JP4984062B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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本発明は、自動車のヘッドランプに使用されるHIDランプ(High Intensity Discharge Lamp)などの放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as an HID lamp (High Intensity Discharge Lamp) used for an automobile headlamp.

従来、HIDランプなどの放電灯を点灯させる放電灯点灯装置としては、バッテリなどの直流電源から入力される直流電圧を昇圧する直流昇圧回路(DC/DCコンバータ)と、この直流昇圧回路の出力を交流に変換可能なインバータ回路と、放電灯の点灯開始時に該放電灯の放電を開始させる起動用高圧パルスを放電灯に印加する起動回路とを備え、直流昇圧回路からインバータ回路を介して放電灯に電力を供給して、該放電灯を点灯させるようにしたものが一般に知られている(例えば特許文献1、2を参照)。   Conventionally, as a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as an HID lamp, a DC booster circuit (DC / DC converter) that boosts a DC voltage input from a DC power source such as a battery, and an output of the DC booster circuit are used. An inverter circuit capable of converting to alternating current; and a starting circuit for applying a starting high-pressure pulse for starting discharge of the discharge lamp to the discharge lamp at the start of lighting of the discharge lamp, from the DC booster circuit through the inverter circuit It is generally known that the electric lamp is supplied with electric power to turn on the discharge lamp (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図5は、従来の一般的な放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。同図中、100は自動車のバッテリなどの直流電源、101は直流昇圧回路(DC/DCコンバータ)、102はインバータ回路、103は起動回路、104は放電灯としてのHIDランプ、105は直流昇圧回路101およびインバータ回路102を制御するコントローラ(制御回路)である。また、コントローラ105による直流昇圧回路101およびインバータ回路102の制御のために、直流昇圧回路101と、インバータ回路102との間には、HIDランプ104の発生電圧(以下、ランプ電圧ということがある)を検出するための電圧検出用分圧抵抗106,107と、HIDランプ104に流れる電流(以下、ランプ電流ということがある)を検出するための電流検出用抵抗108とが介装されると共に、HIDランプ104の起動直後のランプ電流の落ち込みを防止するための起動補助回路109が介装されている。   FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional general discharge lamp lighting device. In the figure, 100 is a DC power source such as an automobile battery, 101 is a DC boosting circuit (DC / DC converter), 102 is an inverter circuit, 103 is a starting circuit, 104 is an HID lamp as a discharge lamp, and 105 is a DC boosting circuit. 101 is a controller (control circuit) that controls the inverter 101 and the inverter circuit 102. Further, in order to control the DC booster circuit 101 and the inverter circuit 102 by the controller 105, a voltage generated by the HID lamp 104 (hereinafter sometimes referred to as a lamp voltage) is provided between the DC booster circuit 101 and the inverter circuit 102. Voltage detecting voltage dividing resistors 106 and 107 for detecting the current and a current detecting resistor 108 for detecting a current flowing in the HID lamp 104 (hereinafter sometimes referred to as a lamp current) are interposed, A start-up auxiliary circuit 109 for preventing a drop in lamp current immediately after the start of the HID lamp 104 is provided.

図示の例では、直流昇圧回路101は、半導体スイッチ素子110、昇圧トランス111、整流用ダイオード112および平滑用コンデンサ113を図示の如く接続して構成されたPWM制御方式のDC/DCコンバータである。この直流昇圧回路101は、半導体スイッチ素子110と昇圧トランス111の1次巻き線との直列回路に直流電源100から直流電圧を入力した状態で、半導体スイッチ素子110を所定の周期でON・OFFすることにより昇圧トランス111の2次巻き線に高圧のパルス電圧を発生させる。そして、このパルス電圧を、2次巻き線に直列に接続された整流用ダイオード112および平滑用コンデンサ113でそれぞれ整流、平滑化することによって、直流電源100の直流電圧を昇圧してなる直流の出力電圧を発生する。この直流昇圧回路101の出力電圧は、コントローラ105によって、半導体スイッチ素子110のON・OFFのデューティを制御する(半導体スイッチ素子110をPWM制御する)ことによって操作され、無負荷状態(直流昇圧回路101の出力電流が0である状態)において最大で400V程度の出力電圧を発生可能とされている。   In the illustrated example, the DC booster circuit 101 is a PWM control type DC / DC converter configured by connecting a semiconductor switch element 110, a booster transformer 111, a rectifying diode 112, and a smoothing capacitor 113 as illustrated. The DC booster circuit 101 turns the semiconductor switch element 110 ON / OFF at a predetermined cycle in a state where a DC voltage is input from the DC power supply 100 to a series circuit of the semiconductor switch element 110 and the primary winding of the boost transformer 111. As a result, a high voltage pulse voltage is generated in the secondary winding of the step-up transformer 111. Then, this pulse voltage is rectified and smoothed by a rectifying diode 112 and a smoothing capacitor 113 connected in series to the secondary winding, respectively, thereby boosting the DC voltage of the DC power source 100 and outputting a direct current. Generate voltage. The output voltage of the DC booster circuit 101 is operated by the controller 105 by controlling the ON / OFF duty of the semiconductor switch element 110 (PWM control of the semiconductor switch element 110). In the state where the output current is 0), an output voltage of about 400 V at maximum can be generated.

また、インバータ回路102は、4個の半導体スイッチ素子102a,102b,102c,102dを図示の如くブリッジ接続して構成され、これらの半導体スイッチ素子102a〜102dのON・OFFをコントローラ105により制御することで、直流昇圧回路101から入力される直流を交流に変換して出力することが可能となっている。なお、半導体スイッチ素子102a,102dの組と、102b,102cの組とのうちの一方をON状態に維持し、且つ他方をOFF状態に維持することによって、インバータ回路102は、直流昇圧回路102の出力電圧とほぼ同等の大きさで、且つ、その出力電圧と同極性または逆極性の直流電圧を出力することも可能である。   The inverter circuit 102 is configured by connecting four semiconductor switch elements 102a, 102b, 102c, and 102d in a bridge manner as shown in the figure, and the controller 105 controls ON / OFF of these semiconductor switch elements 102a to 102d. Thus, the direct current input from the direct current booster circuit 101 can be converted into alternating current and output. Note that by maintaining one of the pair of semiconductor switch elements 102a and 102d and the pair of 102b and 102c in the ON state and maintaining the other in the OFF state, the inverter circuit 102 is connected to the DC boost circuit 102. It is also possible to output a DC voltage having a magnitude substantially equal to that of the output voltage and having the same polarity or opposite polarity as the output voltage.

起動回路103は、ダイオード114、抵抗115およびコンデンサ116の直列回路と、サイリスタ117およびダイオード118の並列回路と、起動用トランス119と、サイリスタ117のトリガ回路120とを、インバータ回路102とHIDランプ104との間で図示の如く接続して構成されている。この起動回路103では、HIDランプ104の点灯開始前に、直流昇圧回路101からダイオード114および抵抗115を介してコンデンサ116に充電される電圧に応じてトリガ回路120がサイリスタ117をONにすることで、コンデンサ116の充電電荷を起動用トランス119の1次巻き線に瞬時的に通電する。これにより、HIDランプ104に直列に接続されている起動用トランス119の2次巻き線に起動用高圧パルスを励起して、この起動用高圧パルスをHIDランプ104に印加する。   The starting circuit 103 includes a series circuit of a diode 114, a resistor 115 and a capacitor 116, a parallel circuit of a thyristor 117 and a diode 118, a starting transformer 119, a trigger circuit 120 of the thyristor 117, an inverter circuit 102, and an HID lamp 104. And connected as shown in the figure. In this start-up circuit 103, before the HID lamp 104 is turned on, the trigger circuit 120 turns on the thyristor 117 according to the voltage charged from the DC booster circuit 101 through the diode 114 and the resistor 115 to the capacitor 116. The charged electric charge of the capacitor 116 is instantaneously supplied to the primary winding of the starting transformer 119. As a result, a starting high-pressure pulse is excited in the secondary winding of the starting transformer 119 connected in series with the HID lamp 104, and this starting high-pressure pulse is applied to the HID lamp 104.

なお、電圧検出用分圧抵抗106,107は、直列に接続されており、その両端に直流昇圧回路101の出力電圧が印加されるようになっている。そして、電圧検出用分圧抵抗106,107のうちの抵抗107に発生する電圧(これは直流昇圧回路101の出力電圧に比例する)を、HIDランプ104のランプ電圧の検出信号としてコントローラ105に出力する。また、電流検出用抵抗108は、HIDランプ104のランプ電流に比例する電圧を発生し、これをランプ電流の検出信号としてコントローラ105に出力する。また、起動補助回路109は、抵抗121およびコンデンサ122の直列回路により構成され、その両端に、直流昇圧回路101の出力電圧が電流検出用抵抗108を介して印加されるようになっている。補足すると、HIDランプ104には、後述するように25kV程度の起動用高圧パルスが印加されるため、そのHIDランプ104のランプ電圧を直接的に検出することは回路的に難しい。また、起動用高圧パルスの印加時以外では、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a〜102dのON抵抗などに起因する若干の誤差はあるものの、直流昇圧回路101の出力電圧は、HIDランプ104のランプ電圧と概ね同等となる。そのため、電圧検出用分圧抵抗106,107による検出信号(直流昇圧回路101の出力電圧に比例した電圧信号)が、HIDランプ104のランプ電圧の検出信号として使用される。   The voltage detection voltage dividing resistors 106 and 107 are connected in series, and the output voltage of the DC booster circuit 101 is applied to both ends thereof. Then, a voltage generated in the resistor 107 of the voltage detection voltage dividing resistors 106 and 107 (which is proportional to the output voltage of the DC booster circuit 101) is output to the controller 105 as a lamp voltage detection signal of the HID lamp 104. To do. The current detection resistor 108 generates a voltage proportional to the lamp current of the HID lamp 104 and outputs this voltage to the controller 105 as a lamp current detection signal. The start-up auxiliary circuit 109 is constituted by a series circuit of a resistor 121 and a capacitor 122, and an output voltage of the DC booster circuit 101 is applied to both ends thereof via a current detection resistor 108. Supplementally, since a starting high voltage pulse of about 25 kV is applied to the HID lamp 104 as described later, it is difficult to detect the lamp voltage of the HID lamp 104 directly in terms of circuit. The output voltage of the DC booster circuit 101 is not the same as that of the HID lamp 104 although there is a slight error due to the ON resistance of the semiconductor switch elements 102a to 102d of the inverter circuit 102 except when the high-voltage pulse for starting is applied. It is roughly equivalent to voltage. Therefore, a detection signal (voltage signal proportional to the output voltage of the DC booster circuit 101) by the voltage detection voltage dividing resistors 106 and 107 is used as a lamp voltage detection signal of the HID lamp 104.

上記構成の放電灯点灯装置によるHIDランプ104の動作制御(HIDランプ104の放電・点灯を開始させて、連続的な点灯を安定的に行なうための制御)は次のように行なわれる。図6(a),(b)はそれぞれ、この動作制御におけるランプ電圧、ランプ電流の経時変化を例示するタイミングチャートである。   The operation control of the HID lamp 104 (control for starting the discharge / lighting of the HID lamp 104 and performing stable lighting stably) by the discharge lamp lighting device having the above configuration is performed as follows. FIGS. 6A and 6B are timing charts illustrating the change over time in the lamp voltage and lamp current in this operation control.

まず、直流昇圧回路101に直流電源100から直流電圧(例えば約12V)を入力した状態で、コントローラ105により、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a,102dの組をON状態に制御し、且つ半導体スイッチ素子102b,102cの組をOFF状態に制御する。さらに、コントローラ105により直流昇圧回路101の半導体スイッチ素子110をPWM制御し、該直流昇圧回路101の出力電圧を最大の400V程度まで昇圧する。このとき、直流昇圧回路101の出力電圧がインバータ回路102を介してHIDランプ104に印加される(図6(a)の時刻t1〜t2の期間)。   First, in a state where a DC voltage (for example, about 12 V) is input from the DC power supply 100 to the DC booster circuit 101, the controller 105 controls the set of semiconductor switch elements 102a and 102d of the inverter circuit 102 to the ON state, and the semiconductor switch The set of the elements 102b and 102c is controlled to be in the OFF state. Further, the controller 105 performs PWM control of the semiconductor switch element 110 of the DC boost circuit 101 to boost the output voltage of the DC boost circuit 101 to a maximum of about 400V. At this time, the output voltage of the DC booster circuit 101 is applied to the HID lamp 104 via the inverter circuit 102 (period t1 to t2 in FIG. 6A).

この期間において、前記起動補助回路109のコンデンサ122が充電され、さらに、起動回路103のコンデンサ116が充電される。そして、起動回路103のコンデンサ116の充電電圧が所定値を超えると、トリガ回路120によって、サイリスタ117がONにされる(図6(a),(b)の時刻t2)。これにより、コンデンサ116の電荷が起動用トランス119の1次巻き線およびサイリスタ117を介して瞬時に放電し、起動用トランス119の2次巻き線に波高値が25kV程度の起動用高圧パルスが発生する。そして、この起動用高圧パルスがHIDランプ104に印加されることとなる。   During this period, the capacitor 122 of the startup auxiliary circuit 109 is charged, and further, the capacitor 116 of the startup circuit 103 is charged. When the charging voltage of the capacitor 116 of the starting circuit 103 exceeds a predetermined value, the trigger circuit 120 turns on the thyristor 117 (time t2 in FIGS. 6A and 6B). As a result, the electric charge of the capacitor 116 is instantaneously discharged through the primary winding of the starting transformer 119 and the thyristor 117, and a high-voltage starting pulse having a peak value of about 25 kV is generated in the secondary winding of the starting transformer 119. To do. This starting high-pressure pulse is applied to the HID lamp 104.

図7は、その起動用高圧パルスの波形の例を示すグラフである。前記起動回路103では、サイリスタ117に過大な逆方向電圧が作用して該サイリスタ117が損傷しないように、サイリスタ117の順方向と逆向きのダイオード118が該サイリスタ117に並列接続されている。このため、起動用高圧パルスの波形は、図7に示すように単純な減衰振動のものとなる。   FIG. 7 is a graph showing an example of the waveform of the starting high-voltage pulse. In the start-up circuit 103, a diode 118 in the reverse direction to the forward direction of the thyristor 117 is connected in parallel to the thyristor 117 so that an excessive reverse voltage acts on the thyristor 117 and the thyristor 117 is not damaged. For this reason, the waveform of the starting high-voltage pulse is a simple damped oscillation as shown in FIG.

この起動用高圧パルスの印加によって、HIDランプ104の放電・点灯が開始し、直流昇圧回路101からインバータ回路102を介してHIDランプ104に瞬時的な突入電流が流れる。このとき、HIDランプ104に突入電流が流れることで、直流昇圧回路101の出力部のコンデンサ113が急速に放電する。このため、HIDランプ104の起動直後(起動用高圧パルスの印加直後)のランプ電流は、図6(b)に示すように急速に低下する。この場合、前記起動補助回路109を省略すると、図6(b)に破線で示すようにランプ電流が過剰に低下して(ランプ電流の過剰な落ち込みが発生して)、HIDランプ104の立ち消えが生じやすい。起動補助回路109は、これを防止するためのものであり、そのコンデンサ122の充電電荷を抵抗121を介してHIDランプ104に放電する(これは起動用高圧パルスの印加時から若干遅れる)ことで、ランプ電流の過剰な低下を抑制し、HIDランプ104の放電・点灯を持続させる。なお、HIDランプ104が冷えた状態でのHIDランプ104の起動(所謂、コールドスタート)の直後においては、HIDランプ104で発生するランプ電圧は20V程度であるので、該ランプ電圧は起動用高圧パルスの印加後、低下していく。   The application of the starting high-voltage pulse starts discharging and lighting of the HID lamp 104, and an instantaneous inrush current flows from the DC booster circuit 101 to the HID lamp 104 through the inverter circuit 102. At this time, an inrush current flows through the HID lamp 104, whereby the capacitor 113 at the output of the DC booster circuit 101 is rapidly discharged. For this reason, the lamp current immediately after startup of the HID lamp 104 (immediately after application of the startup high-pressure pulse) rapidly decreases as shown in FIG. In this case, if the start-up auxiliary circuit 109 is omitted, the lamp current is excessively decreased (an excessive decrease in the lamp current occurs) as shown by a broken line in FIG. 6B, and the HID lamp 104 is extinguished. Prone to occur. The start-up auxiliary circuit 109 is for preventing this, and by discharging the charge of the capacitor 122 to the HID lamp 104 via the resistor 121 (this is slightly delayed from the time of applying the start-up high-pressure pulse). The excessive reduction of the lamp current is suppressed, and the discharge / lighting of the HID lamp 104 is continued. Immediately after the start of the HID lamp 104 (so-called cold start) with the HID lamp 104 cooled, the lamp voltage generated in the HID lamp 104 is about 20 V, so that the lamp voltage is the high voltage pulse for starting. After application of, it decreases.

