具備する電流目標値設定回路10を制御し、低周波発振回路14の出力がLレベルとなるときに電流目標値設定回路10の出力を強制的に大きくするようにしたものであり、実施例1と同様の効果が得られる。また、電流目標値設定回路10をマイクロコンピュータで構成する場合には、実施例1と比較してスイッチSW1や基準電源13などを設けることなく安価に同様の効果が得られるという利点がある。
【0024】
(実施例3)
本実施例は図4に示すように、図1に示す実施例1におけるスイッチSW1をパルス幅変調器12とエラーアンプ11との間に設け、低周波発振回路14の出力により極性反転時以外のとき(低周波発振回路14の出力がHレベルのとき)にはスイッチSW1をエラーアンプ11側に切り換えるとともに、極性反転時(低周波発振回路14の出力がLレベルのとき)にはスイッチSW1を基準電源13側に切り換えるようにしたものであり、極性反転時におけるスイッチング素子Q0のデューティ比を基準電源13の基準電圧により規定される値に増大させることで実施例1と同様の効果が得られる。
【0025】
また、本実施例の構成では、スイッチSW1によってエラーアンプ11と出力と基準電源13の基準電圧とを切り換えてパルス幅変調器12に入力するようにしているため、エラーアンプ11の周波数応答性が悪い場合でも極性反転時に速やかに且つ確実にスイッチング素子Q0のデューティ比を大きくすることができるという利点がある。
【0026】
(実施例4)
本実施例は図5に示すように、図4に示す実施例3におけるスイッチSW1と基準電源13の代わりに、エラーアンプ11の出力端と制御電源との間に低周波発振回路14の出力によりオン・オフされるトランジスタQ6と抵抗R4との直列回路を接続し、低周波発振回路14の出力がLレベルのときに上記トランジスタQ6をオンして制御電源からの制御電源電圧VDDをパルス幅変調器12に入力するようにしたものであり、極性反転時におけるスイッチング素子Q0のデューティ比を制御電源電圧VDDにより規定される値に増大させることで簡単に実施例1及び実施例3と同様の効果が得られる。
【0027】
なお、上記実施例1〜4においては、ドライブ回路7の低周波発振回路14の出力がLレベルのときに電圧変換部2のスイッチング素子Q0のデューティ比を大きくするようにしているが、これ以外のタイミング及び期間でデューティ比を大きくするようにしてもよい。例えば、ドライブ回路7からの信号にて極性反転のタイミングを得て、デッドタイムの開始前もしくは開始後よりスイッチング素子Q0のデューティ比を大きくするようにしてもよい。また、このようにスイッチング素子Q0のデューティ比を大きくする期間はインバータ部3のデッドタイムと同一にする必要はない。
【0028】
(実施例5)
本実施例は図6に示すように、図5に示す実施例4における制御回路6にコンパレータ17及び基準電源18から成る電圧判別回路19と、ドライブ回路7から与えられる反転のタイミング信号(例えば、低周波発振回路14の出力)の立ち上がり(或いは立ち下がり)でトリガされるワンショットマルチバイブレータ20と、このワンショットマルチバイブレータ20の出力を反転するインバータ21と、インバータ21出力と電圧判別回路19出力との論理和をとるオア回路22とを追加して設けてある。
【0029】
電圧判別回路19は、コンデンサC0の両端電圧Vcに応じた検出電圧と基準電源19の基準電圧とをコンパレータ17において比較し、上記検出電圧が基準電圧よりも低いとき、すなわちコンデンサC0の両端電圧Vcが所定電圧よりも低いときにコンパレータ17からLレベルの信号を出力するものである。
また、ワンショットマルチバイブレータ20はデッドタイムの開始タイミングを示す信号(低周波発振回路14の出力の立ち下がり)を受けて所定の期間だけHレベルの信号を出力するから、ワンショットマルチバイブレータ20の出力端に接続されたインバータ21からはLレベルの信号が出力される。
【0030】
したがって、デッドタイムの開始から所定の期間においてはオア回路22の入力がいずれもLレベルとなるから、オア回路22の出力がLレベルとなってトランジスタQ6がオンし、パルス幅変調器12には制御電源電圧VDDが入力され、スイッチング素子Q0のデューティ比が強制的に大きくされ、ワンショットマルチバイブレータ20の出力がLレベルになるか、或いは電圧判別回路19の出力がHレベルになるまで継続する。
【0031】
上記本実施例の構成によれば、実施例4と同様の効果が得られるだけでなく、電圧判別回路19によってコンデンサC0の両端電圧Vcが所定値以上に上昇するのを防止しているため、直流電源1の電源電圧等によらずコンデンサC0の両端電圧Vcを過大に増大させることなく所望の電圧にまで増大させることができ、その結果、放電灯LPをより安定して矩形波点灯させることができる。
また、ワンショットマルチバイブレータ20の出力をHレベルとする期間は任意に設定することができるから、例えば、放電灯LPの定常点灯時において放電灯電流が反転を開始してから零クロスするまでに要する期間と同じにしておけば、反転動作の開始時点からコンデンサC0の両端電圧Vcを増大させるとともに放電灯電流が零クロスする時点で増大させた両端電圧Vcをインバータ部3を介して放電灯LPに印加することができ、より効果的に放電灯LPの立ち消えを防止することができる。
【0032】
(実施例6)
