JPH0682799U - 車輌用放電灯の点灯回路 - Google Patents
車輌用放電灯の点灯回路Info
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- JPH0682799U JPH0682799U JP2849193U JP2849193U JPH0682799U JP H0682799 U JPH0682799 U JP H0682799U JP 2849193 U JP2849193 U JP 2849193U JP 2849193 U JP2849193 U JP 2849193U JP H0682799 U JPH0682799 U JP H0682799U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 車輌用放電灯の点灯初期における光束の変動
を抑えて放電灯が安定するまでに要する時間を短縮す
る。 【構成】 放電灯のランプ電圧−ランプ電流特性に係る
制御線について3つの領域、即ち、定格電力を越える電
力を放電灯に供給する発光促進領域Aaと、定格電力で
放電灯の制御を行う定電力制御領域Bと、両者の間に設
けられる移行領域Abとに区分けする。そして、移行領
域Abと定電力領域Bとの境界付近で制御線が円滑に接
続されるように時定数回路31又は44を設け、移行領
域Abの制御線gbがランプ電圧の増加に対して指数関
数的に減衰するように制御する。また、放電灯の消灯時
間に応じた電力アップ機能により、再始動時の放電灯の
状態に合わせた電力制御を行う。但し、この機能は擬似
負荷を点灯回路に接続した場合には停止させ、これによ
って調整や測定時間の短縮化等を図る。
を抑えて放電灯が安定するまでに要する時間を短縮す
る。 【構成】 放電灯のランプ電圧−ランプ電流特性に係る
制御線について3つの領域、即ち、定格電力を越える電
力を放電灯に供給する発光促進領域Aaと、定格電力で
放電灯の制御を行う定電力制御領域Bと、両者の間に設
けられる移行領域Abとに区分けする。そして、移行領
域Abと定電力領域Bとの境界付近で制御線が円滑に接
続されるように時定数回路31又は44を設け、移行領
域Abの制御線gbがランプ電圧の増加に対して指数関
数的に減衰するように制御する。また、放電灯の消灯時
間に応じた電力アップ機能により、再始動時の放電灯の
状態に合わせた電力制御を行う。但し、この機能は擬似
負荷を点灯回路に接続した場合には停止させ、これによ
って調整や測定時間の短縮化等を図る。
Description
【0001】
本考案は新規な車輌用放電灯の点灯回路に関する。詳しくは、放電灯を起動し た後その光束が安定する迄に要する時間の短縮を目的とし、放電灯の始動を円滑 に行うことができるようにした新規な車輌用放電灯の点灯回路を提供するもので ある。
【0002】
近時、車輌用灯具の光源として小型のメタルハライドランプが注目を浴びてい るが、その始動性が問題となり、始動時間の短縮のために、例えば、点灯直後に 定常時の数倍に亘る過大なランプ電流を流して発光管を急速に暖め、発光を促す ことが知られている。
【0003】 しかし、この方法では放電灯の光束が安定する迄の間のオーバーシュート等が 著しく光束の変動が大きいため、本願出願人は光束を速やかに安定値へと移行さ せる方法を特願平2−263300(特開平4−141988号)出願にて開示 している。
【0004】 この例では、車輌用放電灯の点灯回路は、直流電圧を交流電圧に変換して放電 灯に供給するための直流−交流変換手段を有するとともに、放電灯のランプ電圧 に関する検出信号を得るためのランプ電圧検出回路と、放電灯のランプ電流に関 する検出信号を得るためのランプ電流検出回路と、ランプ電圧検出回路からの検 出信号を受けてランプ電圧に対するランプ電流の制御指令信号を生成しこの指令 信号とランプ電流検出回路からの検出信号との差が生じなくなるように制御信号 を直流−交流変換手段に送出してその出力電圧を制御する電圧−電流特性制御回 路とを備えている。
【0005】 そして、ランプ電圧−ランプ電流特性上の制御領域として放電灯の定格電力を 超える電力供給が行なわれるようにランプ電流の制御指令信号を生成する発光促 進領域から、定格電力での定電力制御が行なわれる定電力制御領域へと移行させ る際に、ランプ電圧に対する放電灯への供給電力の変化率が緩やかになるように 制御する電力変化率低減手段を設けている。
【0006】 図14は横軸にランプ電圧(「VL」と記す。)をとり、縦軸にランプ電流( 「IL」と記す。)をとって、制御線の一例aを示したものである。
【0007】 図中のIL=ILmaxの区間が発光促進領域Aaとされ、定電力曲線の直線 近似として得られる区間が定電力制御領域Bとされ、両領域の間に設けられる傾 斜した直線で表される区間が移行領域Abとされる。
【0008】 移行領域Abでの制御線がある傾斜をもってランプ電圧VLの増加とともに減 少し、放電灯への供給電力の変化が緩和されるので、光束の立ち上がり時におけ るオーバーシュートやアンダーシュートが抑制され光束が安定する迄に要する時 間が短縮されることになる。
【0009】
ところで、点灯初期において放電灯に過大な電流値を流した後に定電力制御に 移行する間における電圧−電流特性を直線状の制御線に従って規定したのでは、 移行領域Abから定電力制御領域Bにかけての電力制御が円滑に行なわれないた め、光束の立ち上がりにおける変動の幅を縮小するのに困難を伴うという問題が ある。
