JP2001006890A - 放電灯点灯回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯点灯回路において起動回路への供給電
圧のための回路構成を簡単化してコスト削減を図る。 【解決手段】 放電灯点灯回路１は、放電灯６への起動
信号を直流−交流変換回路４の出力電圧に重畳して放電
灯６に印加するための起動回路５を有する。直流電源回
路３の出力段に設けられたコンデンサＣ＿２は、ダイオ
ードＤ＿１の導通時に充電され、コンデンサＣ＿３には
ダイオードＤ＿２の導通時にコンデンサＣ＿２の蓄積電
荷が移送される。そして、該コンデンサＣ３からコンデ
ンサＣ＿１への電荷移送によって当該コンデンサＣ＿１
の端子電圧が上昇した後、当該電圧が最終的にスイッチ
素子ＳＷｇの導通（又は降伏）に足る電圧値に達したと
きに、トランスＳＴの１次側回路１０にパルス電圧が発
生して２次巻線ＳＴｂを介して放電灯６に印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯回路に
おいて放電灯に起動信号を印加して当該放電灯を起動さ
せる起動回路への電圧供給のための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電灯（メタルハライドランプ等）の点
灯回路については、直流電源回路、直流−交流変換回
路、起動回路（所謂スタータ回路）を備えた構成が知ら
れている。例えば、直流電源回路にＤＣ−ＤＣコンバー
タを用い、直流−交流変換回路にはフルブリッジ型回路
（４つの半導体スイッチ（あるいはスイッチング）素子
をそれぞれ２組にしてスイッチング制御を行うように構
成された回路）及びそのドライバ回路を使用した構成で
は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力する正極性の電圧（正
電圧）がフルブリッジ型回路の交番動作によって矩形波
状電圧に変換された後、放電灯に供給される。

【０００３】放電灯の起動回路については、トランス
（スタータトランス）の１次側回路に発生する１次電圧
を該トランスによって昇圧して放電灯に印加する方法が
知られているが、１次側回路への供給電圧をどのように
生成するかが問題となり、例えば、下記に示す方法が挙
げられる。

【０００４】（１）直流電源回路又は直流−交流変換回
路の出力電圧から得る方法 （２）直流−交流変換回路の出力電圧を倍電圧回路等を
介して昇圧することにより供給電圧（１次側回路用電
圧）を得る方法 （３）直流電源回路内に設けられるコンバータトランス
の２次側に巻線を付設して、該２次巻線の出力を整流・
平滑することで１次側回路用電圧を得る方法。

【０００５】先ず、方法（１）は、直流電源回路の出力
電圧をそのまま利用しようとするものである。

【０００６】また、方法（２）については、ダイオード
とコンデンサからなる倍電圧回路によって昇圧した後の
出力電圧を１次側回路用の電圧とすることができる。つ
まり、１次側回路内には第１のコンデンサとスイッチ素
子を設けておき、第２のコンデンサの蓄積電荷を第１の
コンデンサに移送することで、該第１のコンデンサの端
子電圧が上昇していくように構成する。そして、第１の
コンデンサの端子電圧が閾値電圧に達してスイッチ素子
が導通（あるいは降伏）したときの発生電圧をトランス
で昇圧すれば良い。

【０００７】方法（３）はＤＣ−ＤＣコンバータとして
構成される直流電源回路内に設けられるコンバータトラ
ンスに、放電灯への給電出力用の２次巻線とは別に２次
巻線を付設し、その２次電圧を起動回路への１次用電圧
として用いることができる。

【０００８】尚、放電灯をより確実に点灯させるために
は、放電灯が点灯する前に放電灯にかかる電圧を、一時
的にある程度高い電圧（所謂オーバーカレント電圧）に
しておく必要がある。これは起動回路によって発生する
起動パルスが放電灯に印加されて当該放電灯がブレーク
ダウンした時に放電灯の管電圧が低下することにより直
流電源回路内の平滑コンデンサの電荷あるいは直流電源
回路の後段に設けられる電流補助回路（例えば、特開平
９−２２３５９１号公報を参照。）内のコンデンサの電
荷が放電灯への電流となってアーク放電への移行につい
ての確実性を高めることができるからである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の方法
では下記に示す問題がある。

【００１０】先ず、方法（１）ではスタータトランスの
昇圧比が高くなる傾向があり、トランスの２次巻線のイ
ンダクタンスを大きくしなければ十分な波高値の起動
（パルス）信号を得ることができないので、トランスの
大型化やコスト上昇が問題となる。

