(57)【要約】【課題】放電灯の短絡により電源電圧が低下すると、Ｈブリッジ回路のハイサイドトランジスタのオンオフに支障が出る可能性がある。【解決手段】放電灯点灯回路１００において、Ｈブリッジ回路３０は、接地電位と直流の電源電圧Ｖｏとの間に直列に置かれたハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを２組含み、放電灯４に駆動電圧ＶＬを供給する。制御回路１０は、トランジスタのオンオフを制御する。２つのハイサイドトランジスタは、電源電圧Ｖｏを利用してオンされる。制御回路１０は、放電灯４の異常状態が所定の異常検出期間より長く続くと、駆動電圧ＶＬの供給を止めるための制御を行い、異常状態のなかでも電源電圧Ｖｏが所定の短絡検出電圧より低い状態が異常検出期間よりも短い短絡検出期間より長く続くと、駆動電圧ＶＬの供給を止めるための制御として、Ｈブリッジ回路３０に含まれる２つのハイサイドトランジスタをオフする。【選択図】図１
2010211949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電圧と直流の電源電圧との間に直列に置かれたハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを２組含み、駆動対象の放電灯に交流の駆動電圧を供給するＨブリッジ回路と、
前記２組のハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタのオンオフを制御する制御部と、を備え、
前記Ｈブリッジ回路に含まれる２つのハイサイドトランジスタは、前記電源電圧を利用してオンされ、
前記制御部は、前記放電灯の異常状態が所定の異常検出期間より長く続くと、前記駆動電圧の供給を止めるための制御を行い、前記異常状態のなかでも前記電源電圧が所定の短絡検出電圧より低い状態が前記異常検出期間よりも短い短絡検出期間より長く続くと、前記駆動電圧の供給を止めるための制御として、前記Ｈブリッジ回路に含まれる２つのハイサイドトランジスタをオフすることを特徴とする放電灯点灯回路。
【請求項２】
前記制御部は、前記電源電圧が前記短絡検出電圧より低い状態が前記短絡検出期間より長く続くと、前記Ｈブリッジ回路を通常通り動作させる通常動作期間と前記Ｈブリッジ回路に含まれる２つのハイサイドトランジスタをオフする両オフ期間とを繰り返す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】
前記制御部は、前記通常動作期間における前記電源電圧が前記短絡検出電圧よりも高いことを条件のひとつとして、前記Ｈブリッジ回路を通常の動作に復帰させることを特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯回路。
【請求項４】
前記通常動作期間は、前記交流の駆動電圧の半周期よりも短く設定されることを特徴とする請求項２または３に記載の放電灯点灯回路。
【請求項５】
前記両オフ期間は、前記通常動作期間より長く設定されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の放電灯点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯の異常を検出可能な放電灯点灯回路に関する。
【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、および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）。
【０００４】
放電灯に発生しうる異常としては、放電灯の端子が意図せず接地される地絡や、放電灯の両端子間が接触などにより低抵抗で導通する短絡や、電極の摩耗などにより放電灯にランプ電流が流れなくなる開放などがある。放電灯点灯回路は、このような異常を検出して放電灯の駆動を停止する機能を有することが望ましい。
【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】
放電灯の異常の検出について、本発明者は以下の課題を認識した。
Ｈブリッジ回路のハイサイドトランジスタをオンオフするために、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を利用する場合を考える。例えばブートストラップによってハイサイドトランジスタをオンオフする場合である。ここで放電灯が短絡するとＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は低下する。誤検出を避けるため、放電灯の短絡が生じてから放電灯点灯回路がその短絡を検出して放電灯の駆動を停止するまでには幾分時間がかかる。この間にＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧がハイサイドトランジスタのオンオフを決めるしきい値電圧よりも低くなると、ハイサイドトランジスタのオンオフ動作に支障が出る可能性がある。
【０００７】
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、電源電圧を低下させうる放電灯の異常が発生しても、電源電圧を利用したスイッチングを安定に行うことができる放電灯点灯回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、固定電圧と直流の電源電圧との間に直列に置かれたハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを２組含み、駆動対象の放電灯に交流の駆動電圧を供給するＨブリッジ回路と、２組のハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタのオンオフを制御する制御部と、を備える。Ｈブリッジ回路に含まれる２つのハイサイドトランジスタは、電源電圧を利用してオンされる。制御部は、放電灯の異常状態が所定の異常検出期間より長く続くと、駆動電圧の供給を止めるための制御を行い、異常状態のなかでも電源電圧が所定の短絡検出電圧より低い状態が異常検出期間よりも短い短絡検出期間より長く続くと、駆動電圧の供給を止めるための制御として、Ｈブリッジ回路に含まれる２つのハイサイドトランジスタをオフする。
【０００９】
「放電灯の異常状態」とは、放電灯の異常に起因して放電灯点灯回路のパラメータが所定の条件を満たすようになった状態であってもよい。
この態様によると、電源電圧が短絡検出電圧より低い状態が短絡検出期間より長く続いた場合に、Ｈブリッジ回路に含まれる２つのハイサイドトランジスタをオフすることにより、ハイサイドトランジスタをオンするために利用される電源電圧を高めることができる。
【００１０】
