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技術 放電灯点灯装置及びそれを備えた車載用照明装置並びに車両

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 松本浩司
出願日 2012年4月13日 (8年8ヶ月経過) 出願番号 2012-092234
公開日 2013年10月28日 (7年1ヶ月経過) 公開番号 2013-222549
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 直流電力量 低電力制御 ワンショットパルス回路 使用初期状態 低周波発振回路 スイッチング条件 定数テーブル PWM指令信号
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年10月28日)のものです。
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図面 (13)

課題

放電灯点灯装置において、放電灯使用状態に応じて、必要な再点弧電圧を確保する。

解決手段

放電灯点灯装置1は、PWM信号によるスイッチング動作直流電源電圧を変換するDC−DC変換回路4と、そのスイッチング周波数に比べて低周波交番電力に変換するインバータ回路5と、出力電圧を検出する電圧検出部71と、DC−DC変換回路4のスイッチング周波数を制御する制御部MPUと、交番電力の極性反転する直前スイッチング条件に対して、極性の反転開始から所定の期間、PWM信号のオン幅を拡大して前記直流電力を増大させるPWMオン信号制御回路9と、を備える。制御部MPUは、電圧検出部71が所定の電圧値を検出したときに、その検出電圧値に応じて、PWMオン信号制御回路9による直流電力の増大量を変化させる。従って、放電灯の使用状態に応じて、必要な再点弧電圧を確保することができる。

概要

背景

概要

放電灯点灯装置において、放電灯使用状態に応じて、必要な再点弧電圧を確保する。放電灯点灯装置1は、PWM信号によるスイッチング動作直流電源電圧を変換するDC−DC変換回路4と、そのスイッチング周波数に比べて低周波交番電力に変換するインバータ回路5と、出力電圧を検出する電圧検出部71と、DC−DC変換回路4のスイッチング周波数を制御する制御部MPUと、交番電力の極性反転する直前スイッチング条件に対して、極性の反転開始から所定の期間、PWM信号のオン幅を拡大して前記直流電力を増大させるPWMオン信号制御回路9と、を備える。制御部MPUは、電圧検出部71が所定の電圧値を検出したときに、その検出電圧値に応じて、PWMオン信号制御回路9による直流電力の増大量を変化させる。従って、放電灯の使用状態に応じて、必要な再点弧電圧を確保することができる。

目的

本発明は、上記課題を解決するものであり、放電灯の使用状態に応じて、必要な再点弧電圧を確保することができる放電灯点灯装置及びそれを備えた車載用照明装置並びに車両を提供する

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PWM信号によるスイッチング動作直流電源電圧を変換して直流電力を出力するDC−DC変換回路と、前記直流電力を前記DC−DC変換回路のスイッチング周波数に比べて低周波交番電力に変換するインバータ回路と、を備え、前記インバータ回路の交番電力により放電灯点灯させる放電灯点灯装置であって、前記DC−DC変換回路の出力電圧を検出する電圧検出部と、前記DC−DC変換回路の出力電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部又は電流検出部の検出値に応じて前記DC−DC変換回路のスイッチング周波数を制御する制御部と、前記交番電力の極性反転する直前スイッチング条件において、前記極性の反転開始から所定の期間、前記PWM信号のオン幅を拡大して前記直流電力を増大させるPWMオン信号制御回路と、を備え、前記制御部は、前記電圧検出部又は電流検出部が所定の検出値を検出したときに、その検出値に応じて、前記PWMオン信号制御回路による前記直流電力の増大量を変化させることを特徴とする放電灯点灯装置。

請求項2

前記交番電力は、前記PWMオン信号制御回路によりオン幅が拡大するよう制御された直後の前記スイッチング素子のスイッチタイミングに同期して、極性が反転することを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。点灯装置

請求項3

前記制御部は、前記電圧検出部の検出値に応じて、前記交番電力の極性が反転する直前から投入される直流電力を段階的に変化させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放電灯点灯装置。

