JPH08298192A

JPH08298192A - 電源装置

Info

Publication number: JPH08298192A
Application number: JP10143895A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Niihori; 博市新堀; Tsutomu Shiomi; 務塩見; Masanao Okawa; 将直大川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-12
Anticipated expiration: 2019-06-07
Also published as: JP3536421B2

Abstract

(57)【要約】【目的】始動直後に定格よりも大きな電流を必要とする
光源を安定に始動点灯させることができる電源装置を提
供する。【構成】比較的大きな内部インピーダンスを有する電源
回路に接続され、始動時に定格以上の電力を必要とする
光源を点灯させ、電源電圧が所定電圧以下になると光源
に供給する電力を制限する動作を行う電源装置におい
て、始動時の所定期間は電力制限動作を禁止する。特
に、自動車の蓄電池１により高圧放電灯４を点灯させる
場合において、始動時に定格以上の電力を供給し、それ
によって、点灯装置２の入力電圧が所定電圧Ｅ１以下に
なっても、タイマー回路８２が動作している期間は、電
源検出禁止回路８３により、電力制限動作を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源装置に関するもの
であり、特に、起動時に大電力を必要とするランプを自
動車の前照灯として蓄電池を電源として点灯させる用途
に適するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、自動車の電装品の電源としては、
１２Ｖ或いは２４Ｖ程度を定格とする蓄電池が用いられ
ているが、これは、一般的な交流１００Ｖを定格とする
商用電源に比べると、非常に低い電圧である。このた
め、自動車の前照灯などでは、自動車の内部を通る配線
に大きな電流が流れることがある。例えば、５５Ｗ程度
のハロゲンランプを使用した場合には、電源電流が４Ａ
以上も流れることになる。このとき、配線の抵抗により
電圧降下を生じ、ランプの入力部の電圧は蓄電池の端子
電圧よりも低いものとなってしまう。また、自動車の前
照灯としては、ランプの寿命を長くするためにも、か
つ、前方の視認性を確保するためにも、蓄電池の電圧に
よらず、一定の電力を供給することが望ましい。しかし
ながら、蓄電池の端子電圧が定格電圧よりも低い際に
は、所定の電力を常にランプに供給するように電力を制
御すると、電源電流が非常に大きくなり、そのため、電
圧降下や損失が大きくなり、正常な点灯をすることがで
きなくなることがある。

【０００３】図２１は高圧放電灯を用いた自動車用の前
照灯点灯装置の従来例を示す回路図である。蓄電池１は
内部抵抗ｒを有しており、自動車内の配線を経て点灯装
置２に接続されている。点灯装置２の電源入力部には、
コンデンサＣ１が接続されている。このコンデンサＣ１
の両端には、インダクタＬ１を介してスイッチング素子
Ｑ１が接続されている。スイッチング素子Ｑ１は高周波
でオン・オフされる。スイッチング素子Ｑ１のオン時に
は、インダクタＬ１にエネルギーが蓄積される。スイッ
チング素子Ｑ１のオフ時には、インダクタＬ１の蓄積エ
ネルギーにより、インダクタＬ１の両端に起電力が発生
する。この起電力は、コンデンサＣ１の電圧と加算され
て、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２に充電され
る。コンデンサＣ２には、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５
よりなるフルブリッジインバータ回路が、電流検出用の
抵抗Ｒｄを介して接続されている。スイッチング素子Ｑ
２〜Ｑ５は、ドライブ回路１２〜１５を介して低周波発
生回路６により駆動される。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ
５がオンのとき、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４はオフと
なり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がオフのとき、スイ
ッチング素子Ｑ３，Ｑ４はオンとなる。これにより、コ
ンデンサＣ３の両端には、低周波の矩形波電圧が発生す
る。この低周波の矩形波電圧は、イグナイタ３を介して
高圧放電灯４に印加されると共に、ランプ電圧検出回路
５２により検出される。また、ランプ電流は、電流検出
用の抵抗Ｒｄの両端に接続されたランプ電流検出回路５
１により検出される。これらのランプ電流検出回路５１
とランプ電圧検出回路５２により検出されたランプ電流
及びランプ電圧は、電力制御回路７に入力されて、掛算
器７１により乗算されてランプ電力が算出される。ま
た、ランプ電圧は、基準ランプ電力発生回路７２に入力
されて、ランプ電圧に応じた基準ランプ電力が求められ
る。掛算器７１により算出されたランプ電力と、基準ラ
ンプ電力発生回路７２により求められた基準ランプ電力
は、誤差増幅器７３に入力されて、その誤差が小さくな
るように、ＰＷＭ回路７４が制御される。ＰＷＭ回路７
４は、高周波でオン・オフ制御されるスイッチング素子
Ｑ１のオン時間幅を制御するものであり、これにより、
ランプ電力がランプ電圧に応じて求められた基準ランプ
電力に近づくように制御されるものである。

【０００４】ところで、このように、ランプに高圧放電
灯を使用した場合には、始動直後は急速に光束を増大さ
せるために、定格よりも大きい電力をランプに印加する
必要がある。その際、蓄電池の端子電圧が低いと、電流
が増大するため、電源監視回路８と最大電力制限回路７
５を設けて、ランプ電力の制限を行うことが提案されて
いる（当社の特願平３−２０３１０１号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】高圧放電灯は始動時に
はグロー放電からアーク放電に移行し、そのまま放電を
持続させなければ放電が不安定になり、立ち消えを起こ
したりする。そこで、高圧放電灯を矩形波交流電圧によ
って点灯させる場合においては、放電を安定させるため
に、放電開始後、暫くは極性を反転させないとともに、
十分な電流を流し続ける必要がある。高圧放電灯を始動
させる際のランプ電圧及びランプ電流の波形を図２２に
示した。ランプ電圧Ｖａは、最初は極性の反転周期が極
めて長く、ランプ電流Ｉａが流れ始めると、所定の低周
波で極性が反転するように制御される。この際、高圧放
電灯は、始動直後はランプ電圧が高く、始動期間Ｔｓで
十分な電流を流し続けるには、大きな電力が必要とな
る。つまり、入力電流としてはかなり大きい電流を流す
必要がある。