本実施例は図7に示すように、図5に示す実施例4の構成において直流電源1の電源電圧と基準電源23の基準電圧とをオペアンプ24に入力し、このオペアンプ24の出力をパルス幅変調器12の最大デューティ比設定端子に入力するようにしている。ここで、パルス幅変調器12は最大デューティ比設定端子の入力に応じてスイッチング素子Q0のデューティ比の最大値が規制されるようになっている。
【0033】
本実施例の構成では、直流電源1の電源電圧が基準電源23の基準電圧よりも高いときにはパルス幅変調器12の最大デューティ比が小さくなり、反対に電源電圧が基準電圧よりも低いときには最大デューティ比が大きくなるため、直流電源1の電源電圧に応じて生じるコンデンサC0への供給エネルギの変動を抑制し、上記電源電圧によらずにより安定して放電灯LPを矩形波点灯させることができる。なお、制御回路6の構成は本実施例の構成以外にも実施例1〜3の何れの構成であってもよいことは言うまでもない。
【0034】
ところで、上記実施例1〜6においては制御回路6における制御には電流制御方式を採用しているが、放電灯LPに供給される電力を所望の値とする電力制御方式など他の制御方式にも本発明の技術思想は適用可能である。また、電圧変換部2のスイッチング素子Q0に流れる電流のピーク値を制御量とするピーク値制御への適用も可能であり、何れの制御方式においても上記実施例1〜6と同様の効果が得られる。
【0035】
【発明の効果】
請求項1の発明は、直流電源と、スイッチング素子のスイッチング動作を利用して直流電源の電圧を所定の電圧に変換する電圧変換部と、この電圧変換部の出力端間に整流素子を介して接続されたコンデンサと、スイッチング素子のオフ時にコンデンサを充電する方向に電圧変換部の出力端とコンデンサとの間に接続された前記整流素子と、コンデンサから供給される電圧の極性を交番させるインバータ部と、少なくとも放電灯を負荷として有しインバータ部の出力端間に接続される負荷回路部とを備えてインバータ部の交番出力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、スイッチング素子のスイッチング動作を制御することにより交番出力の極性反転時に極性反転時以外の時よりも大きな電力を極性反転時に電圧変換部からコンデンサに供給することによってインバータ部の交番出力電圧を少なくとも定常点灯時における放電灯電圧よりも大きく且つ放電灯の再点弧に必要な再点弧電圧よりも大きくする電圧増大手段を設けたので、極性反転時における放電灯の再点弧電圧の不足を補うことができ、放電灯の立ち消えを防止して安定した矩形波点灯を可能とし、さらに、極性反転時に放電灯を確実に再点弧させることができるという効果がある。
【0036】
請求項2の発明は、極性反転時に放電灯電流が一方の極性の所定値から反対極性の所定値まで変化する間電圧変換部から前記コンデンサに電力を供給する電圧増大手段を設けたので、極性反転時にインバータ部から放電灯に対して大きな電力を供給でき、極性反転時に放電灯を確実に再点弧させ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】 実施例1を示す概略回路図である。
【図2】 同上の動作を説明するための波形図である。
【図3】 実施例2の要部を示す概略回路図である。
【図4】 実施例3の要部を示す概略回路図である。
【図5】 実施例4の要部を示す概略回路図である。
【図6】 実施例5を示す概略回路図である。
【図7】 実施例6を示す概略回路図である。
【図8】 従来例を示す概略回路図である。
【図9】 同上の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 直流電源
2 電圧変換部
3 インバータ部
5 イグナイタ回路
6 制御回路
7 ドライブ回路
Q0 スイッチング素子
C0 コンデンサ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a discharge lamp lighting device that converts a voltage of a direct current power source into a predetermined voltage and supplies it to a discharge lamp with alternating polarity, thereby lighting the discharge lamp in a rectangular wave.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been a discharge lamp lighting device that converts the voltage of a DC power source into a predetermined voltage and supplies the discharge lamp with alternating polarities to light the discharge lamp in a rectangular wave. FIG. 8 shows an example of such a discharge lamp lighting device, and a high-intensity discharge lamp (so-called HID lamp) is used as the discharge lamp. Such a discharge lamp lighting device for a high-intensity discharge lamp may be used for a vehicle headlamp.