【００１１】また、方法（２）では、放電灯の点灯前
（無負荷状態）において直流−交流変換回路内のフルブ
リッジ型回路の交番出力が問題となる。つまり、起動信
号によって放電灯がブレークダウンする時点での供給電
圧の極性については、これを常に定められた極性に規定
しておいた方が、放電灯のアーク放電への移行を安定に
行えることは周知の事実であるが、これは放電灯が点灯
する前にブリッジを交番させない方が良いことを意味す
る。ところが、倍電圧回路はフルブリッジ型回路の交番
動作を前提として構成された回路である（例えば、フル
ブリッジ型回路の出力端子から得られる矩形波の正電圧
期間中に第２のコンデンサが充電され、矩形波の負電圧
（又はグランド）の期間中に第２のコンデンサから第１
のコンデンサへの電荷移送が行われて当該コンデンサの
端子電圧が上昇する。）ため、放電灯の点灯前に当該放
電灯への供給電圧の極性を一方の極性に固定する点灯方
式とは相容れないことになってしまう。

【００１２】方法（３）では、ＤＣ−ＤＣコンバータ内
のトランスに２次巻線が増えてしまうことになり、ま
た、当該トランスについての耐圧を高くする必要が生じ
るために、トランスが大型化してコスト上昇をもたらす
原因となる。

【００１３】そこで、本発明は、放電灯点灯回路におい
て起動回路への供給電圧のための回路構成を簡単化して
コスト削減を図ることを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、直流入力電圧を受けて所望の直流電圧
を出力する直流電源回路と、該直流電源回路の後段に配
置されその出力電圧を交流電圧に変換した後にこれを放
電灯に供給するための直流−交流変換回路と、放電灯へ
の起動信号を発生させて当該信号を直流−交流変換回路
の出力電圧に重畳して放電灯に印加するための起動回路
を備えた放電灯点灯回路において、下記の（イ）乃至
（ニ）に示す構成を有するものである。

【００１５】（イ）起動回路がトランスを有しており、
その２次巻線の一端が直流−交流変換回路の出力端子に
接続され、当該２次巻線の他端が放電灯に接続されてい
ること。

【００１６】（ロ）トランスの１次巻線を含む１次側回
路には、第１のコンデンサ及びスイッチ素子が設けられ
ており、該スイッチ素子の導通時に第１のコンデンサが
放電し、この時の発生電圧がトランスによって昇圧され
た後、該トランスの２次巻線を介して放電灯に印加され
ること。

【００１７】（ハ）直流電源回路の出力段に設けられた
第２のコンデンサは、直流電源回路の出力電圧がある閾
値以上のときに充電されること。

【００１８】（ニ）直流電源回路の後段には第３のコン
デンサが設けられており、直流電源回路の出力電圧が上
記閾値未満であるときに第２のコンデンサの蓄積電荷が
第３のコンデンサに移送され、また、直流電源回路の出
力電圧が上記閾値以上である場合には、第３のコンデン
サの蓄積電荷が上記第１のコンデンサに移送されるとい
うサイクルが繰り返されることによって該第１のコンデ
ンサの端子電圧が上昇した後、当該電圧が最終的に上記
スイッチ素子の導通に足る電圧値に達すること。

【００１９】従って、本発明によれば、第２のコンデン
サから第３のコンデンサへの電荷移送と、第３のコンデ
ンサから第１のコンデンサへの電荷移送とを繰り返すサ
イクルによって第１のコンデンサの端子電圧を上昇さ
せ、当該電圧をスイッチ素子の導通に足る電圧値に達し
たときにトランスの２次巻線を介して放電灯に起動信号
が印加されるように構成しているので、起動回路への供
給電圧を得るための回路構成を簡単にすることができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る放電灯点灯回
路の基本構成を示すものである。

【００２１】放電灯点灯回路１は、電源２、直流電源回
路３、直流−交流変換回路４、起動回路５を備えてい
る。

【００２２】直流電源回路３は、電源２からの直流入力
電圧（これを「Ｖin」と記す。）を受けて所望の直流電
圧を出力するものであり、後述する制御回路からの制御
信号に応じてその出力電圧が可変制御される。この直流
電源回路３には、スイッチングレギュレータの構成を有
するＤＣ−ＤＣコンバータ（チョッパー式、フライバッ
ク式等。）が用いられるが、正極性の電圧出力（正電圧
出力）を得るための第１の回路部（ＤＣ−ＤＣコンバー
タ３Ａ）と負極性の電圧出力（負電圧出力）を得るため
の第２の回路部（ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂ）とが互い
に並列の関係をもって配置されている。

【００２３】図２は直流電源回路３の構成例を示したも
のである。

【００２４】トランスＴの１次巻線Ｔｐの一端が直流入
力端子「ｔａ」に接続されることで電圧Ｖinが入力され
るようになっており、１次巻線Ｔｐの他端は半導体スイ
ッチ素子ＳＷ（図には単にスイッチの記号で示すが、電
界効果トランジスタ等が用いられる。）及び電流検出用
抵抗Ｒｓを介して接地されている（この抵抗Ｒｓは任意
であり、特に設けなくても良い。）。尚、半導体スイッ
チ素子ＳＷの制御端子（ＦＥＴの場合にはゲート）には
図示しない制御回路からの信号「Ｓｃ」が供給されてそ
のスイッチング制御が行われる。