一方、HIDランプ104の起動直後は、その電極の温度が低く、HIDランプ104の放電が不安定になりやすい。そこで、HIDランプ104の電極を早急に昇温して、HIDランプ104の放電を安定化させるために、HIDランプ104の起動開始時から所定時間が経過するまでの期間(図6(a),(b)の時刻t2からt4までの期間。以下、放電安定化期間という)においては、HIDランプ104の定常的な点灯時における交流点灯周波数(例えば400Hz)の周期よりも十分に長い所定時間(例えば10〜20ms程度)ずつ、正極性および負極性の直流電流を順次、HIDランプ104に流すようにインバータ回路102がコントローラ105により制御される。すなわち、前記放電安定化期間のうち、図6(a),(b)の時刻t2からt3の期間では、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a,102dをONに制御し、且つ半導体スイッチ素子102b,102cをOFFに制御することによって、HIDランプ104に正極性のランプ電流を流し、これに続く時刻t3からt4の期間では、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a,102dをOFFに制御し、且つ半導体スイッチ素子102b,102cをONに制御することによって、HIDランプ104に負極性のランプ電流を流す。なお、これらの期間では、前記電圧検出用分圧抵抗106,107を介してコントローラ105に入力されるランプ電圧の検出信号に応じてランプ電流、またはHIDランプ104への供給電力(以下、ランプ電力ということがある)の目標値が決定される。その目標値は、HIDランプ104の電極を早期に昇温させ、HIDランプ104の放電を安定化する上で適切なランプ電流またはランプ電力の目標値である。そして、電流検出用抵抗108を介して検出されるランプ電流、あるいは、そのランプ電流の検出値とランプ電圧の検出値とから把握されるランプ電力がその目標値に一致するように、直流昇圧回路101の出力が半導体スイッチ素子110を介してコントローラ105によりフィードバック制御される。   On the other hand, immediately after activation of the HID lamp 104, the temperature of the electrode is low, and the discharge of the HID lamp 104 tends to become unstable. Therefore, in order to quickly raise the temperature of the electrode of the HID lamp 104 and stabilize the discharge of the HID lamp 104, a period until a predetermined time elapses from the start of activation of the HID lamp 104 (FIG. 6A, In a period from time t2 to t4 in (b) (hereinafter referred to as a discharge stabilization period), a predetermined time (which is sufficiently longer than the cycle of the AC lighting frequency (for example, 400 Hz) during steady lighting of the HID lamp 104) For example, the inverter circuit 102 is controlled by the controller 105 so that positive and negative DC currents are sequentially supplied to the HID lamp 104 in increments of 10-20 ms. That is, in the discharge stabilization period, during the period from time t2 to t3 in FIGS. 6A and 6B, the semiconductor switch elements 102a and 102d of the inverter circuit 102 are controlled to be ON, and the semiconductor switch elements 102b, By controlling 102c to OFF, a positive lamp current is caused to flow through the HID lamp 104, and during the subsequent period from time t3 to t4, the semiconductor switch elements 102a and 102d of the inverter circuit 102 are controlled to be OFF, and the semiconductor By controlling the switch elements 102b and 102c to be ON, a negative lamp current is caused to flow through the HID lamp 104. In these periods, the lamp current or the power supplied to the HID lamp 104 (hereinafter referred to as lamp power) according to the lamp voltage detection signal input to the controller 105 via the voltage detection voltage dividing resistors 106 and 107. Target value) is determined. The target value is a target value of an appropriate lamp current or lamp power for raising the temperature of the electrode of the HID lamp 104 at an early stage and stabilizing the discharge of the HID lamp 104. Then, the direct current booster circuit is set so that the lamp current detected via the current detection resistor 108 or the lamp power obtained from the detected value of the lamp current and the detected value of the lamp voltage matches the target value. The output of 101 is feedback controlled by the controller 105 via the semiconductor switch element 110.

上記放電安定化期間の終了時には、HIDランプ104の電極は十分に昇温しているので、その後はHIDランプ104の交流点灯を行なっても、HIDランプ104の立ち消えを生じることなく、放電・点灯を安定に行なうことができる。そこで、前記放電安定化期間が終了すると(図6(a),(b)の時刻t4)、次に、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a,102dの組と、半導体スイッチ素子102b,102cの組との交互のON・OFFがコントローラ105により400Hz程度の周波数で制御される。これによりHIDランプ104の交流点灯が開始される。   At the end of the discharge stabilization period, the electrode of the HID lamp 104 is sufficiently heated, so that even after the HID lamp 104 is turned on, the HID lamp 104 is not turned off and discharged and lit. Can be performed stably. Therefore, when the discharge stabilization period ends (time t4 in FIGS. 6A and 6B), next, a set of semiconductor switch elements 102a and 102d of the inverter circuit 102 and a set of semiconductor switch elements 102b and 102c. Are alternately controlled by the controller 105 at a frequency of about 400 Hz. Thereby, AC lighting of the HID lamp 104 is started.

この交流点灯では、前記電圧検出用分圧抵抗106,107を介して検出されるランプ電圧に応じてランプ電流またはランプ電力の目標値が設定され、前記電流検出用抵抗108を介して検出されるランプ電流、あるいは、そのランプ電流の検出値とランプ電圧の検出値とから把握されるランプ電力が、それらの目標値になるように直流昇圧回路101の出力がコントローラ105により半導体スイッチ素子110を介してフィードバック制御される。   In this AC lighting, a target value of lamp current or lamp power is set according to the lamp voltage detected through the voltage detection voltage dividing resistors 106 and 107 and detected through the current detection resistor 108. The controller 105 outputs the output of the DC booster circuit 101 via the semiconductor switch element 110 so that the lamp power or the lamp power obtained from the detected value of the lamp current and the detected value of the lamp voltage becomes the target value. Feedback controlled.

この場合、HIDランプ104のコールドスタートの直後では、HIDランプ104の光束(光量)が安定的な点灯時よりも低いので、HIDランプ104の光束を早急に立ち上げる必要がある。また、一般に、HIDランプ104の継続的な点灯時には、該HIDランプ104の発光管の温度の上昇に伴い、ランプ電圧が上昇していくと共に、光束が上昇していく。そこで、HIDランプ104の交流点灯におけるランプ電流またはランプ電力の目標値は、ランプ電圧が比較的低い状態でHIDランプ104の定格電流(安定点灯時のランプ電流)の数倍のウォームアップ電流をHIDランプ104に流すようにランプ電圧の検出値に応じて設定される。例えば図8に例示するように、交流点灯におけるランプ電流またはランプ電力の目標値がランプ電圧の検出値に応じて設定される。なお、この図8の例は、HIDランプ104として、水銀を封入したHIDランプを使用した場合の例である。   In this case, immediately after the cold start of the HID lamp 104, the luminous flux (light quantity) of the HID lamp 104 is lower than that at the time of stable lighting, so that the luminous flux of the HID lamp 104 needs to be raised immediately. In general, when the HID lamp 104 is continuously turned on, the lamp voltage increases and the luminous flux increases as the temperature of the arc tube of the HID lamp 104 increases. Therefore, the target value of the lamp current or lamp power for AC lighting of the HID lamp 104 is a warm-up current that is several times the rated current of the HID lamp 104 (lamp current during stable lighting) in a state where the lamp voltage is relatively low. It is set according to the detected value of the lamp voltage so as to flow through the lamp 104. For example, as illustrated in FIG. 8, the target value of the lamp current or lamp power in AC lighting is set according to the detected value of the lamp voltage. The example of FIG. 8 is an example in which an HID lamp enclosing mercury is used as the HID lamp 104.

このようにHIDランプ104の交流点灯におけるランプ電流またはランプ電圧を制御することで、図6(a)に示すように、ランプ電圧が徐々に増加していき、最終的に85V程度の電圧で安定する。また、図6(b)に示すように、ランプ電流が徐々に減少していき、最終的に0.4A程度の電流で安定する。
特開平11−329768号公報 特開2000−36393号公報
By controlling the lamp current or lamp voltage during AC lighting of the HID lamp 104 in this way, the lamp voltage gradually increases as shown in FIG. 6A, and finally stable at a voltage of about 85V. To do. Further, as shown in FIG. 6B, the lamp current gradually decreases and finally stabilizes at a current of about 0.4 A.
JP 11-329768 A JP 2000-36393 A

ところで、従来は、水銀を封入したHIDランプ(以下、水銀封入HIDランプということがある)が一般的に使用されていたが、近年では、環境保護などのために、水銀の封入を必要としないHIDランプ(以下、水銀フリーHIDランプということがある)が開発され、これを水銀封入HIDランプの代わりに使用することの要望が高まっている。   By the way, conventionally, an HID lamp encapsulating mercury (hereinafter sometimes referred to as a mercury encapsulated HID lamp) has been generally used. However, in recent years, it is not necessary to enclose mercury for environmental protection or the like. HID lamps (hereinafter sometimes referred to as mercury-free HID lamps) have been developed, and there is an increasing demand for using them instead of mercury-filled HID lamps.

この水銀フリーHIDランプは、前記した従来の放電灯点灯装置を使用して、水銀封入HIDランプと同様に試験的には点灯させることが可能である。   This mercury-free HID lamp can be lit on a trial basis in the same manner as the mercury-filled HID lamp using the above-described conventional discharge lamp lighting device.

しかるに、水銀フリーHIDランプでは、その起動直後に必要な最大のウォームアップ電流が水銀封入フリーHIDランプよりも大きいと共に、安定点灯時においても、水銀封入HIDランプと同等の光束を得るためには、水銀封入HIDランプの2倍程度のランプ電流を必要とする。そして、このように必要なランプ電流が水銀封入HIDランプよりも大きくなることで、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a〜102dのON抵抗や起動用トランス119の1次巻き線の抵抗に起因する電圧降下の大きさやそのばらつきが大きくなる。このため、前記電圧検出用分圧抵抗106,107を介して検出される電圧(=直流昇圧回路101の出力電圧)の、実際のランプ電圧に対する誤差が大きくなる。   However, in the mercury-free HID lamp, the maximum warm-up current required immediately after its startup is larger than that in the mercury-filled free HID lamp, and in order to obtain a luminous flux equivalent to that of the mercury-filled HID lamp even during stable lighting, The lamp current is about twice that of a mercury-filled HID lamp. Then, since the necessary lamp current becomes larger than that of the mercury-filled HID lamp, the voltage caused by the ON resistance of the semiconductor switch elements 102a to 102d of the inverter circuit 102 and the resistance of the primary winding of the starting transformer 119 is obtained. The magnitude of the descent and its variation increase. For this reason, an error of the voltage detected through the voltage detection voltage dividing resistors 106 and 107 (= the output voltage of the DC booster circuit 101) with respect to the actual lamp voltage increases.

さらに、水銀フリーHIDランプの起動後の初期のランプ電圧(交流点灯の開始時刻付近でのランプ電圧)は、25V程度で、水銀封入HIDランプの初期のランプ電圧(20V程度)と同程度であるものの、安定点灯時におけるランプ電圧は、42V程度で、水銀封入HIDランプの安定点灯時におけるランプ電圧(85V程度)の半分程度である。従って、水銀フリーHIDランプのランプ電圧の変化幅は、水銀封入HIDランプのランプ電圧の変化幅よりも大幅に小さいものとなる。   Furthermore, the initial lamp voltage after starting the mercury-free HID lamp (the lamp voltage near the start time of AC lighting) is about 25 V, which is about the same as the initial lamp voltage (about 20 V) of the mercury-filled HID lamp. However, the lamp voltage during stable lighting is about 42V, which is about half of the lamp voltage (about 85V) during stable lighting of the mercury-filled HID lamp. Therefore, the change width of the lamp voltage of the mercury-free HID lamp is significantly smaller than the change width of the lamp voltage of the mercury-filled HID lamp.

このように、水銀フリーHIDランプを使用した場合には、水銀封入HIDランプを使用した場合に比べて、ランプ電圧の変化幅が小さく、また、ランプ電圧の検出値の、実際のランプ電圧に対する誤差が大きくなるため、前述のようなHIDランプの動作制御を好適に行なうことが困難となり、場合によっては、HIDランプの早急な寿命劣化による立ち消えを生じる恐れがあった。   As described above, when the mercury-free HID lamp is used, the variation range of the lamp voltage is smaller than when the mercury-filled HID lamp is used, and the error of the detected value of the lamp voltage with respect to the actual lamp voltage. Therefore, it becomes difficult to suitably control the operation of the HID lamp as described above, and in some cases, the HID lamp may be extinguished due to rapid life deterioration.

また、水銀フリーHIDランプでは、必要なランプ電流が水銀封入HIDランプよりも大きくなるため、図5に示したような従来の放電灯点灯装置で、水銀フリーHIDランプを動作させると、水銀封入HIDランプを動作させる場合よりも、放電灯点灯装置の直流昇圧回路101の昇圧トランス111の2次巻き線の直流抵抗や、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a〜102dのON抵抗などの抵抗分に起因するジュール熱による発熱が大きくなり、該放電灯点灯装置の回路効率が低下してしまうという不都合があった。   In addition, the mercury-free HID lamp requires a larger lamp current than the mercury-filled HID lamp. Therefore, when the mercury-free HID lamp is operated with the conventional discharge lamp lighting device as shown in FIG. Rather than operating the lamp, it is caused by resistance components such as the DC resistance of the secondary winding of the step-up transformer 111 of the DC boost circuit 101 of the discharge lamp lighting device and the ON resistance of the semiconductor switch elements 102a to 102d of the inverter circuit 102. The heat generated by the Joule heat increases, and the circuit efficiency of the discharge lamp lighting device decreases.

上記のような不都合を解消するためには、例えば、直流昇圧回路101の最大出力電圧を下げることが考えられる。直流昇圧回路101の最大出力電圧を下げれば、インバータ回路102の半導体スイッチ素子102a〜102dの必要耐圧が低減され、それらのON抵抗を小さくすることが可能である。さらに、直流昇圧回路101の昇圧トランス111の2次巻き線の巻き数を減らして、その直流抵抗を低減させることが可能であるので、放電灯点灯装置の発熱を低減することが可能となると考えられる。   In order to eliminate the above inconvenience, for example, it is conceivable to reduce the maximum output voltage of the DC booster circuit 101. If the maximum output voltage of the DC booster circuit 101 is lowered, the required breakdown voltage of the semiconductor switch elements 102a to 102d of the inverter circuit 102 is reduced, and the ON resistance thereof can be reduced. Furthermore, since it is possible to reduce the DC resistance by reducing the number of secondary windings of the step-up transformer 111 of the DC boost circuit 101, it is considered that the heat generation of the discharge lamp lighting device can be reduced. It is done.

しかしながら、前記した従来の放電灯点灯装置では、直流昇圧回路101の最大出力電圧を下げると、換言すれば、HIDランプの点灯開始前に直流昇圧回路101からHIDランプに印加する電圧を従来の400V程度よりも低くすると、HIDランプの放電が安定に開始せず、HIDランプの起動ミスが生じやすいことが本願発明者等の検討により判明した。   However, in the above-described conventional discharge lamp lighting device, when the maximum output voltage of the DC booster circuit 101 is lowered, in other words, the voltage applied from the DC booster circuit 101 to the HID lamp before starting the lighting of the HID lamp is 400 V of the prior art. The inventors of the present application have found that if the temperature is lower than about 1, the discharge of the HID lamp does not start stably, and an HID lamp start-up error is likely to occur.

そして、本願発明者が、その原因について種々様々の検討を重ねた結果、従来の放電灯点灯装置では、起動回路103から印加される起動用高圧パルスのパルス幅、すなわち、該起動用高圧パルスのHIDランプへの印加時間が短すぎ、これが、直流昇圧回路の最大出力電圧を400Vよりも低くしたときのHIDランプの放電開始を不安定化する一つの要因となることが判明した。   Then, as a result of the inventor of the present application repeating various studies on the cause, in the conventional discharge lamp lighting device, the pulse width of the start high voltage pulse applied from the start circuit 103, that is, the start high voltage pulse It has been found that the application time to the HID lamp is too short, and this is one factor that destabilizes the discharge start of the HID lamp when the maximum output voltage of the DC booster circuit is lower than 400V.

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、放電灯の点灯開始時に該放電灯に印加する起動用高圧パルスのパルス幅を簡単な手法で拡大することができ、ひいては、直流昇圧回路の最大出力電圧を低くしても、HIDランプなどの放電灯の起動時の放電・点灯を円滑に開始することができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and the pulse width of the starting high-pressure pulse applied to the discharge lamp at the start of lighting of the discharge lamp can be expanded by a simple method. An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of smoothly starting discharge / lighting at the start of a discharge lamp such as an HID lamp even when the maximum output voltage is lowered.

本発明の放電灯点灯装置は、かかる目的を達成するために、直流電源から入力される直流電圧を昇圧し、その昇圧後の出力電圧をインバータ回路を介して放電灯に入力する直流昇圧回路と、該直流昇圧回路から電力の供給を受けて、前記放電灯の点灯を開始するための起動用高圧パルスを該放電灯に印加する起動回路とを備え、前記放電灯の点灯開始時に、前記直流昇圧回路からインバータ回路を介して所定値の直流電圧を前記放電灯に印加した状態で、前記起動回路から起動用高圧パルスを放電灯に印加して該放電灯の点灯を開始させる放電灯点灯装置において、前記起動回路は、前記インバータ回路の一対の出力端子間で前記放電灯と直列に接続された2次巻き線を有する起動用トランスと、前記放電灯の点灯開始前に前記直流昇圧回路から電力の供給を受けて充電される起動用コンデンサと、該起動用コンデンサの両端間で前記起動用トランスの1次巻き線と直列に接続され、該起動用コンデンサの充電電圧が所定のブレークダウン電圧以上となった時に自律的に導通するブレークダウン素子とを備え、該ブレークダウン素子の導通により前記起動用コンデンサの充電電荷を前記起動用トランスの1次巻き線を介して瞬時的に放電させることにより、該起動用トランスの2次巻き線に前記起動用高圧パルスを励起するように構成された回路であり、前記起動用トランスは、その2次巻き線に励起される起動用高圧パルスの波形が、前記起動用コンデンサから該起動用トランスの1次巻き線に瞬時的に電流が流れることに起因して該起動用トランスの2次巻き線に励起される第1の高圧パルス成分と、該第1の高圧パルスの発生直後に該起動用トランスの1次巻き線に電流が流れなくなることに起因して該起動用トランスの2次巻き線に逆起電力により励起される第2の高圧パルス成分とを合成してなる減衰振動波形となり、且つ、前記両高圧パルス成分が位相をずらして重なり合うことにより当該減衰振動波形のパルス部分が形成されるように、両巻き線のうちの少なくともいずれか一方の結合性が調整されたトランスであることを特徴とする(第1発明)。   In order to achieve such an object, a discharge lamp lighting device of the present invention boosts a DC voltage input from a DC power supply, and a DC boost circuit that inputs the boosted output voltage to the discharge lamp via an inverter circuit; A starting circuit for receiving a power supply from the DC booster circuit and applying a starting high-pressure pulse for starting the lighting of the discharge lamp to the discharge lamp, and at the start of lighting of the discharge lamp, A discharge lamp lighting device that starts a lighting of a discharge lamp by applying a starting high-pressure pulse from the starting circuit to the discharge lamp in a state where a DC voltage of a predetermined value is applied to the discharge lamp from the booster circuit via an inverter circuit The starter circuit includes a starter transformer having a secondary winding connected in series with the discharge lamp between a pair of output terminals of the inverter circuit, and the DC booster circuit before the start of lighting of the discharge lamp. And a starting capacitor that is charged by the supply of electric power, and is connected in series with the primary winding of the starting transformer between both ends of the starting capacitor, and the charging voltage of the starting capacitor is a predetermined breakdown voltage. And a breakdown element that autonomously conducts when the voltage exceeds the voltage, and the conduction of the breakdown element instantaneously discharges the charge of the starting capacitor via the primary winding of the starting transformer. Thus, the circuit is configured to excite the high-voltage pulse for start-up in the secondary winding of the start-up transformer, and the start-up transformer includes the high-voltage pulse for start-up excited in the secondary winding. The waveform is excited in the secondary winding of the starting transformer due to the instantaneous flow of current from the starting capacitor to the primary winding of the starting transformer. And the secondary winding of the starting transformer is excited by the back electromotive force due to the fact that current does not flow in the primary winding of the starting transformer immediately after the generation of the first high-pressure pulse. The two high-voltage pulse components are combined to form a damped oscillation waveform, and the two high-voltage pulse components are overlapped with a phase shift to form a pulse portion of the damped oscillation waveform. It is a transformer in which the connectivity of at least one of the wires is adjusted (first invention).

