JP4624137B2 - Discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting method - Google Patents
Discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4624137B2 JP4624137B2 JP2005060777A JP2005060777A JP4624137B2 JP 4624137 B2 JP4624137 B2 JP 4624137B2 JP 2005060777 A JP2005060777 A JP 2005060777A JP 2005060777 A JP2005060777 A JP 2005060777A JP 4624137 B2 JP4624137 B2 JP 4624137B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- control
- time
- voltage
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y02B20/42—
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
本発明は、光束の立ち上り変動を改善した自動車前照灯を含む放電灯の点灯装置及びその方法の技術に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device including a vehicle headlamp and a method for improving the rising fluctuation of a luminous flux.
図６は、従来の放電灯点灯装置の回路構成の一例を示す図である（例えば、特許文献１参照。）。この従来の放電灯点灯装置（以下、単に点灯装置とも称する）は、自動車前照灯に放電灯を用い、該放電灯の始動時に定格電流の数倍の始動電流を流すことにより瞬時点灯を可能とする例を示している。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a conventional discharge lamp lighting device (see, for example, Patent Document 1). This conventional discharge lamp lighting device (hereinafter also simply referred to as a lighting device) uses a discharge lamp for an automobile headlamp, and can be turned on instantaneously by passing a starting current several times the rated current when starting the discharge lamp. An example is shown.
従来の点灯装置は、直流電源１からの直流電圧の入力を直流昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２と、昇圧した入力を直流・交流変換するＤＣ／ＡＣインバータ３と、放電灯５の点灯時に放電を開始させるための起動用の高圧パルスを発生する起動トランス４とを備える。ランプ電力制御回路８は、ランプ電圧検出回路６とランプ電流検出回路７の検出値に従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２による昇圧を制御する。
The conventional lighting device includes a DC /
なお、上記の回路は交流点灯の回路であり、放電灯５を直流点灯する場合はＤＣ／ＡＣインバータ部３を省いた回路構成となる。
The above circuit is an AC lighting circuit. When the
ところで、直流昇圧回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ２）内の点灯制御回路は、ランプ電圧に応じて放電灯５の始動から安定するまでのランプ電流またはランプ電力を制御する。
By the way, the lighting control circuit in the DC booster circuit (DC / DC converter 2) controls the lamp current or the lamp power from the start of the
即ち、点灯制御回路は、ランプ電力の設定値を演算出力として求める。そして、点灯制御回路は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）等の電源出力コントロール方法に基づいて直流昇圧回路のランプ電力を制御する。このように、自動車照明用の放電灯点灯装置の点灯制御回路は、ランプ電力が予め定められた設定値となるようにランプ電圧を検出してフィードバック制御を実施するＰＷＭ等のコントロール回路を備えている。そして、このような放電灯点灯装置の放電灯を瞬時点灯させるための制御回路は、ランプ電圧とランプ電流を検出して、その値に基づいてフィードバック制御を行って始動直後から安定状態に向かうランプ電力を制御する。 That is, the lighting control circuit obtains the set value of the lamp power as a calculation output. The lighting control circuit controls the lamp power of the DC booster circuit based on a power supply output control method such as PWM (Pulse Wide Modulation). As described above, the lighting control circuit of the discharge lamp lighting device for automobile lighting includes a control circuit such as PWM for detecting the lamp voltage and performing the feedback control so that the lamp power becomes a predetermined set value. Yes. Then, the control circuit for instantaneously lighting the discharge lamp of such a discharge lamp lighting device detects the lamp voltage and the lamp current, performs feedback control based on the values, and starts the lamp that goes to a stable state immediately after starting. Control power.
ここで上述のような制御を行う理由としては、以下のとおりである。まず、水銀灯を始めとする一般用の放電灯では十分な明るさになるのに時間が掛かる為、これを早く明るくするには点灯初期にランプ電流を増大することで早急に立ち上げる必要がある。その後、放電灯が明るくなるにつれて点灯初期のランプ電流を定格電流へと低減することが必要である。このとき、放電灯の点灯初期の特性は、コールドスタート起動直後の放電灯のランプ電圧は２０Ｖ程度と低く、また、ランプ光束も、安定時に比べると１０〜２０％程度と低い。 The reason why the above control is performed is as follows. First of all, it takes time for a general-purpose discharge lamp such as a mercury lamp to be sufficiently bright, so in order to brighten it quickly, it is necessary to quickly start up by increasing the lamp current at the beginning of lighting. . Thereafter, as the discharge lamp becomes brighter, it is necessary to reduce the initial lamp current to the rated current. At this time, the initial characteristics of the discharge lamp are as follows: the lamp voltage of the discharge lamp immediately after the start of cold start is as low as about 20 V, and the lamp luminous flux is also as low as about 10 to 20% compared with the stable state.
一般的に放電灯は、ランプ発光管温度の上昇に応じてランプ電圧とランプ光束が上昇していく。そして、要求される発光量を急速に得るために放電灯は、起動直後のランプ電圧が低い間に定格電流の数倍に相当する、いわゆるウォームアップ電流を投入する。 Generally, in a discharge lamp, the lamp voltage and the lamp luminous flux increase as the lamp arc tube temperature increases. In order to quickly obtain the required amount of light emission, the discharge lamp applies a so-called warm-up current corresponding to several times the rated current while the lamp voltage immediately after startup is low.
放電灯は、このウォームアップ電流により、急速に発光管温度が上昇する。それに応じて、放電灯のランプ電圧及びランプ光束は、それぞれの値が急速に上昇する。この光束立ち上りでのランプ電圧とランプ光束との関係は、多少の時間差はあるものの、双方ほぼ同じような上昇の傾向を示す。即ち、ランプ電圧の低い時には光束も低い状態であり、ウォームアップ電流を最大にして流すとランプ電圧が上昇するのに従い徐々にランプ光束も上昇する。そして、点灯制御回路は、このようなランプ電圧及びランプ光束の値の上昇に合わせてランプ電流をウォームアップ時の定格より高い状態から安定時の定格状態へと低減させていく制御（ランプ電流低減制御）を実施する。 In the discharge lamp, the arc tube temperature rapidly rises due to the warm-up current. Correspondingly, the values of the lamp voltage and the luminous flux of the discharge lamp rise rapidly. The relationship between the lamp voltage and the lamp luminous flux at the rising of the luminous flux shows almost the same upward tendency, although there is a slight time difference. That is, when the lamp voltage is low, the luminous flux is also low, and when the warm-up current is maximized, the lamp luminous flux increases gradually as the lamp voltage increases. Then, the lighting control circuit controls the lamp current to be reduced from a state higher than the rated value at the time of warm-up to a rated state at the stable time (lamp current reduction) in accordance with the increase in the value of the lamp voltage and the lamp luminous flux. Control).
なお、図７は従来の水銀封入ＨＩＤランプの電力制御例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of power control of a conventional mercury-filled HID lamp.
ところで、近年は環境に配慮することに鑑み、水銀を封入しなくても点灯可能なランプである、いわゆる水銀フリーＨＩＤランプの開発が進められている。 In recent years, in consideration of the environment, development of a so-called mercury-free HID lamp, which is a lamp that can be lit without enclosing mercury, has been underway.
ここで、従来のＨＩＤランプと水銀フリーＨＩＤランプとの点灯制御に関する相違点を説明する。 Here, the difference regarding the lighting control of the conventional HID lamp and a mercury free HID lamp is demonstrated.
従来のＨＩＤランプは、起動直後のランプ電圧が２０Ｖ程度に対して安定時のランプ電圧は８５Ｖ程度まで上昇するため、起動直後と安定時とのランプ電圧の値には差がある。このため、従来のＨＩＤランプは、実際のランプ電圧に多少のバラツキの幅を見込んだとしても、ランプ電圧の状態が点灯開始直後と安定時との判別が容易であり、その状態に応じて適正にランプ電流を制御することが可能であった。 In the conventional HID lamp, since the lamp voltage at the time of stabilization rises to about 85V with respect to the lamp voltage immediately after the activation of about 20V, there is a difference in the value of the lamp voltage immediately after the activation and at the time of stabilization. For this reason, the conventional HID lamp can easily discriminate between the lamp voltage state immediately after the start of lighting and the stable state, even if the actual lamp voltage is expected to vary slightly. It was possible to control the lamp current.
