JPH0574583A - Ｈｉｄランプの点灯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＨＩＤランプの消費電力を一定に維持できる
とともに、点灯効率が高いＨＩＤランプの点灯器を提供
することを目的とするものである。 【構成】 ＨＩＤランプに流れるランプ電流の値を検出
するとともにＨＩＤランプの両端電圧の値を検出し、検
出されたランプ電流の値と両端電圧とに基づいてＨＩＤ
ランプの消費電力を演算し、この演算された消費電力と
設定電力との差に応じて基準値を発生し、ランプ電流の
値と基準値との差に応じてＨＩＤランプに供給する電流
値を制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＨＩＤランプの点灯器
に係り、特に、小型軽量で点灯効率が高いＨＩＤランプ
の点灯器に関する。

【０００２】

【背景技術】メタルハライドランプ等のＨＩＤ（High I
ntensity Discharge）ランプを点灯制御する場合、その
全体の回路を小型にするためには、ランプに印加されて
いる電圧を検出し、この検出された電圧に応じて、ラン
プの両端電圧を制御し、これらの制御にマイクロプロセ
ッサを使用することが考えられる。

【０００３】すなわち、所定の基準電圧源で基準電圧を
発生させ、この基準電圧と検出されたランプ電圧との差
を差動増幅器で算出する。また、交流電源を整流、平滑
した出力とランプとの間にサイリスタを接続し、このサ
イリスタのゲートに上記差の信号を入力させ、そのサイ
リスタがパルス幅制御し、上記検出電圧が上記基準電圧
よりも低ければ低い程、流通角を大きくし（パルス幅を
長くし）、その出力電圧を高くし、一方、上記検出電圧
が上記基準電圧よりも高ければ高い程、流通角を小さく
し（パルス幅を短くし）、その出力電圧を低くする。こ
のようにすることによって、ランプにおける消費電力を
所望の値に維持しようとする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記背景技術
を使用したのでは、点灯確率が低いという問題がある。
つまり、たとえば、上記検出された電圧が基準電圧より
も高い場合、サイリスタがその出力電圧を低くするよう
に制御し、ランプの両端電圧が低くなる。したがって、
その両端電圧低下の分だけ、ランプの消費電力が低下
し、所望の消費電力に近づく筈である。ところが実際に
は、ランプの両端電圧が低くなるだけではなく、両端電
圧の低下に伴ってランプのインピーダンスが上昇し、ラ
ンプの両端電圧の低下による消費電力低下と、ランプの
インピーダンス上昇による消費電力低下との相乗効果に
よって、ランプの消費電力が急激に低下すると考えられ
る。

【０００５】そして、上記の場合、その直後に、消費電
力を上昇させるために、サイリスタの出力電圧を高くす
るように制御しても、そのときにはランプは既に消灯し
ていることが多い。すなわち、ランプにおける急激な電
力低下にマイクロプロセッサが追従できず、点灯確率が
低いと考えられる。

【０００６】本発明は、ＨＩＤランプの消費電力を一定
に維持できるとともに、点灯効率が高いＨＩＤランプの
点灯器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】本発明は、ＨＩＤランプ
に流れるランプ電流の値を検出するとともにＨＩＤラン
プの両端電圧の値を検出し、検出されたランプ電流の値
と両端電圧とに基づいてＨＩＤランプの消費電力を演算
し、この演算された消費電力と設定電力との差に応じて
基準値を発生し、ランプ電流の値と基準値との差に応じ
てＨＩＤランプに供給する電流値を制御するものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明は、ＨＩＤランプに流れるランプ電流の
値を検出するとともにＨＩＤランプの両端電圧の値を検
出し、検出されたランプ電流の値と両端電圧とに基づい
てＨＩＤランプの消費電力を演算し、この演算された消
費電力と設定電力との差に応じて基準値を発生し、ラン
プ電流の値と基準値との差に応じてＨＩＤランプに供給
する電流値を制御するので、ＨＩＤランプの消費電力を
一定に維持できるとともに、ＨＩＤランプの点灯効率が
高い。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。

【００１０】この図において、ＨＩＤランプＬに流れる
ランプ電流の値を電流検出手段１０が検出し、基準値発
生手段２０が所定の基準値を発生し、上記検出されたラ
ンプ電流と上記基準値との差を差検出手段３０が検出
し、この差に応じて、ＨＩＤランプＬに供給する電流値
を電流制御手段４０が制御する。電流制御手段４０は、
鋸歯状波発生回路４１と、差検出手段３０の出力値が鋸
歯状波よりも大きいときに「Ｈｉｇｈ信号」を出力する
比較回路４２と、電流増幅回路４３とで構成されてい
る。なお、ランプ電流の値とランプＬの両端電圧とに基
づいてＨＩＤランプの消費電力が演算され、この演算さ
れた消費電力と予め設定された設定電力との差に応じ
て、上記基準値が発生される。

