JP2010244720A - 光源灯点灯回路ならびに光源点灯方法 - Google Patents

Abstract

【課題】誤って検査モードに入ってしまい、そこで異常を検出すると、放電灯の駆動が停止されたままとなる。
【解決手段】放電灯点灯回路において、モード判別回路３２は、モード判別期間に放電灯４にランプ電流ＩＬが流れる場合は検査モード、そうでない場合は通常動作モードが要求されていると判別する。フェールセーフタイマ回路３６は、検査モードにおいては、電源が投入されてから通常動作モードの第１異常検出時間より短い第２異常検出時間が経過した後に駆動電圧ＶＬが異常検出電圧に到達していなければ動作の異常として検出する。再試行回路３８は、検査モードにおいて動作の異常が検出された場合、放電灯点灯回路の状態を放電灯４の駆動を停止するための状態に変更し、その後再度モード判別回路３２にモードを判別せしめる。
【選択図】図２

Description

本発明は、保護機能を備える光源灯点灯回路および光源点灯方法に関する。

近年、車両用灯具（前照灯）として、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えて、メタルハライドランプ（以下、放電灯と称する）が利用されている。放電灯は、ハロゲンランプに比べて発光効率、長寿命が得られる反面、駆動電圧として数十〜数百Ｖが必要であるため、１２Ｖ（もしくは２４Ｖ）の車載バッテリでは直接駆動することができず、放電灯点灯回路（バラストとも称される）が必要となる。

放電灯点灯回路は、バッテリ電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を交流変換するＨブリッジ回路などのスイッチング回路と、スタータ回路と、これらの回路ブロックを制御する制御回路とを備えている（たとえば特許文献１参照）。

特開平１１−３２９７７７号公報

放電灯点灯回路の保護機能およびその検査について、本発明者は以下の課題を認識した。
特に車載用の放電灯の点灯回路では、起動時に速やかな光出力の立ち上げを促すために、起動直後は定常時の電力よりも大きな電力を投入する。その後放電灯内の活性の度合いを監視しながら徐々に電力を軽減し、定常時の電力へ収斂させてゆく。この時間は通常数十秒に及ぶ。放電灯点灯回路には、この数十秒に及ぶ時間を越えてもまだ駆動電圧が所定の電圧に達していなければ放電灯の異常と見なして放電灯の駆動を停止する保護機能が備わっている。

放電灯点灯回路の製造ラインでこの数十秒に及ぶ時間を検査しようとする場合、検査時間が多くかかり過ぎる。したがって、検査工程では放電灯点灯回路内のタイマを早回しすることで検査時間を短縮する。

ところが放電灯点灯回路が検査工程を経て製品として市場に出た後に、万が一検査工程で使用されるべきモード（以降、検査モードと言う）に入ってしまうようなことがあると、予期せず放電灯点灯回路内のタイマが早回しされ、保護機能に支障をきたし得る。

このような課題は放電灯の点灯回路に限らずＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源の点灯回路にも生じうる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、通常動作モードと検査モードとを有する光源点灯回路において、モードの誤判別により検査モードに入ってしまった場合に、通常動作モードに復帰できる光源点灯回路の提供にある。

本発明のある態様は、光源点灯回路に関する。この光源点灯回路は、駆動対象の光源の駆動状態を監視することによって、通常動作モードまたは検査モードのいずれが要求されているかを判別するモード判別回路と、通常動作モードにおける動作の異常を所定の第１規則により検出し、検査モードにおける動作の異常を第１規則とは異なる第２規則により検出する異常検出回路と、異常検出回路が検査モードにおいて動作の異常を検出した場合、当該光源点灯回路の状態を光源の駆動を停止するための状態に変更し、その後再度モード判別回路にモードを判別せしめる再試行回路と、を備える。

この態様によると、検査モードにおいて動作の異常が検出された場合、再度モードの判別が行われる。これにより検査モードから通常動作モードへの復帰の機会が与えられる。

モード判別回路は、再試行回路から再度モードを判別するよう指令を受けると、当該光源点灯回路の状態を通常の動作の状態に戻してもよい。この場合、検査モードで動作の異常を検出して光源点灯回路の状態が光源の駆動を停止するための状態となっていたとしても、光源点灯回路の状態を通常の動作の状態に戻すことができる。

光源は放電灯であってもよい。モード判別回路は、当該光源点灯回路に電源が投入された後の所定のモード判別期間に放電灯に駆動電流が流れる場合は検査モード、そうでない場合は通常動作モードが要求されていると判別してもよい。異常検出回路における第１規則は、当該光源点灯回路に電源が投入されてから所定の第１異常検出時間が経過した後に放電灯に印加されている駆動電圧が所定の異常検出電圧に到達していなければ動作の異常として検出するという規則を含んでもよい。異常検出回路における第２規則は、当該光源点灯回路に電源が投入されてから第１異常検出時間より短い第２異常検出時間が経過した後に放電灯に印加されている駆動電圧が異常検出電圧に到達していなければ動作の異常として検出するという規則を含んでもよい。この場合、特に放電灯を駆動する放電灯点灯回路について、検査モードにおいて放電灯の起動に関する異常が検出された場合、再度モードの判別が行われる。

モード判別回路が検査モードが要求されていると判別した場合、異常検出回路の動作の周波数を上昇させる周波数切替回路をさらに備えてもよい。異常検出回路では、その動作の周波数が上昇すると、第１規則から第２規則に切り替わってもよい。

本発明の別の態様は、光源点灯方法である。この方法は、駆動回路によって駆動される光源の駆動状態を監視することによって、通常動作モードまたは検査モードのいずれが要求されているかを判別するステップと、通常動作モードにおける動作の異常を所定の第１規則により検出し、検査モードにおける動作の異常を第１規則とは異なる第２規則により検出するステップと、検査モードにおいて動作の異常が検出された場合、駆動回路の状態を光源の駆動を停止するための状態に変更し、その後再度モードを判別するステップと、を含む。

この態様によると、検査モードにおいて動作の異常が検出された場合、再度モードの判別が行われる。これにより検査モードから通常動作モードへの復帰の機会が与えられる。

本発明によれば、通常動作モードと検査モードとを有する光源点灯回路において、モードの誤判別により検査モードに入ってしまった場合でも通常動作モードに復帰させることができる。

実施の形態に係る放電灯点灯回路およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。 フェールセーフ回路および状態検出回路の構成を示す回路図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、モード判別期間生成回路の構成および波形を示す図である。 図１の放電灯点灯回路に放電灯を負荷として接続した場合の動作状態を示すタイムチャートである。 図１の放電灯点灯回路に放電灯の代わりに可変抵抗を負荷として接続した場合の動作状態を示すタイムチャートである。 比較例に係る放電灯点灯回路に入力電圧Ｖｉｎの瞬断が生じた場合の動作状態を示すタイムチャートである。 図１の放電灯点灯回路に入力電圧Ｖｉｎの瞬断が生じた場合の動作状態を示すタイムチャートである。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には適宜同一の符号を付するものとし、重複した説明は省略する。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

実施の形態に係る放電灯点灯回路は、通常動作モードと検査モードとを有する。検査モードでは検査の効率を上げるため、異常を検出するためのタイマが早回しされる。モードの誤判別が生じた場合に対応するため、検査モードでは異常を検出してから所定の遅延時間Ｔｄ経過した後に異常の検出をリセットして再度モードを判別する。

図１は、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。放電灯点灯回路１００は、車載用のメタルハライドランプである放電灯４を駆動する。放電灯点灯回路１００および放電灯４は、車両用灯具に搭載される。放電灯点灯回路１００は、車載バッテリ（以下、単にバッテリと称する）６、電源スイッチ８と接続される。