[0003]
This discharge lamp lighting device includes a
[0004]
The
[0005]
Next, a specific operation of this conventional apparatus will be described.
First, the operation of the
[0006]
On the other hand, the polarity of the DC voltage Vc obtained across the capacitor C 0 as described above is alternated by the
[0007]
Further, by supplying a low-frequency rectangular wave voltage (current) whose polarity is changed by the
[0008]
Further, between the capacitor C 0 and the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a high-intensity discharge lamp (HID lamp) is used as the discharge lamp LP in the above-described conventional apparatus, it tends to disappear once the discharge lamp current becomes zero due to the nature of the high-intensity discharge lamp. When the high-intensity discharge lamp is turned on in a rectangular wave, there has been a problem that the extinction occurs at the time of polarity reversal. There are two main causes for such extinction, and one is that a voltage sufficient to re-ignite the discharge lamp LP at the time of polarity reversal (re-ignition voltage) cannot be obtained. In other words, in the above conventional example, the voltage Vc across the capacitor C 0 and the discharge lamp voltage are almost equal, and therefore, a re-ignition voltage that is sufficiently higher than the discharge lamp voltage at the time of lighting cannot be immediately supplied during polarity reversal. It is.
[0010]
The second cause is that the secondary side of the high-pressure pulse transformer included in the
[0011]
An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of lighting a discharge lamp in a rectangular wave without causing extinction even in a discharge lamp at the end of its life. is there.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to a DC power supply, a voltage conversion unit that converts the voltage of the DC power supply into a predetermined voltage using a switching operation of the switching element, and an output of the voltage conversion unit. a capacitor connected via a rectifier element between the ends, and said rectifying element connected between the output terminal and the capacitor of the voltage converter in a direction to charge the capacitor at the oFF time of the switching elements is supplied from the capacitor A discharge lamp lighting device comprising: an inverter unit that alternates voltage polarity; and a load circuit unit that has at least a discharge lamp as a load and is connected between output terminals of the inverter unit, and that ignites the discharge lamp with an alternating output of the inverter unit a is, polarity more power than when other than the polarity reversed to the polarity inversion time of the alternating output by controlling the switching operation of the switching element Boosting be greater than the reignition voltage required an alternating output voltage of the inverter unit to re-ignition of the discharge lamp greater than the voltage and the discharge lamp during at least steady lighting by supplying the voltage converter to the capacitor during rolling Means is provided.
[0013]
According to a second aspect of the invention, in the invention of claim 1, the polarity inversion at the time of the discharge lamp current increases the voltage to supply power to the capacitor from between the voltage converter for changing the predetermined value in one polarity to a predetermined value of the opposite polarity Means is provided .
[0014]
[Action]
In the configuration of the first aspect of the present invention, a DC power supply, a voltage conversion unit that converts the voltage of the DC power supply to a predetermined voltage using the switching operation of the switching element, and a rectifying element between the output terminals of the voltage conversion unit a capacitor connected through, said rectifying element connected between the output terminal and the capacitor of the voltage converter in a direction to charge the capacitor at the oFF time of the switching element, alternating the polarity of the voltage supplied from the capacitor A discharge lamp lighting device comprising: an inverter unit; and a load circuit unit having at least a discharge lamp as a load and connected between output terminals of the inverter unit, wherein the discharge lamp is lit by an alternating output of the inverter unit. voltage converter high power when polarity reversal than when other than the polarity reversal when the polarity reversal of the alternating output by controlling the switching operation of the It is provided with the voltage increasing means to be larger than the re-ignition voltage required to restrike the larger and the discharge lamp than the discharge lamp voltage during at least steady lighting an alternating output voltage of the inverter section by supplying Luo capacitor This can compensate for the shortage of the re-ignition voltage of the discharge lamp at the time of polarity reversal, prevents the discharge lamp from extinguishing, enables stable rectangular wave lighting, and reliably re-ignites the discharge lamp at the time of polarity reversal. Can be made.