【０００６】一方、図２１に示すように、点灯装置２は
蓄電池１の電圧が基準電圧Ｅ２よりも低い場合には比較
器ＣＰ２が動作して、最大電力制限回路７５を動作さ
せ、印加電力を制限するとともに、さらに低い電圧では
正常に点灯動作をさせることができなくなるので、蓄電
池１の電圧が基準電圧Ｅ１（＜Ｅ２）よりも低い場合に
は比較器ＣＰ１が動作して、ＡＮＤ回路８１の出力をＬ
ｏｗレベルとし、ドライブ回路１１によるスイッチング
素子Ｑ１の駆動を停止させて、これにより、点灯動作を
停止させるようにしている。そのため、蓄電池１の端子
電圧が定格よりも低い場合においては、始動直後に放電
を安定させるために大きな電流を流すと、点灯装置２の
入力電圧が大きく低下し、点灯装置２を停止させる基準
電圧Ｅ１よりも低くなって点灯装置２の動作が停止す
る。そして、その後、点灯装置２の動作停止により点灯
装置２の入力端子の電圧が上昇すると、再び動作を開始
し、これによって電圧が低下して、再び動作を停止す
る、というような動作を行い、正常に点灯させることが
できない。このような現象は、前述のように、高圧放電
灯を用いる場合に限らず、その他の光源においても、始
動直後に定格よりも大きな電流を必要とする光源なら
ば、どのような種類の光源でも起こり得る現象である。

【０００７】また、点灯可能であるが低い電源電圧が点
灯装置に入力されている場合に、たとえ電源電圧が低く
くても最低限の電力をランプに供給する電力制御方法が
提案されている（特開平６−７０１９８号公報）が、自
動車の蓄電池は周囲温度や経年変化などにより内部抵抗
が変化して行くので、一義的に印加電力を規定してしま
うと、前述の起動／停止を繰り返すような動作に陥る可
能性がある。

【０００８】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、始動直後に定格
よりも大きな電流を必要とする光源を安定に始動点灯さ
せることができる電源装置を提供することにある。ま
た、本発明の他の目的は、自動車の蓄電池のように、内
部抵抗が変動する電源を用いた場合に、光源を安定に点
灯させることができる電源装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電源装置にあっ
ては、上記の課題を解決するために、比較的大きな内部
インピーダンスを有する電源回路に接続され、始動時に
定格以上の電力を必要とする光源を点灯させ、電源電圧
が所定電圧以下になると光源に供給する電力を制限する
動作を行う電源装置において、始動時の所定期間は電力
制限動作を禁止する手段を設けたことを特徴とするもの
である。ここで、例えば、比較的大きな内部インピーダ
ンスを有する電源回路として、自動車に搭載された蓄電
池を用いると共に、負荷として、高圧放電灯よりなる自
動車用の前照灯を用いた場合には、始動時に定格以上の
電力を供給することになるが、それによって、電源電圧
が所定電圧以下に低下しても、ランプ電力は制限しな
い。これにより、電源電圧が上下動することは防止でき
る。

【００１０】

【作用】本発明にあっては、上記のように、比較的大き
な内部インピーダンスを有する電源回路に接続され、始
動時に定格以上の電力を必要とする光源を点灯させ、電
源電圧が所定電圧以下になると光源に供給する電力を制
限する動作を行う電源装置において、始動時の所定期間
は電力制限動作を禁止するようにしたので、始動直後に
大きな電流が流れる光源を点灯させる回路において、電
源電圧の上下動による異常な発振動作を起こすことな
く、正常に光源を点灯させることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１実施例の回路図である。
蓄電池１は内部抵抗ｒを有しており、自動車内の配線を
経て点灯装置２に接続されている。点灯装置２の電源入
力部には、コンデンサＣ１が接続されている。このコン
デンサＣ１の両端には、インダクタＬ１を介してスイッ
チング素子Ｑ１が接続されている。スイッチング素子Ｑ
１は高周波でオン・オフされる。スイッチング素子Ｑ１
のオン時には、インダクタＬ１にエネルギーが蓄積され
る。スイッチング素子Ｑ１のオフ時には、インダクタＬ
１の蓄積エネルギーにより、インダクタＬ１の両端に起
電力が発生する。この起電力は、コンデンサＣ１の電圧
と加算されて、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２
に充電される。コンデンサＣ２には、ランプ４１が接続
されており、その両端電圧はランプ電圧検出回路５２１
により検出されている。

【００１２】この点灯装置２は、電力制御回路７と電源
監視回路８を備えている。まず、電力制御回路７は、基
準電圧発生回路７２１と誤差増幅器７３とＰＷＭ回路７
４よりなり、ランプ電圧検出回路５２１で検出されるラ
ンプ電圧が基準電圧発生回路７２１で発生される基準電
圧に近くなるように、ＰＷＭ回路７４によりスイッチン
グ素子Ｑ１のオン期間を制御するものである。また、電
源監視回路８は、電源電圧と基準電圧Ｅ１を比較する比
較器ＣＰ１と、タイマー回路８２、電源検出禁止回路８
３及びＡＮＤ回路８１よりなり、電源電圧が基準電圧Ｅ
１よりも小さくなると、比較器ＣＰ１の出力がＬｏｗレ
ベルとなり、ＡＮＤ回路８１によりスイッチング素子Ｑ
１の動作を停止させる。ただし、電源投入後、タイマー
回路８２が動作している期間では、電源検出禁止回路８
３により電源検出動作を禁止する。タイマー回路８２
は、図２に示すように、入力端電圧が上昇してから一定
時間は出力がＨｉｇｈレベルとなり、このＨｉｇｈレベ
ルの出力を受けて、電源検出禁止回路８３は比較器ＣＰ
１の出力に関係なく、ＡＮＤ回路８１にＨｉｇｈレベル
の信号を入力するものである。