【0010】 図15は横軸に時間(「t」と記す。)をとり、縦軸に電力(「PW」と記す 。)をとって放電灯を冷えた状態から点灯させた場合(所謂コールドスタート) の点灯初期における電力の時間的変化を示したものである。
【0011】 発光促進領域Aaに対応する期間taでは電力PWが時間経過とともに増加し 、移行領域Abに対応する期間tbにおいて電力PWが時間経過につれて減少し (制御線が負の傾斜をもって定電力曲線を横切るため)た後、定電力制御領域B に対応する期間tcで制御が安定する。
【0012】 図から判るように移行領域Abでの電力の変化を示す傾斜直線bと、定電力制 御領域Bでの一定電力を示す定直線cとの繋がりが悪く折れ線状となり、電力の 変化がぎくしゃくしたものになってしまう。
【0013】
そこで、本考案車輌用放電灯の点灯回路は上記した課題を解決するために、直 流電圧を直流変換し及び/又は交流電圧に変換して放電灯に供給するための電力 供給手段と、放電灯のランプ電圧に関する検出信号又はその相当信号を得るため のランプ電圧検出回路と、放電灯のランプ電流に関する検出信号又はその相当信 号を得るためのランプ電流検出回路と、ランプ電圧検出回路からの検出信号を受 けてランプ電圧に対するランプ電流の制御指令信号を生成し、この指令信号とラ ンプ電流検出回路からの検出信号との差が生じなくなるように制御信号を電力供 給手段に送出してその出力電圧を制御する電圧−電流特性制御回路とを備え、該 電圧−電流特性制御回路が、ランプ電圧−ランプ電流特性上の制御領域として放 電灯の定格電力を超える電力供給が行なわれるようにランプ電流の制御指令信号 を生成する発光促進領域と、放電灯に関して定格電力での定電力制御が行なわれ る定電力制御領域を有する車輌用放電灯の点灯回路において、発光促進領域から 定電力制御領域への移行領域における制御線のランプ電圧に対する電力変化率が 定電力制御領域に近づくにつれて緩やかになるように時定数回路を設けたもので ある。
【0014】
本考案によれば、時定数回路によって移行領域における制御線のランプ電圧に 対する電力変化率が定電力制御領域の制御線に近づくにつれて緩やかとなり、移 行領域と定電力制御領域との境界における制御線が円滑に接続されるため、光束 の立ち上がり時における変動の幅を抑えて、光束が安定するまでに要する時間を 短縮することができる。
【0015】
以下に、本考案車輌用放電灯の点灯回路の詳細を図示した実施例に従って説明 する。
【0016】 車輌用放電灯の点灯回路1の回路構成の説明に先だって、ランプ電圧(VL) −ランプ電流(IL)特性に係る制御線について説明する。
【0017】 図1は本考案に係るVL−IL特性に係る制御線gを示すものである。
【0018】 図中、VL=0から点Mに至る迄の領域Aaが発光促進領域であり、定直線g aに示すように一定の電流IL=ILmaxが流れ、点Mから点Q1にかけての 移行領域Abでは、曲線gbに示すようにランプ電圧の増加につれてランプ電流 値が指数関数的に減少する。
【0019】 点Q1から点Q2に至る領域Bは定電力領域であり、点Q1と点Q2とを通る 直線gcは定電力曲線PQに対して直線近似を行なうことによって得られるもの である。
【0020】 尚、この定電力曲線PQの示す電力値はランプの定格電力である。
【0021】 点Q2から始まる領域Cでは、定直線gdに示すようにVLに関係なくILが 一定(IL=IC)とされている。
【0022】 本考案では、移行領域Abにおける制御線gbを指数関数的に滑らかに変化さ せて定電力制御領域Bでの近似直線上の動作点Q1に接続させる方法を用いてい る。その際、移行領域Abの制御線gbの形状を予め特定して点M−点Q1間に 適用している訳ではなく、むしろ点M−点Q1間を指数関数的に変化する曲線に よって補間することによって移行領域Abと定電力制御領域Bとの境界付近で大 きな電力変化が生じないように制御している。
【0023】 図2は横軸に時間tをとり、縦軸に電力PWをとって、放電灯を冷えた状態か ら点灯させた場合の点灯初期における電力の時間的変化を示したものである。尚 、グラフ曲線hは本考案に係るものであり、これと対比する意味で従来の時間− 電力特性を破線で示す。
【0024】 図示するように、発光促進領域Aaに対応する期間taでは電力PWが時間経 過とともに増加し、移行領域Abに対応する期間tbにおいて電力PWが時間経 過につれて徐々に減少した後、定電力制御領域Bに対応する期間tcで制御が安 定する。
【0025】 期間tbにおける電力は破線で示す従来の傾斜直線bの示す電力を上まわって おり、期間tcの起点に近づくにつれて曲線hの傾斜が緩やかとなる。
【0026】 即ち、移行領域Abから定電力制御領域Bにかけての電力変化が緩和されるた め、放電灯の始動時に光束が大きく変動することなく光束を速やかに安定させる ことができる。
【0027】 図3乃至図5は本考案車輌用放電灯の点灯回路の構成例を示すものであり、図 示した実施例は本考案を矩形波点灯方式による自動車用メタルハライドランプの 点灯回路1に適用したものである。
【0028】 図3は点灯回路1の構成の概要を示すものであり、バッテリー2が直流電圧入 力端子3、3′間に接続される。
【0029】 4、4′は直流電源ラインであり、その一方のプラスライン4上には点灯スイ ッチ5が設けられている。
【0030】 6は直流昇圧回路であり、点灯スイッチ5を介して供給されるバッテリー電圧 の昇圧のために設けられており、例えば、チョッパー型のDC−DCコンバータ の構成が用いられ、後述する制御回路によってその昇圧制御が行なわれるように なっている。
