(57)【要約】【課題】損失を低減することが可能な放電灯点灯回路を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る放電灯点灯回路は、インバータ回路と、第１の共振回路を有し、インバータ回路からの交流電力を昇圧した出力交流電力を生成する第１の昇圧回路と、第２の共振回路を有し、インバータ回路からの交流電力を昇圧した昇圧交流電力を生成する第２の昇圧回路と、昇圧交流電力をダイオードを介して蓄える容量素子と、該容量素子の電力から起動パルス電圧を生成する自己降伏型スイッチ素子とを有する起動回路と、制御回路とを備え、第２の共振回路の共振周波数は第１の共振回路の共振周波数と異なり、制御回路は、インバータ回路のスイッチング周波数を、放電灯消灯時には第２の共振回路の共振周波数の近傍に制御し、放電灯点灯時には第１の共振回路の共振周波数の近傍に制御する。【選択図】図１
2009004182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路からの交流電力を昇圧し、放電灯に供給するための第１の昇圧交流電力を生成する第１の昇圧回路であって、前記第１の昇圧交流電力を出力する第１のトランスと、前記第１のトランスと前記インバータ回路との間に接続され、前記第１のトランスの１次巻線を含む第１の共振回路とを有する当該第１の昇圧回路と、
前記インバータ回路からの交流電力を昇圧した第２の昇圧交流電力を生成する第２の昇圧回路であって、前記第２の昇圧交流電力を出力する第２のトランスと、前記第２のトランスと前記インバータ回路との間に接続され、前記第２のトランスの１次巻線を含む第２の共振回路とを有する当該第２の昇圧回路と、
前記第２の昇圧回路からの前記第２の昇圧交流電力をダイオードを介して蓄える容量素子と、該容量素子に蓄えられた電力から前記放電灯を起動するための起動パルス電圧を生成する自己降伏型スイッチ素子とを有する起動回路と、
前記インバータ回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記第２の共振回路の共振周波数は、前記第１の共振回路の共振周波数と異なり、
前記制御回路は、放電灯消灯時には前記インバータ回路のスイッチング周波数を前記第２の共振回路の共振周波数の近傍に制御し、放電灯点灯時には前記インバータ回路のスイッチング周波数を前記第１の共振回路の共振周波数の近傍に制御する、
ことを特徴とする、放電灯点灯回路。
【請求項２】
前記第２の共振回路の共振周波数は、前記第１の共振回路の共振周波数より低いことを特徴とする、請求項１に記載の放電灯点灯回路。
【請求項３】
前記第１のトランスと前記第２のトランスとは、磁性体を共用することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯回路。
【請求項４】
前記第１の共振回路における第１のインダクタと前記第２の共振回路における第２のインダクタとは、磁性体を共用することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の放電灯を点灯するための点灯回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用照明等に用いられる放電灯を点灯するための点灯回路が知られている。特許文献１には、インバータ回路と、昇圧回路と、起動回路とから構成された放電灯点灯回路が記載されている。昇圧回路は、インバータ回路によって生成された交流電力を昇圧して放電灯に供給するために、共振回路とトランスとを有している。共振回路は、容量素子、インダクタ素子及びトランスの１次巻線とから構成され、インバータとトランスとの間に接続されている。このようにして、トランスの２次巻線から放電灯に交流電力が供給される。一方、起動回路は、放電灯を起動するための起動パルス電圧を生成するために、ダイオードと、容量素子と、自己降伏型スイッチ素子とを有している。起動回路は、トランスの補助巻線から交流電力を受けてダイオードを介して容量素子に蓄え、自己降伏型スイッチ素子によって容量素子に蓄えられた電力から起動パルス電圧を生成する。
