JPH1064686A - 放電灯の点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点灯回路を構成するプリント基板構体では、
グランドラインにおける抵抗が原因となり、電圧制御を
高精度に行うことが困難になる。 【解決手段】 メインプリント基板４１に構築された所
要の電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７と、
その出力電圧を制御するために出力電圧を検出する付加
回路１８との間のグランドラインＧＬと並列に金属板を
加工したシールド壁４５を延長し、グランドラインＧＬ
に電気接続する。シールド壁４５によりグランドライン
ＧＬのパターン幅が実質的に増大されてその間のライン
インピーダンスが低減され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
１７の実際の出力電圧と、付加回路１８での検出電圧と
の電圧差が無くなり、高精度の出力電圧制御が可能とな
る。また、シールド壁４５により、プリント基板構体の
搭載部品間の電磁シールドが可能となり、かつ搭載部品
で発生した熱を放熱するための放熱板としても機能さ
れ、点灯回路の安定、かつ高精度の動作が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電バルブを光源と
する放電灯の点灯装置に関し、特にプリント基板で構成
された点灯回路をケース内に内装した構成の点灯装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における自動車の前照灯として、発
光効率及び演色性が良好で寿命の長い放電バルブを光源
とする灯具の適用が検討されている。この種の灯具で
は、放電バルブでの放電を発生させるための高電圧が必
要とされるため、車載バッテリ電圧を必要とされる高電
圧まで昇圧させるための点灯装置を灯具に付属させる必
要がある。このような点灯装置は金属製のケースに内装
して灯具またはその近傍の車体に装備させることになる
ため、可及的に小型、軽量に構成されることが好まし
い。そこで、本発明者はこれらの点灯装置を構成する点
灯回路のうち、比較的に大きな構成部品が要求されるス
タータ回路部を除く回路部、すなわち車載バッテリの直
流電圧を高い電圧まで昇圧した交流電圧に変換するため
のＤＣ−ＡＣ変換回路部をプリント基板を用いて構成す
ることを検討してきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、種々の
実験の結果、このＤＣ−ＡＣ変換回路部を１枚のプリン
ト基板に構成すると、次のような問題が生じることが判
明した。すなわち、ＤＣ−ＡＣ変換回路部は、スタータ
回路部に供給する高電圧を生成するためのパワー系と、
このパワー系を構成する各種回路部を制御するための制
御系と、これらパワー系と制御系を駆動させるための電
源を供給する電源系とで構成されており、特に電源系に
は電源からのノイズを除去するためのフィルタが設けら
れる。しかしながら、このフィルタで除去される前のノ
イズがプリント基板面に沿って前記パワー系や制御系に
伝達され、これらの系に影響を与え、制御の誤動作や、
電源電圧の安定性の低下が生じ、結果として点灯装置の
動作が不安定なものになるおそれがある。

【０００４】また、パワー系のＤＣ−ＤＣコンバータ回
路は発熱し易いため、この熱が同じ系の他の部品や他の
系にまで伝達されてこれらの動作の安定性を劣化させる
こともある。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路では、
所定の電圧を発生するために前記制御系によってＤＣ−
ＤＣコンバータ回路の出力電圧や出力電流を検出し、こ
の検出値に基づいてフィードバック制御されているが、
このＤＣ−ＤＣコンバータ回路の入力側と出力側との間
のグランドラインに生じるラインインピーダンスによっ
て入出力間での電位差が生じ、この電位差によって高精
度の電圧、電流制御が困難になる。この場合、グランド
ラインのラインインピーダンスを低減するために導体パ
ターンを幅広に形成すればよいが、プリント基板の面積
に制約があるために、その拡幅には限界があり、実際に
そのラインインピーダンスを低減することは困難であ
る。。

【０００５】本発明の目的は、このような点灯装置での
誤動作や不安定性を改善し、かつ制御精度を高めた信頼
性の高い点灯装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、放電灯を点灯
させるための高電圧を供給する点灯装置でおいて、ケー
ス内に点灯回路を構築したプリント基板構体を内装して
おり、このプリント基板構体には導体板で構成されるシ
ールド壁が立設され、このシールド壁をプリント基板構
体のグランドラインの一部として構成したことを特徴と
する。特に、本発明においては、点灯回路には電圧発生
手段と、この電圧発生手段の出力電圧を検出する検出手
段と、この検出手段の検出値に基づいて前記電圧発生手
段を制御する制御手段とが設けられたプリント基板構体
において、シールド壁は電圧発生手段と検出手段との間
のグランドラインと並列に接続された構成とされる。

