JP2512343B2

JP2512343B2 - 車輌用放電灯の点灯回路

Info

Publication number: JP2512343B2
Application number: JP2310289A
Authority: JP
Inventors: 悟市小田; 昌康山下; 裕己柴田; 清和田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPH04184895A

Description

【発明の詳細な説明】本発明車輌用放電灯の点灯回路を以下の項目に従って
詳細に説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術 D.発明が解決しようとする課題［第11図］ E.課題を解決するための手段 F.実施例［第１図乃至第10図］ a.構成の概要［第１図］ａ−1.給電系ａ−2.点灯制御系ａ−3.回路保護系 b.各部の回路構成［第２図乃至第４図］ｂ−１給電系［第２図］ｂ−１−a.DC昇圧回路ｂ−１−b.高周波昇圧回路ｂ−１−c.イグナイタ回路ｂ−2.点灯制御系［第３図］ｂ−２−a.出力電圧検出部ｂ−２−b.出力電流検出部ｂ−２−c.タイマー回路ｂ−２−d.PWM制御部ｂ−２−e.供給電圧低下検出回路ｂ−２−f.点灯／不点灯検出回路ｂ−２−g.休止期間制御部ｂ−３回路保護系［第４図］ｂ−３−a.電源遮断用リレー回路ｂ−３−b.異常判定回路ｂ−３−c.出力電流異常検出回路 c.動作［第５図乃至第10図］ｃ−1.点灯制御動作ｃ−１−a.入力電圧の正常時［第５図乃至第８図］ｃ−１−b.入力電圧の低下時［第９図、第10図］ｃ−１−ｂ−1.休止期間制御部の動作ｃ−１−ｂ−2.供給電圧低下検出回路の動作ｃ−2.回路保護動作［第６図］ｃ−２−a.異常判定回路による保護動作ｃ−２−b.出力電流異常検出回路の動作 d.作用 G.発明の効果（A.産業上の利用分野）本発明は新規な車輌用放電灯の点灯回路に関する。詳
しくは、直流入力電圧を昇圧するための直流昇圧回路を
備えた車輌用放電灯の点灯回路において、直流入力電圧
が所定値より低下した場合でも放電灯の起動をかけるこ
とができ、かつ、放電灯が一旦点灯した後も点灯状態が
維持されるようにした新規な車輌用放電灯の点灯回路を
提供するものである。

（B.発明の概要）本発明車輌用放電灯の点灯回路は、直流入力電圧を昇
圧するための直流昇圧回路と、その昇圧制御を行なうた
めの制御回路とを備えた車輌用放電灯の点灯回路におい
て、直流入力電圧が所定値以下に低下したことを検出す
る直流入力電圧低下検出回路と、放電灯が点灯状態にあ
るか否かを検出する点灯状態検出回路と、直流入力電圧
検出回路や点灯状態検出回路からの検出信号を受けてこ
れらに応じた信号を制御回路に送出することによって直
流昇圧回路の出力電圧の上限値を規定するための上限規
制手段とを設け、放電灯の起動時において、直流入力電
圧低下検出回路からの信号により直流入力電圧の低下状
態が上限規制手段に知らされたときには、放電灯が点灯
する迄の間上限規制手段が直流昇圧回路の出力電圧に関
する上限値を放電灯の点灯後における定常状態での上限
値より大きな値とし、これによって、放電灯の起動をか
かり易くすると共に、その後点灯状態検出回路からの信
号によって放電灯の点灯が上限規制手段に知らされたと
きには、所定時間が経過する迄のあいだ上限規制手段が
直流昇圧回路の出力電圧についての上限値を放電灯の定
常状態での上限値より小さな値に規制することによって
放電灯が点灯した直後における直流昇圧回路の出力電圧
に関する異常低下を抑制して点灯状態の維持を図ろうと
するものである。

（C.従来技術）近時、白熱電球に代わる光源として小型のメタルハラ
イドランプが自動車用として注目されており、該ランプ
の点灯回路の基本的な機態としてはランプを短時間で点
灯させること、そして、点灯後の定常状態においてはラ
ンプの電力を定格電力に保つことが必要とされる。

そして、この場合、点灯回路の電源としては直流電源
が用いられ、点灯回路の構成としては、例えば、直流入
力電圧を昇圧回路によって昇圧した後、直流−交流コン
バータによって正弦波又は矩形波の交流電圧に変換した
後ランプに印加するようにしたものが知られている。

（D.発明が解決しようとする課題）［第11図］ところで、車輌が低温環境に置かれた場合やバッテリ
ーの消耗等によって点灯回路の直流入力電圧が異常に低
下すると、点灯回路の能力が落ちてランプの起動がかか
りにくくなってしまうという問題がある。

この状況を概略的に示したものが第11図であり図中、
「S_B」は電源の投入状態（ON/OFF）を示し、「V_O」は直
流昇圧回路の出力電圧、「V_C」はランプの起動用に設け
られたイグナイタ回路内のコンデンサの端子電圧、
「I_L」はランプ電流を示している。

図から判るように、電源の投入後には出力電圧V_Oが上
昇し、矢印Ａで示す時点で直流−交流変換用のインバー
タ回路の発振が開始すると、V_Cの電圧が立ち上がり、矢
印Ｂで示すようにV_Cが閾値（これを「V_sl」と記す。）
に達した時点でトリガーパルスが発生してランプの起動
がかけられる。

よって、バッテリー電圧が低いとインバータ回路の出
力電圧も低くなりV_CがV_slに達する迄に要する時間が長
くなってトリバーパルスの発生時点が遅れたり、あるい
はイグナイタ回路内のスパークギャップ素子がオンせず
トリバーパルスが発生しないという最悪の事態が生じる
虞れがある。また、インバータ回路の出力電圧が低いた
め、アークが成長しにくく、よって、ランプの点灯が困
難となる。

さらに、上記したような不都合が生じることなく矢印
Ｃで示す時点においてランプが仮りに点灯したとして
も、この時点ではランプへの電流の供給を急激に行なう
必要があるため矢印Ｄが示すようにV_Oがドロップしてし
まいランプ電流I_Lが急に減少し（矢印Ｄ′参照）、直流
入力電圧の低下と相まって直流昇圧回路のエネルギー供
給能力が乏しくなるとランプの立ち消え（非継続的な点
灯状態）が起きてしまう。その結果、このような一時的
な点灯と消灯とが交互に繰り返されることになる。

