JP5608038B2

JP5608038B2 - フィルタ回路およびそれを用いた照明装置

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Publication number: JP5608038B2
Application number: JP2010238876A
Authority: JP
Inventors: 浩司松本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: JP2012094291A

Description

本発明は、フィルタ回路およびそれを用いた照明装置に関するものである。

従来、車載用の照明装置に用いられる車載用前照灯としては、ハロゲンランプまたはＨＩＤランプが主流となっていた（例えば、特許文献１参照）。

また、車載用前照灯がＨＩＤランプである車載用の照明装置は、例えば、図２１に示すように、ＨＩＤランプからなる放電灯５０と、放電灯５０の始動時に高圧パルスを発生して放電灯５０に上記高圧パルスを印加するイグナイタ部５１と、放電灯５０を点灯させる点灯回路部５２とを備えている。

点灯回路部５２は、自動車のバッテリ５３から供給された直流電圧を所定の直流電圧に昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ部５４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５４で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ部５５とを有している。また、点灯回路部５２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５４およびＤＣ／ＡＣインバータ部５５を制御する制御部５６が設けられている。なお、点灯回路部５２は、ハーネス５７を介してイグナイタ部５１に電気的に接続されている。

ところで、ＨＩＤランプを用いた車載用の照明装置で問題となるのが、ノイズ対策である。車載用の照明装置では、特に、ノイズ対策に対する要求が厳しく、周辺回路や周辺装置への電磁干渉による影響を極力低減することが必要である。図２１に示した構成の車載用の照明装置で発生するノイズは、主に、点灯回路部５２のＤＣ／ＤＣコンバータ部５４によるスイッチングノイズと、放電灯５０に流れる電流が極性反転する際に発生する再点弧ノイズとの２種類が存在する。ここにおいて、低い周波数の帯域（例えば、０．１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）側では、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５４によるスイッチングノイズが支配的であると考えられ、高い周波数の帯域（例えば、３０ＭＨｚよりも高い周波数の帯域）側では、放電灯５０による再点弧ノイズが支配的であると考えられていた。

上述の問題を解決するためのノイズ対策としては、図２１に示すように、バッテリ５３とＤＣ／ＤＣコンバータ部５４の入力側との間の電源ライン上にインダクタＬ１１が配置されるとともに、インダクタＬ１１の入力側において電源ラインとグランドラインとの間にコンデンサＣ１１が接続され、インダクタＬ１１の出力側において電源ラインとグランドラインとの間にコンデンサＣ１２が接続された入力フィルタ回路５８が知られている。したがって、図２１に示した構成の車載用の照明装置では、この入力フィルタ回路５８によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５４によるスイッチングノイズを抑制している。

また、上述の問題を解決するための他のノイズ対策としては、図２１に示すように、ＤＣ／ＡＣインバータ部５５の出力側とイグナイタ部５１の入力側との間に一対のインダクタＬ１２，Ｌ１３が接続されるとともに、各インダクタＬ１２，Ｌ１３のイグナイタ部５１側にコンデンサＣ１３，Ｃ１４の一端側がそれぞれ接続され、コンデンサＣ１３，Ｃ１４それぞれの他端側が接地された出力フィルタ回路５９が知られている。したがって、図２１に示した構成の車載用の照明装置では、この出力フィルタ回路５９によって、出力フィルタ回路５９の遮断周波数を越えるノイズ成分をカットしている。

特開平９−９２４７６号公報

ところで、図２１に示した構成の車載用の照明装置では、放電灯５０による再点弧ノイズが発生するために、ノイズ成分に広帯域ノイズが含まれ、当該広帯域ノイズを含むノイズ対策が必要であった。

また、近年、車載用の照明装置に用いられる車載用前照灯としては、ハロゲンランプやＨＩＤランプに代わりＬＥＤランプも実用化されている。車載用前照灯としてＬＥＤランプを用いた照明装置では、車載用前照灯に流れる電流が直流電流であり、ＨＩＤランプを用いた場合のような極性反転が起こらないので、ハロゲンランプやＨＩＤランプのような再点弧ノイズが発生しない。つまり、ＬＥＤランプからなる車載用前照灯を用いた車載用の照明装置では、上述のＤＣ／ＡＣインバータ部５５およびイグナイタ部５１が不要であり、当該照明装置で発生するノイズは、主に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５４によるスイッチングノイズとなる。

しかしながら、ＬＥＤランプからなる車載用前照灯を用いた車載用の照明装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５４を駆動するための駆動周波数が一定の場合に、ノイズ成分が狭帯域ノイズだけとなり、車載用の照明装置に対するスペックがますます厳しくなるという課題があった。つまり、ＬＥＤランプからなる車載用前照灯を用いた車載用の照明装置では、上述の入力フィルタ回路５８および出力フィルタ回路５９によるノイズ対策よりも、ＤＣ／ＤＣコンバータ部５４で発生するスイッチングノイズを抑制するためのノイズ対策が必要となる。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、コンバータで発生するスイッチングノイズが伝導および輻射するのを抑制可能なフィルタ回路およびそれを用いた照明装置を提供することにある。

本発明のフィルタ回路は、コンバータと前記コンバータの入力側の電源あるいは出力側の負荷との間に設けられるフィルタ回路であって、前記コンバータの高電位側のラインに第１のインダクタが設けられるとともに、前記コンバータの低電位側のラインに第２のインダクタが設けられ、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとのインダクタンス値がそれぞれ異なることを特徴とする。