制御部は、電源電圧が短絡検出電圧より低い状態が短絡検出期間より長く続くと、Ｈブリッジ回路を通常通り動作させる通常動作期間とＨブリッジ回路に含まれる２つのハイサイドトランジスタをオフする両オフ期間とを繰り返してもよい。この場合、放電灯の短絡が続く場合は、通常動作期間において電源電圧が低下するので、電源電圧が短絡検出電圧より低い状態を保つことができる。
【００１１】
制御部は、通常動作期間における電源電圧が短絡検出電圧よりも高いことを条件のひとつとして、Ｈブリッジ回路を通常の動作に復帰させてもよい。この場合、放電灯の短絡が解消するとＨブリッジ回路を通常の動作に復帰させることができる。
【００１２】
通常動作期間は、交流の駆動電圧の半周期よりも短く設定されてもよい。
【００１３】
両オフ期間は、通常動作期間より長く設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源電圧を低下させうる放電灯の異常が発生しても、電源電圧を利用したスイッチングを安定に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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】ブリッジ制御部の構成を示す回路図である。
【図３】定常点灯状態において放電灯の短絡が生じた場合の、図２の異常検出部に含まれる信号の波形を示すタイムチャートである。
【図４】図１の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５】図５（ａ）、（ｂ）は、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６】放電灯に短絡が生じている状態で、ユーザが電源スイッチをオンして図１の放電灯点灯回路を起動する場合の、その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】
【００１６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００１７】
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。
【００１８】
実施の形態に係る放電灯点灯回路は、Ｈブリッジ回路を用いて放電灯を交流駆動する。放電灯点灯回路は、Ｈブリッジ回路のハイサイド側のトランジスタを駆動するためのブートストラップ回路を備える。放電灯の両端子が何らかの原因で短絡した場合、ランプ電流はその短絡した箇所を通して流れるが、Ｈブリッジ回路に供給される電源電圧は低下する。電源電圧が、ハイサイドのトランジスタを駆動するために必要な電圧を下回ると、ハイサイドのトランジスタのオンオフに支障をきたし得る。そこで本実施の形態に係る放電灯点灯回路では、短絡状態が所定の期間続くと、放電灯に間欠的に駆動電圧を供給する制御に切り替わる。放電灯への駆動電圧の供給を止めている期間では電源電圧が上昇する。これによりブートストラップ回路に接続された駆動用キャパシタを充電できるので、ハイサイドのトランジスタをより確実にオンオフすることが可能となる。
【００１９】
図１は、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を示す回路図である。放電灯点灯回路１００は、メタルハライドランプである車載用の放電灯４を駆動する。放電灯点灯回路１００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。放電灯点灯回路１００と放電灯４とは車両用灯具としてユニット化される。
【００２０】
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１００に供給される。
【００２１】
放電灯点灯回路１００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１００の詳細な構成を説明する。
【００２２】
放電灯点灯回路１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ、制御回路１０、スタータ回路２０、Ｈブリッジ回路３０、第１駆動用キャパシタＣ１、第２駆動用キャパシタＣ２、入力キャパシタＣｉｎ、第１ブートストラップ回路Ｂ１、第２ブートストラップ回路Ｂ２、電流検出抵抗Ｒ１、を備える。
【００２３】
入力キャパシタＣｉｎ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Ｃｉｎはトランス１４の近傍に設けられており、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ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。
【００２４】
放電灯点灯回路１００は、後述するランナップ期間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が好ましく、ここでは３１０Ｈｚに設定される。点灯周波数ｆ１の逆数を点灯周期Ｔ１（＝１／ｆ１＝３．２ｍｓ）という。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶは、バッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶは、非絶縁型のスイッチングレギュレータであり、トランス１４、整流ダイオードＤ１、出力キャパシタＣｏ、スイッチング素子Ｍ１、を含む。
【００２６】
トランス１４の１次コイルＬ１の一端と、２次コイルＬ２の一端とは、スイッチング素子Ｍ１のドレインと共通に接続されている。トランス１４の１次コイルＬ１とスイッチング素子Ｍ１は、入力キャパシタＣｉｎと並列に、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ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の他端は整流ダイオードＤ１のアノードと接続される。出力キャパシタＣｏは整流ダイオードＤ１のカソードと接地端子間に設けられる。
【００２７】
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の制御パルス信号Ｓｐが印加される。たとえばＰＷＭ周波数ｆ２は４００ｋＨｚである。スイッチング素子Ｍ１は、制御パルス信号Ｓｐ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１０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制御パルス信号Ｓｐのハイレベルとローレベルのデューティ比を調節する。
昇圧された直流の電源電圧Ｖｏは、後段のＨブリッジ回路３０に供給される。
【００２８】
