(57)【要約】【課題】電源投入時における過電流を防止することができる点灯装置および、これを用いた照明器具，車両用前照灯装置，車両を提供する。【解決手段】スイッチング素子Ｑ１を有し、入力電圧Ｖｉｎを所望の出力電圧Ｖｏに変換して放電灯Ｌａ１に供給するコンバータ回路２と、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う制御回路４と、制御電圧Ｖｃｃを生成する制御用電源回路６と、電流経路Ｋ１を導通または遮断するスイッチング素子Ｑ６および、スイッチング素子Ｑ６をスイッチング制御する制御回路９１ａからなる保護回路９とを備え、制御回路４は、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ以上である場合にスイッチング制御を行い、制御回路９１ａは、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ以上に設定された閾値Ｖｃ未満である場合にスイッチング素子Ｑ６をオフ状態に維持する強制オフモードを実行する。【選択図】図１
2015018606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスイッチング素子を有し、当該第１のスイッチング素子がオンされることで直流電源から直流電流が供給される電流経路が形成され、前記第１のスイッチング素子がオン・オフ駆動されることで前記直流電源から供給される直流電圧を所望の電圧に変換して光源に供給する電力変換回路と、
前記第１のスイッチング素子をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行う第１の制御回路と、
前記直流電源から供給される直流電圧から前記第１の制御回路の駆動電源を生成する制御用電源回路と、
前記電流経路を導通または遮断する第２のスイッチング素子および、当該第２のスイッチング素子をスイッチング制御する第２の制御回路からなる保護回路とを備え、
前記第１の制御回路は、前記制御用電源回路が生成する制御電圧が所定値未満である場合に前記スイッチング制御を停止し、前記制御電圧が前記所定値以上である場合に前記スイッチング制御を行い、
前記第２の制御回路は、前記制御電圧が前記所定値以上に設定された閾値未満である場合に前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持する強制オフモードを実行し、前記制御電圧が前記閾値以上である場合に前記強制オフモードを解除する
ことを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記制御電圧に基づいて、二値の信号レベルからなるリセット信号を出力するリセット回路を備え、
前記リセット回路は、前記制御電圧が前記閾値未満である場合に前記リセット信号の信号レベルを第１のレベルに設定し、前記制御電圧が前記閾値以上である場合に前記リセット信号の信号レベルを第２のレベルに設定し、
前記第１の制御回路は、前記リセット信号が入力され、前記リセット信号の信号レベルが前記第１のレベルである場合に前記スイッチング制御を停止し、前記リセット信号の信号レベルが前記第２のレベルである場合に前記スイッチング制御を行い、
前記第２の制御回路は、前記リセット信号が入力され、前記リセット信号の信号レベルが前記第１のレベルである場合に前記強制オフモードを実行し、前記リセット信号の信号レベルが前記第２のレベルである場合に前記強制オフモードを解除する
ことを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを兼用する
ことを特徴とする請求項１または２記載の点灯装置。
【請求項４】
前記光源は、放電灯または発光ダイオードからなる
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の点灯装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の点灯装置と、
前記点灯装置によって点灯される光源とを備える
ことを特徴とする照明器具。
【請求項６】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の点灯装置と、
車両の前照灯からなり、前記点灯装置によって点灯される光源とを備える
ことを特徴とする車両用前照灯装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の点灯装置と、
前記点灯装置によって点灯される光源とを備える
ことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯装置および、これを用いた照明器具，車両用前照灯装置，車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されたバッテリーを電源として、前照灯を点灯させる点灯装置がある（例えば、特許文献１参照）。図１１に、従来の点灯装置Ａ１０１の回路構成図を示す。この点灯装置Ａ１０１は、車両に搭載されたバッテリーＥ１０１を入力電源として、車両の前照灯として機能する放電灯Ｌａ１０１を点灯させるものである。点灯装置Ａ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０１，ＤＣ−ＡＣインバータ回路１０２，イグナイタ回路１０３，制御回路１０４，ドライブ回路１０５，制御用電源回路１０６を主構成とする。以下に、点灯装置Ａ１０１の構成について説明する。
【０００３】
点灯装置Ａ１０１は、ヒューズＦ１０１，スイッチＳＷ１０１を介してバッテリーＥ１０１に並列接続されたコンデンサＣ１０１を備えている。スイッチＳＷ１０１がターンオンされると、コンデンサＣ１０１にバッテリーＥ１０１から直流電圧が印加され、コンデンサＣ１０１の両端間に入力電圧Ｖｉｎが生成される。
【０００４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０１（以降、コンバータ回路１０１と略称する）は、コンデンサＣ１０１の後段に接続されており、入力電圧Ｖｉｎが入力される。コンバータ回路１０１は、トランスＴ１０１，ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor）からなるスイッチング素子Ｑ１０１，ダイオードＤ１０１，平滑用のコンデンサＣ１０２からなる昇圧チョッパ回路で構成されている。そして、コンバータ回路１０１は、後述する制御回路１０４によってスイッチング素子Ｑ１０１がスイッチング制御されることで、入力電圧Ｖｉｎを所望の値に昇圧した出力電圧ＶｏをコンデンサＣ１０２の両端間に生成する。
【０００５】
ＤＣ−ＡＣインバータ回路１０２（以降、インバータ回路１０２と略称する）は、コンバータ回路１０１の出力端（コンデンサＣ１０２の両端）に接続されており、出力電圧Ｖｏが入力される。インバータ回路１０２は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１０２〜Ｑ１０５がＨブリッジ接続されることで構成されている。そして、インバータ回路１０２は、後述する制御回路１０４によって、スイッチング素子Ｑ１０２，Ｑ１０５の組と、スイッチング素子Ｑ１０３，Ｑ１０４の組とが交互にオン・オフ駆動されることで、出力電圧Ｖｏを直流から交流に変換する。
【０００６】
インバータ回路１０２の出力端には、イグナイタ回路１０３を介して、メタルハライドランプ等からなる放電灯Ｌａ１０１が接続されている。イグナイタ回路１０３は、高電圧パルスを生成し、放電灯Ｌａ１０１の電極間に印加することで放電灯Ｌａ１０１の電極間を絶縁破壊し、放電灯Ｌａ１０１を始動させる。放電灯Ｌａ１０１の始動後は、インバータ回路１０２から交流の出力電圧Ｖｏが印加されることで、放電灯Ｌａ１０１が点灯する。
【０００７】
また、コンバータ回路１０１の出力端間（コンデンサＣ１０２の両端間）に、出力電圧Ｖｏの電圧値を検出する電圧検出回路１０７が接続されている。電圧検出回路１０７は、抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２の直列回路で構成されており、出力電圧Ｖｏを抵抗分圧する。そして、電圧検出回路１０７は、出力電圧Ｖｏの分圧値を出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｘとして制御回路１０４に出力する。
【０００８】
また、コンバータ回路１０１−インバータ回路１０２間に、放電灯Ｌａ１０１に供給される出力電流Ｉｏの電流値を検出する電流検出回路１０８が接続されている。電流検出回路１０８は、抵抗Ｒ１０３で構成されており、抵抗Ｒ１０３の両端電圧を出力電流Ｉｏの検出値Ｖｙとして制御回路１０４に出力する。
【０００９】
制御回路１０４は、ＰＷＭ制御部１４１，基準電流設定部１４２，比較部１４３，ブリッジ駆動回路１４４を備えるマイクロコンピュータで構成されており、制御用電源回路１０６が生成する制御電圧Ｖｃｃを入力電源として駆動する。制御用電源回路１０６は、コンデンサＣ１０１の後段に接続されており、入力電圧Ｖｉｎから制御電圧Ｖｃｃを生成する。
【００１０】