しかしながら、水銀フリーＨＩＤランプのランプ電圧は、起動直後では２５Ｖ程度、安定時では４２Ｖと低く、双方の電圧差も上記従来のＨＩＤランプより小さい。また、水銀フリーＨＩＤランプにおいて、安定時のランプ電圧のバラツキの幅は、定格ランプ電圧を基準にすると±２０％程度と大きい。このために、水銀フリーＨＩＤランプは、起動直後と安定時とのランプ電圧の違いによる判別が付き難い。 However, the lamp voltage of the mercury-free HID lamp is as low as about 25 V immediately after startup and 42 V when stable, and the voltage difference between them is also smaller than that of the conventional HID lamp. Further, in the mercury-free HID lamp, the variation range of the stable lamp voltage is as large as about ± 20% based on the rated lamp voltage. For this reason, it is difficult for a mercury-free HID lamp to be discriminated due to the difference in lamp voltage between immediately after startup and when it is stable.
従って、水銀フリーＨＩＤランプにおいて従来の電力制御を行った場合には、その状況に応じたランプ電流の制御が困難であり、結果として光束立ち上りの適正なウォームアップ制御が困難であった。 Therefore, when the conventional power control in the mercury-free HID lamps, it is difficult to control the lamp current corresponding to the situation, it was difficult to properly warm up control of the resulting light flux rising.
ところで、上述のように放電灯にウォームアップ電流を投入するとき、制御回路は、始動時電力から安定時電力ヘと電力コントロールを行うためにランプ電圧を検出する。このランプ電圧は、起動時の２０ｋｖ程度の高電圧パルスが印加されるランプの両端を直接検出するのではなく、放電灯と直列に接続されている高電圧パルスを発生させる起動トランスも挟んだ形で検出する構成が一般的である。これは、起動パルスが直接印加される箇所での電圧検出が困難なためである。その際、起動トランスのインダクタンスによる誤差が考えられるが、瞬時点灯タイプの放電灯は数１００Ｈｚの低周波矩形波で点灯されるのが一般的であるため、インダクタンスによるインピーダンス誤差は直流重畳特性にもよるが影響は小さい。 By the way, when the warm-up current is supplied to the discharge lamp as described above, the control circuit detects the lamp voltage in order to perform power control from the starting power to the stable power. This lamp voltage is not directly detected at both ends of the lamp to which a high voltage pulse of about 20 kv at the start is applied, but sandwiching a starting transformer that generates a high voltage pulse connected in series with the discharge lamp. In general, the detection is performed by This is because it is difficult to detect the voltage at the location where the start pulse is directly applied. At that time, an error due to the inductance of the starting transformer can be considered, but since an instantaneous lighting type discharge lamp is generally lit with a low-frequency rectangular wave of several hundred Hz, the impedance error due to the inductance is also related to the DC superimposition characteristics. However, the impact is small.
しかしながら、水銀を封入しないＨＩＤランプは、始動時のウォームアップ電流による巻線抵抗と前段（ＤＣ／ＡＣインバータ３）のブリッジ式インバータＦＥＴのオン抵抗を合わせると３〜５Ω程度となる。そして、水銀を封入しないＨＩＤランプにおいては、最大始動電流３Ａ以上投入する必要がある起動直後のランプ電圧が２５Ｖ程度である。以上の点を考えると、上記抵抗による誤差は、ランプ電圧に９〜１５Ｖ上乗せしたものになる。このような状況を鑑みれば、水銀フリーＨＩＤランプのウォームアップ制御において、ランプ電圧を正確に検出するのは困難であった。その結果として、水銀フリーＨＩＤランプでは、ランプ電圧による適正な始動時制御の最適化が難しくなる。このことは、ランプ電圧の低い状態ほど電流が増えて誤差が大きくなることからもわかる。また、水銀を封入しない水銀フリーＨＩＤランプの安定時ランプ電圧は、ランプ電圧が水銀封入ＨＩＤランプの半分程度の４２Ｖと低い。
However, in an HID lamp that does not enclose mercury, the winding resistance due to the warm-up current at the start and the on-resistance of the bridge inverter FET in the previous stage (DC / AC inverter 3) are about 3 to 5Ω. And in the HID lamp which does not enclose mercury, the lamp voltage immediately after starting which needs to input more than the maximum starting
従って、水銀フリーＨＩＤランプは、上述のような特性に加え、ランプ電圧検出値に上述の抵抗による誤差を含むと、始動時と安定時でランプ電圧の検出値に殆ど変化がないため、双方の状態の判別が困難であった。そのため、水銀フリーＨＩＤランプは、ランプ電圧に基づいたランプの始動時の電力制御が非常に困難となっていた。 Therefore, in the mercury-free HID lamp, if the error due to the resistance is included in the lamp voltage detection value in addition to the characteristics as described above, there is almost no change in the detection value of the lamp voltage at the start and at the stable time. It was difficult to determine the state. For this reason, it is very difficult to control the power of the mercury-free HID lamp when starting the lamp based on the lamp voltage.
図８は、水銀フリーＨＩＤランプ電圧検出例を示す図である。図８によれば、起動直後のランプ電圧は２５Ｖ程度であり、ランプによるバラツキも±５Ｖ程度ある。この図８からも、上述のようにランプ電圧に応じて始動電力を制御する場合には、ランプ電圧の検出誤差とも重なり合って、適正な立ち上り制御を実施することが非常に困難であったことがわかる。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of mercury-free HID lamp voltage detection. According to FIG. 8, the lamp voltage immediately after startup is about 25V, and the variation due to the lamp is about ± 5V. As can be seen from FIG. 8, when starting power is controlled according to the lamp voltage as described above, it is very difficult to carry out appropriate rise control because it overlaps with the detection error of the lamp voltage. Recognize.
また、図９は従来の水銀フリーＨＩＤランプの電力制御例を示す図である。図９において、（ａ）はランプ電圧が低い場合、（ｂ）はランプ電圧が標準の場合、（ｃ）はランプ電圧が高い場合をそれぞれ示している。 FIG. 9 is a diagram showing an example of power control of a conventional mercury-free HID lamp. In FIG. 9, (a) shows the case where the lamp voltage is low, (b) shows the case where the lamp voltage is standard, and (c) shows the case where the lamp voltage is high.
即ち、一般に水銀フリーＨＩＤランプにおいてランプ電圧に応じて立ち上り制御をする場合には、放電開始直後のランプ電圧自体に１０Ｖ程度のバラツキ幅があり、かつ安定時ランプ電圧も４２Ｖと低い。そのため、水銀フリーＨＩＤランプにおいてバラツキを考慮せずに従来の立ち上り制御を実施しようとすると、例えば図９（ｂ）に示す起動直後のランプ電圧２５Ｖを基準にすると、図９（ａ）の起動直後２０Ｖのランプの場合では比較的長く最大電流が流れる。一方で、図９（ｃ）のように起動直後３０Ｖのランプの場合では、比較的短い最大電流印加時間となる。このように、水銀フリーＨＩＤランプにおいて、バラツキを考慮せずに立ち上り制御を行うと、光束立ち上り特性に大きなバラツキ変動を発生させてしまっていた。このように水銀フリーＨＩＤランプの場合には、バラツキがあると過剰にウォームアップされて光束がオーバーシュートするときと、ウォームアップが不足して立ち上りが遅くなるという課題があった。 That is, in general, when the rise control is performed according to the lamp voltage in a mercury-free HID lamp, the lamp voltage itself immediately after the start of discharge has a variation width of about 10 V, and the stable lamp voltage is as low as 42 V. Therefore, if it is attempted to perform the conventional start-up control without considering variations in the mercury-free HID lamp, for example, when the lamp voltage 25 V immediately after the start shown in FIG. 9B is used as a reference, immediately after the start of FIG. 9A. In the case of a 20V lamp, the maximum current flows for a relatively long time. On the other hand, in the case of a 30V lamp immediately after startup as shown in FIG. 9C, the maximum current application time is relatively short. As described above, in the mercury-free HID lamp, when the rise control is performed without considering the variation, a large variation in the luminous flux rise characteristic is generated. As described above, in the case of the mercury-free HID lamp, there is a problem that when there is variation, the warm-up is excessive and the luminous flux overshoots, and when the rise is slow due to insufficient warm-up.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明の課題は、ランプ電圧のバラツキを考慮してランプの光束の立ち上り変動を抑制することができる放電灯の点灯制御技術を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide a lighting control technology for a discharge lamp that can suppress the rising fluctuation of the luminous flux of the lamp in consideration of the variation in the lamp voltage.