（E.課題を解決するための手段）そこで、本発明は上記した課題を解決するために、直
流入力電圧を昇圧するための直流昇圧回路と、その昇圧
制御を行なうための制御回路とを備えた車輌用放電灯の
点灯回路において、直流入力電圧が所定値以下に低下し
たことを検出する直流入力電圧低下検出回路と、放電灯
が点灯状態にあるか否かを検出する点灯状態検出回路
と、直流入力電圧検出回路や点灯状態検出回路からの検
出信号を受けてこれらに応じた信号を制御回路に送出す
ることによって直流昇圧回路の出力電圧の上限値を規定
するための上限規制手段とを設け、放電灯の起動時にお
いて直流入力電圧低下検出回路からの信号により直流入
力電圧の低下状態が上限規制手段に知らされたときに
は、放電灯が点灯する迄の間上限規制手段が直流昇圧回
路の出力電圧に関する上限値を放電灯の点灯後における
定常状態での上限値より大きな値とし、その後点灯状態
検出回路からの信号によって放電灯の点灯が上限規制手
段に知らされたときには、それから所定時間が経過する
迄のあいだ上限規制手段が直流昇圧回路の出力電圧につ
いての上限値を放電灯の定常状態での上限値より小さな
値に規制するようにしたものである。

従って、本発明によれば、直流入力電圧が低い場合に
は放電灯の起動時において上限規制手段によって直流昇
圧回路の出力電圧に関する上限規制が緩和され出力電圧
の許容範囲が上方に拡げられるので放電灯の起動やアー
クの成長に必要な出力電圧が得られ、また、放電灯が点
灯した後に一定時間が経過する迄のあいだは逆に上限規
制を厳しくすることによって直流昇圧回路の出力電圧の
電圧降下の幅を抑えるようにしているので放電灯が一旦
点灯した後の立ち消えを防ぐことができる。

（F.実施例）［第１図乃至第10図］以下に、本発明車輌用放電灯の点灯回路の詳細を図示
した実施例に従って説明する。

（a.構成の概要）［第１図］点灯回路１をランプへの給電系、点灯制御系、回路保
護系の３つに分けて説明を行なう。

（ａ−1.給電系）１は点灯回路である。

２はバッテリーであり、直流電圧入力端子３、３′間
に接続される。

４、４′は直流電源ラインであり、その一方のプラス
ライン４上には点灯スイッチ５が設けられている。

6aはリレー接点であり、プラスライン４上において点
灯スイッチ５に直列に設けられている。尚、このリレー
接点6aは後述する電源遮断用リレー回路によって開閉さ
れる。

７はDC昇圧回路であり、そのプラス側入力端子がリレ
ー接点6aの出力側端子に接続され、他方の入力端子（グ
ランド側）が直流電圧入力端子３′に接続されている。
このDC昇圧回路７は、バッテリー電圧の昇圧のための回
路であり、後述する制御回路によってその昇圧制御が行
なわれるようになっている。

８は高周波昇圧回路であり、上記DC昇圧回路７の後段
に設けられており、DC昇圧回路７からの直流電圧を正弦
波交流電圧に変換するための回路である。該高周波昇圧
回路８としては、例えば、プッシュプル型の自励式イン
バータ回路が用いられる。

９はイグナイタ回路であり、上記高周波昇圧回路８の
後段に配置され、その交流出力端子10、10′間には定格
電力35Wのメタルハライドランプ11が接続される。

（ａ−2.点灯制御系） 12はDC昇圧回路７の出力電圧を制御するための制御回
路であり、DC昇圧回路７の出力端子間に設けられた分圧
抵抗13、13′によって検出されるDC昇圧回路７の出力電
圧（これを「V_O」と記す。）に対応した電圧検出信号が
入力される。また、DC昇圧回路７と高周波昇圧回路８と
を結ぶグランドライン上に設けられた電流検出用抵抗14
によって、DC昇圧回路７の出力電流（これを「I_O」と記
す。）に対応した電流検出信号が電圧変換された形でア
ンプ15を介して制御回路12に入力されるようになってい
る。そして、制御回路12はこれらの検出信号に応じた制
御信号（これを「P_S」と記す。）を発生させ、これをゲ
ート駆動回路16を介してDC昇圧回路７に送出し、その出
力電圧の制御を行なう。

また、制御回路12には、タイマー回路17を介してDC昇
圧回路７の出力電圧V_Oが入力され、ランプの点灯開始時
点からランプの消灯時間に応じた時間が経過したときに
ランプの定電力制御に移行するようになっている。

18は供給電圧低下検出回路であり、リレー接点6aの出
力側端子からダイオードを介してとり出された電源端子
19にかかる電圧（これを「＋Ｂ」と記す。）が所定値以
下になったときに制御回路12に信号を送出して、定格電
力より小さな制御電力でメタルハライドランプ11の点灯
制御を行なうためのものである。

20は点灯／不点灯検出回路であり、アンプ15の出力が
所定レベル以上か否かによってメタルハライドランプ11
が点灯したか否かを判断し、その判断結果に応じた検出
信号（これを「S₂₀」と記す。）を出力する。

21は休止期間制御部であり、直流電圧入力端子３、
３′に加わる電圧が所定値以下に低下した状態での点灯
制御に関係している。即ち、点灯／不点灯検出回路20か
らランプの不点灯検出信号S₂₀を受けたときに電源電圧
Ｂが所定値以下になっているか否かを判断し、この電圧
Ｂが所定値以下の場合には制御回路12に信号（これを
「S₂₁」と記す。）を送って制御パルスP_Sのデューティ
ーサイクルに対して規制を加えることでDC昇圧回路７の
出力電圧V_Oに関する上限値を可変する。そして、この
間、供給電圧低下検出回路18の動作を一時的に停止させ
るための信号（これを「Ｓ′₂₁」と記す。）を供給電圧
低下検出回路18に送出する。

（ａ−3.回路保護系）６は電源遮断用リレー回路であり、回路の異常時に後
段の回路へのバッテリー電圧の供給を断つように設けら
れている。即ち、電源遮断用リレー回路６は後述する異
常判定回路、低電圧リセット回路、過電圧検出回路、出
力電流異常検出回路からの信号を受けると、内部のリレ
ーがオフして前記したリレー接点6aを開くように動作す
る。

22は異常判定回路であり、DC昇圧回路７の出力電圧V_O
に対応した出力電流の判定基準値とアンプ15からのDC昇
圧回路７の出力電流に対応した信号レベルとの間の大小
関係から回路が異常状態に陥ったかどうかを判断した
り、点灯／不点灯検出回路20からの検出信号S₂₀受け
て、電源遮断用リレー回路６への制御信号を送出するよ
うになっている。回路の異常状態としては、例えばメタ
ルハライドランプ11の点灯異常（ランプのショートやオ
ープン状態）や高周波昇圧回路８が出力段でオープン状
態になった場合等が挙げられる。そして、異常判定回路
22はこのような回路の異常状態を検出すると電源遮断用
リレー回路６に信号を送りバッテリー２からDC昇圧回路
７への電源電圧の供給を断つようになっている。

23は低電圧リセット回路であり、バッテリー電圧が異
常に低くなりランプの点灯を維持することができない場
合に後述する遅延復帰回路を介して電源遮断用リレー回
路６に信号を送り、DC昇圧回路７へのバッテリー電圧の
供給を断つようになっている。尚、このような動作は、
点灯／不点灯検出回路20から送られてくる検出信号S₂₀
受けて、ランプが点灯していないことを知らされたとき
にのみ行なわれるようになっている。つまり、低電圧リ
セット回路23はバッテリー電圧の大きさだけでDC昇圧回
路７への給電の許否を決定しているのではなく、ランプ
の点灯状態を常に監視し、ランプが不点灯状態であるこ
とを知った上で、はじめてバッテリー電圧が所定値以下
かどうかを判断して給電系へのバッテリー電圧の供給の
許否を決定する。

