JPH1032096A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH1032096A
JPH1032096A JP18912996A JP18912996A JPH1032096A JP H1032096 A JPH1032096 A JP H1032096A JP 18912996 A JP18912996 A JP 18912996A JP 18912996 A JP18912996 A JP 18912996A JP H1032096 A JPH1032096 A JP H1032096A
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JP
Japan
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lighting
time
discharge lamp
voltage
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP18912996A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Inoue
眞 井上
Masakazu Hatanaka
正数 畑中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH1032096A publication Critical patent/JPH1032096A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯の点灯状態が不安定な起動直後に点灯
ミスを生じず確実に点灯させる放電灯点灯装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 本発明は、バッテリー2からの直流電圧
を昇圧するDC/DCコンバータ3と、4つのスイッチ
ング素子71,72,73,74で構成されたフルブリ
ッジにより直流電圧を交流電圧に変換する極性切換スイ
ッチ回路7と、前記極性切換スイッチ回路7のフルブリ
ッジ出力に接続された放電灯6と、前記放電灯6に高電
圧を印加して放電灯を起動する起動手段5と、前記極性
切換スイッチ回路7にかかる電圧と電流とから電力を演
算し目標電力に定電力制御するように前記DC/DCコ
ンバータ3に帰還する電力制御手段8と、前記極性切換
スイッチ回路7にかかる電圧から放電灯6の起動を判定
し、起動してからの時間を前記極性切換スイッチ回路7
と電力制御手段8に伝える点灯時間タイマ9を備えたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車のヘッドライ
トなどの放電灯点灯装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車のデザインはより流線型を
指向する傾向にあり、これにともないコンパクトなヘッ
ドライトが求められている。このようにヘッドライトを
コンパクト化すると灯具の集光効率が低下するので、従
来のハロゲン電球よりも高効率で高輝度の光源が必要に
なり、このような条件を満たす次世代のヘッドライトと
して、放電灯を用いた放電灯装置が開発されている。こ
の放電灯装置は、石英ガラス製の発光管内に希ガス、水
銀及び発光物質として金属ハロゲン化物を封入した超小
型メタルハライドランプと点灯回路とで構成されてい
る。
【0003】以下に従来の放電灯点灯装置について説明
する。図3は従来の放電灯点灯装置の構成および要部の
回路を示すもので、スイッチ1をオンすることでバッテ
リー2からの直流電圧を起動手段5で高電圧に昇圧し、
この高電圧を印加することで放電灯6が放電を開始さ
せ、DC/DCコンバータ3で昇圧された直流電圧を極
性切換スイッチ回路10で交流電圧に変換して放電灯6
を交流点灯させる構成としている。
【0004】また、電力制御手段4は放電灯6の安定点
灯のためにDC/DCコンバータ3の出力電圧VDC1
電流IDC1を測定しながら放電灯6の安定点灯のために
電力制御を行う構成となっている。
【0005】極性切換スイッチ回路10のスイッチング
素子101,102,103,104としては電界効果
トランジスタ(以下、FETという)を使用している。
【0006】以上のように構成された放電灯点灯装置に
ついて、その動作を説明する。まず、スイッチ1をオン
するとバッテリー2からの直流電圧がDC/DCコンバ
ータ3と起動手段5に入力される。この起動手段5は放
電灯6に高圧を印加し、放電灯6に放電を開始させる。
放電灯6がグロー放電からアーク放電に至り安定点灯す
るまでの一連の制御は電力制御手段4により行われる。