上記の課題を解決するため、本発明の放電灯点灯装置及び放電灯点灯方法は次のように構成する。 In order to solve the above problems, the discharge lamp lighting device and the discharge lamp lighting method of the present invention are configured as follows.
（１）放電灯のランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路及びランプ電流を検出するランプ電流検出回路と、前記放電灯を瞬時点灯するために定格の数倍の電流または電力を印加する始動時制御と定格の一定電力で安定点灯する安定時制御を行う制御回路を備え、前記ランプ電圧検出回路の電圧検出値に応じてランプ電流またはランプ電力を始動時から安定時まで制御するとともに、前記放電灯が点灯してからの任意の時間経過を判別するタイマを有し、始動時から安定時までの前記ランプ電圧検出回路の電圧検出値の上昇かつ前記タイマによる点灯してからの任意の時間経過により両方の条件を満たす時に始動時から安定時へ移行して、ランプ電圧が通常より高い場合でも制御動作の切換え動作の時期をタイマ回路によって任意の時間が経過するまで遅延することにより始動電流の期間が延長されることを特徴とする放電灯点灯装置。
（２）放電灯の始動時から安定時までの制御において、前記ランプ電流検出回路からのランプ電流検出信号を前記ランプ電圧検出回路に帰還させてバイアス電圧を加えることで立ち上がり制御の切り替えタイミングの適正化に加えて、始動時制御も最適化可能とすることを特徴とする前記（１）記載の放電灯点灯装置。
（３）放電灯が点灯してからの任意の時間経過を判別するタイマを有し、
前記タイマは、充電時間と放電時間が異なる時定数であり、充電時定数より放電時定数が大きい時定数を備え、放電灯のランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路を及びランプ電流を検出するランプ電流検出回路と、前記放電灯を瞬時点灯するために定格の数倍の電流または電力を印加する始動時制御と定格の一定電力で安定点灯する安定時制御を行う制御回路を備え、前記ランプ電圧検出回路の電圧検出値に応じてランプ電流またはランプ電力を始動時から安定時まで制御するとともに、始動時から安定時までの制御において、ランプ電圧の上昇に伴って徐々に遅れて始動時のウォームアップ制御から安定時の制御に移行する電力低減制御の時間遅れは一定として光束アンダーシュート発生を防止するとともに、ランプ電圧が設定値以上となった状態且つ起動から任意の時間が経過した両方の条件を満たすときを始動時制御から安定時制御への制御領域の切換えタイミングとし、前記ランプ電流検出回路からのランプ電流検出信号を前記ランプ電圧検出回路に帰還させてバイアス電圧を加えることで立ち上がり制御の切り替えタイミングの適正化に加えて、始動時制御も最適化可能とすることを特徴とする放電灯点灯装置。
（４）放電灯に対して電圧及び電流を印加する手段と、前記放電灯に印加されるランプ電圧及びランプ電流を検出する検出手段と、前記ランプ電圧に基づいて定格値を上回る所定の値となるように電流または電力の値を制御する始動時制御、及び電流または電力の値が前記定格値となるように前記ランプ電流の値を制御する安定時制御を行う、制御手段と、前記放電灯が点灯してからの任意の時間経過を判別するタイマと、前記ランプ電圧が所定の電圧値以上かつ前記タイマの所定時間経過の両方の条件を満たすときに切り換え回路が前記始動時制御と前記安定時制御とを切り換える手段と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
（５）放電灯に対して電圧及び電流を印加するステップと、前記放電灯に印加されるランプ電圧及びランプ電流を検出する検出ステップと、前記ランプ電圧に基づいて定格値を上回る所定の値となるように電流または電力の値を制御する始動時制御、及び電流または電力の値が前記定格値となるように前記ランプ電流の値を制御する安定時制御を行う、制御ステップと、前記放電灯が点灯してからの任意の時間経過をタイマにより判別するステップと、前記ランプ電圧が所定の電圧値以上かつ前記タイマの所定時間経過の両方の条件を満たすときに前記始動時制御と前記安定時制御とを切り換えるステップと、をコンピュータが実行することを特徴とする放電灯点灯装置。
(1) A lamp voltage detection circuit for detecting a lamp voltage of a discharge lamp, a lamp current detection circuit for detecting a lamp current, and a start-up control for applying a current or electric power several times the rated value for instantaneously lighting the discharge lamp And a control circuit that performs stable control for stable lighting at a rated constant power, and controls the lamp current or lamp power from the start time to the stable time according to the voltage detection value of the lamp voltage detection circuit, and the discharge lamp Has a timer for determining the elapse of an arbitrary time since the lighting of the lamp, and by the rise of the voltage detection value of the lamp voltage detection circuit from the starting time to the stable time and the elapse of an arbitrary time after the lighting by the timer shifts both to the stable state from the start to the time condition is satisfied, the timing of the switching operation of the control operation even when the lamp voltage is higher than any normal time through the timer circuit The discharge lamp lighting apparatus period starting current by delaying until is characterized in that it is extended.
(2) In the control from the starting time to the stable time of the discharge lamp, the lamp current detection signal from the lamp current detection circuit is fed back to the lamp voltage detection circuit and a bias voltage is applied so that the timing for switching the rising control is appropriate. The discharge lamp lighting device according to (1), wherein the start-up control can be optimized in addition to the control .
(3) having a timer for discriminating an arbitrary time elapsed after the discharge lamp is turned on;
The timer has a time constant that is different from a charge time and a discharge time, and has a time constant that is larger than a charge time constant, and includes a lamp voltage detection circuit that detects a lamp voltage of a discharge lamp and a lamp that detects a lamp current. A current detection circuit, and a control circuit that performs a start-up control in which a current or power several times the rated value is applied to instantaneously turn on the discharge lamp and a stable control in which the lamp is stably lit at a constant constant power, and the lamp voltage The lamp current or lamp power is controlled from the starting time to the stable time according to the voltage detection value of the detection circuit. In the control from the starting time to the stable time, the warming at the starting time is gradually delayed as the lamp voltage increases. The time delay of the power reduction control that shifts from the up control to the stable control is kept constant to prevent the occurrence of luminous flux undershoot, and the lamp voltage is set higher than the set value. When Tsu state and both satisfy the arbitrary time has elapsed from the start to the switching timing of the control region to the stable-time control from the start control, the lamp voltage of the lamp current detection signal from the lamp current detection circuit A discharge lamp lighting device characterized by being able to optimize start-up control in addition to optimizing the switching timing of rising control by feeding back to a detection circuit and applying a bias voltage.
(4) means for applying voltage and current to the discharge lamp, detection means for detecting lamp voltage and lamp current applied to the discharge lamp, and a predetermined value exceeding a rated value based on the lamp voltage; Control means for performing start-up control for controlling the current or power value so that the current or power value becomes the rated value, and control means for controlling the lamp current value so that the current or power value becomes the rated value, and the discharge lamp A timer for determining an elapse of an arbitrary time since the lamp is turned on, and a switching circuit when the lamp voltage satisfies a condition of both a predetermined voltage value and the elapse of the predetermined time of the timer. A discharge lamp lighting device comprising: means for switching time control.
(5) applying a voltage and a current to the discharge lamp; a detecting step for detecting a lamp voltage and a lamp current applied to the discharge lamp; and a predetermined value exceeding a rated value based on the lamp voltage; A control step for performing a start-time control for controlling the current or power value so that the current or power value becomes the rated value, and a control for controlling the lamp current value so that the current or power value becomes the rated value; A step of discriminating an arbitrary time elapsed after the lamp is turned on by a timer, and the start-up control and the stable time when the lamp voltage satisfies a condition of both a predetermined voltage value and a predetermined time elapsed of the timer. A discharge lamp lighting device, wherein the computer executes a step of switching between control.