24は過電圧検出回路であり、バッテリー電圧の値が所
定値を超えたことを検出し、このときに遅延復帰回路25
を介して電源遮断用リレー回路６に信号を送り、給電系
へのバッテリー電圧の供給を断つように設けられてい
る。

遅延復帰回路25は、低電圧リセット回路23や過電圧検
出回路24からの異常検出信号を受けたときには電源遮断
用リレー回路６内のリレーを速やかにオフしてその接点
6aを開き、また、その後、バッテリー電圧が正常な範囲
に復帰したときには所定の遅延時間をもってリレー接点
6aを閉じるようにするために設けられている。

26は出力電流異常検出回路であり、高周波昇圧回路８
が出力段でショート状態になったり、他の回路部にショ
ートが発生して出力電流I_Oが異常に大きくなったときの
回路保護のために設けられている。即ち、出力電流異常
検出回路26にはDC昇圧回路７の出力電流I_Oに関する検出
信号がアンプ15を介して入力され、DC昇圧回路７の出力
電流I_Oがある基準値以上となったときに異常と判断し
て、電源遮断用リレー回路６に信号を送り、DC昇圧回路
７へのバッテリー電圧の供給を断つようになっている。

尚、出力電流異常検出回路26はDC昇圧回路７の出力電
圧V_Oを常時監視することでメタルハライドランプ11が点
灯初期の状態にあるか、定常状態にあるかを判断してお
り、これによってDC昇圧回路７の出力電流I_Oに関する比
較基準値を可変している。

以上のように電源遮断用リレー回路６は回路22、23、
24、26からの信号に大じて給電系へのバッテリー電圧の
供給を行なうか否かを決定しているが、異常判定回路22
や出力電流異常検出回路26からの信号のように、永続的
な異常原因にもとづく異常検出信号に対してはこれを保
持し、点灯スイッチ５を再び投入しない限り給電遮断状
態を継続させ、また、低電圧リセット回路23や過電圧検
出回路24からの信号のように、バッテリー電圧の増加
（又は低下）のように一時的な原因による異常検出信号
に対しては給電遮断状態を保持せず、バッテリー電圧が
正常な値に戻ったときには再び給電系への電源電圧の供
給を行なうようになっている。

（b.各部の回路構成）［第２図乃至第４図］次に、点灯回路１を構成する各部分に関して詳述す
る。

（ｂ−1.給電系）［第２図］（ｂ−１−a.DC昇圧回路） DC昇圧回路７はチョッパー式のDC−DCコンバータとし
て構成されており、プラスライン４上に設けられたイン
ダクタ27と、その後段においてプラスライン４とグラン
ドライン４′との間に設けられ、かつ、制御回路12から
ゲート駆動回路16を介して送られてくる制御パルスP_Sに
よってスイッチング動作されるＮチャンネルFET28と、
プラスライン４上においてそのアノードがFET28のドレ
インに接続された整流用ダイオード29と、該ダイオード
29のカソードとグランドライン４′との間に設けられた
平滑コンデンサ30とから構成されている。そして、DC昇
圧回路７は制御パルスP_SによってFET28がオン状態とな
ったときにインダクタ27がエネルギーを蓄え、FET28が
オフ状態になったときに蓄えられたエネルギーを放出
し、これに相当する電圧を入力電圧に重畳させて直流昇
圧を行なうようになっている。

（ｂ−１−b.高周波昇圧回路）高周波昇圧回路８としては自励式のプッシュプル型イ
ンバータ回路が用いられている。

即ち、チョークコイル31の一端がDC昇圧回路７のプラ
ス側出力端子に接続されており、他端がトランス32の一
次巻線32aのセンタータップに接続されている。

33、33′はＮチャンネルFETであり、これらのソース
はともに電流検出用抵抗14の一端に接続され、FET33の
ドレインが一次巻線32aの始端側の端子に接続され、FET
33′のドレインが一次巻線32aの終端側の端子に接続さ
れている。

34はトランス32の一次側に設けられた帰還巻線であ
り、これに誘起された電圧は２相のゲートドライブ回路
35に送られ、ここで互いに反相関係にある２つの駆動信
号が作られ、FET33と33′にそれぞれ送出されるように
なっている。

36、36′はFET33、33′のゲート−ソース間にそれぞ
れ設けられた抵抗、37は一次巻線32aのセンタータップ
とFET33、33′の共通ソースとの間に介挿されたツェナ
ーダイオードである。

38はトランス32の一次側に設けられたコンデンサ、39
は二次側に設けられたコンデンサである。

しかして、高周波昇圧回路８は帰還巻線34に誘起され
る電圧をもとにしてゲートドライブ回路35によって作ら
れる駆動信号によってFET33、33′が相反的にスイッチ
ング動作され、これによってトランス32の二次巻線32b
の両端間に正弦波交流電圧が発生する。

（ｂ−１−c.イグナイタ回路）イグナイタ回路９はトリガートランス40とトリガーパ
ルス発生部41とからなる。

即ち、トリガートランス40の二次巻線40bが高周波昇
圧回路８の一方の出力端子と交流出力端子10とを結ぶラ
イン上に設けられており、また一次巻線40aにはトリガ
ーパルス発生部41の出力するパルスが加えられる。

トリガーパルス発生部41は、スパークギャップ素子41
aと、コンデンサ41b、41c及びダイオード41d、41d′か
らなる倍圧整流回路とから構成されている。

即ち、スパークギャップ素子41aの一端がトリガート
ランス40の一次巻線40aの始端側端子に接続され、他端
がダイオード41d及びコンデンサ41bを介して交流出力端
子10′に接続されている。そして、コンデンサ41cや抵
抗が一次巻線40a及びスパークギャップ素子41aに並列に
設けられ、ダイオード41d′はコンデンサ41cとダイオー
ド41dとの直列回路に並列で、かつ、ダイオード41dとは
逆向きに設けられている。

よって、ランプ始動時にコンデンサ41cが充電されて
その端子電圧（第11図のV_C参照）が所定値を超えるとス
パークギャップ素子41aの導通によりトリガーパルスが
発生し、これがトリガートランス40により昇圧されて高
周波昇圧回路８の交流出力に重畳された後、メタルハラ
イドランプ11に印加されるようになっている。

（ｂ−2.点灯制御系）［第３図］点灯制御系に関しては、制御回路12、タイマー回路1
7、供給電圧低下検出回路18、点灯／不点灯検出回路2
0、休止期間制御部21について詳述する。

