(57)【要約】【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を増大させず、しかも、始動コイルの昇圧比を増大させずに、始動コイルの２次側コイルに出来る限り高い電圧を発生させることにより、放電灯を確実に始動させること。【解決手段】放電灯点灯装置は、直流電源を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の直流出力を交流に変換して放電灯に出力するＨブリッジ回路２と、始動時、放電灯に始動電圧を印加する始動コイル３と、始動コイル３の１次側コイル３ａに直列接続されたスイッチ素子４と、スイッチ素子４と１次側コイル３ａとの直列回路に並列接続された始動用コンデンサ５と、Ｈブリッジ回路２のスイッチング動作に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電圧よりも高い電圧を始動用コンデンサ５に印加する倍圧整流回路６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動コイルの１次側に倍圧整流回路により得た電圧を印加することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記始動コイルの昇圧比は、２３０／３以下であることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
直流電源を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、
該ＤＣ／ＤＣコンバータの直流出力を交流に変換して放電灯に出力するＨブリッジ回路と、
始動時、前記放電灯に始動電圧を印加する始動コイルと、
該始動コイルの１次側コイルに直列接続されたスイッチ素子と、
該スイッチ素子と前記１次側コイルとの直列回路に並列接続された始動用コンデンサと、
前記Ｈブリッジ回路のスイッチング動作に基づき、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高い電圧を前記始動用コンデンサに印加する倍圧整流回路と
を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルハライドランプなど放電灯を点灯するための放電灯点灯装置、特に、始動コイルの大型化などを招くことなく始動時に高電圧を放電灯に印加することができるようにした放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流電源をＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧し、ＤＣ／ＤＣコンバータの直流出力をＨブリッジ回路で交流に変換して放電灯を交流点灯するよう構成された放電灯点灯装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
そして、この種の放電灯点灯装置は、Ｈブリッジ回路の出力側に始動コイルを設け、始動コイルの１次側コイルにＤＣ／ＤＣコンバータの直流電圧を印加することによって２次側コイルに高電圧を発生させ、この高電圧を放電灯に印加して放電灯を始動させるよう構成されている。
【特許文献１】特開平０９−１２０８９４号公報（図１）
【特許文献２】特開平０９−８２４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放電灯を始動させるためには、始動コイルの２次側コイルに出来る限り高い電圧を発生させることが望ましい。そのため、始動コイルの１次側コイルに印加するＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を増大させることが考えられるが、その場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧コイル周辺の素子の耐圧を増大させなければならなくなる。また、始動コイルの昇圧比（巻数比）を増大させることが考えられるが、その場合、始動コイルの大型化、コスト高を招くことになる。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決し、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を増大させず、しかも、始動コイルの昇圧比を増大させずに、始動コイルの２次側コイルに出来る限り高い電圧を発生させることにより、放電灯を確実に始動させることができ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】
本発明の放電灯点灯装置は、始動コイルの１次側に倍圧整流回路により得た電圧を印加することを特徴とする。本発明によると、倍圧整流回路を用いて始動コイルの１次側の電圧を増大するようにしたため、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を増大させず、しかも、始動コイルの昇圧比を増大させずに、始動コイルの２次側に出来る限り高い電圧を発生させることができる。
【０００７】
