JPH0419997A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、主として、高輝度放電灯を点灯させるのに通
した放電灯点灯装置に関し、放電灯、電源回路、高圧発
生回路及びコンデンサを、コンデンサの充電電圧と、電
源回路の電圧と、高圧発生回路で得られた高電圧とを加
算し、その加算電圧を放電灯に印加してトリガするよう
に接続することにより、放電灯の管内圧が高くなってい
る再点灯時にも確実に点灯できるようにしたものである
。

〈従来の技術〉 高輝度放電灯は、従来より自動車の前照灯として多用さ
れているハロゲン・ランプと異なって、ガス中で放電さ
せることによって光を発生するものであり、ハロゲン・
ランプの１／３程度の消費電力でありながら、その３〜
４倍の光束を得ることができ、自動車用前照灯としてき
わめて利用価値の高いものである。

高輝度放電灯は上述のように優れた特性を有しているけ
れども、点灯させるには、電極間に例えば１０〜１５ｋ
Ｖ程度のトリガ電圧を印加してトリガしなければならな
い。自動車の電源は、通常、ＤＣ１２ＶまたはＤＣ２４
Ｖのバッテリであるから、高輝度放電灯を自動車の前照
灯等に使用するには、ＤＣ１２ＶまたはＤＣ２４Ｖから
１０〜１５ｋＶものトリガ電圧を作り出さなければなら
ない。また、放電維持のために２００〜５００ｖ程度の
電圧が必要であるから、この放電維持電圧もＤＣ１２Ｖ
またはＤＣ２４Ｖのバッテリから作り臼さなければなら
ない。

このような条件を満たす手段として、従来は、バッテリ
の電圧をＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを使用して放電維持
に必要な２００〜５００Ｖ程度まで昇圧し、昇圧して得
られた直流電圧をスイッチングして交流に変換し、ＬＣ
共振回路の共振作用を利用してトリガ電圧を得ていた。

第１０図は従来の放電灯点灯装置の回路図である。図に
おいて、１はバッテリ、２はＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ
、３はスイッチング部、４は高圧発生回路、５は放電灯
である。

Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ２はバッテリ１から供給され
るＤＣ１２ＶまたはＤＣ２４Ｖの電圧を、放電維持に必
要な２００〜５００Ｖ程度まで昇圧する。

スイッチング部３は、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ２により昇
圧して得られた直流電圧をスイッチングし、交流に変換
する。３１．３２は交互にスイッチング動作をスイッチ
素子、３３．３４はダイオードである。

高圧発生回路４は、コンデンサ４１とコイル装置４２と
による直列共振回路となっている。

放電灯５は、例えば高輝度放電灯であり、石英ガラス等
で構成された管５１内に稀ガス、水銀及び金属のハロゲ
ン化物等が入っており、管５１内で距離を隔てて電極５
２．５３を対向させた構造になっている。このような放
電灯５はメタルハライドランプと称される。

点灯動作において、バッテリ１の電圧をＤＣ／ＤＣＣ／
式−タ２により、放電を維持するのに必要な電圧２００
〜５００Ｖまで昇圧した後、スイッチ素子３１．３２に
よって構成されるスイッチング部３によりスイッチング
する。スイッチング周波数は、スイッチ素子３１．３２
の制御電極に加えられる制御信号周波数によって制御さ
れる。この周波数コントロールにより、スイッチング周
波数がコンデンサ４１とコイル装置４２の共振周波数に
なると、大振幅の共振電圧が得られる。この共振電圧が
放電灯５の電極５２−５３間に印加され、放電灯５がト
リガされる。

上述のようにして、電極５２−５３間に高電圧パルスが
印加されると、アーク放電が生じ、管５１中のガスを通
して放電が発生し、放電によって発生した熱によってハ
ロゲン化物が気化され、最大量の光が放射される。点灯
後は、スイッチング部３から放電灯５に対して、比較的
低いスイッチングｄカ電圧が放電維持電圧として継続し
て印加される。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来の放電灯点灯装置は、消灯
直後に再点灯する場合、放電灯５の内圧が高くなってい
るため、点灯しにくくなるという問題点があった。

そこで、本発明の課題は、上述した問題点を解決し、確
実に再点灯し得る放電灯点灯装置を提供することである
。

〈課題を解決するための手段〉 上述する課題解決のため、本発明は、電源回路と、放電
灯と、高圧発生回路と、コンデンサとを含む放電灯点灯
装置であって、 前記電源回路は、直流を交流に変換して出力する回路で
あり、 前記放電灯は、前記電源回路の出力側に接続されており
、 前記高圧発生回路は、前記電源回路の出力を利用して高
電圧を発生するように、前記電源回路の出力側に接続さ
れており、 前記コンデンサは、前記電源回路によつて一方向に充電
されるように前記電源回路に接続されており、 前記放電灯、前記電源回路、前記高圧発生回路及び前記
コンデンサは、前記コンデンサの充電電圧と、前記高圧
発生回路で得られた電圧とが加算され、加算電圧が前記
放電灯にトリガ電圧として印加されるように接続されて
いること を特徴とする。

