JPH02215097A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） この発明は１例えば水銀ランプ、ナトリウムランプ、メ
タルハライドランプ等のように金属蒸気を封入した放電
灯の点灯装置に関し、特に、瞬時点灯技術および点灯開
始時の光量バラツキを解消する技術に関する。

〔従来技術〕

従来の放電灯点灯装置としては１例えば、「照明ハンド
ブック、第１版第１刷、昭和５８年５月２０日、オーム
社発行、ｐｐ１９８〜２０１」や「電気工学ハンドブッ
ク、第１版、昭和５３年４月１０日、電気学会発行、ｐ
Ｐ１５３９〜１５４１Ｊに記載されているものがある。

第６図は上記のごとき従来の放電灯点灯装置の一例図で
ある。

第６図において、１１はエネルギー供給源となる交流電
源、１２は全波整流器、１３は全波整流器２の直流出力
を所定周波数の交流電力に変換するインバータ回路、１
４は電流制限用のチョークコイル、１５は放電灯、１６
は高電圧発生用のイグナイタ回路である。

上記の装置において、点灯開始時（始動時）には、イグ
ナイタ回路１６で発生した１０〜１５ｋＶ程度の高電圧
を放電灯１５に印加して、放電灯内の封入ガスの絶縁破
壊を行なう。そして絶縁破壊後は、インバータ回路１３
から与えられる交流電力によって放電灯１５が点灯する
。なお、チョークコイル１４は流れる電流を制限し、安
定器として動作する。

上記のごとき放電灯は、車両用の前照灯として使用した
場合、小型、軽量、高効率などの点で。

現在のフィラメントタイプのバルブよりも有利な点が多
い。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の放電灯点灯装置においては、次のご
とき問題がある。

すなわち、点灯開始時における放電灯の光量特性は、第
４図に示すように、点灯開始後に光量が順次立ち上がっ
て数秒後に飽和値に達し、放電安定状態となる。しかし
、放電灯には、ｌｌ造時において、封入されたガス成分
（例えばキセノンガスと他のガスとの割合等）や電極間
隔、バルブの形状等にバラツキが生じるので、印加する
交流電源の電圧、電流１周波数の特性が一定である場合
には、個々の放電灯によって光量の立上り特性が異なり
、したがって複数の放電灯を同時に点灯した場合には１
点灯時に各放電灯の光量がバラライでしまう。そのため
車両の前照灯のように複数の放電灯を同時に点灯する必
要のある用途に用いた場合には、運転者や対向車両の運
転者に違和感や誤認を生じるおそれがあるという問題が
あり、また、製造バラツキによって光量の立上りが遅い
特性を有する放電灯の場合には、瞬時点灯が出来ないと
いう問題もある。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、放電灯の製造時のバラツキに拘
らず、確実に瞬時点灯することが可能であり、かつ複数
個を同時に点灯した場合に点灯時の光量バラツキを生じ
させない放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明においては、特許請
求の範囲に記載するように構成している。

すなわち、本発明においては、点灯開始時に台ける光量
の立上り特性が放電灯に流れる放電電流に応じて変化す
る点に着目し、放電電流について経過時間に対応した標
準特性値を予め設定しておき、実際の放電電流を上記の
標準特性値と一致させるように制御することにより、放
電灯の製造バラツキに拘らず常に一定の光量立上り特性
に制御するようにしたものである。

以下、まず、放電灯の光量変化特性について説明する。

なお、放電灯には高圧水銀灯、高圧ナトリウム灯、メタ
ルハライドランプ等があるが、ここではメタルハライド
ランプを例として説明する。

メタルハライドランプ（以下、バルブと記す）は、バル
ブ内に各種の混合ガスが封入され、かつギャップを隔て
て対向した一対の電極を備えている。

上記の電極間に高電圧を印加し、バルブ内の封入ガスに
絶縁破壊を生じさせると、バルブ内のインピーダンスは
絶縁状態時の無限大から数１０オームに低下し、上記電
極間に電流が流れる。これが放電電流である。

この放電電流によってギャップ周辺の温度が上昇し、各
種混合ガスが発光を開始する。そして。

バルブ内の温度が上昇するに従ってバルブ内のインピー
ダンスが高くなり１次第に放電電流が減少して端子電圧
は上昇するという負特性を示す。

第５図は上記の状態における放電灯に流れる放電電流、
放電灯の端子電圧、放電灯内部のガス温度および光量の
関係を示す特性図である。

第５図に示すごとく、光量とガス温度とは同じ特性で変
化し、また、光景と放電電流は反比例の傾向、光量と端
子電圧は比例傾向を示し、それぞれ点灯開始時から数秒
間に急激な変化をし、数秒後に飽和して放電安定状態に
達する。