【００２５】トランスＴの２次巻線Ｔｓは、その一端
（端子「ｔｐａ」を参照。）がダイオードＤａのアノー
ドに接続され、該ダイオードＤａのカソードがコンデン
サＣａを介して接地されている。そして、コンデンサＣ
ａの端子電圧が端子「ｔｏ１」を介して出力電圧（これ
を「Ｖdcp」と記す。）となる。また、２次巻線Ｔｓの
他端（端子「ｔｐｂ」を参照。）は、ダイオードＤｂの
カソードに接続されており、該ダイオードＤｂのアノー
ドがコンデンサＣｂを介して接地されるとともに端子
「ｔｏ２」に接続されており、当該端子を介して出力電
圧（これを「Ｖdcn」と記す。）が得られる。

【００２６】このように直流電源回路３は、正極性及び
負極性の電圧Ｖdcp（＞０）、Ｖdcn（＜０）を２つの出
力端子「ｔｏ１」、「ｔｏ２」から各別に出力する構成
となっている。

【００２７】尚、トランスＴの巻線に付した「・」印は
巻き始めを示しており、例えば、２次巻線Ｔｓについて
はダイオードＤｂとの接続端及び接地された中間タップ
（端子「ｔｐｃ」を参照。）における巻き始端にそれぞ
れ「・」印が付されている。

【００２８】直流−交流変換回路４は直流電源回路３の
後段に配置されその出力電圧を交流電圧に変換した後に
これを放電灯６に供給するために設けられており、直流
電源回路３の２つの出力端子からそれぞれ各別に出力さ
れる正極性及び負極性の電圧が送出されてくる。そし
て、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力電圧Ｖdcpと、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ３Ｂの出力電圧Ｖdcnとを切り換え
るために、直流−交流変換回路４内に設けられた１対の
半導体スイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２（これらの素子には
電界効果トランジスタ等が用いられるが、図には単にス
イッチの記号で示す。）がそれらの駆動回路ＤＲＶによ
って交番動作され、これによって生成される交流電圧が
放電灯６に供給される。

【００２９】つまり、直流電源回路３の出力段において
直列に接続された２つのスイッチ素子ｓｗ１、ｓｗ２に
ついては、その一方ｓｗ１がＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ
の出力端子に接続されるとともに、ｓｗ２を介してＤＣ
−ＤＣコンバータ３Ｂの出力端子に接続されている。そ
して、これらのスイッチ素子をそれぞれ相反的にスイッ
チング制御する駆動回路ＤＲＶについては、例えば、ハ
ーフブリッジドライバとして既知のＩＣ（集積回路）が
使用される。つまり、駆動回路ＤＲＶからの各スイッチ
素子の制御端子にそれぞれ供給される信号により、素子
ｓｗ１がオン状態のとき、素子ｓｗ２がオフ状態とな
り、逆に素子ｓｗ１がオフ状態のとき、素子ｓｗ２がオ
ン状態となるようにハーフブリッジの交番動作が行われ
て直流電圧が交流電圧に変換される。尚、図１に示すよ
うに、駆動回路ＤＲＶは電圧Ｖdcnの負極性電圧に基づ
いて動作させる。従って、このために駆動回路ＤＲＶ用
の電源電圧が必要になる。また、駆動回路ＤＲＶに入力
される制御信号（クロック信号）についても同様の配慮
が必要である。

【００３０】起動回路５は、放電灯６に起動信号（高電
圧パルス）を発生させて放電灯６に起動をかけるために
設けられており、当該起動信号は直流−交流変換回路４
の出力する交流電圧「Ｖout」に重畳されて放電灯６に
印加される。つまり、起動回路５内には誘導性負荷（イ
ンダクタンス成分）が含まれており、放電灯６の一方の
電極端子が誘導性負荷を介して２つのスイッチ素子ｓｗ
１、ｓｗ２同士の接続点Ａに接続され、他方の電極端子
がグランド（ＧＮＤ）に直接又は電流検出手段（電流検
出用の抵抗やコイル等）を介して接続されることで接地
されている。尚、起動回路５はＤＣ−ＤＣコンバータ３
Ａから電圧供給を受ける。

【００３１】図３は起動回路５の構成例を示したもので
ある。

【００３２】起動回路５内のトランス（スタータトラン
ス）ＳＴには、１次巻線ＳＴａに対して２次巻線ＳＴｂ
が設けられており、２次巻線ＳＴｂの一端が上記接続点
Ａ（図１参照。）に接続され、他端が放電灯６に接続さ
れている（つまり、２次巻線ＳＴｂが上記誘導性負荷に
相当する。）。