このフィルタ回路において、前記第１のインダクタのインダクタンス値が、前記第２のインダクタのインダクタンス値に比べて大きいことが好ましい。

本発明の照明装置は、前記負荷である光源と、前記コンバータからなり前記光源を点灯させる点灯回路部と、前記フィルタ回路とを備え、前記フィルタ回路は、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの少なくとも一方のインダクタにおける前段と後段との少なくとも一方にコンデンサの一端側が接続されるとともに、前記コンデンサの他端側が接地されたローパスフィルタであることを特徴とする。

この照明装置において、前記フィルタ回路は、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの前段および後段それぞれに各別の前記コンデンサの前記一端側が接続されるとともに、前記各コンデンサの前記他端側が接地されたπ型フィルタであることが好ましい。

この照明装置において、前記光源が、ＬＥＤランプであり、前記コンバータが、ＤＣ／ＤＣコンバータ部からなることが好ましい。

この照明装置において、前記光源が、ＨＩＤランプであり、前記光源の始動時に高圧パルスを発生して前記光源に前記高圧パルスを印加するイグナイタ部を備え、前記コンバータは、前記電源側のＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から出力される直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ部とで構成され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の入力側、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部と前記ＤＣ／ＡＣコンバータ部との間、前記ＤＣ／ＡＣコンバータ部と前記イグナイタ部との間、もしくは、前記イグナイタ部に、前記フィルタ回路が設けられてなることが好ましい。

本発明のフィルタ回路においては、コンバータで発生するスイッチングノイズが伝導および輻射するのを抑制可能となる。

本発明の照明装置においては、コンバータで発生するスイッチングノイズが伝導および輻射するのを抑制可能な前記フィルタ回路を備えた照明装置を提供することが可能となる。

実施形態１の照明装置を示す回路図である。同上の照明装置における点灯回路部を示す分解斜視図である。同上の照明装置の一例を示す説明図である。同上の照明装置の出力フィルタ回路部に対する比較例を示す回路図である。同上の照明装置の出力フィルタ回路部において、インダクタンス値が６００μＨのインダクタのインピーダンス特性図である。同上の照明装置の出力フィルタ回路部において、インダクタンス値が１μＨのインダクタのインピーダンス特性図である。同上の照明装置の出力フィルタ回路部を示す回路図である。同上の照明装置の入力フィルタ回路部のフィルタ特性図である。同上の照明装置の入力フィルタ回路部に対する比較例を示す回路図である。同上の照明装置の入力フィルタ回路部において、インダクタンス値が２．２μＨのインダクタのインピーダンス特性図である。同上の照明装置の他の構成例の入力フィルタ回路部を示す回路図である。同上の照明装置の入力フィルタ回路部において、インダクタンス値が２．２μＨのインダクタと、インダクタンス値が２．２μＨ未満のインダクタとのインピーダンス特性図である。実施形態２の照明装置の出力フィルタ回路部を示す回路図である。同上の照明装置の入力フィルタ回路部に対する比較例を示す回路図である。実施形態３の照明装置を示す回路図である。同上の照明装置における点灯装置の斜視図である。同上の照明装置における点灯装置の分解斜視図である。同上の照明装置の出力フィルタ回路部を示す回路図である。同上の照明装置の出力フィルタ回路部において、他の構成例を示す回路図である。同上の照明装置の出力フィルタ回路部において、さらに他の構成例を示す回路図である。従来例の照明装置を示す回路図である。

（実施形態１）
本実施形態の照明装置は、自動車などの車両に用いられるものであって、図１に示すように、複数の半導体発光素子（発光ダイオード）７ａを具備するＬＥＤランプからなる光源７と、図示しない電源（自動車のバッテリ）から供給された直流電圧を所定の直流電圧に昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ部２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２を制御する制御回路８とを備えている。なお、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２が、コンバータ４４を構成している。

光源７では、複数の半導体発光素子７ａが順方向に直列接続されており、電流の流れる方向における上流端がＤＣ／ＤＣコンバータ部２の高電位側の出力端と接続され、下流端がＤＣ／ＤＣコンバータ部２の低電位側の出力端に接続されている。なお、本実施形態では、光源７が負荷４２を構成している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ部２は、フライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータであって、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子２ａがトランス４１の１次巻線に直列に接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２は、トランス４１の２次巻線の高電位側にダイオードＤ１とダイオードＤ２とで構成された並列回路の一端側（各ダイオードＤ１，Ｄ２のアノード側）が接続されている。

制御回路８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２のスイッチング素子２ａをオンオフするドライバ回路１０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ部２を制御する。

図１に示した構成の照明装置は、上記電源とＤＣ／ＤＣコンバータ部２の入力側との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズなどのノイズが上記電源側へ伝導および輻射するのを抑制する入力フィルタ回路部１が設けられている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の出力側と光源７との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズなどのノイズが光源７側へ伝導および輻射するのを抑制する出力フィルタ回路部６が設けられている。なお、本実施形態では、コンバータ４４の出力側と負荷４２との間に設けられた出力フィルタ回路部６が、フィルタ回路４３を構成している。

また、図１に示した構成の照明装置は、上記電源と入力フィルタ回路部１の入力側との間に、入力コネクタ１２が設けられている。また、出力フィルタ回路部６の出力側と光源７との間には、出力コネクタ１３が設けられている。なお、入力コネクタ１２には、光源７の異常時に制御回路８からの信号を外部へ出力するための信号出力端子１２ａが設けられている。

さらに、図１に示した構成の照明装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２から光源７へ供給される出力電圧を検出する電圧検出回路４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２から光源７へ通電される出力電流を検出する電流検出回路５とを備えている。なお、電圧検出回路４は、ダイオードＤ１とダイオードＤ２とで構成された並列回路の他端側（各ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード側）に接続されている。また、電流検出回路５は、トランス４１の２次巻線の低電位側に接続されている。