Ｈブリッジ回路３０は、接地端子と電源電圧Ｖｏとの間に直列に置かれた第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第１ローサイドトランジスタＭＬ１と、同じく接地端子と電源電圧Ｖｏとの間に直列に置かれた第２ハイサイドトランジスタＭＨ２および第２ローサイドトランジスタＭＬ２と、を含み、放電灯４に交流の駆動電圧ＶＬを供給する。
第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第１ローサイドトランジスタＭＬ１、第２ローサイドトランジスタＭＬ２は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。
【００２９】
第１ハイサイドトランジスタＭＨ１は、第１ブートストラップ回路Ｂ１から供給される第１ハイサイド制御信号ＳＨ１によってそのオンオフが制御される。この第１ハイサイド制御信号ＳＨ１はバッテリ電圧Ｖｂａｔまたは電源電圧Ｖｏを利用して生成される。第２ハイサイドトランジスタＭＨ２は、第２ブートストラップ回路Ｂ２から供給される第２ハイサイド制御信号ＳＨ２によってそのオンオフが制御される。この第２ハイサイド制御信号ＳＨ２はバッテリ電圧Ｖｂａｔまたは電源電圧Ｖｏを利用して生成される。
第１ローサイドトランジスタＭＬ１および第２ローサイドトランジスタＭＬ２のオンオフは、各トランジスタのゲートに制御回路１０から供給される第１ローサイド制御信号ＳＬ１および第２ローサイド制御信号ＳＬ２によってそれぞれ制御される。
【００３０】
第１ハイサイドトランジスタＭＨ１と第１ローサイドトランジスタＭＬ１との第１接続点Ｎ１の第１出力電圧Ｖｏ１は、スタータ回路２０を介して放電灯４の一端Ｐ１に印加される。第２ハイサイドトランジスタＭＨ２と第２ローサイドトランジスタＭＬ２との第２接続点Ｎ２の第２出力電圧Ｖｏ２は、放電灯４の他端Ｐ２に印加される。
【００３１】
制御回路１０は、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第２ローサイドトランジスタＭＬ２のペアをオンする第１状態φ１と、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第１ローサイドトランジスタＭＬ１のペアをオンする第２状態φ２と、を交互に点灯周波数ｆ１で繰り返すことにより放電灯４に交流の駆動電圧ＶＬを供給する。
【００３２】
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（≒Ｖｏ）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（≒Ｖｏ）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。
【００３３】
第１ブートストラップ回路Ｂ１は、第１ベース信号ＳＨ１’がローレベルとなると、第１ハイサイド制御信号ＳＨ１を電源電圧Ｖｏと第１ハイサイドトランジスタＭＨ１のゲートエミッタ間電圧とを足し合わせた電圧よりも高い電圧の信号とする。これにより第１ハイサイドトランジスタＭＨ１に十分なゲートエミッタ間電圧が与えられ、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１がオンされる。この目的のため第１ブートストラップ回路Ｂ１は、一端が第１接続点Ｎ１と接続される第１駆動用キャパシタＣ１の他端と接続され、第１駆動用キャパシタＣ１に生じる第１両端電圧Ｖｃ１を利用する。
ここで第１ハイサイドトランジスタＭＨ１のゲートエミッタ間電圧とは、その電圧以上の電圧が第１ハイサイドトランジスタＭＨ１のゲートとエミッタとの間に印加されたとき第１ハイサイドトランジスタＭＨ１がオンする電圧である。
【００３４】
第１ブートストラップ回路Ｂ１は、第１ＢＳ抵抗５２と、第１ＢＳダイオード５４と、第２ＢＳ抵抗５６と、同じ向きで直列に接続された３つのツェナーダイオード（以降、第１ツェナーダイオードと称す）５８と、第１ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ６０と、第１ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ６２と、第３ＢＳ抵抗６４と、第４ＢＳ抵抗６６と、第１スイッチトランジスタ６８と、を含む。
第１ＢＳ抵抗５２の一端には電源電圧Ｖｏが印加される。第１ＢＳ抵抗５２の他端は第１ＢＳダイオード５４のアノードと接続される。第１ＢＳダイオード５４のカソードは、第４ＢＳ抵抗６６の一端、第１ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ６０のコレクタ、第１ツェナーダイオード５８のカソード、および第１駆動用キャパシタＣ１の他端と接続される。第１ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ６０のエミッタは第１ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ６２のエミッタと接続され、その接続ノードの信号が第２ＢＳ抵抗５６を介して第１ハイサイド制御信号ＳＨ１として第１ハイサイドトランジスタＭＨ１のゲートに供給される。第１ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ６２のコレクタおよび第１ツェナーダイオード５８のアノードには、第１接続点Ｎ１の第１出力電圧Ｖｏ１が印加される。第１ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ６０のベースと第１ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ６２のベースは共に第３ＢＳ抵抗６４の一端と接続される。第４ＢＳ抵抗６６の他端と第３ＢＳ抵抗６４の他端は共に第１スイッチトランジスタ６８のコレクタと接続される。第１スイッチトランジスタ６８のエミッタは接地され、ベースには第１ベース信号ＳＨ１’が入力される。
【００３５】
第１ツェナーダイオード５８の降伏電圧（３つのツェナーダイオードの降伏電圧の和）Ｖｚは、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１のゲートエミッタ間電圧よりも高い値、たとえば２０Ｖ、に設定される。
【００３６】
この第１ブートストラップ回路Ｂ１の構成によると、第１スイッチトランジスタ６８をオンとすると第１ハイサイド制御信号ＳＨ１はローレベルとなり第１ハイサイドトランジスタＭＨ１はオフとなる。この間第１駆動用キャパシタＣ１は、その第１両端電圧Ｖｃ１が第１ツェナーダイオード５８の降伏電圧Ｖｚ程度に達するまで充電される。第１スイッチトランジスタ６８がオフとなると、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１のゲートにはそのエミッタの電圧よりも第１両端電圧Ｖｃ１だけ高い電圧が印加され、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１がオンする。
