JPH10125482A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
Discharge lamp lighting deviceInfo
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- JPH10125482A JPH10125482A JP27261096A JP27261096A JPH10125482A JP H10125482 A JPH10125482 A JP H10125482A JP 27261096 A JP27261096 A JP 27261096A JP 27261096 A JP27261096 A JP 27261096A JP H10125482 A JPH10125482 A JP H10125482A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、メタルハライドラ
ンプ等の高圧放電灯を安定起動するとともに安定点灯さ
せる放電灯点灯装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device for stably starting a high pressure discharge lamp such as a metal halide lamp and for stably lighting it.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、メタルハライドランプ等の高圧放
電灯を点灯させる放電灯点灯装置は、図7に示すような
高圧パルス電圧発生回路(特開平6−151072号公
報参照)よりなるイグナイタ部を用いており、トリガ素
子QT からのトリガ信号によって3端子サイリスタ等の
スイッチ素子Q’がオンすることにより、充電用のコン
デンサC11,C12に充電された電荷をスイッチ素子Q’
及び高圧パルストランスPTの一次巻線Npを含んだ経
路で放電し、高圧パルストランスPTの二次巻線Nsに
発生する高圧パルス電圧を高圧放電灯LPへ印加して、
高圧放電灯LPの管内でブレークダウンを起こさせ、ア
ーク放電へ移行させていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a discharge lamp lighting device for lighting a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp uses an igniter unit comprising a high-voltage pulse voltage generating circuit as shown in FIG. 7 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-151072). and which switch element Q such as a 3-terminal thyristor by a trigger signal from the trigger element Q T 'by turning on the capacitor C 11, C 12 switching element charges charged in Q for charging'
And discharges in a path including the primary winding Np of the high-voltage pulse transformer PT, and applies a high-voltage pulse voltage generated in the secondary winding Ns of the high-voltage pulse transformer PT to the high-pressure discharge lamp LP,
Breakdown occurred in the tube of the high-pressure discharge lamp LP, and a transition was made to arc discharge.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
メタルハライドランプのような高圧放電灯をプロジェク
タ用光源や車載用前照灯の光源に使用することが提案さ
れているが、この種の用途に高圧放電灯LPを使用する
場合、電源のオンオフが短時間で繰り返されることが多
く、点灯状態の高圧放電灯LPを一旦消灯した後あまり
間をあけずに(高圧放電灯が熱い状態のままで)再点灯
する所謂ホットスタートにおいて確実に起動させる必要
がある。しかし、メタルハライドランプのような高圧放
電灯LPをホットスタートさせるためには、初始動時と
比べて大きな高圧パルス電圧(数十kV)を印加する必
要がある。ここで、高圧パルス電圧を大きくする手段と
しては、高圧パルストランスPTの二次巻線Nsの巻数
を増やしたり、一次側充電電圧を大きくする等の対応が
施されていた。しかし、充電用のコンデンサC11,C 12
の電荷を放電する放電経路のスイッチ素子Q’に使用さ
れるものは、一般的にサイリスタやトライアック等に代
表される半導体スイッチ素子であるため、上記対応に起
因したスイッチオン直後の突入電流の増加によるストレ
スを抑制してスイッチ素子Q’の破壊を防止する必要が
あった(特開平3−1491号公報参照)。However, in recent years,
Project high-pressure discharge lamps such as metal halide lamps
To be used as a light source for vehicle and headlights for vehicles.
Use high pressure discharge lamp LP for this kind of application
Power on and off in a short time.
After turning off the high-pressure discharge lamp LP once
Relight without pause (with high pressure discharge lamp hot)
It is necessary to surely start in the so-called hot start
There is. However, high-pressure discharge like metal halide lamps
To start the light LP hot,
It is necessary to apply a high voltage pulse voltage (tens of kV)
It is necessary. Here, means for increasing the high-voltage pulse voltage and
The number of turns of the secondary winding Ns of the high-voltage pulse transformer PT
Or increase the primary side charging voltage.
Had been applied. However, the charging capacitor C11, C 12
Used for the switching element Q 'in the discharge path for discharging the
Are generally replaced by thyristors, triacs, etc.
Since it is a semiconductor switch element represented by
Due to an increase in the inrush current immediately after switch-on
Switch Q 'to prevent destruction of the switch element Q'.
(See JP-A-3-1491).
【0004】一方、メタルハライドランプのような高圧
放電灯は、再始動時において、高圧パルスを印加してブ
レークダウンした後の等価抵抗が初始動時の等価抵抗に
比べて大きいので、十分な電流エネルギを供給できなけ
ればブレークダウンしても安定なアーク放電へ移行でき
ず再起動に失敗してしまうという問題がある。このた
め、メタルハライドランプ等の高圧放電灯を上記用途に
使用するためには、十分な大きさの高圧パルス電圧とブ
レークダウン直後の十分な電流エネルギを供給しつつ、
半導体スイッチ素子の電流ストレスを抑制する必要があ
るが、高圧パルス電圧を大きくするためには高圧パルス
トランスPTの二次巻線Nsの巻数を増やす必要があっ
て高圧パルストランスPTが大きくなってしまい、イグ
ナイタ部が大型化し装置が大型化してしまうという問題
があった。また、二次巻線Nsの巻数が増えると、線間
のストレージキャパシティが増加し、一次側から見た分
布容量が増加するので、半導体スイッチ素子のオン直後
の電流上昇率di/dtが増加して半導体スイッチ素子
が破壊されてしまうことがある。この対策として、スイ
ッチ素子の数を増やしたり、半導体スイッチ素子をdi
/dt耐量の大きな素子(サイリスタやトライアック
等)へ変更したりすると、イグナイタ部が大型化し装置
が大型化してしまうという問題があった。On the other hand, a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp has a sufficient current energy at the time of restart because the equivalent resistance after breakdown by applying a high-voltage pulse is larger than the equivalent resistance at the time of initial startup. However, there is a problem in that restart cannot be performed because stable arc discharge cannot be performed even if a breakdown occurs if the electric power cannot be supplied. For this reason, in order to use a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp in the above application, while supplying a high-voltage pulse voltage having a sufficient magnitude and a sufficient current energy immediately after breakdown,
Although it is necessary to suppress the current stress of the semiconductor switching element, it is necessary to increase the number of turns of the secondary winding Ns of the high-voltage pulse transformer PT in order to increase the high-voltage pulse voltage. However, there has been a problem that the igniter section becomes large and the apparatus becomes large. Further, when the number of turns of the secondary winding Ns increases, the storage capacity between the lines increases, and the distributed capacity as viewed from the primary side increases. Therefore, the current rise rate di / dt immediately after the semiconductor switch element is turned on increases. As a result, the semiconductor switch element may be destroyed. As a countermeasure, increase the number of switch elements or use di
Changing to an element (thyristor, triac, or the like) having a large / dt withstand capability has a problem that the igniter section becomes large and the device becomes large.