〈作用〉 電源回路、高圧発生回路及びコンデンサは放電灯に対し
て、電源回路の電圧と、高圧発生回路で得られた高電圧
と、コンデンサの充電電圧とが加算され、加算電圧がト
リガ電圧として印加されるように接続されているので、
放電灯内圧が高くなっている再点灯時にも、放電灯を確
実に点灯できる。

〈実施例〉 第１図は本発明に係る放電灯点灯装置のブロック図であ
る。図において、第１０図と同一の参照符号は同一性あ
る構成部分を示している。６は電源回路、７はコンデン
サ、８は一方向性充電回路である。

電源回路６はバッテリ１から供給される直流を交流に菱
換して圧力する。電源回路６は、第１０図に示したよう
にＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータとスイッチング部との組合
せ、またはＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを持たず、スイッ
チング部を有するだけの構成であってもよい。

コンデンサ７は、電源回路６から供給されるエネルギー
により、一方向に充電されるように、方向性充電回路８
を通して電源回路６に接続されている。コンデンサ７の
容量は、定常点灯時のスイッチング周波数では低インピ
ーダンスとなるように設定する。

放電灯５、電源回路６、高圧発生回路４及びコンデンサ
７は、コンデンサ７の充電電圧■。と、電源回路６の電
圧及び高圧発生回路４で得られた高電圧■、とを、加算
して得られた加算電圧を、放電灯５の電極５２−５３間
に印加してトリガするように、直列に接続されている。

従って、コンデンサ７の充電電圧Ｖ、と、電源回路６及
び高圧発生回路４で得られた高電圧ｖＰとの加算電圧を
、放電灯５に印加してトリガするので、放電灯内圧が高
くなっている再点灯時にも、確実に点灯できる。

コンデンサ７の容量は、定常点灯時のスイッチング周波
数では低インピーダンスとなるように設定されているの
で、定常点灯時は、コンデンサ７の端子電圧ｖｃはほぼ
無視できる程度まで低下する。

第２図は本発明に係る放電灯装置の別の実施例における
回路図である。図において、第１図と同一の参照符号は
同一性ある構成部分を示している。高圧発生回路４は、
コンデンサ４１とコイル装置４２とによる直列共振回路
となっている。

従って、共振回路によって得られる共振電圧■Ｐと、コ
ンデンサ７の充電電圧ｖｃとの加算電圧が放電灯５の電
極５２−５３間に印加され、放電灯５がトリガされる。

第３図は本発明に係る放電灯点灯装置の更に別の実施例
における回路図を示している。高圧発生回路４は、コイ
ル装置４３と高圧パルス発生回路４４とを含んでいる。

コイル装置４３は、第１の巻線４３１及び第２の巻線４
３２を有しており、第１の巻線４３１は、電源回路６の
出力と放電灯５との間に、直列に挿入接続されている。

また、高圧パルス発生回路４４は、コイル装置４３の第
２の巻線４３２に接続されており、１Ｊ２の巻線４３２
と′！Ｊ１の巻線４３１との誘導結合により、ｍｌの巻
線４３１に巻数比によって定まる高圧パルス電圧Ｖ、を
誘導するようになっている。従って、電源回路の出力電
圧ＶＤと、高圧パルス電圧■、と、コンデンサ７の充電
電圧■。との加算電圧が放電灯５の電極５２−５３間に
印加され、放電灯５がトリガされる。トリガ電圧を供給
するタイミングは、例えば高圧パルス発生回路４４に内
蔵されたスイッチのオン、オフによって設定できる。

放電灯５がトリガした後は、高圧パルス発生回路４４か
らのトリガ電圧の供給を停止する。モして、電源回路６
の出力電圧Ｖｏを放電灯５に印加して放電を持続する。

第４図は第３図に示した放電灯点灯装置の具体的な回路
図を示している。高圧発生回路４を構成する高圧パルス
発生回路４４は、コイル装置４３の第２の巻線４３２に
コンデンサ４４１及びスイッチ４４２を直列に接続する
と共に、第２の巻線４３２及びコンデンサ４４１の接続
点と、電源回路６の出力端との間に、抵抗４４３及びダ
イオード４４４による一方向性充電回路を接続した構成
となっている。スイッチ４４２は有接点または半導体無
接点の何れのタイプでもよい。