バッテリ６は、１２Ｖ（もしくは２４Ｖ）の直流のバッテリ電圧Ｖｂａｔを発生する。電源スイッチ８は放電灯４の点灯のオン、オフを制御するために設けられたリレースイッチであり、バッテリ６と直列に設けられる。電源スイッチ８がオンとなると、バッテリ６からバッテリ電圧Ｖｂａｔが放電灯点灯回路１００に供給される。

放電灯点灯回路１００は、平滑化されたバッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧し、交流変換して放電灯４へと供給する。以下、放電灯点灯回路１００の詳細な構成を説明する。

放電灯点灯回路１００は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２、制御回路１０、スタータ回路２０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、電流検出抵抗Ｒｄ、入力キャパシタＣ１、を備える。

入力キャパシタＣ１は、バッテリ６と並列に設けられ、バッテリ電圧Ｖｂａｔを平滑化する。より具体的には、入力キャパシタＣ１は第１トランス１４、第２トランス１６の近傍に設けられており、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２のスイッチング動作に対する電圧平滑化の機能を果たす。

制御回路１０は、放電灯点灯回路１００全体を制御する機能ＩＣ（Integrated Circuit）を含み、放電灯点灯回路１００の駆動シーケンスを制御するとともに、放電灯４に供給する電力を調節する。制御回路１０は、以下の駆動シーケンスを実行することにより放電灯４を点灯させ、その光出力を安定化させる。
１． 電源投入
２． ブレークダウン
３． 過渡期間
４． 定常点灯
各シーケンスの詳細は後述する。

制御回路１０は、バッテリ電圧Ｖｂａｔなどのバッテリ６（電源側）の電気的状態、および第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１の第１出力電圧Ｖｏ１や第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２の第２出力電圧Ｖｏ２や電流検出抵抗Ｒｄを介して計測されるランプ電流ＩＬなどの放電灯４（出力側）の電気的状態、および放電灯点灯回路１００や放電灯４の温度などの物理的状態を監視する。制御回路１０はそれらの状態に異常を検知すると、放電灯点灯回路１００および放電灯４を保護するための制御を行う。詳細は後述する。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２および制御回路１０は、放電灯４に対する駆動電圧ＶＬを生成する駆動電圧生成部１２を形成する。駆動電圧生成部１２は、少なくとも定常点灯期間において、放電灯４の両端間に点灯周波数ｆ１の交流の駆動電圧ＶＬを供給する。点灯周波数ｆ１は１０ｋＨｚ以下、具体的には２５０Ｈｚ〜７５０Ｈｚ程度に設定される。点灯周波数ｆ１の逆数を点灯周期Ｔ１（＝１／ｆ１）という。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１は、絶縁型のスイッチングレギュレータであり、第１スイッチング素子Ｍ１、第１トランス１４、第１整流ダイオードＤ１、第１出力キャパシタＣｏ１を含む。第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１のトポロジーは一般的なものであるため簡潔に説明する。

第１トランス１４の１次コイルＬ１と第１スイッチング素子Ｍ１は、入力キャパシタＣ１と並列に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１の入力端子Ｐｉｎと接地端子（ＧＮＤ）との間に直列に設けられている。たとえば第１スイッチング素子Ｍ１はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で構成される。第１トランス１４の２次コイルＬ２の一端は接地されており、その他端は第１整流ダイオードＤ１のアノードと接続される。第１出力キャパシタＣｏ１は第１整流ダイオードＤ１のカソードと接地端子間に設けられる。

第１スイッチング素子Ｍ１の制御端子（ゲート）には、点灯周波数ｆ１より高いＰＷＭ周波数ｆ２の第１制御パルス信号Ｓ１が印加される。たとえばＰＷＭ周波数ｆ２は４００ｋＨｚである。第１スイッチング素子Ｍ１は、第１制御パルス信号Ｓ１がハイレベルのときオン、ローレベルのときオフする。制御回路１０は、放電灯４の電気的状態にもとづいてフィードバックによって第１制御パルス信号Ｓ１のハイレベルとローレベルのデューティ比を調節する。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１は、アクティブ状態と非アクティブ状態が切り換え可能であり、アクティブ状態において、放電灯４の一端Ｐ１に第１出力電圧Ｖｏ１を供給する。

第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１と同様の回路トポロジーを有している。すなわち、第１整流ダイオードＤ１と第２整流ダイオードＤ２、第１出力キャパシタＣｏ１と第２出力キャパシタＣｏ２、第１トランス１４と第２トランス１６、第１スイッチング素子Ｍ１と第２スイッチング素子Ｍ２は対応している。第２スイッチング素子Ｍ２のオン、オフは、放電灯４の電気的状態にもとづいたフィードバックによって、制御回路１０が生成する第２制御パルス信号Ｓ２によって制御される。

第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２も、アクティブ状態と非アクティブ状態が切り換え可能であり、アクティブ状態において、放電灯４の他端Ｐ２に第２出力電圧Ｖｏ２を供給する。

第１スイッチＳＷ１は、放電灯４の一端Ｐ１側に設けられ、オン状態において、放電灯４の一端Ｐ１と固定電圧端子（接地端子）との間を電気的に導通させる。第２スイッチＳＷ２は、放電灯４の他端Ｐ２側に設けられ、オン状態において、放電灯４の他端Ｐ２と固定電圧端子（接地端子）との間を電気的に導通させる。第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）もしくはＭＯＳＦＥＴが好適であるが、その他の代替デバイスを用いても構わない。第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２それぞれのオン、オフ状態は、制御回路１０からの第１制御信号Ｓ３、第２制御信号Ｓ４に応じて制御される。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２は、点灯周波数ｆ１で相補的にアクティブ状態と非アクティブ状態を繰り返す。つまり第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブな期間と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブな期間とはそれぞれ、点灯周期Ｔ１の半周期となる。以下、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブな状態を第１状態φ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブな状態を第２状態φ２と称する。第１スイッチＳＷ１は第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２がアクティブのとき、つまり第２状態φ２においてオンし、第２スイッチＳＷ２は第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１がアクティブのとき、つまり第１状態φ１においてオンする。

第１状態φ１においては、放電灯４の一端Ｐ１に第１出力電圧Ｖｏ１が、他端Ｐ２に接地電圧（０Ｖ）が印加され、その結果、放電灯４には、駆動電圧ＶＬ（≒Ｖｏ１）が第１極性にて印加される。第２状態φ２においては、放電灯４の他端Ｐ２に第２出力電圧Ｖｏ２が、一端Ｐ１に接地電圧が印加され、その結果、放電灯４には、駆動電圧ＶＬ（≒Ｖｏ２）が第１極性と反対の第２極性にて印加される。

少なくとも定常点灯期間において、制御回路１０は、第１状態φ１と第２状態φ２とを点灯周期Ｔ１にて交互に繰り返す。その結果、放電灯４には、交流の駆動電圧ＶＬが供給される。

電流検出抵抗Ｒｄは、放電灯４に流れるランプ電流ＩＬの経路上に設けられる。図１の回路では電流検出抵抗Ｒｄは、共通接続された第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２のエミッタと、接地端子との間に設けられる。第１状態φ１においては、放電灯４に第１極性（図１中の右向き）に流れるランプ電流が流れ、第２状態φ２においては、第２極性（図１中の左向き）に流れるランプ電流が流れる。電流検出抵抗Ｒｄには、第１状態φ１、第２状態φ２のそれぞれにおいて、ランプ電流ＩＬに比例した電圧降下（電流検出信号Ｓ_ＩＬと称する）が発生する。電流検出信号Ｓ_ＩＬは、制御回路１０へ入力される。