【００３７】
第２ブートストラップ回路Ｂ２は、第１ブートストラップ回路Ｂ１と同様の回路トポロジーを有している。すなわち、第１ＢＳ抵抗５２、第１ＢＳダイオード５４、第２ＢＳ抵抗５６、第１ツェナーダイオード５８、第１ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ６０、第１ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ６２、第３ＢＳ抵抗６４、第４ＢＳ抵抗６６、第１スイッチトランジスタ６８はそれぞれ、第５ＢＳ抵抗７０、第２ＢＳダイオード７２、第６ＢＳ抵抗７４、第２ツェナーダイオード７６、第２ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ７８、第２ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ８０、第７ＢＳ抵抗８２、第８ＢＳ抵抗８４、第２スイッチトランジスタ８６に対応する。さらに第２駆動用キャパシタＣ２と第１駆動用キャパシタＣ１も対応している。
【００３８】
電流検出抵抗Ｒ１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Ｒ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶとＨブリッジ回路３０とを接続する接地配線上に設けられる。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）にランプ電流ＩＬが流れ、第２状態φ２においては、第２極性（図１中の左向き）にランプ電流ＩＬが流れる。電流検出抵抗Ｒ１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１０へ入力される。
【００３９】
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、放電灯４を起動する際に高電圧パルス（たとえば２０ｋＶ）を生成して放電灯４の一端Ｐ１に印加する。その結果、放電灯４がブレークダウンし、放電が開始する。
【００４０】
制御回路１０は、放電灯点灯回路１００全体を制御する機能ＩＣ（Integrated Circuit）を含み、放電灯点灯回路１００の動作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ために、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第１ローサイドトランジスタＭＬ１、第２ローサイドトランジスタＭＬ２、のオンオフを制御する。制御回路１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶの出力から電源電圧Ｖｏの情報を取得する。
【００４１】
制御回路１０は、放電灯４の異常を検出すると放電灯４への電力の供給を止めるための制御を行う。ここで放電灯４の異常には、上述の通り地絡、短絡、開放などが含まれる。放電灯４が短絡すると、電源電圧Ｖｏが低下する。放電灯４が開放となると、ランプ電流ＩＬが低下する。放電灯４が地絡すると、電源電圧Ｖｏが低下するとともにランプ電流ＩＬも低下する
【００４２】
制御回路１０は図２で後述するブリッジ制御部４０を含む。放電灯の異常に関して、制御回路１０はブリッジ制御部４０によって以下の３つの機能を実現している：
１．ブリッジ制御部４０は、電源電圧Ｖｏおよびランプ電流ＩＬを監視し、放電灯の異常状態が所定の異常検出期間ＰＴ１より長く続くと、放電灯の異常として検出する。放電灯の異常が検出されると、ブリッジ制御部４０は放電灯４への駆動電圧ＶＬの供給を止めるための制御を行う。
放電灯の異常状態とは、放電灯の異常に起因して放電灯点灯回路１００のパラメータが所定の条件を満たすようになった状態であり、放電灯の異常の種類のそれぞれに対して、対応する条件が定められる。放電灯の短絡であれば、ランプ電流ＩＬの低下は見られないが電源電圧Ｖｏが所定の短絡検出電圧Ｖｓｈより低い状態が異常検出期間ＰＴ１より長く続くと短絡であると判断される。
短絡検出電圧Ｖｓｈとは、放電灯４が短絡した状態にあると判定するのに十分な程度に低い電圧である。
【００４３】
２．ブリッジ制御部４０は、ランプ電流ＩＬの低下は見られないが電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈより低い状態が、異常検出期間ＰＴ１よりも短い短絡検出期間ＰＴ２より長く続くと、放電灯４への駆動電圧ＶＬの供給を止めるための制御として、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ハイサイドトランジスタＭＨ２を両方オフする。その後、ブリッジ制御部４０は、電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈより低い状態が続く限り、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ハイサイドトランジスタＭＨ２を両方オフとする両オフ期間ＰＴ３と、Ｈブリッジ回路３０を通常通り動作させる通常動作期間ＰＴ４とを交互に繰り返す。
通常動作期間ＰＴ４は、点灯周期Ｔ１の半分よりも短く設定される。ここでは特に通常動作期間ＰＴ４の長さは、点灯周期Ｔ１（３．２ｍｓ）の半分よりも小さい値である０．８ｍｓに設定される。
また、両オフ期間ＰＴ３の長さは、通常動作期間ＰＴ４の長さより長く設定される。ここでは特に、両オフ期間ＰＴ３の長さは通常動作期間ＰＴ４の長さ（０．８ｍｓ）の整数倍である６．４ｍｓ（＝０．８×８）に設定される。
【００４４】
このように両オフ期間ＰＴ３と通常動作期間ＰＴ４とを繰り返す理由は以下の通りである。電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈより低い状態が短絡検出期間ＰＴ２より長く続いて第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ハイサイドトランジスタＭＨ２の両方がオフとなった後、何もしなければ電源電圧Ｖｏはしばらく後に短絡検出電圧Ｖｓｈよりも高くなる。すると制御回路１０は異常状態が解消されたと判断して通常動作を開始する。しかしながら実際は放電灯４は短絡したままであるから、ふたたび電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈより低くくなり、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ハイサイドトランジスタＭＨ２の両方がオフとなる。異常検出期間ＰＴ１および短絡検出期間ＰＴ２の設定によっては、このサイクルにおいて電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈより低い状態が異常検出期間ＰＴ１より長くは続かない。したがって放電灯４の短絡をいつまでたっても検出できない場合もある。