【０００７】また、本発明の点灯装置は、点灯回路に
は、入力信号からノイズを除去する入力回路手段が設け
られ、前記シールド壁はこの入力回路手段と他の回路手
段との間のプリント基板構体上に立設されてこれらの回
路手段間の電磁シールドを行うように構成されることが
好ましい。さらに、点灯回路を構成する各部品のうち、
発熱性のある部品をシールド壁に直接に搭載し、シール
ド壁はこの部品で発生された熱を放熱させる放熱板とし
て機能するように構成されることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明を自動
車の前照灯を点灯するための点灯装置に適用した実施形
態の概略構成を示す斜視図と正面図である。この前照灯
は灯具ボディ１とレンズ２とで構成される灯室内に走行
ビームランプＨＨＬと、すれ違いビームランプＬＨＬを
一体に構成しており、これらのランプのうち、ここでは
すれ違いビームランプＬＨＬの光源に放電バルブＳＢを
用いており、この放電バルブＳＢに高電圧を供給するた
めの点灯装置１０が、灯具ボディ１の底面に固定支持さ
れている。

【０００９】図２は前記点灯装置１０を構成する点灯回
路のブロック構成図である。この点灯回路は、車載バッ
テリの直流電圧を昇圧した交流電圧とするＤＣ−ＡＣ変
換回路部１１と、昇圧された電圧に基づいて放電バルブ
ＳＢを点灯させるためのスタータ回路部１２とで構成さ
れている。ＤＣ−ＡＣ変換回路部１１は、車載バッテリ
の直流電圧からリップル等を除去するフィルタとしての
入力回路１３と、この入力回路１３から出力される直流
電圧から高圧の交流電圧を得るためのパワー系１４と、
このパワー系１４を制御するための制御系１５と、前記
パワー系１４と制御系１５をそれぞれ駆動させるための
低電圧電源を供給する電源系１６とで構成される。

【００１０】前記パワー系１４は、車載バッテリの直流
電圧を高圧の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ
回路１７と、このＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７の出力
電圧や出力電流を検出して制御系に出力させるための付
加回路１８と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７からの高
圧直流電圧を高圧交流電圧に変換するためのフルブリッ
ジ回路１９とで構成される。また、制御系１５は前記付
加回路１８からの検出出力に基づいてパワー系の動作状
態を制御するための制御回路２０と、パワー系１４の動
作に異常が生じたときにその動作を停止させるためのフ
ェールセーフ回路２１とで構成される。特に、制御回路
２０は負荷回路１８からの検出出力によりＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路１７のスイッチングレシオを制御すること
で、その出力電圧、出力電流をフィードバック制御する
構成とされる。また、電源系１６は、前記パワー系１４
と制御系１５の各回路を駆動させるためのＶＣＣ電圧を
車載バッテリの直流電圧に基づいて作製する電源回路と
して構成される。

【００１１】なお、前記スタータ回路部１２は、前記パ
ワー系１４のＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７からの信号
に基づいて放電バルブＳＢをブレークダウンさせるスタ
ータパルスを発生させ、その後はフルブリッジ回路１９
を通して入力される高圧の交流電圧によって放電バルブ
ＳＢでの放電を持続させる構成とされる。そして、この
実施形態では、ＤＣ−ＡＣ変換回路部１１とスタータ回
路部１２とがそれぞれ個別のプリント基板に構築されて
おり、両者が一体的に回路ケースに収納されている。

【００１２】図３は前記点灯回路を内装した点灯回路ケ
ース３０の部分分解斜視図である。この点灯回路ケース
３０は、矩形容器状のケース本体３１と、このケース本
体３１の上部開口を封止するカバー板３２とで構成され
ており、ケース本体３１内にはＤＣ−ＡＣ変換回路部１
１を構成するプリント基板構体３３と、スタータ回路部
１２を構成するプリント基板３４とが内装されている。
なお前記カバー板３２はその裏面の周縁に沿って図外の
パッキンを利用して前記前記ケース本体３１の開口縁に
密接された状態でねじ止めされ、ケース本体３１の内部
を防水している。そして、このカバー板３２の２箇所に
コード挿通用のブーツ３５が配設され、これらのブーツ
３５によりコード３６，３７が防水状態に挿通されてい
る。一方のコード３６は車載電源に接続され、他方のコ
ード３７は前記すれ違いビームランプＬＨＬの放電バル
ブＳＢに接続される。