【０００３】
ここで、放電灯のインピーダンス、すなわち放電灯点灯回路の負荷インピーダンスは、放電灯消灯時には非常に大きく、放電灯点灯時には小さくなる。その結果、インバータ回路の出力電圧及び昇圧回路の出力電圧（トランスの２次巻線間電圧及び補助巻線間電圧）は、放電灯消灯時には高く、放電灯点灯時には低下する。そのために、起動回路では、放電灯消灯時には、容量素子の端子間電圧が自己降伏型スイッチ素子の絶縁破壊電圧まで適切に上昇して起動パルス電圧が生成されるが、放電灯点灯後には、容量素子の端子間電圧が自己降伏型スイッチ素子の絶縁破壊電圧まで上昇することがなく、起動パルス電圧は生成されない。このようにして、特許文献１に記載の放電灯点灯回路は、起動回路からの起動パルス電圧によって放電灯の点灯を開始し、放電灯点灯後には、昇圧回路からの交流電力によって放電灯の点灯を保持する。
【特許文献１】特開２００６−３３９１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の放電灯点灯回路では、起動回路は昇圧回路の補助巻線に接続されているので、放電灯点灯後も、起動回路の容量素子に対して充電が行われる。補助巻線から供給される電力は交流電力であるので、容量素子に対して放電が行われないように補助巻線と容量素子との間には整流のためのダイオードが接続されている。
【０００５】
しかしながら、ダイオードには、順方向バイアスから逆方向バイアスへ切り替えられても、残留した少数キャリアによって逆流が可能な逆回復時間が存在する。そのために、起動回路の容量素子に蓄えられた電力は、この逆回復時間において、ダイオードに対して逆方向に放電されてしまう。その結果、容量素子では、補助巻線から供給される交流電力に応じて充放電が繰り返されてしまう。この容量素子の充放電は、放電灯点灯回路にとって損失となる。
【０００６】
放電灯点灯回路では、放電灯の音響共鳴を防止するために、交流電力の周波数を約２ＭＨｚ（周期に換算すると約５００ｎｓ）以上の高周波数にすることが好ましい。一方、ダイオードの逆回復時間は数百ｎｓ程度である。この場合、容量素子の充電時間に対して、ダイオードの逆回復時間における放電時間は無視できないものとなる。すなわち、容量素子の充放電繰り返しに起因する損失が無視できないものとなり、この損失を低減することが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、損失を低減することが可能な放電灯点灯回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の放電灯点灯回路は、（ａ）入力直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、（ｂ）インバータ回路からの交流電力を昇圧し、放電灯に供給するための第１の昇圧交流電力を生成する第１の昇圧回路であって、第１の昇圧交流電力を出力する第１のトランスと、第１のトランスとインバータ回路との間に接続され、第１のトランスの１次巻線を含む第１の共振回路とを有する当該第１の昇圧回路と、（ｃ）インバータ回路からの交流電力を昇圧した第２の昇圧交流電力を生成する第２の昇圧回路であって、第２の昇圧交流電力を出力する第２のトランスと、第２のトランスとインバータ回路との間に接続され、第２のトランスの１次巻線を含む第２の共振回路とを有する当該第２の昇圧回路と、（ｄ）第２の昇圧回路からの第２の昇圧交流電力をダイオードを介して蓄える容量素子と、該容量素子に蓄えられた電力から放電灯を起動するための起動パルス電圧を生成する自己降伏型スイッチ素子とを有する起動回路と、（ｅ）インバータ回路を制御する制御回路とを備え、（ｆ）第２の共振回路の共振周波数は、第１の共振回路の共振周波数と異なり、（ｇ）制御回路は、放電灯消灯時にはインバータ回路のスイッチング周波数を第２の共振回路の共振周波数の近傍に制御し、放電灯点灯時にはインバータ回路のスイッチング周波数を第１の共振回路の共振周波数の近傍に制御することを特徴とする。
