JPH09167693A - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents
放電ランプ点灯装置Info
- Publication number
- JPH09167693A JPH09167693A JP33000395A JP33000395A JPH09167693A JP H09167693 A JPH09167693 A JP H09167693A JP 33000395 A JP33000395 A JP 33000395A JP 33000395 A JP33000395 A JP 33000395A JP H09167693 A JPH09167693 A JP H09167693A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge lamp
- circuit
- voltage
- frequency
- lighting device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 必要最小限・小型・低コストで放電ランプを
点灯始動時から安定点灯に至る全ての点灯時間でアーク
をまっすぐな状態に制御できる放電ランプ点灯装置を提
供することを目的とするものである。 【解決手段】 バラストのインダクタ及びコンデンサを
用いて直列ＬＣ共振回路を形成し、上記インダクタを高
圧トランスとしてのインダクタと併用する構成とし、ア
ークをストレートにする音響的共鳴周波数で共振波形を
放電ランプに印加することにより、必要最小限・小型・
低コストの回路構成で放電ランプを点灯始動時から安定
点灯に至る全ての点灯時間で、アークをまっすぐな状態
に制御できる。
点灯始動時から安定点灯に至る全ての点灯時間でアーク
をまっすぐな状態に制御できる放電ランプ点灯装置を提
供することを目的とするものである。 【解決手段】 バラストのインダクタ及びコンデンサを
用いて直列ＬＣ共振回路を形成し、上記インダクタを高
圧トランスとしてのインダクタと併用する構成とし、ア
ークをストレートにする音響的共鳴周波数で共振波形を
放電ランプに印加することにより、必要最小限・小型・
低コストの回路構成で放電ランプを点灯始動時から安定
点灯に至る全ての点灯時間で、アークをまっすぐな状態
に制御できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にＨＩＤ（高輝
度放電）ランプや自動車用キセノン−メタルハライドラ
ンプの点灯装置として有用である放電ランプ点灯装置に
関するものである。
度放電）ランプや自動車用キセノン−メタルハライドラ
ンプの点灯装置として有用である放電ランプ点灯装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＨＩＤランプは高効率・長寿命と
いう特徴から屋外照明分野などに広く応用されている。
なかでもメタルハライドランプは演色性が良く、その特
性を活かし屋外照明分野のみならず、屋内照明分野にも
普及しつつあり、さらに映像機器用光源や自動車前照灯
用光源として注目されている。
いう特徴から屋外照明分野などに広く応用されている。
なかでもメタルハライドランプは演色性が良く、その特
性を活かし屋外照明分野のみならず、屋内照明分野にも
普及しつつあり、さらに映像機器用光源や自動車前照灯
用光源として注目されている。
【０００３】従来の放電ランプの点灯方式としては、特
開平２−２９９１９７号公報に記載されたものが知られ
ている。これによると、約２０ｋＨｚないし約８０ｋＨ
ｚの所定の周波数成分を含む高周波で周波数変調点灯を
行うことにより、アークをストレートに点灯することが
できることを教示している。アークをストレートに点灯
すると、光の利用効率の向上、放電ランプの長寿命化、
発光効率の向上などの利点が得られる。また、自動車前
照灯の分野では、灯具設計の自由度向上の利点がある。
開平２−２９９１９７号公報に記載されたものが知られ
ている。これによると、約２０ｋＨｚないし約８０ｋＨ
ｚの所定の周波数成分を含む高周波で周波数変調点灯を
行うことにより、アークをストレートに点灯することが
できることを教示している。アークをストレートに点灯
すると、光の利用効率の向上、放電ランプの長寿命化、
発光効率の向上などの利点が得られる。また、自動車前
照灯の分野では、灯具設計の自由度向上の利点がある。
【０００４】図６に従来の放電ランプの点灯装置のブロ
ック図を示す。大別してバッテリー１，昇圧回路２，ハ
ーフブリッジインバータ回路３，起動回路４，電力制御
回路５，点灯周波数制御回路６，放電ランプ７からなる
点灯回路は、周波数変調した高周波電圧および電流によ
り、放電ランプ７としてのキセノン−メタルハライドラ
ンプのストレート点灯を実現するものである。
ック図を示す。大別してバッテリー１，昇圧回路２，ハ
ーフブリッジインバータ回路３，起動回路４，電力制御
回路５，点灯周波数制御回路６，放電ランプ７からなる
点灯回路は、周波数変調した高周波電圧および電流によ
り、放電ランプ７としてのキセノン−メタルハライドラ
ンプのストレート点灯を実現するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の点灯回路においては、起動回路の構成が複雑であ
り、小型化・低コスト化の要求に十分答えることのでき
ないものとなってしまっている。つまり、キセノン−メ
タルハライドランプ始動の為には約２５ｋＶの高電圧が
必要であり、約１ｋＶを約２５ｋＶに変換する高圧トラ
ンスでは、約２０ｋＨｚないし約８０ｋＨｚの所定の周
波数成分を含む高周波で周波数変調点灯を行おうとする
と、二次巻線のインダクタンス成分が大きく影響し、点
灯始動初期に必要十分な電流を流すことが出来ないの
で、複雑な回路構成にせざるを得なかった。特にキセノ
ン−メンタルハライドランプを自動車前照灯用光源に用
いる場合、夜間の交通安全の向上の観点から急峻な光立
ち上がり特性が要求されており、点灯始動初期に安定点