尚、制御回路12はDC昇圧回路７の出力電圧V_O、出力電
流I_Oの検出に係る出力電圧検出部、出力電流検出部とPW
M（パルス幅変調）制御部とからなっている。

（ｂ−２−a.出力電圧検出部） 42は出力電圧検出部であり、分圧抵抗13、13′を介し
てDC昇圧回路７の出力電圧V_Oを検出して、これを所定の
基準値と比較し、差電圧をエラー出力として出力するも
のである。

43はエラーアンプであり、負帰還のかけられた演算増
幅器44の非反転入力端子が抵抗を介して分圧抵抗13と1
3′との間に接続されており、よって電圧検出信号（こ
れを「S_V」と記す。）が入力される。そして、反転入力
端子には分圧抵抗45、45′によって規定される所定の基
準電圧（これを「V₁」とする。）が加えられている。
尚、抵抗45の一端には図示しない基準電圧発生部による
所定電圧（これを「V_ref」とする。）が加えられている
が、このV_refはバッテリー電圧の変動に影響されない一
定した値とされている。

44aは演算増幅器44の帰還抵抗、44bは帰還抵抗44aに
対して並列に設けられたコンデンサである。

（ｂ−２−b.出力電流検出部） 46は出力電流検出部であり、DC昇圧回路７の出力電流
I_Oを電流検出用抵抗14を介して電圧変換値として検出
し、これを所定の基準値と比較して、差電圧をエラー出
力として取り出すために設けられている。

アンプ15としては抵抗により負帰還がかけられた演算
増幅器47が用いられている。該演算増幅器47の非反転入
力端子は抵抗48を介して電流検出用抵抗14の出力端に接
続されており、よって、電流検出信号（これを「S_I」と
記す。）が入力され、また、反転入力端子は抵抗49を介
して接地されている。

50はエラーアンプとしての演算増幅器であり、その非
反転入力端子が抵抗51を介して演算増幅器47の出力端子
に接続されている。そして、その反転入力端子には、基
準電圧発生部52によって作られる基準電圧（これを
「V₂」とする。）が加えられるようになっている。

基準電圧発生部52は、直列に接続された抵抗53、53′
と、抵抗53と抵抗53′との間から電圧を取り出す電圧バ
ッファ54とからなっており、該電圧バッファ54の出力が
抵抗を介して上記演算増幅器50の反転入力端子に加えら
れる。尚、抵抗53の一端には電圧V_refが加えられてい
る。

（ｂ−２−c.タイマー回路）タイマー回路17は、点灯開始時からランプの消灯時間
に応じた所定の時間の経過後に定電力制御への移行を図
るために設けられた回路であり、能動スイッチ素子と時
定数回路とからなっている。

55はNPNトランジスタであり、そのコレクタがDC昇圧
回路７のプラス側出力端子に接続され、そのエミッタが
抵抗56を介して演算増幅器50の非反転入力端子に接続さ
れている。

そして、トランジスタ55のベースはダイオード57のア
ノードに接続され、ダイオード57のカソードはコンデン
サ58（その静電容量を「C₅₈」とする。）を介して接地
されている。

59はトランジスタ55のベース−コレクタ間に設けられ
た抵抗（その抵抗値を「R₅₉」とする。）、60はダイオ
ード57のカソードとトランジスタ55のコレクタとの間に
設けられた抵抗（その抵抗値を「R₆₀」とする。）であ
る。

（ｂ−２−d.PWM制御部） 61はPWM制御部であり、そのコンパレータ62において
その入力電圧をオシレータ63からの三角波と比較し、入
力電圧に応じたデューティーサイクルを有する制御パル
スP_Sを発生させるものである。

即ち、コンパレータ62のマイナス入力端子は演算増幅
器44及び50の各出力端子に接続されており、そのプラス
入力端子はオシレータ63の出力端子に接続されている。

64は休止期間調整用コンパレータであり、制御パルス
P_Sの休止期間を制御することによって結果としてDC昇圧
回路７の出力電圧V_Oの上限値（これを「V_m」と記す。但
し、このV_mの値は固定した値ではなく休止期間制御部21
により可変される。）を規定するために設けられてい
る。そして、そのプラス入力端子にはオシレータ63から
の信号が入力され、他方のマイナス入力端子に加える電
圧を上げて行くと、コンパレータ64の出力するパルスの
休止期間が長くなるようになっている。

65はAND回路であり、コンパレータ62、64からの各出
力パルスに対してAND演算を施し、その結果をバッファ6
6を介して出力することで最終的な制御パルスP_Sが得ら
れるようになっている。

よって、AND回路65ではコンパレータ62、64の出力パ
ルスのうちデューティーサイクルの小さな方が選ばれる
ことになる。

休止期間調整用コンパレータ64のマイナス入力端子に
は基準電圧V_refを分圧抵抗67、68（それぞれの抵抗値を
「R₆₇」、「R₆₈」と記す。）により分圧した電圧が通常
加えられているが、回路の動作状況に応じて発せられる
休止期間制御部21からの信号S₂₁により異なる値の電圧
が加えられ、これによってDC昇圧回路７の出力電圧V_Oの
許容範囲（つまり、上限値V_m）が可変されるようになっ
ている。

以上の説明をまとめると、PWM制御部61によって得ら
れる制御パルスP_Sのデューティーサイクルは出力電圧検
出部42、出力電流検出部46の出力電圧に応じた値に規定
されると共に、休止期間調整用コンパレータ64のマイナ
ス入力端子に加わる電圧レベルによって制御信号P_Sのデ
ューティーサイクルの上限値が規定されることになる。
そして、制御パルスP_Sがゲート駆動回路16を介してDC昇
圧回路７のFET28にフィードバックされ、出力電圧V_Oが
制御される。

（ｂ−２−e.供給電圧低下検出回路）供給電圧低下検出回路18は電源電圧Ｂの低下に応じて
上記出力電流検出部46における基準電圧V₂を可変するこ
とで、メタルハライドランプ11に与える電力を定格電力
値以下に抑制するものである。

69はツェナーダイオードであり、そのカソードが電源
端子19に接続され、そのアノードが抵抗70及び70′を介
して接地されている。

71は抵抗70と70′との間の電圧を取り出すための電圧
バッファであり、その出力端子がダイオード72のカソー
ドに接続され、該ダイオード72のアノードが抵抗73を介
して基準電圧発生部52の抵抗53と53′との間に接続され
ている。

（ｂ−２−f.点灯／不点灯検出回路） 74はコンパレータであり、そのマイナス入力端子が抵
抗75を介してアンプ15の出力端子に接続されており、ア
ンプ15の出力（これを「S₁₅」と記す。）が入力され
る。またプラス入力端子には所定の基準電圧（これを
「V₃」と記す。）が加えられている。

即ち、コンパレータ74はアンプ15の出力電圧S₁₅と基
準電圧V₃とを比較し、その比較結果として信号S₂₀を出
力するようになっており、ランプが点灯している状態で
はS₁₅のレベルがV₃以上であるため信号S₂₀としてＬ（ロ
ー）信号を出力し、ランプが点灯していない状態ではS
₁₅のレベルがV₃未満であるため信号S₂₀としてＨ（ハ
イ）信号を出力する。