【0005】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、メタルハライドランプのような高圧
放電灯の再起動時にも安定点灯することができる小型で
低コストの放電灯点灯装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a compact and low-cost discharge lamp lighting device capable of stably lighting even when a high-pressure discharge lamp such as a metal halide lamp is restarted. Is to provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、電源に接続され放電灯への供給
電力を制御する安定器部と、充電用コンデンサを有し前
記放電灯の起動時に高圧パルスを前記放電灯に印加させ
る高圧パルス発生部及び前記安定器部の出力電圧が入力
され高圧パルス発生用のエネルギを前記充電用コンデン
サへ蓄える充電回路部を具備したイグナイタ部とを備
え、前記高圧パルス発生部が、前記放電灯に直列に二次
巻線が接続された高圧パルストランスを有し、前記充電
用コンデンサ、前記高圧パルストランスの一次巻線、限
流用インピーダンス素子、前記充電用コンデンサの電圧
が所定電圧に上昇するとトリガされる半導体スイッチ素
子の経路で前記充電用コンデンサの電荷が放電される第
1の閉回路と、前記充電用コンデンサ、ダイオード、前
記一次巻線の経路で前記充電用コンデンサの電荷が放電
される第2の閉回路とを有することを特徴とするもので
あり、前記第1の閉回路にて前記充電用コンデンサの電
荷が放電されることによって前記二次巻線に発生する高
圧パルスが前記放電灯に印加され前記放電灯のブレーク
ダウンが起き、その後に前記限流用インピーダンス素子
を介さずに前記第2の閉回路にて前記充電用コンデンサ
の電荷が放電されることによって前記二次巻線に高圧パ
ルスが発生するのでホットスタート時における起動確率
が向上するとともに、ブレークダウン直後の十分な電流
エネルギを前記放電灯へ供給できるようになるから、前
記放電灯をグロー放電から安定なアーク放電へ移行させ
るのに十分な大きさの高圧パルス電圧と電流エネルギを
前記半導体スイッチ素子を大型化することなく供給で
き、その結果、小型で低コストの放電灯点灯装置を実現
することができる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a ballast unit having a ballast unit connected to a power supply for controlling power supplied to a discharge lamp, and a charging capacitor. An igniter unit including a high-voltage pulse generating unit that applies a high-voltage pulse to the discharge lamp when the electric lamp is started and a charging circuit unit that receives an output voltage of the ballast unit and stores energy for generating a high-voltage pulse in the charging capacitor; Wherein the high-voltage pulse generator has a high-voltage pulse transformer with a secondary winding connected in series to the discharge lamp, the charging capacitor, the primary winding of the high-voltage pulse transformer, a current-limiting impedance element, A first closed circuit in which a charge of the charging capacitor is discharged through a path of a semiconductor switch element triggered when a voltage of the charging capacitor rises to a predetermined voltage; An electric capacitor, a diode, and a second closed circuit in which the charge of the charging capacitor is discharged through a path of the primary winding, wherein the charging is performed in the first closed circuit. A high-voltage pulse generated in the secondary winding due to discharge of the charge of the discharge capacitor is applied to the discharge lamp to cause breakdown of the discharge lamp, and thereafter the second pulse is not passed through the current limiting impedance element. Since the high-voltage pulse is generated in the secondary winding by discharging the charge of the charging capacitor in the closed circuit, the starting probability at the time of hot start is improved, and sufficient current energy immediately after the breakdown is increased. A high-voltage pulse voltage large enough to cause the discharge lamp to transition from a glow discharge to a stable arc discharge because it can be supplied to the discharge lamp The current energy can be supplied without increasing the size of the semiconductor switching element, as a result, it is possible to realize a discharge lamp lighting device of small size and low cost.
【0007】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記安定器部は、直流電圧を昇降圧して放電灯への
電力供給を行なう直流コンバータ部と、前記直流コンバ
ータ部の出力電圧を交流電圧に変換して放電灯へ供給す
るインバータ部とで構成されているので、所望の電力供
給を容易に行なうことができる。請求項3の発明は、請
求項1又は請求項2の発明において、前記限流用インピ
ーダンス素子として、可飽型のインダクタンス素子を使
用したので、インダクタンス素子のインピーダンスが大
きいことにより半導体スイッチ素子のオン直後の電流上
昇率を抑制することができ、前記半導体スイッチ素子を
大型化することなしに前記半導体スイッチ素子の破壊を
防止することができる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the ballast section includes a DC converter section for raising and lowering the DC voltage to supply power to the discharge lamp, and an output voltage of the DC converter section. Since it is configured with an inverter unit that converts the voltage into an AC voltage and supplies the AC voltage to the discharge lamp, desired power supply can be easily performed. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a saturable inductance element is used as the current-limiting impedance element. Can be suppressed, and destruction of the semiconductor switch element can be prevented without increasing the size of the semiconductor switch element.
【0008】請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3
の発明において、前記半導体スイッチ素子として、絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタを使用したので、3端
子サイリスタに比べてオン直後の電流上昇率の耐量が大
きいから、高圧パルスの立ち上がりを緩やかにするため
に高圧パルスの立ち上がり時間に大きな影響をもつ二次
巻線の容量成分を大きくしても、限流用インピーダンス
素子を大きくする必要がなく、起動性を向上することが
できる。[0008] The invention of claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
In the invention of the above, since an insulated gate bipolar transistor is used as the semiconductor switch element, the resistance of the current rise rate immediately after the ON is larger than that of the three-terminal thyristor. Therefore, even if the capacitance component of the secondary winding, which has a large effect on the rise time, is increased, the size of the current limiting impedance element does not need to be increased, and the startability can be improved.
【0009】[0009]
(実施形態1)図1に本実施形態の放電灯点灯装置の回
路構成図を示す。本放電灯点灯装置は直流電源Eと、メ
タルハライドランプのような高圧放電灯LPと、安定器
部1と、イグナイタ部2とで構成される。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of a discharge lamp lighting device of the present embodiment. The discharge lamp lighting device includes a DC power supply E, a high-pressure discharge lamp LP such as a metal halide lamp, a ballast unit 1, and an igniter unit 2.
【0010】安定器部1は、高圧放電灯LPへの供給電
力を制御するものであって、直流電源Eの電圧を高圧放
電灯LPの起動及び点灯に必要な電圧まで降圧または昇
圧する直流コンバータ部4(例えば、チョッパ回路、フ
ォワード回路など)と、直流コンバータ部4の出力であ
る直流電圧を交流電圧に変換して高圧放電灯LPに供給
するインバータ部5とで構成されている。The ballast unit 1 controls the power supplied to the high-pressure discharge lamp LP, and reduces or boosts the voltage of the DC power supply E to a voltage required for starting and lighting the high-pressure discharge lamp LP. It comprises a unit 4 (for example, a chopper circuit, a forward circuit, and the like) and an inverter unit 5 that converts a DC voltage output from the DC converter unit 4 into an AC voltage and supplies the AC voltage to the high-pressure discharge lamp LP.
【0011】イグナイタ部2は、高圧放電灯LPを起動
させる時に高圧パルスを発生させてその高圧パルスを高
圧放電灯Lに印加し、アーク放電へ移行させる働きをす
る起動装置であって、インバータ部5の出力電圧を昇圧
し高圧パルス発生用のエネルギを充電用のコンデンサC
2 へ充電する充電回路部としての昇圧回路3と、インバ
ータ部5の出力端に並列に接続されインバータ部5への
高圧パルスの印加を防ぐ高周波バイパス用コンデンサC
1 と、高圧パルストランスPTと、高圧パルストランス
PTの一次巻線Npの一端に接続され後述の半導体スイ
ッチ素子への突入電流を抑制するための可飽和型の限流
用インダクタンス素子Lと、限流用インダクタンス素子
Lに直列に接続された例えば3端子サイリスタのような
半導体スイッチ素子Qと、限流用インダクタンス素子L
と半導体スイッチ素子Qとの直列回路に並列に接続され
たダイオードDとを備えている。ここで、半導体スイッ
チ素子Qは、コンデンサC2 の両端電圧VC2が所定値に
達した時に、昇圧回路3からのトリガ信号(ゲート信
号)によってオンされる。半導体スイッチ素子Qとして
は3端子サイリスタの替わりに、制御端子を有する絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタ(Insulated-Gate Bip
olar Transistor : IGBT) 、MOS制御サイリスタ(MO
S Controlled Thyristor : MCT) 、MAGT(MOS-Asis
ted Gate-triggered Thyristor)等のパワー半導体スイ
ッチ素子を用いてもよい。The igniter unit 2 is a starting device that generates a high-voltage pulse when starting the high-pressure discharge lamp LP, applies the high-voltage pulse to the high-pressure discharge lamp L, and shifts to arc discharge. Capacitor C for charging the energy for generating the high-voltage pulse by boosting the output voltage of
And a high-frequency bypass capacitor C connected in parallel to the output terminal of the inverter unit 5 to prevent application of a high-voltage pulse to the inverter unit 5.
