JP2000243584A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JP2000243584A
JP2000243584A JP4556499A JP4556499A JP2000243584A JP 2000243584 A JP2000243584 A JP 2000243584A JP 4556499 A JP4556499 A JP 4556499A JP 4556499 A JP4556499 A JP 4556499A JP 2000243584 A JP2000243584 A JP 2000243584A
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JP
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voltage
discharge lamp
power supply
transformer
unit
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Japanese (ja)
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Shojiro Kido
正二郎 木戸
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the capacity of a charging circuit small, make the size small, and reduce the cost in an inverter device for lighting a discharge lamp with a DC power source. SOLUTION: The discharge lighting device has a commercial AC power source 1; a rectifier 2 for converting the commercial AC power source 1 into DC current; a DC power source 3 capable of charging; a charging circuit 4 for charging the DC power source 3 with the commercial AC power source 1; an inverter 6 which converts DC voltage outputted from a DC booster 5 into low frequency rectangular wave voltage and supplies it to the inverter part 6; an igniter 7 for applying high voltage pulse when starting a discharge lamp 8; a voltage detector 9 for detecting the voltage of the DC power source 3; and switches SW1, SW2 for supplying power for lighting the discharge lamp to the DC booster 5 from the commercial AC power source 1 through the rectifier 2, or from the DC power source 3, according to the voltage of the DC power source 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は放電灯点灯装置に関
するものであり、特にバッテリーのような直流電源を用
いてHIDランプを点灯させる携帯用HIDバラストに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting device, and more particularly to a portable HID ballast for lighting an HID lamp using a DC power source such as a battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は従来の携帯用HIDバラストの
回路図である。携帯用HIDバラストは、道路工事用サ
ーチライト等に利用できるように、小型・軽量に設計さ
れており、通常は車載用のバッテリーを電源として動作
するが、商用交流電源が得られる場所では、商用交流電
源を接続して使用される。商用交流電源1の交流電圧
は、充電回路部4により降圧・整流されて、バッテリー
等の直流電源3を充電する。直流電源3の直流電圧は、
直流昇圧部5により昇圧されて、負荷である放電灯8へ
の供給電力を制御する。直流昇圧部5により昇圧された
直流電圧は、インバータ部6により矩形波の低周波交流
電圧に変換されて、負荷である放電灯8に供給される。
イグナイタ部7は、負荷である放電灯8の起動時に高圧
パルスを印加する。
FIG. 12 is a circuit diagram of a conventional portable HID ballast. A portable HID ballast is designed to be small and lightweight so that it can be used for a search light for road construction, etc., and usually operates using a vehicle-mounted battery as a power source. Used by connecting an AC power supply. The AC voltage of the commercial AC power supply 1 is stepped down and rectified by the charging circuit unit 4 to charge the DC power supply 3 such as a battery. The DC voltage of the DC power supply 3 is
The voltage is boosted by the DC booster 5 to control the power supplied to the discharge lamp 8 as a load. The DC voltage boosted by the DC booster 5 is converted into a rectangular wave low-frequency AC voltage by the inverter 6 and supplied to the discharge lamp 8 as a load.
The igniter unit 7 applies a high-voltage pulse when starting the discharge lamp 8 as a load.

【0003】従来例の動作について説明する。負荷であ
る放電灯8の起動時に、直流昇圧部5の出力電圧は、3
00V〜400V程度の無負荷2次電圧まで昇圧され、
負荷へその無負荷2次電圧を印加する。そのとき、イグ
ナイタ部7は20kV程度の高圧パルスを発生し、放電
灯8に印加することにより、放電灯8の電極間で放電を
開始させ、始動させる。
The operation of the conventional example will be described. When the discharge lamp 8, which is a load, is started, the output voltage of the DC booster 5 becomes 3
Boosted to a no-load secondary voltage of about 00V to 400V,
Apply the no-load secondary voltage to the load. At that time, the igniter unit 7 generates a high-voltage pulse of about 20 kV and applies it to the discharge lamp 8 to start discharge between the electrodes of the discharge lamp 8 and start the discharge.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来例の場合、100
V又は200V系の交流電源1から一度12V前後のバ
ッテリー電圧へ変換した後、再度、直流昇圧部5で放電
灯8の安定点灯電圧である90V前後まで昇圧する必要
があり、バッテリー3を充電しながら、放電灯8を点灯
させるためには、充電回路部4の容量が大きくなり、放
電灯点灯装置の形状が大きく、コストが高くなる欠点が
あった。また、バッテリー3を充電しながら、放電灯8
を点灯させるためには、回路効率が悪く、信頼性を確保
するために、大きな放熱板が必要であった。このため、
放電灯点灯装置の形状が大きく、コストが高くなるとい
う欠点があった。
In the case of the conventional example, 100
It is necessary to once convert the battery voltage from the AC power supply 1 of V or 200 V system to a battery voltage of about 12 V, and then boost the voltage again to about 90 V, which is the stable lighting voltage of the discharge lamp 8, by the DC booster 5. However, in order to light the discharge lamp 8, the capacity of the charging circuit unit 4 becomes large, and the shape of the discharge lamp lighting device becomes large, so that there is a disadvantage that the cost becomes high. While charging the battery 3, the discharge lamp 8
In order to light the LED, the circuit efficiency was poor and a large heat sink was required to ensure reliability. For this reason,
There is a disadvantage that the shape of the discharge lamp lighting device is large and the cost is high.