スイッチ４４２を閉じると、コンデンサ４４１に蓄積さ
れた電荷がコイル装置４３の第２の巻線４３２に放出さ
れ、第２の巻線４３２に誘導結合されている第１の巻線
４３１に高圧パルス電圧■２が発生する。この高圧パル
ス電圧■２と、電源回路６の出力電圧ＶＤと、コンデン
サ７の充電電圧Ｖ、との加算電圧が放電灯５に印加され
、放電灯５がトリガされる。

第５図は本発明に係る放電灯点灯装置の更に別の実施例
における回路図を示している。電源回路６はＤ　Ｃ７０
Ｃコンバータ６１とスイッチング部６２とより構成され
ている。６２３は制御回路である。

スイッチング部６２は、バイポーラトランジスタまたは
電界効果トランジスタ等のスイッチング素子６２１．６
２２を有している。スイッチング素子６２１．６２２は
制御回路６２３により交互にオン、オフするように駆動
される。Ｄ　Ｃ７０Ｃコンバータ６１から供給される直
流は、スイッチングｇ子６２１．６２２のスイッチング
動作によりスイッチングされる。スイッチング周波数は
、制御回路６２３からスイッチ素子６２１．６２２の制
御電極に供給される信号によって制御される。この周波
数コントロールにより、スイッチング周波数がコンデン
サ４１とコイル装置４２の共振周波数になると、大振幅
の共振電圧が得られる。この共振電圧とコンデンサ７の
充電電圧との加算電圧が放電灯５の電極５２−５３間に
印加され、放電灯５がトリガされる。

第６図は本発明に係る放電灯点灯装置の更に別の実施例
における回路図を示している。電源回路６は、スイッチ
ング素子６２１．６２２を有するスイッチング部６２と
、変圧器６３とを備え、Ｄ　Ｃ７０Ｃコンバータは備え
ていない。

変圧器６３は２つの人力巻線６３１．６３２を有してお
り、入力巻線６３１．６３２の接続点をバッテリ１に接
続しである。スイッチング部３を構成するスイッチング
素子６２１．６２２の主電極回路は巻線６１１．６１２
のそれぞれに接続されている。６３３は出力巻線である
。

一方向性充電回路８は、抵抗８１とダイオード８２との
直列接続となっており、高圧発生回路４はコンデンサ４
１とコイル４２による共振回路となっている。

第７図は本発明に係る放電灯点灯装置の更に別の実施例
における回路図である。電源回路６は、第６図の実施例
と同様に、スイッチング素子６２１．６２２を有するス
イッチング部６２と、変圧器６３とを備え、Ｄ　Ｃ／Ｄ
　Ｃ−コンバータを備えていない。変圧器６３も、第６
図の実施例と同様に、２つの人力巻線６３１．６３２を
有しており、入力巻線６３１．６３２の接続点をバッテ
リ１に接続しである。スイッチング部３のスイッチング
素子６２１．６２２の主電極回路は人力巻線６３１．６
３２のそれぞれに接続されている。

高圧パルス発生回路４４は、第４図の実施例と同様に、
コイル装置４３の′ｔＳ２の巻線４３２にコンデンサ４
４１及びスイッチ４４２を直列に接続すると共に、第２
の巻線４３２及びコンデンサ４４１の接続点と、電源回
路６の圧力端との間に、抵抗４４３及びダイオード４４
４による充電回路を接続した構成となっている。

一方向性充電回路８は抵抗８１とダイオード８２との直
列接続となっている。

動作において、制御回路６２３から正の振幅をもつ信号
Ｓ１をスイッチング素子６２１の制御電極に送る。この
信号Ｓ１の周波数は１０ｋＨｚ程度に設定されている。

信号Ｓ１の正の半サイクルの間、スイッチング素子６２
１はオンし、バッテリ１から変圧器６３の入力巻線６３
１を介してスイッチング素子６２１に電流が流れ、変圧
器６３の出力巻線６３３に、第７図に示す極性の電圧Ｅ
１が発生する。電圧Ｅ１は高圧パルス発生回路４４のダ
イオード４４４を順方向にバイアスするので、コンデン
サ４４１が抵抗４４３及びダイオード４４４を介して充
電される。電圧Ｅ、は、一方向性充電回路８を構成する
ダイオード８２に対して逆バイアスとなるので、コンデ
ンサ７は充電されない。

次に、信号Ｓ１に対して半サイクル遅れた信号Ｓ２を制
御回路６２３からスイッチング素子６２２の制御電極に
送る。信号ｓ２の正の半サイクルの間、スイッチング素
子６２２はオンし、バッテリ１から変圧器６３の入力巻
線６３２を通してスイッチング素子６２２に電流が流れ
、変圧器６３の出力巻線６３３に発生する電圧Ｅ２が発
生する。電圧Ｅ２はダイオード８２を順方向にバイアス
するので、コンデンサ７は充電抵抗８１を通して充電さ
れる。この充電電圧■。は電源回路６の出力電圧とほぼ
同じ電圧まで上昇する。