1 , a high-voltage pulse transformer PT, a saturable current-limiting inductance element L connected to one end of the primary winding Np of the high-voltage pulse transformer PT for suppressing an inrush current to a semiconductor switch element described later, A semiconductor switch element Q such as a three-terminal thyristor connected in series to the inductance element L;
And a diode D connected in parallel to a series circuit of the semiconductor switching element Q and the semiconductor switching element Q. Here, the semiconductor switch element Q is turned on by a trigger signal (gate signal) from the booster circuit 3 when the voltage V C2 across the capacitor C 2 reaches a predetermined value. As the semiconductor switching element Q, an insulated gate bipolar transistor (Insulated-Gate Bip) having a control terminal instead of a three-terminal thyristor is used.
olar Transistor: IGBT), MOS control thyristor (MO
S Controlled Thyristor: MCT), MGT (MOS-Asis)
A power semiconductor switching element such as a ted Gate-triggered Thyristor) may be used.
【0012】なお、直流電源Eは、商用電源を整流平滑
して得てもよい。また、商用電源により点灯させる場合
は、銅鉄型の安定器(いわゆる銅鉄バラスト)を介して
前記商用電源に高圧放電灯LPを接続し、高圧放電灯L
Pにイグナイタ部2を接続すればよい。以下、本実施形
態の動作を説明する。Note that the DC power supply E may be obtained by rectifying and smoothing a commercial power supply. In the case of lighting with a commercial power supply, a high-pressure discharge lamp LP is connected to the commercial power supply via a copper-iron type ballast (a so-called copper ballast).
The igniter unit 2 may be connected to P. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
【0013】まず高圧放電灯LPの始動時においては、
直流電源Eが投入されると、直流電源Eの電圧を直流コ
ンバータ部4及びインバータ部5を介して昇圧した電圧
がコンデンサC1 の両端へ印加される。ここで、コンデ
ンサC1 の両端電圧VC1は、高圧放電灯LPの始動に必
要な無負荷二次電圧VC1(0) (アーク放電に移行するの
に十分なエネルギを供給するために定常点灯時の電圧よ
りも高い電圧)まで充電される。コンデンサC1 の両端
電圧が無負荷二次電圧VC1(0) まで昇圧されると、この
無負荷二次電圧VC1(0) が高圧パルストランスPTの二
次巻線Nsを介して高圧放電灯LPの両端へ印加される
と同時に、昇圧回路3を介してコンデンサC2 へ充電さ
れる。ここに、高圧放電灯LPが35W〜250W程度
のメタルハライドランプである場合、この無負荷二次電
圧VC1(0) は、280V〜380V程度にするのが望ま
しい。First, when starting the high pressure discharge lamp LP,
When the DC power source E is turned on, the voltage voltage boosted via a DC converter 4 and the inverter section 5 to the DC power source E is applied to both ends of the capacitor C 1. Here, the voltage V C1 across the capacitor C 1 is equal to the no-load secondary voltage V C1 (0) required to start the high-pressure discharge lamp LP (steady lighting to supply sufficient energy to shift to arc discharge ). (The voltage higher than the voltage at the time). When the voltage across the capacitor C 1 is boosted up to a no-load secondary voltage V C1 (0), the no-load secondary voltage V C1 (0) is a high pressure discharge through the secondary winding Ns of the high-voltage pulse transformer PT The voltage is applied to both ends of the lamp LP, and at the same time, the capacitor C 2 is charged via the booster circuit 3. Here, when the high-pressure discharge lamp LP is a metal halide lamp of about 35 W to 250 W, it is desirable that the no-load secondary voltage V C1 (0) be about 280 V to 380 V.
【0014】コンデンサC2 が所定値まで充電される
と、昇圧回路3内のトリガ素子によって半導体スイッチ
素子Qがオンされる。つまり、トリガ素子から半導体ス
イッチ素子Qであるサイリスタのゲートにゲート信号が
与えられ、半導体スイッチ素子Qがオンする。すると、
コンデンサC2 に蓄積されていた電荷が、まず、コンデ
ンサC2 →高圧パルストランスPTの一次巻線Np→限
流用インダクタンス素子L→半導体スイッチ素子Q→コ
ンデンサC2 の経路で流れる。この時、高圧パルストラ
ンスPTの二次巻線Nsには高圧パルスが発生し、この
高圧パルスはインバータ部5の出力電圧に重畳して高圧
パルストランスPTの二次巻線Nsに直列に接続してい
る高圧放電灯LPの両端に印加される。高圧放電灯LP
はこの高圧パルスの印加によりブレークダウンして放電
を開始する。When the capacitor C 2 is charged to a predetermined value, the semiconductor switch element Q is turned on by a trigger element in the booster circuit 3. That is, a gate signal is given from the trigger element to the gate of the thyristor which is the semiconductor switching element Q, and the semiconductor switching element Q is turned on. Then
Charges accumulated in the capacitor C 2 is first flows through a path of the capacitor C 2 → primary winding Np → limit of the high-voltage pulse transformer PT diverted inductance element L → the semiconductor switching element Q → capacitor C 2. At this time, a high-voltage pulse is generated in the secondary winding Ns of the high-voltage pulse transformer PT, and this high-voltage pulse is superimposed on the output voltage of the inverter unit 5 and connected in series to the secondary winding Ns of the high-voltage pulse transformer PT. Is applied to both ends of the high-pressure discharge lamp LP. High pressure discharge lamp LP
Breaks down by the application of this high voltage pulse and starts discharging.
【0015】次に、コンデンサC2 が高圧パルストラン
スPTの一次巻線Npとの共振により逆極性に充電され
た後、コンデンサC2 →ダイオードD→高圧パルストラ
ンスPTの一次巻線Np→コンデンサC2 の経路で放電
が行なわれる。ところで、本放電灯点灯装置では上述の
ように限流用インダクタンス素子と半導体スイッチ素子
との直列回路に並列にダイオードDを接続してあるが、
このダイオードDは、電流上昇率di/dtの定格が大
きなものを使用しており、限流要素を接続する必要がな
い。このため、本放電灯点灯装置では、ダイオードDが
接続してあることにより、ブレークダウン後に、限流用
インダクタンス素子Lを介さずにダイオードDを介して
高圧パルストランスPTの一次巻線Npに電流を流すこ
とができるので、ブレークダウン直後の十分な電流エネ
ルギを供給できるのである。また、ダイオードDを介し
て高圧パルストランスPTの一次巻線Npに流れる電流
によって二次巻線Nsに発生する高圧パルスのピーク値
を大きくすることができるのである。Next, after the capacitor C 2 is charged to the opposite polarity by resonance with the primary winding Np of the high-voltage pulse transformer PT, the capacitor C 2 → diode D → primary winding Np of the high-voltage pulse transformer PT → capacitor C Discharge is performed in path 2 . By the way, in the present discharge lamp lighting device, the diode D is connected in parallel to the series circuit of the current limiting inductance element and the semiconductor switch element as described above.