前記始動コイルの昇圧比は、２３０／３以下であり、始動コイルは比較的小型である。
【０００８】
また、本発明の放電灯点灯装置は、直流電源を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、該ＤＣ／ＤＣコンバータの直流出力を交流に変換して放電灯に出力するＨブリッジ回路と、始動時、前記放電灯に始動電圧を印加する始動コイルと、該始動コイルの１次側コイルに直列接続されたスイッチ素子と、該スイッチ素子と前記１次側コイルとの直列回路に並列接続された始動用コンデンサと、前記Ｈブリッジ回路のスイッチング動作に基づき、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高い電圧を前記始動用コンデンサに印加する倍圧整流回路とを備えることを特徴とする。始動時、倍圧整流回路により始動用コンデンサにはＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高い電圧が印加されており、スイッチ素子がオンすると、始動用コンデンサは瞬時に放電して１次側コイルに大きな電流が流れ、２次側コイルに高電圧が発生し、放電灯は始動するようになる。したがって、本発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を増大させず、しかも、始動コイルの昇圧比を増大させずに、始動コイルの２次側に出来る限り高い電圧を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る放電灯点灯装置の回路図、図２は、回路の動作説明図をそれぞれ示す。
【００１１】
図１において、直流電源の＋Ｂ端子とＧＮＤ端子にＤＣ／ＤＣコンバータ１が接続されており、直流電源の出力電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ１によって昇圧される。
【００１２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力側には、４つのスイッチ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ（例えば、ＭＯＳ形ＦＥＴ）からなるＨブリッジ回路２が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の直流出力はＨブリッジ回路２のスイッチ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのスイッチング動作により交流に変換される。Ｈブリッジ回路２の高電圧側出力端子Ｈｉ、低電圧側出力端子Ｌｏには、図示しない放電灯（バルブ）が接続され、放電灯は、Ｈブリッジ回路２の出力により交流点灯される。
【００１３】
Ｈブリッジ回路２の高電圧側出力（図示Ａ点）には、始動コイル３の２次側コイル３ｂが接続されており、始動コイル３は、放電灯に始動電圧を印加して放電灯を始動させる。始動コイル３の１次側コイル３ａに、スイッチ素子４（例えば、サイリスタ）が直列接続されており、スイッチ素子４がオンしたとき１次側コイル３ａは通電する。１次側コイル３ａの巻数は３ターン、２次側コイル３ｂの巻数は２１５ターンであり、始動コイル３の巻数比（昇圧比）は、２３０／３以下と、従来の１次側３ターン、２次側２３５ターンと比べて小さい。１次側コイル３ａとスイッチ素子４の直列回路に、始動用コンデンサ５が並列接続されており、スイッチ素子４がオンしたとき、始動用コンデンサ５は放電し、１次側コイル３ａに大きな電流が流れ、２次側コイル３ｂに高電圧を発生させる。始動用コンデンサ５の正極側は、倍圧整流回路６を介してＨブリッジ回路２の高電圧側出力（Ａ点）に接続されており、一方、負極側は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１のＧＮＤ側出力（図示Ｄ点）に接続されている。
【００１４】
Ｈブリッジ回路２の高電圧側出力（Ａ点）と低電圧側出力（図示Ｂ点）に倍圧整流回路６が接続されており、倍圧整流回路６は、整流ダイオード７及び倍圧用コンデンサ８を備える。整流ダイオード７は、Ｈブリッジ回路２の高電圧側出力（Ａ点）に接続されている。倍圧用コンデンサ８の正極側は、他のダイオード９を介して始動用コンデンサ５の正極側に接続されている。倍圧用コンデンサ８の正極側とＤＣ／ＤＣコンバータ１の高電圧側出力（図示Ｃ点）に、ツェナーダイオード１０が接続されている。
【００１５】
制御回路１１は、ランプ電流、ランプ電圧などを検出信号として入力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１、Ｈブリッジ回路２及びスイッチ素子４に対し所定のタイミングで制御信号を出力する。
【００１６】
次に、上記のように構成された回路の動作を図２に基づいて説明する。
【００１７】
