(57)【要約】【課題】ダブルコンバータ型の放電灯点灯回路においては地絡の検出は困難である。【解決手段】放電灯点灯回路の制御回路１０は、通常動作モードと地絡確認モードとを有する。制御回路１０は、放電灯を流れる駆動電流が地絡検出電流よりも小さくかつ第１出力電圧Ｖｏ１が地絡検出電圧より低い第１想定地絡状態を検出するか、または駆動電流が地絡検出電流よりも小さくかつ第２出力電圧Ｖｏ２が地絡検出電圧より低い第２想定地絡状態を検出すると地絡確認モードに入る。地絡確認モードでは、第１想定地絡状態が継続する間は第１ＤＣ／ＤＣコンバータをアクティブ状態に固定し、第１想定地絡状態が確認時間より長く続くと放電灯の駆動を止めるための制御を行う。また、第２想定地絡状態が継続する間は第２ＤＣ／ＤＣコンバータをアクティブ状態に固定し、第２想定地絡状態が確認時間より長く続くと放電灯の駆動を止めるための制御を行う。【選択図】図２
2010257794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ状態において、駆動対象の放電灯の一端に第１駆動電圧を印加する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、
アクティブ状態において、前記放電灯の他端に第２駆動電圧を印加する第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
通常動作モードと地絡確認モードとを有する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記通常動作モードでは、前記第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータを所定の点灯周期で交互にアクティブ状態に設定することにより前記放電灯に交流の駆動電圧を印加し、
前記放電灯を流れる駆動電流が所定の第１地絡検出電流よりも小さくかつ前記第１駆動電圧が所定の第１地絡検出電圧より低い第１想定地絡状態を検出するかまたは前記放電灯を流れる駆動電流が所定の第２地絡検出電流よりも小さくかつ前記第２駆動電圧が所定の第２地絡検出電圧より低い第２想定地絡状態を検出すると前記地絡確認モードに入り、
前記地絡確認モードでは、前記第１想定地絡状態が継続する間は前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータをアクティブ状態に固定し、前記第１想定地絡状態が所定の第１確認時間より長く続くと前記放電灯の駆動を止めるための制御を行い、前記第２想定地絡状態が継続する間は前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータをアクティブ状態に固定し、前記第２想定地絡状態が所定の第２確認時間より長く続くと前記放電灯の駆動を止めるための制御を行うことを特徴とする放電灯点灯回路。
【請求項２】
前記制御回路は、前記地絡確認モードでは、アクティブ状態に固定されたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を前記通常動作モードにおけるそのＤＣ／ＤＣコンバータのアクティブ状態での出力電力よりも小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記地絡確認モードでは、前記第１想定地絡状態が前記第１確認時間が経過する前に解消されると前記通常動作モードに復帰し、前記第２想定地絡状態が前記第２確認時間が経過する前に解消されると前記通常動作モードに復帰することを特徴とする請求項１または２に記載の放電灯点灯回路。
【請求項４】
駆動対象の放電灯に流れる駆動電流が所定の地絡検出電流よりも小さくかつ前記放電灯に印加される駆動電圧が所定の地絡検出電圧よりも低い想定地絡状態を検出すると、前記放電灯に供給する駆動電力を通常動作時に供給する駆動電力よりも小さく設定するステップと、
前記想定地絡状態が所定の確認時間より長く続くと前記放電灯の駆動を止めるための制御を行うステップと、
前記想定地絡状態が前記確認時間が経過する前に解消されると通常動作に復帰するステップと、を含むことを特徴とする放電灯点灯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯を交流駆動する放電灯点灯回路および放電灯を交流駆動するための放電灯点灯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、前照灯などの車両用灯具として、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えて、メタルハライドランプ（以下、放電灯と称する）が利用されている。放電灯は、ハロゲンランプに比べて発光効率、長寿命が得られる反面、駆動電圧として数十〜数百Ｖが必要であるため、１２Ｖもしくは２４Ｖの車載バッテリでは直接駆動することができず、放電灯点灯回路（バラストとも称される）が必要となる。
【０００３】
放電灯を点灯する方式は、直流駆動と交流駆動に分類されるが、直流駆動すると放電のアークが非対称となり、発光プロファイルが不均一となるため、車両用灯具としての利用には適さず、車両用灯具では交流駆動するのが一般的である。放電灯を１０ｋＨｚ以上の高周波で交流駆動すると、放電管内の気流と点灯周波数が共振する現象（音響共鳴などと呼ばれる）が発生し、放電アークが不安定になるという問題が発生する。そこで現在では、直流駆動と高周波交流駆動の双方のデメリットを解消するために、１０ｋＨｚ以下の低周波で駆動する方式（低周波駆動方式と呼ばれる）が主流となっている。
【０００４】
放電灯点灯回路は、バッテリ電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を交流変換するＨブリッジ回路などのスイッチング回路と、スタータ回路と、これらの回路ブロックを制御する制御回路とを備えている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２９７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いま、放電灯の両端にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、それらを交互に動作させることにより、放電灯の両端に交流の駆動電圧を供給し、交流点灯する回路構成について考察する。本出願人はかかる回路構成（以下、ダブルコンバータ型と称する）を、特願２００８−２９９６３８にて提案している。
【０００７】
以下、放電灯の端子が予期せずわずかな地絡抵抗を介して接地されてしまう状態を地絡状態と呼ぶ。例えば、放電灯への配線の絶縁材が破れて中の導体が車両用灯具のフレームに触れてしまう状態が地絡状態に当たる。
放電灯点灯回路における地絡状態の検出に関して、本発明者は以下の課題を認識した。
【０００８】
ダブルコンバータ型の回路構成において地絡状態が発生した場合、地絡が発生した側の放電灯の端子に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータが動作するフェーズでは地絡状態に特有の電気的状態を検出できるが、他方のＤＣ／ＤＣコンバータが動作するフェーズではそのような状態は検出されない。したがって、全体として地絡状態の検出は困難である。
