JP2006286460A - High pressure discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
【課題】安定に放電しちらつきが生ぜず、しかも放電が偏らず寿命の長い高圧放電灯を得ることが可能な片口金型の高圧放電灯の点灯装置を提供すること。
【解決手段】交流ランプ電流を高圧放電灯の一対の電極に供給して高圧放電灯を点灯させる場合に、前記ランプ電流の半周期の所定数分の1で電流パルスを発生させ、該電流パルスの極性を前記ランプ電流の極性と同一にするとともに、前記電流パルスをその発生した半周期の後の部分で前記ランプ電流に重畳させる高圧放電灯の点灯装置において、 前記一対の電極の温度差に基づいて、前記電流パルスの高さを非対称とした高圧放電灯の点灯装置。
【選択図】図1To provide a lighting device for a high-pressure discharge lamp of a single-end mold, capable of obtaining a high-pressure discharge lamp having a long life without causing uneven discharge and flickering and without uneven discharge.
When an AC lamp current is supplied to a pair of electrodes of a high pressure discharge lamp to light the high pressure discharge lamp, a current pulse is generated at a predetermined fraction of a half cycle of the lamp current. In the high pressure discharge lamp lighting device in which the polarity of the lamp current is made the same as the polarity of the lamp current, and the current pulse is superimposed on the lamp current in a portion after the half cycle in which the current pulse is generated, the temperature difference between the pair of electrodes Based on this, a lighting device for a high pressure discharge lamp in which the height of the current pulse is asymmetric.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、高圧放電灯、特に自動車用前照灯など、片口金型の高圧放電灯の点灯に用いられる点灯装置に関する。 The present invention relates to a lighting device used for lighting a high-pressure discharge lamp of a single-end mold, such as a high-pressure discharge lamp, particularly an automotive headlamp.
高圧放電灯用の従来の点灯装置では、例えば特許文献1に記載されているように、直流電流を発生させる電圧供給源の入力側は電圧を供給するための電源に接続され、この電圧供給源の出力側には直流電流を交流電流に変換する転流器が接続される。そして、その出力側に接続された高圧放電灯を交流波形のランプ電流によって点灯させる。
In a conventional lighting device for a high pressure discharge lamp, for example, as described in
このような交流のランプ電流により高圧放電灯を点灯する点灯装置では、ランプ電流の極性反転があるので、電極の温度バランスを取ることが難しく放電の安定性が悪く、そのためフリッカと呼ばれるちらつき現象が生じていた。このちらつき現象は、自動車の前照灯に用いられる高圧放電灯において特に顕著である。この問題に対して上記特許文献1に記載の点灯装置では、電圧供給源に電流パルス発生手段を接続する。この電流パルス発生手段によりランプ電流の後半部分にランプ電流と同極性の電流パルスを重畳することにより、放電の安定度を向上させ、ちらつきを抑制する。
In such a lighting device that lights a high-pressure discharge lamp with an alternating lamp current, the polarity of the lamp current is reversed, so it is difficult to balance the temperature of the electrodes, and the stability of the discharge is poor, and therefore a flicker phenomenon called flicker occurs. It was happening. This flicker phenomenon is particularly remarkable in a high-pressure discharge lamp used for an automobile headlamp. With respect to this problem, in the lighting device described in
しかし、このような特許文献1記載の点灯方法を用いた高圧放電灯において、定電力による点灯を前提とすると、パルス状の電流が加算された分だけ、その時間以外の時間帯では、ランプ電流を低下させなければならなくなる。これにより、放電が不安定になり、ちらつきが発生することがわかった。
However, in such a high-pressure discharge lamp using the lighting method described in
特に、水銀を封入しない高圧放電灯の点灯では、水銀を封入した高圧放電灯の場合よりも、点灯初期の電力投入時間を長くすると共に、その間、大電流を流す必要がある。したがってその時間中に電極が変形や溶解しないように、電極は太く設計する必要があり、このことがさらに放電の不安定さ、ちらつきの発生を増加させる。 In particular, when a high-pressure discharge lamp that does not enclose mercury is lit, it is necessary to extend the power-on time at the beginning of lighting and to flow a large current during that period, compared to a high-pressure discharge lamp that encloses mercury. Therefore, it is necessary to design the electrode thick so that the electrode does not deform or dissolve during that time, which further increases the instability of the discharge and the occurrence of flicker.
一方、自動車の前照灯などの片口金型の高圧放電灯では、図3に示すような構造を有する。即ち、発光管31内に対向して設けられた電極32a,32bに、金属箔33a,33bが接続されており、これらの金属箔33a,33bに外部から電力を加えるための外部リード線34a,34bが接続されている。このような構造の片口金型高圧放電灯では、図3に示すように、口金方向には積極的に放熱されるが、反対方向の放熱は、前者に比べて圧倒的に少ないため、放電が生ずる電極32a,32bの先端の温度が違ってしまう。この電極の先端温度の違いは、発光分布の不均一を生ずると共に放電灯の寿命を著しく短くしてしまう。
On the other hand, a high-pressure discharge lamp of a single-end mold such as an automobile headlamp has a structure as shown in FIG. That is,
この問題点を解決するために、特許文献2では、高圧放電灯に加えられる矩形波電流の幅を変えている。しかしこのような高圧放電灯では、上述の放電の不安定性、ちらつきを
防止することができない。
本発明は、上記のような従来の片口金型高圧放電灯の問題点に鑑みてなされたもので、安定に放電しちらつきが生ぜず、しかも放電が偏らず寿命の長い高圧放電灯を得ることが可能な片口金型の高圧放電灯の点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional single-ended high-pressure discharge lamp as described above, and to obtain a high-pressure discharge lamp that has a stable discharge without flickering and has a long life with no uneven discharge. An object of the present invention is to provide a lighting device for a high-pressure discharge lamp of a single-end mold that can be used.