76はコンパレータ74のマイナス入力端子とグランドラ
インとの間に介挿されたコンデンサである。

77はエミッタ接地とされたNPNトランジスタであり、
そのベースにはコンパレータ74の出力電圧を抵抗78、7
8′で分圧した電圧が加えられる。そして、そのコレク
タが出力電流検出部46の演算増幅器50の非反転入力端子
に接続されている。従って、コンパレータ74の出力信号
がＨレベルになるとトランジスタ77がオンし、演算増幅
器50の非反転入力端子の電位が強制的にゼロ近く迄下が
る。

（ｂ−２−g.休止期間制御部） 79はコンパレータであり、そのプラス入力端子には点
灯／不点灯検出回路20からの信号S₂₀が抵抗80を介して
入力され、これとマイナス入力端子に加えられた基準電
圧（これを「V₄」と記す。）とが比較される。

81はコンパレータであり、そのマイナス入力端子には
電源電圧Ｂを分圧抵抗82、82′で分圧した電圧が加えら
れ、また、プラス入力端子にはV_refを分圧抵抗83、83′
で分圧した電圧が抵抗84を介して加えられる。そして、
コンパレータ81の基準電圧を決定する分圧抵抗83と83′
との間にはコンパレータ79の出力端子が接続されてい
る。

即ち、コンパレータ81は電源電圧Ｂの値が基準値以上
が否かを判断しているが、この基準値がコンパレータ79
の出力に応じて変化する。

85はエミッタ接地のNPNトランジスタであり、そのコ
レクタが抵抗86（その抵抗値を「R₈₆」と記す。）を介
して分圧抵抗67と68との間に接続されており、そのベー
スが抵抗87を介してコンパレータ81の出力端子に接続さ
れている。

88はトランジスタ85と並列に設けられたエミッタ接地
のNPNトランジスタであり、そのベースが抵抗89を介し
てコンパレータ81の出力端子に接続されている。

90は抵抗であり、その一端には図示しない電源回路か
らの所定電圧V_CC（DC昇圧回路７から得られる電圧を安
定化させたもの）が加えられ、他端はコンデンサ91を介
して接地されると共に抵抗92を介して上記したトランジ
スタ88のコレクタに接続されている。

93はコンパレータであり、そのマイナス入力端子が抵
抗90とコンデンサ91のの間に接続され、プラス入力端子
には基準電圧（これを「V₅」と記す。）が加えられてい
る。尚、この基準電圧V₅を作り出す回路の構成や電源投
入後におけるV₅の変化については後述する。

94はコンパレータ93の出力に応じてスイッチングされ
るエミッタ接地のNPNトランジスタであり、そのコレク
タには抵抗95、95′を介して所定電圧V_refが加えられて
いる。

96はエミッタ接地のPNPトランジスタであり、そのベ
ースが抵抗95と95′との間に接続され、そのコレクタが
抵抗97（この抵抗値を「R₉₇」と記す。）を介して分圧
抵抗67と68との間に接続されている。

トランジスタ85、96から分圧抵抗67、68を介して休止
期間調整用コンパレータ64に送られる信号がS₂₁に相当
している。

また、コンパレータ93の出力はダイオードを介して供
給電圧低下検出回路18の電圧バッファ71に入力されるよ
うになっており、この信号がＳ′₂₁に相当している。

しかして、休止期間制御部21にあっては点灯／不点灯
検出回路20からのＨ信号を受けたときにコンパレータ81
によって電源電圧Ｂが所定値以下かどうかの判断がなさ
れ、コンパレータ81の出力するＨ信号によってトランジ
スタ85、88がオンし、また、コンパレータ93の出力する
Ｈ信号によりトランジスタ94、96がオンする。そして、
その後信号S₂₀Lレベルになるとコンパレータ81の出力が
Ｌレベルとなり、トランジスタ85、88が直ちにオフする
が、コンデンサ91の充電には時間がかかるので、コンパ
レータ93の出力がＬ信号となりトランジスタ94、96がオ
フ状態になる迄には所定の遅延時間を要する。

（ｂ−3.回路保護系）［第４図］（ｂ−３−a.電源遮断用リレー回路） 98は電源端子であり、逆電圧防止用ダイオードを介し
て点灯スイッチ５の出力側端子に接続されている。この
電源端子98に加わる電圧を「＋Ｂ′」と記す。

99はリレーであり、そのコイル99aの一端が電源端子9
8に接続され、他端はNPNトランジスタ100のコレクタに
接続されている。このコイル99aの励磁動作の有無に応
じてリレー接点6aの開閉が行なわれる。

101は信号保持回路であり、その入力端子101aには異
常判定回路22、出力電流異常検出回路26からの信号が送
られてくるようになっており、入力端子101aがＨレベル
になったときに、この状態が保持されてトランジスタ10
0がオフ状態となる。

これによって、リレー99がオフし、DC昇圧回路７への
電源電圧の供給が断たれることになる。そして、この状
態は点灯スイッチ５を一旦切った後再び投入しない限り
継続するようになっている。

また、トランジスタ100のベースにはバッテリー電圧
に関する異常が検出されたときに低電圧リセット回路23
や過電圧検出回路24からのＬ信号が遅延復帰回路25を介
して送られてくるようになっており、これによってトラ
ンジスタ100がオフし、リレー99がオフ状態となる。そ
して、バッテリー電圧が正常な範囲に戻ったときには遅
延復帰回路25からのＨ信号によりトランジスタ100がオ
ン状態となり、リレー99の動作によりその接点6aが閉じ
られ、点灯動作が再開されるようになっている。

（ｂ−３−b.異常判定回路） 102はコンパレータであり、そのプラス入力端子には
抵抗103を介してアンプ15の出力S₁₅が加えられ、また、
そのマイナス入力端子にはDC昇圧回路７の出力電圧V_Oを
分圧抵抗104、104′により分圧した電圧が抵抗105を介
して送られてくる。

106はエミッタ接地とされたNPNトランジスタであり、
そのベースが抵抗107を介してコンパレータ102の出力端
子に接続されている。

108は抵抗であり、その一端が電源端子19に接続さ
れ、他端がコンデンサ109を介して接地されると共に抵
抗110を介してトランジスタ106のコレクタに接続されて
いる。

111は抵抗108に並列に設けられたダイオードであり、
そのカソードが電源端子19に接続され、そのアノードが
抵抗108とコンデンサ109との間に接続されている。

112はエミッタ接地のNPNトランジスタであり、点灯／
不点灯検出回路20からの信号S₂₀のレベルを分圧抵抗11
3、113′で分圧した電圧がそのベースに加えられること
でスイッチング動作が行なわれるようになっている。そ
して、そのコレクタがコンパレータ102の出力端子に接
続されると共に抵抗114を介して電源端子19に接続され
ている。