【０００９】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、放電灯を交流駆動する放電灯点灯回路において、地絡状態を適切に検出しうる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある態様は、放電灯点灯回路に関する。この放電灯点灯回路は、アクティブ状態において、駆動対象の放電灯の一端に第１駆動電圧を印加する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、アクティブ状態において、放電灯の他端に第２駆動電圧を印加する第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、通常動作モードと地絡確認モードとを有する制御回路と、を備える。制御回路は、通常動作モードでは、第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータを所定の点灯周期で交互にアクティブ状態に設定することにより放電灯に交流の駆動電圧を印加し、放電灯を流れる駆動電流が所定の第１地絡検出電流よりも小さくかつ第１駆動電圧が所定の第１地絡検出電圧より低い第１想定地絡状態を検出するかまたは放電灯を流れる駆動電流が所定の第２地絡検出電流よりも小さくかつ第２駆動電圧が所定の第２地絡検出電圧より低い第２想定地絡状態を検出すると地絡確認モードに入り、地絡確認モードでは、第１想定地絡状態が継続する間は第１ＤＣ／ＤＣコンバータをアクティブ状態に固定し、第１想定地絡状態が所定の第１確認時間より長く続くと放電灯の駆動を止めるための制御を行い、第２想定地絡状態が継続する間は第２ＤＣ／ＤＣコンバータをアクティブ状態に固定し、第２想定地絡状態が所定の第２確認時間より長く続くと放電灯の駆動を止めるための制御を行う。
【００１１】
この態様によると、地絡状態を検出するための地絡確認モードを設けることにより、地絡状態を地絡状態として検出し、放電灯の駆動を止めるための制御を行うことができる。
【００１２】
制御回路は、地絡確認モードでは、アクティブ状態に固定されたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を通常動作モードにおけるそのＤＣ／ＤＣコンバータのアクティブ状態での出力電力よりも小さく設定してもよい。この場合、地絡確認モードにおいて、放電灯の駆動を止めるための制御が行われるまでの間、アクティブ状態に固定されたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を小さくできる。
【００１３】
制御回路は、地絡確認モードでは、第１想定地絡状態が第１確認時間が経過する前に解消されると通常動作モードに復帰し、第２想定地絡状態が第２確認時間が経過する前に解消されると通常動作モードに復帰してもよい。この場合、地絡確認モードから通常動作モードに復帰する機会を提供できる。
【００１４】
本発明の別の態様は、放電灯点灯方法である。この方法は、駆動対象の放電灯に流れる駆動電流が所定の地絡検出電流よりも小さくかつ放電灯に印加される駆動電圧が所定の地絡検出電圧よりも低い想定地絡状態を検出すると、放電灯に供給する駆動電力を通常動作時に供給する駆動電力よりも小さく設定するステップと、想定地絡状態が所定の確認時間より長く続くと放電灯の駆動を止めるための制御を行うステップと、想定地絡状態が確認時間が経過する前に解消されると通常動作に復帰するステップと、を含む。
【００１５】
この態様によると、想定地絡状態を検出した場合に、放電灯の駆動を止めるための制御が行われるまでの間、放電灯に供給する駆動電力を通常動作時に供給する駆動電力よりも小さくすることができる。また、通常動作に復帰する機会も与えられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のある態様によれば、放電灯を交流駆動する放電灯点灯回路において、地絡状態を適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】比較例及び実施の形態に係る放電灯点灯回路およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態に係る放電灯点灯回路の制御回路の構成を示す回路図である。
【図３】実施の形態に係る放電灯点灯回路の動作状態を示すタイムチャートである。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る放電灯点灯回路のＤＣ期間後の動作状態を示すタイムチャートである。
【図５】定常点灯状態において放電灯の一端側に地絡が発生した場合の実施の形態に係る放電灯点灯回路の動作状態を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には適宜同一の符号を付するものとし、重複した説明は省略する。また、各図面において説明上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、電圧、電流あるいは抵抗などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値あるいは抵抗値を表すものとして用いることとする。
【００１９】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２０】
まず比較例に係る放電灯点灯回路７００の構成を基に、本発明者が認識した改善すべき点を説明する。
図１は、比較例に係る放電灯点灯回路７００およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。後述するが、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００も図１に示される。放電灯点灯回路７００は、車載用のメタルハライドランプである放電灯４を駆動する。放電灯点灯回路７００および放電灯４は、車両用灯具に搭載される。放電灯点灯回路７００は、車載バッテリ（以下、単にバッテリと称する）６、電源スイッチ８と接続される。
【００２１】
バッテリ６は、１２Ｖ（もしくは２４Ｖ）の直流のバッテリ電圧Ｖｂａｔを発生する。電源スイッチ８は放電灯４の点灯のオン、オフを制御するために設けられたリレースイッチであり、バッテリ６と直列に設けられる。電源スイッチ８がオンとなると、バッテリ６からバッテリ電圧Ｖｂａｔが放電灯点灯回路７００に供給される。
【００２２】
放電灯点灯回路７００は、平滑化されたバッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧し、交流変換して放電灯４へと供給する。以下、放電灯点灯回路７００の詳細な構成を説明する。
【００２３】
放電灯点灯回路７００は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２、制御回路７１０、スタータ回路２０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、電流検出抵抗Ｒｄ、入力キャパシタＣ１、を備える。
【００２４】
入力キャパシタＣ１は、バッテリ６と並列に設けられ、バッテリ電圧Ｖｂａｔを平滑化する。より具体的には、入力キャパシタＣ１は第１トランス１４、第２トランス１６の近傍に設けられており、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２のスイッチング動作に対する電圧平滑化の機能を果たす。
【００２５】
制御回路７１０は、放電灯点灯回路７００全体を制御する機能ＩＣ（Integrated Circuit）を含み、放電灯点灯回路７００の駆動シーケンスを制御するとともに、放電灯４に供給する電力を調節する。制御回路７１０は、以下の駆動シーケンスを実行することにより放電灯４を点灯させ、その光出力を安定化させる。
１．  電源投入
２．  ブレークダウン
３．  ＤＣ期間
４．  ランナップ
５．  定常点灯
各シーケンスの詳細は後述する。
