JP3033782B2

JP3033782B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP3033782B2
Application number: JP3008026A
Authority: JP
Inventors: 務塩見
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 2000-04-17
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JPH04253182A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電灯と、それ以外の
白熱灯のような他のランプを１つの器具で点灯できるよ
うにした放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯を用いる照明器具が広く利
用されている。一般に、放電灯を点灯させるためには、
電源と放電灯の間に、放電灯への供給電流を制限するた
めの安定要素として、点灯装置が必要である。この点灯
装置は、電源と放電灯の組合せに対して１対１に対応す
るものであり、電源の電圧や周波数、放電灯のワット数
や種類（例えば、メタルハライド、ナトリウム灯、水銀
灯の違い）に対応して個別に設計されている。したがっ
て、ある電源と放電灯の組合せに対して設計された点灯
装置に、異なる放電灯を接続すると、点灯しないとか、
点灯しても適切な発光をしない、あるいは過負荷にな
り、放電灯破損等の問題を生じる。また、このような放
電灯点灯装置において、放電灯の代わりに白熱電球を点
灯させようとしても、十分な光が出ないとか、あるいは
過負荷によりフィラメント切れを招く等の問題がある。

【０００３】ところで、放電灯にも寿命がある。放電灯
が寿命等で不点灯になった場合でも、応急的に他のラン
プをその照明器具に用いたいという要望がある。また、
放電灯の代わりに他のランプを点灯させて発光色を変化
させ、照明演出効果を変化させることも考えられる。一
般のランプであれば、規格で定められたスクリュー式の
エジソンベースソケットが殆どであり、放電灯でも白熱
灯でも同じ形状をしている。また、自動車用のヘッドラ
イトで普及しているＨ４バルブのハロゲンバルブ（白熱
灯）と同じソケット形式に放電灯のソケットも構成して
おけば、放電灯式ヘッドライトで、同じ灯体にＨ４バル
ブを取り付けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ソケッ
ト部が同一の規格で、同一の照明器具に取り付けが可能
な放電灯と他のランプを代替したくとも、放電灯の点灯
装置が電源とソケットの間に存在するため、容易に他の
ランプを使用し得ないものであった。

【０００５】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、放電灯点灯装置
において、放電灯と同一規格のソケット部を有する白熱
灯のような他のランプでも略正常に点灯可能とすること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の放電灯点灯装置
においては、上記の課題を解決するために、図１に示す
ように、放電灯を点灯するための第１の点灯手段１と、
放電灯以外のランプを点灯するための第２の点灯手段２
と、放電灯を点灯させる動作を行う前に所定の低電圧を
ランプＲＬに印加してランプ電流の有無を検出すること
によりランプＲＬの種類を判別するランプ判別手段３
と、前記ランプ判別手段３による判別結果に応じて適合
する放電灯であれば第１の点灯手段１を用いて放電灯を
点灯し、それ以外のランプであれば第２の点灯手段２に
よってランプを点灯させる切換手段Ｒｙ₁ ，Ｒｙ₂ を有
することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】以下、本発明の作用を図１に基づいて説明す
る。電源スイッチＳＷが投入されると、電源Ｖ₁ から放
電灯点灯用の第１の点灯手段１を介してランプＲＬに給
電し、ランプ判別手段３によりランプＲＬの種類を判別
する。そして、ランプＲＬの種類が第１の点灯手段１に
適合しない場合には、第２の点灯手段２に切り換えて、
ランプＲＬを点灯させる。なお、同一の点灯回路の動作
の一部をランプ判別手段３の判別結果に応じて変えるこ
とにより、第１の点灯手段１と第２の点灯手段２を兼用
しても良い。また、ランプ判別手段３に代えて、電源投
入後の一定時間後に点灯装置の特性を変化させて他のラ
ンプを定格点灯可能としても良い。

【０００８】

【実施例】図２は本発明の第１の実施例の回路図であ
る。電源Ｖ₁はＤＣ１２Ｖ等のバッテリーよりなる直流
電源である。回路Ａは昇圧チョッパー回路であり、ＤＣ
数１０Ｖの低圧電源電圧を放電灯を点灯維持するのに必
要なＶｄｃ＝数１００Ｖの高電圧まで昇圧する。回路Ｂ
はフルブリッジ式の矩形波インバータ回路であり、放電
灯に低周波矩形波電圧を供給する。