本発明によれば、ランプ電圧のバラツキによる光束の立ち上り変動を改善することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the rising fluctuation of the luminous flux due to the lamp voltage variation.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。本発明は、ランプ点灯電圧が低く、電圧バラツキが比較的大きい水銀フリーＨＩＤランプを自動車用前照灯として使用する場合でも、ランプの特性差による光束立ち上りのバラツキ変動を抑えて瞬時点灯が可能となる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present invention, even when a mercury-free HID lamp having a low lamp operating voltage and a relatively large voltage variation is used as a headlight for an automobile, fluctuations in the rise of the luminous flux due to the characteristic difference of the lamp can be suppressed and instantaneous lighting can be performed. Become.
図１は本発明の実施例１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６と同一符号は同一構成要素を示している。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a discharge lamp lighting device according to
放電灯点灯装置１００は、バッテリー１の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力側に、ランプ電圧検出回路６とランプ電流検出回路７とを備える。また、放電灯点灯装置１は、目標ランプ電流値を設定して、検出した検出ランプ電流値が目標ランプ電流値と一致するように、ランプ電圧に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力を始動してから安定時までの間制御する、既存のランプ電力制御回路８を備える。また、放電灯点灯装置１００は、起動トランス４による点灯後のランプ（放電灯５）の電流の制御を、ランプをウォームアップするのに必要な定格以上（例えば定格の数倍）の電流または電力をランプ電圧の値に応じてランプに与える、いわゆる始動電流の制御（以下、ウォームアップ制御とも称する）から安定時における定格電力を一定に維持する制御（以下、安定時制御とも称する）に切換える、切換え回路９を備える。そして、放電灯点灯装置１００は、この切換え回路９の切換えタイミングを、点灯後の時間経過の判別に基づいて制御する、タイマ回路１０を備える。
The discharge
上記タイマ回路１０は、ランプ電圧に応じて行うランプのウォームアップ制御における、ランプ起動直後から安定時までのランプ電圧のバラツキによって発生する、光束の立ち上り特性の変動を改善することを目的としている。
The
まず、ランプ電力制御回路８は、光束の立ち上り制御の動作としては、起動直後からランプが安定するまでの間、ランプ電圧に応じて始動時ランプ電流を制御する、ウォームアップ動作を行っている。そのため、ランプ固有のランプ電圧にバラツキがある場合、例えば起動後のランプ電圧が通常より高い電圧の場合は、ランプ電圧が低い場合と比較すると起動直後から既にある程度ランプ電圧が上昇した状態から始動時制御が始まることになってしまう。すなわち、ランプ電圧のみに基づいてウォームアップ制御を行うと、ランプ電圧が高い電圧で起動した場合には、ウォームアップ制御の初期からランプ電流の低減の時期が早まり、本来ウォームアップ時の始動時制御に必要な電流及び電力が不足する。 First, the lamp power control circuit 8 performs a warm-up operation for controlling the lamp current at start-up according to the lamp voltage from immediately after startup until the lamp is stabilized, as the operation for controlling the rise of the luminous flux. Therefore, when there is a variation in the lamp voltage unique to the lamp, for example, when the lamp voltage after startup is higher than normal, compared to when the lamp voltage is low, the lamp voltage has already increased to some extent immediately after startup from the time of startup. Control will start. In other words, when warm-up control is performed based only on the lamp voltage, when the lamp voltage is started at a high voltage, the lamp current is reduced earlier from the initial stage of the warm-up control. Insufficient current and power are required.
そこで、本実施例では、このようなランプ電圧のバラツキ（特性などの差によってランプ電圧に上下幅を有すること）によりウォームアップに必要な始動時制御電流及び電力が不足するという問題を解決するために、始動時における定格を上回る電流または電力を印加する始動時制御から、ランプ電圧の上昇と共に電力を低減していく低減制御動作を経て、安定時における定格電力を一定に維持する安定時制御動作への切換え動作の時期を、タイマ回路１０によって任意の時間が経過するまで遅延する。
Therefore, in this embodiment, in order to solve the problem that the starting control current and power necessary for warm-up are insufficient due to such variations in lamp voltage (the lamp voltage has a vertical width due to a difference in characteristics and the like). In addition, from the starting control that applies current or power exceeding the rated value at starting, through the reduction control operation that reduces the power as the lamp voltage increases, the stable control operation that keeps the rated power constant at stable The
上記の放電灯５が点灯してからの任意の時間経過を判別するタイマ回路１０の時定数は、充電時間と放電時間とが異なる時定数としている。このとき、充電時定数より放電時定数が大きい。
The time constant of the
従来から、瞬時点灯可能な放電灯の立ち上り制御回路は、始動時に必要なウォームアップ最大電流及び電力をランプ電圧の上昇に応じて低減していく始動電力の低減制御動作領域と、低減制御後の安定時における定格電力を維持する安定時制御領域との２種類の制御領域を備えている。この制御の移行時における急速な電力低下は光束のアンダーシュートを発生する。このとき、放電灯点灯装置１００は、このアンダーシュートを防止する目的でランプ電圧の上昇に伴って徐々に遅れてウォームアップ時の制御から安定時の制御に移行するために、電力低減制御に時間遅れを持たせる。しかし、電力低減制御の時間遅れを用いて、水銀フリーＨＩＤランプの高いランプ電圧の光束立ち上り時の電力不足も補おうとすると、水銀フリーＨＩＤランプの低いランプ電圧の立ち上り時も高いランプ電圧のときの電力低減制御の時間遅れと同様に動作する。このため、電力低減制御の時間遅れを用いると、低いランプ電圧のランプでは光束がオーバーシュートするようになる。従って、従来の低減制御の遅れだけでは、根本的にランプ電圧の特性差による光束の立ち上りの変動を改善することは困難である。
Conventionally, the start-up control circuit for a discharge lamp that can be turned on instantaneously has a start-up power reduction control operation area in which the maximum warm-up current and power required at start-up are reduced according to the increase in lamp voltage, and after the reduction control. There are two types of control areas, a stable control area for maintaining the rated power at the stable time. The rapid power drop at the time of this control shift causes an undershoot of the luminous flux. At this time, since the discharge
そこで本実施例の放電灯点灯装置では、制御移行時の遅れは一定とすることでアンダーシュート発生を防止するとともに、ランプ電圧が設定値以上となった状態且つ起動から任意の時間が経過したときを、始動時制御から安定時制御への制御領域の切換えタイミングとする。そして、放電灯点灯装置は、このタイミングによって切換えることによって、ランプ電圧バラツキによる光束の立ち上り変動を抑えることができるように対応している。 Therefore, in the discharge lamp lighting device of this embodiment, the delay at the time of control transition is made constant to prevent the occurrence of undershoot, and when the lamp voltage is higher than the set value and an arbitrary time has elapsed from the start Is the switching timing of the control region from the start-time control to the stable-time control. The discharge lamp lighting device is adapted to suppress the rising fluctuation of the luminous flux due to the lamp voltage variation by switching at this timing.
上記のタイマの切換えを行う設定時間としては、低いランプ電圧で始動するときは、適正な始動時制御が実施可能な回路設定の場合に、高いランプ電圧によって始動してウォームアップ電力が不足する分を補うことができる程度の遅延となるような時間とする。このように適正な切換えタイミングを設定すれば、低いランプ電圧の場合には、本来のウォームアップ制御期間中にタイマ設定時間が経過するが、ランプ電圧が設定電圧に達するまで制御切換え動作が実施されないため、規定の低いランプ電圧の制御として、適正な立ち上り特性となる。そして、このようなタイマの切換えを行うことによって、制御切換え動作が通常のランプより遅れるため、既定の低いランプ電圧の立ち上り特性が改善される。 The set time for switching the timer is as follows: When starting at a low lamp voltage, if the circuit settings are such that proper start-up control can be performed, the warm-up power is insufficient due to starting with a high lamp voltage. The time is set so that the delay can be compensated. If an appropriate switching timing is set in this way, in the case of a low lamp voltage, the timer setting time elapses during the original warm-up control period, but the control switching operation is not performed until the lamp voltage reaches the setting voltage. For this reason, an appropriate rise characteristic is obtained as control of a prescribed low lamp voltage. Then, by performing such timer switching, the control switching operation is delayed from the normal lamp, so that the rising characteristic of the predetermined low lamp voltage is improved.