【００１３】このように、本実施例においては、蓄電池
１より供給された電力をスイッチング素子Ｑ１の動作に
より昇圧し、ランプ４１に印加される電圧をランプ電圧
検出回路５２１により検出して基準電圧発生回路７２１
の出力電圧と比較し、スイッチング素子Ｑ１のデューテ
ィを制御することによりランプ４１に印加される電圧を
所定の値に制御し、ランプ４１を所定電力で点灯させる
ものである。この回路では、ランプ４１の電圧を一定値
となるように制御しているため、点灯装置２の入力端の
電圧が低くなると入力電流が増大し、スイッチング素子
Ｑ１や配線などに過大な負荷となるので、所定の基準電
圧Ｅ１よりも入力電圧が低い場合には、比較器ＣＰ１の
作用によりスイッチング素子Ｑ１の駆動を停止するよう
に構成している。加えて、電源電圧の印加後、タイマー
回路８２が動作する所定時間の間は、比較器ＣＰ１の出
力に関係なく、ＡＮＤ回路８１が信号を通過するよう
に、電源検出禁止回路８３を設けている。

【００１４】この実施例で使用しているランプ４１は、
ハロゲンランプや白熱電球のように、フィラメントを持
っているランプである。このようなランプは始動直後は
内部の温度が低いため、フィラメントの抵抗値が低く、
図３に示すように、定常点灯時の電流に比べて大きなラ
ンプ電流が流れる。そのため、図１の回路のように、一
定の電圧をランプに印加した場合には、始動直後のラン
プ電力が大きくなり、入力電流もそれに追従して大きな
電流が流れる。その際、蓄電池１の状態や配線の太さや
その他の原因により点灯装置２の入力端電圧が非常に低
くなって、電源監視回路８の比較器ＣＰ１が動作するこ
とが考えられる。しかし、この回路においては、前述の
ように電源検出禁止回路８３を設けているので、点灯動
作が停止することはなく、正常にランプを点灯させるこ
とができる。

【００１５】このように構成することにより、始動直後
に大きな電流が流れる光源を点灯させる回路において、
異常な発振動作を起こすようなことなく、正常に光源を
点灯させることができる。また、言うまでもないことで
あるが、この回路の電源としては、直流電源のみなら
ず、交流電源においても同様の効果が得られることは明
白である。

【００１６】図４は本発明の第２実施例の回路図であ
る。この実施例では、ランプとして高圧放電灯４を用い
ており、図２１の従来例にタイマー回路８２と電源検出
禁止回路８３を付加した構成となっている。また、低周
波発生回路６１は図５のように構成されており、ランプ
電圧検出回路５２により検出されたランプ電圧は、点灯
判別回路ＣＰ３により基準電圧Ｅ３と比較され、点灯状
態と不点灯状態とで低周波発振器６１１の発振周波数を
切り替えるように構成している。ランプ電圧検出回路５
２より入力された検出電圧が、点灯判別電圧Ｅ３よりも
大きければ、不点灯状態と判別され、低周波発振器６１
１の発振周波数は低く設定される。また、ランプ電圧が
低ければ、点灯状態と判別して発振周波数を高く設定さ
れる。これにより、始動直後の放電を安定に行うように
している。低周波発振器６１１の発振出力は、ドライブ
信号発生回路６１２により各スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ
５をインバータ動作させるようなドライブ信号に変換さ
れるものである。

【００１７】一方、基準ランプ電力発生回路７２は図６
に示すような特性を持ち、ランプ電圧Ｖａが高くなり過
ぎると、ランプ電力Ｗａを零として無負荷２次電圧Ｖｏ
を維持し、無負荷２次電圧Ｖｏとしきい値Ｖｔｈの間の
領域ｃでは、十分大きなランプ電力Ｗａをランプに印加
するようにして、始動直後のランプへの押し込み電流を
発生させるようにしている。図中、領域ｂは定格動作時
のランプ電圧の範囲、領域ａは光束立ち上げ時のランプ
電圧の範囲を示している。このような作用により、ラン
プの始動時の電圧及び電流の波形は上述の図２２のよう
になる。

【００１８】また、この回路では、第１実施例と同様の
タイマー回路８２と電源検出禁止回路８３を設けてお
り、電源投入後、所定時間以内は点灯装置２の入力端の
電圧が低下しても動作を停止しないようにしている。こ
の際、タイマー回路８２の動作する時間は、少なくとも
電源が投入されて、ランプに１発の始動パルスが印加さ
れた後、極性反転するまでの時間よりも長い時間となる
ように設定されている。

【００１９】以上のように構成することにより、始動直
後、ランプに大きな電流を流して放電を安定させるよう
に動作させても、その大電流が流れている間は、電源電
圧が低下しても点灯動作を停止させる動作は行われない
ので、始動と停止を繰り返すという異常な発振動作を防
止することができる。また、電源検出による動作停止を
禁止する期間はタイマー回路８２によって予め設定して
おかなくとも、ランプの状態を検出して、不点灯の間は
電源検出による動作停止を禁止することによっても、同
様の効果が得られることは明らかである。

【００２０】図７は本発明の第３実施例の回路図であ
る。この回路では、タイマー回路８２によって電源検出
用の基準電圧Ｅｘを切り替えるように構成している。す
なわち、タイマー回路８２は、電源投入後、所定時間は
基準電圧Ｅｘを低い電圧とし、所定時間の経過後は高い
電圧とするように動作する。このように、全く電源電圧
の監視を禁止するのではなく、しきい値を低くすること
で、余りにも電源電圧が低下し過ぎた際にスイッチング
素子などの回路部品にストレスを与えたり、電圧が低過
ぎて点灯装置２が正常に動作しなくなるような不都合を
防止することができる。

【００２１】図８は本発明の第４実施例の回路図であ
る。この回路では、ランプ電力を調整する部分と、イン
バータのスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を駆動する信号発
生部をマイクロコンピュータ９により構成しており、上
述の各実施例でハードウェアにより実現していた機能を
ソフトウェアにより実現している。この実施例において
も、前記各実施例と同様に電源監視回路８を設けて、放
電灯４を点灯させるのに十分な電圧であるか否かを監視
している。この回路では、タイマーなどを外部に設け
ず、マイクロコンピュータの内部動作により始動時に電
源検出禁止回路８３を動作させて、電源監視回路８によ
る電源監視を禁止して、電流をランプに流し込んで電圧
降下が大きく生じる場合にも、停止動作と始動動作を繰
り返すような誤動作をしないように構成している。これ
により、始動時に十分な電流が必要なときには、電源電
圧の検出を禁止して確実な始動を可能とし、また定常点
灯時においては電源電圧が低い場合には電流が大きくな
り、素子などへのストレスとなるので、電源監視回路８
の出力により、点灯装置の動作を停止させたり、出力電
力を制限したりすることが可能である。

