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技術 放電灯点灯装置

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 西川政広
出願日 2011年2月15日 (9年10ヶ月経過) 出願番号 2011-030021
公開日 2012年9月6日 (8年3ヶ月経過) 公開番号 2012-169177
状態 特許登録済
技術分野 放電ランプ高周波または変換器直流点灯回路
主要キーワード 電力制限回路 電力指令信号 出力フィルタ回路 磁束結合 入力フィルタ回路 休止区間 リプル成分 交流矩形波
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重要な関連分野

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図面 (15)

課題

部品にかかるストレスを低減させた放電灯点灯装置を提供する。

解決手段

放電灯点灯装置は、入力された電源電圧Vinを所望の電圧値直流電圧に変換するDC/DCコンバータ3と、DC/DCコンバータ3の出力電圧を所望の電圧値の交流電圧に変換するDC/ACコンバータ4と、DC/DCコンバータ3及びDC/ACコンバータ4の出力を制御する電力制御部5とを備える。電力制御部5は、点灯開始時に放電灯11への供給電力が所定の最大電力より低下し始めた時点から、予め設定された第1の設定時間が経過すると、DC/ACコンバータ4の交流出力極性切り替わるタイミング毎に、DC/DCコンバータ3の出力を所定の定常値よりも高い電力値に設定するための第2の電力指令信号を出力する電力指令回路58を具備している。

概要

背景

近年、省エネルギー高輝度の観点から、車輌用前照灯液晶プロジェクタ高輝度放電灯が用いられるようになってきた。高輝度放電灯は、交流矩形波点灯させるのが一般的であるが、交流矩形波の極性反転するタイミング、つまりゼロクロス点では、ランプ内での電流瞬断再点弧放電定性の低下などが起こりやすく、不要輻射ノイズの原因になっていた。さらに、低電力にて点灯制御している場合には、電流のゼロクロス点で電流が途絶え、ランプ立ち消えしてしまう可能性があった。

そこで、ランプの立ち消えを防止するために、交流矩形波の極性が切り替わる直前重畳電圧を付加し、電流のゼロクロス時の立ち上がりを早くしたものも提供されている(例えば特許文献1参照)。

概要

部品にかかるストレスを低減させた放電灯点灯装置を提供する。放電灯点灯装置は、入力された電源電圧Vinを所望の電圧値直流電圧に変換するDC/DCコンバータ3と、DC/DCコンバータ3の出力電圧を所望の電圧値の交流電圧に変換するDC/ACコンバータ4と、DC/DCコンバータ3及びDC/ACコンバータ4の出力を制御する電力制御部5とを備える。電力制御部5は、点灯開始時に放電灯11への供給電力が所定の最大電力より低下し始めた時点から、予め設定された第1の設定時間が経過すると、DC/ACコンバータ4の交流出力の極性が切り替わるタイミング毎に、DC/DCコンバータ3の出力を所定の定常値よりも高い電力値に設定するための第2の電力指令信号を出力する電力指令回路58を具備している。

目的

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、部品にかかるストレスを低減させた放電灯点灯装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

スイッチング素子を有し、入力された電源電圧を所望の電圧値直流電圧に変換する第1の電力変換部と、前記第1の電力変換部の出力電圧を所望の電圧値の交流電圧に変換する第2の電力変換部と、前記第1の電力変換部及び前記第2の電力変換部の出力を制御する電力制御部とを備え、前記電力制御部は、前記第1の電力変換部の出力を所定の定常値に設定するための第1の電力指令信号を出力する第1の電力指令制御手段と、点灯開始時に放電灯への供給電力が所定の最大電力より低下し始めた時点から、予め設定された第1の設定時間が経過すると、前記第2の電力変換部の交流出力極性切り替わるタイミング毎に、前記第1の電力変換部の出力を前記定常値よりも高い所定の電力値に設定するための第2の電力指令信号を出力する第2の電力指令制御手段とを具備していることを特徴とする放電灯点灯装置

請求項2

装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部を備え、前記第1の設定時間は、前記温度検出部による検出温度が所定の設定温度より低い場合に比べて、前記温度検出部による検出温度が前記設定温度以上である場合のほうが長く設定されていることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。

