JP3841019B2

JP3841019B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP3841019B2
Application number: JP2002145273A
Authority: JP
Inventors: 秀樹中井; 政利上野; 寿夫片岡
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003338392A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電灯点灯装置に関するものであり、特に車載用の前照灯点灯装置に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開２００１−２８４０７３号公報に開示された放電灯点灯装置では、図１０に示すような構成を有している。放電灯５と、放電灯に高圧パルスを印加して放電灯を始動させる高圧パルス発生回路４と、放電灯に低周波電力を供給するインバータ３と、出力電圧を可変し、放電灯に供給する電圧／電流を制御する昇降圧コンバータ２と、放電灯の電流を検出するランプ電流検出部７と、放電灯の電圧を検出するランプ電圧検出部６と、昇降圧コンバータ、インバータを制御するとともにランプ電流を調整する制御回路１０からなる。
【０００３】
上記の構成において、電源１を投入すると昇降圧コンバータ２、インバータ３が動作を開始する。高圧パルス発生回路４が高圧パルスを発生し、放電灯５の電極間の絶縁を破壊し、放電灯５が点灯を開始する。制御回路１０は放電良否判定手段１１を有しており、点灯初期の一定期間、適合放電灯よりも低い定格出力電力の放電灯の許容電流を一定電流とするよう制御し、放電灯に一定電流を供給する。それにより過電力を防止する。ランプ電圧検出部６では放電灯に印加されるランプ電圧を検出し、その検出電圧が許容値以内であれば、適合放電灯と判断し、一定電流制御後、出力電力を増加させる。また、検出電圧が許容値以外であれば、さらに供給電流を減少させ、不適合放電灯が装着されたことを知らせるという構成が用いられていた。
【０００４】
また、高圧放電灯ではなく蛍光灯の点灯装置について、ランプ電圧によりランプ種別を判別する技術が特開平１０−１０６７８４号に開示されており、始動電圧によりランプ種別を判別する技術が特公平７−６６８６４号に開示されているが、いずれも高圧放電灯に対する速やかな光束立上げ性能を確保できるものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、不適合放電灯に対しては、供給電流を減少することにより誤装着を知らせる方式や、一定時間が経過するまでは最小の定格出力電力を印加する方式をとっており、装着された放電灯の定格出力電力を印加しないため、装着された放電灯に対し、光束立上げ性能が要求される（特に車載用前照灯点灯装置）用途では点灯直後からの性能を満足できない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、放電灯５に高圧パルスを印加して放電灯を始動させる高圧パルス発生回路４と、直流電源１からの直流電圧を昇降圧制御する昇降圧コンバータ２と、昇降圧コンバータ２の出力を低周波電力に変換して放電灯５に供給するインバータ３と、放電灯５の電流Ｉｌａ２を検出するランプ電流検出部７と、昇降圧コンバータ２の出力電圧を検出することで放電灯５の電圧Ｖｌａ２を検出するランプ電圧検出部６と、ランプ電圧検出部６の検出出力を受けて、放電灯５が高圧パルスの印加により絶縁破壊された後の、最小のランプ電圧を検出することにより放電灯５を判別する放電灯判別回路ＤＪと、判別した結果より所定の出力電力を指令する目標出力電力設定部ＷＸと、ランプ電流検出部７とランプ電圧検出部６と目標出力電力設定部ＷＸの出力に応じて昇降圧コンバータ２を制御する制御手段とを備え、異なるランプ電圧の放電灯が装着された場合においても前記放電灯判別回路ＤＪの判別結果に応じた出力制御を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、放電灯判別回路ＤＪは放電灯の判別を点灯毎に行うようにしても良い。
【０００８】