また、高いランプ電圧の始動時の場合には、タイマ回路１０により始動電流の期間が延長されるので、電力が不足することなく立ち上り電力が適正となる。従って、本実施例では、ランプ電圧のみで制御される従来制御に比べて始動時制御がランプ電圧のバラツキ変動に関わらず立ち上り電力が図２に示すように適正となる。
Further, in the case of starting with a high lamp voltage, since the period of the starting current is extended by the
図４は、放電灯点灯装置による制御フロー図である。放電灯点灯装置１は、以下のフローチャートに従い、ランプ始動から安定時に入るまでの間ランプ電圧に応じてランプ電力を最大電力にする始動時制御から、定格電力を一定に維持する安定時制御へと切換える。
FIG. 4 is a control flow diagram of the discharge lamp lighting device. In accordance with the following flowchart, the discharge
放電灯点灯装置は、ランプを始動するとウォームアップ始動時制御として、最大電流をランプに与える（Ｓ１０１）。ランプ始動と共に、タイマ回路１０は、点灯後の経過時間との測定を開始する。
When the lamp is started, the discharge lamp lighting device gives a maximum current to the lamp as warm-up start control (S101). Along with the lamp start, the
始動時制御から安定時制御の切換えにあたり、切換え回路９は、ランプ電圧が上昇して設定電圧に達したか否かを判断する（Ｓ１０２）。ランプ電圧が設定電圧以下であれば、ランプ電力制御回路８は、始動時制御を続ける。 When switching from the starting control to the stable control, the switching circuit 9 determines whether or not the lamp voltage has increased to reach the set voltage (S102). If the lamp voltage is equal to or lower than the set voltage, the lamp power control circuit 8 continues the starting control.
ランプ電圧が設定電圧以上であれば、切換え回路９は、点灯してから所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１０３）。点灯後の経過時間が所定時間以下であれば、ランプ電力制御回路８は、始動時制御を続ける。 If the lamp voltage is equal to or higher than the set voltage, the switching circuit 9 determines whether or not a predetermined time has elapsed since lighting (S103). If the elapsed time after lighting is equal to or shorter than the predetermined time, the lamp power control circuit 8 continues the start-up control.
そして、Ｓ１０２及びＳ１０３両方の条件を満たすとき、切換え回路９は、始動時制御から安定時制御へと切換える（Ｓ１０４）。 When both the conditions of S102 and S103 are satisfied, the switching circuit 9 switches from the start-time control to the stable-time control (S104).
また、ランプ電力制御回路８は、始動電力から安定時電力への切換えを行う際のランプ電力低減時に、光束が過度に低下（アンダーシュート）しないように徐々に電力低減するよう低減制御を時間的に遅らせる、遅れ制御を行う（Ｓ１０５）。そして、安定時制御への切換え及びアンダーシュート防止の電力低減の遅れ制御完了後、ランプ電力制御は、定格電力（３５Ｗ）を維持する安定時制御となる（Ｓ１０６）。 In addition, the lamp power control circuit 8 performs temporal reduction control so as to gradually reduce the power so that the luminous flux does not excessively decrease (undershoot) when the lamp power is reduced when switching from the starting power to the stable power. Delay control is performed (S105). Then, after completion of switching to stable control and delay control of power reduction for preventing undershoot, the lamp power control becomes stable control for maintaining the rated power (35 W) (S106).
図５は、タイマ回路１０を有する放電灯点灯装置による、比較的ランプ電圧が低いランプと比較的ランプ電圧が高い水銀フリーＨＩＤランプとの立ち上り光束について、コールド時の始動時制御の実施前と実施後の特性の変化を比較するグラフである。図５Ａは、本実施例の制御を行わない（改善前の）一般的なランプ電圧バラツキによる始動時の光束特性の一例を示す。また、図５Ｂは、本実施例の制御を行った（改善後の）ランプ電圧バラツキによる始動時の光束特性の一例を示す。
FIG. 5 shows the start-up control at the cold time and the execution of the rising luminous flux of the lamp having a relatively low lamp voltage and the mercury-free HID lamp having a relatively high lamp voltage by the discharge lamp lighting device having the
図５Ａを参照すると、従来の始動時制御は、ランプ電圧が低いＨＩＤランプａ１とランプ電圧が高いＨＩＤランプａ２との立ち上り時の光束を比較すると、ランプ電圧の高いＨＩＤランプａ２の方が十分な始動時制御が行われないために低い光束となっていた。 Referring to FIG. 5A, in the conventional start-up control, the HID lamp a2 having a high lamp voltage is more sufficient when the luminous fluxes at the time of rising of the HID lamp a1 having a low lamp voltage and the HID lamp a2 having a high lamp voltage are compared. Since the start-up control is not performed, the light flux is low.
これに対して、本実施例の始動時制御は、従来の技術と比較してランプ電圧の低いＨＩＤランプｂ１とランプ電圧の高いＨＩＤランプｂ２との光束立ち上りのバラツキ（差）が軽減している。 On the other hand, the start-up control of this embodiment reduces the variation (difference) in the rise of the luminous flux between the HID lamp b1 having a low lamp voltage and the HID lamp b2 having a high lamp voltage, as compared with the prior art. .
図５によれば、始動時制御の実施後では、ランプ電圧の差による始動時光束特性の大きなバラツキが改善される効果があることがわかる。 According to FIG. 5, it can be seen that after the start-up control is performed, there is an effect that the large variation in the start-up luminous flux characteristics due to the lamp voltage difference is improved.
以上の動作は、ランプが冷えているいわゆるコールドスタートの場合であるが、消灯後のランプが未だ冷えていない状態で再点灯するいわゆるホット〜ウォームスタート時に、タイマ回路１０による始動時制御を行う際には以下のようにすることが望ましい。すなわち、ホット〜ウォームスタート時には、コールド時より高い温度で始動し始めるため、コールド時と同様の制御を行った場合には本来安定時制御を行ってもよいランプの温度に到達してもそのままウォームアップ制御が行われる。そして、安定時制御への切換えが遅れ、ランプに対して過剰にウォームアップ時の高い電力が与えられることで、ホット〜ウォームスタート時では、光束がオーバーシュートしてしまう。
The above operation is a case of a so-called cold start in which the lamp is cold, but when performing a start-up control by the
そこで、このような場合は、タイマ回路１０は、充放電時定数を別々に設ける。つまり、タイマ回路１０は、ホット〜ウォームスタート時に適正な時間だけウォームアップ制御を行うために、消灯後の経過時間に応じてウォームアップ制御の時間（始動開始時のランプ電圧）を定められるようにする。このようにすれば、タイマ回路１０は、ホット〜ウォームスタート時に制御切換えタイミングの遅延が生じないようにすることができる。
Therefore, in such a case, the
充放電時定数を個別に設けることについて、具体的には、タイマ切り換えタイミングの放電時定数を充電時定数より大きくすることが考えられる。このように充電時と放電時との時定数をそれぞれ設定することで、タイマ回路１０は、消灯期間が短く完全な冷間状態ではないホット〜ウォームスタートでは完全にタイマ用コンデンサが放電していない状態にする。そして、このようにすることで、タイマ回路１０は、上述のようにホット〜ウォームスタート時に適正な時間だけウォームアップ制御を行うために、消灯後の経過時間に応じて始動開始時の切換え時間を定めることができる。従って、タイマ回路１０は、始動時制御から安定時へのタイマ回路による切換えの時間を短縮し、かつ光束のオーバーシュートを抑制することができる。
As for providing the charge / discharge time constant individually, specifically, it is conceivable to make the discharge time constant of the timer switching timing larger than the charge time constant. By setting the time constants for charging and discharging as described above, the
以上のように、本実施例ではランプ電圧に基づいて光束立ち上り制御を行う場合に起きる、ランプ電圧のバラツキによる光束立ち上り変動を改善（抑制）することが可能となる。 As described above, in this embodiment, it is possible to improve (suppress) the fluctuation of the luminous flux caused by the variation in the lamp voltage, which occurs when the luminous flux rise control is performed based on the lamp voltage.
図２は本発明による電力制御の基本的な例を示す図であり、（ａ）はランプ電圧が低い場合、（ｂ）はランプ電圧が標準の場合、（ｃ）はランプ電圧が高い場合をそれぞれ示している。 FIG. 2 is a diagram showing a basic example of power control according to the present invention. (A) shows a case where the lamp voltage is low, (b) shows a case where the lamp voltage is standard, and (c) shows a case where the lamp voltage is high. Each is shown.