【０００９】まず、回路Ａの構成及び動作について説明
する。直流電源Ｖ₁は電源スイッチＳＷとリレー接点Ｒ
ｙ₁を介してチョッパー回路Ａに入力され、この電圧は
インダクタＬ₁とトランジスタＱ₃の直列回路に印加さ
れる。トランジスタＱ₃の両端には、逆流阻止用のダイ
オードＤ₁を介して平滑用のコンデンサＣ₁が接続され
ている。電源が投入されると、制御回路４が動作を開始
し、トランジスタＱ₃が高周波的にＯＮ／ＯＦＦされ
る。トランジスタＱ₃がＯＮすると、電源からインダク
タＬ₁に電流が流れて、電磁エネルギーが蓄積される。
そして、トランジスタＱ₃がＯＦＦすると、インダクタ
Ｌ₁に蓄積された電磁エネルギーによりインダクタＬ₁
の両端に電圧が誘起され、これが電源電圧と重畳され
て、ダイオードＤ₁を介して平滑用のコンデンサＣ₁が
充電される。なお、平滑用のコンデンサＣ₁に得られた
直流電圧Ｖｄｃは、制御回路４にフィードバックされ
て、トランジスタＱ₃のスイッチング周波数やＯＮデュ
ーティを制御することにより適当な電圧に調整される。

【００１０】次に、回路Ｂの構成及び動作について説明
する。平滑用のコンデンサＣ₁に充電された直流電圧Ｖ
ｄｃは、トランジスタＱ₄，Ｑ₅の直列回路と、トラン
ジスタＱ₆，Ｑ₇の直列回路に印加される。各トランジ
スタＱ₄，Ｑ₅，Ｑ₆，Ｑ₇には、それぞれダイオード
が逆並列接続されている。トランジスタＱ₄，Ｑ₅の接
続点とトランジスタＱ₆，Ｑ₇の接続点の間には、コン
デンサＣ₂とインダクタＬ₂の直列回路が接続されてい
る。コンデンサＣ₂の両端には、リレー接点Ｒｙ₂，Ｒ
ｙ₃とランプ電流検出回路ＩＤＴを介してランプＲＬが
接続されている。インバータ制御回路５はインバータ回
路Ｂから低周波の矩形波出力が得られるように、トラン
ジスタＱ₄，Ｑ₅，Ｑ₆，Ｑ₇をスイッチングする。

【００１１】まず、第１の期間では、トランジスタ
Ｑ₄，Ｑ₇を高周波的に同期してＯＮ／ＯＦＦし、トラ
ンジスタＱ₅，Ｑ₆をＯＦＦとする。トランジスタ
Ｑ₄，Ｑ₇がＯＮすると、直流電圧Ｖｄｃによりトラン
ジスタＱ₄、コンデンサＣ₂とランプＲＬ、インダクタ
Ｌ₂、トランジスタＱ₇を介して電流が流れ、トランジ
スタＱ ₄，Ｑ₇がＯＦＦすると、インダクタＬ₂、トラ
ンジスタＱ₆の逆並列ダイオード、コンデンサＣ₁ 、ト
ランジスタＱ₅ の逆並列ダイオード、コンデンサＣ₂と
ランプＲＬを介して電流が流れる。この電流の高周波成
分はコンデンサＣ₂によりバイパスされるので、ランプ
ＲＬには一方向に直流電流が流れる。

【００１２】次に、第２の期間では、トランジスタ
Ｑ₄，Ｑ₇をＯＦＦとし、トランジスタＱ₅，Ｑ₆を高
周波的に同期してＯＮ／ＯＦＦさせる。トランジスタＱ
₅，Ｑ₆がＯＮすると、直流電圧Ｖｄｃによりトランジ
スタＱ₆、インダクタＬ₂、コンデンサＣ₂とランプＲ
Ｌ、トランジスタＱ₅を介して電流が流れ、トランジス
タＱ₅，Ｑ₆がＯＦＦすると、インダクタＬ₂、コンデ
ンサＣ₂とランプＲＬ、トランジスタＱ₄の逆並列ダイ
オード、コンデンサＣ₁ 、トランジスタＱ₇ の逆並列ダ
イオードを介して電流が流れる。この電流の高周波成分
はコンデンサＣ₂によりバイパスされるので、ランプＲ
Ｌには上記とは逆方向に直流電流が流れる。したがっ
て、ランプＲＬには、第１の期間と第２の期間とで極性
が交番する低周波の矩形波電流が供給される。

【００１３】ランプＲＬに流れる電流Ｉは、ランプ電流
検出回路ＩＤＴにより検出される。この回路ＩＤＴは、
ランプＲＬに流れる電流Ｉの有無を検出し、電流Ｉが流
れていれば、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力するように構
成されており、この信号は論理積回路ＡＮＤの一方の入
力とされている。論理積回路ＡＮＤの他方の入力には、
単安定マルチバイブレータＭＭＶの出力信号が入力され
ている。この単安定マルチバイブレータＭＭＶのトリガ
ー入力は、電源スイッチＳＷを介して直流電源Ｖ₁に接
続されている。単安定マルチバイブレータＭＭＶはトリ
ガー入力がＨｉｇｈレベルに立ち上がると、一定幅のパ
ルスを出力する。この出力信号は、抵抗Ｒ₁を介してト
ランジスタＱ₁のベースにも入力されており、このトラ
ンジスタＱ₁は制御回路４の出力をクランプするよう
に、トランジスタＱ₃のベース・エミッタ間に接続され
ている。

