(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの入力電圧を昇圧する直流昇圧回路と、昇圧された直流を交流に変換して放電灯に供給する直流−交流変換回路を有した放電灯点灯装置において、前記入力電圧の低下によりランプ電力が低下して、放電灯が立消えて不点灯状態になったときを直流昇圧回路の出力電流あるいは出力電圧により検出して点灯動作を停止且つ停止を保持させるとともに、入力電圧が放電灯を始動可能な始動電圧に達してリセット信号により停止保持が解除されて始動を開始したときに放電灯が点灯せずに再び点灯動作の停止状態が維持された場合は入力電圧が始動電圧から更に上昇して定格電圧に達するまでの任意の設定電圧になったときに前記停止状態の維持をリセット信号により再び解除して再始動を行う回路保護部を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に車両用に適した放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は主に自動車のヘッドランプ用で瞬時点灯及び再点灯可能な従来の放電灯点灯装置の回路構成を示すブロック図である。
【０００３】
図３において、１はバッテリ等の直流電源、２は直流電源１から入力された直流電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータから成る直流昇圧回路、３は昇圧された直流を交流に変換するＤＣ−ＡＣインバータ、４は放電ランプ５の点灯時に放電を開始させるための起動用高電圧パルスを出力する起動回路である。
【０００４】
また図３中、６は入力電圧及びランプの不点灯状態を検出して上記の回路を保護する回路保護部で、直流電源１からの入力電圧を検出する入力電圧検出回路７、直流昇圧回路２に対して異常時に停止信号等を出力する保護出力回路８、放電ランプ５の点灯、不点灯を検出する点灯検出回路９、及び点灯動作の停止状態を保持するためのラッチ回路１０から構成されている。
【０００５】
上記のように構成された点灯装置においては、直流昇圧回路２内の点灯制御部により放電ランプ５の始動から安定時までのランプ電力の制御が行われる。その際、直流昇圧回路２のＤＣ−ＤＣコンバータでは、回路保護のために通常入力電圧による動作可能範囲が決まっている。
【０００６】
またこのような点灯装置においては、入力電源がバッテリ等では電圧変動の影響が大きいとともに、放電ランプ５の始動時のウォーミングアップ制御では定格以上の電力投入を行うため、入力電流が通常より増加して入力用電線のインピーダンスによる電圧降下が一時的に大きくなったりする。そして、入力電圧不足によりランプ点灯動作が不安定となり、点滅などの異常動作が発生する場合がある。したがって、この異常動作を防ぐ目的で、入力電圧を監視して回路動作の駆動、停止を行う回路保護部６を設けるのが一般的となっている。
【０００７】
図３の回路保護部６においては、入力電圧検出回路７により入力電圧を検出し、任意の電圧以下になったときは動作停止の信号を出力する。点灯検出回路９では、直流昇圧回路２の出力電流あるいは出力電圧を検出することにより放電ランプ５の不点灯状態を検出し、不点灯状態を検出すると立消え信号をセット信号としてラッチ回路１０に出力し、点灯動作停止状態を保持する。そして、このラッチ回路１０からの停止ホールド信号又は上記入力電圧検出回路７からの動作停止信号を保護出力回路８が受けると、上述の直流昇圧回路２の点灯制御部に発振動作を停止する信号が入力され、これにより点灯回路の保護が行われる。
【０００８】
また、上記発振動作の停止後に入力電圧が始動電圧に達して電圧復帰した場合は、入力電圧検出回路７からのリセット信号によりラッチ回路１０の停止ホールドが解除されるとともに、始動電圧以上であるので放電ランプ５の点灯動作が再開される。
【０００９】
図４は上述の回路保護部６の動作モードを示す図である。図４の（１）は入力電圧、（２）はランプ（Ａ）の出力光（％）、（３）はランプ（Ｂ）の出力光（％）をそれぞれ示している。図４の（１）に示すように、電源オフ（ＯＦＦ）すると電圧が０Ｖとなり、リセット状態となる。そして、電源をオン（ＯＮ）すると電圧が上昇していく。また立消え停止ホールド時は、鎖線のように電圧が０Ｖにならずに上昇していく。このとき、回路的にはパワーオンリセットとはならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の放電灯点灯装置にあっては、図４に示すように、入力電圧が定格電圧より徐々に下がっていくと、ある電圧を過ぎたところでＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧許容範囲を下回り、その出力が徐々に低下することになる。３５Ｗのメタルハライドランプを例にとると、略２５Ｗを切るあたりから放電アークが不安定となり、立消えし易くなる。そして、このランプの立消えのし易さは、ランプ電圧によってばらつきが生じる。
【００１１】
すなわち、入力電圧の低い低入力時は電源能力低下となって点灯回路の出力電圧（点灯電圧）が十分出せなくなるので、高い定格電圧のランプ程電圧低下の影響を受け易く、またランプ電流も定電力制御であれば低めの値なので、立消えし易くなる。これに対し低い定格電圧のランプは、電圧低下の影響はこれより小さくなり、ランプ電流も高めの値で点灯しているので、点灯維持し易い。
