JP2000268990A - 放電灯点灯回路 - Google Patents

放電灯点灯回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯の点灯回路において直流−直流コンバ
ータ内のスイッチング素子に対する電流制限を簡易に実
現するとともに、回路装置の小型化、低コスト化を図
る。 【解決手段】 放電灯点灯回路1において、直流電圧変
換のための直流−直流コンバータ3と、該コンバータを
構成するFETのオン/オフ制御を行うことでコンバー
タの出力電圧を制御するための制御回路6を設ける。そ
して、FETに流れる電流を、そのドレイン−ソース間
電圧の検出により監視して、当該電圧値がその基準値以
上になったときに電界効果型トランジスタをオフ状態と
することでパルス・バイ・パルス方式の電流制限を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流−直流コンバ
ータを備えた放電灯点灯回路において、該コンバータを
構成するスイッチング素子の電流を制限することで過電
流による素子破壊を防止するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】メタルハライドランプ等の放電灯の点灯
回路においては、直流電源、スイッチング電源回路、直
流−交流変換回路、起動回路等を備えたものが知られて
おり、DC−DCコンバータ回路として構成されるスイ
ッチング電源回路の制御方式として、例えば、PWM
(パルス幅変調)方式が知られている。
【0003】つまり、この方式では、コンバータ回路を
構成する半導体スイッチング素子に対するオン/オフ比
あるいはデューティー比(デューティーサイクル)を可
変制御することによって出力電圧を変化させることがで
きる。
【0004】ところで、コンバータ回路内のスイッチン
グ素子の過電流破壊を防止するための保護対策には、確
実性の高い方式として所謂パルス・バイ・パルス方式の
電流制限法が知られている。
【0005】図11は回路構成例aの要部を示したもの
であり、直流電源b、コンデンサc、トランスT(図に
は1次巻線dだけを示す。)、スイッチング素子として
のFET(電界効果(型)トランジスタ)e、電流検出
用抵抗fから構成されている。即ち、直流電源bに対し
てコンデンサcが並列に設けられており、トランスTの
1次巻線dの一端が直流電源bの正極端子に接続される
とともに、その他端がFETeのドレインに接続されて
おり、該FETeのソースは電流検出用抵抗fを介して
直流電源bの負極端子に接続されている。尚、FETe
のゲートには、図示しない制御回路(例えば、PWM型
制御IC等を用いた回路)からの制御信号が供給される
ようになっており、当該信号によってFETeのオン/
オフ制御が行われる。
【0006】図12は上記FETeに流れる電流「I」
と当該FETへの制御信号「SD」(期間「Ton」が素
子のオン期間、「Toff」が素子のオフ期間をそれぞれ
示す。)の概略的な波形を示したものであり、電流Iが
電流検出用抵抗fによって電圧変換されて検出され(つ
まり、電流検出用抵抗fの抵抗値を「R」とするとき、
検出電圧値が「I・R」である。)、この検出信号が制
御回路へと送出される。
【0007】図中に破線で示すレベル「Vlim」は電流
制限のレベル(上限値)を示しており、電流Iがこのレ
ベルに達したときにFETがオフ状態となる。つまり、
レベルVlimが高い値に規定される場合にはオフ期間To
ffの長さが短くなり、当該レベルが低い値に規定される
場合にはオフ期間Toffの長さが長くなるように制御が
行われる結果、スイッチング素子(FET)に過電流が
流れないように電流値が制限されて当該素子の加熱や破
壊が防止される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電流制限機能を備えた回路にあっては、電流検出
用抵抗fに容量の比較的大きなもの(例えば、数Wクラ
