放電灯点灯装置
【課題】平滑用コンデンサと比較して電源補助回路に備えられるコンデンサの耐圧を下げられる回路構成にすることで、電源補助回路に備えられるコンデンサのサイズ縮小およびコスト削減を図る。
【解決手段】ランプ２の点灯開始時には平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの放電電流のみによってランプ電流を発生させる。そして、ランプ２が点灯開始してからある程度時間が経過して平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下すると、平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｄの放電電流もランプ２に供給されることでランプ電流が発生させられるようにする。これにより、ランプ２に対して、点灯開始直後にランプ２の点灯を安定して維持できるように、定常時に比べて大きな電流を流すことが可能となる。
【解決手段】ランプ２の点灯開始時には平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの放電電流のみによってランプ電流を発生させる。そして、ランプ２が点灯開始してからある程度時間が経過して平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下すると、平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｄの放電電流もランプ２に供給されることでランプ電流が発生させられるようにする。これにより、ランプ２に対して、点灯開始直後にランプ２の点灯を安定して維持できるように、定常時に比べて大きな電流を流すことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電圧源に基づいて交流駆動の高圧放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関し、特に車両用ヘッドライトに用いる放電灯点灯装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧放電灯（以下、ランプという）を点灯する放電灯点灯装置が車両用ヘッドライトに適用されている。この車両用ヘッドライトなどに使用されるランプは、アーク放電を安定させてランプの立ち消えを防止するために、点灯直後にランプに対して定常時に比べて大きな電流を流す必要がある。従来では、ＤＣ−ＤＣコンバータに備えられた平滑用コンデンサと電源補助回路のコンデンサを予め４００Ｖで充電しておき、これらからの放電によりランプへの電流供給を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、従来の放電灯点灯装置の回路模式図である。この図に示されるように、定電圧源Ｊ１の電圧を昇圧回路Ｊ２にて昇圧し、これを平滑用コンデンサＪ３にて充電する。また、これと同時に、抵抗Ｊ４ａおよびコンデンサＪ４ｂを直列接続した電源補助回路Ｊ４のコンデンサＪ４ｂにも充電を行う。そして、平滑用コンデンサＪ３およびコンデンサＪ４ｂからの放電に基づいてランプＪ６に大電圧を印加することでランプＪ６を点灯させつつ、交流変換回路Ｊ５にて直流電圧を交流変換してランプＪ６に対して印加することでランプＪ６の点灯を維持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４３９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の放電灯点灯装置では、平滑用コンデンサＪ３と電源補助回路Ｊ４に備えられるコンデンサＪ４ｂの両方からの同時放電によってランプＪ６に対して電圧印加および電流供給を行っている。このため、平滑用コンデンサＪ３と電源補助回路Ｊ４に備えられるコンデンサＪ４ｂの両方共に、大電圧の充電に耐えられるように、耐圧が大きく容量も大きいコンデンサを用いなければならなかった。これにより、平滑用コンデンサＪ３と電源補助回路Ｊ４に備えられるコンデンサＪ４ｂのサイズが大きくなり、コスト高にもなっていた。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、平滑用コンデンサと比較して電源補助回路に備えられるコンデンサの耐圧を下げられる回路構成にすることで、電源補助回路に備えられるコンデンサのサイズ縮小およびコスト削減を図ることができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、平滑用コンデンサ（４ａ）および補助コンデンサ（５ｄ）からの電力供給に基づいてランプ（２）を点灯させたのち、交流変換回路（６）にて交流変換された電圧に基づいてランプ（２）の点灯を維持する放電灯点灯装置において、ランプ（２）の点灯時には、平滑用コンデンサ（４ａ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すことで点灯を行い、ランプ（２）の点灯後にランプ（２）への印加電圧が所定電圧以下になると補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
このように、ランプ（２）の点灯時には、平滑用コンデンサ（４ａ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すことで点灯を行い、ランプ（２）の点灯後にランプ（２）への印加電圧が所定電圧以下になると補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すようにしている。これにより、ランプ（２）に対して、点灯開始直後にランプ（２）の点灯を安定して維持できるように、定常時に比べて大きな電流を流すことが可能となる。
【０００９】
そして、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）からランプ（２）への放電電流の供給については、ランプ（２）への印加電圧が所定電圧以下になってから行われれば良いため、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）での充電電圧を昇圧回路（３）で昇圧した高電圧よりも低い電圧にできる。したがって、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）には平滑用コンデンサ（４ａ）よりも小さな電圧しか充電されないため、平滑用コンデンサ（４ａ）と比較して補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の耐圧を下げられる回路構成にすることが可能となる。よって、電源補助回路（５）に備えられる補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）のサイズ縮小が図れると共に、それによるコスト削減を図ることが可能となる。
【００１０】