【0031】 7は直流−交流変換回路であり、上記直流昇圧回路6の後段に設けられ、直流 昇圧回路6から送られてくる直流電圧を矩形波交流電圧に変換するための回路で ある。この直流−交流変換回路7には、例えば、2対のFETにより構成される ブリッジ型駆動回路が用いられる。
【0032】 8はイグナイタ回路であり、上記直流−交流変換回路7の後段に配置され、交 流出力端子9、9′間には定格電力35Wのメタルハライドランプ10が接続さ れるようになっている。
【0033】 11は直流昇圧回路6の出力電圧を制御するための制御回路であり、直流昇圧 回路6の出力端子間に設けられた電圧検出部12によって検出される直流昇圧回 路6の出力電圧に対応した電圧検出信号が入力される。
【0034】 また、直流昇圧回路6と直流−交流変換回路7とを結ぶグランドライン上に設 けられた電流検出部13によって、直流昇圧回路6の出力電流に対応した電流検 出信号が電圧変換された形で制御回路11に入力されるようになっている。
【0035】 尚、本実施例ではメタルハライドランプ10のランプ電圧やランプ電流の相当 信号を直流昇圧回路6の出力段から得るようにしているが、これらを直接的に検 出するような構成を採用しても良いことは勿論である。
【0036】 制御回路11は以上の検出信号に応じた制御信号を発生して直流昇圧回路6に 送出し、その出力電圧を制御することで、メタルハライドランプ10の始動状態 に合せた電力制御を行い、ランプの始動時間や再始動時間を短縮して速やかに定 電力制御へと移行させるようになっており、V(電圧)−I(電流)制御部14 とPWM(パルス幅変調)制御部15とを有する。
【0037】 V−I制御部14は図1において説明した制御線gに基づいてメタルハライド ランプ10の点灯制御を行うように構成されており、直流昇圧回路6の出力電圧 に関する検出信号が電圧検出部12から送られて来ると、検出信号に応じた電流 指令値を演算により求め、これと実際の電流値を比較して指令信号をPWM制御 部15に送出するようになっている。
【0038】 PWM制御部15は、V−I制御部14からの指令信号に応じてパルス幅が可 変される信号を生成し、これを直流昇圧回路6の半導体スイッチ素子へ(図示せ ず)の制御信号(これを「PS」と記す。)として送出するようになっている。
【0039】 図4はV−I制御部14の要部の構成例を示すものであり、制御線gの形成に 関与するアンプ16、17、18と、これらアンプの出力を中継してPWM制御 部15のエラーアンプに信号を送出するアンプ19とを有する。
【0040】 アンプ16は発光促進領域Aaにおける制御線gaの形成に関与し、アンプ1 7は定電力制御領域Bにおける制御線gcの形成に関与する。そして、アンプ1 8が移行領域Abにおける制御線gbの形成に関与している。
【0041】 電圧検出部12の検出信号は図示しないアンプによりある増幅率をもって変換 された電圧検出信号(以下、「VS」と記す。)として、アンプ17、18にそ れぞれ送られる。
【0042】 また、電流検出部13の検出信号は図示しないアンプによりある増幅率をもっ て変換された電流検出信号(以下、「IS」と記す。)として、アンプ16、1 7に送られる。
【0043】 アンプ16は演算増幅器20を用いた反転増幅回路の構成とされており、電流 検出信号ISは分圧抵抗を介して演算増幅器20の反転入力端子に入力され、非 反転入力端子には基準電圧(「E1」と記す。)が供給される。
【0044】 アンプ16の出力はダイオード21及び抵抗22を介してアンプ19を構成す る演算増幅器23の反転入力端子に送られる。
【0045】 アンプ17は演算増幅器24を用いた反転増幅回路の構成とされており、電圧 検出信号VS及び電流検出信号ISは抵抗25、26をそれぞれ介して演算増幅 器24の反転入力端子に入力され、非反転入力端子には基準電圧(「E2」と記 す。)が供給される。
【0046】 そして、アンプ17の出力は抵抗27を介して演算増幅器23の反転入力端子 に送出される。
【0047】 アンプ18は演算増幅器28を用いた反転増幅回路の構成とされており、電圧 検出信号VSは抵抗を介して演算増幅器28の反転入力端子に入力され、非反転 入力端子には基準電圧(「E3」と記す。)が供給される。
【0048】 演算増幅器28の出力端子はバッファー29を介して、後段のバッファー30 に送られる。
【0049】 バッファー29の出力段には時定数回路31が設けられ、該時定数回路31は コンデンサ32、抵抗33、抵抗34及びツェナーダイオード35が並列に接続 されて成る。
【0050】 即ち、互いに並列に設けらるコンデンサ32と抵抗33はそれらの一端が抵抗 36を介してバッファー29の出力端子に接続されており、コンデンサ32と抵 抗33の他端には基準電圧(「E5」と記す。)が供給されている。
【0051】 抵抗34、ツェナーダイオード35は抵抗33に対して並列に設けられており 、ツェナーダイオード35のカソードが抵抗34の一端に接続され、ツェナーダ イオード35のアノードには基準電圧E5がかかっている。
【0052】 バッファー30の出力は抵抗37、38を経てアンプ19に送出される。つま り、抵抗37と抵抗38との間から取り出された信号がアンプ19の演算増幅器 23の反転入力端子に送られる。