【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、直流電源を用いて
放電灯をインバータにより点灯させる放電灯点灯装置に
おいて、充電回路部の容量を小さくすることにより、小
型化、低コスト化を実現することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device for lighting a discharge lamp with an inverter using a DC power supply, in which the capacity of a charging circuit is reduced. An object of the present invention is to realize size reduction and cost reduction by reducing the size.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の放電灯点灯装置
にあっては、上記の課題を解決するために、図1に示す
ように、商用交流電源1と、商用交流電源1を直流に変
換する整流部2と、充電可能な直流電源3と、商用交流
電源1により直流電源3を充電する充電回路部4と、直
流電圧を昇圧する直流昇圧部5と、直流昇圧部5から出
力される直流電圧を低周波の矩形波電圧に変換して放電
灯8に供給するインバータ部6と、放電灯8の起動時に
高電圧パルスを印加するイグナイタ部7とを備える放電
灯点灯装置において、直流電源3の電圧を検出する電圧
検出部9を備え、直流電源3の電圧が所定値よりも低い
場合にオンされて、商用交流電源1から整流部2を介し
て直流昇圧部5へ放電灯点灯のための電力供給を行う第
1の切り替えスイッチSW1と、直流電源3の電圧が所
定値よりも高い場合にオンされて、直流電源3から直流
昇圧部5へ放電灯点灯のための電力供給を行う第2の切
り替えスイッチSW2を有することを特徴とするもので
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, in a discharge lamp lighting device according to the present invention, as shown in FIG. A rectifying unit 2 for conversion, a chargeable DC power supply 3, a charging circuit unit 4 for charging the DC power supply 3 with the commercial AC power supply 1, a DC boosting unit 5 for boosting a DC voltage, and output from the DC boosting unit 5. A discharge lamp lighting device including an inverter unit 6 that converts a DC voltage into a low-frequency rectangular wave voltage and supplies the same to the discharge lamp 8 and an igniter unit 7 that applies a high-voltage pulse when the discharge lamp 8 is started. A voltage detector 9 for detecting the voltage of the power supply 3 is provided, and is turned on when the voltage of the DC power supply 3 is lower than a predetermined value, and the discharge lamp is turned on from the commercial AC power supply 1 to the DC booster 5 via the rectifier 2. Switching switch that supplies power for Switch SW1 and a second switch SW2 that is turned on when the voltage of the DC power supply 3 is higher than a predetermined value and supplies power from the DC power supply 3 to the DC booster 5 for lighting the discharge lamp. It is a feature.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】(実施例1)図1は本発明の実施
例1の構成を示すブロック回路図である。図中、1は1
00V又は200V系の商用交流電源である。2は整流
部であり、商用交流電源1の交流電圧を直流電圧に変換
して出力する。3は直流電源であり、ここでは車載用の
バッテリー(10V〜40V程度)よりなる。4は充電
回路部であり、上記の商用交流電源1を電源として、直
流電源3を充電する回路である。5は直流昇圧部であ
り、整流部2又は直流電源3の出力電圧を昇圧して、負
荷である放電灯8への供給電力を制御する。6はインバ
ータ部であり、直流電圧を低周波の矩形波交流電圧に変
換して放電灯8に供給する。7はイグナイタ部であり、
負荷である放電灯8の起動時に高圧パルスを印加する起
動回路である。8は放電灯であり、ここではHIDラン
プよりなる。9は電圧検出部であり、直流電源3の電圧
を検出して、スイッチSW1,SW2を制御する。10
は制御用電源であり、直流昇圧部5及びインバータ部6
のスイッチング素子を駆動するための電源となる。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is 1
It is a 00V or 200V commercial AC power supply. A rectifier 2 converts an AC voltage of the commercial AC power supply 1 into a DC voltage and outputs the DC voltage. Reference numeral 3 denotes a DC power supply, which here comprises a vehicle-mounted battery (about 10 V to 40 V). Reference numeral 4 denotes a charging circuit that charges the DC power supply 3 using the commercial AC power supply 1 as a power supply. Reference numeral 5 denotes a DC booster that boosts the output voltage of the rectifier 2 or the DC power supply 3 to control the power supplied to the discharge lamp 8 as a load. Reference numeral 6 denotes an inverter, which converts a DC voltage into a low-frequency rectangular wave AC voltage and supplies it to the discharge lamp 8. 7 is an igniter section,
This is a starting circuit that applies a high-voltage pulse when starting the discharge lamp 8 as a load. Reference numeral 8 denotes a discharge lamp, which is formed by an HID lamp here. Reference numeral 9 denotes a voltage detection unit that detects the voltage of the DC power supply 3 and controls the switches SW1 and SW2. 10
Denotes a control power supply, and includes a DC booster 5 and an inverter 6
Is a power source for driving the switching element.