スの抵抗素子)を必要とするため、装置の小型化や低コ
スト化を阻む原因となってしまうという問題がある。
【0009】尚、このことは、電流検出用抵抗fを用い
ることなく、電流/電圧変換用のカレントトランスを使
用した場合にも問題となる。
【0010】そこで、本発明は、放電灯の点灯回路にお
いて直流−直流コンバータ内のスイッチング素子に対す
る電流制限を簡易に実現するとともに、回路装置の小型
化、低コスト化を図ることを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、直流電圧変換のための直流−直流コン
バータと、該コンバータを構成するスイッチング素子と
しての電界効果トランジスタのオン/オフ制御を行うこ
とでコンバータの出力電圧を制御する制御回路を備えた
放電灯点灯回路において、電界効果トランジスタに流れ
る電流を、当該トランジスタのドレイン−ソース間電圧
の検出により監視して、その電圧値が基準値以上になっ
たときに制御回路が電界効果トランジスタをオフ状態と
するものである。
【0012】本発明によれば、電界効果トランジスタに
流れる電流を、ドレイン−ソース間電圧の検出により監
視し、当該電圧値が基準値以上になったときに電界効果
トランジスタをオフ状態として、そのオン期間の長さを
規制することで素子の過電流破壊を防止することがで
き、しかも、電界効果トランジスタに流れる電流を検出
するために容量の大きな電流検出用抵抗等を必要としな
い。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の基本構成を示すも
のであり、放電灯点灯回路1は、直流電源2、スイッチ
ング電源部を構成する直流(DC)−直流(DC)コン
バータ3、直流−交流変換部4、起動回路5、制御回路
6を備えており、直流−直流コンバータ3内に設けられ
る電界効果トランジスタのスイッチング制御においてそ
のオン期間の長さを規制することで当該トランジスタに
流れる電流を制限する機能を有する。尚、放電灯点灯回
路1の適用範囲については、小型メタルハライドランプ
等の車輌用放電灯が挙げられるが、本発明を広汎に使用
できることは勿論である。
【0014】直流−直流コンバータ3の構成としては、
例えば、図2(A)に概略的に示すように、直流電源2
からの入力電圧「Vin」に対してインダクタLと、スイ
ッチング素子SWとしてのFET(電界効果トランジス
タ)、そしてダイオードD、コンデンサCを設けた構成
や、図2(B)に概略的に示すように直流電源2からの
入力電圧「Vin」に対してトランスT及びスイッチング
素子SW(FET)、そしてトランスTの2次側にダイ
オードD、コンデンサCを設けた構成が挙げられる。
【0015】つまり、図2(A)に示す例では、直流電
源入力端子と出力端子とを結ぶ正ラインLP上にインダ
クタLとダイオードDが配置され、NチャンネルFET
「SW」のドレインがインダクタLとダイオードD(の
アノード)との間に接続され、FETのソースが負ライ
ンLN(あるいはグランドライン)に接続されており、
出力段に設けられたコンデンサCの端子電圧が出力電圧
「Vout」として取り出される構成となっている。
【0016】また、図2(B)に示す例では、トランス
Tの1次巻線T1に対してNチャンネルFETが接続さ
れており、トランスTの2次側にはダイオードDとコン
デンサCが配置され、該コンデンサCの端子電圧が出力
電圧「Vout」として取り出される構成となっている。
【0017】尚、いずれの場合にも、スイッチング素子
SWに対して制御回路6からの制御信号(これを「S
6」と記す。)が供給されて当該素子のスイッチング制
御が行われることで(FETのゲートに制御電圧が供給
されてそのオン/オフ状態が規定される。)、出力電圧
Voutの値が可変制御される。
【0018】図3及び図4は、FETに流れる電流検出
についての基本回路を示したものであり、FETのオン
抵抗(これを「RON」と記す。)の温度特性に対する温