本発明の請求項1によれば、交流ランプ電流を高圧放電灯の一対の電極に供給して高圧放電灯を点灯させる場合に、前記ランプ電流の半周期の所定数分の1で電流パルスを発生させ、該電流パルスの極性を前記ランプ電流の極性と同一にするとともに、前記電流パルスをその発生した半周期の後の部分で前記ランプ電流に重畳させる高圧放電灯の点灯装置において、 前記一対の電極の温度差に基づいて、前記電流パルスの高さを非対称としたことを特徴とする高圧放電灯の点灯装置を提供する。
According to
本発明によれば、安定に放電しちらつきが生ぜず、しかも放電が偏らず寿命の長い高圧放電灯を得ることが可能な片口金型高圧放電灯の点灯装置が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lighting device of the single neck type | mold high pressure discharge lamp which can obtain the high pressure discharge lamp which discharges stably and does not produce flicker, and discharge is not biased and has a long life is obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1に本発明一実施形態の点灯装置の回路構成例を示す。この高圧放電灯の点灯装置は、直流電源V1、スイッチSW1、DC/DCコンバータ回路1、出力電圧検出回路2、出力電流検出回路3、DC/ACコンバータ回路4、イグナイタ5、片口金型の高圧放電灯6、及びこれらを制御する制御回路から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration example of a lighting device according to an embodiment of the present invention. The lighting device for the high pressure discharge lamp includes a DC power source V1, a switch SW1, a DC /
DC/DCコンバータ回路1に含まれるトランスTは、一次側のトランスT1と、二次側のトランスT2,T3から成る。降圧又は昇圧を行うDC/DCコンバータ回路1では、コンデンサC1、スイッチング素子Q1、パワーMOS駆動回路11、PWMコンパレータ12、鋸歯状波発生回路13及びトランスT1により、トランスTの1次側が、構成される。トランスT2、ダイオードD1、コンデンサC2によりDC/ACインバータ回路4につながるトランスTの2次側が構成される。また、トランスT3、ダイオードD2及びコンデンサC3により、イグナイタ5につながるトランスTの2次側が、構成される。
The transformer T included in the DC /
トランスTの1次側の接続関係を説明する。例えばMOSFETであるスイッチング素子Q1は、直流電源V1、スイッチSW1およびトランスT1に、直列に接続されており、スイッチング素子Q1のゲートにはパワーMOS駆動回路11が接続されている。 The connection relationship on the primary side of the transformer T will be described. For example, the switching element Q1, which is a MOSFET, is connected in series to the DC power supply V1, the switch SW1, and the transformer T1, and the power MOS drive circuit 11 is connected to the gate of the switching element Q1.
パワーMOS駆動回路11には、PWMコンパレータ12の出力端子が接続され、PWMコンパレータ12の非反転入力端子には、鋸歯状波発生回路13の出力端子が接続されている。コンデンサC1は、スイッチSW1を介して、直流電源V1に並列に接続されている。後で詳述するように、この実施形態は、DC/DCコンバータ回路のパワーMOS駆動回路11にPWMコンパレータ12から供給されるパルスの幅を変える点に特徴がある。
The output terminal of the PWM comparator 12 is connected to the power MOS drive circuit 11, and the output terminal of the sawtooth
DC/ACインバータ回路4につながる、トランスTの2次側の接続関係を説明する。トランスT2は、ダイオードD1に直列に接続され、コンデンサC2は、ダイオードD1を介して、トランスT2に並列に接続されている。次に、イグナイタ5につながるトランスTの2次側の接続関係を説明する。トランスT3は、トランスT2とダイオードD1との中点、ダイオードD2と直列接続され、イグナイタ5への出力を構成している。コンデンサC3は、ダイオードD2を介して、トランスT3に並列に接続されている。
The connection relationship on the secondary side of the transformer T connected to the DC /
出力電圧検出回路2は、直列接続された抵抗R1、R2及びR3から成り、この出力電圧検出回路2は、コンデンサC2よりも出力側に、かつコンデンサC2に並列に接続されている。出力電流検出回路3は抵抗R4から成り、出力電圧検出回路2とDC/ACインバータ回路4との間で、かつそれぞれの低圧側に接続されている。
The output
DC/ACインバータ回路4は、例えばMOSFETから成るスイッチング素子Q2,Q3,Q4,Q5と、駆動回路14,15,16,17と、矩形低周波発生回路18、バッファBUF、インバータINVで構成される。接続関係は、スイッチング素子Q2とQ3、およびスイッチング素子Q4とQ5がそれぞれ直列接続されており、それらがDC/DCコンバータ回路2の出力端に並列に接続され、いわゆるフルブリッジの回路構成になっている。
The DC /
そして、スイッチング素子Q2とQ3、スイッチング素子Q4とQ5とのそれぞれの接続点から、DC/ACインバータ回路4の出力端が設けられ、イグナイタ5の入力端子に接続されている。スイッチング素子Q2,Q3,Q4,Q5のそれぞれのゲートには、駆動回路14,15,16,17が接続されており、駆動回路15、16はバッファBUF、駆動回路14、17はインバータINVをそれぞれ介し、さらに後述するSW2を介して、矩形低周波発生回路18に接続されている。
An output terminal of the DC /
イグナイタ5は、DC/ACコンバータ回路4の交流出力を入力され片口金型の高圧放電灯6を点灯させる。
The igniter 5 receives the AC output of the DC /
片口金型の高圧放電灯6は、放電空間に水銀を含まず、金属ハロゲン化物および希ガスを代わりに蒸発させて発光させるランプであり、DC/ACインバータ回路4の出力端に、イグナイタ5のパルストランス(図示せず)を介して、接続される。
The high-pressure discharge lamp 6 of a single-end mold is a lamp that does not contain mercury in the discharge space and emits light by evaporating a metal halide and a rare gas instead. The igniter 5 is connected to the output terminal of the DC /