【００１３】前記スタータ回路部１２を構成するプリン
ト基板３４は、トランスやコンデンサ等の部品３８が一
体的に搭載されており、前記ケース本体３１の内部の一
側面にねじ等により固定される。また、前記ＤＣ−ＡＣ
変換回路部１１を構成するプリント基板構体３３は、前
記カバー板３２の内面にスペーサ３９等を利用して固定
されている。そして、これらプリント基板３４とプリン
ト基板構体３３とはコード４０によって相互に電気接続
されている。

【００１４】図４は前記点灯回路ケース内に内装されて
いるＤＣ−ＡＣ変換回路部１１のプリント基板構体３３
の部分分解斜視図、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）はその
表面図、右側面図、正面図である。このプリント基板構
体３３は、前記ケース本体３１の内底面に沿って内装可
能な縦横寸法をしたメインプリント基板４１を主体に構
成されており、このメインプリント基板４１には複数
枚、ここでは３枚の小寸法のサブプリント基板４２，４
３，４４がメインプリント基板４１の平面に対して垂直
な方向に向けて並列状態に立設支持された構成がとられ
ている。そして、前記メインプリント基板４１にはその
平面複数箇所に前記した複数本のスペーサ３９の一端部
が固定され、このスペーサ３９の他端部をカバー板３２
の内面に螺合させることで、プリント基板構体３３の全
体がカバー板３２に固定支持され、カバー板３２をケー
ス本体３１に取着することで、プリント基板構体３３が
ケース本体３１内に封止状態に保持されることになる。
これにより、メインプリント基板４１をケース３０内に
内装することが容易になる。

【００１５】前記メインプリント基板４１は、その裏面
に導体パターンが形成された概ねＬ字状をしたプリント
配線基板として構成されており、その表面の略１／２の
領域に、前記入力回路１３と、パワー系１４を構成する
回路のうち、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７、付加回路
１８が組み立てられる。特に、入力回路１３とＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ回路１７は、比較的に大型のトランスや電
解コンデンサ等の部品４９が必要とされるため、その実
装スペースが必然的に広いものとなり、メインプリント
基板４１の前記した１／２の領域の大部分を占有するこ
とになる。

【００１６】また、前記入力回路１３とＤＣ−ＤＣコン
バータ回路１７との間に延長され、かつその一端部にお
いて前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７の一側を囲み、
他端部が前記負荷回路１８の近傍位置にまで延長される
ように金属板を折り曲げ加工したシールド壁４５をメイ
ンプリント基板４１に立設している。このシールド壁４
５には下辺の２箇所に固定片４５１，４５２が一体に形
成されており、各固定片４５１，４５２においてメイン
プリント基板４１のねじ穴４１４，４１５に螺合される
ねじ４６，４７により固定している。このとき、前記固
定片４５１，４５２は少なくとも前記ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ回路１７の近傍部位と、負荷回路１８の近傍部位に
配置されており、図５（ｃ）に示されるように、それぞ
れねじ４６，４７によってメインプリント基板４１の裏
面の導体パターンの一部で構成されるグランドラインＧ
Ｌに対して接地されるように構成される。また、ＤＣ−
ＤＣコンバータ回路１７の構成部品のうち、発熱性の高
い部品、例えばこの例ではパワートランジスタ１７１は
取付部材１７２により前記シールド壁４５に直接にある
いは絶縁シートを介して取着されている。

【００１７】一方、前記３枚のサブプリント基板４２，
４３，４４は、それぞれの幅寸法が前記ケース本体３１
の内側寸法よりも小さい寸法に形成されており、前記メ
インプリント基板４１の平面の残りの１／２の領域にそ
れぞれメインプリント基板４１の表面に対して垂直な状
態で固定支持されている。ここでは前記各サブプリント
基板４２，４３，４４のうち、第１のサブプリント基板
４２には前記制御系１５を構成する制御回路２０とフェ
ールセース回路２１が組み立てられており、第２のサブ
プリント基板４３には前記電源系１６の電源回路が組み
立てられており、第３のサブプリント基板４４には前記
パワー系１４のフルブリッジ回路１９が組み立てられて
いる。そして、前記各サブプリント基板４２〜４４は、
それぞれの一側にコネクタピン４２１，４３１，４４１
が設けられ、これらのコネクタピンをメインプリント基
板４１に設けたコネクタホール４１１，４１２，４１３
に半田付け等によって直接的に接続することで、前記し
たように各サブプリント基板４２〜４４はメインプリン
ト基板４１の表面上において垂直状態に支持され、かつ
両プリント基板間での電気接続が行なわれる。また、こ
こでは各サブプリント基板４２〜４４はそれぞれ平行に
並んだ状態で配置されている。