【0053】 このように演算増幅器23の反転入力端子にはアンプ16、17、18の出力 が入力され、その非反転入力端子には基準電圧(「E4」と記す。)が供給され ている。
【0054】 そして、演算増幅器23の出力は抵抗を介してPWM制御部15のエラーアン プ40に送られる。
【0055】 PWM制御部15にはスイッチングレギュレーター用の汎用ICが用いられ、 その内部にエラーアンプ、オシレーター、コンパレーター、基準電圧源等がパッ ケージ化されている。
【0056】 IC内部のエラーアンプ40には、そのマイナス入力端子に演算増幅器23の 出力信号が抵抗41を介して入力され、またエラーアンプ40のプラス入力端子 には所定の基準電圧が供給されようになっており、エラーアンプ40への入力電 圧が上がると、出力信号PSのデューティーサイクルが下がり、その結果直流昇 圧回路6の出力電圧が低下するように制御がなされる。
【0057】 42はICに外付けされるエラーアンプ40の帰還抵抗である。
【0058】 しかして、この回路においてアンプ16は発光促進領域Aaでの電流の上限値 を規定しており、電流検出信号ISが基準電圧E1に対応する基準値以上になっ たときに演算増幅器23の反転入力端子の電位を下げるように作用する。
【0059】 これによってアンプ19の出力が上昇するため、制御信号PSのデューティー サイクルが抑えられ、ランプ電流が過度に流れないように制御される。
【0060】 尚、アンプ16からダイオード21及び抵抗22を介した出力がエラーアンプ 40のマイナス入力端子の電位を直接上げる信号となるように接続することも可 能である。
【0061】 定電力制御領域Bの形成に係るアンプ17は、電流検出信号ISと電圧検出信 号VSについての加算回路であり、定電力曲線に対する直線近似により制御線g cを形成している。
【0062】 つまり、電流検出信号ISの値と電圧検出信号VSの値とを所定の比率で線形 結合した近似式の値が一定値(基準電圧E2に対応する)となるように定電力制 御が行われる。
【0063】 移行領域Abの形成に係るアンプ18は、制御線gbを時定数回路31によっ てランプ電圧の上昇につれて指数関数的に減衰する曲線として形成する。
【0064】 即ち、時定数回路31を考えない場合にはアンプ18の出力電圧が電圧検出信 号VSの増加に伴って直線的に減少することになり、図1に破線で示すように、 移行領域Abと定電力制御領域Bとの境界近辺における制御線の繋がりが折れ線 状になってしまうが、時定数回路31によって図1に実線で示すように制御線の 繋がりが円滑になる。
【0065】 尚、時定数回路31の動作について説明すると、メタルハライドランプ10を 冷えた状態から起動させる場合には、点灯開始直後のランプ電圧が小さいため、 アンプ18の出力は大きくなり、抵抗36を介してコンデンサ32が即座に充電 される。
【0066】 ランプの制御が移行領域Abに入るとアンプ18の出力が下がっていき、その 減衰の度合は抵抗33、34の抵抗値及びコンデンサ32の静電容量によって決 まる時定数によって規定される。尚、この時定数は抵抗33とコンデンサ32、 抵抗34及びツェナーダイオード35とコンデンサ32との組み合わせにより2 段階の値をもつように設定されている。つまり、ツェナーダイオード35の導通 又は非導通によって抵抗33、34に係る合成抵抗値が変化する。尚、ツェナー ダイオードの代わりにダイオードを使ってその順方向電圧を利用して時定数の制 御を行っても良い。
【0067】 上記の例ではアンプ18の出力に対して時定数回路31を設けることによって 移行領域Abにおける制御線gbを得るようにしたが、アンプ18やこれに関与 する回路を一切放棄し、図5の回路43に示すように、アンプ17の構成に手を 加えることによって移行領域Abでの制御線gbを形成する方法を採っても良い 。
【0068】 図示するようにアンプ17の演算増幅器24には、その反転入力端子側に時定 数回路44が設けられており、該時定数回路44は抵抗45、46、47、ツェ ナーダイオード48、コンデンサ49とから構成されている。
【0069】 即ち、抵抗45の一端に電圧検出信号VSが供給され、該抵抗45が演算増幅 器24の反転入力端子に接続されており、抵抗46及びツェナーダイオード48 が抵抗45に対して並列に設けられている。そして、抵抗47がこれらに対して 直列に接続され、該抵抗47に並列に設けられたコンデンサ49はその一端が演 算増幅器24の反転入力端子に接続され、他端が接地されている。
【0070】 尚、電流検出信号ISは抵抗26を介して演算増幅器24の反転入力端子に入 力される。
【0071】 しかして、回路43のうち、図4のアンプ17に係る回路と同じ部分について は上述したように電圧検出信号VSと電流検出信号ISに関する加算回路であり 、制御線を直線的にする働きをもつ。
【0072】 しかし、抵抗26及び演算増幅器24の帰還抵抗24aが抵抗45、46、4 7に比して充分にハイインピーダンスとされていると、コンデンサ49の充放電 カーブは抵抗45、46、47の抵抗値によって決まることになる。
【0073】 従って、抵抗45、46、47の抵抗値とコンデンサ49の静電容量とで規定 される時定数の設定により、電圧検出信号VSの上昇に対する応答を遅らせると 、アンプ17の出力が、時定数回路44を除いた場合に電流検出信号IS及び電 圧検出信号VSにより決まる制御電圧に比して高い電圧となる。これは、アンプ 17の出力が相対的に低くなることを意味し、よって制御信号のデューティーサ イクルが大きくなり、制御電力の上昇をもたらす。