請求項3

前記電力制御部は、前記第1の電力変換部の出力電圧を検出する第1の電圧検出部と、前記第1の電力変換部の出力電流を検出する電流検出部とを具備し、前記第1の電力指令制御手段は、前記第1の電圧検出部の検出結果及び前記電流検出部の検出結果に基づいて前記第1の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定することを特徴とする請求項1又は2記載の放電灯点灯装置。

請求項4

装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部と、前記電源電圧を検出する第2の電圧検出部とを備え、前記第1の電力指令制御手段は、少なくとも前記温度検出部の検出結果又は前記第2の電圧検出部の検出結果の何れか一方に基づいて前記第1の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。

請求項5

装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部を備え、前記第2の電力指令制御手段は、前記温度検出部の検出結果に基づいて前記第2の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。

請求項6

装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部を備え、前記温度検出部がサーミスタを用いて構成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。

請求項7

前記電源電圧を検出する第2の電圧検出部を備え、前記第2の電力指令制御手段は、前記第2の電圧検出部による検出電圧が所定の基準電圧以下である場合、点灯開始から放電灯への供給電力が前記最大電力より低下し始めた時点から、前記第1の設定時間よりも長い第2の設定時間が経過すると、前記第2の電力変換部の交流出力の極性が切り替わるタイミング毎に、前記第2の電力指令信号を出力することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。

請求項8

前記電源電圧を検出する第2の電圧検出部を備え、前記第2の電力指令制御手段は、前記第2の電圧検出部の検出結果に基づいて前記第2の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の放電灯点灯装置。

技術分野

0001

本発明は、放電灯点灯装置に関するものである。

背景技術

0002

近年、省エネルギー高輝度の観点から、車輌用前照灯液晶プロジェクタ高輝度放電灯が用いられるようになってきた。高輝度放電灯は、交流矩形波点灯させるのが一般的であるが、交流矩形波の極性反転するタイミング、つまりゼロクロス点では、ランプ内での電流瞬断再点弧放電定性の低下などが起こりやすく、不要輻射ノイズの原因になっていた。さらに、低電力にて点灯制御している場合には、電流のゼロクロス点で電流が途絶え、ランプ立ち消えしてしまう可能性があった。

0003

そこで、ランプの立ち消えを防止するために、交流矩形波の極性が切り替わる直前重畳電圧を付加し、電流のゼロクロス時の立ち上がりを早くしたものも提供されている(例えば特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2003−133092号公報(段落[0013]−段落[0016]、及び、第1,2図)

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、上述のような高輝度放電灯の場合、点灯開始からの数秒間は定格ランプ電力の2倍程度のランプ電力が必要な光束立ち上がり期間である。そして、この光束立ち上がり期間において交流矩形波の極性が切り替わる直前に重畳電圧を付加し、電流の立ち上がりを早くした場合には、部品に過大なストレスがかかる可能性があった。

0006

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、部品にかかるストレスを低減させた放電灯点灯装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明の放電灯点灯装置は、スイッチング素子を有し、入力された電源電圧を所望の電圧値直流電圧に変換する第1の電力変換部と、第1の電力変換部の出力電圧を所望の電圧値の交流電圧に変換する第2の電力変換部と、第1の電力変換部及び第2の電力変換部の出力を制御する電力制御部とを備え、電力制御部は、第1の電力変換部の出力を所定の定常値に設定するための第1の電力指令信号を出力する第1の電力指令制御手段と、点灯開始時に放電灯への供給電力が所定の最大電力より低下し始めた時点から、予め設定された第1の設定時間が経過すると、第2の電力変換部の交流出力の極性が切り替わるタイミング毎に、第1の電力変換部の出力を定常値よりも高い所定の電力値に設定するための第2の電力指令信号を出力する第2の電力指令制御手段とを具備していることを特徴とする。

0008

この放電灯点灯装置において、装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部を備え、第1の設定時間は、温度検出部による検出温度が所定の設定温度より低い場合に比べて、温度検出部による検出温度が設定温度以上である場合のほうが長く設定されているのが好ましい。