そこで本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、両オフ期間ＰＴ３と通常動作期間ＰＴ４とを繰り返す。放電灯４の短絡が解消しない限り、通常動作期間ＰＴ４においては放電灯４の短絡によって電源電圧Ｖｏが減少する。したがって電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈより低い状態が異常検出期間ＰＴ１より長く続き、放電灯４の短絡を検出できるのである。
【００４５】
３．ブリッジ制御部４０は、通常動作期間ＰＴ４における電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈよりも高いことを条件のひとつとして、Ｈブリッジ回路３０を通常の動作に復帰させる。
【００４６】
なお、両オフ期間ＰＴ３においては第１ローサイドトランジスタＭＬ１および第２ローサイドトランジスタＭＬ２の両方もまたオフとされる。つまり両オフ期間ＰＴ３においては、Ｈブリッジ回路３０は、放電灯駆動に関する全てのトランジスタがオフとされるリセット状態に置かれる。これにより、短絡が生じている放電灯４と放電灯点灯回路１００の他の部分とを電気的に切り離すことができる。
【００４７】
図２は、ブリッジ制御部４０の構成を示す回路図である。ブリッジ制御部４０は、信号処理部４２、駆動信号生成部４４、動作停止部４６、異常検出部４８、を含む。
信号処理部４２は、電源電圧Ｖｏの情報および電流検出信号ＳＩＬを受け、電源電圧Ｖｏおよびランプ電流ＩＬが放電灯４の異常状態を示す条件を満たすか否かを判別する。ブリッジ制御部４０は、その判別の結果、定常点灯状態において電源電圧Ｖｏが所定の低管電圧、例えば３１Ｖよりも低くなるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）低管電圧信号ＳＶＬを生成する。ブリッジ制御部４０は、判別の結果、定常点灯状態において、電源電圧Ｖｏが所定の高管電圧、例えば６９Ｖよりも高くなるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）高管電圧信号ＳＶＨを生成する。ブリッジ制御部４０は、放電灯４のブレークダウンの後、ランプ電流ＩＬが所定の開放しきい値電流、例えば０．３Ａより小さくなるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）開放信号Ｓｏｐを生成する。ブリッジ制御部４０は、放電灯４のブレークダウンの後、電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈ、例えば１８Ｖよりも低くなるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）短絡信号Ｓｓｈを生成する。
【００４８】
信号処理部４２における上述の信号の生成を実現する信号処理には、公知の信号処理技術が用いられる。一例としては、入力信号の電圧と基準電圧とを比較する比較器を備える構成が用いられてもよい。
【００４９】
駆動信号生成部４４は、第１ベース信号ＳＨ１’、第２ベース信号ＳＨ２’、第１ローサイド制御信号ＳＬ１、第２ローサイド制御信号ＳＬ２、を生成して出力する。駆動信号生成部４４は、異常検出部４８からリセット信号Ｓｒｓｔを受ける。駆動信号生成部４４は、リセット信号Ｓｒｓｔにリセットを示す情報、例えば立ち上がりエッジが現れるとリセットされる。駆動信号生成部４４がリセットされると、駆動信号生成部４４は両オフ期間ＰＴ３の間Ｈブリッジ回路３０をリセット状態に置く。この間にリセット信号Ｓｒｓｔに現れる立ち上がりエッジは無視される。駆動信号生成部４４がリセットされた後両オフ期間ＰＴ３が経過すると、駆動信号生成部４４は再びＨブリッジ回路３０を通常通り駆動する。
【００５０】
異常検出部４８は、低管電圧信号ＳＶＬ、高管電圧信号ＳＶＨ、開放信号Ｓｏｐ、短絡信号Ｓｓｈ、を受け、放電灯４の異常を検出する。異常検出部４８は、低管電圧信号ＳＶＬ、高管電圧信号ＳＶＨ、開放信号Ｓｏｐ、のうちのいずれかが所定の第１異常検出期間ＰＴ５より長くハイレベルとなるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）停止信号Ｓｓｔを生成する。異常検出部４８は、短絡信号Ｓｓｈが第１異常検出期間ＰＴ５よりも短い第２異常検出期間ＰＴ６より長くハイレベルとなると、停止信号Ｓｓｔをアサートする（例えば、ハイレベルとする）。
【００５１】
放電灯４の短絡に関して異常検出部４８は、短絡信号Ｓｓｈが短絡検出期間ＰＴ２より長くハイレベルとなると、通常動作期間ＰＴ４の長さと等しい短絡周期Ｔ２で立ち上がりエッジを示すリセット信号Ｓｒｓｔを生成する。また、その後短絡が解消して短絡信号Ｓｓｈが短絡検出期間ＰＴ２より長くローレベルとなるとリセット信号Ｓｒｓｔのレベルを固定する。
なお、開放信号Ｓｏｐおよび短絡信号Ｓｓｈの両方がハイレベルとなる場合は、放電灯４が地絡状態にあると解釈できる。この場合もまた、異常検出部４８はリセット信号Ｓｒｓｔに通常動作期間ＰＴ４の長さと等しい短絡周期Ｔ２で立ち上がりエッジを生成する。
【００５２】
異常検出部４８は、第１ＡＮＤゲートＡＮＤ１、第２ＡＮＤゲートＡＮＤ２、第１ＯＲゲートＯＲ１、第２ＯＲゲートＯＲ２、第３ＯＲゲートＯＲ３、第１フィルタＦＩＬ１、第２フィルタＦＩＬ２、ＤフリップフロップＦＦ、カウンタＣＮＴ、を含む。
第１ＯＲゲートＯＲ１は、低管電圧信号ＳＶＬ、高管電圧信号ＳＶＨ、開放信号Ｓｏｐおよび短絡信号Ｓｓｈの論理和を第１フィルタＦＩＬ１に出力する。つまり低管電圧信号ＳＶＬ、高管電圧信号ＳＶＨ、開放信号Ｓｏｐおよび短絡信号Ｓｓｈのいずれかひとつでもハイレベルとなればハイレベルとなる第１信号Ｓ１が第１フィルタＦＩＬ１に入力される。
【００５３】
第１フィルタＦＩＬ１は、回路で発生しうる瞬間的なノイズなどによる放電灯の異常検出への影響を取り除くために設けられる。第１フィルタＦＩＬ１は、第１信号Ｓ１がハイレベルとなってから所定の第１フィルタ定数ＴＦ１、例えば１．６ｍｓ〜３．２ｍｓの範囲の定数の間、第１信号Ｓ１がハイレベルを保ち続けるとネゲートされる（例えば、ローレベルとなる）第１フィルタ信号Ｓｆ１を生成する。これにより、第１フィルタ定数ＴＦ１より短い時間幅を有するノイズによって第１ＯＲゲートＯＲ１の入力信号が乱されたとしても、それを放電灯４の異常として誤検出することを防ぐことができる。
【００５４】
