JPH04329298A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電灯点灯装置、特に他
励式インバータ回路を用いて放電灯を点灯する放電灯点
灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は他励式インバータ回路を用いた放
電灯点灯装置の基本構成を示す回路図である。同図にお
いて、直流電源１０の両端にはスイッチング素子１２，
１４の直列回路が接続されている。スイッチング素子１
２，１４にはダイオード１６，１８がそれぞれ逆接続さ
れて他励式インバータ回路を構成している。

【０００３】そして、負荷回路として、放電灯始動用の
コンデンサ２０を並列接続した放電灯２２、インダクタ
ンス２４及びコンデンサ２６の直列負荷回路が接続され
ており、この負荷回路は一般に誘導性リアクタンスを呈
するように設計されている。

【０００４】そして、放電灯２２に接続されたコンデン
サ２０とインダクタンス２４、コンデンサ２６はＬＣ型
共振回路を構成し、この共振回路を利用して放電灯２０
の両端に高電圧を発生させ、放電灯２０を始動及び点灯
維持させている。

【０００５】ところで、放電灯、特にメタルハライドラ
ンプは車両用の前照灯として使用した場合、高輝度、高
効率、長寿命等の点で、現在のフィラメントタイプのバ
ルブよりも有利な点が多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、メタルハライ
ドランプを車両用の前照灯等として使用するには、点灯
後すぐに所望の光量に達する必要がある。しかし、通常
のメタルハライドランプ及びその点灯装置を用いた場合
には、所定の光量に達するには数分間を要した。

【０００７】そこで、メタルハライドランプについては
、発光管容量を小さくして暖りやすくすることが試みら
れ、一方点灯装置についてはランプ点灯初期にランプ安
定時の数倍のランプ電流を流す等の改良がなされ、点灯
後所望の光量に達する時間の短縮が図られている。

【０００８】ここで、ランプ点灯初期にランプ安定時の
数倍のランプ電流を流す手段として、次の様な方法が考
えられている。すなわち、図７に示す基本回路を用いて
説明すると、ランプ電流は電流制限用のインダクタンス
２４とコンデンサ２６の合成インピーダンスＺ（＝２π
ｆＬ−１／（２πｆＣ））によって制限されるので、ラ
ンプ点灯初期に周波数ｆを変更することでこの合成イン
ピーダンスＺを安定時の時よりも下げることによって、
安定時の数倍のランプ電流を流すのである。

【０００９】しかしながら、上述した従来の放電灯点灯
装置では、ランプ点灯初期に安定時の数倍のランプ電流
を流すと、スイッチング素子１２，１４に印加される電
圧波形、電流波形はそれぞれ図８（Ａ），（Ｂ）に示す
波形であり安定時と変らないが、安定時と比較してラン
プ電流が数倍となったためにスイッチング素子１２，１
４のスイッチング損失と、電圧に対して電流が遅れ位相
となることによる電力損失が増加し、変換効率が悪化す
るという課題があった。

【００１０】一方、図９に示すようなトランス６２を用
いたプッシュプルインバータ回路を備える放電灯点灯装
置が用いられることもある。このタイプの放電灯点灯装
置は、スイッチング素子１２，１４とダイオード１６，
１８及びトランス６２により高周波インバータを構成し
、トランス６２の二次側の負荷回路に矩形波電圧を供給
する。そして、負荷回路が容量性リアクタンスを呈する
ようにすると、スイッチング素子１２，１４に印加され
る電圧波形は図１０（Ａ）のような波形となり、電流波
形は、容量性リアクタンスを呈する負荷回路による進相
電流（図１０（Ｂ））と、トランス６２の遅相の励磁電
流（図１０（Ｃ））が重畳され、電圧と電流の位相差が
なくスイッチング損失の少ない波形となっているため、
変換効率の良い回路となる。

【００１１】しかしながら、このようなプッシュプルイ
ンバータ回路を用いても、ランプ点灯初期に安定時の数
倍のランプ電流を流すとスイッチング素子１２，１４に
印加される電圧波形は図１１（Ａ）に示すような波形で
安定時と変らない。ところが、流れる電流波形はランプ
電流、すなわち容量性リアクタンスを呈する負荷回路を
流れる進相電流が数倍になったため、トランス６２に流
れる遅相の励磁電流とのバランスが崩れて、電流波形は
図１１（Ｂ）に示すような波形となり、やはりスイッチ
ング素子１２，１４のスイッチング損失と、電圧に対し
て電流が進み位相となることによる電力損失が増加し、
変換効率が悪化するという課題があった。