0009

また、この放電灯点灯装置において、電力制御部は、第1の電力変換部の出力電圧を検出する第1の電圧検出部と、第1の電力変換部の出力電流を検出する電流検出部とを具備し、第1の電力指令制御手段は、第1の電圧検出部の検出結果及び電流検出部の検出結果に基づいて第1の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定するのも好ましい。

0010

さらに、この放電灯点灯装置において、装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部と、電源電圧を検出する第2の電圧検出部とを備え、第1の電力指令制御手段は、少なくとも温度検出部の検出結果又は第2の電圧検出部の検出結果の何れか一方に基づいて第1の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定するのも好ましい。

0011

また、この放電灯点灯装置において、装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部を備え、記第2の電力指令制御手段は、温度検出部の検出結果に基づいて第2の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定するのも好ましい。

0012

さらに、この放電灯点灯装置において、装置温度又は周囲温度を検出する温度検出部を備え、温度検出部がサーミスタを用いて構成されているのも好ましい。

0013

また、この放電灯点灯装置において、電源電圧を検出する第2の電圧検出部を備え、第2の電力指令制御手段は、第2の電圧検出部による検出電圧が所定の基準電圧以下である場合、点灯開始から放電灯への供給電力が最大電力より低下し始めた時点から、第1の設定時間よりも長い第2の設定時間が経過すると、第2の電力変換部の交流出力の極性が切り替わるタイミング毎に、第2の電力指令信号を出力するのも好ましい。

0014

さらに、この放電灯点灯装置において、電源電圧を検出する第2の電圧検出部を備え、第2の電力指令制御手段は、第2の電圧検出部の検出結果に基づいて第2の電力指令信号に含まれる電力指令値を設定するのも好ましい。

発明の効果

0015

部品にかかるストレスを低減させた放電灯点灯装置を提供することができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0016

実施形態1の放電灯点灯装置の回路図である。
同上の動作を説明するためのグラフである。
同上の動作を説明するための別のグラフである。
同上の動作を説明するためのさらに別のグラフである。
同上の動作を説明するためのタイムチャートである。
同上の動作を説明するための別のタイムチャートである。
同上の動作を説明するためのまたさらに別のグラフである。
同上の動作を説明するためのさらに別のタイムチャートである。
同上に用いられる温度検出部の他の例を示すブロック図である。
(a),(b)は実施形態2の放電灯点灯装置の動作を説明するためのグラフである。
実施形態3の放電灯点灯装置に用いられる電圧検出部を構成するコンデンサ動作特性を示すグラフである。
同上に用いられる電圧検出部を構成するコンデンサの動作特性を示し、(a)は時定数が大きいときのグラフ、(b)は時定数が小さいときのグラフである。
同上の動作を説明するためのタイムチャートである。
(a),(b)は実施形態4の放電灯点灯装置の動作を説明するためのグラフである。

実施例

0017

以下に、放電灯点灯装置の実施形態を図面に基づいて説明する。放電灯点灯装置は、例えばメタルハライドなどの高輝度放電灯(HID)を点灯させるために用いられる。

0018

(実施形態1)
図1は実施形態1の放電灯点灯装置の回路図である。この放電灯点灯装置は、直流電源1から入力される電源電圧Vinを所望の電圧値の直流電圧に変換するDC/DCコンバータ(第1の電力変換部)3と、DC/DCコンバータ3の出力電圧を所望の電圧値の交流電圧に変換するDC/ACコンバータ(第2の電力変換部)4と、DC/DCコンバータ3及びDC/ACコンバータ4の出力を制御する電力制御部5とを備える。また、この放電灯点灯装置は、入力フィルタ回路2と、イグナイタ回路6と、始動補助回路7と、出力フィルタ回路10と、例えば装置温度や周囲温度を検出する温度検出部8と、直流電源1の電源電圧Vinを検出する電圧検出部(第2の電圧検出部)9とを備える。