また、図１に示した構成の照明装置は、イグニッション電源（図示せず）から供給された直流電圧を制御回路８などに給電する制御電源回路９を備えている。

以下、本実施形態の照明装置において、光源７を点灯させる点灯回路部（図示せず）を備えた点灯装置２６を、図２および図３を参照しながら説明する。

本実施形態における点灯装置２６は、図２に示すように、上記電源に電源ケーブル１４（図３参照）を介して電気的に接続される入力コネクタ１２と、上記電源から入力コネクタ１２を介して供給された直流電圧を所定の直流電圧に昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ部２（図１参照）の回路部品が実装されたプリント配線板１５と、一面（図２において、上面）に開口部１６ａを有しプリント配線板１５が収納される矩形箱状のケースボディ１６と、ケースボディ１６の開口部１６ａを塞ぐケースカバー１７とを備えている。

入力コネクタ１２は、ケースボディ１６の側壁１６ｂに形成された開孔部１６ｃを塞ぐ形でケースボディ１６に取着される筒状のコネクタ本体１２ａと、このコネクタ本体１２ａ内に収納された４つの第１の接続端子１２ａ〜１２ｄ（図１参照）とで構成されている。ここにおいて、一対の第１の接続端子１２ｃ，１２ｄの一端側が、上記電源に接続された電源ケーブル１４に設けられた電源ケーブルコネクタ（図示せず）と電気的に接続され、一対の第１の接続端子１２ｃ，１２ｄの他端側が、プリント配線板１５に形成された高電位側および低電位側のライン（導電パターン）と電気的に接続されている。

コネクタ本体１２ａは、ケースボディ１６側に、ケースボディ１６の側壁１６ｂにコネクタ本体１２ａを取り付けるための第１の取付ねじ２０ａを挿通する２つの第１のねじ挿通孔１２ｃが形成された鍔部１２ｂを設けている。これによって、第１の取付ねじ２０ａをコネクタ本体１２ａの鍔部１２ｂの第１のねじ挿通孔１２ｃに挿通し、ケースボディ１６の側壁１６ｂに形成された２つの第１のねじ孔１６ｄに螺合させて、コネクタ本体１２ａをケースボディ１６の側壁１６ｂに取り付ける。

ケースボディ１６の側壁１６ｂは、ケースボディ１６をケースカバー１７に取り付けるための第２の取付ねじ２０ｂを挿通する第２のねじ挿通孔１６ｆが形成された４つの第１の取付片１６ｅが側方へ突設されている（図２には、２つだけ図示してある）。ここにおいて、入力コネクタ１２には、コネクタ本体１２ａの鍔部１２ｂのケースボディ１６側とケースボディ１６の側壁１６ｂとの間に、防水用のシールパッキン（図示せず）が設けられている。

ケースボディ１６の底部１６ｇには、プリント配線板１５の一表面側（図２では、下面側）がケースボディ１６の底部１６ｇに当たらないようにするための複数のリブ（図示せず）が、ケースカバー１７側に突設されている。したがって、プリント配線板１５をケースボディ１６の上記リブの上に載せることにより、プリント配線板１５がケースボディ１６内に収納される。また、ケースボディ１６の底部１６ｇには、プリント配線板１５を固定するための第３の取付ねじ（図示せず）が螺合する第２のねじ孔１６ｉが形成されたボス部１６ｈが、ケースカバー１７側に突設されている。これによって、プリント配線板１５をケースボディ１６内に収納し、上記第３の取付ねじを、プリント配線板１５に形成された第３のねじ挿通孔（図示せず）に挿通し、ケースボディ１６の底部１６ｇに突設されたボス部１６ｈの第２のねじ孔１６ｉに螺合させて、ケースボディ１６の底部１６ｇにプリント配線板１５を固定する。なお、ケースボディ１６内には、熱伝導性に優れたシリコーンからなる放熱ジェル（図示せず）が充填されている。

プリント配線板１５には、光源７（図３参照）にハーネス１８（図３参照）を介して電気的に接続される筒状の出力コネクタ１３が配置されている。

出力コネクタ１３は、筒状のコネクタ本体１３ａと、このコネクタ本体１３ａ内に収納され、一端側がプリント配線板１５に形成されたＤＣ／ＤＣコンバータ部２（図１参照）の出力端と電気的に接続され、他端側が光源７に電気的に接続されたハーネス１８に設けられたハーネスコネクタ（図示せず）と電気的に接続される４つの第２の接続端子１３ａ〜１３ｄ（図１参照）とで構成されている。

ケースカバー１７には、出力コネクタ１３を露出させる窓孔１７ａが形成されている。また、ケースカバー１７には、光源７が収納された灯体２１（図３参照）にケースカバー１７を取り付けるための円筒状の突壁１７ｃが、光源７側（図２では、上側）に突設されている。

また、ケースカバー１７は、第２の取付ねじ２０ｂが螺合する第３のねじ孔（図示せず）が形成された４つの第２の取付片１７ｂが側方へ突設されている（図２には、２つだけ図示してある）。第２の取付片１７ｂの上記第３のねじ孔の位置は、ケースボディ１６の第１の取付片１６ｅに形成された第２のねじ挿通孔１６ｆの位置と一致するように配置されている。これによって、第２の取付ねじ２０ｂをケースボディ１６の第１の取付片１６ｅに形成された第２のねじ挿通孔１６ｆに挿通し、ケースカバー１７の第２の取付片１７ｂに形成された上記第３のねじ孔に螺合させて、ケースボディ１６にケースカバー１７を取り付ける。なお、ケースボディ１６とケースカバー１７とでケース１９（図３参照）を構成している。また、ケースボディ１６およびケースカバー１７はアルミダイカスト製である。さらに、ケースボディ１６およびケースカバー１７は、カチオン塗装にて塗装されている。

