JP2005322515A - Discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の前照灯などの放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に係わり、特にこの放電灯点灯装置のイグナイタに有するトランスの構造に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp such as a headlight of an automobile, and more particularly to a structure of a transformer included in an igniter of the discharge lamp lighting device.
従来の車載用の放電灯点灯装置は、例えば、特許文献1に開示されているように、直流電源の電圧をDC/DCコンバータにより高電圧に変換した後、DC/ACコンバータで交流に変換し、その後、トランスを有するイグナイタで更に高い高圧パルス電圧を発生させてHID(High Intensity Discharge)バルブなどの放電灯に供給して放電を行っている。
上述のように、イグナイタを構成するトランスの一次側巻線に矩形波などの交流を供給して二次側巻線に高電圧を生じさせるが、二次側巻線に発生する電圧が高過ぎると、この巻線に沿面放電やコロナ放電が生ずる恐れがあり、したがって放電灯に供給する電力は自ずから制限される。したがって放電灯に高い電圧を加えることができなく、放電灯の点灯開始を容易にしかも速く行うことができないという、問題があった。 As described above, an alternating current such as a rectangular wave is supplied to the primary winding of the transformer constituting the igniter to generate a high voltage in the secondary winding, but the voltage generated in the secondary winding is too high. As a result, creeping discharge or corona discharge may occur in this winding, and therefore the power supplied to the discharge lamp is naturally limited. Therefore, there has been a problem that a high voltage cannot be applied to the discharge lamp, and the lighting of the discharge lamp cannot be started easily and quickly.
本発明は上述のようにイグナイタのトランスの沿面放電やコロナ放電を防止するために放電灯に比較的高圧を印加できない、従来の放電灯点灯装置の問題点に鑑みてなされたもので、二次側巻線に生ずる比較的高い電圧に耐えられ、したがって沿面放電やコロナ放電が防止できるトランスを有するイグナイタを備えた放電灯点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional discharge lamp lighting device in which a relatively high pressure cannot be applied to the discharge lamp in order to prevent the creeping discharge and corona discharge of the igniter transformer as described above. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device including an igniter having a transformer that can withstand a relatively high voltage generated in a side winding and therefore can prevent creeping discharge and corona discharge.
本発明の請求項1によれば、トランスにより高電圧パルスを発生させて高圧放電灯の点灯を行わせるイグナイタを有する放電灯点灯装置であって、前記トランスは、棒状コアと、この棒状コアの上に、一層に巻かれた一次側巻線及び二次側巻線と、前記二次側巻線と前記棒状コアの間が前記一次側巻線と前記棒状コアの間におけるよりも厚くなるように、前記一次側巻線及び二次側巻線と前記棒状コアの間に封入された樹脂と、を備えて成ることを特徴とする放電灯点灯装置を提供する。
According to
本発明によれば、二次側巻線の方に多くの樹脂が封入されることになり、二次側巻線に生ずる比較的高い電圧に耐えられ、したがって沿面放電やコロナ放電が防止できるトランスを有するイグナイタを備えた放電灯点灯装置が得られる効果がある。 According to the present invention, a large amount of resin is sealed in the secondary winding, which can withstand a relatively high voltage generated in the secondary winding, and thus can prevent creeping discharge and corona discharge. There is an effect that a discharge lamp lighting device including an igniter having the above can be obtained.
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に本発明一実施形態の構成例を示す。図1(a)〜(e)に本発明一実施形態の放電灯点灯装置におけるトランスの構成例を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of one embodiment of the present invention. 1A to 1E show a configuration example of a transformer in a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention.
図1(a)は、トランスTRの電気的構成を示し、図1(b)はトランスTRの外観を、図1(c)はこのトランスTRをA方向から見た図、図1(d)はこのトランスTRの断面図、図1(e)は巻線部分の拡大断面図を示す。 1A shows the electrical configuration of the transformer TR, FIG. 1B shows the appearance of the transformer TR, FIG. 1C shows the transformer TR viewed from the direction A, and FIG. Is a sectional view of the transformer TR, and FIG. 1E is an enlarged sectional view of a winding portion.