【００３３】そして、１次巻線ＳＴａを含む１次側回路
１０には、コンデンサＣＳ及びスイッチ素子ＳＷｇ（図
には単にスイッチの記号で示すが、放電ギャップ素子
や、サイリスタ、トライアック等が用いられる。）が設
けられており、該スイッチ素子ＳＷｇの導通（あるいは
降伏）時にコンデンサＣＳが放電し、この時の発生電圧
がトランスＳＴによって昇圧され、２次巻線ＳＴｂを介
して放電灯６に印加される。例えば、１次用電圧（ある
いは起動用電圧）「Ｖｐ」が抵抗１１及び順方向のダイ
オード１２を介してコンデンサＣＳに供給されることで
該コンデンサＣＳが充電され、その端子電圧が所定の閾
値電圧に達したときにスイッチ素子ＳＷｇが作動してコ
ンデンサＣＳが放電することで１次巻線ＳＴａに電圧が
発生する。

【００３４】尚、１次用電圧「Ｖｐ」の供給方法につい
ては後で詳述する。

【００３５】放電灯６に係る電圧又は電流を検出するた
めの検出回路としては、例えば、上記電流検出手段（図
１には電流検出用抵抗「Ｒｉ」を示す。）によって放電
灯に流れる電流を直接的に検出する構成の他、直流電源
回路３の後段において電流検出信号又は電圧検出信号を
取得する構成が挙げられる。例えば、後者の例として
は、図１に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ、３
Ｂの直後に電圧検出手段７Ａ、７Ｂ（例えば、分圧抵抗
等を使って電圧を検出する回路等）をそれぞれ設け、当
該手段によって検出される出力電圧の検出信号を放電灯
６にかかる電圧の検出信号の代替信号として用いること
ができる。

【００３６】制御回路８は上記検出回路からの検出信号
に応じて放電灯６の電圧若しくは電流又は供給電力を制
御するために設けられており、直流電源回路３に対して
制御信号を送出することでこれらの出力電圧を制御した
り、あるいは上記駆動回路ＤＲＶに制御信号を送出して
ブリッジの極性切換についての制御を行う。尚、放電灯
６の点灯前には当該放電灯への供給電圧をあるレベルま
で高めておくことで、放電灯の点灯を確実にするための
出力制御を行うことも制御回路８の役目である。

【００３７】直流電源回路３と直流−交流変換回路４と
の間に設けられた電流補助回路９は、放電灯６の起動時
に当該回路内に設けられた容量性負荷に蓄積されたエネ
ルギーを放電灯に供給することによってグロー放電から
アーク放電への移行が確実に行われるように補助するた
めに設けられている。尚、図１では電流補助回路９がＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ３Ａの後段に設けられているが、こ
れは放電灯６の起動前に当該放電灯に供給される電圧の
極性が正極に規定されるためである（つまり、供給電圧
の極性が負極に規定される場合には、図１に１点鎖線で
示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ｂの後段に電流補
助回路９′を付設すれば良い。）。

【００３８】図４は直流電源回路及び起動回路の要部に
ついての構成例を示す（直流電源回路３についてはその
出力段を示し、起動回路５については１次側回路だけを
示す。）ものであり、上記１次用電圧Ｖｐの供給につい
て説明するための図である。

【００３９】本回路では、２端子方向性スイッチ素子と
しての第１乃至第３のダイオードＤ＿１、Ｄ＿２、Ｄ＿
３と、第１乃至第３のコンデンサＣ＿１、Ｃ＿２、Ｃ＿
３を用いており、第２のコンデンサＣ＿２から第３のコ
ンデンサＣ＿３への電荷移送と、第３のコンデンサＣ＿
３から第１のコンデンサＣ＿１への電荷移送とを繰り返
すサイクルによって第１のコンデンサＣ＿１の端子電圧
を上昇させ、当該電圧がスイッチ素子ＳＷｇの導通（又
は降伏）に足る電圧値に達したときにトランスＳＴの２
次巻線ＳＴｂを介して放電灯６に起動信号が印加される
構成となっている。

【００４０】つまり、第１のコンデンサＣ＿１は起動回
路５内のコンデンサＣＳ（図３参照。）に相当し、また
第３のダイオードＤ＿３は上記ダイオード１２に相当す
る。

【００４１】第１のダイオードＤ＿１及び第２のコンデ
ンサＣ＿２は、直流電源回路３の出力段に設けられた素
子であり、Ｄ＿１が図２のダイオードＤａに相当し、Ｃ
＿１がコンデンサＣａ（平滑コンデンサ）に相当する。
つまり、直流電源回路３内の第１のダイオードＤ＿１は
そのアノードが端子ｔｐａに接続されるとともに、その
カソードが第２のコンデンサＣ＿２の一端に接続されて
おり、当該ダイオードＤ＿１の導通によって第２のコン
デンサＣ＿２の充電が行われる（当該コンデンサの端子
電圧が上記したＶdcpとして出力される。）。