0019

入力フィルタ回路2は、インダクタL1とコンデンサC1とで構成され、インダクタL1は、当該インダクタL1に流れる最大電流でも飽和することがなく、十分な直流重畳特性を有している。また、インダクタL1は、コンデンサC1と組み合わせて用いることで、直流電源1からのリプル成分や後述のスイッチング素子Q1で発生するスイッチングノイズなどを減衰させる機能を有している。入力フィルタ回路2の出力端間には、高容量のアルミ電解コンデンサC2が接続されており、このアルミ電解コンデンサC2は、例えば直流電源1からの電源供給が瞬間的に遮断された場合に、放電灯11への電源供給が一定期間途絶えないようにするためのバックアップ電源として機能する。

0020

DC/DCコンバータ3は、電源電圧Vinを昇圧、降圧又は昇降圧させるトランスTr1と、例えばMOSFETからなりトランスTr1の一次側に直列に接続されるスイッチング素子Q1と、ダイオードD1とを主な構成要素とする所謂フライバック方式コンバータ回路である。このDC/DCコンバータ3では、スイッチング素子Q1がオンになると、トランスTr1の一次側のインダクタ成分に電流が流れることでエネルギー蓄積される。その後、スイッチング素子Q1がオフになると、トランスTr1の磁束結合により二次側のインダクタ成分に上記エネルギーが伝達され、ダイオードD1がオンになってトランスTr1の二次側に電流が流れる。ここにおいて、図1中のNpはトランスTr1の一次側の巻数を示し、NsはトランスTr1の二次側の巻数を示している。

0021

DC/ACコンバータ4は、例えばIGBTやMOSFET、バイポーラトランジスタからなる4つのスイッチング素子Q2〜Q5により構成されたフルブリッジ回路であり、後述する電力制御部5の駆動制御回路57から出力される駆動信号Sig1,Sig2によりスイッチング素子Q2〜Q5をオン・オフすることで交流矩形波を出力する。

0022

イグナイタ回路6は、コンデンサC4や放電ギャップg1、パルストランスTr2などで構成され、放電灯11の電極間に数kVのパルス電圧をかけて上記電極間を絶縁破壊することで放電灯11を起動させる。

0023

始動補助回路7は、電力制御部5がフィードバック処理できない放電灯11の起動直後から100μsec程度の期間において、DC/DCコンバータ3から所定の電流を出力させる機能を有する。

0024

温度検出部8は、基準電圧Vccが印加されることで動作する温度検出用IC1を備えており、周囲温度Taを検出するとともに、検出した周囲温度Taに対応させた電圧信号VT1を電力制御部5に出力する。

0025

電力制御部5は、DC/DCコンバータ3の出力電圧を検出する電圧検出部(第1の電圧検出部)53と、DC/DCコンバータ3の出力電流を検出する電流検出部54とを備える。また、電力制御部5は、予め設定された電力指令値P1を含む電力指令信号を出力する電力指令回路51と、電力指令回路51からの電力指令信号、電圧検出部9からの検出電圧に対応させた電圧信号及び温度検出部8からの電圧信号VT1に基づいて、放電灯11への供給電力が、予め設定された制限値P21(図3参照)又は電力指令回路51からの電力指令値P1の何れか小さい方以下となるように制限する電力制限値P2を含む電力制限信号を出力する電力制限回路52とを備える。

0026

さらに、電力制御部5は、電力制限回路52からの電力制限信号及び電圧検出部53からの検出電圧に対応させた電圧信号に基づいて電流指令信号を出力する電流指令演算回路55と、電流検出部54により検出された電流値と電流指令演算回路55からの電流指令信号とを比較して電力指令信号(第1の電力指令信号)を出力するオペアンプ56とを備える。また、電力制御部5は、DC/ACコンバータ4のスイッチング素子Q2〜Q5をオン・オフさせる駆動信号Sig1,Sig2を出力する駆動制御回路57と、DC/ACコンバータ4の交流出力の極性が切り替わるタイミング毎に、オペアンプ56からの電力指令値(定常値)よりも高い所定の電力値に設定するための電力指令信号(第2の電力指令信号)を出力する電力指令回路(第2の電力指令制御手段)58とを備える。ここに、本実施形態では、電力指令回路51と、電力制限回路52と、電流指令演算回路55と、オペアンプ56とで第1の電力指令制御手段が構成されている。