また、上記一連の過程において極性切換スイッチ回路1
0は周波数400Hzの矩形波で極性が反転しており放
電灯6は交流点灯をしている。
【0007】図4は、放電灯6の起動直後の極性切換え
と指示電力制御の関係を示す図である。放電灯6の交流
点灯動作は、極性切換スイッチ回路10内のスイッチン
グ素子101,102,103,104のオン/オフ制
御で行っている。この交流点灯動作を放電灯6に対して
行う理由は、直流点灯を行うと放電灯6の電極が著しく
劣化し寿命が短くなるためである。
【0008】交流点灯時のスイッチング素子101,1
02,103,104のオン/オフ動作は図5に示す通
りであり、一定周波数400Hzの矩形波でオン/オフ
動作をしている。また、スイッチング素子101,10
4とスイッチング素子102,103とは互いにオン/
オフ動作が逆になっており、これにより放電灯6には交
流電圧が印加されることになる。さらにスイッチング素
子101,104とスイッチング素子102,103と
のオン/オフ動作が切換わる時(極性反転時)において
は、スイッチング素子101とスイッチング素子102
およびスイッチング素子103とスイッチング素子10
4の同時導通を防ぐために、全てのスイッチング素子1
01〜104がオフ状態となる休止期間を設定してい
る。
【0009】放電灯6には、放電を開始してから安定な
点灯状態に移行させるために、起動直後は安定点灯時の
電力に加算した電力、例えば最大制御電力である75W
を放電灯6に供給している。この加算電力印加後は、図
7に示すような放電灯電圧(出力電圧VDC)−指示電力
特性に従って最大の75Wから安定点灯電圧VDC=V B
時の定格電力35Wまでの電力制御を行い、できるだけ
短い時間で安定した光量を得られるようにする。
【0010】実際に放電灯6を消灯後十分な時間が経過
して放電灯自体の温度が低い状態で点灯したとき(以下
コールドスタートという)には図7に示すVDC=VA
近から点灯を開始するので指示電力WTは最大の75W
より低いWAから電力制御を開始することになる。
【0011】今、出力電圧VDCが低下し放電灯6が起動
したと電力制御手段4が判定すると、電力制御手段4は
初期指示電力であるWT=75Wから、図7に示すテー
ブルで電力制御を開始し、図6−(d)のC点に示すよ
うに出力電圧VAの時の指示電力WAに出力を下げる。こ
の時スイッチング素子101,104がオンしており、
電流Iは矢印Bに示す方向に流れている。次に、スイッ
チング素子101,104がオンからオフに切り換わ
り、スイッチング素子101,102,103,104
が全てオフになった休止期間の図6−(b)のA点で、
電流Iの向きが切換わらなければならないが、放電灯起
動直後には放電灯6の点灯状態が不安定であるため、急
激な指示電力低下や前記休止期間の影響で消灯しかけた
り、同様の休止期間で最悪の場合図6−(b)のB点に
示すように電流Iの向きが切換わらず、放電灯6が消灯
する(以下「点灯ミス」という)可能性が高くなってい
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の構
成では放電灯6の点灯状態が不安定な起動直後の交流点
灯休止期間に電流Iの向きが切換わらず点灯ミスに陥
り、再起動するためには起動手段5で高電圧を放電灯6
に再度印加しなければならず、放電灯6の寿命を著しく
短くしてしまうという課題を有していた。
【0013】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、点灯起動時に点灯ミスの生じない放電灯点灯装置を
提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
には本発明の放電灯点灯装置は、直流電圧を昇圧するD
C/DCコンバータと、直流電圧を交流電圧に変換する
極性切換スイッチ回路と、放電灯に高電圧を印加して放
電灯を起動する起動手段と、前記極性切換スイッチ回路
にかかる電圧と電流とから電力を演算し目標電力に定電
力制御するように前記DC/DCコンバータに帰還する
電力制御手段と、放電灯が起動してからの時間を前記極
性切換スイッチ回路と電力制御手段に伝える点灯時間タ
イマとを備え、前記点灯時間タイマの信号により極性切
換スイッチ回路は起動から一定時間は極性を一方向の直
流点灯に保ち、一定時間が経過した後交流点灯を開始
し、前記電力制御手段は前記直流点灯保持時間にさらに
一定時間を加えた期間、点灯維持のため定格電力に一定
電力を加算した電力出力を行う構成としたものである。
【0015】この構成によって、放電灯の点灯状態が不
安定な起動直後に点灯ミスの生じない放電灯点灯装置が
