JPH0247836B2 - Hodentotentosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、定電流を出力する電流制御回路によ
り放電灯を点灯する放電灯点灯装置に係り、特
に、放電開始時に生じるランプ電流の増大を早期
に抑制し安定化させる放電灯点灯装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、定電流を出力する電流制御回路により水
銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライ
ド等の高輝度放電灯（高圧放電灯）を点灯する放
電灯点灯装置は、例えば第１図に示すような形で
知られている。

第１図において、１は整流回路等で構成される
直流電源であり、この直流電源電流は電流制御回
路２に与えられ、電流制御回路２により定電流に
制御されて高輝度放電灯３に供給される。電流制
御回路２には制御回路４が設けられており、この
制御回路４で電流制御回路２の出力電流（ランプ
電流）の平均値を検出して電流制御回路２を負帰
還制御することにより、負荷変動等によるランプ
電流の変動を抑制する。

第２図Ａ，Ｂは前記点灯装置の出力波形図であ
る。この図から明らかなように、高輝度放電灯３
のインピーダンスは、放電開始前においては無限
大の値、放電開始後ではきわめて小さな値とな
る。そして放電開始前では電流制御回路２の出力
電圧がv₁、出力電流が零であるが、放電開始後で
は出力電圧がv₂まで低下するとともに、出力電流
がi₁まで大きく立上がり、所定時間ｔの経過後に
平常状態の電流値i₂におちつく。

この種の点灯装置では、制御回路４で電流制御
回路２の出力電流の平均値のみを検出して電流制
御回路２を負帰還制御するので、制御遅れ（即
ち、時間ｔ）が大きく、過大なランプ電流のため
に電流制御回路２を構成するトランジスタ等の半
導体部品が破壊するおそれがある。半導体部品の
破壊を防止するためには、定常値に達する時間を
短かくすればよい。ところが制御系の安定度の上
から制御ゲインと制御の応答は相反する要素であ
るから、定常値に達する時間を短かくするために
は、フイードバツク制御系の制御ゲインを下げて
制御の応答を速くしなければならず、そのため定
常値の設定精度が低くなるという欠点が生じる。
そこで、従来の放電灯点灯装置では、長時間の過
電流に耐えるために定格の大きな半導体部品を用
いて電流制御回路２を構成している。そのため経
済的でないという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、以上のような従来技術の欠点を除去
するためになされたものであつて、電流制御回路
構成部品の定格が小さく、しかも定常値の設定精
度が高い放電灯点灯装置を提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために本発明では、電流制
御回路を負帰還制御する制御回路を、電流制御回
路の出力電流の波高値に応じた信号を出力する第
１の検出回路と、電流制御回路の出力電流の平均
値に応じた信号を出力する第２の検出回路とで構
成し、前記第１と第２の検出回路のうちの大きい
方の出力信号に基づいて前記電流制御回路を制御
するようにしている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。

第３図はこの実施例に係る放電灯点灯装置の構
成図であり、前記第１図と同一符号は同一要素を
示す。第３図中、１２は定電流を出力する電流制
御回路であり、例えばスイツチングレギユレータ
で構成される。そしてこのスイツチングレギユレ
ータは、直流電源１をオン、オフするスイツチン
グトランジスタ１３を具えた主回路と、スイツチ
ングトランジスタ１３を制御する制御回路とで構
成される。そして主回路は直流電源１と高輝度放
電灯３との間に接続されたスイツチングトランジ
スタ１３およびインダクタ１４の直列回路と、こ
の直列回路に並列接続されたダイオード１５とか
らなる。一方、制御回路は入力電圧を所定のパル
ス幅信号に変調するパルス幅変調回路（PWM回
路）１６を具えてなり、このPWM回路１６から
所定のパルス幅信号を出力してトランジスタ１３
をオン、オフ制御する。そして、トランジスタ１
３がオンの場合には、直流電源１→トランジスタ
１３のコレクタ・エミツタ間→インダクタ１４→
放電灯３というループで、一方トランジスタ１３
がオフの場合には、インダクタ１４→放電灯３→
ダイオード１５というループで、それぞれ電流が
流れる。

そして、電流制御回路１２の出力電流（ランプ
電流）に応じた電流値が変流器等の電流検出器２
０で検出され、この検出値が電圧値に変換されて
第１の検出回路２１と第２の検出回路２２に与え
られる。なお、第３図中の電流検出器２０では便
宜的にコレクタ電流を検出するようにしている。
第１の検出回路２１は前記電圧検出値を整流する
ダイオードと、この整流値を平滑するコンデンサ
入力形平滑回路等とを具え、前記検出値の立上り
または立下りの電圧せん頭値を高速検出する。一
方、第２の検出回路２２は前記電圧検出値を整流
するダイオードと、この整流値を積分する抵抗入
力形平滑回路等とを具え、前記検出値の電圧平均
値を低速検出する。そして第１の検出回路２１の
出力信号v_pは低ゲインの直流増幅器を有する誤差
増幅回路２３に、第２の検出回路２２の出力信号
v_oは高ゲインの直流増幅器を有する誤差増幅回路
２４とにそれぞれ与えられる。誤差増幅回路２
３，２４では基準電圧V₀₁、V₀₂と帰還値である
第１と第２の検出回路２１，２２の出力信号v_p、
v_oとをそれぞれ比較し、両者の差電圧を打ち消す
ような電圧v_p、v_oをそれぞれ出力する。なお、誤
差増幅回路２３，２４では帰還値v_p、v_oのレベル
の調整を行ない、定常点灯時においてv_o′＞v_p′に
なるような電圧をそれぞれ出力し、高値優先回路
２５に与える。高値優先回路２５は両入力値を比
較してその大きい方の値をそのまま出力し、電流
制御回路１２に帰還する。すると、この電流制御
回路１２では帰還値を打消すように作動してラン
プ電流i_pの変動を抑制する。即ち、電流制御回路
１２中のPWM回路１６では入力電圧の大きさに
応じたパルス幅の信号を出力し、トランジスタ１
３のオン、オフ時間を制御してランプ電流i_pの変
動を抑制すする。