【００１４】ＴＦＦはフリップフロップであり、電源投
入時にリセットされ、その出力ＱがＬｏｗレベルとな
り、クロック入力がＨｉｇｈレベルになると、出力Ｑを
Ｈｉｇｈレベルに保持するものである。フリップフロッ
プＴＦＦのクロック入力は論理積回路ＡＮＤの出力に接
続されており、フリップフロップＴＦＦの出力Ｑは、抵
抗Ｒ₂を介してトランジスタＱ₂ のベースに接続されて
いる。トランジスタＱ₂とリレーコイルＲｙの直列回路
は、直流電源Ｖ₁と電源スイッチＳＷの直列回路と共に
閉回路を構成している。

【００１５】Ｒｙ₁，Ｒｙ₂，Ｒｙ₃は、リレーコイル
Ｒｙの接点であり、常閉接点ＮＣと常開接点ＮＯをそれ
ぞれ備えている。リレーコイルＲｙが励磁されていない
ときには、リレー接点Ｒｙ₁，Ｒｙ₂，Ｒｙ₃は常閉接
点ＮＣに接続されており、リレーコイルＲｙが励磁され
ると、リレー接点Ｒｙ₁，Ｒｙ₂，Ｒｙ₃は常開接点Ｎ
Ｏに接続される。

【００１６】以下、図２に示す回路の動作について説明
する。電源スイッチＳＷを投入すると、単安定マルチバ
イブレータＭＭＶの出力はＨｉｇｈレベルとなり、トラ
ンジスタＱ₁ がＯＮされるので、チョッパー回路Ａのス
イッチング用トランジスタＱ ₃のベース・エミッタ間が
短絡される。故に、チョッパー回路Ａが動作せず、コン
デンサＣ₁の直流電圧Ｖｄｃは、直流電源Ｖ₁と同等の
数１０Ｖ程度となる。また、インバータ回路Ｂは低周波
の矩形波動作を行う。

【００１７】ここで、ランプＲＬが放電灯であれば、イ
ンバータ回路Ｂの出力電圧が低いので、放電灯は放電開
始不可能である。故に、ランプ電流Ｉはゼロとなり、ラ
ンプ電流検出回路ＩＤＴの出力はＬｏｗレベルとなる。
このため、論理積回路ＡＮＤの出力はＬｏｗレベルとな
り、フリップフロップＴＦＦの出力はＬｏｗレベルを維
持する。トランジスタＱ₂ はＯＮしないので、リレーコ
イルＲｙは励磁されず、各リレー接点Ｒｙ₁，Ｒｙ₂，
Ｒｙ₃は常閉接点ＮＣ側に接続されたままである。

【００１８】単安定マルチバイブレータＭＭＶは所定時
間のパルス（実質的には数１０μ乃至数秒）を発生した
後、出力がＬｏｗレベルとなる。その後は、単安定マル
チバイブレータＭＭＶはＬｏｗレベルの出力を維持す
る。このため、論理積回路ＡＮＤの出力はＬｏｗレベル
のままであり、フリップフロップＴＦＦの出力ＱもＬｏ
ｗレベルのままである。したがって、リレーコイルＲｙ
は励磁されず、各リレー接点Ｒｙ₁，Ｒｙ₂，Ｒｙ₃は
常閉接点ＮＣ側に接続されたままである。

【００１９】単安定マルチバイブレータＭＭＶの出力が
Ｌｏｗレベルになると、トランジスタＱ₁がＯＦＦとな
り、チョッパー回路Ａが動作を開始する。これにより、
コンデンサＣ₁の電圧Ｖｄｃは所定の高電圧に達するの
で、インバータ回路Ｂの出力端には放電灯を点灯させる
ための電圧が発生し、放電灯点灯が開始する。以上の動
作を図３に示す。

【００２０】もし、ランプＲＬが白熱灯であれば、電源
投入後、単安定マルチバイブレータＭＭＶの出力がＨｉ
ｇｈレベルである期間に、チョッパー回路Ｂは低い電圧
Ｖｄｃを発生するが、白熱灯にはランプ電流Ｉが流れる
ので、ランプ電流検出回路ＩＤＴの出力はＨｉｇｈレベ
ルとなり、論理積回路ＡＮＤの出力もＨｉｇｈレベル、
フリップフロップＴＦＦの出力ＱがＨｉｇｈレベルとな
り、トランジスタＱ₂がＯＮとなり、リレーコイルＲｙ
が励磁され、リレー接点Ｒｙ₁，Ｒｙ₂，Ｒｙ ₃は常閉
接点ＮＯ側に全て切り換わり、ランプＲＬと直流電源Ｖ
₁ は直結され、白熱灯の電圧Ｖが上昇し、正常点灯（＝
定格点灯）が開始する。その後、単安定マルチバイブレ
ータＭＭＶの出力がＬｏｗレベルになっても、フリップ
フロップＴＦＦの出力Ｑは反転し得ないので、この定格
点灯状態を維持し続ける。以上の動作を図４に示す。