ブリッジ駆動回路１４４は、放電灯Ｌａ１０１が始動後、スイッチング素子Ｑ１０２，Ｑ１０５の組とスイッチング素子Ｑ１０３，Ｑ１０４の組とを、所定周波数で交互にオン・オフ駆動することで、出力電圧Ｖｏを直流から交流に変換する。これにより、放電灯Ｌａ１０１の放電電流の向きが交互に切り換わり、放電灯Ｌａ１０１が交流点灯状態を維持する。
【００１１】
ＰＷＭ制御部１４１は、スイッチング素子Ｑ１０１をスイッチング制御するＰＷＭ信号をドライブ回路１０５に出力する。ドライブ回路１０５は、ＰＷＭ制御部１４１から入力されるＰＷＭ信号の信号レベルに同期して、スイッチング素子Ｑ１０１をオン・オフ駆動する。ここで、ＰＷＭ制御部１４１は、放電灯Ｌａ１０１に所望の電力が供給されるように、スイッチング素子Ｑ１０１のオン期間を調整するＰＷＭ制御を行う。具体的には、基準電流設定部１４２が電圧検出回路１０７から入力される出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｘに基づいて、放電灯Ｌａ１０１に所望の電力が供給されるよう出力電流Ｉｏの目標値を算出する。そして、比較部１４３は、基準電流設定部１４２が算出した出力電流Ｉｏの目標値と、電流検出回路１０８から入力される出力電流Ｉｏの検出値Ｖｙとを比較し、比較結果をＰＷＭ制御部１４１に出力する。ＰＷＭ制御部１４１は、出力電流Ｉｏの目標値と検出値Ｖｙとが一致するように、ＰＷＭ信号のオンデューティ、すなわちスイッチング素子Ｑ１０１のオンデューティを決定する。このように、制御回路１０４は、放電灯Ｌａ１に所望の電力が供給されるようフィードバック制御している。
【００１２】
ドライブ回路５は、抵抗Ｒ１０４〜Ｒ１０６，ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１０１，ＰＮＰ型のトランジスタＴｒ１０２からなるいわゆるトーテムポール回路で構成されており、ＰＷＭ制御部１４１から入力されるＰＷＭ信号に同期してスイッチング素子Ｑ１０１をオン・オフ駆動する。ドライブ回路１０５は、制御用電源回路１０６が生成する制御電圧Ｖｃｃを駆動電源として用いており、制御用電源回路１０６の出力−回路グランド間にトランジスタＴｒ１０１，Ｔｒ１０２が直列接続されている。そして、トランジスタＴｒ１０１のエミッタとトランジスタＴｒ１０２のエミッタとの接続中点がドライブ回路１０５の出力端として機能する。また、高電位側のトランジスタＴｒ１０１は、ベース−ＰＷＭ制御部１４１の出力間に抵抗Ｒ１０５が接続されると共に、ベース−制御用電源回路１０６の出力間に抵抗Ｒ１０４が接続されている。低電位側のトランジスタＴｒ１０２は、ベース−ＰＷＭ制御部１４１の出力間に抵抗Ｒ１０６が接続されている。ドライブ回路１０５の出力端（トランジスタＴｒ１０１，Ｔｒ１０２の接続中点）は、抵抗Ｒ１０７，Ｒ１０８を介して回路グランドに接続されており、抵抗Ｒ１０７，Ｒ１０８の接続中点がスイッチング素子Ｑ１０１のゲートに接続されている。そして、ＰＷＭ制御部１４１が出力するＰＷＭ信号のレベルがＨである場合、トランジスタＴｒ１０１がオン、トランジスタＴｒ１０２がオフするので、スイッチング素子Ｑ１０１はゲートに制御電圧Ｖｃｃが印加されてオンする。なお、ＰＷＭ信号のレベルがＨである場合、制御用電源１０６から抵抗Ｒ１０４を介してトランジスタＴｒ１０１にベース電流が供給される。すなわち、制御用電源１０６からトランジスタＴｒ１０１に補助的にベース電流が供給されるので、ＰＷＭ制御部１４１の電流供給能力が低い場合であっても、トランジスタＴｒ１０１を確実にオンして、このオン状態を維持することができる。一方、ＰＷＭ信号のレベルがＬである場合、トランジスタＴｒ１０１がオフ、トランジスタＴｒ１０２がオンするので、スイッチング素子Ｑ１０１はゲート電圧Ｖｇｓ１０１がゼロとなるのでオフする。
【００１３】
このように、制御回路１０４は、スイッチング素子Ｑ１０１をＰＷＭ制御することで、放電灯Ｌａ１０１に所望の電力が供給されるようフィードバック制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１３−１１０００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
電源投入時（スイッチＳＷ１０１ターンオン時）において、制御用電源回路１０６が生成する制御電圧Ｖｃｃが、制御回路１０４の駆動可能電圧の下限値Ｖｍｉｎに達するまでは制御回路１０４の制御が不定状態となる。図１２（ａ）〜（ｅ）および図１３（ａ）〜（ｅ）に示す波形図を用いて、電源投入時における点灯装置Ａ１０１の動作について説明する。なお、図１２（ａ），図１３（ａ）は、入力電圧Ｖｉｎの波形図である。図１２（ｂ），図１３（ｂ）は、制御電圧Ｖｃｃの波形図である。図１２（ｃ），図１３（ｃ）は、ＰＷＭ信号の波形図である。図１２（ｄ），図１３（ｄ）は、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ１０１）の波形図である。図１２（ｅ），図１３（ｅ）は、入力電流Ｉｉｎの波形図である。
【００１６】
まず、スイッチＳＷ１０１がターンオンされると、コンデンサＣ１０１の両端間に生成される入力電圧Ｖｉｎが所定値Ｖａまで上昇する。このとき、制御用電源回路１０６が生成する制御電圧Ｖｃｃは、入力電圧Ｖｉｎより遅れて所定値Ｖｂまで立ち上がる。ここで、制御電圧Ｖｃｃが制御回路１０４の駆動可能範囲の下限値Ｖｍｉｎに到達するまでの期間（不定期間Ｔｘ）は、制御回路１０４の制御が不定、すなわちＰＷＭ制御部１４１の出力が不定状態となる。この不定期間Ｔｘ中において、スイッチング素子Ｑ１０１のゲートには、制御用電源回路１０６からトランジスタＴｒ１０１および抵抗Ｒ１０４を介して電圧が印加されることとなる。
【００１７】
ここで、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧Ｖｇｓ１０１が、スイッチング素子Ｑ１０１がターンオンする閾値Ｖｔｈ１０１に到達する前に、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎに到達したとする（図１２（ｂ）（ｄ）参照）。この場合、不定期間Ｔｘ中にスイッチング素子Ｑ１０１がターンオンすることなく、制御回路１０４が起動してスイッチング素子Ｑ１０１をオフ状態に維持するので、入力電流Ｉｉｎが増大することがない（図１２（ｅ）参照）。
【００１８】
しかし、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎに到達する前に、スイッチング素子Ｑ１０１のゲート電圧Ｖｇｓ１０１が閾値Ｖｔｈ１０１に到達したとする（図１３（ｂ）（ｄ）参照）。すなわち、不定期間Ｔｘ中にスイッチング素子Ｑ１０１がターンオンしたとする。この場合、スイッチング素子Ｑ１０１を介してバッテリーＥ１０１の出力端間が短絡状態となるので、入力電流Ｉｉｎが増大する（図１３（ｅ）参照）。すなわち、点灯装置Ａ１０１に過電流が供給され、ヒューズＦ１０１が溶断するおそれがあった。
【００１９】
不定期間Ｔｘ中にスイッチング素子Ｑ１０１がターンオンする要因として以下のことが考えられる。例えば、スイッチング素子Ｑ１０１の特性ばらつきによって閾値Ｖｔｈ１０１が低い場合や、スイッチング素子Ｑ１０１の寄生容量とゲート抵抗とで決定される時定数によって、ゲート電圧Ｖｇｓ１０１の立ち上がり時間が短い場合などが考えられる。
【００２０】
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、電源投入時における過電流を防止することができる点灯装置および、これを用いた照明器具，車両用前照灯装置，車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の点灯装置は、第１のスイッチング素子を有し、当該第１のスイッチング素子がオンされることで直流電源から直流電流が供給される電流経路が形成され、前記第１のスイッチング素子がオン・オフ駆動されることで前記直流電源から供給される直流電圧を所望の電圧に変換して光源に供給する電力変換回路と、前記第１のスイッチング素子をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行う第１の制御回路と、前記直流電源から供給される直流電圧から前記第１の制御回路の駆動電源を生成する制御用電源回路と、前記電流経路を導通または遮断する第２のスイッチング素子および、当該第２のスイッチング素子をスイッチング制御する第２の制御回路からなる保護回路とを備え、前記第１の制御回路は、前記制御用電源回路が生成する制御電圧が所定値未満である場合に前記スイッチング制御を停止し、前記制御電圧が前記所定値以上である場合に前記スイッチング制御を行い、前記第２の制御回路は、前記制御電圧が前記所定値以上に設定された閾値未満である場合に前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持する強制オフモードを実行し、前記制御電圧が前記閾値以上である場合に前記強制オフモードを解除することを特徴とする。
【００２２】