度補償手段として図3ではサーミスタを使った例を示
し、図4はダイオードを使った例をそれぞれ示してい
る。
【0019】図3において直流電源2に対してコンデン
サC0が並列に設けられており、該コンデンサC0に対
してコイルCL(トランスの1次巻線やインダクタ等)
及びNチャンネルFET「SW」の直列回路が並列に設
けられている。
【0020】そして、FETに流れる電流の検出につい
ては、抵抗R1乃至R3及びサーミスタTHからなる回
路を用いてFETのドレイン−ソース間電圧の検出によ
り監視され、この検出電圧値が制御回路6に送出される
ように構成され、該制御回路は当該電圧値が予め決めら
れた基準値(あるいはその上限が決められている基準
値)以上になったときにFETをオフ状態とする(つま
り、FETはこのとき一時的にオフ状態となってそのオ
ン期間の長さが制限される。)ことでパルス・バイ・パ
ルス方式の電流制限を実現している。
【0021】尚、このような電流制限の必要性について
説明すると、例えば、車輌用直流電源(バッテリー)の
使用時において、エンジン始動時のクランキング等、他
の負荷がかかったためにバッテリー電圧が急激に変動し
たときには、主電源電圧や電力制御の遅れによってスイ
ッチング素子に思わぬ大電流が流れる虞がある。また、
放電灯の点灯回路では、放電灯が点灯した瞬間に出力段
で負荷が一気に急変したときの制御遅れによりスイッチ
ング素子に過大な電流が流れてしまう虞があり、このよ
うな事態に対処するために電流制限が有効である。
【0022】図3では、抵抗R2と抵抗R3とが直列に
接続されており、抵抗R2の一端が抵抗R1を介してF
ETのドレインに接続され、抵抗R3のうち抵抗R2と
は反対側の端子がFETのソースに接続されている。つ
まり、FETのドレイン−ソース間電圧を、FETの電
流検出信号の代用としており、抵抗R2、R3、サーミ
スタTHからなる回路の端子電圧が検出電圧として制御
回路6に送出される。このように比較的少数の部品点数
によって検出部を構成することができ、しかも各抵抗素
子に容量の大きなものを必要としないという利点があ
る。
【0023】尚、FETのオン状態においてドレイン−
ソース間電圧はオン抵抗RONの値とドレイン電流(I
D)との積(RON・ID)で決まるため、RON値に係る素
子のバラツキあるいはゲート電圧やIDに起因するRON
値の変化等に起因する電流検出への影響が認められる
が、本発明ではFETの素子破壊の防止を目的としてい
るため、検出マージンに余裕を見込むことでこれを容認
できる。
【0024】温度補償手段であるサーミスタTHは抵抗
R3に対して並列に接続されており、これはドレイン−
ソース間電圧に係る温度変化の影響を打ち消すために必
要とされる。つまり、RONの温度特性については大まか
に言って、常温域に比較して高温域で抵抗値が2倍程度
になり、低温域では半分程度になる傾向があるため、そ
の温度変化を補正しないと電流制限に誤差を伴うことに
なる。
【0025】図5は横軸に温度Tempをとり、縦軸に
抵抗値Rをとって、FETのオン抵抗RONの温度特性及
びサーミスタTHの抵抗値RTHの温度特性を概略的に示
したグラフ図である。
【0026】オン抵抗値RONについては、温度Temp
の増加につれて値が大きくなっていく傾向があるのに対
して、サーミスタの抵抗値RTHは温度Tempの増加に
つれて値が次第に減少していく傾向があるので、温度上
昇に伴うオン抵抗RON値の増加をサーミスタTHが打ち
消してくれる。
【0027】図6は横軸に温度Tempをとり、縦軸に
制限電流値(電流制限が働く際の電流値であり、これを
「Ilim」と記す。)をとって、その温度に対する変化
を概略的に示したグラフ図であり、当該電流値が温度T
empに依らずにある一定の幅に収まっている様子が分
かる。
【0028】尚、本例ではサーミスタを使用したが、こ
れに限らず負の温度係数をもった素子によってRONの温
度補償を行っても良いことは勿論である。