【００２２】しかし、マイクロコンピュータ９は点灯装
置２に入力される電圧により動作し、その電圧は一般的
に５Ｖであるので、レギュレータ９１により蓄電池１の
電圧を５Ｖに降圧して使用している。また、マイクロコ
ンピュータ９には必ず初期化の動作が必要であるので、
レギュレータ９１の出力にリセット回路９２を設けるこ
とによりマイクロコンピュータ９が動作するのに十分な
電圧が供給されているか否かを監視し、マイクロコンピ
ュータ９の初期化動作を行う。つまり、本実施例では、
電源監視回路８によりランプの点灯に必要な電圧を監視
すると共に、これよりも低いマイクロコンピュータ９の
動作に必要な電圧をリセット回路９２により監視してお
り、電源電圧がマイクロコンピュータ９の動作に必要な
電圧よりも低いときには、マイクロコンピュータ９の動
作を初期化している。

【００２３】また、一番低い第３の検出電圧を設け、そ
の電圧以下でも動作可能な回路、或いは電源電圧が印加
されていなくても動作可能な回路を設けることにより、
マイクロコンピュータ９のリセットが繰り返し行われる
発振状態となるような異常動作が発生した場合には、こ
れを検出し、マイクロコンピュータ９或いは制御回路の
動作を停止させたり、その点灯不可能な状態をユーザー
に知らせるための表示を行っても構わない。

【００２４】なお、この実施例では、ほかの実施例と異
なり、ランプ電圧検出回路５２０をランプ電流の検出値
により補正することにより、スイッチング素子やイグナ
イタの抵抗分によりランプ電流が大きい際に生じる誤差
を補正する回路を用いている。このランプ電圧検出回路
５２０は、図９に示すように、増幅器５２ａ、減算器５
２ｂより構成される。この回路では、イグナイタやスイ
ッチング素子の抵抗分をＺとし、ランプ電圧検出部の減
衰比をｋ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）、増幅器５２ａの利得
をＧ＝ｋ×Ｚ／Ｒ３となるように設定することで、ラン
プに直列に挿入されているインピーダンスの影響を除去
し、ランプ電流が大きいときにも正確にランプ電圧を検
出することができるものである。

【００２５】図１０は本発明の第５実施例の回路図であ
る。この回路においては、比較器ＣＰ１により電源電圧
と点灯維持電圧Ｅ１を比較し、その比較器ＣＰ１の出力
と目標電力発生回路７２１の出力のうち低い方の出力
と、ランプ電力の検出出力とを比較し、その差が最小と
なるようにランプ電力の制御を行うものである。放電灯
４の点灯装置２は特定の回路である必要はなく、前記実
施例の回路でも良い。また、目標電力発生回路７２１の
出力はランプの状態を検出して最適な値に調整する回路
でも良い。

【００２６】このように構成することにより、十分に高
い電源電圧が供給されている場合には、ランプ電力は目
標電力の値になるように制御されるが、電源回路のイン
ピーダンスが高く蓄電池の電圧が低い場合には、入力端
の電圧が低下してしまう。そのとき、比較器の出力が低
くなり、目標電力発生回路の出力よりも低くなり、出力
電圧が低下させられる。よって、入力電流は低下し、電
圧降下は減少して入力端の電圧は上昇する。このように
して、電圧が低いときには入力端の電圧が点灯維持電圧
を下回らないように、ランプに印加される電力を制御す
る。よって、ランプの始動後に光束を急速に立ち上げる
ため、定格以上の電力を印加する際に、電源回路のイン
ピーダンスが大きくともランプに適度に電力を供給して
点灯することが可能となり、電源電圧検出回路が動作し
て停止と始動を繰り返したり、予め電力を規定しておく
必要が無いので、電源回路のインピーダンスが初期の規
定値よりも大きくなっていても点灯することが可能とな
る。また、この実施例では高圧放電灯を負荷としている
が、他の負荷でも対応可能であるのは明白であり、電源
も交流電圧であってもかまわない。

【００２７】図１１は本発明の第６実施例の回路図であ
り、図１２は本実施例の動作波形図である。本実施例で
は、蓄電池のような直流電源１にスイッチング素子Ｑ１
を介してトランスＴ１の１次巻線を接続し、トランスＴ
１の２次巻線にダイオードＤ１を介してコンデンサＣ３
を接続している。スイッチング素子Ｑ１をオン／オフす
ることで、トランスＴ１の１次側から２次側に電力を伝
達し、ダイオードＤ１で整流し、コンデンサＣ３で平滑
する。コンデンサＣ３の両端電圧をＶ３とする。スイッ
チング素子Ｑ２〜Ｑ５よりなるインバータ回路の動作
は、上述の実施例と同様であり、スイッチング素子Ｑ
２，Ｑ５とＱ３，Ｑ４が交互にオン・オフすることによ
り、コンデンサＣ３の電圧Ｖ３を低周波の矩形波電圧に
変換して、イグナイタ３と放電灯４に供給するものであ
る。イグナイタ３は放電灯４を点灯させるために高電圧
パルスを発生させるが、放電灯４が点灯すると、その後
は高電圧パルスを発生することはない。

【００２８】電力制御回路７はランプ電力を制御するた
めの回路であり、ランプ電圧に疑似的に等しい電圧であ
るコンデンサＣ３の電圧Ｖ３を検出すると共に、ランプ
電流に疑似的に等しい直流電流を検出抵抗Ｒｄで検出
し、放電灯４の状態に応じてスイッチング素子Ｑ１のス
イッチング動作を変化させることにより、最適の電力供
給を行うものである。低周波発生回路６１は、低周波の
矩形波を発生させると同時に、スイッチング素子Ｑ２〜
Ｑ５を駆動する。