【０００９】
ここで、共振回路のインピーダンスは周波数依存性を有する。具体的には、共振回路のインピーダンスは、共振周波数に近いほど小さく、共振周波数から離れるほど大きくなる。そのために、共振回路は、入力交流電力の周波数が共振周波数に近いほど入力交流電力を通過させ易く、入力交流電力の周波数が共振周波数から離れるほど入力交流電力を通過させ難くなる。
【００１０】
この放電灯点灯回路によれば、放電灯点灯後にはインバータ回路のスイッチング周波数が第１の共振回路の共振周波数の近傍に制御され、第２の共振回路の共振周波数は第１の共振回路の共振周波数と異なるので、第２の共振回路を介してインバータ回路から起動回路へ供給される交流電力が低下する。その結果、起動回路の容量素子への充電を抑制することができ、起動回路のダイオードが逆回復特性を有していても、容量素子の充放電繰り返しに起因する損失を低減することができる。
【００１１】
上記した第２の共振回路の共振周波数は、第１の共振回路の共振周波数より低いことが好ましい。これによれば、放電灯消灯時にはインバータ回路のスイッチング周波数を低周波数とし、放電灯点灯後にはインバータ回路のスイッチング周波数を高周波数側へシフトすることにより、安定した点灯動作が得られる。
【００１２】
上記した第１のトランスと上記した第２のトランスとは、磁性体を共用することが好ましい。また、上記した第１の共振回路における第１のインダクタと上記した第２の共振回路における第２のインダクタとは、磁性体を共用することが好ましい。この構成によれば、小型化及び低価格化が可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放電灯点灯回路の損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る放電灯点灯回路を示す回路図である。図１には、放電灯点灯回路１と共に、スイッチ２、入力用直流電源としてのバッテリ３、ソケット４および放電灯５が示されている。放電灯点灯回路１の一対の入力６ａ，６ｂの間には、スイッチ２とバッテリ３とが直列に接続され、放電灯点灯回路１の入力６ｂは電源線（例えば、接地ライン）９に接続される。放電灯点灯回路１の一対の出力７ａ，７ｂの間には、放電灯５を搭載するためのソケット４が接続される。このようにして、放電灯点灯回路１は、スイッチ２がオン状態であるときに、バッテリ３から供給される直流電力を用いて、車両用の放電灯５、主に前照灯などの灯具を点灯する。
【００１６】
図１に示す放電灯点灯回路１は、インバータ回路１０と、ドライバ回路２０と、メイン用昇圧回路（第１の昇圧回路）３０と、起動用昇圧回路（第２の昇圧回路）４０と、起動回路５０と、電流検出用抵抗素子６０と、制御回路７０とを備えている。
【００１７】
インバータ回路１０は、２つのトランジスタ１１，１２を有している。本実施形態では、トランジスタ１１，１２は、Ｎチャネル型ＦＥＴである。トランジスタ１１，１２は、入力６ａ，６ｂ間に直列に接続されている。具体的には、トランジスタ１１のドレインは入力６ａに接続されており、ソースはトランジスタ１２のドレインに接続されている。トランジスタ１２のソースは入力６ｂに接続されている。トランジスタ１１，１２のゲートは、ドライバ回路２０に接続されている。
【００１８】
ドライバ回路２０は、制御回路７０から受ける制御信号に応じて、トランジスタ１１，１２の各々のゲートに駆動信号を供給する。駆動信号のデューティはほぼ５０％であり、駆動信号の位相は互いに１８０度ずれている。これによって、インバータ回路１０では、入力６ａ，６ｂに入力される直流電力が交流電力に変換され、この交流電力はメイン用昇圧回路３０及び起動用昇圧回路４０に供給される。
【００１９】
メイン用昇圧回路３０は、インバータ回路１０からの交流電力を昇圧して昇圧交流電力（第１の昇圧交流電力）を生成し、放電灯５へ供給する。メイン用昇圧回路３０は、メイン用共振回路（第１の共振回路）３１とメイン用トランス（第１のトランス）３４とを有している。