【００１１】図２は、上記実施例をより具体的に示す回
路図である。

【００１２】交流電源５１からの交流電圧がダイオード
５２で整流され、コンデンサ５３で平滑されている。電
流制御手段４０は、電流増幅回路４３としてトランジス
タが使用され、比較回路４２とトランジスタ４３との間
にトランス４４が接続され、トランス４４の１次側巻線
は、比較回路４２の出力端子とアースとの間に接続さ
れ、トランス４４の２次側巻線は、トランジスタ４３の
ベースとエミッタとの間に接続されている。電流制御手
段４０の出力はチョークコイル５４とコンデンサ５５と
で平滑され、ＨＩＤランプＬに供給されている。また、
チョークコイル５４に蓄積されたエネルギーを、ランプ
Ｌを経由して放出することによって、ランプＬにおける
電流を持続させる転流ダイオード５６が設けられてい
る。

【００１３】電流検出手段１０は、ランプＬと直列に接
続された抵抗Ｒで構成され、この抵抗Ｒの両端に発生す
る電圧に基づいて、ランプＬに流れる電流を検出する。

【００１４】電圧検出手段６０は、抵抗６１、６２の直
列回路で構成され、この直列回路がランプＬと並列に接
続され、抵抗６１、６２の接続点の信号がランプＬの両
端電圧に応じた信号である。

【００１５】基準値発生手段２０は、マイクロプロセッ
サ２１とＡ／Ｄ変換回路２２、２３とＤ／Ａ変換回路２
４とで構成され、Ａ／Ｄ変換回路２２は、電圧検出手段
６０の出力信号（ランプＬの両端電圧に応じた信号）を
デジタル信号に変換するものであり、Ａ／Ｄ変換回路２
３は、抵抗Ｒの両端に発生する電圧に応じて、ランプＬ
に流れている電流の値を検出するものである。マイクロ
プロセッサ２１は、Ａ／Ｄ変換回路２２、２３の出力信
号に応じて、ランプＬにおける消費電力を演算し、この
演算された消費電力と設定電力との差に応じて基準値を
発生するものである。なお、上記設定電力の値は、図示
しないメモリに予め記憶される。Ｄ／Ａ変換回路２４
は、マイクロプロセッサ２１が演算した基準値に応じた
デジタル信号をアナログ信号に変換するものである。

【００１６】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００１７】まず、電源投入と同時に、図示しない起動
回路によってトランジスタ４３がオンし、ＨＩＤランプ
Ｌに所定電流が流れる。このときに、電圧検出手段６０
の抵抗６１、６２の接続点にランプＬの両端電圧に応じ
た電圧が発生し、この電圧信号がＡ／Ｄ変換回路２２を
介してマイクロプロセッサ２１の入力ポートに送られ、
また、抵抗Ｒの両端に、ランプＬを流れる電流に応じた
信号が発生し、この電流信号がＡ／Ｄ変換回路２３を介
してマイクロプロセッサ２１の入力ポートに送られる。
マイクロプロセッサ２１では、上記電圧信号と電流信号
とに応じて、そのときのランプＬにおける消費電力が演
算される。

【００１８】そして、マイクロプロセッサ２１は、演算
された消費電力の値と設定電力の値との差に応じて基準
値を発生し、この基準値をＤ／Ａ変換回路２４に出力
し、そのＤ／Ａ変換回路２４がその基準値をアナログ信
号に変換する。なお、設定電力の値は、ランプＬの定格
その他の条件によって決定される値であり、ランプＬの
点灯前に予め設定され、その設定値は図示しないメモリ
に記憶されている。また、演算された消費電力の値と基
準値との関係は、図示しないメモリに記憶されている。

【００１９】一方、差検出手段３０は、抵抗Ｒによって
検出されたランプ電流と上記基準値との差を検出し、こ
の差に応じた信号を出力する。

【００２０】鋸歯状波発生回路４１は同一の鋸歯を繰り
返して出力し、差検出手段３０の出力値が鋸歯状波より
も大きいときに比較回路４２が「Ｈｉｇｈ信号」を出力
し、この比較回路４２の出力信号がトランス４４を介し
てトランジスタ４３のベースに送られ、トランジスタ４
３が電流増幅を行う。この増幅された電流がランプＬに
供給される。

【００２１】ここで、ランプＬに流れる電流が小さい場
合には、差検出手段３０が出力する差の信号が大きいの
で、比較回路４２が出力するパルスの幅が広く（流通角
が大きく）、したがってトランジスタ４３の出力電流の
値が大きくなる。逆に、ランプＬに流れる電流が大きい
場合には、差検出手段３０が出力する差の信号が小さい
ので、比較回路４２が出力するパルスの幅が狭く（流通
角が小さく）、したがってトランジスタ４３の出力電流
の値が小さい。これらの制御が繰り返して行われること
によって、ランプＬの電流が安定し、点灯確率が高くな
る。上記のように、ランプＬに流れる電流が小さい場合
にはトランジスタ４３の出力電流の値が大きくなり、ラ
ンプＬに流れる電流が大きい場合にはトランジスタ４３
の出力電流の値が小さくなるので、上記実施例において
ランプＬの電流−電圧の特性曲線が１本であるように思
われるが、実際には、その特性曲線は複数、存在する。
これについて、図３を使用して説明する。