【0029】また、図4に示す回路例では、ダイオード
DDのカソードがFET「SW」のドレインに接続され
ており、該ダイオードDDのアノードが抵抗Raを介し
て端子tm(基準電圧「Vref」が供給されている。)
に接続されるとともに、抵抗Rb及びRcを介して検出
電圧が出力されるように構成されている(抵抗Rcの一
端が抵抗Rbを介してダイオードDDのアノードに接続
され、抵抗Rcの他端がFETのソースに接続されてい
る。)。
【0030】尚、ダイオードを用いる場合には抵抗値で
はなくダイオードの順方向電圧降下(VF)の温度特性に
よってドレイン−ソース間電圧「VDS」の温度補償を行
うことができる。
【0031】図7は横軸に温度Tempをとり、縦軸に
V(電圧値)をとって、VDS値や順方向電圧降下(V
F)値の温度に対する変化を概略的に示したグラフ図で
ある。
【0032】VDS値の温度特性については、温度Tem
pの増加につれて値が大きくなっていく傾向があるのに
対して、VF値の温度特性では、温度Tempの増加に
つれて値が次第に減少していく傾向があるので、温度上
昇に伴うVDS値の増加をダイオードが打ち消してくれ
る。
【0033】図8は横軸に温度Tempをとり、縦軸に
制限電流値「Ilim」をとって、当該電流値の温度に対
する変化を示したグラフ図であり、当該電流値が温度T
empに依らずにほぼ一定幅に収まっている様子が分か
る。
【0034】しかして、本発明によれば、容量の小さい
少数の素子(抵抗素子及び温度補償用素子)を使用して
検出部を構成できるのでコスト面及び基板上の実装面積
の点で有利である。
【0035】また、付帯的効果としては、下記に示す事
項が挙げられる。
【0036】(i)従来のシャント抵抗(電流検出用抵
抗)を用いた電流制限法では周囲温度が何℃であっても
当該抵抗による電流制限の作用がほとんど変化しない
が、本発明では、高温になる程オン抵抗RONの値が大き
くなっていくので、上記サーミスタやダイオードを用い
ない場合には、温度上昇に伴って電流制限が強まってい
くことになる(尚、これらの素子を用いた場合でも抵抗
の定数を調整することで温度上昇に伴って電流制限を強
くすることは可能である。)。これは、スイッチング素
子にとっては、熱的破壊に対してより安全な方向に電流
制限が作用することを意味し、回路保護の観点からは好
都合である。
【0037】(ii)シャント抵抗によって検出される
電圧降下は、そのまま電気的な損失となり、ジュール熱
として消費されるため無駄であるばかりでなく、周囲温
度の高い環境(例えば、自動車のエンジンルーム内等)
ではさらに温度上昇をもたらす原因となってしまう虞が
あるが、本発明では、VDS値を利用してFETの電流検
出を行っているため、新たな電力損失が生じることがな
く、熱対策にとって有効である。
【0038】図1中の直流−交流変換部4は直流電圧を
交流電圧に変換するために直流−直流コンバータ3の後
段に設けられており、例えば、複数対のスイッチング素
子(FET等)からなるフルブリッジ型の回路構成を有
している。
【0039】直流−交流変換部4の出力電圧は放電灯7
に供給されることになるが、放電灯7の起動時には高電
圧の起動パルス(あるいは始動用パルス)を、直流−交
流変換部4の出力に重畳して放電灯に供給する必要があ
り、そのために直流−交流変換部4と放電灯7との間に
は起動回路5が設けられており、その出力端子8、9に
放電灯7が接続される。
【0040】制御回路6は、直流−直流コンバータ3を
構成する上記FETのオン/オフ制御を行うことでコン
バータの出力電圧を制御するために設けられており、一
般的にはPWM制御方式が用いられる。尚、この制御回
路6は、直流−直流コンバータ3と直流−交流変換部4
との間に設けられた出力電圧検出部10や出力電流検出
部11からの検出信号あるいは起動回路5からの管電圧
や管電流の検出信号に基づいてFETのオン/オフ制御
を行うものであり、既知の制御信号生成回路(例えば、