【００２０】
メイン用共振回路３１は、直列に接続された容量素子３２、インダクタ（第１のインダクタ）３３およびメイン用トランス３４の１次コイル（１次巻線）３４ａとを有している。容量素子３２の一端はインバータ回路１０におけるトランジスタ１１のソースおよびトランジスタ１２のドレインに接続されており、容量素子３２の他端はインダクタ３３の一端に接続されている。インダクタ３３の他端はメイン用トランス３４の１次コイル３４ａの一端に接続されており、１次コイル３４ａの他端は入力６ｂに接続されている。
【００２１】
メイン用共振回路３１では、容量素子３２と、インダクタ３３および１次コイル３４ａとが共振することによって、これらの合成インピーダンスが周波数依存性を有する。メイン用共振回路３１の合成インピーダンスは、共振周波数に近いほど小さい。その結果、メイン用共振回路３１は、インバータ回路１０から出力される交流電力の周波数が共振周波数に近いほど、大きな電力を出力する。
【００２２】
メイン用トランス３４は、メイン用共振回路３１からの出力電力を昇圧して放電灯５へ供給する。メイン用トランス３４における２次コイル（２次巻線）３４ｂの一端は出力７ａに接続されており、２次コイル３４ｂの他端は電流検出用抵抗素子６０の一端に接続されている。電流検出用抵抗素子６０の他端は出力７ｂに接続されている。
【００２３】
同様に、起動用昇圧回路４０は、インバータ回路１０からの交流電力を昇圧して昇圧交流電力（第２の昇圧交流電力）を生成し、起動回路５０へ供給する。起動用昇圧回路４０は、起動用共振回路（第２の共振回路）４１と起動用トランス（第２のトランス）４４とを有している。
【００２４】
起動用共振回路４１は、直列に接続された容量素子４２、インダクタ（第２のインダクタ）４３および起動用トランス４４の１次コイル（１次巻線）４４ａとを有している。容量素子４２の一端はインバータ回路１０におけるトランジスタ１１のソースおよびトランジスタ１２のドレインに接続されており、容量素子４２の他端はインダクタ４３の一端に接続されている。インダクタ４３の他端は起動用トランス４４の１次コイル４４ａの一端に接続されており、１次コイル４４ａの他端は入力６ｂに接続されている。
【００２５】
起動用共振回路４１では、容量素子４２と、インダクタ４３および１次コイル４４ａとが共振することによって、これらの合成インピーダンスが周波数依存性を有する。起動用共振回路４１の合成インピーダンスは、共振周波数に近いほど小さい。その結果、起動用共振回路４１は、インバータ回路１０から出力される交流電力の周波数が共振周波数に近いほど、大きな電力を出力する。
【００２６】
起動用トランス４４は、起動用共振回路４１からの出力電力を昇圧して起動回路５０へ供給する。起動用トランス４４における２次コイル（２次巻線）４４ｂは起動回路５０に接続されている。
【００２７】
ここで、図２に、インバータ回路のスイッチング周波数に対するメイン用共振回路及び起動用共振回路の出力電力を示す。曲線Ｘ１はメイン用共振回路３１の出力電力であり、曲線Ｘ２は起動用共振回路４１の出力電力である。図２に示すように、メイン用共振回路３１の共振周波数ｆ１と起動用共振回路４１の共振周波数ｆ２とは異なっている。例えば、メイン用共振回路３１の共振周波数ｆ１は、放電灯点灯時の交流電力の周波数である約２ＭＨｚに設定され、起動用共振回路４１の共振周波数ｆ２は、共振周波数ｆ２より十分低い５００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚ程度に設定される。
【００２８】
曲線Ｘ１によれば、上記したように、インバータ回路１０のスイッチング周波数、すなわちインバータ回路１０から出力される交流電力の周波数が共振周波数ｆ１に近いほど、メイン用共振回路３１の出力電力が大きいことがわかる。一方、曲線Ｘ２によれば、インバータ回路１０のスイッチング周波数、すなわちインバータ回路１０から出力される交流電力の周波数が共振周波数ｆ２に近いほど、起動用共振回路４１の出力電力が大きく、インバータ回路１０のスイッチング周波数がｆ１のときには、起動用共振回路４１の出力電力が非常に小さいことがわかる。