【0008】商用交流電源1と整流部2の間にはスイッ
チSW1が接続されており、直流電源3と直流昇圧部5
の入力部との間には、スイッチSW2が接続されてい
る。スイッチSW1、SW2の切り替えタイミングを図
2に示す。スイッチSW1、SW2は直流電源3の電圧
INに応じて、いずれか一方がオン、他方がオフとなる
ように切り替えられる。直流電源3は充電回路部4によ
り充電されることにより、その電圧VINが徐々に上昇す
る。直流電源3の電圧VINは電圧検出部9により監視さ
れており、直流電源3の電圧VINが所定値Vth(例え
ば14V)よりも低いときには、スイッチSW1がオ
ン、スイッチSW2がオフとなっており、直流電源3の
電圧VINが所定値Vth以上になると、スイッチSW1
がオフ、スイッチSW2がオンとなる。
[0008] A switch SW1 is connected between the commercial AC power supply 1 and the rectifying unit 2, and a DC power supply 3 and a DC boosting unit 5 are connected.
The switch SW2 is connected between the input section and the input section. FIG. 2 shows the switching timing of the switches SW1 and SW2. The switches SW1 and SW2 are switched according to the voltage V IN of the DC power supply 3 so that one of them is on and the other is off. As the DC power supply 3 is charged by the charging circuit unit 4, its voltage VIN gradually increases. The voltage V IN of the DC power supply 3 is monitored by the voltage detection unit 9, and when the voltage V IN of the DC power supply 3 is lower than a predetermined value Vth (for example, 14 V), the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off. When the voltage V IN of the DC power supply 3 exceeds a predetermined value Vth, the switch SW1
Is off, and the switch SW2 is on.

【0009】放電灯8が点灯されている場合で、かつ、
交流電源1が接続されている場合は、交流電源1から直
流電源3を通さずに、整流部2を介して直流昇圧部5へ
放電灯点灯のための電力供給を行う。また、直流昇圧部
5及びインバータ部6の制御用電源10は、少なくとも
直流電源3から供給することにより、供給電力の不要な
電圧変換を最小限にして、回路効率を大幅に改善する。
これにより、小型で低コストの放電灯点灯装置を提供で
きる。特に、放電灯8の点灯中に直流電源3を充電する
充電回路部4の小型化が可能になる。
When the discharge lamp 8 is turned on, and
When the AC power supply 1 is connected, power is supplied from the AC power supply 1 to the DC booster 5 via the rectifier 2 for lighting the discharge lamp without passing the DC power supply 3. In addition, the control power supply 10 of the DC booster 5 and the inverter 6 is supplied from at least the DC power supply 3, thereby minimizing unnecessary voltage conversion of supplied power and greatly improving circuit efficiency.
Thereby, a compact and low-cost discharge lamp lighting device can be provided. In particular, the size of the charging circuit unit 4 for charging the DC power supply 3 while the discharge lamp 8 is on can be reduced.