放電灯の管電圧−管電流特性図における制御曲線に従っ
て、放電灯初期には定格電力を越える過大な電力を供給
した後、供給電力を徐々に低減して定格電力での定電力
制御へと移行させるための信号を演算増幅器等を使って
構成した回路(特開平4−141988号公報等)が挙
げられる。)の構成を有している。
【0041】制御回路6の出力する制御信号S6は、最
終的にはFET「SW」のゲートに送出されるが、FE
T及びその電流検出(VDSの検出)を中心とした回路構
成例12を図9に示す。
【0042】図示するように、直流電源2に対してコン
デンサC0が並列に接続されており、該コンデンサC0
に対してコイルCL及びFET「SW」が並列に接続さ
れている。つまり、コイルCLの一端が直流電源2の正
極側端子に接続され、該コイルCLの他端がFETのド
レインに接続され、該FETのソースが直流電源2の負
極端子に接続されている。尚、FETのゲートには、後
述するHレベル変換回路(14)からの制御信号(S
6)が供給される。
【0043】抵抗R1は、その一端がFETのドレイン
に接続され、その他端が抵抗R4を介して後段のpnp
トランジスタQ1のベースに接続されている。そして、
抵抗R2、R3の一方R2は、その一端が抵抗R1とR
4との間に接続されるとともに、その他端が抵抗R3を
介してFETのソースに接続されている。
【0044】尚、サーミスタTHは抵抗R3に対して並
列に設けられており、前記したように温度補償手段とし
て機能する。
【0045】コレクタ接地とされたpnpトランジスタ
Q1は、そのエミッタが抵抗R5を介して電源端子13
(電圧VCCが供給される。)に接続され、エミッタ出力
が電圧検出出力として取り出される。尚、トランジスタ
Q1のエミッタとコレクタとの間にはコンデンサC2が
介挿されている。
【0046】FET「SW」に対する制御信号(既知の
制御信号生成回路から得られるHレベル変換前の信号で
あり、これを「SS」と記す。)は、Hレベル変換回路
14に入力されてここで当該信号のHレベル値が所定の
電圧値(VCC)となるようにレベル変換される。尚、こ
のHレベル変換回路14は、電圧変換のための供給電圧
VCCを受けるために端子15を要し、その構成には既知
の回路構成(例えば、信号のHレベルをVCCにクリップ
する回路等)が用いられる。そして、この回路はFET
のオン動作を確実にするために必要とされ、従って、供
給電圧値VCCは制御回路6の電源電圧値より当然大きい
値とされている。
【0047】Hレベル変換回路14の出力信号(S6)
はFET「SW」のゲートに送出されるとともに、当該
信号と同位相の信号が抵抗R6、コンデンサC1を介し
てロジック回路16、17のイネーブル端子にそれぞれ
送出される。尚、ロジック回路16は、その入力端子が
グランドラインLNに接続されてL(ロー)レベルとさ
れ、その出力端子がpnpトランジスタQ1のベースに
接続されており、イネーブル端子がローアクティブ入力
とされている。また、ロジック回路17は、その入力端
子がグランドラインLNに接続されるとともに、その出
力端子がpnpトランジスタQ1のエミッタに接続され
ており、イネーブル端子がローアクティブ入力とされて
いる。ロジック回路16、17については、イネーブル
端子への入力信号のレベルがLレベルのときに当該ロジ
ック回路への入力信号をそのまま通し、また、イネーブ
ル端子への入力信号のレベルがHレベルのときにハイイ
ンピーダンス(あるいはオープン状態)とされる。これ
らの回路には3ステートバッファあるいはトランスファ
ーゲート、アナログスイッチ等を用いることができる
が、その際のスイッチング素子としてはFETの使用が
好ましい(∵バイポーラトランジスタではコレクタ−エ
ミッタ間飽和電圧VCESの電圧分が影響が残るため)。
【0048】本構成においてコンデンサC1、C2がな
い場合には、スイッチング素子であるFET「SW」が
オフ状態になるタイミングでロジック回路16、17の