【００１２】本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされ
たものであり、その目的はランプ点灯初期に、安定時の
数倍のランプ電流を流したときのスイッチング素子のス
イッチング損失と、電圧と電流の位相差による電力損失
が少なく、変換効率の良い放電灯点灯装置を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本出願の請求項１記載の放電灯点灯装置は、放電灯
始動用コンデンサを並列接続した放電灯、電流制限用の
インダクタンスとコンデンサの直列の負荷回路と並列に
少なくともインダクタンスとキャパシタンスを含み全体
として容量性リアクタンスを呈する回路をランプ点灯初
期にのみ接続することを特徴とする。

【００１４】また、請求項２記載の放電灯点灯装置は、
他励式プッシュプルインバータ回路を備え、負荷回路と
並列に少なくともインダクタンスを含み全体として誘導
性リアクタンスを呈する回路をランプ点灯初期にのみ接
続することを特徴とする。

【００１５】

【作用】本出願の請求項１記載の放電灯点灯装置は、前
述した手段を備えるので、安定次の数倍のランプ電流を
流すランプ点灯初期のスイッチング素子に流れる電流波
形は、誘導性リアクタンスを呈する負荷回路を流れる遅
相電流と、少なくともインダクタンスとキャパシタンス
を含み全体として容量性リアクタンスを呈する回路を流
れる進相電流が重畳し、電圧と電流の位相差のない波形
となるため、スイッチング損失の低減をはかることがで
き、変換効率の向上する。

【００１６】また、本出願の請求項２記載の放電灯点灯
装置は、容量性リアクタンスを呈する負荷回路を流れる
進相電流と、少なくともインダクタンスを含み全体とし
て誘導性リアクタンスを呈する回路を流れる遅相電流を
重畳し、電圧と電流の位相差のない波形としている。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。

【００１８】第１実施例 図１には本発明の第１実施例にかかる放電灯点灯装置の
回路構成が示されており、前記図７と対応する部分には
符号１００を加えて示し説明を省略する。本発明におい
て特徴的なことは、誘導性リアクタンスを呈する負荷回
路に対し並列に、少なくともインダクタンスとキャパシ
タンスを含み全体として容量性リアクタンスを呈するイ
ンダクタンス及びコンデンサの直列回路をランプ点灯初
期にのみ負荷回路に接続したことである。

【００１９】このために本実施例においては、放電灯始
動用コンデンサ１２０と並列接続された放電灯１２２、
電流制限用のインダクタンス１２４及びコンデンサ１２
６の直列負荷回路を誘導性リアクタンスを呈するように
し、この負荷回路と並列に容量性リアクタンスを呈する
インダクタンス１５２、コンデンサ１５４及びスイッチ
１５６を接続している。なお、スイッチ１５６は、ラン
プ点灯初期にのみＯＮとなるリレー、或いは半導体スイ
ッチからなることが好適である。

【００２０】従って、本実施例にかかる放電灯点灯装置
によれば、ランプ点灯初期にスイッチング素子１１２，
１１４に印加される電圧波形は図２（Ａ）に示すような
波形であり従来と変りないが、流れる電流波形は誘導性
リアクタンスによる電流波形（図２（Ｂ））と容量性リ
アクタンスによる電流波形（図２（Ｃ））とが重畳した
電流波形（図２（Ｄ））となり、スイッチング素子１１
２，１１４のスイッチング損失が少なく、また電圧と電
流の位相差がないため変換効率を向上することができる
。

【００２１】第２実施例 図３には本発明の第２実施例にかかる放電灯点灯装置の
回路構成が示されている。

【００２２】本実施例は、直流電源１１０と直列接続さ
れたコンデンサ１５８，１６０を有する他励式ハーフブ
リッジインバータ回路において、ランプ点灯初期に誘導
性リアクタンスを呈する負荷回路を流れる遅相電流と、
容量性リアクタンスを呈するインダクタンス１５２及び
コンデンサ１５４を流れる遅相電流を重畳させたもので
ある。

【００２３】第３実施例 図４（Ａ）〜（Ｃ）には本発明の第３実施例にかかる放
電灯点灯装置の回路構成が示されている。

【００２４】本実施例は、他励式プッシュプルインバー
タ回路において、ランプ点灯初期に誘導性リアクタンス
を呈する負荷回路を流れる遅相電流と、トランス１６２
に対し並列接続されたインダクタンス１５２、コンデン
サ１５４、スイッチ１５６の直列回路からなり全体とし
て容量性リアクタンスを呈する回路を流れる遅相電流を
重畳させている（図４（Ａ））。