As the diode D, a diode having a high current rise rate di / dt is used, and there is no need to connect a current limiting element. Therefore, in the present discharge lamp lighting device, since the diode D is connected, after the breakdown, a current is supplied to the primary winding Np of the high-voltage pulse transformer PT via the diode D without passing through the current-limiting inductance element L. Since the current can flow, sufficient current energy can be supplied immediately after the breakdown. Further, the peak value of the high voltage pulse generated in the secondary winding Ns by the current flowing through the primary winding Np of the high voltage pulse transformer PT via the diode D can be increased.
【0016】高圧パルストランスPの二次巻線Nsに発
生する高圧パルス電圧Vpは図2(a)に、半導体スイ
ッチ素子Qに流れる電流IQ は図2(b)に、ダイオー
ドDに流れる電流ID は図2(c)に、それぞれ示すよ
うな波形(実測波形)になる。ここで、本実施形態で
は、ダイオードDが接続されていることにより、図2
(a)に示すように、パルストランスPTの二次巻線N
sに発生する高圧パルス電圧が第1半周期のピーク値を
VLP1 、第2半周期のピーク値をVLP2 とすると、V
LP1 ≦VLP2 とすることができる。このため、従来例に
おいては第1半周期以降のパルスの大きさが減衰するの
に比べ、本放電灯点灯装置ではVLP1 ≦VLP2とするこ
とにより高圧放電灯LPのブレークダウンする確率が大
きくなる。また、電流ID の経路に限流要素を接続する
必要がないため、電流ID のピーク値も大きくとれ、第
1半周期のピーク値付近で高圧放電灯LPがブレークダ
ウンした後のイグナイタ部2の電流エネルギの押し込み
も十分に行なうことができるから、ブレークダウン直後
のグロー放電からアーク放電への移行をスムーズに行な
うことができ、起動の成功確率が従来例に比べて大幅に
向上するのである。なお、本実施形態では、限流用イン
ピーダンス素子として可飽和型のインダクタンス素子L
を使用しているので、インダクタンス素子Lのインピー
ダンスが大きいことにより半導体スイッチ素子Qのオン
直後の電流上昇率di/dtを抑制することができ、半
導体スイッチ素子Qを大型化することなしに半導体スイ
ッチ素子Qの破壊を防止することができる。The high-voltage pulse voltage Vp generated in the secondary winding Ns of the high-voltage pulse transformer P is shown in FIG. 2A, the current IQ flowing in the semiconductor switching element Q is shown in FIG. ID has a waveform (actually measured waveform) as shown in FIG. Here, in the present embodiment, since the diode D is connected, FIG.
As shown in (a), the secondary winding N of the pulse transformer PT
Assuming that the peak value of the high-voltage pulse generated in the first half cycle is V LP1 and the peak value of the second half cycle is V LP2 , V
LP1 ≦ V LP2 can be satisfied . For this reason, in the conventional example, the magnitude of the pulse after the first half cycle is attenuated, but in the present discharge lamp lighting device, the breakdown probability of the high pressure discharge lamp LP is increased by setting V LP1 ≦ V LP2. Become. Moreover, since there is no need to connect a current limiting element in the path of current I D, the peak value of the current I D also made large, the igniter portion after the high-pressure discharge lamp LP is broken down near the peak value of the first half cycle 2, since the transition from glow discharge to arc discharge immediately after breakdown can be performed smoothly, and the probability of successful start-up is greatly improved as compared with the conventional example. is there. In the present embodiment, a saturable inductance element L is used as a current limiting impedance element.
Since the impedance of the inductance element L is large, the current rise rate di / dt immediately after the semiconductor switch element Q is turned on can be suppressed, and the semiconductor switch element can be switched without increasing the size of the semiconductor switch element Q. The destruction of the element Q can be prevented.
【0017】而して、本放電灯点灯装置では、半導体ス
イッチ素子Qを大型化することなしにメタルハライドラ
ンプのような高圧放電灯LPを瞬時に再始動させること
ができるイグナイタ部2を実現できるので、小型で低コ
ストの放電灯点灯装置を実現できるのである。 (実施形態2)図3に本実施形態の放電灯点灯装置のイ
グナイタ部2の回路構成図を示す。なお、その他の回路
構成は実施形態1と同じなので、図示及び説明を省略す
る。Thus, in the present discharge lamp lighting device, it is possible to realize the igniter section 2 which can instantaneously restart the high-pressure discharge lamp LP such as a metal halide lamp without increasing the size of the semiconductor switch element Q. Thus, a compact and low-cost discharge lamp lighting device can be realized. (Embodiment 2) FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of the igniter section 2 of the discharge lamp lighting device of the present embodiment. Since other circuit configurations are the same as those of the first embodiment, illustration and description are omitted.
【0018】イグナイタ部2は、昇圧部21と、トリガ
部22と、放電部23とで構成される。本放電灯点灯装
置は、放電部23において、高圧パルストランスPTの
一次巻線Npへ印加される電圧を大きくするために、例
えば3端子サイリスタのようなトリガ可能な半導体スイ
ッチ素子Q6 と、例えばサイダックのような電圧応答型
スイッチ素子Q7 との直列回路を限流用インピーダンス
素子としての可飽和型のインダクタンス素子L3 に直列
接続してある。ここで、本実施形態では、スイッチ素子
Q7 を接続したことにより、コンデンサC3 の充電電圧
を大きくしている。The igniter 2 comprises a booster 21, a trigger 22, and a discharger 23. This discharge lamp lighting device, the discharge unit 23, in order to increase the voltage applied to the primary winding Np of the high-voltage pulse transformer PT, a triggerable semiconductor switching element Q 6, such as 3-terminal thyristor, for example the series circuit of the voltage response type switching element Q 7 as SIDAC the inductance element L 3 saturable type as current limiting impedance elements are connected in series. In the present embodiment, by connecting the switching element Q 7, it is to increase the charging voltage of the capacitor C 3.
【0019】昇圧部21は、フライバックコンバータに
より構成され、フライバックトランスTの一次巻線とイ
ンバータ部5(図1参照)との間に接続してあるスイッ
チ素子Q9 を所定周期でオンオフしており、スイッチ素
子Q9 のオン時にフライバックトランスTに一次巻線を
介してエネルギを蓄積し、スイッチ素子Q9 のオフの時
にフライバックトランスTの二次巻線とダイオードD2
を介してエネルギをコンデンサC3 へ放出する。The booster 21 is composed of a flyback converter, and off the switching element Q 9 which is connected between the primary winding and the inverter section of the flyback transformer T 5 (see FIG. 1) at a predetermined cycle and has, switching element to accumulate energy through the primary winding in the flyback transformer T during on of Q 9, of the flyback transformer T when the off switch element Q 9 secondary winding and the diode D 2
Energy through the release into the capacitor C 3.