【００２１】本実施例によれば、この点灯装置に適合す
る放電灯であっても、また、当該放電灯と同一形状、同
一規格のソケットで且つ直流電源Ｖ₁で点灯可能な白熱
灯であっても、いずれも正常に各々の定格出力で点灯で
きる。なお、直流電源Ｖ₁に代えて商用交流電源を接続
し、チョッパー回路Ａの入力側に整流平滑器を追加する
構成としても良い。

【００２２】図５は本発明の第２の実施例の回路図であ
る。ＡＣは商用交流電源、ＤＢ₁は全波整流器である。
全波整流器ＤＢ₁の出力側には、昇圧チョッパー回路Ａ
と降圧チョッパー回路Ｂ₁と低周波フルブリッジ回路Ｂ
₂が接続されている。まず、回路Ａは第１の実施例と同
様の昇圧チョッパー回路であり、放電灯の点灯維持用の
電圧Ｖｄｃの発生と入力電流歪みを低減する作用があ
る。次に、回路Ｂ₁は降圧チョッパー回路であり、制御
回路６でトランジスタＱ₈を高周波的にＯＮ／ＯＦＦ
し、インダクタＬ₃を介して平滑用コンデンサＣ₃に電
圧Ｖｄｃよりも降圧された電圧Ｖを充電する。インダク
タＬ₃に蓄積されたエネルギーはダイオードＤ₂を介し
て還流する。制御回路６によりトランジスタＱ₈のスイ
ッチング周波数やＯＮデューティを制御することによ
り、コンデンサＣ₃の電圧Ｖを制御し、ランプへの供給
電力の制御を行う。さらに、回路Ｂ₂は低周波フルブリ
ッジ回路である。トランジスタＱ₄，Ｑ₇がＯＮ、トラ
ンジスタＱ₆，Ｑ₅がＯＦＦとなる第１の状態と、トラ
ンジスタＱ₄，Ｑ₇がＯＦＦ、トランジスタＱ₆，Ｑ₅
がＯＮとなる第２の状態とが低周波（数１００Ｈｚ）で
切り換わる。これらの回路Ｂ₁，Ｂ₂でランプＲＬに低
周波の矩形波電圧が得られる。

【００２３】次に、これらの回路を制御するための構成
について説明する。ＥＡ１はランプ電圧Ｖを検出するた
めの誤差増幅器であり、Ｅ₁は目標ランプ電圧決定のた
めの基準電圧である。ＥＡ２はランプ電流Ｉを検出する
ための誤差増幅器であり、Ｅ ₂ は目標ランプ電流決定の
ための基準電圧である。誤差増幅器ＥＡ２は、ランプ電
流Ｉを電圧信号として検出するための低抵抗器である。
誤差増幅器ＥＡ１の出力は抵抗Ｒ₄とダイオードＤ₃を
介してＰＷＭ発振器８に入力されており、誤差増幅器Ｅ
Ａ２の出力は抵抗Ｒ₅とダイオードＤ₄を介してＰＷＭ
発振器８に入力されている。これらのダイオードＤ₃，
Ｄ₄はワイヤードＯＲ回路を構成している。ＰＷＭ発振
器８はワイヤードＯＲ回路を介して誤差増幅器ＥＡ１又
はＥＡ２の出力に応じてトランジスタＱ₈をＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御する。

【００２４】次に、ランプ電流検出回路ＩＤＴは、コン
パレータＣＭＰと基準電圧Ｅ₃よりなり、ランプ電流Ｉ
を検出するための低抵抗器Ｒ₃の電圧をコンパレータＣ
ＭＰにより基準電圧Ｅ₃と比較するものである。この回
路ＩＤＴは、ランプＲＬに流れる電流Ｉの有無を検出
し、電流Ｉが流れていれば、Ｈｉｇｈレベルの信号を出
力するものであり、この信号は論理積回路ＡＮＤの一方
の入力とされている。論理積回路ＡＮＤの他方の入力に
は、単安定マルチバイブレータＭＭＶの出力信号が入力
されている。この単安定マルチバイブレータＭＭＶのト
リガー入力は、制御電源に接続されている。

【００２５】ここで、制御電源は、電源スイッチＳＷを
介して商用交流電源ＡＣに接続された降圧トランスＴ
と、その降圧出力を整流する全波整流器ＤＢ₂と、その
整流出力を平滑するコンデンサＣ₄により構成されてお
り、電源スイッチＳＷがＯＮされると、低電圧の直流電
圧がコンデンサＣ₄ に得られる。