例えば、請求項２に記載したように、ランプ（２）の点灯後にランプ（２）への印加電圧が補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すようにできる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、電源補助回路（５）は、充電時に補助コンデンサ（５ｄ）に対して充電を行う第１経路と、放電時に補助コンデンサ（５ｄ）からランプ（２）に対して放電電流を流す第２経路とを有し、第１経路を通じて補助コンデンサ（５ｄ）に充電を行うときの時定数と比較して、第２経路を通じて補助コンデンサ（５ｄ）から放電電流を流すときの時定数の方が小さく設定されていることを特徴としている。
【００１２】
このように、第１経路よりも第２経路の時定数が小さくなるようにすることで、放電電流が流れる際には、補助コンデンサ（５ｄ）の放電電流のほとんどが第２経路を通じてランプ（２）に供給されるようにできると共に、放電電流の立ち上がりがより早くなるようにできる。
【００１３】
例えば、請求項４に記載したように、電源補助回路（５）は、昇圧回路（３）にて昇圧された電圧を分圧する第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）を有した構成とされ、補助コンデンサ（５ｄ）は、第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）によって分圧された電圧が印加され、第１分圧手段（５ａ）を第１経路として補助コンデンサ（５ｄ）への充電が行われるようにできる。
【００１４】
この場合において、請求項５に記載したように、第１分圧手段（５ａ）に対して並列的に、放電電流を流すための放電用抵抗（５ｃ）と放電電流が流れる方向を順方向とするダイオード（５ｅ）とが直列接続された回路を備え、放電用抵抗（５ｃ）の抵抗値を第１分圧手段（５ａ）の抵抗値よりも小さくし、第１分圧手段（５ａ）および放電抵抗（５ｃ）を通る経路を第２経路として放電電流を流すことで、請求項３に記載したように、第１経路よりも第２経路の方の時定数が小さくなるようにできる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、電源補助回路（５）は、直列接続された抵抗（５ｇ）と補助コンデンサ（５ｈ）および半導体スイッチング素子（５ｉ）を有した構成とされ、放電灯（２）の点灯後に放電灯（２）への印加電圧が補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、半導体スイッチング素子（５ｉ）がオンされることで補助コンデンサ（５ｉ）の放電による放電電流を放電灯（２）に対して流すことを特徴としている。
【００１６】
このように、電源補助回路（５）を抵抗（５ｇ）や補助コンデンサ（５ｈ）および半導体スイッチング素子（５ｉ）を直列接続したもので構成しても、請求項１に記載の発明の効果を得ることができる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。
【図２】放電灯点灯装置によるランプ２の点灯時におけるランプ電圧やランプ電流および電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄでの放電電流の波形を示した図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。
【図５】従来の放電灯点灯装置の回路模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、放電灯点灯装置を車両用ヘッドライトに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。この図を参照して、本実施形態にかかる放電灯点灯装置について説明する。
【００２１】
図１に示す放電灯点灯装置は、車載バッテリを定電圧源１としてランプ２を点灯させるものである。図１に示すように、放電灯点灯装置は、昇圧回路３、平滑回路４、電源補助回路５、交流変換回路６および制御回路７を有した構成とされている。
【００２２】
昇圧回路３は、図示しないフライバックトランスなどを有した構成とされ、定電圧源１が発生させる電圧を昇圧し、平滑回路４や電源補助回路５へのエネルギー供給を行う。昇圧回路３から平滑回路４や電源補助回路５へのエネルギー供給の制御は、昇圧回路３内に備えられた図示しない半導体スイッチング素子のオンオフをＰＷＭ制御部によってＰＷＭ制御することにより行われる。例えば、ＰＷＭ制御部によって半導体スイッチング素子がオンされているときには、フライバックトランスの一次巻線に一次電流が流れることで一次巻線にエネルギーが蓄えられ、半導体スイッチング素子がオフされると一次巻線のエネルギーを二次巻線に供給する。このＰＷＭ制御部によるＰＷＭ制御は、後述する制御回路７からの制御信号に基づいて行われている。
【００２３】
平滑回路４は、昇圧回路３で昇圧される電圧を平滑するものであり、平滑用コンデンサ４ａを備えた構成とされている。平滑回路４では、昇圧回路３から供給されるエネルギーに基づいて平滑用コンデンサ４ａを高電圧（例えば４００Ｖ）に充電し、この平滑用コンデンサ４ａの放電に基づいてランプ２を点灯開始させる。
【００２４】
電源補助回路５は、テークオーバー回路と呼ばれるものである。平滑用コンデンサ４ａにてランプ２の点灯を開始させた後、点灯開始から所定期間にわたってランプ２に対して定常時に比べて大きい電流を流すことにより、アーク放電を安定させてランプ２の立ち消えを防止することが必要となる。電源補助回路５は、平滑用コンデンサ４ａによるランプ２の点灯開始直後から、平滑用コンデンサ４ａからの電流供給に加えてランプ２への電流供給を行うことで、ランプ２への定常時に比べて大きい電流を流すことの補助を行う。この電源補助回路５が本発明の特徴部分であり、後で詳細に説明する。
【００２５】
交流変換回路６は、昇圧回路３にて昇圧された定電圧源１の電圧を交流変換することで、ランプ２を交流点灯させるものである。交流変換回路６は、例えばＨブリッジ回路などによって構成されるインバータ回路によって構成され、Ｈブリッジ状に配置された複数のブリッジ用半導体スイッチング素子のうち対角線上に配置されるもの同士を組として、各組を交互にオンオフすることでランプ２に供給される放電電流の向きを繰り返し反転させる。各ブリッジ用半導体スイッチング素子のオンオフの制御は、図示しないゲートドライバ回路の出力（ゲート電圧）を後述する制御回路７にて制御することにより行われている。
【００２６】
制御回路７は、ランプ２に印加されるランプ電圧と、ランプ２に流されるランプ電流とをモニタし、ランプ２の点灯が安定して行われるように昇圧回路３や交流変換回路６を制御している。制御回路７は、ランプ電圧については、昇圧回路３から交流変換回路６に至る電源ライン８の電圧を入力することでモニタしている。また、制御回路７は、ランプ電流については、例えば交流変換回路６に備えたＨブリッジ回路のローサイド側に備えられたランプ２に直列接続される抵抗（図示せず）に流される電流を入力し、その抵抗に印加される電圧を入力することでモニタしている。そして、制御回路７は、ランプ電圧およびランプ電流のモニタ結果に基づいて、昇圧回路３に備えられたＰＷＭ制御部によるＰＷＭ制御での半導体スイッチング素子のオンオフ周期の制御や、交流変換回路６に備えられるＨブリッジ回路のブリッジ用半導体スイッチング素子のオンオフタイミングの制御を行っている。これにより、ランプ２の点灯が安定して行われるようにしている。
【００２７】
次に、本実施形態の放電灯点灯装置における電源補助回路５の詳細構造を説明する。上述したように、電源補助回路５は、ランプ２の点灯開始直後から、平滑用コンデンサ４ａからの電流供給に続いてランプ２への電流供給を行うことで、ランプ２へ定常時に比べて大きい電流を流すことの補助を行う。