また、DC/DCコンバータ回路1のスイッチング素子Q1を制御するための制御回路の構成として、差動増幅回路7、基準電圧源V2、抵抗R8、点灯検出回路21、点灯時間計時タイマー22、目標電力値設定回路23、除算回路24、消灯時間計時タイマー25、スイッチSW2、差動増幅回路8、遅延回路26、論理回路27、スイッチSW3、フリップフロップ28、トランジスタTR1、抵抗R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15が用いられている。
The control circuit for controlling the switching element Q1 of the DC /
点灯検出回路21で点灯が検知されると、その検知信号は点灯時間計時タイマー22及び消灯時間計時タイマー25に入力され、点灯時間計時タイマー22は所定時間後に、矩形低周波発生回路18の出力が、バッファBUF及びインバータINVに供給されるように、スイッチSW2を制御する。
When lighting is detected by the
差動増幅回路7及び差動増幅器8は、各々演算増幅器、ダイオード、抵抗、コンデンサから成る。差動増幅回路7の演算増幅器の入力の非反転入力端子には出力電圧検出回路2の抵抗R1と抵抗R2、R3との間の電圧検出点が接続される。また演算増幅器の反転入力端子には、基準電圧源V2がそれぞれ接続され、演算増幅器の出力端子にはダイオードD3が直列に接続されている。また、差動増幅器7の演算増幅器とダイオードとの直列接続には、並列に、抵抗とコンデンサが接続されている。そして、差動増幅回路7の出力端子は、抵抗R8を介して、PWMコンパレータ12の反転入力端子に接続されている。
Each of the differential amplifier circuit 7 and the
差動増幅回路8の演算増幅器の非反転入力端子には、出力電流検出回路3の抵抗R4とDC/ACインバータ回路4との間の電圧検出点が接続される。この演算増幅器の反転入力端子には除算回路24が接続されている。
A voltage detection point between the resistor R4 of the output
除算回路24には、出力電圧検出回路2の抵抗R2と抵抗R3との間の電圧検出点と、点灯検出回路21、点灯時間計時タイマー22を介して、目標電力値設定回路23とが接続されている。また、点灯時間計時タイマー22には、消灯時間計時タイマー23を介して点灯検出回路21が接続されている。また、点灯時間計時タイマー22には、入力が入ると所定時間後に切り替わるスイッチSW2が接続されている。目標電力値設定回路23には、入力が入ると開閉されるスイッチSW3が接続されている。そして、差動増幅回路8の出力端子は、抵抗R8を介してPWMコンパレータ12の反転入力端子に接続されている。
The
また、PWMコンパレータ12の反転入力端子には、抵抗R9の一端が接続される。抵抗R9の他端は抵抗R10の一端と接続され、抵抗R10の他端は直流電源V1のマイナス端子に接続されている。 One end of the resistor R9 is connected to the inverting input terminal of the PWM comparator 12. The other end of the resistor R9 is connected to one end of the resistor R10, and the other end of the resistor R10 is connected to the negative terminal of the DC power supply V1.
一方、矩形低周波発生回路18の出力端子と、遅延回路26の出力端子は論理回路27の2入力とされる。この論理回路27は排他的論理和の反転信号を出力する回路である。この論理回路27の出力端子はスイッチSW3の一端に接続される。スイッチSW3の他端はフリップフロップ28の入力端子に接続され、このフリップフロップ28の2つの出力端子は抵抗R11と抵抗R14の一端に各々接続されている。抵抗R11の他端はトランジスタTR1のベース及び抵抗R12の一端に接続される。抵抗R14の他端はトランジスタTR2のベース及び抵抗R15の一端に接続される。抵抗R12の他端及び抵抗R15の他端は直流電源V1のマイナス端子に接続される。トランジスタTR1のコレクタは抵抗R9と抵抗R10の接続点に接続されている。トランジスタTR2のコレクタは、抵抗R13を介して抵抗R9と抵抗R10の接続点に接続されている。トランジスタTR1とTR2のエミッタは直流電源V1のマイナス端子に接続されている。 On the other hand, the output terminal of the rectangular low frequency generation circuit 18 and the output terminal of the delay circuit 26 are two inputs of the logic circuit 27. This logic circuit 27 is a circuit that outputs an inverted signal of exclusive OR. The output terminal of the logic circuit 27 is connected to one end of the switch SW3. The other end of the switch SW3 is connected to the input terminal of the flip-flop 28, and the two output terminals of the flip-flop 28 are connected to one ends of the resistor R11 and the resistor R14, respectively. The other end of the resistor R11 is connected to the base of the transistor TR1 and one end of the resistor R12. The other end of the resistor R14 is connected to the base of the transistor TR2 and one end of the resistor R15. The other end of the resistor R12 and the other end of the resistor R15 are connected to the minus terminal of the DC power supply V1. The collector of the transistor TR1 is connected to the connection point between the resistor R9 and the resistor R10. The collector of the transistor TR2 is connected to the connection point between the resistor R9 and the resistor R10 via the resistor R13. The emitters of the transistors TR1 and TR2 are connected to the negative terminal of the DC power supply V1.