また、図６に示すように、放電灯５の判別結果を記憶する記憶部Ｍ１を設けて、少なくとも１回の放電灯５の判別結果を記憶させ、リセットされるまでは記憶部Ｍ１に記憶された放電灯５の判別結果による出力制御を行うようにしても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の実施形態１の構成を図１に示す。この点灯装置は、放電灯５と、放電灯に高圧パルスを印加して放電灯を始動させる高圧パルス発生回路４と、放電灯に低周波電力を供給するインバータ３と、直流電圧を可変し放電灯に供給する電圧／電流を制御する昇降圧コンバータ２と、放電灯の電流を検出するランプ電流検出部７と、放電灯の電圧を検出するランプ電圧検出部６と、昇降圧コンバータおよびインバータを制御する制御回路１０からなる。制御回路１０は、放電灯のランプ電圧を判別する放電灯判別回路ＤＪと、判別した結果より所定の出力電力を指令する目標出力電力設定部ＷＸと、昇降圧コンバータ駆動部Ｐ１と、ランプ電流誤差アンプＰ２と、目標電流設定部ＩＸと、インバータ駆動部Ｌ１を備えている。目標出力電力設定部ＷＸには、図２に示す目標出力電力が設定されている。目標電流設定部ＩＸは除算器であり、目標出力電力設定部ＷＸで設定された目標出力電力ＷＸと、ランプ電圧検出部６で検出されたランプ電圧Ｖｌａ２を入力して、ＷＸ／Ｖｌａ２を目標電流指令値Ｉｌａ１として演算する。ランプ電流誤差アンプＰ２は、目標電流設定部ＩＸから出力される目標電流Ｉｌａ１と、ランプ電流検出部７で検出されたランプ電流Ｉｌａ２とを比較し、検出値（Ｉｌａ２）が目標値（Ｉｌａ１）に近づくように、昇降圧コンバータ駆動部Ｐ１を制御する。昇降圧コンバータ駆動部Ｐ１は、昇降圧コンバータ２のスイッチング素子をＰＷＭ制御して、直流電源１からの入力電圧を昇降圧して出力し、ランプ電圧、ランプ電流を可変制御する。
【００１０】
上記の構成において、電源をＯＮすると、昇降圧コンバータ２、インバータ３が動作を開始し、高圧パルス発生回路４が高圧パルスを発生し、放電灯５の電極間の絶縁を破壊し、放電灯５が点灯を開始する。この時、昇降圧コンバータ２の出力に接続されたランプ電圧検出部６によりランプ電圧Ｖｌａ２を検出する。
【００１１】
ランプ電圧の時間変化を図３に示す。放電灯５の絶縁破壊前の無負荷域では、ランプ電圧Ｖｌａ２として高い電圧が印加される。この状態で高圧パルス発生回路４が高圧パルスを発生し、放電灯５の電極間の絶縁を破壊し、放電灯５が点灯を開始すると、ランプ電圧Ｖｌａ２は急減に低下する。その後、光束立上げ電力制御域では出力光束が次第に上昇して行き、それに伴ってランプ電圧Ｖｌａ２も上昇していく。安定点灯電力制御域では、ランプ電圧Ｖｌａ２は所定の電圧で安定する。
【００１２】
本実施形態では、図４に示す放電灯判別回路ＤＪによって、高圧パルスにより放電灯５の電極間の絶縁が破壊され、ランプ電圧Ｖｌａ２が急激に低下する最小電圧を判定する。図４に示す放電灯判別回路ＤＪは、ランプ電圧Ｖｌａ２の検出値と所定の閾値Ｖαとを比較する電圧比較器（コンパレータ）を備えている。検出したランプ電圧Ｖｌａ２が閾値Ｖαより低下した場合は低ランプ電圧の放電灯であると判断し、閾値Ｖαを下回らなかった場合は高ランプ電圧の放電灯であると判断する。
【００１３】
例えば、低ランプ電圧の放電灯と判断した場合は、図２のテーブル１の目標出力電力、高ランプ電圧の放電灯と判断した場合は、図２のテーブル２の目標出力電力に設定し、判別した放電灯に最適な出力電力制御を行う。
【００１４】
本実施形態によれば、放電灯に光束立上げの電力を注入する前に、ランプ電圧を検出でき、装着放電灯に対して、光束立上げ時より最適なランプ電流制御を行うことができ、装着放電灯に応じた最適出力制御が可能である。また、放電灯に過大な電流／電力が供給されず、寿命の低下及び破損を防止することができる。
【００１５】
（実施形態２）
本発明の実施形態２の構成を図５に示す。基本構成は実施形態１と同様であるが、本実施形態では、点灯毎に放電灯の判別結果をリセットして判別をやり直すものである。図５に示す回路では、電源スイッチと連動するタイマーＴ１と、タイマーＴ１に連動するリセット回路ＲＲを設けてあり、電源スイッチＯＦＦにより放電灯判別回路の判別結果をリセットするものである。
【００１６】
本実施形態によれば、実施形態１の効果に加えて、点灯毎にランプ電圧を再検出できることによって、放電灯を交換した場合にも、交換後の装着放電灯に応じた最適出力制御が可能である。
【００１７】
（実施形態３）
本発明の実施形態３の構成を図６に示す。基本構成は実施形態１と同様であり、放電灯の判別を少なくとも１回行い、その放電灯判別結果を記憶部Ｍ１に記憶しておく。また、放電灯５が取り外されたことを検知するバルブ検知部Ｄ５を設けて、放電灯５が取り外されたときには、バルブ検知部Ｄ５からの信号を受けて、リセット部ＲＲにより放電灯判別結果を記億する記憶部Ｍ１の記憶をリセットするようにしたものである。
【００１８】