【００２８】
この電源補助回路５は、本実施形態では、図１に示されるように第１〜第３抵抗５ａ〜５ｃと補助コンデンサ５ｄおよびダイオード５ｅを有した構成とされている。
【００２９】
第１、第２抵抗５ａ、５ｂは、第１、第２分圧手段に相当するもので、昇圧回路３と交流変換回路６との間に接続された電源ライン８とＧＮＤライン９との間を結ぶように配置されている。これら第１、第２抵抗５ａ、５ｂは直列接続されており、第１、第２抵抗５ａ、５ｂで分圧された中間電圧が補助コンデンサ５ｄに印加されるようにしており、第１、第２抵抗５ａ、５ｂの抵抗値に応じて補助コンデンサ５ｄでの充電電圧が決められている。そして、第１抵抗５ａを通る経路（第１経路）を通じて補助コンデンサ５ｄへの充電が行われるようにしている。
【００３０】
第３抵抗５ｃは、放電抵抗に相当するもので、ダイオード５ｅと直列接続され、ダイオード５ｅと共に第１抵抗５ａに対して並列接続されている。第３抵抗５ｃの抵抗値は、第１抵抗５ａの抵抗値よりも十分に低い抵抗値とされている。
【００３１】
補助コンデンサ５ｄは、第２抵抗５ｂに対して並列接続されており、第１抵抗５ａと第２抵抗５ｂとの間の中間電圧に基づいて充電される。電源補助回路５は、この補助コンデンサ５ｄの放電に基づいて、平滑用コンデンサ４ａによるランプ２の点灯開始直後からのランプ２への電流供給の補助を行っている。
【００３２】
ダイオード５ｅは、第３抵抗５ｃに直列接続されており、第３抵抗５ｃを通じる経路（第２経路）への電流の流れを制御している。すなわち、補助コンデンサ５ｄの充電時には、第３抵抗５ｃを通じる経路での電流の流れを遮断することで、第１抵抗５ａを通じる経路のみが通じるよう西、補助コンデンサ５ｄへの印加電圧を決定する中間電圧が第１、第２抵抗５ａ、５ｂのみによって決まるようにしている。そして、補助コンデンサ５ｄの放電時には、ダイオード５ｅの順方向となることで、第３抵抗５ｃを通じて電流が交流変換回路６側に流されるようにしている。
【００３３】
続いて、このように構成された本実施形態の放電灯点灯装置の作動について説明する。図２は、放電灯点灯装置によるランプ２の点灯時におけるランプ電圧やランプ電流および電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄでの放電電流の波形を示した図である。
【００３４】
まず、放電灯点灯装置では、制御回路７による昇圧回路３の制御に基づいて、昇圧回路３で昇圧された高電圧（例えば４００Ｖ）によって平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａが充電されると共に、その高電圧を第１、第２抵抗５ａ、５ｂで分圧した中間電圧によって電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄが充電される。このとき、電源補助回路５に印加される電圧は第１、第２抵抗５ａ、５ｂで分圧した中間電圧となるため、昇圧回路３で昇圧された高電圧と比較すると十分に低くなっている。
【００３５】
そして、時点Ｔ１においてランプ２の点灯を行うべく、制御回路７が交流変換回路６に備えられたＨブリッジ回路におけるブリッジ用半導体スイッチング素子のいずれかの組をオンさせ、その後、図示しないトランスを含む昇圧回路によってランプ２に瞬間的に大電圧を印加する。これにより、ランプ２で絶縁破壊が生じて、ランプ２が点灯開始すると共に比較的大きなランプ電流が流される。ただし、このときのランプ電流は平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの放電電流のみによって供給される。
【００３６】
そして、時点Ｔ２において、平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下していくと、今度は平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｄの放電電流もランプ２に供給される。すなわち、平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下すると、電源ライン８の電位が補助コンデンサ５ｄの充電電位以下に低下するため、ダイオード５ｅおよび第３抵抗５ｃを経路として補助コンデンサ５ｄの放電電流が流れる。したがって、補助コンデンサ５ｄからのランプ２への電流供給の補助により、ランプ２が立ち消えせずに安定して点灯を継続できる大きさのランプ電流をランプ２に供給することが可能となる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の放電灯点灯装置では、ランプ２の点灯開始時には平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの放電電流のみによってランプ電流を発生させている。そして、ランプ２が点灯開始してからある程度時間が経過して平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下すると、平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｄの放電電流もランプ２に供給されることでランプ電流が発生させられるようにしている。このため、ランプ２に対して、点灯開始直後にランプ２の点灯を安定して維持できるように、定常時に比べて大きな電流を流すことが可能となる。
【００３８】
そして、このような動作を行うにあたり、補助コンデンサ５ｄが第１、第２抵抗５ａ、５ｂにて分圧された中間電圧によって充電されるようにしている。つまり、昇圧回路３で昇圧した高電圧よりも小さな中間電圧が補助コンデンサ５ｄの充電電圧とされる。したがって、補助コンデンサ５ｄには平滑用コンデンサ４ａよりも小さな電圧しか充電されないため、平滑用コンデンサ４ａと比較して補助コンデンサ５ｄの耐圧を下げられる回路構成にすることが可能となる。よって、電源補助回路５に備えられる補助コンデンサ５ｄのサイズ縮小が図れると共に、それによるコスト削減を図ることが可能となる。
【００３９】
また、電源補助回路５では、充電時には第１抵抗５ａを通じる経路（第１経路）で補助コンデンサ５ｄへの充電を行い、放電時には第３抵抗５ｃを通じる経路（第２経路）で補助コンデンサ５ｄの放電電流をランプ２に流すようにしている。そして、第１抵抗５ａと比較して、第３抵抗５ｃの抵抗値の方が小さく設定されているため、第１抵抗５ａを通じて充電を行う経路と比較して、第３抵抗５ｃを通じて放電電流を流すときの経路の方が時定数が小さくなる。このため、放電電流が流れる際には、ほとんどが第３抵抗５ｃを通じる経路を流れ、第１抵抗５ａを通じる経路にはほとんど流れないようにできるため、補助コンデンサ５ｄでの放電電流の立ち上がりがより早くなるようにできる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の放電灯点灯装置は、第１実施形態に対して電源補助回路５の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４１】
図３は、本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。この図を参照して、本実施形態にかかる放電灯点灯装置について説明する。