この第1発明によれば、前記起動回路の起動用トランスの2次巻き線に励起される起動用高圧パルスの波形が、前記起動用コンデンサから該起動用トランスの1次巻き線に瞬時的に電流が流れることに起因して該起動用トランスの2次巻き線に励起される第1の高圧パルス成分と、該第1の高圧パルスの発生直後に該起動用トランスの1次巻き線に電流が流れなくなることに起因して該起動用トランスの2次巻き線に逆起電力により励起される第2の高圧パルス成分とを合成してなる減衰振動波形となり、且つ、前記両高圧パルス成分が位相をずらして重なり合うことにより当該減衰振動波形のパルス部分が形成されるような波形となる。このため、起動用高圧パルスの各パルス部分(起動用高圧パルスの減衰振動波形における半周期分のパルス部分)が、前記第1の高圧パルス成分および第2の高圧パルス成分の位相をずらした重なりによって、それぞれの高圧パルス成分のパルス幅よりも大きなパルス幅となり、起動用高圧パルスの各パルス部分の幅を広くすることができる。このため、放電灯の点灯開始時に、高圧の電圧が連続的に付与される時間を長くすることができる。ひいては、放電灯の点灯開始前に直流昇圧回路から放電灯に印加される前記所定値の直流電圧が比較的低い状態であっても、起動用高圧パルスの印加に応じた放電灯の放電を安定して開始させることができる。   According to the first aspect of the present invention, the waveform of the starting high-voltage pulse excited by the secondary winding of the starting transformer of the starting circuit is instantaneously transferred from the starting capacitor to the primary winding of the starting transformer. A first high-voltage pulse component excited in the secondary winding of the starting transformer due to current flowing, and a current in the primary winding of the starting transformer immediately after the generation of the first high-voltage pulse Resulting in a damped oscillation waveform obtained by synthesizing the second high-voltage pulse component excited by the back electromotive force in the secondary winding of the starting transformer, and the high-voltage pulse components are By overlapping with the phases shifted, a waveform is formed in which a pulse portion of the damped oscillation waveform is formed. For this reason, each pulse portion of the starting high-voltage pulse (a pulse portion corresponding to a half cycle in the damped oscillation waveform of the starting high-voltage pulse) is overlapped by shifting the phases of the first high-voltage pulse component and the second high-voltage pulse component. Thus, the pulse width is larger than the pulse width of each high-voltage pulse component, and the width of each pulse portion of the starting high-voltage pulse can be increased. For this reason, at the start of lighting of the discharge lamp, the time during which the high voltage is continuously applied can be lengthened. As a result, even when the DC voltage of the predetermined value applied from the DC booster circuit to the discharge lamp before the start of lighting of the discharge lamp is relatively low, the discharge lamp can be stably discharged in response to the application of the starting high-pressure pulse. Can be started.

従って、第1発明によれば、放電灯の点灯開始時に該放電灯に印加する起動用高圧パルスのパルス幅を簡単な手法で拡大することができ、ひいては、前記直流昇圧回路からインバータ回路を介して印加される前記所定値の直流電圧、すなわち、該直流昇圧回路の最大出力電圧を従来よりも低くしても、HIDランプなどの放電灯の起動時の放電・点灯を円滑に開始させることができる。そして、このように直流昇圧回路の最大出力電圧を従来よりも低くすることができるため、前記インバータ回路のスイッチ素子の必要耐圧が小さくなって、該スイッチ素子のON抵抗(導通時の抵抗値)を従来よりも小さくできると共に、直流昇圧回路に備えられる昇圧トランスの2次巻き線の巻き数を従来よりも少なくして、該2次巻き線の抵抗値(直流抵抗値)を小さくできる。その結果、第1発明の放電灯点灯装置の発熱を抑制することができると共に、該放電灯点灯装置の回路効率を高めることができる。加えて、直流昇圧回路の最大出力電圧を従来よりも低くして、直流昇圧回路の昇圧トランスの2次巻き線側に備える整流用ダイオードや、インバータ回路の各スイッチ素子などの回路部品の必要耐圧を低減できることから、それらの各部品の小型化および低コスト化を図ることができる。ひいては、放電灯点灯装置の小型化および低コスト化を図ることができる。   Therefore, according to the first invention, the pulse width of the starting high-pressure pulse applied to the discharge lamp at the start of lighting of the discharge lamp can be expanded by a simple method. Even when the DC voltage of the predetermined value to be applied, that is, the maximum output voltage of the DC booster circuit is made lower than before, discharge / lighting at the start of a discharge lamp such as an HID lamp can be started smoothly. it can. Since the maximum output voltage of the DC booster circuit can be made lower than before, the required withstand voltage of the switch element of the inverter circuit is reduced, and the ON resistance (resistance value when conducting) of the switch element is reduced. Can be made smaller than before, and the number of turns of the secondary winding of the step-up transformer provided in the DC booster circuit can be made smaller than before, and the resistance value (DC resistance value) of the secondary winding can be made smaller. As a result, the heat generation of the discharge lamp lighting device of the first invention can be suppressed, and the circuit efficiency of the discharge lamp lighting device can be increased. In addition, the maximum output voltage of the DC booster circuit is lower than before, and the required withstand voltage of circuit components such as rectifier diodes and switch elements of the inverter circuit provided on the secondary winding side of the boost transformer of the DC booster circuit Therefore, it is possible to reduce the size and cost of each of those components. As a result, the discharge lamp lighting device can be reduced in size and cost.

さらに、インバータ回路のスイッチ素子のON抵抗を小さくできることで、放電灯の点灯中における、前記直流昇圧回路の出力電圧と、放電灯の実際の発生電圧との差を小さくできる。このため、従来の放電灯点灯装置と同様に、直流昇圧回路の出力電圧を放電灯の発生電圧を示すものとをして検出して、その検出電圧に応じて放電灯の電流あるいは電力を制御する場合に、その制御を好適に行なうことが可能となる。   Furthermore, since the ON resistance of the switching element of the inverter circuit can be reduced, the difference between the output voltage of the DC booster circuit and the actual generated voltage of the discharge lamp can be reduced during lighting of the discharge lamp. For this reason, as with conventional discharge lamp lighting devices, the output voltage of the DC booster circuit is detected to indicate the voltage generated by the discharge lamp, and the current or power of the discharge lamp is controlled according to the detected voltage. In this case, the control can be suitably performed.

なお、前記第1発明は、前記放電灯として、水銀が封入されるHIDランプ(水銀封入HIDランプ)、および水銀が封入されないHIDランプ(水銀フリーHIDランプ)とのいずれを使用した場合でも、上記の効果を奏することができる。そして、特に、水銀フリーHIDランプを使用した場合には、従来の放電灯点灯装置よりも、大幅に回路効率を高めることができると共に、HIDランプの交流点灯時などおける該ランプの電流や電力の制御を好適に行なうことが可能となる。   In the first invention, the discharge lamp may be either the HID lamp in which mercury is sealed (mercury-filled HID lamp) or the HID lamp in which mercury is not sealed (mercury-free HID lamp). The effect of can be produced. In particular, when a mercury-free HID lamp is used, the circuit efficiency can be significantly increased as compared with the conventional discharge lamp lighting device, and the current and power of the lamp during AC lighting of the HID lamp can be increased. Control can be suitably performed.

前記第1発明では、前記起動回路のブレークダウン素子は、前記放電灯の点灯開始前に前記直流昇圧回路から該放電灯に印加される前記所定値の電圧よりも高いブレークダウン電圧を有する素子であり、前記直流昇圧回路は、前記直流電源の直流電圧が周期的に印加される1次巻き線を有し、且つ、第1の2次巻き線および第2の2次巻き線を有する昇圧トランスと、該昇圧トランスの第1の2次巻き線の両端間で直列に接続された第1の整流用ダイオードおよび第1の平滑用コンデンサと、前記第2の2次巻き線の一端に接続された第2の整流用ダイオードとを備える回路であり、該直流昇圧回路の第1の平滑用コンデンサの高電位側の一端から前記インバータ回路に入力する直流電圧を出力すると共に、前記第2の整流用ダイオードから前記起動回路の起動用コンデンサに充電する直流電圧を出力するようにすることが好ましい(第2発明)。   In the first invention, the breakdown element of the start-up circuit is an element having a breakdown voltage higher than the voltage of the predetermined value applied to the discharge lamp from the DC booster circuit before starting the lighting of the discharge lamp. And the DC boost circuit includes a primary winding to which a DC voltage of the DC power supply is periodically applied, and includes a first secondary winding and a second secondary winding. And a first rectifier diode and a first smoothing capacitor connected in series between both ends of the first secondary winding of the step-up transformer, and one end of the second secondary winding. And a second rectifying diode that outputs a DC voltage to be input to the inverter circuit from one end on the high potential side of the first smoothing capacitor of the DC boosting circuit, and the second rectifying diode. From diode It is preferable to output a DC voltage to charge the starting capacitor of the serial start circuit (second invention).

この第2発明では、前記起動回路のブレークダウン素子として、前記放電灯の点灯開始前に前記直流昇圧回路から該放電灯に印加される前記所定値の電圧よりも高いブレークダウン電圧を有する素子を使用することによって、該ブレークダウン素子の導通に応じて起動用トランスの1次巻き線に励起されるパルス電圧の波高値を高めることができる。その結果、前記放電灯の放電を開始させる所要の波高値の起動用高圧パルスを該起動用トランスの2次巻き線に励起するために必要な2次巻き線の巻き数を減少させることが可能となる。ひいては、該2次巻き線の抵抗値(直流抵抗値)を低減し、放電灯の連続的な点灯時における放電灯点灯装置の発熱をより一層低減できると共に、直流昇圧回路の出力電圧と放電灯の実際の発生電圧との差をより一層小さくできる。これにより、放電灯点灯装置の回路効率をより一層高めることができると共に、放電灯の電流や電力の制御を好適に行なうことが可能となる。   In the second aspect of the invention, an element having a breakdown voltage higher than the predetermined voltage applied from the DC booster circuit to the discharge lamp before the start of lighting of the discharge lamp is used as a breakdown element of the startup circuit. By using it, the peak value of the pulse voltage excited by the primary winding of the starting transformer according to the conduction of the breakdown element can be increased. As a result, it is possible to reduce the number of turns of the secondary winding required to excite the starting high-voltage pulse having a required peak value for starting the discharge lamp to the secondary winding of the starting transformer. It becomes. As a result, the resistance value (DC resistance value) of the secondary winding can be reduced to further reduce the heat generated by the discharge lamp lighting device during continuous lighting of the discharge lamp, and the output voltage of the DC booster circuit and the discharge lamp. The difference from the actual generated voltage can be further reduced. As a result, the circuit efficiency of the discharge lamp lighting device can be further increased, and the current and power of the discharge lamp can be suitably controlled.

この場合、前記ブレークダウン素子の導通に必要なブレークダウン電圧は、前記放電灯の点灯開始前に前記直流昇圧回路から該放電灯に印加される前記所定値の電圧よりも高いものの、前記直流昇圧回路に前記第2の2次巻き線とこれに接続された第2の整流用ダイオードとを備えることで、該直流昇圧回路の第2の2次巻き線側から、前記起動回路の起動用コンデンサを前記ブレークダウン素子の導通に必要なブレークダウン電圧以上に充電するための直流電圧を該起動用コンデンサに支障なく供給することができる。   In this case, the breakdown voltage required for the conduction of the breakdown element is higher than the predetermined voltage applied from the DC booster circuit to the discharge lamp before the discharge lamp starts lighting. By providing the circuit with the second secondary winding and a second rectifying diode connected thereto, the start-up capacitor of the start-up circuit from the second secondary winding side of the DC boost circuit Can be supplied to the start-up capacitor without hindrance by charging a voltage higher than the breakdown voltage required for the conduction of the breakdown element.

この第2発明では、前記直流昇圧回路の第2の2次巻き線の他端は、前記第1の平滑用コンデンサの高電位側の一端に接続されていることが好適である(第3発明)。   In the second invention, it is preferable that the other end of the second secondary winding of the DC booster circuit is connected to one end on the high potential side of the first smoothing capacitor (third invention). ).

この第3発明によれば、前記第2の整流用ダイオードがオフになるときに第2の2次巻き線から該第2の整流用ダイオードに印加される電圧を該平滑用コンデンサの電圧分だけ、低くすることができるので、前記ブレークダウン素子のブレークダウン電圧が比較的高い電圧であっても、第2の整流用ダイオードの必要耐圧が過大になるのを防止することができる。その結果、該第2の整流用ダイオードの小型化および低コスト化を図ることができる。   According to the third aspect of the present invention, when the second rectifying diode is turned off, the voltage applied to the second rectifying diode from the second secondary winding is equal to the voltage of the smoothing capacitor. Therefore, even if the breakdown voltage of the breakdown element is a relatively high voltage, it is possible to prevent the required breakdown voltage of the second rectifying diode from becoming excessive. As a result, the size and cost of the second rectifying diode can be reduced.

また、前記第2発明あるいは第3発明では、直流昇圧回路の第2の2次巻き線側から比較的高圧の直流電圧が、起動回路の起動用コンデンサに供給されることとなるので、該直流昇圧回路と起動回路との間で高周波ノイズが放射され、それが直流昇圧回路から放電灯に至る回路(インバータ回路など)の動作に影響を及ぼす恐れがある。そこで、前記第2発明あるいは第3発明では、前記直流昇圧回路の第2の整流用ダイオードから出力される直流電圧を平滑化する第2の平滑用コンデンサを該第2の整流用ダイオードの近傍で該第2の整流用ダイオードに接続して設けることが好ましい(第4発明)。   In the second or third aspect of the invention, a relatively high DC voltage is supplied from the second secondary winding side of the DC booster circuit to the starting capacitor of the starting circuit. High-frequency noise is radiated between the booster circuit and the startup circuit, which may affect the operation of a circuit (such as an inverter circuit) from the DC booster circuit to the discharge lamp. Therefore, in the second or third invention, a second smoothing capacitor for smoothing the DC voltage output from the second rectifying diode of the DC booster circuit is provided in the vicinity of the second rectifying diode. It is preferable to connect to the second rectifying diode (fourth invention).

この第4発明によれば、前記第2の整流用ダイオードから出力される直流電圧のリップル成分を第2の平滑用コンデンサによって低減できるので、前記高周波ノイズの放射を低減できる。また、前記第2の整流用ダイオードから出力される直流電圧のリップル成分が低減されることで、前記起動回路の起動用コンデンサの充電効率を高めることができる。   According to the fourth aspect of the invention, since the ripple component of the DC voltage output from the second rectifying diode can be reduced by the second smoothing capacitor, the radiation of the high frequency noise can be reduced. In addition, since the ripple component of the DC voltage output from the second rectifying diode is reduced, the charging efficiency of the starting capacitor of the starting circuit can be increased.

本発明の放電灯点灯装置の一実施形態を図1〜図4を参照して説明する。   An embodiment of a discharge lamp lighting device of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、図1を参照して、本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を説明する。図1はその回路構成を示す図である。図示のように、本実施形態の放電灯点灯装置1は、直流電源2から入力される直流電圧を昇圧する直流昇圧回路(DC/DCコンバータ)3と、直流を交流に変換して出力可能なインバータ回路4と、放電灯5に起動用高圧パルスを印加する起動回路6と、直流昇圧回路3およびインバータ回路4を制御するコントローラ(制御回路)7と、第1起動補助回路8および第2起動補助回路9とを備える。また、放電灯点灯装置1は、放電灯5の発生電圧を検出するための電圧検出手段として、一対の電圧検出用分圧抵抗10,11を備えると共に、放電灯5に流れる電流を検出するための電流検出手段として、電流検出用抵抗12を備える。   First, the circuit configuration of the discharge lamp lighting device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing the circuit configuration. As shown in the figure, the discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment is capable of outputting a DC booster circuit (DC / DC converter) 3 that boosts a DC voltage input from a DC power supply 2 and converting DC to AC. An inverter circuit 4, a starting circuit 6 for applying a starting high-pressure pulse to the discharge lamp 5, a controller (control circuit) 7 for controlling the DC boosting circuit 3 and the inverter circuit 4, a first starting auxiliary circuit 8 and a second starting And an auxiliary circuit 9. In addition, the discharge lamp lighting device 1 includes a pair of voltage detection voltage dividing resistors 10 and 11 as voltage detection means for detecting the voltage generated by the discharge lamp 5 and detects the current flowing through the discharge lamp 5. As a current detection means, a current detection resistor 12 is provided.

なお、本実施形態では、直流電源2は、例えば自動車用のバッテリであり、その出力電圧は約12Vである。また、放電灯5は、例えば、自動車のヘッドランプ用のHIDランプである。以下、放電灯5をHIDランプ5という。   In the present embodiment, the DC power source 2 is, for example, a car battery, and its output voltage is about 12V. The discharge lamp 5 is, for example, an HID lamp for an automobile headlamp. Hereinafter, the discharge lamp 5 is referred to as an HID lamp 5.

直流昇圧回路3は、一対の入力端子13a,13bと、1つの1次巻き線14aおよび2つの2次巻き線14b,14cを有する昇圧トランス14と、半導体スイッチ素子15と、2つの整流用ダイオード16,17と、平滑用コンデンサ18と、3つの出力端子19a,19b,19cとを備え、前記一対の入力端子13a,13b間に、直流電源2から直流電圧を入力し、その直流電圧を昇圧してなる2種類の出力電圧を、それぞれ出力端子19a,19bから出力する。なお、出力端子19cは、それらの出力電圧の基準電位部である。また、半導体スイッチ素子15は、本実施形態ではFETである。   The DC booster circuit 3 includes a pair of input terminals 13a and 13b, a step-up transformer 14 having one primary winding 14a and two secondary windings 14b and 14c, a semiconductor switching element 15, and two rectifying diodes. 16 and 17, a smoothing capacitor 18, and three output terminals 19a, 19b, and 19c. A DC voltage is input from the DC power supply 2 between the pair of input terminals 13a and 13b, and the DC voltage is boosted. These two types of output voltages are output from the output terminals 19a and 19b, respectively. The output terminal 19c is a reference potential portion for those output voltages. Further, the semiconductor switch element 15 is an FET in the present embodiment.

この直流昇圧回路3では、昇圧トランス14の1次巻き線14aおよび半導体スイッチ素子15が一対の入力端子13a,13b間に直列に接続されている。そして、半導体スイッチ素子15は、そのゲート(制御信号入力部)がコントローラ7に接続され、そのゲートにコントローラ7から所定周期のパルス信号を付与することによって半導体スイッチ素子15のON・OFF(導通・遮断)が制御されるようになっている。   In the DC boost circuit 3, the primary winding 14a of the boost transformer 14 and the semiconductor switch element 15 are connected in series between a pair of input terminals 13a and 13b. The gate of the semiconductor switch element 15 (control signal input unit) is connected to the controller 7, and a pulse signal having a predetermined cycle is applied from the controller 7 to the gate of the semiconductor switch element 15. (Blocking) is controlled.