出力信号レベルがLレベルとなる。よって、FETのオ
ン抵抗値とドレイン電流値との積で決まる検出電圧でな
い、不要電圧を無視する(つまり、FETのオフ期間に
おける電圧をゼロ又はほぼゼロとみなす)ことでFET
のドレイン−ソース間電圧VDSの電圧検出によって電流
検出を実現できる。尚、本例では2つのロジック回路を
用いたが、一方のロジック回路だけを付設した構成を採
用しても良いことは勿論である。
【0049】コンデンサC1を設けた場合には、抵抗R
6及びコンデンサC1による時定数回路が形成されるこ
とになるので、当該回路での遅延時間が生まれる。これ
によって、FETのミラー効果(増幅器の入出力容量の
影響)に起因するスイッチングの時間遅れを無視するこ
とができるので、例えば、FETがオフ状態からオン状
態となった瞬間に多くの電流が流れていると判断されて
しまう結果として生じる不都合(FETが強制的にオフ
されてしまう現象)がなくなる。
【0050】尚、コンデンサC2の必要性については、
上記電圧VCCの生成回路の構成如何にも依るが、VCCを
DC電源(バッテリー)からシリーズレギュレータ回路
で生成している場合には、バッテリー電圧の低下がその
ままVCCの低下に直結してしまうので、このような不都
合を回避するためにコンデンサC2の挿入が望ましい。
つまり、このコンデンサC2がない場合には、VCCの電
圧低下によってFETのゲートへの供給電圧も低下する
ため、ミラー効果によるFETの遅れ時間が長くなって
しまうことになるが、上記のようにコンデンサC2をト
ランジスタQ1のコレクタとエミッタとの間に挿入した
場合には、VCCの電圧低下によって実際の電圧検出値に
到達するまでに時間を要することになるので、この間は
ミラー効果による時間遅れを無視することができる。よ
ってFETがオンした瞬間に多くの電流が流れていると
判断されてしまうことに起因する上記弊害を防止するこ
とができる。
【0051】図10はFETへの制御信号S6、FET
のドレイン−ソース間電圧VDS、上記トランジスタQ1
及びコンデンサC2を経た後の検出電圧(これを「VDE
T」と記す。)の各波形を示すものであり、図中の「To
n」はFETのオン期間を、「Toff」はFETのオフ間
をそれぞれ示している。
【0052】FETのオン期間Tonにおいて、VDSはオ
ン抵抗RONとドレイン電流IDとの積で決まり、オン期
間Tonの起点で最も低く当該期間の終り時点に近づくに
つれて徐々に上がって行く。また、FETのオフ期間T
offにおいてはVDSが「RON・ID」の関係では決まら
ず、少なくとも直流電源2からの供給電圧以上の電圧と
なる。
【0053】検出電圧VDETについては、FETのオン
期間Tonにおいてロジック回路16、17の各イネーブ
ル端子にHレベル信号が供給されるためハイインピーダ
ンス(あるいはオープン状態)となり、よって抵抗R1
乃至R4及びサーミスタTHによって得られる電圧がコ
レクタ接地のトランジスタQ1を介してそのまま検出電
圧となる。また、FETのオフ期間Toffにおいては、
ロジック回路16、17の各イネーブル端子にLレベル
信号が供給されるため(ローアクティブ入力であること
に注意)、両回路の出力信号レベルがLレベルとなる。
よって、VDETは0ボルト又はその近傍にまで低下す
る。
【0054】このように、電界効果トランジスタのドレ
イン−ソース間電圧の検出電圧を、当該トランジスタが
オフ状態になったときにゼロボルト又はゼロボルトの近
傍にまで低下させることが望ましく(∵FETのオフ時
には電流が流れないので、検出電圧値をゼロとし、FE
Tのオン時にのみ検出電圧(電流検出値)が得られるよ
うにするため。)、そのための手段として図9ではロジ
ック回路16、17を設けている。
【0055】また、FETがオフ状態からオン状態にな
った時点からいきなりドレイン−ソース間電圧VDSの検
出電圧を立ち上げるのではなく、当該時点から遅延時間
を経た後、FETのドレイン−ソース間電圧の検出電圧
