(57)【要約】【課題】  地絡時の地絡抵抗が高い場合であっても、この地絡を検出することができる放電灯点灯装置、およびこれを用いた車載用高輝度放電灯点灯装置、車載用前照灯装置、車両を提供する。【解決手段】  制御部７は、極性反転する各極性毎に電圧検出値を記憶し、極性反転する前後における一方の極性の電圧検出値と他方の極性の電圧検出値との間に閾値以上の差が発生する状態が、所定期間に亘って発生した場合、異常が発生したと判断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１およびインバータ部３の動作を停止させる。【選択図】図１
2013251187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力を所望の直流電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部が出力する直流電圧を交流電圧に変換して、この交流電圧を放電灯に出力するインバータ部と、
前記放電灯に供給される電圧を検出する電圧検出部と、
前記放電灯に供給される電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部の電圧検出値および前記電流検出部の電流検出値に基づいて、前記電力変換部が出力する前記直流電力を調整する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記交流電圧が極性反転する毎に各極性における前記電圧検出値を記憶し、
極性反転する前後における一方の極性の前記電圧検出値と他方の極性の前記電圧検出値との間に閾値以上の差が発生する状態が、所定期間に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する
ことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記制御部は、極性反転する前後における各極性の前記電圧検出値から、絶対値が小さい一方の極性の前記電圧検出値と絶対値が大きい他方の極性の前記電圧検出値とを判別して、前記一方の極性の前記電圧検出値の絶対値に対する前記他方の極性の前記電圧検出値の絶対値の比を示す電圧比を導出し、前記電圧比が閾値以上となる状態が前記所定期間に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する
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】
前記閾値は、１．５以上であることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御部は、極性反転する前後における一方の極性の前記電圧検出値と他方の極性の前記電圧検出値との各絶対値の差を示す電圧差を導出し、前記電圧差が閾値以上となる状態が前記所定期間に亘って発生した場合、異常が発生したと判断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５】
前記閾値は、前記放電灯の定格ランプ電圧の１／２以上であることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記所定期間は、所定の時間長さであることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記所定期間は、１０秒以上であることを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記一方の極性の前記電圧検出値と前記他方の極性の前記電圧検出値との間に閾値以上の差が発生する状態を、予め決めた期間内に所定回数以上検出した場合、異常が発生したと判断することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記異常が発生したと判断した場合、前記放電灯へ供給する電力を停止または低減させることを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記異常が発生したと判断した場合、前記放電灯へ供給する電力を漸減させることを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記異常が発生したと判断した場合、前記インバータ部を制御し、
前記インバータ部は、前記一方の極性と前記他方の極性とのうち、前記電圧検出値の絶対値が高いいずれかの極性の直流電圧を出力する
ことを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記放電灯が始動期間から定常点灯期間に移行した後、前記異常の判断処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１１いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２いずれかに記載の放電灯点灯装置を用いて、高輝度放電灯を点灯させることを特徴とする車載用高輝度放電灯点灯装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１２いずれかに記載の放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置によって点灯する放電灯とを備えることを特徴とする車載用前照灯装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の車載用前照灯装置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、放電灯点灯装置、およびこれを用いた車載用高輝度放電灯点灯装置、車載用前照灯装置、車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプなどの高輝度放電灯はその輝度の高さから、自動車、単車、列車などの車載用途にも用いられている。
【０００３】
図１８に、高輝度放電灯を点灯させる従来の放電灯点灯装置Ｂの回路構成の一例を示す。放電灯点灯装置Ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１と、検出部１０２と、インバータ部１０３と、イグナイタ部１０４と、電源電圧検出部１０５と、温度検出部１０６と、制御部１０７と、駆動部１０８，１０９とを備える。
【０００４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１は、直流電源Ｅ１０１の直流電圧（電源電圧）を昇圧または降圧して、所望の直流電力を出力する電力変換部としての機能を有しており、例えばフライバック型のコンバータ回路で構成される。直流電源Ｅ１０１とＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１との間には、スイッチＳＷ１０１が介挿されており、スイッチＳＷ１０１のオン・オフによって、放電灯点灯装置Ｂの運転・停止が切り替えられる。さらに、直流電源Ｅ１０１の低圧側ラインは、回路ＧＮＤに接続されている。
【０００５】
検出部１０２は、電圧検出部１０２ａと、電流検出部１０２ｂとを備える。電圧検出部１０２ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の出力に一端を接続し、他端を制御部１０７に接続した抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２，Ｒ１０３の直列回路で構成される。また、電流検出部１０２ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の出力に介挿された抵抗Ｒ１０４で構成される。
【０００６】