従来の制御例ではランプ電圧のバラツキで起動後のランプ電圧が高くなるに従い、始動電流の印加する期間が短くなっていたが、本実施例によれば、始動電流の印加期間の違いが改善されて、いずれの電圧でも電流または電力の始動時制御の時間が均一化する。従って、本実施例によれば、始動電流及び電力の安定化により光束の立ち上り変動を改善することができる。 In the conventional control example, as the lamp voltage after start-up increases due to variations in the lamp voltage, the start-up current application period is shortened. However, according to this embodiment, the difference in start-up current application period is improved. Thus, the time for starting control of the current or power becomes uniform at any voltage. Therefore, according to the present embodiment, the rising fluctuation of the luminous flux can be improved by stabilizing the starting current and power.
次に、第１実施例のタイマ回路１０を備える放電灯点灯装置に、ランプ電圧検出誤差を補正する回路を備えた第２の実施例について説明を行う。
Next, a second embodiment in which a discharge lamp lighting device including the
図３は、図１に係る第１実施例の回路に、ランプ電圧補正回路を組み込んだ第２実施例の回路構成を示す。図３中、１１は電圧検出アンプ、１２は電流検出アンプである。この電圧検出アンプ１１及び電流検出アンプ１２によって検出した値に基づいてランプ電圧の大きさを反映してランプ電圧の誤差を抑制する、ランプ電圧補正回路の処理を行う。 FIG. 3 shows a circuit configuration of a second embodiment in which a lamp voltage correction circuit is incorporated in the circuit of the first embodiment shown in FIG. In FIG. 3, 11 is a voltage detection amplifier, and 12 is a current detection amplifier. Based on the values detected by the voltage detection amplifier 11 and the current detection amplifier 12, a lamp voltage correction circuit process is performed that reflects the magnitude of the lamp voltage and suppresses an error in the lamp voltage.
水銀フリーＨＩＤランプの点灯回路では、始動時及び安定時におけるランプ電流の増大による検出誤差の拡大が光束立ち上り制御に影響する。そこで、本実施例では、放電灯点灯装置に、放電灯の始動時におけるランプ電流の増大によるランプ電圧検出誤差を低減するランプ電圧の補正回路を追加する。 In a mercury-free HID lamp lighting circuit, an increase in detection error due to an increase in lamp current at the start and at the time of stability affects the light beam rise control. Therefore, in this embodiment, a lamp voltage correction circuit is added to the discharge lamp lighting device to reduce a lamp voltage detection error due to an increase in lamp current at the start of the discharge lamp.
ランプ電圧補正回路を追加することで、放電灯点灯装置は、第１実施例で説明した立ち上り制御の切換えタイミングの適正化に加えて、本来の始動時制御も最適化を可能としている。このとき用いるランプ電圧検出の誤差は、ランプ電流に比例している。このため、ランプ電圧補正回路がランプ電圧検出値を補正すれば、ランプ電力制御回路８は、始動時から安定時まで誤差を含んだランプ電圧検出値ではなく、補正後の実際のランプ電圧によってランプ電力を制御することができる。 By adding the lamp voltage correction circuit, the discharge lamp lighting device can optimize the start-up control in addition to the optimization of the rising control switching timing described in the first embodiment. The lamp voltage detection error used at this time is proportional to the lamp current. For this reason, if the lamp voltage correction circuit corrects the lamp voltage detection value, the lamp power control circuit 8 does not use the lamp voltage detection value including an error from the start time to the stable time but uses the corrected actual lamp voltage. Electric power can be controlled.
ランプ電圧補正回路は、ランプ電力制御回路８におけるランプ電流検出値を用いて、始動時のウォームアップするために始動電流が増大した時の誤差拡大を打ち消すような値として、ランプ電流検出回路７の出力をランプ電圧検出回路６にバイアス電圧を加えることで帰還を掛け、ランプ電圧検出値を補正する。 The lamp voltage correction circuit uses the lamp current detection value in the lamp power control circuit 8 as a value that cancels out the error increase when the starting current increases in order to warm up at the time of starting. The output is fed back by applying a bias voltage to the lamp voltage detection circuit 6 to correct the detected lamp voltage value.
ランプ電圧の補正量は、ランプ電流の検出値に比例するため、始動時の最大ランプ電流の時に最大となり、その後はランプ電流が低下するに従って補正量も減少するようにする。つまり、放電灯の起動前はランプ電流ゼロなので、補正量もゼロとなる。このように、第２実施例に係るランプ電圧補正回路を備えることで、放電灯点灯装置は、インバータＦＥＴと起動トランス４を挟んだコンバータ出力でランプ電圧を検出しても、本発明の補正方法により始動時のランプ電圧を正確に検出することができる。 Since the correction amount of the lamp voltage is proportional to the detected value of the lamp current, the correction amount is maximized at the maximum lamp current at the start, and thereafter, the correction amount is also reduced as the lamp current decreases. That is, since the lamp current is zero before the discharge lamp is started, the correction amount is also zero. Thus, by providing the lamp voltage correction circuit according to the second embodiment, the discharge lamp lighting device can detect the lamp voltage from the converter output with the inverter FET and the starter transformer 4 interposed therebetween, and the correction method of the present invention. Thus, the lamp voltage at the start can be accurately detected.
以上、第１実施例の立ち上り制御回路に第２実施例のランプ電圧検出値に基づくランプ電圧補正を組み合わせることにより、放電灯点灯装置は、水銀フリーＨＩＤランプの光束立ち上り特性において、更に最適なウォームアップ制御を実施することが可能となる。 As described above, by combining the rise control circuit of the first embodiment with the lamp voltage correction based on the lamp voltage detection value of the second embodiment, the discharge lamp lighting device can further improve the warm-up characteristics in the luminous flux rise characteristics of the mercury-free HID lamp. Up control can be performed.
なお、本実施例において、制御回路構成はアナログ回路で実施しているが、マイコン制御の回路でも同様に適用可能である。 In the present embodiment, the control circuit configuration is implemented by an analog circuit, but the present invention can be similarly applied to a microcomputer controlled circuit.
この場合、制御切換えタイミングのタイマとしては、コンデンサと抵抗によるＣＲ時定数、またはマイコン等の制御ではクロックによるタイマ出力などが利用できる。また、検出値の補正に関しては、ランプ電流検出回路７の出力からランプ電圧検出回路６にバイアス電圧を加えることで、帰還を掛けて実施することができる。 In this case, the timer of the control switching timing, a timer output is available by the clock in the control of the CR time constant or a microcomputer, such as by a capacitor and a resistor. Further, the correction of the detection value can be performed by applying feedback to the lamp voltage detection circuit 6 by applying a bias voltage from the output of the lamp current detection circuit 7.
制御動作としては、ランプ電圧制御回路８は、ランプ電圧補正回路によって補正されたランプ電圧を基にして目標ランプ電流を設定する。つまり、目標ランプ電流値と電流検出値が一致するようにコンバータ出力が制御される基本制御に、本発明では補正のためにランプ電流検出値の出力によって、基となるランプ電圧検出値が変化することになる。補正を行わない場合と比べて、動作が少し複雑になるが、帰還制御としては安定的に動作して、ランプ点灯制御が不安定になることはない。 As a control operation, the lamp voltage control circuit 8 sets a target lamp current based on the lamp voltage corrected by the lamp voltage correction circuit. That is, in the basic control in which the converter output is controlled so that the target lamp current value and the current detection value coincide with each other, in the present invention, the lamp voltage detection value that is the basis changes according to the output of the lamp current detection value for correction. It will be. Compared with the case where correction is not performed, the operation is a little complicated, but the feedback control operates stably and the lamp lighting control does not become unstable.
マイコン制御の場合は、ＡＤコンバータ入力前の検出部回路で補正を行っても良いが、ＡＤコンバータ入力後のマイコンにデータを取り込んだ後に、検出ランプ電流値により検出ランプ電圧値を補正する処理を行っても可能である。 In the case of microcomputer control, correction may be performed by the detection unit circuit before input of the AD converter, but after the data is taken into the microcomputer after input of the AD converter, processing for correcting the detected lamp voltage value by the detected lamp current value is performed. It is possible to go.