【0010】(実施例2)図3は本発明の実施例2の直
流昇圧部5の具体的な構成例を示す。本実施例では、直
流昇圧部5のトランスT1のコア及び2次側を共通化
し、1次側を分割したものである。整流部2はダイオー
ドブリッジDBと平滑コンデンサC0よりなり、ダイオ
ードブリッジDBの交流入力端子はスイッチSW1を介
して商用交流電源1に接続されている。ダイオードブリ
ッジDBの直流出力端子には、平滑コンデンサC0が接
続されている。平滑コンデンサC0の両端には、スイッ
チング素子Q0を介してトランスT1の1次巻線が接続
されている。直流電源3は充電回路部4の出力により充
電されており、直流電源3にはスイッチSW2を介して
コンデンサC1が接続されている。コンデンサC1の両
端には、スイッチング素子Q1を介してトランスT1の
別の1次巻線が接続されている。トランスT1の2次巻
線には、ダイオードD1を介してコンデンサC2が接続
されている。このように、トランスT1のコア及び2次
側を共通化することにより、さらなる小型化が可能であ
る。また、制御用電源は直流電源3より確保することに
より、より高い回路効率が得られる。これにより、放熱
板の小型化、低コスト化が可能となる。
(Embodiment 2) FIG. 3 shows a specific configuration example of a DC booster 5 according to Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, the core and the secondary side of the transformer T1 of the DC step-up unit 5 are shared, and the primary side is divided. The rectifier 2 includes a diode bridge DB and a smoothing capacitor C0, and an AC input terminal of the diode bridge DB is connected to the commercial AC power supply 1 via a switch SW1. A smoothing capacitor C0 is connected to a DC output terminal of the diode bridge DB. The primary winding of the transformer T1 is connected to both ends of the smoothing capacitor C0 via the switching element Q0. The DC power supply 3 is charged by the output of the charging circuit unit 4, and a capacitor C1 is connected to the DC power supply 3 via a switch SW2. Another primary winding of the transformer T1 is connected to both ends of the capacitor C1 via the switching element Q1. A capacitor C2 is connected to a secondary winding of the transformer T1 via a diode D1. In this way, by sharing the core and the secondary side of the transformer T1, it is possible to further reduce the size. Further, by securing the control power supply from the DC power supply 3, higher circuit efficiency can be obtained. This makes it possible to reduce the size and cost of the heat sink.

【0011】(実施例3)図4は本発明の実施例3の構
成図を示す。本実施例は、放電灯点灯装置を2つのユニ
ットに分割する場合に、直流昇圧部5とインバータ部6
の間で分割することを特徴とするものである。図12の
従来例では、通常、制御用電源を共通化する直流昇圧部
5とインバータ部6を同じユニットにしていた。しか
し、この場合、車載用などのように放射ノイズなどの制
限が非常に厳しい場合、ユニットU1、U2間の渡り線
から出る放射ノイズを低減するために、ユニットU1の
側に非常に大きな交流回路用のフィルタ回路が必要にな
る。ところが、図4のように、機能ブロックの分割を行
うと、2つのユニット11,12間の渡り線には直流電
圧のみが印加されるので、フィルタ回路を小型化できる
メリットがある。特に、車載用では、へッドランプ内部
に、図4のユニット12を配置し、ヘッドライトの外部
又は室内にユニット11を置くことが望ましい。
(Embodiment 3) FIG. 4 shows a configuration diagram of Embodiment 3 of the present invention. In this embodiment, when the discharge lamp lighting device is divided into two units, the DC booster 5 and the inverter 6
And is divided between In the conventional example of FIG. 12, normally, the DC booster 5 and the inverter 6 which share a control power supply are the same unit. However, in this case, when the restriction of radiation noise and the like is very strict, such as for a vehicle, a very large AC circuit is provided on the unit U1 side in order to reduce the radiation noise from the crossover between the units U1 and U2. A filter circuit is required. However, when the functional blocks are divided as shown in FIG. 4, only the DC voltage is applied to the crossover between the two units 11 and 12, so that there is an advantage that the filter circuit can be downsized. In particular, for a vehicle, it is desirable that the unit 12 shown in FIG. 4 be disposed inside the headlamp and the unit 11 be placed outside the headlight or inside the room.

【0012】図5はイグナイタ部7の回路構成を示して
いる。インバータ部6の出力端には、コンデンサC3が
並列接続されると共に、パルストランスPT2の2次巻
線N2を介して放電灯8が接続されている。コンデンサ
C3の両端には、抵抗R1を介してコンデンサC4が接
続されている。コンデンサC4の充電電圧が所定電圧に
達すると、電圧応答スイッチ素子S1が導通して、パル
ストランスPT1の1次巻線n1に電流が流れて、パル
ストランスPT1の2次巻線n2に昇圧された電圧が発
生し、ダイオードD2を介してコンデンサC5に充電さ
れる。この動作を繰り返すことにより、コンデンサC5
の電圧が段階的に昇圧されて行き、放電ギャップGのブ
レークオーバー電圧を越えると、コンデンサC5の電圧
がパルストランスPT2の1次巻線N1を介して放電
し、パルストランスPT2の2次巻線N2に20kV程
度の高電圧パルスが発生する。この高電圧パルスがコン
デンサC3を介して放電灯8の両端に印加されて、放電
灯8の電極間で放電が開始され、放電灯8が始動する。
FIG. 5 shows a circuit configuration of the igniter unit 7. A capacitor C3 is connected in parallel to an output terminal of the inverter unit 6, and a discharge lamp 8 is connected via a secondary winding N2 of the pulse transformer PT2. A capacitor C4 is connected to both ends of the capacitor C3 via a resistor R1. When the charging voltage of the capacitor C4 reaches a predetermined voltage, the voltage-responsive switch element S1 is turned on, a current flows through the primary winding n1 of the pulse transformer PT1, and is boosted to the secondary winding n2 of the pulse transformer PT1. A voltage is generated and charges the capacitor C5 via the diode D2. By repeating this operation, the capacitor C5
Rises step by step and exceeds the breakover voltage of the discharge gap G, the voltage of the capacitor C5 is discharged via the primary winding N1 of the pulse transformer PT2, and the secondary winding of the pulse transformer PT2 is discharged. A high voltage pulse of about 20 kV is generated in N2. This high-voltage pulse is applied to both ends of the discharge lamp 8 via the capacitor C3, discharge is started between the electrodes of the discharge lamp 8, and the discharge lamp 8 starts.