[0015]
In the configuration of the invention of
[0016]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1
FIG. 1 shows the circuit configuration of the present embodiment. The basic configuration is the same as that of the conventional example shown in FIG. 8 , and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Only the characteristic part of the example will be described. That is, in this embodiment, there is provided voltage increasing means for increasing the alternating output voltage supplied to the discharge lamp LP when the polarity of the alternating output of the
[0017]
That is, in the conventional example, the duty ratio of the switching element Q 0 of the
[0018]
Specifically, based on a signal from the
[0019]
Here, the
[0020]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the waveform diagram of FIG. As shown in FIG. 6C, the output of the low
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, the discharge lamp current flowing in the discharge lamp LP starts to gradually decrease from the start of the dead time, and eventually the polarity is reversed and starts flowing in the opposite direction. Here, when the output of the low
[0022]
Accordingly, the lighting of the discharge lamp LP is maintained without going through a resting state where the discharge lamp current does not flow, and the discharge lamp LP can be lit stably. That is, in this embodiment, the low
[0023]
(Example 2)
In this embodiment, as shown in FIG. 3, instead of the switch SW 1 and the
[0024]
Example 3
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the switch SW 1 in the embodiment 1 shown in FIG. 1 is provided between the
[0025]
In the configuration of this embodiment, the
[0026]
(Example 4)
In this embodiment, as shown in FIG. 5, instead of the switch SW 1 and the
[0027]
In the first to fourth embodiments, the duty ratio of the switching element Q 0 of the
[0028]
(Example 5)
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the
[0029]
In addition, the one-
[0030]
Accordingly, in the predetermined period from the start of the dead time, the inputs of the
[0031]
According to the configuration of the present embodiment, not only the same effects as in the fourth embodiment are obtained, but also the
Further, since the period during which the output of the one-
[0032]
(Example 6)
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the power supply voltage of the DC power supply 1 and the reference voltage of the
[0033]
In the configuration of this embodiment, the maximum duty ratio of the
[0034]
By the way, in the said Examples 1-6, although the current control system is employ | adopted for the control in the
[0035]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a DC power supply, a voltage conversion unit that converts the voltage of the DC power supply to a predetermined voltage using the switching operation of the switching element, and a rectifier element between the output terminals of the voltage conversion unit are provided. a capacitor connected, and the rectifying element connected between the output terminal and the capacitor of the voltage converter in a direction to charge the capacitor at the oFF time of the switching element, an inverter unit for alternating the polarity of the voltage supplied from the capacitor A discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp with an alternating output of an inverter unit, comprising at least a discharge lamp as a load and connected between output terminals of the inverter unit, and switching of a switching element Con from the voltage conversion unit large power during polarity reversal than when other than the polarity reversal when the polarity reversal of the alternating output by controlling the operation Since the voltage increasing means to be larger than the re-ignition voltage required to restrike the larger and the discharge lamp than the discharge lamp voltage during at least steady lighting an alternating output voltage of the inverter is provided by supplying to the capacitors, The shortage of re-ignition voltage of the discharge lamp during polarity reversal can be compensated, the discharge lamp can be prevented from extinguishing and stable rectangular wave lighting is possible, and the discharge lamp is reliably re-ignited during polarity reversal. There is an effect that can be.
[0036]
According to a second aspect of the invention, the discharge lamp current when the polarity reversal is provided a voltage increasing means for supplying power to the capacitor from between the voltage converter for changing the predetermined value in one polarity to a predetermined value of the opposite polarity, the polarity Large power can be supplied from the inverter unit to the discharge lamp at the time of inversion, and the discharge lamp can be reliably re-ignited at the time of polarity inversion .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation described above.
FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing a main part of a second embodiment.
FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing a main part of a third embodiment.
FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a main part of a fourth embodiment.
6 is a schematic circuit diagram showing Example 5. FIG.
7 is a schematic circuit diagram showing Example 6. FIG.
FIG. 8 is a schematic circuit diagram showing a conventional example .
FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation described above .
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
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