このトランスTRは、後述するテーパを有する棒状コア2と、この棒状コア2に巻かれた、n1対n2の巻線比の一次側巻線3a及び二次側巻線3bと、これらの一次側巻線3a及び二次側巻線3bと棒状コア2間に封入された樹脂4とから成っており、一次側巻線3a及び二次側巻線3bは、図1(e)に示すように、棒状コア2の断面方向に対して平板形状を有し、棒状コア2の樹脂4上に一層に巻かれている。
The transformer TR includes a rod-
寸法に関しては例えば、棒状コア2の長さd1は30.0mm、一次側コイル及び二次側コイルの全長d2は28.0mmであり、一次側巻線3a及び二次側巻線3bの巻線比n1:n2は、例えば、3ターン対200ターンである。
Regarding the dimensions, for example, the length d1 of the rod-
棒状コア2は、一次側巻線3aの方が太く、二次側巻線3bの方が細い、いわゆるテーパ形状を有しており、その寸法は例えば一次側巻線3a端の直径φ1が8.0mm、二次側巻線3b端の直径φ2が7.9mmである。
The rod-
なお、棒状コア2における一次側巻線端と二次側巻線端の直径の差は、0.1mmから0.5mm程度あれば良好な結果が得られることが確かめられた。
It has been confirmed that good results can be obtained if the difference in diameter between the primary winding end and the secondary winding end in the rod-
上記のような構造のトランスTRを製造するには、まず所定のテーパを有する棒状コア2を作製する。次に一次側巻線3aと二次側巻線3bから成り、所定の直径を有するコイルを作製する。次に、このコイルの二次側巻線3bの方から上記棒状コア2を通し固定する。そして、上記コイルの二次巻線側からコイルと棒状コア2の間に樹脂4を充填、封入する。
In order to manufacture the transformer TR having the above structure, first, the rod-
このように製造すれば、棒状コア2を上記コイルに通すことが容易であり、しかも比較的空間に余裕のある二次巻線側からコイルと棒状コアの間に樹脂を入れるので樹脂の充填が容易であり、しかも放電を有効に防ぐ効果のあるトランスを、比較的簡単に製造できる利点がある。
If manufactured in this way, it is easy to pass the rod-
上述の構造を有するトランスTRは、例えば図2に示す回路の放電灯点灯装置における、図3に示すイグナイタに用いられる。 The transformer TR having the above-described structure is used, for example, in the igniter shown in FIG. 3 in the discharge lamp lighting device having the circuit shown in FIG.
図2において、11は直流電圧源であり、この電圧源11はDC/DCコンバータ12に供給し、ここで直流電圧源11の電圧を、例えば360V〜400V程度に昇圧する。昇圧された電圧はDC/ACインバータ13に供給し、例えばスイッチング素子4個を使用したフルブリッジ回路で数百Hzのスイッチング動作を行い矩形波を生成する。14は制御回路であり、DC/ACインバータ13が生成される出力電流と電圧から電力を求め、DC/DCコンバータ12が発生する電力が例えば35Wで一定になるように制御する。DC/DCコンバータ12、DC/ACインバータ13、制御回路14は、インバータ15を構成する。
In FIG. 2,
インバータ15は、例えば400Vと1kVの直流電圧を出力する。インバータ15は、給電線161と162を用いて400Vを、給電線163を用いて1kVをイグナイタ17に送電する。給電線161〜163は、全部をまとめてシールドを施すか、給電線そのものにシールドが施されたものを使用する。
The
18は、イグナイタ17と一体的に形成され、例えばHIDバルブ19と嵌合させ、イグナイタ17が発生する高圧パルス電圧を供給するソケットである。
次に、図1により説明したトランスTRを有するイグナイタ17について図3を参照して、説明する。
Next, the
すなわち、211〜213は、インバータ15から取り出される給電線161〜163と電気的に接続される接続端子であり、接続端子211は給電線161と、接続端子212は給電線162と、接続端子213は給電線163と、各々接続される。接続端子211はコンデンサC1の一端に接続されると共に、端面が存在する細長いコアで構成される開磁路型のトランスTRの二次側巻線の一端に接続される。
That is, 211 to 213 are connection terminals electrically connected to the
接続端子212はコンデンサC1の他端、コンデンサC2とトランスTRの一次側巻線の一端にそれぞれ接続される。接続端子213はコンデンサC2の他端に接続されると共に放電ギャップ22を介してトランスTRの二次側巻線の他端に接続される。トランスTRの二次側巻線の他端はソケット18を介してHIDバルブ19の一方の電極に、接続端子212はソケット18を介してHIDバルブ19の他方の電極にそれぞれ接続される。
The connection terminal 212 is connected to the other end of the capacitor C1, and to one end of the primary winding of the capacitor C2 and the transformer TR. The
イグナイタ17のソケット18は、HIDバルブ19の口金に直接嵌合できる形状になっており、トランスTRはソケット18の端部に配置してある。インバータ15は金属ケースに収納し磁気シールドが施される。また、イグナイタ17は例えば磁気シールドされる。
The