上記のように、放電灯は、放電電流によってバルブ内温
度を上昇させることによって発光するものであることを
考えると、放電電流を調節してバルブ内の温度上昇カー
ブを制御することにより、光量の制御が可能となる。そ
して点灯開始時から放電安定状態に至るまでの間の放電
電流を、経過時間に対応して予め設定しておいた標準特
性値に一致させるように制御すれば１個々の放電灯の特
性バラツキに拘らず、一定の立上り特性で光量を飽和値
まで上昇させることが出来る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例図である。

第１図において、１はエネルギー供給源となる直流電源
であり、例えば車載のバッテリである。

なお、この直流電源１の代わりに交流電源と全波整流器
との組み合わせを用いてもよい。また、２はコンバータ
回路であり、例えば車載バッテリの１２Ｖを直流の所定
電圧（数１００ｖ程度）に変換する。また、３は上記の
直流電力を所定周波数の交流電力に変換するインバータ
回路、４はチョークコイル、５は放電灯、６は絶縁破壊
用の高電圧（例えば１０〜１５ｋＶ程度）を発生するイ
グナイタ回路である。また、７は制御手段であり、コン
バータ回路２．インバータ回路３およびイグナイタ回路
６を制御する信号Ｓ、、Ｓ、、Ｓ、を出力する。この制
御手段７は専用のアナログ若しくはディジタル回路、ま
たはマイクロコンピュータ等で構成される。なお、放電
灯５に並列に接続されたコンデンサＣ工と０２の直列回
路は、放電灯５の端子電圧を電圧値Ｖｃとして検出する
ためのものであり、また、放電灯５に直列に接続された
抵抗Ｒは、放電灯５を流れる放電電流を電圧値ＶＲとし
て検出するためのものである。

次に、第２図は第１図の実施例の制御過程を示すフロー
チャートである。

以下、第２図を用いて第１図の実施例の作用を説明する
。

第２ｇＡにおいて、まずＰ□では、放電灯の点滅を操作
するライトスイッチ（図示せず）がＯＮか否かを判別し
、ＯＮの場合には、Ｐ２でＶｃおよびＶＲを読み込む、
このＶｃは放電灯の端子電圧を示し、ＶＲは放電電流を
示す、なお、このフローチャートでは図示を省略してい
るが、ライトスイッチがＯＮになると、信号Ｓ３がイグ
ナイタ回路６＾送られ、イグナイタ回路６が高電圧を発
生して放電灯５内の封入ガスの絶縁破壊を行ない（その
後に８３は０ＦＦ）、同時に、直流電源１とコンバータ
回路２との間の電源スィッチ（図示せず）がＯＮにされ
、コンバータ回路２で昇圧されインバータ回路３によっ
て交流に変換された電力により、チョークコイル４を介
して放電灯５に電流が流れる。

次に、Ｐ、では、上記のＶＲで示される放電電流の値Ｉ
と経過時間に応じて予め設定されている標準特性値Ｉｔ
ｌｌ（各時間毎の値であり１例えば前記第５図の電流特
性に対応した特性の値）との差が所定値Ａ以下であるか
否かを判定する。

Ｐ□でＮｏの場合、すなわち、実際の放電電流Ｉがその
時点における標準特性値Ｉｔｎからはずれている場合に
は、Ｐ、に行き、実際の放電電流値Ｉがその時点におけ
る標準特性値Ｉｔｎより大きいか否かを判定する。

Ｐ４でＹＥＳの場合には、Ｐ５へ行き、実際の端子電圧
Ｖがその時点における標準特性値Ｖ　ｔ　ａより小さい
か否かを判定する。なお、゛端子電圧の標準特性値Ｖｔ
ｎは１例えば前記第５図の電圧特性に対応した値である
。

Ｐ、でＹＥＳの場合、すなわち放電電流が標準値より大
で、端子電圧が標準値より小の場合は。

電流値を減少させる必要があるので、Ｐ６で、コンバー
タ回路２を制御する信号Ｓ□の周波数ＦＣをそれまでよ
り低い値に設定する。コンバータ回路２の出力電圧は１
周波数ｐｃが低くなると低下するので、放電電流を減少
させることが出来る。なお、コンバータ回路２の周波数
ＦＣを低下させて出力電圧を低下させることにより、消
費電力を減少させることが出来る。

また、Ｐ５でＮｏの場合、すなわち放電電流が標準値よ
り大で、端子電圧も標準値より大の場合は、電流値を減
少させる必要があるので、Ｐ７で、インバータ回路３を
制御する信号Ｓ２の周波数Ｆｌをそれまでより高い値に
設定する。第１図のように、インバータ回路３とチョー
クコイル４との直列回路では、インバータ回路３の電圧
を一定にしておいても、その周波数Ｆ１を変化させると
流れる電流が変化する。すなわち、周波数Ｆｌが高くな
るとチョークコイルのＬ分によって電流の積分値が小さ
くなるので、放電灯５に流れる放電電流は減少する。