【0020】トリガ部22は、コンデンサC3 が充電さ
れ、コンデンサC3 の両端電圧VC3が所定値に達すると
トリガ素子Q8 がオンする。すると、放電部23では、
半導体スイッチ素子Q6 がオンするので、スイッチ素子
Q7 の両端電圧が急激に上昇してブレークダウンし、ス
イッチ素子Q7 もオンする。ところで、本放電灯点灯装
置では、メタルハライドランプのような高圧放電灯LP
の無負荷時(非点灯状態)において、高圧放電灯LPに
印加される直流バイアス電圧VC2の極性と、高圧パルス
電圧の第1周期のピーク値の極性が逆向きになるので、
このピーク値付近でブレークダウンした後の押し込み電
流を、直流バイアスの向きとダイオードDに流れる電流
ID の向きとが一致することにより、十分に大きくとる
ことが容易になるのである。The trigger portion 22 is charged capacitor C 3, the trigger element Q 8 When the voltage across V C3 of the capacitor C 3 has reached the predetermined value is turned on. Then, in the discharge unit 23,
Since the semiconductor switching element Q 6 is turned on, and break down voltage across the switching element Q 7 rises sharply, also on switch element Q 7. By the way, in this discharge lamp lighting device, a high pressure discharge lamp LP such as a metal halide lamp is used.
When no load is applied (non-lighting state), the polarity of the DC bias voltage V C2 applied to the high-pressure discharge lamp LP is opposite to the polarity of the peak value of the first cycle of the high-voltage pulse voltage.
When the direction of the DC bias matches the direction of the current ID flowing through the diode D, it is easy to make the pushing current after the breakdown near the peak value sufficiently large.
【0021】なお、本実施形態では、昇圧部21をフラ
イバックコンバータで構成しているが、他励式でも自励
式(RCC)でも良い。 (実施形態3)図4に本実施形態の放電灯点灯装置の回
路構成図を示す。本放電灯点灯装置は、直流電源Eと、
直流コンバータ部4と、インバータ部5と、イグナイタ
部2と、メタルハライドランプのような高圧放電灯LP
と、直流コンバータ部4のスイッチ素子Q1 及びインバ
ータ部5のスイッチ素子Q2 〜Q5 を駆動制御する制御
部10とで構成される。なお、d2 〜d4 は、各スイッ
チ素子Q2 〜Q5 の寄生ダイオードである。In the present embodiment, the booster 21 is constituted by a flyback converter, but may be a separately excited type or a self-excited type (RCC). (Embodiment 3) FIG. 4 shows a circuit configuration diagram of a discharge lamp lighting device of the present embodiment. This discharge lamp lighting device includes a DC power supply E,
DC converter unit 4, inverter unit 5, igniter unit 2, and high-pressure discharge lamp LP such as a metal halide lamp
When, and a control unit 10 that drives and controls the switching element Q 2 to Q 5 of the switch element Q 1 and the inverter section 5 of the DC converter 4. Incidentally, d 2 to d 4 is the parasitic diode of the switching element Q 2 to Q 5.
【0022】直流コンバータ部4は、直流電源Eにフラ
イバックトランスTの一次巻線N1を介してスイッチ素
子Q1 を接続し、フライバックトランスTの二次巻線N
2 にはダイオードD1 介してコンデンサC1 を接続し、
このコンデンサC1 と二次巻線N2 との接続点は出力電
流検出用の抵抗R1 を介して直流電源Eの負極側に接続
している。コンデンサC1 と抵抗R1 との直列回路に
は、抵抗R2 と抵抗R3とからなる分圧回路を接続し、
この分圧回路により直流コンバータ部4の出力電圧が制
御部10に入力されるようになっている。ここで、直流
コンバータ部4は、直流電源Eが自動車用のバッテリで
ある場合には直流電源Eの電圧VE が12V程度である
ため、スイッチ素子Q1 を高周波(例えば、数十kHz
〜300kHzの周波数)でオンオフさせることによっ
て、高圧放電灯LPの起動及び点灯に必要な電圧(例え
ば、300V、120V)まで昇圧する。The DC converter section 4 connects the switching element Q 1 to the DC power supply E via the primary winding N 1 of the flyback transformer T, and connects the secondary winding N of the flyback transformer T
2 is connected with a capacitor C 1 through a diode D 1 ,
The connection point of the capacitor C 1 and the secondary winding N 2 is connected to the negative electrode side of the DC power source E through the resistor R 1 for detecting the output current. The series circuit of the capacitor C 1 and resistor R 1, and connected to the resistor R 2 the resistance R 3 Metropolitan voltage dividing circuit composed of,
The output voltage of the DC converter unit 4 is input to the control unit 10 by the voltage dividing circuit. Here, the DC converter 4, since the DC power source E is about 12V voltage V E of the DC power source E when a battery for a motor vehicle, the switching element Q 1 high frequency (e.g., several tens of kHz
By turning on and off at a frequency of about 300 kHz, the voltage is raised to a voltage (for example, 300 V, 120 V) necessary for starting and lighting the high-pressure discharge lamp LP.
【0023】なお、本実施形態では、直流コンバータ部
4をいわゆるフライバックコンバータで構成したが、直
流電源Eの電圧VE の値に応じて、昇圧チョッパ回路、
フォワードコンバータ、プッシュプルコンバータ等を使
用してもよい。インバータ部5は、いわゆるフルブリッ
ジ式インバータよりなり、4個のスイッチ素子Q2 〜Q
5 をブリッジ接続しイグナイタ部2を介して高圧放電灯
LPに接続される。インバータ部5は、スイッチ素子Q
2 ,Q5 がオンでスイッチ素子Q3 ,Q4 がオフの状態
と、スイッチ素子Q2 ,Q5 がオフでスイッチ素子
Q3,Q4 がオンの状態と、を交互に低周波(例えば、
数十Hz〜数百Hz)で繰り返し、低周波の略矩形波電
圧を出力するものである。[0023] In this described embodiment, the DC converter unit 4 in a so-called flyback converter, in accordance with the value of the voltage V E of the DC power source E, the step-up chopper circuit,
A forward converter, a push-pull converter, or the like may be used. The inverter unit 5 is formed of a so-called full-bridge type inverter, and includes four switch elements Q 2 to Q 2.
5 is connected to the high-pressure discharge lamp LP via the igniter unit 2 by a bridge connection. The inverter unit 5 includes a switch element Q
2, Q 5 and the switching element Q 3, Q 4 is off is on, the switch element Q 2, Q 5 is the switch element Q 3 off, Q 4 is turned on and a low alternating frequency (e.g. ,
This is repeated at several tens Hz to several hundred Hz), and outputs a low-frequency substantially rectangular wave voltage.