【００２９】
起動回路５０の出力は、メイン用トランス３４における１次コイル３４ａの中間端子に接続されている。起動回路５０は、ソケット４に搭載される放電灯５を起動させるために、狭パルス幅を有するトリガーパルス電圧を生成し、このトリガーパルス電圧をメイン用トランス３４の１次コイル３４ａに重畳させる。その結果、トリガーパルス電圧はメイン用トランス３４によって昇圧され、高電圧値および狭パルス幅を有する起動パルス電圧（例えば、約２０ｋＶ）がメイン用昇圧回路３０の出力電圧に重畳される。
【００３０】
起動回路５０は、ダイオード５１と、容量素子５２と、スパークギャップ（自己降伏型スイッチ素子）５３とを有している。ダイオード５１のアノードは起動用昇圧回路４０に接続されており、カソードは容量素子５２の一端に接続されている。容量素子５２の他端は起動用昇圧回路４０、換言すれば入力６ｂに接続されている。また、ダイオード５１のカソードはスパークギャップ５３を介してメイン用トランス３４の１次コイル３４ａの中間端子に接続されている。
【００３１】
制御回路７０は、メイン用昇圧回路３０の出力電圧、メイン用昇圧回路３０の出力電流及び起動用昇圧回路４０の出力電圧を監視して、放電灯消灯時には起動用昇圧回路４０の出力電圧に応じてこの電圧をフィードバック制御し、放電灯点灯時にはメイン用昇圧回路３０の出力電圧及び出力電流に応じて出力電力をフィードバック制御する。例えば、制御回路７０は、インバータ回路１０におけるトランジスタ１１とトランジスタ１２とのスイッチング周波数を操作することによって、放電灯消灯時の起動用昇圧回路４０の出力電圧の大きさ及び放電灯点灯時の出力電力の大きさを制御する。
【００３２】
本実施形態では、制御回路７０は、図２に示すように、放電灯消灯時には起動用共振回路４１の共振周波数ｆ２と略同一に又は共振周波数ｆ２の近傍に、スイッチング周波数を制御する。一方、制御回路７０は、放電灯点灯時にはメイン用共振回路３１の共振周波数ｆ１と略同一に又は共振周波数ｆ１の近傍において、スイッチング周波数を変更する。
【００３３】
制御回路７０は、整流回路７１と、電圧制御回路７２と、電力演算回路７３と、電力制御回路７４と、点灯監視回路７５と、切替回路７６と、Ｖ−ｆコンバータ回路７７とを有している。
【００３４】
整流回路７１は、起動用昇圧回路４０からの交流電力を整流して直流電圧を生成し、電圧制御回路７２へ出力する。電圧制御回路７２は、整流回路７１からの直流電圧と内部基準電圧とを比較し、これらの差分に応じた電圧を生成する。
【００３５】
電力演算回路７３は、メイン用昇圧回路３０の出力電圧及び出力電流から出力電力を算出し、算出した出力電力を電力制御回路７４へ出力する。なお、当該出力電流は、電流検出用抵抗素子６０の電圧降下量を検出することによって得られる。電力制御回路７４は、放電灯５の光量（全光束）の立ち上がりを早めるために放電灯起動時には出力電力を大きくし、その後次第に出力電力を低下させてある値に安定化させるように、電力演算回路７３によって算出された出力電力に応じて、出力電力を制御するための電圧を生成する。
【００３６】
点灯監視回路７５は、放電灯５が点灯しているか否かを監視する。具体的には、点灯監視回路７５は、電流検出用抵抗素子６０の電圧降下量、すなわち放電灯５に電流が流れているか否かを監視する。そして、点灯監視回路７５は、電流検出用抵抗素子６０の電圧降下量が閾値未満である場合に放電灯５が消灯していると判断し、放電灯５が消灯していることを示す切替信号を切替回路７６へ出力する。一方、電流検出用抵抗素子６０の電圧降下量が閾値以上である場合には、点灯監視回路７５は、放電灯５が点灯していると判断し、放電灯５が点灯していることを示す切替信号を切替回路７６へ出力する。
【００３７】