ケースカバー１７の側部には、Ｌ字状の脚部１７ｄがケースボディ１６側に３つ突設されており（図２には、２つだけ図示してある）、脚部１７ｄの先端部には、ケースカバー１７を灯体２１にねじ止めするための第４の取付ねじ（図示せず）を挿通する第４のねじ挿通孔１７ｅが形成されている。これによって、上記第４の取付ねじをケースカバー１７の脚部１７ｄに形成された第４のねじ挿通孔１７ｅに挿通し、灯体２１に形成された第４のねじ孔（図示せず）に螺合させて、灯体２１にケース１９を取り付ける。なお、ケースカバー１７は、ケースカバー１７の突壁１７ｃおよび出力コネクタ１３が灯体２１内に臨む形で灯体２１に取り付けられる。また、入力コネクタ１２は、灯具２１にケース１９を取り付けた場合に、灯具２１の外部に露出される。さらに、ケースカバー１７におけるケースボディ１６側の一面とプリント配線板１５の他表面側との間には、防水用のシールパッキン２２が設けられている。

以下、本実施形態の照明装置において、上述の点灯装置２６を用いた照明装置の一例を、図３を参照しながら説明する。

本実施形態の照明装置は、図３に示すように、複数の半導体発光素子７ａを具備するＬＥＤランプである光源７と、光源７を収納する収納部２５を有する灯体２１と、光源７を点灯させる上述の点灯装置２６とで構成されている。

灯体２１の前面側には、灯体２１の収納部２５を覆う形で光源７からの光を拡散させる透光性材料で形成された拡散板２４が取着されている。

半導体発光素子７ａが配置された台座２７には、半導体発光素子７ａからの光を拡散板２４側へ集光するレンズ２３と、半導体発光素子７ａからの光をレンズ２３側へ反射する反射板３７とが設けられている。なお、半導体発光素子７ａとしては、ＬＥＤチップが実装されたパッケージと、このパッケージに設けられＬＥＤチップからの光の一部を波長変換する蛍光体を利用した波長変換部とを備えた発光ダイオード（白色ＬＥＤ）を用いている。

以下、本実施形態の照明装置の出力フィルタ回路部６について、図１と図４〜図８とを参照しながら説明する。

本実施形態における出力フィルタ回路部６は、図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の高電位側の出力端にインダクタＬ９の一端（前段）が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の低電位側の出力端にインダクタＬ１０の一端（前段）が接続されている。また、出力フィルタ回路部６は、インダクタＬ９の他端（後段）にコンデンサＣ３の一端側が接続され、コンデンサＣ３の他端側が接地されている。さらに、出力フィルタ回路部６は、インダクタＬ１０の前段および他端（後段）にコンデンサＣ４の一端側がそれぞれ接続され、各コンデンサＣ４の他端側がそれぞれ接地されている。なお、図１における出力フィルタ回路部６では、インダクタＬ９が第１のインダクタを構成し、インダクタＬ１０が第２のインダクタを構成している。また、コンデンサＣ３，Ｃ４としては、積層セラミックコンデンサを用いている。

ところで、従来の出力フィルタ回路としては、図４（ａ）に示すように、高電位側のラインにインダクタＬ５が配置されるとともに、低電位側のラインにインダクタＬ６が配置され、インダクタＬ５とインダクタＬ６とが、同じインダクタンス値に設定された構成が一般的であった。なお、各インダクタＬ５，Ｌ６のインダクタンス値は、数μＨ〜６００μＨの範囲内でそれぞれ設定されている。さらに、インダクタＬ５およびインダクタＬ６は、ノーマルモードチョークコイルである。

また、他の構成例からなる従来の出力フィルタ回路としては、図４（ｂ）に示すように、高電位側のラインにインダクタＬ３が配置されるとともに、低電位側のラインにインダクタＬ４が配置され、インダクタＬ３とインダクタＬ４とが、同じインダクタンス値に設定された構成が一般的であった。なお、各インダクタＬ３，Ｌ４のインダクタンス値は、数μＨ〜６００μＨの範囲内でそれぞれ設定されている。さらに、インダクタＬ３およびインダクタＬ４は、コモンモードチョークコイルである。

ここで、図４に示した構成の出力フィルタ回路の各インダクタＬ３〜Ｌ６は、インダクタンス値が６００μＨにそれぞれ設定された場合に、図５に示すようなインピーダンス特性を有するコイルを使用する場合もある。したがって、インダクタンス値が６００μＨの各インダクタＬ３〜Ｌ６は、周波数が３０ＭＨｚまでのノイズ成分を抑制することが可能であるが、周波数が３０ＭＨｚよりも高いノイズ成分を抑制することが難しい。

また、図４に示した構成の出力フィルタ回路の各インダクタＬ３〜Ｌ６は、インダクタンス値が１μＨにそれぞれ設定された場合に、図６に示すようなインピーダンス特性がそれぞれ得られる。したがって、インダクタンス値が１μＨの各インダクタＬ３〜Ｌ６は、周波数が１００ＭＨｚ以上のノイズ成分を抑制することが可能であるが、周波数が１００ＭＨｚよりも小さいノイズ成分を抑制することが難しい。

これに対して、本実施形態における出力フィルタ回路部６は、図１に示すように、高電位側のラインに配置されたインダクタＬ９のインダクタンス値を数μＨ〜６００μＨの範囲内で設定するとともに、低電位側のラインに配置されたインダクタＬ１０のインダクタンス値をインダクタＬ９のインダクタンス値に比べて小さな値（例えば、１μＨ程度）に設定されている。なお、インダクタＬ９およびインダクタＬ１０は、ノーマルモードチョークコイルである。