本実施形態によれば、実施形態１の効果に加えて、放電灯交換ごとに装着放電灯を検知できることによって、放電灯交換に応じて最適出力制御が可能である。
【００１９】
（実施形態４）
実施形態１〜３の手段によって放電灯の種別を判別し、安定点灯時におけるランプ電圧−ランプ電力の関係を図７〜図９に示すような特性とするように制御を行う。以下、それぞれの制御特性について説明する。
【００２０】
図７の例では、判別した放電灯のランプ電圧に任意の幅を設け、点灯ランプ電圧範囲とする。点灯ランプ電圧範囲以外は出力電力を停止する。この例では、異常ランプ電圧時には、放電灯に過大な電流／電力が供給されず、放電灯寿命末期時の破損を防止することができる。
【００２１】
図８の例では、判別した放電灯のランプ電圧に任意の幅を設け、点灯ランプ電圧範囲とする。点灯ランプ電圧範囲以外は出力電力を減少する。この例では、異常ランプ電圧時、供給電力を減少することにより安全に点灯できる。また放電灯の破損を防止することができる。
【００２２】
図９の例では、判別した放電灯のランプ電圧に任意の幅を設け、点灯ランプ電圧範囲とする。点灯ランプ電圧範囲内、範囲外ともに出力制御する。この例では、異常ランプ電圧時に、供給電力を徐々に減少することにより安全に点灯できる。また放電灯の破損を防止することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、放電灯に光束立上げの電力を注入する前に、ランプ電圧を検出でき、装着放電灯に対して、光束立上げ時より最適なランプ電流制御、出力電力制御を行うことができ、装着放電灯に応じた最適出力制御が可能である。また、放電灯に過大な電流／電力が供給されず、寿命の低下及び破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の全体構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の高ランプ電圧の放電灯と低ランプ電圧の放電灯に対する出力特性を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図４】本発明の実施形態１の要部構成を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態２の全体構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態３の全体構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態４の第１の動作説明図である。
【図８】本発明の実施形態４の第２の動作説明図である。
【図９】本発明の実施形態４の第３の動作説明図である。
【図１０】従来例の全体構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１直流電源
２昇降圧コンバータ
３インバータ
４高圧パルス発生回路
５放電灯
６ランプ電圧検出部
７ランプ電流検出部
１０制御回路

Claims

放電灯に高圧パルスを印加して放電灯を始動させる高圧パルス発生回路と、直流電源からの直流電圧を昇降圧制御する昇降圧コンバータと、昇降圧コンバータの出力を低周波電力に変換して放電灯に供給するインバータと、放電灯の電流を検出するランプ電流検出部と、昇降圧コンバータの出力電圧を検出することで放電灯の電圧を検出するランプ電圧検出部と、ランプ電圧検出部の検出出力を受けて、放電灯が高圧パルスの印加により絶縁破壊された後の、最小のランプ電圧を検出することにより放電灯を判別する放電灯判別回路と、判別した結果より所定の出力電力を指令する目標出力電力設定部と、ランプ電流検出部とランプ電圧検出部と目標出力電力設定部の出力に応じて昇降圧コンバータを制御する制御手段とを備え、異なるランプ電圧の放電灯が装着された場合においても前記放電灯判別回路の判別結果に応じた出力制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１において、放電灯の判別を点灯毎に行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１において、放電灯の判別結果を記憶する記憶部を有し、少なくとも１回の放電灯の判別結果を前記記憶部に記憶し、前記記憶部がリセットされるまで前記記憶部に記憶された放電灯の判別結果による出力制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
請求項１〜３のいずれかにおいて、放電灯を判別し、規定のランプ電圧範囲以外では出力電力を減少または停止することを特徴とする放電灯点灯装置。