115はコンパレータであり、そのマイナス入力端子が
抵抗を介して上記抵抗108とコンデンサ109との間に接続
され、プラス入力端子には所定の基準電圧（定電圧源E₁
で示す。）が加えられている。

116はエミッタ接地のNPNトランジスタであり、そのベ
ースが抵抗117を介してコンパレータ115の出力端子に接
続されており、そのコレクタが抵抗を介して電源端子19
に接続されると共にダイオード118を介して信号保持回
路101の入力端子101aに接続されている。

しかして、この異常判定回路22においては、DC昇圧回
路７の出力電圧V_Oを分圧した電圧がアンプ15の出力電圧
より大きい場合にコンパレータ102の出力がＬ信号とな
り、トランジスタ106がオフし、抵抗108を介して電源端
子19に接続されたコンデンサ109が徐々に充電され、所
定時間後にコンパレータ115の出力がＬ信号となるので
トランジスタ116がオフ状態となる。

また、点灯／不点灯検出回路20からの信号S₂₀がＨ信
号（つまり不点灯検出信号）の場合にトランジスタ112
がオンし、これによってトランジスタ106が強制的にオ
フされるため、コンパレータ115の出力するＬ信号によ
りトランジスタ116がオフ状態となる。

（ｂ−３−c.出力電流異常検出回路） 147はツェナーダイオードであり、そのカソードがDC
昇圧回路７のプラス側出力端子に接続され、アノードが
直列抵抗148、148′を介して接地されている。

149はエミッタ接地のNPNトランジスタであり、そのベ
ースが抵抗148と148′との間に接続され、そのコレクタ
には抵抗を介して電圧V_CCが加えられている。

150は上記トランジスタ149の次段に設けられたエミッ
タ接地のNPNトランジスタであり、そのベースが抵抗151
を介してトランジスタ149のコレクタに接続されてい
る。

152はコンパレータであり、そのプラス入力端子には
アンプ15の出力S₁₅が抵抗153を介して入力される。そし
て、そのマイナス入力端子には抵抗154、155を介して電
圧V_refが加えられると共に抵抗154と155との間は抵抗15
6を介してトランジスタ150のコレクタに接続されてい
る。また、コンパレータ152の出力端子はダイオード157
を介して信号保持回路101の入力端子101aに接続されて
いる。

しかして、この出力電流異常検出回路26にあってはDC
昇圧回路７の出力電流がある基準値より大きくなったと
きにコンパレータ152の出力がＨ信号になるが、コンパ
レータ152のマイナス入力側の基準電圧値はDC昇圧回路
７の出力電圧値の如何に応じて規定される。即ち、メタ
ルハライドランプ11の点灯初期にはDC昇圧回路７の出力
電圧が大きいのでツェナーダイオード147の導通により
トランジスタ149がオンし、トランジスタ150がオフする
ため、基準電圧の値が大きく、また、定常点灯時にはト
ランジスタ149がオフ状態であり、トランジスタ150がオ
ンしているため、基準電圧は小さな値となる。

（c.動作）［第５図乃至第10図］次に、点灯回路１の動作を、メタルハライドランプ11
の点灯制御動作と回路保護動作に分けて説明する。

尚、第５図はDC昇圧回路７の出力電圧V_O（Ｖ）、出力
電流I_O（Ａ）、ランプ電流I_L（Ａ）、ランプ電圧V
_L（Ｖ）、そしてメタルハライドランプ11の光束Ｌ（l
m）の時間経過を概略的に示しており、時間軸ｔの原点
は点灯スイッチ５の投入直後とされている。また、第６
図は横軸に出力電圧V_Oをとり、縦軸に出力電流I_Oをとっ
て両者の関係を示したグラフ図である。

（ｃ−1.点灯制御動作）回路１の点灯制御動作を、直流電圧入力端子３、３′
間にかかる電圧が正常な範囲にある場合（以下、「入力
電圧の正常時」と言う。）と、入力電圧が低い場合（以
下、「入力電圧の低下時」と言う。）に分けて詳述す
る。

（ｃ−１−a.入力電圧の正常時）［第５図乃至第８図］先ず、ランプが冷えた状態から点灯が開始される時
（以下、「コールドスタート時と言う。）の状況につい
て説明する。

この場合、点灯スイッチ５の投入直後には、タイマー
回路17のコンデンサ58は空の状態であり、トランジスタ
55のエミッタ電位が低い。そのため、出力電流検出部46
における演算増幅器50の比反転入力端子にはアンプ15の
出力のみがかかることになる。

しかして、点灯直後は、第５図に実線で示すグラフ曲
線からわかるように、ランプ電圧V_Lが低くDC昇圧回路７
の出力電流I_Oが相対的に小さい。

つまり、アンプ15の出力S₁₅は基準電圧発生部52によ
る基準電圧V₂に比べて小さくなっている。

さらに、ランプが点灯しない間はS₁₅のレベルがV₃よ
り小さいので点灯／不点灯検出回路20の出力信号はＨ信
号であり、トランジスタ77がオン状態となっているの
で、演算増幅器50の入力電圧は強制的にＬレベルとされ
る。

そして、点灯スイッチ５の投入時からランプの点灯が
検出される迄の間は制御パルスP_Sのデューティーサイク
ルが休止期間調整用コンパレータ64の入力電圧、つま
り、電圧V_refを抵抗67と68とで分圧した電圧値で規定さ
れ、この値によりDC昇圧回路７の出力電圧V_Oの上限が規
定される。この状況を概略的に示したものが第７図であ
り、図中「Ｂ」は電源電圧、破線で示す「B_L」のレベル
は電源電圧Ｂに関する下限値を示しており「CMP（8
1）」はコンパレータ81の出力信号のレベル（H/L）を示
し、「CMP（93）−IN」は、コンパレータ93の入力信号
のレベルを示しており、実線がマイナス入力端子の電
位、破線がプラス入力端子の電位をそれぞれ表わしてい
る。そして、「CMP（93）」はコンパレータ93の出力信
号のレベル（H/L）を示し、「V^IN ₆₄」は休止期間調整用
コンパレータ64のマイナス入力端子の電位を示してい
る。

図示するように、電源電圧ＢはＢ＞B_Lであり、コンパ
レータ81の出力は検出信号S₂₀のレベルの如何にかかわ
らずＬ信号となり、トランジスタ85、88はオフしてい
る。

コンパレータ93のマイナス入力電位はコンデンサ91の
充電に伴なって実線で示すように上昇した後ある値に飽
和する。また、コンパレータ93のプラス入力電位は破線
で示すようにマイナス入力電位を下回るレベルで立ち上
がって飽和する。これは、マイナス入力電位V₅を作って
いる回路が第８図に示すように時定数回路の構成を有
し、その時定数の設定によって電源の投入後にV₅がマイ
ナス入力電位を下回ったままゆっくりと立ち上がるよう
になっているからである。即ち、図示するように、抵抗
119の一端には電圧V_refが加えられ、他端が抵抗120を介
して接地されると共に、コンデンサ121が抵抗120に対し
て並列に設けられダイオード122が抵抗119に対して逆並
列に設けられている。