【００４２】第１のダイオードＤ＿１に対して並列に設
けられた第３のコンデンサＣ＿３については、その一端
が端子ｔｐａに接続され、その他端が第２のダイオード
Ｄ＿２を介して第１のダイオードＤ＿１と第２のコンデ
ンサＣ＿２との間に接続されている（つまり、第３のコ
ンデンサＣ＿３に対して第２のダイオードＤ＿２が直列
に接続されており、第２のダイオードＤ＿２のアノード
が第１のダイオードＤ＿１と第２のコンデンサＣ＿２と
の間に接続され、かつ第２のダイオードＤ＿２のカソー
ドが第３のコンデンサＣ＿３を介して第１のダイオード
Ｄ＿１のアノードに接続されている。）。

【００４３】尚、第３のコンデンサＣ＿３から第１のコ
ンデンサＣ＿１への電荷移送は、第２のダイオードＤ＿
２と第３のコンデンサＣ＿３との接続点「κ」から抵抗
Ｒ＿１（図３の抵抗１１に相当する。）及び第３のダイ
オードＤ＿３を介して行われる（つまり、第３のダイオ
ードＤ＿３のアノードが抵抗Ｒ＿１を介して接続点κに
接続され、該ダイオードのカソードが第１のコンデンサ
Ｃ＿１と１次巻線ＳＴａとの接続点に接続されてい
る。）。

【００４４】この回路において、放電灯の点灯前には端
子ｔｐａ、ｔｐｃに対して極性の決まった電圧「Ｖｏ」
（図２に示すトランスＴの２次巻線の出力電圧に相当
し、この場合には正電圧である。）が供給され、電圧レ
ベル「Ｖovc」と「ＶL」が交互に供給される。尚、ここ
で、「Ｖovc」は、点灯前における放電灯への供給電圧
の極性が一時的に正極に固定される場合において、ＤＣ
−ＤＣコンバータ３Ａによって放電灯に対して一時的に
レベルを高くして供給される電圧であり、「Ｖovc＞Ｖ
L」の関係が成立している。また、このような出力電圧
レベルの制御は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ内の上記ス
イッチ素子ＳＷへの制御信号についてそのデューティー
サイクルを変化させることで容易に実現できる（つま
り、放電灯の点灯前にはＶdcpがほぼＶovcとなるように
ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａのスイッチング制御を行え
ば、Ｖｏは第１のダイオードＤ＿１及び第２のコンデン
サＣ＿２による整流・平滑前の電圧であるから、Ｖovc
とＶLとが交替する電圧出力を得ることができる。）。

【００４５】電圧ＶｏのレベルがほぼＶovcまで上昇し
たときには、第１のダイオードＤ＿１が導通して第２の
コンデンサＣ＿２が充電される。その後に電圧Ｖｏのレ
ベルがＶLまで下がったときには、第１のダイオードＤ
＿１が非導通状態、第２のダイオードＤ＿２が導通状態
となって第３のコンデンサＣ＿３が充電され、これによ
って第２のコンデンサＣ＿２の蓄積電荷が第２のダイオ
ードＤ＿２を介して第３のコンデンサＣ＿３に移送され
る。そして、再び電圧ＶｏのレベルがほぼＶovcまで上
昇したときには第２のダイオードＤ＿２が非導通状態、
第３のダイオードＤ＿３が導通状態となって第１のコン
デンサＣ＿１が充電される。つまり、このとき第３のコ
ンデンサＣ＿３の蓄積電荷が抵抗Ｒ＿１及び第３のダイ
オードＤ＿３を通して第１のコンデンサＣ＿１に移送さ
れる。

【００４６】このようなサイクルが幾度も繰り返される
ことによって第１のコンデンサＣ＿１の端子電圧が上昇
していき、最終的には、当該端子電圧がＶovcの２倍の
値となって、スイッチ素子ＳＷｇを導通（又は降伏）さ
せるに足る電圧値に達することになる。

【００４７】従って、これによれば、前記方法（１）の
ようにトランスの昇圧比を高くする必要がなくなり、ま
た、方法（２）の倍電圧昇圧回路によって１次側電圧Ｖ
ｐを得る場合のように、これをブリッジ型回路の出力す
る交番電圧から得る必要はない。また、当該交番電圧の
周波数が放電灯の点灯周波数に対応することからも分か
るように、その周波数が一般に低い（例えば、数百Ｈｚ
程度）のに対して、ＤＣ−ＤＣコンバータに係るスイッ
チング周波数（図２の素子ＳＷに対する制御信号Ｓｃの
周波数）が高い（例えば、数十ｋＨｚ）ので、コンデン
サＣ＿３の容量を小さく設定することができるという利
点がある。そしてまた、前記方法（３）のようにＤＣ−
ＤＣコンバータ内のトランスに余分な２次巻線を設ける
必要がないことは勿論である。