【００２９】本実施例では、電力制御回路７がコンデン
サＣ３の電圧Ｖ３を検出しており、この電圧Ｖ３が基準
値以上であれば放電灯４は不点灯、基準値以下であれば
放電灯４は点灯と判断する機能を有しており、放電灯４
の点灯／不点灯の状態を点灯判別信号Ｖｓとして低周波
発生回路６１に伝達する。すなわち、電力制御回路７は
コンデンサＣ３の電圧Ｖ３を検出して、不点灯であれば
点灯判別信号ＶｓをＨｉｇｈレベルにして、低周波発生
回路６１に伝達する。逆に、放電灯４が点灯であれば、
点灯判別信号ＶｓをＬｏｗレベルにして、低周波発生回
路６１に伝達する。低周波発生回路６１は、点灯判別信
号Ｖｓに応じて、発振周波数を切り替える。放電灯４を
始動させるには、低周波の発振周波数は低い方がよい
が、放電灯４が点灯すると、ちらつき等の問題があるの
で、周波数を上げる方が望ましい。そこで、低周波発生
回路６１は点灯判別信号ＶｓがＨｉｇｈレベルであれ
ば、低周波の発振周波数を低く設定し、例えば、１００
Ｈｚ以下とする。また、点灯判別信号ＶｓがＬｏｗレベ
ルであれば低周波の発振周波数を高く設定し、例えば、
１００〜１０００Ｈｚとする。すなわち、電力制御回路
７はコンデンサＣ３の電圧Ｖ３を検出して、不点灯であ
れば点灯判別信号ＶｓをＨｉｇｈレベルにして、低周波
発生回路６１はこれを受けて、低周波の発振周波数を低
くする。逆に、放電灯４が点灯であれば、電力制御回路
７は点灯判別信号ＶｓをＬｏｗレベルにして、低周波発
生回路６１はこれを受けて低周波の発振周波数を高くす
る。

【００３０】直流電源１の電圧Ｖ１は、抵抗Ｒａ、Ｒｂ
で分圧され、コンデンサＣａ、Ｃｂで積分されて検出電
圧Ｖｘとなり、電圧比較器ＣＰ１で基準電圧Ｅ１と比較
され、Ｖｘ＞Ｅ１のとき、電圧比較器ＣＰ１の出力Ｖｃ
ｐはＨｉｇｈレベルとなる。電圧比較器ＣＰ１の出力Ｖ
ｃｐがＨｉｇｈレベルになると、電力制御回路７は動作
を開始し、放電灯４を点灯させる。ここで、電圧比較器
ＣＰ１の出力ＶｃｐがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル
に変化するのをトリガーとしてタイマー回路ＴＭが計時
を始める。タイマー回路ＴＭは計時中は出力をＨｉｇｈ
レベルとするので、トランジスタＱ６がオンし、積分回
路のコンデンサＣｂが有効となり、積分時定数が大きく
なる。タイマー回路ＴＭが所定時間の計時を完了とする
と、トランジスタＱ６がオフとなり、積分時定数が小さ
くなる。タイマー回路ＴＭの計時する所定時間は、放電
灯４の始動に必要な時間と同じ時間、又はこれよりも長
めに設定される。

【００３１】このようにすれば、直流電源１の電圧Ｖ１
が上昇し、回路動作が開始し、放電灯４が点灯するまで
の間、直流電源１の電圧検出の積分時定数が大きくな
り、電圧低下に対する応答が鈍くなるため、回路が急に
動作した時や放電灯４が点灯した直後に起こる急激な入
力電流の増大に伴う直流電源１の電圧低下に対しても、
回路の誤動作を防ぐことが出来る。放電灯４が点灯して
以降は、直流電源１の電圧検出の積分時定数を小さくす
るが、これは、放電灯４の点灯中は回路動作が原因とな
る直流電源１の電圧急低下は発生せず、直流電源Ｖ１の
電圧が低下した場合は、一般に別の原因によるので、回
路を素早く応答させる必要があるためである。

【００３２】図１３は本発明の第７実施例の回路図であ
り、図１４はその動作波形図である。本実施例では、第
６実施例のタイマー回路ＴＭの代わりに、点灯判別信号
Ｖｓを用いてトランジスタＱ６をオン／オフさせる。点
灯判別信号Ｖｓは回路動作開始から放電灯４が点灯する
までの間はＨｉｇｈレベルであり、放電灯４の状態やば
らつきにより、放電灯４の点灯までの時間が変化して
も、積分回路の調整を行えるので、タイマー回路ＴＭを
用いることなく、上述の第６実施例と同等以上の効果を
得られるものである。

【００３３】図１５は本発明の第８実施例の回路図であ
る。本実施例では、遠隔操作により、点灯装置２をオン
／オフするために、操作スイッチＳ５とダイオードＤ
５、抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、コンデンサＣａ，Ｃｂ、及
びトランジスタＱ６、Ｑ７よりなるスイッチ検出部を付
加したものである。操作スイッチＳ５がオンすると、コ
ンデンサＣａで積分された電圧によりトランジスタＱ７
がオンし、これを点灯装置２の制御回路に伝達して回路
動作を開始する。これと同時にタイマー回路ＴＭが計時
を始める。計時中はトランジスタＱ６がオンし、コンデ
ンサＣｂが有効となり、スイッチ検出部の積分時定数が
大きくなる。このようなスイッチ検出部は一般にノイズ
に対して弱く、特に放電灯４の点灯までの間は、イグナ
イタの高電圧パルス等によるノイズで誤動作しないよう
に、十分にノイズを除去する必要がある。そこで、本実
施例では、タイマー回路ＴＭにより所定時間はコンデン
サＣｂを有効とすることで、ノイズの影響を低減してい
る。なお、タイマー回路ＴＭの計時時間は、第６実施例
の場合と同等とする。