【0013】負荷である放電灯8の起動時に、イグナイ
タ部7の入力端には、直流昇圧部5により300V〜4
00V程度に昇圧された無負荷2次電圧がインバータ部
6を介して印加されているが、この電圧を20kV程度
まで昇圧するには、パルストランスPT1とPT2によ
る2段階の昇圧が必要となる。しかし、この方式では、
昇圧トランス(1段目のコンデンサC5を充電するため
のトランスPT1と2段目の高圧パルストランスPT
2)が2個必要になり、形状が大きく、コストも高くな
り、車載用放電灯点灯装置のように、車のへッドランプ
内に装着するための小型化、薄型化などの要求に対して
対応が難しい。そこで、これらの昇圧用のトランスを小
型化する実施例を以下に示す。
When the discharge lamp 8, which is a load, is started, the DC booster 5 supplies 300 V to 4 to the input terminal of the igniter 7.
The no-load secondary voltage boosted to about 00 V is applied via the inverter unit 6. To boost this voltage to about 20 kV, two-step boosting by the pulse transformers PT1 and PT2 is required. However, in this method,
Step-up transformer (transformer PT1 for charging the first-stage capacitor C5 and second-stage high-voltage pulse transformer PT
2) requires two, large size, high cost, and responds to the demand for miniaturization and thinning for mounting in the head lamp of a car like a discharge lamp lighting device for vehicles. Is difficult. Therefore, an embodiment for reducing the size of these step-up transformers will be described below.

【0014】(実施例4)図6は本発明の実施例4の回
路図である。本実施例では、イグナイタ部7の1段目の
充電用トランスと2段目の高圧パルストランスのコス
ト、体積の大部分を占めるコア部分14を一体成形し、
充電側巻線n1,n2と高圧パルス巻線N1,N2との
間の磁気結合を弱くすることにより、2段の昇圧トラン
スのコア部分を共有化しつつ、高圧パルス発生時の1段
目の充電側回路へのストレスも低減し、イグナイタ部7
を小型で、低コストに提供できる。
(Embodiment 4) FIG. 6 is a circuit diagram of Embodiment 4 of the present invention. In the present embodiment, the core 14 occupying most of the cost and volume of the first-stage charging transformer and the second-stage high-voltage pulse transformer of the igniter unit 7 is integrally formed.
By weakening the magnetic coupling between the charging-side windings n1 and n2 and the high-voltage pulse windings N1 and N2, the first-stage charging at the time of high-voltage pulse generation can be performed while sharing the core of the two-stage step-up transformer. The stress on the side circuit is also reduced, and the igniter section 7
Can be provided at a small size and at low cost.

【0015】図7は本実施例で用いるトランスの断面図
である。1段目の充電用トランスの巻線n1,n2と2
段目の高圧パルストランスの巻線N1,N2を一体成形
コア14に巻線する。そして、一体成形コア14のう
ち、1段目の充電用トランスと2段目の高圧パルストラ
ンスの絶縁距離を確保しつつ、磁気結合を弱くするため
に、巻線n1,n2と巻線N1,N2との間のコアの磁
路面積を細くした、くびれを設ける。これにより、高圧
パルス発生時には、1段目の充電用回路が動作するとき
よりも大電流が流れるため、コアの磁路面積を細くし
た、くびれ部が磁気飽和して、高圧パルストランス側の
パルス発生の影響を充電用トランス側が受けにくくな
る。例えば、充電用回路に流れる電流は10数A程度、
高圧パルストランス用回路に流れる電流は数100A程
度と、1桁異なる電流が流れる。
FIG. 7 is a sectional view of a transformer used in this embodiment. Windings n1, n2 and 2 of the first stage charging transformer
The windings N <b> 1 and N <b> 2 of the high-voltage pulse transformer at the stage are wound around the integrally formed core 14. The windings n1 and n2 and the windings N1 and N1, in order to weaken the magnetic coupling while securing the insulation distance between the first-stage charging transformer and the second-stage high-voltage pulse transformer in the integrally formed core 14, A constriction is provided in which the magnetic path area of the core between N2 and N2 is reduced. As a result, when a high-voltage pulse is generated, a larger current flows than when the first-stage charging circuit operates. Therefore, the magnetic path area of the core is reduced, the constriction is magnetically saturated, and the pulse on the high-voltage pulse transformer side is generated. The influence of the generation is less likely to be exerted on the charging transformer side. For example, the current flowing through the charging circuit is about 10 A,
The current flowing in the high-voltage pulse transformer circuit is about several hundreds of amperes, and a current that differs by one digit flows.