【００２６】単安定マルチバイブレータＭＭＶはトリガ
ー入力がＨｉｇｈレベルに立ち上がると、一定幅のパル
スを出力する。この出力信号は、抵抗Ｒ₁を介してトラ
ンジスタＱ₁のベースにも入力されており、このトラン
ジスタＱ₁はチョッパー制御回路４の出力をクランプす
るために、トランジスタＱ₃のベース・エミッタ間に接
続されている。

【００２７】ＴＦＦはフリップフロップであり、電源投
入時にリセットされ、その出力ＱがＬｏｗレベルとな
り、クロック入力がＨｉｇｈレベルになると、出力Ｑを
Ｈｉｇｈレベルに保持するものである。フリップフロッ
プＴＦＦのクロック入力は論理積回路ＡＮＤの出力に接
続されており、フリップフロップＴＦＦの反転出力と非
反転出力は、トランジスタＱ₉とＱ₁₀のベースにそれぞ
れ接続されている。各トランジスタＱ₉，Ｑ₁₀はダイオ
ードＤ₃，Ｄ₄のアノード側をグランドラインにそれぞ
れ接続している。

【００２８】以下、本実施例の動作について説明する。
電源スイッチＳＷが投入されると、トランスＴにより制
御電源電圧が発生する。これにより、単安定マルチバイ
ブレータＭＭＶがトリガーされ、その出力ＱがＨｉｇｈ
レベルとなるので、トランジスタＱ₁がＯＮとなり、昇
圧チョッパー回路Ａは非動作となる。また、降圧チョッ
パー回路Ｂ₁と低周波フルブリッジ回路Ｂ₂は動作す
る。このとき、フリップフロップＴＦＦの非反転出力Ｑ
はＬｏｗレベル、反転出力はＨｉｇｈレベルにリセット
されており、トランジスタＱ₉はＯＮ、トランジスタＱ
₁₀はＯＦＦとなっている。

【００２９】ここで、ランプＲＬが放電灯である場合に
は、ランプの両端電圧不足で放電開始しない。したがっ
て、ランプ電流Ｉはゼロであり、ランプ電流検出回路Ｉ
ＤＴはＬｏｗレベルとなるので、論理積回路ＡＮＤの出
力はＬｏｗレベルとなり、フリップフロップＴＦＦはト
リガーされない。一定時間が経過して、単安定マルチバ
イブレータＭＭＶの出力ＱがＬｏｗレベルになると、論
理積回路ＡＮＤの出力はＬｏｗレベルの状態に保持され
る。このため、フリップフロップＴＦＦの出力は変化せ
ず、トランジスタＱ₉はＯＮ、トランジスタＱ₁₀はＯＦ
Ｆとなる。故に、ＰＷＭ発振器８には誤差増幅器ＥＡ２
の出力が入力される。また、トランジスタＱ₁がＯＦＦ
されることにより、昇圧チョッパー回路Ａが動作を開始
し、放電灯が点灯し、ランプ電流Ｉが流れる。これによ
りランプ電流検出回路ＩＤＴのコンパレータＣＭＰの出
力がＨｉｇｈレベルとなるが、単安定マルチバイブレー
タＭＭＶの出力Ｑが既にＬｏｗレベルとなっているの
で、論理積回路ＡＮＤの出力はＬｏｗレベルを維持す
る。ここで、誤差増幅器ＥＡ２の基準電圧Ｅ₂をランプ
電流値に設定しておくと、放電灯が正常点灯状態とな
る。以上の動作を図６に示す。

【００３０】もし、ランプが白熱灯であれば、電源投入
直後から単安定マルチバイブレータＭＭＶの出力ＱがＨ
ｉｇｈレベルである期間にランプ電流Ｉが流れ始めて、
ランプ電流検出回路ＩＤＴにおけるコンパレータＣＭＰ
の出力がＨｉｇｈレベルとなり、論理積回路ＡＮＤの出
力はＨｉｇｈレベルとなる。このため、フリップフロッ
プＴＦＦがトリガーされ、その非反転出力ＱがＨｉｇｈ
レベルとなり、トランジスタＱ₁₀がＯＮとなる。故に、
誤差増幅器ＥＡ２の出力はＰＷＭ発振器８に入力されな
い。一方、フリップフロップＴＦＦの反転出力がＬｏｗ
レベルとなるので、トランジスタＱ₉ がＯＦＦとなる。
このため、誤差増幅器ＥＡ１の出力がＰＷＭ発振器８の
入力となる。その後、一定時間が経過して、単安定マル
チバイブレータＭＭＶの出力ＱがＬｏｗレベルになる
と、昇圧チョッパー回路Ａの動作が開始し、ランプ電流
Ｉが増加する。誤差増幅器ＥＡ１の基準電圧Ｅ₁を白熱
灯の定格電圧値に設定しておくと、白熱灯は正常点灯状
態となる。以上の動作を図７に示す。