したがって、本実施形態の照明装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の出力側に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズを光源７側へ伝導および輻射するのを抑制する出力フィルタ回路部６を設けることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズが伝導および輻射するのを抑制することが可能となる。また、本実施形態の照明装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズが伝導および輻射するのを抑制可能な出力フィルタ回路部６を備えた照明装置を提供することが可能となる。さらに、本実施形態における出力フィルタ回路部６は、異なるインダクタンス値を有するインダクタＬ９，Ｌ１０を配置することによって、同じインダクタンス値を有するインダクタを配置した場合に比べて、広範囲のノイズ成分を抑制することが可能となる。

また、本実施形態における出力フィルタ回路部６は、図７（ａ）に示すように、高電位側のラインに設けられたインダクタＬ９の前段にコンデンサＣ１０の一端側が接続され、コンデンサＣ１０の他端側が接地された構成であってもよい。なお、コンデンサＣ１０としては、積層セラミックコンデンサを用いている。

さらに、本実施形態における出力フィルタ回路部６は、図７（ｂ）に示すように、高電位側のラインにコモンモードチョークコイルからなるインダクタＬ７を配置するとともに、低電位側のラインにコモンモードチョークコイルからなるインダクタＬ８を配置した構成としてもよい。なお、インダクタＬ７のインダクタンス値は、数μＨ〜６００μＨの範囲内で設定されている。また、インダクタＬ８のインダクタンス値は、インダクタＬ７のインダクタンス値に比べて小さな値（例えば、１μＨ程度）に設定されている。

また、図１に示した構成の出力フィルタ回路部６は、高電位側のラインに配置されたインダクタＬ９の後段にコンデンサＣ３の一端側が接続され、コンデンサＣ３の他端側が接地されたローパスフィルタを構成している。さらに、出力フィルタ回路部６は、低電位側のラインに配置されたインダクタＬ１０の前段および後段それぞれに各別のコンデンサＣ４の一端側が接続され、各コンデンサＣ４の他端側が接地されたローパスフィルタを構成している。

したがって、図１に示した構成の出力フィルタ回路部６は、インダクタＬ９，Ｌ１０とコンデンサＣ３，Ｃ４とで構成されたローパスフィルタによって、出力フィルタ回路部６の遮断周波数を越えるノイズ成分をカットすることが可能となる。なお、各コンデンサＣ３，Ｃ４の他端側は、接地されているが、必ずしも接地する必要はない。また、インダクタＬ１０の前段および後段それぞれにコンデンサＣ４が接続されているが、必ずしもコンデンサＣ４を接続する必要はない。

ここにおいて、コンデンサＣ３，Ｃ４の配置や個数については、出力フィルタ回路部６がＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズなどのノイズをカットすることが可能な遮断周波数に設定できれば如何なる配置や個数であってもかまわない。また、コンデンサのインピーダンスは、一般的に、コンデンサのリアクタンスと残留インダクタンスのリアクタンス分とで表され、コンデンサにおける挿入損失は、図８に示すように、コンデンサＣのリアクタンスの絶対値と残留インダクタンスＬのリアクタンス分の絶対値とが等しくなる周波数ｆ０に自己共振点が現れる。さらに、図８に示すような挿入損失を有するコンデンサは、自己共振点が現れる周波数ｆ０よりも高い周波数の帯域側では残留インダクタンスＬの特性に支配される。その結果、コンデンサは、残留インダクタンスの特性に支配されてノイズ成分を抑制する効果が減少してしまう。また、相対的に大きい容量のコンデンサと相対的に小さい容量のコンデンサとを並列接続する場合には、相対的に大きい容量のコンデンサにおける自己共振点と相対的に小さい容量のコンデンサにおける自己共振点との間の周波数で共振が起こり、ノイズ成分を抑制する効果が損なわれる。つまり、コンデンサＣ３，Ｃ４の容量は、カットするノイズ成分を把握した上で、適宜設定する必要がある。また、コンデンサＣ３，Ｃ４の容量は、コンデンサＣ３，Ｃ４における自己共振点を十分に配慮した上で適宜設定する必要がある。

以下、本実施形態の照明装置の入力フィルタ回路部１について、図１と図９〜図１２とを参照しながら説明する。

入力フィルタ回路部１は、図１に示すように、高電位側のラインに配置されたインダクタＬ１４の一端（前段）に電解コンデンサＣ１５のプラス側が接続され、電解コンデンサＣ１５のマイナス側が低電位側のラインに接続されたローパスフィルタを構成している。なお、インダクタＬ１４の他端（後段）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の高電位側の入力端に接続されている。

したがって、図１に示した構成の入力フィルタ回路部１は、インダクタＬ１４と電解コンデンサＣ１５とで構成されたローパスフィルタによって、入力フィルタ回路部１の遮断周波数を越えるノイズ成分をカットすることが可能となる。

ここにおいて、インダクタＬ１４に接続される電解コンデンサＣ１５の配置や個数については、入力フィルタ回路部１がＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズなどのノイズを抑制可能な遮断周波数に設定できれば如何なる配置や個数であってもかまわない。また、電解コンデンサＣ１５の容量は、カットするノイズ成分を把握した上で適宜設定する必要がある。