をゼロボルト又はゼロボルトの近傍にまで低下させてい
た状態を解除(あるいは解放)することが好ましい。そ
の理由はFETのオン/オフ時におけるミラー効果の影
響を排除するためである。つまり、FETがオン状態か
らオフ状態(あるいはオフ状態からオン状態)へと変化
する際には、ミラー効果に起因する時間遅れを伴うた
め、検出電圧が図10の電圧「VDET′」に示すような
波形となり、オン期間Tonの前縁にヒゲ状の電圧(先頭
電圧)が生じてしまうので、当該電圧によってFETに
実際より多くの電流が流れているという誤った判断がな
される虞(これによりFETが直ちにオフ状態とされて
しまう)がある。
【0056】このような不都合を防止するために、図9
の構成ではロジック回路16、17へのイネーブル入力
に対してコンデンサC1が設けられており、当該コンデ
ンサC1の静電容量及びその前段の抵抗R6の抵抗値で
決まる時定数により上記遅延時間が規定される。即ち、
FETがオフ状態からオン状態へと移行する際に、当該
遅延時間を経た後でロジック回路16、17のイネーブ
ル端子にHレベル信号が入力されるので、ヒゲ状電圧の
期間が無視され、これによって当該電圧を正しい検出電
圧とみなした結果生じる弊害を防止できる。
【0057】そして、上記ミラー効果の影響は、FET
のゲートへの供給電圧が低下した場合においてさらに目
立つようになる(FETのスイッチング切換時の遅れ時
間が長くなる)ので、上記遅延時間の長さについては、
FETのゲート電圧が低い程長くなるように規定するこ
とが好ましい。つまり、図9の構成では、コンデンサC
2の付設によって検出電圧の立ち上がりを遅くすること
で実現していた訳である(コンデンサC2は電圧VCCの
値が低いとその充電電流が小さいので、その分、検出電
圧VDETの上昇を遅くさせる働きをもち、よって、VCC
の低下に伴ってFETのミラー効果の影響でスイッチン
グ切換の時間遅れが長くなっても、これをコンデンサC
2の充電動作の遅れによって打ち消すことで、上記ヒゲ
状の電圧発生を防ぐことができる。)。
【0058】
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項1に係る発明によれば、電界効果トランジス
タに流れる電流についての検出信号を、当該トランジス
タのドレイン−ソース間電圧から得て、該電圧値が基準
値以上になった場合に電界効果トランジスタをオフ状態
とすることで素子の過電流破壊を防止することができ、
しかも、そのために容量の大きな電流検出用抵抗等を必
要としないので装置の小型化や低コスト化が可能とな
り、熱対策にも有効である。
【0059】請求項2に係る発明によれば、電界効果ト
ランジスタのオン抵抗の温度特性を補償するための温度
補償手段を設けることで、制限電流の値を温度に依らず
に一定化させることがことができる。
【0060】請求項3に係る発明によれば、電界効果ト
ランジスタのオフ状態のときには検出電圧値をゼロボル
ト又はその近傍にまで低下させることで、当該トランジ
スタのオフ期間には電流が流れないことを明確化し、誤
った電流検出の発生に起因する弊害を防止することがで
きる。
【0061】請求項4に係る発明によれば、電界効果ト
ランジスタのミラー効果に起因するスイッチング切換時
点での素子状態の曖昧さの影響を排除し、ドレイン−ソ
ース間電圧に係る検出電圧について誤った判断(トラン
ジスタがオンした直後に生じる一時的な高電圧によりト
ランジスタに大電流が流れているとみなしてしまうこ
と)がなされないようにこれを防止することができる。
【0062】請求項5に係る発明によれば、ドレイン−
ソース間電圧の検出電圧に係る遅延時間の長さを、電界
効果トランジスタのゲート電圧が低い程長くなるように
して、供給電圧の低下時にトランジスタのスイッチング
の時間遅れ(ミラー効果による)の期間が長くなって
も、当該期間を無視することができるように上記遅延時
間を保証することができる(時間遅れの期間が長いほど