トランジスタTR1と抵抗R11とR12の構成は、トランジスタTR2と抵抗R14,抵抗R15の構成と同じである。抵抗R9と抵抗R10の接続点に、トランジスタTR1のコレクタは直接接続され、トランジスタTR2のコレクタは、抵抗R13を介して接続されている。 The configuration of the transistor TR1 and the resistors R11 and R12 is the same as the configuration of the transistor TR2, the resistor R14, and the resistor R15. The collector of the transistor TR1 is directly connected to the connection point between the resistor R9 and the resistor R10, and the collector of the transistor TR2 is connected via the resistor R13.
次に、本発明のこの実施形態の回路動作を説明する。スイッチSW1が閉じられると、例えば、十数Vから数十Vの自動車用バッテリーである直流電源V1により、コンデンサC1に電圧が生じる。このコンデンサC1は、直流電源の出力電流の変化による微小な電圧変動を抑える働きをする。 Next, the circuit operation of this embodiment of the present invention will be described. When the switch SW1 is closed, for example, a voltage is generated in the capacitor C1 by the DC power source V1 that is a vehicle battery of tens to tens of volts. This capacitor C1 functions to suppress minute voltage fluctuations due to changes in the output current of the DC power supply.
コンデンサC1に電圧が生じると、図示していないが、差動増幅回路7の演算増幅器に電圧が供給される。このとき、この演算増幅器の非反転入力端子の電圧はゼロであり、反転入力端子には、基準電圧源V2が接続されていることから、この演算増幅器からは、ローレベルが出力される。この電圧がダイオードD3を介して、PWMコンパレータ12の反転入力端子に入力され、鋸歯状波発生回路13の出力の鋸歯状波と比較され、PWMコンパレータ12の出力としてPWM波が生成される。そしてPWMコンパレータ12の出力電圧はパワーMOS駆動回路11に入力され、スイッチング素子Q1をスイッチングさせる。
When a voltage is generated in the capacitor C1, although not shown, the voltage is supplied to the operational amplifier of the differential amplifier circuit 7. At this time, the voltage at the non-inverting input terminal of this operational amplifier is zero, and since the reference voltage source V2 is connected to the inverting input terminal, a low level is output from this operational amplifier. This voltage is input to the inverting input terminal of the PWM comparator 12 via the diode D3 and is compared with the sawtooth wave output from the sawtooth
トランスTの2次側では、1次側でスイッチング素子Q1がスイッチング動作したことにより、昇圧された電圧が生じる。トランスT2で生じた電圧による電流は、ダイオードD1を介して、コンデンサC2を充電する。コンデンサC2の両端の電圧は、出力電圧検出回路2の抵抗R1、R2と抵抗R3とで分圧検出され、その検出結果は差動増幅回路7の演算増幅器の非反転入力端子に入力されている。
On the secondary side of the transformer T, a boosted voltage is generated by the switching operation of the switching element Q1 on the primary side. The current due to the voltage generated in the transformer T2 charges the capacitor C2 via the diode D1. The voltage across the capacitor C2 is detected by the resistors R1 and R2 and the resistor R3 of the output
差動増幅器7の演算増幅器の反転入力端子の入力には、基準電圧源V2が接続されており、基準電圧源V2よりも入力電圧値が低い場合は、PWMコンパレータ12の反転入力端子には入力がないため、トランスTの2次側の電圧を昇圧するように作用し、コンデンサC2の電圧を高くする。ここで、演算増幅器に並列に接続された抵抗は、演算増幅器の利得調整のために挿入されており、コンデンサC6は出力の位相を遅らせて、点灯装置全体の動作を安定化させるために使用されている。 The reference voltage source V2 is connected to the input of the inverting input terminal of the operational amplifier of the differential amplifier 7. When the input voltage value is lower than the reference voltage source V2, the input is input to the inverting input terminal of the PWM comparator 12. Therefore, the voltage on the secondary side of the transformer T is increased to increase the voltage of the capacitor C2. Here, the resistor connected in parallel to the operational amplifier is inserted for adjusting the gain of the operational amplifier, and the capacitor C6 is used for delaying the phase of the output and stabilizing the operation of the entire lighting device. ing.