0027

ここで、図2は電力指令回路51からの電力指令値P1の変化を示すグラフである。このグラフによれば、電力指令回路51は、点灯開始時である時刻t0から時刻t1の間は電力指令値P1として最大値P11を出力し、時刻t1から時刻t2の間は電力指令値P1を最大値P11から定格値P10まで徐々に低下させ、時刻t2以降は電力指令値P1として定格値P10を出力する。なお、放電灯11を再始動させる際には、電力指令回路51は放電灯11のランプ温度に応じて電力指令値P1を調整する。

0028

次に、図3は電力制限回路52からの電力制限値P2の変化を示すグラフである。電力制限回路52では、起動開始時に電力指令回路51から入力される電力指令信号に含まれる電力指令値P11と、予め設定された制限値P21とを比較し、何れか小さい方を電力制限値P2として出力する。例えば、図3に示す例では電力指令値P11>制限値P21であるため、電力制限回路52からは制限値P21が電力制限値P2として出力される。

0029

図4は、周囲温度Taの変化に伴う制限値P21の変化を示すグラフである。例えば、周囲温度Taが−40℃〜+150℃の範囲では、最低温度T0(=−40℃)から所定の設定温度T1までは制限値P21=P211に設定され、周囲温度Taが設定温度T1以上になると制限値P21を直線的に減少させていく。そして、周囲温度Taが最高温度T2(=+150℃)になると制限値P21=P210(P210<P211)に設定される。ここにおいて、上記の設定温度T1は、放電灯点灯装置を構成する各電子部品(例えば、MOSFETやダイオード、トランス、抵抗など)の特性から、例えば70℃〜120℃の範囲で設定される。

0030

次に、図5はDC/ACコンバータ4の動作を説明するためのタイムチャートである。電力制御部5の駆動制御回路57から出力される駆動信号Sig1がオンの状態では、DC/ACコンバータ4のスイッチング素子Q2,Q5がオンになるため、図1中の電流I2が矢印の向きに流れる。また、駆動信号Sig2がオンの状態では、DC/ACコンバータ4のスイッチング素子Q3,Q4がオンになるため、電流I2と逆向きの電流I3が流れる。つまり、DC/ACコンバータ4からの出力電流Ioutは、図5に示すように時間Ts毎に反転した矩形波となる。なお、駆動信号Sig1,Sig2が同時にオンになった場合にはDC/ACコンバータ4が破損する虞があるため、図5に示すように駆動信号Sig1のオン期間と駆動信号Sig2のオン期間の間にデッドタイムtdが設けられている。

0031

ところで、上記のオペアンプ56から出力される電力指令信号(第1の電力指令信号)のみでDC/DCコンバータ3を制御した場合には、直流電源1からの供給電力が低下した際に電流のゼロクロス点で電流が途絶え、放電灯11が立ち消えしてしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、放電灯11の立ち消えを防止するために、電力指令回路(第2の電力指令制御手段)58により電圧重畳させる方法を採用している。以下、図6及び図7に基づいて具体的に説明する。

0032

点灯開始時である時刻t0から時刻t1の間は電力指令回路51からの電力指令値P1が最大(P11)となり、時刻t1以降は電力指令値P1を徐々に低下させ、時刻t2のときに定常値P10となる。時刻t1から予め設定された第1の設定時間が経過する時刻t3以降では、定常値P10よりも高い電力指令値P3が、DC/ACコンバータ4の交流出力の極性が切り替わるタイミング毎に、電力指令回路58から出力される。なお、本実施形態では、図7に示すように、電力指令値P3を時間の経過とともに徐々に上昇させており、時刻t5のときに最大値P31となる。その結果、放電灯11に印加される電圧V1及び電流I1は、図6に示すように時間の経過とともに徐々に大きくなり、時刻t5以降では、電圧V1(=V11)、電流I1(=I11)ともに最大値となって電流I1が流れやすくなることから、ランプ電流休止区間が発生しにくく、極性反転時における放電灯11の立ち消えを防止することができる。

