JP2004071328A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放電灯へ出力する電力はすべてＤＣ／ＤＣコンバータによる出力電力であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力容量は、放電灯を点灯させるのに必要な電力に合わせて設計される必要があり、特に点灯初期に大電力を必要とする自動車用放電灯の点灯装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータを小型化することができない、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ内のトランスを小型化することができなかった。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された負の電圧の電力と、直流電源からの正の電圧の電力とを放電灯に供給する。
【選択図】 図１
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された負の電圧の電力と、直流電源からの正の電圧の電力とを放電灯に供給する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前照灯や、屋内外施設、倉庫、工場などの照明灯や、街灯などに用いられる放電灯点灯装置に係るものものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放電灯の中でも、メタルハライドバルブ、高圧ナトリウムバルブ、水銀バルブ等の高輝度放電灯（ＨＩＤバルブ）は光束が大きく、ランプ効率が高く、更に寿命が長いなどの利点を有していることから、屋内外施設、倉庫、工場等における照明灯や街灯等として用いられており、特に、近年では、自動車等の車両用の前照灯としても利用されつつある。
この種の放電灯を点灯させるためには、起動時に所定の電圧をバルブに印加したうえに、高電圧の起動パルスを重畳する必要があり、放電灯を安定に点灯させるためのＤＣ／ＤＣコンバータやインバータと、起動用高電圧パルスを発生するためのイグナイタ（起動装置）とが備えられている。
【０００３】
図５、図６は特開２００１−１４３８９０号公報などに示されている従来のＨＩＤ点灯装置の回路構成図及び動作説明図である。
これらの図において、１は自動車用バッテリ等の直流電源、２は放電灯点灯装置、３はＤＣ／ＤＣコンバータ、４はＨブリッジなどにより構成されるインバータ、５はイグナイタ、６は放電灯（放電ランプ）を表す。また、電圧Ｖａ、Ｖｃ、Ｖｄは、各々図１中のａ、ｃ、ｄ点での電圧を示す。
直流電源１の入力によってＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される電圧Ｖａは、インバータ４によって周期的に極性反転され、ＶｃおよびＶｄに示すような矩形波交流になって放電灯６に印加される。放電灯への印加電圧ＶｃおよびＶｄは、放電灯管球内の封入金属の失透を防ぐため、平均電位が負になるよう、負電圧としている。この従来例では、放電灯へ出力する電力はすべてＤＣ／ＤＣコンバータ３による出力電力である。
【０００４】
また、図３は、特開２００２−１５９１７２号公報に示される別の従来例について説明する回路構成図である。
この図において、１は自動車用バッテリ等の直流電源、３はＤＣ／ＤＣコンバータ、７はトランス、８はスイッチ素子、９は整流素子、１０はコンデンサ、１１は負荷回路（放電ランプ）を表す。
この従来例では、コンデンサ１０は平滑用としてしか機能しないため、負荷回路に対して定常的にＤＣ電流を流し出す能力をもたず、Ｉ１０はまったく流れない。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は出力電流Ｉ０のすべてをＩｔから供給することとなり、直流電源１の電圧Ｖ１がコンデンサ１０の電圧Ｖ１０に重畳されず、負荷回路にはトランス７に生じた電圧のみが印加されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電灯点灯装置は、放電灯へ出力する電力はすべてＤＣ／ＤＣコンバータによる出力電力である。このためＤＣ／ＤＣコンバータの出力容量は、放電灯を点灯させるのに必要な電力に合わせて設計される必要があり、特に点灯初期に大電力を必要とする自動車用放電灯の点灯装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータを小型化することができない、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ内のトランスを小型化することができないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータの小型化や低価格化を図ることができる放電灯点灯装置を得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】
この発明にかかる放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された負の電圧の電力と、直流電源からの正の電圧の電力とを放電灯に供給するものである。
【０００８】
また、直流電源から降圧回路を介して正の電圧の電力を供給するものである。
【０００９】
また、降圧回路はインバータを用いて構成するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下この発明の実施の一形態について説明する。