提供できる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、バッテリーからの直流電圧を昇圧するDC/DCコ
ンバータと、4つのスイッチング素子で構成されたフル
ブリッジにより直流電圧を交流電圧に変換する極性切換
スイッチ回路と、前記極性切換スイッチ回路のフルブリ
ッジ出力に接続された放電灯と、前記放電灯に高電圧を
印加して放電灯を起動する起動手段と、前記極性切換ス
イッチ回路にかかる電圧と電流とから電力を演算し目標
電力に定電力制御するように前記DC/DCコンバータ
に帰還する電力制御手段と、前記極性切換スイッチ回路
にかかる電圧から放電灯の起動を判定し、起動してから
の時間を前記極性切換スイッチ回路と電力制御手段に伝
える点灯時間タイマとを備え、前記点灯時間タイマの信
号により極性切換スイッチ回路は、起動から一定時間は
極性を一方向の直流点灯に保ち、一定時間が経過した後
交流点灯を開始し、前記電力制御手段は前記直流点灯保
持時間にさらに一定時間を加えた期間、点灯維持のため
定格電力に一定電力を加算した電力出力を行う構成とし
たものであり、この構成とすることにより放電灯の点灯
状態が不安定な起動直後に点灯ミスが発生せず、放電灯
の寿命の長いものとすることができる。
【0017】以下、本発明の一実施の形態を図面を用い
て説明する。図1は本発明の一実施の形態の放電灯点灯
装置のブロック図である。本発明の一実施の形態におい
て、前述の従来例について説明した構成部分と同一構成
部分については同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。
【0018】図1に示すように本実施の形態は、スイッ
チ1の操作によってバッテリー2からの直流電圧を昇圧
するDC/DCコンバータ3と、4つのスイッチング素
子71,72,73,74で構成されたフルブリッジに
より直流電圧を交流電圧に変換する極性切換スイッチ回
路7と、前記極性切換スイッチ回路7のフルブリッジ出
力に接続された放電灯6と、前記放電灯6に高電圧を印
加して放電灯6を起動する起動手段5と、前記極性切換
スイッチ回路7にかかる電圧と電流とから電力を演算し
目標電力に定電力制御するように前記DC/DCコンバ
ータ3に帰還する電力制御手段8と、前記極性切換スイ
ッチ回路7にかかる電圧から放電灯6の起動を判定し、
起動してからの時間を前記極性切換スイッチ回路7と電
力制御手段8に伝える点灯時間タイマ9を設けている。
【0019】以上のように構成された放電灯点灯装置に
ついて、以下にその動作を説明する。図2(a)〜
(d)は本発明の一実施の形態の放電灯点灯装置の極性
切換えと指示電力制御の関係を示す図で、極性切換スイ
ッチ回路7は起動直後の不安定な点灯状態で交流点灯の
極性切換え時の休止期間に点灯ミスが発生しないよう
に、点灯時間タイマ9の信号が図2(b)に示す放電灯
6が起動してからの時間TB=T1以下の期間には、図2
(d)に示すようにスイッチング素子71,74をオ
ン、スイッチング素子72,73をオフの状態に保持
し、放電灯6に対して図1の矢印Bの方向に直流点灯を
保持するこの直流点灯保持時間T1は前述したように長
すぎると放電灯6の電極の劣化を早めるため点灯ミスを
防止できる最短の時間に設定する。例えば一例としては
1=30ms程度に設定する。この直流点灯保持時間
1経過後に極性切換スイッチ回路7は図2(d)に示
すように交流点灯を開始する。次に電力制御手段8は前
記直流点灯保持時間T1より長いTB=T2の期間は、放
電灯6が直流点灯から交流点灯に切換わった直後の不安
定な点灯状態で急激に図2(c)に示すように指示電力
を下げることにより発生する可能性のある点灯ミスを防
止するため初期指示電力である75Wを保持する。
【0020】次に初期指示電力保持時間T2経過後は、
従来の制御と同様に図7の出力電圧−指示電力テーブル
に従い制御するが初期指示電力75Wから急激に下げな
いようになめらかに制御する。この初期指示電力保持時
間T2も長すぎると放電灯6の劣化を早め寿命を著しく
短くしたり、閃光の規格を満足できなくなったりするた
めできるだけ短く設定する。例えば一例としてはT2
60ms程度に設定する。
【0021】以上のように本実施の形態によれば、バッ
テリー2からの直流電圧を昇圧するDC/DCコンバー
タ3と、4つのスイッチング素子71,72,73,7
4で構成されたフルブリッジにより直流電圧を交流電圧
に変換する極性切換スイッチ回路7と、前記極性切換ス
イッチ回路7のフルブリッジ出力に接続された放電灯6
と、前記放電灯6に高電圧を印加して放電灯6を起動す
る放電灯起動手段5と、前記極性切換スイッチ回路7に
かかる電圧と電流とから電力を演算し目標電力に定電力
制御するように前記DC/DCコンバータ3に帰還する