【0024】イグナイタ部2は、インバータ部5のスイ
ッチ素子Q2 とスイッチ素子Q3 との接続点と、スイッ
チ素子Q4 とスイッチ素子Q5 との接続点との間に、ノ
イズフィルタ用のインダクタL1 ,L2 を介して接続さ
れているバイパス用のコンデンサC2 に並列に接続され
るもので、具体的にはコンデンサC2 の両端に発生する
交番電圧の例えば正の半波でダイオードD2 、抵抗R5
を介してコンデンサC 3 を充電し、負の半波でコンデン
サC4 をダイオードD3 、抵抗R6 を介して充電し、両
コンデンサC3 ,C4 の電圧を加算する倍電圧充電回路
と、両コンデンサC3 ,C4 の直列回路にIGBTより
なる半導体スイッチ素子Q6 及び限流用インダクタンス
素子L3 を介して一次巻線Npを接続し、二次巻線Ns
を高圧放電灯LPを介してコンデンサC2 の両端に接続
した高圧パルストランスPTと、両コンデンサC3 ,C
4 の直列回路に並列に接続された抵抗R7 とコンデンサ
C 4 との直列回路と、抵抗R7 とコンデンサC4 との接
続点と半導体スイッチ素子Q6 のゲートとの間に接続さ
れた例えばSBSのようなトリガ素子Q7 と、半導体ス
イッチ素子Q6 のゲート・ソース間に接続された抵抗R
8 と、限流用インダクタンス素子L3 及び半導体スイッ
チ素子Q6 の直列回路に並列に接続される回生用ダイオ
ードD4 とで構成されている。ここで、イグナイタ部2
は、トリガ素子Q7 がオンした時に半導体スイッチ素子
Q6 がオンし、コンデンサC3 ,C4の電荷を高圧パル
ストランスPTの一次巻線Npを介して放出させ、高圧
パルストランスPTの二次巻線Nsに高圧パルスを発生
するようになっている。The igniter unit 2 is a switch of the inverter unit 5.
Switch QTwoAnd switch element QThreeConnection point and switch
H element QFourAnd switch element QFiveBetween the connection point
Inductor L for noise filter1, LTwoConnected via
Bypass capacitor CTwoConnected in parallel to
Specifically, the capacitor CTwoOccur at both ends of
For example, a diode D with a positive half-wave of the alternating voltageTwo, Resistance RFive
Through the capacitor C ThreeCharge the condensate with a negative half-wave
Sa CFourTo diode DThree, Resistance R6Charge via both
Capacitor CThree, CFourDouble voltage charging circuit that adds the voltage of
And both capacitors CThree, CFourFrom IGBT to series circuit
Semiconductor switch element Q6And current limiting inductance
Element LThreeTo the primary winding Np, and the secondary winding Ns
To the condenser C via the high-pressure discharge lamp LPTwoConnect to both ends of
High-voltage pulse transformer PT and both capacitors CThree, C
FourR connected in parallel to the series circuit of7And capacitors
C FourAnd a resistor R7And capacitor CFourContact with
Connection point and semiconductor switch element Q6Connected between the gate
Trigger element Q such as SBS7And semiconductors
Switch element Q6R connected between the gate and source of the
8And the current limiting inductance element LThreeAnd semiconductor switches
H element Q6Regenerative diode connected in parallel to the series circuit of
Code DFourIt is composed of Here, the igniter unit 2
Is the trigger element Q7Semiconductor switch element when
Q6Turns on and the capacitor CThree, CFourThe charge of the high-pressure pal
Discharge through the primary winding Np of the
Generates a high-voltage pulse in the secondary winding Ns of the pulse transformer PT
It is supposed to.
【0025】制御部10は、上記分圧回路により分圧検
出される直流コンバータ部4の出力電圧に比例した電圧
と、抵抗R1 に流れる出力電流に比例して発生する抵抗
R1の両端電圧とに基づいてスイッチ素子Q1 をオンオ
フさせるスイッチング周波数又はオンデューティを制御
する。また、制御部10は、インバータ部5のスイッチ
素子Q2 〜Q5 の各ゲートにも接続されており、スイッ
チ素子Q2 〜Q5 のオンオフを上述のように制御する。The control unit 10 includes a voltage proportional to the output voltage of the DC converter 4 detected by the voltage dividing circuit and a voltage across the resistor R 1 generated in proportion to the output current flowing through the resistor R 1 . controlling the switching frequency or the on-duty turning on and off the switching element Q 1 on the basis of and. The control unit 10 is also connected to the gates of the switching element Q 2 to Q 5 of the inverter section 5, and controls on and off of switching element Q 2 to Q 5 as described above.
【0026】以下、本放電灯点灯装置の動作を簡単に説
明する。ランプ無負荷時(非点灯状態では)、インバー
タ部5の出力電圧は低周波交番しており、高圧放電灯L
Pの両端には図5(a)の左部に示すように低周波の略
矩形波電圧(VLP)が印加されている。この時、イグナ
イタ部2のコンデンサC 3 ,C4 は、倍電圧充電回路の
コンデンサとして充電される。すなわち、コンデンサC
2 の両端電圧VC2の極性が図中の矢印の方向である場合
は、コンデンサC 2 →ダイオードD2 →抵抗R5 →コン
デンサC3 →抵抗R4 →コンデンサC2 の経路で充電が
行なわれ、コンデンサC2 の両端電圧VC2の極性が図中
の矢印と逆である場合は、コンデンサC2 →抵抗R4 →
コンデンサC4 →抵抗R6 →ダイオードD3 →コンデン
サC2 の経路で充電が行なわれる。The operation of the discharge lamp lighting device will be briefly described below.
I will tell. When the lamp is not loaded (in the non-lighting state), the invar
The output voltage of the high-pressure discharge lamp L
As shown in the left part of FIG.
Square wave voltage (VLP) Is applied. At this time, Igna
Capacitor C of iter part 2 Three, CFourOf the double voltage charging circuit
Charged as a capacitor. That is, the capacitor C
TwoVoltage VC2Is the direction of the arrow in the figure
Is the capacitor C Two→ Diode DTwo→ resistance RFive→ Con
Densa CThree→ resistance RFour→ Capacitor CTwoCharging on the route
The capacitor CTwoVoltage VC2Polarity in the figure
If the direction is opposite to the arrow, the capacitor CTwo→ resistance RFour→
Capacitor CFour→ resistance R6→ Diode DThree→ Conden
Sa CTwoThe charging is performed through the route.
【0027】コンデンサC3 ,C4 の両端電圧が所定値
(例えば、100V)まで充電されると、トリガ素子Q
7 がオンして、その結果、半導体スイッチ素子Q6 のゲ
ートに電圧が供給されて半導体スイッチ素子Q6 もオン
する。この時は、まず、コンデンサC3 →高圧パルスト
ランスPTの一次巻線Np→限流用インダクタンス素子
L3 →半導体スイッチ素子Q6 →コンデンサC4 の経路
で電流が流れ、図5(a)に示すような高圧パルスA
(ピーク値VLP1 )が高圧放電灯LPに印加される。な
お、半導体スイッチ素子Q6 のオン直後に半導体スイッ
チ素子Q6 の主端子間に流れる突入電流は、限流用イン
ダクタンス素子L 3 によって抑制されるので、半導体ス
イッチ素子Q6 をdi/dt耐量の大きな大型の素子に
変更しなくても半導体スイッチ素子Q6 の破壊を防止す
ることができる。Capacitor CThree, CFourIs the predetermined value
(For example, 100 V), the trigger element Q
7Is turned on, and as a result, the semiconductor switching element Q6No
Voltage is supplied to the semiconductor switching element Q6Also on
I do. At this time, first, the capacitor CThree→ High pressure pulse
Primary winding Np of lance PT → inductance element for current limiting
LThree→ Semiconductor switch element Q6→ Capacitor CFourPath
Causes a high-current pulse A as shown in FIG.