図１はこの実施の形態１の回路構成図である。この図において、１は自動車用バッテリ等の直流電源、２は放電灯点灯装置、３はＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧回路）、４はインバータ（直流−交流変換回路）、５はイグナイタ（点灯始動回路）、６は放電灯を示す。また、電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄは、各々図１中のａ、ｂ、ｃ、ｄ点での電圧を示す。
ここでＤＣ／ＤＣコンバータ３は、直流電源１の電源電圧を所望の直流電圧に変換するもので、上述の従来例１または従来例２と同様のものであればよい。
【００１１】
図１の回路の動作を、図２の動作説明図によって説明する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３の負の出力電圧Ｖ２と、直流電源１の正の電圧Ｖ１とが、インバータ４に入力される。インバータ４は両者による電圧の和Ｖｅを極性反転し、ＶｃおよびＶｄを放電灯６に印加する。これにより、放電灯６は、電位差ＶＬにより点灯が継続されることとなる。なお、電圧ＶＬは正負にまたがった電圧であるので、インバータ４やイグナイタ５、放電灯６において、接地すると、所望の電位を得ら難くなり、接地しないのが望ましい。
以上の通り、放電灯６への出力電力Ｐ０のうち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電圧Ｖ２が放電灯電圧ＶＬに占める割合の分は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電力である。これに対し、残りの分である、直流電源１の電圧Ｖ１が放電灯電圧ＶＬに占める割合の分は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を経由せずに、直流電源から直接供給することができる電力である。
【００１２】
本発明は、このように放電灯６への出力電力を低下させることなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電力を低下させるため、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータとして電力容量の低いものを用いることができることを目的とするものである。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータは、その出力電力が最大となる放電灯点灯初期の大電力投入が可能な電力容量を有するように設計されるが、この実施の形態においては、放電灯点灯初期は放電灯電圧ＶＬが小さく、直流電源１の電圧Ｖ１が放電灯電圧ＶＬに占める割合が大きくなるため、放電灯６への出力電力Ｐ０のうちＤＣ／ＤＣコンバータ３を経由しない電力の割合が大きくなる。したがって、この期間のＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電力は、従来例の場合と比較して大きく低減され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の電力容量を低下させることができる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の構成要素であるトランス、スイッチング素子、整流素子、コンデンサを小型化することが可能になる。または、定格の低い安価な部品を用いることが可能となる。
【００１３】
実施の形態２．
図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の負の出力電圧Ｖ２と、直流電源１の正の電圧Ｖ１を降圧した電圧とを重畳したものである。このことにより、放電灯電圧が直流電源１の正の電圧Ｖ１より低い場合でも動作が可能となる。例えば、直流電源の電圧が４２Ｖである場合には、より直流電源の電圧より放電ランプの電圧が低くなり易く、降圧回路を設けることによる効果は大きいものである。
【００１４】
実施の形態３．
図４は、インバータ４にチョッパ機能をもたせ、出力電圧を降圧することを可能にしたものである。このことにより、インバータを流用して、放電灯電圧が直流電源１の正の電圧Ｖ１より低い場合でも動作が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明にかかる放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された負の電圧の電力と、直流電源からの正の電圧の電力とを放電灯に供給するものであるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力容量を低減できる。
【００１６】
また、直流電源から降圧回路を介して正の電圧の電力を供給するものであるので、直流電源電圧より放電灯が低圧になった場合にでも安定して点灯することができる。
【００１７】
また、降圧回路はインバータを用いて構成するものであるので、簡単な構成により、直流電源電圧より放電灯が低圧になった場合にでも安定して点灯することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の動作説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２の回路構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３の回路構成図である。
【図５】従来の回路構成図である。
【図６】従来の動作説明図である。
【図７】従来の回路構成図である。
【符号の説明】