【００１８】この構成によれば、前記シールド壁４５は
メインプリント基板４１の裏面においてグランドライン
ＧＬにより接地されているため、入力回路１３と、ＤＣ
−ＤＣコンバータ回路１７を含む他の回路とをメインプ
リント基板４１上で電磁シールドする機能を有する。こ
れにより、電源から伝達されて入力回路１３において除
去される前のノイズが電磁結合によって他の回路に影響
することが防止でき、このノイズによるＤＣ−ＤＣコン
バータ回路１７や制御回路２０、フェールセーフ回路２
１等の誤動作が防止される。

【００１９】また、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７や付
加回路１８の構成部品のうち、発熱性の部品、ここでは
パワートランジスタ１７１は金属板からなるシールド壁
４５に直接に搭載されているため、トランジスタ１７１
で発生された熱はシールド壁４５に伝達され、このシー
ルド壁４５の壁面から放熱されることが可能となり、こ
れらの部品の放熱性を高め、熱暴走等の誤動作を未然に
防止することができる。

【００２０】さらに、前記シールド壁４５は、ねじ５２
を介してメインプリント基板４１の裏面のグランドライ
ンＧＬに電気接続されているが、２つのねじ４７，４６
はそれぞれＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７と付加回路１
８の近傍部位において電気接続、すなわち接地されてい
る。すなわち、図６に模式図を示すように、１つのねじ
４６はＤＣ−ＤＣコンバータ回路１７の出力電圧と出力
電流を検出するために付加回路１８に設けられている電
圧検出部１８１と電流検出部１８２に直近のグランドラ
インＧＬ部位に接続され、他の一つのねじ４７はＤＣ−
ＤＣコンバータ回路１７の特に電圧出力部１７３の出力
端の直近のグランドラインＧＬ部位に接続されている。
したがって、同図の破線で示すように、グランドライン
ＧＬと並列にシールド壁４５が接続されることになる。
これにより、この２つの接続領域間のグランドラインＧ
Ｌのパターン幅が実質的に拡大されることになり、その
ラインインピーダンスが低減され、この領域での電圧差
をほとんど零にすることが可能となる。これにより、付
加回路１８での出力電圧及び出力電流の検出値と、ＤＣ
−ＤＣコンバータ回路１７からの実際の出力電圧および
出力電流とを高精度に一致させることが可能となり、出
力電圧及び出力電流を高精度に制御することが可能とな
る。

【００２１】また、前記プリント基板構体３３をケース
本体３１に内装したときには、シールド壁４５はその他
端部側において、プリント基板構体３３とは独立して内
装されているスタータ回路部に沿って延長されることに
なるため、スタータ回路部１２とプリント基板構体３３
の搭載部品との間を電磁シールドする機能をも有するこ
とになる。これにより、スタータ回路部１２で発生され
る高電圧に伴う電磁波がＤＣ−ＡＣ変換回路部１１に影
響することを抑制し、信頼性の高い点灯回路を構成する
ことも可能となる。

【００２２】なお、この実施形態においては、高電圧を
取り扱うフルブリッジ回路１９を実装した第３のサブプ
リント基板４４を、メインプリント基板４１に構築した
パワー系１４に最も近い位置に搭載することで、メイン
プリント基板４１上での高電圧の領域をその略１／２に
近い領域にまとめることができ、制御系１５と電源系１
６とをこの高電圧領域から離すことができる。これによ
り、高電圧領域からのノイズが制御系１５と電源系１６
に影響することを抑制することができ、これら制御系１
５と電源系１６での誤動作が防止されてその安定な動作
が可能となり、結果として出力電圧の安定化が可能とな
る。また、スペースや設計の要求から、メインプリント
基板４１の一部領域に制御系１５または電源系１６の一
部の部品４８を搭載する必要がある場合には、図示のよ
うに、この一部領域を囲むようにメインプリント基板４
１に厚さ方向に貫通されるスリット４９を形成すること
により、両者を絶縁分離することが可能となり、制御系
１５や電源系１６へのパワー系１４からのノイズの影響
を抑制することと、高電圧領域との耐圧を上げることも
可能となる。