【００４２】
図３に示すように、本実施形態では、電源補助回路５は、抵抗５ｇ、補助コンデンサ５ｈおよびＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴもしくはＢＪＴなどの半導体スイッチング素子５ｉを直列接続したもので構成されている。このような構成において、半導体スイッチング素子５ｉのオンオフ制御を制御回路７によって行い、半導体スイッチング素子５ｉをオンしたときに抵抗５ｇを通じて補助コンデンサ５ｈへの充電が行えるようにしている。
【００４３】
このような構成の放電灯点灯装置によれば、半導体スイッチング素子５ｉを制御することにより、補助コンデンサ５ｈに対して充電を行い、補助コンデンサ５ｈでの充電電圧を制御回路７でモニタし、その充電電圧が所定の電圧になった時点で半導体スイッチング素子５ｉをオフにする。このようにすれば、補助コンデンサ５ｈで平滑用コンデンサ４ａでの充電電圧よりも低い所定電圧だけ充電されるようにすることができる。したがって、ランプ２の点灯開始時には平滑用コンデンサ４ａからの放電電流によってランプ電流を発生させ、点灯開始後に平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が補助コンデンサ５ｈの充電電圧まで低下していくと、今度は平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｈの放電電流もランプ２に供給されるようにできる。
【００４４】
なお、このとき、半導体スイッチング素子５ｉがオンされるようにすることで電流の流れる経路が構成されるようにしても良いが、半導体スイッチング素子５ｉがＭＯＳＦＥＴで構成される場合には、ボディダイオードを通じる電流経路を構成できる。このため、半導体スイッチング素子５ｉをＭＯＳＦＥＴで構成する場合には、補助コンデンサ５ｈの放電電流を流す際に半導体スイッチング素子５ｉをオンさせなくても、放電電流がランプ２に供給されるようにできる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のような放電灯点灯装置、つまり電源補助回路５を抵抗５ｇや補助コンデンサ５ｈおよび半導体スイッチング素子５ｉを直列接続したもので構成しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の放電灯点灯装置も、第１実施形態に対して電源補助回路５の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４７】
図４は、本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。この図を参照して、本実施形態にかかる放電灯点灯装置について説明する。
【００４８】
図４に示すように、本実施形態では、電源補助回路５は、第１実施形態で説明した第２抵抗５ｂの代わりに、ツェナーダイオード５ｊを備えた構成とされている。ツェナーダイオード５ｊは、複数個のツェナーダイオードの直列接続によって構成されており、複数個のツェナーダイオードのトータルのツェナー降伏電圧が補助コンデンサ５ｄでの充電電圧となるように設定されている。
【００４９】
このように、第１実施形態で説明した第２抵抗５ｂの代わりに、ツェナーダイオード５ｊを備えた構成としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、ランプ２の点灯時には、平滑用コンデンサ４ａの放電による放電電流をランプ２に対して流すことで点灯を行い、ランプ２の点灯後にランプ２への印加電圧が所定電圧以下になると補助コンデンサ５ｄ、５ｈの放電による放電電流をランプ２に対して流すようにした構成例について説明した。しかしながら、電源補助回路５を含む、放電灯点灯装置の回路構成については適宜変更可能であり、このような作動を行うものである限り、どのような回路構成であっても構わない。
【符号の説明】
【００５１】
１ 定電圧源
２ ランプ
３ 昇圧回路
４ 平滑回路
４ａ 平滑用コンデンサ
５ 電源補助回路
５ａ〜５ｃ 抵抗
５ｄ コンデンサ
５ｅ ダイオード
５ｇ 抵抗
５ｈ コンデンサ
５ｉ 半導体スイッチング素子
５ｊ ツェナーダイオード
６ 交流変換回路
７ 制御回路
８ 電源ライン
９ ＧＮＤライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電圧源に基づいて交流駆動の高圧放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関し、特に車両用ヘッドライトに用いる放電灯点灯装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧放電灯（以下、ランプという）を点灯する放電灯点灯装置が車両用ヘッドライトに適用されている。この車両用ヘッドライトなどに使用されるランプは、アーク放電を安定させてランプの立ち消えを防止するために、点灯直後にランプに対して定常時に比べて大きな電流を流す必要がある。従来では、ＤＣ−ＤＣコンバータに備えられた平滑用コンデンサと電源補助回路のコンデンサを予め４００Ｖで充電しておき、これらからの放電によりランプへの電流供給を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、従来の放電灯点灯装置の回路模式図である。この図に示されるように、定電圧源Ｊ１の電圧を昇圧回路Ｊ２にて昇圧し、これを平滑用コンデンサＪ３にて充電する。また、これと同時に、抵抗Ｊ４ａおよびコンデンサＪ４ｂを直列接続した電源補助回路Ｊ４のコンデンサＪ４ｂにも充電を行う。そして、平滑用コンデンサＪ３およびコンデンサＪ４ｂからの放電に基づいてランプＪ６に大電圧を印加することでランプＪ６を点灯させつつ、交流変換回路Ｊ５にて直流電圧を交流変換してランプＪ６に対して印加することでランプＪ６の点灯を維持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４３９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の放電灯点灯装置では、平滑用コンデンサＪ３と電源補助回路Ｊ４に備えられるコンデンサＪ４ｂの両方からの同時放電によってランプＪ６に対して電圧印加および電流供給を行っている。このため、平滑用コンデンサＪ３と電源補助回路Ｊ４に備えられるコンデンサＪ４ｂの両方共に、大電圧の充電に耐えられるように、耐圧が大きく容量も大きいコンデンサを用いなければならなかった。これにより、平滑用コンデンサＪ３と電源補助回路Ｊ４に備えられるコンデンサＪ４ｂのサイズが大きくなり、コスト高にもなっていた。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、平滑用コンデンサと比較して電源補助回路に備えられるコンデンサの耐圧を下げられる回路構成にすることで、電源補助回路に備えられるコンデンサのサイズ縮小およびコスト削減を図ることができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、平滑用コンデンサ（４ａ）および補助コンデンサ（５ｄ）からの電力供給に基づいてランプ（２）を点灯させたのち、交流変換回路（６）にて交流変換された電圧に基づいてランプ（２）の点灯を維持する放電灯点灯装置において、ランプ（２）の点灯時には、平滑用コンデンサ（４ａ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すことで点灯を行い、ランプ（２）の点灯後にランプ（２）への印加電圧が所定電圧以下になると補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