スタータ回路２０は、放電灯４をブレークダウンさせるために設けられる。スタータ回路２０は、スタータトランス２２およびパルス発生部２８を含む。パルス発生部２８は、スタータトランス２２の１次コイル２４に対して、振幅が４００Ｖ〜１ｋＶのパルス電圧を印加する。その結果、２次コイル２６側には、スタータトランス２２の巻線比に応じた高電圧パルス（たとえば２０ｋＶ）が発生し、放電灯４に印加される。その結果、放電灯４がブレークダウンし、放電が開始する。

放電灯点灯回路１００および放電灯４を保護するための制御回路１０の保護機能を説明する。大きく分けて異常には、バッテリ６側（電源側）の異常と、放電灯４および放電灯点灯回路１００側（出力側）の異常とがある。出力側の異常は、放電灯４および放電灯点灯回路１００の動作に関連する異常であることから動作の異常とも呼ぶことができる。

制御回路１０は、電源側の異常を検出するために、バッテリ電圧Ｖｂａｔなどの電源側の電気的状態を監視する。そして例えばバッテリ電圧Ｖｂａｔが所定のしきい値電圧を下回ると電源側に異常があると判定し、駆動電圧ＶＬの出力を停止するための制御を行う。その後バッテリ電圧Ｖｂａｔの監視を続け、バッテリ電圧Ｖｂａｔがしきい値電圧を上回ると再度上述の駆動シーケンスを最初から実行する。これにより、バッテリ６の接続端子が外れてしまうといった異常に対処できる。バッテリ電圧Ｖｂａｔは、例えば車両の起動時には一時的にしきい値電圧を下回ることがあるが、このような状況にも対応することができる。

出力側の異常には例えば、耐用年数を超えた使用によって放電灯４の電極が摩耗するなどしてアークが形成されなくなる異常（開放）や、放電灯４の一端Ｐ１と他端Ｐ２とが電気的に接触する異常（短絡）や、放電灯４にスローリークが発生したり放電灯４が水没したりすることなどにより放電灯４がうまく起動しない異常（起動異常）や、放電灯点灯回路１００の温度が所定の動作温度範囲から逸脱する異常（温度異常）や、放電灯４の端子が予期せずグランド（接地）と接触する異常（地絡）や、放電灯４が点滅状態となる異常（点滅）などがある。

放電灯点灯回路１００の設計段階において、これらの異常が起こった場合に想定される出力側の電気的状態および物理的状態がシミュレーションや計算などから定義される。ここで定義される状態を想定異常状態と呼ぶ。開放に対する想定異常状態とは例えば、所定の開放検知期間に亘ってランプ電流ＩＬが所定の開放検知電流より小さい状態である。起動異常に対する想定異常状態とは例えば、放電灯点灯回路１００に電源が投入されてから所定の第１起動異常検出時間Ｔｆ１が経過した後に放電灯４に印加されている駆動電圧ＶＬが所定の起動異常検出電圧Ｖｔｈに到達していない状態である。
これらの例から分かる通り、想定異常状態は、ランプ電流ＩＬ、駆動電圧ＶＬ、放電灯点灯回路１００の温度などのパラメータが所定の異常条件を満たす期間が所定の異常検出時間よりも長く続く状態であると言うことができる。
制御回路１０は、出力側の電気的状態および物理的状態を監視し、それが想定異常状態を示すと出力側の異常として検出する。

制御回路１０は、出力側の異常を検出すると、放電灯点灯回路１００の状態を放電灯４の駆動を停止するための状態に変更する。この放電灯４の駆動を停止するための状態とは例えば、第１スイッチング素子Ｍ１および第２スイッチング素子Ｍ２がオフに固定される状態である。出力側の異常は、上述の例の通り多くの場合復帰の可能性は低い。したがって、検査モード（後述する）ではない通常動作モードにおいては、制御回路１０は、出力側の異常を検出すると、放電灯点灯回路１００の状態を放電灯４の駆動を停止するための状態に固定する。

制御回路１０が有する検査モードについて説明する。
放電灯点灯回路１００の製造ラインにおいては、上述の保護機能を検査するために、負荷として放電灯４の代わりに抵抗値を切り替えることのできる可変抵抗を使用する。検査では、この可変抵抗の抵抗値を切り替えることによって故意に想定異常状態を作り出し、それに対して放電灯点灯回路１００が負荷の駆動を停止するか否かを見る。

製造ラインにおいて、例えば起動異常が正常に検出されるか否かを検査する場合を考える。放電灯点灯回路１００の動作において後述するが、放電灯４がブレークダウンした後は、放電灯４の内部が徐々に活性化され、放電灯４のインピーダンスが上昇する（過渡期間）。したがって駆動電圧ＶＬは放電灯４のブレークダウン後徐々に上昇する。放電灯４のブレークダウン後放電灯４が定常点灯状態に至るためには、放電灯４の種類にもよるが、通常数十秒が必要である。これに鑑み、起動異常の検出に係る第１起動異常検出時間Ｔｆ１は通常数十秒、特に水銀を使用しない放電灯４の場合は約８０秒、に設定される。

したがって、何の対策も取らなければ、ひとつの放電灯点灯回路の起動異常検出を検査するために、約８０秒もの時間をかけなければならない。これでは生産性が低下しかねない。そこで、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００には検査モードが設けられている。

検査モードでは、制御回路１０において想定異常状態を検出する際、異常条件を満たす期間の長さを計測するための計時が所定の倍率で早められる。その結果として、異常検出時間がその所定の倍率の逆数倍で短くなる。例えば起動異常に対する想定異常状態を検出する場合、駆動電圧ＶＬが起動異常検出電圧Ｖｔｈに到達していない期間の長さを計時するタイマ回路が６４倍早回しされる。その結果として、検査モードでは、放電灯点灯回路１００に電源が投入されてから第１起動異常検出時間Ｔｆ１（約８０秒）の６４分の１である第２起動異常検出時間Ｔｆ２（約８０／６４＝１．２５秒）が経過した後に放電灯４に印加されている駆動電圧ＶＬが起動異常検出電圧Ｖｔｈに到達していなければ、放電灯４の起動異常として検出される。したがって検査モードでは、起動異常検出を検査するために必要な時間が短縮される。無論、起動異常検出に限らず出力側の異常の検出を検査するために必要な時間が短縮されうる。

また、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００は後述する理由により、検査モードにおいて出力側の異常を検出した場合、放電灯点灯回路１００の状態を放電灯４の駆動を停止するための状態に変更し、その後再度、どのモードが要求されているかを判別する。

上述した制御回路１０の保護機能とモード設定とに関するフェールセーフ回路３０および状態検出回路４０について説明する。フェールセーフ回路３０および状態検出回路４０は制御回路１０に含まれる。図２は、フェールセーフ回路３０および状態検出回路４０の構成を示す回路図である。

状態検出回路４０は、電流検出信号Ｓ_ＩＬ、第１出力電圧Ｖｏ１、第２出力電圧Ｖｏ２、放電灯点灯回路１００に入力される入力電圧Ｖｉｎ、および放電灯点灯回路１００の温度を示す図示しない温度信号などを受け、出力側の電気的状態および物理的状態を検出する。状態検出回路４０はフェールセーフ回路３０に対してランプ電流検出信号Ｓ５とパワーオンリセット信号Ｓｐｏと想定異常検知信号Ｓｆとを供給する。

ランプ電流検出信号Ｓ５は、ランプ電流ＩＬが流れるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）信号である。状態検出回路４０は、電流検出信号Ｓ_ＩＬによって示されるランプ電流ＩＬの値が所定のしきい値電流より高い状態が所定のフィルタ期間以上続くとランプ電流検出信号Ｓ５をハイレベルとする。これらのしきい値電流およびフィルタ期間は誤検出を避けるよう実験により定められる。