【００３４】図１６は本発明の第９実施例の回路図であ
る。本実施例では、上述の第８実施例のタイマー回路Ｔ
Ｍの代わりに、既に説明した点灯判別信号Ｖｓを受け取
り、トランジスタＱ６をオンさせて、積分回路のコンデ
ンサＣｂを有効とし、スイッチ検出部の積分時定数を大
きくするものである。効果は第６実施例及び第７実施例
に準ずる。

【００３５】図１７は本発明の第１０実施例の回路図で
ある。本実施例では、上述の実施例と同等の効果を、マ
イクロコンピュータのソフトウェアを用いて実現しよう
とするものである。図１７において、９はマイクロコン
ピュータであり、周辺回路として電源電圧検出部Ａと遠
隔操作スイッチ検出部Ｂの少なくともいずれか一方を有
し、その出力を入力ポートで受けてソフトウェア処理す
るものである。電源電圧検出部Ａと遠隔操作スイッチ検
出部Ｂは特に積分要素を必要としない。まず、電源電圧
検出部Ａは、直流電源１の電圧Ｖ１を検出する回路であ
り、直流電源１の電圧Ｖ１が所定値以上であれば、マイ
クロコンピュータ９にＨｉｇｈレベルの信号を入力し、
所定値未満であれば、Ｌｏｗレベルの信号を入力する。
また、遠隔操作スイッチ検出部Ｂは、外部スイッチＳ５
がオンであれば、マイクロコンピュータ９にＨｉｇｈレ
ベルの信号を入力し、外部スイッチＳ５がオフであれ
ば、Ｌｏｗレベルの信号を入力する。マイクロコンピュ
ータ９は、電源電圧検出部Ａと遠隔操作スイッチ検出部
Ｂからの入力信号及び点灯装置２からの入力信号を受け
て、これらをソフトウェア処理することにより、点灯装
置２に対して動作を制御するための出力信号を送出する
ものである。

【００３６】図１８はマイクロコンピュータ９の基本的
な動作を示すフローチャートである。電源電圧検出部Ａ
又は遠隔操作スイッチ検出部Ｂの接続されているポート
のＨｉｇｈ／Ｌｏｗを繰り返し検出し、Ｈｉｇｈレベル
ならばレジスタＸの値を＋１増加させ、Ｌｏｗレベルな
らレジスタの値を−１減少させることにより、ポートの
状態を積分する。そして、このレジスタＸの値を所定の
しきい値ＴＨと比較することにより、最終的に回路動作
のオン／オフを決定するものである。レジスタＸの値
は、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの間で変化し、しきい
値ＴＨは最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの平均値（ＭＡＸ
＋ＭＩＮ）／２に設定される。レジスタＸの値がしきい
値ＴＨよりも大きいときには、スイッチフラグＳＷＦを
１とし、レジスタＸの値がしきい値ＴＨ以下のときに
は、スイッチフラグＳＷＦを０とする。詳細はフローチ
ャートに示すとおりの簡単なものである。

【００３７】図１９は本発明の第１１実施例のフローチ
ャートである。本実施例では、矩形波インバータの動作
周波数の高低を検知し、積分数を増減させるものであ
る。矩形波インバータの動作周波数が高いとき（点灯状
態である場合）には定数値をｄ＝ｄ２とし、動作周波数
が低いとき（不点灯状態である場合）には定数値をｄ＝
ｄ１と設定する。ここで、ｄ１＜ｄ２とする。図１８の
説明のように、ポートのＨｉｇｈ／Ｌｏｗを繰り返し判
定して、ＨｉｇｈレベルならばレジスタＸの値を＋ｄ増
加させ、ＬｏｗレベルならばレジスタＸの値を−ｄ減少
させるものであるが、ここで、定数値ｄはｄ１又はｄ２
であるので、矩形波インバータの動作周波数が高い場
合、レジスタＸが所定のしきい値ＴＨに達する時間が短
くなり、積分定数が小さくなる。また、逆に、矩形波イ
ンバータの動作周波数が低い場合、レジスタＸが所定の
しきい値ＴＨに達する時間が長くなり、積分定数が大き
くなる。このようにして先に述べた実施例と同等の効果
がソフトウェアにより実現できる。

【００３８】図２０は本発明の第１２実施例のフローチ
ャートである。基本的な積分方法は、第１１実施例と同
じであり、第１１実施例では、レジスタＸの値がしきい
値ＴＨのまま終了してしまうので、次にポートに入った
状態がそれ以前とは逆の状態であると、いきなりスイッ
チフラグＳＷＦが反転してしまうことがあり得た。例え
ば、ポートの状態がＨｉｇｈレベルと判定されて、レジ
スタＸの値が＋ｄ増加して所定のしきい値ＴＨに達した
後、すぐにポートの状態がＬｏｗレベルと判定される
と、レジスタＸの値が−ｄ減少して、しきい値ＴＨより
も小さくなり、スイッチフラグＳＷＦが反転する。これ
を回避するために、最終状態、すなわち、レジスタＸの
値としきい値ＴＨを比較した後、前の状態と違う状態に
移る場合に、スイッチフラグＳＷＦが０から１に変化す
るときは、レジスタＸの値を最大値ＭＡＸに、スイッチ
フラグＳＷＦが０から１に変化するときは、レジスタＸ
の値を最小値ＭＩＮに設定し、前述のようなチャタリン
グを回避するものであり、ソフトウェアを用いた場合の
好適例である。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、比較的大きな
内部インピーダンスを有する電源回路に接続され、始動
時に定格以上の電力を必要とする光源を点灯させ、電源
電圧が所定電圧以下になると光源に供給する電力を制限
する動作を行う電源装置において、始動時の所定期間は
電力制限動作を禁止するようにしたので、始動直後に大
きな電流が流れることにより、電源回路の電圧が低下
し、光源に供給される電力が制限されることにより、電
源電圧が再び上昇するといった異常な発振動作を起こす
ようなことなく、正常に光源を点灯させることができ
る。

【００４０】請求項２及び３の発明によれば、例えば、
高圧放電灯を自動車の前照灯に用いた場合において、蓄
電池や配線の状態によらず、高圧放電灯を安定して始動
点灯することができるという効果がある。請求項４の発
明によれば、２つの検出回路の出力が共に電源電圧が十
分な電圧であると判定したときのみに放電灯の点灯動作
を行う電源装置において、電源投入後の所定期間は、検
出電圧が高い方の検出回路の動作を実質的に禁止するよ
うにしたので、放電灯が始動と消灯を繰り返すような異
常動作を防止できるという効果がある。