【0074】 つまり、この例では、移行領域Abにおける制御線gbの基準線を形成する回 路に付加的な回路を設けるのではなく、初めから制御線gbが得られるようにア ンプそのものの設計を行っている。
【0075】 ところで、上記の回路43によって移行領域Abから定電力制御領域Bへの制 御線の繋がりが滑らかになるが、これまでの議論では主にメタルハライドランプ 10が冷えた状態から起動させるコールドスタートを想定してきた。
【0076】 しかし、実際のランプの使用状況を考えてみれば明らかなように、ランプの起 動時にはランプの温度が高くなっている場合があり、その温度値も状況によりま ちまちである。
【0077】 よって、ランプが冷えた状態からの起動だけに合せた制御では理想的な光束の 立ち上がりを期待することができない。
【0078】 そこで、ランプの状態に合った制御が必要となるが、これについて図6に従っ て説明する。
【0079】 図6(a)はランプ電圧−ランプ電流特性を再び示すものであり、破線で示す 線50が制御線gの基線であり、定電力制御領域Bに係る制御線gc上の点Pを 定常状態でのランプの動作点とする。
【0080】 これまでの説明から明らかなようにランプを冷えた状態から起動する場合には 発光促進領域Aaから実線51に示す移行領域Abの制御線gbに沿って動作点 Pに至るが、点灯開始時のランプの状態によって最初の動作点の位置が異なるた め、その位置によって制御状況が異なる。
【0081】 例えば、点灯開始時の動作点Qが基線50における定電力曲線の直線近似部分 50a上に乗っている場合には、最初から定電力制御が行われ、また、点Rに示 すように基線50における移行領域Abの傾斜直線部50b上に乗っている場合 には2点鎖線52に示すように実線51を下回って定常時の動作点Pに到達する ように制御が行われることになる。
【0082】 しかし、このような制御では図6(b)(光束Lの時間変化を概略的に示す。 )のグラフ曲線53から分かるように、光束Lの傾斜が一時的に緩慢になる部分 53aが生じ、光束の立ち上がりが遅くなってしまうという不都合がある。
【0083】 これは、点灯開始時においてアンプ18の出力が不足気味となるためであり、 よって図7に示すように動作点Q、Rから安定動作点Pに至る制御線のうち動作 点Q、R寄りの部分を持ち上げるように制御することによって解決することがで きる。
【0084】 即ち、動作点Qについては同図に1点鎖線54に示すように動作点Qより高電 力側に位置するピーク点Qpを経て動作点Pに指数関数的に減衰する制御線を形 成し、また、動作点Rについては2点鎖線55に示すように動作点Rより高電力 側に位置するピーク点Rpを経て動作点Pに指数関数的に減衰する制御線を形成 する。
【0085】 そして、54、55に示す制御線は動作点Pに近づくにつれて互いに漸近する ように規定する。
【0086】 尚、図6(a)、図7において定電力曲線はVLとILとの積が一定となる双 曲線で表され、制御線の相対的関係において上側に位置する方が電力値が大きい ことから、55に示す制御線の方が図6(a)に52に示す制御線より高い電力 値を示すことは明らかである。
【0087】 図8は上記の制御を実現するための回路56を示すものであり、図4の回路に 付加的に設けられる。
【0088】 回路56は、ランプが消灯してから点灯するまでに要する時間(以下、「消灯 時間」と呼び、「Toff」と記す。)に応じて電力アップの度合を制御するよ うに構成したものである。
【0089】 図示するように回路56はアンプ57、58、バッファー59を直結した構成 をなし、バッファ59の出力が前述した演算増幅器23の反転入力端子に送出さ れるようになっている。
【0090】 アンプ57を構成する演算増幅器60は、その反転入力端子に抵抗を介して所 定電圧Vccが供給され、非反転入力端子にはタイマー回路61の出力が入力さ れる。
【0091】 タイマー回路61は、抵抗62、63、ダイオード64、コンデンサ65から なり、直列接続された抵抗63とダイオード64に対して抵抗62が並列に設け られ、それらの接続端子には所定電圧Vccが供給され、他端がコンデンサ65 を介して接地されている。尚、ダイオード64はVccに対して順方向に配置さ れている。
【0092】 タイマー回路61の出力はダイオード64とコンデンサ65との間から取り出 され、抵抗を介してアンプ57の演算増幅器60の非反転入力端子に送られる。
【0093】 アンプ58を構成する演算増幅器66の反転入力端子には所定電圧が供給され ており、その出力はバッファー59、抵抗を介してアンプ18の出力と合成され てアンプ19に送られるようになっている。
【0094】 図9(a)は消灯時間Toffに対するアンプ58の出力電圧(「V58」と 記す。)を示すものである。
【0095】 消灯時間Toffに対するアンプ58の出力変化はタイマー回路61において 抵抗62、63の抵抗値及びコンデンサ65の静電容量値によって決まる時定数 に依存し、図に実線で示すグラフ曲線67に示すように消灯時間の増加に伴って 傾斜が次第に緩やかになるRC回路の特性を示す。
【0096】 つまり、消灯時間Toffが長いとコンデンサ65の端子電圧が下がるため、 アンプ58の出力電圧V58が増加して最終的に飽和する。
【0097】 出力電圧V58はアンプ18の出力との合成レベルを高める方向に作用するの で、これによって制御電力が一時的に増加する。