ところで、従来から、入力フィルタ回路としては、図９に示すように、高電位側のラインだけにインダクタＬ１が配置された構成が一般的であった。なお、このインダクタＬ１は、ノーマルモードチョークコイルであって、インダクタンス値が数μＨに設定されている。また、高電位側のラインに配置されたインダクタＬ１の一端（前段）に、電解コンデンサＣ１のプラス側が接続されるとともに、インダクタＬ１の他端（後段）に、コンデンサＣ２の一端側が接続されている。さらに、電解コンデンサＣ１のマイナス側およびコンデンサＣ２の他端側は、接地されている。また、コンデンサＣ２としては、積層セラミックコンデンサを用いている。

ここで、図９に示した構成の入力フィルタ回路のインダクタＬ１は、インダクタンス値が２．２μＨに設定された場合に、図１０に示すようなインピーダンス特性が得られる。したがって、インダクタンス値が２．２μＨのインダクタＬ１は、周波数が３０ＭＨｚまでのノイズ成分を抑制することが可能であるが、周波数が３０ＭＨｚよりも高いノイズ成分を抑制することが難しい。

これに対して、本実施形態における入力フィルタ回路部１は、例えば、図１１に示すように、高電位側のラインにインダクタＬ１が配置されるとともに、低電位側のラインにインダクタＬ２が配置された構成が好ましい。この場合、図１１に示した構成の入力フィルタ回路部１がフィルタ回路４３を構成している。なお、インダクタＬ２は、ノーマルモードチョークコイルである。

また、図１１に示した構成の入力フィルタ回路部１では、高電位側のラインに配置されたインダクタＬ１のインダクタンス値が、低電位側のラインに配置されたインダクタＬ２のインダクタンス値に比べて、大きく設定されている。なお、インダクタＬ１の前段に、コンデンサＣ１のプラス側が接続されるとともに、インダクタＬ１の後段にコンデンサＣ２の一端側が接続されている。また、インダクタＬ２の一端（前段）は、コンデンサＣ１のマイナス側に接続されるとともに、接地されている。さらに、インダクタＬ２の他端（後段）に、コンデンサＣ２の他端側が接続されている。

ここにおいて、低電位側のラインに配置されたインダクタＬ２のインダクタンス値が高電位側のラインに配置されたインダクタＬ１のインダクタンス値より小さく設定された場合には、図１２に示すようなインピーダンス特性が得られる。したがって、インダクタンス値が２．２μＨ未満のインダクタＬ２は、周波数が７０ＭＨｚまでのノイズ成分を抑制することが可能となる。なお、図１２中に示す点線は、インダクタンス値が２．２μＨのインダクタＬ１のインピーダンス特性を示す。また、インダクタＬ２のインダクタンス値は、１μＨ程度であればよいが、抑制するノイズ成分を確認しながらインダクタンス値を適宜設定すればよい。

したがって、図１１に示した構成の入力フィルタ回路部１では、高電位側のラインだけにインダクタＬ１が配置された入力フィルタ回路に比べて、より高い周波数のノイズ成分を抑制することが可能となるとともに、広範囲のノイズ成分を抑制することが可能となる。

また、本実施形態の照明装置では、図１に示すように、電流検出回路５が電流検出抵抗Ｒ２にてＤＣ／ＤＣコンバータ部２から光源７に通電される出力電流を検出し、制御回路８にて上述の出力電流を制御している。また、本実施形態の照明装置では、図１に示すように、電流検出抵抗Ｒ２が低電位側のラインに接続されているため、低電位側のラインに大きなインダクタンス値を有するインダクタを配置した場合、低電位側のラインの電位が大きく変動して低電位側のラインに電位差が発生する。したがって、本実施形態の照明装置では、低電位側のラインに大きなインダクタンス値を有するインダクタを配置した場合に電流検出回路５が上述の出力電流を検出する精度が低下するために、低電位側のラインにインダクタンス値が１μＨ程度のインダクタを配置することに利点がある。また、本実施形態の照明装置は、低電位側のラインに小さなインダクタンス値を有するインダクタを配置するために、点灯装置２６（図２参照）の小型化やコスト低減を図ることが可能となる。

以上説明した本実施形態の照明装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の出力側に、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズを光源７側へ伝導および輻射するのを抑制する出力フィルタ回路部６を設けることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズが伝導および輻射するのを抑制することが可能となる。また、本実施形態の照明装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズが伝導および輻射するのを抑制可能なフィルタ回路４３を備えた照明装置を提供することが可能となる。

（実施形態２）
本実施形態の照明装置の基本構成は実施形態１と同じであり、図１３に示すように、入力フィルタ回路部３８の構成が実施形態１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

ところで、図１に示した構成の照明装置では、ドライバ回路１０から送出された駆動信号の駆動周波数によってＤＣ／ＤＣコンバータ部２のスイッチング素子２ａがオンオフされるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２から入力フィルタ回路部１側へのリップル電流が大きくなる課題があった。

この課題を解決するために、従来の入力フィルタ回路では、図１４に示すように、インダクタＬ１の後段に複数の電解コンデンサＣ７，Ｃ８のプラス側が接続され、電解コンデンサＣ７，Ｃ８のマイナス側が接地された構成が一般的であった。なお、インダクタＬ１の前段および後段に、各コンデンサＣ２，Ｃ９の一端側が接続されている。また、各コンデンサＣ２，Ｃ９の他端側は、接地されている。さらに、コンデンサＣ２，Ｃ９としては、積層セラミックコンデンサを用いている。

これに対して、コンバータ４４と上記電源との間に設けられるフィルタ回路４３である入力フィルタ回路部３８としては、例えば、図１３に示すように、インダクタＬ１の前段に電解コンデンサＣ７のプラス側が配置され、インダクタＬ１の後段にコンデンサＣ２の一端側が配置されたπ型フィルタを構成している。なお、電解コンデンサＣ７のマイナス側は、インダクタＬ２の前段に接続されるとともに、接地された構成が好ましい。ここで、入力フィルタ回路部３８は、コンデンサＣ２の他端側が、インダクタＬ２の後段に接続され、インダクタＬ１の前段とインダクタＬ２の前段との間に、コンデンサＣ９が接続されている。