【００４１】請求項５の発明によれば、電圧検出回路に
より検出された電源電圧と点灯維持電圧を比較して、電
源電圧が点灯維持電圧よりも高ければ目標電力発生回路
の出力を優先して電力制御を行い、低ければ電源電圧が
点灯維持電圧よりも低くならないように出力電力を制御
するようにしたから、放電灯の始動時に可能な範囲で目
標電力発生回路により設定された目標電力を放電灯に与
えることにより、良好な始動性能を得ることができ、且
つ、電源電圧が点灯維持電圧よりも低くなることを防止
することにより、放電灯が放電灯が始動と消灯を繰り返
すような異常動作を防止でき、安定な点灯動作を実現で
きるという効果がある。

【００４２】また、請求項６の発明によれば、直流電源
と、少なくとも１つのスイッチング素子を有する電力変
換回路と、この電力変換回路により駆動される負荷と、
スイッチング素子を制御する制御回路とを有する電源装
置において、外部からのオン／オフ指令を受けて制御回
路に伝達するオン／オフ検出部を備え、このオン／オフ
検出部から入力される外部からのオン／オフ指令によっ
て制御回路はスイッチング素子の起動又は停止をソフト
ウェアにより制御すると共に、オン／オフ検出部の信号
に対する感度をソフトウェアにより低くするようにした
ので、ＣＲ積分要素のような外部回路を設ける必要がな
く、装置のコストを低減することができるという効果が
ある。

【００４３】請求項７の発明によれば、直流電源の電源
電圧を検出し、所定値以上であれば、オン信号を制御回
路に入力し、所定値以下であれば、オフ信号を制御回路
に入力するようにした場合において、このオン／オフ信
号によりスイッチング素子の起動又は停止をソフトウェ
アにより制御すると共に、オン／オフ検出部の信号に対
する感度をソフトウェアにより低くするようにしたの
で、請求項６の発明と同様に、ＣＲ積分要素のような外
部回路を設ける必要がなく、装置のコストを低減するこ
とができるという効果がある。

【００４４】請求項８の発明によれば、請求項６又は７
において、電源装置の起動後、所定期間が経過するまで
の感度を所定時間が経過した以降よりも低くするように
したので、電源投入直後の過渡期において、例えば、イ
グナイタの動作等によりノイズが多発しても、オン／オ
フ信号に対する感度が低くなっていることにより、誤動
作が生じることを防止できるという効果がある。

【００４５】請求項９の発明によれば、請求項８におい
て、電源装置の起動後、少なくとも負荷が正常動作に移
行するまでの期間は、それ以降よりも感度を低くするよ
うにしたので、負荷が正常動作に移行するまでの間は、
オン／オフ信号に対する感度が低くなっていることによ
り、誤動作が生じることを防止できるという効果があ
る。

【００４６】請求項１０の発明によれば、請求項８にお
いて、負荷が起動過程から正常動作に移行したことを検
出して所定期間が経過したと判定し、この所定期間が経
過するまでは、それ以降よりも感度を低くするようにし
たので、負荷が起動過程から正常動作に移行するまでの
間は、オン／オフ信号に対する感度が低くなっているこ
とにより、誤動作が生じることを防止できるという効果
がある。

【００４７】請求項１１又は請求項１２の発明によれ
ば、外部からのオン／オフ指令又は電源電圧の検出回路
により制御回路に与えられるオン／オフ信号に対して、
積分要素により感度を低下させると共に、電源投入後の
所定期間までは積分要素の積分時定数を大きくし、所定
期間が経過した以降は積分要素の積分時定数を小さくす
るので、電源投入直後の過渡期において、例えば、イグ
ナイタの動作等によりノイズが多発しても、オン／オフ
信号に対する感度が低くなっていることにより、誤動作
が生じることを防止できるという効果がある。

【００４８】請求項１３の発明によれば、電力変換部の
出力が低周波の矩形波であり、起動時から負荷が正常動
作に移行するまでの間、電力変換部の動作周波数が正常
動作時の周波数よりも低い場合において、電力変換部の
動作周波数が低い場合には積分時定数を大きくし、電力
変換部の動作周波数が高い場合には積分時定数を小さく
するようにしたので、起動時に負荷に大きな電力を注入
することにより起動時から正常動作に速やかに移行させ
ると共に、起動時の誤動作を防止できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路図である。

【図２】本発明の第１実施例の始動時の動作説明図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例の始動時のランプ電流の変
化を示す特性図である。