【００２３】ここで、前記実施形態では、本発明を自動
車の前照灯用光源として用いられた放電バルブの点灯装
置に適用した例を説明したが、これに限られるものでは
なく、放電灯を点灯するための点灯装置であれば同様に
適用することが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、放電灯を
点灯させるための点灯回路を構築したプリント基板構体
にシールド壁が立設され、このシールド壁をプリント基
板構体のグランドラインの一部として構成することで、
グランドラインの抵抗を低減し、電気特性上優れた点灯
回路として構成することができる。特に、シールド壁は
点灯回路の電圧発生手段と、この電圧発生手段の出力電
圧を検出する検出手段との間のグランドラインと並列に
接続されることで、電圧発生手段の実際の発生電圧と検
出電圧との誤差を無くし、高精度の電圧制御が実現でき
る。また、シールド壁を点灯回路を構成する部品間に延
長配置することで、電磁シールド壁として部品間での電
磁結合を防止し、安定した点灯動作が実現される。さら
に、シールド壁に発熱性部品を搭載することで、シール
ド壁を放熱板として機能させ、点灯回路での放熱効果を
高め、熱的に信頼性の高い点灯動作が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される灯具の一例の外観図であ
る。

【図２】点灯回路のブロック構成図である。

【図３】本発明にかかる点灯回路ケースの分解斜視図で
ある。

【図４】本発明にかかるプリント基板構体の分解斜視図
である。

【図５】プリント基板構体の組立状態の表面図、右側面
図、裏面図である。

【図６】シールド壁の接続状態を説明するための点灯回
路のブロックの一部の詳細図である。

【符号の説明】

１ 灯具ボディ ２ レンズ １０ 点灯装置 １１ ＤＣ−ＡＣ変換回路部 １２ スタータ回路部 １３ 入力回路 １４ パワー系 １５ 制御系 １６ 電源系 ３０ 点灯回路ケース ３１ ケース本体 ３２ カバー板 ３３ プリント基板構体（ＤＣ−ＡＣ変換回路部） ３４ プリント基板（スタータ回路部） ４１ メインプリント基板 ４２〜４４ サブプリント基板 ４５ シールド壁 ４６，４７ ねじ ４９ スリット ４５１，４５２ 固定片 ＧＬ グランドライン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電灯を点灯させるための高電圧を供給
   する点灯装置であって、ケース内に点灯回路を構築した
   プリント基板構体を内装しており、このプリント基板構
   体には導体板で構成されるシールド壁が立設され、この
   シールド壁をプリント基板構体のグランドラインの一部
   として構成したことを特徴とする放電灯の点灯装置。
2. 【請求項２】 点灯回路には電圧発生手段と、この電圧
   発生手段の出力電圧を検出する検出手段と、この検出手
   段の検出値に基づいて前記電圧発生手段を制御する制御
   手段とが設けられ、前記シールド壁は前記電圧発生手段
   と検出手段との間のグランドラインと並列に接続されて
   なる請求項１の放電灯の点灯装置。
3. 【請求項３】 プリント基板構体の裏面には点灯回路の
   グランドラインを構成する導体パターンが形成されてお
   り、シールド壁は少なくとも前記電圧発生手段と検出手
   段の各近傍位置においてそれぞれ前記グランドラインに
   電気接続されてなる請求項２の放電灯の点灯装置。
4. 【請求項４】 点灯回路には、入力信号からノイズを除
   去する入力回路手段が設けられ、前記シールド壁はこの
   入力回路手段と他の回路手段との間のプリント基板構体
   上に立設されてこれらの回路手段間の電磁シールドを行
   うように構成される請求項３の放電灯の点灯装置。
5. 【請求項５】 点灯回路を構成する各部品のうち、発熱
   性のある部品をシールド壁に直接に搭載し、シールド壁
   は前記部品で発生された熱を放熱させる放熱板として機
   能するように構成される請求項４の放電灯の点灯装置。