【００４８】尚、上記したコンデンサ間の電荷移動の際
に生じる電流を制限するためには、例えば、図５に示す
ように、第３のコンデンサＣ＿３と第２のダイオードＤ
＿２とが直列に接続された直列回路において抵抗を介挿
すれば良い。つまり、この例では、第２のダイオードＤ
＿２のカソード側に抵抗Ｒｃが介挿され、該ダイオード
のアノード側には抵抗Ｒｄが介挿されるとともに、抵抗
Ｒｃと第３のコンデンサＣ＿３との間に抵抗Ｒｂが介挿
され、第３のコンデンサＣ＿３と端子ｔｐａとの間には
抵抗Ｒａが介挿されている。そして、抵抗ＲｂとＲｃと
の接続点が抵抗Ｒ＿１を介して第３のダイオードＤ＿３
のアノードに接続されている。電流の大きさや使用する
コンデンサの静電容量、そしてコンデンサの満充電に要
する時間やダイオードの耐電流値等を考慮して、これら
の抵抗を入れるべき位置の選択及び抵抗値等の定数設定
により、設計自由度を高めることができる。

【００４９】尚、本回路では２端子方向性スイッチ素子
にダイオードを使用した構成例を示しているが、これに
限らず、３端子能動素子等の他の素子を用いて同等の動
作を実現することができることは勿論である。また、Ｖ
ｏを負電圧とする場合についても上記Ｖdcnについて本
回路と同様の機能を実現する回路を構成することができ
る。

【００５０】

【実施例】図６、図７は本発明の実施の一例を示すもの
であり、車輌用前照灯への適用例（２つの放電灯を使用
する場合の回路構成例）を示している。

【００５１】点灯回路１３において、バッテリー１４の
端子電圧が入力フィルタ部１５を介して２つのＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ１６Ｐ、１６Ｎ（その一方１６Ｐが正極電
圧出力用、他方１６Ｎが負極電圧出力用とされる。）に
供給される。

【００５２】これらのＤＣ−ＤＣコンバータに対して
は、それらの出力電圧を制御するために制御回路１７が
設けられており、該制御回路１７の発する制御信号が各
コンバータにそれぞれ送出される（つまり、この場合に
はトランス内の２つの１次巻線に対してそれぞれ接続さ
れたスイッチ素子が制御信号を受けてオン／オフ制御さ
れることで各コンバータの出力電圧が制御される。）。

【００５３】尚、制御回路１７は、放電灯の管電圧や管
電流の検出信号又はそれらの相当信号（ＤＣ−ＤＣコン
バータ１６Ｐの後段に設けられた検出部からの検出信号
等）に基づいて放電灯への電力供給について制御を行う
ために設けられており、例えば、放電灯の管電圧−管電
流特性図における制御曲線に従って、放電灯初期には定
格電力を越える過大な電力を供給した後、供給電力を徐
々に低減して定格電力での定電力制御へと移行させるた
めの信号を演算増幅器等を使って構成した回路（特開平
４−１４１９８８号公報等を参照。）が挙げられる。

【００５４】ＤＣ−ＤＣコンバータ１６Ｐの後段には電
流補助回路１８が設けられている（つまり、本実施例で
は点灯前の放電灯に対して供給される電圧の極性が一時
的に正極に固定される。）。

【００５５】ＤＣ−ＡＣコンバータ１９は、フルブリッ
ジ型回路１９ａ（ハーフブリッジを２つ並列にした構造
を有する。）と、そのブリッジ駆動回路１９ｂ（２つの
ハーフブリッジドライバからなる。）から構成される。
つまり、フルブリッジ型回路１９ａ内に設けられた４つ
の半導体スイッチ素子を２組に分けて相反的にスイッチ
ング制御することで直流入力電圧を矩形波状電圧に変換
する。そのために各スイッチ素子への制御信号を発生す
るのがブリッジ駆動回路１９ｂであり、上記した制御回
路１７から送られてくる信号を受けて動作する。

【００５６】起動回路２０はＤＣ−ＡＣコンバータ１９
の後段において、２つの放電灯６1、６2に対して共通に
設けられている。尚、各放電灯については、その一方６
1が車輌前部の左側に付設される前照灯の光源、他方６2
が右側に付設される前照灯の光源としてそれぞれ用いら
れると考えても良いし、あるいは、その一方６1がハイ
ビーム用光源、他方６2がロービーム用光源の光源とし
てそれぞれ用いられると考えても良い（その場合には、
ビームの切換に応じて使用しない方の放電灯が点灯して
しまわないように制御する必要がある。）。