【0016】このとき、充電用トランスの巻線n1,n
2と高圧パルストランスの巻線N1,N2との間の磁気
結合は、完全に結合した場合の結合係数を1とすると、
図8に示すように、0.5以下、好ましくは0.2〜
0.5にすることにより、高圧パルストランス側のパル
ス発生の影響(電圧ストレス)を充電用トランス側が受
けにくくなる。
At this time, the windings n1, n of the charging transformer
2 and the magnetic coupling between the windings N1 and N2 of the high-voltage pulse transformer, assuming that the coupling coefficient when completely coupled is 1,
As shown in FIG. 8, 0.5 or less, preferably 0.2 to
By setting the value to 0.5, the influence (voltage stress) of the pulse generation on the high voltage pulse transformer side is less likely to be exerted on the charging transformer side.

【0017】(実施例5)図9は本発明の実施例5のイ
グナイタ部の回路図である。本実施例では、図10に示
すように、コンデンサC4の電圧VC4が所定値を越えた
ときに、電圧応答スイッチ素子S1がオンされて、コン
デンサC5が充電される。そして、コンデンサC5の電
圧VC5が所定値を越えたときに、トリガ回路13により
サイリスタ等の高圧スイッチ素子S2がオンされる。こ
のとき、サイリスタS2には共振電流が流れるが、その
共振電流が充電側巻線n2、ダイオードD2にも流れ
る。この充電側巻線n2に流れる共振電流を低減し、パ
ルス発生用のコンデンサC5に充電された電荷が極力パ
ルス電圧の発生エネルギーに使用されるように、限流抵
抗R2を充電側巻線n2に直列に挿入した回路構成にな
っている。本実施例では、限流抵抗R2を個別に設けて
いるが、充電側巻線n2の抵抗分を利用しても良い。
(Embodiment 5) FIG. 9 is a circuit diagram of an igniter section according to Embodiment 5 of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, when the voltage V C4 of the capacitor C4 exceeds a predetermined value, the voltage responsive switch element S1 is turned on, and the capacitor C5 is charged. When the voltage V C5 of the capacitor C5 exceeds a predetermined value, high-voltage switching element S2 of the thyristor is turned on by the trigger circuit 13. At this time, a resonance current flows through the thyristor S2, and the resonance current also flows through the charging-side winding n2 and the diode D2. The current limiting resistor R2 is connected to the charging-side winding n2 so that the resonance current flowing through the charging-side winding n2 is reduced and the electric charge charged in the pulse generating capacitor C5 is used as much as possible for the generation energy of the pulse voltage. It has a circuit configuration inserted in series. In this embodiment, the current limiting resistor R2 is provided individually, but the resistance of the charging side winding n2 may be used.

【0018】(実施例6)図11に本発明の実施例6の
回路図を示す。本実施例では、コンデンサC5の充電用
トランスと高圧パルストランスのコア部14の共有化に
加えて、制御用電源のトランスも共有化することによ
り、コンデンサC5の充電用トランスの1次側回路と制
御用電源のトランスの1次側回路も共有化したものであ
る。トランスPTの1次巻線n1はスイッチング素子Q
6を介して直流電源3に接続されており、駆動部15に
よりスイッチング素子Q6をオン・オフすることによ
り、2次巻線n2からダイオードD2を介してコンデン
サC5を充電すると共に、他の2次巻線n3からダイオ
ードD4を介して制御用電源10に電力を供給できる。
制御用電源10は、直流昇圧部5とインバータ部6の制
御部16の電源となっている。また、高圧パルストラン
スの1次巻線N1と2次巻線N2は一体成形されたコア
部14に巻装されているが、他の巻線n1,n2,n3
との磁気結合を弱くしていることにより、高圧パルス発
生時のストレスが他の巻線n1,n2,n3に及ぼす影
響は低減されている。
(Embodiment 6) FIG. 11 shows a circuit diagram of Embodiment 6 of the present invention. In this embodiment, in addition to sharing the transformer for charging the capacitor C5 and the core unit 14 of the high-voltage pulse transformer, the transformer for the control power supply is also shared, so that the primary circuit of the charging transformer for the capacitor C5 can be used. The primary circuit of the transformer of the control power supply is also shared. The primary winding n1 of the transformer PT is connected to the switching element Q
6, the switching unit Q6 is turned on / off by the drive unit 15 to charge the capacitor C5 from the secondary winding n2 via the diode D2, Power can be supplied from the winding n3 to the control power supply 10 via the diode D4.
The control power supply 10 is a power supply for the DC booster 5 and the controller 16 of the inverter 6. Further, the primary winding N1 and the secondary winding N2 of the high-voltage pulse transformer are wound around the integrally formed core portion 14, but the other windings n1, n2, n3
The effect of the stress at the time of generating the high-voltage pulse on the other windings n1, n2, and n3 is reduced by weakening the magnetic coupling with the windings n1, n2, and n3.