【００２６】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２は、放電灯４に対する駆動電圧ＶＬを生成する駆動電圧生成部を形成する。駆動電圧生成部は、ランナップおよび定常点灯期間において、放電灯４の両端間に点灯周波数ｆ１の交流の駆動電圧ＶＬを供給する。点灯周波数ｆ１は１０ｋＨｚ以下、さらには２５０Ｈｚ〜７５０Ｈｚ程度に設定されることが好ましく、本比較例では３１２．５Ｈｚに設定される。点灯周波数ｆ１の逆数を点灯周期Ｔ１（＝１／ｆ１）という。点灯周期Ｔ１は３．２ｍｓである。
【００２７】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１は、絶縁型のスイッチングレギュレータであり、第１スイッチング素子Ｍ１、第１トランス１４、第１整流ダイオードＤ１、第１出力キャパシタＣｏ１を含む。第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１のトポロジーは一般的なものであるため簡潔に説明する。
【００２８】
第１トランス１４の１次コイルＬ１と第１スイッチング素子Ｍ１は、入力キャパシタＣ１と並列に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１の入力端子Ｐｉｎと接地端子（ＧＮＤ）との間に直列に設けられている。たとえば第１スイッチング素子Ｍ１はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で構成される。第１トランス１４の２次コイルＬ２の一端は接地されており、その他端は第１整流ダイオードＤ１のアノードと接続される。第１出力キャパシタＣｏ１は第１整流ダイオードＤ１のカソードと接地端子間に設けられる。
【００２９】
第１スイッチング素子Ｍ１の制御端子（ゲート）には、点灯周波数ｆ１より高いＰＷＭ周波数ｆ２の第１制御パルス信号Ｓ１が印加される。たとえばＰＷＭ周波数ｆ２は４００ｋＨｚである。第１スイッチング素子Ｍ１は、第１制御パルス信号Ｓ１がハイレベルのときオン、ローレベルのときオフする。制御回路７１０は、放電灯４の電気的状態にもとづいてフィードバックによって第１制御パルス信号Ｓ１のハイレベルとローレベルのデューティ比を調節する。
【００３０】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１は、アクティブ状態と非アクティブ状態が切り換え可能であり、アクティブ状態において、放電灯４の一端Ｐ１に第１出力電圧Ｖｏ１を供給する。
【００３１】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１と同様の回路トポロジーを有している。すなわち、第１整流ダイオードＤ１と第２整流ダイオードＤ２、第１出力キャパシタＣｏ１と第２出力キャパシタＣｏ２、第１トランス１４と第２トランス１６、第１スイッチング素子Ｍ１と第２スイッチング素子Ｍ２は対応している。第２スイッチング素子Ｍ２のオン、オフは、放電灯４の電気的状態にもとづいたフィードバックによって、制御回路７１０が生成する第２制御パルス信号Ｓ２によって制御される。
【００３２】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２も、アクティブ状態と非アクティブ状態が切り換え可能であり、アクティブ状態において、放電灯４の他端Ｐ２に第２出力電圧Ｖｏ２を供給する。
【００３３】
第１スイッチＳＷ１は、放電灯４の一端Ｐ１側に設けられ、オン状態において、放電灯４の一端Ｐ１と固定電圧端子（接地端子）との間を電気的に導通させる。第２スイッチＳＷ２は、放電灯４の他端Ｐ２側に設けられ、オン状態において、放電灯４の他端Ｐ２と固定電圧端子（接地端子）との間を電気的に導通させる。第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）もしくはＭＯＳＦＥＴが好適であるが、その他の代替デバイスを用いても構わない。第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２それぞれのオン、オフ状態は、制御回路７１０からの第１制御信号Ｓ３、第２制御信号Ｓ４に応じて制御される。
【００３４】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２は、点灯周波数ｆ１で相補的にアクティブ状態と非アクティブ状態を繰り返す。つまり第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブな期間と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブな期間とはそれぞれ、点灯周期Ｔ１の半周期となる。以下、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブな状態を第１状態φ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブな状態を第２状態φ２と称する。第１スイッチＳＷ１は第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブのとき、つまり第２状態φ２においてオンし、第２スイッチＳＷ２は第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブのとき、つまり第１状態φ１においてオンする。
【００３５】
第１状態φ１においては、放電灯４の一端Ｐ１に第１出力電圧Ｖｏ１が、他端Ｐ２に接地電圧（０Ｖ）が印加され、その結果、放電灯４には、駆動電圧ＶＬ（≒Ｖｏ１）が第１極性にて印加される。第２状態φ２においては、放電灯４の他端Ｐ２に第２出力電圧Ｖｏ２が、一端Ｐ１に接地電圧が印加され、その結果、放電灯４には、駆動電圧ＶＬ（≒Ｖｏ２）が第１極性と反対の第２極性にて印加される。
【００３６】
ランナップおよび定常点灯期間において、制御回路７１０は、第１状態φ１と第２状態φ２とを点灯周期Ｔ１にて交互に繰り返す。その結果、放電灯４には、交流の駆動電圧ＶＬが供給される。
【００３７】
電流検出抵抗Ｒｄは、放電灯４に流れるランプ電流ＩＬの経路上に設けられる。図１の回路では電流検出抵抗Ｒｄは、共通接続された第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２のエミッタと、接地端子との間に設けられる。第１状態φ１においては、放電灯４に第１極性（図１中の右向き）に流れるランプ電流が流れ、第２状態φ２においては、第２極性（図１中の左向き）に流れるランプ電流が流れる。電流検出抵抗Ｒｄには、第１状態φ１、第２状態φ２のそれぞれにおいて、ランプ電流ＩＬに比例した電圧降下（電流検出信号ＳＩＬと称する）が発生する。電流検出信号ＳＩＬは、制御回路７１０へ入力される。
【００３８】
スタータ回路２０は、放電灯４をブレークダウンさせるために設けられる。スタータ回路２０は、スタータトランス２２およびパルス発生部２８を含む。パルス発生部２８は、スタータトランス２２の１次コイル２４に対して、振幅が４００Ｖ〜１ｋＶのパルス電圧を印加する。その結果、２次コイル２６側には、スタータトランス２２の巻線比に応じた高電圧パルス（たとえば２０ｋＶ）が発生し、放電灯４に印加される。その結果、放電灯４がブレークダウンし、放電が開始する。
【００３９】
放電灯点灯回路７００において、地絡状態が発生した場合を考える。