このように、ランプ（２）の点灯時には、平滑用コンデンサ（４ａ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すことで点灯を行い、ランプ（２）の点灯後にランプ（２）への印加電圧が所定電圧以下になると補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すようにしている。これにより、ランプ（２）に対して、点灯開始直後にランプ（２）の点灯を安定して維持できるように、定常時に比べて大きな電流を流すことが可能となる。
【０００９】
そして、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）からランプ（２）への放電電流の供給については、ランプ（２）への印加電圧が所定電圧以下になってから行われれば良いため、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）での充電電圧を昇圧回路（３）で昇圧した高電圧よりも低い電圧にできる。したがって、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）には平滑用コンデンサ（４ａ）よりも小さな電圧しか充電されないため、平滑用コンデンサ（４ａ）と比較して補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の耐圧を下げられる回路構成にすることが可能となる。よって、電源補助回路（５）に備えられる補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）のサイズ縮小が図れると共に、それによるコスト削減を図ることが可能となる。
【００１０】
例えば、請求項２に記載したように、ランプ（２）の点灯後にランプ（２）への印加電圧が補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流をランプ（２）に対して流すようにできる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、電源補助回路（５）は、充電時に補助コンデンサ（５ｄ）に対して充電を行う第１経路と、放電時に補助コンデンサ（５ｄ）からランプ（２）に対して放電電流を流す第２経路とを有し、第１経路を通じて補助コンデンサ（５ｄ）に充電を行うときの時定数と比較して、第２経路を通じて補助コンデンサ（５ｄ）から放電電流を流すときの時定数の方が小さく設定されていることを特徴としている。
【００１２】
このように、第１経路よりも第２経路の時定数が小さくなるようにすることで、放電電流が流れる際には、補助コンデンサ（５ｄ）の放電電流のほとんどが第２経路を通じてランプ（２）に供給されるようにできると共に、放電電流の立ち上がりがより早くなるようにできる。
【００１３】
例えば、請求項４に記載したように、電源補助回路（５）は、昇圧回路（３）にて昇圧された電圧を分圧する第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）を有した構成とされ、補助コンデンサ（５ｄ）は、第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）によって分圧された電圧が印加され、第１分圧手段（５ａ）を第１経路として補助コンデンサ（５ｄ）への充電が行われるようにできる。
【００１４】
この場合において、請求項５に記載したように、第１分圧手段（５ａ）に対して並列的に、放電電流を流すための放電用抵抗（５ｃ）と放電電流が流れる方向を順方向とするダイオード（５ｅ）とが直列接続された回路を備え、放電用抵抗（５ｃ）の抵抗値を第１分圧手段（５ａ）の抵抗値よりも小さくし、第１分圧手段（５ａ）および放電抵抗（５ｃ）を通る経路を第２経路として放電電流を流すことで、請求項３に記載したように、第１経路よりも第２経路の方の時定数が小さくなるようにできる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、電源補助回路（５）は、直列接続された抵抗（５ｇ）と補助コンデンサ（５ｈ）および半導体スイッチング素子（５ｉ）を有した構成とされ、放電灯（２）の点灯後に放電灯（２）への印加電圧が補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、半導体スイッチング素子（５ｉ）がオンされることで補助コンデンサ（５ｉ）の放電による放電電流を放電灯（２）に対して流すことを特徴としている。
【００１６】
このように、電源補助回路（５）を抵抗（５ｇ）や補助コンデンサ（５ｈ）および半導体スイッチング素子（５ｉ）を直列接続したもので構成しても、請求項１に記載の発明の効果を得ることができる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。
【図２】放電灯点灯装置によるランプ２の点灯時におけるランプ電圧やランプ電流および電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄでの放電電流の波形を示した図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。
【図５】従来の放電灯点灯装置の回路模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、放電灯点灯装置を車両用ヘッドライトに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。この図を参照して、本実施形態にかかる放電灯点灯装置について説明する。
【００２１】
図１に示す放電灯点灯装置は、車載バッテリを定電圧源１としてランプ２を点灯させるものである。図１に示すように、放電灯点灯装置は、昇圧回路３、平滑回路４、電源補助回路５、交流変換回路６および制御回路７を有した構成とされている。
【００２２】
昇圧回路３は、図示しないフライバックトランスなどを有した構成とされ、定電圧源１が発生させる電圧を昇圧し、平滑回路４や電源補助回路５へのエネルギー供給を行う。昇圧回路３から平滑回路４や電源補助回路５へのエネルギー供給の制御は、昇圧回路３内に備えられた図示しない半導体スイッチング素子のオンオフをＰＷＭ制御部によってＰＷＭ制御することにより行われる。例えば、ＰＷＭ制御部によって半導体スイッチング素子がオンされているときには、フライバックトランスの一次巻線に一次電流が流れることで一次巻線にエネルギーが蓄えられ、半導体スイッチング素子がオフされると一次巻線のエネルギーを二次巻線に供給する。このＰＷＭ制御部によるＰＷＭ制御は、後述する制御回路７からの制御信号に基づいて行われている。
【００２３】