電圧Ｅ２は高圧パルス発生回路４４のダイオード４４４
を逆方向にバイアスするので、コンデンサ４４１の充電
電荷に実質的な影響を与えない。

上述のように、スイッチング素子６２１．６２２をオン
、オフさせることにより、出力巻線６３３の両端から、
放電の維持に必要な電圧まで昇圧された交流電源が得ら
れる。また、最初の数サイクルで、コンデンサ４４１及
びコンデンサ７の充電も完了するように抵抗４４３及び
抵抗８１を設定している。

次に第８図及び′ｓ９図をも参照して、第７図の実施例
の放電灯５をトリガさせる場合の動作を説明する。第８
図はコンデンサ７がない場合の放電灯５の端子間電圧波
形図、第９図はコンデンサ７の端子間電圧波形である。

上述したように、最初の数サイクルでコンデンサ４４１
の充電は完了しているので、それ以降は、スイッチ４４
２を閉じると、コンデンサ４４１に蓄積された電荷がコ
イル装置４３の第２の巻線４３２に放出され、第２の巻
線４３２に誘導結合されている第１の巻線４３１に、第
８図に示すような高圧パルス電圧■、が発生する。この
高圧パルス電圧■Ｐと、第９図に示すコンデンサ７の充
電電圧Ｖ、との加算電圧が放電灯５に印加され、放電灯
５がトリガされる。

放電開始後は、放電灯５が低インピーダンスとなるので
、コンデンサ７には交流電源が印加される。コンデンサ
７の容量は、交流では低インピーダンスとなるように設
定されているので、コンデンサ７の端子電圧は実質的に
無視できる電圧まで降下し、放電灯５は、電源回路６か
ら供給される電圧により放電が維持される。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明においては、放電灯点灯装置
を構成する放電灯、電源回路、高圧発生回路及びコンデ
ンサが、コンデンサの充電電圧と、高圧発生回路で得ら
れた高電圧とが加算され、加算電圧が放電灯にトリガ電
圧として印加されるように接続されているので、放電灯
内圧が高くなっている再点灯時にも、放電灯を確実に点
灯し得る放電灯点灯装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放電灯点灯装置のブロック図、第
２図は本発明に係る放電灯装置の別の実施例における回
路図、第３図は本発明に係る放電灯点灯装置の更に別の
実施例における回路図、第４図は′ｓ３図に示した放電
灯点灯装置の具体的な回路図、第５図は本発明に係る放
電灯点灯装置の更に別の実施例における回路図、第６図
は本発明に係る放電灯点灯装置の更に別の実施例におけ
る回路図、第７図は本発明に係る放電灯点灯装置の更に
別の実施例における回路図、第８図は第７図の実施例に
おける放電灯の端子間電圧波形図、第９図はコンデンサ
７の端子間電圧波形図、第１０図は従来の放電灯点灯装
置の回路図である。 １・・・バッテリ　　４・・・高圧発生回路５・・・放
電灯　　　５・・・電源回路・コンデンサ ・一方向性充電回路 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源回路と、放電灯と、高圧発生回路と、コンデ
   ンサとを含む放電灯点灯装置であって、 前記電源回路は、直流を交流に変換して出力する回路で
   あり、 前記放電灯は、前記電源回路の出力側に接続されており
   、 前記高圧発生回路は、前記電源回路の出力を利用して高
   電圧を発生するように、前記電源回路の出力側に接続さ
   れており、 前記コンデンサは、前記電源回路によつて一方向に充電
   されるように前記電源回路に接続されており、 前記放電灯、前記電源回路、前記高圧発生回路及び前記
   コンデンサは、前記コンデンサの充電電圧と、前記高圧
   発生回路で得られた電圧とが加算され、加算電圧が前記
   放電灯にトリガ電圧として印加されるように接続されて
   いること を特徴とする放電灯点灯装置。
2. （２）前記コンデンサは、前記電源回路との間に形成さ
   れた一方向性充電回路により充電されること を特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
3. （３）前記高圧発生回路は、コイルとコンデンサとによ
   る共振回路であること を特徴とする請求項１または２に記載の放電灯点灯装置
   。
4. （４）前記高圧発生回路は、高圧パルス発生回路と、コ
   イル装置を含んでおり、 前記コイル装置は、第１の巻線及び第２の巻線を有して
   おり、前記第１の巻線は前記電源回路の出力と前記放電
   灯との間に接続されており、前記高圧パルス発生回路は
   、前記コイル装置の第２の巻線側に接続されていて、前
   記第２の巻線と前記第１の巻線との誘導結合により、前
   記第１の巻線に高圧パルス電圧を誘導すること を特徴とする請求項１または２に記載の放電灯点灯装置
   。