トランスT3で生じた電圧による電流は、ダイオードD2と抵抗R5を介して、イグナイタ5のコンデンサ(図示せず)を充電する。このコンデンサは、主にトランスT3からの電圧を平滑するための平滑コンデンサとして使用される。このコンデンサの電圧が、十分に高くなると、パルストランス(図示せず)に電流が流れ始める。これにより、高圧放電灯6に高圧パルスが印加され、高圧放電灯6が絶縁破壊を起こし、グロー放電をする。ここで、図示していないがイグナイタ5の入力端子に並列にコンデンサが接続されており、高圧放電灯6に印加された高圧パルスが、DC/ACインバータ回路4に逆流しないようにするためのフィルタとしてこのコンデンサは作用する。この時点までは、スイッチSW2は、駆動回路14,15,16,17と矩形低周波発生回路18との接続が遮断された状態となっている。
The current due to the voltage generated in the transformer T3 charges a capacitor (not shown) of the igniter 5 through the diode D2 and the resistor R5. This capacitor is mainly used as a smoothing capacitor for smoothing the voltage from the transformer T3. When the voltage of this capacitor becomes sufficiently high, current starts to flow through a pulse transformer (not shown). Thereby, a high-pressure pulse is applied to the high-pressure discharge lamp 6, and the high-pressure discharge lamp 6 undergoes dielectric breakdown, causing glow discharge. Although not shown here, a capacitor is connected in parallel with the input terminal of the igniter 5, and a filter for preventing the high-pressure pulse applied to the high-pressure discharge lamp 6 from flowing back to the DC /
高圧放電灯6が絶縁破壊を生じてグロー放電が起こると、コンデンサC2に充電されていた電荷が、DC/ACインバータ回路4を介して、ランプ電流として高圧放電灯6に急激に流れる。この電流により、高圧放電灯6は、グロー放電からアーク放電に移行し、点灯を開始する。この直後の点灯は、比較的長い時間、同じ極性を維持する直流点灯と呼ばれる点灯状態を維持する。
When glow discharge occurs due to dielectric breakdown of the high-pressure discharge lamp 6, the charge charged in the capacitor C <b> 2 flows rapidly to the high-pressure discharge lamp 6 as a lamp current via the DC /
ここで、出力電圧検出回路2では、抵抗R1及び抵抗R2と抵抗R3の分圧により、電圧が検出されており、この分圧電圧が点灯検出回路21に入力されている。点灯検出回路21では、コンデンサC2の電荷が高圧放電灯6に供給されて、電圧が降下したことを検知する。この検知により、点灯時間計時タイマー22の計時を開始させ、計時開始から所定の時間が経過した後に、スイッチSW2が切り替わる。これにより、駆動回路14〜17と矩形低周波発生回路18が接続された状態になる。
Here, in the output
スイッチS2が切り替わると、矩形低周波が、バッファBUFとインバータINVを介して、駆動回路14〜17に入力され、スイッチング素子Q2〜Q5がオンオフ制御される。このオンオフ制御は、スイッチング素子Q2、Q5がオンのとき、スイッチング素子Q3、Q4がオフ、スイッチング素子Q2、Q5がオフのとき、スイッチング素子Q3、Q4がオンとなる2種類の状態、すなわちスイッチング素子Q2〜Q5が極性反転を繰り返す。 When the switch S2 is switched, the rectangular low frequency is input to the drive circuits 14 to 17 through the buffer BUF and the inverter INV, and the switching elements Q2 to Q5 are on / off controlled. This on / off control is performed in two states in which the switching elements Q3 and Q4 are turned off when the switching elements Q2 and Q5 are turned on, and the switching elements Q3 and Q4 are turned on when the switching elements Q2 and Q5 are turned off. Q2 to Q5 repeat polarity inversion.
このスイッチング素子Q2〜Q5の極性反転動作により、DC/ACインバータ回路4の出力側には、略矩形波の交流電力が発生し、高圧放電灯6が安定時の点灯に移行する。
Due to the polarity inversion operation of the switching elements Q2 to Q5, substantially rectangular wave AC power is generated on the output side of the DC /
ここで、「略矩形波」とは、矩形波が持つような瞬時の立ち上がり、立ち下がりや、平坦な特性に近い波形を有している場合をいう。すなわち、立ち上がり、立ち下がりに数マイクロ秒程度かかっていたり、基本的には平坦な特性を有しながらも、ある部分が突出または陥没していたりするような波形の場合も含んでいる。 Here, the “substantially rectangular wave” refers to a case where the waveform has a waveform close to a flat characteristic, such as an instantaneous rise, fall, or the like that a rectangular wave has. That is, the waveform includes a waveform in which the rise and fall takes about several microseconds, or has a flat characteristic, but a certain portion protrudes or is depressed.
次に、高圧放電灯6の定電力制御について説明する。この定電力制御は、出力電圧検出回路2と出力電流検出回路3の測定結果によってなされる。出力電圧検出回路2の電圧検出の結果は、除算回路24に入力される。さらに、除算回路24には、点灯時間計時回路22からの出力により動作する目標電力値設定回路23により、その状態において高圧放電灯6に供給すべき電力(目標電力値)も入力される。したがって、除算回路24では、目標電力値が抵抗R1と抵抗R2の接続点の電位により除算され、除算回路24は理想の電流値にするための信号が出力される。この出力信号は、差動増幅回路8の演算増幅器の反転入力端子に入力される。
Next, constant power control of the high pressure discharge lamp 6 will be described. This constant power control is performed based on the measurement results of the output
一方、差動増幅回路8の演算増幅器の非反転入力端子には、電流検出回路3の電流検出結果が入力され、その比較による信号がPWMコンパレータ12の反転入力端子に入力される。PWMコンパレータ12の出力はパワーMOS駆動回路11に入力されており、この入力信号に応じて、スイッチング素子Q1のデューティー比が変化する。これにより、高圧放電灯6が定電力制御されることになる。
On the other hand, the current detection result of the
また、PWMコンパレータ12の反転入力端子には、極性反転の所定時間前にスイッチング素子Q1に電圧を増加させる信号を送り、極性反転時には電圧増加の信号を停止させる信号を送るための回路が接続されている。この回路の動作について、図2に示した波形図を用いて、極性反転中のDC/DCコンバータ回路の電圧を高める動作について説明する。 The inverting input terminal of the PWM comparator 12 is connected to a circuit for sending a signal for increasing the voltage to the switching element Q1 a predetermined time before polarity inversion, and for sending a signal for stopping the voltage increase signal at the time of polarity inversion. ing. The operation of this circuit will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG. 2 to increase the voltage of the DC / DC converter circuit during polarity inversion.