【0098】 ランプの再点灯後には、図9(b)に示すように時間tの増加に伴ってアンプ 58の出力電圧V58が減少する。
【0099】 図9(b)はランプの点灯開始時点を起点としたアンプ58の出力電圧V58 の時間的変化を示すものであり、グラフ曲線68に示すようにコンデンサ65の 端子電圧は抵抗62、63の抵抗値及びコンデンサ65の静電容量値によって決 まる時定数をもって減少するため、制御電力の増分が減っていきこれがゼロにな るころに動作点が点Pに達する。
【0100】 尚、この例ではコンデンサ65の放電時における時定数を一の値としたが、消 灯時間に応じて複数の時定数を設定することによって、図9(a)の1点鎖線6 9のように消灯時間Toff−出力電圧V58特性をより複雑に設計しても良く 、また、消灯時間がある程度長い場合にはランプを冷えた状態から起動する場合 と大差がないことを考慮して、図9(a)に2点鎖線70で示すように消灯時間 についての閾値Tshを設定して、消灯時間が閾値Tsh以上である場合には回 路の動作を遮断するような構成を採用しても良い。
【0101】 また、図5の回路において回路56の機能を実現するにはコンデンサ49の放 電時定数の設定によってある程度対応することができるが、これを積極的に行う には時定数に係る回路部の変更や回路56のような回路の追加等を行えば良い。
【0102】 以上のようにしてランプの消灯時間に応じて電力アップの制御が可能となるが 、これにはある不都合の解決を必要とする。
【0103】 点灯回路の電力調整や、その特性を測定する際には、点灯回路に擬似負荷が接 続される。
【0104】 これはランプの個体差により特性にバラツキを伴うためであり、点灯回路の特 性を純粋に知るには性質の安定した擬似負荷(耐電力性の高い定抵抗)が代用さ れる。
【0105】 ところで、点灯回路が上述のようにランプの消灯時間に応じた電力アップの機 能を持っていると、点灯回路に擬似負荷を接続した場合にもこの機能が働いてし まい、これによって擬似負荷が発熱してその特性に影響が出たり(測定誤差の一 因となる)、また、定電力制御に落ち着くまでに時間がかかってしまい調整や測 定に要する時間が長くなったり、点灯回路の安定状態に達したか否かを判断する のが困難であることに起因する調整や測定上の誤差を伴うという不都合が生じて しまう。
【0106】 図10は横軸に時間tをとり、縦軸に電力(「PW」と記す。)をとって電力 PWの時間的変化を示すものである。
【0107】 電力アップ機能を考えない場合の点灯回路に擬似負荷を接続したときには図に 実線の定直線71で示すように電力PWが一定となるが、電力アップ機能が作動 すると同図に破線のグラフ曲線72で示すように点灯開始時に出力が高く、時間 の経過とともに電力が減少して定直線71に漸近していくため、ランプ状態が安 定するまでに長い時間がかかることになる。
【0108】 そこで、メタルハライドランプを点灯回路に接続した場合と擬似負荷を点灯回 路に接続した場合とで現象に違いが生じることを検出して、後者の場合に電力ア ップ機能を停止れば上記のような不都合を避けることができる。
【0109】 即ち、メタルハライドランプ10を点灯回路1に接続した場合にはイグナイタ 回路8の起動パルスによりランプに起動がかけられるまでは非点灯状態であり、 負荷電流は流れないが、擬似負荷を点灯回路に接続した場合には電源投入直後か ら負荷電流が流れるので、この違いを検出することによって擬似負荷が点灯回路 に接続されているか否かを判定することができる。
【0110】 図11はその回路例73を示すものであり、前述した回路56のアンプ58の 出力を遮断する回路を付加した構成になっている。
【0111】 74は点灯検出回路であり、電圧検出信号VSを受けてその値が基準値以上か 否かによってメタルハライドランプ10が点灯したか否かを示す点灯信号(以下 、「LS」と記す。)を後段に設けられたホールド回路75に送出するようにな っており、基本的にコンパレータの構成を有する。そして、電圧検出信号VSの 値が基準値(これを「Es」と記す。)以上の時に出力信号がL(ロー)信号と なり、電圧検出信号VSの値が基準値Es未満の時に出力信号がH(ハイ)信号 となる。
【0112】 ホールド回路75は点灯信号LSがL信号である場合にこれを保持してエミッ タ接地のトランジスタ76をオン状態とし、アンプ58の出力をゼロに落とすよ うに構成されている。
【0113】 例えば、ホールド回路75は図示するようにNPNトランジスタ77とPNP トランジスタ78とを有し、トランジスタ77のコレクタがダイオード79を介 して点灯検出回路74の出力端子に接続されるとともに抵抗80を介して所定電 圧Vccが供給されている。
【0114】 そして、トランジスタ78のベースが抵抗81を介してトランジスタ77のコ レクタに接続され、トランジスタ78のコレクタが抵抗82、83を経てトラン ジスタ77のベースに接続されている。また、抵抗84の一端には所定電圧Vc cが供給され、他端がトランジスタ78のエミッタに接続されるとともにコンデ ンサ85を介して接地されている。
【0115】 86はコンデンサ85に並列に設けられた抵抗である。
【0116】 トランジスタ76はそのベースが抵抗87を介してトランジスタ78のコレク タに接続されており、そのコレクタがアンプ58の出力端子に接続されている。 尚、トランジスタ76のベース−エミッタ間には抵抗88が介挿されている。