【００５７】起動回路２０の構成については、２つの放
電灯６1、６2の間で回路の共通化を図ることが部品点数
やコストの削減にとって好ましい。

【００５８】図７は、そのような起動回路の構成例を示
したものである。

【００５９】起動回路２０内のトランス２１には、１つ
の１次巻線２１ａに対して２次巻線２１ｂ1、２１ｂ2が
設けられており、各２次巻線がそれぞれに対応する放電
灯６1、６2に対して各別に接続されている。

【００６０】尚、トランス２１の１次巻線２１ａを含む
１次側回路には、コンデンサ２２及びスイッチ素子２３
（本実施例ではスパークギャップ素子）が設けられてお
り、１次用電圧「Ｖｐ」（この電圧は図６に示すように
ＤＣ−ＤＣコンバータ１６Ｐから得ている。）によって
コンデンサ２２が充電された後、スイッチ素子２３の降
伏時にコンデンサ２２が放電し、この時の発生電圧がト
ランス２１によって昇圧された後、各２次巻線２１ｂ
1、２１ｂ1を介して放電灯６1、６2にそれぞれ印加され
る。

【００６１】また、上記トランス２１の２次巻線２１ｂ
1、２１ｂ2については、それらの巻き始め（又は巻き終
わり）を放電灯との接続端子側に規定することにより接
続関係を統一することが好ましい（図には巻き始めを
「・」印で示す。）。尚、その理由の詳細は省略する
が、放電灯への起動信号の極性を統一することでトラン
スの耐圧設計を有利にすること及び１次エネルギーの供
給の向きを揃えることで再点孤電圧発生時における２次
巻線間の電磁結合の影響を低減すること、そして放電灯
の点灯後における極性の切り換わり時に放電灯が消灯し
易くなるのを防止することが目的である。

【００６２】しかして、放電灯６1、６2がともに消灯し
た状態から、一方の放電灯６1だけを点灯させたい場合
には、当該放電灯に対して正極電圧が供給されるように
フルブリッジ型回路１９ａ内の各スイッチ素子のオン／
オフ状態を規定し、その期間内における放電灯６1への
供給電圧（Ｖdcp）をＤＣ−ＤＣコンバータ１６Ｐによ
り必要なレベル（Ｖovc）まで高めた上で、起動信号を
発生させて放電灯６1に起動をかければ良い。また、他
方の放電灯６2だけを点灯させたい場合には、当該放電
灯に対して正極電圧が供給されるようにフルブリッジ型
回路１９ａ内の各スイッチ素子のオン／オフ状態を規定
し、その期間内における放電灯６1への供給電圧（Ｖdc
p）をＤＣ−ＤＣコンバータ１６Ｐにより必要なレベル
（Ｖovc）まで高めた上で、起動信号を発生させて放電
灯６2に起動をかければ良い。このような制御方法に従
うシーケンスを採ることにより、電流補助回路１８につ
いてはこれをＤＣ−ＤＣコンバータ１６Ｐの後段にのみ
設けるだけで済むので、回路構成が簡単になる。

【００６３】尚、一方の放電灯６1が問題なく点灯し、
他方の放電灯６2については点灯を仮に失敗したとして
も、再び起動信号を発生させて後者の放電灯６2に起動
をかけることで当該放電灯を点灯させることができる。
その際、点灯している放電灯６1に対しても起動信号が
印加されることになるが、点灯時の放電灯のインピーダ
ンスが低いため、発生電圧は直ぐに減衰するので何等影
響を与えない。他方、点灯していない方の放電灯６2に
ついては、これに接続された２次巻線２１ｂ2に発生す
る電圧が高周波の電圧であるため、他の放電灯６1に接
続された２次巻線２１ｂ1での電圧減衰にはほとんど影
響を受けることなく、予定した起動信号が放電灯６2に
印加される。

【００６４】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に係る発明によれば、第２のコンデンサか
ら第３のコンデンサへの電荷移送と、第３のコンデンサ
から第１のコンデンサへの電荷移送とを順次に繰り返す
サイクルによって第１のコンデンサの端子電圧を上昇さ
せ、当該電圧をスイッチ素子の導通に足る電圧値に達し
たときにトランスの２次巻線を介して放電灯に起動信号
が印加されるように構成しているので、スタータトラン
スの昇圧比を大きくしたり、ＤＣ−ＤＣコンバータ内の
トランスに２次巻線を増設する必要がないので、起動回
路への供給電圧を得るための回路構成が簡単になる。そ
して、放電灯の点灯前に当該放電灯への供給電圧の極性
を一方の極性に固定した場合でも第１のコンデンサへの
十分な電荷蓄積を達成することができる。