切替回路７６は、放電灯５が消灯していることを示す切替信号を受けた場合に、電圧制御回路７２とＶ−ｆコンバータ回路７７とを接続し、放電灯５が点灯していることを示す切替信号を受けた場合に、電力制御回路７４とＶ−ｆコンバータ回路７７とを接続する。Ｖ−ｆコンバータ回路７７は、入力される電圧に応じて、トランジスタ１１，１２の（すなわち、インバータ回路１０の）スイッチング周波数を変更するための制御信号を生成する。
【００３８】
このように、放電灯消灯時には、整流回路７１、電圧制御回路７２及びＶ−ｆコンバータ回路７７による帰還処理によって、起動用昇圧回路４０の出力電圧が電圧制御回路７２の内部基準電圧に制御される。一方、放電灯点灯時には、電力演算回路７３、電力制御回路７４及びＶ−ｆコンバータ回路７７による帰還処理によって、メイン用昇圧回路３０の出力電力が制御される。また、インバータ回路１０のスイッチング周波数は、放電灯消灯時には、起動用昇圧回路４０の共振周波数ｆ２と略同一に又は共振周波数ｆ２の近傍に設定され、放電灯点灯時には、メイン用昇圧回路３０の共振周波数ｆ１と略同一に又は共振周波数ｆ１の近傍に切り替えられる。
【００３９】
次に、図１〜図３を参照しながら、放電灯点灯回路１の動作を説明する。図３は、インバータ回路のスイッチング周波数と各部電圧を示す図である。図３（ａ）には、インバータ回路１０のスイッチング周波数が示されており、図３（ｂ）には、起動回路５０における容量素子５２の電圧が示されている。また、図３（ｃ）には、メイン用昇圧回路３０の出力電圧、すなわち放電灯点灯回路１の出力電圧が示されている。
【００４０】
まず、車両運転者によってスイッチ２がオン状態とされ、一対の入力６ａ，６ｂの間にバッテリ３から直流電圧が入力されると、この直流電圧は、インバータ回路１０へ供給される。
【００４１】
このとき、放電灯５が消灯しており、放電灯５に電流が流れていないので、点灯監視回路７５及び切替回路７６によって、電圧制御回路７２とＶ−ｆコンバータ回路７７とが接続される。すると、整流回路７１、電圧制御回路７２及びＶ−ｆコンバータ回路７７による帰還処理によって制御信号がドライバ回路２０へ供給され、インバータ回路１０がスイッチング周波数ｆ２で動作することによって周波数ｆ２の交流電力が生成される（図３（ａ）における時刻ｔ１）。周波数ｆ２の交流電力は、起動用共振回路４１を通過し、起動用トランス４４によって昇圧され、起動回路５０の容量素子５２が充電される（図３（ｂ）における時刻ｔ１〜ｔ２）。容量素子５２の電圧がスパークギャップ５３の絶縁破壊電圧に達すると、起動パルス電圧が生成されて、放電灯５が点灯を開始する（図３（ｂ），（ｃ）における時刻ｔ２）。なお、時刻ｔ１〜ｔ２では、周波数ｆ２の交流電力は、メイン用共振回路３１をほとんど通過しないので、メイン用昇圧回路３０の出力電圧、すなわち放電灯点灯回路１の出力電圧は非常に低い。
【００４２】
放電灯５が点灯すると、電流が流れ、電流検出用抵抗素子６０の電圧降下量が閾値以上に達した時点で、点灯監視回路７５及び切替回路７６によって、Ｖ−ｆコンバータ回路７７の接続が電圧制御回路７２から電力制御回路７４へと切り替えられる。すると、電力演算回路７３、電力制御回路７４及びＶ−ｆコンバータ回路７７による帰還処理によって制御信号が切り替えられ、インバータ回路１０のスイッチング周波数がｆ２からｆ１に切り替えられて、周波数ｆ１の交流電力が生成される（図３（ａ）における時刻ｔ２）。周波数ｆ１の交流電力は、メイン用共振回路３１を通過し、メイン用トランス３４によって昇圧され、放電灯５に電力が供給される。なお、本実施形態では、放電灯５の光量（全光束）の立ち上がりを早めるために放電灯起動時には出力電力を大きくし、その後次第に出力電力を低下させてある値に安定化させるように、インバータ回路１０のスイッチング周波数をｆ１から次第に大きくして、ｆ１の近傍で安定化させる（図３（ｃ）における時刻ｔ２以降）。
【００４３】
一方、周波数ｆ１の交流電力は、起動用共振回路４１をほとんど通過しないので、起動用昇圧回路４０の出力電圧は非常に低い。そのために、起動回路５０の容量素子５２の充電及び放電が抑制されることとなる。
