(57)【要約】【課題】出力端間の短絡による過電流を防止することができる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】電源電圧Ｖｉｎを所望の直流電圧Ｖ１に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ回路１と、直流電圧Ｖ１を交流電圧Ｖ２に変換して放電灯４に出力するＤＣ−ＡＣインバータ回路２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１およびＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作を制御する制御回路３と、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２の出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態を検出する短絡検出部８とを備え、短絡検出部８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１が変換動作を開始する前に、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２の出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であるか否かを判定する。【選択図】図１
2014022088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ回路と、
前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に出力するＤＣ−ＡＣインバータ回路と、
前記コンバータ回路および前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の変換動作を制御する制御回路と、
前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間の短絡を検出する短絡検出部とを備え、
前記短絡検出部は、前記コンバータ回路が変換動作を開始する前に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であるか否かを判定することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記短絡検出部が前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であると判定した場合、前記コンバータ回路および前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の変換動作を停止状態に維持することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記短絡検出部は、前記制御回路が前記コンバータ回路の変換動作を開始させるトリガーが発生する度に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であるか否かを判定し、
前記制御回路は、前記短絡検出部が前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態ではないと判定した場合、前記コンバータ回路および前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の変換動作を開始させることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記コンバータ回路が変換動作を開始する前に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間に直流電力を供給する直流電力供給手段を備え、
前記短絡検出部は、前記直流電力供給手段の出力電流を検出する短絡電流検出部と、前記短絡電流検出部の検出値が閾値以上である場合に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であると判定する短絡判定部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路は、前記コンバータ回路が出力する前記直流電圧の高電位側に接続される高電位側のスイッチング素子と、前記直流電圧の低電位側に接続される低電位側のスイッチング素子とを有し、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子とがオン・オフされることで前記直流電圧を前記交流電圧に変換し、
前記短絡電流検出部は、前記低電位側のスイッチング素子に並列接続され、
前記制御回路は、前記コンバータ回路が変換動作を開始する前は、前記低電位側のスイッチング素子をオフ状態に維持することを特徴とする請求項４に記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用前照灯を負荷に適用した放電灯点灯装置ものが知られている。このような放電灯点灯装置は、車両に搭載された直流電源から供給される直流電力を、トランスを有するＤＣ−ＤＣコンバータ回路を用いて所望の直流電圧に変換し、この直流電圧をＤＣ−ＡＣインバータ回路を用いて交流電圧に変換する。そして、この交流電圧を放電灯に印加することで、放電灯を交流点灯させる。具体的には、トランスの一次電流は、一次用半導体スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴを用いて制御されることで、放電灯の状況（例えば電極温度）に応じて放電灯に供給する電力が制御可能となっている。また、従来では、放電灯を交流点灯させるために、ＤＣ−ＡＣインバータ回路は４つのスイッチング素子を用いてフルブリッジ回路を構成し、各スイッチング素子がオン・オフ制御されることで、放電灯に供給する電流の向きを交互に反転させている。
【０００３】