また、整流用ダイオード16,17のうちの整流用ダイオード16は、そのアノードが昇圧トランス14の2次巻き線14bの一端に接続されると共に、カソードが2次巻き線14bの他端に平滑用コンデンサ18を介して接続されている。従って、整流用ダイオード16および平滑用コンデンサ18が、2次巻き線14bの両端間に直列に接続されている。そして、平滑用コンデンサ18の整流用ダイオード16側の一端(高電位側の一端)と、2次巻き線14b側の他端とが、それぞれ出力端子19b,19cに接続されている。   Of the rectifying diodes 16 and 17, the rectifying diode 16 has an anode connected to one end of the secondary winding 14b of the step-up transformer 14 and a cathode smoothing to the other end of the secondary winding 14b. It is connected via a capacitor 18. Therefore, the rectifying diode 16 and the smoothing capacitor 18 are connected in series between both ends of the secondary winding 14b. One end of the smoothing capacitor 18 on the rectifying diode 16 side (one end on the high potential side) and the other end on the secondary winding 14b side are connected to the output terminals 19b and 19c, respectively.

また、整流用ダイオード17は、そのアノードが2次巻き線14cの一端に接続されると共に、カソードが出力端子19aに接続されている。そして、2次巻き線14cの他端は、平滑用コンデンサ18の整流用ダイオード16側の一端に接続されている。   The anode of the rectifying diode 17 is connected to one end of the secondary winding 14c, and the cathode is connected to the output terminal 19a. The other end of the secondary winding 14c is connected to one end of the smoothing capacitor 18 on the rectifying diode 16 side.

なお、整流用ダイオード17のカソードが接続された出力端子19aは、平滑用コンデンサ20を介して接地部に接続されている。該平滑用コンデンサ20は、整流用ダイオード17に近接して設けられている。   The output terminal 19 a to which the cathode of the rectifying diode 17 is connected is connected to the grounding part via the smoothing capacitor 20. The smoothing capacitor 20 is provided close to the rectifying diode 17.

上記のように構成された直流昇圧回路3では、その入力端子13a,13b間に直流電源2から直流電圧(約12V)を入力した状態で、半導体スイッチ素子15のON・OFFを所定周期で行なって、昇圧トランス14の1次巻き線14aに直流電源2から直流電圧を周期的に印加することにより、直流電源2から入力される直流電圧を昇圧してなる2種類の直流電圧を、それぞれ出力端子19a,19bから出力する。このとき、半導体スイッチ素子15のON・OFFのデューティが、コントローラ7により制御され、その制御によって、出力端子19a,19bからそれぞれ出力される直流電圧の大きさを調整可能とされている。出力端子19bからの出力は、主としてHIDランプ5にその点灯用の電力を供給するものであり、出力端子19aからの出力は、起動回路6にその動作用の電力を供給するものである。   In the DC booster circuit 3 configured as described above, the semiconductor switch element 15 is turned ON / OFF at a predetermined cycle in a state where a DC voltage (about 12 V) is input from the DC power supply 2 between the input terminals 13a and 13b. Then, by applying a DC voltage from the DC power source 2 to the primary winding 14a of the step-up transformer 14 periodically, two types of DC voltages obtained by boosting the DC voltage input from the DC power source 2 are output. Output from terminals 19a and 19b. At this time, the ON / OFF duty of the semiconductor switch element 15 is controlled by the controller 7, and the magnitude of the DC voltage output from each of the output terminals 19 a and 19 b can be adjusted by the control. The output from the output terminal 19b mainly supplies power for lighting to the HID lamp 5, and the output from the output terminal 19a supplies power for operation to the starting circuit 6.

この場合、本実施形態では、出力端子19bから出力可能な最大の電圧(出力電流を0とした状態での最大出力電圧)は、200V程度とされている。また、出力端子19aから出力可能な最大の電圧(出力電流を0とした状態での最大出力電圧)は、出力端子19bからの最大出力電圧よりも高く、例えば950V程度とされている。そして、昇圧トランス14の1次巻き線14aの巻き数と、これに対する各2次巻き線14b,14cの巻き数比とは、出力端子19b,19aからそれぞれ上記の最大出力電圧を発生し得るように設定されている。   In this case, in this embodiment, the maximum voltage that can be output from the output terminal 19b (maximum output voltage when the output current is 0) is about 200V. The maximum voltage that can be output from the output terminal 19a (maximum output voltage when the output current is 0) is higher than the maximum output voltage from the output terminal 19b, for example, about 950V. The number of turns of the primary winding 14a of the step-up transformer 14 and the turn ratio of each of the secondary windings 14b and 14c are such that the maximum output voltage can be generated from the output terminals 19b and 19a, respectively. Is set to

また、特に、昇圧トランス14の1次巻き線14aと2次巻き線14bとの巻き数比は、出力端子19bから200V程度の最大出力電圧を発生し得ることに加えて、HIDランプ5の安定点灯中(定常的な点灯時)にできるだけ効率よく該HIDランプ5に電力を供給し得るように(昇圧トランス14における電力の変換効率ができるだけ高くなるように)、直流電源2の直流電圧とHIDランプ5の安定点灯時の発生電圧(ランプ電圧)との比に概ね等しくなるように設定されている。この場合、直流電源2(バッテリ)の直流電圧にはばらつきがあるので、1次巻き線14aと2次巻き線14bとの巻き数比は、放電灯点灯装置1を正常に動作させ得る直流電源2の最低保証電圧とHIDランプ5の安定点灯時のランプ電圧との比に概ね等しくなるように設定することが好ましい。例えば、HIDランプ5(水銀フリーHIDランプ)の安定点灯時のランプ電圧が42V程度で、直流電源2(バッテリ)の最低保証電圧が10Vであるとした場合、昇圧トランス14の1次巻き線14aと2次巻き線14bとの巻き数比は、1:4程度に設定することが好適である。このように、昇圧トランス14の1次巻き線14aと2次巻き線14bとの巻き数比を設定することにより、HIDランプ5の連続的な点灯中における昇圧トランス14の変換効率を高めることができる。   In particular, the turn ratio between the primary winding 14a and the secondary winding 14b of the step-up transformer 14 can generate a maximum output voltage of about 200 V from the output terminal 19b, and can stabilize the HID lamp 5. The DC voltage of the DC power supply 2 and the HID so that power can be supplied to the HID lamp 5 as efficiently as possible during lighting (steady lighting) (so that the power conversion efficiency in the step-up transformer 14 is as high as possible). It is set to be approximately equal to the ratio to the generated voltage (lamp voltage) when the lamp 5 is stably lit. In this case, since the DC voltage of the DC power supply 2 (battery) varies, the turn ratio between the primary winding 14a and the secondary winding 14b is a DC power supply that can cause the discharge lamp lighting device 1 to operate normally. 2 is preferably set to be approximately equal to the ratio between the minimum guaranteed voltage of 2 and the lamp voltage when the HID lamp 5 is stably lit. For example, when the lamp voltage at the time of stable lighting of the HID lamp 5 (mercury-free HID lamp) is about 42V and the minimum guaranteed voltage of the DC power supply 2 (battery) is 10V, the primary winding 14a of the step-up transformer 14 And the secondary winding 14b are preferably set to have a winding ratio of about 1: 4. Thus, by setting the turn ratio between the primary winding 14a and the secondary winding 14b of the step-up transformer 14, the conversion efficiency of the step-up transformer 14 during continuous lighting of the HID lamp 5 can be increased. it can.

なお、水銀フリーHIDランプの安定点灯時のランプ電圧のばらつきを考慮すると、該ランプ電圧は、33V〜51V(42V±9V)程度である。従って、1次巻き線14aと2次巻き線14bとの巻き数比を、直流電源2の最低保証電圧とHIDランプ5の安定点灯時のランプ電圧との比に概ね等しくするためには、該巻き数比を1:3〜1:5の範囲で設定すればよい。   In consideration of variations in lamp voltage during stable lighting of the mercury-free HID lamp, the lamp voltage is about 33V to 51V (42V ± 9V). Therefore, in order to make the turns ratio of the primary winding 14a and the secondary winding 14b substantially equal to the ratio between the minimum guaranteed voltage of the DC power supply 2 and the lamp voltage when the HID lamp 5 is stably lit, The winding number ratio may be set in the range of 1: 3 to 1: 5.

補足すると、直流昇圧回路3の昇圧トランス14の2次巻き線14b,14cはそれぞれ、本発明における第1の2次巻き線、第2の2次巻き線に相当する。また、整流用ダイオード16,17はそれぞれ本発明における第1の整流用ダイオード、第2の整流用ダイオードに相当し、平滑用コンデンサ18,20はそれぞれ本発明における第1の平滑用コデンサ、第2の平滑用コンデンサに相当する。   Supplementally, the secondary windings 14b and 14c of the step-up transformer 14 of the DC booster circuit 3 correspond to the first secondary winding and the second secondary winding in the present invention, respectively. The rectifying diodes 16 and 17 correspond to the first rectifying diode and the second rectifying diode in the present invention, respectively, and the smoothing capacitors 18 and 20 respectively correspond to the first smoothing capacitor and the second rectifying diode in the present invention. It corresponds to the smoothing capacitor.

前記インバータ回路4は、従来の図5のものと同様に、4個の半導体スイッチ素子4a,4b,4c,4dをブリッジ接続して構成されている。より詳しくは、インバータ回路4は、その一対の入力端子21a,21b間に、半導体スイッチ素子4a,4bの直列回路と半導体スイッチ素子4c,4dの直列回路とを並列に接続して構成されている。そして、半導体スイッチ素子4a,4bの直列回路の中点と、半導体スイッチ4c,4dの直列回路の中点とが、それぞれインバータ回路4の一対の出力端子22a,22bに接続されている。なお、各半導体スイッチ素子4a〜4dは、本実施形態ではFETである。そして、各半導体スイッチ素子4a〜4dは、そのゲート(制御信号入力部)がコントローラ7に接続され、そのゲートにコントローラ7からパルス信号を付与することによって各半導体スイッチ素子4a〜4dのON・OFF(導通・遮断)が制御されるようになっている。   The inverter circuit 4 is configured by bridging four semiconductor switch elements 4a, 4b, 4c, and 4d as in the conventional circuit of FIG. More specifically, the inverter circuit 4 is configured by connecting a series circuit of semiconductor switch elements 4a and 4b and a series circuit of semiconductor switch elements 4c and 4d in parallel between a pair of input terminals 21a and 21b. . The midpoint of the series circuit of the semiconductor switch elements 4a and 4b and the midpoint of the series circuit of the semiconductor switches 4c and 4d are connected to the pair of output terminals 22a and 22b of the inverter circuit 4, respectively. In addition, each semiconductor switch element 4a-4d is FET in this embodiment. The gates (control signal input units) of the semiconductor switch elements 4a to 4d are connected to the controller 7. By applying a pulse signal from the controller 7 to the gates, the semiconductor switch elements 4a to 4d are turned ON / OFF. (Conduction / interruption) is controlled.

また、このインバータ回路4の入力端子21a,21bのうちの入力端子21aは、直流昇圧回路3の出力端子19bに接続され、入力端子21bは、前記電流検出用抵抗12を介して直流昇圧回路3の出力端子19c(基準電位端子)に接続されている。これにより、インバータ回路4には、直流昇圧回路3の出力端子19bから出力電圧(最大で200V程度の直流電圧)が入力されるようになっている。   Of the input terminals 21 a and 21 b of the inverter circuit 4, the input terminal 21 a is connected to the output terminal 19 b of the DC boost circuit 3, and the input terminal 21 b is connected to the DC boost circuit 3 through the current detection resistor 12. Output terminal 19c (reference potential terminal). As a result, an output voltage (a DC voltage of about 200 V at the maximum) is input to the inverter circuit 4 from the output terminal 19 b of the DC booster circuit 3.

上記のように構成されたインバータ回路4では、半導体スイッチ素子4a,4dの組をONにし、且つ半導体スイッチ素子4b,4cの組をOFFにする状態と、半導体スイッチ素子4a,4dの組をOFFにし、且つ半導体スイッチ素子4b,4cの組をONにする状態とを交互に周期的に切り換えることにより、直流昇圧回路3の出力端子19bから入力される直流電圧とほぼ同等の振幅を有する交流電圧が、出力端子22a,22bから出力されることとなる。また、半導体スイッチ素子4a,4dの組をONにし、且つ半導体スイッチ素子4b,4cの組をOFFにする状態、あるいは、半導体スイッチ素子4a,4dの組をOFFにし、且つ半導体スイッチ素子4b,4cの組をONにする状態を継続させることによって、直流昇圧回路3の出力端子19bから入力される直流電圧と同極性または逆極性で、且つ、該直流電圧とほぼ同等の大きさの直流電圧がインバータ回路4の出力端子22a,22bから出力されることとなる。   In the inverter circuit 4 configured as described above, the semiconductor switch elements 4a and 4d are turned on and the semiconductor switch elements 4b and 4c are turned off, and the semiconductor switch elements 4a and 4d are turned off. And an alternating voltage having substantially the same amplitude as the direct current voltage input from the output terminal 19b of the direct current booster circuit 3 by alternately and periodically switching between the semiconductor switch elements 4b and 4c. Are output from the output terminals 22a and 22b. Further, the semiconductor switch elements 4a and 4d are turned on and the semiconductor switch elements 4b and 4c are turned off, or the semiconductor switch elements 4a and 4d are turned off and the semiconductor switch elements 4b and 4c are turned off. By continuing the state of turning on the set of the DC voltage, a DC voltage having the same polarity or opposite polarity as the DC voltage input from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3 and substantially the same magnitude as the DC voltage is obtained. It is output from the output terminals 22a and 22b of the inverter circuit 4.

前記起動回路6は、充電用抵抗23およびコンデンサ24の直列回路と、起動用トランス25と、所定のブレークダウン電圧以上の電圧が印加されたときに自律的に導通するスイッチ素子としてのブレークダウン素子26とから構成されている。   The startup circuit 6 includes a series circuit of a charging resistor 23 and a capacitor 24, a startup transformer 25, and a breakdown element as a switching element that autonomously conducts when a voltage higher than a predetermined breakdown voltage is applied. 26.

この場合、充電用抵抗23およびコンデンサ24の直列回路のコンデンサ24側の一端は、インバータ回路4の出力端子22bに接続され、充電用抵抗23側の他端は、直流昇圧回路3の出力端子19aに接続されている。すなわち、直流昇圧回路3の出力端子19aと、インバータ回路4の出力端子22bとの間で充電用抵抗23およびコンデンサ24が直列に接続されている。これにより、インバータ回路4の半導体スイッチ素子4a,4dの組をONにし、且つ半導体スイッチ素子4b,4cの組をOFFにした状態において、コンデンサ24が、直流昇圧回路3の出力端子19aから出力される直流電圧(950V程度)によって、充電用抵抗23を介して充電されるようになっている。   In this case, one end of the series circuit of the charging resistor 23 and the capacitor 24 on the capacitor 24 side is connected to the output terminal 22 b of the inverter circuit 4, and the other end on the charging resistor 23 side is connected to the output terminal 19 a of the DC booster circuit 3. It is connected to the. That is, the charging resistor 23 and the capacitor 24 are connected in series between the output terminal 19 a of the DC booster circuit 3 and the output terminal 22 b of the inverter circuit 4. Thereby, the capacitor 24 is output from the output terminal 19a of the DC booster circuit 3 in a state where the set of the semiconductor switch elements 4a and 4d of the inverter circuit 4 is turned on and the set of the semiconductor switch elements 4b and 4c is turned off. It is charged via the charging resistor 23 by a direct current voltage (about 950 V).

また、起動用トランス25の1次巻き線25aとブレークダウン素子26とがコンデンンサ24の両端間で直列に接続されている。本実施形態では、ブレークダウン素子26として、そのブレークダウン電圧(導通電圧)が1000Vよりも小さい電圧、例えば800V程度となるガス封入式のスパークギャップ素子を用いている。   Further, the primary winding 25 a of the starting transformer 25 and the breakdown element 26 are connected in series between both ends of the capacitor 24. In the present embodiment, a gas-filled spark gap element having a breakdown voltage (conduction voltage) lower than 1000 V, for example, about 800 V, is used as the breakdown element 26.

また、起動用トランス25の2次巻き線25bは、インバータ回路4の出力端子22a,22bの間で、HIDランプ5と直列に接続されている。   Further, the secondary winding 25 b of the starting transformer 25 is connected in series with the HID lamp 5 between the output terminals 22 a and 22 b of the inverter circuit 4.

上記のように構成された起動回路6では、コンデンサ24が800V程度まで充電されると、ブレークダウン素子26が導通し、コンデンサ24の充電電荷が瞬時的に起動用トランス25の1次巻き線25aを流れる。これに応じて、起動用トランス25の2次巻き線25bに起動用高圧パルスが発生し、これがHIDランプ5に印加されることとなる。この場合、起動用トランス25の1次巻き線25aの巻き数と、これに対する2次巻き線25bの巻き数比とは、上記起動用高圧パルスの波高値が25kV程度になるように設定されている。   In the startup circuit 6 configured as described above, when the capacitor 24 is charged to about 800 V, the breakdown element 26 is turned on, and the charged charge of the capacitor 24 instantaneously causes the primary winding 25 a of the startup transformer 25. Flowing. In response to this, a starting high-pressure pulse is generated in the secondary winding 25 b of the starting transformer 25, and this is applied to the HID lamp 5. In this case, the number of turns of the primary winding 25a of the starting transformer 25 and the turn ratio of the secondary winding 25b are set so that the peak value of the starting high-voltage pulse is about 25 kV. Yes.