この場合、放電灯４に供給されるべきランプ電流は地絡抵抗を介して接地に逃げてしまうので、放電灯４は消灯する。電流検出抵抗Ｒｄにランプ電流ＩＬが流れないので、ランプ電流ＩＬは検出されなくなる。地絡抵抗が小さいことから駆動電圧ＶＬも低下する。そこで、検出される駆動電圧ＶＬの絶対値が所定の地絡検出電圧ＶＧよりも低く、且つ検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が所定の地絡検出電流ＩＧよりも小さい状態は、地絡状態が発生しているかもしれない状態（以下、想定地絡状態と言う）であると言える。ここで地絡検出電圧ＶＧは、通常点灯時の駆動電圧ＶＬより低い値であり、地絡検出電流ＩＧは、放電灯４が消灯していると考えられる電流である。放電灯４が水銀を使用しない放電灯である場合、地絡検出電圧ＶＧは１８Ｖ、地絡検出電流ＩＧは０．３Ａとされる。
【００４０】
本発明者は、比較例に係る放電灯点灯回路７００において、地絡状態を適切に検出できるか否かを検証した。表１は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１側、例えば放電灯４の一端Ｐ１付近で地絡が生じた場合の動作の様子を示す表である。
【表１】
2010257794.tif 000003
表２は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２側、例えば放電灯４の他端Ｐ２付近で地絡が生じた場合の動作の様子を示す表である。
【表２】
2010257794.tif 000004
なお、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２の出力オープン時の出力電圧目標値は４００Ｖに設定され、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１の出力オープン時の出力電圧目標値は４００Ｖに設定されている。
【００４１】
表１および表２からも理解されるとおり、比較例に係る放電灯点灯回路７００において地絡状態が発生すると、点灯周期Ｔ１（３．２ｍｓ）の半周期（１．６ｍｓ）毎に想定地絡状態を検出する／しないを繰り返す。地絡が発生している放電灯４の端子側に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータがアクティブ状態に設定される半周期（１．６ｍｓ）では想定地絡状態が検出されるが、反対側のＤＣ／ＤＣコンバータがアクティブ状態に設定される半周期（１．６ｍｓ）では想定地絡状態が検出されない。
【００４２】
比較例に係る放電灯点灯回路７００において、想定地絡状態が点灯周期Ｔ１（３．２ｍｓ）の半周期（１．６ｍｓ）よりも短い期間継続すると地絡状態が発生していると判断して、放電灯４の駆動を停止するための制御を行うことも考えられる。しかしながら、点灯周期Ｔ１の半周期（１．６ｍｓ）で地絡状態かどうかを判断するのは、あまりにも短時間での判断であり、誤検出が生じる可能性がある。したがって比較例に係る放電灯点灯回路７００にそのような出力地絡フェールセーフ機能を採用することはできない。
【００４３】
比較例に係る放電灯点灯回路７００では、地絡状態が発生した場合、検出されるランプ電流ＩＬが放電灯４が消灯していると考えられる電流値よりも小さい状態が継続するので、最終的には出力オープンフェールセーフ機能が作動して放電灯４の駆動が停止される。この出力オープンフェールセーフ機能が作動するためにはランプ電流ＩＬが小さい状態が５００ｍｓ継続する必要がある。なお、出力オープンは、予期せず放電灯４が消灯する状態であり、例えば駆動電圧ＶＬをかけても放電灯４にアークが形成されなくなる状態である。
【００４４】
比較例に係る放電灯点灯回路７００では、出力オープンを検出するための機能に依拠して地絡を検出することになる。しかしながらこれでは、放電灯４の駆動が停止された場合に、地絡が生じて停止されたのか、出力オープンが生じて停止されたのかすぐに判別することは難しい。これは原因の究明という観点からは好ましくない。やはり、地絡状態は地絡状態として検出し、出力地絡フェールセーフ機能を作動させるべきである。
【００４５】
また、放電灯４の一端Ｐ１付近で地絡が生じた場合を考える。第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブ状態に設定される半周期では、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１が出力する電流は、一端Ｐ１付近から地絡抵抗を通じて接地に流れ、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１の接地端子から第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１に戻り、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１の２次コイルＬ２および第１整流ダイオードＤ１に流れる。さらに、地絡状態が発生すると上述の通り第１出力電圧Ｖｏ１は低下し、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値も小さくなる。したがって制御回路７１０は出力電力が小さいと判断し、第１制御パルス信号Ｓ１のデューティ比を上げて第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１の出力電力を上昇させようとする。以上の結果、特に第１整流ダイオードＤ１に大きな電流（以降、地絡電流と呼ぶ）が流れ、そこでの電力損失および発熱が大きくなりうる。
【００４６】
極性が切り替わって第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブ状態に設定されると、放電灯４は消灯しているので、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２は出力オープン制御（ＯＣＶ制御とも言う）される。出力オープン制御は、出力側がオープンとなっていると判断されるときの通常の制御であり、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２はその出力電圧が４００Ｖとなるよう制御される。そして、再度極性が切り替わって第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブ状態に設定されると、一端Ｐ１付近での地絡状態が解消していない限り、第１整流ダイオードＤ１に再び大きな地絡電流が流れることとなる。この大きな地絡電流は、連続して流れる訳ではないが、出力オープンフェールセーフ機能が作動するまでの期間（５００ｍｓ）の半分の期間（２５０ｍｓ）は流れる。これにより、第１整流ダイオードＤ１における電力損失が過大となり、安全性が損なわれ得る。
【００４７】
このような改善すべき点に鑑み、本発明者は実施の形態に係る放電灯点灯回路１００を創作した。
以下、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００およびそれに接続される部材の構成について説明する。放電灯点灯回路１００は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２、制御回路１０、スタータ回路２０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、電流検出抵抗Ｒｄ、入力キャパシタＣ１、を備える。実施の形態に係る放電灯点灯回路１００と比較例に係る放電灯点灯回路７００との主な違いは、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００の制御回路１０が、通常動作モードに加えて地絡確認モードを有する点である。
【００４８】
制御回路１０は、通常動作モードでは、第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、ＣＯＮＶ２を点灯周期Ｔ１で交互にアクティブ状態に設定することにより放電灯４に交流の駆動電圧ＶＬを印加する。