【0117】 図12及び図13は点灯信号LSについて説明するための図であり、図12が 電圧検出信号VSの時間的変化を示し、図13はこれに対応する点灯信号LSの 時間的変化を示すものである。
【0118】 図12に実線で示すグラフ曲線89は、点灯回路1にメタルハライドランプ1 0を接続した場合の電圧検出信号VSのレベル変化の一例(コールドスタート時 )を示すものであり、点灯開始時にVSのレベルが一時的に高くなり、その後一 旦最低値を示してから徐々に一定値に近づいていく。
【0119】 同図にt=tsの時点は、VSのレベル値が破線で示すレベル値Esになった ときの時刻を示している。
【0120】 図13に実線90に示すように、0≦t<tsの期間ではVSのレベル値が基 準値Es以上であるため、点灯信号LSがL信号となり、t≧tsの期間では点 灯信号LSがH信号となる。
【0121】 また、点灯回路1に擬似負荷を接続した場合の電圧検出信号VSのレベル変化 は図12に1点鎖線で示すグラフ曲線91のように略一定となり、常に基準値E sを下回っている。
【0122】 よって、点灯信号LSは、図13に1点鎖線92で示すように、常にH信号と なる。
【0123】 以上のように、ランプの接続時と擬似負荷の接続時とでは点灯信号LSの変化 に違いがある。
【0124】 つまり、ランプの接続時には点灯開始直後に点灯信号LSがL信号なる期間が 生じるので、これがホールド回路75によって保持されトランジスタ77、78 がオン状態となるため、トランジスタ76がオフ状態となり、アンプ58の出力 には影響を及ぼさない。よって、回路56は予定通り機能し、消灯時間に応じた 電力アップ制御が行われる。
【0125】 これに対して擬似負荷の接続時には点灯信号LSがH信号となるため、ホール ド回路75のトランジスタ77、78はオフ状態で、トランジスタ76がオン状 態となり、アンプ58の出力がゼロに落ちる。よって、回路56が機能しないた め消灯時間に応じた電力アップ制御は行われない。
【0126】 従って、点灯回路の調整や測定作業を短時間で済ませることができ、また、調 整誤差や測定誤差を低減することができる。
【0127】 尚、図5に示した回路43において擬似負荷の接続時に電力アップの機能を停 止させるには点灯信号LSを受けてコンデンサ49の端子電圧が演算増幅器24 の基準電圧になるまで強制的に充電する回路を付加すれば良い。
【0128】
以上に記載したところから明らかなように、本考案車輌用放電灯の点灯回路に よれば、電圧−電流特性制御回路内に時定数回路を設けることによって、ランプ 電圧−ランプ電流特性上発光促進領域と定電力制御領域との間に位置する移行領 域における制御線のランプ電圧に対する電力変化率が定電力制御領域に近づくに つれて緩やかとなり、移行領域と定電力制御領域との境界近辺での制御線の接続 を円滑にすることができるので、光束の立ち上がり時の変動の幅を抑えて光束が 安定するまでに要する時間を短縮することができる。
【0129】 また、放電灯を消灯してから再び点灯するまでの時間に応じて移行領域での供 給電力の増分を可変制御する電力制御手段を設け、放電灯の再点灯時に放電灯の 状態に応じた電力制御を行うことによって光束の立ち上がり特性を常に良好にす ることができる。
【0130】 さらに、点灯回路に擬似負荷が接続されたことを検出する検出手段を設け、検 出手段からの信号によって電力制御手段の動作を停止させることで、擬似負荷の 接続時には放電灯の状態が直ちに安定するようにし、調整や測定に要する時間を 短縮するとともに誤差の低減を図ることができる。
【0131】 尚、上記実施例において示した具体的な回路構成は何れも本考案の具体化に当 たってのほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本考案の技術的範囲 が限定的に解釈されるものではない。
【図1】本考案に係る制御線について説明するためのグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図2】本考案に係る制御電力の時間的変化を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図3】本考案に係る車輌用放電灯の点灯回路の構成を
示す回路ブロック図である。
示す回路ブロック図である。
【図4】要部を示す回路図である。
【図5】変形例を示す回路図である。
【図6】(a)は制御上の問題点について説明するため
のグラフ図であり、(b)は光束の立ち上がりにおける
不都合を示すグラフ図である。
のグラフ図であり、(b)は光束の立ち上がりにおける
不都合を示すグラフ図である。
【図7】消灯時間に応じた電力アップの機能について説
明するためのグラフ図である。
明するためのグラフ図である。
【図8】消灯時間に応じた電力アップのための構成例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図9】(a)は消灯時間と図8の回路におけるアンプ
出力との関係について幾つかの例を示すグラフ図であ
り。(b)は図8の回路におけるアンプ出力の点灯後に
おける時間的変化を示すグラフ図である。
出力との関係について幾つかの例を示すグラフ図であ
り。(b)は図8の回路におけるアンプ出力の点灯後に
おける時間的変化を示すグラフ図である。
【図10】擬似負荷接続時の制御電力の時間的変化を示
すグラフ図である。
すグラフ図である。
【図11】擬似負荷接続時に消灯時間に応じた電力アッ
プ機能を停止させるための回路例を示す回路図である。
プ機能を停止させるための回路例を示す回路図である。