また、本実施形態では、起動用トランス25は、ブレークダウン素子26の導通によって1次巻き線25aに瞬時的に電流が流れた直後に該1次巻き線25aの電流が流れなくなることに起因して発生する逆起電力を利用し、起動用高圧パルスの1パルス当たりの幅が従来よりも大きくなるようにしている。すなわち、本実施形態では、ブレークダウン素子26の導通時にコンデンサ24から1次巻き線25aに瞬時的に電流が流れることに起因して2次巻き線25bに励起される順方向の高圧パルス成分(以下、第1高圧パルス成分という)と、その直後に1次巻き線25aに電流が流れなくなることに起因して2次巻き線25bに逆起動力により発生する逆方向の高圧パルス成分(以下、第2高圧パルス成分という)とを合成したものが起動用高圧パルスとして2次巻き線25bに励起される。なお、これらの第1高圧パルス成分および第2高圧パルス成分は減衰振動するので、起動用高圧パルスの波形も減衰振動波形となる。そして、この場合、これらの第1高圧パルス成分と第2高圧パルス成分とが(詳しくはそれらの高圧パルス成分の波形の同極性部分同士が)若干の位相をずらして重なり合うことにより起動用高圧パルスの減衰振動波形のパルス部分が形成されるように起動用トランス25の巻き線25aまたは25bの結合性が調整されている。具体的には、本実施形態では、起動用トランス25の1次巻き線25aのインダクタンスの値が、該1次巻き線25aの漏れインダクタンスの値の3倍以上になるように、起動用トランス25を構成した。なお、1次巻き線25aの漏れインダクタンスは、一般に、1次巻き線25aの巻き数が多いほど、減少する傾向がある。   In the present embodiment, the starting transformer 25 is caused by the fact that the current of the primary winding 25a stops flowing immediately after the current instantaneously flows to the primary winding 25a due to the conduction of the breakdown element 26. The back electromotive force generated in this way is used so that the width per pulse of the starting high-voltage pulse becomes larger than that of the prior art. That is, in this embodiment, a forward high-voltage pulse component (excited to the secondary winding 25b due to instantaneous current flowing from the capacitor 24 to the primary winding 25a when the breakdown element 26 is turned on) ( Hereinafter, the first high-voltage pulse component) and a high-pressure pulse component in the reverse direction (hereinafter, referred to as a first high-voltage pulse component) generated by the reverse starting force in the secondary winding 25b due to the fact that current does not flow in the primary winding 25a immediately thereafter Of the second high-voltage pulse component) is excited on the secondary winding 25b as a starting high-voltage pulse. Since the first high-pressure pulse component and the second high-pressure pulse component are damped, the waveform of the starting high-pressure pulse is also a damped vibration waveform. In this case, the first high-voltage pulse component and the second high-voltage pulse component (specifically, the same-polarity portions of the waveforms of the high-voltage pulse components) overlap each other with a slight phase shift, thereby starting the high-voltage pulse for activation. The connectivity of the winding 25a or 25b of the starting transformer 25 is adjusted so that the pulse portion of the damped oscillation waveform is formed. Specifically, in the present embodiment, the starting transformer 25 is set so that the inductance value of the primary winding 25a of the starting transformer 25 is three times or more the leakage inductance value of the primary winding 25a. Configured. In general, the leakage inductance of the primary winding 25a tends to decrease as the number of turns of the primary winding 25a increases.

上記のように構成した起動用トランス25の2次巻き線25bで発生する起動用高圧パルスの波形の例を図2に示す。図示の如く、本実施形態での起動用高圧パルスの波形は、それを構成する第1高圧パルス成分V1と第2高圧パルス成分V2との同極性部分が位相をずらして重なるような減衰振動波形となる。これにより、これらの高圧パルス成分を合成してなる起動用高圧パルスの波形のパルス部分の幅W(該波形の半周期分の幅)が、各高圧パルス成分V1,V2の幅よりも大きくなって、前記図7に示した従来の放電灯点灯装置における起動用高圧パルスよりも大きなものとなっている。   FIG. 2 shows an example of the waveform of the starting high-voltage pulse generated in the secondary winding 25b of the starting transformer 25 configured as described above. As shown in the figure, the waveform of the starting high-voltage pulse in the present embodiment is a damped oscillation waveform in which the same polarity portions of the first high-voltage pulse component V1 and the second high-voltage pulse component V2 that overlap with each other are shifted in phase. It becomes. As a result, the width W (the width corresponding to a half period of the waveform) of the waveform of the start high voltage pulse formed by synthesizing these high voltage pulse components is larger than the width of each high voltage pulse component V1, V2. Thus, it is larger than the starting high-pressure pulse in the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG.

本願発明者の各種実験、検討によれば、HIDランプ5に印加する起動用高圧パルスの幅が広い方が、HIDランプ5の放電の励起を安定して行なうことができ、該HIDランプ5の放電・点灯を円滑に開始することができる。そして、この効果は、特に、HIDランプ5の放電・点灯の開始前に、直流昇圧回路3からHIDランプ5に印加する電圧が比較的低い場合に顕著に現れる。このために、本実施形態では、上記の如く、前記第1高圧パルス成分V1と第2高圧パスル成分V2との同極性部分が位相をずらして重なるように起動用トランス25の1次巻き線25aの結合性を調整しておき、起動用高圧パルスの幅を広げるようにした。   According to various experiments and examinations by the inventor of the present application, when the width of the starting high-pressure pulse applied to the HID lamp 5 is wider, the discharge of the HID lamp 5 can be stably excited. Discharge / lighting can be started smoothly. This effect is particularly prominent when the voltage applied from the DC booster circuit 3 to the HID lamp 5 is relatively low before the discharge / lighting of the HID lamp 5 is started. For this reason, in the present embodiment, as described above, the primary winding 25a of the starting transformer 25 is arranged so that the same polarity portions of the first high-voltage pulse component V1 and the second high-voltage pulse component V2 are shifted in phase. In order to increase the width of the start-up high-pressure pulse, the connectivity was adjusted.

なお、1次巻き線25aのインダクタンスの値を該1次巻き線25aの漏れインダクタンスの値の2倍程度にした場合には、前記第1高圧パルス成分と第2高圧パルス成分との位相ずれが小さすぎて、起動用高圧パルスの幅が十分に広がらず、HIDランプ5の点灯開始前の印加電圧を200V程度とした場合には、HIDランプ5の放電・点灯を円滑に開始することができない場合がある。また、本実施形態では、起動用高圧パルスの幅を広げるために、起動用トランス25の1次巻き線25aの結合性を調整したが、2次巻き線25bの結合性、あるいは、両巻き線25a,25bの結合性を調整するようにしてもよい。   When the value of the inductance of the primary winding 25a is set to about twice the value of the leakage inductance of the primary winding 25a, the phase shift between the first high-voltage pulse component and the second high-voltage pulse component is caused. When the applied high voltage before starting the lighting of the HID lamp 5 is about 200 V, the discharge and lighting of the HID lamp 5 cannot be started smoothly when the width of the starting high-voltage pulse is not sufficiently wide. There is a case. In this embodiment, in order to widen the width of the starting high-voltage pulse, the connectivity of the primary winding 25a of the starting transformer 25 is adjusted, but the connectivity of the secondary winding 25b or both windings is adjusted. The connectivity of 25a and 25b may be adjusted.

補足すると、前記起動回路6のコンデンサ24は、本発明における起動用コンデンサに相当する。   Supplementally, the capacitor 24 of the starting circuit 6 corresponds to the starting capacitor in the present invention.

前記第1起動補助回路8は、コンデンサ27と充電用抵抗28と放電用抵抗29と放電用ダイオード30とから構成されている。より詳しくは、第1起動補助回路8は、放電用抵抗30と放電用ダイオード30とを直列に接続してなる直列回路と、充電用抵抗28とを並列に接続し、その並列回路の一端をコンデンサ27に直列に接続することにより構成されている。この場合、放電用ダイオード30は、コンデンサ27の充電時に放電用抵抗29を経由してコンデンサ27に電流が流れるのを阻止し、且つ、コンデンサ27の放電時に放電用抵抗29を経由して電流が流れるのを許容するような向きで設けられている。本実施形態では、放電用ダイオード30のアノードをコンデンサ27に接続し、カソードを放電用抵抗29に接続している。また、コンデンサ27の放電時の電流が実質的に放電用抵抗29および放電用ダイオード30の直列回路だけを経由して流れるように、充電用抵抗28の抵抗値が放電用抵抗29の抵抗値よりも大きな抵抗値を有するものとされている。   The first starting auxiliary circuit 8 includes a capacitor 27, a charging resistor 28, a discharging resistor 29, and a discharging diode 30. More specifically, the first startup auxiliary circuit 8 connects a series circuit formed by connecting a discharging resistor 30 and a discharging diode 30 in series and a charging resistor 28 in parallel, and connects one end of the parallel circuit. The capacitor 27 is connected in series. In this case, the discharging diode 30 prevents the current from flowing through the capacitor 27 via the discharging resistor 29 when the capacitor 27 is charged, and the current flows via the discharging resistor 29 when the capacitor 27 is discharged. It is provided in an orientation that allows it to flow. In this embodiment, the anode of the discharge diode 30 is connected to the capacitor 27, and the cathode is connected to the discharge resistor 29. Further, the resistance value of the charging resistor 28 is greater than the resistance value of the discharging resistor 29 so that the current during discharging of the capacitor 27 substantially flows only through the series circuit of the discharging resistor 29 and the discharging diode 30. Have a large resistance value.

前記第2起動補助回路9は、コンデンサ31と充電用抵抗32と放電用抵抗33と放電用ダイオード34とを前記第1起動補助回路8と同様に接続して構成されている。そして、この第2起動補助回路9においても、コンデンサ31の放電時の電流が実質的に放電用抵抗33および放電用ダイオード34の直列回路だけを経由して流れるように、充電用抵抗32の抵抗値が放電用抵抗33の抵抗値よりも大きな抵抗値を有するものとされている。   The second starting auxiliary circuit 9 is configured by connecting a capacitor 31, a charging resistor 32, a discharging resistor 33, and a discharging diode 34 in the same manner as the first starting auxiliary circuit 8. Also in the second starting auxiliary circuit 9, the resistance of the charging resistor 32 is such that the current during discharging of the capacitor 31 flows substantially only through the series circuit of the discharging resistor 33 and the discharging diode 34. The value has a resistance value larger than the resistance value of the discharging resistor 33.

これらの第1起動補助回路8および第2起動補助回路9は、直流昇圧回路3とインバータ回路4との間に介装されている。より具体的には、第1起動補助回路8および第2起動補助回路9のそれぞれのコンデンサ27,31側の一端が、インバータ回路4の入力端子21bに接続されると共に電流検出用抵抗12を介して直流昇圧回路3の出力端子19c(基準電位端子)に接続されている。また、第1起動補助回路8および第2起動補助回路9のそれぞれの他端は、直流昇圧回路3の出力端子19bとインバータ回路4の入力端子21aとに接続されている。従って、第1起動補助回路8および第2起動補助回路9は、直流昇圧回路3からインバータ回路4に入力される電圧に等しい電圧が印加されるようになっている。   The first start-up auxiliary circuit 8 and the second start-up auxiliary circuit 9 are interposed between the DC booster circuit 3 and the inverter circuit 4. More specifically, one end of each of the first start-up auxiliary circuit 8 and the second start-up auxiliary circuit 9 on the side of the capacitors 27 and 31 is connected to the input terminal 21b of the inverter circuit 4 and via the current detection resistor 12. Are connected to an output terminal 19c (reference potential terminal) of the DC booster circuit 3. The other ends of the first start-up auxiliary circuit 8 and the second start-up auxiliary circuit 9 are connected to the output terminal 19b of the DC boost circuit 3 and the input terminal 21a of the inverter circuit 4. Therefore, a voltage equal to the voltage input from the DC booster circuit 3 to the inverter circuit 4 is applied to the first startup auxiliary circuit 8 and the second startup auxiliary circuit 9.

上記のように構成された第1起動補助回路8では、直流昇圧回路3の出力端子19bから充電用抵抗28を有する充電経路を介してコンデンサ27の充電が行なわれ、また、そのコンデンサ27の充電電荷が、放電用ダイオード30および放電用抵抗29を有する放電経路を介して放電されることとなる。このため、コンデンサ27の充電経路と放電経路とが各別に備えられている。そして、それらの充電経路および放電経路のそれぞれの時定数が各別に設定されている。このことは、前記第2起動補助回路9でも同様である。   In the first startup auxiliary circuit 8 configured as described above, the capacitor 27 is charged from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3 through the charging path having the charging resistor 28, and the capacitor 27 is charged. The electric charge is discharged through a discharge path having the discharge diode 30 and the discharge resistor 29. For this reason, a charging path and a discharging path for the capacitor 27 are provided separately. And the time constant of each of those charging paths and discharging paths is set separately. The same applies to the second startup auxiliary circuit 9.

この場合、第1起動補助回路8の放電経路の時定数、すなわち、コンデンサ27の容量値と放電用抵抗29の抵抗値(より正確には放電用抵抗29と放電用ダイオード30の直列回路の抵抗値)との積は、第2起動補助回路9の放電経路の時定数、すなわち、コンデンサ31の容量値と放電用抵抗33の抵抗値(より正確には放電用抵抗33と放電用ダイオード34の直列回路の抵抗値)との積よりも小さなものとなるように、それらの容量値および抵抗値が設定されている。つまり、第1起動補助回路8のコンデンサ27の放電は、第2起動補助回路9のコンデンサ31の放電よりも早く行なわれるようになっている。   In this case, the time constant of the discharge path of the first starting auxiliary circuit 8, that is, the capacitance value of the capacitor 27 and the resistance value of the discharging resistor 29 (more precisely, the resistance of the series circuit of the discharging resistor 29 and the discharging diode 30) Value) is the time constant of the discharge path of the second auxiliary start circuit 9, that is, the capacitance value of the capacitor 31 and the resistance value of the discharge resistor 33 (more precisely, the discharge resistor 33 and the discharge diode 34). Their capacitance value and resistance value are set so as to be smaller than the product of the resistance value of the series circuit). That is, the discharge of the capacitor 27 of the first start-up auxiliary circuit 8 is performed earlier than the discharge of the capacitor 31 of the second start-up auxiliary circuit 9.

なお、前記電圧検出用分圧抵抗10,11は、直流昇圧回路3の出力端子19b,19c間で直列に接続されており、出力端子19c側の分圧抵抗11の発生電圧(これは直流昇圧回路3の出力端子19b,19c間の出力電圧に比例する)を、HIDランプ5の発生電圧(ランプ電圧)を示す検出信号として、コントローラ7に出力するようにしている。また、電流検出用抵抗12は、その発生電圧をHIDランプ5に流れる電流(ランプ電流)を示す検出信号としてコントローラ7に出力するようにしている。   The voltage detecting voltage dividing resistors 10 and 11 are connected in series between the output terminals 19b and 19c of the DC boosting circuit 3, and the voltage generated by the voltage dividing resistor 11 on the output terminal 19c side (this is the DC voltage boosting circuit). The output voltage is proportional to the output voltage between the output terminals 19 b and 19 c of the circuit 3) and is output to the controller 7 as a detection signal indicating the generated voltage (lamp voltage) of the HID lamp 5. The current detection resistor 12 outputs the generated voltage to the controller 7 as a detection signal indicating the current (lamp current) flowing through the HID lamp 5.

以上が、本実施形態の放電灯点灯装置1の回路構成である。   The above is the circuit configuration of the discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment.

ここで、本実施形態の放電灯点灯装置1の回路定数などの設計指針を説明しておく。直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18は、直流昇圧回路3の出力端子19b,19c間の出力電圧を平滑化するためのものであるが、HIDランプ5の放電・点灯を開始した後、該HIDランプ5の点灯を安定に行なうためには、ランプ電圧やランプ電流にある程度のリップル成分(高周波成分)が必要である。このため、そのようなリップル成分を有するランプ電流を直流昇圧回路3からインバータ回路4を介してHIDランプ5に通電させることができるように、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18の容量値が設定されている。その容量値は、例えば、前記した従来の放電灯点灯装置の直流昇圧回路101の平滑用コンデンサ113の容量値と同程度(例えば0.2μF〜0.8μF)でよい。ただし、本実施形態におけるHIDランプ5である水銀フリーHIDランプは、前記したように、その安定点灯に必要なランプ電流が水銀封入HIDランプよりも大きいので、該ランプ電流にある程度のリップル成分を含ませ得るような平滑用コンデンサ18の容量値は、水銀封入HIDランプを使用する場合よりも大きめの値(例えば1μF〜2μF)でもよい。なお、リップル成分が少な過ぎることに起因するHIDランプの点灯の不安定さは、HIDランプの劣化が生じた状態で発生し易いので、平滑用コンデンサ18の容量値の設定に際しては、ある程度劣化したHIDランプを使用して確認することが望ましい。   Here, design guidelines such as circuit constants of the discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment will be described. The smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 3 is for smoothing the output voltage between the output terminals 19b and 19c of the DC booster circuit 3. After the HID lamp 5 starts discharging and lighting, the HID lamp 5 In order to stably light the lamp 5, a certain amount of ripple component (high frequency component) is required for the lamp voltage and lamp current. For this reason, the capacitance value of the smoothing capacitor 18 of the DC boost circuit 3 is set so that the lamp current having such a ripple component can be passed from the DC boost circuit 3 to the HID lamp 5 via the inverter circuit 4. Has been. The capacitance value may be, for example, approximately the same as the capacitance value of the smoothing capacitor 113 of the DC booster circuit 101 of the conventional discharge lamp lighting device described above (for example, 0.2 μF to 0.8 μF). However, as described above, the mercury-free HID lamp which is the HID lamp 5 in the present embodiment has a lamp current required for stable lighting larger than that of the mercury-filled HID lamp. Therefore, the lamp current includes a certain ripple component. The capacitance value of the smoothing capacitor 18 that may be used may be a larger value (for example, 1 μF to 2 μF) than when a mercury-filled HID lamp is used. Note that instability of lighting of the HID lamp due to too little ripple component is likely to occur in a state where the HID lamp has deteriorated, and therefore, the capacitance value of the smoothing capacitor 18 has been deteriorated to some extent. It is desirable to check using an HID lamp.

第1起動補助回路8は、HIDランプ5の放電・点灯の開始時に、HIDランプ5に流すことが必要な突入電流を、後述するように直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18と協働してコンデンサ27からHIDランプ5に供給することを目的としている。また、第2起動補助回路9は、後述するように、HIDランプ5に突入電流が流れた直後のランプ電流の過剰な落ち込みを防止する(ランプ電流を持続させる)ようにコンデンサ31からHIDランプ5に電流を流すことを目的としている。従って、各起動補助回路8,9のコンデンサ27,31の容量値はそれぞれの目的を満足できるように設定されている。例えば、コンデンサ27の容量値は、3.3〜4.7μF程度に設定され、コンデンサ31の容量値は、4.7〜6.8μF程度に設定されている。   The first start-up auxiliary circuit 8 cooperates with the smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 3 as will be described later in order to cause an inrush current to flow through the HID lamp 5 at the start of discharge / lighting of the HID lamp 5. The purpose is to supply from the capacitor 27 to the HID lamp 5. Further, as will be described later, the second start-up auxiliary circuit 9 starts from the capacitor 31 to the HID lamp 5 so as to prevent an excessive drop of the lamp current immediately after the inrush current flows through the HID lamp 5 (to maintain the lamp current). The purpose is to pass a current through. Accordingly, the capacitance values of the capacitors 27 and 31 of the start assist circuits 8 and 9 are set so as to satisfy the respective purposes. For example, the capacitance value of the capacitor 27 is set to about 3.3 to 4.7 μF, and the capacitance value of the capacitor 31 is set to about 4.7 to 6.8 μF.