請求項4

前記制御部は、所定の電圧値において、前記交番電力の極性が反転する直前から投入される直流電力を増大させる増大量に上限値を設定し、前記上限値が設定された電圧値以上の電圧においては、前記増大量を前記上限値に維持することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。

請求項5

前記制御部は、所定の電圧値において、前記交番電力の極性が反転する直前から投入される直流電力を増大させる増大量に下限値を設定し、前記下限値が設定された電圧値以下の電圧においては、前記増大量を前記下限値に維持することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。

請求項6

前記制御部は、放電灯の点灯時間に応じて、前記インバータ回路の交番電力を段階的に変化させることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。

請求項7

前記DC−DC変換回路の入力電圧値を検知する入力電圧検知部を更に備え、前記制御部は、前記入電圧検知部が所定の電圧値を検出したときに、その検出値に応じて、前記直流電力の増大量を変化させることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置。

請求項8

請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置を備えた灯具

請求項9

請求項8に記載の灯具を搭載した車両。

技術分野

0001

本発明は、放電灯点灯させるための放電灯点灯装置及びそれを備えた車載用照明装置並びにこれを搭載した車両に関する。

従来の技術

0002

従来から、メタルハライドランプ等のHIDランプ(High-intensity discharge lamp:高輝度放電灯)は、その光束の大きさから車載用前照灯に用いられている。このような車載用前照灯に用いられる放電灯は、バッテリー直流電力を入力して交流電力に変換する放電灯点灯装置により点灯される。

0003

図10は、この種の放電灯点灯装置の回路構成を示す。放電灯点灯装置は、直流電源DCの直流電圧をDC−DC変換回路104により所定の直流電力に変換し、インバータ回路105で低周波交番電力に変換して、その出力を始動回路130を介して放電灯Laに供給する。DC−DC変換回路104は、フライバック式コンバータであり、放電灯Laへ供給する直流電力は、トランスTの一次巻線直列に接続されたスイッチング素子Q0を駆動するPWM信号(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)を調整することで制御される。インバータ回路105は、スイッチング素子Q1〜Q4から成るフルブリッジ構成であり、夫々対になるスイッチング素子Q1、Q4と、Q2、Q3とを交互にオンオフさせることで、DC−DC変換回路104からの直流電力を矩形波の交番電力に変換する。始動回路130は、パルストランスPTの一次側に設けられたパルス駆動回路131から始動パルス電流を供給することで、コイル巻数比に応じて二次側に生じた高電圧を放電灯Laに印加し、放電灯Laの放電を開始させる。

0004

このように構成された放電灯点灯装置において、インバータ回路105から放電灯Laには、音響共鳴現象を回避するため、矩形波の低周波交番電力が供給される。この矩形波の交番電力は、その極性反転時に出力電流I1a(ランプ電流)がゼロ点を通過するので、出力電流I1aの極性反転する一瞬に、放電が止まることになる。そして、出力電流I1aがゼロから反転して逆方向に流れ始めるには、一般に「再点弧電圧」と呼ばれる所定の高電圧を放電灯Laに印加する必要がある。

0005

図11に示すように、インバータ回路105の出力電圧Voが反転すると、それに応じてランプ電流Ilaも反転する。このランプ電流Ilaは、始動回路130のパルストランスPTに二次側インダクタンスLpがあるため、電圧Voほど急峻には変化することができず、所定の傾きdIla/dtを有して反転する。

0006

再点弧電圧は、極性反転時におけるランプ電流Ilaの傾きdIla/dtが小さいほど大きくする必要がある。必要な再点弧電圧がインバータ回路105から供給されなければ、図12に示すように、ランプ電流Ilaがゼロ、又は通常より低い電流を維持する時間Tsが生じる。その結果、パルス電流にノイズが発生したり、放電灯Laの寿命を低下させる虞がある。また、時間Tsが長くなると、ちらつきや立ち消え惹起することがある。

