(57)【要約】【課題】非常に高いストレートアーク周波数が必要な場合にも、昇圧動作や過電流制御などを容易に行えると共に、ちらつきのない点灯を行える放電灯点灯装置を提供すること。【解決手段】直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々は直列に接続され第１の周波数で交互にオンオフ制御される第１，第２のスイッチＳ１，Ｓ２と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々直列に接続された第３のスイッチＳ３，タップ付きインダクタ及び第４のスイッチと、を備え、前記第１のスイッチＳ１と第２のスイッチの接続点と、前記インダクタのタップの間には放電灯及びこの放電灯の始動回路が並列に接続されると共に、前記第３、第４のスイッチは前記第１の周波数より低い第２の周波数で交互にオンオフ制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、
このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々は直列に接続され第１の周波数で交互にオンオフ制御される第１，第２のスイッチＳ１，Ｓ２と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々直列に接続された第３のスイッチＳ３，タップ付きインダクタ及び第４のスイッチと、を備え、
前記第１のスイッチＳ１と第２のスイッチの接続点と、前記インダクタのタップの間には放電灯及びこの放電灯の始動回路が並列に接続されると共に、前記第３、第４のスイッチは前記第１の周波数より低い第２の周波数で交互にオンオフ制御されることを特徴とする放電灯の点灯装置。
【請求項２】
前記放電灯は水平点灯される放電灯であり、前記第１の周波数は、前記放電灯のアークを直線状に形成するストレートアーク周波数であることを特徴とする請求項１記載の放電灯の点灯装置。
【請求項３】
直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、
このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に接続され放電灯及びこの放電灯に並列に接続される始動回路に接続されるインバータ回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
マイナス端子が接地された直流電源と、
この直流電源のプラス端子にその一次側コイルの一端を接続されたトランスと、
このトランスの一次側コイルの他端と前記潮流電源のマイナス端子間に接続されたチョッパ用スイッチと、
前記トランスの二次側コイルの他端にそのアノードを接続されたダイオードと、
このダイオードのカソードと接地間に接続されたキャパシタと、から成り、
前記インバータ回路は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々は直列に接続されストレートアーク周波数で交互にオンオフ制御される第１，第２のスイッチＳ１，Ｓ２と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々直列に接続された第３のスイッチＳ３，タップ付きインダクタ及び第４のスイッチと、から成り、
前記第１のスイッチＳ１と第２のスイッチの接続点と、前記インダクタのタップの間には前記放電灯及び前記始動回路が並列に接続されると共に、前記第３、第４のスイッチは前記ストレートアーク周波数より低い周波数で交互にオンオフ制御されることを特徴とする放電灯の点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯の点灯装置に係り、特に車載用高輝度放電灯などに用いられる点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のヘッドライトなどに用いられる高輝度放電灯の水平点灯では、アークが生じて、寿命が短くなるという問題点が生じていた。
【０００３】
この問題に対して所定の高周波をのせて、円弧状に放電することを防止する、すなわち直線状に放電させること（ストレートアーク）が、例えば特許文献１に記載されている。この技術では、昇圧コンバータ回路をストレートアーク周波数で駆動し、更に出力コンデンサの容量を減らし昇圧コンバータの平滑度合いを下げ出力波形リップルを重畳させることにより、ストレートアーク点灯に必要な特定の周波数の放電灯の駆動出力を得ている。このときリップル成分の重畳度合いは３０％以上、周波数はランプ形状にもよるが、一般的には数十ｋＨｚの高周波となる。
【０００４】
ここで、上記昇圧コンバータ回路のスイッチング素子は、昇圧動作や過電流制御などの役割を有するが、これらの役割をストレートアーク周波数で行う必要があり、そのためスイッチング素子の駆動には非常に複雑な制御方法を要する。更にランプ形状によっては例えば数百ｋＨｚ程度のストレートアーク周波数が必要になることもあるが、このような状況下で昇圧動作や過電流制御などの役割を同時に果たすことは非常に困難である。
【特許文献１】特公平７−９８３５号公報（図３、段落［００２９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の従来の高輝度放電灯の点灯装置にかんがみてなされたもので、非常に高いストレートアーク周波数が必要な場合にも、昇圧動作や過電流制御などを容易に行えると共に、ちらつきのない点灯を行える放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１によれば、直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、このＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々は直列に接続され第１の周波数で交互にオンオフ制御される第１，第２のスイッチＳ１，Ｓ２と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子間に並列にかつ各々直列に接続された第３のスイッチＳ３，タップ付きインダクタ及び第４のスイッチと、を備え、前記第１のスイッチＳ１と第２のスイッチの接続点と、前記インダクタのタップの間には放電灯及びこの放電灯の始動回路が並列に接続されると共に、前記第３、第４のスイッチは前記第１の周波数より低い第２の周波数で交互にオンオフ制御されることを特徴とする放電灯の点灯装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、水平点灯の場合にも安定して直線状の放電を行うことが可能となって放電灯を長寿命とすることができ、また点灯しないことがなく、また点灯時もちらつきのない放電灯の点灯装置が得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に、高輝度放電灯と始動回路を含む負荷回路ＬＰに接続された本発明一実施形態の放電灯点灯装置の構成例を示す。