【００１２】
このように、入力電圧が低下した場合、図４の（２），（３）に示すランプ（Ａ），（Ｂ）のように立消えする電圧にばらつきが生じ、低入力時のランプ停止電圧に違いが発生する。そして、場合によっては極端に低い電圧のランプはかなり低い入力電圧でも点灯を維持してしまうことになり、このときの入力電流は定格に比べて２〜３倍以上になるので、回路損失が増大して、長時間での発熱により回路破損するという問題点があった。
【００１３】
また、上記の低入力時から徐々に入力電圧が上昇した場合、始動電圧以上で点灯開始となるが、この始動電圧は通常定格電圧に比べて十分低く、また起動に必要な高電圧パルスの発生期間は、高電圧パルスが２０Ｋｖ以上であり危険なので保護機能により１秒間以下に限定されているのが一般的である。このため、ランプによっては出力不足気味となってアーク放電せずに起動失敗となり、不点灯で停止ホールド状態となり、次回の電源投入まで消灯したままとなってしまう。これは、特に自動車用照明器具としては重大な機能障害となってしまう。
【００１４】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、入力電圧の低下時に過大なランプ電流が流れて回路破損するのを防止でき、また、入力電圧が上昇して始動する際に立消えにより不点灯のままとなるのを防止す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している。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電灯点灯装置は、次のように構成したものである。
【００１７】
直流電源からの入力電圧を昇圧する直流昇圧回路と、昇圧された直流を交流に変換して放電灯に供給する直流−交流変換回路を有した放電灯点灯装置において、前記入力電圧の低下によりランプ電力が低下して、放電灯が立消えて不点灯状態になったときを直流昇圧回路の出力電流あるいは出力電圧により検出して点灯動作を停止且つ停止を保持させるとともに、入力電圧が放電灯を始動可能な始動電圧に達してリセット信号により停止保持が解除されて始動を開始したときに放電灯が点灯せずに再び点灯動作の停止状態が維持された場合は入力電圧が始動電圧から更に上昇して定格電圧に達するまでの任意の設定電圧になったときに前記停止状態の維持をリセット信号により再び解除して再始動を行う回路保護部を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例による放電灯点灯装置の回路構成を示すブロック図であり、図３と同一符号は同一または相当する構成要素を示している。
【００２０】
本実施例の点灯回路の構成は図３に示すものと同様であり、直流電源１からの入力電圧を昇圧する直流昇圧回路２、昇圧された直流を交流に変換するＤＣ−ＡＣインバータ３、及び起動用の高電圧パルスを放電ランプ５に印加する起動回路４から構成されている。
【００２１】
また、入力電圧を検出して上記点灯回路の保護を行う回路保護部６は、入力電圧の低下により放電ランプ５が立消えて不点灯状態になったときに点灯動作（回路動作）を停止させるとともに、該停止状態を入力電圧が放電ランプ５を始動可能な始動電圧に達するまで維持し、且つ入力電圧が上記始動電圧より低い任意の設定電圧まで低下したときは放電ランプ５の点灯状態に拘らず点灯動作を停止させる機能を有し、また入力電圧が放電ランプ５を始動可能な始動電圧に達して始動を開始したときに放電ランプ５が点灯せずに点灯動作の停止状態が維持された場合は入力電圧が始動電圧から更に上昇して定格電圧に達するまでの任意の設定電圧になったときに上記停止状態の維持を解除して再始動を行う強制復帰機能を有している。
【００２２】
すなわち、図１の本実施例の回路保護部６は、前述の直流電源１からの入力電圧を検出する入力電圧検出回路７、直流昇圧回路２に対して異常時に停止信号等を出力する保護出力回路８、放電ランプ５の点灯、不点灯を直流昇圧回路２の出力電流あるいは出力電圧により検出する点灯検出回路９、及び点灯動作の停止状態を保持するためのラッチ回路１０の他に、放電ランプ５の点灯中に入力電圧が低下したときにまだ立消えが発生しない状態でも任意の設定電圧まで下がったら点灯動作の停止信号を出力する維持電圧停止回路１１と、上述の強制復帰機能を有する強制復帰回路１２を有している。
【００２３】
上記ラッチ回路１０は、放電ランプ５の立消え時に点灯検出回路９からのセット信号により点灯動作の停止状態を維持させ、入力電圧が復帰したときには入力電圧検出回路７からのリセット信号によりその停止状態の維持を解除させ、また始動電圧に達して起動が失敗の後にそれより高い設定電圧になったときも強制復帰回路１２からのリセット信号により同様に停止状態の維持を解除させる。
【００２４】
また強制復帰回路１２は、入力電圧が始動電圧以下で点灯動作停止の維持状態になった後始動電圧まで上昇したときに、放電ランプ５を起動することができずにオープン状態の停止保護機能により再び点灯動作停止の維持状態になった場合に、上記のように入力電圧が更に上昇して定格電圧に達するまでの任意の設定電圧になったときにラッチ回路１０へリセット信号を出力して点灯動作停止の維持状態を解除させる。
【００２５】