【００３１】この第２の実施例は第１の実施例と同じ効
果がある。加えて、第１の実施例では、直流電源Ｖ₁の
変動に対する補償が放電灯点灯時に限定されているが、
第２の実施例では、放電灯点灯時のみならず、白熱灯点
灯時にも直流電源Ｖ₁の変動に対する補償が可能であ
る。したがって、白熱灯は商用電源ＡＣ用のものでなく
とも使える。例えば、白熱灯が１００Ｖ用で、商用電源
ＡＣが２００Ｖ系でも良い。図５に示す回路では、誤差
増幅器ＥＡ２の入力をランプ電流Ｉとしており、メタル
ハライドランプの定電流点灯に適しているが、誤差増幅
器ＥＡ２の入力をランプ電圧Ｖとすれば、ナトリウム灯
の定電圧点灯に適するものである。また、商用電源ＡＣ
は、ＤＣ１２Ｖのバッテリー等の直流電源であっても良
く、この場合、ダイオードブリッジＤＢ₁を省略でき
る。

【００３２】図８は本発明の第３の実施例の回路図であ
る。構成は第２の実施例とほぼ同じである。ランプ電圧
Ｖとランプ電流Ｉの検出値を乗算器ＭＬＴにより乗算
し、その乗算結果を誤差増幅器ＥＡヘ入力している。ま
た、誤差増幅器ＥＡの基準値は基準電圧Ｅ₁と抵抗
Ｒ₆，Ｒ₇，Ｒ₈及びトランジスタＱ₂によって決まる
電圧Ｖｘとなる。

【００３３】放電灯と白熱灯の判別方式は第２の実施例
と同じである。放電灯であれば、フリップフロップＴＦ
Ｆの反転出力がＨｉｇｈレベルとなり、故に、トランジ
スタＱ₂がＯＮとなり、誤差増幅器ＥＡの基準値はＶｘ
＝Ｒ₇・Ｅ₁／（Ｒ₆＋Ｒ₇）である。白熱灯であれ
ば、フリップフロップＴＦＦの反転出力がＬｏｗレベル
となり、故に、トランジスタＱ₂がＯＦＦとなり、誤差
増幅器ＥＡの基準値はＶｘ＝（Ｒ₇＋Ｒ₈）・Ｅ₁／
（Ｒ₆＋Ｒ₇＋Ｒ₈）。故に、白熱灯の方が誤差増幅器
ＥＡの基準値Ｖｘは高い。この第３の実施例では、ラン
プ電圧Ｖとランプ電流Ｉを乗算しているので、誤差増幅
器ＥＡの入力はランプ電力に相当する。本実施例では、
定ランプ電力で動作させているが、放電灯より白熱灯の
ときの基準値Ｖｘが高いので、白熱灯には多くの電力を
供給する。第１又は第２の実施例のとき、例えば、３５
Ｗのメタルハライドランプであれば、光出力は２８００
ｌｍ程度得られる。これと同じ光出力を白熱灯で得るに
は１１０Ｗ程度のハロゲンランプが必要となる。本実施
例では、白熱灯のランプ電力出力を１１０Ｗにしておけ
ば、当然１１０Ｗのハロゲンランプでは、３５Ｗのメタ
ルハライドランプと同等光出力となるが、５５Ｗのハロ
ゲンランプでも無理に１１０Ｗで動作させるので、同等
光出力となる。このため、短寿命になる問題はあるが、
自動車のヘッドライトで修理工場に着くまでの短時間の
一時使用においては、何ら問題はなく、ヘッドライトの
光出力も低下させずに使用できる。

【００３４】図９は本発明の第４の実施例の回路図であ
る。Ｖ₁は直流電源であり、電源スイッチＳＷを介して
スイッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂の直列回路に接続されてい
る。スイッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂はＭＯＳＦＥＴよりな
り、それぞれ逆並列ダイオードを内蔵している。スイッ
チング素子Ｑ₁₂の両端には、インダクタＬ₄とコンデン
サＣ₅を介してコンデンサＣ₆とランプＲＬの並列回路
が接続されている。ランプＲＬの両端には、抵抗Ｒ₉，
Ｒ₁₀の直列回路が並列接続されている。抵抗Ｒ ₁₀の両端
に得られる検出電圧Ｖｄｔはアンプ回路１１により増幅
される。アンプ回路１１はオペアンプＯＰとこれに付加
された抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃，Ｒ₁₄，Ｒ ₁₅とトランジス
タＱ₁₃，Ｑ₁₄及び基準電圧Ｅ₄ を備えている。トランジ
スタＱ₁₃，Ｑ₁₄は図１０に示すように電源スイッチＳＷ
の投入時から一定時間ＴはＯＦＦであり、この時間Ｔの
経過後に共にＯＮとなる。トランジスタＱ₁₃，Ｑ₁₄がＯ
ＦＦである場合とＯＮである場合のオペアンプＯＰの電
流ＩｘとランプＲＬの両端電圧Ｖの関係を図１１に示
す。