灯時の約６倍〜約８倍の電流を流す必要がある。以上の
理由から、上記従来の点灯回路は起動回路が複雑な構成
になるという課題を有している。この対策として、高圧
トランスを複雑段の昇圧構成とし、最終段の高圧トラン
スの２次側のインダクタンス値を十分下げることで、始
動電流を確保しようとする回路構成が考えられる。とこ
ろが、この回路構成では、大型部品の高圧トランスを複
数使用しなければならないことや、それに伴うコストア
ップの問題があり、小型化・低コスト化の市場要求に答
えることが難しい。
来の点灯回路においては、起動回路の構成が複雑であ
り、小型化・低コスト化の要求に十分答えることのでき
ないものとなってしまっている。つまり、キセノン−メ
タルハライドランプ始動の為には約２５ｋＶの高電圧が
必要であり、約１ｋＶを約２５ｋＶに変換する高圧トラ
ンスでは、約２０ｋＨｚないし約８０ｋＨｚの所定の周
波数成分を含む高周波で周波数変調点灯を行おうとする
と、二次巻線のインダクタンス成分が大きく影響し、点
灯始動初期に必要十分な電流を流すことが出来ないの
で、複雑な回路構成にせざるを得なかった。特にキセノ
ン−メンタルハライドランプを自動車前照灯用光源に用
いる場合、夜間の交通安全の向上の観点から急峻な光立
ち上がり特性が要求されており、点灯始動初期に安定点
灯時の約６倍〜約８倍の電流を流す必要がある。以上の
理由から、上記従来の点灯回路は起動回路が複雑な構成
になるという課題を有している。この対策として、高圧
トランスを複雑段の昇圧構成とし、最終段の高圧トラン
スの２次側のインダクタンス値を十分下げることで、始
動電流を確保しようとする回路構成が考えられる。とこ
ろが、この回路構成では、大型部品の高圧トランスを複
数使用しなければならないことや、それに伴うコストア
ップの問題があり、小型化・低コスト化の市場要求に答
えることが難しい。
【０００６】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、必要最小限・小型・低コストの回路構成で放電ラン
プを点灯始動初期から安定点灯に至る全ての点灯時間
で、アークをまっすぐな状態に制御できる放電ランプ点
灯装置を提供することを目的とするものである。
で、必要最小限・小型・低コストの回路構成で放電ラン
プを点灯始動初期から安定点灯に至る全ての点灯時間
で、アークをまっすぐな状態に制御できる放電ランプ点
灯装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
には本発明の放電ランプ点灯装置は、正弦波発生手段と
高圧発生手段を同一回路を一部併用して機能するように
構成した点灯制御予板を備えたものである。
には本発明の放電ランプ点灯装置は、正弦波発生手段と
高圧発生手段を同一回路を一部併用して機能するように
構成した点灯制御予板を備えたものである。
【０００８】これにより、必要最小限・小型・低コスト
の回路構成で放電ランプを点灯始動初期から安定点灯に
至る全ての点灯時間で、アークをまっすぐな状態に制御
できる放電ランプ点灯装置を実現することができる。
の回路構成で放電ランプを点灯始動初期から安定点灯に
至る全ての点灯時間で、アークをまっすぐな状態に制御
できる放電ランプ点灯装置を実現することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、放電ランプの点灯において、正弦波発生手段と高圧
発生手段とを同一回路を併用して機能するように構成し
たものであり、必要最小限・小型・低コストの回路構成
で放電ランプ点灯装置を実現できるという作用を有す
る。
は、放電ランプの点灯において、正弦波発生手段と高圧
発生手段とを同一回路を併用して機能するように構成し
たものであり、必要最小限・小型・低コストの回路構成
で放電ランプ点灯装置を実現できるという作用を有す
る。
【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、直流電
圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、２つのスイ
ッチング素子で構成され直流電圧を交流電圧に変換する
ハーフブリッジインバータ回路と、共振波形をつくるた
めのＬＣ直列共振回路と、放電ランプからなる放電ラン
プ点灯装置において、前記ＬＣ直列共振回路に用いるイ
ンダクタに、高圧発生の為のパルストランスとしてのイ
ンダクタの機能を合わせもたせたものであり、請求項１
に記載の発明と同様の作用を有する。
圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、２つのスイ
ッチング素子で構成され直流電圧を交流電圧に変換する
ハーフブリッジインバータ回路と、共振波形をつくるた
めのＬＣ直列共振回路と、放電ランプからなる放電ラン
プ点灯装置において、前記ＬＣ直列共振回路に用いるイ
ンダクタに、高圧発生の為のパルストランスとしてのイ
ンダクタの機能を合わせもたせたものであり、請求項１
に記載の発明と同様の作用を有する。
【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、前記Ｌ
Ｃ直列共振回路に用いるインダクタを、起動時には高圧
を発生できる様に高圧トランスの二次巻線として約６０
０μＨないし約１ｍＨのインダクタンス値に、又、巻数
比を約５０にし、インダクタの飽和現象によるインダク
タンス値の減少により、点灯始動初期に安定点灯時の約
６倍〜約８倍の電流を流すことができる様に設定したも
のであり、急峻な光立ち上がりを実現でき、自動車前照
灯用の放電ランプ点灯装置として実用化できるという作
用を有する。
Ｃ直列共振回路に用いるインダクタを、起動時には高圧
を発生できる様に高圧トランスの二次巻線として約６０
０μＨないし約１ｍＨのインダクタンス値に、又、巻数
比を約５０にし、インダクタの飽和現象によるインダク
タンス値の減少により、点灯始動初期に安定点灯時の約
６倍〜約８倍の電流を流すことができる様に設定したも