この場合、本実施形態では、直流昇圧回路3の出力端子19bから出力可能な最大出力電圧(直流昇圧回路3からインバータ回路4を介してHIDランプ5に印加可能な最大電圧)は前記したように200V程度で、従来の放電灯点灯装置の直流昇圧回路101の最大出力電圧(400V程度)の半分程度である。このため、該直流昇圧回路101の平滑用コンデンサ18の容量値を従来の放電灯点灯装置の直流昇圧回路101の平滑用コンデンサ113と同一とした場合、HIDランプ5の放電・点灯の開始直前に平滑用コンデンサ18に充電可能な電気エネルギーは、従来のものの1/4となる。従って、直流昇圧回路101の平滑用コンデンサ18の容量値を従来の放電灯点灯装置の直流昇圧回路101の平滑用コンデンサ113と同一とした場合、第1起動補助回路8のコンデンサ27の容量値は、平滑用コンデンサ18の容量値の4倍以上に設定することが好ましい。   In this case, in this embodiment, the maximum output voltage that can be output from the output terminal 19b of the DC boost circuit 3 (the maximum voltage that can be applied from the DC boost circuit 3 to the HID lamp 5 via the inverter circuit 4) is as described above. About 200 V, which is about half of the maximum output voltage (about 400 V) of the DC booster circuit 101 of the conventional discharge lamp lighting device. Therefore, when the capacitance value of the smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 101 is the same as that of the smoothing capacitor 113 of the DC booster circuit 101 of the conventional discharge lamp lighting device, immediately before the discharge / lighting of the HID lamp 5 starts. The electrical energy that can be charged in the smoothing capacitor 18 is ¼ that of the conventional one. Therefore, when the capacitance value of the smoothing capacitor 18 of the DC boost circuit 101 is the same as that of the smoothing capacitor 113 of the DC boost circuit 101 of the conventional discharge lamp lighting device, the capacitance value of the capacitor 27 of the first startup auxiliary circuit 8 is The capacitance value of the smoothing capacitor 18 is preferably set to 4 times or more.

また、第2起動補助回路9のコンデンサ31の容量値は、例えば第1起動補助回路8のコンデンサ27の容量値と同程度でよい。ただし、第2起動補助回路9のコンデンサ31は、HIDランプ5に突入電流が流れた直後のランプ電流の持続を目的とするので、その容量値は、第1起動補助回路8のコンデンサ27の容量値よりも大きくてもよい。   Further, the capacitance value of the capacitor 31 of the second startup auxiliary circuit 9 may be approximately the same as the capacitance value of the capacitor 27 of the first startup auxiliary circuit 8, for example. However, since the capacitor 31 of the second start-up auxiliary circuit 9 aims at sustaining the lamp current immediately after the inrush current flows to the HID lamp 5, its capacitance value is the capacity of the capacitor 27 of the first start-up auxiliary circuit 8. It may be larger than the value.

前記第1起動補助回路8の充電用抵抗28および第2起動補助回路9の充電用抵抗32は、その抵抗値が小さ過ぎると、上記リップル成分が各起動補助回路8,9のコンデンサ27,31で吸収されてしまう。そこで、本実施形態では、充電用抵抗28,32の抵抗値は、数百Ω〜数kΩ程度の値に設定されている。また、第1起動補助回路8の放電用抵抗29の抵抗値は、HIDランプ5の起動時に、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18とほぼ同時にコンデンサ27からHIDランプ5に突入電流を供給するために、十分に小さな抵抗値に設定されている。その抵抗値は、例えば、数Ω〜数十Ωである。なお、第1起動補助回路8の放電用抵抗29は、省略してもよい。すなわち、第1起動補助回路8の放電経路に放電用ダイオード30だけを備えるようにしてもよい。   If the resistance value of the charging resistor 28 of the first starting auxiliary circuit 8 and the charging resistor 32 of the second starting auxiliary circuit 9 are too small, the ripple component is changed to the capacitors 27 and 31 of the starting auxiliary circuits 8 and 9. Will be absorbed. Therefore, in this embodiment, the resistance values of the charging resistors 28 and 32 are set to values of about several hundred Ω to several kΩ. Further, the resistance value of the discharging resistor 29 of the first starting auxiliary circuit 8 is such that an inrush current is supplied from the capacitor 27 to the HID lamp 5 almost simultaneously with the smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 3 when the HID lamp 5 is started. In addition, a sufficiently small resistance value is set. The resistance value is, for example, several Ω to several tens Ω. Note that the discharging resistor 29 of the first startup auxiliary circuit 8 may be omitted. In other words, only the discharge diode 30 may be provided in the discharge path of the first startup auxiliary circuit 8.

また、第2起動補助回路9の放電用抵抗33の抵抗値は、前記したように、該第2起動補助回路8の放電経路の時定数を、第1起動補助回路8の放電経路の時定数よりも大きくするように設定されている。その抵抗値は、例えば数十Ω〜数百Ωである。   Further, as described above, the resistance value of the discharge resistor 33 of the second start-up auxiliary circuit 9 is equal to the time constant of the discharge path of the second start-up auxiliary circuit 8 and the time constant of the discharge path of the first start-up auxiliary circuit 8. Is set to be larger. The resistance value is, for example, several tens Ω to several hundreds Ω.

なお、各起動補助回路8,9の放電経路には、放電用ダイオード30,34が設けられているので、放電用抵抗29,33の抵抗値は、前記リップル成分には影響を及ぼさない。   Since the discharge diodes 30 and 34 are provided in the discharge paths of the start-up auxiliary circuits 8 and 9, the resistance values of the discharge resistors 29 and 33 do not affect the ripple component.

また、本実施形態では、直流昇圧回路3からインバータ回路4を介してHIDランプ5に印加可能な電圧の最大値を、前記したように200V程度とし、前記した従来の放電灯点灯装置の半分程度とした。このため、前記インバータ回路4の各半導体スイッチ素子4a〜4dの耐圧を従来よりも下げることができ、ひいては、各半導体スイッチ素子4a〜4dのON抵抗(導通時の抵抗)を従来よりも小さくすることができる。そこで、本実施形態では、半導体スイッチ素子4a〜4dとして、そのON抵抗が従来の1/3程度の抵抗値(例えば0.25Ω程度)となるものを使用している。   In this embodiment, the maximum value of the voltage that can be applied from the DC booster circuit 3 to the HID lamp 5 via the inverter circuit 4 is about 200 V as described above, and is about half that of the conventional discharge lamp lighting device described above. It was. For this reason, the breakdown voltage of each of the semiconductor switch elements 4a to 4d of the inverter circuit 4 can be lowered as compared with the prior art, and as a result, the ON resistance (resistance during conduction) of each of the semiconductor switch elements 4a to 4d is made smaller than the conventional. be able to. Therefore, in the present embodiment, as the semiconductor switch elements 4a to 4d, those whose ON resistance is about 1/3 of the conventional resistance value (for example, about 0.25Ω) are used.

また、起動回路6のブレークダウン素子26として、前記したように800V程度のブレークダウン電圧で導通するガス封入式のスパークギャップ素子を使用することによって、起動回路6で起動用高圧パルスを発生させるときに起動トランス25の1次巻き線25aに誘起される電圧を従来よりも高くなるようにした。これにより、起動用トランス25の2次巻き線25bに25kV程度の波高値の起動用高圧パルスを発生させる上で必要な起動用トランス25の2次巻き線25bの巻き数を従来よりも少なくするようにした。加えて、本実施形態では、起動用トランス25の2次巻き線25bとして、テープ状の平角線を使用することで、起動用トランス25の小型化を図りつつ、2次巻き線25bの抵抗値(直流抵抗値)をできるだけ小さくするようにした。このため、本実施形態における起動用トランス25の2次巻き線25bの抵抗値(直流抵抗値)は、1Ω以下で、前記した従来の放電灯点灯装置の起動用トランス119の2次巻き線の抵抗値の1/3以下とされている。   In addition, when a gas-filled spark gap element that conducts at a breakdown voltage of about 800 V as described above is used as the breakdown element 26 of the startup circuit 6, the startup circuit 6 generates a startup high-voltage pulse. In addition, the voltage induced in the primary winding 25a of the starting transformer 25 is made higher than the conventional voltage. As a result, the number of turns of the secondary winding 25b of the starting transformer 25 required for generating a starting high-voltage pulse having a peak value of about 25 kV in the secondary winding 25b of the starting transformer 25 is reduced as compared with the conventional case. I did it. In addition, in this embodiment, by using a tape-shaped rectangular wire as the secondary winding 25b of the starting transformer 25, the resistance value of the secondary winding 25b is achieved while reducing the size of the starting transformer 25. (DC resistance value) was made as small as possible. For this reason, the resistance value (DC resistance value) of the secondary winding 25b of the starting transformer 25 in this embodiment is 1Ω or less, and the secondary winding of the starting transformer 119 of the above-described conventional discharge lamp lighting device is It is set to 1/3 or less of the resistance value.

また、前記したように、ブレークダウン電圧が800V程度のブレークダウン素子26を使用することから、そのブレークダウン電圧のばらつきを見込んで、直流昇圧回路3の出力端子19aから最大で950V程度の高電圧の直流電圧が出力されるように直流昇圧回路3の昇圧トランス14を構成した。この場合、昇圧トランス14の2次巻き線14cの一端を平滑用コンデンサ18の一端(高電位側の一端)に接続することによって、整流用ダイオード17のオフ時に2次巻き線14cの逆起電力によって該整流用ダイオード17に作用する電圧が1000V以下に収まるようにした。これにより、整流用ダイオード17の必要耐圧を1000V以下に抑え、該整流ダイオード17として小型なものを使用できるようにした。   Further, as described above, since the breakdown element 26 having a breakdown voltage of about 800V is used, a high voltage of about 950V at the maximum from the output terminal 19a of the DC booster circuit 3 is expected in consideration of variations in the breakdown voltage. The step-up transformer 14 of the DC step-up circuit 3 is configured so that the direct current voltage is output. In this case, one end of the secondary winding 14c of the step-up transformer 14 is connected to one end (one end on the high potential side) of the smoothing capacitor 18, so that the counter electromotive force of the secondary winding 14c is turned off when the rectifying diode 17 is turned off. Thus, the voltage acting on the rectifying diode 17 is set to be 1000 V or less. Thereby, the required withstand voltage of the rectifying diode 17 is suppressed to 1000 V or less, and a small rectifying diode 17 can be used.

さらに、この場合、直流昇圧回路3の出力端子19aから起動回路6に950V程度の高電圧を供給するため、多大な高周波ノイズが放射され、インバータ回路4の動作などに影響を及ぼす恐れがある。また、直流昇圧回路3の出力端子19aから出力される直流電圧にリップル成分が多すぎると、起動回路6のコンデンサ24の充電効率が低下する。このため、本実施形態では、直流昇圧回路3の出力端子19aを整流用ダイオード17の近傍で平滑用コンデンサ20を介して接地部に接続し、出力端子19aからの出力のリップルをある程度低減するようにした。この場合、平滑用コンデンサ20の容量値は、例えば1000pF程度の小容量のものでよい。   Further, in this case, since a high voltage of about 950 V is supplied from the output terminal 19a of the DC booster circuit 3 to the starting circuit 6, a large amount of high frequency noise is radiated, which may affect the operation of the inverter circuit 4. If the DC voltage output from the output terminal 19a of the DC booster circuit 3 has too much ripple component, the charging efficiency of the capacitor 24 of the starter circuit 6 is reduced. For this reason, in the present embodiment, the output terminal 19a of the DC booster circuit 3 is connected to the grounding part via the smoothing capacitor 20 in the vicinity of the rectifying diode 17, so that the output ripple from the output terminal 19a is reduced to some extent. I made it. In this case, the capacitance value of the smoothing capacitor 20 may be as small as about 1000 pF, for example.

なお、起動回路6のコンデンサ24の容量値は、25kV程度の波高値の起動用高圧パルスを起動用トランス25の2次巻き線25bに発生させるために、例えば100nF程度に設定されている。また、起動回路6の充電用抵抗23の抵抗値、ひいては、コンデンサ24の充電経路の時定数は、前記各起動補助回路8,9のコンデンサ27,31の充電が完了した後に、コンデンサ24の充電電圧が、ブレークダウンスイッチ素子26のブレークダウン電圧(800V程度)に達するように設定されている。   The capacitance value of the capacitor 24 of the starting circuit 6 is set to, for example, about 100 nF in order to generate a starting high-voltage pulse having a peak value of about 25 kV in the secondary winding 25b of the starting transformer 25. Further, the resistance value of the charging resistor 23 of the starting circuit 6, and the time constant of the charging path of the capacitor 24, the charging of the capacitor 24 after the charging of the capacitors 27 and 31 of each of the starting auxiliary circuits 8 and 9 is completed. The voltage is set so as to reach a breakdown voltage (about 800 V) of the breakdown switch element 26.

次に、本実施形態の放電灯点灯装置1の動作を図3(a),(b)、および図4を参照して説明する。図3(a),(b)はそれぞれ、HIDランプ5を点灯させるときの該HIDランプ5の発生電圧(ランプ電圧)、電流(ランプ電流)の経時的変化を例示するタイミングチャート、図4はHIDランプ5の交流点灯時におけるランプ電流またはランプ電力の目標値の設定例を示すグラフである。   Next, the operation of the discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b) and FIG. 3A and 3B are timing charts illustrating the time-dependent changes in the generated voltage (lamp voltage) and current (lamp current) of the HID lamp 5 when the HID lamp 5 is lit, and FIG. It is a graph which shows the example of a setting of the target value of the lamp electric current or lamp electric power at the time of AC lighting of the HID lamp.

直流昇圧回路3の入力端子13a,13b間に直流電源2を接続して、該直流電源2から直流昇圧回路3に直流電圧(約12V)を入力すると、放電灯点灯装置1は次のように動作する。   When a DC power source 2 is connected between the input terminals 13a and 13b of the DC booster circuit 3 and a DC voltage (about 12V) is input from the DC power source 2 to the DC booster circuit 3, the discharge lamp lighting device 1 is as follows. Operate.

まず、コントローラ7は、インバータ回路4の半導体スイッチ素子4a,4dの組をON状態に制御すると共に、半導体スイッチ素子4b,4cの組をOFF状態に制御する。併せて、コントローラ7は、直流昇圧回路3の半導体スイッチ素子15をPWM制御することによって、直流電源2から入力される直流電圧を該直流昇圧回路3により昇圧させる(図3(a)の時刻t1〜t2)。   First, the controller 7 controls the set of semiconductor switch elements 4a and 4d of the inverter circuit 4 to an ON state and controls the set of semiconductor switch elements 4b and 4c to an OFF state. At the same time, the controller 7 PWM-controls the semiconductor switch element 15 of the DC booster circuit 3 to boost the DC voltage input from the DC power supply 2 by the DC booster circuit 3 (time t1 in FIG. 3A). ~ T2).

この場合、直流昇圧回路3の出力端子19bからの出力電圧は、その最大電圧としての200V程度の電圧まで上昇され、この最大出力電圧が、直流昇圧回路3の出力端子19bからインバータ回路4を介してHIDランプ5に印加される。従って、HIDランプ5のランプ電圧は、図3(a)の時刻t1〜t2の期間において、200V程度の電圧まで上昇する。   In this case, the output voltage from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3 is increased to a voltage of about 200V as the maximum voltage, and this maximum output voltage is passed from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3 via the inverter circuit 4. Applied to the HID lamp 5. Therefore, the lamp voltage of the HID lamp 5 rises to a voltage of about 200 V during the period from time t1 to time t2 in FIG.

また、この期間では、直流昇圧回路3の出力端子19bからの出力電圧によって、各起動補助回路8,9のコンデンサ27,31が充電用抵抗28,32を介して、該出力電圧の最大値(200V程度)とほぼ同等の電圧まで充電される。   Further, during this period, the output voltage from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3 causes the capacitors 27 and 31 of the respective start-up auxiliary circuits 8 and 9 to pass through the charging resistors 28 and 32 and the maximum value of the output voltage ( The battery is charged to a voltage almost equal to about 200V).

さらに、この期間では、直流昇圧回路3の出力端子19aからの出力電圧が950V程度の電圧まで上昇され、その電圧によって、起動回路6のコンデンサ24が充電用抵抗23を介して充電されていく。この場合、起動補助回路8,9のコンデンサ27,31の充電が完了した後に、コンデンサ24の充電電圧が、ブレークダウンスイッチ素子26のブレークダウン電圧(800V程度)まで上昇する。   Further, during this period, the output voltage from the output terminal 19 a of the DC booster circuit 3 is increased to a voltage of about 950 V, and the capacitor 24 of the starting circuit 6 is charged via the charging resistor 23 by the voltage. In this case, after the charging of the capacitors 27 and 31 of the auxiliary start circuits 8 and 9 is completed, the charging voltage of the capacitor 24 rises to the breakdown voltage (about 800 V) of the breakdown switch element 26.

そして、起動回路6のコンデンサ24の充電電圧がブレークダウンスイッチ素子26のブレークダウン電圧に達すると、該ブレークダウンスイッチ素子26が導通し、コンデンサ24の充電電荷が、瞬時的に起動用トランス25aの1次巻き線25aを通って放電する。この時、起動用トランス25の2次巻き線25bに波高値が25kV程度の起動用高圧パルス(前記図2に例示したような波形の高圧パルス)が励起され、その起動用高圧パルスが、直流昇圧回路3からインバータ回路4を介してHIDランプ5に印加されている直流電圧(200V程度)に重畳されてHIDランプ5に印加される(図3(a),(b)の時刻t2)。   When the charging voltage of the capacitor 24 of the starting circuit 6 reaches the breakdown voltage of the breakdown switching element 26, the breakdown switching element 26 is turned on, and the charging charge of the capacitor 24 is instantaneously applied to the starting transformer 25a. Discharge occurs through the primary winding 25a. At this time, a starting high-voltage pulse having a peak value of about 25 kV (a high-pressure pulse having a waveform as illustrated in FIG. 2) is excited in the secondary winding 25b of the starting transformer 25. The voltage is applied to the HID lamp 5 by being superimposed on the DC voltage (about 200 V) applied to the HID lamp 5 from the booster circuit 3 through the inverter circuit 4 (time t2 in FIGS. 3A and 3B).