【００４９】
制御回路１０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブ状態に設定される半周期（第１状態φ１）において、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が地絡検出電流ＩＧよりも小さくかつ検出される第１出力電圧Ｖｏ１が地絡検出電圧ＶＧより低い第１想定地絡状態を検出すると地絡確認モードに入る。また、制御回路１０は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブ状態に設定される半周期（第２状態φ２）において、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が地絡検出電流ＩＧよりも小さくかつ検出される第２出力電圧Ｖｏ２が地絡検出電圧ＶＧより低い第２想定地絡状態を検出すると地絡確認モードに入る。
【００５０】
地絡確認モードにおいては、制御回路１０は以下の３つの機能を有する。
１．制御回路１０は、第１想定地絡状態が継続する間は第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１をアクティブ状態に固定し、第１想定地絡状態が所定の確認時間Ｔｃより長く続くと放電灯４の駆動を止めるための制御を行う。制御回路１０は、第２想定地絡状態が継続する間は第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２をアクティブ状態に固定し、第２想定地絡状態が確認時間Ｔｃより長く続くと放電灯４の駆動を止めるための制御を行う。
２．制御回路１０は、アクティブ状態に固定されたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を通常動作モードにおけるそのＤＣ／ＤＣコンバータのアクティブ状態での出力電力よりも小さく設定する。
３．制御回路１０は、第１想定地絡状態が確認時間Ｔｃが経過する前に解消されると通常動作モードに復帰し、第２想定地絡状態が確認時間Ｔｃが経過する前に解消されると通常動作モードに復帰する。
【００５１】
図２は、制御回路１０の構成を示す回路図である。制御回路１０は図２に示される部材以外にも放電灯点灯回路１００を機能させるための他の部材を含むが、説明を明瞭とするため、それらの部材は図２では省略される。
制御回路１０は、状態検出回路３０、電力制御回路３２、駆動信号生成回路３４、極性制御回路３６、地絡タイマ回路３８、を含む。
【００５２】
状態検出回路３０は、電流検出信号ＳＩＬ、第１出力電圧Ｖｏ１、第２出力電圧Ｖｏ２を受け、放電灯４の電気的状態を検出する。状態検出回路３０は、放電灯４に供給されている駆動電力（ＶＬ×ＩＬ）を示す電力情報信号Ｓｐを電力制御回路３２に出力する。
状態検出回路３０は、第１状態φ１において第１想定地絡状態を検出するか、または第２状態φ２において第２想定地絡状態を検出するとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）想定地絡信号ＳＧを生成する。状態検出回路３０は、第１想定地絡状態または第２想定地絡状態を検出している期間は想定地絡信号ＳＧをハイレベルに保つ。状態検出回路３０は想定地絡信号ＳＧを、駆動信号生成回路３４、極性制御回路３６、地絡タイマ回路３８のそれぞれに出力する。制御回路１０は、想定地絡信号ＳＧがハイレベルに遷移すると地絡確認モードに入り、想定地絡信号ＳＧがハイレベルを保持する間は地絡確認モードを維持する。
【００５３】
電力制御回路３２は、誤差増幅器４０、位相補償回路４２、基準電圧源４４、を含む。
誤差増幅器４０は、電力情報信号Ｓｐの電圧と基準電圧源４４によって生成される基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差を増幅し、誤差出力信号Ｓｅｒｒを生成する。基準電圧Ｖｒｅｆの値は所望の目標電力を基に設定される。
位相補償回路４２は、誤差出力信号Ｓｅｒｒの位相を電力情報信号Ｓｐの位相に対して補償し、制御回路１０全体の発振を防止する。位相補償回路４２は、電力情報信号Ｓｐと誤差出力信号Ｓｅｒｒとの間に並列に設けられた位相補償キャパシタＣ２および位相補償抵抗Ｒ３を含む。
誤差出力信号Ｓｅｒｒは後述するようにＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を変化させる。制御回路１０全体から見ると、電力情報信号Ｓｐの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆに近づくような制御、つまり放電灯４に供給される駆動電力が目標電力に近づくような制御が行われる。
【００５４】
駆動信号生成回路３４は、ＰＷＭコンパレータ４６、鋸波生成回路４８、出力先選択回路５０、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３スイッチＳＷ３、を含む。
誤差出力信号Ｓｅｒｒは第１抵抗Ｒ１を介してＰＷＭコンパレータ４６の非反転入力端子に入力される。第１抵抗Ｒ１とＰＷＭコンパレータ４６の非反転入力端子との間の第１接続ノードＮ１には、第２抵抗Ｒ２の一端が接続される。第２抵抗Ｒ２の他端は、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタである第３スイッチＳＷ３がオンされると接地される。第３スイッチＳＷ３のコレクタには第２抵抗Ｒ２の他端が接続され、エミッタは接地される。第３スイッチＳＷ３のベースには想定地絡信号ＳＧが入力される。第１接続ノードＮ１における信号をしきい値信号Ｓｔｈと呼び、しきい値信号Ｓｔｈの電圧をＰＷＭしきい値電圧Ｖｔｈと呼ぶ。
【００５５】
鋸波生成回路４８は、ＰＷＭ周波数ｆ２の三角波状あるいはのこぎり波状の周期電圧を有する周期信号Ｓｏｓｃを生成する。
ＰＷＭコンパレータ４６は、しきい値信号Ｓｔｈを周期信号Ｓｏｓｃと比較することによりＰＷＭ信号ＳＰＷＭを生成する。
【００５６】
出力先選択回路５０は後述するインバータ信号ＳＩＮＶと、ＰＷＭ信号ＳＰＷＭと、駆動停止信号ＳＳＴＯＰと、を受ける。出力先選択回路５０は、ＰＷＭ信号ＳＰＷＭを増幅するバッファ回路を含んで構成される。出力先選択回路５０は、インバータ信号ＳＩＮＶがハイレベルをとる場合、増幅されたＰＷＭ信号ＳＰＷＭを第１制御パルス信号Ｓ１として第１スイッチング素子Ｍ１の制御端子に出力する。この際、出力先選択回路５０は第２制御パルス信号Ｓ２をローレベルに固定して第２スイッチング素子Ｍ２をオフとする。
【００５７】
出力先選択回路５０は、インバータ信号ＳＩＮＶがローレベルをとる場合、増幅されたＰＷＭ信号ＳＰＷＭを第２制御パルス信号Ｓ２として第２スイッチング素子Ｍ２の制御端子に出力する。この際、出力先選択回路５０は第１制御パルス信号Ｓ１をローレベルに固定して第１スイッチング素子Ｍ１をオフとする。
出力先選択回路５０は、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを検出すると、第１制御パルス信号Ｓ１、第２制御パルス信号Ｓ２共にローレベルに固定してＤＣ／ＤＣコンバータの駆動を停止する。
【００５８】
第１想定地絡状態または第２想定地絡状態が検出されて想定地絡信号ＳＧがハイレベルとなると、第３スイッチＳＷ３がオンされ、第１接続ノードＮ１のＰＷＭしきい値電圧Ｖｔｈが低下する。つまり、地絡確認モードではない通常動作モードにおける第１接続ノードＮ１のＰＷＭしきい値電圧ＶｔｈをＶｔｈ（通常時）と表現すると、想定地絡信号ＳＧがハイレベルとなった場合（地絡確認モード）のＰＷＭしきい値電圧Ｖｔｈ（Ｖｔｈ（地絡確認時））は、
【数１】
2010257794.tif 000005