第４図Ａ〜Ｈは第３図の回路各部の電圧、電流
波形図であり、図Ａは、ランプ電流i_pの波形図、
図Ｂはコレクタ電流i_cの波形図、図Ｃは電流検出
器２０である変流器の２次電圧波形図、図Ｄは第
１の検出回路２１の出力波形図、図Ｅは第２の検
出回路の出力波形図、図Ｆは高値優先回路２５の
出力波形図、図ＧはPWM回路の出力波形図、お
よび図Ｈはランプ電圧v_pの波形図である。この第
４図を参照しつつ前記第３図の動作を説明する。

放電灯３の放電開始時には、所定のランプ電圧
v_pが放電灯３に印加され（第４図Ｈ）、PWM回
路１６の出力信号がトランジスタ１３のベースに
与えられる。そして放電灯３にパルス状のランプ
電圧が印加されると、放電灯３が放電してランプ
電流i_pが流れる（第４図Ａ）。そして電流検出器
２０がコレクタ電流i_c（第４図Ｂ）を検出して第
４図Ｃに示すような電圧v_ctを出力し、第１と第
２の検出回路２１，２２にそれぞれ与えられる。
第１の検出回路２１ではピーク値を、第２の検出
回路２２では平均値をそれぞれ検出し（第４図
Ｄ，Ｅ）、その検出値v_p、v_oを誤差増幅回路２３，
２４に与える。そして誤差増幅回路２３，２４に
より基準電圧V₀₁、V₀₂との差電圧を打ち消すよ
うな電圧が算出され、レベル調整が行なわれて高
値優先回路２５に与える。ここで第１と第２の検
出回路２１，２２の出力電圧v_p′、v_o′は、放電開
始時においてv_o′＜v_p′となるので（第４図Ｆ）、
高値優先回路２５から電圧値v_p′が出力され、こ
の電圧値v_p′に基づいてPWM回路１６を介して
トランジスタ１３が制御される。そして放電開始
時においてランプ電流i_pが所定値以上になつた時
にはそれに応じて電圧値v_p′も大きくなるので、
PWM回路１６における出力パルスの衝撃係数
（デユーテイー比）が急激に減少し、ランプ電流
i_pの急激な立上りが所定値に抑制される。そし
て、第１の検出回路２１による制御応答を速く設
定することにより、過電流状態を早期に安定化さ
せ、過電流状態によるスイツチングトランジスタ
等の破壊を防止できる。

次いで定常点灯時においては、第１と第２の検
出回路２１，２２の出力電圧v_p′、v_o′がv_o′＞
v_p′の関係にあるので、高値優先回路２５から電
圧値v_o′が出力される。この電圧値v_o′に基づいて
PWM回路１６を介してトランジスタ１３がオ
ン、オフ制御され、ランプ電流の変動が抑制され
る。そして誤差増幅回路２４は高ゲインに設定さ
れているので、定常点灯時のランプ電流i_pの変動
が高精度で抑制される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る放電灯点灯
装置によれば、第１と第２の検出回路のうちの大
きい方の出力信号に基づいて電流制御回路を制御
するようにしたので、第１の検出回路による制御
応答を速く設定することにより、放電開始時にお
いては第１の検出回路の検出値で電流制御回路を
制御して過電流状態を所定値に早期に抑制させる
ことができ、そのため過電流状態による電流制御
回路構成部品の破壊を防止することができる。さ
らに、定常点灯時においては第２の検出回路の検
出値で電流制御回路を制御して電流制御回路の出
力電流の変動を高精度で抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電灯点灯装置の構成図、第２
図Ａ，Ｂは第１図の動作説明図、第３図は本発明
の一実施例に係る放電灯点灯装置の構成図、第４
図Ａ〜Ｈは第３図の回路各部の電流、電圧波形図
である。 １……直流電源、３……高輝度放電灯、１２…
…電流制御回路、２０……電流検出器、２１……
第１の検出回路、２２……第２の検出回路、２
３，２４……誤差増幅回路、２５……高値優先回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電流制御回路と、この電流制御回路の出力電
   流を検出して前記電流制御回路を負帰還制御する
   制御回路とを備え、前記電流制御回路の出力電流
   により高輝度放電灯を点灯する放電灯点灯装置に
   おいて、 前記制御回路は、前記電流制御回路の出力電流
   の波高値に応じた信号を出力する第１の検出回路
   と、前記電流制御回路の出力電流の平均値に応じ
   た信号を出力する第２の検出回路とを有し、前記
   第１の検出回路および前記第２の検出回路のうち
   の大きい方の出力信号に基づいて前記電流制御回
   路を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。