【0019】また、本実施例では、制御用電源10に電
力を供給するための2次側回路はフォワード回路方式、
コンデンサC5を充電するための2次側回路はフライバ
ック回路方式を採用することにより、パルス発生が必要
なときは、制御用電源10の負荷は比較的軽いため、コ
ンデンサC5を充電用するための2次側回路へ電力が供
給され、パルス発生後、放電灯8が点灯すると、安定点
灯制御のために制御用電源10の負荷が比較的重くなる
ため、コンデンサC5を充電するための2次側回路には
電力が供給されなくなる。これにより、トランスのコス
ト、体積の大部分を占めるコア部分を共有化して、小型
で低コストに提供できる。
In this embodiment, the secondary circuit for supplying power to the control power supply 10 is a forward circuit type.
The secondary circuit for charging the capacitor C5 employs a flyback circuit system. When pulse generation is necessary, the load on the control power supply 10 is relatively light. When power is supplied to the secondary circuit and the discharge lamp 8 is turned on after the pulse is generated, the load on the control power supply 10 becomes relatively heavy for stable lighting control. No power is supplied to the circuit. As a result, the core portion occupying most of the cost and volume of the transformer can be shared, and the transformer can be provided at a small size and at low cost.

【0020】[0020]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、バッテリーの
ような充電可能な直流電源を昇圧し、インバータ部によ
り放電灯を交流点灯させる点灯装置において、直流電源
の電圧が低い場合には、商用交流電源から充電回路部や
直流電源を介さずに、放電灯点灯のための電力を供給す
るようにしたことにより、充電回路部の大幅な小型化が
可能となり、小型で、低コストの放電灯点灯装置を提供
することができる。
According to the first aspect of the present invention, in a lighting device for boosting a chargeable DC power supply such as a battery and lighting an AC discharge lamp by an inverter unit, when the voltage of the DC power supply is low, By supplying electric power for lighting the discharge lamp from the commercial AC power supply without passing through the charging circuit section or DC power supply, the charging circuit section can be significantly reduced in size, resulting in a small, low-cost An electric lighting device can be provided.

【0021】請求項2の発明によれば、直流昇圧部の電
圧変換用のトランスの2次巻線とコアを共用したことに
より、点灯装置の小型化、低コスト化が可能となる。ま
た、請求項3の発明によれば、放電灯点灯装置を2つの
ユニットに分割する場合に、直流昇圧部とインバータ部
の間で分割するようにしたので、ノイズ除去用のフィル
タを小型化でき、点灯装置の小型化、低コスト化が可能
となる。
According to the second aspect of the present invention, since the secondary winding and the core of the transformer for voltage conversion of the DC booster are shared, the lighting device can be reduced in size and cost. According to the third aspect of the invention, when the discharge lamp lighting device is divided into two units, the discharge lamp lighting device is divided between the DC boosting unit and the inverter unit, so that the noise removing filter can be downsized. In addition, the size and cost of the lighting device can be reduced.

【0022】請求項4の発明によれば、イグナイタ部を
構成する2段の昇圧トランスのコスト、体積の大部分を
占めるコア部分を一体成形し、各トランスの巻線間の磁
気結合を弱くすることにより、昇圧トランスのコア部分
を共有化しつつ、高圧パルス発生時のストレスも低減
し、イグナイタ部を小型で低コストに提供できるという
効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the cost and cost of the two-stage step-up transformer constituting the igniter section, and the core portion occupying most of the volume, are integrally formed to weaken the magnetic coupling between the windings of each transformer. This has the effect of reducing the stress at the time of generating a high-voltage pulse while sharing the core of the step-up transformer, and providing the igniter unit at a small size and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1のブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例2の要部回路図である。FIG. 3 is a main part circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例3のブロック回路図である。FIG. 4 is a block circuit diagram according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3のイグナイタ部の詳細な構成
を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of an igniter unit according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例4の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例4に用いるトランスの断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view of a transformer used in Embodiment 4 of the present invention.