矩形低周波発生回路18から出力された矩形波(図2(a))と、矩形低周波発生回路18出力と同じ波形でしかも所定時間遅れた遅延回路26から発せられた矩形波(図2(b))とは、論理回路27において、EX−NOR、すなわち排他的論理和の反転が取られてパルス状の出力波形が得られる(図2(c))。 The rectangular wave output from the rectangular low frequency generation circuit 18 (FIG. 2A) and the rectangular wave generated from the delay circuit 26 having the same waveform as the output of the rectangular low frequency generation circuit 18 and delayed by a predetermined time (FIG. In the logic circuit 27, EX-NOR, that is, exclusive OR is inverted and a pulse-like output waveform is obtained (FIG. 2 (c)).
この図2(c)に示したパルス状の出力波形が、スイッチSW3を介してフリップフロップ回路28に入力される。フリップフロップ回路28のQ1出力端子に図2(d)に示す波形が出力され、Q2端子に図2(e)に示す波形が出力される。図2の波形図に示すように、論理回路27の出力のパルスが、フリップフロップ回路28で振り分けられたようになる。 The pulse-like output waveform shown in FIG. 2C is input to the flip-flop circuit 28 via the switch SW3. The waveform shown in FIG. 2 (d) is output to the Q1 output terminal of the flip-flop circuit 28, and the waveform shown in FIG. 2 (e) is output to the Q2 terminal. As shown in the waveform diagram of FIG. 2, the output pulse of the logic circuit 27 is distributed by the flip-flop circuit 28.
フリップフロップ回路Q1の出力(d)が低レベルにあれば、トランジスタTR1はオフ状態にあるが、高レベルになると、このトランジスタTR1はオン状態になり、PWMコンパレータ12の反転入力端子は、抵抗R8と、抵抗R9の分圧電位になる。また、フリップフロップ回路Q2の出力(e)が低レベルにあれば、トランジスタTR2はオフ状態にあるが、高レベルになると、このトランジスタTR2はオン状態になり、PWMコンパレータ12の反転入力端子は、抵抗R8と、抵抗R9及び抵抗R13の分圧電位になる。 If the output (d) of the flip-flop circuit Q1 is at a low level, the transistor TR1 is in an off state, but if it is at a high level, the transistor TR1 is in an on state, and the inverting input terminal of the PWM comparator 12 is a resistor R8. And the divided potential of the resistor R9. When the output (e) of the flip-flop circuit Q2 is at a low level, the transistor TR2 is in an off state. However, when the output is high, the transistor TR2 is in an on state, and the inverting input terminal of the PWM comparator 12 is It becomes the divided potential of the resistor R8, the resistor R9, and the resistor R13.
したがって、PWMコンパレータ12の反転入力端子には、図2(f)に示すように、交互に、深さの異なる切れ込みdp1,dp2を有する波形が入力されることになる。この波形はPWMコンパレータ12からデューティ比の変化としてパワーMOS駆動回路11に入力される。 Therefore, as shown in FIG. 2F, waveforms having cuts dp1 and dp2 having different depths are alternately input to the inverting input terminal of the PWM comparator 12. This waveform is input from the PWM comparator 12 to the power MOS drive circuit 11 as a change in duty ratio.
したがって、高圧放電灯のランプ電流は図2(g)に示すような波形となる。このランプ電流波形の後端に重畳パルスH1,H2を有しており、これらのパルスの大きさh1、h2は異なり交互に現れる。 Therefore, the lamp current of the high pressure discharge lamp has a waveform as shown in FIG. Superimposed pulses H1 and H2 are provided at the rear end of the lamp current waveform, and the magnitudes h1 and h2 of these pulses are different and appear alternately.
図3に片口金型の高圧放電灯6の構成を示す。この片口金型の高圧放電灯6は、口金31にリード線32a,32bが接続されており、これに金属箔33a,33bが接続され、これらの金属箔33a,33bには、放電空間34中に突出した電極35a,35bが接続されている。
FIG. 3 shows the configuration of a single-ended high pressure discharge lamp 6. In this high-pressure discharge lamp 6 of a single-end mold,
片口金であるために放熱が左右で異なり、電極温度を等しくすることが難しい。そのため、温度が高い方の電極では溶融を、また低い方の電極ではスパッタリングを起こしやすくなる。 Since it is a single-piece base, heat dissipation differs between the left and right, making it difficult to make the electrode temperatures equal. Therefore, it is easy to cause melting with the electrode having a higher temperature and sputtering with the electrode having a lower temperature.
そこで、図2(g)に示した大きな重畳パルスH1が電極35bに加わるように高圧放電灯6にランプ電流を流す。このようにすれば、片口金型の高圧放電灯6の両電極に、同程度の電圧がかかるように放電を行わせることが可能となる。 Therefore, a lamp current is passed through the high-pressure discharge lamp 6 so that the large superimposed pulse H1 shown in FIG. 2 (g) is applied to the electrode 35b. If it does in this way, it will become possible to make it discharge so that the voltage of the same level may be applied to both electrodes of the high-pressure discharge lamp 6 of a single neck mold.