これによりHIDランプ5の放電・点灯が開始する。このHIDランプ5の放電・点灯の開始時において、HIDランプ5には、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18からインバータ回路4を介して該HIDランプ5の放電開始時の突入電流が供給されると同時に、第1起動補助回路8のコンデンサ27からもインバータ回路4を介してHIDランプ5に突入電流が供給される(図3(b)の時刻t2〜t3の期間)。   Thereby, discharge / lighting of the HID lamp 5 is started. At the start of discharge and lighting of the HID lamp 5, an inrush current at the start of discharge of the HID lamp 5 is supplied to the HID lamp 5 from the smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 3 through the inverter circuit 4. At the same time, an inrush current is supplied from the capacitor 27 of the first auxiliary start circuit 8 to the HID lamp 5 through the inverter circuit 4 (period from time t2 to time t3 in FIG. 3B).

すなわち、第1起動補助回路8のコンデンサ27の放電経路における放電用抵抗29は、十分に0に近い抵抗値(例えば数Ω〜数十Ω)に設定されているので、HIDランプ5の放電開始時(起動用高圧パルスの印加直後)に、第1起動補助回路8のコンデンサ27の充電電荷が、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18とほぼ同時に、インバータ回路4を介してHIDランプ5に放電する。これにより、HIDランプ5には、十分な突入電流が供給され、該HIDランプ5の放電を支障なく開始することができる。   That is, since the discharge resistor 29 in the discharge path of the capacitor 27 of the first start-up auxiliary circuit 8 is set to a resistance value sufficiently close to 0 (for example, several Ω to several tens Ω), the discharge of the HID lamp 5 is started. At the time (immediately after the application of the starting high voltage pulse), the charge of the capacitor 27 of the first starting auxiliary circuit 8 is discharged to the HID lamp 5 through the inverter circuit 4 almost simultaneously with the smoothing capacitor 18 of the DC boosting circuit 3. To do. Thereby, a sufficient inrush current is supplied to the HID lamp 5, and the discharge of the HID lamp 5 can be started without any trouble.

ここで、前記したように、HIDランプ5のランプ電流にある程度のリップル成分が必要であることから、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18の容量値は、あまり大きくすることはできない。また、本実施形態では、HIDランプ5の点灯開始前に直流昇圧回路3からインバータ回路4を介してHIDランプ5に印加する最大電圧(200V程度)を従来の放電灯点灯装置の半分程度にしている。このため、ランプ電流にある程度のリップルを含ませ得るような容量値の平滑用コンデンサ18では、HIDランプ5にその放電開始時に必要な突入電流を十分に供給することが困難である。例えば、前記第1起動補助回路8を省略すると、図3(b)の破線aで示す如く、HIDランプ5への突入電流を十分に大きくすることができない。しかるに、本実施形態では、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18からHIDランプ5への突入電流の不足分が第1起動補助回路8のコンデンサ27から補われる。これにより、HIDランプ5に、その放電・点灯の開始に必要な突入電流を供給できることとなる。   Here, as described above, since a certain amount of ripple component is necessary for the lamp current of the HID lamp 5, the capacitance value of the smoothing capacitor 18 of the DC boost circuit 3 cannot be increased too much. In this embodiment, the maximum voltage (about 200 V) applied to the HID lamp 5 from the DC booster circuit 3 via the inverter circuit 4 before the lighting of the HID lamp 5 is reduced to about half that of the conventional discharge lamp lighting device. Yes. For this reason, it is difficult to sufficiently supply the HID lamp 5 with the inrush current required at the start of discharge in the smoothing capacitor 18 having a capacitance value that can include a certain amount of ripple in the lamp current. For example, if the first start auxiliary circuit 8 is omitted, the inrush current to the HID lamp 5 cannot be sufficiently increased as shown by the broken line a in FIG. However, in the present embodiment, the shortage of the inrush current from the smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 3 to the HID lamp 5 is compensated by the capacitor 27 of the first startup auxiliary circuit 8. Thereby, the inrush current required for the start of the discharge and lighting can be supplied to the HID lamp 5.

また、本実施形態では、前記したように、起動回路6の起動用高圧パルスのパルス幅Wが比較的大きなものとなっているので、HIDランプ5の起動時に直流昇圧回路3からHIDランプ5に印加されている電圧が200V程度の低い電圧であっても、HIDランプ5の放電を安定して開始することができる。   In the present embodiment, as described above, since the pulse width W of the starting high voltage pulse of the starting circuit 6 is relatively large, the DC boosting circuit 3 changes to the HID lamp 5 when the HID lamp 5 is started. Even if the applied voltage is a low voltage of about 200 V, the discharge of the HID lamp 5 can be started stably.

HIDランプ5に上記のように突入電流が流れることによって、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18および第1起動補助回路8のコンデンサ27が急速に放電するので、ランプ電流は、HIDランプ5の放電開始時のピーク値から急激に減少していく。この場合、仮に、前記第2起動補助回路9が無いと、図3(b)に破線bで示す如く、ランプ電流が過剰に落ち込んでHIDランプ5の放電・点灯が停止してしまう恐れがある。しかるに、本実施形態では、第2起動補助回路9によってランプ電流の落ち込みが防止される。   Since the inrush current flows through the HID lamp 5 as described above, the smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 3 and the capacitor 27 of the first startup auxiliary circuit 8 are rapidly discharged, so that the lamp current is the discharge of the HID lamp 5. It decreases rapidly from the peak value at the start. In this case, if the second start-up auxiliary circuit 9 is not provided, the lamp current may drop excessively and the discharge / lighting of the HID lamp 5 may stop as shown by the broken line b in FIG. . However, in the present embodiment, the second start-up auxiliary circuit 9 prevents the lamp current from dropping.

すなわち、第2起動補助回路8のコンデンサ31は、HIDランプ5の放電・点灯の開始時から、放電用抵抗33を介して放電を開始するものの、その放電は、第1起動補助回路8のコンデンサ27よりもゆっくり行なわれる。このため、第2起動補助回路9からHIDランプ5への実質的な電流の供給が、HIDランプ5への突入電流の供給の直後に行なわれる(図3(b)の時刻t3〜t4の期間)。これによって、ランプ電流の過剰な落ち込みを防止し、HIDランプ5の放電・点灯を継続する上で適切なランプ電流を持続させることができる。   That is, the capacitor 31 of the second startup auxiliary circuit 8 starts discharging through the discharge resistor 33 from the start of discharge / lighting of the HID lamp 5, but the discharge is caused by the capacitor of the first startup auxiliary circuit 8. It is performed more slowly than 27. For this reason, a substantial current is supplied from the second starting auxiliary circuit 9 to the HID lamp 5 immediately after the inrush current is supplied to the HID lamp 5 (period from time t3 to t4 in FIG. 3B). ). As a result, it is possible to prevent the lamp current from dropping excessively and to maintain an appropriate lamp current for continuing the discharge and lighting of the HID lamp 5.

本実施形態では、前記したように、起動用高圧パルスの幅を広くすると共に、前記第1起動補助回路8および第2起動補助回路9を備えることによって、HIDランプ5の点灯開始前に直流昇圧回路3からHIDランプ5に印加する電圧(200V程度)を従来よりも大幅に低いものとしつつ、HIDランプ5の放電・点灯を円滑に開始することができる。   In the present embodiment, as described above, the width of the starting high-voltage pulse is widened and the first start-up auxiliary circuit 8 and the second start-up auxiliary circuit 9 are provided, so that the DC boosting can be performed before the HID lamp 5 starts lighting. Discharging / lighting of the HID lamp 5 can be started smoothly while the voltage (about 200 V) applied from the circuit 3 to the HID lamp 5 is significantly lower than the conventional one.

なお、HIDランプ5が冷えた状態でのHIDランプ104の起動(コールドスタート)の直後においては、HIDランプ104で発生するランプ電圧は25V程度であるので、該ランプ電圧は、起動用高圧パルスの印加後、低下していく(図3(a)の時刻t2〜t6の期間)。   Immediately after the start (cold start) of the HID lamp 104 in a state where the HID lamp 5 is cooled, the lamp voltage generated in the HID lamp 104 is about 25V. After application, the voltage decreases (period from time t2 to time t6 in FIG. 3A).

一方、HIDランプ5の起動直後の放電を安定化するために、コントローラ7は、HIDランプ5の起動開始時から所定時間が経過するまでの期間(図3(a),(b)の時刻t2からt6の放電安定化期間)において、従来と同様に、HIDランプ5の定常的な点灯時における交流点灯周波数(例えば400Hz)の周期よりも十分に長い所定時間(例えば10〜20ms程度)ずつ、正極性および負極性の直流電流を順次、HIDランプ5に流すようにインバータ回路4を制御する。すなわち、前記放電安定化期間のうち、図3(a),(b)の時刻t2からt5の期間では、HIDランプ5に正極性のランプ電流を流し、これに続く時刻t5からt6の期間では、HIDランプ104に負極性のランプ電流を流すようにインバータ回路4の半導体スイッチ素子4a〜4dが前記した従来の放電灯点灯装置と同様に制御される。また、これらの期間では、従来のものと同様に、前記電圧検出用分圧抵抗10,11を介してコントローラ7に入力されるランプ電圧の検出信号に応じてランプ電流またはHIDランプ5への供給電力の目標値が決定される。そして、電流検出用抵抗12を介して検出されるランプ電流、あるいは、そのランプ電流の検出値とランプ電圧の検出値とから把握されるランプ電力(HIDランプ5の供給電力)が、その目標値に一致するように、直流昇圧回路3の出力が半導体スイッチ素子15を介してコントローラ7によりフィードバック制御される。   On the other hand, in order to stabilize the discharge immediately after the activation of the HID lamp 5, the controller 7 determines the period from the start of the activation of the HID lamp 5 until a predetermined time elapses (time t2 in FIGS. 3A and 3B). To a discharge stabilization period from t6 to t6), in the same manner as in the past, for a predetermined time (for example, about 10 to 20 ms) sufficiently longer than the cycle of the AC lighting frequency (for example, 400 Hz) during steady lighting of the HID lamp 5, The inverter circuit 4 is controlled so that positive and negative direct currents flow sequentially through the HID lamp 5. That is, in the discharge stabilization period, in the period from time t2 to t5 in FIGS. 3A and 3B, a positive lamp current is supplied to the HID lamp 5, and in the subsequent period from time t5 to t6. The semiconductor switch elements 4a to 4d of the inverter circuit 4 are controlled in the same manner as the conventional discharge lamp lighting device described above so that a negative lamp current flows through the HID lamp 104. Further, during these periods, as in the conventional case, the lamp current or the supply to the HID lamp 5 according to the detection signal of the lamp voltage input to the controller 7 via the voltage detecting voltage dividing resistors 10 and 11. A power target value is determined. The lamp current detected via the current detection resistor 12 or the lamp power (power supplied to the HID lamp 5) grasped from the detected value of the lamp current and the detected value of the lamp voltage is the target value. So that the output of the DC booster circuit 3 is feedback-controlled by the controller 7 via the semiconductor switch element 15.

さらに、上記放電安定化期間の終了後(図3(a),(b)の時刻t6以後の期間)には、従来のものと同様に、HIDランプ5の所定周波数(例えば400Hz)での交流点灯が行なわれる。   Further, after the end of the discharge stabilization period (period after time t6 in FIGS. 3 (a) and 3 (b)), the AC at a predetermined frequency (for example, 400 Hz) of the HID lamp 5 is the same as the conventional one. Lights up.

すなわち、インバータ回路4の半導体スイッチ素子4a,4dの組と、半導体スイッチ素子4b,4cの組との交互のON・OFFがコントローラ7により400Hz程度の周波数で制御される。これによりHIDランプ104の交流点灯が行なわれる。また、この交流点灯におけるランプ電流またはランプ電力の目標値が、前記電圧検出用分圧抵抗10,11を介して検出されるランプ電圧(直流昇圧回路3の出力電圧)に応じて設定され、前記電流検出用抵抗12を介して検出されるランプ電流、あるいは、そのランプ電流の検出値とランプ電圧の検出値とから把握されるランプ電力が、それらの目標値になるように直流昇圧回路3の半導体スイッチ素子15のON・OFFデューティが、コントローラ7によりフィードバック制御される。   That is, alternating ON / OFF of the group of semiconductor switch elements 4a and 4d and the group of semiconductor switch elements 4b and 4c of the inverter circuit 4 is controlled by the controller 7 at a frequency of about 400 Hz. Thereby, AC lighting of the HID lamp 104 is performed. Further, the target value of the lamp current or lamp power in this AC lighting is set according to the lamp voltage (the output voltage of the DC booster circuit 3) detected through the voltage detection voltage dividing resistors 10 and 11, and The DC booster circuit 3 is configured so that the lamp current detected through the current detection resistor 12 or the lamp power obtained from the detected value of the lamp current and the detected value of the lamp voltage becomes the target value. The ON / OFF duty of the semiconductor switch element 15 is feedback controlled by the controller 7.

この場合、本実施形態ではHIDランプ5は、水銀フリーHIDランプであるので、交流点灯におけるランプ電流またはランプ電力の目標値は、図4に例示するようにランプ電圧(直流昇圧回路3の出力電圧)の検出値に応じて設定される。   In this case, since the HID lamp 5 is a mercury-free HID lamp in this embodiment, the target value of the lamp current or lamp power in AC lighting is the lamp voltage (the output voltage of the DC booster circuit 3) as illustrated in FIG. ) Is set according to the detected value.

このようにHIDランプ5の交流点灯におけるランプ電流またはランプ電力を制御することで、図3(a)に示すように、ランプ電圧が徐々に増加していき、最終的に42V程度の電圧で安定する。また、図3(b)に示すように、ランプ電流が徐々に減少していき、最終的に0.8A程度の電流で安定する。   By controlling the lamp current or lamp power during AC lighting of the HID lamp 5 in this way, the lamp voltage gradually increases as shown in FIG. 3A, and finally stable at a voltage of about 42V. To do. Further, as shown in FIG. 3B, the lamp current gradually decreases and finally becomes stable at a current of about 0.8 A.

以上説明したように、本実施形態では、起動用高圧パルスの幅を広くすると共に、前記第1起動補助回路8および第2起動補助回路9を備えることによって、HIDランプ5の点灯開始前に該HIDランプ5に印加する電圧(直流昇圧回路3の出力端子19bからの最大出力電圧)を従来の放電灯点灯装置よりも大幅に低い200V程度の電圧としつつ、HIDランプ5の放電・点灯を円滑に開始することができる。   As described above, in the present embodiment, the width of the starting high voltage pulse is widened, and the first starting auxiliary circuit 8 and the second starting auxiliary circuit 9 are provided, so that the HID lamp 5 can be turned on before the lighting starts. Smooth discharge and lighting of the HID lamp 5 while the voltage applied to the HID lamp 5 (maximum output voltage from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3) is about 200 V, which is significantly lower than that of the conventional discharge lamp lighting device. Can start.

また、直流昇圧回路3の出力端子19bからの最大出力電圧を200V程度の低い電圧としたことに伴い、インバータ回路4の各半導体スイッチ素子4a〜4dの必要耐圧を下げて、それらのON抵抗を従来の放電灯点灯装置の1/3以下に低減している。加えて、HIDランプ5に直列に接続される起動用トランス25の2次巻き線25bとして平角線を使用すると共に、該2次巻き線25bの巻き数を少なくすることで、該2次巻き線25bの抵抗値(直流抵抗値)を、従来の放電灯点灯装置の1/3以下に低減している。さらに、直流昇圧回路3の出力端子19bからの最大出力電圧を、従来の放電灯点灯装置の直流昇圧回路101の最大出力電圧の半分程度にしたことによって、直流昇圧回路3の昇圧トランス14の2次巻き線14bの巻き数は従来の放電灯点灯装置の昇圧トランス111の2次巻き線の巻き数よりも大幅に少なくできる。ひいては、直流昇圧回路3の昇圧トランス14の2次巻き線14bの抵抗値(直流抵抗値)を従来のものよりも大幅に低減できる。例えば、昇圧トランス14の1次巻き線14aを従来と同じとした場合、本実施形態における昇圧トランス14の2次巻き線14bの抵抗値は50mΩ程度で、従来の放電灯点灯装置の昇圧トランス111の2次巻き線の抵抗値(300mΩ程度)の1/6に低減できる。   Further, as the maximum output voltage from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3 is set to a low voltage of about 200V, the required breakdown voltage of each of the semiconductor switch elements 4a to 4d of the inverter circuit 4 is lowered, and the ON resistance thereof is reduced. It is reduced to 1/3 or less of the conventional discharge lamp lighting device. In addition, a rectangular wire is used as the secondary winding 25b of the starter transformer 25 connected in series to the HID lamp 5, and the number of turns of the secondary winding 25b is reduced to reduce the secondary winding. The resistance value (DC resistance value) of 25b is reduced to 1/3 or less of the conventional discharge lamp lighting device. Further, the maximum output voltage from the output terminal 19b of the DC booster circuit 3 is set to about half of the maximum output voltage of the DC booster circuit 101 of the conventional discharge lamp lighting device, so that 2 of the step-up transformer 14 of the DC booster circuit 3 is obtained. The number of turns of the secondary winding 14b can be significantly reduced from the number of turns of the secondary winding of the step-up transformer 111 of the conventional discharge lamp lighting device. As a result, the resistance value (DC resistance value) of the secondary winding 14b of the step-up transformer 14 of the DC boost circuit 3 can be significantly reduced as compared with the conventional one. For example, when the primary winding 14a of the step-up transformer 14 is the same as the conventional one, the resistance value of the secondary winding 14b of the step-up transformer 14 in the present embodiment is about 50 mΩ, and the step-up transformer 111 of the conventional discharge lamp lighting device. The resistance value of the secondary winding (about 300 mΩ) can be reduced to 1/6.

上記のように、放電灯点灯装置1の回路部品(ランプ電流が流れる回路部品)の抵抗値を低減することができるため、水銀封入HIDランプよりも安定点灯時のランプ電流が大きくなる水銀フリーHIDランプを放電灯として使用しても、直流昇圧回路3、インバータ回路4、および起動用トランス25の2次巻き線25bでのジュール熱の発生を少なくできる。加えて、本実施形態では、直流昇圧回路3の昇圧トランス14の1次巻き線14aと2次巻き線14bとの巻き数比を前記したように設定することによって、HIDランプ5の連続的な点灯中における昇圧トランス14の変換効率が高められている。この結果、本実施形態の放電灯点灯装置1では、従来の放電灯点灯装置に比べて、発熱を少なくすると共に、回路効率を高めることができる。例えば、従来の放電灯点灯装置では、水銀フリーHIDランプを使用を連続的に点灯させた場合の回路効率は、75%程度であったが、本実施形態の放電灯点灯装置1では、82%という高い回路効率を達成できた。また、発熱についても、従来の放電灯点灯装置では、その外装ケースの温度が50deg程度上昇するが、本実施形態の放電灯点灯装置1では、その外装ケースの温度上昇を25deg程度に留めることができた。   As described above, the resistance value of the circuit components (circuit components through which the lamp current flows) of the discharge lamp lighting device 1 can be reduced, so that the mercury-free HID in which the lamp current during stable lighting is larger than that of the mercury-filled HID lamp. Even if the lamp is used as a discharge lamp, the generation of Joule heat in the secondary winding 25b of the DC booster circuit 3, the inverter circuit 4, and the starting transformer 25 can be reduced. In addition, in the present embodiment, the winding ratio of the primary winding 14a and the secondary winding 14b of the step-up transformer 14 of the DC boosting circuit 3 is set as described above, so that the HID lamp 5 can be continuously formed. The conversion efficiency of the step-up transformer 14 during lighting is increased. As a result, in the discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment, heat generation can be reduced and circuit efficiency can be increased as compared with the conventional discharge lamp lighting device. For example, in the conventional discharge lamp lighting device, the circuit efficiency when the mercury-free HID lamp is continuously lit is about 75%, but in the discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment, it is 82%. High circuit efficiency was achieved. Further, regarding the heat generation, in the conventional discharge lamp lighting device, the temperature of the outer case increases by about 50 deg. However, in the discharge lamp lighting device 1 of the present embodiment, the temperature increase of the outer case may be limited to about 25 deg. did it.