パワーオンリセット信号Ｓｐｏは、パワーオンリセットに際しアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）信号である。パワーオンリセットとは、放電灯点灯回路１００へ電源を投入した直後に放電灯点灯回路１００を初期状態に設定することである。状態検出回路４０は、入力電圧Ｖｉｎに電源投入に対応する立ち上がりエッジを検出するとパワーオンリセット信号Ｓｐｏにパルスを生成する。

想定異常検知信号Ｓｆは、異常条件が満たされるとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）信号である。状態検出回路４０は、出力側の電気的状態または物理的状態が異常条件を満たすと想定異常検知信号Ｓｆをハイレベルとする。以降、出力側の異常のなかでも起動異常に着目し、制御回路１０の起動異常に対する保護機能について説明する。状態検出回路４０は、駆動電圧ＶＬが起動異常検出電圧Ｖｔｈより低いと想定異常検知信号Ｓｆをハイレベルとする。
なお、状態検出回路４０は図２では図示されない制御回路１０の他の部分とも接続されているが、説明を明瞭とするためそれらの接続は図２では省略されている。

フェールセーフ回路３０は、要求されているモードによって、起動異常に対する保護機能の内容を切り替える。フェールセーフ回路３０は、モード判別回路３２、周波数切替回路３４、フェールセーフタイマ回路３６、フェールセーフラッチ回路６８、再試行回路３８、を含む。

放電灯点灯回路１００の製造時の検査工程では、放電灯４の代わりに可変抵抗を負荷として用いるのは上述の通りである。この検査工程では放電灯点灯回路１００へ電源を投入してからスタータ回路２０が放電灯４に高電圧パルスを印加するまでの期間内でもランプ電流ＩＬが流れる。これに対して放電灯４が負荷として用いられる場合は、かかる期間内にランプ電流ＩＬは流れないか、流れたとしても微量である。これに鑑み、モード判別回路３２は、放電灯点灯回路１００への電源投入、つまりパワーオンリセット信号Ｓｐｏにパルスを検出してからスタータ回路２０が放電灯４に高電圧パルスを印加するまでの期間内に所定のモード判別期間φｍを設ける。また、モード判別回路３２は、検査モードにおいて起動異常を検出した後に、再度モード判別期間φｍを設ける。モード判別回路３２は、モード判別期間φｍ内にランプ電流ＩＬが流れる場合は検査モード、そうでない場合は通常動作モードが要求されていると判別する。

モード判別回路３２にはランプ電流検出信号Ｓ５、パワーオンリセット信号Ｓｐｏおよび後述する検査モードリセット信号Ｓｒｓｔが入力される。モード判別回路３２は、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰを出力する。モード判別回路３２は、パワーオンリセット信号Ｓｐｏもしくは検査モードリセット信号Ｓｒｓｔのいずれかにパルスを検出するとモード判別期間φｍを設定する。モード判別回路３２は、そのモード判別期間φｍ内にランプ電流検出信号Ｓ５がハイレベルとなると、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰをハイレベルとする。検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰは、新たにパワーオンリセット信号Ｓｐｏもしくは検査モードリセット信号Ｓｒｓｔのいずれかにパルスが検出されるまでハイレベルとされる。

モード判別回路３２は、第１ＯＲゲート４２、モード判別期間生成回路４４、第１ＡＮＤゲート４６、検査モード設定回路４８、を含む。
第１ＯＲゲート４２は、パワーオンリセット信号Ｓｐｏと検査モードリセット信号Ｓｒｓｔとの論理和をモード判別指令信号Ｓ６としてモード判別期間生成回路４４に出力する。モード判別指令信号Ｓ６は、検査モード設定回路４８、フェールセーフタイマ回路３６およびフェールセーフラッチ回路６８のそれぞれのリセット端子に入力される。モード判別指令信号Ｓ６にパルスが現れると、それらの回路がリセットされる。
なお、パワーオンリセット信号Ｓｐｏと検査モードリセット信号Ｓｒｓｔとの論理和であるモード判別指令信号Ｓ６がその後の動作を制御しているという意味で、検査モードリセット信号Ｓｒｓｔにパルスを生成することはパワーオンリセットと同義と言える。

モード判別期間生成回路４４は、モード判別指令信号Ｓ６にパルスを検出してから所定の第１期間φａ後にモード判別期間φｍを開始し、そのパルスを検出してから所定の第２期間φｂ後にモード判別期間φｍを終了する。つまりモード判別期間φｍの長さは、（第２期間φｂの長さＴｂ）−（第１期間φａの長さＴａ）となる。

図３（ａ）、（ｂ）は、モード判別期間生成回路４４の構成および波形を示す図である。図３（ａ）はモード判別期間生成回路４４の構成を示す回路図である。モード判別期間生成回路４４は、第１カウンタ５０、第２カウンタ５２、第２ＡＮＤゲート５４、を含む。第１カウンタ５０のリセット端子および第２カウンタ５２のリセット端子にはモード判別指令信号Ｓ６が入力される。第１カウンタ５０は、モード判別指令信号Ｓ６にパルスが現れてから第１期間φａ後にアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）第１カウンタ出力信号Ｓ７を生成する。第２カウンタ５２は、モード判別指令信号Ｓ６にパルスが現れてから第２期間φｂの間継続してアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）第２カウンタ出力信号Ｓ８を生成する。第２ＡＮＤゲート５４は、第１カウンタ出力信号Ｓ７と第２カウンタ出力信号Ｓ８との論理積をモード判別信号Ｓｍとして第１ＡＮＤゲート４６へ出力する。

図３（ｂ）は、モード判別期間生成回路４４における波形を示すタイムチャートである。モード判別指令信号Ｓ６にパルスが現れてから第１期間φａの長さＴａだけ経過した後にモード判別信号Ｓｍがハイレベルとなる。モード判別指令信号Ｓ６にパルスが現れてから第２期間φｂの長さＴｂだけ経過した後にモード判別信号Ｓｍがローレベルとなる。このモード判別信号Ｓｍがハイレベルとなる期間がモード判別期間φｍである。

なお、実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、電源が投入されてから放電灯４に高電圧パルスが印加されるまでの時間がおよそ３０ミリ秒である。その期間内にモード判別期間φｍを設けるため、第１期間φａの長さＴａはおよそ５ミリ秒、第２期間φｂの長さＴｂはおよそ１５ミリ秒、したがってモード判別期間φｍの長さはおよそ１０ミリ秒に設定される。特に第２期間φｂの長さＴｂは電源が投入されてから放電灯４に高電圧パルスが印加されるまでの時間よりも確実に短い時間とされる。

図２に戻る。第１ＡＮＤゲート４６は、モード判別信号Ｓｍとランプ電流検出信号Ｓ５との論理積を検査モードトリガ信号Ｓｔｒ１として検査モード設定回路４８に出力する。
検査モード設定回路４８は、そのトリガ端子に入力される検査モードトリガ信号Ｓｔｒ１がハイレベルとなると検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰをアサートする（例えば、ハイレベルとする）。検査モード設定回路４８は、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰをハイレベルとしてからモード判別指令信号Ｓ６にパルスが現れるまで、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰをハイレベルのままとする。検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰがハイレベルである期間が検査モードに対応する。

周波数切替回路３４は、フェールセーフタイマ回路３６にクロック信号Ｓ_ＣＬＫを供給する。周波数切替回路３４は、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰがローレベル、つまり通常動作モードのときはクロック信号Ｓ_ＣＬＫのクロック周波数ｆ_ＣＬＫを通常動作周波数ｆ_ＮＯＲとし、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰがハイレベル、つまり検査モードのときはクロック信号Ｓ_ＣＬＫのクロック周波数ｆ_ＣＬＫを通常動作周波数ｆ_ＮＯＲよりも高い検査周波数ｆ_ＩＮＳＰとする。