【００４４】
このように、本実施形態の放電灯点灯回路１によれば、メイン用昇圧回路３０と起動用昇圧回路４０とを並列に設けて、起動回路５０を起動用昇圧回路４０に接続することによりメインの点灯回路（経路）と別系統としている。そして、メイン用昇圧回路３０及び起動用昇圧回路４０が、それぞれ、共振周波数ｆ１，ｆ２が異なるメイン用共振回路３１、起動用共振回路４１を有している。また、放電灯点灯後には、インバータ回路１０のスイッチング周波数がメイン用共振回路３１の共振周波数ｆ１と略同一に又は共振周波数ｆ１の近傍に制御されるので、起動用共振回路４１を介してインバータ回路１０から起動回路５０へ供給される交流電力が低下する。その結果、起動回路５０の容量素子５２への充電を抑制することができ、起動回路５０のダイオード５１が逆回復特性を有していても、容量素子５２の充放電繰り返しに起因する損失を低減することができる。また、ダイオード５１の接合容量の充放電繰り返しに起因する損失を低減することができる。詳説すれば、ダイオード５１の接合容量に対して、逆バイアス時に電荷が蓄積され、順バイアス時に電荷が放電されて、昇圧回路４０と起動回路５０との抵抗成分により発熱すること（すなわち損失）を抑制することができる。
【００４５】
ここで、本願発明者らの見積もりによれば、容量素子５２の充放電繰り返し及びダイオード５１の接合容量の充放電繰り返しに起因する損失は約１Ｗにも及ぶことがわかった。本実施形態の放電灯点灯回路１によれば、この損失のほとんどを低減することができるので、放電灯点灯回路１の発熱をも低減することができる。その結果、放熱対策が軽減され、回路の小型化（特にダイオードの小型化）や放熱機構の簡略化などにより、放電灯点灯回路１の小型化、低価格化が可能となる。
【００４６】
また、本実施形態の放電灯点灯回路１によれば、放電灯消灯時にはインバータ回路１０のスイッチング周波数を低周波数とし、放電灯点灯後にはインバータ回路１０のスイッチング周波数を高周波数側へシフトすることにより、安定した点灯動作が得られる。
【００４７】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、起動回路は、昇圧回路を備えていてもよい。以下では、昇圧回路を備えた起動回路の一例を示す。
【００４８】
図４は、本発明の変形例に係る放電灯点灯回路を示す回路図である。図４に示す放電灯点灯回路１Ａは、放電灯点灯回路１において起動回路５０に代えて起動回路５０Ａを備えている。起動回路５０Ａは、起動回路５０において、ダイオード５１，５５と容量素子５２，５４とで構成される倍電圧回路（すなわち昇圧回路）を備えている。この変形例の放電灯点灯回路１Ａでも、本実施形態の放電灯点灯回路１と同様の利点を得ることができる。すなわち、ダイオード５１，５５が逆回復特性を有していても、容量素子５２，５４の充放電繰り返しに起因する損失を低減することができ、且つ、ダイオード５１，５５の接合容量の充放電繰り返しに起因する損失を低減することができるので、放電灯点灯回路１Ａの発熱を低減することができる。更に、この変形例の放電灯点灯回路１Ａによれば、起動回路５０Ａが昇圧回路を備えているので、起動用昇圧回路４０の昇圧比を下げることができ、起動用トランス４４の小型化が可能である。その結果、放電灯点灯回路１Ａの小型化が可能となる。
【００４９】
また、メイン用トランス３４と起動用トランス４４とは、コア（磁性体）を共用していてもよい。図５は、コアを共用したメイン用トランス及び起動用トランスの一例を示す断面図である。図５に示すトランスは、角筒状のコア８１と、メイン用トランス３４を構成する１次及び２次巻線３４ａ，３４ｂと、起動用トランス４４を構成する１次及び２次巻線４４ａ，４４ｂとを有している。１次及び２次巻線３４ａ，３４ｂと１次及び２次巻線４４ａ，４４ｂとは、角筒状のコア８１の内孔が延びる方向に沿う軸線の周囲に４辺を構成する４つの部分のうち、内面が互いに対向する２つの部分８１ａ，８１ｂにそれぞれ巻かれている。