そして、保護出力回路８は、上記の各回路の出力を受けて直流昇圧回路２のコンバータ制御部に発振停止の信号を出力する。なお、点灯検出回路９では、点灯中における途中立消えと起動時の点灯失敗による不点灯を同様にオープン状態として検出することができる。
【００２６】
図２は本実施例の回路保護部の動作モードを示す図である。同図に示すように、入力電圧が定格電圧より徐々に低下してある電圧を過ぎると、直流昇圧回路２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力能力の限界によりランプ出力が徐々に低下し、その後更に入力電圧が下がっていくと、従来では立消え電圧のばらつきにより消灯あるいは点灯を維持するランプもあったが、本実施例では低電力時に立消えが発生し易い高いランプ電圧の放電ランプに応じて回路動作が停止する維持電圧を設定することができるので、低入力電圧時の点灯停止電圧を図２の（２），（３）に示すようにランプ（Ａ）とランプ（Ｂ）の低電圧時の停止電圧を揃えることができる。
【００２７】
したがって、低入力点灯時の入力電流のピーク値のばらつきを抑えることが可能となり、前述の入力電流の増大に伴う損失電力の増加による回路素子（パワー素子）の発熱を一定値以下にすることができ、回路破損を容易に防止することができる。また、上記の維持停止電圧より高い電圧で立消えが発生する劣化の進んだ異常な放電ランプでは、これより低い値の入力電流で停止となる。
【００２８】
そして、上記の動作の後に停止を維持した状態あるいは入力電源をオフにした状態から徐々に入力電圧が上昇し、任意の始動電圧に達すると、入力電圧検出回路７により始動電圧以下では始動させない信号を停止し、また回路動作の停止維持信号がラッチ回路１０より出力されていればラッチ回路１０にリセット信号を出力して停止維持状態を解除させて点灯開始動作を始動させることができる。
【００２９】
このとき、上記の始動電圧は定格電圧に比べて低く、点灯回路出力としては全てのランプに必要十分なパワー（電力）を供給できないので、図２の（３）のランプ（Ｂ）のように所定時間内で起動できずに点灯失敗した状態でオープン検出時の停止保護機能により再び停止状態が維持されるような場合でも、更に入力電圧が上昇して定格電圧に近づき、任意の強制復帰電圧に達すると強制復帰回路１２からラッチ回路１０にリセット信号が出力されて、再び停止維持状態が解除されて点灯動作を開始することができる。このときの入力電圧は上述の最初の始動電圧と比べて高いので、起動時にランプに供給できるパワー電力は必要十分なものであり、殆ど全てのランプを確実に点灯することができる。
【００３０】
すなわち、放電ランプ５の点灯開始時において、入力電圧が低いときの始動電圧で点灯が失敗しても更に入力電圧が上がったところで再度点灯開始動作を行うことで、全てのランプを確実に再点灯することができる。これにより、自動車用照明器具として不点灯という重大な機能障害を確実に防止することが可能になる。
【００３１】
このように、入力電圧が低下していく場合において、従来ではランプ電力の低下により放電ランプ自身が立消えたときの入力電圧にて回路動作を停止していたので、入力電流のピーク値でばらつきが大きくなり、場合によっては発熱による回路破損が生じていた。しかし本実施例では、ランプ自身の立消えを待たずに立消えし易いランプに応じた入力電圧で維持停止回路１１により点灯を停止させてしまうので、停止電圧を一定にして点灯回路の入力電流のピーク値をあるレベル以下に抑えることができ、容易に点灯回路の破損（焼損）を防止することができる。
【００３２】
また、消灯状態から入力電圧が徐々に上昇していく場合は、従来では定格電圧より低い始動電圧でのみ点灯開始動作を行うので、そのとき所定時間内に起動できなければ上述のオープン停止保護動作によってその後も不点灯状態が継続し、自動車用照明としては重大な機能障害となる。これに対し、本実施例では前述のように再度点灯開始動作を行うので、上記の問題を解決することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、入力電圧の低下時に過大なランプ電流が流れて回路破損するのを防止できるという効果がある。
【００３４】
また、本発明によれば、入力電圧が上昇して始動する際に立消えにより不点灯のままとなるのを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の回路構成を示すブロック図
【図２】  実施例の動作を示すタイミング図
【図３】  従来の放電灯点灯装置の回路構成を示すブロック図
【図４】  従来例の動作を示すタイミング図
【符号の説明】
１  直流電源
２  直流昇圧回路
３  直流−交流インバータ
４  起動回路
５  放電ランプ
６  回路保護部
７  入力電圧検出回路
８  保護出力回路
９  点灯検出回路
１０  ラッチ回路
１１  維持電圧停止回路
１２  強制復帰回路
【図１】
0004067646.tif 000002
【図２】
0004067646.tif 000003
【図３】
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【図４】
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