0007

そこで、放電灯点灯装置では、極性反転時におけるDC−DC変換回路104の出力を増大させ、インバータ回路105の出力電圧Voを上昇させることで、必要とする再点弧電圧を確保している。具体的には、放電灯点灯装置1は、直流電力を増大させるために、交番電力の極性が反転する直前スイッチング条件から、所定の期間、極性の反転開始からPWM信号のオン幅を拡大するよう制御するPWMオン信号制御回路109を備える。PWMオン信号制御回路109は、エッジ検出ワンショットパルス回路191と、オン信号幅増加回路192と、を備える。エッジ検出/ワンショットパルス回路191は、インバータ駆動信号発生回路106の低周波発振回路LF−OSCから送信される信号の立ち上りエッジ及び立ち下りエッジを検出して、所定幅パルス信号を発生する。オン信号幅増加回路192は、パルス幅の期間中、DC−DC変換回路104の出力を増大させるように、スイッチング素子Q0のオン期間を増大させる信号を出力する。この構成により、放電灯点灯装置は、インバータ回路105の出力電圧を増大して、必要な再点弧電圧を確保することができる(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0008

特開2010−231995号公報

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、上記特許文献1に記載の放電灯点灯装置においては、放電灯が使用初期状態であっても寿命末期状態のいずれであっても、一定量の出力電圧を増大する。そのため、特に、ランプ電圧の低い放電灯の初期状態では、放電灯に負荷されるストレスが大きくなり、スイッチングノイズが悪化する、又は放電灯の寿命が短くなる等の虞がある。

0010

本発明は、上記課題を解決するものであり、放電灯の使用状態に応じて、必要な再点弧電圧を確保することができる放電灯点灯装置及びそれを備えた車載用照明装置並びに車両を提供することを目的とする。

課題を解決する為の手段

0011

上記課題を解決するため、本発明は、スイッチング素子のPWM信号によるスイッチング動作で直流電源の電圧を変換して直流電力を出力するDC−DC変換回路と、前記直流電力を前記DC−DC変換回路のスイッチング周波数に比べて低周波の交番電力に変換するインバータ回路と、を備え、前記インバータ回路の交番電力により放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、前記DC−DC変換回路の出力電圧を検出する電圧検出部と、前記DC−DC変換回路の出力電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部又は電流検出部の検出値に応じて前記DC−DC変換回路のスイッチング周波数を制御する制御部と、前記交番電力の極性が反転する直前のスイッチング条件において、前記極性の反転開始から所定の期間、前記PWM信号のオン幅を拡大して前記直流電力を増大させるPWMオン信号制御回路と、を備え、前記制御部は、前記電圧検出部又は電流検出部が所定の検出値を検出したときに、その検出値に応じて、前記PWMオン信号制御回路による前記直流電力の増大量を変化させることを特徴とする。

0012

上記放電灯点灯装置において、前記交番電力は、前記PWMオン信号制御回路によりオン幅が拡大するよう制御された直後の前記スイッチング素子のスイッチタイミングに同期して、極性が反転することが好ましい。

0013

上記放電灯点灯装置において、前記制御部は、前記電圧検出部の検出値に応じて、前記交番電力の極性が反転する直前から投入される直流電力を段階的に変化させることが好ましい。

0014

上記放電灯点灯装置において、前記制御部は、所定の電圧値において、前記交番電力の極性が反転する直前から投入される直流電力を増大させる増大量に上限値を設定し、前記上限値が設定された電圧値以上の電圧においては、前記増大量を前記上限値に維持することが好ましい。

0015

上記放電灯点灯装置において、前記制御部は、所定の電圧値において、前記交番電力の極性が反転する直前から投入される直流電力を増大させる増大量に下限値を設定し、前記下限値が設定された電圧値以下の電圧においては、前記増大量を前記下限値に維持することが好ましい。

0016

上記放電灯点灯装置において、前記制御部は、放電灯の点灯時間に応じて、前記インバータ回路の交番電力を段階的に変化させることが好ましい。

0017

上記放電灯点灯装置において、前記DC−DC変換回路の入力電圧値を検知する入力電圧検知部を更に備え、前記制御部は、前記入電圧検知部が所定の電圧値を検出したときに、その検出値に応じて、前記直流電力の増大量を変化させることが好ましい。