【図４】本発明の第２実施例の回路図である。

【図５】本発明の第２実施例の低周波発生回路の回路図
である。

【図６】本発明の第２実施例の基準ランプ電力発生回路
の特性図である。

【図７】本発明の第３実施例の回路図である。

【図８】本発明の第４実施例の回路図である。

【図９】本発明の第４実施例のランプ電圧検出回路の回
路図である。

【図１０】本発明の第５実施例の回路図である。

【図１１】本発明の第６実施例の回路図である。

【図１２】本発明の第６実施例の動作波形図である。

【図１３】本発明の第７実施例の回路図である。

【図１４】本発明の第７実施例の動作波形図である。

【図１５】本発明の第８実施例の回路図である。

【図１６】本発明の第９実施例の回路図である。

【図１７】本発明の第１０実施例の回路図である。

【図１８】本発明の第１０実施例の動作説明のためのフ
ローチャートである。

【図１９】本発明の第１１実施例の動作説明のためのフ
ローチャートである。

【図２０】本発明の第１２実施例の動作説明のためのフ
ローチャートである。

【図２１】従来例の回路図である。

【図２２】従来例の動作波形図である。

【符号の説明】

１直流電源（蓄電池）２点灯装置７電力制御回路８電源監視回路８１ＡＮＤ回路８２タイマー回路８３電源検出禁止回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比較的大きな内部インピーダンスを有
する電源回路に接続され、始動時に定格以上の電力を必
要とする光源を点灯させ、電源電圧が所定電圧以下にな
ると光源に供給する電力を制限する動作を行う電源装置
において、始動時の所定期間は電力制限動作を禁止する
手段を設けたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】比較的大きな内部インピーダンスを有
する電源回路に接続され、負荷として高圧放電灯を点灯
させ、始動時に定格以上の電力を負荷に印加し、電源電
圧が所定電圧以下になると放電灯に印加する電力を制限
する動作を行う電源装置において、電源投入後の所定期
間は電力制限動作を禁止する手段を設けたことを特徴と
する電源装置。
【請求項３】蓄電池を電源とする電源回路に接続さ
れ、負荷として高圧放電灯を点灯させ、始動時に定格以
上の電力を負荷に印加し、電源電圧が所定電圧以下にな
ると放電灯に印加する印加電力を制限する動作を行う電
源装置において、電源投入後の所定期間は、前記所定電
圧を定常時よりも低い電圧に設定する手段を設けたこと
を特徴とする電源装置。
【請求項４】蓄電池を電源とする電源回路に接続さ
れ、負荷として高圧放電灯を点灯させ、始動時に定格以
上の電力を負荷に印加し、少なくとも２つ以上の電源電
圧検出回路を備え、２つの検出回路の出力が共に電源電
圧が十分な電圧であると判定したときにのみ放電灯の点
灯動作を行う電源装置において、電源投入後の所定期間
は、前記２つの電源電圧検出回路のうち、検出電圧が高
い方の検出回路の動作を実質的に禁止する手段を設けた
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】比較的大きな内部インピーダンスを有
する電源回路に接続され、負荷として高圧放電灯を点灯
させ、目標電力発生回路と、ランプ電力検出回路を備
え、目標電力と前記検出回路による検出電力とを比較
し、その誤差が最小となるようにスイッチング素子の制
御を行う電源装置において、電源電圧を検出する電圧検
出回路と、点灯維持に必要な電圧を点灯維持電圧として
発生する基準電圧源と、電圧検出回路により検出された
電源電圧と基準電圧源により発生された点灯維持電圧を
比較して、電源電圧が点灯維持電圧よりも高ければ目標
電力発生回路の出力を優先して電力制御を行い、電源電
圧が点灯維持電圧よりも低ければ電源電圧が点灯維持電
圧よりも低くならないように出力電力を制御する手段を
備えることを特徴とする電源装置。
【請求項６】直流電源と、少なくとも１つのスイッ
チング素子を有する電力変換回路と、この電力変換回路
により駆動される負荷と、スイッチング素子を制御する
制御回路とを有する電源装置において、外部からのオン
／オフ指令を受けて制御回路に伝達するオン／オフ検出
部を備え、前記制御回路は前記オン／オフ検出部から入
力される外部からのオン／オフ指令によってスイッチン
グ素子の起動又は停止をソフトウェアにより制御する回
路であり、オン／オフ検出部の信号に対する感度をソフ
トウェアにより低くする手段を有することを特徴とする
電源装置。
【請求項７】直流電源と、少なくとも１つのスイッ
チング素子を有する電力変換回路と、この電力変換回路
により駆動される負荷と、スイッチング素子を制御する
制御回路とを有する電源装置において、直流電源の電源
電圧を検出し、所定値以上であれば、オン信号を制御回
路に入力し、所定値以下であれば、オフ信号を制御回路
に入力する電圧検出回路を備え、前記制御回路は前記オ
ン信号又はオフ信号によってスイッチング素子の起動又
は停止をソフトウェアにより制御する回路であり、オン
信号又はオフ信号に対する感度をソフトウェアにより低
くする手段を有することを特徴とする電源装置。
【請求項８】電源装置の起動後、所定期間が経過す
るまでの感度を所定時間が経過した以降よりも低くする
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の電源装置。
【請求項９】前記所定期間が少なくとも負荷が正常
動作に移行するまでの期間であることを特徴とする請求
項８に記載の電源装置。
【請求項１０】前記負荷が起動過程から正常動作に
移行したことを検出して所定期間が経過したと判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１１】直流電源と、少なくとも１つのスイ
ッチング素子を有する電力変換回路と、この電力変換回
路により駆動される負荷と、スイッチング素子を制御す
る制御回路とを有する電源装置において、外部からのオ
ン／オフ指令を受けて制御回路に伝達するオン／オフ検
出部と、オン／オフ検出部と制御回路の間に挿入された
積分要素とを備え、前記制御回路は前記オン／オフ検出
部から入力される外部からのオン／オフ指令によってス
イッチング素子の起動又は停止をソフトウェアにより制
御する回路であり、電源投入後の所定期間までは積分要
素の積分時定数を大きくし、所定期間が経過した以降は
積分要素の積分時定数を小さくする手段を備えることを
特徴とする電源装置。
【請求項１２】直流電源と、少なくとも１つのスイ
ッチング素子を有する電力変換回路と、この電力変換回
路により駆動される負荷と、スイッチング素子を制御す
る制御回路とを有する電源装置において、直流電源の電
源電圧を検出し、所定値以上であれば、オン信号を制御
回路に入力し、所定値以下であれば、オフ信号を制御回
路に入力する電圧検出回路と、オン／オフ検出部と制御
回路の間に挿入された積分要素とを備え、前記制御回路
は前記オン信号又はオフ信号によってスイッチング素子
の起動又は停止をソフトウェアにより制御する回路であ
り、電源投入後の所定期間までは積分要素の積分時定数
を大きくし、所定期間が経過した以降は積分要素の積分
時定数を小さくする手段を備えることを特徴とする電源
装置。
【請求項１３】電力変換部の出力が低周波の矩形波
であり、起動時から負荷が正常動作に移行するまでの
間、電力変換部の動作周波数が正常動作時の周波数より
も低い場合において、電力変換部の動作周波数が低い場
合には積分時定数を大きくし、電力変換部の動作周波数
が高い場合には積分時定数を小さくするようにしたこと
を特徴とする請求項６乃至１２のいずれかに記載の電源
装置。