のであり、急峻な光立ち上がりを実現でき、自動車前照
灯用の放電ランプ点灯装置として実用化できるという作
用を有する。
【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、前記高
圧トランスを、二次巻線の前記インダクタの両端は前記
ＬＣ直列共振回路のコンデンサと前記放電ランプにそれ
ぞれ接続し、一次巻線は８００Ｖないし１ｋＶのスパー
クギャップとそれを越える電圧を発生する前記ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ回路の出力にそれぞれ接続し、前記高圧ト
ランスと前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力との間に
はトランスを含まない構成としたものであり、必要最小
限・小型・低コストの回路構成で放電ランプ点灯装置を
実現できるという作用を有する。
圧トランスを、二次巻線の前記インダクタの両端は前記
ＬＣ直列共振回路のコンデンサと前記放電ランプにそれ
ぞれ接続し、一次巻線は８００Ｖないし１ｋＶのスパー
クギャップとそれを越える電圧を発生する前記ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ回路の出力にそれぞれ接続し、前記高圧ト
ランスと前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力との間に
はトランスを含まない構成としたものであり、必要最小
限・小型・低コストの回路構成で放電ランプ点灯装置を
実現できるという作用を有する。
【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、前記高
圧トランスを、二次巻線の前記インダクタの両端は前記
ＬＣ直列共振回路の前記放電ランプとハーフブリッジイ
ンバータ回路のハイサイド側のソースにそれぞれ接続
し、一次巻線は８００Ｖないし１ｋＶのスパークギャッ
プとそれを越える電圧を発生する前記ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ回路の出力にそれぞれ接続し、前記高圧トランスと
前記ＤＣ／ＣＤコンバータ回路の出力との間にはトラン
スを含まない構成としたものであり、必要最小限・小型
・低コストの回路構成で放電ランプ点灯装置を実現でき
るという作用を有する。
圧トランスを、二次巻線の前記インダクタの両端は前記
ＬＣ直列共振回路の前記放電ランプとハーフブリッジイ
ンバータ回路のハイサイド側のソースにそれぞれ接続
し、一次巻線は８００Ｖないし１ｋＶのスパークギャッ
プとそれを越える電圧を発生する前記ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ回路の出力にそれぞれ接続し、前記高圧トランスと
前記ＤＣ／ＣＤコンバータ回路の出力との間にはトラン
スを含まない構成としたものであり、必要最小限・小型
・低コストの回路構成で放電ランプ点灯装置を実現でき
るという作用を有する。
【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、ハーフ
ブリッジインバータ回路のスイッチング周波数を、放電
アークをストレートにする音響的共鳴周波数の周波数成
分を有する周波数に選定し、前記放電ランプが起動し、
点灯始動時を経て安定点灯に達する過程において、前記
スイッチング周波数を低下させる期間を有する様にした
ものであり、放電ランプを点灯始動時から安定点灯に至
る全ての点灯時間で、アークをまっすぐな状態に制御で
きるという作用を有する。
ブリッジインバータ回路のスイッチング周波数を、放電
アークをストレートにする音響的共鳴周波数の周波数成
分を有する周波数に選定し、前記放電ランプが起動し、
点灯始動時を経て安定点灯に達する過程において、前記
スイッチング周波数を低下させる期間を有する様にした
ものであり、放電ランプを点灯始動時から安定点灯に至
る全ての点灯時間で、アークをまっすぐな状態に制御で
きるという作用を有する。
【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、スイッ
チング周波数を低下させる期間において、前記スイッチ
ング周波数が高い時は前記インダクタの飽和現象による
ＬＣ直列共振回路の共振周波数も高く、前記スイッチン
グ周波数が低い時は前記ＬＣ直列共振回路の共振周波数
も低くなるように構成したものであり、ＬＣ直列共振回
路での総消費電力を必要最小限に抑えることができると
いう作用を有する。
チング周波数を低下させる期間において、前記スイッチ
ング周波数が高い時は前記インダクタの飽和現象による
ＬＣ直列共振回路の共振周波数も高く、前記スイッチン
グ周波数が低い時は前記ＬＣ直列共振回路の共振周波数
も低くなるように構成したものであり、ＬＣ直列共振回
路での総消費電力を必要最小限に抑えることができると
いう作用を有する。
【００１６】本発明の請求項８に記載の発明は、前記Ｌ
Ｃ直列共振回路のコンデンサに並列にスイッチ素子を接
続した回路構成としたものであり、直流バイアスを放電
ランプに印加でき、点灯をより確実なものとすることが
できるという作用を有する。
Ｃ直列共振回路のコンデンサに並列にスイッチ素子を接
続した回路構成としたものであり、直流バイアスを放電
ランプに印加でき、点灯をより確実なものとすることが
できるという作用を有する。
【００１７】（実施の形態）以下、本発明の実施の形態
について、図１から図５を用いて説明する。
について、図１から図５を用いて説明する。
【００１８】図１は本発明のＬＣ直列共振回路方式の具
体的回路である。回路機能を明確にするために、放電ラ
ンプの点灯に直接関与しない回路部分は略記若しくは表
記していない。
体的回路である。回路機能を明確にするために、放電ラ
ンプの点灯に直接関与しない回路部分は略記若しくは表
記していない。
【００１９】まず、回路構成について説明する。コンデ
ンサ１１，１２及びインダクタ１３はバッテリー電圧の