と表される。これにより、地絡確認モードに入ると、ＰＷＭコンパレータ４６が出力するＰＷＭ信号ＳＰＷＭのデューティ比が小さくなる。すると、アクティブ状態に設定されているＤＣ／ＤＣコンバータ、つまりＰＷＭ信号ＳＰＷＭが出力されている方のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力が通常動作モードにおけるそれよりも小さくなる。第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２との比は、地絡確認モードにおいて所望のデューティ比が得られるように決定される。
【００５９】
極性制御回路３６は、インバータ信号ＳＩＮＶを生成して出力先選択回路５０に供給する。インバータ信号ＳＩＮＶは、第１状態φ１と第２状態φ２とで相補的なレベルを取る信号である。ここではインバータ信号ＳＩＮＶは、第１状態φ１においてハイレベルとなり、第２状態φ２においてローレベルとなる信号である。極性制御回路３６は、インバータ信号ＳＩＮＶに、想定地絡信号ＳＧがハイレベルに遷移する時点でのレベル（極性）を保持させる。例えば、想定地絡信号ＳＧがハイレベルに遷移する時点でインバータ信号ＳＩＮＶがハイレベルであった場合（第１状態φ１で地絡が発生した場合）、その後想定地絡信号ＳＧがローレベルに遷移するまでインバータ信号ＳＩＮＶはハイレベルのままとなる。これにより、第１想定地絡状態が継続する間は第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブ状態に固定される。また、想定地絡信号ＳＧがハイレベルに遷移する時点でインバータ信号ＳＩＮＶがローレベルであった場合（第２状態φ２で地絡が発生した場合）、その後想定地絡信号ＳＧがローレベルに遷移するまでインバータ信号ＳＩＮＶはローレベルのままとなる。これにより、第２想定地絡状態が継続する間は第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブ状態に固定される。また上述の通り、想定地絡信号ＳＧがハイレベルとなると、アクティブ状態に設定されているＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力が通常動作時よりも小さくなるので、地絡確認モードにおいて極性制御回路３６によってアクティブ状態に固定されたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力は通常動作モードにおけるそれよりも小さくなると言える。
【００６０】
極性制御回路３６は、インバータ５２、発振器５４、ＡＮＤゲート５６、Ｄフリップフロップ５８、ドライバ回路６０、を含む。
インバータ５２は、想定地絡信号ＳＧの論理反転を生成してＡＮＤゲート５６に出力する。発振器５４は、点灯周波数ｆ１（３１２．５Ｈｚ）の２倍の６２５Ｈｚの矩形波を生成してＡＮＤゲート５６に出力する。ＡＮＤゲート５６は、インバータ５２の出力と発振器５４の出力との論理積をクロック信号Ｓ５としてＤフリップフロップ５８のクロック端子に出力する。想定地絡信号ＳＧがローレベルのとき、つまり通常動作モードにおいては、クロック信号Ｓ５は６２５Ｈｚの矩形波となる。想定地絡信号ＳＧがハイレベルのとき、つまり地絡確認モードにおいては、クロック信号Ｓ５はローレベルを維持する。
【００６１】
Ｄフリップフロップ５８は、クロック信号Ｓ５を２分周する。Ｄフリップフロップ５８のデータ端子にはＤフリップフロップ５８の反転出力端子から出力されるインバータ信号ＳＩＮＶが入力される。通常動作モードにおいては、インバータ信号ＳＩＮＶは、点灯周波数ｆ１（３１２．５Ｈｚ）の矩形波となる。想定地絡信号ＳＧがハイレベルとなってクロック信号Ｓ５がローレベルとなると、インバータ信号ＳＩＮＶは想定地絡信号ＳＧがハイレベルに遷移した時点でのレベルを維持する。
【００６２】
ドライバ回路６０は、インバータ信号ＳＩＮＶを増幅するバッファ回路を含んで構成される。ドライバ回路６０は、増幅されたインバータ信号ＳＩＮＶを第２制御信号Ｓ４として第２スイッチＳＷ２の制御端子に出力する。ドライバ回路６０は、増幅されたインバータ信号ＳＩＮＶを論理反転した信号を第１制御信号Ｓ３として第１スイッチＳＷ１の制御端子に出力する。
ドライバ回路６０には、駆動停止信号ＳＳＴＯＰが入力される。ドライバ回路６０は、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを検出すると、第１制御信号Ｓ３、第２制御信号Ｓ４共にローレベルとして第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２を共にオフする。
【００６３】
なお、後述するＤＣ期間の間は、発振器５４が生成する矩形波の周波数は５０Ｈｚの２倍の１００Ｈｚに設定される。また、電源投入からブレークダウンまでの間は発振器５４の出力のレベルは固定される。
【００６４】
地絡タイマ回路３８は、想定地絡信号ＳＧがハイレベルを保持する期間の長さをカウントし、その期間の長さが確認時間Ｔｃより長くなると駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを生成する。出力先選択回路５０およびドライバ回路６０についての説明で述べた通り、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスが生成されると、放電灯４の駆動を止めるための制御が行われる。確認時間Ｔｃは、いわば地絡状態が起こっているかどうかを確認するための時間である。確認時間Ｔｃは、地絡の誤検出を防げる程度に長く、かつ地絡電流による第１整流ダイオードＤ１もしくは第２整流ダイオードＤ２での損失が許容範囲に入る程度に短い値、例えば１００ｍｓに設定される。確認時間Ｔｃは実験により定められてもよい。
【００６５】
なお、第１想定地絡状態が検出されて想定地絡信号ＳＧがハイレベルとなった後、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスが生成される前に第１想定地絡状態が解消されると想定地絡信号ＳＧはローレベルに戻る。すると地絡タイマ回路３８におけるカウントはリセットされ、駆動信号生成回路３４および極性制御回路３６の説明からも分かる通り制御回路１０は通常動作モードに復帰する。第２想定地絡状態についても同様である。
ここで第１想定地絡状態が解消される、とは、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が地絡検出電流ＩＧよりも大きくなるかまたは検出される第１出力電圧Ｖｏ１が地絡検出電圧ＶＧより高くなることを言う。第２想定地絡状態が解消される、とは、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が地絡検出電流ＩＧよりも大きくなるかまたは検出される第２出力電圧Ｖｏ２が地絡検出電圧ＶＧより高くなることを言う。
【００６６】
以上が放電灯点灯回路１００の構成である。続いてその動作を、シーケンスに従って説明する。図３は、放電灯点灯回路１００の動作状態を示すタイムチャートである。図３の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。
【００６７】
１．  電源投入
時刻ｔ１においてユーザが電源スイッチ８をオンすると、放電灯点灯回路１００が起動する。制御回路１０は第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１をアクティブ状態、第１スイッチＳＷ１をオフ状態とし（第１状態φ１）、バッテリ電圧Ｖｂａｔを所定の高電圧（４００Ｖ）に昇圧して安定化する。
【００６８】
２．  ブレークダウン