＜実施例の効果＞
次に、上述の第１及び第２の実施例の放電灯点灯装置に係る効果を説明する。
<Effect of Example>
Next, the effect which concerns on the discharge lamp lighting device of the above-mentioned 1st and 2nd Example is demonstrated.
通常、水銀フリーＨＩＤランプは、既に自動車前照灯で利用されている水銀封入ＨＩＤランプの８５Ｖと比べ、安定時ランプ電圧が水銀封入ＨＩＤランプの半分程度の４２Ｖと低い。このため、水銀フリーＨＩＤランプは、ランプ電圧検出値に誤差を含むと始動時と安定時のランプ電圧の検出値に差が小さく、始動電力の制御が非常に困難となっていた。 In general, mercury-free HID lamps have a stable lamp voltage of 42 V, which is about half that of mercury-enclosed HID lamps, compared to 85 V of mercury-enclosed HID lamps already used in automobile headlamps. For this reason, when the mercury-free HID lamp includes an error in the lamp voltage detection value, the difference between the lamp voltage detection value at the start and the stable time is small, and it is very difficult to control the starting power.
また、安定時のランプ電圧のバラツキは４２Ｖ±９Ｖ程度であり、ランプ電圧に応じて始動電力を制御する場合には、ランプ電圧の検出誤差とも重なり、適正な立ち上り制御を実施することが困難であった。 In addition, the lamp voltage variation at the time of stability is about 42V ± 9V, and when starting power is controlled according to the lamp voltage, it overlaps with the detection error of the lamp voltage, and it is difficult to carry out proper rise control. there were.
また、ランプ電圧に基づいて急速な光束立ち上りを制御する場合、安定時ランプ電圧が４２Ｖと低く、放電開始直後のランプ電圧は２５Ｖに対して±５Ｖ程度のバラツキ幅があり、同じ制御で実施しようとすると、起動直後のランプ電圧２５Ｖに対して、起動直後２０Ｖのランプでは比較的長く最大電流が流れ、起動直後３０Ｖのランプでは逆に比較的短い最大電流の印加時間となり、ランプによって光束立ち上り特性に大きなバラツキ変動が生じる。 Also, when controlling the rapid rise of the luminous flux based on the lamp voltage, the stable lamp voltage is as low as 42V, and the lamp voltage immediately after the start of discharge has a variation range of about ± 5V with respect to 25V, so let's carry out with the same control Then, with respect to the lamp voltage of 25V immediately after the start, the maximum current flows in the lamp of 20V immediately after the start, and the lamp of 30V immediately after the start has a relatively short maximum current application time. A large variation occurs in
そこで、本発明の水銀フリーＨＩＤランプは、第１実施例のようにランプ電圧による制御領域の切換えタイミングを任意の点灯時間経過の条件を追加することにより、ランプ電圧に応じてのみ光束立ち上り制御を行う場合に起きるランプ電圧バラツキによる光束の立ち上り変動を改善することが可能となる。 Therefore, in the mercury-free HID lamp of the present invention, as in the first embodiment, the control timing of switching of the control area by the lamp voltage is added to the condition of arbitrary lighting time passage so that the rise control of the luminous flux is controlled only in accordance with the lamp voltage. It is possible to improve the rising fluctuation of the luminous flux due to the lamp voltage variation that occurs when performing.
また、従来の放電灯点灯装置は、ランプ電圧はコンバータ出力で検出するので始動時にランプ電流が増大すると、検出フンプ電圧は起動トランス巻線抵抗及びインバータＦＥＴオン抵抗による検出誤差が増大して光束立ち上り制御を困難にしていた。 Also, in the conventional discharge lamp lighting device, the lamp voltage is detected by the converter output, so if the lamp current increases at the start, the detection voltage increases due to the detection error due to the starting transformer winding resistance and the inverter FET on resistance, and the luminous flux rises. It was difficult to control.
また、水銀フリーＨＩＤランプは元々ランプ電圧が低いため、ランプ電圧を検出しても始動時と安定時のランプ電圧差が小さく、ランプ電圧による始動時制御が困難であった。 In addition, since the mercury-free HID lamp originally has a low lamp voltage, even when the lamp voltage is detected, the difference between the lamp voltage at the start and the stable time is small, and control at the start by the lamp voltage is difficult.
そこで、第２実施例に係るランプ電圧補正回路は、放電灯５の始動時から安定時までの制御において、ランプ電流検出回路７からのランプ電流検出信号をランプ電圧検出回路６に帰還させてバイアス電圧を加えること、即ち、立ち上り制御回路にランプ電圧検出の補正を組み合わせる。これにより、ランプ電力制御回路８は、始動時と安定時のランプ電圧が正確に検出できるので、水銀フリーＨＩＤにおいて更に最適なウォームアップ制御をすることが可能となる。
Therefore, the lamp voltage correction circuit according to the second embodiment provides a bias by feeding back the lamp current detection signal from the lamp current detection circuit 7 to the lamp voltage detection circuit 6 in the control from the starting time to the stable time of the
１ 直流電源
２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ ＤＣ／ＡＣインバータ
４ 起動トランス
５ 放電灯
６ ランプ電圧検出回路
７ ランプ電流検出回路
８ ランプ電力制御回路
９ 切換え回路
１０ タイマ回路
１１ 電圧検出アンプ
１２ 電流検出アンプ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記放電灯を瞬時点灯するために定格の数倍の電流または電力を印加する始動時制御と定格の一定電力で安定点灯する安定時制御を行う制御回路を備え、
前記ランプ電圧検出回路の電圧検出値に応じてランプ電流またはランプ電力を始動時から安定時まで制御するとともに、前記放電灯が点灯してからの任意の時間経過を判別するタイマを有し、始動時から安定時までの前記ランプ電圧検出回路の電圧検出値の上昇かつ前記タイマによる点灯してからの任意の時間経過により両方の条件を満たす時に始動時から安定時へ移行して、ランプ電圧が通常より高い場合でも制御動作の切換え動作の時期をタイマ回路によって任意の時間が経過するまで遅延することにより始動電流の期間が延長されることを特徴とする放電灯点灯装置。 A lamp voltage detection circuit for detecting a lamp voltage of the discharge lamp, a lamp current detection circuit for detecting a lamp current, and
A control circuit for performing start-up control for applying a current or power several times the rated for instantaneous lighting of the discharge lamp and stable control for stable lighting at a constant rated power,
A lamp current or lamp power is controlled from a start time to a stable time according to a voltage detection value of the lamp voltage detection circuit, and has a timer for determining an arbitrary time elapsed after the discharge lamp is lit, When the voltage detection value of the lamp voltage detection circuit rises from the hour to the stable time and both conditions are met by an arbitrary time after lighting by the timer , the lamp voltage is changed from the starting time to the stable time. A discharge lamp lighting device in which a period of a starting current is extended by delaying a timing of a switching operation of a control operation until an arbitrary time elapses by a timer circuit even when higher than normal .
前記ランプ電流検出回路からのランプ電流検出信号を前記ランプ電圧検出回路に帰還させてバイアス電圧を加えることで立ち上がり制御の切り替えタイミングの適正化に加えて、始動時制御も最適化可能とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 In the control from the start to the stable of the discharge lamp,
By feeding back a lamp current detection signal from the lamp current detection circuit to the lamp voltage detection circuit and applying a bias voltage, it is possible to optimize start-up control as well as optimization of switching timing of rising control. The discharge lamp lighting device according to claim 1.