入力フィルタとリップル平滑用である。ＤＣ／ＤＣコン
バータ１４はバッテリー電圧の昇圧の為にあり、ダイオ
ード１５，コンデンサ１６で整流され直流電圧ＶDCとな
って出力される。制御手段１７は大きく分けて２つの機
能をもっており、電力制御回路１７１，点灯周波数制御
回路１７２からなる。電力制御回路１７１は放電ランプ
１９に与える電力を制御する回路である。点灯周波数制
御回路１７２は放電ランプ１９の交流点灯における周波
数を制御する回路である。抵抗１８は放電ランプ１９に
流れる電流値の検出用抵抗である。ＦＥＴ２０はＰＷＭ
制御をするためのスイッチング素子である。ハーフブリ
ッジインバータ回路２１は直流電圧ＶDCを交流に切り換
える回路である。高圧発生手段２５は放電ランプ１９の
放電に必要な高圧を供給するための回路であり、高圧ト
ランス２２，高圧制御回路２５１，コンデンサ２５２，
スパークギャップ２５３からなる。コンデンサ２３は高
圧トランス２２と組み合わされてＬＣ直列共振回路を構
成している。そして、スイッチ素子２６によってコンデ
ンサ機能のＯＮ／ＯＦＦを制御する構成となっている。
コンデンサ２４は回生エネルギー対策用である。点灯ス
イッチ２７は放電ランプ１９の点灯／消灯を行うための
ものである。
ンサ１１，１２及びインダクタ１３はバッテリー電圧の
入力フィルタとリップル平滑用である。ＤＣ／ＤＣコン
バータ１４はバッテリー電圧の昇圧の為にあり、ダイオ
ード１５，コンデンサ１６で整流され直流電圧ＶDCとな
って出力される。制御手段１７は大きく分けて２つの機
能をもっており、電力制御回路１７１，点灯周波数制御
回路１７２からなる。電力制御回路１７１は放電ランプ
１９に与える電力を制御する回路である。点灯周波数制
御回路１７２は放電ランプ１９の交流点灯における周波
数を制御する回路である。抵抗１８は放電ランプ１９に
流れる電流値の検出用抵抗である。ＦＥＴ２０はＰＷＭ
制御をするためのスイッチング素子である。ハーフブリ
ッジインバータ回路２１は直流電圧ＶDCを交流に切り換
える回路である。高圧発生手段２５は放電ランプ１９の
放電に必要な高圧を供給するための回路であり、高圧ト
ランス２２，高圧制御回路２５１，コンデンサ２５２，
スパークギャップ２５３からなる。コンデンサ２３は高
圧トランス２２と組み合わされてＬＣ直列共振回路を構
成している。そして、スイッチ素子２６によってコンデ
ンサ機能のＯＮ／ＯＦＦを制御する構成となっている。
コンデンサ２４は回生エネルギー対策用である。点灯ス
イッチ２７は放電ランプ１９の点灯／消灯を行うための
ものである。
【００２０】次に回路動作について述べる。通常自動車
用のバッテリー１は、９〜１６Ｖの出力電圧を有し、自
動車の電子回路装置の電源として使用されている。図１
に示す本実施形態の放電ランプ点灯装置も、このバッテ
リー１を電源とし、点灯スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに
より放電ランプ１９の点灯／消灯を行う。まず、点灯ス
イッチ２７がＯＮされると、制御手段１７に直流電圧が
供給され、放電ランプ１９が消灯している状態から安定
点灯に至るまでの一連の制御動作のスタンバイ状態が確
保される。放電ランプ１９が点灯するためには、まず、
放電ランプ１９内部の放電端子間に約２５ｋＶの高電圧
を印加することが必要になる。そこで、まず、電力制御
回路１７１，ＦＥＴ２０，ＤＣ／ＤＣコンバータ１４，
ダイオード１５，コンデンサ１６によってＶDCを約３０
０Ｖに昇圧する。次に、高圧発生手段２５においてスパ
ークギャップ２５３の両端にスパーク電圧を越える電圧
が加わるように高圧制御回路２５１からコンデンサ２５
２に電圧をチャージし、高圧トランス２２によって放電
ランプ１９の放電端子間に約２５ｋＶの高電圧を与え
る。この結果、放電ランプ１９は放電を開始し、点灯に
向かうことになる。ここで、放電ランプ１９を放電させ
る時、放電ランプ１９の放電端子間には一定のバイアス
電圧をかけた状態で約２５ｋＶの高電圧を印加すること
が必要になる。なぜならば、約２５ｋＶの高電圧は、放
電ランプ１９内の絶縁破壊を目的とするものであり、絶
縁破壊後の点灯には一定のバイアス電圧が必要だからで
ある。さらには、点灯後は放電ランプ１９は交流点灯す
るが、絶縁破壊から点灯に移行した点灯始動初期におい
ては直流点灯の方が望ましい。なぜならば、点灯始動初
期は放電ランプ１９内部の温度が安定点灯時と比べて低
く、ランプとして不安定な状態であり、交流点灯だと極
性の反転するときのランプ電流が流れなくなる瞬間に点
灯を維持できなくなる場合があるからである。放電ラン
プ１９は、点灯していない時はインピーダンスは無限大
と考えてよく、この時、ＶDCは電力制御回路１７１によ
り約３００Ｖの一定電圧に制御されている。この電圧を
放電ランプ１９に直流バイアス電圧として印加するため
に、点灯時は図２で示すＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返して
いるハーフブリッジインバータ回路２１の動作を図４で
示す動作に変更し、さらに、スイッチ素子２６をＯＮ状
態にする。こうすることにより、直流電圧ＶDCを放電ラ
ンプ１９の放電端子間にバイアスする事ができる。
用のバッテリー１は、９〜１６Ｖの出力電圧を有し、自
動車の電子回路装置の電源として使用されている。図１
に示す本実施形態の放電ランプ点灯装置も、このバッテ
リー１を電源とし、点灯スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに
より放電ランプ１９の点灯／消灯を行う。まず、点灯ス
イッチ２７がＯＮされると、制御手段１７に直流電圧が
供給され、放電ランプ１９が消灯している状態から安定
点灯に至るまでの一連の制御動作のスタンバイ状態が確
保される。放電ランプ１９が点灯するためには、まず、
放電ランプ１９内部の放電端子間に約２５ｋＶの高電圧
を印加することが必要になる。そこで、まず、電力制御
回路１７１，ＦＥＴ２０，ＤＣ／ＤＣコンバータ１４，