スタータ回路２０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１により生成された４００Ｖの第１出力電圧Ｖｏ１を受ける。パルス発生部２８は振幅４００Ｖのパルスをスタータトランス２２の１次コイル２４に印加する。図３に示すように、このときスタータトランス２２の２次コイル２６には、２０ｋＶ以上の高電圧パルスが発生する。その結果、放電灯４の駆動電圧は１３〜１５ｋＶ程度まで上昇して時刻ｔ２においてブレークダウンし、グロー放電が始まる。
【００６９】
３．  ＤＣ期間φＤＣ
ブレークダウンの後、制御回路１０はまず第１状態φ１においてランプ電流ＩＬを第１極性の向きにおよそ１０ｍｓの間流す制御を行う。次に制御回路１０は、第２状態φ２に切り替え、ランプ電流ＩＬを第２極性の向きにおよそ１０ｍｓの間流す制御を行う。この期間をＤＣ期間φＤＣと呼ぶこととする。このＤＣ期間φＤＣにおいてグロー放電からアーク放電へと移行させる。
【００７０】
ＤＣ期間φＤＣが終了してアーク放電が安定すると、制御回路１０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２および第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２を制御して、点灯周期Ｔ１にて交互に第１状態φ１と第２状態φ２とを繰り返す。
【００７１】
図４（ａ）、（ｂ）は、放電灯点灯回路１００のＤＣ期間φＤＣ後の動作状態を示すタイムチャートである。図４（ａ）、（ｂ）の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ランナップ過程および定常点灯時の波形を示している。
【００７２】
４．  ランナップ
アーク放電の成長にともない、放電灯４の光出力が上昇していく。光出力の立ち上がりは規格で定められており、規格にマッチした光出力（電力）が得られるように、制御回路１０は、第１出力電圧Ｖｏ１、第２出力電圧Ｖｏ２、ランプ電流ＩＬを監視し、フィードバックによって、第１スイッチング素子Ｍ１、第２スイッチング素子Ｍ２のオン・オフのデューティ比を調節する。放電灯点灯回路１００は、ランナップ期間において放電灯４の光出力を急速に上昇させるため、一時的に定格電力より高い過電力を供給し、その後、ランプ電圧を４５Ｖ、ランプ電流ＩＬを０．８Ａに安定化して定格電力（３５Ｗ）に近づけていく。（図４（ａ））
【００７３】
５．  定常点灯
ランナップ過程を経て、放電灯４の光出力が安定化すると、放電灯４に供給される電力が定格値３５Ｗに安定化される（図４（ｂ））。なお、図４（ａ）、（ｂ）に示される駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの波形は、見やすさのために簡略化したものであり、実際には２５０Ｈｚ〜７５０Ｈｚの周波数を有している。
【００７４】
図５は、定常点灯状態において放電灯４の一端Ｐ１側に地絡が発生した場合の放電灯点灯回路１００の動作状態を示すタイムチャートである。図５の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。図５では上から、駆動電圧ＶＬ、ランプ電流ＩＬ、想定地絡信号ＳＧ、インバータ信号ＳＩＮＶ、駆動停止信号ＳＳＴＯＰ、が示される。
【００７５】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブ状態に設定される第１状態φ１の途中の時刻ｔ１において放電灯４の一端Ｐ１側に地絡が発生したとする。すると、放電灯４は消灯し、駆動電圧ＶＬ（≒第１出力電圧Ｖｏ１）は地絡検出電圧ＶＧより低くなり、ランプ電流ＩＬの絶対値は地絡検出電流ＩＧよりも小さくなる。状態検出回路３０は、第１想定地絡状態を検出して想定地絡信号ＳＧをハイレベルにする。極性制御回路３６は、想定地絡信号ＳＧがハイレベルに遷移したことを受けて、インバータ信号ＳＩＮＶをハイレベル、つまり第１状態φ１に固定する。
第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブ状態に固定されるので、放電灯４の一端Ｐ１側の地絡状態が解消しない限り、駆動電圧ＶＬ（≒第１出力電圧Ｖｏ１）は地絡検出電圧ＶＧより低いままとなり、ランプ電流ＩＬの絶対値は地絡検出電流ＩＧよりも小さいままとなる。これにより、想定地絡信号ＳＧはハイレベルを維持する。
地絡タイマ回路３８は、想定地絡信号ＳＧがハイレベルを維持する期間の長さが確認時間Ｔｃである１００ｍｓに達する時刻ｔ２において、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを生成する。放電灯点灯回路１００は放電灯４の駆動を停止するための状態とされる。
なお、図５においては、時刻ｔ１以降の駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬがゼロとなるように示されているが、実際はゼロではないゼロに近い値であってもよいし、ゼロであってもよい。
【００７６】
以上が実施の形態に係る放電灯点灯回路１００の動作である。この放電灯点灯回路１００は、以下の利点を有する。
【００７７】
（１）実施の形態に係る放電灯点灯回路１００によれば、地絡状態を検出するための地絡確認モードを設けることにより、地絡状態を地絡状態として検出し、出力地絡フェールセーフ機能を作動させることができる。これにより、フェールセーフ機能が作動して放電灯４の駆動が停止した場合でも、それが地絡によるものなのかそうでないのかを容易に判断することができる。
【００７８】
（２）また、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、点灯周期Ｔ１の半周期（１．６ｍｓ）よりも十分長い時間を、地絡状態が起こっているかどうかを確認するための時間である確認時間Ｔｃとして設定することができる。これにより、地絡を誤検出する可能性を低減できる。
【００７９】
（３）比較例に係る放電灯点灯回路７００では、出力オープンフェールセーフ機能に依拠して地絡状態を検出するため、地絡状態が発生した後、出力オープンフェールセーフ機能が作動するまで（５００ｍｓ）待ってからでないと放電灯４の駆動を停止することができない。この５００ｍｓという値は出力オープンフェールセーフ機能の要請に基づいて決定されるため、地絡の検出という観点から自由に設定することはできない。そこで実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、地絡の検出という観点から地絡タイマ回路３８における確認時間Ｔｃを自由に設定できる。例えば確認時間Ｔｃを、出力オープンフェールセーフ機能の５００ｍｓよりも短い１００ｍｓに設定することによって、地絡状態が発生した場合に地絡電流が流れる第１整流ダイオードＤ１または第２整流ダイオードＤ２における電力損失を軽減することができる。
【００８０】
（４）また、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、地絡確認モードにおいては、アクティブ状態に固定されたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力は通常動作モードにおけるそのＤＣ／ＤＣコンバータのアクティブ状態での出力電力よりも小さく設定される。したがって、地絡状態が発生した場合に第１整流ダイオードＤ１または第２整流ダイオードＤ２に流れる地絡電流を小さくすることができる。これにより、第１整流ダイオードＤ１または第２整流ダイオードＤ２における電力損失をさらに軽減することができる。
【００８１】
