JP4434737B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
この放電灯点灯装置は、車載用バッテリー1を電源とし、その電圧を昇圧するDC/DCコンバータ2と、4つのスイッチング素子をHブリッジ状に配置してなるインバータ回路3を備え、前記DC/DCコンバータ2によって昇圧された電圧を前記インバータ回路3により交流電圧に変換して、放電灯4に電力を供給することにより放電灯4を点灯させているものである。
実施の形態1.
図3はこの実施の形態を示す回路図である。
この図において、車載用バッテリー1を電源とし、その電圧を昇圧するDC/DCコンバータ2と、4つのスイッチング素子をHブリッジ状に配置してなるインバータ回路3を備え、前記DC/DCコンバータ2によって昇圧された電圧を前記インバータ回路3により交流電圧に変換して、放電灯4に電力を供給することにより放電灯4を点灯させている。
上記実施の形態1においては、逆流防止用のダイオード6を挿入していたが、図4に示される実施の形態2においては、放電灯点灯装置の出力端(放電灯の両端)において天絡が発生した際に、逆流防止用のダイオード6のカソード電圧が天絡電圧と等しくなる(但し、実際にはインバータ回路3のFETの寄生ダイオードのVf分だけ低下する)のでこの電圧をモニタする手段(カソード電圧検出手段7)を設けることで天絡を検出することが可能としている。
上記実施の形態1において、通常点灯中にダイオード6のカソードにサージ電圧が発生すると述べたが、実施の形態3は、このサージを吸収するために、図6のように、コンデンサ9aあるいは9bを設けるものである。
1)インバータ回路の切り替わり時のサージがモジュールICの耐圧を超えていると、ドライバ回路が破壊される、
2)サージがモジュールICの耐圧を超えていなくても、図7にて左側のFETがオフからオンに切り替わる時に6のカソード電圧(=FETのドレイン電圧)がサージ電圧などで上昇していると、FETのソース電圧もドレイン−ソース間の浮遊容量にてカップリングされて上昇するため、ドライバ回路からゲートに電圧(ここでは12Vとする)が供給されても、Vgsとして十分な電圧が得られないため、FETがオンできなくなる、
といった問題点を解決することができ、図7に示されるような回路を用いることが可能となる。
上述の実施の形態にて述べてきたようなダイオード6を追加した回路にて放電灯の点灯中に天絡が発生すると、インバータ回路の切り替わりの瞬間にダイオード6のカソードにサージ電圧が発生する。このサージ電圧は通常点灯中に発生するものよりも大きいため、実施の形態3にて述べたコンデンサ9a、bで吸収するためには大きな容量のコンデンサ9a、bを設けることが必要となる。そのため、点灯中の天絡に対しては、図7に示されるようなモジュールICを保護するために別途サージを抑えるサージクランプ回路10A(図8に示す)を設けることが望ましい。
上記実施の形態4にて述べたサージクランプ回路10Aを設ける代わりに、実施の形態3にて述べたようにコンデンサの容量を、点灯中に天絡した時のインバータ回路切り替わりの瞬間にダイオード6のカソードに発生するサージ電圧を吸収可能なぐらい大容量としてもよい。
実施の形態1においては、逆流防止用ダイオード6を追加しているが、放電灯点灯装置の出力端5にて天絡が発生した場合に、インバータ回路の下側のFETがオンしているとDC/DCコンバータ2が動作停止した後で、図9中の点線矢印D、E、Fで示した経路で天絡箇所から電流が流れ続けることとなってしまう可能性がある。そこで、この実施の形態6においては、この電流を遮断するためにインバータ回路3の全てのFETをオフさせる。
この実施の形態7では、放電灯が点灯していない時に点灯装置の出力端5に天絡が発生した際に、天絡箇所からGNDへ電流が流れ続けないように、図10に示すように、実施の形態1において説明した逆流防止用ダイオード6に代わり、逆流防止用のFET11を用いる。これにより、DC/DCコンバータ2が非動作の時の天絡を検出する。なお、101はFET11のドライブ回路である。
上述したインバータ回路にモジュールICを用いたものにおいては、図7に示したようにモジュールIC内のドライブ回路の耐圧が低いために天絡電圧(天絡した時のバッテリー電圧)が高いとドライブ回路に悪影響を及ぼす可能性があった。すなわち、図11に示すように、FETのソース電圧が上昇してモジュールICの電源電圧112(ここでは12V)以上になる(図11中の点111が電源電圧である12V以上となる)と、カソード端子がモジュールICの電源となり、かつ点灯装置内で12V電源を使用している回路に対しても電源となるため、ドライバ回路71内を点線113で示すような大電流が流れ、ドライバ回路71の電流容量を越え、最悪パターンが溶断しまったり、あるいは電源の12Vが上昇することによりドライバ回路71内のトランジスタの耐圧を超えてトランジスタに不具合が生じる可能性がある。
この実施の形態9は、図14に示すように、逆流防止用ダイオード6に並列に定電流回路13を備えることで、天絡時に天絡箇所からGNDへ流れる電流を制限し、天絡を検出した後、定電流回路をオフすることによって回路を保護する。
この実施の形態10は、逆流防止用ダイオード6に並列にツェナーダイオード14を備えることで、サージ発生時にモジュールICに印加される電圧の上限を制限することでモジュールICが破壊されないようにしている。
この実施の形態11は、実施の形態4における図8で示したサージクランプ回路とは、ダイオード6とダイオード10の間にトランジスタ15を介することで、必要に応じてダイオード6を点灯装置の電源ラインと切り離すことができる点で異なるものである。
Claims (12)
- 直流電源と、この直流電源からの直流を昇圧する昇圧回路と、この昇圧回路により昇圧された直流を交流に変換するインバータ回路と、この昇圧回路の高電圧側に接続された接地端子とを備え、インバータ回路と接地端子との間に逆流防止手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
- 逆流防止手段は、逆流防止用ダイオード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。
- 逆流防止用ダイオードのカソード電圧が所定の電圧以上となるとき天絡を検出する天絡検出手段を設けることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 逆流防止用ダイオードに発生するサージ電圧を吸収するコンデンサを設けることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 逆流防止用ダイオードに発生するサージ電圧に対するサージクランプ回路を設けることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 天絡発生時には、インバータ回路内のFETをオフすることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
- 逆流防止用ダイオードと並列に定電流回路を設け、上記逆流防止用ダイオードのカソード電圧が所定の電圧以上となる天絡検出時に定電流回路をオフすることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 逆流防止用ダイオードと並列にツェナーダイオードを設けることを特徴とする請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 直流電源と、この直流電源からの直流を昇圧する昇圧回路と、この昇圧回路により昇圧された直流を交流に変換するインバータ回路と、この昇圧回路の高電圧側に接続された接地端子とを備え、インバータ回路と接地端子との間に逆流防止用FETを設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
- インバータ回路の制御回路の電源ラインに逆流防止用ダイオードを設けることを特徴とする請求項2または請求項9のうちのいずれか1項記載の放電灯点灯装置。
- 天絡時に逆流防止用ダイオードのカソードにサージ電圧が発生すると、インバータ回路の制御回路の基準電位を他の回路のGND電位から浮き上がらせることにより上記インバータ回路の制御回路を保護することを特徴とする請求項2または請求項9のうちのいずれか1項記載の放電灯点灯装置。
- 天絡発生時にはインバータ回路にて天絡箇所からGNDへ電流が流れる経路上にあるFETをオフすることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
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