ダイオード１５，コンデンサ１６によってＶDCを約３０
０Ｖに昇圧する。次に、高圧発生手段２５においてスパ
ークギャップ２５３の両端にスパーク電圧を越える電圧
が加わるように高圧制御回路２５１からコンデンサ２５
２に電圧をチャージし、高圧トランス２２によって放電
ランプ１９の放電端子間に約２５ｋＶの高電圧を与え
る。この結果、放電ランプ１９は放電を開始し、点灯に
向かうことになる。ここで、放電ランプ１９を放電させ
る時、放電ランプ１９の放電端子間には一定のバイアス
電圧をかけた状態で約２５ｋＶの高電圧を印加すること
が必要になる。なぜならば、約２５ｋＶの高電圧は、放
電ランプ１９内の絶縁破壊を目的とするものであり、絶
縁破壊後の点灯には一定のバイアス電圧が必要だからで
ある。さらには、点灯後は放電ランプ１９は交流点灯す
るが、絶縁破壊から点灯に移行した点灯始動初期におい
ては直流点灯の方が望ましい。なぜならば、点灯始動初
期は放電ランプ１９内部の温度が安定点灯時と比べて低
く、ランプとして不安定な状態であり、交流点灯だと極
性の反転するときのランプ電流が流れなくなる瞬間に点
灯を維持できなくなる場合があるからである。放電ラン
プ１９は、点灯していない時はインピーダンスは無限大
と考えてよく、この時、ＶDCは電力制御回路１７１によ
り約３００Ｖの一定電圧に制御されている。この電圧を
放電ランプ１９に直流バイアス電圧として印加するため
に、点灯時は図２で示すＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返して
いるハーフブリッジインバータ回路２１の動作を図４で
示す動作に変更し、さらに、スイッチ素子２６をＯＮ状
態にする。こうすることにより、直流電圧ＶDCを放電ラ
ンプ１９の放電端子間にバイアスする事ができる。
【００２１】放電ランプ１９の点灯後は、以下に示す回
路動作となる。電力制御回路１７１は、ＶDC及び抵抗１
８によって検出される放電ランプ１９に流れる電流に応
じた電圧値ＩDCによりＦＥＴ２０のスイッチングのパル
ス幅を変化させ、ＶDCを制御するための回路であり、放
電ランプ１９に供給すべき電力を制御する。昇圧された
直流電圧ＶDCはハーフブリッジインバータ回路２１のＦ
ＥＴ２１１，２１２及びバラストのインダクタ２２１，
コンデンサ２３により正弦波状の波形となり、放電ラン
プ１９に印加される。点灯周波数制御回路１７２は、Ｖ
DC及び抵抗１８によって検出できる放電ランプ１９に流
れる電流に応じた電圧値ＩDCにより、アークをストレー
トに制御するための最適周波数（＝ストレートアーク周
波数）を定め、ハーフブリッジインバータ回路２１に与
えている。ハーフブリッジインバータ回路２１は、点灯
周波数制御回路１７２からの信号を受けて、図２で示す
様にストレートアーク周波数でＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り
返す。この動作と、バラストのインダクタ２２１，コン
デンサ２３により、放電ランプ１９には図３で示す様な
正弦波状の電流波形が流れることになる。
路動作となる。電力制御回路１７１は、ＶDC及び抵抗１
８によって検出される放電ランプ１９に流れる電流に応
じた電圧値ＩDCによりＦＥＴ２０のスイッチングのパル
ス幅を変化させ、ＶDCを制御するための回路であり、放
電ランプ１９に供給すべき電力を制御する。昇圧された
直流電圧ＶDCはハーフブリッジインバータ回路２１のＦ
ＥＴ２１１，２１２及びバラストのインダクタ２２１，
コンデンサ２３により正弦波状の波形となり、放電ラン
プ１９に印加される。点灯周波数制御回路１７２は、Ｖ
DC及び抵抗１８によって検出できる放電ランプ１９に流
れる電流に応じた電圧値ＩDCにより、アークをストレー
トに制御するための最適周波数（＝ストレートアーク周
波数）を定め、ハーフブリッジインバータ回路２１に与
えている。ハーフブリッジインバータ回路２１は、点灯
周波数制御回路１７２からの信号を受けて、図２で示す
様にストレートアーク周波数でＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り
返す。この動作と、バラストのインダクタ２２１，コン
デンサ２３により、放電ランプ１９には図３で示す様な
正弦波状の電流波形が流れることになる。
【００２２】放電ランプ１９に流れる電流Ｉlaは、放電
ランプ１９のインピーダンスをＲla，バラストのインダ
クタ２２１とコンデンサ２３の合成インピーダンスをＲ
LCとすると、
ランプ１９のインピーダンスをＲla，バラストのインダ
クタ２２１とコンデンサ２３の合成インピーダンスをＲ
LCとすると、
【００２３】
【数１】
【００２４】となる。ここでＲla は容量成分及び誘導
成分を持たない純粋抵抗成分のみのインピーダンスと
し、ＲlC はインダクタ２２１について純粋誘導成分の
み、コンデンサ２３について純粋容量成分のみとした。
（１）式より、始動電流としてより多くの電流を流そう
とした場合、ハーフブリッジインバータ回路２１のスイ
ッチング周波数ｆを、
成分を持たない純粋抵抗成分のみのインピーダンスと
し、ＲlC はインダクタ２２１について純粋誘導成分の
み、コンデンサ２３について純粋容量成分のみとした。
（１）式より、始動電流としてより多くの電流を流そう
とした場合、ハーフブリッジインバータ回路２１のスイ
ッチング周波数ｆを、
【００２５】
【数２】
【００２６】となるようにすればよい。ここで、Ｌはイ
ンダクタ２２１のインダクタンス、Ｃはコンデンサ２３
のキャパシタンスである。実際には、ハーフブリッジイ
ンバータ回路２１のスイッチング周波数ｆは、音響的共
鳴周波数の周波数成分を有する周波数であり、この周波
数の時にＩlaを十分流せるようにバラストの合成インピ
ーダンスが小さくなるようにインダクタンスＬ及びキャ
パシタンスＣの値を設定している。
ンダクタ２２１のインダクタンス、Ｃはコンデンサ２３
のキャパシタンスである。実際には、ハーフブリッジイ
ンバータ回路２１のスイッチング周波数ｆは、音響的共