【００６５】請求項２や請求項４に係る発明によれば、
数個のダイオードとコンデンサを用いた簡易な構成で起
動回路への供給電圧を確保することができるのでコスト
の低減を図ることができる。

【００６６】請求項３に係る発明によれば、第３のコン
デンサと第２のダイオードとの直列回路において抵抗を
介挿することで、電荷移動時に流れる電流を所望の電流
値に制限することができるので回路定数の調整が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯回路の基本構成を示す
回路ブロック図である。

【図２】直流電源回路の構成例を示す回路図である。

【図３】起動回路の構成例を示す回路図である。

【図４】起動回路への電圧供給について説明するために
回路構成の要部を示す図である。

【図５】第３のコンデンサＣ＿３と第２のダイオードＤ
＿２との直列回路における抵抗の介挿位置について説明
するための図である。

【図６】図７とともに本発明の実施の一例を示すもので
あり、本図は全体の構成を示す回路ブロック図である。

【図７】起動回路の構成例を示す回路図である。

【符号の説明】

１…放電灯点灯回路、３…直流電源回路、４…直流−交
流変換回路、５…起動回路、６、６1、６2…放電灯、１
０…１次側回路、２０…起動回路、ＳＴ…トランス、Ｓ
Ｔａ…１次巻線、ＳＴｂ…２次巻線、Ｃ＿１…第１のコ
ンデンサ、Ｃ＿２…第２のコンデンサ、Ｃ＿３…第３の
コンデンサ、ＳＷｇ…スイッチ素子、Ｄ＿１…第１のダ
イオード、Ｄ＿２…第２のダイオード、Ｄ＿３…第３の
ダイオード、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ…抵抗

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA13 BA05 BB01 DD08 EB05 EB07 GA01 GB12 GB18 GC04 HB03 3K083 AA85 AA92 BA04 BA05 BA25 BA26 BC15 BC17 BC19 BC34 BC43 BC47 BD03 BD04 BD16 BD22 CA23 CA33

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流入力電圧を受けて所望の直流電圧を
   出力する直流電源回路と、該直流電源回路の後段に配置
   されその出力電圧を交流電圧に変換した後にこれを放電
   灯に供給するための直流−交流変換回路と、放電灯への
   起動信号を発生させて当該信号を直流−交流変換回路の
   出力電圧に重畳して放電灯に印加するための起動回路を
   備えた放電灯点灯回路において、 （イ）上記起動回路がトランスを有しており、その２次
   巻線の一端が上記直流−交流変換回路の出力端子に接続
   され、当該２次巻線の他端が放電灯に接続されているこ
   と、 （ロ）上記トランスの１次巻線を含む１次側回路には、
   第１のコンデンサ及びスイッチ素子が設けられており、
   該スイッチ素子の導通時に第１のコンデンサが放電し、
   この時の発生電圧がトランスによって昇圧された後、該
   トランスの２次巻線を介して放電灯に印加されること、 （ハ）直流電源回路の出力段に設けられた第２のコンデ
   ンサは、直流電源回路の出力電圧がある閾値以上のとき
   に充電されること、 （ニ）直流電源回路の後段には第３のコンデンサが設け
   られており、直流電源回路の出力電圧が上記閾値未満で
   あるときに上記第２のコンデンサの蓄積電荷が第３のコ
   ンデンサに移送され、また、直流電源回路の出力電圧が
   上記閾値以上である場合には、第３のコンデンサの蓄積
   電荷が上記第１のコンデンサに移送されるというサイク
   ルが繰り返されることによって該第１のコンデンサの端
   子電圧が上昇した後、当該電圧が最終的に上記スイッチ
   素子の導通に足る電圧値に達すること、 を特徴とする放電灯点灯回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の放電灯点灯回路におい
   て、 （イ）直流電源回路内に設けられた第１のダイオードの
   導通によって第２のコンデンサが充電されること、 （ロ）第３のコンデンサに対して第２のダイオードが直
   列に接続されており、該第２のダイオードのアノードが
   上記第１のダイオードと第２のコンデンサとの間に接続
   され、かつ第２のダイオードのカソードが第３のコンデ
   ンサを介して第１のダイオードのアノードに接続されて
   いること、 （ハ）第３のコンデンサから第１のコンデンサへの電荷
   移送が、上記第２のダイオードと第３のコンデンサとの
   接続点から行われること、 を特徴とする放電灯点灯回路。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の放電灯点灯回路におい
   て、 第３のコンデンサと第２のダイオードとを含む直列回路
   には抵抗が介挿されていることを特徴とする放電灯点灯
   回路。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載の放電灯点
   灯回路において、 第３のコンデンサから第１のコンデンサへの電荷移送
   は、第２のダイオードと第３のコンデンサとの接続点か
   ら抵抗及び第３のダイオードを介して行われることを特
   徴とする放電灯点灯回路。