しかしてコンパレータ93のマイナス入力電圧はV₅を超
えているので、結局コンパレータ93はＬ信号を出力す
る。よって、コンパレータ81、93の出力はともにＬレベ
ルであるから、トランジスタ85、94、96はオフ状態であ
り、休止期間調整用コンパレータ64のマイナス入力電位
V^IN ₆₄は電源投入後に一旦鋭く立ち上がって直ぐに減衰
した（コンデンサ44bの働きによる）後、抵抗67、68に
よる基準電圧V_refの分圧値に落ち着く。

その後、ランプの点灯が検出されると制御パルスP_Sの
デューティーサイクルは出力電圧検出部426のエラーア
ンプ43の出力電圧によって規定されるようになり、この
制御パルスP_SがPWM制御部61からゲート駆動回路16を経
てDC昇圧回路７のFET28に送出される。

第６図における点ａが点灯開始直後の状態を示し、こ
の点ａから、出力電圧V_Oが略一定で出力電流I_Oが点ｂに
至る迄増加して行く制御領域A_Vが出力電圧検出部42の支
配下に置かれる領域である。

その後、コンデンサ58が徐々に充電されて行く（この
ときの時定数を「τ_１」とするとτ_１＝（R₅₉R₆₀）・
C₅₈である。但し、「」は抵抗値の並列合成を表わ
す。）と、これにつれてトランジスタ55のエミッタ電位
が上昇し、演算増幅器50の非反転入力端子の電位が上昇
して行く。

そして、これが基準電圧V₂対応したレベルに達すると
その後はこの演算増幅器50の出力電圧によって制御パル
スP_Sのデューティーサイクルが規定されるようになる。

即ち、演算増幅器50の出力電圧の増加に従って制御パ
ルスP_Sのデューティーサイクルが低下して行くため、そ
れまで最高値を保っていた出力電圧V_Oが徐々に減少して
行く。

尚、基準電圧V₂に関しては、バッテリー電圧が所定
値、例えば、10V以上の場合にはツェナーダイオード69
の導通により電圧バッファ71の出力電圧が基準電圧発生
部52の電圧バッファ54の入力電圧より高くなっており
（ダイオード72はオフしている。）、よって、基準電圧
V₂はV_refを抵抗53、53′で分圧した値により決定され
る。

第６図において点ｂから出力電流I_Oのピーク点ｃを経
て点ｄに至る制御領域A_Iが出力電流検出部46の支配下に
置かれる領域である。

そして、コンデンサ58が満充電の状態になるとトラン
ジスタ55がオン状態となり、そのエミッタ電位がDC昇圧
回路７の出力電圧V_Oにほぼ等しくなり、これ以降は定電
力制御に移行する。

つまり、出力電圧V_Oを抵抗51、56により分圧したもの
と、出力電流I_Oに対応する増幅出力S₁₅とを加算した値
がV₂に対応した一定値になるように制御がなされるた
め、V_O・I_O＝一定という定電力制御が直線近似の形で実
現されることになる。

第６図の点ｄから点ｅにかけての領域A_Sが定電力領域
であり、この領域ではメタルハライドランプ11に定格電
力が供給される。

しかして、ランプ光束Ｌは実線で示す曲線から分かる
ように点灯直後から急峻な立ち上がりをみせた後オーバ
ーシュートを経て定常状態に移行することになる。

次に、メタルハライドランプ11を消灯させた後の再点
灯動作について説明する。

ランプが消灯している間は、タイマー回路17のコンデ
ンサ58に蓄えられていた電荷は時定数τ_２（＝R₆₀・
C₅₈）をもって徐々に放電される。

この時定数τ_２は、消灯後におけるランプの温度低下
の度合に応じた値に決められているため、点灯スイッチ
５の再投入時にはコンデンサ58の端子電圧に応じた制御
領域からの点灯動作が開始される。

即ち、消灯時から再点灯時迄に要した経過時間に応じ
て適正な点灯制御が行なわれる訳である。

例えば、ランプ消灯後数十秒を経過してからの再点灯
時においては、制御領域A_I内の動作点から点灯が開始さ
れ定電力制御へと移行するため、第５図に一点鎖線で示
すように出力電圧V_Oや出力電流I_Oは点灯開始直後からな
だらかに低下して行くようなカーブとなり、ランプ光束
Ｌは最初鋭く立ち上がってオーバーシュートを経た後安
定する。

また、消灯後数秒の後に再点灯させたような場合に
は、メタルハライドランプ11のガラス球は未だ熱くなっ
ており、第５図に二点鎖線で示すように、再点灯直後の
ランプ電圧V_Lが高く出力電流I_Oが大きいので直ちに定電
力制御に移行し、光束Ｌが定格電力で安定する。

尚、タイマー回路17を設けた理由は、始動時間を短く
するためである。

即ち、タイマー回路17を設けずに、抵抗56を介してDC
昇圧回路７の出力電圧V_Oを演算増幅器50の非反転入力端
子に直接加えてしまうと、ランプの物理的な状態の如何
にかかわらず点灯開始時から定電力制御が行なわれてし
まうため、制御領域A_VやA_Iでのランプの発光の促進がな
されず、光束Ｌの立ち上がりが遅くなってしまうからで
ある。

（ｃ−１−b.入力電圧の低下時）［第９図、第10図］休止期間制御部21、供給電圧低下検出回路18の各動作
について説明する。尚、入力電圧の低下の原因としては
バッテリー電圧自体が低下した場合は勿論、バッテリー
端子と直流電圧入力端子３、３′とを結ぶ接続ラインの
抵抗分による電圧降下等が挙げられる。

（ｃ−１−ｂ−1.休止期間制御部の動作）直流入力電圧が低い場合の休止期間制御部21による点
灯制御動作をコールドスタート時について説明する。
尚、第９図はこの状況を示すタイムチャート図であり、
図中「Ｂ」、「B_L」、「CMP（81）」、「CMP（93）−I
N」、「CMP（93）」、「V^IN ₆₄」の意味については第７
図において既に説明した通りであり、「T_r（85）」、
「T_r（88）」はそれぞれトランジスタ85、88のスイッチ
ング状態（ON/OFF）を示しており、これらのトランジス
タ85、88は信号S₂₀に対してコンパレータ81と同様の動
作状態となるのでこれらを一括したチャートによって示
している。また、「T_r（94）」、「T_r（96）」はトラン
ジスタ94、、96のスイッチング状態（ON/OFF）をそれぞ
れ示しており、これらのトランジスタ94、96は信号S₂₀
に関して連動した動作を行なうのでこれらを一括したチ
ャートで示している。「OS₁₈」は供給電圧低下検出回路
18の動作を「OFF（不動作）」、「ON（動作）」、「REL
（一次解除）」の３値論理で示している。

休止期間制御部21は点灯／不点灯検出回路20から不点
灯検出信号S₂₀（＝「Ｈ」）を受けない限りは他の回路
に対して何らの作用を及ぼさないようになっているの
で、この場合には前述した正常時の動作への影響はな
い。