この点灯装置において、前記制御電圧に基づいて、二値の信号レベルからなるリセット信号を出力するリセット回路を備え、前記リセット回路は、前記制御電圧が前記閾値未満である場合に前記リセット信号の信号レベルを第１のレベルに設定し、前記制御電圧が前記閾値以上である場合に前記リセット信号の信号レベルを第２のレベルに設定し、前記第１の制御回路は、前記リセット信号が入力され、前記リセット信号の信号レベルが前記第１のレベルである場合に前記スイッチング制御を停止し、前記リセット信号の信号レベルが前記第２のレベルである場合に前記スイッチング制御を行い、前記第２の制御回路は、前記リセット信号が入力され、前記リセット信号の信号レベルが前記第１のレベルである場合に前記強制オフモードを実行し、前記リセット信号の信号レベルが前記第２のレベルである場合に前記強制オフモードを解除することが好ましい。
【００２３】
この点灯装置において、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを兼用することが好ましい。
【００２４】
この点灯装置において、前記光源は、放電灯または発光ダイオードからなることが好ましい。
【００２５】
本発明の照明器具は、第１のスイッチング素子を有し、当該第１のスイッチング素子がオンされることで直流電源から直流電流が供給される電流経路が形成され、前記第１のスイッチング素子がオン・オフ駆動されることで前記直流電源から供給される直流電圧を所望の電圧に変換して光源に供給する電力変換回路と、前記第１のスイッチング素子をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行う第１の制御回路と、前記直流電源から供給される直流電圧から前記第１の制御回路の駆動電源を生成する制御用電源回路と、前記電流経路を導通または遮断する第２のスイッチング素子および、当該第２のスイッチング素子をスイッチング制御する第２の制御回路からなる保護回路とを備え、前記第１の制御回路は、前記制御用電源回路が生成する制御電圧が所定値未満である場合に前記スイッチング制御を停止し、前記制御電圧が前記所定値以上である場合に前記スイッチング制御を行い、前記第２の制御回路は、前記制御電圧が前記所定値以上に設定された閾値未満である場合に前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持する強制オフモードを実行し、前記制御電圧が前記閾値以上である場合に前記強制オフモードを解除する点灯装置と、前記点灯装置によって点灯される光源とを備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明の車両用前照灯装置は、第１のスイッチング素子を有し、当該第１のスイッチング素子がオンされることで直流電源から直流電流が供給される電流経路が形成され、前記第１のスイッチング素子がオン・オフ駆動されることで前記直流電源から供給される直流電圧を所望の電圧に変換して光源に供給する電力変換回路と、前記第１のスイッチング素子をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行う第１の制御回路と、前記直流電源から供給される直流電圧から前記第１の制御回路の駆動電源を生成する制御用電源回路と、前記電流経路を導通または遮断する第２のスイッチング素子および、当該第２のスイッチング素子をスイッチング制御する第２の制御回路からなる保護回路とを備え、前記第１の制御回路は、前記制御用電源回路が生成する制御電圧が所定値未満である場合に前記スイッチング制御を停止し、前記制御電圧が前記所定値以上である場合に前記スイッチング制御を行い、前記第２の制御回路は、前記制御電圧が前記所定値以上に設定された閾値未満である場合に前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持する強制オフモードを実行し、前記制御電圧が前記閾値以上である場合に前記強制オフモードを解除する点灯装置と、車両の前照灯からなり、前記点灯装置によって点灯される光源とを備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明の車両は、第１のスイッチング素子を有し、当該第１のスイッチング素子がオンされることで直流電源から直流電流が供給される電流経路が形成され、前記第１のスイッチング素子がオン・オフ駆動されることで前記直流電源から供給される直流電圧を所望の電圧に変換して光源に供給する電力変換回路と、前記第１のスイッチング素子をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行う第１の制御回路と、前記直流電源から供給される直流電圧から前記第１の制御回路の駆動電源を生成する制御用電源回路と、前記電流経路を導通または遮断する第２のスイッチング素子および、当該第２のスイッチング素子をスイッチング制御する第２の制御回路からなる保護回路とを備え、前記第１の制御回路は、前記制御用電源回路が生成する制御電圧が所定値未満である場合に前記スイッチング制御を停止し、前記制御電圧が前記所定値以上である場合に前記スイッチング制御を行い、前記第２の制御回路は、前記制御電圧が前記所定値以上に設定された閾値未満である場合に前記第２のスイッチング素子をオフ状態に維持する強制オフモードを実行し、前記制御電圧が前記閾値以上である場合に前記強制オフモードを解除する点灯装置と、前記点灯装置によって点灯される光源とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明では、第１の制御回路が第１のスイッチング素子のスイッチング制御を開始するまでは、直流電源から直流電流が供給される電流経路を遮断するので、電源投入時におけ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】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１の点灯装置の回路構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｈ）同上の動作波形図である。
【図３】実施形態２の点灯装置の回路構成図である。
【図４】（ａ）〜（ｈ）同上の動作波形図である。
【図５】実施形態３の点灯装置の回路構成図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）同上の動作波形図である。
【図７】実施形態４の点灯装置の回路構成図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）同上の動作波形図である。
【図９】別構成の点灯装置の回路構成図である。
【図１０】車両用前照灯装置の概略構成図である。
【図１１】従来の点灯装置の回路構成図である。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）同上の動作波形図である。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）同上の動作波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
（実施形態１）
本実施形態の点灯装置Ａ１の回路構成図を図１に示す。本実施形態の点灯装置Ａ１は、車両に搭載されたバッテリーＥ１を入力電源として、車両の前照灯として機能する放電灯Ｌａ１（光源）を点灯させるものである。点灯装置Ａ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１，ＤＣ−ＡＣインバータ回路２，イグナイタ回路３，制御回路４，ドライブ回路５，制御用電源回路６，電圧検出回路７，電流検出回路８，保護回路９を主構成とする。以下に、本実施形態の点灯装置Ａ１の構成について説明する。
【００３２】
点灯装置Ａ１は、ヒューズＦ１，スイッチＳＷ１を介してバッテリーＥ１に並列接続されたコンデンサＣ１を備えている。バッテリーＥ１は、車両に搭載された直流電源である。ヒューズＦ１は、バッテリーＥ１から点灯装置Ａ１に供給される直流電流Ｉｉｎ（入力電流Ｉｉｎ）が所定値を超えた場合に溶断して電流経路を遮断することで、点灯装置Ａ１を過電流から保護する。スイッチＳＷ１は、バッテリーＥ１−点灯装置Ａ１間に介挿されており、バッテリーＥ１から点灯装置Ａ１への電源供給をオン・オフする。そして、スイッチＳＷ１がターンオンされるとコンデンサＣ１にバッテリーＥ１から直流電圧が印加され、コンデンサＣ１の両端間に入力電圧Ｖｉｎが生成される。
【００３３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１（電力変換回路）（以降、コンバータ回路１と略称する）は、コンデンサＣ１の後段に接続されており、入力電圧Ｖｉｎが入力される。コンバータ回路１は、トランスＴ１，ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor）からなるスイッチング素子Ｑ１（第１のスイッチング素子），ダイオードＤ１，平滑用のコンデンサＣ２からなる昇圧チョッパ回路で構成されている。トランスＴ１の一次巻線ｎ１とスイッチング素子Ｑ１とは直列接続されており、一次巻線ｎ１，スイッチング素子Ｑ１の直列回路は、コンデンサＣ１に並列接続されている。したがって、スイッチング素子Ｑ１がオンされることで、バッテリーＥ１から入力電流Ｉｉｎが供給される電流経路Ｋ１が形成される。また、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２とは直列接続されており、ダイオードＤ１，コンデンサＣ２の直列回路は、トランスＴ１の二次巻線ｎ２に並列接続されている。なお、ダイオードＤ１は、アノードが二次巻線ｎ２に接続され、カソードがコンデンサＣ２に接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、後述するドライブ回路５によってオン・オフ駆動される。そして、スイッチング素子Ｑ１がオンされると、一次巻線ｎ１に電流が流れることでトランスＴ１にエネルギーが蓄積される。また、スイッチング素子Ｑ１がオフされると、トランスＴ１に蓄積されたエネルギーが二次巻線ｎ２からダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２に供給される。そして、コンバータ回路１は、後述する制御回路４によってスイッチング素子Ｑ１がＰＷＭ（pulsewidth modulation）制御を用いたスイッチング制御が行われることで、入力電圧Ｖｉｎを所望の値に昇圧した出力電圧ＶｏをコンデンサＣ２の両端間に生成する。
【００３４】
ＤＣ−ＡＣインバータ回路２（以降、インバータ回路２と略称する）は、コンバータ回路１の出力端（コンデンサＣ２の両端）に接続されており、出力電圧Ｖｏが入力される。インバータ回路２は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５がＨブリッジ接続されることで構成されている。コンデンサＣ２と並列に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３からなる直列回路と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５からなる直列回路が接続されている。高電位側のスイッチング素子Ｑ２と低電位側のスイッチング素子Ｑ３との接続中点と、高電位側のスイッチング素子Ｑ４と低電位側のスイッチング素子Ｑ５との接続中点とがインバータ回路２の出力端として機能する。そして、インバータ回路２は、後述する制御回路４によって、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の組と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組とが交互にオン・オフ駆動されることで、出力電圧Ｖｏを直流から交流に変換する。
【００３５】
インバータ回路２の出力端には、イグナイタ回路３を介して、メタルハライドランプ等からなる放電灯Ｌａ１が接続されている。イグナイタ回路３は、高電圧パルスを生成し、放電灯Ｌａ１の電極間に印加することで放電灯Ｌａ１の電極間を絶縁破壊し、放電灯Ｌａ１を始動させる。放電灯Ｌａ１の始動後は、インバータ回路２から交流の出力電圧Ｖｏが印加されることで、放電灯Ｌａ１が点灯する。
【００３６】
また、コンバータ回路１の出力端間（コンデンサＣ２の両端間）に、コンバータ回路１が出力する出力電圧Ｖｏの電圧値を検出する電圧検出回路７が接続されている。電圧検出回路７は、抵抗Ｒ１（抵抗値＝ｒ１），Ｒ２（抵抗値＝ｒ２）の直列回路がコンデンサＣ２に並列接続されることで構成されており、出力電圧Ｖｏを抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧する。そして、電圧検出回路７は、出力電圧Ｖｏの分圧値（＝（ｒ２／（ｒ１＋ｒ２））×Ｖｏ）を出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｘとして制御回路４に出力する。
【００３７】
また、コンバータ回路１−インバータ回路２間における電力供給経路の低電位側に、放電灯Ｌａ１に供給される出力電流Ｉｏの電流値を検出する電流検出回路８が接続されている。電流検出回路８は、抵抗Ｒ３（抵抗値＝ｒ３）で構成されており、抵抗Ｒ３に出力電流Ｉｏが流れることによって抵抗Ｒ３の両端間に電圧降下が生じる。そして、電流検出回路８は、抵抗Ｒ３の両端電圧（＝ｒ３×Ｉｏ）を出力電流Ｉｏの検出値Ｖｙとして制御回路４に出力する。
【００３８】
制御回路４（第１の制御回路）は、ＰＷＭ制御部４１，基準電流設定部４２，比較部４３，ブリッジ駆動回路４４を備えるマイクロコンピュータで構成されており、制御用電源回路６が生成する制御電圧Ｖｃｃを入力電源として駆動する。制御用電源回路６は、コンデンサＣ１の後段に接続されており、入力電圧Ｖｉｎから制御電圧Ｖｃｃを生成する。
【００３９】
ブリッジ駆動回路４４は、放電灯Ｌａ１が始動後、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の組とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組とを、所定周波数で交互にオン・オフ駆動することで、出力電圧Ｖｏを直流から交流に変換する。これにより、放電灯Ｌａ１の放電電流の向きが交互に切り換わり、放電灯Ｌａ１が交流点灯状態を維持する。
【００４０】
ＰＷＭ制御部４１は、スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御するＰＷＭ信号をドライブ回路５に出力する。ドライブ回路５は、ＰＷＭ制御部４１から入力されるＰＷＭ信号の信号レベルに同期して、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動する。ここで、ＰＷＭ制御部４１は、放電灯Ｌａ１に所望の電力が供給されるように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間を調整するＰＷＭ制御を行う。具体的には、基準電流設定部４２が電圧検出回路７から入力される出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｘに基づいて、放電灯Ｌａ１に所望の電力が供給されるよう出力電流Ｉｏの目標値を算出する。そして、比較部４３は、基準電流設定部４２が算出した出力電流Ｉｏの目標値と、電流検出回路８から入力される出力電流Ｉｏの検出値Ｖｙとを比較し、比較結果をＰＷＭ制御部４１に出力する。ＰＷＭ制御部４１は、出力電流Ｉｏの目標値と検出値Ｖｙとが一致するように、ＰＷＭ信号のオンデューティ、すなわちスイッチング素子Ｑ１のオンデューティを決定する。このように、制御回路４は、放電灯Ｌａ１に所望の電力が供給されるようフィードバック制御している。
【００４１】
ドライブ回路５は、抵抗Ｒ４〜Ｒ６，ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１，ＰＮＰ型のトランジスタＴｒ２からなるいわゆるトーテムポール回路で構成されており、ＰＷＭ制御部４１から入力されるＰＷＭ信号に同期してスイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動する。ドライブ回路５は、制御用電源回路６が生成する制御電圧Ｖｃｃを駆動電源として用いており、制御用電源回路６の出力−回路グランド間にトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が直列接続されている。そして、トランジスタＴｒ１のエミッタとトランジスタＴｒ２のエミッタとの接続中点がドライブ回路５の出力端として機能する。また、高電位側のトランジスタＴｒ１は、ベース−ＰＷＭ制御部４１の出力間に抵抗Ｒ５が接続されると共に、ベース−制御用電源回路６の出力間に抵抗Ｒ４が接続されている。低電位側のトランジスタＴｒ２は、ベース−ＰＷＭ制御部４１の出力間に抵抗Ｒ６が接続されている。ドライブ回路５の出力端（トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の接続中点）は、抵抗Ｒ７，Ｒ８を介して回路グランドに接続されており、抵抗Ｒ７，Ｒ８の接続中点がスイッチング素子Ｑ１のゲートに接続されている。そして、ＰＷＭ制御部４１が出力するＰＷＭ信号のレベルがＨである場合、トランジスタＴｒ１がオン、トランジスタＴｒ２がオフするので、スイッチング素子Ｑ１はゲートに制御電圧Ｖｃｃが印加されてオンする。なお、ＰＷＭ信号のレベルがＨである場合、制御用電源６から抵抗Ｒ４を介してトランジスタＴｒ１にベース電流が供給される。すなわち、制御用電源６からトランジスタＴｒ１に補助的にベース電流が供給されるので、ＰＷＭ制御部４１の電流供給能力が低い場合であっても、トランジスタＴｒ１を確実にオンして、このオン状態を維持することができる。一方、ＰＷＭ信号のレベルがＬである場合、トランジスタＴｒ１がオフ、トランジスタＴｒ２がオンするので、スイッチング素子Ｑ１はゲート電圧Ｖｇｓ１がゼロとなるのでオフする。
【００４２】
このように、制御回路４は、スイッチング素子Ｑ１をＰＷＭ制御することで、放電灯Ｌａ１に所望の電力が供給されるようフィードバック制御している。例えば、車両の前照灯として用いられる放電灯Ｌａ１がランプ管内に水銀が含まれるＤ１Ｓ／Ｒ，Ｄ２Ｓ／Ｒランプである場合、制御回路４は、出力電圧Ｖｏがおおよそ８５Ｖ，出力電流Ｉｏがおおよそ０．４Ａとなるように制御する。また、放電灯Ｌａ１がランプ管内に水銀が含まれないＤ３Ｓ／Ｒ，Ｄ４Ｓ／Ｒランプである場合、制御回路４は、出力電圧Ｖｏがおおよそ４２Ｖ，出力電流Ｉｏがおおよそ０．８Ａとなるように制御する。
【００４３】
また、本実施形態の点灯装置Ａ１は、電源投入時（スイッチＳＷ１ターンオン時）において、バッテリーＥ１から過電流が供給されることを防止する保護回路９を備えている。
【００４４】
保護回路９は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ６（第２のスイッチング素子）と、スイッチング素子Ｑ６をスイッチング制御する制御回路９１ａ（第２の制御回路）とで構成される。
【００４５】
スイッチング素子Ｑ６は、コンバータ回路１のスイッチング素子Ｑ１のソース−コンデンサＣ１の負極（回路グランド）間に接続されている。すなわち、スイッチング素子Ｑ６は、入力電流Ｉｉｎが供給される電流経路Ｋ１に介挿されている。
【００４６】
制御回路９１ａは、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、抵抗Ｒ９〜Ｒ１４と、コンデンサＣ３〜Ｃ５とで構成されており、制御用電源回路６を駆動電源として動作する。抵抗Ｒ９，Ｒ１０は直列接続され、コンデンサＣ３は抵抗Ｒ１０に並列接続されており、抵抗Ｒ９，Ｒ１０の直列回路は、制御用電源回路６の出力−回路グランド間に接続されている。そして、抵抗Ｒ９，Ｒ１０の接続中点がスイッチング素子Ｑ６のゲートに接続されている。また、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は直列接続され、コンデンサＣ４は抵抗Ｒ１２に並列接続されており、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の直列回路は、制御用電源回路６の出力−回路グランド間に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ７は、ゲートが抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続中点に接続され、ドレインがスイッチング素子Ｑ６のゲートに接続され、ソースが回路グランドに接続されている。また、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４は直列接続され、コンデンサＣ５は抵抗Ｒ１４に並列接続されており、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の直列回路は、制御用電源回路６の出力−回路グランド間に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ８は、ゲートが抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の接続中点に接続され、ドレインがスイッチング素子Ｑ７のゲートに接続され、ソースが回路グランドに接続されている。
【００４７】
すなわち、制御用電圧Ｖｃｃが抵抗分圧され、スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８それぞれのゲートに印加される。ここで、制御電圧Ｖｃｃを、抵抗Ｒ９，Ｒ１０で分圧した分圧値をＶ６、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で分圧した分圧値をＶ７、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４で分圧した分圧値をＶ８とすると、抵抗Ｒ９〜Ｒ１４それぞれの抵抗値は、Ｖ７＞Ｖ６＞Ｖ８となるように設定されている。また、スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８それぞれがターンオンするゲート電圧Ｖｇｓ６〜Ｖｇｓ８の閾値Ｖｔｈ６〜Ｖｔｈ８は、互いに同じ値に設定されている。また、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１３，Ｒ１４で分圧した分圧値Ｖ８が閾値Ｖｔｈ８に一致した際における制御電圧Ｖｃｃの値（閾値Ｖｃ）は、制御回路４の駆動可能電圧の下限値Ｖｍｉｎよりも大きい値に設定されている。
【００４８】
次に、図２（ａ）〜（ｈ）に示す波形図を用いて、電源投入時における保護回路９の動作について説明する。なお、図２（ａ）は入力電圧Ｖｉｎの波形図である。図２（ｂ）は制御電圧Ｖｃｃの波形図である。図２（ｃ）はスイッチング素子Ｑ８のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ８）の波形図である。図２（ｄ）はスイッチング素子Ｑ８のドレイン−ソース間電圧（ドレイン電圧Ｖｄｓ８）の波形図である。図２（ｅ）はスイッチング素子Ｑ７のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ７）の波形図である。図２（ｆ）はスイッチング素子Ｑ７のドレイン−ソース間電圧（ドレイン電圧Ｖｄｓ７）の波形図である。図２（ｇ）はスイッチング素子Ｑ６のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ６）の波形図である。図２（ｈ）はスイッチング素子Ｑ６のドレイン−ソース間電圧（ドレイン電圧Ｖｄｓ６）の波形図である。
【００４９】
まず、スイッチＳＷ１がターンオンされると、コンデンサＣ１の両端間に生成される入力電圧Ｖｉｎが所定値Ｖａまで上昇する。このとき、制御用電源回路６が生成する制御電圧Ｖｃｃは、入力電圧Ｖｉｎより遅れて所定値Ｖｂまで立ち上がる。ここで、制御電圧Ｖｃｃが制御回路４の駆動可能範囲の下限値Ｖｍｉｎに到達するまでの期間（不定期間Ｔｘ）は、制御回路４の制御が不定、すなわちＰＷＭ制御部４１の出力が不定状態となり、スイッチング素子Ｑ１がオンするおそれがある。なお、本実施形態では、不定期間Ｔｘ中においてスイッチング素子Ｑ１がオン状態であるとして説明する。
【００５０】
スイッチＳＷ１ターンオン直後は、制御電圧Ｖｃｃがゼロであるので、スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８のゲート電圧Ｖｇｓ６〜Ｖｇｓ８もゼロとなり、スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８はオフ状態となる。すなわち、スイッチング素子Ｑ６によって電流経路Ｋ１が遮断された状態となる。
【００５１】
そして、制御電圧Ｖｃｃが増加するにつれて、スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８のゲート電圧Ｖｇｓ６〜Ｖｇｓ８も増加する。ここで、各スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８がオフ状態である場合、各スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８のゲートには、制御電圧Ｖｃｃの分圧値Ｖ６〜Ｖ８が印加される。上述したように、分圧値Ｖ６〜Ｖ８はＶ７＞Ｖ６＞Ｖ８となるように設定され、各スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８がターンオンする閾値Ｖｔｈ６〜Ｖｔｈ８は同じ値に設定されている。したがって、まず時間ｔ１においてスイッチング素子Ｑ７のゲート電圧Ｖｇｓ７が閾値Ｖｔｈ７に達し、スイッチング素子Ｑ７がターンオンする（図２（ｅ）（ｆ）参照）。スイッチング素子Ｑ７がターンオンすることで、スイッチング素子Ｑ６のゲートと回路グランドとが短絡されるので、スイッチング素子Ｑ６は強制的にオフ状態となる（図２（ｇ）参照）。すなわち、スイッチング素子Ｑ６によって電流経路Ｋ１が遮断された状態が継続する。
【００５２】
そして、制御電圧Ｖｃｃがさらに増加して時間ｔ２に下限値Ｖｍｉｎを上回る（図２（ｂ）参照）。この時点で、制御回路４が起動して不定期間Ｔｘが完了する。そして、制御回路４は制御可能状態であるので、ＰＷＭ制御部４１がＰＷＭ信号の信号レベルをＬに維持することで、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態に維持する。
【００５３】
そして、時間ｔ３において、制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｃに到達することで、スイッチング素子Ｑ８のゲート電圧Ｖｇｓ８が閾値Ｖｔｈ８に到達し、スイッチング素子Ｑ８がターンオンする（図２（ｃ）（ｄ）参照）。スイッチング素子Ｑ８がターンオンすることで、スイッチング素子Ｑ７のゲートと回路グランドとが短絡され、スイッチング素子Ｑ７がターンオフする（図２（ｅ）（ｆ）参照）。スイッチング素子Ｑ７がターンオフすることによって、スイッチング素子Ｑ６のゲート−回路グランド間の短絡が解除される。すなわち、スイッチング素子Ｑ６の強制オフ状態が解除され、スイッチング素子Ｑ６のゲートに制御電圧Ｖｃｃの分圧値Ｖ６が印加されることでスイッチング素子Ｑ６がターンオンする（図２（ｇ）（ｈ）参照）。スイッチング素子Ｑ６がオンすることによって、スイッチング素子Ｑ１がオンした際に入力電流Ｉｉｎが供給される電流経路Ｋ１が形成される。
【００５４】
以降は、図示していないが、ＰＷＭ制御部４１がスイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行い、ブリッジ駆動回路４４がスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行うことで、放電灯Ｌａ１を点灯させる。
【００５５】
このように、本実施形態の点灯装置Ａ１は、コンバータ回路１（電力変換回路）と制御回路４（第１の制御回路）と制御用電源回路６と保護回路９とを備える。
【００５６】
コンバータ回路１は、スイッチング素子Ｑ１（第１のスイッチング素子）を有し、スイッチング素子Ｑ１がオンされることでバッテリーＥ１（直流電源）から入力電流Ｉｉｎ（直流電流）が供給される電流経路Ｋ１が形成される。そして、コンバータ回路１は、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフ駆動されることでバッテリーＥ１から供給される入力電圧Ｖｉｎ（直流電圧）を所望の電圧に変換して放電灯Ｌａ１（光源）に供給する。
【００５７】
制御回路４は、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行う。
【００５８】
制御用電源回路６は、バッテリーＥ１から供給される入力電圧Ｖｉｎから制御回路４の駆動電源を生成する。
【００５９】
保護回路９は、電流経路Ｋ１を導通または遮断するスイッチング素子Ｑ６（第２のスイッチング素子）および、スイッチング素子Ｑ６をスイッチング制御する制御回路９１ａ（第２の制御回路）からなる。
【００６０】
そして、制御回路４は、制御用電源回路６が生成する制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ（所定値）未満である場合にスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を停止し、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ以上である場合にスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。
【００６１】
制御回路９１ａは、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ以上に設定された閾値Ｖｃ未満である場合にスイッチング素子Ｑ６をオフ状態に維持する強制オフモードを実行し、制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｃ以上である場合に強制オフモードを解除する。
【００６２】
このように、本実施形態では、電源投入時において制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ未満である不定期間Ｔｘ中は、電流経路Ｋ１に介挿されたスイッチング素子Ｑ６を強制的にオフ状態にする強制オフモードを行う。そして、制御回路４が起動してスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御が可能となった状態で、スイッチング素子Ｑ６を強制的にオフ状態にする強制オフモードを解除し、スイッチング素子Ｑ６がオンされる。これにより、不定期間Ｔｘ中にスイッチング素子Ｑ１がオンしても、スイッチング素子Ｑ６によって電流経路Ｋ１が遮断されているので、バッテリーＥ１から過電流が供給されることを防止し、ヒューズＦ１の溶断も防止することができる。
【００６３】
（実施形態２）
本実施形態の点灯装置Ａ２の回路構成図を図３に示す。実施形態１の点灯装置Ａ１は、制御電圧Ｖｃｃの分圧値Ｖ８を用いてスイッチング素子Ｑ８のオン・オフを制御していたのに対し、本実施形態では制御回路４に入力するリセット信号を用いてスイッチング素子Ｑ８のオン・オフを制御することに特徴を有する。なお、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
本実施形態の点灯装置Ａ２は、リセット信号を出力するリセット回路４５を備えている。リセット回路４５は、制御電圧Ｖｃｃの値を監視しており、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎより大きい値に設定された閾値Ｖｄ（Ｖｍｉｎ＜Ｖｄ＜Ｖｂ）と比較する。そして、リセット回路４５は、制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｄ未満である場合にリセット信号の信号レベルをＬ（第１のレベル）に設定し、制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｄ以上である場合にリセット信号の信号レベルをＨ（第２のレベル）に設定する。
【００６５】
制御回路４は、リセット回路４５から入力されるリセット信号の信号レベルがＬからＨに切り替わると、リセット処理を実行して起動し、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。すなわち、リセット信号は、制御回路４を起動させるトリガーとして機能する。
【００６６】
また、本実施形態の保護回路９は、スイッチング素子Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ６をスイッチング制御する制御回路９１ｂ（第２の制御回路）とで構成されている。制御回路９１ｂは、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、抵抗Ｒ９〜Ｒ１２，Ｒ１５，Ｒ１６と、コンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ６とで構成されている。抵抗Ｒ１５，Ｒ１６は直列接続され、コンデンサＣ６は抵抗Ｒ１６に並列接続されており、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６の直列回路は、リセット回路４５の出力−回路グランド間に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ８は、ゲートが抵抗Ｒ１５，Ｒ１６の接続中点に接続されている。すなわち、スイッチング素子Ｑ８は、リセット信号が入力され、リセット信号の信号レベルがＬである場合にオフ状態となり、リセット信号の信号レベルがＨである場合にオン状態となる。他の構成は、実施形態１の制御回路９１ａと同一であるので説明を省略する。
【００６７】
次に、図４（ａ）〜（ｈ）に示す波形図を用いて、電源投入時における保護回路９の動作について説明する。なお、図４（ａ）は入力電圧Ｖｉｎの波形図である。図４（ｂ）は制御電圧Ｖｃｃの波形図である。図４（ｃ）はリセット信号の波形図である。図４（ｄ）はスイッチング素子Ｑ８のドレイン−ソース間電圧（ドレイン電圧Ｖｄｓ８）の波形図である。図４（ｅ）はスイッチング素子Ｑ７のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ７）の波形図である。図４（ｆ）はスイッチング素子Ｑ７のドレイン−ソース間電圧（ドレイン電圧Ｖｄｓ７）の波形図である。図４（ｇ）はスイッチング素子Ｑ６のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ６）の波形図である。図４（ｈ）はスイッチング素子Ｑ６のドレイン−ソース間電圧（ドレイン電圧Ｖｄｓ６）の波形図である。
【００６８】
まず、スイッチＳＷ１がターンオンされると、コンデンサＣ１の両端間に生成される入力電圧Ｖｉｎが所定値Ｖａまで上昇する。このとき、制御用電源回路６が生成する制御電圧Ｖｃｃは、入力電圧Ｖｉｎより遅れて所定値Ｖｂまで立ち上がる。ここで、制御電圧Ｖｃｃが制御回路４の駆動可能範囲の下限値（下限値Ｖｍｉｎ）に到達するまでの期間（不定期間Ｔｘ）は、制御回路４の制御が不定、すなわちＰＷＭ制御部４１の出力が不定状態となり、スイッチング素子Ｑ１がオンするおそれがある。なお、本実施形態では、不定期間Ｔｘ中においてスイッチング素子Ｑ１がオン状態であるとして説明する。
【００６９】
スイッチＳＷ１ターンオン直後は、制御電圧Ｖｃｃがゼロであるので、スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８はオフ状態となる。すなわち、スイッチング素子Ｑ６によって電流経路Ｋ１が遮断された状態となる。
【００７０】
そして、制御電圧Ｖｃｃが増加するにつれて、スイッチング素子Ｑ６，Ｑ７のゲート電圧Ｖｇｓ６，Ｖｇｓ７も増加する。ここで、各スイッチング素子Ｑ６〜Ｑ８がオフ状態である場合、各スイッチング素子Ｑ６，Ｑ７のゲートには、制御電圧Ｖｃｃの分圧値Ｖ６，Ｖ７が印加される。分圧値Ｖ６，Ｖ７はＶ７＞Ｖ６となるように設定され、各スイッチング素子Ｑ６，Ｑ７がターンオンする閾値Ｖｔｈ６，Ｖｔｈ７は同じ値に設定されている。したがって、まず時間ｔ１においてスイッチング素子Ｑ７のゲート電圧Ｖｇｓ７が閾値Ｖｔｈ７に達し、スイッチング素子Ｑ７がターンオンする（図４（ｅ）（ｆ）参照）。スイッチング素子Ｑ７がターンオンすることで、スイッチング素子Ｑ６のゲートと回路グランドとが短絡されるので、スイッチング素子Ｑ６は強制的にオフ状態となる（図４（ｇ）参照）。すなわち、スイッチング素子Ｑ６によって電流経路Ｋ１が遮断された状態が継続する。
【００７１】
そして、制御電圧Ｖｃｃがさらに増加して時間ｔ２に下限値Ｖｍｉｎを上回り、時間ｔ３に制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｄに到達する（図４（ｂ）参照）。リセット回路４５は、制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｄに到達すると、リセット信号の信号レベルをＬからＨに切り替える（図４（ｃ）参照）。リセット信号の信号レベルがＬからＨに切り替わることによって制御回路４が起動し、ＰＷＭ制御部４１がＰＷＭ信号の信号レベルをＬに維持することで、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態に維持する。さらに、リセット信号の信号レベルがＬからＨに切り替わることによって、スイッチング素子Ｑ８がターンオンする（図４（ｄ）参照）。スイッチング素子Ｑ８がターンオンすることで、スイッチング素子Ｑ７のゲートと回路グランドとが短絡され、スイッチング素子Ｑ７がターンオフする（図４（ｅ）（ｆ）参照）。スイッチング素子Ｑ７がターンオフすることによって、スイッチング素子Ｑ６のゲート−回路グランド間の短絡が解除される。すなわち、スイッチング素子Ｑ６の強制オフ状態が解除され、スイッチング素子Ｑ６のゲートに制御電圧Ｖｃｃの分圧値Ｖ６が印加されることでスイッチング素子Ｑ６がターンオンする（図４（ｇ）（ｈ）参照）。スイッチング素子Ｑ６がオンすることによって、スイッチング素子Ｑ１がオンした際に入力電流Ｉｉｎが供給される電流経路Ｋ１が形成される。
【００７２】
以降は、図示していないが、ＰＷＭ制御部４１がスイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行い、ブリッジ駆動回路４４がスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をオン・オフ駆動するスイッチング制御を行うことで、放電灯Ｌａ１を点灯させる。
【００７３】
このように、本実施形態の点灯装置Ａ２は、制御電圧Ｖｃｃに基づいて、二値の信号レベルからなるリセット信号を出力するリセット回路４５を備える。
【００７４】
リセット回路４５は、制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｄ未満である場合にリセット信号の信号レベルをＬ（第１のレベル）に設定し、制御電圧Ｖｃｃが閾値Ｖｄ以上である場合にリセット信号の信号レベルをＨ（第２のレベル）に設定する。
【００７５】
制御回路４（第１の制御回路）は、リセット信号が入力され、リセット信号の信号レベルがＬである場合にスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を停止し、リセット信号の信号レベルがＨである場合にスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。
【００７６】
制御回路９１ｂ（第２の制御回路）は、リセット信号が入力され、リセット信号の信号レベルがＬである場合にスイッチング素子Ｑ１をオフ状態にする強制オフモードを実行し、リセット信号の信号レベルがＨである場合に強制オフモードを解除する。
【００７７】
このように、本実施形態では、電源投入時において制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ未満である不定期間Ｔｘ中は、電流経路Ｋ１に介挿されたスイッチング素子Ｑ６を強制的にオフ状態にする強制オフモードを行う。そして、制御回路４が起動してスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御が可能となった状態で、スイッチング素子Ｑ６を強制的にオフ状態にする強制オフモードを解除し、スイッチング素子Ｑ６がオンされる。これにより、不定期間Ｔｘ中にスイッチング素子Ｑ１がオンしても、スイッチング素子Ｑ６によって電流経路Ｋ１が遮断されているので、バッテリーＥ１から過電流が供給されることを防止し、ヒューズＦ１の溶断も防止することができる。
【００７８】
さらに、本実施形態では、リセット信号を制御回路４の起動とスイッチング素子Ｑ６のターンオンとのトリガーに用いているので、制御回路４が起動するタイミングとスイッチング素子Ｑ６をターンオンさせるタイミングとを同期させることができる。
【００７９】
（実施形態３）
本実施形態の点灯装置Ａ３の回路構成図を図５に示す。実施形態１，２の点灯装置Ａ１，Ａ２は、コンバータ回路１を構成するスイッチング素子Ｑ１とは別体のスイッチング素子Ｑ６を強制的にオフ状態にすることで電源投入時における過電流を保護していた。一方、本実施形態の点灯装置Ａ３は、スイッチング素子Ｑ１がコンバータ回路１と保護回路９とを兼用しており、不定期間Ｔｘにスイッチング素子Ｑ１を強制的にオフ状態にすることで、電源投入時における過電流を保護することに特徴を有する。なお、実施形態２と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８０】
本実施形態の保護回路９は、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する制御回路９１ｃ（第２の制御回路）とで構成されている。制御回路９１ｃは、ＰＷＭ制御部４１−ドライブ回路５間に接続されており、ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ３と、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ９と、抵抗Ｒ１７とで構成されている。トランジスタＴｒ３は、コレクタがＰＷＭ制御部４１の出力とドライブ回路５の入力（抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続中点）との接続点Ｐ１に接続され、エミッタが回路グランドに接続され、ベースが抵抗Ｒ１７を介して制御用電源回路６の出力に接続されている。スイッチング素子Ｑ９は、ドレインがトランジスタＴｒ３のベースに接続され、ソースが回路グランドに接続され、ゲートがリセット回路４５の出力に接続されている。
【００８１】
また、本実施形態のリセット回路４５は、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ（閾値）未満である場合にリセット信号の信号レベルをＬに設定し、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ以上である場合にリセット信号の信号レベルをＨに設定するように構成されている。
【００８２】
次に、図６（ａ）〜（ｅ）に示す波形図を用いて、電源投入時における保護回路９の動作について説明する。なお、図６（ａ）は入力電圧Ｖｉｎの波形図である。図６（ｂ）は制御電圧Ｖｃｃの波形図である。図６（ｃ）はリセット信号の波形図である。図６（ｄ）はＰＷＭ制御部４１の出力とドライブ回路５の入力との接続点Ｐ１の電圧波形図である。図６（ｅ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ１）の波形図である。
【００８３】
まず、スイッチＳＷ１がターンオンされると、コンデンサＣ１の両端間に生成される入力電圧Ｖｉｎが所定値Ｖａまで上昇する。このとき、制御用電源回路６が生成する制御電圧Ｖｃｃは、入力電圧Ｖｉｎより遅れて所定値Ｖｂまで立ち上がる。ここで、制御電圧Ｖｃｃが制御回路４の駆動可能範囲の下限値（下限値Ｖｍｉｎ）に到達するまでの期間（不定期間Ｔｘ）は、制御回路４の制御が不定、すなわちＰＷＭ制御部４１の出力が不定状態となり、スイッチング素子Ｑ１がオンするおそれがある。
【００８４】
ここで、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎに到達するまでは、リセット信号の信号レベルがＬであるので、スイッチング素子Ｑ９がオフ状態となる（図６（ｃ）参照）。したがって、制御用電源回路６から抵抗Ｒ１７を介してトランジスタＴｒ３にベース電流が供給されるので、トランジスタＴｒ３がオンし、接続点Ｐ１が回路グランドに短絡される（図６（ｄ）参照）。すなわち、ドライブ回路５の入力が回路グランドに短絡されるので、制御回路４の不定期間Ｔｘ中であってもスイッチング素子Ｑ１が強制的にオフされた状態となる。
【００８５】
そして、制御電圧Ｖｃｃが増加して時間ｔ１１において下限値Ｖｍｉｎに到達する。リセット回路４５は、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎに到達すると、リセット信号の信号レベルをＬからＨに切り替える（図６（ｃ）参照）。リセット信号の信号レベルがＬからＨに切り替わることによって、スイッチング素子Ｑ９がターンオンする。スイッチング素子Ｑ９がターンオンすることによって、トランジスタＴｒ３がターンオフし、接続点Ｐ１と回路グランドとの短絡状態が解除される。すなわち、スイッチング素子Ｑ１のオフ状態に維持する強制オフモードが解除される。さらに、リセット信号の信号レベルがＬからＨに切り替わることによって制御回路４が起動する。ＰＷＭ制御部４１は、ＰＷＭ信号の信号レベルをＬに維持することで、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態が継続される。そして、ＰＷＭ制御部４１は、所定期間スイッチング素子Ｑ１をオフ状態に維持した後、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動することで、放電灯Ｌａ１を点灯させる（図６（ｄ）（ｅ）参照）。
【００８６】
このように、本実施形態では、電源投入時において制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ未満である不定期間Ｔｘ中は、スイッチング素子Ｑ１を強制的にオフ状態にする強制オフモードを行う。そして、制御回路４が起動してスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御が可能となった状態で、強制オフモードを解除する。これにより、不定期間Ｔｘ中にスイッチング素子Ｑ１がオンすることが防止されるので、バッテリーＥ１から過電流が供給されることを防止し、ヒューズＦ１の溶断も防止することができる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１がコンバータ回路１と保護回路９とを兼用しているので、部品点数を削減しコストを抑制することができる。
【００８８】
（実施形態４）
本実施形態の点灯装置Ａ４の回路構成図を図７に示す。実施形態３の点灯装置Ａ３は、ドライブ回路５の入力側に制御回路９１ｃが接続されていたのに対し、本実施形態の点灯装置Ａ４は、ドライブ回路５の出力側に制御回路９１ｄが接続されていることに特徴を有する。なお、実施形態３と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８９】
本実施形態の保護回路９は、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１をスイッチング制御する制御回路９１ｄ（第２の制御回路）とで構成されている。なお、スイッチング素子Ｑ１は、コンバータ回路１と保護回路９とを兼用している。制御回路９１ｄは、ドライブ回路５−コンバータ回路１間に接続されており、ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ４と、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１０と、抵抗Ｒ１８とで構成されている。トランジスタＴｒ４は、コレクタがドライブ回路５の出力（トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の接続中点）と抵抗Ｒ７との接続点Ｐ２に接続され、エミッタが回路グランドに接続され、ベースが抵抗Ｒ１８を介して制御用電源回路６の出力に接続されている。スイッチング素子Ｑ１０は、ドレインがトランジスタＴｒ４のベースに接続され、ソースが回路グランドに接続され、ゲートがリセット回路４５の出力に接続されている。
【００９０】
次に、図８（ａ）〜（ｅ）に示す波形図を用いて、電源投入時における保護回路９の動作について説明する。なお、図８（ａ）は入力電圧Ｖｉｎの波形図である。図８（ｂ）は制御電圧Ｖｃｃの波形図である。図８（ｃ）はリセット信号の波形図である。図８（ｄ）はスイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間電圧（ゲート電圧Ｖｇｓ１）の波形図である。
【００９１】
まず、スイッチＳＷ１がターンオンされると、コンデンサＣ１の両端間に生成される入力電圧Ｖｉｎが所定値Ｖａまで上昇する。このとき、制御用電源回路６が生成する制御電圧Ｖｃｃは、入力電圧Ｖｉｎより遅れて所定値Ｖｂまで立ち上がる。ここで、制御電圧Ｖｃｃが制御回路４の駆動可能範囲の下限値（下限値Ｖｍｉｎ）に到達するまでの期間（不定期間Ｔｘ）は、制御回路４の制御が不定、すなわちＰＷＭ制御部４１の出力が不定状態となり、スイッチング素子Ｑ１がオンするおそれがある。
【００９２】
ここで、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎに到達するまでは、リセット信号の信号レベルがＬであるので、スイッチング素子Ｑ１０がオフ状態となる（図８（ｃ）参照）。したがって、制御用電源回路６から抵抗Ｒ１８を介してトランジスタＴｒ４にベース電流が供給されるので、トランジスタＴｒ４がオンし、接続点Ｐ２が回路グランドに短絡される（図８（ｄ）参照）。すなわち、ドライブ回路５の出力（スイッチング素子Ｑ１のゲート）が回路グランドに短絡されるので、制御回路４の不定期間Ｔｘ中であってもスイッチング素子Ｑ１が強制的にオフされた状態となる。
【００９３】
そして、制御電圧Ｖｃｃが増加して時間ｔ１１において下限値Ｖｍｉｎに到達する。リセット回路４５は、制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎに到達すると、リセット信号の信号レベルをＬからＨに切り替える（図８（ｃ）参照）。リセット信号の信号レベルがＬからＨに切り替わることによって、スイッチング素子Ｑ１０がターンオンする。スイッチング素子Ｑ１０がターンオンすることによって、トランジスタＴｒ４がターンオフし、ドライブ回路５の出力（スイッチング素子Ｑ１のゲート）と回路グランドとの短絡状態が解除される。すなわち、スイッチング素子Ｑ１のオフ状態に維持する強制オフモードが解除される。さらに、リセット信号の信号レベルがＬからＨに切り替わることによって制御回路４が起動する。ＰＷＭ制御部４１は、ＰＷＭ信号の信号レベルをＬに維持することで、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態が継続される。そして、ＰＷＭ制御部４１は、所定期間スイッチング素子Ｑ１をオフ状態に維持した後、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動することで、放電灯Ｌａ１を点灯させる（図８（ｄ）参照）。
【００９４】
このように、本実施形態では、電源投入時において制御電圧Ｖｃｃが下限値Ｖｍｉｎ未満である不定期間Ｔｘ中は、スイッチング素子Ｑ１を強制的にオフ状態にする強制オフモードを行う。そして、制御回路４が起動してスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御が可能となった状態で、強制オフモードを解除する。これにより、不定期間Ｔｘ中にスイッチング素子Ｑ１がオンすることが防止されるので、バッテリーＥ１から過電流が供給されることを防止し、ヒューズＦ１の溶断も防止することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態では、制御回路９１ｄがスイッチング素子Ｑ１のゲートと回路グランドとを短絡させている。すなわち、制御回路９１ｄが直接スイッチング素子Ｑ１を強制的にオフ状態にするので、電源投入時に過電流が供給されることをよく確実に防止することができる。
【００９６】
なお、実施形態１〜４の点灯装置Ａ１〜Ａ４は、光源として放電灯Ｌａ１が用いられているが、図９に示す点灯装置Ａ５のように複数の発光ダイオードＬｄ１からなるＬＥＤ（LightEmitting Diode）モジュールＬａ２を光源として用いてもよい。点灯装置Ａ５は、直流の出力電圧ＶｏをＬＥＤモジュール２に供給する構成であるため、点灯装置Ａ４からインバータ回路２，イグナイタ回路３，ブリッジ駆動回路４４が省略されている。また、コンバータ回路１のトランスＴ１は、一次巻線ｎ１の一端と二次巻線ｎ２の一端とが接続されており、一次巻線ｎ１と二次巻線ｎ２との接続点にスイッチング素子Ｑ１のドレインが接続された構成となっている。そして、コンバータ回路１が出力する直流の出力電圧ＶｏがＬＥＤモジュールＬａ２に印加されることで、各発光ダイオードＬｄ１に出力電流Ｉｏが流れて発光する。
【００９７】
また、実施形態１〜４の点灯装置Ａ１〜Ａ５と、点灯装置Ａ１〜Ａ５のいずれかによって点灯される光源（放電灯Ｌａ１またはＬＥＤモジュールＬａ２）とで照明器具を構成することができる。さらに、この照明器具を車両に搭載することで、車両用前照灯装置Ｂ１を構成することができる。図１０に示す例では、車両Ｃａ１は、点灯装置Ａ１と、この点灯装置Ａ１によって点灯され車両Ｃａ１の前照灯として機能する放電灯Ｌａ１とで構成された車両用前照灯装置Ｂ１を備えている。車両用前照灯装置Ｂ１は、車両Ｃａ１の前側における左右両側端に設けられており、電源投入時における過電流を防止することができる。
【００９８】
以上の実施形態で開示した構成は一例であり、これに限定するものではなく、発明が意図する動作概念が同じであれば構成を限定するものではない。
【符号の説明】
【００９９】
１  ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（電力変換回路）
２  ＤＣ−ＡＣインバータ回路
３  イグナイタ回路
４  制御回路（第１の制御回路）
４１  ＰＷＭ制御部
５  ドライブ回路
６  制御用電源回路
７  電圧検出回路
８  電流検出回路
９  保護回路
９１  制御回路（第２の制御回路）
Ｅ１  バッテリー（直流電源）
Ｑ１  スイッチング素子（第１のスイッチング素子）
Ｑ６  スイッチング素子（第２のスイッチング素子）
Ｌａ１  放電灯（光源）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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