また、放電灯を始動させるためには電極間の絶縁を破壊する必要がある。そこで、放電灯の電極間を絶縁破壊するために、十数ｋＶの高電圧パルスを発生させて放電灯に印加するイグナイタ回路が一般的に用いられる。また、イグナイタ回路は、放電灯点灯装置および放電灯とハーネスで接続されている場合がある。
【０００４】
また、高効率回路の実現のために、一次側と二次側とが導通している非絶縁型トランスを有するＤＣ−ＤＣコンバータ回路が用いられることがある。
【０００５】
上記の放電灯点灯装置において、イグナイタ回路内の短絡や、イグナイタ回路と放電灯点灯装置または放電灯とを接続するハーネスの短絡によって、ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態となる。このとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の一次側半導体スイッチング素子をオフしても、トランスの一次側と二次側とが導通しているため、直流電源と放電灯とが導通された状態となる。これにより、放電灯点灯装置に過電流が流れ、車両ヒューズが溶断したり、放電灯点灯装置内の回路素子が破壊されたりする。
【０００６】
そこで、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の出力電圧および出力電流が閾値以上となった場合を異常状態と判断し、ＤＣ−ＡＣインバータ回路を構成する４つのスイッチング素子を全てオフ状態に維持するフェールセーフ回路を備えた放電灯点灯装置がある（例えば、特許文献１参照）。ＤＣ−ＡＣインバータ回路を構成する４つのスイッチング素子を全てオフすることで、直流電源とＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端とが絶縁され、過電流を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４８０３０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、次回動作時において異常状態が回避されていない場合、上述のフェールセーフ回路を備えていても異常状態であると判断されるまでの期間は、直流電源およびＤＣ−ＤＣコンバータ回路によって、過電流が流れることとなる。これにより、すなわち、出力端間が短絡する異常状態が回避されていない場合、放電灯の点灯動作を行う度に、放電灯点灯装置に過電流が流れ、車両ヒューズの溶断や放電灯点灯装置内の回路素子の破壊という問題が発生する。
【０００９】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力端間の短絡による過電流を防止することができる放電灯点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放電灯点灯装置は、入力電圧を所望の直流電圧に変換するコンバータ回路と、前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に出力するＤＣ−ＡＣインバータ回路と、前記コンバータ回路および前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の変換動作を制御する制御回路と、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間の短絡を検出する短絡検出部とを備え、前記短絡検出部は、前記コンバータ回路が変換動作を開始する前に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１１】
この放電灯点灯装置において、前記制御回路は、前記短絡検出部が前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であると判定した場合、前記コンバータ回路および前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の変換動作を停止状態に維持することが好ましい。
【００１２】
この放電灯点灯装置において、前記短絡検出部は、前記制御回路が前記コンバータ回路の変換動作を開始させるトリガーが発生する度に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であるか否かを判定し、前記制御回路は、前記短絡検出部が前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態ではないと判定した場合、前記コンバータ回路および前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の変換動作を開始させることが好ましい。
【００１３】
この放電灯点灯装置において、前記コンバータ回路が変換動作を開始する前に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間に直流電力を供給する直流電力供給手段を備え、前記短絡検出部は、前記直流電力供給手段の出力電流を検出する短絡電流検出部と、前記短絡電流検出部の検出値が閾値以上である場合に、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路の出力端間が短絡状態であると判定する短絡判定部とを有することが好ましい。
【００１４】
この放電灯点灯装置において、前記ＤＣ−ＡＣインバータ回路は、前記コンバータ回路が出力する前記直流電圧の高電位側に接続される高電位側のスイッチング素子と、前記直流電圧の低電位側に接続される低電位側のスイッチング素子とを有し、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子とがオン・オフされることで前記直流電圧を前記交流電圧に変換し、前記短絡電流検出部は、前記低電位側のスイッチング素子に並列接続され、前記制御回路は、前記コンバータ回路が変換動作を開始する前は、前記低電位側のスイッチング素子をオフ状態に維持することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明では、コンバータ回路が変換動作を開始する前に出力端間の短絡状態を検出することで、出力端間の短絡による過電流を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｈ）同上の出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態である場合におけるタイミングチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｈ）同上の出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態でない場合におけるタイミングチャートである。