１：直流電源、２：放電灯点灯装置、３：ＤＣ／ＤＣコンバータ、４：インバータ、５：イグナイタ、６：放電灯。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前照灯や、屋内外施設、倉庫、工場などの照明灯や、街灯などに用いられる放電灯点灯装置に係るものものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放電灯の中でも、メタルハライドバルブ、高圧ナトリウムバルブ、水銀バルブ等の高輝度放電灯（ＨＩＤバルブ）は光束が大きく、ランプ効率が高く、更に寿命が長いなどの利点を有していることから、屋内外施設、倉庫、工場等における照明灯や街灯等として用いられており、特に、近年では、自動車等の車両用の前照灯としても利用されつつある。
この種の放電灯を点灯させるためには、起動時に所定の電圧をバルブに印加したうえに、高電圧の起動パルスを重畳する必要があり、放電灯を安定に点灯させるためのＤＣ／ＤＣコンバータやインバータと、起動用高電圧パルスを発生するためのイグナイタ（起動装置）とが備えられている。
【０００３】
図５、図６は特開２００１−１４３８９０号公報などに示されている従来のＨＩＤ点灯装置の回路構成図及び動作説明図である。
これらの図において、１は自動車用バッテリ等の直流電源、２は放電灯点灯装置、３はＤＣ／ＤＣコンバータ、４はＨブリッジなどにより構成されるインバータ、５はイグナイタ、６は放電灯（放電ランプ）を表す。また、電圧Ｖａ、Ｖｃ、Ｖｄは、各々図１中のａ、ｃ、ｄ点での電圧を示す。
直流電源１の入力によってＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される電圧Ｖａは、インバータ４によって周期的に極性反転され、ＶｃおよびＶｄに示すような矩形波交流になって放電灯６に印加される。放電灯への印加電圧ＶｃおよびＶｄは、放電灯管球内の封入金属の失透を防ぐため、平均電位が負になるよう、負電圧としている。この従来例では、放電灯へ出力する電力はすべてＤＣ／ＤＣコンバータ３による出力電力である。
【０００４】
また、図３は、特開２００２−１５９１７２号公報に示される別の従来例について説明する回路構成図である。
この図において、１は自動車用バッテリ等の直流電源、３はＤＣ／ＤＣコンバータ、７はトランス、８はスイッチ素子、９は整流素子、１０はコンデンサ、１１は負荷回路（放電ランプ）を表す。
この従来例では、コンデンサ１０は平滑用としてしか機能しないため、負荷回路に対して定常的にＤＣ電流を流し出す能力をもたず、Ｉ１０はまったく流れない。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は出力電流Ｉ０のすべてをＩｔから供給することとなり、直流電源１の電圧Ｖ１がコンデンサ１０の電圧Ｖ１０に重畳されず、負荷回路にはトランス７に生じた電圧のみが印加されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電灯点灯装置は、放電灯へ出力する電力はすべてＤＣ／ＤＣコンバータによる出力電力である。このためＤＣ／ＤＣコンバータの出力容量は、放電灯を点灯させるのに必要な電力に合わせて設計される必要があり、特に点灯初期に大電力を必要とする自動車用放電灯の点灯装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータを小型化することができない、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ内のトランスを小型化することができないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータの小型化や低価格化を図ることができる放電灯点灯装置を得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】
この発明にかかる放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された負の電圧の電力と、直流電源からの正の電圧の電力とを放電灯に供給するものである。
【０００８】
また、直流電源から降圧回路を介して正の電圧の電力を供給するものである。
【０００９】
また、降圧回路はインバータを用いて構成するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下この発明の実施の一形態について説明する。
図１はこの実施の形態１の回路構成図である。この図において、１は自動車用バッテリ等の直流電源、２は放電灯点灯装置、３はＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧回路）、４はインバータ（直流−交流変換回路）、５はイグナイタ（点灯始動回路）、６は放電灯を示す。また、電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄは、各々図１中のａ、ｂ、ｃ、ｄ点での電圧を示す。
ここでＤＣ／ＤＣコンバータ３は、直流電源１の電源電圧を所望の直流電圧に変換するもので、上述の従来例１または従来例２と同様のものであればよい。
【００１１】
図１の回路の動作を、図２の動作説明図によって説明する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３の負の出力電圧Ｖ２と、直流電源１の正の電圧Ｖ１とが、インバータ４に入力される。インバータ４は両者による電圧の和Ｖｅを極性反転し、ＶｃおよびＶｄを放電灯６に印加する。これにより、放電灯６は、電位差ＶＬにより点灯が継続されることとなる。なお、電圧ＶＬは正負にまたがった電圧であるので、インバータ４やイグナイタ５、放電灯６において、接地すると、所望の電位を得ら難くなり、接地しないのが望ましい。