インバータ部１０３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１が出力する直流電力を交流電力に変換して、この交流電力を放電灯Ｌａに供給する機能を有し、例えばスイッチング素子をフルブリッジ接続して構成される。
【０００７】
イグナイタ部１０４は、放電灯Ｌａを始動させる数１０ｋＶの高電圧を発生させる。
【０００８】
電源電圧検出部１０５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の入力電圧（電源電圧）を検出する。
【０００９】
温度検出部１０６は、放電灯点灯装置Ｂの周囲温度を検出する。
【００１０】
制御部１０７は、放電灯Ｌａに供給されるランプ電力が電力目標値に一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の出力をフィードバック制御する。
【００１１】
具体的に、制御部１０７は、電圧検出部１０２ａを介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の出力電圧Ｖｏ１０１を検出することによって、放電灯Ｌａに印加されるランプ電圧を等価的に検出する。また、制御部１０７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の出力電流Ｉｏ１０１を検出することによって、放電灯Ｌａに供給されるランプ電流を等価的に検出する。
【００１２】
さらに、制御部１０７は、電源電圧検出部１０５が検出した電源電圧、および温度検出部１０６が検出した周囲温度に応じて補正した電力目標値を生成する。そして、制御部１０７は、この電力目標値を、出力電圧Ｖｏ１０１の検出値で除することによって電流目標値を算出し、出力電流Ｉｏ１０１の検出値を電流目標値と比較して、その誤差信号を、駆動部１０８へ出力する。
【００１３】
駆動部１０８は、誤差信号に基づいて、出力電流Ｉｏ１０１の検出値が電流目標値に一致するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１へ駆動信号を出力する。
【００１４】
さらに、制御部１０７は、インバータ部１０３を制御する制御信号を駆動部１０９へ出力する。駆動部１０９は、制御信号に基づいて、インバータ部１０３へ駆動信号を出力する。
【００１５】
制御部１０７は、上述の動作によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１、インバータ部１０３の各動作を制御して、放電灯Ｌａを点灯させている。
【００１６】
この放電灯点灯装置Ｂにおいて、放電灯Ｌａ側（負荷側）が短絡または地絡した場合、地絡電流によって、回路損失や構成部品のストレスが増大し、回路破壊の虞がある。
【００１７】
ここで、負荷側の短絡時または地絡時に、出力電圧Ｖｏ１０１は低下する傾向にある。そこで、制御部１０７は、出力電圧Ｖｏ１０１が閾値以下にまで低下した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の動作を停止させていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００６−２５２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述の従来技術では、負荷側が短絡または地絡した場合、制御部１０７がＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の動作を停止させている。
【００２０】
しかしながら、制御部１０７は、負荷側が短絡または地絡した場合に、出力電圧Ｖｏ１０１が閾値以下にまで低下したことを検出する必要がある。放電灯Ｌａが短絡した場合、放電灯Ｌａのインピーダンスが略ゼロになり、出力電圧Ｖｏ１０１は定常時より大幅に低下するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の動作を停止させることは可能である。
【００２１】
一方、放電灯Ｌａが地絡した場合、地絡部位−回路ＧＮＤ間のインピーダンスが略ゼロであれば、短絡時と同様に、出力電圧Ｖｏ１０１は定常時より大幅に低下するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の動作を停止させることは可能である。なお、以降、地絡部位−回路ＧＮＤ間のインピーダンスを地絡抵抗と称す。
【００２２】
しかし、地絡抵抗が高い場合、出力電圧Ｖｏ１０１が閾値以下にまで低下しない可能性がある。この場合、負荷側が地絡しているにも関わらず、制御部１０７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１０１の動作を停止させることができず、地絡状態のまま、出力動作を継続する。したがって、定常点灯時よりも高い電流が流れ続け、回路損失や構成部品のストレスが増大して、回路破壊が生じる虞がある。
【００２３】
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、地絡時の地絡抵抗が高い場合であっても、この地絡を検出することができる放電灯点灯装置、およびこれを用いた車載用高輝度放電灯点灯装置、車載用前照灯装置、車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の放電灯点灯装置は、入力を所望の直流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部が出力する直流電圧を交流電圧に変換して、この交流電圧を放電灯に出力するインバータ部と、前記放電灯に供給される電圧を検出する電圧検出部と、前記放電灯に供給される電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部の電圧検出値および前記電流検出部の電流検出値に基づいて、前記電力変換部が出力する前記直流電力を調整する制御部とを備え、前記制御部は、前記交流電圧が極性反転する毎に各極性における前記電圧検出値を記憶し、極性反転する前後における一方の極性の前記電圧検出値と他方の極性の前記電圧検出値との間に閾値以上の差が発生する状態が、所定期間に亘って発生した場合、異常が発生したと判断することを特徴とする。
【００２５】
この発明において、前記制御部は、極性反転する前後における各極性の前記電圧検出値から、絶対値が小さい一方の極性の前記電圧検出値と絶対値が大きい他方の極性の前記電圧検出値とを判別して、前記一方の極性の前記電圧検出値の絶対値に対する前記他方の極性の前記電圧検出値の絶対値の比を示す電圧比を導出し、前記電圧比が閾値以上となる状態が前記所定期間に亘って発生した場合、異常が発生したと判断することが好ましい。
【００２６】
この発明において、前記閾値は、１．５以上であることが好ましい。
【００２７】
この発明において、前記制御部は、極性反転する前後における一方の極性の前記電圧検出値と他方の極性の前記電圧検出値との各絶対値の差を示す電圧差を導出し、前記電圧差が閾値以上となる状態が前記所定期間に亘って発生した場合、異常が発生したと判断することが好ましい。
【００２８】
この発明において、前記閾値は、前記放電灯の定格ランプ電圧の１／２以上であることが好ましい。
【００２９】
この発明において、前記所定期間は、所定の時間長さであることが好ましい。
【００３０】
この発明において、前記所定期間は、１０秒以上であることが好ましい。
【００３１】
この発明において、前記制御部は、前記一方の極性の前記電圧検出値と前記他方の極性の前記電圧検出値との間に閾値以上の差が発生する状態を、予め決めた期間内に所定回数以上検出した場合、異常が発生したと判断することが好ましい。
【００３２】
この発明において、前記制御部は、前記異常が発生したと判断した場合、前記放電灯へ供給する電力を停止または低減させることが好ましい。