図１３に示した構成の入力フィルタ回路部３８は、π型フィルタを構成することによって、コンバータ４４を構成するＤＣ／ＤＣコンバータ部２から入力フィルタ回路部３８側へのリップル電流を軽減することが可能となる。その結果、図１３に示した構成の入力フィルタ回路部３８では、図１４に示した構成の入力フィルタ回路に比べて、リップル電流を軽減するための電解コンデンサＣ７を１つだけ配置すればよいので、点灯装置２６の小型化やコスト低減を図ること可能となる。

また、図１３に示した構成の入力フィルタ回路部３８では、入力フィルタ回路部３８における出力側に、高周波ノイズを抑制することが可能な積層セラミック型のコンデンサＣ２が配置されている。これによって、入力フィルタ回路部３８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２、制御回路８、制御電源回路９などで発生する高周波ノイズを入力フィルタ回路部３８の入力側へ伝導および輻射するのを抑制することが可能となる。

さらに、図１３に示した構成の入力フィルタ回路部３８では、入力フィルタ回路部３８における入力側に低周波ノイズを抑制することが可能な電解コンデンサＣ７が配置されている。これによって、入力フィルタ回路部３８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２、制御回路８、制御電源回路９などで発生する低周波ノイズを入力フィルタ回路部３８の入力側へ伝導および輻射するのを抑制することが可能となる。

以上説明したコンバータ４４と上記電源との間に設けられたフィルタ回路４３である入力フィルタ回路部３８がπ型フィルタを構成することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２から入力フィルタ回路部３８側へのリップル電流を軽減することが可能となる。

（実施形態３）
本実施形態の照明装置の基本構成は実施形態２と同じであり、図１５に示すように、光源３０がＨＩＤランプである点などが実施形態２と相違する。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

本実施形態の照明装置では、図１５に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で昇圧された直流電圧を周波数が数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ部２８と、光源３０の始動時に約３０ｋＶの高電圧パルスを発生して光源３０に上記高電圧パルスを印加するイグナイタ部２９とを有している。なお、本実施形態の照明装置では、コンバータ４４がＤＣ／ＤＣコンバータ部２とＤＣ／ＡＣコンバータ部２８とで構成されている。また、本実施形態の照明装置では、負荷４２が光源３０で構成され、フィルタ回路４３が出力フィルタ回路部４０で構成されている。

また、本実施形態の照明装置では、光源３０の始動時にＤＣ／ＤＣコンバータ部２で昇圧された直流電圧をさらに昇圧する昇圧回路部３２と、光源３０の始動時に光源３０に通電される出力電流を通電する始動補助部３３とが設けられている。この始動補助部３３は、光源３０の始動時にＤＣ／ＡＣコンバータ部２８から光源３０に電流を通電するとともに、光源３０に上記出力電流を通電することによって、光源３０を速やかに点灯させるためのものである。

さらに、本実施形態の照明装置では、上記電源が極性を誤って点灯装置３１（図１６参照）の入力コネクタ（図示せず）に接続された場合にＤＣ／ＤＣコンバータ部２などを保護するための保護部３５と、上記電源から供給された直流電圧を検出する電源電圧検出回路３４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の１次側に流れる電流を検出する１次電流検出回路３６とが設けられている。なお、電源電圧検出回路３４と１次電流検出回路３６とは、制御回路８に電気的に接続されている。

また、本実施形態の照明装置では、プリント配線板１５に配置された出力コネクタ１３に電気的に接続されるハーネス３９（図１６参照）が、光源３０に流れる電流が極性反転する際に発生する再点弧ノイズを抑制するためのシールドメッシュで覆われている。

ここにおいて、光源３０を点灯させる点灯回路部（図示せず）を備えた点灯装置３１の構造は、ＤＣ／ＡＣコンバータ部２８の回路部品が実装されたプリント配線板４５（図１７参照）が相違するだけで、図１７に示すように、図２に示した構成の点灯装置２６と同様の構造となっているため、説明を省略する。

本実施形態における出力フィルタ回路部４０は、図１５に示すように、ＤＣ／ＡＣコンバータ部２８の出力側とイグナイタ部２９の入力側との間の高電位側のラインに、インダクタＬ７が配置されるとともに、低電位側のラインにインダクタＬ８が配置されている。また、出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ７の一端（前段）にコンデンサＣ３の一端側が接続され、コンデンサＣ３の他端側が接地されている。さらに、出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ８の一端（前段）にコンデンサＣ４の一端側が接続され、コンデンサＣ４の他端側が接地されている。なお、インダクタＬ７およびインダクタＬ８は、コモンモードチョークコイルである。また、インダクタＬ７のインダクタンス値は、インダクタＬ８のインダクタンス値に比べて、大きく設定されている。さらに、コンデンサＣ３，Ｃ４としては、積層セラミックコンデンサを用いている。また、本実施形態の照明装置では、インダクタＬ７が第１のインダクタを構成し、インダクタＬ８が第２のインダクタを構成している。