0018

上記放電灯点灯装置は、車載用照明装置に用いられることが好ましい。

0019

上記放電灯点灯装置は、照明器具に用いられることが好ましい。

発明の効果

0020

本発明によれば、電圧検出部又は電流検出部の検出値に応じて、DC−DC変換回路から出力される直流電力の増大量を変化させるので、放電灯の使用状態に応じて、適切な再点弧電圧を確保することができる。

図面の簡単な説明

0021

本発明の第1の実施形態に係る放電灯点灯装置及びそれを備えた車載用照明装置並びにこれを搭載した車両の概略図。
同車載用照明装置の側断面図。
同放電灯点灯装置の回路及びブロック構成図。
同放電灯点灯装置の動作を説明するための動作波形図。
同放電灯点灯装置において、直流電力の増大量を規定する定数テーブルを示す図。
上記実施形態の変形例に係る放電灯点灯装置において、直流電力の増大量を規定する定数テーブルを示す図。
上記定数テーブルの変形例を示す図。
(a)(b)は、上記実施形態の別の変形例に係る放電灯点灯装置において、点灯時間に対する直流電力と、各時間における出力電圧波形及び出力電流値を示す図。
上記実施形態の更に別の変形例に係る放電灯点灯装置において、直流電力の増大量を規定する定数テーブルを示す図。
従来の放電点灯装置の回路及びブロック構成図。
同放電灯点灯装置の動作を説明するための動作波形図。
上記動作波形図の一部拡大図

発明の実施するための形態

0022

本発明の第1の実施形態に係る放電灯点灯装置1、及びそれを備えた車載用照明装置並びにこれを搭載した車両について、図1乃至図5を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、車両10に搭載される車載用照明装置2に用いられる。放電灯点灯装置1は、スイッチSWの操作に応じて、バッテリ(直流電源DC)から供給された直流電源を変換して、光源である放電灯Laに電力を供給する。放電灯点灯装置1から出力された電力は、イグナイタ3に入力され、イグナイタ3は、放電灯Laの始動時に必要とする高圧パルスを発生する。なお、図例では、左右一対の車載用照明装置2(前照灯)の夫々に放電灯点灯装置1が配された例を示すが、一つの放電灯点灯装置1が複数の車載用照明装置2を点灯制御するように構成されていてもよい。

0023

図2に示すように、車載用照明装置2は、前面が開口した略箱状の筐体21と、放電灯Laをイグナイタ3に装着するためのソケット22と、放電灯Laから照射される光を前方に反射する反射板23と、筐体21の開口に装着された透光カバー24と、を備える。放電灯点灯装置1は、筐体21の下側に配されて、放電灯点灯装置1の出力コネクタハーネスHを介してイグナイタ3に接続される。また、放電灯点灯装置1の入力コネクタがスイッチSW及びヒューズFを介してバッテリ(直流電源DC)に接続されている。そして、スイッチSWの操作に応じて、放電灯点灯装置1から放電灯Laに電力が供給されると、放電灯Laが発光し、その光が直接又は反射板23に反射されて、透光カバー24を透過して車載用照明装置2外へ放出される。

0024

図3に示すように、放電灯点灯装置1は、DC−DC変換回路4と、インバータ回路5と、インバータ駆動信号発生回路6と、出力フィードバック制御回路7と、PWM信号発生回路8と、PWMオン信号制御回路9と、を備える。放電灯点灯装置1の出力電流は、イグナイタ3の始動回路30を介して放電灯Laに供給される。また、放電灯点灯装置1は、DC−DC変換回路4の入力電圧を検知する入力電圧検知部11と、出力フィードバック制御回路7、PWM信号発生回路8等の各種回路を制御する制御部MPUと、を備える。

0025

DC−DC変換回路4は、フライバック式コンバータであり、直流電源DCの両端子間にトランスTの一次巻線とスイッチング素子Q0から成る直列回路を接続し、PWM信号発生回路8からのPWM信号でスイッチング素子Q0をオンオフする。DC−DC変換回路4は、このスイッチング素子Q0をオンオフに応じてトランスTの二次巻線誘起される電圧を、ダイオードD及び平滑コンデンサCによって整流平滑化して、所望の電圧V2の直流電力を出力する。なお、DC−DC変換回路4は、上記構成に限られず、例えば、昇圧チョッパ降圧チョッパ又は昇降圧チョッパから構成されてもよい。