(Peak value VLP1) Is applied to the high pressure discharge lamp LP. What
Contact, semiconductor switch element Q6Semiconductor switch immediately after
H element Q6The inrush current flowing between the main terminals of the
Ductance element L ThreeSemiconductor semiconductor
Switch element Q6To large elements with large di / dt resistance
Semiconductor switch element Q without change6Prevent the destruction of
Can be
【0028】次に、イグナイタ部2では、限流用インダ
クタンス素子L3 を介さずに高圧パルストランスPTの
一次巻線Npへ直接流れる経路、つまり、コンデンサC
4 →ダイオードD4 →高圧パルストランスPTの一次巻
線Np→コンデンサC3 →コンデンサC4 の経路で電流
が流れるので、実施形態1、2と同様の効果が得られ
る。Next, the igniter unit 2, through current limiting inductance element L 3 directly to the primary winding Np of the high-voltage pulse transformer PT without passing through the path, that is, the capacitor C
4 → diode D 4 → primary winding Np of high voltage pulse transformer PT → capacitor C 3 → current flows through the path of capacitor C 4 , so that the same effects as in the first and second embodiments can be obtained.
【0029】また、本実施形態では、半導体スイッチ素
子Q6 として、3端子サイリスタに比べてオン直後のd
i/dt耐量が大きいIGBTを用いているので、高圧
パルスの立ち上がりを緩やかにするために高圧パルスの
立ち上がり時間に大きな影響をもつ二次巻線Nsの容量
成分を大きくしても、限流用インダクタンス素子L3の
値は大きくする必要がなく、起動性が向上するのであ
る。Further, in the present embodiment, as the semiconductor switching element Q 6, immediately after the on-compared to 3-terminal thyristor d
Since an IGBT having a large i / dt resistance is used, even if the capacitance component of the secondary winding Ns, which has a large effect on the rise time of the high-voltage pulse, is increased in order to moderate the rise of the high-voltage pulse, the current-limiting inductance can be increased. the value does not need to increase the element L 3, it is to improve the startability.
【0030】したがって、高圧放電灯LPは最初の高圧
パルスAで放電され、その後アーク放電へ移行して安定
点灯するので、高圧放電灯LPに流れるランプ電流IL
は、図5(b)に示すようにパルス的に変化した後略一
定の電流が流れるようになる。 (実施形態4)本実施形態の基本構成は実施形態3と略
同じであり、その特徴とするところはイグナイタ部2の
回路構成にあるので、イグナイタ部2についてのみ説明
し、その他の回路構成及びその動作については説明を省
略する。Accordingly, the high-pressure discharge lamp LP is discharged by the first high-pressure pulse A, and thereafter shifts to arc discharge and is stably lit. Therefore, the lamp current I L flowing through the high-pressure discharge lamp LP
As shown in FIG. 5B, a substantially constant current flows after a pulse-like change. (Embodiment 4) The basic configuration of the present embodiment is substantially the same as that of Embodiment 3, and the feature thereof lies in the circuit configuration of the igniter unit 2. Therefore, only the igniter unit 2 will be described. The description of the operation is omitted.
【0031】ところで、実施形態3の放電灯点灯装置で
は、イグナイタ部2において放電開始スイッチの機能を
もつ半導体スイッチ素子Q6 として、IGBTを使用し
ているので、半導体スイッチ素子Q6 の主端子間に流れ
るパルス電流のピーク値は、ゲート電圧に基づいて決ま
る。本実施形態におけるイグナイタ部2は、図6に示す
ように、抵抗R12と抵抗R 13との直列回路と、抵抗R13
の両端に接続されたコンデンサC6 とで構成されるトリ
ガ用タイマ回路を、コンデンサC5 とトリガ素子Q9 と
の間に接続したものであり、トリガ用タイマ回路のコン
デンサC6 の両端電圧が所定値以上になると、トリガ素
子Q9 がオンする。トリガ素子Q9 すると、スイッチ素
子Q8 がオンして、その後、スイッチ素子Q7 がオン
し、コンデンサC5 に充電されたドライブ電圧がIGB
Tよりなる半導体スイッチ素子Q6 のゲートに印加さ
れ、半導体スイッチ素子Q6 が直ちにオンする。By the way, in the discharge lamp lighting device of the third embodiment,
Indicates the function of the discharge start switch in the igniter unit 2.
Semiconductor switching element Q6Use IGBT as
The semiconductor switching element Q6Flow between the main terminals
The peak value of the pulse current is determined based on the gate voltage.
You. The igniter unit 2 in the present embodiment is shown in FIG.
So, the resistance R12And resistance R 13And a resistor R13
C connected to both ends of6Bird consisting of
The timer circuit for the batteryFiveAnd trigger element Q9When
Between the trigger timer circuit
Densa C6When the voltage across the
Child Q9Turns on. Trigger element Q9Then switch element
Child Q8Turns on, and then the switching element Q7Is on
And capacitor CFiveDrive voltage charged to IGB
Semiconductor switching element Q made of T6Applied to the gate
And the semiconductor switching element Q6Turns on immediately.
【0032】ここで、コンデンサC5 の両端電圧を
VC5、コンデンサC6 の両端電圧をVC6とすると、VC5
>VC6であるため、実施形態3の場合(図4参照)に比
べて半導体スイッチ素子Q6 のゲート電圧を大きくする
ことができ、半導体スイッチ素子Q6 のピーク電流の上
限が大きくとれるから、限流用インダクタンス素子L3
及び高圧パルストランスPTを小型化することができ、
装置の小型化が可能となるのである。[0032] Here, the voltage across V C5 of the capacitor C 5, when the voltage across the capacitor C 6 and V C6, V C5
> For a V C6, in the embodiment 3 can increase the gate voltage of the semiconductor switching element Q 6 compared to (see FIG. 4), since the upper limit of the peak current of the semiconductor switching element Q 6, can be increased, Current limiting inductance element L 3
And the high-voltage pulse transformer PT can be reduced in size,
The device can be reduced in size.
【0033】[0033]
【発明の効果】請求項1の発明は、電源に接続され放電
灯への供給電力を制御する安定器部と、充電用コンデン
サを有し前記放電灯の起動時に高圧パルスを前記放電灯
に印加させる高圧パルス発生部及び前記安定器部の出力
電圧が入力され高圧パルス発生用のエネルギを前記充電
用コンデンサへ蓄える充電回路部を具備したイグナイタ
部とを備え、前記高圧パルス発生部が、前記放電灯に直
列に二次巻線が接続された高圧パルストランスを有し、
前記充電用コンデンサ、前記高圧パルストランスの一次
巻線、限流用インピーダンス素子、前記充電用コンデン
サの電圧が所定電圧に上昇するとトリガされる半導体ス
イッチ素子の経路で前記充電用コンデンサの電荷が放電
される第1の閉回路と、前記充電用コンデンサ、ダイオ
ード、前記一次巻線の経路で前記充電用コンデンサの電
荷が放電される第2の閉回路とを有するので、前記第1
の閉回路にて前記充電用コンデンサの電荷が放電される
ことによって前記二次巻線に発生する高圧パルスが前記
放電灯に印加され前記放電灯のブレークダウンが起き、
その後に前記限流用インピーダンス素子を介さずに前記
第2の閉回路にて前記充電用コンデンサの電荷が放電さ
れることによって前記二次巻線に高圧パルスが発生する
のでホットスタート時における起動確率が向上するとと
もに、ブレークダウン直後の十分な電流エネルギを前記
放電灯へ供給できるようになるから、前記放電灯をグロ
ー放電から安定なアーク放電へ移行させるのに十分な大
きさの高圧パルス電圧と電流エネルギを前記半導体スイ
ッチ素子を大型化することなく供給でき、その結果、小
型で低コストの放電灯点灯装置を実現することができる
という効果がある。According to the first aspect of the present invention, there is provided a ballast unit which is connected to a power supply and controls power supplied to a discharge lamp, and has a charging capacitor and applies a high-voltage pulse to the discharge lamp when the discharge lamp is started. And an igniter unit including a charging circuit unit that receives the output voltage of the ballast unit and stores energy for generating a high-voltage pulse in the charging capacitor. A high-voltage pulse transformer with a secondary winding connected in series to the light,
The charge of the charging capacitor is discharged through a path of the charging capacitor, a primary winding of the high-voltage pulse transformer, a current limiting impedance element, and a semiconductor switch element triggered when the voltage of the charging capacitor rises to a predetermined voltage. A first closed circuit, and a second closed circuit in which the charge of the charging capacitor is discharged through a path of the charging capacitor, the diode, and the primary winding.