（５）また、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００は、地絡確認モードにおいては、想定地絡状態が確認時間Ｔｃが経過する前に解消されると通常動作モードに復帰する。これにより、フェールセーフ機能が作動する前に地絡状態が解消された場合に、通常動作に復帰する機会を提供できる。
【００８２】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８３】
実施の形態では、第１想定地絡状態および第２想定地絡状態の両方で同じ地絡検出電圧ＶＧおよび同じ地絡検出電流ＩＧを使用する場合について説明したが、これに限られない。例えば、第１想定地絡状態を、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が所定の第１地絡検出電流よりも小さくかつ検出される第１出力電圧Ｖｏ１が所定の第１地絡検出電圧よりも低い状態とし、第２想定地絡状態を、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が第１地絡検出電流よりも小さくかつ検出される第２出力電圧Ｖｏ２が第１地絡検出電圧とは異なる第２地絡検出電圧よりも低い状態としてもよい。また、第２想定地絡状態を、検出されるランプ電流ＩＬの絶対値が第１地絡検出電流とは異なる第２地絡検出電流よりも小さくかつ検出される第２出力電圧Ｖｏ２が第１地絡検出電圧とは異なる第２地絡検出電圧よりも低い状態としてもよい。これらの場合、それぞれのＤＣ／ＤＣコンバータの特性に合わせて適切に想定地絡状態を検出する条件を設定できる。
【００８４】
実施の形態では、制御回路１０は、第１想定地絡状態および第２想定地絡状態の両方について同じ確認時間Ｔｃを使用する場合について説明したが、これに限られない。例えば、制御回路は、第１想定地絡状態が所定の第１確認時間より長く続くと放電灯４の駆動を止めるための制御を行い、第２想定地絡状態が第１確認時間とは異なる第２確認時間より長く続くと放電灯４の駆動を止めるための制御を行ってもよい。この場合、それぞれのＤＣ／ＤＣコンバータの特性に合わせて適切に出力地絡フェールセーフ機能を設定できる。
【００８５】
実施の形態では、ドライバ回路６０は、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを検出すると、第１制御信号Ｓ３、第２制御信号Ｓ４共にローレベルとして第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２を共にオフする場合について説明したが、これに限られない。ドライバ回路６０は、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを検出すると、第１制御信号Ｓ３、第２制御信号Ｓ４共にハイレベルとしてもよいし、パルスを検出した時点の状態を維持してもよい。つまりドライバ回路６０は、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを検出すると、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２の駆動を止めればよい。
【００８６】
実施の形態では、出力先選択回路５０は、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスを検出すると、第１制御パルス信号Ｓ１、第２制御パルス信号Ｓ２共にローレベルに固定してＤＣ／ＤＣコンバータの駆動を停止する場合について説明したが、これに限られない。制御回路１０は、駆動停止信号ＳＳＴＯＰにパルスが現れると第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１および第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２の駆動を停止する構成とされればよい。
【００８７】
実施の形態では、地絡確認モードにおいては、ＰＷＭコンパレータ４６の入力側の第１接続ノードＮ１から電流をシンクすることによりＰＷＭ信号ＳＰＷＭのデューティ比を下げる場合について説明したが、これに限られない。例えば、鋸波生成回路４８で生成される周期信号Ｓｏｓｃの鋸波の傾きを増やしてもよい。この場合、地絡確認モードにおいて所望のデューティ比が与えられるように、周期信号Ｓｏｓｃの鋸波の傾きを調節できる。
【００８８】
実施の形態では、制御回路１０は、地絡確認モードでは、第１想定地絡状態が継続する間は第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１をアクティブ状態に固定し、第２想定地絡状態が継続する間は第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２をアクティブ状態に固定する場合について説明したが、これに限られない。地絡状態が発生した場合に、地絡電流が流れる第１整流ダイオードＤ１または第２整流ダイオードＤ２の負担を軽減するという目的により着目して、制御回路は以下の３つの機能を有してもよい。
１．第１状態φ１または第２状態φ２において、ランプ電流ＩＬが所定の第３地絡検出電流よりも小さくかつ駆動電圧ＶＬが所定の第３地絡検出電圧よりも低い第３想定地絡状態を検出すると、放電灯４に供給する駆動電力を通常動作時に供給する駆動電力よりも小さく設定する機能。
２．第３想定地絡状態が所定の確認時間より長く続くと放電灯４の駆動を止めるための制御を行う機能。
３．第３想定地絡状態が確認時間が経過する前に解消されると通常動作に復帰する機能。
【００８９】
実施の形態では、正の出力電圧Ｖｏ１、Ｖｏ２を生成して、放電灯４に印加する場合（正極点灯と称する）について説明したが、負の出力電圧Ｖｏ１、Ｖｏ２を生成して放電灯４を駆動してもよい（負極点灯と称する）。この場合、図１における第１整流ダイオードＤ１、第２整流ダイオードＤ２の向き、第１、第２トランス１４、１６それぞれの２次巻線の極性、および各トランスの２次巻線側に接続されたスイッチング素子Ｍ１、Ｍ２の向きを反転すればよい。
【００９０】
実施の形態に係る放電灯点灯回路１００の制御回路１０またはその一部にマイコンを用いてもよい。
【００９１】
実施の形態では、車両用の放電灯４を駆動する放電灯点灯回路１００を例に説明をしたが、本発明の用途はこれに限定されず、出力側の地絡状態を検出する必要のある、ＤＣ／ＤＣコンバータを２つ備えた放電灯点灯回路に広く適用できる。
【００９２】
実施の形態で説明した回路において、信号のハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。
【００９３】
実施の形態にもとづき、特定の語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
４  放電灯、  ６  バッテリ、  ８  電源スイッチ、  １０  制御回路、  ２０  スタータ回路、  ３０  状態検出回路、  ３２  電力制御回路、  ３４  駆動信号生成回路、  ３６  極性制御回路、  ３８  地絡タイマ回路、  １００，７００  放電灯点灯回路、  ＩＬ  ランプ電流、  ＶＬ  駆動電圧、  Ｖｏ１  第１出力電圧、  Ｖｏ２  第２出力電圧、  ＣＯＮＶ１  第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、  ＣＯＮＶ２  第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、  Ｔｃ  確認時間。
【図１】
2010257794.tif 000006
【図２】
2010257794.tif 000007
【図３】
2010257794.tif 000008
【図４】
2010257794.tif 000009
【図５】
2010257794.tif 000010