【図４】実施形態２の放電灯点灯装置の一部の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成図を図１に示す。
【００１９】
本実施形態の放電灯点灯装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１とＤＣ−ＡＣインバータ回路２と制御回路３とを主構成とし、自動車のバッテリー等で構成される直流電源Ｅ１を入力電源として、車両の前照灯に用いられる放電灯４を負荷として点灯させるものである。
【００２０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１（コンバータ回路）は、トランスＴ１１とスイッチング素子Ｑ１１とダイオードＤ１１とコンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１１，Ｒ１２とで構成される。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１は、スイッチＳＷ１を介して直流電源Ｅ１から供給される電源電圧Ｖｉｎ（入力電圧）を所望の直流電圧Ｖ１に昇圧変換するものである。
【００２１】
トランスＴ１１は、互いに接続された一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２とを有し、一次側と二次側とが導通された非絶縁型のトランス構成である。一次巻線Ｎ１は、一端がスイッチＳＷ１を介して直流電源Ｅ１の正極に接続され、他端がＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１１を介して直流電源Ｅ１の負極（グランド）に接続される。また、一次巻線Ｎ１の他端は、二次巻線Ｎ２の一端にも接続されており、二次巻線Ｎ２は、他端がダイオードＤ１１のアノードに接続される。そして、ダイオードＤ１１のカソードとグランドとの間に平滑用のコンデンサＣ１１が介挿されている。
【００２２】
また、後述する制御回路３のドライバー部３４の出力端子とグランドとの間に、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の直列回路が設けられており、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との接続点がスイッチング素子Ｑ１１のゲート端子に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ１１は、ドライバー部３４の出力によって、オンまたはオフされる。
【００２３】
このように、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１は、トランスＴ１１とスイッチング素子Ｑ１１とダイオードＤ１１とコンデンサＣ１１とからなる昇圧チョッパ回路で構成されている。そして、スイッチング素子Ｑ１１がオン・オフ制御されることで、電源電圧Ｖｉｎを昇圧変換した直流電圧Ｖ１をコンデンサＣ１１の両端間に生成する。具体的には、スイッチング素子Ｑ１１がオンしているとき、直流電源Ｅ１から一次巻線Ｎ１を介してスイッチング素子Ｑ１１に電流が流れることでトランスＴ１１にエネルギーが蓄積される。また、スイッチング素子Ｑ１１がオフしたときに、直流電源Ｅ１からのエネルギーとトランスＴ１１に蓄積されたエネルギーとが、二次巻線Ｎ２よりダイオードＤ１１を介してコンデンサＣ１１に供給される。そして、スイッチング素子Ｑ１１のオン・オフをＰＷＭ制御することで、電源電圧Ｖｉｎよりも高い所望の直流電圧Ｖ１を得ることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１は、この直流電圧Ｖ１を後段のＤＣ−ＡＣインバータ回路２に出力する。
【００２４】
ＤＣ−ＡＣインバータ回路２は、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４がＨブリッジ状に接続されることで構成されており、直流電圧Ｖ１を交流電圧Ｖ２に変換し、メタルハライドランプ等で構成される放電灯４に印加するものである。具体的には、コンデンサＣ１１と並列に、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の直列回路とが接続される。そして、直流電圧Ｖ１の高電位側に接続される高電位側のスイッチング素子Ｑ２１と、直流電圧Ｖ１の低電位側に接続される低電位側のスイッチング素子Ｑ２３の接続点が出力端子Ｔａに接続される。また、直流電圧Ｖ１の高電位側に接続される高電位側のスイッチング素子Ｑ２２と、直流電圧Ｖ１の低電位側に接続される低電位側のスイッチング素子Ｑ２４の接続点が出力端子Ｔｂに接続される。各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４は、後述する制御回路３のブリッジ駆動回路３６によって、個々にオン・オフ制御される。そして、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２４と、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２３とが交互にオン・オフされることで、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に交流電圧Ｖ２が生成される。
【００２５】
そして、出力端子Ｔａ，Ｔｂは、イグナイタ回路５を介して放電灯４が接続される。イグナイタ回路５は、放電灯４の電極間に高電圧パルスを印加することで電極間を絶縁破壊し、放電灯４を始動させるものである。そして、放電灯４は、イグナイタ回路５によって絶縁破壊されて始動した後に、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２から交流電圧Ｖ２が印加されることで交流点灯する。なお、イグナイタ回路５の構成および動作は、従来周知のものであり、説明は省略する。
【００２６】
また、本実施形態の放電灯点灯装置は、直流電圧Ｖ１を検出する電圧検出回路６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２が出力する直流電流Ｉ１を検出する電流検出回路７とを備える。そして、制御回路３は、電圧検出回路６，電流検出回路７の検出値に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１のスイッチング素子Ｑ１１のオン・オフ制御を行う。
【００２７】
電圧検出回路６は、分圧抵抗Ｒ６１，Ｒ６２の直列回路で構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１の出力端間（コンデンサＣ１１と並列）に設けられる。そして、電圧検出回路６は、直流電圧Ｖ１を分圧抵抗Ｒ６１，Ｒ６２で分圧した検出電圧Ｖｘ（＝Ｒ６２／（Ｒ６１＋Ｒ６２）×Ｖ１）を、直流電圧Ｖ１の検出値として制御回路３の基準電流設定部３１に出力する。
【００２８】
電流検出回路７は、検出抵抗Ｒ７１で構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１とＤＣ−ＡＣインバータ回路２との間に介挿される。そして、電流検出回路７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１が出力する直流電流Ｉ１によって検出抵抗Ｒ７１の両端間に生じる電圧降下（検出電圧Ｖｙ（＝Ｒ７１×Ｉ１））を、直流電流Ｉ１の検出値として制御回路３の比較部３２に出力する。
【００２９】
制御回路３は、基準電流設定部３１と比較部３２とＰＷＭ制御部３３とドライバー部３４とを有しており、直流電流Ｉ１が目標電流値となるようにフィードバック制御する。具体的には、基準電流設定部３１は、検出電圧Ｖｘ（直流電圧Ｖ１の検出値）から直流電流Ｉ１の目標電流値を算出し、比較部３２の一方の入力端子に出力する。そして、比較部３２は、目標電流値と検出電圧Ｖｙ（直流電流Ｉ１の検出値）とを比較し、比較結果をＰＷＭ制御部３３に出力する。ＰＷＭ制御部３３は、目標電流値と検出電圧Ｖｙとが一致するように、スイッチング素子Ｑ１１のデューティ比を決定し、ドライバー部３４に出力する。ドライバー部３４は、ＰＷＭ制御部３３が決定したデューティ比でスイッチング素子Ｑ１１をオン・オフ制御する。
【００３０】
このように、制御回路３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１が出力する直流電流Ｉ１が目標電流値と一致するようにスイッチング素子Ｑ１１をＰＷＭ制御して、直流電圧Ｖ１，直流電流Ｉ１を調整する。例えば、放電灯４が、ランプの封入化合物に水銀を使用したもので、イグナイタ回路５を内蔵したＤ１タイプまたは、イグナイタ回路５が内蔵されていないＤ２タイプで構成で構成されている場合、直流電流Ｉ１＝０．４Ａ，直流電圧Ｖ１＝８５Ｖとなるように制御される。また、放電灯４が、ランプの封入化合物に水銀を使用していないもので、イグナイタ回路５を内蔵したＤ３タイプまたは、イグナイタ回路５が内蔵されていないＤ４タイプで構成で構成されている場合、直流電流Ｉ１＝０．８Ａ，直流電圧Ｖ１＝４２Ｖとなるように制御される。
【００３１】
また、本実施形態の放電灯点灯装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１が上記の変換動作を開始する前に、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２の出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態を検出する短絡検出部８を備えている。本実施形態では、直流電源Ｅ１が出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に直流電圧を印加し、このときに直流電源Ｅ１が出力する短絡電流Ｉ２を検出することで、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、直流電源Ｅ１が本願発明の直流電力供給手段に相当する。
【００３２】
短絡検出部８は、短絡電流検出回路８１と短絡判定部３５とで構成されている。
【００３３】
短絡電流検出回路８１は、抵抗Ｒ８１，Ｒ８２の直列回路で構成され、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２を構成する低電位側のスイッチング素子Ｑ２４に並列接続される。そして、短絡電流検出回路８は、抵抗Ｒ８１の両端間に生じる電圧降下を、短絡電流Ｉ２の検出値（検出電圧Ｖｚ（＝Ｒ８２×Ｉ２））として、制御回路３に設けられた短絡判定部３５に出力する。
【００３４】
短絡判定部３５は、比較部３５１と、判定基準値設定部３５２とで構成されている。判定基準値設定部３５２は、所定の閾値電圧Ｖｔｈを生成し、比較部３５１に出力する。比較部３５１は、一方の入力端子に検出電圧Ｖｚが入力され、他方の入力端子に閾値電圧Ｖｔｈが入力され、出力端子はドライバー回路３４およびブリッジ駆動回路３６に接続されている。そして、比較部３５１は、検出電圧Ｖｚと閾値電圧Ｖｔｈとの比較結果を、ドライバー部３４およびブリッジ駆動回路３６に出力する。なお、閾値電圧Ｖｔｈは、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡している場合における検出電圧Ｖｚよりも低い値に設定されている。
【００３５】
このように、短絡検出部８は、検出電圧Ｖｚと閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であるか否かを判定する。具体的には、検出電圧Ｖｚが閾値電圧Ｖｔｈ以上である場合、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であると判定し、短絡検出部８は、検出電圧Ｖｚが閾値電圧Ｖｔｈ未満である場合、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではないと判定する。そして、短絡検出部８は、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態の判定結果を、ドライバー部３４およびブリッジ駆動回路３６に出力する。
【００３６】
次に、図２（ａ）〜（ｈ），図３（ａ）〜（ｈ）に示すタイミングチャートを用いて、本実施形態の放電灯点灯装置の始動時の動作を説明する。図２（ａ）〜（ｈ）は、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態である場合のタイミングチャートであり、図３（ａ）〜（ｈ）は、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではない場合のタイミングチャートである。図２（ａ），図３（ａ）は、直流電源Ｅ１が出力する電源電圧Ｖｉｎの波形図である。図２（ｂ），図３（ｂ）は、制御回路３の動作電源である制御電圧の波形図である。図２（ｃ），図３（ｃ）は、スイッチング素子Ｑ２１のオン・オフを示す波形図である。図２（ｄ），図３（ｄ）は、スイッチング素子Ｑ２２のオン・オフを示す波形図である。図２（ｅ），図３（ｅ）は、スイッチング素子Ｑ２３のオン・オフを示す波形図である。図２（ｆ），図３（ｆ）は、スイッチング素子Ｑ２４のオン・オフを示す波形図である。図２（ｇ），図３（ｇ）は、スイッチング素子Ｑ１１のオン・オフを示す波形図である。図２（ｈ），図３（ｈ）は、短絡電流Ｉ２の検出値（検出電圧Ｖｚ）の波形図である。
【００３７】
まず、図２（ａ）〜（ｈ）を用いて、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態である場合における、始動時の動作について説明する。なお、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡する原因として、例えば放電灯点灯装置とイグナイタ回路５とを接続するハーネスの短絡または、イグナイタ回路５と放電灯４とを接続するハーネスの短絡または、イグナイタ回路５内の短絡などがある。
【００３８】
時間ｔ０において、スイッチＳＷ１がオンされると、直流電源Ｅ１から放電灯点灯装置に電力供給が開始され、制御回路３の動作電源である制御電圧が所定値まで上昇する。制御回路３は、スイッチＳＷ１を動作トリガーとしており、制御電圧が所定値に達すると動作を開始する（時間ｔ１）。なお、制御回路３は、動作開始時は全てのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ２１〜Ｑ２４をオフ状態に維持している。
【００３９】
まず、ブリッジ駆動回路３６が、スイッチング素子Ｑ２３のみを所定期間（時間ｔ１〜時間ｔ２）オン状態に維持する。スイッチング素子Ｑ２３がオンすることで、図示しない駆動用コンデンサが充電されるように構成されており、このとき、駆動用コンデンサに、スイッチング素子Ｑ２１をオン・オフ駆動するのに必要なスイッチング素子Ｑ２１用ドライブ電荷が蓄積される。ブリッジ駆動回路３６は、高電位側のスイッチング素子Ｑ２１をオン・オフ駆動するためにハイサイドドライバ（図示なし）を備えている。このハイサイドドライバは、駆動用コンデンサに蓄積されるスイッチング素子Ｑ２１用ドライブ電荷を用いることで、スイッチング素子Ｑ２１をオン・オフ駆動することができる。なお、始動時にスイッチング素子Ｑ２３のみをオンする上記動作は必須ではなく、例えば、制御電圧の立ち上がり時において、駆動用コンデンサに十分なスイッチング素子Ｑ２１用ドライブ電荷が蓄積可能な構成であれば、必ずしもスイッチング素子Ｑ２３をオンさせる必要はない。
【００４０】
次に、ブリッジ駆動回路３６が、スイッチング素子Ｑ２３をオフすると共に、スイッチング素子Ｑ２１をオン状態に維持する。本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１のトランスＴ１１は、一次側と二次側とが導通した非絶縁型のトランス構成であり、スイッチング素子Ｑ２４と並列に短絡電流検出回路８１（抵抗Ｒ８１，Ｒ８２の直列回路）が接続されている。したがって、スイッチング素子Ｑ２１のみがオンされることで、直流電源Ｅ１によって、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２の出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に直流電圧が印加されることとなる。
【００４１】
ここでは、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であるので、直流電源Ｅ１からスイッチＳＷ１，トランスＴ１１，ダイオードＤ１１，スイッチング素子Ｑ２１，出力端子Ｔａ，Ｔｂ，抵抗Ｒ８１，Ｒ８２，Ｒ７１を介して短絡電流Ｉ２が流れることとなる。これにより、検出電圧Ｖｚ（＝Ｒ８２×Ｉ２）が増加して閾値電圧Ｖｔｈ以上となる。そして、短絡検出部８は、所定期間（時間ｔ２〜ｔ３）、検出電圧Ｖｚが閾値電圧Ｖｔｈ以上である場合、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であると判定する。
【００４２】
例えば、電源電圧Ｖｉｎ＝１２Ｖ，抵抗Ｒ８１＝９１０ｋΩ，抵抗Ｒ８２＝１０ｋΩとした場合、検出電圧Ｖｚ＝０．１Ｖ（＝１２×１０ｋ／（９１０ｋ＋１０ｋ）となる。予め閾値電圧Ｖｔｈを、０．１Ｖよりも低い値に設定しておくことで、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であるか否かを判定することができる。
【００４３】
短絡検出部８の判定結果は、ドライバー部３４およびブリッジ駆動回路３６に出力されている。そして、ドライバー回路３４およびブリッジ駆動回路３６は、短絡検出部８が出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であると判定した場合、以降スイッチング素子Ｑ１１およびスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４をオフ状態に維持する。すなわち、制御回路３は、短絡検出部８が出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であると判定した場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１およびＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作を停止状態に維持する。
【００４４】
次に、図３（ａ）〜（ｈ）を用いて、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではない場合における、始動時の動作について説明する。なお、時間ｔ２以前の動作は、上述した出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態である場合と同様であるので、説明は省略する。
【００４５】
ここでは、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではない（絶縁状態）ので、スイッチング素子Ｑ２１がオン状態であっても、短絡電流Ｉ２の供給経路が遮断されている。したがって、短絡電流Ｉ２はゼロまたは、イグナイタ回路５のコンデンサの充電電流等による小さな値であり、図３（ｈ）に示すように、検出電圧Ｖｚは閾値電圧Ｖｔｈ未満となる。そして、短絡検出部８は、所定期間（時間ｔ２〜ｔ３）、検出電圧Ｖｚが閾値電圧Ｖｔｈ未満である場合、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではないと判定する。
【００４６】
そして、ドライバー回路３４およびブリッジ駆動回路３６は、短絡検出部８が出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではないと判定した場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１およびＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作を開始させる。すなわち、ドライバー回路３４はスイッチング素子Ｑ１１のオン・オフ駆動を開始し、ブリッジ駆動回路３６はスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４のオン・オフ駆動を開始することで、放電灯４を点灯させる。
【００４７】
このように、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１が変換動作を開始する前に、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態を検出する。そして、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではないと判定した場合のみ、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１およびＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作を開始して放電灯４を点灯させる。
【００４８】
また、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であると判定した場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１およびＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作を開始しない。すなわち、スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４のオフ状態を維持することで、直流電源Ｅ１およびＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と出力端子Ｔａ，Ｔｂとを電気的に遮断する。これにより、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であっても、過電流を防止することができ、車両ヒューズの溶断や放電灯点灯装置内の回路素子の破壊を防止することができる。
【００４９】
また、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態の検出は、制御回路３がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１およびＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作を開始させるトリガーであるスイッチＳＷ１がオンされる度に行う。したがって、部品交換などにより出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態が解消された場合、次回にスイッチＳＷ１がオンされると、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態の判定を行った後、放電灯４の点灯動作を行うことができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態を検出する際に、直流電源Ｅ１が出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に直流電圧を印加するように構成している。すなわち、直流電源Ｅ１は、放電灯点灯装置の入力電源と、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に直流電圧を印加する直流電力供給手段とを兼用しており、部品削減によるコストを低減させることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、短絡電流検出回路８１を構成する抵抗Ｒ８１，Ｒ８２が、放電灯４の点灯状態に影響を及ぼさないように高インピーダンスとなるように設定している（Ｒ８１＝９１０ｋΩ，Ｒ８２＝１０ｋΩ）。さらに、抵抗Ｒ８１，Ｒ８２の総和インピーダンスが大きいので、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であっても、短絡電流Ｉ２が小さくなり（本実施形態ではＩ２＝１３μＡ（＝１２／（９１０ｋ＋１０ｋ）程度）、回路素子の破壊を防止することができる。なお、本実施形態では、２つの抵抗器（Ｒ８１，Ｒ８２）で短絡電流検出回路８１を構成しているが、さらに複数の抵抗器または、単数の抵抗器で構成されていてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２を構成する４つのスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４のうち、低電位側のスイッチング素子Ｑ２４と並列に短絡電流検出回路８１が設けられている。すなわち、放電灯４の始動時において、イグナイタ回路５が高電圧パルスを発生させる際に、イグナイタ回路５に直流電圧Ｖ１を印加するためにオンしている低電位側のスイッチング素子Ｑ２４と並列に短絡電流検出回路８１が設けられている。これにより、短絡電流検出回路８１に、イグナイタ回路５が発生させる高電圧パルスが印加されることを防止することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、短絡電流検出回路８１をスイッチング素子Ｑ２４に並列接続し、短絡検出時はスイッチング素子Ｑ２１をオンしているが、この構成に限定するものではない。例えば、短絡電流検出回路８１をスイッチング素子Ｑ２３に並列接続し、短絡検出時はスイッチング素子Ｑ２２をオンするように構成してもよい。
【００５４】
また、本実施形態のＤＣ−ＡＣインバータ回路２は、４つのスイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４を用いてＨブリッジ回路を構成しているが、２つのスイッチング素子を用いてハーフブリッジ回路で構成されていてもよい。
【００５５】
（実施形態２）
本実施形態の放電灯点灯装置は、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態の検出時に、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に直流電圧を印加する直流電力供給手段として、定電圧生成回路３７を備えている。なお、実施形態１と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の制御回路３は、所定の直流電圧を出力する定電圧生成回路３７を備えている。定電圧生成回路３７の出力は、ダイオードＤ２１および抵抗Ｒ２１を介して出力端子Ｔａに接続されている。ダイオードＤ２１は、定電圧生成回路３７に逆電圧が印加されることを防止する。また、抵抗Ｒ２１は、ＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作時に、動作影響を及ぼさない程度の高インピーダンス抵抗器で構成されている。
【００５７】
そして、実施形態１と同様に、スイッチＳＷ１がオンされると、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態の検出を行う。このとき、制御回路３のブリッジ駆動回路３６は、スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２４をオフ状態に維持し、定電圧生成回路３７が出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に直流電圧を印加する。そして、短絡電流検出回路８１は、定電圧生成回路３７が出力する短絡電流Ｉ２を検出する。
【００５８】
実施形態１と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１が変換動作を開始する前に、検出電圧Ｖｚと閾値電圧Ｖｔｈとを比較し、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であるか否かを判定する。そして、検出電圧Ｖｚが閾値電圧Ｖｔｈ以上であり、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であると判定した場合、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ２１〜Ｑ２４をオフ状態に維持する。これにより、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態であっても、過電流を防止することができ、車両ヒューズの溶断や放電灯点灯装置内の回路素子の破壊を防止することができる。また、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間が短絡状態ではないと判定した場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１およびＤＣ−ＡＣインバータ回路２の変換動作を開始し、放電灯４を点灯させる。
【００５９】
出力端子Ｔａ，Ｔｂ間の短絡状態を検出する際に、出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に印加される直流電圧が変動した場合、検出電圧Ｖｚも変動してしまう。しかし、本実施形態では、定電圧生成回路３７を用いて出力端子Ｔａ，Ｔｂ間に印加する直流電圧を一定に制御しているため、検出電圧Ｖｚが安定し、短絡状態の判定精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（コンバータ回路）
２  ＤＣ−ＡＣインバータ回路
３  制御回路
４  放電灯
５  イグナイタ回路
６  電圧検出回路
７  電流検出回路
８  短絡検出部
３５  短絡判定部
８１  短絡電流検出回路（短絡電流検出部）
Ｅ１  直流電源
ＳＷ１  スイッチ
Ｔａ，Ｔｂ  出力端子
【図１】
2014022088.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2014022088.tif 000006