【００２２】図３は、上記実施例の動作説明図であり、
ランプＬの電流−電圧特性を示す図である。この特性の
傾斜部分においては、ランプＬに流れる電流の値が多く
なるに従って、ランプＬに印加される電圧の値が小さく
なる。なお、ランプＬの電圧は、トランジスタ４３の出
力電圧の平均電圧に相当する。

【００２３】また、その傾斜部分の特性は、複数、存在
し、その代表例を、、の３つで示してあり、実際
は、３つよりも多くの特性が存在している。これらの特
性、、は、ランプＬにおける消費電力の大きさに
応じて変化するものである。つまり、ランプＬにおける
消費電力をマイクロプロセッサ２１が演算し、この演算
された消費電力と設定電力との差に応じて、特性、
、の中から自動的に選択される。なお、特性は、
ランプＬにおける現実の消費電力が設定電力よりも比較
的大きい場合に選択される特性（消費電力をこれから小
さくしようとするときに選択される特性）であり、特性
は、ランプＬにおける現実の消費電力が設定電力とほ
ぼ同じ大きさである場合に選択される特性（消費電力を
これから余り変化させようとしないときに選択される特
性）であり、特性は、ランプＬにおける現実の消費電
力が設定電力よりも比較的小さい場合の特性（消費電力
をこれから大きくしようとするときに選択される特性）
である。

【００２４】たとえば、ランプＬを流れる電流が同じ電
流ｉである場合を考えてみる。ランプＬにおける消費電
力が、設定値よりも小さければ、差検出回路３０の−入
力信号の値が小さくなりその特性がになり、この特性
に応じて、そのランプＬの両端電圧はｖ３になり、ラ
ンプＬにおける消費電力が大きくなる方向に作用する。
逆に、ランプＬにおける消費電力が設定値よりも大きく
なれば、検出回路３０の−入力信号の値が大きくなりそ
の特性がになり、この特性に応じて、そのランプＬ
の両端電圧はｖ１になり、ランプＬにおける消費電力が
少なくなる方向に作用する。また、ランプＬにおける消
費電力が所望値と同じになれば、検出回路３０の−入力
信号の値が変わらず、その特性がになり、この特性
に応じて、そのランプＬの両端電圧はｖ２になり、ラン
プＬにおける消費電力を現状に維持する方向に作用す
る。

【００２５】上記実施例によれば、ランプＬの消費電力
を設定電力に維持するようにマイクロプロセッサ２１が
制御するので、ランプＬの消費電力を一定に維持できる
とともに、ランプＬの電流に応じて供給電流を制御する
のみならずランプＬの消費電力に応じて電流制御するの
で、ランプＬの点灯効率が高いという利点がある。つま
り、ランプＬの電流のみをパラメータとしてランプＬへ
の供給電流を制御していたならば、ランプＬのインピー
ダンス変化に追従できず（マイクロプロセッサ２１を使
用しているので追従できず）ランプＬが消灯したとして
も、上記実施例においては、ランプＬの消費電力をもパ
ラメータとしてランプＬへの供給電流を制御するので、
マイクロプロセッサ２１を使用してもランプＬのインピ
ーダンス変化に追従でき、したがってランプＬの点灯効
率が高い。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、ＨＩＤランプの消費電
力を一定に維持できるとともに、ＨＩＤランプの点灯効
率が高いという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】上記実施例をより具体的に示す回路図である。

【図３】上記実施例の動作説明図であり、ランプＬの電
流−電圧特性を示す図である。

【符号の説明】

１０…電流検出手段、 Ｒ…電流検出用抵抗、 ２０…基準値発生手段、 ２１…マイクロプロセッサ、 ３０…差検出手段、 ４０…電流制御手段、 ４１…鋸歯状波発生手段、 ４２…比較回路、 ６０…電圧検出手段、 Ｌ…ＨＩＤランプ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＨＩＤランプに流れるランプ電流の値を
   検出する電流検出手段と；上記ＨＩＤランプの両端電圧
   の値を検出する電圧検出手段と；上記ランプ電流の値と
   上記両端電圧の値とに基づいて、上記ＨＩＤランプの消
   費電力を演算し、この演算された消費電力と設定電力と
   の差に応じて基準値を発生する基準値発生手段と；上記
   ランプ電流の値と上記基準値との差を検出する差検出手
   段と；上記ランプ電流の値と上記基準値との差に応じ
   て、上記ＨＩＤランプに供給する電流値を制御する電流
   制御手段と；を有することを特徴とするＨＩＤランプの
   点灯器。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記ＨＩＤランプの消費電力の演算、または上記演算さ
   れた消費電力と設定電力との差に応じて基準値を求める
   演算を、マイクロプロセッサが実行することを特徴とす
   るＨＩＤランプの点灯器。