【００３３】
この発明において、前記制御部は、前記異常が発生したと判断した場合、前記放電灯へ供給する電力を漸減させることが好ましい。
【００３４】
この発明において、前記制御部は、前記異常が発生したと判断した場合、前記インバータ部を制御し、前記インバータ部は、前記一方の極性と前記他方の極性とのうち、前記電圧検出値の絶対値が高いいずれかの極性の直流電圧を出力することが好ましい。
【００３５】
この発明において、前記制御部は、前記放電灯が始動期間から定常点灯期間に移行した後、前記異常の判断処理を行うことが好ましい。
【００３６】
本発明の車載用高輝度放電灯点灯装置は、本発明の放電灯点灯装置を用いて、高輝度放電灯を点灯させることを特徴とする。
【００３７】
本発明の車載用前照灯装置は、本発明の放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置によって点灯する放電灯とを備えることを特徴とする。
【００３８】
本発明の車両は、本発明の車載用前照灯装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明では、地絡時の地絡抵抗が高い場合であっても、この地絡を検出することができるという効果がある。すなわち、地絡時に、回路動作を停止させて、回路損失や構成部品のストレスを抑制し、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態１の放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】同上のランプ電圧検出値の読み込み動作を示す波形図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）同上の正常時の動作を示す波形図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）同上の地絡時の動作を示す波形図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）同上の地絡時の動作を示す波形図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）同上の地絡時の動作を示す波形図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）同上の地絡時の動作を示す波形図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）実施形態２の地絡時の動作を示す波形図である。
【図９】（ａ）〜（ｅ）実施形態３の地絡時の動作を示す波形図である。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）同上の地絡時の動作を示す波形図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）同上の地絡時の動作を示す波形図である。
【図１２】実施形態５の電力目標値を示すグラフ図である。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）実施形態６の地絡時の動作を示す波形図である。
【図１４】同上の地絡時の動作を示す波形図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）実施形態７の地絡時の動作を示す波形図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）実施形態８の地絡時の動作を示す波形図である。
【図１７】実施形態１０の車両を示す概略図である。
【図１８】従来の放電灯点灯装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４２】
（実施形態１）
図１は、高輝度放電灯を点灯させる本実施形態の放電灯点灯装置Ａの回路構成を示す。放電灯点灯装置Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１と、検出部２と、インバータ部３と、イグナイタ部４と、電源電圧検出部５と、温度検出部６と、制御部７と、駆動部８，９とを備える。この放電灯点灯装置Ａは、自動車、単車、列車などの車載用途等に用いられる。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、直流電源Ｅ１の直流電圧（電源電圧）を昇圧または降圧して、所望の直流電力を出力する電力変換部としての機能を有する。図１において、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、トランスＴｒ１を用いたフライバック型のコンバータ回路で構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力端間には、スイッチＳＷ１、トランスＴｒ１の一次巻線Ｎ１、スイッチング素子Ｑ１が直列接続している。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力端間には、コンデンサＣ１も接続している。トランスＴｒ１の二次巻線Ｎ２の両端間には、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２との直列回路が接続している。そして、スイッチング素子Ｑ１がオン・オフすることによって、直流電源Ｅ１の直流電圧（電源電圧）を昇圧または降圧した直流電圧が、コンデンサＣ２に発生する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は、直流電源Ｅ１からの入力を、所望の直流電力に変換している。また、スイッチＳＷ１の導通・遮断によって、放電灯点灯装置Ａの運転・停止が切り替えられる。さらに、直流電源Ｅ１の低圧側ラインは、回路ＧＮＤに接続されている。
【００４４】
検出部２は、電圧検出部２ａと、電流検出部２ｂとを備える。電圧検出部１０２ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力電圧Ｖｏ１を検出することによって、後述の放電灯Ｌａに印加されるランプ電圧Ｖｌａを等価的に検出する。この電圧検出部２ａは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力に一端を接続し、他端を制御部７に接続した１乃至複数の抵抗の直列回路で構成される。また、電流検出部２ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力電流Ｉｏ１を検出することによって、放電灯Ｌａに供給されるランプ電流Ｉｌａを等価的に検出する。電流検出部２ｂは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力に介挿された抵抗で構成され、この抵抗の両端電圧を検出する。以降、出力電圧Ｖｏ１の検出値をランプ電圧検出値と称し、出力電流Ｉｏ１の検出値をランプ電流検出値と称す。
【００４５】
インバータ部３は、検出部２を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力端に接続しており、フルブリッジ接続したスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５で構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力端間には、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の直列回路とが並列に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とが交互にオン・オフを繰り返すことによって、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続中点、およびスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の接続中点から、低周波で交番する矩形波形の交流電圧を出力する。すなわち、インバータ回路３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１が出力する直流電力を交流電力に変換して、この交流電力を放電灯Ｌａに供給する。なお、交流電圧の周波数は、２００Ｈｚ〜６００Ｈｚが望ましい。