また、出力フィルタ回路部４０は、図１８（ａ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の出力側とＤＣ／ＡＣコンバータ部２８の入力側との間に配置され、高電位側のラインにインダクタＬ７が配置されるとともに、低電位側のラインにインダクタＬ８が配置されてもよい。ここにおいて、図１８（ａ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ７の前段にコンデンサＣ３の一端側が接続され、コンデンサＣ３の他端側が接地されている。また、図１８（ａ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ７の他端（後段）にコンデンサＣ５の一端側が接続され、コンデンサＣ５の他端側が接地されている。さらに、図１８（ａ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ８の前段にコンデンサＣ４の一端側が接続され、コンデンサＣ４の他端側が接地されている。また、図１８（ａ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ８の他端（後段）にコンデンサＣ６の一端側が接続され、コンデンサＣ６の他端側が接地されている。また、コンデンサＣ５，Ｃ６としては、積層セラミックコンデンサを用いている。

さらに、出力フィルタ回路部４０は、図１８（ｂ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２の出力側とＤＣ／ＡＣコンバータ部２８の入力側との間に配置され、高電位側のラインにノーマルモードチョークコイルであるインダクタＬ９が配置されるとともに、低電位側のラインにノーマルモードチョークコイルであるインダクタＬ１０が配置された構成としてもよい。ここにおいて、図１８（ｂ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０では、インダクタＬ９のインダクタンス値が、インダクタＬ１０のインダクタンス値に比べて、大きく設定されている。また、図１８（ｂ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ９の一端（前段）にコンデンサＣ１０の一端側が接続され、コンデンサＣ１０の他端側が接地されている。さらに、図１８（ｂ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ９の他端（後段）にコンデンサＣ３の一端側が接続され、コンデンサＣ３の他端側が接地されている。また、図１８（ｂ）に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、インダクタＬ１０の一端（前段）および他端（後段）それぞれにコンデンサＣ４の一端側が接続され、各コンデンサＣ４の他端側が接地されている。また、コンデンサＣ１０としては、積層セラミックコンデンサを用いている。

したがって、図１８に示した構成の出力フィルタ回路部４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２で発生するスイッチングノイズの発生源近傍でノイズ対策を行うことが可能となる。

また、本実施形態における出力フィルタ回路部４０は、図１９に示すように、ＤＣ／ＡＣコンバータ部２８の出力側とイグナイタ部２９の入力側との間に、図１８に示した構成の出力フィルタ回路を配置してもよい。

さらに、点灯装置３１のプリント配線板１５に出力フィルタ回路部４０が配置できない場合には、図２０に示すように、高電位側のラインにインダクタＬ９を配置するとともに、低電位側のラインにインダクタＬ１０を配置する出力フィルタ回路をイグナイタ部２９の内部に配置してもよい。これによって、光源３０による再点弧ノイズを抑制することが可能となる。なお、インダクタＬ９の後段とインダクタＬ１０の後段との間には、積層セラミック型のコンデンサＣ１６が接続されている。また、イグナイタ部２９の入力側には、プリント配線板４５に配置された出力コネクタ１３に電気的に接続されたハーネス３９が電気的に接続されている。

以上説明した本実施形態の照明装置は、ＤＣ／ＡＣコンバータ部２８の出力側とイグナイタ部２９の入力側との間に、フィルタ回路４３である出力フィルタ回路４０を配置することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２によるスイッチングノイズなどのノイズがイグナイタ部２９側へ伝導および輻射するのを抑制することが可能となる。また、本実施形態の照明装置は、イグナイタ部２９の内部に出力フィルタ回路４０を配置することによって、光源３０による再点弧ノイズを抑制することが可能となる。

２ＤＣ／ＤＣコンバータ部
７光源
２８ＤＣ／ＡＣコンバータ部
２９イグナイタ部
３０光源
４２負荷
４３フィルタ回路
４４コンバータ
Ｃ１〜Ｃ７コンデンサ
Ｃ９〜Ｃ１０コンデンサ
Ｃ１６コンデンサ
Ｌ１インダクタ（第１のインダクタ）
Ｌ２インダクタ（第２のインダクタ）
Ｌ７インダクタ（第１のインダクタ）
Ｌ８インダクタ（第２のインダクタ）
Ｌ９インダクタ（第１のインダクタ）
Ｌ１０インダクタ（第２のインダクタ）

Claims

コンバータと前記コンバータの入力側の電源あるいは出力側の負荷との間に設けられるフィルタ回路であって、前記コンバータの高電位側のラインに第１のインダクタが設けられるとともに、前記コンバータの低電位側のラインに第２のインダクタが設けられ、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとのインダクタンス値がそれぞれ異なることを特徴とするフィルタ回路。
前記第１のインダクタのインダクタンス値が、前記第２のインダクタのインダクタンス値に比べて大きいことを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。
前記負荷である光源と、前記コンバータからなり前記光源を点灯させる点灯回路部と、請求項１または請求項２記載のフィルタ回路とを備え、前記フィルタ回路は、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの少なくとも一方のインダクタにおける前段と後段との少なくとも一方にコンデンサの一端側が接続されるとともに、前記コンデンサの他端側が接地されたローパスフィルタであることを特徴とする照明装置。
前記フィルタ回路は、前記第１のインダクタと前記第２のインダクタとの前段および後段に前記コンデンサの前記一端側が接続されるとともに、前記コンデンサの前記他端側が接地されたπ型フィルタであることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
前記光源が、ＬＥＤランプであり、前記コンバータが、ＤＣ／ＤＣコンバータ部からなることを特徴とする請求項４記載の照明装置。
前記光源が、ＨＩＤランプであり、前記光源の始動時に高圧パルスを発生して前記光源に前記高圧パルスを印加するイグナイタ部を備え、前記コンバータは、前記電源側のＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から出力される直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ部とで構成され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の入力側、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部と前記ＤＣ／ＡＣコンバータ部との間、前記ＤＣ／ＡＣコンバータ部と前記イグナイタ部との間、もしくは、前記イグナイタ部に、前記フィルタ回路が設けられてなることを特徴とする請求項４記載の照明装置。