さらに、インバータ回路4の各半導体スイッチ素子4a〜4dのON抵抗や起動用トランス25の2次巻き線25bの抵抗値の低減によって、HIDランプ5の点灯中に前記電圧検出用分圧抵抗10,11を介して検出されるランプ電圧と、実際のランプ電圧との差を小さくし、該ランプ電圧の検出精度を高めることができる。その結果、水銀封入HIDランプよりも交流点灯時のランプ電圧の変化幅が小さい水銀フリーHIDランプを放電灯として使用しても、HIDランプ5の交流点灯時などにおけるHIDランプ5のランプ電流やランプ電力を、ランプ電圧の検出値に応じて最適な目標値に精度よく制御することができ、HIDランプ5の適切な点灯制御を安定して行なうことができる。   Further, the voltage detection voltage dividing resistor 10, while the HID lamp 5 is lit, can be reduced by reducing the ON resistance of the semiconductor switch elements 4 a to 4 d of the inverter circuit 4 and the resistance value of the secondary winding 25 b of the starting transformer 25. The difference between the lamp voltage detected via 11 and the actual lamp voltage can be reduced, and the detection accuracy of the lamp voltage can be increased. As a result, even if a mercury-free HID lamp whose variation in lamp voltage during AC lighting is smaller than that of a mercury-filled HID lamp is used as a discharge lamp, the lamp current of the HID lamp 5 and the lamp during H.C. The electric power can be accurately controlled to an optimum target value according to the detected value of the lamp voltage, and appropriate lighting control of the HID lamp 5 can be stably performed.

また、直流昇圧回路3からHIDランプ5への最大出力電圧の低減によって、直流昇圧回路3の昇圧トランス14の2次巻き線14b側の整流用ダイオード16や平滑用コンデンサ18、インバータ回路4の各半導体スイッチ素子4a〜4dなどの耐圧を低くすることができることから、それらの回路部品の小型化、低コスト化を図ることができる。また、起動回路6に高電圧を出力する直流昇圧回路3の整流用ダイオード17にあっても、その必要耐圧を1000V以下に留めることができるので、該整流用ダイオード17の小型化、低コスト化を図ることができる。ひいては、本実施形態の放電灯点灯装置1を、小型で低コストなものとすることができる。   Further, by reducing the maximum output voltage from the DC booster circuit 3 to the HID lamp 5, each of the rectifying diode 16, the smoothing capacitor 18, and the inverter circuit 4 on the secondary winding 14b side of the booster transformer 14 of the DC booster circuit 3 is achieved. Since the breakdown voltage of the semiconductor switch elements 4a to 4d and the like can be lowered, it is possible to reduce the size and cost of those circuit components. Further, even in the rectifying diode 17 of the DC booster circuit 3 that outputs a high voltage to the starter circuit 6, the required withstand voltage can be kept below 1000V. Therefore, the rectifying diode 17 can be reduced in size and cost. Can be achieved. As a result, the discharge lamp lighting device 1 of this embodiment can be made small and low cost.

なお、以上説明した実施形態では、放電灯として、水銀フリーHIDランプを使用した場合を例に採って説明したが、水銀封入HIDランプを使用してもよい。この場合であっても、直流昇圧回路3からHIDランプへの最大出力電圧を200V程度の低い電圧にしつつ、HIDランプの点灯を円滑に開始できると共に、回路効率を従来の放電灯点灯装置よりも向上させ、また、従来の放電灯点灯装置よりも発熱を少なくできる。   In the embodiment described above, the case where a mercury-free HID lamp is used as the discharge lamp has been described as an example. However, a mercury-filled HID lamp may be used. Even in this case, the maximum output voltage from the DC booster circuit 3 to the HID lamp can be reduced to a low voltage of about 200 V, and the HID lamp can be started smoothly and the circuit efficiency can be improved as compared with the conventional discharge lamp lighting device. In addition, the heat generation can be reduced as compared with the conventional discharge lamp lighting device.

また、前記実施形態では、ブレークダウン素子26として、ガス封入式のスパークギャップ素子を使用したが、半導体式の双方向スイッチを使用するようにしてもよい。   In the above embodiment, a gas-filled spark gap element is used as the breakdown element 26. However, a semiconductor bidirectional switch may be used.

また、前記実施形態では、直流昇圧回路3に2次巻き線14cおよび整流用ダイオード17を追加して、起動回路6のコンデンサ24の高電圧を供給するものを示したが、例えば、ブレークダウン素子26として、200V程度で導通するスイッチ素子を使用し、直流昇圧回路3からインバータ回路4を介して起動回路5のコンデンサ24にブレークダウン素子を導通させる電圧を供給するようにしてもよい。この場合には、直流昇圧回路3の2次巻き線14cおよび整流用ダイオード17や、平滑用コンデンサ20は不要である。そして、この場合には、起動用トランス25の1次巻き線25aの巻き数に対する2次巻き線25bの巻き数の比率を大きくすることで、2次巻き線25bに、25kV程度の波高値の起動用高圧パルスを発生させることも可能である。   In the above-described embodiment, the secondary winding 14c and the rectifying diode 17 are added to the DC booster circuit 3 to supply the high voltage of the capacitor 24 of the starting circuit 6. However, for example, the breakdown element A switching element that conducts at about 200 V may be used as 26, and a voltage that makes the breakdown element conductive may be supplied from the DC booster circuit 3 to the capacitor 24 of the starting circuit 5 via the inverter circuit 4. In this case, the secondary winding 14c, the rectifying diode 17 and the smoothing capacitor 20 of the DC booster circuit 3 are unnecessary. In this case, by increasing the ratio of the number of turns of the secondary winding 25b to the number of turns of the primary winding 25a of the starting transformer 25, a peak value of about 25 kV is applied to the secondary winding 25b. It is also possible to generate a starting high-pressure pulse.

また、前記実施形態では、直流昇圧回路3の2次巻き線14cの一端を平滑用コンデンサ18の高電位側の一端に接続したが、該2次巻き線14cの一端を接地部もしくは平滑用コンデンサ18の低電位側の一端(基準電位端子19c)に接続したり、あるいは、2次巻き線14bの整流ダイオード16側の一端に接続するようにしてもよい。ただし、この場合には、整流用ダイオード17の必要耐圧が前記実施形態の場合よりも大きくなる。   In the above embodiment, one end of the secondary winding 14c of the DC booster circuit 3 is connected to one end on the high potential side of the smoothing capacitor 18. However, one end of the secondary winding 14c is connected to the ground portion or the smoothing capacitor. 18 may be connected to one end on the low potential side (reference potential terminal 19c) or may be connected to one end on the rectifier diode 16 side of the secondary winding 14b. However, in this case, the required withstand voltage of the rectifying diode 17 is larger than that in the above embodiment.

また、前記実施形態では、直流昇圧回路3からHIDランプ5に印加する最大出力電圧を従来よりも大幅に低くしたため、前記第1起動補助回路8および第2起動補助回路9の両者を備えて、HIDランプ5の放電開始時の十分な電流を確保するようにしたが、直流昇圧回路3のHIDランプ5に印加する最大出力電圧を本実施形態よりも高めになるようにした場合(ただし、従来の放電灯点灯装置よりも低くする)には、例えば、直流昇圧回路3の平滑用コンデンサ18の容量値を、前記リップル成分を低減し過ぎない範囲で、できるだけ大きくし、第1起動補助回路8を省略するようにすることも可能である。   In the above embodiment, since the maximum output voltage applied from the DC booster circuit 3 to the HID lamp 5 is significantly lower than that in the prior art, both the first start-up auxiliary circuit 8 and the second start-up auxiliary circuit 9 are provided. A sufficient current at the start of discharge of the HID lamp 5 is ensured. However, when the maximum output voltage applied to the HID lamp 5 of the DC booster circuit 3 is made higher than that of the present embodiment (however, in the prior art) For example, the capacitance value of the smoothing capacitor 18 of the DC booster circuit 3 is made as large as possible within a range in which the ripple component is not excessively reduced, so that the first start-up auxiliary circuit 8 is reduced. It is also possible to omit.

本発明の一実施形態の放電灯点灯装置の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the discharge lamp lighting device of one Embodiment of this invention. 図1の放電灯点灯装置に備えた起動回路の起動用トランスの2次巻き線に励起される起動用高圧パルスの波形を例示する図。The figure which illustrates the waveform of the high voltage | pressure pulse for starting excited by the secondary winding of the starting transformer of the starting circuit with which the discharge lamp lighting device of FIG. 1 was equipped. 図3(a),(b)はそれぞれ、図1の放電灯点灯装置により点灯させるHIDランプ(放電灯)の発生電圧、電流の経時的変化を例示するタイミングチャート。FIGS. 3A and 3B are timing charts illustrating changes over time in the generated voltage and current of the HID lamp (discharge lamp) that is lit by the discharge lamp lighting device of FIG. 図1の放電灯点灯装置によるHIDランプの交流点灯時の電流または電力の目標値の設定例を示すグラフ。The graph which shows the example of a setting of the target value of the electric current or electric power at the time of the alternating current lighting of the HID lamp by the discharge lamp lighting device of FIG. 従来の放電灯点灯装置の回路構成の例を示す図。The figure which shows the example of the circuit structure of the conventional discharge lamp lighting device. 図6(a),(b)はそれぞれ、図5の放電灯点灯装置により点灯させるHIDランプ(放電灯)の発生電圧、電流の経時的変化を例示するタイミングチャート。FIGS. 6A and 6B are timing charts illustrating changes over time in the generated voltage and current of the HID lamp (discharge lamp) that is lit by the discharge lamp lighting device of FIG. 図5の放電灯点灯装置に備えた起動回路の起動用トランスの2次巻き線に励起される起動用高圧パルスの波形を例示する図。The figure which illustrates the waveform of the high voltage | pressure pulse for starting excited by the secondary winding of the starting transformer of the starting circuit with which the discharge lamp lighting device of FIG. 5 was equipped. 図5の放電灯点灯装置によるHIDランプの交流点灯時の電流または電力の目標値の設定例を示すグラフ。The graph which shows the example of a setting of the target value of the electric current or electric power at the time of the alternating current lighting of the HID lamp by the discharge lamp lighting device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…放電灯点灯装置、2…直流電源、3…直流昇圧回路、4…インバータ回路、5…放電灯(HIDランプ)、6…起動回路、14…昇圧トランス、14a…昇圧トランスの1次巻き線、14b…昇圧トランスの第1の2次巻き線、14c…昇圧トランスの第2の2次巻き線、16…第1の整流用ダイオード、17…第2の整流用ダイオード、18…第1の平滑用コンデンサ、20…第2の平滑用コンデンサ、24…起動用コンデンサ、25…起動用トランス、25a…起動用トランスの1次巻き線、25b…起動用トランスの2次巻き線、26…ブレークダウン素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Discharge lamp lighting device, 2 ... DC power supply, 3 ... DC booster circuit, 4 ... Inverter circuit, 5 ... Discharge lamp (HID lamp), 6 ... Start-up circuit, 14 ... Boost transformer, 14a ... Primary winding of boost transformer 14b, a first secondary winding of the step-up transformer, 14c, a second secondary winding of the step-up transformer, 16 ... a first rectifying diode, 17 ... a second rectifying diode, 18 ... first 20 ... second smoothing capacitor, 24 ... starting capacitor, 25 ... starting transformer, 25a ... primary winding of starting transformer, 25b ... secondary winding of starting transformer, 26 ... Breakdown element.

Claims (4)

直流電源から入力される直流電圧を昇圧し、その昇圧後の出力電圧をインバータ回路を介して放電灯に入力する直流昇圧回路と、該直流昇圧回路から電力の供給を受けて、前記放電灯の点灯を開始するための起動用高圧パルスを該放電灯に印加する起動回路とを備え、前記放電灯の点灯開始時に、前記直流昇圧回路からインバータ回路を介して所定値の直流電圧を前記放電灯に印加した状態で、前記起動回路から起動用高圧パルスを放電灯に印加して該放電灯の点灯を開始させる放電灯点灯装置において、
前記起動回路は、前記インバータ回路の一対の出力端子間で前記放電灯と直列に接続された2次巻き線を有する起動用トランスと、前記放電灯の点灯開始前に前記直流昇圧回路から電力の供給を受けて充電される起動用コンデンサと、該起動用コンデンサの両端間で前記起動用トランスの1次巻き線と直列に接続され、該起動用コンデンサの充電電圧が所定のブレークダウン電圧以上となった時に自律的に導通するブレークダウン素子とを備え、該ブレークダウン素子の導通により前記起動用コンデンサの充電電荷を前記起動用トランスの1次巻き線を介して瞬時的に放電させることにより、該起動用トランスの2次巻き線に前記起動用高圧パルスを励起するように構成された回路であり、
前記起動用トランスは、その2次巻き線に励起される起動用高圧パルスの波形が、前記起動用コンデンサから該起動用トランスの1次巻き線に瞬時的に電流が流れることに起因して該起動用トランスの2次巻き線に励起される第1の高圧パルス成分と、該第1の高圧パルスの発生直後に該起動用トランスの1次巻き線に電流が流れなくなることに起因して該起動用トランスの2次巻き線に逆起電力により励起される第2の高圧パルス成分とを合成してなる減衰振動波形となり、且つ、前記両高圧パルス成分が位相をずらして重なり合うことにより当該減衰振動波形のパルス部分が形成されるように、両巻き線のうちの少なくともいずれか一方の結合性が調整されたトランスであることを特徴とする放電灯点灯装置。
A DC voltage input from a DC power source is boosted, and the boosted output voltage is input to the discharge lamp via an inverter circuit, and power is supplied from the DC voltage booster circuit. A starting circuit for applying a starting high-pressure pulse for starting lighting to the discharge lamp, and at the start of lighting of the discharge lamp, a DC voltage of a predetermined value is supplied from the DC boosting circuit via an inverter circuit to the discharge lamp. In the discharge lamp lighting device for starting the lighting of the discharge lamp by applying a high-pressure pulse for starting from the starting circuit to the discharge lamp in the state applied to the discharge lamp,
The starter circuit includes a starter transformer having a secondary winding connected in series with the discharge lamp between a pair of output terminals of the inverter circuit, and power from the DC booster circuit before the discharge lamp starts lighting. A start-up capacitor to be charged by being supplied and connected in series with the primary winding of the start-up transformer between both ends of the start-up capacitor, and the charge voltage of the start-up capacitor is equal to or higher than a predetermined breakdown voltage A breakdown element that autonomously conducts when the breakdown element is turned on, and the charge of the activation capacitor is instantaneously discharged through the primary winding of the activation transformer by the conduction of the breakdown element, A circuit configured to excite the starting high-voltage pulse in the secondary winding of the starting transformer;
The start-up transformer has a waveform of a start-up high-voltage pulse excited by the secondary winding due to an instantaneous current flowing from the start-up capacitor to the primary winding of the start-up transformer. The first high-voltage pulse component excited by the secondary winding of the start-up transformer and the fact that current does not flow through the primary winding of the start-up transformer immediately after the generation of the first high-voltage pulse. Attenuation oscillation waveform is obtained by synthesizing the second high-voltage pulse component excited by the back electromotive force on the secondary winding of the starting transformer, and the high-voltage pulse components overlap each other with a phase shift. A discharge lamp lighting device characterized by being a transformer in which connectivity of at least one of both windings is adjusted so that a pulse portion of a vibration waveform is formed.
前記起動回路のブレークダウン素子は、前記放電灯の点灯開始前に前記直流昇圧回路から該放電灯に印加される前記所定値の電圧よりも高いブレークダウン電圧を有する素子であり、
前記直流昇圧回路は、前記直流電源の直流電圧が周期的に印加される1次巻き線を有し、且つ、第1の2次巻き線および第2の2次巻き線を有する昇圧トランスと、該昇圧トランスの第1の2次巻き線の両端間で直列に接続された第1の整流用ダイオードおよび第1の平滑用コンデンサと、前記第2の2次巻き線の一端に接続された第2の整流用ダイオードとを備える回路であり、
該直流昇圧回路の第1の平滑用コンデンサの高電位側の一端から前記インバータ回路に入力する直流電圧を出力すると共に、前記第2の整流用ダイオードから前記起動回路の起動用コンデンサに充電する直流電圧を出力するようにしたことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
The breakdown element of the startup circuit is an element having a breakdown voltage higher than the voltage of the predetermined value applied to the discharge lamp from the DC booster circuit before starting the lighting of the discharge lamp,
The DC boost circuit has a primary winding to which a DC voltage of the DC power supply is periodically applied, and a boost transformer having a first secondary winding and a second secondary winding; A first rectifying diode and a first smoothing capacitor connected in series between both ends of the first secondary winding of the step-up transformer, and a first connected to one end of the second secondary winding. A circuit comprising two rectifying diodes,
A DC voltage input to the inverter circuit is output from one end on the high potential side of the first smoothing capacitor of the DC booster circuit, and a DC is charged from the second rectifier diode to the starter capacitor of the starter circuit. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein a voltage is output.
前記直流昇圧回路の第2の2次巻き線の他端は、前記第1の平滑用コンデンサの高電位側の一端に接続されていることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。   3. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the other end of the second secondary winding of the DC booster circuit is connected to one end on the high potential side of the first smoothing capacitor. 前記直流昇圧回路の第2の整流用ダイオードから出力される直流電圧を平滑化する第2の平滑用コンデンサを該第2の整流用ダイオードの近傍で該第2の整流用ダイオードに接続して設けたことを特徴とする請求項2または3記載の放電灯点灯装置。   A second smoothing capacitor for smoothing the DC voltage output from the second rectifying diode of the DC boosting circuit is provided connected to the second rectifying diode in the vicinity of the second rectifying diode. The discharge lamp lighting device according to claim 2 or 3, wherein
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