【００４６】
イグナイタ部４は、コンデンサＣ３、トランスＴｒ２、スパークギャップＳＧ１で構成され、放電灯Ｌａを始動させる数１０ｋＶの高電圧を発生させる。コンデンサＣ３は、インバータ部３の出力端間に接続している。トランスＴｒ２は、一次巻線Ｎ１１および二次巻線Ｎ１２の各一端を互いに接続しており、一次巻線Ｎ１１の他端は、スパークギャップＳＧ１に接続している。そして、一次巻線Ｎ１１とスパークギャップＳＧ１との直列回路は、コンデンサＣ３に並列接続している。さらに、二次巻線Ｎ１２の他端と、スパークギャップＳＧ１およびコンデンサＣ３の接続点との間に、放電灯Ｌａが接続される。
【００４７】
電源電圧検出部５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の入力電圧（電源電圧）を検出する。
【００４８】
温度検出部６は、放電灯点灯装置Ａの周囲温度を検出する。
【００４９】
制御部７は、電力目標記憶部７ａ、最大電力制限部７ｂ、電流目標演算部７ｃ、誤差アンプ７ｄ、駆動制御部７ｅで構成される。
【００５０】
電力目標記憶部７ａは、放電灯Ｌａへ供給するランプ電力の目標値（初期電力目標値）を予め記憶している。この初期電力目標値は、周囲温度および電源電圧が予め決められた基準値であるときの値である。
【００５１】
最大電力制限部７ｂは、電源電圧検出部５が検出した電源電圧、および温度検出部６が検出した周囲温度に応じて、電力目標記憶部７ａから読み込んだ初期電力目標値を補正して、電力目標値を生成する。電流目標演算部７ｃは、最大電力制限部７ｂから取得した電力目標値を、ランプ電圧検出値で除することによって電流目標値を算出する。
【００５２】
そして、誤差アンプ７ｄは、ランプ電流検出値を電流目標値と比較し、その誤差信号を、駆動部８へ出力する。駆動部８は、この誤差信号が低減するように、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数およびオンデューティを決定する駆動信号Ｓ１を出力して、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動する。
【００５３】
また、駆動制御部７ｅは、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のスイッチング制御を行う制御信号を駆動部９へ出力する。駆動部９は、制御信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とを交互にオン・オフさせる駆動信号Ｓ２，Ｓ３を、インバータ部３へ出力する。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５を駆動する駆動信号Ｓ２，スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を駆動する駆動信号Ｓ３は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、交互にＨレベルとＬレベルとを繰り返す。
【００５４】
ここで、電流目標演算部７ｃは、ランプ電圧検出値を時間ｔａ毎に読み込み、一時的に値を記憶する。放電灯Ｌａの両端に発生するランプ電圧Ｖｌａは、図２に示すように、出力電圧Ｖｏ１の極性を周期的に反転させた波形であり、電流目標演算部７ｃは、極性反転タイミングの直前に読み込んだ８個のランプ電圧検出値の平均を用いて、電流目標値を算出する。これは、以下の理由による。
【００５５】
まず、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５を駆動する駆動信号Ｓ２，スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を駆動する駆動信号Ｓ３の各波形を、図３（ａ）（ｂ）に示す。駆動信号Ｓ２，Ｓ３は、両方がＬレベルとなって、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が全てオフになるデッドタイムｔｄが設けられている。このデッドタイムｔｄでは、ランプ電流Ｉｌａが瞬間的にゼロになるため（図３（ｄ））、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の出力電圧Ｖｏ１が上昇し、ランプ電圧Ｖｌａが安定しない（図３（ｃ））。一方、ランプ電圧Ｖｌａは、極性反転の直前であれば安定している。そこで、上述のように、電流目標演算部７ｃは、極性反転タイミングの直前に読み込んだ８個のランプ電圧検出値の平均を用いて、電流目標値を算出することで、電流目標値の精度を向上させている。
【００５６】
以下、放電灯点灯装置Ａの動作について、詳述する。
【００５７】
まず、スイッチＳＷ１が導通して、放電灯点灯装置Ａが運転を開始し、スイッチング素子Ｑ１がオンすると、直流電源Ｅ１から、トランスＴｒ１の一次巻線Ｎ１、スイッチング素子Ｑ１を介して電流が流れる。しかし、トランスＴｒ１の二次巻線Ｎ２は、逆バイアスされたダイオードＤ１により電流が流れないため、トランスＴｒ１に磁気エネルギーが蓄えられる。次にスイッチング素子Ｑ１がオフすると、トランスＴｒ１の二次巻線Ｎ２→コンデンサＣ２→ダイオードＤ１のルートで電流が流れ、トランスＴｒ１に蓄えられていたエネルギーが平滑コンデンサＣ２へと移る。
【００５８】
放電灯Ｌａが始動する前では、放電灯Ｌａが開放状態であるため、コンデンサＣ２の電圧は上昇する。そして、インバータ部３のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がオン状態を維持し、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がオフ状態を維持することによって、イグナイタ部４のコンデンサＣ３の電圧も上昇する。コンデンサＣ３の電圧がブレークダウン電圧に達した時点で、スパークギャップＳＧ１がブレークダウンし、トランスＴｒ２の二次巻線Ｎ１２には、一次巻線Ｎ１１の電圧を巻数比倍した高電圧が発生する。この高電圧（数１０ｋＶ程度）が放電灯Ｌａに印加されて、放電灯Ｌａがブレークダウンする。
【００５９】
放電灯Ｌａがブレークダウンすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１から放電灯Ｌａに電流が供給され、放電灯Ｌａは、アーク放電に移行する。
【００６０】
その後、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とが交互にオン・オフを繰り返すことによって、放電灯Ｌａには交流電圧が印加され、放電灯Ｌａは定常点灯に移行する。このとき、上述のように、制御部７の誤差アンプ７ｄが出力する誤差信号によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の直流出力が制御されて、ランプ電力が目標値に一致するようにフィードバック制御される。
【００６１】
そして、放電灯点灯装置Ａは、放電灯Ｌａ側（負荷側）が短絡または地絡した場合、以下の動作を行う。
【００６２】