0026

インバータ回路5は、スイッチング素子Q1〜Q4から構成されるフルブリッジ式のインバータ回路であり、スイッチング素子Q1、Q2及びQ3、Q4の接続点を始動回路30への出力端とする。このインバータ回路5は、インバータ駆動信号発生回路6からの駆動信号応答して、ドライブ回路51が夫々対になるスイッチング素子Q1、Q4と、Q2、Q3とを交互にオンオフさせる。これにより、DC−DC変換回路4から出力される電圧V2の直流電力が、電圧Voの矩形波交番電力に変換されて出力される。なお、インバータ回路5は、上記構成に限られず、例えば、ハーフブリッジ式又はチョッパ機能を兼用させた構成であってもよい。

0027

始動回路30は、インバータ回路5の出力端子間に放電灯Laを介して二次巻線を接続したパルストランスPTと、その一次巻線に接続されたパルス駆動回路31と、を備える。この始動回路30は、パルス駆動回路31によってパルストランスPTの一次巻線に所定の繰り返し周期でパルス電流を供給することにより、二次巻線の両端子間に高電圧パルスを発生させ、この高電圧パルスをキック電圧として放電灯Laを点灯させる。なお、始動回路30は、上記構成に限られず、例えば、LC共振電圧を利用する構成であってもよい。

0028

インバータ駆動信号発生回路6は、音響的共鳴を生じない程度の周波数(例えば、150〜500ヘルツ)で発振動作する低周波発振回路LF−OSCと、フリップフロップFF及びデッドタイム付加回路61と、を備える。このインバータ駆動信号発生回路6は、デッドタイム付加回路61によって、全てのスイッチング素子Q1〜Q4をオフとするデッドタイムが付加された2相クロック信号をドライブ回路51に出力する。

0029

出力フィードバック制御回路7は、DC−DC変換回路4の出力電圧V2を検出する電圧検出部71と、DC−DC変換回路4の出力電流Idを検出する電流検出部72と、指令電流発生回路73と、減算器74及び誤差増幅器75と、を備える。この出力フィードバック制御回路7は、電圧検出部71が検出した出力電圧V2から等価的に放電灯Laの電圧を検出し、放電灯Laに供給すべき電力指令量から指令電流値演算する。また、電流検出部72が検出した出力電流Idから等価的に放電灯Laの電流を検出する。そして、出力フィードバック制御回路7は、指令電流値と放電灯Laの電流との差分を演算し、誤差増幅器75がPWM指令信号を生成して、このPWM指令信号をPWM信号発生回路8に出力する。このようにして、放電灯点灯装置1は、放電灯Laの点灯を定電力制御する。

0030

PWM信号発生回路8は、出力フィードバック制御回路7から出力されるPWM指令信号を受けて、DC−DC変換回路4の出力電圧V2を所望の値に調整するデューティのPWM信号を生成し、これをドライブ回路81を介してスイッチング素子Q0に出力する。

0031

PWMオン信号制御回路9は、エッジ検出/ワンショットパルス回路91と、オン信号幅増加回路92と、を備える。エッジ検出/ワンショットパルス回路91は、インバータ駆動信号発生回路6の低周波発振回路LF−OSCから送られる信号の立ち上りエッジ及び立ち下りエッジを検出して、所定幅のパルス信号を発生する。オン信号幅増加回路92は、そのパルス幅の期間中、DC−DC変換回路4の出力を増大させるように、スイッチング素子Q0のオン期間を増大させる信号をPWM信号発生回路8に出力する。

0032

PWMオン信号制御回路9は、低周波発振回路LF−OSCの信号が反転する立ち上りエッジ及び立ち下りエッジを検出し、所定の期間、スイッチング素子Q0のオン時間を所定値に増大させるように切り換える。これにより、PWM信号発生回路8は、出力フィードバック制御回路7によるフィードバック制御を受けることのない「開ループ制御」を行って、スイッチング素子Q0のオン時間を所定値に増大させたPWM信号を発生する。

0033

ここで、放電灯点灯装置1における、インバータ回路5の出力電圧Voの極性反転時の動作について、図4に示す動作波形図を参照して説明する。本実施形態の放電灯点灯装置1において、出力電圧Voの極性反転は、低周波発振回路LF−OSCの信号を基準にして決められる。PWMオン信号制御回路9のエッジ検出/ワンショットパルス回路91は、低周波発振回路LF−OSCの信号が反転する立ち上りエッジ及び立ち下りエッジを検出し、所定のパルス幅Teのパルス信号を発生する。以下、このパルス信号のパルス幅Teを「出力増大期間Te」という。

0034

オン信号幅増加回路92は、PWM信号発生回路8に対して、出力増大期間Teの期間中、出力フィードバック制御回路7から出力されるPWM指令信号によらず、スイッチング素子Q0のオン時間を所定値に増大させるように切り換える。これにより、PWM信号発生回路8は、出力フィードバック制御回路7によるフィードバック制御を受けることなく、スイッチング素子Q0のオン時間を所定値に増大させたPWM信号を発生する。

0035

DC−DC変換回路4は、スイッチング素子Q0がオフしてトランスTの二次巻線電流I2が略ゼロに達したときに、スイッチング素子Q0を再びオンさせる電流連続臨界モード(CCCM)で動作させている。これにより、出力増大期間Teにおけるスイッチング周期Tswは、他の期間に比べて大きくなる。なお、DC−DC変換回路4のスイッチング動作は、上記電流臨界モードに限られない。例えば、二次巻線電流I2がゼロの期間中のいずれかでスイッチング素子Q0を再びオンさせる電流不連続モード、二次巻線電流I2が流れている最中にオンさせる電流連続モード、又はスイッチング周波数を固定して動作させる等、いずれであってもよい。

0036

このように、放電灯点灯装置1は、PWM信号発生回路8を開ループで制御することで、インバータ回路5の極性反転時に、オン幅が増大したPWM信号でDC−DC変換回路4のスイッチング素子Q0を駆動する。そして、最初のPWM信号のオフ時に同期してインバータ回路5の極性を反転させ、始動回路30のインダクタンス成分Lpからエネルギー回生して、DC−DC変換回路4の出力電力を増大させる。これにより、インバータ回路5の出力電圧が上昇し、必要な再点弧電圧を確保して放電灯Laを安定に点灯させることができる。

0037

また、交番電力は、PWMオン信号制御回路9によりオン幅が拡大するよう制御された直後のスイッチング素子Q0のスイッチタイミングに同期して、極性が反転する。そのため、インバータ回路5の全てのスイッチング素子Q1〜Q4をオフとするデッドタイムの期間も、DC−DC変換回路4の出力電圧を増大させることができ、必要な再点弧電圧を確保することができる。

0038

ところで、放電灯は、同型のものであっても、製造メーカー製造時期等によってランプ電圧にバラツキがあり、しかも、ランプ電圧は、通常、使用初期においては低く、点灯時間が長くなるにつれてランプ電圧が高くなる傾向がある。そのため、放電灯のランプ電圧に拘わらず、負荷電圧が一定量で増大すると、上述したように、放電灯に負荷されるストレスが大きくなり、スイッチングノイズが悪化する、又は放電灯の寿命が短くなる等の虞がある。

0039

そこで、本実施形態の放電灯点灯装置1は、電圧検出部71又は電流検出部72が所定の検出値を検出したときに、その検出値に応じて、PWMオン信号制御回路9による直流電力の増大量を変化させる。具体的には、出力増大期間Teにおいて、DC−DC変換回路4の出力電圧V2若しくは出力電流Id、又はそれらの検出信号の組み合わせから、インバータ回路5の反転時に必要な直流電力の増大量を決定し、その増大量に応じて、PWM信号発生回路8が発生するPWM信号のオン時間や周期を変化させる。

0040

ここでは、電圧検出部71の検出電圧値に応じて、DC−DC変換回路4から出力される直流電力の増大量を変化させる制御例に基づいて説明する。図5に示すように、初期ランプの検出電圧値がある設定値(設定値A:48V)である場合には、電力増大量の下限値は90Wに設定され、必要以上の電力を放電灯Laに印加しない。この下限値は、放電灯Laや各種回路にストレスを与えない範囲で最大値に設定される。また、検出電圧値が48V以下である場合にも、電力増大量の下限値は維持され、本例では90Wにする。こうすれば、直流電力量は制限され、放電灯Laや各種回路に過剰なストレスを与えることなく、必要な再点弧電圧を確保することができ、放電灯Laのちらつきや立ち消えを抑制することができる。

0041

検出電圧値は、通常、放電灯Laの点灯時間が増加するに従って48〜51Vに上昇する。このとき、検出電圧値に応じて段階的に出力増大量及び投入される直流電流を変化(増大)させる。こうすれば、初期状態や寿命末期状態の場合等、放電灯Laの使用状態に応じて、適切な再点弧電圧を確保することができる。

0042

また、検出電圧値がある設定値(設定値B:51V)以上になった場合には、電力増大量の上限値は100Wに設定され、必要以上の電力を放電灯Laに印加しない。更に、検出電圧値が51V以上である場合にも、電力増大量の上限値は維持され、本例では100Wにする。こうすれば、投入する直流電力量は制限され、放電灯Laや各種回路に過剰なストレスを与えることを抑制することができ、十分な再点弧電圧を確保することができる。なお、上記設定値A、B等の数値は、例示に過ぎず、必ずしも上記の値に限られない。

0043

図5に示したような、電量増大量の上限値及び下限値を規定した定数テーブルは、制御部MPUに配されたROM部(不図示)に記憶されている。制御部MPUは、ROM部に記憶された定数テーブル及び電圧検出部71の検出電圧値に応じて、オン信号幅増加回路92からPWM信号発生回路8に入力されたオン期間を増大させる信号を変化させる。これにより、電圧検出部71の検出電圧値に応じて、DC−DC変換回路4から出力される直流電力の増大量を変化させることができ、放電灯Laの使用状態に応じて、適切な再点弧電圧を確保することができる。なお、電流検出部72の検出電流値に対応する制御例も、上述した電圧検出部71の検出電圧値に対応する制御例と同様である。また、本実施形態における定数テーブルは、図示したものに限られず、同様の動作を成すものであれば、上記とは異なる線形を描く定数テーブル及が採用されてもよい。

0044

次に、上記実施形態の変形例に係る放電灯点灯装置について、図6及び図7に示す定数テーブルを参照して説明する。この変形例における放電灯点灯装置1の回路構成は、上記実施形態と同様である。

0045

通常、放電灯Laの使用初期状態では、ランプ電圧は低く、交番電力の極性反転時にランプ電流がゼロとなることは少ないので、高電圧の再点弧電圧を確保する要請が相対的に乏しい。そこで、このような場合には、図6の定数テーブルに示すように、所定の電圧値(設定値B)における上限値を規定し、検出電圧値が所定の電圧値(設定値A)以下である場合、直流電力の増大量はゼロにする。また、図7の定数テーブルに示すように、所定の電圧値(設定値B)における上限値のみ規定し、下限値の検出電圧値を設定せず、検出電圧値が増加するに従って、一定の傾きで出力増大量を増大させてもよい。

0046

これらの変形例によれば、ランプ電圧が低いときには、検出電圧値も低くなるので、この条件において、直流電流を不必要に増大しないことにより、DC−DC変換回路4のスイッチングノイズを抑制することができる。

0047

次に、上記実施形態の別の変形例に係る放電灯点灯装置について、図8を参照して説明する。この変形例に係る放電灯点灯装置1は、制御部MPUのタイマカウンタ機能を活用し、放電灯Laの点灯時間をカウントし、点灯時間が長くなるに従って、直流電力を増加させるものである。この変形例における放電灯点灯装置1の回路構成は、上記実施形態と同様である。

0048

上記実施形態において、放電灯点灯装置1は、放電灯Laの定電力制御を行なっている。しかし、放電灯Laのランプ電圧は、点灯時間が長くなるに従って大きくなので、定電力制御においては、例えば、図8(a)に示すように、ランプ電圧の増加に伴い、インバータ回路5の出力電流I1a(ランプ電流)が徐々に低下していまう。例えば、35Wの低電力制御においては、出力電流I1aの初期値が0.8Aであるとき、点灯時間2000時間における出力電流I1aは0.7Aに、点灯時間4000時間における出力電流I1aは0.39Aになる。

0049

そこで、本変形例においては、図8(b)に示すように、点灯時間が長くなるに従って直流電力を増加させることにより、インバータ回路5の出力電流I1aの低下を抑制している。例えば、35Wでの低電力制御においては、点灯時間2000時間における電力量を36Wに上げれば、出力電流I1aは0.71Aに、点灯時間4000時間における電力量を37Wに上げれば、出力電流I1aは0.4Aになる。

0050

この変形例によれば、放電灯Laの寿命時においても、より安定的に電力を供給することが可能となり、寿命時のちらつきや立ち消えを抑制することができる。なお、図8(b)に示した定数テーブルは、これに限られず、同様の動作をするものであれば他のテーブル及び検出電圧に応じた出力電力調整が採用されてもよい。

0051

次に、上記実施形態の更に別の変形例に係る放電灯点灯装置について、図9に示す定数テーブルを参照して説明する。この変形例に係る放電灯点灯装置1は、入力電圧検知部11が所定の電圧値を検知したときに、その検出値に応じて、直流電力の増大量を変化させるものである。この変形例における放電灯点灯装置1の回路構成は、上記実施形態と同様である。

0052

具体的には、入力電圧検知部11が、所定の電圧値(図例では11V)以下の電圧値を検知した場合には、その電圧値に応じて、直流電力の増大量を減少させる。また、入力電圧検知部11が所定の検出値以上である場合には、直流電力の増大量を一定の上限値(図例では100V)で維持する。

0053

この変形例によれば、負荷ストレスの厳しい低電圧時においてに、直流電力の増大量を減少っせるので、放電灯La及び各種回路に過剰なストレスを与えることを防止することができる。なお、本変形例における定数テーブルは、図示したものに限られず、同様の動作を成すものであれば、上記とは異なる線形を描く定数テーブル及が採用されてもよい。

0054

なお、上述したように、放電灯点灯装置1は、インバータ回路5の極性反転時に、電圧検出部71の検出電圧値に応じてオン幅が増大したPWM信号でDC−DC変換回路4のスイッチング素子Q0を駆動し、DC−DC変換回路4の出力電力を増大させる。このとき、本実施形態においては、PWMオン信号制御回路9が、PWM信号発生回路8に対してスイッチング素子Q0のオン時間を所定値に増大させる。しかし、これに限らず、例えば、出力フィードバック制御回路7から出力されるPWM指令信号のレベルを切り換えることによって、スイッチング素子Q0のオン時間を所定値に増大させてもよい。また、出力フィードバック制御回路7で発生する指令電流を切り換える等、DC−DC変換回路4のスイッチング条件を瞬時に切り換える何れの方法が採用し得る。

0055

また、放電灯点灯装置1の回路構成は、上述した構成に限られず、同様の動作をするものであれば他の回路構成でもよい。更に、MPUを利用してソフトウェア上で同様の動作を実現するものであってもよく、例えば、インバータ回路5における極性反転タイミングの同期を、PWM信号による割込み処理移行させ、反転処理を開始するものであってもよい。

0056

1放電灯点灯装置
10 車両
11入力電圧検知部
2車載用照明装置
4 DC−DC変換回路
5インバータ回路
71電圧検出部
72電流検出部
9PWMオン信号制御回路
DC直流電源
MPU 制御部
Q0 スイッチング素子

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