図2(f)に加えられる波形の切り込みの深さdp1、dp2は、図1に示す抵抗R8と抵抗R9の値の分圧比、抵抗R8の値と抵抗R9と抵抗R13の値の合計値との分圧比により決まるので、抵抗R13の値を調整することにより、上記切り込みの深さdp1、dp2を適切な値にすることができる。 Waveform cutting depths dp1 and dp2 applied to FIG. 2 (f) are the voltage dividing ratio of the values of the resistors R8 and R9 shown in FIG. 1, the sum of the values of the resistors R8 and R9, and R13. Therefore, by adjusting the value of the resistor R13, the depths of cutting dp1 and dp2 can be set to appropriate values.
またこの実施形態では、極性反転の直前にランプ電流を重畳して電極を加熱してから極性反転を行うため、点灯初期に大電力を投入される自動車の前照灯用高圧放電灯などの様に相対的に太い電極を用いた放電灯でもちらつきの発生を防止することができる。さらに、点灯初期に定格電力よりも大きな電力を投入して光束の立ち上がりを早める自動車の前照灯の場合、図5に点灯時間と投入電力の関係を示すように、例えば最大電力は75W、定格電力は35Wのものが実用化されているが、ランプ電流を重畳した時の最大電力が75W以下であれば、素子耐量などを増加する必要はない。すなわち、点灯装置のコスト上昇や大型化を伴うことなく、高圧放電灯におけるちらつきの発生を防止できる。 In this embodiment, the lamp current is superimposed immediately before the polarity inversion to heat the electrode and then the polarity inversion is performed. Therefore, such as a high-pressure discharge lamp for a headlamp of an automobile in which a large amount of power is input at the beginning of lighting. Even with a discharge lamp using relatively thick electrodes, flickering can be prevented. Furthermore, in the case of an automotive headlamp that accelerates the rise of the luminous flux by supplying a power larger than the rated power at the beginning of lighting, the maximum power is 75 W, for example, as shown in FIG. A power of 35 W has been put into practical use, but if the maximum power when the lamp current is superimposed is 75 W or less, there is no need to increase the element withstand capability. That is, it is possible to prevent occurrence of flickering in the high-pressure discharge lamp without increasing the cost and size of the lighting device.
ところで、上記実施形態では、片口金型の高圧放電灯6に加えるランプ電流に重畳させるパルスの高さを、口金31から遠い方の電極35aに供給される電流では高く、口金31から近い方の電極35bに供給される電流では低くなるように変えていた。
By the way, in the above embodiment, the height of the pulse to be superimposed on the lamp current applied to the high pressure discharge lamp 6 of the single die is high in the current supplied to the
しかし本発明は重畳されるパルスの高さを変えるのでなく、これらパルスの幅を変えるようにすることも可能である。図4にこの実施形態の場合に、片口金型の高圧放電灯6の電極に加える電流波形を示す。この例では、口金から遠い方の電極35aに加える電流に重畳されるパルスH3の幅w1は口金に近い方の電極35bに加える電流に重畳されるパルスH4の幅w2よりも広くしている。このように重畳されるパルスの幅を変えるには図2に示す回路において、フリップフロップ回路28の出力するパルス幅を変えることによりなされる。
However, in the present invention, it is possible to change the width of these pulses instead of changing the height of the superimposed pulses. FIG. 4 shows a current waveform applied to the electrode of the high-pressure discharge lamp 6 of a single-end mold in the case of this embodiment. In this example, the width w1 of the pulse H3 superimposed on the current applied to the
このようにして、電極35aによる放電と電極35bによる放電を均等に行わせることができ、高圧放電灯6の寿命を長くすることが可能となる。
Thus, the discharge by the
以上述べたように、一方の電流方向が終了して他方に切り替わる前にスイッチSW1を閉じて出力電流を増加させ、所定時間後に極性反転動作を行い、極性反転が終了した時点でスイッチSW1を開放させる。別方向の極性反転時にはスイッチSW2を閉じて所定時間経過した後に極性反転を行い、極性反転が終了した時点でスイッチSW2を開放する。これによって、図2(g)に示すような、重畳されるパルス電流の高さ(量)が極性毎に異なる波形を生成することが可能となる。 As described above, the switch SW1 is closed to increase the output current before one current direction is finished and switched to the other, the polarity reversal operation is performed after a predetermined time, and the switch SW1 is opened when the polarity reversal is finished. Let At the time of polarity reversal in another direction, the switch SW2 is closed and the polarity reversal is performed after a predetermined time has elapsed, and the switch SW2 is opened when the polarity reversal is completed. As a result, as shown in FIG. 2G, it is possible to generate a waveform in which the height (amount) of the superimposed pulse current is different for each polarity.
一方、時間的に重畳量を変更するには、同様にスイッチSW1が閉じている時間とスイッチSW2が閉じている時間とを非対称にすることで図4に示すような波形を生成することが可能となる。なお、この場合はスイッチSW1とスイッチSW2とを兼用することも可能であり、例えばマイクロコンピュータなどのポートで時間的変化を持たせることもできる。 On the other hand, in order to change the superposition amount in terms of time, it is possible to generate a waveform as shown in FIG. 4 by making the time when the switch SW1 is closed and the time when the switch SW2 are closed similarly. It becomes. In this case, it is also possible to use both the switch SW1 and the switch SW2, and for example, a time change can be given to a port such as a microcomputer.