制御部７の電流目標演算部７ｃは、ランプ電圧検出値（図２参照：極性反転タイミングの直前に読み込んだ８個のランプ電圧検出値の平均）が、予め決められた閾値Ｋ１０以下に低下した場合、電流目標値をゼロにして、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態にする。すなわち、制御部７は、負荷側が短絡または地絡して、ランプ電圧検出値が定常時より大幅に低下した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の動作を停止させる。このとき、駆動制御部７ｅも、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をオフ状態に維持して、インバータ部３の動作を停止させる。この保護機能は、放電灯Ｌａが短絡した場合や、地絡抵抗が比較的低い場合に有効である。なお、この保護機能を、第１の保護機能と称す。
【００６３】
しかしながら、地絡抵抗が高い場合、ランプ電圧検出値が閾値Ｋ１０以下にまで低下しない可能性がある。例えば、図１に示すように、放電灯Ｌａの一端側のＸ１点が地絡し、且つ地絡抵抗Ｒｓが高い場合、地絡電流Ｉｓは放電灯Ｌａを流れないため、放電灯Ｌａの立ち消えが生じる。しかし、ランプ電圧検出値が閾値Ｋ１０以上であるため、上述の第１の保護機能は機能しない。
【００６４】
そこで、制御部７は、ランプ電圧の電圧比制限を用いた第２の保護機能を有している。
【００６５】
まず、図１に示すようにＸ１点が地絡した場合、ランプ電圧Ｖｌａ、ランプ電流Ｉｌａ、地絡電流Ｉｓの各波形は、例えば図４（ａ）〜（ｃ）のようになる。
【００６６】
地絡電流Ｉｓは、地絡抵抗Ｒｓ→イグナイタ部４→インバータ部３→検出部２→コンデンサＣ２を通り、一方の極性（正極性）のみに発生する（図４（ｃ））。また、地絡によって放電灯Ｌａが立ち消えした場合、ランプ電流Ｉｌａは流れない（図４（ｂ））。
【００６７】
したがって、出力電流Ｉｏ１は、正極性のみが流れる。よって、負極性の出力電流Ｉｏ１が流れない期間において、制御部７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１を制御して、出力電圧Ｖｏ１を定常時より上昇させる。而して、極性反転するランプ電圧Ｖｌａは、正極性の電圧値の絶対値Ｖａと負極性の電圧値の絶対値Ｖｂとの間に差が生じる（図４（ａ））。
【００６８】
そこで、制御部７の電流目標演算部７ｃは、駆動制御部７ｅから極性反転タイミングの情報を取得し、各極性におけるランプ電圧検出値（図２参照：極性反転タイミングの直前に読み込んだ８個のランプ電圧検出値の平均）を、極性反転毎に記憶する。
【００６９】
そして、電流目標演算部７ｃは、極性反転する前後における正極性のランプ電圧検出値と負極性のランプ電圧検出値との間に閾値以上の差が発生する状態が、所定期間に亘って発生した場合、地絡等の異常が発生したと判断する。なお、当該状態が所定期間に亘って発生するとは、「所定期間に亘って連続して発生する」、「所定期間内で断続的に発生する」ことの両方を含む。
【００７０】
具体的に、電流目標演算部７ｃは、極性反転する前後における各極性のランプ電圧検出値から、絶対値が小さい一方の極性のランプ電圧検出値と絶対値が大きい他方の極性のランプ電圧検出値とを判別する。そして、電流目標演算部７ｃは、一方の極性のランプ電圧検出値の絶対値に対する他方の極性のランプ電圧検出値の絶対値の比を示す電圧比Ｄを導出し、電圧比Ｄが閾値Ｋ１以上となる状態が所定期間Ｔ１に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する。この閾値Ｋ１は、「Ｋ１＞１」を満たす値に設定される。
【００７１】
例えば、図５（ａ）〜図５（ｅ）の各波形を一例とした場合、時間ｔ１以前では、負荷側の短絡、地絡は発生していない。したがって、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性と負極性とで対称に発生しており、ランプ電圧検出値の正極性の絶対値Ｖａと、この正極性に続いて発生する負極性の絶対値Ｖｂとは略同値になって、電圧比Ｄ＝１となる。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄ＝１が閾値Ｋ１未満であるため、異常は発生していないと判断する。
【００７２】
また、時間ｔ１以前では、放電灯Ｌａにランプ電流Ｉｌａが流れ、地絡電流Ｉｓは発生しておらず、さらに、スイッチング素子Ｑ１は駆動信号Ｓ１によってオン・オフ駆動されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は動作している。
【００７３】
次に、時間ｔ１において、Ｘ１点が地絡し、且つ地絡抵抗Ｒｓが高い状態が発生したとする（図１参照）。時間ｔ１以降、地絡電流Ｉｓは、正極性のみに発生する。そして、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性と負極性とで非対称に発生し、ランプ電圧検出値の絶対値Ｖａ＜絶対値Ｖｂであり、電圧比Ｄ＝Ｖｂ／Ｖａとなる。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄ＝Ｖｂ／Ｖａが、閾値Ｋ１以上となる状態が所定期間Ｔ１に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する。なお、絶対値Ｖａ＞絶対値Ｖｂとなる場合、電圧比Ｄ＝Ｖａ／Ｖｂとなる。
【００７４】
そして、時間ｔ２において、電流目標演算部７ｃは、異常が発生したと判断した後に、電流目標値をゼロにし、スイッチング素子Ｑ１の駆動信号Ｓ１を停止させて、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の動作を停止させる。このとき、駆動制御部７ｅも、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をオフ状態に維持して、インバータ部３の動作を停止させる。よって、放電灯Ｌａが不灯した状態にも関わらず、地絡電流Ｉｓが回路に流れ続ける状態を防ぐことが可能となる。
【００７５】
以上の構成により、地絡抵抗Ｒｓが高いために第１の保護機能が機能しない場合であっても、第２の保護機能によって、この地絡を検出することができる。すなわち、地絡時に第１の保護機能が機能しない場合であっても、第２の保護機能によって、回路動作を停止させて、回路損失や構成部品のストレスを抑制し、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【００７６】
なお、閾値Ｋ１は、放電灯Ｌａの定常点灯時に発生しない範囲での値であり、負荷異常時にのみ発生し得る特有の値に設定される。
【００７７】
また、放電灯Ｌａの他端側のＸ２点が地絡し、且つ地絡抵抗Ｒｓが高い状態が発生した場合（図１参照）、各部の波形は図６（ａ）〜（ｅ）に示される。この場合、地絡電流Ｉｓは、他方の極性（負極性）のみに発生する。そして、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性と負極性とで非対称に発生し、ランプ電圧検出値の絶対値Ｖａ＞絶対値Ｖｂであり、電圧比Ｄ＝Ｖａ／Ｖｂとなる。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄ＝Ｖａ／Ｖｂが、閾値Ｋ１以上となる状態が所定期間Ｔ１に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する。
【００７８】
また、図５（ａ）〜（ｅ）では、地絡によって放電灯Ｌａが立ち消えした場合における各部の波形を示しているが、図７（ａ）〜（ｅ）に、Ｘ１点の地絡時に放電灯Ｌａが立ち消えしなかった場合における各部の波形を示す。地絡時に放電灯Ｌａが立ち消えしなかった場合、ランプ電流Ｉｌａが流れ続ける。しかし、ランプ電流Ｉｌａが流れている状態であっても、ランプ電圧Ｖｌａが正極性と負極性とで非対称に発生し、電圧比Ｄが閾値Ｋ１以上となれば、異常発生を検出できる。