電力制御手段8と、前記極性切換スイッチ回路7にかか
る電圧から放電灯6の起動を判定し、起動してからの時
間を前記極性切換スイッチ回路7と電力制御手段8に伝
える点灯時間タイマ9を備え、点灯時間タイマ9の信号
により極性切換スイッチ回路7は、起動から一定時間は
極性を一方向の直流点灯に保ち、一定時間が経過した後
交流点灯を開始し、電力制御手段8は前記直流点灯保持
時間にさらに一定時間を加えた期間、点灯維持のため定
格電力に一定電力を加算した電力出力を行う構成とする
ことにより、放電灯6の点灯状態が不安定な起動直後の
点灯ミスを防止できる。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明は、直流電圧を昇圧
するDC/DCコンバータと、直流電圧を交流電圧に変
換する極性切換スイッチ回路と、放電灯に高電圧を印加
して放電灯を起動する起動手段と、前記極性切換スイッ
チ回路にかかる電圧と電流とから電力を演算し目標電力
に定電力制御するように前記DC/DCコンバータに帰
還する電力制御手段と、放電灯が起動してからの時間を
前記極性切換スイッチ回路と電力制御手段に伝える点灯
時間タイマとを備え、前記点灯時間タイマの信号により
極性切換スイッチ回路は、起動から一定時間は極性を一
方向の直流点灯に保ち、一定時間が経過した後交流点灯
を開始し、前記電力制御手段は前記直流点灯保持時間に
さらに一定時間を加えた期間、点灯維持のため定格電力
に一定電力を加算した電力出力を行う構成とすることに
より、放電灯の点灯状態が不安定な起動直後に点灯ミス
の生じない優れた放電灯点灯装置を実現できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の放電灯点灯装置のブロ
ック図
【図2】同放電灯点灯装置の極性切換えと指示電力制御
の関係を示す図
【図3】従来の放電灯点灯装置のブロック図
【図4】同放電灯点灯装置の極性切換えと指示電力制御
の関係を示す図
【図5】同放電灯点灯装置のスイッチング素子の動作を
説明する図
【図6】同放電灯点灯装置の点灯ミス発生時の動作を説
明する図
【図7】同放電灯点灯装置のVDC−指示電力テーブルを
示す図
【符号の説明】
1 スイッチ 2 バッテリー 3 DC/DCコンバータ 6 放電灯 7 極性切換スイッチ回路 8 電力制御手段 9 点灯時間タイマ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッテリーからの直流電圧を昇圧するD
    C/DCコンバータと、4つのスイッチング素子で構成
    されたフルブリッジにより直流電圧を交流電圧に変換す
    る極性切換スイッチ回路と、前記極性切換スイッチ回路
    のフルブリッジ出力に接続された放電灯と、前記放電灯
    に高電圧を印加して放電灯を起動する起動手段と、前記
    極性切換スイッチ回路にかかる電圧と電流とから電力を
    演算し目標電力に定電力制御するように前記DC/DC
    コンバータに帰還する電力制御手段と、前記極性切換ス
    イッチ回路にかかる電圧から放電灯の起動を判定し、起
    動してからの時間を前記極性切換スイッチ回路と電力制
    御手段に伝える点灯時間タイマとを備え、前記点灯時間
    タイマの信号により極性切換スイッチ回路は、起動から
    一定時間は極性を一方向の直流点灯に保ち、一定時間が
    経過した後交流点灯を開始し、前記電力制御手段は前記
    直流点灯保持時間にさらに一定時間を加えた期間、点灯
    維持のため定格電力に一定電力を加算した電力出力を行
    う構成とした放電灯点灯装置。
JP18912996A 1996-07-18 1996-07-18 放電灯点灯装置 Pending JPH1032096A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003022014A1 (fr) * 2001-08-29 2003-03-13 Harison Toshiba Lighting Corp. Appareil d'eclairage a lampe a decharge haute tension et phare d'automobile
JP2006019241A (ja) * 2004-05-31 2006-01-19 Stanley Electric Co Ltd 放電灯点灯装置及び放電灯点灯方法
WO2009145108A1 (ja) * 2008-05-26 2009-12-03 パナソニック電工株式会社 放電灯点灯装置、車載用高輝度放電灯点灯装置、車載用前照灯及び車両

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