前記タイマは、充電時間と放電時間が異なる時定数であり、充電時定数より放電時定数が大きい時定数を備え、
放電灯のランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路を及びランプ電流を検出するランプ電流検出回路と、
前記放電灯を瞬時点灯するために定格の数倍の電流または電力を印加する始動時制御と定格の一定電力で安定点灯する安定時制御を行う制御回路を備え、
前記ランプ電圧検出回路の電圧検出値に応じてランプ電流またはランプ電力を始動時から安定時まで制御するとともに、
始動時から安定時までの制御において、ランプ電圧の上昇に伴って徐々に遅れて始動時のウォームアップ制御から安定時の制御に移行する電力低減制御の時間遅れは一定として光束アンダーシュート発生を防止するとともに、ランプ電圧が設定値以上となった状態且つ起動から任意の時間が経過した両方の条件を満たすときを始動時制御から安定時制御への制御領域の切換えタイミングとし、前記ランプ電流検出回路からのランプ電流検出信号を前記ランプ電圧検出回路に帰還させてバイアス電圧を加えることで立ち上がり制御の切り替えタイミングの適正化に加えて、始動時制御も最適化可能とすることを特徴とする放電灯点灯装置。 It has a timer to determine any elapsed time after the discharge lamp is lit,
The timer is a time constant different from the charge time and the discharge time, and has a time constant whose discharge time constant is larger than the charge time constant,
A lamp voltage detection circuit for detecting a lamp voltage of the discharge lamp and a lamp current detection circuit for detecting a lamp current;
A control circuit for performing start-up control for applying a current or power several times the rated for instantaneous lighting of the discharge lamp and stable control for stable lighting at a constant rated power,
According to the voltage detection value of the lamp voltage detection circuit, the lamp current or lamp power is controlled from the start to the stable time,
In the control from the start to the stable time, the time delay of the power reduction control that shifts gradually from the warm-up control at the start to the stable control is gradually delayed as the lamp voltage rises, and the occurrence of undershoot of light flux is prevented. And the lamp current detection circuit when the lamp voltage is equal to or higher than a set value and when both conditions satisfying an arbitrary period of time have elapsed satisfy the conditions for switching the control region from start-up control to stable control. The discharge lamp is characterized in that the start-up control can be optimized in addition to the optimization of the switching timing of the rise control by feeding back the lamp current detection signal from the lamp to the lamp voltage detection circuit and applying a bias voltage. Lighting device.
前記放電灯に印加されるランプ電圧及びランプ電流を検出する検出手段と、
前記ランプ電圧に基づいて定格値を上回る所定の値となるように電流または電力の値を制御する始動時制御、及び電流または電力の値が前記定格値となるように前記ランプ電流の値を制御する安定時制御を行う、制御手段と、
前記放電灯が点灯してからの任意の時間経過を判別するタイマと、
前記ランプ電圧が所定の電圧値以上かつ前記タイマの所定時間経過の両方の条件を満たすときに切り換え回路が前記始動時制御と前記安定時制御とを切り換える手段と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。 Means for applying voltage and current to the discharge lamp;
Detecting means for detecting a lamp voltage and a lamp current applied to the discharge lamp;
Start-up control that controls the current or power value to be a predetermined value that exceeds the rated value based on the lamp voltage, and control the lamp current value so that the current or power value becomes the rated value Control means for performing stable control,
A timer for determining the elapse of an arbitrary time after the discharge lamp is lit,
The switching circuit includes means for switching between the start-time control and the stable-time control when the lamp voltage satisfies a condition of both a predetermined voltage value and a predetermined time elapse of the timer. Electric light lighting device.
前記放電灯に印加されるランプ電圧及びランプ電流を検出する検出ステップと、
前記ランプ電圧に基づいて定格値を上回る所定の値となるように電流または電力の値を制御する始動時制御、及び電流または電力の値が前記定格値となるように前記ランプ電流の値を制御する安定時制御を行う、制御ステップと、
前記放電灯が点灯してからの任意の時間経過をタイマにより判別するステップと、
前記ランプ電圧が所定の電圧値以上かつ前記タイマの所定時間経過の両方の条件を満たすときに前記始動時制御と前記安定時制御とを切り換えるステップと、をコンピュータが実行することを特徴とする放電灯点灯装置。 Applying voltage and current to the discharge lamp;
A detection step of detecting a lamp voltage and a lamp current applied to the discharge lamp;
Start-up control that controls the current or power value to be a predetermined value that exceeds the rated value based on the lamp voltage, and control the lamp current value so that the current or power value becomes the rated value A control step for performing stable control,
Discriminating an arbitrary time lapse after the discharge lamp is lit by a timer; and
The computer executes the step of switching between the start-time control and the stable-time control when the lamp voltage satisfies a condition of both a predetermined voltage value and a predetermined time elapse of the timer. Electric light lighting device.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005060777A JP4624137B2 (en) | 2004-05-31 | 2005-03-04 | Discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting method |
| DE102006009739A DE102006009739A1 (en) | 2005-03-04 | 2006-03-02 | Discharge lamp switching device and discharge lamp switching method |
| US11/276,557 US7439690B2 (en) | 2005-03-04 | 2006-03-06 | Discharge lamp lighting apparatus and discharge lamp lighting method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004160918 | 2004-05-31 | ||
| JP2005060777A JP4624137B2 (en) | 2004-05-31 | 2005-03-04 | Discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006019241A JP2006019241A (en) | 2006-01-19 |
| JP4624137B2 true JP4624137B2 (en) | 2011-02-02 |
Family
ID=35793301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005060777A Expired - Fee Related JP4624137B2 (en) | 2004-05-31 | 2005-03-04 | Discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4624137B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7459867B1 (en) * | 2007-05-11 | 2008-12-02 | Osram Sylvania Inc. | Program start ballast |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1032096A (en) * | 1996-07-18 | 1998-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Discharge lamp lighting device |
| JPH11317298A (en) * | 1998-04-30 | 1999-11-16 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Lighting device for discharge lamp |
| JP2003338393A (en) * | 2002-05-21 | 2003-11-28 | Stanley Electric Co Ltd | Discharge lamp lighting device |
| WO2004006632A1 (en) * | 2002-07-02 | 2004-01-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp lighting device |
| JP2004119164A (en) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Matsushita Electric Works Ltd | Discharge lamp lighting device |
-
2005
- 2005-03-04 JP JP2005060777A patent/JP4624137B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1032096A (en) * | 1996-07-18 | 1998-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Discharge lamp lighting device |
| JPH11317298A (en) * | 1998-04-30 | 1999-11-16 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Lighting device for discharge lamp |
| JP2003338393A (en) * | 2002-05-21 | 2003-11-28 | Stanley Electric Co Ltd | Discharge lamp lighting device |
| WO2004006632A1 (en) * | 2002-07-02 | 2004-01-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp lighting device |
| JP2004119164A (en) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Matsushita Electric Works Ltd | Discharge lamp lighting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006019241A (en) | 2006-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7439690B2 (en) | Discharge lamp lighting apparatus and discharge lamp lighting method | |
| US7002305B2 (en) | Electronic ballast for a discharge lamp | |
| KR0145362B1 (en) | Discharge lamp lighting device | |
| WO2009145108A1 (en) | Device for operating discharge lamp, device for operating vehicle-mounted operating high-intensity discharge lamp, vehicle-mounted headlight, and vehicle | |
| JP2005101016A (en) | Discharge lamp lighting device and on-vehicle luminaire | |
| JP5035037B2 (en) | Ignition control device for internal combustion engine | |
| JP4624137B2 (en) | Discharge lamp lighting device and discharge lamp lighting method | |
| US7015651B2 (en) | Light source device having a discharge lamp with high radiance and a current feed controller | |
| JP4164291B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
| US9232617B2 (en) | Discharge lamp electronic ballast luminaire and vehicle with same | |
| JP3900831B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
| JP3820931B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
| JP5874049B2 (en) | Discharge lamp lighting device, headlamp using the same, and vehicle | |
| JP4123075B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
| JP4590991B2 (en) | Discharge lamp lighting device and lighting device | |
| JP4794921B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
| JP4178465B2 (en) | High pressure discharge lamp lighting device and lighting fixture | |
| JP2006073310A (en) | High pressure discharge lamp lighting device and lighting control method of high pressure discharge lamp | |
| JP3195990B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
| US20130271003A1 (en) | Discharge lamp lighting device, and headlight and vehicle including same | |
| JP5884043B2 (en) | Discharge lamp lighting device, headlamp using the same, and vehicle | |
| JP2000068079A (en) | Discharge lamp lighting device | |
| JP2006164986A (en) | Driving device and driving method of gas discharge lamp | |
| JP2005026032A (en) | Discharge lamp lighting circuit | |
| JP5895212B2 (en) | Discharge lamp lighting device, vehicle headlamp equipped with this discharge lamp lighting device, and vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070508 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100223 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100608 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100802 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101005 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101102 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4624137 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |