JP2002025790A

JP2002025790A - 放電灯点灯回路

Info

Publication number: JP2002025790A
Application number: JP2000211096A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Ito; 昌康伊藤; Hitoshi Takeda; 仁志武田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2002-01-25
Also published as: KR20020006466A; KR100425421B1; FR2811856B1; US20020047634A1; DE10133007B4; FR2811856A1; US6534930B2; DE10133007A1

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯や点灯回路の制御に異常が起きて深刻
な事態が惹き起こされる前に、充分な安全対策を講じ
る。【解決手段】放電灯点灯回路１は、直流電源２から電
源供給を受ける直流電源部４と、該直流電源部４の出力
電圧を交流電圧に変換した後に放電灯８に印加する直流
−交流変換部５と、放電灯８に高圧パルスを印加して起
動するための起動回路６を有する。制御回路７は、放電
灯や点灯回路に異常が発生したことを検出して放電灯８
への電力供給を停止させるとともに、別の光源を放電灯
８の代用光源として点灯させたり異常の発生を報知す
る。制御回路自身の動作状態を監視するために内部状態
監視回路２６を設け、制御回路７についての異常が検出
された時に、代用光源を点灯させ又は異常発生を報知す
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯回路の
異常発生時において確実な安全対策を講じるための技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電灯（メタルハライドランプ等）の点
灯回路として、直流電源回路、直流−交流変換回路、起
動回路（所謂スタータ回路）を備えた構成が知られてい
るが、例えば、放電灯や点灯回路に異常が発生した時に
は、異常検出回路や制御回路がこれを察知して、点灯回
路の動作を停止させる構成となっている。これにより、
高電圧による人体への危害を防いだり、あるいは過剰な
電力出力に起因する発煙、発火等の悪害を未然に防止す
ることができる。

【０００３】しかしながら、単に放電灯を消灯させただ
けでは、車輌用灯具等への適用において不十分である
（∵運転者が暗闇での走行を強いられる等の問題があ
る。）ため、代用光源の点灯や異常発生の報知等を講じ
ることが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た対応策では、異常発生の検出や、代用光源の点灯や異
常発生の報知のために設けられた回路自身に万が一異常
が生じた場合には、予定された安全対策が講じられない
虞が生じるという問題がある。

【０００５】例えば、放電灯の点灯制御や異常発生検出
のための制御回路に故障等の問題が起きたときには、放
電灯を点灯し得ないだけでなく、代用光源の点灯等も不
能になってしまう。

【０００６】そこで、本発明は、放電灯や点灯回路の制
御に異常が起きて深刻な事態が惹き起こされる前に、充
分な安全対策を講じることを課題とする。

【０００７】

【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、放電灯又は点灯回路に異常が発生した
ことを検出して放電灯への電力供給を停止させ、又は点
灯回路の動作を停止させるとともに、別の光源を放電灯
の代用光源として点灯させ、又は異常の発生を報知する
制御回路を備えた放電灯点灯回路において、制御回路自
身の動作状態を監視するために内部状態監視回路を設
け、内部状態監視回路により制御回路に異常が検出され
又は異常発生の予兆が検出された時に、代用光源を点灯
させ又は異常発生を報知するものである。

【０００８】よって、本発明によれば、制御回路の動作
状態を内部状態監視回路によって監視することで、当該
制御回路が異常な動作を示す前に、代用光源の点灯又は
異常発生の報知を行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る放電灯点灯回
路１の基本構成を示すものであり、下記に示す構成要素
を具備する（括弧内の数字は符号を示す。）。

【００１０】・直流電源（２）・過電流保護手段（３）・直流電源部（４）・直流−交流変換部（５）・起動回路（６）・制御回路（７）。

【００１１】本回路において、直流電源部４は、直流電
源２から過電流保護手段３及びスイッチ手段ＳＷ１を介
して電源供給を受ける構成とされる。つまり、スイッチ
手段ＳＷ１がオン状態になったときに、直流電源２から
過電流保護手段３（例えば、ヒューズ等の過電流保護素
子やブレーカ等の遮断器。）を介した供給電圧が入力電
圧として直流電源部４に供給されるようになっており、
直流電源部４は、制御回路７からの信号に応じて入力電
圧を所望の直流電圧に変換して出力する。例えば、スイ
ッチングレギュレータの構成を有するＤＣ−ＤＣコンバ
ータ（フライバック型、チョッパー型等。）が使用され
る。

【００１２】直流−交流変換部５は、直流電源部４の出
力電圧を交流電圧に変換した後に放電灯８に印加するた
めに設けられており、例えば、複数対の半導体スイッチ
ング素子を使用したブリッジ型の回路構成としたもの、
あるいはコンバータトランスを使用したＤＣ−ＡＣコン
バータ等が挙げられるが、本発明に関する限りその構成
はどのようなものでも構わないし、また、放電灯８に供
給される交流電圧波形についても正弦波、矩形波等の如
何を問わない。

【００１３】尚、放電灯８に高圧パルスを印加して起動
するために起動回路６が設けられており、当該パルス
は、放電灯８への電源投入時点から所定のタイミングを
もって発生されて直流−交流変換部５の出力電圧に重畳
されて放電灯に印加される。

【００１４】制御回路７（図１の構成では、当該回路へ
の電源供給がスイッチ手段ＳＷ２を介して又は他の電源
電圧により行われる。）は、下記に示す機能を備えてい
る。

【００１５】（Ａ）放電灯又は点灯回路に異常が発生し
たことを検出して放電灯への電力供給を停止させ、又は
点灯回路の動作を停止させる機能（Ｂ）放電灯を点灯し得なくなった場合に、別の光源を
放電灯の代用光源として点灯させ、又は異常の発生を報
知する機能。

【００１６】つまり、（Ａ）については、放電灯８に対
する電力供給が正常に行われるように保証するために必
要とされる。例えば、直流電源部４を構成するＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの制御にＰＷＭ（パルス幅変調）方式を採
用した場合においては、放電灯８の電圧や電流の検出信
号に応じてデューティーサイクルの変化する制御信号を
生成してこれをＤＣ−ＤＣコンバータ（内のスイッチン
グ素子）に供給することによりその出力が制御される
が、出力電流の異常等が検出された場合に、放電灯への
給電停止や、回路動作の停止により危機回避を実現でき
る。

【００１７】また、放電灯８の点灯状態についての異常
として、例えば、放電灯８に流れる電流が異常に少なく
なったことを検出したり、あるいは直流電源部４の過電
流や直流−交流変換部５の動作停止等を検出することが
挙げられる。

【００１８】尚、放電灯８の電圧や電流の検出について
は、直流電源部４の出力段に電圧検出部（分圧抵抗
等。）９や電流検出部（電圧変換用のシャント抵抗等）
１０を配置することにより得ることができる。

【００１９】この他、直流電源部４への入力電圧につい
ての異常、例えば、当該入力電圧の大きさが許容範囲よ
りも低下したり、逆に過大になったこと等を判断する機
能が挙げられ、これは、放電灯及び点灯回路を電源電圧
の変動に起因する弊害から保護するために必要とされ
る。

【００２０】ところで、点灯回路に流れる電流が過大に
なって、過電流保護手段３が働いたときには、直流電源
部４及びそれ以降の回路、そして放電灯８への電源供給
が行われなくなってしまう。例えば、過電流保護手段３
としてヒューズを使用している場合に直流入力電流が大
きくなって当該ヒューズが溶断してしまうような状況
（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータの故障等。）では、直
流電源入力が無くなるので点灯回路が動作しなくなる。

【００２１】しかしながら、車輌用灯具への適用におい
て車輌走行の安全性を考えた場合に、上記の状態、つま
り、放電灯８を点灯できない状態をそのまま放置するこ
とは好ましい選択ではなく、放電灯８の点灯に何等かの
異常が生じたことを運転者に報知したり、代用光源（あ
るいは補助光源）を点灯させるといった措置を講じるこ
とが望ましい。

【００２２】そのためには、過電流保護手段３が働いた
ときでも、制御回路７への電源供給を確保する必要があ
り、例えば、下記に示す形態が挙げられる。

【００２３】（Ｉ）過電流保護手段３よりも直流電源側
の位置から取得される電圧若しくは当該電圧から生成さ
れる電圧を電源電圧として制御回路に供給する形態（ＩＩ）直流電源２とは別系統の電圧若しくは当該電圧
から生成される電圧を電源電圧として制御回路に供給す
る形態。

【００２４】先ず、形態（Ｉ）については、直流電源２
から第１の過電流保護手段３を介した供給電圧が点灯回
路を構成する直流電源部４に供給されるように構成する
とともに、当該直流電源から第２の過電流保護手段を介
した供給電圧又は当該電圧から生成される電圧が制御回
路７に電源電圧として供給される構成が挙げられる。

【００２５】図２はそのような構成例１１について、そ
の要部を示したものである。

【００２６】図示するように、直流電源２から第１の過
電流保護手段３及びスイッチ素子ＳＷ１を介して点灯回
路の直流電源部４に電源電圧が供給されるように構成さ
れるとともに、直流電源２から分岐点「Ａ」（直流電源
２と第１の過電流保護手段３との接続点）で分かれた
後、第２の過電流保護手段１２及びスイッチ素子ＳＷ２
を介して電源電圧生成回路１３に電源供給が行われる構
成となっている。

【００２７】尚、第２の過電流保護手段１２及びスイッ
チ素子ＳＷ２を経た電源電圧を制御回路７にそのまま供
給する形態もあるが、本例では、電源電圧生成回路１３
によって生成される電圧（これを「ＶCC」と記す。）を
制御回路７に供給する構成となっている。また、直流電
源２から直流電源部４への給電経路上に配置された第１
のスイッチ素子ＳＷ１と、制御回路７への給電経路上に
配置された第２のスイッチ素子ＳＷ２とは、互いに同期
して開閉されるようになっていて、放電灯８を点灯させ
るときにこれらのスイッチ素子が閉じられる。

【００２８】電源電圧生成回路１３の構成としては、例
えば、下記に示す例が挙げられるが、電圧生成のための
構成及び方法の如何は問わない。

【００２９】・三端子レギュレータの構成（図３参
照。）・シリーズレギュレータの構成（図４参照。）・スイッチングレギュレータの構成（図５参照。）尚、図３では三端子レギュレータＩＣ１４と、その入出
力端子にそれぞれ付設されたコンデンサＣ１、Ｃ２とで
構成され、また、図４ではトランジスタ１５及びツェナ
ーダイオード１６、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒを使
った例（ブートストラップ回路）を示している。そし
て、図５には、トランス１７、該トランス１７の一次側
に設けられたコンデンサＣ１及びスイッチング素子１８
（図には単にスイッチの記号で示す。）、該スイッチン
グ素子を駆動することで出力電圧を一定化させる電圧制
御部１９、そしてトランス１７の二次巻線に接続された
ダイオード２０及びコンデンサＣ２によって構成される
フライバック型の回路例が示されている。

【００３０】図２に示す構成では、第１の過電流保護素
子３が溶断して点灯回路の直流電源部４に電源供給が行
えない状況になったとしても、第２の過電流保護素子１
２が切れない限り制御回路７への電源供給が行われて当
該回路の動作が保証されることが分かる。

【００３１】形態（ＩＩ）については、点灯回路に対す
る直流電源２とは別系統の電圧若しくは当該電圧から生
成される電圧を制御回路７に供給することによって、過
電流保護手段３が働いたときでも制御回路７への電源供
給を確保しようとするものである。

【００３２】図６はそのような構成例１１Ａの要部を示
したものである。

【００３３】図示するように、点灯回路については、直
流電源２から過電流保護手段３及びスイッチ素子ＳＷ１
を介して点灯回路の直流電源部４に電源電圧が供給され
るように構成されるが、制御回路７への給電経路につい
ては点灯回路への給電経路とは別系統とされる。

【００３４】つまり、別系統の電源電圧（例えば、自動
車の場合にはイグニッション用電圧等が用いられ、以
下、これを「ＢＢ」と記す。）がスイッチ素子ＳＷ２を
介して電源電圧生成回路１３に供給される構成となって
いる。

【００３５】尚、第１のスイッチ素子ＳＷ１と第２のス
イッチ素子ＳＷ２とが互いに同期して開閉されるように
なっていることは既述の通りである。

【００３６】しかして、本回路において、過電流保護手
段３が働いて点灯回路の直流電源部４に電源供給が行え
ない状況になったとしても、電源電圧ＢＢが制御回路７
に供給される限り、当該制御回路７の動作が保証される
ことが分かる。

【００３７】この他には、例えば、図７や図８に示す構
成例が挙げられる。

【００３８】図７に示す構成例１１Ｂでは、直流電源２
からＡ点で分岐した一方の電源電圧が第１の過電流保護
手段３と電源入力用スイッチ「ＰＳ」を介して直流電源
部４や電源電圧生成回路１３に供給され、また、直流電
源２からＡ点で分岐した他方の電源電圧が第２の過電流
保護手段１２とライトスイッチ「ＬＳ」を介して制御回
路７に供給されるように構成されている。

【００３９】そして、電源入力用スイッチＰＳをオンに
したときに一方の放電灯が点灯し、ライトスイッチＬＳ
をオンにしたときに他方の放電灯が点灯する。例えば、
走行ビーム（所謂ハイビーム）とすれ違いビーム（所謂
ロービーム）にそれぞれ放電灯を使用したシステムにお
いて、ライトスイッチＬＳで走行ビームが点灯されるよ
うにしたり、あるいは車輌前部に設けられる左右のヘッ
ドランプにそれぞれ放電灯を使用したシステムにおい
て、各スイッチＰＳ、ＬＳを同期させてそのオン／オフ
状態を規定する形態等が挙げられる。尚、２つの放電灯
についてこれらを共通の回路で点灯させるには、例え
ば、直流電源部４の各出力端子から各別に出力される正
極性及び負極性の電圧を直流−交流変換部５に送出す
る。そして、これらの電圧を切り換えるために、直流−
交流変換部内には複数のスイッチング素子を用いたブリ
ッジ型回路を設けて、各スイッチング素子を駆動回路に
よって交番動作させ、これによって生成される交流電圧
を各放電灯に供給すれば良い。また、各放電灯について
は起動回路を各別に設けて、スイッチＰＳを投入した時
に一方の放電灯が起動され、スイッチＬＳを投入した時
に他方の放電灯が起動されるように構成すれば良いが、
本発明に関する限り、その回路構成の如何は問わない。

【００４０】本回路では、第１の過電流保護手段３が働
いて点灯回路の直流電源部４に電源供給が行えない状況
になったとしても、第２の過電流保護手段１２からライ
トスイッチＬＳを介して制御回路７に電源供給が行われ
る限り制御回路７の動作が保証されることが分かる。

【００４１】図８に示す構成例１１Ｃでは、直流電源２
からＡ点で分岐した一方の電源電圧が第１の過電流保護
手段３と電源入力用スイッチ「ＰＳ１」を介して直流電
源部４に供給されるとともに、これがダイオードＤ１を
介して電源電圧生成回路１３に供給される。また、直流
電源２からＡ点で分岐した他方の電源電圧が第２の過電
流保護手段１２と電源入力用スイッチ「ＰＳ２」を介し
て直流電源部４に供給されるとともに、これがダイオー
ドＤ２を介して電源電圧生成回路１３に供給される。つ
まり、この例では、２つのダイオードＤ１、Ｄ２が和接
続とされてＯＲ（和）回路が構成されていて、当該回路
を介した電源電圧が電源電圧生成回路１３に供給され
る。尚、制御回路７には電源電圧生成回路１３の出力す
る所定電圧ＶCCが供給される。また、本回路について
は、例えば、走行ビームとすれ違いビームにそれぞれ放
電灯を使用したシステム、あるいは車輌前部に設けられ
る左右のヘッドランプにそれぞれ放電灯を使用したシス
テムへの適用において、各放電灯の点灯回路を別個に付
設すれば良い。

【００４２】本回路では、第１、第２の過電流保護手段
がともに働いて電源供給が受けられない状況に陥らない
限り、直流電源部４はもとより、電源電圧生成回路１３
延いては制御回路７に電源供給が行われるので制御回路
７の動作が保証される。

【００４３】尚、これまでの説明では、給電経路を２系
統として説明したが、利便性を考慮して３系統以上の構
成にするといった、各種の実施形態を採用しても良いこ
とは勿論である。

【００４４】次に、上記（Ｂ）に記載した機能について
は、例えば、上記の各回路において、直流電源２から直
流電源部４への給電経路上に設けられた過電流保護手段
３が働いて放電灯８への電力供給が遮断された場合に、
車輌走行の安全性を保証するために制御回路７が行うべ
き対処事項である。

【００４５】具体的には、下記に示す通りである。

【００４６】（ｉ）制御回路から代用光源の点灯回路に
制御信号を送出して当該代用光源を放電灯の代用として
点灯すること（ｉｉ）制御回路から表示手段に信号を送出して放電灯
の点灯について異常が生じたことを運転者に報知するこ
と（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の併用。

【００４７】先ず、（ｉ）については、放電灯を点灯し
得なくなった場合に、別の光源を放電灯の代用光源とし
て直ちに点灯させることによって、十分な照明光を確保
することができる。

【００４８】尚、放電灯に対する代替光源として必要な
数の光源を各放電灯に対して付設することは、走行安全
性の観点からは好ましいが、コストや装置の配置スペー
スの点では問題が残るため、例えば、ヘッドランプ用光
源（走行ビーム用光源又はすれ違いビーム用光源）に放
電灯を使用し、補助前照灯（フォグランプやクリアラン
スランプ、コーナーリングランプ等。）の光源を代用光
源として使用する形態、あるいは、ヘッドランプ用光源
を構成する走行ビーム用光源及びすれ違いビーム用光源
のうち、それらの一方の光源に放電灯を使用した場合
に、他方の光源を代用光源として使用する形態等が挙げ
られる。

【００４９】また、（ｉｉ）については、放電灯が点灯
し得なくなったことを表示手段（インジケータ等）によ
って運転者に知らせることで、注意を促すことができ
る。つまり、放電灯を点灯できなくなった場合には、異
常発生を車輌の運転者に報知することにより、放電灯の
交換や点灯回路の修理等を促すように配慮すべきであ
る。

【００５０】図９は放電灯が点灯し得なくなったときに
代用光源を点灯させるための回路構成例２１を示したも
のである。

【００５１】制御回路７によって放電灯８の点灯不能状
態が検出された場合には、その出力信号によってＮＰＮ
トランジスタ２２がオン状態となる。該トランジスタの
コレクタには代用光源点灯用のリレー２３のコイル２３
ｂと発光素子２４（例えば、発光ダイオードや電球
等。）が接続されており、これらは互いに並列に接続さ
れて電源端子Ｔから所定電圧（直流電源部４への供給電
圧とは別系統の電圧であり、例えば、図２における電源
電圧生成回路１３の入力電圧等。）が供給されているの
で、トランジスタ２２のオンによってリレー２３が作動
してその接点２３ａが閉じることで代用光源２５が点灯
し、これと同時に発光素子２４が光る。当該発光素子２
４は運転者にランプの異常を知らせるインジケータを構
成しているので、運転者はこれに気づいたとき、異常発
生により代用光源２５が点灯されたことを直ちに認識す
ることができる。

【００５２】尚、放電灯の点灯不能状態の検出方法につ
いては、放電灯にかかる電圧値や電流値を監視してこれ
らが許容範囲内に収まっているか否かを検出したり、回
路の動作停止の検出や、直流入力電圧が許容範囲にある
か否かを閾値と比較して検出することにより判断する方
法等、各種の方法がこれまでに知られていること及び本
発明において検出方法の如何は問わないことから、その
詳細な説明は省略する。

【００５３】また、図９に示す構成では、１つのトラン
ジスタによってリレーコイル及び発光素子の駆動を行う
ようにしたが、それぞれに別個の駆動用トランジスタを
付設しても良いし、また、発光素子を点滅させるための
回路や、警報音の発生回路等を組み合わせるといった各
種の実施形態が可能である。

【００５４】上記（ｉｉｉ）に示す（ｉ）と（ｉｉ）の
併用については、放電灯が点灯しなくなったときに直ち
に代用光源を点灯させると、運転者が異常の発生に気付
きにくくなる虞があり、修理、交換等の処置を結果的に
怠ってしまうと、例えば、下記に示す不都合が懸念され
る。

【００５５】・代用光源が点灯しなくなったときには、
代替の照明手段が全く無くなってしまうので、夜間にお
いて運転者に暗闇での走行を強いる結果となり危険であ
る。

【００５６】・異常に気付かないままの状態が長期間に
亘って持続されると、無駄な電力消費に起因する電源へ
の負荷増大や、感電等の危険性が問題となる。

【００５７】そこで、（ｉｉ）による運転者への報知
は、（ｉ）を採用する場合においてその有効性を増す。

【００５８】ところで、前記した（Ａ）、（Ｂ）の機能
を備えた制御回路自身についての動作状態に異常が認め
られる場合において、（Ａ）又は（Ｂ）に示す処置が保
証されないことは明らかであり、そのために、本発明で
は、制御回路自身の動作状態を監視するための内部状態
監視回路２６が設けられていて（図１参照。）、当該回
路により制御回路７に異常が検出され、あるいは異常発
生の予兆（重要な電圧や信号の変化等）が検出された時
に、代用光源が点灯され又は異常発生が報知されるよう
に構成されている。

【００５９】図１０は内部状態監視回路（制御回路７の
診断回路）について構成例を示したものであり、当該回
路によって監視すべき事項を分析した結果は、下記に示
す通りである。

【００６０】・制御回路への電源電圧「ＶCC」（アナロ
グ回路用電源電圧）や「ＶDD」（ディジタル回路用電源
電圧）・基準電圧「ＶREF」・リセット信号「ＰＯＣ」（「パルス・オン・クリア」
の略）・基準クロック信号「ＣＫ」。

【００６１】つまり、これらについて異常が発生した場
合には、制御回路７の中心的機能が麻痺する蓋然性が高
いことが判明しており、電源電圧ＶCCやＶDDについて異
常が発生した場合（点灯回路の出力オープン状態やショ
ート故障等）に、これらの電圧値がほぼゼロに下がって
しまうと、放電灯の電力制御や異常検出のための回路が
全く機能しなくなってしまい、上記（Ａ）や（Ｂ）は全
く実現されなくなる。

【００６２】ＶDDの生成回路については、例えば、図４
において、入力電圧を「ＶCC」とし、出力電圧を「ＶD
D」としたシリーズレギュレータの構成にしたり、ある
いは、図１１に示すように、ＰＮＰトランジスタＴｒ及
び演算増幅器ＯＰを用いるとともに、出力電圧ＶDDの分
圧値（検出値）と基準電圧ＶREFとの比較結果をコンパ
レータＣＭＰによって得て、トランジスタＴｒのベース
にフィードバックすることで電圧制御を行う構成等、各
種の形態が挙げられる。尚、ＶDDの電圧値が正常に出力
できなくなる原因には、回路構成素子の故障や、重負
荷、端子の接続不良等が挙げられる。

【００６３】また、基準電圧ＶREFの設定値が予定した
値から大きくずれてしまった場合には、制御や回路保護
のための動作が予期し得なくなるため、不測の事態を招
く虞がある。

【００６４】尚、ＶREFの生成回路については、例え
ば、汎用ＩＣ内における基準電圧生成のため回路（バン
ドギャップ基準電圧源）等、各種の構成が知られている
こと及び取り立てて説明すべき別段の事項もないことか
ら、回路構成等の詳細な説明は省略する。

【００６５】リセット信号ＰＯＣは、回路の初期化や後
処理を目的とした信号であり、例えば、ロジック回路を
構成するフリップフロップやカウンタ等を初期状態に規
定する際に、ＩＣのセット端子やプリセット端子に対し
て、この信号を供給することで容易に目的を達成でき
る。尚、本信号については、例えば、図１２に示す波形
のように、電源スイッチ等のオン／オフ操作に伴う電圧
ＶCCやＶDDの立ち上がり時点や、立ち下がり時点でにお
いてパルス状となり、電圧ＶCCやＶDDがゼロ又は安定し
た電圧を示している状態ではＬ（ロー）レベルを示す信
号として、既知の回路構成で生成することができる。
尚、このリセット信号ＰＯＣについて異常が発生して、
当該信号がＨ（ハイ）レベルのままに固定してしまった
場合（正常動作ではありえない状態）には、予期しない
回路のリセット等が発生するため、異常検出や回路保護
のための機能が働かなくなってしまう虞がある。

【００６６】基準クロック信号ＣＫについては、例え
ば、直流−交流変換部５にブリッジ型構成を用いている
場合にブリッジ駆動のために供給する制御信号の元にな
る基準信号が挙げられ、当該信号に関して正規の周波数
とされる基準信号が発振されないと、回路動作が保証さ
れなくなったり、ブリッジ動作が全く停止してしまう
（必要な電力が出力されない。）といった不都合が生じ
る。また、ディジタルロジック回路を構成するカウンタ
やタイマー回路等へのクロック信号等について、正規の
周波数の信号が得られなくなると、誤った検出や判断が
なされる虞が生じる。尚、本信号の生成回路については
各種の構成が挙げられるが、例えば、精度が要求されな
い場合には、図１３に示すように、シュミットトリガー
のインバータ２７、２８及び受動素子（抵抗Ｒ、コンデ
ンサＣ）を用いた構成例が挙げられる。また、精度を要
する場合には、例えば、図１４に示すように、ＣＲ回路
（抵抗Ｒ、コンデンサＣ）及びコンパレータ２９と、エ
ミッタ接地のＮＰＮトランジスタ３０、３１を用いてコ
ンデンサＣの充放電が繰り返されるようにした構成例が
挙げられる。尚、図１４において、コンデンサＣには抵
抗Ｒを介して電圧ＶDDが供給され、該コンデンサＣの端
子電圧がコンパレータ２９の正入力端子に供給されるよ
うになっており、コンパレータ２９の出力がＨレベルと
なったときにトランジスタ３０がオン状態になってコン
デンサＣの放電経路が形成されるとともに、トランジス
タ３１がオン状態になってコンパレータ２９の負入力端
子には、基準電圧ＶREFの抵抗分圧値が供給される（コ
ンパレータ２９の出力がＬレベルのときには、その負入
力端子に基準電圧ＶREFが供給される。）。

【００６７】しかして、内部状態監視回路２６は、放電
灯８への電力供給制御及び異常検出を行うための制御回
路７への供給電圧（電源電圧若しくは当該回路内で用い
られる基準電圧）や供給信号（リセット信号や基準クロ
ック信号）について異常の有無を常に監視しており、こ
れらについて異常発生が検出された場合には、代用光源
の点灯又は異常発生の報知を行うものである。

【００６８】尚、図１０に示す各構成要素は下記の通り
である（括弧内の数字は符号を示す。）。

【００６９】・ＶCC電圧監視回路（３２）・ＶDD電圧監視回路（３３）・ＶREF電圧監視回路（３４）・ＰＯＣ信号監視回路（３５）・ＣＫ信号監視回路（３６）・専用基準電圧生成回路（３７）・補助点灯／報知用信号出力回路（３８）。

【００７０】また、各回路は、制御回路７を構成するＩ
Ｃ内に設けられており、また、図示された各端子の意味
は、下記の通りである。

【００７１】・「ＶCCＫＥＮ」＝内部状態監視回路
２６の専用電源入力端子・「ＨＦＳＫＥＮ」＝監視結果を出力する出力端子・「ＦＳＨＨＫＥＮ」＝端子「ＨＦＳＫＥＮ」の出力位
相を決めるための設定入力端子・「ＧＮＤＫＥＮ」＝内部状態監視回路２６の専用グ
ランド端子・「ＤＬＫＥＮ」＝監視結果の出力信号に対して遅
延時間を生成するためのコンデンサ接続用端子・「ＧＥＮＣ」＝基準クロック信号の積分コンデ
ンサ接続用端子・「ＨＦＳ１」、「ＨＦＳ２」＝代用光源の点灯回路
に対して指示信号を出力するための出力端子。

【００７２】図示するように、ＩＣには、電源電圧生成
回路１３からの電源電圧ＶCCが供給される端子の他に、
直流電源２の電源電圧（これを「＋Ｂ」と記す。）から
定電圧回路３９により生成される電源電圧の供給端子
「ＶCCＫＥＮ」が設けられており、当該端子を通して内
部状態監視回路２６に電源供給がなされる。つまり、本
例では、電源電圧生成回路１３や定電圧回路３９はとも
に同じシリーズレギュレータの構成とされ、各回路によ
って生成される電圧値は全く同じであるが、一方の電源
電圧についてはＩＣ内の他の回路に使用されるのに対し
て、端子「ＶCCＫＥＮ」への供給電圧は内部状態監視回
路２６への専用電源電圧であり、両者は全く独立してい
る。

【００７３】ＶCC電圧監視回路３２やＶDD電圧監視回路
３３は、電圧比較のためにコンパレータを備えており、
ＶCCやＶDDの値を専用基準電圧生成回路３７からの基準
電圧と比較して、比較結果（電源電圧が許容範囲内か否
かを示す。）を補助点灯／報知用信号出力回路３８に送
出する。尚、専用基準電圧生成回路３７は、端子「ＶCC
ＫＥＮ」からの電源電圧に基づいて所定の基準電圧を生
成するが、当該基準電圧は内部状態監視回路２６におい
てのみ使用される。

【００７４】ＶREF電圧監視回路３４は、ＩＣ内の各所
で使用される基準電圧ＶREFのレベルを監視するために
設けられ、電圧比較のためにコンパレータを備えてい
る。つまり、ＶREFのレベル値を、専用基準電圧生成回
路３７からの基準電圧と比較して、比較結果（基準電圧
が許容範囲内か否かを示す。）を補助点灯／報知用信号
出力回路３８に送出する。

【００７５】ＰＯＣ信号監視回路３５は、リセット信号
の監視を行うものであり、当該信号はフィルタ回路（Ｃ
Ｒフィルタ等）を介して内部のコンパレータに送られ、
ここで、専用基準電圧生成回路３７からの基準電圧と比
較される。

【００７６】前記したように、当該信号はＶCCやＶDDの
立ち上がりや立ち下がりにおいて一過性の電圧を示すも
のの、それ以外のときには正常値としてゼロボルトを示
すので、ＰＯＣ信号のレベルが専用基準電圧生成回路３
７による基準電圧（閾値）を越えた場合に異常が発生し
たと判断され、その判断結果（コンパレータの比較結
果）は補助点灯／報知用信号出力回路３８に送出され
る。

【００７７】ＣＫ信号監視回路３６は、基準クロック信
号ＣＫを監視するものであり、端子「ＧＥＮＣ」に接続
されたコンデンサＣ１とＩＣ内の抵抗Ｒ１とで形成され
る積分回路（ＣＲ回路）を経た信号ＣＫの積分値を、専
用基準電圧生成回路３７からの基準電圧と比較するため
にコンパレータを備えている。

【００７８】つまり、信号ＣＫについて通常は、デュー
ティーサイクル５０％をもって信号発生回路（図示せ
ず。）の発振動作により生成されるので、当該信号をＣ
Ｒ回路に通した積分値が一定値となるか又は許容範囲に
収まっている。しかし、異常発生時には当該積分値が大
きく変化して、許容範囲から逸脱することになるので、
これを検出するためにコンパレータが設けられており、
その出力信号は補助点灯／報知用信号出力回路３８に送
出される。尚、信号ＣＫの周波数が規定値よりも多少ず
れたとしても、放電灯の点灯には支障を来すことはない
が、当該周波数が低くなり過ぎて、リップルが大きくな
った場合には異常と判断される。

【００７９】補助点灯／報知用信号出力回路３８は、上
記した各監視回路３２乃至３６からの出力信号について
論理演算を行った結果を、端子「ＨＦＳＫＥＮ」に出力
する。例えば、各監視回路からの出力信号についてＯＲ
（論理和）演算を行った結果を出力するようにした構成
では、ＶCC、ＶDD、ＶREF、ＰＯＣ、ＣＫのうちのいず
れかに異常が発生した場合に、異常検出信号が端子「Ｈ
ＦＳＫＥＮ」に出力される。勿論、各電圧や信号につい
ての複数の異常状態を組み合わせること（論理積演算）
によって異常検出信号が得られるようにする、例えば、
ＶCC、ＶDD、ＶREFの三者に異常が発生した場合に異常
検出信号を出力する構成等も可能であるが、各電圧や信
号のうちの１つでも異常が認められた場合に異常検出信
号を出す方法が、回路構成の簡素化や安全対策の観点か
らは好ましい。

【００８０】尚、本回路については、端子「ＦＳＨＨＫ
ＥＮ」への設定電圧によって、出力位相を選択できるよ
うになっている（回路の構成素子数の低減に適した論理
値を選べる。）が、本例では、理解し易いように正論理
を採っている（Ｈレベルが異常の発生を示し、Ｌレベル
が正常状態を示す。）。

【００８１】また、端子「ＤＬＫＥＮ」に接続されたコ
ンデンサＣ２は、ＩＣ内部の抵抗Ｒ２とともにディレー
回路（時定数回路）を形成しており、出力信号に対する
遅延時間を設定することができるようになっている。ま
た、端子「ＨＦＳＫＥＮ」の出力信号は、ＩＣ外部に設
けられた２つのＮＰＮトランジスタ４０、４１（ともに
エミッタ接地とされる。）のベースにそれぞれ供給され
る。

【００８２】本例では、２つの放電灯を想定しており、
各放電灯に対してそれぞれ代用光源（例えば、白熱電球
等）が用意されており、端子「ＨＦＳ１」の出力信号に
よって第１の代用光源の点灯制御が行われ、端子「ＨＦ
Ｓ２」の出力信号によって第２の代用光源の点灯制御が
行われる。

【００８３】つまり、端子「ＨＦＳ１」に対しては、エ
ミッタ接地のＮＰＮトランジスタ４２が設けられてい
て、該トランジスタがオン状態となったときに代用光源
が点灯するように、端子「ＨＦＳ１」が抵抗を介してト
ランジスタ４２のベースに接続されている。そして、該
トランジスタ４２のコレクタが図示しないリレーコイル
に接続されて電圧「＋Ｂ」の供給を受けるように構成さ
れていて、当該電圧「＋Ｂ」からリレー接点を介して代
用光源に電源供給が行われる（図９参照）。

【００８４】端子「ＨＦＳ２」についても同様の構成と
され、当該端子に対してエミッタ接地のＮＰＮトランジ
スタ４３が設けられていて、該トランジスタがオン状態
となったときに代用光源が点灯するように、端子「ＨＦ
Ｓ２」が抵抗を介してトランジスタ４３のベースに接続
されている。つまり、該トランジスタ４３のコレクタが
図示しないリレーコイルに接続されて電圧「＋Ｂ」の供
給を受けるように構成され、リレー接点を介して電圧
「＋Ｂ」が代用光源に供給されるようになっている（図
９参照）。

【００８５】従って、これらのトランジスタ４２、４３
は図９に示すトランジスタ２２に相当するものである。

【００８６】端子「ＨＦＳＫＥＮ」に対する２つのＮＰ
Ｎトランジスタ４０、４１は、それぞれのベースが抵抗
を介して当該端子に接続されるとともに、トランジスタ
４０のコレクタがトランジスタ４２のコレクタに接続さ
れ、トランジスタ４１のコレクタがトランジスタ４３の
コレクタに接続されている。従って、端子「ＨＦＳＫＥ
Ｎ」の出力信号がＨレベルのときに各トランジスタ４
０、４１がオン状態になって、上記した各リレーが駆動
される結果、代用光源がともに点灯することになる。

【００８７】尚、本回路では、内部状態監視回路２６に
対する電源端子や接地端子に関して、制御回路７を構成
する他の回路におけるそれらの端子とは別個に設けるこ
とで独立性を保つようにしており（図１０に示すよう
に、電源入力を端子「ＶCCＫＥＮ」から受け、グランド
については、端子「ＧＮＤＫＥＮ」が定電圧回路３９
や、トランジスタ４０、４１の各エミッタ、コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２に接続されている。）、これによって、各種
の要因による回路への影響を受け難い構成となってい
る。

【００８８】また、端子「ＨＦＳ１」、「ＨＦＳ２」に
は、異常検出や異常判断を行うＩＣ内の回路からの信号
が供給されるが、放電灯又は点灯回路について異常発生
の検出にあたっては、当該異常発生が検出された時点か
らの経過時間を計測する計時回路を設け、予め決められ
た時間（判定時間であり、その長さが閾値を示す。）が
経過するまでの間は異常の判断を下すことがないように
して、判断結果の確実性を保証することが好ましい。

【００８９】異常検出及び判断回路については、これま
でに各種の構成や検出方法・判断方法が知られており、
その全てについて説明する訳にはいかないので、以下で
は、その基本的事項を簡単に説明する。

【００９０】図１５は、異常検出及び判断回路４４の構
成例を示したものであり、下記の構成要素を具備する
（括弧内の数字は符号を示す。）。

【００９１】・異常検出回路（４５）・計時回路（４６）・判定出力回路（４７）。

【００９２】異常検出については、例えば、放電灯の外
れ（点灯回路の出力オープン状態）や、電極のショート
等の他、点灯回路の入力電圧についての異常（過電圧や
電圧低下）等、各種の要因が挙げられるが、いずれにし
ても検出のもとになる源信号あるいは１次信号（以下、
これを「Ｓｂ」と記す。）を必要とし、当該信号Ｓｂは
異常検出回路４５に送られる。

【００９３】異常検出回路４５では、信号Ｓｂに基づい
て何等かの異常が起きた蓋然性が高いことを示す検出信
号を出力して後段の計時回路４６に送出する。つまり、
この時点で異常発生の判断をしたのでは早計に過ぎるの
で、計時回路４６によってこの状態が一定時間以上に亘
って継続したかどうかを判断する。

【００９４】計時回路４６はタイマーやカウンタ等を用
いて構成され、異常検出回路４５からの出力信号を受け
て計時動作を開始し、異常状態が一定時間続いている場
合に異常が発生した旨の判断結果を示す信号を、判定出
力回路４７に送る。

【００９５】これによって、判定出力回路４７から保護
回路（フェイルセーフ回路等を含む。）や補助機能回路
（前記した代用光源の点灯回路や報知用の回路等を含
む。）に対して異常発生の有無及びこれに応じた指示内
容を示す制御信号が送出される。

【００９６】図１６は異常検出回路４５の構成例を示し
たものである。

【００９７】異常検出にあたっては、対象となる検出項
目毎に検出回路を設けられるのが通常であるため、その
全てを説明するには手間がかかり過ぎるので、ここで
は、（出力）オープン状態に係る異常検出を例にして説
明する。

【００９８】図示するように、異常検出回路４５におい
て、放電灯８の電流検出信号「ＳＩ」がコンパレータ４
８の正入力端子に供給され、該コンパレータ４８の負入
力端子には基準電圧「Ｅｉ」（図には定電圧源の記号で
示す。）が供給されている。つまり、オープン状態では
放電灯８に電流が流れないので、電流検出信号ＳＩ（検
出電流を電圧変換した信号）のレベルが基準電圧Ｅｉよ
りも小さく、よって、コンパレータ４８はＬレベル信号
を出力する。

【００９９】この例のように、その他の異常検出につい
ても検出信号のレベルを、予め規定された閾値と比較す
ることで行われるが、電圧や電流に関する繰り返しの変
化を検出する際には複数のコンパレータを組み合わせて
検出回路を構成する等の工夫が必要になる。

【０１００】図１７は計時回路４６の構成例を示したも
のである。

【０１０１】計時回路４６には、アナログタイマーとし
て時定数回路（ＣＲ回路）等を用いた構成も使用できる
が、本例では、カウンタ４９を使った例を示す。

【０１０２】カウンタ４９において、そのリセット端子
（ＲＳＴ）には異常検出回路４５からの信号（これを、
「Ｓ４５」と記す。）が供給され、また、クロック信号
入力端子（ＣＬＫ）には図示しないクロック信号発生回
路からのクロック信号「ＣＫ」が供給される。

【０１０３】カウンタ４９のｎ段目の出力端子「Ｑｎ」
から異常判断結果を示す信号が出力されるが、これは信
号Ｓ４５がＬレベルであって、所定回数のクロック信号
がカウントされたときに得られる。つまり、信号Ｓ４５
がＬレベルのときに異常状態を示すことを想定している
ので、この状態が長く続くとカウンタ４９の出力端子Ｑ
ｎからＨレベル信号が出力される。

【０１０４】図１８は判定出力回路４７の構成例を示し
たものであり、本例では複数の計時回路から得られる判
断結果をＯＲ（論理和）回路で１つに束ねてラッチ回路
に供給する構成が用いられている。

【０１０５】各信号「Ｓ４６＿ｉ」（ｉ＝１、２、…）
は、各種の異常判断用に設けられた計時回路による判定
結果を示す信号であり、これらは多入力１出力のＯＲゲ
ート５０に入力され、当該ゲートの出力信号はＮＯＴ
（論理否定）ゲート５１を介してＤフリップフロップ５
２のプリセット端子（Ｌアクティブ入力であるので、図
には「ＰＲ」の上のバー記号「￣」を付して示す。）に
供給される。尚、Ｄフリップフロップ５２のＤ入力端子
やクロック信号入力端子（ＣＬＫ）はＬレベルとされ、
Ｌアクティブのリセット端子（図には「Ｒ」の上のバー
記号「￣」を付して示す。）はＨレベルとされている。

【０１０６】従って、信号Ｓ４６＿ｉ（ｉ＝１、２、
…）のうちの、いずれかの信号がＨレベルになると、Ｏ
Ｒゲート５０の出力がＨレベルとなり、これがＮＯＴゲ
ート５１で反転されてＤフリップフロップ５２のプリセ
ット端子に送られる結果、Ｄフリップフロップ５２のＱ
出力端子にはＨレベル信号が得られる。尚、このＨレベ
ル信号は維持されるので、上記信号Ｓ４６＿ｉがその後
に正常状態（つまり、Ｌレベル）を示すようになったと
してもＱ出力端子は依然Ｈレベルのままである。そし
て、この信号出力は、例えば、直流電源部や直流−交流
変換部の動作を止めるための保護回路（図示はしない
が、例えば、異常発生を検出した場合に、直流電源部へ
の給電経路上に配置されたリレー接点を開く等の構
成。）に送出されたり、あるいは、図９に示したトラン
ジスタ２２に送出されて代用光源を点灯させるのに用い
られる。

【０１０７】

【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、制御回路の動作状態
を内部状態監視回路によって監視することで、当該制御
回路が異常な動作を示す前に、代用光源の点灯又は異常
発生の報知を確実に行うことができるので、充分な安全
対策を講じることができる。

【０１０８】請求項２に係る発明によれば、制御回路へ
の供給電圧や供給信号について異常の有無を監視するこ
とで、制御回路が異常な動作を示す前に、その予兆を捉
えることができる。

【０１０９】請求項３に係る発明によれば、制御回路へ
の電源電圧や基準電圧についての異常を検出することに
より、電圧変化に起因する動作異常が生じる前に、代用
光源の点灯又は異常発生の報知が可能になる。

【０１１０】請求項４に係る発明によれば、制御回路で
使用される基準クロック信号やリセット信号についての
異常を検出することにより、これらの信号の周波数やレ
ベルの変化に起因する動作異常が生じる前に、代用光源
の点灯又は異常発生の報知が可能になる。

【０１１１】請求項５に係る発明によれば、内部状態監
視回路に対する電源端子又は接地端子を、制御回路に対
するそれらの端子とは別個に設けることによって、他の
回路部からの影響を被ることなく、異常検出及び判断を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯点灯回路の基本構成を示す
回路ブロック図である。

【図２】直流電源から２つに分岐した一方の電圧に基づ
く電源電圧を制御回路に供給する構成についてその要部
を示す図である。

【図３】図４、図５とともに電源電圧生成回路の構成例
を示すものであり、本図は三端子レギュレータを使った
例を示す。

【図４】シリーズレギュレータの構成例を示す図であ
る。

【図５】スイッチングレギュレータの構成例を示す図で
ある。

【図６】別系統の電源から制御回路に電源電圧を供給す
る構成についてその要部を示す図である。

【図７】点灯回路や制御回路への電源供給について別の
構成例を示す図である。

【図８】点灯回路や制御回路への電源供給についさらに
別の構成例を示す図である。

【図９】代用光源の点灯及び異常報知のための回路構成
例を示す図である。

【図１０】内部状態監視回路の構成例を示す図である。

【図１１】ＶDD生成回路の構成例を示す図である。

【図１２】リセット信号についての説明図である。

【図１３】基準クロック信号生成回路の構成例を示す図
である。

【図１４】基準クロック信号生成回路の別例を示す図で
ある。

【図１５】異常検出及び判断回路の基本的構成を示すブ
ロック図である。

【図１６】異常検出回路の構成例を示す図である。

【図１７】計時回路の構成例を示す図である。

【図１８】判定出力回路の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１…放電灯点灯回路、７…制御回路、８…放電灯、２５
…代用光源、２６…内部状態監視回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA13 BA05 EA06 EB07 GB01 GC04 HA10 3K098 CC67 DD06 DD09 DD20 DD22 DD35 EE32 EE35 5H740 AA08 BA11 BA18 BB08 MM01 MM11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯又は点灯回路に異常が発生したこ
とを検出して放電灯への電力供給を停止させ、又は点灯
回路の動作を停止させるとともに、別の光源を放電灯の
代用光源として点灯させ、又は異常の発生を報知する制
御回路を備えた放電灯点灯回路において、上記制御回路自身の動作状態を監視するために内部状態
監視回路を設け、該内部状態監視回路により上記制御回路に異常が検出さ
れ又は異常発生の予兆が検出された時に、上記代用光源
を点灯させ又は異常発生を報知することを特徴とする放
電灯点灯回路。
【請求項２】請求項１に記載の放電灯点灯回路におい
て、放電灯への電力供給制御及び異常検出を行うための制御
回路への供給電圧や供給信号について内部状態監視回路
により異常の有無が監視されることを特徴とする放電灯
点灯回路。
【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、制御回路への電源電圧若しくは当該回路内において用い
られる基準電圧についての異常が内部状態監視回路に検
出された場合に、代用光源が点灯され又は異常発生が報
知されることを特徴とする放電灯点灯回路。
【請求項４】請求項１、請求項２又は請求項３に記載
の放電灯点灯回路において、制御回路が用いる基準クロック信号又はリセット信号に
ついての異常が内部状態監視回路に検出された場合に、
代用光源が点灯され又は異常発生が報知されることを特
徴とする放電灯点灯回路。
【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３又は請求
項４に記載の放電灯点灯回路において、内部状態監視回路に対する電源端子又は接地端子を制御
回路におけるそれらの端子とは別個に設けたことを特徴
とする放電灯点灯回路。