【００７９】
また、地絡抵抗Ｒｓの値は限定されず、例えば、１０Ω、３０Ω、１ｋΩであってもよく、地絡発生時に電圧比Ｄが閾値Ｋ１以上となる値であれば、本実施形態の放電灯点灯装置Ａを適用できる。
【００８０】
また、放電灯点灯装置Ａの上述の第２の保護機能は、地絡抵抗が高い地絡時だけでなく、ランプ電圧検出値が閾値Ｋ１０以下にまで低下しない他の負荷異常を検出して、回路動作を停止することも可能である。
【００８１】
（実施形態２）
実施形態１では、閾値Ｋ１を１より大きい値に設定したが、本実施形態では、閾値Ｋ１を１．５以上に設定する。なお、他の構成は実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００８２】
例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｘ１点の地絡によってランプ電流Ｉｌａが流れず、放電灯Ｌａが立ち消えし、正極性の地絡電流Ｉｓが発生したとする。この場合、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性の絶対値Ｖａ＝４０Ｖ、負極性の絶対値Ｖｂ＝６０Ｖとすれば、電圧比Ｄ＝６０／４０＝１．５となる。電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄ＝１．５が閾値Ｋ１＝１．５以上であり、異常が発生したと判断して、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１およびインバータ部３の動作を停止させる。よって、放電灯Ｌａが不灯した状態にも関わらず、地絡電流Ｉｓが回路に流れ続ける状態を防ぐことが可能となる。
【００８３】
本実施形態では、閾値Ｋ１を１．５以上に設定しており、短絡および地絡等の異常が発生していない場合に、異常を誤検知して回路動作を停止させる誤動作を防止している。また、放電灯Ｌａの寿命末期時においても、振動時などを除けば、電圧比Ｄが１．５以上になる確率は極めて低く、異常の誤検知を防止できる。したがって、閾値Ｋ１を１．５以上に設定することによって、通常点灯時に回路動作が停止する誤動作を防ぐことが可能となる。
【００８４】
また、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｘ２点の地絡によってランプ電流Ｉｌａが流れず、放電灯Ｌａが立ち消えし、負極性の地絡電流Ｉｓが発生したとする。そして、ランプ電圧Ｖｌａの正極性の絶対値Ｖａ＝６０Ｖ、負極性の絶対値Ｖｂ＝４０Ｖとすれば、電圧比Ｄ＝６０／４０＝１．５となる。この場合も、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄ＝１．５が閾値Ｋ１＝１．５以上であり、異常が発生したと判断して、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１およびインバータ部３の動作を停止させることができる。
【００８５】
（実施形態３）
本実施形態において、制御部７は、ランプ電圧の電圧差制限を用いた第２の保護機能を有している。なお、他の構成は実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００８６】
制御部７の電流目標演算部７ｃは、一方の極性のランプ電圧検出値の絶対値と、他方の極性のランプ電圧検出値の絶対値との差を示す電圧差Ｆを導出する。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧差Ｆが閾値Ｋ２以上となる状態が所定期間Ｔ２に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する。この閾値Ｋ２は、「Ｋ２＞０」を満たす値に設定される。
【００８７】
例えば、図９（ａ）〜図９（ｅ）の各波形を一例とした場合、時間ｔ１１以前では、負荷側の短絡、地絡は発生していない。したがって、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性と負極性とで対称に発生しており、ランプ電圧検出値の正極性の絶対値Ｖａと、この正極性の電圧値に続いて発生する負極性の絶対値Ｖｂとは略同値になって、電圧差Ｆ＝｜Ｖｂ−Ｖａ｜＝０となる。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧差Ｆ＝０が閾値Ｋ２未満であるため、異常は発生していないと判断する。
【００８８】
また、時間ｔ１１以前では、放電灯Ｌａにランプ電流Ｉｌａが流れ、地絡電流Ｉｓは発生しておらず、さらに、スイッチング素子Ｑ１は駆動信号Ｓ１によってオン・オフ駆動されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１は動作している。
【００８９】
次に、時間ｔ１１において、Ｘ１点が地絡し、且つ地絡抵抗Ｒｓが高い状態が発生したとする（図１参照）。時間ｔ１１以降、地絡電流Ｉｓは、正極性のみに発生する。そして、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性と負極性とで非対称に発生し、ランプ電圧検出値の絶対値Ｖａ＜絶対値Ｖｂであり、電圧差Ｆ＝｜Ｖｂ−Ｖａ｜＞０となる。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧差Ｆ＝｜Ｖｂ−Ｖａ｜が、閾値Ｋ２以上となる状態が所定期間Ｔ２に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する。
【００９０】
そして、時間ｔ１２において、電流目標演算部７ｃは、異常が発生したと判断した後に、電流目標値をゼロにし、スイッチング素子Ｑ１の駆動信号Ｓ１を停止させて、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の動作を停止させる。このとき、駆動制御部７ｅも、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をオフ状態に維持して、インバータ部３の動作を停止させる。よって、放電灯Ｌａが不灯した状態にも関わらず、地絡電流Ｉｓが回路に流れ続ける状態を防ぐことが可能となる。
【００９１】
以上の構成により、地絡抵抗Ｒｓが高いために第１の保護機能が機能しない場合であっても、第２の保護機能によって、この地絡を検出することができる。すなわち、地絡時に第１の保護機能が機能しない場合であっても、第２の保護機能によって、回路動作を停止させて、回路損失や構成部品のストレスを抑制し、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【００９２】
なお、閾値Ｋ２は、放電灯Ｌａの定常点灯時に発生しない範囲での値であり、負荷異常時にのみ発生し得る特有の値に設定される。
【００９３】
また、放電灯Ｌａの他端側のＸ２点が地絡し、且つ地絡抵抗Ｒｓが高い状態が発生した場合（図１参照）、各部の波形は図１０（ａ）〜（ｅ）に示される。この場合、地絡電流Ｉｓは、他方の極性（負極性）のみに発生する。そして、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性と負極性とで非対称に発生し、ランプ電圧検出値の絶対値Ｖａ＞絶対値Ｖｂであり、電圧差Ｆ＝｜Ｖｂ−Ｖａ｜＞０となる。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｆ＝｜Ｖｂ−Ｖａ｜が、閾値Ｋ２以上となる状態が所定期間Ｔ２に亘って発生した場合、異常が発生したと判断する。
【００９４】