次に、図3の回路動作について、図4をも参照しながら、説明する。すなわち、インバータ15の出力からイグナイタ17の接続端子211,212に、図4に示すような400Vのパルス電圧が印加されると共に、接続端子213に1kVの電圧が印加される。これによりコンデンサC2への充電が開始され放電ギャップ22の放電破壊電圧に達すると、トランスTRの一次側巻線に電流が流れ、二次側巻線に、例えば20kVのパルス電圧が発生する。
Next, the circuit operation of FIG. 3 will be described with reference to FIG. That is, a pulse voltage of 400 V as shown in FIG. 4 is applied from the output of the
これはトランスTRの二次側に、一次側巻線の巻線数n1と二次側巻線の巻線数n2の比に応じた電圧が発生する関係から、それぞれの巻線数をn1<n2の関係とすることで、二次側巻線に高い、例えば20kVの電圧を生成する。この電圧はHIDバルブ19に供給し、このHIDバルブ19の放電が開始される。
This is because a voltage is generated on the secondary side of the transformer TR according to the ratio of the number n1 of the primary side windings and the number n2 of the secondary side windings. By setting the relationship of n2, a high voltage of, for example, 20 kV is generated in the secondary winding. This voltage is supplied to the
HIDバルブ19の放電が開始されると、接続端子211,212に供給される電圧は、図4に示されるように、43V付近の電圧で安定した状態となり、以降はイグナイタ17の出力も低電圧となり、この電圧でHIDバルブ19を駆動し点灯を継続する。
When the discharge of the
なお、コンデンサC1は、接続端子211,212に供給される初期の電圧を吸収させ、イグナイタ17の部品が破壊しないようにするためのものである。
The capacitor C1 is for absorbing the initial voltage supplied to the
本発明の上記実施形態では、棒状コア2がテーパを有しており、二次側巻線の端にいくほど高電圧が誘起されるが、この端に行くほど樹脂が多く封入されており、したがって沿面放電やコロナ放電が生じにくい。しかも棒状コア2の一次側巻線13aの直径は大きい、すなわちこの部分では太いコアを用いていることになるので、インダクタンスを大きくすることができ、高電圧パルスを容易に発生させることができる効果もある。
In the above embodiment of the present invention, the rod-shaped
また、一次側巻線及び二次側巻線のコイルは、棒状コアの断面方向に対して平板形状をしているので、コイルの巻かれた長さに対して巻数を多くすることができ高電圧パルスを発生させることが容易である利点もある。 Moreover, since the coils of the primary side winding and the secondary side winding have a flat plate shape with respect to the cross-sectional direction of the rod-shaped core, the number of turns can be increased with respect to the length of winding of the coil. There is also an advantage that it is easy to generate a voltage pulse.
本発明に用いるイグナイタのトランスは、上記のように棒状コアにテーパを持たせなくても、このコアの外側に巻かれるコイルと棒状コアの間に封入される樹脂が二次側巻線の方が一次側巻線の方よりも厚く封入されていればよい。図5(a)に本発明に用いるトランスの他の実施形態の断面図を示す。この例では、テーパを有しない、同径の棒状コア51に少なくとも内径にテーパを有する一次側巻線及び二次側巻線のコイル52a,52bが巻かれており、これらコイルと棒状コアとの間に樹脂53が封入されているものである。
In the igniter transformer used in the present invention, the resin encapsulated between the coil wound outside the core and the rod-shaped core does not have a taper on the rod-shaped core as described above. Should be enclosed thicker than the primary winding. FIG. 5A shows a cross-sectional view of another embodiment of a transformer used in the present invention. In this example, coils 52a and 52b of a primary side winding and a secondary side winding having a taper at least on the inner diameter are wound around a rod-shaped
この実施形態によれば、製造が容易な同径の棒状コアを用いることができる利点がある。 According to this embodiment, there exists an advantage which can use the rod-shaped core of the same diameter which is easy to manufacture.