鳴周波数の周波数成分を有する周波数であり、この周波
数の時にＩlaを十分流せるようにバラストの合成インピ
ーダンスが小さくなるようにインダクタンスＬ及びキャ
パシタンスＣの値を設定している。
【００２７】放電ランプ１９が起動し、点灯始動時を経
て安定点灯に達する過程において、少なくともその大部
分の時間において音響的共鳴周波数は低下方向で推移し
ていくことがわかっている。ハーフブリッジインバータ
回路２１を音響的共鳴周波数でスイッチング動作させる
と、放電ランプ１９には図３で示す電流Ｉlaが流れ、そ
の周波数は音響的共鳴周波数と一致する。このスイッチ
ング周波数はストレートアーク周波数であり、この時、
放電ランプ１９のアークはストレートになり、前記「従
来の技術」で述べた利点が得られる。
て安定点灯に達する過程において、少なくともその大部
分の時間において音響的共鳴周波数は低下方向で推移し
ていくことがわかっている。ハーフブリッジインバータ
回路２１を音響的共鳴周波数でスイッチング動作させる
と、放電ランプ１９には図３で示す電流Ｉlaが流れ、そ
の周波数は音響的共鳴周波数と一致する。このスイッチ
ング周波数はストレートアーク周波数であり、この時、
放電ランプ１９のアークはストレートになり、前記「従
来の技術」で述べた利点が得られる。
【００２８】ところで、自動車前照灯の用途を考えた場
合、急峻な光立ち上がりが求められることから、放電ラ
ンプ１９の点灯にあたっては、点灯始動初期に安定点灯
時の約６倍〜約８倍の電流を流す必要がある。このこと
から、仮に、上記点灯始動初期におけるストレートアー
ク周波数が（２）式のｆとなる様にインダクタンスＬ及
びキャパシタンスＣの値を決めると、安定点灯時には、
ストレートアーク周波数は上記点灯始動初期よりも低い
周波数になっており、（２）式のｆと一致しなくなる。
これは、バラストでのロスが発生することを意味する。
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の供給能力をバラ
ストでのロス分を加味したものとしなければならず、好
ましくない。そこで、以下に示す対策をとっている。ま
ず、安定点灯時のストレートアーク周波数でハーフブリ
ッジインバータ回路２１をスイッチング動作したとき
に、バラストの合成インピーダンスが最小になるように
インダクタンスＬ及びキャパシタンスＣの値を決定す
る。点灯始動初期のストレートアーク周波数は安定点灯
時のそれより高い。この時、十分な始動電流を流すため
にインダクタ２２１の電流重畳特性を利用する。一般に
インダクタンスＬは重畳電流に対して図５で示す様な特
性カーブをもっている。始動電流（＝重畳電流）がＩ1
のときインダクタンスがＬ0からＬ1に変化することによ
りバラストのＬＣ直列共振周波数が安定点灯時のそれよ
り高くなる。このときの周波数が丁度音響的共鳴周波数
となるようにインダクタ２２１のスペックを決め、この
周波数でハーフブリッジインバータ回路２１をスイッチ
ング動作させると、バラストのロスを最小限に抑えるこ
とができ、始動電流も十分流すことができ、かつ、アー
クをストレートにすることも現実できる。
合、急峻な光立ち上がりが求められることから、放電ラ
ンプ１９の点灯にあたっては、点灯始動初期に安定点灯
時の約６倍〜約８倍の電流を流す必要がある。このこと
から、仮に、上記点灯始動初期におけるストレートアー
ク周波数が（２）式のｆとなる様にインダクタンスＬ及
びキャパシタンスＣの値を決めると、安定点灯時には、
ストレートアーク周波数は上記点灯始動初期よりも低い
周波数になっており、（２）式のｆと一致しなくなる。
これは、バラストでのロスが発生することを意味する。
その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の供給能力をバラ
ストでのロス分を加味したものとしなければならず、好
ましくない。そこで、以下に示す対策をとっている。ま
ず、安定点灯時のストレートアーク周波数でハーフブリ
ッジインバータ回路２１をスイッチング動作したとき
に、バラストの合成インピーダンスが最小になるように
インダクタンスＬ及びキャパシタンスＣの値を決定す
る。点灯始動初期のストレートアーク周波数は安定点灯
時のそれより高い。この時、十分な始動電流を流すため
にインダクタ２２１の電流重畳特性を利用する。一般に
インダクタンスＬは重畳電流に対して図５で示す様な特
性カーブをもっている。始動電流（＝重畳電流）がＩ1
のときインダクタンスがＬ0からＬ1に変化することによ
りバラストのＬＣ直列共振周波数が安定点灯時のそれよ
り高くなる。このときの周波数が丁度音響的共鳴周波数
となるようにインダクタ２２１のスペックを決め、この
周波数でハーフブリッジインバータ回路２１をスイッチ
ング動作させると、バラストのロスを最小限に抑えるこ
とができ、始動電流も十分流すことができ、かつ、アー
クをストレートにすることも現実できる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明による放電ランプ点
灯装置は、ＬＣ直列共振回路とハーフブリッジインバー
タ回路で放電ランプを高周波点灯することにより、必要
最小限・小型・低コストの回路構成で放電ランプを点灯
始動時から安定点灯に至る全ての点灯時間で、アークを
まっすぐな状態に制御できるものである。
灯装置は、ＬＣ直列共振回路とハーフブリッジインバー
タ回路で放電ランプを高周波点灯することにより、必要
最小限・小型・低コストの回路構成で放電ランプを点灯
始動時から安定点灯に至る全ての点灯時間で、アークを
まっすぐな状態に制御できるものである。
【図１】本発明の一実施の形態による放電ランプ点灯装
置の具体的回路図
置の具体的回路図
【図２】同放電ランプ点灯装置における点灯始動初期以
降のハーフブリッジインバータ回路の波形図
降のハーフブリッジインバータ回路の波形図
【図３】同放電ランプに流れる電流波形図
【図４】同放電ランプ点灯装置における始動前から点灯
始動初期のハーフブリッジインバータ回路の波形図