【００３５】アンプ回路１１の出力側には、三角波の発
振器１０が接続されている。この発振器１０は、トラン
ジスタＱ₁₅，Ｑ₁₆よりなるカレントミラー回路を備えて
いる。このカレントミラー回路のトランジスタＱ₁₅に流
れる電流Ｉｃは、制御用の電源電圧Ｖｃｃと抵抗Ｒ₁₆で
決まる電流（Ｖｃｃ／Ｒ₁₆）にアンプ回路１１の電流Ｉ
ｘを加算した電流となる。このトランジスタＱ₁₅に流れ
る電流Ｉｃと同じ電流は、トランジスタＱ₁₆にも流れ
て、コンデンサＣ₇を充電する。コンデンサＣ₇の電圧
が基準電圧Ｅ₅を越えると、シュミットトリガー回路Ｓ
Ｔの出力がＨｉｇｈレベルとなり、トランジスタＱ₁₇が
ＯＮとなる。これにより、コンデンサＣ₇は放電され
る。したがって、コンデンサＣ₇の両端には鋸歯状波電
圧Ｖｃが発生する。この鋸歯状波電圧Ｖｃは、コンパレ
ータＣＰの基準電圧Ｅ₆と比較され、周波数ｆの矩形波
電圧に変換され、駆動回路９により分周されて、スイッ
チング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂の制御端子に入力される。これに
より、スイッチング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂が交互にＯＮ／ＯＦ
Ｆされる。

【００３６】電源スイッチＳＷが投入されると、タイマ
ー１２が起動される。タイマー１２の出力は電源投入時
にはＬｏｗレベルであり、一定時間Ｔが経過すると、図
１０に示すように、Ｈｉｇｈレベルとなる。タイマー１
２の出力はトランジスタＱ₁₃，Ｑ₁₄の制御端子に入力さ
れており、タイマー１２の出力がＨｉｇｈレベルになる
と、トランジスタＱ₁₃，Ｑ₁₄はＯＮになる。ランプ電圧
Ｖが低いときには、図１１に示すように、トランジスタ
Ｑ₁₃，Ｑ₁₄がＯＮである場合とＯＦＦである場合では、
オペアンプＯＰの電流Ｉｘの大きさが異なる。これによ
り、カレントミラー回路に流れる電流Ｉｃの大きさが変
化し、コンデンサＣ₇の充電速度が変化するので、発振
器１０の発振周波数ｆが変化する。反対に、ランプ電圧
Ｖが高いときには、オペアンプＯＰの出力が飽和するの
で、発振器１０の発振周波数ｆは変化しない。

【００３７】さて、発振器１０の発振周波数ｆでスイッ
チング素子Ｑ₁₁，Ｑ₁₂が交互にＯＮ／ＯＦＦされること
により、ランプＲＬには高周波電力が供給される。ま
ず、スイッチング素子Ｑ₁₁がＯＮでスイッチング素子Ｑ
₁₂がＯＦＦのときには、直流電源Ｖ₁から電源スイッチ
ＳＷ、スイッチング素子Ｑ₁₁、インダクタＬ₄、コンデ
ンサＣ₅、ランプＲＬとコンデンサＣ₆を介して電流が
流れる。次に、スイッチング素子Ｑ₁₁がＯＦＦでスイッ
チング素子Ｑ₁₂がＯＮのときには、コンデンサＣ ₅を電
源として、コンデンサＣ₅、インダクタＬ₄、スイッチ
ング素子Ｑ₁₂、ランプＲＬとコンデンサＣ₆を介して電
流が流れる。なお、コンデンサＣ₅は直流成分カット用
の結合コンデンサであり、コンデンサＣ₆とインダクタ
Ｌ₄はＬＣ直列共振回路を構成している。共振作用によ
る帰還電流は、スイッチング素子Ｑ ₁₁，Ｑ₁₂の逆並列ダ
イオードを介して流れる。

【００３８】ここで、ランプＲＬが高圧放電灯である場
合について、その起動動作を説明する。電源投入直後で
は、タイマー１２の出力がＬｏｗレベルとなり、トラン
ジスタＱ₁₃，Ｑ₁₄はＯＦＦとなる。このため、図１１に
示す特性に従って、ランプＲＬの両端電圧Ｖが上昇する
と、アンプ回路１１の出力が低くなり、電流Ｉｘが増加
し、電流Ｉｃも増加するので、発振器１０の発振周波数
ｆが高くなる。これにより、電源投入直後では、ランプ
電流Ｉとランプ電圧Ｖの関係は、図１２の特性に示す
ようになる。そして、一定時間Ｔが経過するまでに、ア
ンプ回路１１が飽和すると、ランプ電流Ｉとランプ電圧
Ｖの関係は、図１２の特性に示すようになる。また、
一定時間Ｔを経過しても、アンプ回路１１が飽和しない
場合には、特性から特性に移行する。ランプＲＬが
高圧放電灯である場合には、点Ｐ ₁で放電を開始し、点
Ｐ₂に移動する。特性は早期に放電灯を安定な状態に
するために特性よりもランプ電流Ｉを多く流せるよう
にしてある。放電灯が安定すると、点Ｐ₂から点Ｐ₃に
徐々に移動する。タイマー時間Ｔは放電灯が特性から
特性に移行するのに必要な時間に設定する。これによ
り、放電灯は特性で定格動作を行う。