A high voltage pulse generated in the secondary winding is applied to the discharge lamp by discharging the charge of the charging capacitor in a closed circuit, causing breakdown of the discharge lamp,
Thereafter, a high-voltage pulse is generated in the secondary winding by discharging the charge of the charging capacitor in the second closed circuit without passing through the current-limiting impedance element. As a result, it becomes possible to supply sufficient current energy to the discharge lamp immediately after the breakdown, so that a high-voltage pulse voltage and a current large enough to cause the discharge lamp to transition from a glow discharge to a stable arc discharge. Energy can be supplied without increasing the size of the semiconductor switch element, and as a result, there is an effect that a compact and low-cost discharge lamp lighting device can be realized.
【0034】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記安定器部は、直流電圧を昇降圧して放電灯への
電力供給を行なう直流コンバータ部と、前記直流コンバ
ータ部の出力電圧を交流電圧に変換して放電灯へ供給す
るインバータ部とで構成されているので、所望の電力供
給を容易に行なうことができるという効果がある。請求
項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、
前記限流用インピーダンス素子として、可飽型のインダ
クタンス素子を使用したので、インダクタンス素子のイ
ンピーダンスが大きいことにより半導体スイッチ素子の
オン直後の電流上昇率を抑制することができ、前記半導
体スイッチ素子を大型化することなしに前記半導体スイ
ッチ素子の破壊を防止することができるという効果があ
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the ballast section includes a DC converter section for raising and lowering a DC voltage to supply power to a discharge lamp, and an output voltage of the DC converter section. Since it is configured with the inverter unit that converts the voltage into an AC voltage and supplies the AC voltage to the discharge lamp, there is an effect that desired power supply can be easily performed. The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or claim 2,
Since a saturable inductance element is used as the current limiting impedance element, the impedance of the inductance element is large, so that the current rise rate immediately after the semiconductor switch element is turned on can be suppressed, and the semiconductor switch element is enlarged. There is an effect that the destruction of the semiconductor switch element can be prevented without performing.
【0035】請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3
の発明において、前記半導体スイッチ素子として、絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタを使用したので、3端
子サイリスタに比べてオン直後の電流上昇率の耐量が大
きいから、高圧パルスの立ち上がりを緩やかにするため
に高圧パルスの立ち上がり時間に大きな影響をもつ二次
巻線の容量成分を大きくしても、限流用インピーダンス
素子を大きくする必要がなく、起動性を向上することが
できるという効果がある。The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3.
In the invention of the above, since an insulated gate bipolar transistor is used as the semiconductor switch element, the resistance of the current rise rate immediately after the ON is larger than that of the three-terminal thyristor. Even if the capacitance component of the secondary winding, which has a large effect on the rise time of the current, is increased, there is no need to increase the current-limiting impedance element, and there is an effect that the startability can be improved.
【図1】実施形態1を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment.
【図2】同上の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the above.
【図3】実施形態2を示す要部の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a main part according to a second embodiment.
【図4】実施形態3を示す回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment.
【図5】同上の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the above.
【図6】実施形態4を示す要部の回路構成図である。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a main part according to a fourth embodiment.
【図7】従来例を示す回路構成図である。FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a conventional example.
1 安定器部 2 イグナイタ部 3 昇圧回路 4 直流コンバータ部 5 インバータ部 E 直流電源 Q 半導体スイッチ素子 LP 高圧放電灯 PT 高圧パルストランス D ダイオード L 限流用インダクタンス素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ballast part 2 Igniter part 3 Booster circuit 4 DC converter part 5 Inverter part E DC power supply Q Semiconductor switch element LP High pressure discharge lamp PT High voltage pulse transformer D diode L Current limiting inductance element
Claims (4)
御する安定器部と、充電用コンデンサを有し前記放電灯
の起動時に高圧パルスを前記放電灯に印加させる高圧パ
ルス発生部及び前記安定器部の出力電圧が入力され高圧
パルス発生用のエネルギを前記充電用コンデンサへ蓄え
る充電回路部を具備したイグナイタ部とを備え、前記高
圧パルス発生部は、前記放電灯に直列に二次巻線が接続
された高圧パルストランスを有し、前記充電用コンデン
サ、前記高圧パルストランスの一次巻線、限流用インピ
ーダンス素子、前記充電用コンデンサの電圧が所定電圧
に上昇するとトリガされる半導体スイッチ素子の経路で
前記充電用コンデンサの電荷が放電される第1の閉回路
と、前記充電用コンデンサ、ダイオード、前記一次巻線
の経路で前記充電用コンデンサの電荷が放電される第2
の閉回路とを有することを特徴とする放電灯点灯装置。A ballast connected to a power supply for controlling power supplied to the discharge lamp; a high-voltage pulse generator having a charging capacitor for applying a high-voltage pulse to the discharge lamp when the discharge lamp is started; An igniter unit including a charging circuit unit to which the output voltage of the ballast unit is input and stores energy for generating a high-voltage pulse in the charging capacitor, wherein the high-voltage pulse generating unit is configured to perform secondary winding in series with the discharge lamp. A high-voltage pulse transformer to which a line is connected, the charging capacitor, a primary winding of the high-voltage pulse transformer, a current-limiting impedance element, and a semiconductor switch element that is triggered when the voltage of the charging capacitor rises to a predetermined voltage. A first closed circuit in which the charge of the charging capacitor is discharged through a path; The second when the charge of the capacitor is discharged
And a closed circuit for the discharge lamp.
圧する直流コンバータ部と、前記直流コンバータ部の出
力直流電圧を交流電圧に変換して放電灯へ供給するイン
バータ部とで構成されて成ることを特徴とする請求項1
記載の放電灯点灯装置。2. The ballast unit comprises: a DC converter unit for increasing or decreasing a DC input voltage; and an inverter unit for converting an output DC voltage of the DC converter unit into an AC voltage and supplying the AC voltage to a discharge lamp. 2. The method according to claim 1, wherein
The discharge lamp lighting device as described in the above.
和型のインダクタンス素子を使用したことを特徴とする
請求項1又は請求項2記載の放電灯点灯装置。3. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein a saturable inductance element is used as the current limiting impedance element.
型バイポーラトランジスタを使用したことを特徴とする
請求項1乃至請求項3記載の放電灯点灯装置。4. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein an insulated gate bipolar transistor is used as the semiconductor switch element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27261096A JPH10125482A (en) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Discharge lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27261096A JPH10125482A (en) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Discharge lamp lighting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10125482A true JPH10125482A (en) | 1998-05-15 |
Family
ID=17516338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27261096A Withdrawn JPH10125482A (en) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Discharge lamp lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10125482A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008140657A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Sharp Corp | Discharge lamp lighting device and projector |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP27261096A patent/JPH10125482A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008140657A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Sharp Corp | Discharge lamp lighting device and projector |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |