JP2004342324A

JP2004342324A - Discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP2004342324A
Application number: JP2003133697A
Authority: JP
Inventors: Shojiro Kido; 正二郎木戸; Hideki Nakai; 秀樹中井; Shinichi Sasada; 伸一笹田; Fumitoshi Nagasaki; 文俊長崎; Yoshiyuki Inada; 義之稲田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To use a small component instead of a large component for protection, and to protect a circuit from a surge voltage. <P>SOLUTION: This discharge lamp lighting device is equipped with: a switch 10 connected in series to the output of a D.C. power source E; a voltage monitoring part 11 for detecting a voltage from the power source E to a DC-DC converter 1; and a switch drive part 12. The drive part 12 turns off the switch 10 to stop supply of power from the power source E when the voltage detected by the monitoring part 11 is set higher than a predetermined voltage, and turns on the switch 10 to restart the supply of power from the power source E when the detected voltage is set lower than the predetermined voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車載用として、キセノンを含む高輝度放電（ＨＩＤ）灯を点灯する放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来の放電灯点灯装置の構成図を示し、図９に同放電灯点灯装置の回路保護動作の説明図を示す。
【０００３】
図８の放電灯点灯装置は、直流電源Ｅとしてのバッテリ（例えば１２Ｖ）に接続され、前照灯としての放電灯ＤＬ（高輝度放電灯）を点灯する車載用点灯装置であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１と、インバータ２と、イグナイタ３と、イグナイタ充電部４と、制御部５とを備えている。
【０００４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１は、直流電源Ｅからの電力を放電灯ＤＬ用の直流電力に変換（調整）するものであり、図では絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータになっている。すなわち、直列のインダクタンス要素およびスイッチング素子Ｑ１（逆並列接続の寄生ダイオードを有するＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ）と、コンデンサＣ１０（図では電解コンデンサ）とを直流電源Ｅに並列に接続して備えるとともに、上記インダクタンス要素としての１次巻線Ｎ１、および２次巻線Ｎ２，Ｎ３を図に示す極性で有するトランスＴ１と、２次巻線Ｎ２の両端間に直列に接続されるダイオードＤ１０およびコンデンサＣ１１とを備える構成になっている。
【０００５】
インバータ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１からの直流電力を、低周波の矩形波電圧となる交流電力に変換して放電灯ＤＬに供給するものである。例えば、直列の第１，第２スイッチング素子と、直列の第３，第４スイッチング素子とを、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力に並列に接続して備える構成になっている。この構成では、第１，第２スイッチング素子の接続点および第３，第４スイッチング素子の接続点が、インバータ２の出力の両端となる。なお、第１〜第４スイッチング素子には、例えば、逆並列接続の寄生ダイオードを有するＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ、またはバイポーラトランジスタおよびこれに逆並列接続されるダイオードが使用される。
【０００６】
イグナイタ３は、起動時に高圧パルス電圧を発生して放電灯ＤＬに印加するものである。例えば、インバータ２の出力と並列に接続される第１コンデンサと、第１，第２スイッチング素子の接続点と一端が接続され、他端がイグナイタ充電部４の出力と接続される第２コンデンサと、ギャップとを備えるとともに、そのギャップと直列に接続される１次巻線、および放電灯ＤＬと直列に接続される２次巻線を有するパルストランスを備え、直列の１次巻線およびギャップが第２コンデンサと並列に接続され、直列の２次巻線および放電灯ＤＬがインバータ２の出力と並列に接続される構成になっている。
【０００７】
イグナイタ充電部４は、放電灯ＤＬが非点灯時に無負荷状態である場合に、イグナイタ３の第２コンデンサを、ギャップがブレークダウンする電圧になるように充電するものである。図では、トランスＴ１の２次巻線Ｎ３と、これに直列に接続されるダイオードＤ４とにより構成されている。
【０００８】
制御部５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１およびインバータ２のスイッチング制御を行うものである。ＤＣ−ＤＣコンバータ１のスイッチング素子Ｑ１は、例えば高周波でオン／オフされる。他方、インバータ２の各スイッチング素子は、例えば、ダイオードＤ１０およびコンデンサＣ１１の接続点に第１，第３スイッチング素子が接続される場合、放電灯ＤＬに低周波の矩形波電圧が印加するように、第１，第４スイッチング素子と、第２，第４スイッチング素子とが交互にオン／オフされる。
【０００９】
なお、制御部５は、例えば１２Ｖのレギュレータなどにより構成される制御電源（図示せず）から、電力の供給を受けて動作し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１およびインバータ２の各スイッチング素子を、図示しないドライバを介してスイッチングするようになっている。
【００１０】
上記構成の放電灯点灯装置では、車載用点灯装置に特有のサージ電圧の問題があるため、回路をサージ電圧から保護するべく、図８に示すようなパワーツェナーダイオードＰＺＤが入力段に設けられる。
【００１１】
このように、放電灯点灯装置の入力段において、パワーツェナーダイオードＰＺＤを直流電源Ｅと並列に接続することにより、図９に示すようなピーク値（例えば８０Ｖ）のサージ電圧が、パワーツェナーダイオードＰＺＤのツェナー電圧Ｖｚ（例えば２７Ｖ）にクランプされる。これにより、サージ電圧から回路を保護することができる。
【００１２】
図１０に別の放電灯点灯装置の構成図を示す。この図の放電灯点灯装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１と、インバータ２と、イグナイタ３と、イグナイタ充電部４と、制御部５と、制御電源（図示せず）と、ドライバ（図示せず）とを、図８に示した放電灯点灯装置と同様に備えているほか、逆接続防止回路部９をさらに備えている。
【００１３】
この逆接続防止回路部９は、直流電源Ｅの出力の負側に対して直列に介設されるスイッチ素子Ｑ９（図１０ではＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ）と、このゲートおよびソース間にそれぞれカソードおよびアノードが接続されるツェナーダイオードＺＤ９（例えば１０Ｖ）と、スイッチ素子Ｑ９のゲートと直流電源Ｅの出力の正側との間に接続される抵抗Ｒ９（例えば１ｋΩ）とにより構成されている。
【００１４】
上記逆接続防止回路部９を設けた構成では、図１０に示すように、放電灯点灯装置が直流電源Ｅに正常な極性で接続された場合、スイッチ素子Ｑ９の寄生ダイオードＤ９を介して、直流電源Ｅの電圧が、直列の抵抗Ｒ９およびツェナーダイオードＺＤ９に印加するので、ツェナーダイオードＺＤ９にツェナー電圧が発生する。これにより、スイッチ素子Ｑ９がオンになり、放電灯点灯装置が正常な極性で直流電源Ｅに電気的に接続されることになる。
【００１５】
これに対して、直流電源Ｅに逆極性で接続された場合は、逆極性の直流電源Ｅが、オフ状態のスイッチ素子Ｑ９とこの寄生ダイオードＤ９とにおいて電気的に切り離された状態となるから、スイッチ素子Ｑ９はオンになることができず、オフ状態を維持する。これにより、放電灯点灯装置が逆極性で直流電源Ｅに電気的に接続されることを防止することができる。
【００１６】
なお、特許文献１には、整流部の出力をスイッチングする電圧制御部の出力電圧を検出する電圧検出部と、この電圧検出部が検出した電圧が所定の過電圧基準値に達したとき、過電圧異常が発生した旨を表す過電圧異常信号を出力する過電圧検出部と、この過電圧検出部が出力した過電圧異常信号に基づいて、商用電源と整流部との間に介挿されるメインリレーを遮断するリレー遮断部とを備えたコンバータが開示されている。
【００１７】
【特許文献１】
特開２０００−９２８４４号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示した従来の放電灯点灯装置では、サージ電圧から回路を保護するために、パワーツェナーダイオードのような保護用の大型部品を入力段に設けなければならなかった。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、保護用の大型部品に代えて小型部品の使用を可能とし、サージ電圧から回路を保護す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。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、直流電源からの電力を放電灯用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供給するインバータと、起動時に高圧パルス電圧を発生して前記放電灯に印加するイグナイタとにより構成される放電灯点灯装置であって、前記直流電源の出力に対して直列に介設されるスイッチ手段と、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧を検出する電圧検出手段とを備え、この電圧検出手段によって検出された電圧が、所定電圧より高くなれば前記スイッチ手段をオフにして前記直流電源からの電力の供給を停止する一方、所定電圧より低くなれば前記スイッチ手段をオンにして前記直流電源からの電力の供給を再開することを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチ手段は、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧に重畳しうるサージ電圧以上の耐圧を持つＭＯＳ型ＦＥＴであることを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、直列のインダクタンス要素およびスイッチング素子を直流電源に並列に接続して含み、前記直流電源からの電力を放電灯用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供給するインバータと、起動時に高圧パルス電圧を発生して前記放電灯に印加するイグナイタとにより構成される放電灯点灯装置であって、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧を検出する電圧検出手段を備え、この電圧検出手段によって検出された電圧が、正の所定電圧より高くなれば前記スイッチング素子をオンに保持する一方、正の所定電圧より低くなれば前記スイッチング素子をオンに保持するのを解除することを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、直列のインダクタンス要素およびスイッチング素子を直流電源に並列に接続して含むとともに、前記スイッチング素子に逆並列に接続されるダイオードを含み、前記直流電源からの電力を放電灯用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供給するインバータと、起動時に高圧パルス電圧を発生して前記放電灯に印加するイグナイタと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータおよび前記インバータのスイッチング制御用の制御部と、前記直流電源からの電圧を安定化して前記制御部に供給する制御電源と、前記直流電源の出力に対して直列に介設され、前記直流電源に正常な極性で接続された場合はオンであり、前記直流電源に逆極性で接続された場合はオフであるスイッチ素子とにより構成される放電灯点灯装置であって、前記スイッチ素子をオンにするための駆動電圧を前記制御電源から供給し、前記直流電源に正常な極性で接続された場合に、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧に負のサージ電圧が重畳したとき、前記制御電源から前記スイッチ素子にこれをオンに保持するための駆動電圧を供給することを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチ手段はＭＯＳ型ＦＥＴであることを特徴とする。
【００２５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の放電灯点灯装置において、前記直流電源に正常な極性で接続された場合に、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧に負のサージ電圧が重畳したとき、少なくともその負のサージ電圧が前記スイッチ手段の耐圧以下になるまで、前記制御電源から前記スイッチ素子にこれをオンに保持するための駆動電圧を供給することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明による第１実施形態の放電灯点灯装置の構成図、図２は同放電灯点灯装置の特徴となる動作説明図である。
【００２７】
第１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１と、インバータ２と、イグナイタ３と、イグナイタ充電部４と、制御部５と、制御電源（図示せず）と、ドライバ（図示せず）とを、図８に示した従来の放電灯点灯装置と同様に備えている。
【００２８】
そして、第１実施形態の特徴として、直流電源Ｅの出力の正側に対して直列に介設されるスイッチ１０と、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎを監視（検出）する電圧監視（検出）部１１と、スイッチ駆動部１２とが具備されている。
【００２９】
このスイッチ駆動部１２は、電圧監視部１１によって監視された電圧が、所定電圧より高くなればスイッチ１０をオフにして直流電源Ｅからの電力の供給を停止する一方、所定電圧より低くなればスイッチ１０をオフにして直流電源Ｅからの電力の供給を再開するものである。
【００３０】
上記構成の放電灯点灯装置では、図２に示すように、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎにサージ電圧が重畳せず、電圧監視部１１によって検出された電圧が所定電圧（図では２７Ｖに対応する電圧）より低ければ、スイッチ１０がオンになって直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１に電力が供給される。
【００３１】
これに対して、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎにピーク８０Ｖのサージ電圧が重畳し、電圧監視部１１によって検出された電圧が所定電圧（図では２７Ｖに対応する電圧）より高くなれば、その間、スイッチ１０がオフになって直流電源Ｅからの電力の供給が停止される。
【００３２】
これにより、入力段に印加する電圧Ｖ１が低減されるから、保護用の大型部品を使用することなく、小型部品の使用可能なスイッチ１０によりサージ電圧から回路を保護することができる。また、図８に示したパワーツェナーダイオードＰＺＤのように、素子でサージを吸収しないので、サージにより素子が発熱することもない。
【００３３】
なお、図１の構成において、電圧監視部１１は、制御部５の内部にある電圧検出部と兼用される構成でもよい。
【００３４】
（第２実施形態）
図３は本発明による第２実施形態の放電灯点灯装置の一部構成図である。
【００３５】
第２実施形態の放電灯点灯装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１と、インバータ２と、イグナイタ３と、イグナイタ充電部４と、制御部５と、制御電源と、ドライバとを、第１実施形態と同様に備えるほか、第１実施形態の具体構成例として、図３に示すように、スイッチ素子１０Ａと、電圧監視部１１Ａと、スイッチ駆動部１２Ａとを備えている。
【００３６】
スイッチ素子１０Ａは、第１実施形態のスイッチ１０の具体構成例であり、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎに重畳しうるサージ電圧以上の耐力（例えば耐圧８０Ｖ）を持つＰチャネルＭＯＳ型ＦＥＴになっている。
【００３７】
電圧監視部１１Ａは、電圧監視部１１の具体構成例であり、抵抗Ｒ１１１〜Ｒ１１３およびコンパレータ１１０により構成されている。抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１２は、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎを分圧する分圧抵抗であり、分圧電圧は、コンパレータ１１０により基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。例えば、抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１２は、それぞれ１０ｋΩ，１ｋΩに設定され、基準電圧Ｖｒｅｆは２．７Ｖに設定される。
【００３８】
スイッチ駆動部１２Ａは、スイッチ駆動部１２の具体構成例であり、ツェナーダイオードＺＤ１２、抵抗Ｒ１２（例えば２０ｋΩ）およびスイッチ素子Ｑ１２（ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ）を備え、スイッチ素子Ｑ１２が電圧監視部１１Ａのコンパレータ１１０によってオン／オフされる構成になっている。
【００３９】
ここで、スイッチ素子Ｑ１２がコンパレータ１１０によってオンにされると、スイッチ素子Ｑ１２を介して、直流電源Ｅの電圧が、直列のツェナーダイオードＺＤ１２および抵抗Ｒ１２に印加するので、ツェナーダイオードＺＤ１２にツェナー電圧が発生する。これにより、スイッチ素子１０Ａがオンになり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１が直流電源Ｅに接続されることになる。これに対して、スイッチ素子Ｑ１２がオフであると、直流電源Ｅが、オフ状態のスイッチ素子Ｑ１２とこの寄生ダイオードＤ１２とにおいて電気的に切り離された状態となる。これにより、スイッチ素子１０Ａがオフになり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１が直流電源Ｅから切り離された状態となる。
【００４０】
上記具体構成例の放電灯点灯装置の動作は、第１実施形態と同様である。すなわち、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎにサージ電圧が重畳せず、電圧監視部１１Ａの抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１２によって検出された分圧電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより低ければ、コンパレータ１１０がスイッチ素子Ｑ１２をオンにして、スイッチ素子１０Ａをオンにすることにより、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１に電力が供給される。
【００４１】
これに対して、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎにサージ電圧が重畳し、電圧監視部１１Ａの抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１２によって検出された分圧電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより高くなれば、その間、コンパレータ１１０がスイッチ素子Ｑ１２をオフにして、スイッチ素子１０Ａをオフにすることにより、直流電源Ｅからの電力の供給が停止される。
【００４２】
これにより、入力段に印加する電圧が低減されるから、保護用の大型部品を使用することなく、小型部品の使用可能なスイッチ１０Ａによりサージ電圧から回路を保護することができる。また、サージ電圧がスイッチ１０Ａに印加することになるが、素子の発熱を防止することができる。
【００４３】
（第３実施形態）
図４は本発明による第３実施形態の放電灯点灯装置の構成図、図５は同放電灯点灯装置の特徴となる動作説明図である。
【００４４】
第３実施形態の放電灯点灯装置は、図４に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１と、インバータ２と、イグナイタ３と、イグナイタ充電部４と、制御部５と、制御電源（図示せず）と、ドライバ７とを、第１実施形態とほぼ同様に備えている。
【００４５】
そして、第３実施形態の特徴として、第２実施形態とほぼ同様の電圧監視部１１Ａを備え、この電圧監視部１１Ａの抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１２によって検出された分圧電圧が、正の所定電圧である基準電圧Ｖｒｅｆより高くなればスイッチング素子Ｑ１をオンに保持する一方、基準電圧Ｖｒｅｆより低くなればスイッチング素子Ｑ１をオンに保持するのを解除するようになっている。
【００４６】
また、制御部５によるドライバ７を介したスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を禁止するためのタイマ８が設けられている。このタイマ８は、抵抗Ｒ１１１，Ｒ１１２によって検出された分圧電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆより高くなった時点で、上記スイッチング制御を禁止する禁止期間の開始時点を示す信号を出力する一方、基準電圧Ｖｒｅｆより低くなった時点、または開始時点から所定時間が経過した時点で、上記スイッチング制御を禁止する禁止期間の終了時点を示す信号を出力するように構成される。そして、制御部５は、その禁止期間の間、ドライバ７を介したスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を一時停止するように構成される。
【００４７】
上記構成の放電灯点灯装置では、図５に示すように、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎにサージ電圧が重畳せず、電圧監視部１１Ａによって検出された分圧電圧が正の所定電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ（図では２７Ｖに対応する電圧）より低ければ、制御部５が、ドライバ７を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータ１およびインバータ２の各スイッチング素子を従来と同様にスイッチング制御する。
【００４８】
これに対して、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎにサージ電圧が重畳し、電圧監視部１１Ａによって検出された分圧電圧が正の所定電圧である基準電圧Ｖｒｅｆより高くなればその間、あるいは基準電圧Ｖｒｅｆより高くなってから上記所定時間が経過するまでの間、コンパレータ１１０によりスイッチング素子Ｑ１がオンに保持される。
【００４９】
これにより、直流電源Ｅ、１次巻線Ｎ１およびスイッチング素子Ｑ１の閉ループが形成され、その閉ループによりサージ電圧を逃がすことができるので、保護用の大型部品を使用することなく、小型部品の使用可能なスイッチング素子Ｑ１によりサージ電圧から回路を保護することができる。また、トランスＴ１が過飽和となっているため、上記閉ループでサージ電圧を逃がしても、トランスＴ１の２次側に影響が及ばないようにしている。
【００５０】
（第４実施形態）
図６は本発明による第４実施形態の放電灯点灯装置の一部構成図、図７は同放電灯点灯装置の特徴となる動作説明図である。
【００５１】
第４実施形態の放電灯点灯装置は、図１０に示した放電灯点灯装置と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１と、インバータ２と、イグナイタ３と、イグナイタ充電部４と、制御部５と、制御電源と、ドライバとを備える。
【００５２】
そして、第４実施形態の特徴として、図６に示すように、スイッチ素子Ｑ９およびツェナーダイオードＺＤ９により構成される逆接続防止回路部９Ａを、逆接続防止回路部９に代えて備え、１２Ｖのレギュレータ６０およびダイオードＤ６１，Ｄ６２により構成される制御電源６から、スイッチ素子Ｑ９をオンにするための駆動電圧を供給し、直流電源Ｅに正常な極性で接続された場合に、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎに負のサージ電圧が重畳したとき、制御電源Ｅからスイッチ素子Ｑ９にこれをオンに保持するための駆動電圧を供給するようになっている。
【００５３】
ここで、図１０に示した従来の放電灯点灯装置では、直流電源Ｅに正常な極性で接続された場合に、図７に示すように、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎに負のサージ電圧が重畳したとき、逆接続防止回路部９のスイッチ素子Ｑ９がオフになり、そのスイッチ素子Ｑ９のドレイン・ソース間にサージ電圧が印加することになる。図７では、ピーク８０Ｖのサージ電圧が印加している。このため、スイッチ素子Ｑ９に高耐圧の部品を使用しなければならず、またオン抵抗値が大きくなり、損失が大きくなっていた。
【００５４】
これに対して、第４実施形態では、直流電源Ｅに正常な極性で接続された場合に、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧Ｖｉｎに負のサージ電圧が重畳したとしても、制御電源６からスイッチ素子Ｑ９にこれをオンに保持するための駆動電圧が供給されることで、直流電源Ｅ、スイッチ素子Ｑ９、スイッチング素子Ｑ１の寄生ダイオードＤ１、および１次巻線Ｎ１の閉ループが形成される。
【００５５】
これにより、その閉ループでサージ電圧を逃がすことができるので、保護用の大型部品を使用することなく、小型部品の使用可能なスイッチング素子Ｑ１によりサージ電圧から回路を保護することができる。また、サージ電圧がスイッチ素子Ｑ９に印加しなくなるので、その耐圧を例えば８０Ｖから３０Ｖに下げることができる。さらに、図１０の抵抗Ｒ９を廃止し、図８のパワーツェナーダイオードＰＺＤを廃止することができるので、放電灯点灯装置の小型化が可能となり、コスト削減が可能となる。
【００５６】
なお、直流電源Ｅに正常な極性で接続された場合に、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ１への電圧に負のサージ電圧が重畳したとき、少なくともその負のサージ電圧がスイッチ素子Ｑ９の耐圧（例えば６０Ｖ）以下になるまで、制御電源６からスイッチ素子Ｑ９にこれをオンに保持するための駆動電圧を供給するように構成してもよい。この構成によれば、スイッチ素子Ｑ９に低耐圧の部品を使用することが可能になるとともに、耐圧以上の電圧がスイッチ素子Ｑ９に印加するのを好適に防止することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明は、直流電源からの電力を放電灯用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供給するインバータと、起動時に高圧パルス電圧を発生して前記放電灯に印加するイグナイタとにより構成される放電灯点灯装置であって、前記直流電源の出力に対して直列に介設されるスイッチ手段と、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧を検出する電圧検出手段とを備え、この電圧検出手段によって検出された電圧が、所定電圧より高くなれば前記スイッチ手段をオフにして前記直流電源からの電力の供給を停止する一方、所定電圧より低くなれば前記スイッチ手段をオンにして前記直流電源からの電力の供給を再開するので、車載用として使用された場合に、直流電源からＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧にサージ電圧が重畳したとしても、電圧検出手段によって検出された電圧が所定電圧より高い間、スイッチ手段がオフになって直流電源からの電力の供給が停止されるから、保護用の大型部品を使用することなく、小型部品の使用可能なスイッチ手段によりサージ電圧から回路を保護することができる。
【００５８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチ手段は、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧に重畳しうるサージ電圧以上の耐圧を持つＭＯＳ型ＦＥＴであるので、保護用の大型部品を使用することなく、ＭＯＳ型ＦＥＴによりサージ電圧から回路を保護することができる。
【００５９】
請求項３記載の発明は、直列のインダクタンス要素およびスイッチング素子を直流電源に並列に接続して含み、前記直流電源からの電力を放電灯用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供給するインバータと、起動時に高圧パルス電圧を発生して前記放電灯に印加するイグナイタとにより構成される放電灯点灯装置であって、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧を検出する電圧検出手段を備え、この電圧検出手段によって検出された電圧が、正の所定電圧より高くなれば前記スイッチング素子をオンに保持する一方、正の所定電圧より低くなれば前記スイッチング素子をオンに保持するのを解除するので、車載用として使用された場合に、直流電源からＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧にサージ電圧が重畳したとしても、電圧検出手段によって検出された電圧が正の所定電圧より高い間、スイッチング素子がオンに保持されることで、直流電源とインダクタンス要素およびスイッチング素子とにより閉ループが形成され、その閉ループによりサージ電圧を逃がすことができるから、保護用の大型部品を使用することなく、小型部品の使用可能なスイッチング素子によりサージ電圧から回路を保護することができる。
【００６０】
請求項４記載の発明は、直列のインダクタンス要素およびスイッチング素子を直流電源に並列に接続して含むとともに、前記スイッチング素子に逆並列に接続されるダイオードを含み、前記直流電源からの電力を放電灯用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換して前記放電灯に供給するインバータと、起動時に高圧パルス電圧を発生して前記放電灯に印加するイグナイタと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータおよび前記インバータのスイッチング制御用の制御部と、前記直流電源からの電圧を安定化して前記制御部に供給する制御電源と、前記直流電源の出力に対して直列に介設され、前記直流電源に正常な極性で接続された場合はオンであり、前記直流電源に逆極性で接続された場合はオフであるスイッチ素子とにより構成される放電灯点灯装置であって、前記スイッチ素子をオンにするための駆動電圧を前記制御電源から供給し、前記直流電源に正常な極性で接続された場合に、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧に負のサージ電圧が重畳したとき、前記制御電源から前記スイッチ素子にこれをオンに保持するための駆動電圧を供給するので、車載用として使用された場合に、直流電源からＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧に負のサージ電圧が重畳したとしても、制御電源からスイッチ素子にこれをオンに保持するための駆動電圧が供給されることで、直流電源、スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオード、およびインダクタンス要素により閉ループが形成され、その閉ループによりサージ電圧を逃がすことができるから、保護用の大型部品を使用することなく、小型部品の使用可能なスイッチング素子によりサージ電圧から回路を保護することができる。
【００６１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の放電灯点灯装置において、前記スイッチ手段はＭＯＳ型ＦＥＴであるので、保護用の大型部品を使用することなく、ＭＯＳ型ＦＥＴによりサージ電圧から回路を保護することができる。
【００６２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の放電灯点灯装置において、前記直流電源に正常な極性で接続された場合に、前記直流電源から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの電圧に負のサージ電圧が重畳したとき、少なくともその負のサージ電圧が前記スイッチ手段の耐圧以下になるまで、前記制御電源から前記スイッチ素子にこれをオンに保持するための駆動電圧を供給するので、スイッチ手段に低耐圧の部品を使用することが可能になるとともに、耐圧以上の電圧がスイッチ手段に印加するのを好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施形態の放電灯点灯装置の構成図である。
【図２】同放電灯点灯装置の特徴となる動作説明図である。
【図３】本発明による第２実施形態の放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図４】本発明による第３実施形態の放電灯点灯装置の構成図である。
【図５】同放電灯点灯装置の特徴となる動作説明図である。
【図６】本発明による第４実施形態の放電灯点灯装置の一部構成図である。
【図７】同放電灯点灯装置の特徴となる動作説明図である。
【図８】従来の放電灯点灯装置の構成図である。
【図９】同放電灯点灯装置の回路保護動作の説明図である。
【図１０】別の放電灯点灯装置の構成図である。
【符号の説明】
１ＤＣ−ＤＣコンバータ１
２インバータ
３イグナイタ
４イグナイタ充電部
５制御部
６制御電源
７ドライバ
８タイマ
９Ａ逆接続防止回路部
１０，１０Ａスイッチ
１１，１１Ａ電圧監視部
１２，１２Ａスイッチ駆動部
Ｅ直流電源
ＤＬ放電灯[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device for lighting a high-intensity discharge (HID) lamp containing xenon, for example, for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows a configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device, and FIG. 9 shows an explanatory diagram of a circuit protection operation of the discharge lamp lighting device.
[0003]
The discharge lamp lighting device of FIG. 8 is a vehicle-mounted lighting device that is connected to a battery (for example, 12 V) as a DC power supply E and lights a discharge lamp DL (high-intensity discharge lamp) as a headlight. It includes a converter 1, an inverter 2, an igniter 3, an igniter charging unit 4, and a control unit 5.
[0004]
The DC-DC converter 1 converts (adjusts) the power from the DC power supply E into DC power for the discharge lamp DL, and is an isolated DC-DC converter in the figure. That is, a series inductance element and a switching element Q1 (an N-channel MOS type FET having a parasitic diode connected in anti-parallel) and a capacitor C10 (electrolytic capacitor in the figure) are connected in parallel to the DC power supply E, and A transformer T1 having a primary winding N1 as an inductance element, and secondary windings N2 and N3 with the polarities shown in the figure, and a diode D10 and a capacitor C11 connected in series between both ends of the secondary winding N2. It is configured to be equipped.
[0005]
The inverter 2 converts the DC power from the DC-DC converter 1 into AC power that is a low-frequency rectangular wave voltage and supplies the AC power to the discharge lamp DL. For example, a configuration is provided in which first and second switching elements in series and third and fourth switching elements in series are connected in parallel to the output of the DC-DC converter 1. In this configuration, the connection point of the first and second switching elements and the connection point of the third and fourth switching elements are both ends of the output of the inverter 2. As the first to fourth switching elements, for example, an N-channel MOS FET having a parasitic diode connected in anti-parallel, or a bipolar transistor and a diode connected in anti-parallel to this are used.
[0006]
The igniter 3 generates a high-voltage pulse at the time of startup and applies it to the discharge lamp DL. For example, a first capacitor connected in parallel with the output of the inverter 2, a second capacitor connected at one end to the connection point of the first and second switching elements, and connected at the other end to the output of the igniter charging unit 4. , A gap, and a pulse transformer having a primary winding connected in series with the gap and a secondary winding connected in series with the discharge lamp DL. The second capacitor and the discharge lamp DL are connected in parallel with the second capacitor, and are connected in parallel with the output of the inverter 2.
[0007]
The igniter charging unit 4 charges the second capacitor of the igniter 3 to a voltage at which the gap breaks down when the discharge lamp DL is in a no-load state when not lit. In the figure, it is configured by a secondary winding N3 of a transformer T1 and a diode D4 connected in series to the secondary winding N3.
[0008]
The control unit 5 controls switching of the DC-DC converter 1 and the inverter 2. The switching element Q1 of the DC-DC converter 1 is turned on / off at a high frequency, for example. On the other hand, for example, when the first and third switching elements are connected to the connection point of the diode D10 and the capacitor C11, each switching element of the inverter 2 applies a low-frequency rectangular wave voltage to the discharge lamp DL. The first and fourth switching elements and the second and fourth switching elements are turned on / off alternately.
[0009]
The control unit 5 operates by receiving power supply from a control power supply (not shown) composed of, for example, a 12V regulator, and operates the switching elements of the DC-DC converter 1 and the inverter 2 (not shown). Switching is performed via a driver.
[0010]
In the above-described discharge lamp lighting device, there is a problem of surge voltage peculiar to the on-vehicle lighting device. Therefore, in order to protect the circuit from the surge voltage, a power zener diode PZD as shown in FIG. 8 is provided in the input stage.
[0011]
In this way, by connecting the power zener diode PZD in parallel with the DC power supply E at the input stage of the discharge lamp lighting device, a surge voltage having a peak value (for example, 80 V) as shown in FIG. Is clamped to the Zener voltage Vz (for example, 27 V). Thereby, the circuit can be protected from surge voltage.
[0012]
FIG. 10 shows a configuration diagram of another discharge lamp lighting device. The discharge lamp lighting device of FIG. 1 includes a DC-DC converter 1, an inverter 2, an igniter 3, an igniter charging unit 4, a control unit 5, a control power supply (not shown), and a driver (not shown). Are provided in the same manner as the discharge lamp lighting device shown in FIG. 8, and a reverse connection prevention circuit section 9 is further provided.
[0013]
The reverse connection prevention circuit 9 includes a switch element Q9 (N-channel MOS type FET in FIG. 10) interposed in series with the negative side of the output of the DC power supply E, and a cathode and a gate between the gate and the source, respectively. It is composed of a Zener diode ZD9 (for example, 10 V) to which the anode is connected, and a resistor R9 (for example, 1 kΩ) connected between the gate of the switch element Q9 and the positive side of the output of the DC power supply E.
[0014]
In the configuration provided with the reverse connection prevention circuit section 9, as shown in FIG. 10, when the discharge lamp lighting device is connected to the DC power supply E with the normal polarity, the direct current is supplied via the parasitic diode D9 of the switch element Q9. Since the voltage of the power supply E is applied to the series resistor R9 and the Zener diode ZD9, a Zener voltage is generated in the Zener diode ZD9. As a result, the switching element Q9 is turned on, and the discharge lamp lighting device is electrically connected to the DC power supply E with normal polarity.
[0015]
On the other hand, when the DC power supply E is connected to the DC power supply E with the reverse polarity, the DC power supply E with the reverse polarity is electrically disconnected from the switch element Q9 in the off state and the parasitic diode D9. The switching element Q9 cannot be turned on and maintains the off state. Thereby, it is possible to prevent the discharge lamp lighting device from being electrically connected to the DC power supply E with the opposite polarity.
[0016]
Patent Document 1 discloses a voltage detection unit that detects an output voltage of a voltage control unit that switches the output of a rectification unit, and an overvoltage abnormality when the voltage detected by the voltage detection unit reaches a predetermined overvoltage reference value. An overvoltage detection unit that outputs an overvoltage abnormality signal indicating that a fault has occurred, and a relay disconnection that shuts off a main relay inserted between the commercial power supply and the rectification unit based on the overvoltage abnormality signal output by the overvoltage detection unit And a converter comprising:
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2000-92844 A
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 8, in order to protect the circuit from a surge voltage, a large protective component such as a power zener diode had to be provided at the input stage.
[0019]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device capable of using small components in place of large components for protection and protecting a circuit from surge voltage. Aim.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is a DC-DC converter for converting power from a DC power supply to DC power for a discharge lamp, and converting DC power from the DC-DC converter to AC power. A discharge lamp lighting device comprising an inverter for supplying the discharge lamp and an igniter for generating a high-voltage pulse voltage at startup and applying the pulse voltage to the discharge lamp. Intervening switch means, and voltage detection means for detecting a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, wherein the switch means is provided when the voltage detected by the voltage detection means is higher than a predetermined voltage. To turn off the power supply from the DC power supply, and when the voltage is lower than a predetermined voltage, turn on the switch means to supply the power from the DC power supply. Characterized in that it resumed.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, the switch means has a MOS type FET having a withstand voltage equal to or higher than a surge voltage that can be superimposed on a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter. It is characterized by being.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a DC-DC converter that includes a series inductance element and a switching element connected in parallel to a DC power supply, and converts power from the DC power supply into DC power for a discharge lamp. A discharge lamp lighting device comprising: an inverter that converts DC power from a DC converter into AC power and supplies the AC power to the discharge lamp; and an igniter that generates a high-voltage pulse voltage at startup and applies the voltage to the discharge lamp. Voltage detecting means for detecting a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, and when the voltage detected by the voltage detecting means becomes higher than a predetermined positive voltage, the switching element is kept on. On the other hand, when the voltage becomes lower than the positive predetermined voltage, the switching element is released from being kept on.
[0023]
The invention according to claim 4 includes a series inductance element and a switching element connected in parallel to a DC power supply, and a diode connected in anti-parallel to the switching element, and discharges power from the DC power supply to a discharge lamp. A DC-DC converter for converting the DC power from the DC-DC converter into AC power and supplying the AC power to the discharge lamp; An igniter applied to the DC-DC converter and a control unit for switching control of the inverter; a control power supply for stabilizing a voltage from the DC power supply and supplying the control unit; and an output of the DC power supply. The power supply is turned on when connected to the DC power supply with normal polarity, and connected to the DC power supply with reverse polarity. And a switch element that is turned off when the switch element is turned on, and supplies a drive voltage for turning on the switch element from the control power supply, and is connected to the DC power supply with a normal polarity. When a negative surge voltage is superimposed on the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, the control power supply supplies a drive voltage to the switch element to hold the switch element on. And
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the fourth aspect, the switch means is a MOS FET.
[0025]
According to a sixth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the fifth aspect, a negative surge voltage is applied to the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter when the DC power supply is connected with a normal polarity. When is superimposed, a drive voltage for holding the switch element on is supplied from the control power supply to the switch element at least until the negative surge voltage becomes equal to or lower than the withstand voltage of the switch means.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operation explanatory diagram of a characteristic of the discharge lamp lighting device.
[0027]
As shown in FIG. 1, the discharge lamp lighting device according to the first embodiment includes a DC-DC converter 1, an inverter 2, an igniter 3, an igniter charging unit 4, a control unit 5, and a control power supply (not shown). ) And a driver (not shown) as in the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG.
[0028]
Then, as a feature of the first embodiment, the switch 10 provided in series with the positive side of the output of the DC power supply E and the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1 are monitored (detected). A voltage monitoring (detection) unit 11 and a switch driving unit 12 are provided.
[0029]
The switch driving unit 12 turns off the switch 10 when the voltage monitored by the voltage monitoring unit 11 becomes higher than a predetermined voltage and stops the supply of power from the DC power supply E. 10 is turned off to restart the supply of power from the DC power supply E.
[0030]
In the discharge lamp lighting device having the above configuration, as shown in FIG. 2, the surge voltage is not superimposed on the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1 and the voltage detected by the voltage monitoring unit 11 is a predetermined voltage ( If the voltage is lower than the voltage corresponding to 27 V in the figure), the switch 10 is turned on and the DC power supply E supplies power to the DC-DC converter 1.
[0031]
On the other hand, a surge voltage having a peak of 80 V is superimposed on the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1, and the voltage detected by the voltage monitoring unit 11 is higher than a predetermined voltage (a voltage corresponding to 27 V in the figure). If it becomes higher, the switch 10 is turned off during that time, and the supply of power from the DC power supply E is stopped.
[0032]
As a result, the voltage V1 applied to the input stage is reduced, so that the circuit can be protected from a surge voltage by the switch 10 that can use small components without using large components for protection. Further, unlike the power zener diode PZD shown in FIG. 8, since the surge is not absorbed by the element, the element does not generate heat due to the surge.
[0033]
In the configuration of FIG. 1, the voltage monitoring unit 11 may be configured to also be used as a voltage detection unit inside the control unit 5.
[0034]
(2nd Embodiment)
FIG. 3 is a partial configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
[0035]
The discharge lamp lighting device according to the second embodiment includes a DC-DC converter 1, an inverter 2, an igniter 3, an igniter charging unit 4, a control unit 5, a control power supply, and a driver. In addition to the same configuration, as a specific configuration example of the first embodiment, as shown in FIG. 3, a switch element 10A, a voltage monitoring unit 11A, and a switch driving unit 12A are provided.
[0036]
The switch element 10A is a specific configuration example of the switch 10 of the first embodiment, and is a P-channel having a withstand voltage (for example, a withstand voltage of 80 V) equal to or higher than a surge voltage that can be superimposed on a voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1. It is a MOS FET.
[0037]
The voltage monitoring unit 11A is a specific configuration example of the voltage monitoring unit 11, and includes resistors R111 to R113 and a comparator 110. The resistors R111 and R112 are voltage-dividing resistors that divide the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1, and the divided voltage is compared with the reference voltage Vref by the comparator 110. For example, the resistors R111 and R112 are set to 10 kΩ and 1 kΩ, respectively, and the reference voltage Vref is set to 2.7V.
[0038]
The switch drive unit 12A is a specific configuration example of the switch drive unit 12, and includes a Zener diode ZD12, a resistor R12 (for example, 20 kΩ), and a switch element Q12 (N-channel MOS type FET). It is configured to be turned on / off by a comparator 110.
[0039]
Here, when the switch element Q12 is turned on by the comparator 110, the voltage of the DC power supply E is applied to the series Zener diode ZD12 and the resistor R12 via the switch element Q12, so that the Zener voltage is applied to the Zener diode ZD12. appear. As a result, the switch element 10A is turned on, and the DC-DC converter 1 is connected to the DC power supply E. On the other hand, when switch element Q12 is off, DC power supply E is electrically disconnected from switch element Q12 in the off state and parasitic diode D12. As a result, the switch element 10A is turned off, and the DC-DC converter 1 is disconnected from the DC power supply E.
[0040]
The operation of the discharge lamp lighting device of the specific configuration example is the same as that of the first embodiment. That is, if the surge voltage is not superimposed on the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1, and the divided voltage detected by the resistors R111 and R112 of the voltage monitoring unit 11A is lower than the reference voltage Vref, the comparator 110 operates. By turning on the switching element Q12 and turning on the switching element 10A, power is supplied from the DC power supply E to the DC-DC converter 1.
[0041]
On the other hand, if the surge voltage is superimposed on the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1 and the divided voltage detected by the resistors R111 and R112 of the voltage monitoring unit 11A becomes higher than the reference voltage Vref, Meanwhile, the supply of power from the DC power supply E is stopped by the comparator 110 turning off the switching element Q12 and turning off the switching element 10A.
[0042]
As a result, the voltage applied to the input stage is reduced, and the circuit can be protected from surge voltage by the switch 10A that can use small components without using large components for protection. In addition, although a surge voltage is applied to the switch 10A, heat generation of the element can be prevented.
[0043]
(Third embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a characteristic of the discharge lamp lighting device.
[0044]
As shown in FIG. 4, the discharge lamp lighting device according to the third embodiment includes a DC-DC converter 1, an inverter 2, an igniter 3, an igniter charging unit 4, a control unit 5, and a control power supply (not shown). ) And the driver 7 are provided substantially in the same manner as in the first embodiment.
[0045]
As a feature of the third embodiment, a voltage monitoring unit 11A substantially similar to the second embodiment is provided, and the divided voltage detected by the resistors R111 and R112 of the voltage monitoring unit 11A is a positive predetermined voltage. When the voltage becomes higher than the reference voltage Vref, the switching element Q1 is kept on. On the other hand, when the voltage becomes lower than the reference voltage Vref, the switching element Q1 is released from being kept on.
[0046]
Further, a timer 8 is provided for inhibiting switching control of the switching element Q1 via the driver 7 by the control unit 5. When the divided voltage detected by the resistors R111 and R112 becomes higher than the reference voltage Vref, the timer 8 outputs a signal indicating the start time of the prohibition period for prohibiting the switching control, while outputting the reference voltage Vref. At a point in time when the voltage becomes lower or when a predetermined time has elapsed from the start point, a signal indicating the end point of the inhibition period in which the switching control is inhibited is output. The control unit 5 is configured to temporarily stop the switching control of the switching element Q1 via the driver 7 during the prohibition period.
[0047]
In the discharge lamp lighting device having the above configuration, as shown in FIG. 5, the surge voltage does not overlap the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1, and the divided voltage detected by the voltage monitoring unit 11A is positive. If the voltage is lower than the reference voltage Vref (voltage corresponding to 27 V in the figure), the control unit 5 switches the switching elements of the DC-DC converter 1 and the inverter 2 via the driver 7 in the same manner as in the related art. Control.
[0048]
On the other hand, if the surge voltage is superimposed on the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1, and the divided voltage detected by the voltage monitoring unit 11A becomes higher than the reference voltage Vref which is a positive predetermined voltage. During this time, or until the predetermined time elapses after the voltage becomes higher than the reference voltage Vref, the switching element Q1 is kept on by the comparator 110.
[0049]
As a result, a closed loop of the DC power supply E, the primary winding N1, and the switching element Q1 is formed, and the surge voltage can be released by the closed loop, so that small components can be used without using large protection components. The circuit can be protected from surge voltage by the simple switching element Q1. Further, since the transformer T1 is supersaturated, even if the surge voltage is released in the closed loop, the secondary side of the transformer T1 is not affected.
[0050]
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a partial configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation which is a characteristic of the discharge lamp lighting device.
[0051]
The discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment includes a DC-DC converter 1, an inverter 2, an igniter 3, an igniter charging unit 4, a control unit 5, and a discharge lamp lighting device similar to the discharge lamp lighting device illustrated in FIG. A control power supply and a driver are provided.
[0052]
As a feature of the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, a reverse connection prevention circuit 9A including a switch element Q9 and a Zener diode ZD9 is provided in place of the reverse connection prevention circuit 9, and a 12V regulator is provided. A drive voltage for turning on the switch element Q9 is supplied from the control power supply 6 constituted by the DC power supply 60 and the diodes D61 and D62. When a negative surge voltage is superimposed on the voltage Vin to the DC converter 1, a drive voltage for holding the switch element Q9 on is supplied from the control power supply E to the switch element Q9.
[0053]
Here, in the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 10, when connected to the DC power supply E with normal polarity, the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1, as shown in FIG. When a negative surge voltage is superimposed on the switching element Q9, the switching element Q9 of the reverse connection prevention circuit unit 9 is turned off, and a surge voltage is applied between the drain and source of the switching element Q9. In FIG. 7, a surge voltage having a peak of 80 V is applied. For this reason, a component with a high withstand voltage must be used for the switch element Q9, and the on-resistance value increases, resulting in a large loss.
[0054]
On the other hand, in the fourth embodiment, even when a negative surge voltage is superimposed on the voltage Vin from the DC power supply E to the DC-DC converter 1 when the DC power supply E is connected with the normal polarity, the control is performed. A drive voltage for holding the switch element Q9 on is supplied from the power supply 6 to form a closed loop of the DC power supply E, the switch element Q9, the parasitic diode D1 of the switching element Q1, and the primary winding N1. Is done.
[0055]
As a result, the surge voltage can be released in the closed loop, so that the circuit can be protected from the surge voltage by the switching element Q1 that can use a small component without using a large component for protection. Further, since the surge voltage is not applied to the switching element Q9, the withstand voltage can be reduced from 80V to 30V, for example. Furthermore, since the resistor R9 in FIG. 10 can be eliminated and the power zener diode PZD in FIG. 8 can be eliminated, the size of the discharge lamp lighting device can be reduced, and the cost can be reduced.
[0056]
When a negative surge voltage is superimposed on the voltage from the DC power supply E to the DC-DC converter 1 when connected to the DC power supply E with a normal polarity, at least the negative surge voltage is equal to the withstand voltage of the switch element Q9. The control power supply 6 may supply a drive voltage to the switch element Q9 to keep the switch element Q9 on until the voltage becomes equal to or less than (e.g., 60 V). According to this configuration, it is possible to use a component having a low withstand voltage for the switch element Q9, and it is possible to suitably prevent a voltage higher than the withstand voltage from being applied to the switch element Q9.
[0057]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the invention according to claim 1 is a DC-DC converter that converts power from a DC power supply into DC power for a discharge lamp, and converts DC power from the DC-DC converter into AC power. And an igniter that generates a high-voltage pulse voltage at start-up and applies the voltage to the discharge lamp. Switch means interposed in series, and voltage detecting means for detecting a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, wherein if the voltage detected by the voltage detecting means is higher than a predetermined voltage, While the switch means is turned off to stop the supply of power from the DC power supply, if the voltage becomes lower than a predetermined voltage, the switch means is turned on and the power from the DC power supply is turned off. Since the supply is restarted, even when a surge voltage is superimposed on the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter when used in a vehicle, the switch is kept on while the voltage detected by the voltage detection means is higher than a predetermined voltage. Since the means is turned off and the supply of power from the DC power supply is stopped, the circuit can be protected from surge voltage by the switch means that can use small parts without using large parts for protection.
[0058]
According to a second aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the first aspect, the switch means has a MOS type FET having a withstand voltage equal to or higher than a surge voltage that can be superimposed on a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter. Therefore, the circuit can be protected from surge voltage by the MOS FET without using a large-sized component for protection.
[0059]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a DC-DC converter that includes a series inductance element and a switching element connected in parallel to a DC power supply, and converts power from the DC power supply into DC power for a discharge lamp. A discharge lamp lighting device comprising: an inverter that converts DC power from a DC converter into AC power and supplies the AC power to the discharge lamp; and an igniter that generates a high-voltage pulse voltage at startup and applies the voltage to the discharge lamp. Voltage detecting means for detecting a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, and when the voltage detected by the voltage detecting means becomes higher than a predetermined positive voltage, the switching element is kept on. On the other hand, when the voltage becomes lower than the positive predetermined voltage, the switching element is released from being held on, so that the switching element is used in a vehicle. Even if a surge voltage is superimposed on the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, the switching element is kept on while the voltage detected by the voltage detecting means is higher than a predetermined positive voltage, so that the DC power supply And the inductance element and the switching element, a closed loop is formed, and the surge voltage can be released by the closed loop.Therefore, a circuit can be formed from the surge voltage by a switching element that can be used with small parts without using a large protection part. Can be protected.
[0060]
The invention according to claim 4 includes a series inductance element and a switching element connected in parallel to a DC power supply, and a diode connected in anti-parallel to the switching element, and discharges power from the DC power supply to a discharge lamp. A DC-DC converter for converting the DC power from the DC-DC converter into AC power and supplying the AC power to the discharge lamp; An igniter applied to the DC-DC converter and a control unit for switching control of the inverter; a control power supply for stabilizing a voltage from the DC power supply and supplying the control unit; and an output of the DC power supply. The power supply is turned on when connected to the DC power supply with normal polarity, and connected to the DC power supply with reverse polarity. And a switch element that is turned off when the switch element is turned on, and supplies a drive voltage for turning on the switch element from the control power supply, and is connected to the DC power supply with a normal polarity. In this case, when a negative surge voltage is superimposed on the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, the control power supply supplies the switch element with a drive voltage for holding the switch element on, so that the switch element is mounted on the vehicle. When a negative surge voltage is superimposed on the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter when used in a power supply, the control power supply supplies a drive voltage to the switch element to hold the switch element on. Thus, a closed loop is formed by the DC power supply, the diode connected in anti-parallel to the switching element, and the inductance element, and the closed loop forms the circuit. Since it is possible to release the voltage, without using a large-sized components for protection, it is possible to protect the circuit from a surge voltage by the available switching elements of small parts.
[0061]
According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the fourth aspect, since the switch means is a MOS FET, the circuit is protected from a surge voltage by the MOS FET without using a large protection part. Can be protected.
[0062]
According to a sixth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting device according to the fifth aspect, a negative surge voltage is applied to the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter when the DC power supply is connected with a normal polarity. Is superimposed, at least until the negative surge voltage is equal to or less than the withstand voltage of the switch means, a drive voltage is supplied from the control power supply to the switch element to keep the switch element on. It is possible to use the components described above, and to appropriately prevent a voltage higher than the withstand voltage from being applied to the switch means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation which is a feature of the discharge lamp lighting device.
FIG. 3 is a partial configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation which is a feature of the discharge lamp lighting device.
FIG. 6 is a partial configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation which is a feature of the discharge lamp lighting device.
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a circuit protection operation of the discharge lamp lighting device.
FIG. 10 is a configuration diagram of another discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
1 DC-DC converter 1
2 Inverter
3 Igniter
4 Igniter charging section
5 control part
6 Control power supply
7 Driver
8 timer
9A Reverse connection prevention circuit
10,10A switch
11,11A Voltage monitoring unit
12,12A switch driver
E DC power supply
DL discharge lamp

Claims

A DC-DC converter for converting power from a DC power supply to DC power for a discharge lamp, an inverter for converting DC power from the DC-DC converter to AC power and supplying the AC power to the discharge lamp, An igniter for generating a voltage and applying the voltage to the discharge lamp, comprising:
Switch means interposed in series with the output of the DC power supply, and voltage detection means for detecting a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, wherein the voltage detected by the voltage detection means is If the voltage is higher than a predetermined voltage, the switch means is turned off to stop the supply of power from the DC power supply, whereas if the voltage is lower than the predetermined voltage, the switch means is turned on and the supply of power from the DC power supply is restarted. A discharge lamp lighting device.

2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein said switch means is a MOS FET having a withstand voltage equal to or higher than a surge voltage that can be superimposed on a voltage from said DC power supply to said DC-DC converter.

A DC-DC converter that includes a series inductance element and a switching element connected in parallel to a DC power supply, converts power from the DC power supply into DC power for a discharge lamp, and DC power from the DC-DC converter. An inverter that converts AC power and supplies the discharge lamp to the discharge lamp, and an igniter that generates a high-voltage pulse voltage at startup and applies the discharge lamp to the discharge lamp,
A voltage detection unit for detecting a voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, and when the voltage detected by the voltage detection unit is higher than a predetermined positive voltage, the switching element is kept on; A discharge lamp lighting device, wherein when the voltage becomes lower than a predetermined positive voltage, the holding of the switching element is released.

A DC that includes a series inductance element and a switching element connected in parallel to a DC power supply, includes a diode connected in anti-parallel to the switching element, and converts power from the DC power supply into DC power for a discharge lamp. A DC converter, an inverter that converts DC power from the DC-DC converter into AC power and supplies the AC power to the discharge lamp, an igniter that generates a high-voltage pulse voltage at startup and applies the pulse voltage to the discharge lamp, A control unit for switching control of the DC converter and the inverter, a control power supply for stabilizing a voltage from the DC power supply and supplying the control unit, and a control power supply connected in series with an output of the DC power supply; The switch is on when connected to a DC power supply with a normal polarity, and is off when connected to the DC power supply with a reverse polarity. The discharge lamp lighting device constituted by a pitch element,
A drive voltage for turning on the switch element is supplied from the control power supply, and when connected to the DC power supply with a normal polarity, a negative surge voltage is applied to the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter. Wherein the control power supply supplies a drive voltage for holding the switch element on when the control element is superimposed.

5. The discharge lamp lighting device according to claim 4, wherein said switch means is a MOS FET.

When connected to the DC power supply with normal polarity, when a negative surge voltage is superimposed on the voltage from the DC power supply to the DC-DC converter, at least the negative surge voltage falls below the withstand voltage of the switch means. 6. The discharge lamp lighting device according to claim 5, wherein a drive voltage for keeping the switch element on is supplied from the control power supply to the switch element.