【００３９】次に、ランプＲＬが白熱灯であれば、電源
スイッチＳＷを投入した後、特性のＸ点で動作する。
この動作点Ｘは、白熱灯の定格よりも少ない電力しか供
給しない。タイマー１２が一定時間Ｔを計時すると、特
性から特性に移行するので、Ｘ点からＹ点に動作点
が移行する。この動作点Ｙを白熱灯の定格出力に設定し
ておく。これにより、白熱灯は特性で定格動作を行
う。この実施例は、例えば、放電灯のランプ電圧が９０
Ｖ程度で、白熱灯のランプ電圧が１２Ｖ程度のような場
合、特に有効である。このように、点灯装置の垂下特性
（出力特性）を時間的に変化させれば、上述の各実施例
のようにランプ判別手段を別設する必要はなくなり、回
路構成が簡単となる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１記載の放電灯点灯装置では、第
１の点灯手段で点灯される放電灯に代えて、ソケットが
共通の白熱灯のような他の種類のランプが接続された場
合でも、ランプ判別手段によりランプの種類を判別し、
第２の点灯手段により正常に点灯させることができると
いう効果がある。

【００４１】請求項２記載の放電灯点灯装置では、電源
投入時から一定時間後に定格状態に移行する放電灯を始
動及び点灯するように構成された放電灯点灯装置におい
て、放電灯の代替ランプとして白熱灯を接続したとき
に、前記一定時間の経過前に前記白熱灯を定格未満で点
灯し、前記一定時間の経過後に前記白熱灯を定格で点灯
するように点灯装置の出力特性を変化させるようにした
ので、ランプ判別手段を設けなくても、放電灯と白熱灯
のいずれも定格点灯することができるという効果があ
る。

【００４２】なお、本発明の放電灯点灯装置を車載用前
照灯に用いた場合、放電灯が不点灯になっても市場入手
性の高いハロゲンバルブを応急的に使用でき、安全性を
確保できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例の回路図である。

【図３】本発明の第１の実施例による放電灯の点灯動作
を示す動作波形図である。

【図４】本発明の第１の実施例による白熱灯の点灯動作
を示す動作波形図である。

【図５】本発明の第２の実施例の回路図である。

【図６】本発明の第２の実施例による放電灯の点灯動作
を示す動作波形図である。

【図７】本発明の第２の実施例による白熱灯の点灯動作
を示す動作波形図である。

【図８】本発明の第３の実施例の回路図である。

【図９】本発明の第４の実施例の回路図である。

【図１０】本発明の第４の実施例に用いるタイマーの動
作説明図である。

【図１１】本発明の第４の実施例に用いるアンプ回路の
動作説明図である。

【図１２】本発明の第４の実施例の出力特性を示す特性
図である。

【符号の説明】

１第１の点灯手段２第２の点灯手段３ランプ判別手段ＲＬランプＳＷ電源スイッチＶ₁ 電源

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−86096（ＪＰ，Ａ) 特開平２−186597（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−101997（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−93196（ＪＰ，Ａ) 特開平３−59995（ＪＰ，Ａ) 実開昭51−131083（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−59675（ＪＰ，Ｕ) 特公昭36−17129（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭36−17130（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 37/00 - 39/10 H05B 41/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯を点灯するための第１の点灯手段
と、放電灯以外のランプ点灯用の第２の点灯手段と、放
電灯を点灯させる動作を行う前に一定の低電圧をランプ
に印加してランプ電流の有無を検出することによりラン
プの種類を判別するランプ判別手段と、前記ランプ判別
手段による判別結果に応じて適合する放電灯であれば第
１の点灯手段を用いて放電灯を点灯し、それ以外のラン
プであれば第２の点灯手段によってランプを点灯させる
切換手段を有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】電源投入時から一定時間後に定格状態に
移行する放電灯を始動及び点灯するように構成された放
電灯点灯装置において、放電灯の代替ランプとして白熱
灯を接続したときに、前記一定時間の経過前に前記白熱
灯を定格未満で点灯し、前記一定時間の経過後に前記白
熱灯を定格で点灯するように点灯装置の出力特性を変化
させる手段を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。