【図8】本発明の実施例4に用いるトランスの結合係数
と電圧ストレスの関係を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a coupling coefficient of a transformer used in Example 4 of the present invention and a voltage stress.

【図9】本発明の実施例5のイグナイタ部の詳細な構成
を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of an igniter unit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例5の動作波形図である。FIG. 10 is an operation waveform diagram according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例6のブロック回路図である。FIG. 11 is a block circuit diagram according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】従来例のブロック回路図である。FIG. 12 is a block circuit diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 商用交流電源 2 整流部 3 直流電源(バッテリー) 4 充電回路部 5 直流昇圧部 6 インバータ部 7 イグナイタ部 8 放電灯 9 電圧検出部 REFERENCE SIGNS LIST 1 commercial AC power supply 2 rectifier 3 DC power supply (battery) 4 charging circuit 5 DC booster 6 inverter 7 igniter 8 discharge lamp 9 voltage detector

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用交流電源と、商用交流電源を直流
に変換する整流部と、充電可能な直流電源と、商用交流
電源により直流電源を充電する充電回路部と、直流電圧
を昇圧する直流昇圧部と、直流昇圧部から出力される直
流電圧を低周波の矩形波電圧に変換して放電灯に供給す
るインバータ部と、放電灯の起動時に高電圧パルスを印
加するイグナイタ部とを備える放電灯点灯装置におい
て、直流電源の電圧を検出する電圧検出部を備え、直流
電源の電圧が所定値よりも低い場合にオンされて、商用
交流電源から整流部を介して直流昇圧部へ放電灯点灯の
ための電力供給を行う第1の切り替えスイッチと、直流
電源の電圧が所定値よりも高い場合にオンされて、直流
電源から直流昇圧部へ放電灯点灯のための電力供給を行
う第2の切り替えスイッチを有することを特徴とする放
電灯点灯装置。
1. A commercial AC power supply, a rectifier for converting the commercial AC power into DC, a chargeable DC power, a charging circuit for charging the DC power with the commercial AC power, and a DC booster for boosting the DC voltage. Unit, an inverter unit that converts a DC voltage output from the DC boost unit to a low-frequency rectangular wave voltage and supplies the same to the discharge lamp, and an igniter unit that applies a high-voltage pulse when the discharge lamp is started. The lighting device includes a voltage detection unit that detects the voltage of the DC power supply, and is turned on when the voltage of the DC power supply is lower than a predetermined value, and is used to turn on the discharge lamp from the commercial AC power supply to the DC boosting unit via the rectifying unit. And a second switch for turning on the power supply when the voltage of the DC power supply is higher than a predetermined value and supplying power for lighting the discharge lamp from the DC power supply to the DC booster. Switch A discharge lamp lighting device comprising:
【請求項2】 請求項1の直流昇圧部において、直流
昇圧部は電圧変換用のトランスを備え、該トランスは2
つの1次巻線を備え、一方の1次巻線には整流部の出力
が接続されており、他方の1次巻線には直流電源が接続
されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. The DC booster according to claim 1, wherein the DC booster includes a voltage conversion transformer.
Discharge lamp lighting device, comprising: one primary winding, an output of a rectifier connected to one primary winding, and a DC power supply connected to the other primary winding. .
【請求項3】 請求項2において、直流昇圧部とイン
バータ部の間で2つのユニットに分割したことを特徴と
する放電灯点灯装置。
3. The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the DC booster and the inverter are divided into two units.
【請求項4】 前記イグナイタ部は、前記インバータ
部の出力電圧を昇圧してコンデンサを充電するための第
1のトランスと、前記コンデンサの電圧を放電させて高
圧パルスを発生するための第2のトランスを備え、第1
のトランスと第2のトランスのコアは一体成形され、第
1のトランスの巻線と第2のトランスの巻線との間の磁
気結合係数を0.2〜0.5の範囲としたことを特徴と
する請求項1記載の放電灯点灯装置。
4. The igniter section includes a first transformer for boosting an output voltage of the inverter section to charge a capacitor, and a second transformer for discharging a voltage of the capacitor to generate a high-voltage pulse. Equipped with a transformer, the first
And the core of the second transformer are integrally formed, and the magnetic coupling coefficient between the winding of the first transformer and the winding of the second transformer is in the range of 0.2 to 0.5. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein
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