周波数切替回路３４は、発振器５６、分周器５８、インバータ６０、第３ＡＮＤゲート６２、第４ＡＮＤゲート６４、第２ＯＲゲート６６、を含む。発振器５６は、検査周波数ｆ_ＩＮＳＰの矩形波信号を分周器５８および第３ＡＮＤゲート６２に供給する。検査周波数ｆ_ＩＮＳＰは、５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲に設定される。分周器５８は検査周波数ｆ_ＩＮＳＰの矩形波信号を所定の分周比、例えば６４で分周し、検査周波数ｆ_ＩＮＳＰの６４分の１である通常動作周波数ｆ_ＮＯＲの矩形波信号を生成して第４ＡＮＤゲート６４に供給する。第３ＡＮＤゲート６２は、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰと検査周波数ｆ_ＩＮＳＰの矩形波信号との論理積を生成して第２ＯＲゲート６６に出力する。第４ＡＮＤゲート６４は、通常動作周波数ｆ_ＮＯＲの矩形波信号とインバータ６０によって反転された検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰとの論理積を生成して第２ＯＲゲート６６に出力する。第２ＯＲゲート６６は、第３ＡＮＤゲート６２の出力と第４ＡＮＤゲート６４の出力との論理和をクロック信号Ｓ_ＣＬＫとしてフェールセーフタイマ回路３６のクロック端子に出力する。

フェールセーフタイマ回路３６のイネーブル端子には想定異常検知信号Ｓｆが、クロック端子にはクロック信号Ｓ_ＣＬＫが、リセット端子にはモード判別指令信号Ｓ６が入力される。フェールセーフタイマ回路３６は想定異常検知信号Ｓｆがハイレベルを保持する間、クロック信号Ｓ_ＣＬＫのクロック周波数ｆ_ＣＬＫに基づく速さでカウントし、そのカウント値が所定のしきい値に達するとフェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスを生成する。フェールセーフタイマ回路３６は、モード判別指令信号Ｓ６にパルスを検出するとカウントをリセットする。

フェールセーフタイマ回路３６におけるカウント値の所定のしきい値は、クロック周波数ｆ_ＣＬＫが通常動作周波数ｆ_ＮＯＲであるときに、想定異常検知信号Ｓｆが第１起動異常検出時間Ｔｆ１である８０秒の間ハイレベルを保持するとフェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスが生成されるように設定される。したがって、クロック周波数ｆ_ＣＬＫが通常動作周波数ｆ_ＮＯＲの６４倍である検査周波数ｆ_ＩＮＳＰであるときは、想定異常検知信号Ｓｆが第１起動異常検出時間Ｔｆ１の６４分の１である第２起動異常検出期間（約８０／６４＝１．２５秒）の間ハイレベルを保持するとフェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスが生成される。

フェールセーフラッチ回路６８は、フェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスを検出するとアサートされる（例えば、ハイレベルとなる）駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰを生成する。制御回路１０は、第１制御パルス信号Ｓ１および第２制御パルス信号Ｓ２を生成する図示しない駆動信号生成回路を備える。フェールセーフラッチ回路６８は、駆動信号生成回路を含む制御回路１０の各回路に駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰを出力する。駆動信号生成回路は、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがハイレベルとなると、第１スイッチング素子Ｍ１および第２スイッチング素子Ｍ２をオフに固定する。

フェールセーフラッチ回路６８には、フェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２とモード判別指令信号Ｓ６とが入力される。フェールセーフラッチ回路６８は、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰを駆動信号生成回路を含む制御回路１０の各回路に出力する。フェールセーフラッチ回路６８は、フェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスを検出すると駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰをハイレベルとする。フェールセーフラッチ回路６８は、モード判別指令信号Ｓ６にパルスを検出するとリセットされ、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰをローレベルに戻す。

再試行回路３８は、検査モードにおいては、フェールセーフラッチ回路６８がフェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスを検出して駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰをハイレベルとしてから遅延時間Ｔｄ後に、検査モードリセット信号Ｓｒｓｔにパルスを生成する。その検査モードリセット信号Ｓｒｓｔが入力されるモード判別回路３２では、検査モードリセット信号Ｓｒｓｔにパルスを検出すると、モード判別指令信号Ｓ６に対応するパルスを生成する。これによりモード判別回路３２は、再度モードを判別すると共に、フェールセーフラッチ回路６８の駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰをリセットしてローレベルに戻す。駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがローレベルに戻ると、駆動信号生成回路を含む制御回路１０の各部の動作は通常の動作に戻る。
なお、遅延時間Ｔｄは、放電灯４が消灯してから次に再点灯するまでの期間の長さのうち、その再点灯のために高電圧パルスの印加が必要となる長さよりも長く設定される。遅延時間Ｔｄは例えば０．１〜１秒に設定される。

再試行回路３８は、第５ＡＮＤゲート７０、遅延回路７２、を含む。
第５ＡＮＤゲート７０は、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰと検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰとの論理積を再試行信号Ｓｄとして遅延回路７２に出力する。
遅延回路７２は、検査モードリセット信号Ｓｒｓｔを第１ＯＲゲート４２に出力する。遅延回路７２は、再試行信号Ｓｄがハイレベルとなってから遅延時間Ｔｄが経過するまでの間再試行信号Ｓｄがハイレベルを維持すると、検査モードリセット信号Ｓｒｓｔにパルスを生成する。

以上が放電灯点灯回路１００の構成である。続いてその動作を、シーケンスに従って説明する。図４は、放電灯点灯回路１００に放電灯４を負荷として接続した場合の、放電灯点灯回路１００の動作状態を示すタイムチャートである。図４の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。図４では、上から入力電圧Ｖｉｎ、パワーオンリセット信号Ｓｐｏ、駆動電圧ＶＬの絶対値、ランプ電流ＩＬの絶対値、モード判別信号Ｓｍ、ランプ電流検出信号Ｓ５、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰ、クロック周波数ｆ_ＣＬＫ、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰ、が示される。放電灯４には放電灯点灯回路１００によって交流の駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬが供給されるが、実施の形態の特徴をより明瞭に説明するため、図４では駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの絶対値（ＤＣイメージ）が示される。

１． 電源投入
時刻ｔ１においてユーザが電源スイッチ８をオンすると、入力電圧Ｖｉｎが１２Ｖとなり、パワーオンリセット信号Ｓｐｏにパルスが発生し、放電灯点灯回路１００が起動する。制御回路１０は第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１をアクティブ状態、第１スイッチＳＷ１をオフ状態とし（第１状態φ１）、バッテリ電圧Ｖｂａｔを所定の高電圧（４００Ｖ）に昇圧して安定化する。負荷は放電灯４なのでこの時点ではランプ電流ＩＬは流れない。したがって、モード判別期間φｍ中ランプ電流検出信号Ｓ５はローレベルを保つ。このためモード判別回路３２は通常動作モードが要求されていると判別し、モード判別期間φｍ終了後検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰはローレベルのままとされる。フェールセーフタイマ回路３６では、起動異常を検出するためのクロック周波数ｆ_ＣＬＫは通常動作周波数ｆ_ＮＯＲに設定される。

２． ブレークダウン
スタータ回路２０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１により生成された４００Ｖの第１出力電圧Ｖｏ１を受ける。パルス発生部２８は振幅４００Ｖのパルスをスタータトランス２２の１次コイル２４に印加する。図４に示すように、このときスタータトランス２２の２次コイル２６には、２０ｋＶ以上の高電圧パルスが発生する。その結果、放電灯４の駆動電圧は１３〜１５ｋＶ程度まで上昇して時刻ｔ２においてブレークダウンし、グロー放電が始まる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間の長さはおよそ３０ミリ秒に設定される。

３． 過渡期間
ブレークダウンの後、制御回路１０はまず第１状態φ１においてランプ電流ＩＬを第１極性の向きにおよそ１０ミリ秒の間流す制御を行う。次に制御回路１０は、第２状態φ２に切り替え、ランプ電流ＩＬを第２極性の向きにおよそ１０ミリ秒の間流す制御を行う。この期間（ＤＣ期間とも呼ばれる）においてグロー放電からアーク放電へと移行させる。

ＤＣ期間が終了してアーク放電が安定すると、制御回路１０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２および第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２を制御して、点灯周期Ｔ１にて交互に第１状態φ１と第２状態φ２とを繰り返す。

アーク放電の成長にともない、放電灯４の光出力が上昇していく。光出力の立ち上がりは規格で定められており、規格にマッチした光出力（電力）が得られるように、制御回路１０は、第１出力電圧Ｖｏ１、第２出力電圧Ｖｏ２、ランプ電流ＩＬを監視し、フィードバックによって、第１スイッチング素子Ｍ１、第２スイッチング素子Ｍ２のオン・オフのデューティ比を調節する。放電灯点灯回路１００は、過渡期間において放電灯４の光出力を急速に上昇させるため、一時的に定格電力より高い過電力を供給し、その後、ランプ電圧を４５Ｖ、ランプ電流ＩＬを０．８Ａに安定化して定格電力（３５Ｗ）に近づけていく。

４． 定常点灯
ランナップ過程を経て、放電灯４の光出力が安定化すると、放電灯４に供給される電力が定格値３５Ｗに安定化される。放電灯４や放電灯点灯回路１００に特に異常がなければ、駆動電圧ＶＬはブレークダウンから第１起動異常検出時間Ｔｆ１である８０秒が経過する前に起動異常検出電圧Ｖｔｈを越えるので、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰはローレベルのままとなり起動異常は検出されない。

図５は、放電灯点灯回路１００に放電灯４の代わりに可変抵抗を負荷として接続した場合の、放電灯点灯回路１００の動作状態を示すタイムチャートである。図５の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。図５では、上から入力電圧Ｖｉｎ、パワーオンリセット信号Ｓｐｏ、駆動電圧ＶＬの絶対値、ランプ電流ＩＬの絶対値、モード判別信号Ｓｍ、ランプ電流検出信号Ｓ５、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰ、クロック周波数ｆ_ＣＬＫ、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰ、検査モードリセット信号Ｓｒｓｔ、が示される。図５では駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの絶対値（ＤＣイメージ）が示されることは、図４と同様である。

時刻ｔ１においてユーザが電源スイッチ８をオンすると、放電灯点灯回路１００が起動する。負荷は可変抵抗であるので、駆動電圧ＶＬの上昇と共にランプ電流ＩＬも上昇する。したがってモード判別期間φｍ内にランプ電流検出信号Ｓ５がハイレベルとなり、検査モード設定回路４８がトリガされて検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰがハイレベルとなる。つまり検査モードに入る。するとフェールセーフタイマ回路３６に供給されるクロック信号Ｓ_ＣＬＫのクロック周波数ｆ_ＣＬＫは、通常動作周波数ｆ_ＮＯＲの６４倍に当たる検査周波数ｆ_ＩＮＳＰとなる。

検査モードに入った後の時刻ｔ２において、起動異常の検出を検査するため、負荷である可変抵抗の抵抗値をより小さなものに切り替える。すると駆動電圧ＶＬは低下して起動異常検出電圧Ｖｔｈより低くなる。放電灯点灯回路１００の製造時の検査工程では、時刻ｔ２から第２起動異常検出時間Ｔｆ２（約８０／６４＝１．２５秒）経過後に駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがハイレベルとなり放電灯点灯回路１００が駆動を停止するか否かを見ることで、放電灯点灯回路１００の起動異常の検出が正常に動作するか否かを検査する。

放電灯点灯回路１００における起動異常の検出は正常に動作し、時刻ｔ２から第２起動異常検出時間Ｔｆ２経過後の時刻ｔ３において駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがハイレベルとなる場合を考える。時刻ｔ３の後は、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがハイレベルとなるので放電灯点灯回路１００は駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの供給を止める。可変抵抗の抵抗値は元の値に戻される。

時刻ｔ３から遅延時間Ｔｄ経過後の時刻ｔ４において、遅延回路７２は検査モードリセット信号Ｓｒｓｔにパルスを生成する。このパルスによって駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがローレベルに戻り駆動の停止が解除される。またこのパルスによって、検査モード設定回路４８はリセットされて検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰはローレベルとなり検査モードが解除される。検査モードリセット信号Ｓｒｓｔのパルスを検出した後モード判別回路３２は再度モード判別期間φｍを設ける。駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬは再び上昇し始めているので、このモード判別期間φｍ内にランプ電流検出信号Ｓ５がハイレベルとなり、再び検査モードに入る。放電灯点灯回路１００を検査するための検査装置の仕様はこのような放電灯点灯回路１００の動作に合わせられる。

さて、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００の有利な特徴のひとつを説明するため、本発明者が検討した比較例に係る放電灯点灯回路を説明する。この比較例に係る放電灯点灯回路は、図２に示される第５ＡＮＤゲート７０および遅延回路７２を備えていない放電灯点灯回路である。つまり比較例に係る放電灯点灯回路では、検査モードで起動異常を検出し負荷の駆動を停止すると、その後復帰の機会はなく再度電源スイッチ８がオンオフされるまで駆動が停止されたままとなる。
比較例に係る放電灯点灯回路が搭載される車両用灯具が実際に使用される状況で、万が一何らかの原因で放電灯点灯回路が検査モードに入ってしまった場合、検査モードでは起動異常を検出するための計時が早められているので、起動異常を誤検出する可能性がある。そして一旦起動異常が誤検出されてしまうと、復帰の機会が与えられていないので、電源スイッチ８が再度オンオフされるまでは放電灯４は消灯したままとなり不都合である。

例えば、比較例に係る放電灯点灯回路が搭載される車両用灯具が実際に使用される状況で、バッテリ６の接続端子のゆるみなどにより過渡期間中に入力電圧Ｖｉｎの瞬断が起こり即座に復帰した場合を考える。この場合、放電灯４の電極は加熱されているため、電子の放出性は良い。したがって、瞬断の時間が短ければ高電圧パルスを加えることなしに再点灯してしまう場合がある。
なお、入力電圧Ｖｉｎの瞬断とは短い期間、例えばミリ秒オーダーの期間電源スイッチ８がオフされるのと同じ状態になることを言う。

この場合、再点灯のタイミングでパワーオンリセット信号Ｓｐｏにパルスが発生するので、点灯のシーケンスを始めからやり直すが、高電圧パルスなしに再点灯しているため、モード判別期間φｍ内にランプ電流ＩＬが流れる。したがって、放電灯点灯回路１００は負荷が抵抗であると誤検知して検査モードに入り、起動異常を検出するためのタイマが早回しされる。

しかしながら、入力電圧Ｖｉｎの瞬断は過渡期間で起こっているので、再点灯後は放電灯４の管内はまだ十分に活性化されていない。このため気圧が低く即ち駆動電圧ＶＬは起動異常検出電圧Ｖｔｈよりも低くなる場合がある。通常動作モードであれば駆動電圧ＶＬが起動異常検出電圧Ｖｔｈを越えるまでに第１起動異常検出時間Ｔｆ１（約８０秒）の猶予があるのであるが、この場合検査モードに入っているので第２起動異常検出時間Ｔｆ２（約１．２５秒）の猶予しかない。したがって、特に放電灯４に異常がないにも関わらず放電灯点灯回路１００が起動異常を誤検出する可能性がある。

図６は、比較例に係る放電灯点灯回路に入力電圧Ｖｉｎの瞬断が生じた場合の動作状態を示すタイムチャートである。図６の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。図６では、上から入力電圧Ｖｉｎ、パワーオンリセット信号Ｓｐｏ、駆動電圧ＶＬ’の絶対値、ランプ電流ＩＬ’の絶対値、モード判別信号Ｓｍ、ランプ電流検出信号Ｓ５、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰ、クロック周波数ｆ_ＣＬＫ、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰ、が示される。駆動電圧ＶＬ’およびランプ電流ＩＬ’は、比較例に係る放電灯点灯回路によって放電灯４に供給される駆動電圧およびランプ電流である。図６では駆動電圧ＶＬ’およびランプ電流ＩＬ’の絶対値（ＤＣイメージ）が示されることは、図４と同様である。

時刻ｔ１においてユーザが電源スイッチ８をオンすると、放電灯点灯回路が起動する。過渡期間中の時刻ｔ２において入力電圧Ｖｉｎの瞬断が起こったと仮定する。するとパワーオンリセット信号Ｓｐｏにパルスが生成される。上述の通り放電灯４は高電圧パルスが加えられることなしに再点灯する。時刻ｔ２の後に設けられるモード判別期間φｍにおいてランプ電流ＩＬ’は流れているので、検査モードであると誤判別されて検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰはハイレベルとなり、クロック周波数ｆ_ＣＬＫは検査周波数ｆ_ＩＮＳＰとなる。時刻ｔ２の時点では駆動電圧ＶＬ’は起動異常検出電圧Ｖｔｈに到達していない。時刻ｔ２から第２起動異常検出時間Ｔｆ２（約１．２５秒）後の時刻ｔ３においても駆動電圧ＶＬ’が起動異常検出電圧Ｖｔｈに到達していない場合、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがハイレベルとなり、放電灯４の駆動が停止される。その後、復帰の機会は与えられていないので、放電灯４の駆動は停止されたままとなる。

これに対して本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、検査モードで起動異常を検出したとしても、その後復帰の機会が与えられている。
図７は、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００に入力電圧Ｖｉｎの瞬断が生じた場合の動作状態を示すタイムチャートである。図７の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。図７では、上から入力電圧Ｖｉｎ、パワーオンリセット信号Ｓｐｏ、駆動電圧ＶＬの絶対値、ランプ電流ＩＬの絶対値、モード判別信号Ｓｍ、ランプ電流検出信号Ｓ５、検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰ、クロック周波数ｆ_ＣＬＫ、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰ、検査モードリセット信号Ｓｒｓｔ、が示される。図７では駆動電圧ＶＬおよびランプ電流ＩＬの絶対値（ＤＣイメージ）が示されることは、図４と同様である。

時刻ｔ１においてユーザが電源スイッチ８をオンすると、放電灯点灯回路１００が起動する。
過渡期間中の時刻ｔ２において入力電圧Ｖｉｎの瞬断が起こったと仮定する。すると図６と同様に、検査モードであると誤判別されて検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰはハイレベルとなり、クロック周波数ｆ_ＣＬＫは検査周波数ｆ_ＩＮＳＰとなる。
駆動電圧ＶＬが十分上昇しない場合、時刻ｔ２から第２起動異常検出時間Ｔｆ２（約１．２５秒）後の時刻ｔ３において、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがハイレベルとなり、放電灯４の駆動が停止される。
時刻ｔ３から遅延時間Ｔｄ経過後の時刻ｔ４において、遅延回路７２は検査モードリセット信号Ｓｒｓｔにパルスを生成する。このパルスによって駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがローレベルに戻り駆動の停止が解除される。またこのパルスによって、検査モード設定回路４８はリセットされて検査モード設定信号Ｓ_ＩＮＳＰはローレベルとなり検査モードが解除される。検査モードリセット信号Ｓｒｓｔのパルスを検出した後モード判別回路３２は再度モード判別期間φｍを設ける。放電灯４の駆動が停止されてから遅延時間Ｔｄ後に再度放電灯４を点灯させるためには高電圧パルスが必要であるため、再度設定されたモード判別期間φｍ内ではランプ電流ＩＬは流れない。したがって以降は放電灯点灯回路１００は通常動作モードで放電灯４を駆動する。つまりクロック周波数ｆ_ＣＬＫは通常動作周波数ｆ_ＮＯＲとなり、起動異常は第１起動異常検出時間Ｔｆ１（約８０秒）で判断される。

このように本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００によれば、検査モードにおいて起動異常のなどの出力側の異常が検出され放電灯４の駆動が停止されても、その後再度モードを判別する。これにより、通常動作モードで動くべき状況で何らかの原因により万が一検査モードに入ってしまい、そこで出力側の異常が検出されたとしても、通常動作モードに復帰させることができる。その結果より安全性の高い放電灯点灯回路を提供できる。

なお、入力電圧Ｖｉｎの瞬断によって放電灯４が消灯しうる上述の状況は、あくまで本発明者が不具合の予防という観点から検討した防止すべき状況の一例である。従来の放電灯点灯回路についてもこのような事例が発生したことはない。実際に本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００が使用される状況ではこのような事例が発生することはないと言える。しかしながら、本発明者および本出願人は、製造者として予防という観点から本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００を採用することが好ましいと考えた。

また、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、検査モードでの出力側の異常の検出後、モードを再度判別すると共に、フェールセーフラッチ回路６８をリセットし、放電灯点灯回路１００を通常の動作の状態にする。したがって、検査モードにおいて出力側の異常を検出して放電灯点灯回路１００の状態が放電灯４の駆動を停止するための状態となっていたとしても、放電灯点灯回路１００の状態を通常の動作の状態に戻すことができる。その結果、その必要がないのに放電灯４の駆動が停止されたままとなることを防ぐことができる。

また、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００では、検査モードにおける特に起動異常の誤検出に対して、駆動を再開する機会を提供できる。上述の通り、起動異常の検出にかかる時間は数十秒のオーダーであるので、これを検査するために検査工程でタイマを早回しすることは生産性の向上に特に貢献する。このような状況において、たとえ発生する確率はほぼないに等しいにしても図６のような状況に陥らないように、本実施の形態に係る放電灯点灯回路１００を導入することは意義がある。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施の形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、フェールセーフラッチ回路６８は、フェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスを検出するとハイレベルとなる駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰを生成し、その駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰを駆動信号生成回路を含む制御回路１０の各回路に出力し、再試行回路３８は、検査モードにおいては、駆動停止信号Ｓ_ＳＴＯＰがハイレベルとなってから遅延時間Ｔｄ後に検査モードリセット信号Ｓｒｓｔにパルスを生成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、再試行回路３８にフェールセーフラッチ回路６８を取り込んだ構成を新たな再試行回路としてもよい。この場合、その新たな再試行回路は、フェールセーフラッチ回路６８、第５ＡＮＤゲート７０、遅延回路７２、を含む。新たな再試行回路は、フェールセーフタイマ回路３６が検査モードにおいて動作の異常を検出した場合、放電灯点灯回路１００の状態を放電灯４の駆動を停止するための状態に変更し、その後再度モード判別回路３２にモードを判別せしめる。

実施の形態では、放電灯点灯回路１００が第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ２とを備えるいわゆるダブルコンバータ型の放電灯点灯回路である場合について説明したが、これに限られない。たとえば、放電灯点灯回路は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータＣＯＮＶ１によって供給される第１出力電圧Ｖｏ１をＨブリッジ回路によって交流変換して放電灯４に印加するいわゆるシングルコンバータ型の放電灯点灯回路であってもよい。この場合も、実施の形態で説明した効果と同様の効果を得ることができる。

実施の形態では、モード判別回路３２はモード判別期間にランプ電流ＩＬが流れる場合は検査モード、そうでない場合は通常動作モードが要求されていると判別する場合について説明したが、これに限られず、駆動対象の光源の駆動状態を監視することによって、通常動作モードまたは検査モードのいずれが要求されているかを判別すればよい。

実施の形態では、モード判別回路３２は放電灯点灯回路１００への電源投入からスタータ回路２０が放電灯４に高電圧パルスを印加するまでの期間内に所定のモード判別期間を設ける場合について説明したが、これに限られず、光源の起動の特性にしたがってモード判別期間を設ければよい。この場合、光源の起動の特性に合わせてモードの判別を行うことができる。

実施の形態では、おもに起動異常に対する制御回路１０の保護機能について説明したが、これに限られない。実施の形態において起動異常を開放や短絡などの他の出力側の異常と読み替えても上述と同様の効果が得られる。
例えば、起動異常を開放と読み替える場合、状態検出回路は、ランプ電流ＩＬが所定の開放検知電流より小さいとハイレベルとなる想定異常検知信号をフェールセーフタイマ回路に出力する。フェールセーフタイマ回路におけるカウント値の所定のしきい値はクロック周波数ｆ_ＣＬＫが通常動作周波数ｆ_ＮＯＲであるときに、想定異常検知信号が開放検知期間の間ハイレベルを保持するとフェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスが生成されるように設定される。短絡や温度異常の場合も同様である。この場合、検査モードにおいて開放や短絡や温度異常が誤検出された場合でも、駆動を再開する機会が提供される。
上述の本発明者が検討した比較例に係る放電灯点灯回路は、通常動作モードにおいて開放や短絡が発生した場合、その異常状態を示す信号が０．５秒程度継続した後にフェールセーフラッチする設定となっている。この為、通常動作モードであるにもかかわらず検査モードが要求されていると誤判別した場合、タイマは１／６４に早回しされ、開放や短絡と判定されるまでの時間は０．５／６４（秒）＝７．８ミリ秒となる。そしてこの時間より長い期間に亘って、ノイズが発生すると、開放や短絡と誤検出してフェールセーフラッチされてしまう虞がある。本願は、上述の様に、誤判定が生じかつノイズ等が発生しても、フェールセーフラッチされないという効果も有する。

実施の形態では、想定異常検知信号Ｓｆは、駆動電圧ＶＬが起動異常検出電圧Ｖｔｈより低いとハイレベルとされる。また、フェールセーフタイマ回路３６は、起動異常に対する想定異常状態を検出するとフェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスを生成するので、フェールセーフタイマ回路３６がフェールセーフトリガ信号Ｓｔｒ２にパルスを生成することは起動異常を検出することに対応すると言える。したがって、フェールセーフタイマ回路３６は、通常動作モードにおいては、放電灯点灯回路１００に電源が投入されてから第１起動異常検出時間Ｔｆ１が経過した後に放電灯４に印加されている駆動電圧ＶＬが起動異常検出電圧Ｖｔｈに到達していなければ起動異常として検出する（第１規則）と言える。また、フェールセーフタイマ回路３６は、検査モードにおいては、放電灯点灯回路１００に電源が投入されてから第２起動異常検出期間Ｔｆ２が経過した後に放電灯４に印加されている駆動電圧ＶＬが起動異常検出電圧Ｖｔｈに到達していなければ起動異常として検出する（第２規則）と言える。
なお、実施の形態において起動異常を出力側の異常と読み替える場合、第１規則および第２規則の内容は出力側の異常の内容によって異なる。

実施の形態では、正の出力電圧Ｖｏ１、Ｖｏ２を生成して、放電灯４に印加する場合（正極点灯と称する）について説明したが、負の出力電圧Ｖｏ１、Ｖｏ２を生成して放電灯４を駆動してもよい（負極点灯と称する）。この場合、図１における第１整流ダイオードＤ１、第２整流ダイオードＤ２の向き、第１、第２トランス１４、１６それぞれの２次巻線の極性、および各トランスの２次巻線側に接続されたスイッチング素子Ｍ１、Ｍ２の向きを反転すればよい。

実施の形態では、フェールセーフタイマ回路３６は検査モードにおいて、通常動作モードの６４倍の速さでカウントする場合について説明したが、これに限られない。しかしながら、３２倍では検査工程に時間がかかり過ぎ、１２８倍では第２起動異常検出時間が異常の誤検知を防ぐためのフィルタのフィルタ定数より短くなる虞があるので、６４倍とすることがより好適である。

実施の形態に係る放電灯点灯回路１００の制御回路１０またはその一部にマイコンを用いてもよい。

実施の形態では、車両用の放電灯４を駆動する放電灯点灯回路１００を例に説明をしたが、本発明の用途はこれに限定されず、ＬＥＤなどの光源の点灯回路、特に検査モードを有する光源点灯回路に広く適用できる。

実施の形態で説明した回路において、信号のハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。

実施の形態にもとづき、特定の語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。

４ 放電灯、 ６ バッテリ、 ８ 電源スイッチ、 １０ 制御回路、 ２０ スタータ回路、 ３０ フェールセーフ回路、 ３２ モード判別回路、 ３４ 周波数切替回路、 ３６ フェールセーフタイマ回路、 ３８ 再試行回路、 ４０ 状態検出回路、 １００ 放電灯点灯回路、 ＩＬ ランプ電流、 Ｖｂａｔ バッテリ電圧、 ＶＬ 駆動電圧、 ＣＯＮＶ１ 第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ＣＯＮＶ２ 第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ＳＷ１ 第１スイッチ、 ＳＷ２ 第２スイッチ、 φｍ モード判別期間。

Claims (5)

1. 駆動対象の光源の駆動状態を監視することによって、通常動作モードまたは検査モードのいずれが要求されているかを判別するモード判別回路と、
   前記通常動作モードにおける動作の異常を所定の第１規則により検出し、前記検査モードにおける動作の異常を前記第１規則とは異なる第２規則により検出する異常検出回路と、
   前記異常検出回路が前記検査モードにおいて動作の異常を検出した場合、当該光源点灯回路の状態を前記光源の駆動を停止するための状態に変更し、その後再度前記モード判別回路にモードを判別せしめる再試行回路と、を備えることを特徴とする光源点灯回路。
2. 前記モード判別回路は、前記再試行回路から再度モードを判別するよう指令を受けると、当該光源点灯回路の状態を通常の動作の状態に戻すことを特徴とする請求項１に記載の光源点灯回路。
3. 前記光源は放電灯であり、
   前記モード判別回路は、当該光源点灯回路に電源が投入された後の所定のモード判別期間に前記放電灯に駆動電流が流れる場合は検査モード、そうでない場合は通常動作モードが要求されていると判別し、
   前記異常検出回路における前記第１規則は、当該光源点灯回路に電源が投入されてから所定の第１異常検出時間が経過した後に前記放電灯に印加されている駆動電圧が所定の異常検出電圧に到達していなければ動作の異常として検出するという規則を含み、
   前記異常検出回路における前記第２規則は、当該光源点灯回路に電源が投入されてから前記第１異常検出時間より短い第２異常検出時間が経過した後に前記放電灯に印加されている駆動電圧が前記異常検出電圧に到達していなければ動作の異常として検出するという規則を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光源点灯回路。
4. 前記モード判別回路が検査モードが要求されていると判別した場合、前記異常検出回路の動作の周波数を上昇させる周波数切替回路をさらに備え、
   前記異常検出回路では、その動作の周波数が上昇すると、前記第１規則から前記第２規則に切り替わることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源点灯回路。
5. 駆動回路によって駆動される光源の駆動状態を監視することによって、通常動作モードまたは検査モードのいずれが要求されているかを判別するステップと、
   前記通常動作モードにおける動作の異常を所定の第１規則により検出し、前記検査モードにおける動作の異常を前記第１規則とは異なる第２規則により検出するステップと、
   前記検査モードにおいて動作の異常が検出された場合、前記駆動回路の状態を前記光源の駆動を停止するための状態に変更し、その後再度モードを判別するステップと、を含むことを特徴とする光源点灯方法。

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