一方、Ｐ４でＮＯの場合、すなわち実際の放電電流値Ｉ
がその時点の標準特性値Ｉｔｌｌより低い場合は、Ｐ、
へ行き、実際の端子電圧Ｖがその時点における標準特性
値ｖｔｎより小さいか否かを判定する。

Ｐ、でＹＥＳの場合、すなわち放電電流が標準値より小
で、端子電圧が標準値より小の場合は。

電流値を増大させる必要があるので、Ｐ、で、インバー
タ回路３を制御する信号Ｓ２の周波数Ｆ！をそれまでよ
り低い値に設定する。これによって放電電流値を上昇さ
せることが出来る。

また、Ｐ、でＮＯの場合、すなわち放１を電流が標準値
より小で、端子電圧は標準値より大の場合は、電流値を
増加させる必要があるので、Ｐｌ、で、コンバータ回路
２を制御する信号Ｓ□の周波数Ｆｃをそれまでより高い
値に設定する。これにより、コンバータ回路２の発生電
圧を上昇させて放′Ｒ１電流を増加させることが出来る
。

なお、上記のＰ５およびＰ８でＮＯの場合、すなわち端
子電圧が標準値より高くなるのは、放電灯の不良等の特
殊な場合であり、実際上は稀な現象である。

また、前記のＰ６とＰ７は、共に電流を減少させる作用
を行ない、Ｐ、とＰｌ、は、共に電流を増加させる作用
をする。したがってＰ６とＰ７を相互に・入れ替えても
良いし、Ｐ、とＰｌ、、とを相互に入れ替えても同様に
動作する。ただし、前記のごとく、Ｐ、およびＰｏでＮ
Ｏになるのは実際上は極めて稀な現象であるから、通常
の制御で発生しやすい状態の場合にＰ、のような消費電
力低減効果のある制御動作を行なわせた方が有利である
。

次に、Ｐ、１では、０．１秒が経過したか否かを判定し
、また％　ｐｉ！では、３秒が経過したか否かを判定し
、Ｎｏの場合にはＰ２へ戻る。したがって上記のＰ２か
らＰ工２までの演算は、０．１秒毎に３秒間のあいだ行
なわれる。すなわち、点灯開始から３秒間のあいだ、０
．１秒経過する毎に、それぞれの時点に対応して予め設
定された標準特性値と放電電流値とが比較され１両者を
一致させるようにコンバータ回路２およびインバータ回
路３が制御されることになる。

次に、Ｐ８１では、コンバータ回路２を制御する信号Ｓ
、の周波数Ｆｃおよびインバータ回路３を制御する信号
８つの周波数Ｆ１を標準特性の値に設定する。・すなわ
ち、点灯開始から３秒間が経過して放電安定状態に達し
た後は１通常の制御が行なわれる。

上記のように制御することにより、個々の放電灯の製造
バラツキに拘りなく、常に一定の立上りで光量を上昇さ
せることが出来る。

次に、第３図は、本発明の他の実施例図である。

この実施例は、２つの放電灯を同時に点灯する場合を示
す。

第３図に示すごとく、同じ放電灯点灯装置を２組備え、
制御手段８によって各点灯装置毎に前記第１図と同様に
標準特性に一致させる制御を行なえば、放電灯５と５″
を同じ立上り特性で同時に点灯することが出来る。また
１両者の放電電流を同じにするように（Ｖｉ＝ＶＲ’　
）に制御しても両者のバラツキを解消することが出来る
。

（効果〕 以上説明してきたように、本発明においては、放電電流
について経過時間に対応した標準特性値を予め設定して
おき、実際の放電電流を上記の標準特性値と一致させる
ように制御するように構成したことにより、放電灯の製
造バラツキに拘らず常に一定の光量立上り特性に制御す
ることが出来。

かつ瞬時点灯を可能にすることが出来る。という優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例図、第２図は第１図の実施例
の制御過程を示すフローチャート、第３図は本発明の他
の実施例図、第４図は点灯開始時における光量変化特性
図、第５図は放電電流、端子電圧、ガス温度および光量
の特性図、第６図は従来装置の一例図である。 く符号の説明〉 １・・・直流電源 ２・・・コンバータ回路 ３・・・インバータ回路 ４・・・チョークコイル ５・・・放電灯 ６・・・イグナイタ回路 ８・・・制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 点灯開始時に、イグナイタ回路で発生した高電圧を放電
   灯に印加して放電灯内の封入ガスの絶縁破壊を行ない、
   その後、放電灯と直列に接続されたチョークコイルを介
   してインバータ回路から与えられる交流電力によって放
   電灯を点灯する放電灯点灯装置において、上記絶縁破壊
   後から放電安定状態に達するまでの間、上記放電灯に流
   れる放電電流値を経過時間に応じて予め設定された標準
   特性値に合わせるように制御する手段を備えたことを特
   徴とする放電灯点灯装置。