遅延時間も長くなるので、ドレイン−ソース間電圧に係
る検出電圧についての誤判断がなくなる)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す回路ブロック図であ
る。
【図2】直流−直流コンバータの構成例を示すものであ
り、(A)は直流電源に対してインダクタL及びスイッ
チング素子SWを設けた構成を示し、(B)は直流電源
に対してトランスT及びスイッチング素子SWを設けた
構成を示す。
【図3】図4とともにFETに流れる電流検出をドレイ
ン−ソース間電圧の検出で代用する方法について説明す
るための図であり、本図はサーミスタで温度補償を行う
構成例を示す。
【図4】ダイオードによって温度補償を行う構成例を示
す。
【図5】FETのオン抵抗及びサーミスタの抵抗につい
て温度特性を概略的に示すグラフ図である。
【図6】電流制限における温度特性を概略的に示すグラ
フ図である。
【図7】FETのドレイン−ソース間電圧及びダイオー
ドの順方向電圧降下について温度特性を概略的に示すグ
ラフ図である。
【図8】電流制限における温度特性を概略的に示すグラ
フ図である。
【図9】回路構成の要部を示す回路図である。
【図10】図9の回路における各部の波形を概略的に示
す図である。
【図11】図12とともに従来例について説明するため
の図であり、本図は従来の回路構成を示す等価回路図で
ある。
【図12】電流制限動作について説明するための波形図
である。
【符号の説明】
1…放電灯点灯回路、3…直流−直流コンバータ、6…
制御回路、SW…電界効果トランジスタ、TH、DD…
温度補償手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧変換のための直流−直流コンバ
    ータと、該コンバータを構成するスイッチング素子とし
    ての電界効果トランジスタのオン/オフ制御を行うこと
    でコンバータの出力電圧を制御する制御回路を備えた放
    電灯点灯回路において、 上記電界効果トランジスタに流れる電流を、当該トラン
    ジスタのドレイン−ソース間電圧の検出により監視し
    て、当該電圧値が基準値以上になったときに上記制御回
    路が電界効果トランジスタをオフ状態とすることを特徴
    とする放電灯点灯回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の放電灯点灯回路におい
    て、 電界効果トランジスタのドレイン−ソース間電圧に係る
    温度変化の影響を打ち消すための温度補償手段を設けた
    ことを特徴とする放電灯点灯回路。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の放電灯点
    灯回路において、 電界効果トランジスタのドレイン−ソース間電圧の検出
    電圧が、当該トランジスタのオフ状態になったときにゼ
    ロボルト又はゼロボルトの近傍にまで低下するようにし
    たことを特徴とする放電灯点灯回路。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の放電灯点灯回路におい
    て、 電界効果トランジスタがオフ状態からオン状態になった
    時点から遅延時間を経た後、当該トランジスタのドレイ
    ン−ソース間電圧の検出電圧をゼロボルト又はゼロボル
    トの近傍にまで低下させていた状態を解除することを特
    徴とする放電灯点灯回路。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の放電灯点灯回路におい
    て、 電界効果トランジスタのゲート電圧が低い程、ドレイン
    −ソース間電圧の検出電圧に係る遅延時間の長さが長く
    なるようにしたことを特徴とする放電灯点灯回路。
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