以上の通り、放電灯６への出力電力Ｐ０のうち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電圧Ｖ２が放電灯電圧ＶＬに占める割合の分は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電力である。これに対し、残りの分である、直流電源１の電圧Ｖ１が放電灯電圧ＶＬに占める割合の分は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を経由せずに、直流電源から直接供給することができる電力である。
【００１２】
本発明は、このように放電灯６への出力電力を低下させることなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電力を低下させるため、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータとして電力容量の低いものを用いることができることを目的とするものである。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータは、その出力電力が最大となる放電灯点灯初期の大電力投入が可能な電力容量を有するように設計されるが、この実施の形態においては、放電灯点灯初期は放電灯電圧ＶＬが小さく、直流電源１の電圧Ｖ１が放電灯電圧ＶＬに占める割合が大きくなるため、放電灯６への出力電力Ｐ０のうちＤＣ／ＤＣコンバータ３を経由しない電力の割合が大きくなる。したがって、この期間のＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電力は、従来例の場合と比較して大きく低減され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の電力容量を低下させることができる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の構成要素であるトランス、スイッチング素子、整流素子、コンデンサを小型化することが可能になる。または、定格の低い安価な部品を用いることが可能となる。
【００１３】
実施の形態２．
図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の負の出力電圧Ｖ２と、直流電源１の正の電圧Ｖ１を降圧した電圧とを重畳したものである。このことにより、放電灯電圧が直流電源１の正の電圧Ｖ１より低い場合でも動作が可能となる。例えば、直流電源の電圧が４２Ｖである場合には、より直流電源の電圧より放電ランプの電圧が低くなり易く、降圧回路を設けることによる効果は大きいものである。
【００１４】
実施の形態３．
図４は、インバータ４にチョッパ機能をもたせ、出力電圧を降圧することを可能にしたものである。このことにより、インバータを流用して、放電灯電圧が直流電源１の正の電圧Ｖ１より低い場合でも動作が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明にかかる放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された負の電圧の電力と、直流電源からの正の電圧の電力とを放電灯に供給するものであるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力容量を低減できる。
【００１６】
また、直流電源から降圧回路を介して正の電圧の電力を供給するものであるので、直流電源電圧より放電灯が低圧になった場合にでも安定して点灯することができる。
【００１７】
また、降圧回路はインバータを用いて構成するものであるので、簡単な構成により、直流電源電圧より放電灯が低圧になった場合にでも安定して点灯することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の回路構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の動作説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２の回路構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３の回路構成図である。
【図５】従来の回路構成図である。
【図６】従来の動作説明図である。
【図７】従来の回路構成図である。
【符号の説明】
１：直流電源、２：放電灯点灯装置、３：ＤＣ／ＤＣコンバータ、４：インバータ、５：イグナイタ、６：放電灯。
Claims (3)
- 直流電源からの電力を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、極性反転することにより交流波とするインバータと、放電灯の点灯時に高電圧を放電灯に供給するイグナイタとを備え、上記ＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された負の電圧の電力と、直流電源からの正の電圧の電力とを放電灯に供給することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 直流電源から降圧回路を介して正の電圧の電力を供給することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
- 降圧回路はインバータを用いて構成することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002228532A JP2004071328A (ja) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | 放電灯点灯装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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