直流電源（＋Ｂ）がオンした時点から約４ｍｓのリセット期間が経過すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１は動作を開始し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電圧（Ｃ点、Ｄ点間の電圧）は約４００Ｖとなる。電源オンから約１０ｍｓが経過すると、それまで全てオフしていたＨブリッジ回路２の４つのスイッチ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのうち２つのスイッチ素子２Ａ，２Ｂがオンし、Ｈブリッジ回路２の高電圧側出力（Ａ点）の電位は４００Ｖ、低電圧側出力（Ｂ点）の電位は０Ｖとなる。このとき、Ａ点から整流ダイオード７、抵抗１２、ダイオード９を通して始動用コンデンサ５が充電されるとともに、整流ダイオード７、抵抗１２、抵抗１３を通して倍圧用コンデンサ８が充電され、電源オンから約１６ｍｓが経過したときには、図示Ｅ点及び図示Ｆ点の電位はともに約４００Ｖである。
【００１８】
電源オンから約１６ｍｓが経過した時点で、Ｈブリッジ回路２のスイッチ素子２Ａ，２Ｂはオフへスイッチングし、かつ、他のスイッチ素子２Ｃ，２Ｄはオンへスイッチングする。このスイッチング動作によりＡ点は０Ｖ、Ｂ点は４００Ｖになる。倍圧用コンデンサ８の両端には４００Ｖの電圧がある状態でＢ点が０Ｖから４００Ｖに上昇するため、Ｅ点は一瞬にして８００Ｖに向かって上昇し、既に４００Ｖに充電されている始動用コンデンサ５は、抵抗１３、ダイオード９を通してさらに充電開始される。仮に、倍圧用コンデンサ８（Ｃ＝０．３３μＦ）に蓄えられたエネルギーがすべて始動用コンデンサ５（Ｃ＝０．４７μＦ）に移ったとすると、Ｆ点は７３５Ｖになるが、実際には倍圧用コンデンサ８に残る分もあるため、Ｆ点は５００Ｖ程度になる。
【００１９】
さらに、電源オンから約２２ｍｓが経過した時点で、再びＨブリッジ回路２が反転しＡ点が４００Ｖ、Ｂ点が０Ｖになると、倍圧用コンデンサ８には４００Ｖが充電される。さらに、電源オンから約２８ｍｓが経過した時点で、Ｈブリッジ回路２が反転しＡ点が０Ｖ、Ｂ点が４００Ｖになると、Ｅ点は一瞬にして８００Ｖに向かって上昇し、既に約５００Ｖに充電されている始動用コンデンサ５はさらに充電開始されるが、今回のＨブリッジ回路２の反転時点から約４００μＳが経過した時点でスイッチ素子（サイリスタ）４がオンするようになるため、始動用コンデンサ５に貯まった電荷は始動コイル３の１次側コイル３ａを通して放電し、２次側コイル３ｂに約２２ｋＶの高電圧が発生し、放電灯の電極間がブレークダウンして放電灯は点灯開始つまり始動する。この放電時点の始動用コンデンサ５の電圧は約５２０Ｖである。なお、ツェナーダイオード１０は、８００Ｖに向かって上昇しようとするＥ点の電位を制限する作用を果たす。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態の放電灯点灯装置は、始動コイル３の１次側に倍圧整流回路６により得た電圧を印加するようにした。このように倍圧整流回路６を用いて始動コイル３の１次側の電圧を増大するようにしたため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電圧を増大させず、しかも、始動コイル３の昇圧比を増大させずに、始動コイル３の２次側に出来る限り高い電圧を発生させることができる。
【００２１】
始動コイル３の昇圧比は、２３０／３以下であり、始動コイル３は比較的小型である。
【００２２】
また、本実施形態の放電灯点灯装置は、直流電源を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の直流出力を交流に変換して放電灯に出力するＨブリッジ回路２と、始動時、放電灯に始動電圧を印加する始動コイル３と、始動コイル３の１次側コイル３ａに直列接続されたスイッチ素子４と、スイッチ素子４と１次側コイル３ａとの直列回路に並列接続された始動用コンデンサ５と、Ｈブリッジ回路２のスイッチング動作に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電圧よりも高い電圧を始動用コンデンサ５に印加する倍圧整流回路６とを備える。始動時、倍圧整流回路６により始動用コンデンサ５にはＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電圧よりも高い電圧が印加されており、スイッチ素子４がオンすると、始動用コンデンサ５は瞬時に放電して１次側コイル３ａに大きな電流が流れ、２次側コイル３ｂに高電圧が発生し、放電灯は始動するようになる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の出力電圧を増大させず、しかも、始動コイル３の昇圧比を増大させずに、始動コイル３の２次側に出来る限り高い電圧を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】回路の動作説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２    Ｈブリッジ回路
３    始動コイル
３ａ    １次側コイル
３ｂ    ２次側コイル
４    スイッチ素子
５    始動用コンデンサ
６    倍圧整流回路
８    倍圧用コンデンサ
【図１】
2005216675.tif 000003
【図２】
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