0033

ここにおいて、図7に示すように、電力指令値P3を時間の経過とともに増加させた場合には、DC/DCコンバータ3にかかる負荷を低く抑えることができ、その結果、DC/DCコンバータ3の部品にかかる過渡的なストレスを低減することができる。なお、上記の効果は定常値P10が大きい場合に顕著になる。

0034

次に、図8は、温度検出部8により検出される周囲温度Taに応じた電力指令回路58の動作を説明するためのフローチャートである。上記周囲温度Taが所定の設定温度T1よりも低い場合には、点灯開始時に放電灯11への供給電力が最大電力P11より低下し始めた時刻t1から、予め設定された第1の設定時間が経過する時刻t3のときに、電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始める。一方、上記周囲温度Taが上記設定温度T1以上である場合には、時刻t1から予め設定された第1の設定時間が経過する時刻t4(t4>t3)のときに、電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始める。そして、上記周囲温度Taが上記設定温度T1よりも低い場合には時刻t5のときに電圧V1(=V11)、電流I1(=I11)が最大となるのに対して、上記周囲温度Taが上記設定温度T1以上である場合には時刻t6(t6>t5)のときに電圧V1(=V11)、電流I1(=I11)が最大となる。その結果、周囲温度Taが高い場合であってもDC/DCコンバータ3の部品の温度上昇を低く抑えることができ、上記部品にかかるストレスを低減することができる。

0035

而して、本実施形態によれば、放電灯11に所定の最大電力P11が供給される光束立ち上がり期間の経過後、供給電力が所定の電力値まで低下してから、電力指令回路58より電力指令値P3を含む電力指令信号(第2の電力指令信号)を出力するので、従来例のように光束立ち上がり期間から重畳電圧を付加する場合に比べて、DC/DCコンバータ3の部品にかかるストレスを低減することができる。また、温度検出部8により検出される周囲温度Taが所定の設定温度T1以上である場合には、上記周囲温度Taが上記設定温度T1より低い場合に比べて第1の設定時間が長く、放電灯11への供給電力がさらに低下した時点から第2の電力指令信号を出力するので、DC/DCコンバータ3の部品の温度上昇を低く抑えることができ、その結果、上記周囲温度Taが高い場合でも上記部品にかかるストレスを低減することができる。さらに、本実施形態によれば、DC/DCコンバータ3の出力電圧と出力電流に追従させた電力制御や、温度検出部8の検出結果、電圧検出部9の検出結果に追従させた電力制御を行うことができる。

0036

ここにおいて、上記の実施形態では温度検出用IC1を用いて温度検出部8を構成しているが、図9に示すようにサーミスタRTを用いて温度検出部8を構成してもよい。この温度検出部8は、基準電圧Vccとグランドとの間にサーミスタRTと抵抗R1の直列回路が接続され、サーミスタRTと抵抗R1の接続点からは検出温度に応じた電圧信号VT2が出力される。このようにサーミスタRTを用いて温度検出部8を構成することで、温度検出用IC1を用いた場合に比べて小型化することができ、放電灯点灯装置全体の小型化が図れるという利点がある。

0037

また、本実施形態では、第1の電力変換部としてフライバック方式のDC/DCコンバータ3を例に説明したが、電源電圧Vinから所望の直流電圧を生成できるものであればよく、フォワード方式のDC/DCコンバータであってもよい。さらに、第1の電力変換部は、トランスを用いた上記のDC/DCコンバータに限定されるものではなく、例えば従来周知のチョッパ回路などであってもよい。

0038

(実施形態2)
放電灯点灯装置の実施形態2を図10に基づいて説明する。本実施形態では、温度検出部8により検出される周囲温度Taが所定の設定温度T1よりも大きい場合に、上記周囲温度Taが上記設定温度T1以下である場合に比べて、電力指令回路58からの電力指令値P3を低くする点で実施形態1と異なっている。なお、回路構成については実施形態1と同様であるから、必要がある場合には図1を参照する。