平滑回路４は、昇圧回路３で昇圧される電圧を平滑するものであり、平滑用コンデンサ４ａを備えた構成とされている。平滑回路４では、昇圧回路３から供給されるエネルギーに基づいて平滑用コンデンサ４ａを高電圧（例えば４００Ｖ）に充電し、この平滑用コンデンサ４ａの放電に基づいてランプ２を点灯開始させる。
【００２４】
電源補助回路５は、テークオーバー回路と呼ばれるものである。平滑用コンデンサ４ａにてランプ２の点灯を開始させた後、点灯開始から所定期間にわたってランプ２に対して定常時に比べて大きい電流を流すことにより、アーク放電を安定させてランプ２の立ち消えを防止することが必要となる。電源補助回路５は、平滑用コンデンサ４ａによるランプ２の点灯開始直後から、平滑用コンデンサ４ａからの電流供給に加えてランプ２への電流供給を行うことで、ランプ２への定常時に比べて大きい電流を流すことの補助を行う。この電源補助回路５が本発明の特徴部分であり、後で詳細に説明する。
【００２５】
交流変換回路６は、昇圧回路３にて昇圧された定電圧源１の電圧を交流変換することで、ランプ２を交流点灯させるものである。交流変換回路６は、例えばＨブリッジ回路などによって構成されるインバータ回路によって構成され、Ｈブリッジ状に配置された複数のブリッジ用半導体スイッチング素子のうち対角線上に配置されるもの同士を組として、各組を交互にオンオフすることでランプ２に供給される放電電流の向きを繰り返し反転させる。各ブリッジ用半導体スイッチング素子のオンオフの制御は、図示しないゲートドライバ回路の出力（ゲート電圧）を後述する制御回路７にて制御することにより行われている。
【００２６】
制御回路７は、ランプ２に印加されるランプ電圧と、ランプ２に流されるランプ電流とをモニタし、ランプ２の点灯が安定して行われるように昇圧回路３や交流変換回路６を制御している。制御回路７は、ランプ電圧については、昇圧回路３から交流変換回路６に至る電源ライン８の電圧を入力することでモニタしている。また、制御回路７は、ランプ電流については、例えば交流変換回路６に備えたＨブリッジ回路のローサイド側に備えられたランプ２に直列接続される抵抗（図示せず）に流される電流を入力し、その抵抗に印加される電圧を入力することでモニタしている。そして、制御回路７は、ランプ電圧およびランプ電流のモニタ結果に基づいて、昇圧回路３に備えられたＰＷＭ制御部によるＰＷＭ制御での半導体スイッチング素子のオンオフ周期の制御や、交流変換回路６に備えられるＨブリッジ回路のブリッジ用半導体スイッチング素子のオンオフタイミングの制御を行っている。これにより、ランプ２の点灯が安定して行われるようにしている。
【００２７】
次に、本実施形態の放電灯点灯装置における電源補助回路５の詳細構造を説明する。上述したように、電源補助回路５は、ランプ２の点灯開始直後から、平滑用コンデンサ４ａからの電流供給に続いてランプ２への電流供給を行うことで、ランプ２へ定常時に比べて大きい電流を流すことの補助を行う。
【００２８】
この電源補助回路５は、本実施形態では、図１に示されるように第１〜第３抵抗５ａ〜５ｃと補助コンデンサ５ｄおよびダイオード５ｅを有した構成とされている。
【００２９】
第１、第２抵抗５ａ、５ｂは、第１、第２分圧手段に相当するもので、昇圧回路３と交流変換回路６との間に接続された電源ライン８とＧＮＤライン９との間を結ぶように配置されている。これら第１、第２抵抗５ａ、５ｂは直列接続されており、第１、第２抵抗５ａ、５ｂで分圧された中間電圧が補助コンデンサ５ｄに印加されるようにしており、第１、第２抵抗５ａ、５ｂの抵抗値に応じて補助コンデンサ５ｄでの充電電圧が決められている。そして、第１抵抗５ａを通る経路（第１経路）を通じて補助コンデンサ５ｄへの充電が行われるようにしている。
【００３０】
第３抵抗５ｃは、放電抵抗に相当するもので、ダイオード５ｅと直列接続され、ダイオード５ｅと共に第１抵抗５ａに対して並列接続されている。第３抵抗５ｃの抵抗値は、第１抵抗５ａの抵抗値よりも十分に低い抵抗値とされている。
【００３１】
補助コンデンサ５ｄは、第２抵抗５ｂに対して並列接続されており、第１抵抗５ａと第２抵抗５ｂとの間の中間電圧に基づいて充電される。電源補助回路５は、この補助コンデンサ５ｄの放電に基づいて、平滑用コンデンサ４ａによるランプ２の点灯開始直後からのランプ２への電流供給の補助を行っている。
【００３２】
ダイオード５ｅは、第３抵抗５ｃに直列接続されており、第３抵抗５ｃを通じる経路（第２経路）への電流の流れを制御している。すなわち、補助コンデンサ５ｄの充電時には、第３抵抗５ｃを通じる経路での電流の流れを遮断することで、第１抵抗５ａを通じる経路のみが通じるよう西、補助コンデンサ５ｄへの印加電圧を決定する中間電圧が第１、第２抵抗５ａ、５ｂのみによって決まるようにしている。そして、補助コンデンサ５ｄの放電時には、ダイオード５ｅの順方向となることで、第３抵抗５ｃを通じて電流が交流変換回路６側に流されるようにしている。
【００３３】
続いて、このように構成された本実施形態の放電灯点灯装置の作動について説明する。図２は、放電灯点灯装置によるランプ２の点灯時におけるランプ電圧やランプ電流および電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄでの放電電流の波形を示した図である。
【００３４】
まず、放電灯点灯装置では、制御回路７による昇圧回路３の制御に基づいて、昇圧回路３で昇圧された高電圧（例えば４００Ｖ）によって平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａが充電されると共に、その高電圧を第１、第２抵抗５ａ、５ｂで分圧した中間電圧によって電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄが充電される。このとき、電源補助回路５に印加される電圧は第１、第２抵抗５ａ、５ｂで分圧した中間電圧となるため、昇圧回路３で昇圧された高電圧と比較すると十分に低くなっている。
【００３５】
そして、時点Ｔ１においてランプ２の点灯を行うべく、制御回路７が交流変換回路６に備えられたＨブリッジ回路におけるブリッジ用半導体スイッチング素子のいずれかの組をオンさせ、その後、図示しないトランスを含む昇圧回路によってランプ２に瞬間的に大電圧を印加する。これにより、ランプ２で絶縁破壊が生じて、ランプ２が点灯開始すると共に比較的大きなランプ電流が流される。ただし、このときのランプ電流は平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの放電電流のみによって供給される。
【００３６】