また、図5(b)に本発明に用いるトランスの更に他の実施形態の断面図を示す。この例では、テーパを有する棒状コア55にテーパを有する一次側巻線及び二次側巻線のコイル56a,56bが巻かれており、これらコイルと棒状コアとの間に樹脂57が封入されているものである。この実施形態によれば、二次側巻線側のコアとコイルの間を容易に話すことができ、したがって二次側巻線に非常に大きな電圧が誘起される場合に好適なトランスが得られる利点がある。
FIG. 5B shows a cross-sectional view of still another embodiment of the transformer used in the present invention. In this example, taper-like primary winding and secondary-
上記実施形態では、断面円柱状の棒状コアを用いた例について述べたが、本発明では他の形状の断面を有する棒状コアを用いてもよい。また上記実施形態ではHIDバルブを用いる場合について述べたが、他の放電灯の場合にも本発明を適用可能である。 In the above-described embodiment, an example using a rod-shaped core having a columnar cross section has been described. Moreover, although the case where the HID bulb is used has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to other discharge lamps.
TR・・・トランス、
2,51,55・・・棒状コア、
3a,52a,56a・・・一次側巻線、
3b,52b,56b・・・二次側巻線、
4,53,57・・・樹脂、
11・・・直流電圧源、
12・・・DC/DCコンバータ、
13・・・DC/ACインバータ、
14・・・制御回路、
15・・・インバータ、
17・・・イグナイタ、
18・・・ソケット、
19・・・HIDバルブ、
161,162,163・・・給電線、
211,212,213・・・接続端子、
C1,C2・・・コンデンサ。
TR ... Trance,
2, 51, 55 ... Rod-shaped core,
3a, 52a, 56a ... primary windings,
3b, 52b, 56b ... secondary winding,
4, 53, 57 ... resin,
11 ... DC voltage source,
12 ... DC / DC converter,
13 ... DC / AC inverter,
14 ... control circuit,
15 ... inverter,
17 ... igniter,
18 ... Socket,
19 ... HID valve,
161, 162, 163... Feeder line,
211, 212, 213... Connection terminals,
C1, C2 ... capacitors.
Claims (2)
前記トランスは、
棒状コアと、
この棒状コアの上に、一層に巻かれた一次側巻線及び二次側巻線と、
前記二次側巻線と前記棒状コアの間が前記一次側巻線と前記棒状コアの間におけるよりも厚くなるように、前記一次側巻線及び二次側巻線と前記棒状コアの間に封入された樹脂と、
を備えて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。 A discharge lamp lighting device having an igniter for generating a high-voltage pulse by a transformer and lighting a high-pressure discharge lamp,
The transformer is
A rod-shaped core;
On the rod-shaped core, a primary winding and a secondary winding wound in one layer,
Between the primary winding and the secondary winding and the rod core so that the space between the secondary winding and the rod core is thicker than between the primary winding and the rod core. Encapsulated resin,
A discharge lamp lighting device comprising:
前記トランスは、
軸方向にテーパを有する棒状コアと、
この棒状コアの上に一層で、しかもこの棒状コアの断面方向に対して平板形状を有する一次側巻線及び二次側巻線が、前記棒状コアの小径の方に前記二次側巻線が巻かれるように構成されたコイルと、
このコイルと前記棒状コアの間に封入された樹脂と、
を備えて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。 A discharge lamp lighting device having an igniter for generating a high-voltage pulse by a transformer and lighting a high-pressure discharge lamp,
The transformer is
A rod-shaped core having an axial taper;
The primary side winding and the secondary side winding having a single layer on the rod-shaped core and having a flat plate shape with respect to the cross-sectional direction of the rod-shaped core, A coil configured to be wound;
Resin encapsulated between this coil and the rod-shaped core;
A discharge lamp lighting device comprising:
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