0039

本実施形態の放電灯点灯装置は、図1に示すように、DC/DCコンバータ3と、DC/ACコンバータ4と、電力制御部5と、入力フィルタ回路2と、イグナイタ回路6と、始動補助回路7と、出力フィルタ回路10と、温度検出部8と、電圧検出部9とを備える。なお、各回路の詳細な説明については実施形態1で説明したので、ここでは省略する。

0040

次に、電力指令回路58の動作を図10(a)に基づいて説明する。図10(a)中の破線は、温度検出部8により検出された周囲温度Taが所定の設定温度T1のときの電力指令値P3の変化を示している。点灯開始時に放電灯11への供給電力が最大電力P11よりも低下し始めた時刻t1から、予め設定された第1の設定時間が経過する時刻t4のときに、電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始め、時刻t6のときに最大値P3=P31となる。一方、図10(a)中の実線は、上記周囲温度Taが上記設定温度T1よりも高いT3(T3>T1)のときの電力指令値P3の変化を示している。この場合、同様に時刻t4のときに電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始めるが、時刻t6のときには上記の最大値P31よりも小さい電力値P32が電力指令値P3として出力される。すなわち、本実施形態では、電力指令値P3の初期値を温度に関わらず一定とし、温度が高くなるにつれて傾きを小さくすることで電力指令値P3の最大値を低く設定している。

0041

而して、本実施形態によれば、周囲温度Taが所定の設定温度T1よりも高い場合には、DC/DCコンバータ3に対する電力指令値P3を低く設定することで、DC/DCコンバータ3の部品の温度上昇を低く抑えることができ、周囲温度Taが高い場合でも上記部品にかかるストレスを低減することができる。

0042

なお、図10(a)に示す例では電力指令回路58からの電力指令値P3の初期値を温度に関わらず一定とし、温度が高くなるにつれて傾きを小さくしているが、図10(b)に示すように温度に関わらず傾きを一定とし、温度が高くなるにつれて初期値を小さくしてもよく、同様にDC/DCコンバータ3の部品にかかるストレスを低減することができる。

0043

(実施形態3)
放電灯点灯装置の実施形態3を図11図13に基づいて説明する。本実施形態では、電圧検出部9の検出結果、つまり直流電源1の電源電圧Vinの大きさに応じて電力指令回路58からの電力指令値P3の出力タイミングを異ならせている点で実施形態1と異なっている。なお、回路構成については実施形態1と同様であるから、必要がある場合には図1を参照する。

0044

本実施形態の放電灯点灯装置は、図1に示すように、DC/DCコンバータ3と、DC/ACコンバータ4と、電力制御部5と、入力フィルタ回路2と、イグナイタ回路6と、始動補助回路7と、出力フィルタ回路10と、温度検出部8と、電圧検出部9とを備える。なお、各回路の詳細な説明については実施形態1で説明したので、ここでは省略する。

0045

ここで、本実施形態の電圧検出部9は、例えば抵抗(図示せず)を用いて電源電圧Vinを分圧し、抵抗とリプル除去用のコンデンサC5とで構成される時定数回路により上記電源電圧Vinを検出する。この時定数回路の時定数τは、コンデンサC5の充電量が最大値の63%に到達するまでの時間であり、抵抗とコンデンサC5の積を変更することで時定数τをコントロールすることができる。ここに、コンデンサC5の端子電圧Vcは、Vc=e−(t/CR)(Cはコンデンサ容量、Rは抵抗値)で表され、時定数τ=C・Rで表される。そして、図11に示す例では、コンデンサC5の端子電圧がVcに到達するまでに時間taかかることが分かる。

0046

次に、図12(a)(b)は、抵抗による分圧比を一定とし、コンデンサC5の容量を変化させた場合のコンデンサC5の端子電圧の変化を示すグラフである。まず、図12(a)はコンデンサC5の容量を大きくすることで時定数τを大きくした場合のグラフであり、この場合、リプル成分はVr1と小さいが、コンデンサC5の端子電圧がVcに到達するまでの時間tb(tb>ta)は長く、応答性はよくない。一方、図12(b)はコンデンサC5の容量を小さくすることで時定数τを小さくした場合のグラフであり、この場合、コンデンサC5の端子電圧がVcに到達するまでの時間tc(tc<ta)は短いが、リプル成分はVr2と大きく、そのため電力制御部5が誤作動する虞がある。したがって、抵抗及びコンデンサC5の定数は、上記リプル成分及び応答性に応じて最適な値に設定する必要がある。