そして、時点Ｔ２において、平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下していくと、今度は平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｄの放電電流もランプ２に供給される。すなわち、平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下すると、電源ライン８の電位が補助コンデンサ５ｄの充電電位以下に低下するため、ダイオード５ｅおよび第３抵抗５ｃを経路として補助コンデンサ５ｄの放電電流が流れる。したがって、補助コンデンサ５ｄからのランプ２への電流供給の補助により、ランプ２が立ち消えせずに安定して点灯を継続できる大きさのランプ電流をランプ２に供給することが可能となる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の放電灯点灯装置では、ランプ２の点灯開始時には平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの放電電流のみによってランプ電流を発生させている。そして、ランプ２が点灯開始してからある程度時間が経過して平滑回路４の平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が電源補助回路５の補助コンデンサ５ｄの充電電圧まで低下すると、平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｄの放電電流もランプ２に供給されることでランプ電流が発生させられるようにしている。このため、ランプ２に対して、点灯開始直後にランプ２の点灯を安定して維持できるように、定常時に比べて大きな電流を流すことが可能となる。
【００３８】
そして、このような動作を行うにあたり、補助コンデンサ５ｄが第１、第２抵抗５ａ、５ｂにて分圧された中間電圧によって充電されるようにしている。つまり、昇圧回路３で昇圧した高電圧よりも小さな中間電圧が補助コンデンサ５ｄの充電電圧とされる。したがって、補助コンデンサ５ｄには平滑用コンデンサ４ａよりも小さな電圧しか充電されないため、平滑用コンデンサ４ａと比較して補助コンデンサ５ｄの耐圧を下げられる回路構成にすることが可能となる。よって、電源補助回路５に備えられる補助コンデンサ５ｄのサイズ縮小が図れると共に、それによるコスト削減を図ることが可能となる。
【００３９】
また、電源補助回路５では、充電時には第１抵抗５ａを通じる経路（第１経路）で補助コンデンサ５ｄへの充電を行い、放電時には第３抵抗５ｃを通じる経路（第２経路）で補助コンデンサ５ｄの放電電流をランプ２に流すようにしている。そして、第１抵抗５ａと比較して、第３抵抗５ｃの抵抗値の方が小さく設定されているため、第１抵抗５ａを通じて充電を行う経路と比較して、第３抵抗５ｃを通じて放電電流を流すときの経路の方が時定数が小さくなる。このため、放電電流が流れる際には、ほとんどが第３抵抗５ｃを通じる経路を流れ、第１抵抗５ａを通じる経路にはほとんど流れないようにできるため、補助コンデンサ５ｄでの放電電流の立ち上がりがより早くなるようにできる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の放電灯点灯装置は、第１実施形態に対して電源補助回路５の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４１】
図３は、本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。この図を参照して、本実施形態にかかる放電灯点灯装置について説明する。
【００４２】
図３に示すように、本実施形態では、電源補助回路５は、抵抗５ｇ、補助コンデンサ５ｈおよびＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴもしくはＢＪＴなどの半導体スイッチング素子５ｉを直列接続したもので構成されている。このような構成において、半導体スイッチング素子５ｉのオンオフ制御を制御回路７によって行い、半導体スイッチング素子５ｉをオンしたときに抵抗５ｇを通じて補助コンデンサ５ｈへの充電が行えるようにしている。
【００４３】
このような構成の放電灯点灯装置によれば、半導体スイッチング素子５ｉを制御することにより、補助コンデンサ５ｈに対して充電を行い、補助コンデンサ５ｈでの充電電圧を制御回路７でモニタし、その充電電圧が所定の電圧になった時点で半導体スイッチング素子５ｉをオフにする。このようにすれば、補助コンデンサ５ｈで平滑用コンデンサ４ａでの充電電圧よりも低い所定電圧だけ充電されるようにすることができる。したがって、ランプ２の点灯開始時には平滑用コンデンサ４ａからの放電電流によってランプ電流を発生させ、点灯開始後に平滑用コンデンサ４ａの充電電圧が補助コンデンサ５ｈの充電電圧まで低下していくと、今度は平滑用コンデンサ４ａの放電電流に加えて、補助コンデンサ５ｈの放電電流もランプ２に供給されるようにできる。
【００４４】
なお、このとき、半導体スイッチング素子５ｉがオンされるようにすることで電流の流れる経路が構成されるようにしても良いが、半導体スイッチング素子５ｉがＭＯＳＦＥＴで構成される場合には、ボディダイオードを通じる電流経路を構成できる。このため、半導体スイッチング素子５ｉをＭＯＳＦＥＴで構成する場合には、補助コンデンサ５ｈの放電電流を流す際に半導体スイッチング素子５ｉをオンさせなくても、放電電流がランプ２に供給されるようにできる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のような放電灯点灯装置、つまり電源補助回路５を抵抗５ｇや補助コンデンサ５ｈおよび半導体スイッチング素子５ｉを直列接続したもので構成しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の放電灯点灯装置も、第１実施形態に対して電源補助回路５の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４７】
図４は、本実施形態にかかる放電灯点灯装置の回路模式図である。この図を参照して、本実施形態にかかる放電灯点灯装置について説明する。
【００４８】
図４に示すように、本実施形態では、電源補助回路５は、第１実施形態で説明した第２抵抗５ｂの代わりに、ツェナーダイオード５ｊを備えた構成とされている。ツェナーダイオード５ｊは、複数個のツェナーダイオードの直列接続によって構成されており、複数個のツェナーダイオードのトータルのツェナー降伏電圧が補助コンデンサ５ｄでの充電電圧となるように設定されている。
【００４９】
このように、第１実施形態で説明した第２抵抗５ｂの代わりに、ツェナーダイオード５ｊを備えた構成としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、ランプ２の点灯時には、平滑用コンデンサ４ａの放電による放電電流をランプ２に対して流すことで点灯を行い、ランプ２の点灯後にランプ２への印加電圧が所定電圧以下になると補助コンデンサ５ｄ、５ｈの放電による放電電流をランプ２に対して流すようにした構成例について説明した。しかしながら、電源補助回路５を含む、放電灯点灯装置の回路構成については適宜変更可能であり、このような作動を行うものである限り、どのような回路構成であっても構わない。
【符号の説明】
【００５１】
１ 定電圧源
２ ランプ
３ 昇圧回路
４ 平滑回路
４ａ 平滑用コンデンサ
５ 電源補助回路
５ａ〜５ｃ 抵抗
５ｄ コンデンサ
５ｅ ダイオード
５ｇ 抵抗
５ｈ コンデンサ
５ｉ 半導体スイッチング素子
５ｊ ツェナーダイオード
６ 交流変換回路
７ 制御回路
８ 電源ライン
９ ＧＮＤライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電圧源（１）が発生させる電圧を昇圧させる昇圧回路（３）と、
前記昇圧回路（３）にて昇圧させた電圧に基づいて充電される平滑用コンデンサ（４ａ）と、
前記昇圧回路（３）にて昇圧させた電圧に基づいて充電される補助コンデンサ（５ｄ）を有する電源補助回路（５）と、
前記昇圧回路（３）にて昇圧させた電圧を交流変換する交流変換回路（６）と、を有し、