始動初期のハーフブリッジインバータ回路の波形図
【図５】同放電ランプ点灯装置におけるインダクタの電
流重畳特性を示す図
流重畳特性を示す図
【図６】従来の放電ランプ点灯装置のブロック図
３，２１ ハーフブリッジインバータ回路 ４ 起動回路 ５，１７１ 電力制御回路 ６，１７２ 点灯周波数制御回路 ７，１９ 放電ランプ ２２ 高圧トランス ２３ バラストのコンデンサ ２５ 高圧発生手段 ２２１ バラストのインダクタ
Claims (8)
- 【請求項１】 正弦波発生手段と高圧発生手段とを同一
回路を一部併用して機能するように構成した点灯制御手
段を備えたことを特徴とする放電ランプ点灯装置。 - 【請求項２】 直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバー
タ回路と、２つのスイッチング素子で構成され、直流電
圧を交流電圧に変換するハーフブリッジインバータ回路
と、正弦波を発生させるためのＬＣ直列共振回路と、始
動用ガスとしてキセノンを含有し、発光用ガスとして少
なくとも水銀又はハロゲン化金属が含有されている放電
ランプと、この放電ランプを放電させる高圧発生回路か
らなる放電ランプ点灯装置において、前記ＬＣ直列共振
回路に用いるインダクタに、高圧発生の為の高圧トラン
スとしてのインダクタの機能を合わせもたせたことを特
徴とする放電ランプ点灯装置。 - 【請求項３】 前記ＬＣ直列共振回路に用いるインダク
タを、起動時には高圧を発生できる様に高圧トランスの
二次巻線として約６００μＨないし約１ｍＨのインダク
タンス値に、又、巻数比を約５０にし、インダクタの飽
和現象によるインダクタンス値の減少により点灯始動初
期に安定点灯時の約６倍〜約８倍の電流を流すことがで
きる様に設定したことを特徴とする請求項２記載の放電
ランプ点灯装置。 - 【請求項４】 前記高圧トランスを、二次巻線の前記イ
ンダクタの両端は前記ＬＣ直列共振回路のコンデンサと
前記放電ランプにそれぞれ接続し、一次巻線は８００Ｖ
ないし１ｋＶのスパークギャップとそれを越える電圧を
発生する前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力にそれぞ
れ接続し、前記高圧トランスと前記ＤＣ／ＤＣコンバー
タ回路の出力との間にはトランスを含まないことを特徴
とする請求項２または３記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項５】 前記高圧トランスを、二次巻線の前記イ
ンダクタの両端は前記ＬＣ直列共振回路の前記放電ラン
プとハーフブリッジインバータ回路のハイサイド側のソ
ースにそれぞれ接続し、一次巻線は８００Ｖないし１ｋ
Ｖのスパークギャップとそれを越える電圧を発生する前
記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力にそれぞれ接続し、
前記高圧トランスと前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出
力との間にはトランスを含まないことを特徴する請求項
２または３記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項６】 ハーフブリッジインバータ回路のスイッ
チング周波数を、放電アークをストレートにする音響的
共鳴周波数の周波数成分を有する周波数に選定し、前記
放電ランプが起動し、点灯始動時を経て安定点灯に達す
る過程において前記スイッチング周波数を低下させる期
間を有することを特徴とする請求項２記載の放電ランプ
点灯装置。 - 【請求項７】 スイッチング周波数を低下させる期間に
おいて、前記スイチング周波数が高い時は前記インダク
タの飽和現象によるＬＣ直列共振回路の共振周波数も高
く、前記スイッチング周波数が低い時は前記ＬＣ直列共
振回路の共振周波数も低いことを特徴とする、請求項２
〜６のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項８】 前記ＬＣ直列共振回路のコンデンサに並
列にスイッチ素子を接続したことを特徴とする請求項２
記載の放電ランプ点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33000395A JPH09167693A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 放電ランプ点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33000395A JPH09167693A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 放電ランプ点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167693A true JPH09167693A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18227687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33000395A Pending JPH09167693A (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 放電ランプ点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09167693A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7230388B2 (en) | 2004-09-14 | 2007-06-12 | Seiko Epson Corporation | Lighting of discharge lamp by frequency control |