0047

図13は、電圧検出部9の検出結果、つまり直流電源1の電源電圧Vinの大きさに応じた電力指令回路58の動作を説明するためのフローチャートである。上記電源電圧Vinが所定の基準電圧V2より大きい場合には、点灯開始時に放電灯11への供給電力が最大電力P11より低下し始めた時刻t1から、予め設定された第1の設定時間が経過する時刻t3のときに、電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始める。一方、上記電源電圧Vinが上記基準電圧V2以下である場合には、時刻t1から予め設定された第2の設定時間が経過する時刻t4(t4>t3)のときに、電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始める。すなわち、本実施形態では、上記第2の設定時間を上記第1の設定時間よりも長く設定しており、電源電圧Vinが基準電圧V2以下である場合には放電灯11への供給電力P1がさらに低下した時点から電力指令値P3を出力することになるので、DC/DCコンバータ3の部品にかかるストレスを低減することができる。

0048

(実施形態4)
放電灯点灯装置の実施形態4を図14に基づいて説明する。本実施形態では、DC/DCコンバータ3に入力される電源電圧Vinの大きさに応じて、電力指令回路58からの電力指令値P3を変化させている点で実施形態1と異なっている。なお、回路構成については実施形態1と同様であるから、必要がある場合には図1を参照する。

0049

本実施形態の放電灯点灯装置は、図1に示すように、DC/DCコンバータ3と、DC/ACコンバータ4と、電力制御部5と、入力フィルタ回路2と、イグナイタ回路6と、始動補助回路7と、出力フィルタ回路10と、温度検出部8と、電圧検出部9とを備える。なお、各回路の詳細な説明については実施形態1で説明したので、ここでは省略する。

0050

次に、電力指令回路58の動作を図14(a)に基づいて説明する。図14(a)中の破線は、電圧検出部9により検出された電源電圧Vinが所定の基準電圧V0のときの電力指令値P3の変化を示している。点灯開始時に放電灯11への供給電力が最大電力P11よりも低下し始めた時刻t1から、予め設定された第1の設定時間が経過する時刻t4のときに、電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始め、時刻t6のときに最大値P3=P31となる。一方、図14(a)中の実線は、上記電源電圧Vinが上記基準電圧V0よりも低い電圧V3(V3>V0)のときの電力指令値P3の変化を示している。この場合、同様に時刻t4のときに電力指令回路58から電力指令値P3が出力され始めるが、時刻t6のときには上記の最大値P31よりも小さい電力値P33が電力指令値P3として出力される。すなわち、本実施形態では、電力指令値P3の初期値を電源電圧Vinの大きさに関わらず一定とし、電源電圧Vinが低くなるにつれて傾きを小さくすることで電力指令値P3の最大値を低く設定している。

0051

而して、本実施形態によれば、電源電圧Vinが所定の基準電圧V0よりも低い場合には、DC/DCコンバータ3に対する電力指令値P3を低く設定することで、DC/DCコンバータ3の部品の温度上昇を低く抑えることができ、電源電圧Vinが低い場合でも上記部品にかかるストレスを低減することができる。

0052

なお、図14(a)に示す例では電力指令回路58からの電力指令値P3の初期値を電源電圧Vinの大きさに関わらず一定とし、電源電圧Vinが低くなるにつれて傾きを小さくしているが、図14(b)に示すように電源電圧Vinの大きさに関わらず傾きを一定とし、電源電圧Vinが低くなるにつれて初期値を小さくしてもよく、同様にDC/DCコンバータ3の部品にかかるストレスを低減することができる。

0053

3 DC/DCコンバータ(第1の電力変換部)
4 DC/ACコンバータ(第2の電力変換部)
5電力制御部
11放電灯
58電力指令回路(第2の電力指令制御手段)
Vin 電源電圧

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