前記平滑用コンデンサ（４ａ）および前記補助コンデンサ（５ｄ）からの電力供給に基づいて放電灯（２）を点灯させたのち、前記交流変換回路（６）にて交流変換された電圧に基づいて前記放電灯（２）の点灯を維持する放電灯点灯装置において、
前記放電灯（２）の点灯直後には、前記平滑用コンデンサ（４ａ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すことで点灯を行い、前記放電灯（２）の点灯後に前記放電灯（２）への印加電圧が所定電圧以下になると前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すように構成されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記放電灯（２）の点灯後に前記放電灯（２）への印加電圧が前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記電源補助回路（５）は、充電時に前記補助コンデンサ（５ｄ）に対して充電を行う第１経路と、放電時に前記補助コンデンサ（５ｄ）から前記放電灯（２）に対して放電電流を流す第２経路とを有し、前記第１経路を通じて前記補助コンデンサ（５ｄ）に充電を行うときの時定数と比較して、前記第２経路を通じて前記補助コンデンサ（５ｄ）から放電電流を流すときの時定数の方が小さく設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記電源補助回路（５）は、前記昇圧回路（３）にて昇圧された電圧を分圧する第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）を有し、
前記補助コンデンサ（５ｄ）は、前記第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）によって分圧された電圧が印加され、前記第１分圧手段（５ａ）を前記第１経路として前記補助コンデンサ（５ｄ）への充電が行われることを特徴とする請求項３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記第１分圧手段（５ａ）に対して並列的に、放電電流を流すための放電用抵抗（５ｃ）と放電電流が流れる方向を順方向とするダイオード（５ｅ）とが直列接続された回路を有し、
前記放電用抵抗（５ｃ）の抵抗値は、前記第１分圧手段（５ａ）の抵抗値よりも小さくされていると共に、前記第１分圧手段（５ａ）および前記放電抵抗（５ｃ）を通る経路を前記第２経路として前記放電電流を流すことを特徴とする請求項４に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記電源補助回路（５）は、直列接続された抵抗（５ｇ）と前記補助コンデンサ（５ｈ）および半導体スイッチング素子（５ｉ）を有した構成とされ、
前記放電灯（２）の点灯後に前記放電灯（２）への印加電圧が前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、前記半導体スイッチング素子（５ｉ）がオンされることで前記補助コンデンサ（５ｉ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１】
定電圧源（１）が発生させる電圧を昇圧させる昇圧回路（３）と、
前記昇圧回路（３）にて昇圧させた電圧に基づいて充電される平滑用コンデンサ（４ａ）と、
前記昇圧回路（３）にて昇圧させた電圧に基づいて充電される補助コンデンサ（５ｄ）を有する電源補助回路（５）と、
前記昇圧回路（３）にて昇圧させた電圧を交流変換する交流変換回路（６）と、を有し、
前記平滑用コンデンサ（４ａ）および前記補助コンデンサ（５ｄ）からの電力供給に基づいて放電灯（２）を点灯させたのち、前記交流変換回路（６）にて交流変換された電圧に基づいて前記放電灯（２）の点灯を維持する放電灯点灯装置において、
前記放電灯（２）の点灯直後には、前記平滑用コンデンサ（４ａ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すことで点灯を行い、前記放電灯（２）の点灯後に前記放電灯（２）への印加電圧が所定電圧以下になると前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すように構成されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記放電灯（２）の点灯後に前記放電灯（２）への印加電圧が前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記電源補助回路（５）は、充電時に前記補助コンデンサ（５ｄ）に対して充電を行う第１経路と、放電時に前記補助コンデンサ（５ｄ）から前記放電灯（２）に対して放電電流を流す第２経路とを有し、前記第１経路を通じて前記補助コンデンサ（５ｄ）に充電を行うときの時定数と比較して、前記第２経路を通じて前記補助コンデンサ（５ｄ）から放電電流を流すときの時定数の方が小さく設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記電源補助回路（５）は、前記昇圧回路（３）にて昇圧された電圧を分圧する第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）を有し、
前記補助コンデンサ（５ｄ）は、前記第１、第２分圧手段（５ａ、５ｂ、５ｊ）によって分圧された電圧が印加され、前記第１分圧手段（５ａ）を前記第１経路として前記補助コンデンサ（５ｄ）への充電が行われることを特徴とする請求項３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記第１分圧手段（５ａ）に対して並列的に、放電電流を流すための放電用抵抗（５ｃ）と放電電流が流れる方向を順方向とするダイオード（５ｅ）とが直列接続された回路を有し、
前記放電用抵抗（５ｃ）の抵抗値は、前記第１分圧手段（５ａ）の抵抗値よりも小さくされていると共に、前記第１分圧手段（５ａ）および前記放電抵抗（５ｃ）を通る経路を前記第２経路として前記放電電流を流すことを特徴とする請求項４に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記電源補助回路（５）は、直列接続された抵抗（５ｇ）と前記補助コンデンサ（５ｈ）および半導体スイッチング素子（５ｉ）を有した構成とされ、
前記放電灯（２）の点灯後に前記放電灯（２）への印加電圧が前記補助コンデンサ（５ｄ、５ｈ）の充電電圧以下まで低下すると、前記半導体スイッチング素子（５ｉ）がオンされることで前記補助コンデンサ（５ｉ）の放電による放電電流を前記放電灯（２）に対して流すことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６９２０５（Ｐ２０１２−１６９２０５Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０７７１（Ｐ２０１１−３０７７１）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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