【０００９】
この放電灯点灯装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、このＤＣ／ＤＣコンバータ１１にて昇圧された直流電圧を高電圧と低電圧に切り替えるインバータ回路１２と、このインバータ回路１２に接続され水平点灯の放電灯ＬＰに並列に接続された始動回路１３とから成る。
【００１０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１は、交流を平滑して得られる直流電源Ｖ０と、この直流電源Ｖ０のプラス端子にその一次側コイルＴ１の一端を接続されたトランスＴと、このトランスの一次側コイルＴ１の他端に一端を接続され他端は上記直流電源Ｖ０の−端子に接続されたチョッパ用のスイッチＳＷと、トランスＴの２次側コイルＴ２の一端が上記直流電源の−端子に接続され他端がアノード端子に接続されたダイオードＤと、一端をこのダイオードＤのカソード端子に接続され他端が上記直流電源Ｖ０のマイナス端子に接続されたキャパシタＣとから成る。
【００１１】
インバータ回路１２は、上記キャパシタＣに並列であって、しかも互いに直列に接続され放電が水平に行われるストレートアーク周波数で高周波動作するスイッチＳ１，Ｓ２と、上記キャパシタと並列に接続され、低周波数で動作するスイッチＳ３，Ｓ４と、これらのスイッチの間に直列に接続されたタップ付きインダクタＬとから成る。このインダクタＬのタップと上記スイッチＳ１，Ｓ２の接続点の間には上記始動回路１３が接続されており、インダクタＬのタップと上記スイッチＳ３の接続点の間のインダクタンスはＬ１、インダクタＬのタップと上記スイッチＳ４の接続点の間のインダクタンスはＬ２とする。スイッチＳ１，Ｓ２及びスイッチＳ３，Ｓ４は各々交互にオンオフ制御される。
【００１２】
次に、図２（ａ）〜（ｄ）及び図３により、図１に構成を示した放電灯点灯装置の動作を説明する。図２（ａ）〜（ｄ）においては、図１に示したＤＣ／ＤＣコンバータ回路１１の出力をキャパシタＣ０として表わしている。
【００１３】
図３（ａ）〜（ｅ）は、各々スイッチＳ１、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の開閉動作及び放電灯ＬＰに印加されるランプ電圧を示している。
【００１４】
時刻ｔ１において、図２（ａ）に示すようにスイッチＳ１，Ｓ４がオフ、スイッチＳ２，Ｓ３がオンになると、点線矢印２１に示すような電流が流れ所定の高電圧ＶＨが放電灯に印加される。この状態のとき、インダクタＬのＬ１に流れる電流によりこれにエネルギーが蓄えられる。
【００１５】
次に時刻ｔ２では、図２（ｂ）に示すようにスイッチＳ１，Ｓ３がオン、スイッチＳ２、Ｓ４がオフになって、点線矢印２２に示すようにインダクタＬ１に蓄えられていたエネルギーが放出し、この電流に応じた低い電圧ＶＬが放電灯ＬＰに印加される。時刻ｔ３では各スイッチＳ１〜Ｓ４は時刻ｔ１と同じ状態となり、高電圧ＶＨが放電灯ＬＰに印加される。
【００１６】
時刻ｔ４では、スイッチＳ１、Ｓ４がオンとなり、スイッチＳ２，Ｓ３がオフとなって図３（ｃ）に点線矢印２３で示すように電流が流れて放電灯ＬＰには負の高電圧−ＶＨが印加される。このときインダクタＬのＬ２の部分にエネルギーが蓄積される、次の時刻ｔ５では、スイッチＳ１，Ｓ３がオフとなり、スイッチＳ２，Ｓ４がオンとなって、インダクタＬのＬ２に蓄積されていたエネルギーが放出されて、図３（ｄ）で点線矢印２４に示すように電流が流れ、負の低い電圧−ＶＬが放電灯ＬＰに印加される。
【００１７】
時刻ｔ６では、各スイッチＳ１〜Ｓ４の状態は時刻ｔ４と同じ状態となる。したがって、図２（ｃ）の点線矢印２３に示すように電流が流れ、インダクタＬのＬ２部分にエネルギーが蓄積される。以下同様にして、放電灯ＬＰが駆動される。
【００１８】
このようにインダクタの逆起電力を利用することにより放電灯ＬＰに電流を流す経路が常に存在することになる。したがって、水平点灯される放電灯ＬＰに印加される電圧がゼロになることはなく、放電灯のちらつきを防止でき、放電灯が消えるようなこともなくなる。
【００１９】
高輝度放電灯のスイッチＳ１，Ｓ２にストレートアーク周波数の駆動電圧が印加されると、この放電灯の放電は水平の直線状となる。したがって、放電灯のアークを常に直線状に是正するとともに、全期間にわたってゼロ期間なしの電力を放電灯に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による放電灯点灯装置の一実施形態の構成例を示す図。
【図２】図１に示す本発明の一実施形態においてインバータ回路の各スイッチのオンオフ状態を示す図。
【図３】図１に示す本発明の一実施形態における動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００２１】
１１・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、
１２・・・インバータ回路、
１３・・・始動回路、
ＬＰ・・・放電灯、
Ｖ０・・・直流電源、
Ｄ・・・ダイオード、
Ｔ・・・トランス、
Ｃ・・・キャパシタ、
Ｌ・・・タップ付きインダクタ、
ＳＷ・・・チョッパ用スイッチ、
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４・・・スイッチ。
【図１】
2006331684.tif 000003
【図２】
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【図３】
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