【００２５】尚、全体として容量性リアクタンスを呈す
る回路として、トランス１５２の一次巻線に接続して容
量性リアクタンスを利用するもの（図４（Ｂ））、或い
はトランス１５２の二次巻線に接続して容量性リアクタ
ンスを利用するもの（図４（Ｃ））も好適である。

【００２６】尚、本実施例において負荷回路が容量性リ
アクタンスを呈する場合、インダクタンス１５２、コン
デンサ１５４、スイッチ１５６の直列回路を誘導性リア
クタンスを呈するようにするのが好適である。

【００２７】第４実施例 図５には本発明の第４実施例にかかるプッシュプルイン
バータ回路を用いた放電灯点灯装置の回路構成が示され
ている。

【００２８】本実施例においては、トランス１６２の一
次、二次又はその他の巻線にインダクタンス１５２と、
ランプ点灯初期にのみＯＮになるリレーや半導体等から
なるスイッチ１５６の直列回路が接続されている。

【００２９】従って、ランプ点灯初期にスイッチング素
子１１２，１１４に印加される電圧波形は、図６（Ａ）
に示すような波形で従来と変らないが、流れる電流波形
は容量性リアクタンスを呈する負荷回路を流れる進相電
流（図６（Ｂ））と、トランス１６２を流れる遅相の励
磁電流（図６（Ｃ））と、インダクタンス１５４を流れ
る遅相電流（図６（Ｄ））が重畳した電流波形（図６（
Ｅ））となり、スイッチング素子１１２，１１４のスイ
ッチング損失が少なく、電圧と電流の位相差がないため
変換効率を良くすることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本出願の請求項１記
載の放電灯点灯装置によれば、誘導性リアクタンスを有
する負荷回路と並列に、容量性リアクタンスを呈する回
路をランプ点灯初期に接続することで、スイッチング素
子に流れる電流は容量性リアクタンスを流れる遅相電流
と誘導性リアクタンスを流れる進相電流が重畳したもの
となり、電圧と電流の位相差のない波形となるため、変
換効率を良好とすることができる。

【００３１】また、請求項２記載の放電灯点灯装置によ
れば、ランプ点灯初期に容量性リアクタンスを呈する負
荷回路と並列に誘導性リアクタンスを呈する回路をラン
プ点灯初期に接続することで、スイッチング素子に流れ
る電流は、容量性リアクタンスを流れる進相電流と、ト
ランスの遅相の励磁電流と、インダクタンスを流れる遅
相電流が重畳し、電圧と電流の位相差のない波形となる
ため、スイッチング損失を低減し、変換効率を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる放電灯点灯装置の
回路構成図である。

【図２】本発明の第１実施例にかかる放電灯点灯装置の
電圧、電流波形図である。

【図３】本発明の第２実施例かかる放電灯点灯装置の回
路構成図である。

【図４】本発明の第３実施例にかかる放電灯点灯装置の
回路構成図である。

【図５】本発明の第４実施例にかかる放電灯点灯装置の
回路構成図である。

【図６】本発明の第４実施例にかかる放電灯点灯装置の
電圧、電流波形図である。

【図７】従来の放電灯点灯装置の回路構成図である。

【図８】従来の放電灯点灯装置の電圧、電流波形図であ
る。

【図９】従来の他の放電灯点灯装置の回路構成図である
。

【図１０】図９に示した放電灯点灯装置の電圧、電流波
形図である。

【図１１】図９に示した放電灯点灯装置の点灯時の電圧
、電流波形図である。

【符号の説明】

１２，１４，１１２，１１４　　スイッチング素子１５
２　　インダクタンス １５４　　コンデンサ １５６　　スイッチ １６２　　トランス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　直流電源に接続されたスイッチング素
   子、及び該スイッチング素子に逆接続されたダイオード
   を有する他励式インバータ回路と、放電灯始動用コンデ
   ンサを並列接続した放電灯、インダクタンス及びコンデ
   ンサの直列負荷回路と、を備える放電灯点灯装置におい
   て、前記負荷回路と並列に少なくともインダクタンスと
   キャパシタンスを含み全体として容量性リアクタンスを
   呈する回路をランプ点灯初期に接続することを特徴とす
   る放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】　　直流電源に接続されたスイッチング素
   子、該スイッチング素子に逆接続されたダイオード、及
   びトランスを有する他励式プッシュプルインバータ回路
   と、放電灯始動用コンデンサを並列接続した放電灯、イ
   ンダクタンス及びコンデンサの直列負荷回路と、を備え
   る放電灯点灯装置において、前記負荷回路と並列に少な
   くともインダクタンスを含み全体として誘導性リアクタ
   ンスを呈する回路をランプ点灯初期に接続することを特
   徴とする放電灯点灯装置。