【００５０】
具体的には、１次巻線３４ａは、コア８１の部分８１ａの内面及び外面に沿って巻かれており、２次巻線３４ｂは、この１次巻線３４ａを覆うように巻かれている。なお、１次巻線３４ａと２次巻線３４ｂとの間には、絶縁シートが挿入されている。一方、１次巻線４４ａは、コア８１の部分８１ｂの内面及び外面に沿って巻かれており、２次巻線４４ｂは、この１次巻線４４ａを覆うように巻かれている。なお、１次巻線４４ａと２次巻線４４ｂとの間には、絶縁シートが挿入されている。すなわち、１次及び２次巻線３４ａ，３４ｂはコア８１の部分８１ａにカップリング巻きされており、１次及び２次巻線４４ａ，４４ｂはコア８１の部分８１ｂにカップリング巻きされている。
【００５１】
これにより、メイン用トランス３４の１次巻線３４ａと２次巻線３４ｂとの結合を強めることができると共に、起動用トランス４４の１次巻線４４ａと２次巻線４４ｂとの結合を強めることができる。
【００５２】
ここで、上記したように、メイン用共振回路３１と起動用共振回路４１とは共振周波数が異なり、インバータ回路１０の動作周波数が放電灯消灯時と放電灯点灯時とで異なる。したがって、放電灯消灯時には、メイン用トランス３４の１次及び２次巻線３４ａ，３４ｂにほとんど電流が流れず、コア８１にメイン用トランス３４による磁束が発生しない。一方、放電灯点灯時には、起動用トランス４４の１次及び２次巻線４４ａ，４４ｂにほとんど電流が流れず、コア８１に起動用トランス４４による磁束が発生しない。その結果、メイン用トランス３４と起動用トランス４４とは、コア８１を共用しても磁気結合によって相互に影響し合うことがない。
【００５３】
この構成によれば、メイン用トランス３４と起動用トランス４４との小型化が可能であり、その結果、放電灯点灯回路１，１Ａの小型化が可能となる。
【００５４】
同様に、メイン用共振回路３１のインダクタ３３と起動用共振回路４１のインダクタ４３とは、コア（磁性体）を共用していてもよい。この構成によれば、インダクタ３３及びインダクタ４３の小型化、すなわちメイン用共振回路３１及び起動用共振回路４１の小型化が可能であり、その結果、放電灯点灯回路１，１Ａの小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る放電灯点灯回路を示す回路図である。
【図２】インバータ回路のスイッチング周波数に対するメイン用共振回路及び起動用共振回路の出力電力を示す図である。
【図３】インバータ回路のスイッチング周波数と各部電圧を示す図である。
【図４】本発明の変形例に係る放電灯点灯回路を示す回路図である。
【図５】コアを共用したメイン用トランス及び起動用トランスの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１Ａ…放電灯点灯回路、２…スイッチ、３…バッテリ、４…ソケット、５…放電灯、１０…インバータ回路、２０…ドライバ回路、３０…メイン用昇圧回路（第１の昇圧回路）、３１…メイン用共振回路（第１の共振回路）、３２…容量素子、３３…インダクタ、３４…メイン用トランス（第１のトランス）、３４ａ…１次コイル（１次巻線）、３４ｂ…２次コイル（２次巻線）、４０…起動用昇圧回路（第２の昇圧回路）、４１…起動用共振回路（第２の共振回路）、４２…容量素子、４３…インダクタ、４４…起動用トランス（第２のトランス）、４４ａ…１次コイル（１次巻線）、４４ｂ…２次コイル（２次巻線）、５０，５０Ａ…起動回路、５１，５５…ダイオード、５２，５４…容量素子、５３…スパークギャップ、６０…電流検出用抵抗素子、７０…制御回路、７１…整流回路、７２…電圧制御回路、７３…電力演算回路、７４…電力制御回路、７５…点灯監視回路、７６…切替回路、７７…Ｖ−Ｆコンバータ回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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