| US7327095B2 (en) | 2000-05-24 | 2008-02-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp lighting apparatus |
| JP2010537877A (ja) * | 2007-08-29 | 2010-12-09 | オスラム シルヴェニア インコーポレイテッド | 給電電圧を供給する電源装置からランプに電力を供給するための安定器及びリモートイネーブル信号の状態に応じて電源装置からランプに電力を選択的に供給するための方法 |
| WO2024004140A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車載用遮断制御装置 |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP33000395A patent/JPH09167693A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7327095B2 (en) | 2000-05-24 | 2008-02-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp lighting apparatus |
| US7230388B2 (en) | 2004-09-14 | 2007-06-12 | Seiko Epson Corporation | Lighting of discharge lamp by frequency control |
| US7692392B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-04-06 | Seiko Epson Corporation | Lighting of discharge lamp by frequency control |
| US7999482B2 (en) | 2004-09-14 | 2011-08-16 | Seiko Epson Corporation | Lighting of discharge lamp by frequency control |
| JP2010537877A (ja) * | 2007-08-29 | 2010-12-09 | オスラム シルヴェニア インコーポレイテッド | 給電電圧を供給する電源装置からランプに電力を供給するための安定器及びリモートイネーブル信号の状態に応じて電源装置からランプに電力を選択的に供給するための方法 |
| WO2024004140A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車載用遮断制御装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5932976A (en) | Discharge lamp driving | |
| US6975077B2 (en) | High intensity discharge lamp ballast apparatus | |
| CN1199521C (zh) | 电路装置以及高压放电灯的操作方法 | |
| WO2004010743A1 (ja) | 高圧放電灯点灯装置 | |
| JPH02136343A (ja) | 車輌用高圧放電灯の点灯回路 | |
| JPH076889A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JP2001338789A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JPH09167693A (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| JP2008524787A (ja) | 高輝度放電安定器 | |
| US20070164685A1 (en) | Discharge lamp lighting apparatus | |
| US20070007905A1 (en) | Low frequency triggered electronic ballast | |
| JP3318703B2 (ja) | 車輌用放電灯の点灯回路 | |
| KR100545996B1 (ko) | 메탈핼라이드 램프용 전자식 안정기 | |
| KR200308301Y1 (ko) | 소형형광램프용 전자식 안정기 | |
| US20080284351A1 (en) | Ignition Module for Gas Discharge Lamp | |
| Marchesan et al. | Double-flyback half-bridge electronic ballast to supply HPS lamps | |
| JP3188994B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JPH07192878A (ja) | 自動車用高輝度放電ランプ点灯回路装置 | |
| JP2001006894A (ja) | 自動車用高圧放電灯装置 | |
| JP3151234B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| JPH10125489A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| KR100278049B1 (ko) | 보조권선을 사용한 자동차 헤드라이트용 고압방전등 안정기의전력 변환 회로 | |
| JP3275507B2 (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| KR20020060342A (ko) | 고압 방전 램프의 순시 재점등 점화 회로 | |
| US7642727B2 (en) | Automotive high intensity discharge ballast |