また、図９（ａ）〜（ｅ）では、地絡によって放電灯Ｌａが立ち消えした場合における各部の波形を示しているが、図１１（ａ）〜（ｅ）に、Ｘ１点の地絡時に放電灯Ｌａが立ち消えしなかった場合における各部の波形を示す。地絡時に放電灯Ｌａが立ち消えしなかった場合、ランプ電流Ｉｌａが流れ続ける。しかし、ランプ電流Ｉｌａが流れている状態であっても、ランプ電圧Ｖｌａが正極性と負極性とで非対称に発生し、電圧差Ｆ＝｜Ｖｂ−Ｖａ｜が閾値Ｋ２以上となれば、異常発生を検出できる。
【００９５】
また、地絡抵抗Ｒｓの値は限定されず、例えば、１０Ω、３０Ω、１ｋΩであってもよく、地絡発生時に電圧差Ｆが閾値Ｋ２以上となる値であれば、本実施形態の放電灯点灯装置Ａを適用できる。
【００９６】
（実施形態４）
実施形態３では、閾値Ｋ２を０より大きい値に設定したが、本実施形態では、閾値Ｋ２を、放電灯Ｌａの定格ランプ電圧の１／２以上に設定する。なお、他の構成は実施形態３と同様であり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００９７】
例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｘ１点の地絡によってランプ電流Ｉｌａが流れず、放電灯Ｌａが立ち消えし、正極性の地絡電流Ｉｓが発生したとする。この場合、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性の絶対値Ｖａ＝４０Ｖ、負極性の絶対値Ｖｂ＝６０Ｖとすれば、電圧差Ｆ＝｜６０−４０｜＝２０Ｖとなる。ここで、放電灯Ｌａの定格電圧は４０Ｖであり、閾値Ｋ２は、定格電圧４０Ｖの１／２である２０Ｖに設定されている。電流目標演算部７ｃは、電圧差Ｆ＝２０Ｖが閾値Ｋ２＝２０Ｖ以上であり、異常が発生したと判断して、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１およびインバータ部３の動作を停止させる。よって、放電灯Ｌａが不灯した状態にも関わらず、地絡電流Ｉｓが回路に流れ続ける状態を防ぐことが可能となる。
【００９８】
本実施形態では、閾値Ｋ２を、放電灯Ｌａの定格電圧の１／２である２０Ｖに設定しており、短絡および地絡等の異常が発生していない場合に、異常を誤検知して回路動作を停止させる誤動作を防止している。また、放電灯Ｌａの寿命末期時においても、振動時などを除けば、電圧差Ｆが２０Ｖ以上になる確率は極めて低く、異常の誤検知を防止できる。したがって、閾値Ｋ１を２０Ｖ以上に設定することによって、通常点灯時に回路動作が停止する誤動作を防ぐことが可能となる。
【００９９】
また、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｘ２点の地絡によってランプ電流Ｉｌａが流れず、放電灯Ｌａが立ち消えし、負極性の地絡電流Ｉｓが発生したとする。そして、ランプ電圧Ｖｌａの正極性の絶対値Ｖａ＝６０Ｖ、負極性の絶対値Ｖｂ＝４０Ｖとすれば、電圧差Ｆ＝｜６０−４０｜＝２０Ｖとなる。この場合も、電流目標演算部７ｃは、電圧差Ｆ＝２０Ｖが閾値Ｋ２＝２０Ｖ以上であり、異常が発生したと判断して、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１およびインバータ部３の動作を停止させることができる。
【０１００】
（実施形態５）
本実施形態は、実施形態１，２における所定期間Ｔ１、実施形態３，４における所定期間Ｔ２を、１０秒以上に設定したものである。
【０１０１】
図１２は、制御部７の最大電力制限部７ｂが用いる電力目標値を示しており、予熱期間後の光束立ち上がりから安定点灯に至るまでには、期間Ｔａ→期間Ｔｂ→期間Ｔｃの順に推移する。
【０１０２】
期間Ｔａにおいて、放電灯Ｌａの電極が十分に温まっておらず、立ち消えする可能性があり、さらには放電灯Ｌａの光束を早く立ち上げるために、電力目標値は、比較的大きなランプ電力（最大電力目標値：例えば、７８Ｗ）となる。この最大電力目標値が維持される始動期間Ｔａは、５〜１０秒程度の時間長さである。
【０１０３】
次に、期間Ｔｂの電力目標値は、放電灯Ｌａの定格電力まで徐々に低減する。
【０１０４】
次に、期間Ｔｃの電力目標値は、放電灯Ｌａの定格電力一定（例えば、３５Ｗ）になる。
【０１０５】
そして、期間Ｔａでは、短絡および地絡等の異常が発生していなくても、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性と負極性とで非対称になりやすく、電圧比Ｄや電圧差Ｆが大きくなりやすい。そこで、実施形態１，２における所定期間Ｔ１、実施形態３，４における所定期間Ｔ２を、１０秒以上に設定することによって、電圧比Ｄや電圧差Ｆが大きくなりやすい光束立ち上がり時において、回路動作が停止することを防いでいる。
【０１０６】
（実施形態６）
本実施形態の電流目標演算部７ｃは、地絡時に第２の保護機能によって異常が発生したと判断した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の直流出力を所定電力まで低減させるものである。なお、他の構成は、実施形態１乃至５いずれかと同様であり、説明は省略する。
【０１０７】
例えば、図１３（ａ）〜（ｅ）に示すように、Ｘ１点の地絡によってランプ電流Ｉｌａが流れず、放電灯Ｌａが立ち消えし、正極性の地絡電流Ｉｓが発生したとする。この場合、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性の電圧値の絶対値Ｖａ、負極性の電圧値の絶対値Ｖｂが非対称になる。そして、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄまたは電圧差Ｆに基づいて異常が発生したと判断すると（時間ｔ２１）、電流目標値を徐々に低下させる。而して、スイッチング素子Ｑ１の駆動信号Ｓ１のオンデューティが徐々に減少し、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の直流出力Ｐｏが、例えば３５Ｗから２６Ｗにまで漸減する。このとき、駆動制御部７ｅは、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を駆動して、インバータ部３の動作を継続させておく。なお、直流出力Ｐｏの漸減前後の値は、適宜設定すればよく、その値は限定されない。
【０１０８】
したがって、地絡発生時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の直流出力Ｐｏを漸減させることによって、地絡電流Ｉｓも低くなるので、回路損失や構成部品のストレスを抑制し、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【０１０９】
また、図１４（ａ）〜（ｅ）に示すように、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄまたは電圧差Ｆに基づいて異常が発生したと判断すると（時間ｔ３１）、電流目標値を階段状に低下させてもよい。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１の直流出力Ｐｏが、階段状に低下する。
【０１１０】
（実施形態７）
本実施形態では、電流目標演算部７ｃが、第２の保護機能によって異常が発生したと判断した場合、駆動制御部７ｅが、インバータ部３の極性反転機能を停止させ、インバータ部３から直流電圧を出力させるものである。なお、他の構成は、実施形態１乃至５いずれかと同様であり、説明は省略する。
【０１１１】
例えば、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、Ｘ１点の地絡によってランプ電流Ｉｌａが流れず、放電灯Ｌａが立ち消えし、正極性の地絡電流Ｉｓが発生したとする。この場合、ランプ電圧Ｖｌａは、正極性の絶対値Ｖａ、負極性の絶対値Ｖｂが非対称になる。そして、電流目標演算部７ｃが、電圧比Ｄまたは電圧差Ｆに基づいて異常が発生したと判断すると（時間ｔ４１）、駆動制御部７ｅは、インバータ部３のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のスイッチング動作を停止させ、インバータ部３の極性反転機能を停止させる。
【０１１２】
ここで、地絡時に発生している負極性の絶対値Ｖｂは、正極性の絶対値Ｖａより高い。そこで、駆動制御部７ｅは、絶対値の高い負極性の直流電圧をインバータ部３が出力するように、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を駆動制御する。具体的に、駆動制御部７ｅは、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をオン状態に維持し、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５をオフ状態に維持することによって、インバータ部３は、負極性の直流電圧を出力する。なお、制御部７は、電圧比Ｄまたは電圧差Ｆに基づいて異常が発生したと判断した後も、駆動信号Ｓ１を継続して出力し、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフ駆動しておく。
【０１１３】
したがって、地絡発生時には、絶対値の高い直流電圧をインバータ部３から出力させることによって、地絡電流Ｉｓが流れることがないので、回路損失や構成部品のストレスを抑制し、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【０１１４】
また、Ｘ２点の地絡によってランプ電流Ｉｌａが流れず、放電灯Ｌａが立ち消えし、地絡電流Ｉｓが発生した場合、駆動制御部７ｅは、絶対値の高い正極性の直流電圧をインバータ部３が出力するように、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を駆動制御する。具体的に、駆動制御部７ｅは、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５をオン状態に維持し、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をオフ状態に維持することによって、インバータ部３は、正極性の直流電圧を出力する。この場合も、地絡電流Ｉｓが流れることがないので、回路損失や構成部品のストレスを抑制し、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【０１１５】
（実施形態８）
本実施形態の制御部７は、電圧比Ｄが閾値Ｋ１以上となった回数、または電圧差Ｆが閾値Ｋ２以上となった回数を、予め決めた期間内に所定回数以上検出した場合、異常が発生したと判断するものである。なお、他の構成は、実施形態１乃至７いずれかと同様であり、説明は省略する。
【０１１６】
例えば、図１６（ａ）〜（ｄ）に示すように、Ｘ１点の地絡時に、放電灯Ｌａが立ち消えすることなく、ランプ電流Ｉｌａが流れ続け、さらには地絡電流Ｉｓが発生したとする。この地絡中に、ランプ電圧Ｖｌａの絶対値Ｖａ，Ｖｂは、変動する場合がある（図１６（ａ））。
【０１１７】
例えば、［Ｖａ１＜Ｖｂ１］、［Ｖａ２≒Ｖｂ２］、［Ｖａ３＜Ｖｂ３］となった場合、電圧比Ｄ１＝Ｖａ１／Ｖｂ１＞Ｋ１、電圧比Ｄ２＝Ｖａ２／Ｖｂ２＜Ｋ１、電圧比Ｄ３＝Ｖａ３／Ｖｂ３＞Ｋ１となる。このとき、タイマの計時時間に基づいて、電圧比Ｄが閾値Ｋ１以上となる状態が所定期間Ｔ１に亘って連続発生することを、異常発生の判断基準とした場合、電圧比Ｄ２を用いた判断時にタイマの計時時間がリセットされる可能性がある。
【０１１８】
そこで、本実施形態において、制御部７の電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄが閾値Ｋ１以上となった回数、または電圧差Ｆが閾値Ｋ２以上となった回数を、予め決めた期間内に所定回数以上検出した場合、異常が発生したと判断する。例えば、図１６に示す時間ｔ５１〜ｔ５２の期間Ｔ３において、電流目標演算部７ｃは、電圧比Ｄが閾値Ｋ１以上となった回数、または電圧差Ｆが閾値Ｋ２以上となった回数をＮ１回カウントした場合、異常が発生したと判断する。
【０１１９】
したがって、地絡時にランプ電圧Ｖｌａが振動するモードにおいても、回路動作を停止させることが可能となる。
【０１２０】
（実施形態９）
本実施形態の放電灯点灯装置Ａは、実施形態１乃至８における電圧比Ｄまたは電圧差Ｆを用いた第２の保護機能を、放電灯Ｌａが始動期間から定常点灯期間に移行した後に動作させるものである。
【０１２１】
図１２において、期間Ｔａ，Ｔｂが始動期間であり、期間Ｔｃが定常点灯期間である。そして、制御部７は、第２の保護機能を、放電灯Ｌａが始動期間Ｔａ，Ｔｂから定常点灯期間Ｔｃに移行した後に動作させる。
【０１２２】
すなわち、ランプ電圧Ｖｌａの挙動が激しい始動期間Ｔａ，Ｔｂでは、電圧比Ｄまたは電圧差Ｆを用いた第２の保護機能が動作していない。したがって、始動期間Ｔａ，Ｔｂ中に、異常を誤検知して回路動作を停止させる誤動作を防止できる。
【０１２３】
（実施形態１０）
図１７は、実施形態１乃至９いずれかの放電灯点灯装置Ａを、車載用高輝度放電灯点灯装置として用いた車両Ｚの概略図を示す。
【０１２４】
放電灯点灯装置Ａ（車載用高輝度放電灯点灯装置）は、自動車等の車両Ｚに搭載されており、車両Ｚの前照灯に用いられる高輝度放電灯Ｌａを点灯させる。また、この車両Ｚに搭載された放電灯点灯装置Ａおよび高輝度放電灯Ｌａが、車載用前照灯装置Ｙを構成している。
【０１２５】
近年、自動車内の居住空間の確保や、燃費の改善のための軽量化により、エンジンルームは小さくなる傾向にあり、エンジンルーム内の温度は高温となりやすい。さらに、エンジンルーム内には、発熱量の大きいエンジンが搭載されており、エンジンルーム内の温度は、より高温となりやすい。
【０１２６】
車載用前照灯装置Ｙに用いられる放電灯点灯装置Ａは、このエンジンルーム内に搭載されており、負荷異常時においては、回路動作を停止させ、回路を保護するフェールセーフ機能が求められている。すなわち、高温環境下において、高いロバスト性が求められている。
【０１２７】
そこで、実施形態１乃至９いずれかの放電灯点灯装置Ａを用いることによって、地絡等の異常発生時に、熱ストレスによる回路破壊をより確実に防止することができる。また、放電灯点灯装置Ａは、簡単な回路構成で上記効果を得ることができるので、小型化に寄与することもできる。
【符号の説明】
【０１２８】
Ａ  放電灯点灯装置
１  ＤＣ／ＤＣコンバータ部
２  検出部
３  インバータ部
７  制御部
Ｌａ  放電灯
【図１】
2013251187.tif 000003
【図２】
2013251187.tif 000004
【図３】
2013251187.tif 000005
【図４】
2013251187.tif 000006
【図５】
2013251187.tif 000007
【図６】
2013251187.tif 000008
【図７】
2013251187.tif 000009
【図８】
2013251187.tif 000010
【図９】
2013251187.tif 000011
【図１０】
2013251187.tif 000012
【図１１】
2013251187.tif 000013
【図１２】
2013251187.tif 000014
【図１３】
2013251187.tif 000015
【図１４】
2013251187.tif 000016
【図１５】
2013251187.tif 000017
【図１６】
2013251187.tif 000018
【図１７】
2013251187.tif 000019
【図１８】
2013251187.tif 000020