ところで、放電灯に加える電流に重畳するパルスの高さと幅の両方を非対称にして電極35a,35bからの放電を均一にすることも可能である。また、ランプ電流の高さを変えたくないときには重畳するパルスの幅を変えることができ、ランプ電流の周波数を変えたくないときには重畳するパルスの高さを変えるなど、本発明は適宜組み合わせて実施することが可能である。
By the way, it is also possible to make the discharge from the
1・・・DC/DCコンバータ回路、
2・・・出力電圧検出回路、
3・・・出力電流検出回路、
4・・・DC/ACコンバータ回路、
5・・・イグナイタ、
6・・・高圧放電灯、
11・・・パワーMOS駆動回路、
13・・・鋸歯状波発生回路、
14,15,16,17・・・駆動回路、
BUF・・・バッファ、
INV・・・インバータ、
18・・・矩形低周波発生回路、
21・・・点灯検出装置、
22・・・点灯時間計時タイマー
23・・・目標電力値設定回路、
24・・・除算回路、
25・・・消灯時間計時タイマー、
26・・・遅延回路、
27・・・論理回路、
28・・・フリップフロップ回路
31・・・口金、
32a,32b・・・リード線、
33a,33b・・・金属箔、
34・・・真空部、
35a,35b・・・電極、
V1・・・直流電源、
V2・・・基準電圧源、
SW1,SW2,SW3・・・スイッチ、
T,T1,T2,T3・・・トランス、
Q1,Q2,Q3,Q4・・・スイッチング素子、
D1,D2・・・ダイオード、
C1,C2・・・コンデンサ、
TR1・・・トランジスタ、
R1,R2,R3,R4,R5,R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15・・・抵抗。
1 ... DC / DC converter circuit,
2 ... Output voltage detection circuit,
3 ... Output current detection circuit,
4 ... DC / AC converter circuit,
5 ... Igniter,
6 ... High pressure discharge lamp,
11: Power MOS drive circuit,
13 ... Serrated wave generation circuit,
14, 15, 16, 17... Drive circuit,
BUF ... Buffer
INV: Inverter,
18 ... rectangular low frequency generator,
21 ... lighting detection device,
22 ... Lighting time timer 23 ... Target power value setting circuit,
24: Dividing circuit,
25 ... Time-out timer,
26 ... delay circuit,
27. Logic circuit,
28 ... flip-
32a, 32b ... lead wires,
33a, 33b ... metal foil,
34 ... Vacuum part,
35a, 35b ... electrodes,
V1 ... DC power supply,
V2 ... reference voltage source,
SW1, SW2, SW3 ... switch,
T, T1, T2, T3 ... transformer,
Q1, Q2, Q3, Q4 ... switching elements,
D1, D2 ... diodes,
C1, C2 ... capacitors,
TR1 ... transistor,
R1, R2, R3, R4, R5, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15... Resistors.
Claims (2)
前記一対の電極の温度差に基づいて、前記電流パルスの高さを非対称としたことを特徴とする高圧放電灯の点灯装置。 When supplying an AC lamp current to a pair of electrodes of a high pressure discharge lamp to light the high pressure discharge lamp, a current pulse is generated at a predetermined fraction of a half cycle of the lamp current, and the polarity of the current pulse is In the lighting device of the high-pressure discharge lamp, the lamp current is made the same as the polarity of the lamp current, and the current pulse is superimposed on the lamp current in a portion after the half cycle in which the current pulse is generated.
A lighting device for a high-pressure discharge lamp, wherein the height of the current pulse is asymmetric based on a temperature difference between the pair of electrodes.
前記一対の電極の温度差に基づいて、前記電流パルスの幅を異ならせてなることを特徴とする高圧放電灯の点灯装置。 When supplying an alternating lamp current to a pair of electrodes of a high pressure discharge lamp to light the high pressure discharge lamp, a current pulse is generated at a predetermined fraction of a half cycle of the lamp current, and the polarity of the current pulse is In the lighting device of the high-pressure discharge lamp, the lamp current is made the same as the polarity of the lamp current, and the current pulse is superimposed on the lamp current in a portion after the half cycle in which the current pulse is generated.
A lighting device for a high-pressure discharge lamp, wherein the current pulses have different widths based on a temperature difference between the pair of electrodes.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010080243A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Discharge lamp lighting device, headlamp device, and vehicle |
| JP2010102930A (en) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Seiko Epson Corp | Discharge lamp lighting device, control method of discharge lamp lighting device, and projector |
| JP2012500463A (en) * | 2008-08-19 | 2012-01-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Circuit and method for operating a high pressure lamp |
| JP2013533600A (en) * | 2010-08-11 | 2013-08-22 | オスラム ゲーエムベーハー | Driving a high-pressure discharge lamp outside the rated power range |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004002200A1 (en) * | 2002-06-25 | 2003-12-31 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Operation of a discharge lamp |
-
2005
- 2005-04-01 JP JP2005106257A patent/JP2006286460A/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004002200A1 (en) * | 2002-06-25 | 2003-12-31 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Operation of a discharge lamp |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012500463A (en) * | 2008-08-19 | 2012-01-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Circuit and method for operating a high pressure lamp |
| JP2010080243A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Discharge lamp lighting device, headlamp device, and vehicle |
| JP2010102930A (en) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Seiko Epson Corp | Discharge lamp lighting device, control method of discharge lamp lighting device, and projector |
| JP2013533600A (en) * | 2010-08-11 | 2013-08-22 | オスラム ゲーエムベーハー | Driving a high-pressure discharge lamp outside the rated power range |
| US9204520B2 (en) | 2010-08-11 | 2015-12-01 | Osram Gmbh | Method for operating a high-pressure discharge lamp outside the nominal power range thereof |
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