【図12】電圧検出信号VSの時間的変化を示すグラフ
図である。
図である。
【図13】図12に対応した点灯信号LSについて示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図14】従来の制御線の一例を示すグラフ図である。
【図15】従来の問題点を説明するために制御電力の時
間的変化を示すグラフ図である。
間的変化を示すグラフ図である。
1 車輌用放電灯の点灯回路 6、7 電力供給手段 10 放電灯 12 ランプ電圧検出回路 13 ランプ電流検出回路 14 電圧−電流特性制御回路 31、44 時定数回路 74 検出手段 Aa 発光促進領域 Ab (AaからBへの)移行領域 B 定電力制御領域
Claims (4)
- 【請求項1】 直流電圧を直流変換し及び/又は交流電
圧に変換して放電灯に供給するための電力供給手段と、
放電灯のランプ電圧に関する検出信号又はその相当信号
を得るためのランプ電圧検出回路と、放電灯のランプ電
流に関する検出信号又はその相当信号を得るためのラン
プ電流検出回路と、ランプ電圧検出回路からの検出信号
を受けてランプ電圧に対するランプ電流の制御指令信号
を生成し、この指令信号とランプ電流検出回路からの検
出信号との差が生じなくなるように制御信号を電力供給
手段に送出してその出力電圧を制御する電圧−電流特性
制御回路とを備え、該電圧−電流特性制御回路が、ラン
プ電圧−ランプ電流特性上の制御領域として放電灯の定
格電力を超える電力供給が行なわれるようにランプ電流
の制御指令信号を生成する発光促進領域と、放電灯に関
して定格電力での定電力制御が行なわれる定電力制御領
域を有する車輌用放電灯の点灯回路において、発光促進
領域から定電力制御領域への移行領域における制御線の
ランプ電圧に対する電力変化率が定電力制御領域に近づ
くにつれて緩やかになるように時定数回路を設けたこと
を特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載された車輌用放電灯の点
灯回路において、放電灯を消灯してから再び点灯するま
での時間に応じて移行領域での供給電力の増分を可変制
御する電力制御手段を設けたことを特徴とする車輌用放
電灯の点灯回路。 - 【請求項3】 請求項2に記載された車輌用放電灯の点
灯回路において、点灯回路に擬似負荷が接続されたこと
を検出する検出手段を設け、該検出手段からの信号によ
って電力制御手段の動作を停止させるようにしたことを
特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。 - 【請求項4】 請求項3に記載された車輌用放電灯の点
灯回路において、ランプ電圧検出信号のレベルが基準レ
ベル以上となる期間があるか否かを検出手段が検出する
ことによって点灯回路に放電灯が接続されているか又は
擬似負荷が接続されているかを判断するようにしたこと
を特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
Priority Applications (1)
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JP1993028491U JP2599348Y2 (ja) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | 車輌用放電灯の点灯回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1993028491U JP2599348Y2 (ja) | 1993-05-06 | 1993-05-06 | 車輌用放電灯の点灯回路 |
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JPH0682799U true JPH0682799U (ja) | 1994-11-25 |
JP2599348Y2 JP2599348Y2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=12250143
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2599348Y2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009145108A1 (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | パナソニック電工株式会社 | 放電灯点灯装置、車載用高輝度放電灯点灯装置、車載用前照灯及び車両 |
JP2012129018A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Denso Corp | 放電灯点灯装置 |
-
1993
- 1993-05-06 JP JP1993028491U patent/JP2599348Y2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2009283400A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 放電灯点灯装置、車載用高輝度放電灯点灯装置、車載用前照灯及び車両 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |