(57)【要約】【課題】放電灯をデューティ調光方式で駆動する場合でも、駆動装置の異常を確実に検出することができる放電灯駆動装置の異常検出装置を提供する。【解決手段】駆動装置４によりデューティ調光方式で駆動されるキセノンランプ１８に流れる電流を抵抗５で検出し、その抵抗５の両端に現れる電圧を、ダイオード６及び７，コンデンサ１２で構成される波形成形手段１９により整流して略鋸歯状波に成形すると、成形された電圧に基づいてトランジスタ１５をオンオフすることで矩形波信号を出力する。そして、制御部１７の異常判定部１７ａにより矩形波信号の出力状態を観測することで異常検出を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯に交流電圧を印加してデューティ調光を行なうように駆動する駆動装置の異常を検出するもので、
放電灯に流れる電流を検出するための抵抗と、
この抵抗の両端に現れる電圧を整流し、整流した電圧の波形を略鋸歯状波に成形するための波形成形手段と、
この波形成形手段によって波形成形された電圧に基づいてオンオフされ、矩形波信号を出力するスイッチング素子と、
前記矩形波信号の出力状態を観測することで異常検出を行なう異常検出手段とで構成されることを特徴とする放電灯駆動装置の異常検出装置。
【請求項２】
前記放電灯は、キセノンランプであることを特徴とする請求項１記載の放電灯駆動装置の異常検出装置。
【請求項３】
放電灯に交流電圧を印加してデューティ調光を行なうように駆動する駆動装置の異常を検出する方法であって、
放電灯に流れる電流を整流して得られる電圧波形を略鋸歯状波に成形し、
成形した電圧に基づいてスイッチング素子をオンオフさせることで矩形波信号を出力し、
前記矩形波信号の出力状態を観測することで異常検出を行なうことを特徴とする放電灯駆動装置の異常検出方法。
【請求項４】
前記放電灯は、キセノンランプであることを特徴とする請求項３記載の放電灯駆動装置の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯に交流電圧を印加してデューティ調光を行なうように駆動する駆動装置の異常を検出する異常検出装置、及び放電灯駆動装置の異常検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯は、例えば液晶ディスプレイのバックライトに使用され、交流の高電圧（例えば、１．５ｋＶ程度）を印加することで駆動される。そして、その高電圧を生成する駆動回路には、一般に、異常を検出するための回路が設けられる。
【０００３】
従来の放電灯の駆動装置及びその異常を検出する回路の一例を図６に示す。放電灯１には、トランス２及びスイッチング部３を備えて昇圧チョッパ回路として構成される駆動装置４が接続されており、交流高電圧が印加されるようになっている。そして、放電灯１に流れる電流は、抵抗５で電圧に変換される。抵抗５の両端にはダイオード６が逆方向に接続されており、そのダイオード６のカソードには、ダイオード７のアノードが接続されている。また、ダイオード７のカソード（ＧＮＤ）とダイオード６のアノードとの間には平滑コンデンサ８が接続されている。
【０００４】
抵抗５の両端に現れる端子電圧はダイオード６，７によって全波整流され、平滑コンデンサ８の作用により平滑されて図７に示すような直流電圧となる。そして、ダイオード７のカソードより出力される電圧を異常検出信号としてモニタすることで駆動装置４の異常を検出するように構成されている。即ち、駆動装置４に異常が発生すると、モニタしている直流電圧レベルが変動することにより異常を検出することができる。尚、抵抗５，ダイオード６及び７，平滑コンデンサ８が、異常検出装置９を構成している。
【０００５】
尚、特許文献１には、図６に示す回路と同様に、放電灯１に流れる電流を抵抗で検出し、整流平滑する構成が開示されている。但し、特許文献１においては同様の回路を駆動電圧制御に用いている点が相違している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５７８８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電灯の駆動方式には、図８に示すように、点灯区間、消灯区間を交互に繰り返し、１パルス中の点灯区間と消灯区間の比を変化させることで明るさを調整する「デューティ調光」方式がある。図９には、デューティ調光を行った場合の異常検出信号波形を示す。放電灯１の点灯区間が開始されると、平滑コンデンサ８の作用により検出信号の電圧波形はなだらかに立ち上る。また駆動周波数が低くなるほど、電圧波形の立ち上がりは遅くなる傾向を示す。
【０００８】
また、従来、放電灯としては水銀灯が広く用いられていたが、廃棄時において環境に与える負荷の影響が重視されるようになったことから、水銀灯に代わって例えばキセノンランプなどが用いられるようになりつつある。
【０００９】
そして、キセノンランプの駆動周波数は水銀灯（約５０ｋＨｚ）の１／２程度であるため、電圧波形の立ち上がりはより遅くなる。従って、デューティ調光を行った結果として点灯区間が極めて短くなると、図１０に示すように、点灯区間における検出信号の電圧レベルが定常状態に達する以前に消灯区間に移行してしまうことが想定される。このようなケースでは、異常を検出できなくなるおそれがある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、放電灯をデューティ調光方式で駆動する場合でも、駆動装置の異常を確実に検出することができる放電灯駆動装置の異常検出装置、及び放電灯駆動装置の異常検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電灯駆動装置の異常検出装置によれば、放電灯に流れる電流を抵抗で検出し、その抵抗の両端に現れる電圧を、波形成形手段により整流して略鋸歯状波に成形すると、成形された電圧に基づいてスイッチング素子をオンオフすることで矩形波信号を出力する。そして、異常検出手段により矩形波信号の出力状態を観測することで異常検出を行なう。
【００１２】
即ち、放電灯の駆動が正常に行なわれている場合、デューティ調光の点灯区間においてスイッチング素子を介して出力される矩形波信号は略一定の周波数となるが、駆動装置に異常が発生すると、矩形波信号の周波数は大きく変化するので異常を検出することができる。そして、デューティ調光の点灯区間が短い領域にある場合でも、抵抗によって検出される電圧の波形を略鋸歯状に成形することは容易であるから、スイッチング素子を駆動して矩形波信号を確実に出力し、駆動装置の異常を検出することができる。
【００１３】
請求項２記載の放電灯駆動装置の異常検出装置によれば、放電灯を、比較的低い周波数で駆動され、広く使用されているキセノンランプとするので、本発明を有効に適用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をキセノンランプに適用した場合の一実施例について図１乃至図５を参照して説明する。尚、図６と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図１において、本実施例の異常検出装置１１では、異常検出装置９の平滑コンデンサ８が容量の小さいコンデンサ１２に置き換えられている。そして、コンデンサ１２の両端には、分圧抵抗１３及び１４の直列回路が接続されており、それらの共通接続点には、ＮＰＮ型トランジスタ（スイッチング素子）１５のベースが接続されている。
【００１５】
トランジスタ１５のコレクタには、抵抗１６を介して駆動用電圧Ｖ１が供給されており、エミッタは、グランドに接続されている。そして、トランジスタ１５のコレクタより、異常検出信号を出力するようになっている。
【００１６】
異常検出信号は、制御部１７の異常判定部（異常検出手段）１７ａに出力される。制御部１７はマイクロコンピュータで構成されており、駆動装置４のスイッチング部３を制御してキセノンランプ（放電灯）１８を点灯させると共に、異常判定部１７ａによって駆動装置４の異常判定を行うようになっている。
【００１７】
異常判定部１７ａは、例えば、異常検出信号たる矩形波のエッジの間隔をカウンタにより計測し、図８に示す点灯区間におけるエッジの出力周期（矩形波信号の周波数）に基づいて異常判定を行なうようになっている。
尚、ダイオード６及び７，コンデンサ１２は波形成形手段１９を構成しており、その波形成形手段１９に、抵抗５，分圧抵抗１３及び１４、トランジスタ１５並びに抵抗１６を加えたものが異常検出装置１１を構成している。
【００１８】
次に、本実施例の作用について図２乃至図４も参照して説明する。例えば、従来の異常検出装置９における異常検出信号の波形が図３（ａ）に示すものであった場合、異常検出装置１１では、コンデンサ１２の容量を小さくしたことにより、トランジスタ１５の前段で観測される信号波形は図３（ｂ）に示すように略鋸歯状の波形となる。そして、トランジスタ１５は、その信号波形を分圧した電圧によって駆動されるので、異常検出信号は、図３（ｃ）に示すように矩形波として出力される。尚、図３（ｃ）はオシロスコープによる観測波形を示すものである。
【００１９】
ここで、図４には、デューティ調光において点灯区間が短くなった場合の異常検出信号波形であるが、トランジスタ１５を駆動して矩形波で出力されることで、点灯区間が短くなったとしても、十分に観測可能な波形が出力されている。
【００２０】
また、図５（ａ），（ｂ）は、トランス２の二次側がレア・オープン状態（コイルが断線しているがその断線部分の距離が極めて近接しているため、火花放電が発生する状態）となり、火花放電が発生している場合の異常検出信号波形を示す。このように、トランス２がレア・オープン状態になった場合は、点灯区間に出力される異常検出信号の波形に周期性は無くなる。
【００２１】
図２は、制御部１７の異常判定部１７ａによる処理内容を示すフローチャートである。異常判定部１７ａは、駆動装置４が点灯区間にある場合に（ステップＳ１，「ＹＥＳ」）、異常検出信号の立上がりエッジ間隔を計測する（ステップＳ２）。そして、計測したエッジ間隔が上限値を超えるか否かを判定し（ステップＳ３）、上限値以下であれば（「ＮＯ」）ステップＳ１に戻る。
【００２２】
一方、ステップＳ３において、計測したエッジ間隔が上限値を超えていれば（「ＹＥＳ」）、駆動装置４の駆動を停止させて（ステップＳ４）処理を終了する。尚、キセノンランプ１８を用いる場合、駆動装置４による駆動周波数は２０ｋ〜２５ｋＨｚ程度であるから、ステップＳ３におけるエッジ間隔の上限値は、周波数が２０ｋＨｚを下回る状態を検出するように設定すれば良い。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、駆動装置４によりデューティ調光方式で駆動されるキセノンランプ１８に流れる電流を抵抗５で検出し、その抵抗５の両端に現れる電圧を、ダイオード６及び７，コンデンサ１２で構成される波形成形手段１９により整流して略鋸歯状波に成形すると、成形された電圧に基づいてトランジスタ１５をオンオフすることで矩形波信号を出力する。そして、制御部１７の異常判定部１７ａにより矩形波信号の出力状態を観測することで異常検出を行なうようにした。
【００２４】
従って、デューティ調光の周波数が比較的低い領域にある場合でも、抵抗５によって検出される電圧の波形を略鋸歯状に成形することは容易であるから、トランジスタ１５を駆動して矩形波信号を確実に出力し、駆動装置４の異常を検出することができる。そして、比較的低い周波数で駆動され放電灯として広く使用されているキセノンランプ１８に、本発明を有効に適用することができる。
【００２５】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
スイッチング素子は、バイポーラトランジスタに限ることなく、ＦＥＴでも良い。
波形成形手段は、抵抗の端子電圧を略鋸歯状の電圧波形に成形するものであれば、どのような構成でも良い。
異常検出手段は、矩形波信号のデューティ比を計測することで異常を検出しても良い。
放電灯は、キセノンランプ１８に限ることなく、デューティ調光方式で駆動されるものであれば適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であり、放電灯の駆動装置及びその異常検出装置の電気的構成を示す図
【図２】制御部の異常判定部による処理内容を示すフローチャート
【図３】（ａ）は従来の異常検出装置における異常検出信号波形、（ｂ）は本実施例におけるトランジスタ前段の信号波形（ａ）、（ｃ）は本実施例における（ａ）相当図
【図４】デューティ調光において点灯区間が短くなった場合の異常検出信号波形を示す図
【図５】トランスの二次側がレア・オープン状態となり、火花放電が発生する前後の異常検出信号波形を示す図
【図６】従来技術を示す図１相当図
【図７】異常検出信号波形を示す図
【図８】デューティ調光を説明する波形図
【図９】デューティ調光を行った場合の図７相当図
【図１０】点灯区間が短くなった場合の図７相当図
【符号の説明】
５は抵抗、６，７はダイオード、１１は異常検出装置、１２はコンデンサ、１５はトランジスタ（スイッチング素子）、１７ａは異常判定部（異常検出手段）、１８はキセノンランプ（放電灯）、１９は波形成形手段を示す。
【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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