第２フィルタＦＩＬ２もまた、第１フィルタＦＩＬ１と同様の目的で設けられる。第２フィルタＦＩＬ２は、短絡信号Ｓｓｈがハイレベルとなってから短絡検出期間ＰＴ２の長さと等しい第２フィルタ定数ＴＦ２、例えば１．６ｍｓの間、短絡信号Ｓｓｈがハイレベルを保ち続けるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）第２フィルタ信号Ｓｆ２を生成する。これにより、第２フィルタ定数ＴＦ２より短い時間幅を有するノイズによって短絡信号Ｓｓｈが乱されたとしても、それを放電灯４の短絡として誤検出することを防ぐことができる。また、第２フィルタＦＩＬ２は、短絡信号Ｓｓｈがローレベルとなってから第２フィルタ定数ＴＦ２の間、短絡信号Ｓｓｈがローレベルを保ち続けると第２フィルタ信号Ｓｆ２をネゲートする（ローレベルとする）。
【００５５】
第１ＡＮＤゲートＡＮＤ１は、地絡を検出するために、開放信号Ｓｏｐと短絡信号Ｓｓｈとの論理積である第２信号Ｓ２を出力する。
第２ＯＲゲートＯＲ２は、第２フィルタ信号Ｓｆ２と第２信号Ｓ２との論理和である第３信号Ｓ３をＤフリップフロップＦＦのリセット端子に出力する。
ＤフリップフロップＦＦのクロック端子には、異常検出部４８において生成されもしくは異常検出部４８の外部から供給されるクロック信号ＳＣＬＫが入力される。クロック信号ＳＣＬＫは所定のクロック周期Ｔ３、例えば通常動作期間ＰＴ４の長さ（＝短絡周期Ｔ２＝０．８ｍｓ）の半分である０．４ｍｓの周期を有する矩形波である。
【００５６】
ＤフリップフロップＦＦの反転出力端子から出力されるリセット信号ＳｒｓｔはＤフリップフロップＦＦのデータ端子に入力される。第３信号Ｓ３がローレベルの場合はＤフリップフロップＦＦはリセットされ、リセット信号Ｓｒｓｔはハイレベルを保つ。また、ＤフリップフロップＦＦの非反転出力端子から出力されるカウント増速信号Ｓｕｐはローレベルを保つ。第３信号Ｓ３がハイレベルとなると、ＤフリップフロップＦＦのリセットが解除され、カウント増速信号Ｓｕｐおよびリセット信号Ｓｒｓｔはいずれも、エッジがクロック信号ＳＣＬＫと同期し、周期がクロック周期Ｔ３の２倍、つまり短絡周期Ｔ２である矩形波となる。カウント増速信号Ｓｕｐとリセット信号Ｓｒｓｔの位相は１８０度ずれる。
【００５７】
カウンタＣＮＴは、第１フィルタ信号Ｓｆ１およびカウント増速信号Ｓｕｐを受ける。カウンタＣＮＴは、第１フィルタ信号Ｓｆ１がローレベルとなってから、第１異常検出期間ＰＴ５から第１フィルタ定数ＴＦ１を減じた期間の間、第１フィルタ信号Ｓｆ１がローレベルを維持するとハイレベルとなる第１異常信号Ｓａｂ１を生成する。第１異常検出期間ＰＴ５の長さは５００ｍｓに設定される。
【００５８】
カウンタＣＮＴは、カウント増速信号Ｓｕｐに短絡周期Ｔ２の矩形波が現れると、その矩形波を利用してカウントを増速する。カウント増速信号Ｓｕｐに矩形波が現れるのは、第２ＯＲゲートＯＲ２の出力がハイレベルとなる場合、つまり短絡の場合か地絡の場合である。したがって、短絡もしくは地絡の場合にはカウンタＣＮＴにおけるカウントが増速されることとなる。この場合、カウンタＣＮＴは第１フィルタ信号Ｓｆ１がローレベルとなってから、第２異常検出期間ＰＴ６から第１フィルタ定数ＴＦ１を減じた期間の間、第１フィルタ信号Ｓｆ１がローレベルを維持するとハイレベルとなる第２異常信号Ｓａｂ２を生成する。第２異常検出期間ＰＴ６の長さは１００ｍｓに設定される。
【００５９】
第２ＡＮＤゲートＡＮＤ２は、第２異常信号Ｓａｂ２とリセット信号Ｓｒｓｔとの論理積である信号を第３ＯＲゲートＯＲ３に出力する。第３ＯＲゲートＯＲ３は、その第２ＡＮＤゲートＡＮＤ２の出力信号と第１異常信号Ｓａｂ１との論理和を停止信号Ｓｓｔとして動作停止部４６に出力する。これにより、停止信号Ｓｓｔは、低管電圧状態、高管電圧状態、開放状態、のうちのいずれかひとつでも第１異常検出期間ＰＴ５より長く続くとハイレベルとなる。また、停止信号Ｓｓｔは、短絡状態もしくは地絡状態が第２異常検出期間ＰＴ６よりも長く続くとハイレベルとなる。
【００６０】
動作停止部４６は、停止信号Ｓｓｔを受け、停止信号Ｓｓｔがハイレベルとなると放電灯４への駆動電圧ＶＬの供給を止めるための制御を行う。この駆動電圧ＶＬの供給を止めるための制御には、例えばＨブリッジ回路３０をリセット状態に置くことや、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶのスイッチング素子Ｍ１をオフとすることが含まれる。
【００６１】
図３は、定常点灯状態において放電灯４の短絡が生じた場合の、図２の異常検出部４８に含まれる信号の波形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。図３は上から順に、短絡信号Ｓｓｈ、第２フィルタ信号Ｓｆ２、クロック信号ＳＣＬＫ、リセット信号Ｓｒｓｔ、第１ベース信号ＳＨ１’、第２ベース信号ＳＨ２’、を示す。
【００６２】
放電灯４に短絡が発生し、時刻ｔ１において電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈを下回ったとする。すると短絡信号Ｓｓｈがハイレベルとなる。
時刻ｔ１から第２フィルタ定数ＴＦ２後の時刻ｔ２において、第２フィルタＦＩＬ２の出力である第２フィルタ信号Ｓｆ２がハイレベルとなる。するとＤフリップフロップＦＦのリセットが解除され、ＤフリップフロップＦＦは０．８ｍｓ周期の矩形波をリセット信号Ｓｒｓｔに生成する。この矩形波はクロック信号ＳＣＬＫとエッジの位置が同期する。
時刻ｔ２の後にリセット信号Ｓｒｓｔに立ち上がりエッジが初めて現れる時刻ｔ３において、それまで第１状態φ１に対応する駆動を行っていた駆動信号生成部４４がリセットされる。すると第１ベース信号ＳＨ１’および第２ベース信号ＳＨ２’は両方ハイレベルとなり、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ハイサイドトランジスタＭＨ２が両方オフとされる。
【００６３】
時刻ｔ３から始まる両オフ期間ＰＴ３においては、第１ベース信号ＳＨ１’および第２ベース信号ＳＨ２’は両方ハイレベルに維持される。時刻ｔ３から両オフ期間ＰＴ３の長さである６．４ｍｓ後の時刻ｔ４において駆動信号生成部４４は通常通りの駆動を始める。ここでは第１状態φ１に対応する駆動を始めるものとする。したがって、時刻ｔ４において第１ベース信号ＳＨ１’はローレベルとなり第１ハイサイドトランジスタＭＨ１がオンされる。
ここで放電灯４の短絡状態が解消されていない場合、電源電圧Ｖｏは低下し短絡信号Ｓｓｈはハイレベルのままとなる。したがって時刻ｔ４の後にリセット信号Ｓｒｓｔに立ち上がりエッジが初めて現れる時刻ｔ５において、駆動信号生成部４４は再びリセットされる。この時刻ｔ４と時刻ｔ５との間の期間が通常動作期間ＰＴ４であり、長さは０．８ｍｓである。
【００６４】
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４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４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。
【００６５】
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ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶを起動すると共にＨブリッジ回路３０をリセット状態に置く。放電灯点灯回路１００はバッテリ電圧Ｖｂａｔを所定の高電圧（４００Ｖ）に昇圧して安定化する。
【００６６】
２．  ブレークダウン
時刻ｔ２において、スタータ回路２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶにより生成された４００Ｖの電源電圧Ｖｏを受け、２０ｋＶ以上の高電圧パルスを発生する。その結果、放電灯４の駆動電圧ＶＬは１５ｋＶ程度まで上昇してブレークダウンし、グロー放電が始まる。
【００６７】
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。
【００６８】
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、Ｈブリッジ回路３０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。
【００６９】
図５（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５（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５（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。
【００７０】
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、電源電圧Ｖｏ、ランプ電流ＩＬを監視し、フィードバックによって、スイッチング素子Ｍ１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５（ａ））
【００７１】
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５（ｂ））。なお、図５（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。
【００７２】
放電灯４に短絡が生じている状態で、ユーザが電源スイッチ８をオンして放電灯点灯回路１００を起動する場合を考える。図６は、この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６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６は上から順に、電源電圧Ｖｏ、第１両端電圧Ｖｃ１、第２ベース信号ＳＨ２’、第１ベース信号ＳＨ１’、第１ローサイド制御信号ＳＬ１、第２ローサイド制御信号ＳＬ２、を示す。
【００７３】
時刻ｔ１において電源スイッチ８がオンされる。その後程なくして電源電圧Ｖｏは４００Ｖに達する。Ｈブリッジ回路３０はリセット状態に置かれるので、第１駆動用キャパシタＣ１の第１両端電圧Ｖｃ１は降伏電圧Ｖｚである２０Ｖ程度まで充電される。
時刻ｔ２においてブレークダウンを開始するため、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ローサイドトランジスタＭＬ２がオンされるのであるが、放電灯４が短絡しているため、電源電圧Ｖｏはすぐに短絡検出電圧Ｖｓｈである１８Ｖを下回る。すると時刻ｔ２から第２フィルタ定数ＴＦ２経過し、さらに短絡周期Ｔ２だけ経過した後の時刻ｔ３においてＨブリッジ回路３０はリセット状態に置かれる。すると電源電圧Ｖｏは４００Ｖに回復し、第１両端電圧Ｖｃ１もまた２０Ｖに近づいてゆく。
時刻ｔ３から両オフ期間ＰＴ３の長さである６．４ｍｓ後の時刻ｔ４において、再び通常通りの動作が開始され、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ローサイドトランジスタＭＬ２がオンされる。短絡が解消していない場合、時刻ｔ４から短絡周期Ｔ２だけ経過した後の時刻ｔ５においてＨブリッジ回路３０はリセット状態に再び置かれる。
以降短絡が解消しない限り、第２異常検出期間ＰＴ６が経過するまで両オフ期間ＰＴ３と通常動作期間ＰＴ４との繰り返しが続く。この繰り返しが続く間、第１両端電圧Ｖｃ１は２０Ｖ程度に保たれ、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１は正常にオンオフされる。
【００７４】
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、従来の放電灯点灯回路に比べて以下の利点を有する。
【００７５】
（１）本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００によれば、ランプ電流ＩＬの低下は見られないが電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈを下回る期間が第２異常検出期間ＰＴ６より長くなると、放電灯４の短絡として検出して動作を停止するための制御を行う。加えて、電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈを下回る期間が短絡検出期間ＰＴ２よりも長くなると、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ハイサイドトランジスタＭＨ２を両方オフとする。放電灯４が短絡すると、電源電圧Ｖｏが低下し、それに伴いハイサイドトランジスタの駆動用キャパシタに充電される電圧が低下する。しかしながら放電灯点灯回路１００によれば、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１および第２ハイサイドトランジスタＭＨ２を両方オフとすることにより電源電圧Ｖｏを回復させてハイサイドトランジスタの駆動用キャパシタを再度十分に充電することが可能となる。これにより、第２異常検出期間ＰＴ６が経過するまでの間、駆動用キャパシタの両端電圧の低下によってハイサイドトランジスタのオンオフが不安定になることを避けることができる。
【００７６】
従来の放電灯点灯回路では、ＩＧＢＴであるハイサイドトランジスタが活性領域で使用された場合、そのハイサイドトランジスタにおける発熱が大きくなってトランジスタそのものに不具合が生じうる。したがって、上述のように本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００によって短絡時でもハイサイドトランジスタのオンオフを安定的に行うことは特に有益である。
【００７７】
また、従来の放電灯点灯回路では、ハイサイドトランジスタが活性領域で使用されている状態で電源電圧Ｖｏおよびランプ電流ＩＬが安定してしまう可能性もある。この場合電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈより高い値で安定してしまうと、放電灯の短絡を検出できないこととなり、好ましくない。したがって、上述のように本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００によって短絡時でもハイサイドトランジスタのオンオフを安定的に行うことは特に有益である。
【００７８】
（２）放電灯４の短絡が一時的な要因によって発生したものであって、第２異常検出期間ＰＴ６が経過する前に短絡が解消された場合、解消された後の通常動作期間ＰＴ４では、電源電圧Ｖｏが上昇する。両オフ期間ＰＴ３では当然電源電圧Ｖｏが上昇するので、短絡が解消された後のある通常動作期間ＰＴ４において、電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈよりも高くなる。
ここで本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、通常動作期間ＰＴ４における電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈよりも高いことを条件のひとつとして、Ｈブリッジ回路３０を通常の動作に復帰させる。したがって、第２異常検出期間ＰＴ６が経過する前に放電灯４の短絡が解消した場合に、放電灯４を引き続き通常通り駆動することができる。
【００７９】
特にノイズなどによる外的で一時的な要因で放電灯４が短絡した場合、その要因が解消すると短絡も解消する。本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、このような場合を、放電灯４の交換を必要とするような実質的な短絡ではないとして短絡の検出から除くことができる。
【００８０】
（３）短絡した放電灯４を通常通りに駆動すると、大きな短絡電流がＨブリッジ回路３０のオンとなっているトランジスタに流れる。そこで本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、通常動作期間ＰＴ４は、点灯周期Ｔ１の半分よりも短く設定される。これによりその大きな短絡電流が長い時間、ひとつのトランジスタに流れ続けることを防ぐことができる。
【００８１】
（４）また、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、両オフ期間ＰＴ３は、通常動作期間ＰＴ４より長く設定される。これにより、短絡電流により発熱したトランジスタが、より長い両オフ期間ＰＴ３の間冷却される。その結果、短絡が検出されて動作が停止するまでの間におけるＨブリッジ回路３０全体の発熱を低減でき、トランジスタに不具合が生じる可能性も低減できる。
【００８２】
（５）また、短絡または地絡に関する第２異常検出期間ＰＴ６は、その他の異常に関する第１異常検出期間ＰＴ５よりも短く設定される。これにより、Ｈブリッジ回路３０のトランジスタに大きな短絡電流、地絡電流が流れうる短絡または地絡の場合には、より速く放電灯点灯回路１００の動作を停止できる。これによりトランジスタに不具合が生じる可能性を低減できる。
【００８３】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの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。
【００８４】
実施の形態では、短絡検出電圧Ｖｓｈとは、放電灯４が短絡した状態にあると判定するのに十分な程度に低いしきい値電圧である場合について説明したがこれに限られない。例えば、短絡検出電圧Ｖｓｈは、Ｈブリッジ回路３０のハイサイドトランジスタのしきい値電圧、例えばゲートエミッタ間電圧に基づいて定めてもよい。この場合、ハイサイドトランジスタに十分なゲートエミッタ間電圧をより確実に供給できる。
また、短絡検出電圧Ｖｓｈがゲートエミッタ間電圧よりも高く設定されてもよい。この場合、電源電圧Ｖｏがゲートエミッタ間電圧を下回る前に短絡状態を検出して両オフ期間ＰＴ３を設定できる。これにより、駆動用キャパシタの電圧の低下をより好適に防ぐことができる。
【００８５】
実施の形態では、両オフ期間ＰＴ３においてＨブリッジ回路３０をリセット状態に置く場合について説明したが、これに限られない。例えば、両オフ期間ＰＴ３において、第１ローサイドトランジスタＭＬ１および第２ローサイドトランジスタＭＬ２を両方オンとしてもよい。この場合、両オフ期間ＰＴ３においては短絡した放電灯４の両端を接地できるので、放電灯４の短絡による放電灯点灯回路１００の他の部分への影響を低減することができる。
【００８６】
実施の形態に係る放電灯点灯回路の制御回路またはその一部にマイコンを用いてもよい。
【００８７】
実施の形態では、車両用の放電灯を駆動する放電灯点灯回路を例に説明したが、本発明の用途はこれに限定されず、放電灯の異常を検出する機能を有する放電灯点灯回路に広く適用できる。
【００８８】
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。
【００８９】
実施の形態では、Ｈブリッジ回路３０の４つのトランジスタはＩＧＢＴである場合について説明したが、これに限られない。これらのトランジスタは、すべてＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであってもよいし、あるいは、バイポーラトランジスタであってもよい。
【００９０】
実施の形態では、ランプ電流ＩＬが開放しきい値電流より小さくなり、かつ電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈよりも低くなると放電灯４の地絡とし、ランプ電流ＩＬは開放しきい値電流より大きいが電源電圧Ｖｏが短絡検出電圧Ｖｓｈよりも低くなると放電灯４の短絡とする場合について説明したが、これに限られない。例えば、電源電圧Ｖｏが所定の短絡地絡検出電圧、例えば１８Ｖを下回ると放電灯の短絡もしくは地絡のいずれかであるとしてもよい。
【００９１】
実施の形態では、第２異常検出期間ＰＴ６は第１異常検出期間ＰＴ５よりも短い場合について説明したが、これに限られない。例えば、第１異常検出期間ＰＴ５の長さと第２異常検出期間ＰＴ６の長さとを等しく設定してもよい。
【００９２】
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】
【００９３】
４  放電灯、  ６  車載バッテリ、  ８  電源スイッチ、  １０  制御回路、  ２０  スタータ回路、  ３０  Ｈブリッジ回路、  ４０  ブリッジ制御部、  ４２  信号処理部、  ４４  駆動信号生成部、  ４６  動作停止部、  ４８  異常検出部、  １００  放電灯点灯回路、  Ｖｏ  電源電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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