先ず、電源の投入時から信号S₂₀が立ち上がる迄の期
間（これを「T_O」と記す。）においては、信号S₂₀のレ
ベルがV₄未満でありコンパレータ79の出力がＬレベル
（但し、ランプは未だ点灯していない。）であるため、
コンパレータ81の出力は電源電圧Ｂの値に関係なくＬレ
ベルとなり、トランジスタ85、88はオフしている。そし
て、コンパレータ93の入力電位はともに上昇して行く
が、この場合プラス入力電位（破線参照）はマイナス入
力電位（実線参照）を下回っているので、コンパレータ
93の出力するＬ信号によりトランジスタ94、96はオフし
ている。

従って、休止期間調整用コンパレータ64の入力電圧V
^IN ₆₄は一旦立ち上がって減衰した後電圧V_refを抵抗67、
68で分圧した値、となる（第10図（Ａ）参照）。よってDC昇圧回路７の出
力電圧V_Oの上限値V_mがこのV^(O)に対応した値（これを
「V^(O) _m」と記す。）となる。

また、電源電圧Ｂは正常範囲の下限値B_Lを下回ってい
るので供給電圧低下検出回路18が作動（尚、具体的な動
作については後述する。）し、電源電圧Ｂに応じた電力
での点灯制御が行われる。

そして、信号S₂₀がＨレベルになった後ランプが点灯
してＬレベルになる迄の期間（これを「T_H」と記す。）
においては、休止期間制御部21の動作が開始し、電源電
圧Ｂが正常な範囲にあるか否かの判断がなされる。

即ち、コンパレータ79の出力信号はＨレベルとなり、
コンパレータ81では電源電圧Ｂが下限値B_L以下であると
判断されるため、コンパレータ81の出力するＨ信号によ
りトランジスタ85、88がオン状態となる。

よって、コンパレータ93のマイナス入力電位が急に下
がってプラス入力電位より小さくなるのでコンパレータ
93の出力信号がＨレベルとなり、トランジスタ94、96が
オン状態となるのでV^IN ₆₄は第10図（Ｂ）に示すように
基準電圧V_refを並列合成抵抗値（R₆₇R₉₇）と（R₆₈R
₈₆）とで分圧した値、となる。

このV^(H)は抵抗値R₆₇、R₆₈、R₈₆、R₉₇の選定によりV
^(H)＜V^(O)となるように予め設定されているので、休止
期間調整用コンパレータ64の入力電圧レベルが下がる。

よって、このV^(H)に対応するDC昇圧回路７の出力電圧
V_Oの上限値（これを「V^(H) _m」と記す。）はV^(H) _m＞V^(O)
_mとなるので、出力電圧V_Oとしては期間T_O中に比して高
い電圧値が許される状態となる。

また、コンパレータ93からダイオードを介して送られ
るＨ信号により供給電圧低下検出回路18はその動作を強
制的、かつ、一時的に解除（停止）されるので、ランプ
に対する電力規制は働かない。

次に、ランプの点灯が検出された後所定期間（これを
「T_L」と記す。）においては、コンパレータ81の出力す
るＬ信号によりトランジスタ85、88は直ぐにオフする
が、トランジスタ88がオフしてもコンパレータ93の出力
が直ちにＬレベルになる訳ではなく、コンデンサ91の端
子電圧が所定値になる迄の期間T_L中はＨレベルを維持し
ている。つまり、この間コンパレータ93におけるマイナ
ス入力電位はプラス入力電位より低くなっている。

よって、この期間T_L中はトランジスタ94、96はオン状
態となっているので、V^IN ₆₄の値は第10図（Ｃ）に示す
ように抵抗値R₆₈と並列合成抵抗値R₆₇R₉₇とで分圧し
た値、となる。

そして、このV^(L)の値は抵抗値R₆₈、R₆₇、R₉₇の選定
によりV^(L)＞V^(O)となるように予め設定されているの
で、V^(L)に対応する出力電圧V_Oの上限値（これを「V^(L)
_m」と記す。）はV^(L) _m＜V^(O) _mとなる。

即ち、期間T_HではV_Oの上限がV^(O) _mより高くされたの
に対して、今度は上限がV^(O) _mより低くなり規制が厳し
くなる。

尚、この期間T_L中はコンパレータ93の出力するＨ信号
により供給電圧低下検出回路18の動作は停止したままで
ある。

期間T_Lの経過後（これ以降の期間を「Ｔ′」と記
す。）は、コンデンサ91の端子電圧がコンパレータ93の
プラス入力電位を超えるのでコンパレータ93の出力する
Ｌ信号によってトランジスタ94、96がオフする。

よって、V^IN ₆₄の値は再びV^(O)に等しくなり、出力電
圧V_Oの上限値がV^(O) _mとなる。

また、電源電圧Ｂが正常な範囲に戻らない限りはコン
パレータ93の出力するＬ信号により供給電圧低下検出回
路18が作動し、電力規制が再びかけられる。

以上の動作をまとめると、電圧Ｂが所定値以下に低下
したときには先ず、DC昇圧回路７の出力電圧V_Oに関する
上限規制を緩和した後ランプの点灯が検出されると今度
は上限規制を厳しくすると共に、この間（つまり、期間
T_H及びT_L）は供給電圧低下検出回路18によるランプへの
供給電力規制を一時的に外すことによって、期間T_Hにお
いてランプの発光を促すことに伴う副作用を軽減してい
る。

即ち、期間T_Hの後にV_mの値をV^(O) _mに単に戻したので
はランプ点灯直後の点灯状態が不安定となり、ランプの
立ち消えが生じてしまうことがあるのでランプの点灯を
検出した後の期間T_L中はあえて出力電圧V_Oの上限値を低
くして点灯動作の安定化を図っている。

（ｃ−１−ｂ−2.供給電圧低下検出回路の動作）電源電圧Ｂが所定値（例えば、10V）以下になると電
圧バッファ71の出力電圧が基準電圧発生部52による電圧
より低くなり、ダイオード72がオンするため基準電圧V₂
が低くなる。

従って、メタルハライドランプ11には電源電圧Ｂの低
下に応じて定格電力以下の電力（例えば、50〜75％程
度）が供給されることになる。

尚、このような低電力制御は前述したように休止期間
制御部21による休止期間の制御が行なわれているときに
は一時的に解除される。

即ち、期間T_H及びT_Lのあいだは電源バッファ71に休止
期間制御部21のコンパレータ93からのＨ信号がダイオー
ドを介して入力されるので、ダイオード72はオフし、よ
って基準電圧V₂の値は基準電圧発生部52により規定され
るので、入力電圧の正常時における動作と同じになる。

そして、さらに電源電圧Ｂが低下し、バッテリー２の
能力では点灯を維持することができなくなると低電圧リ
セット回路23の動作へと移行する。

（ｃ−2.回路保護動作）［第６図］次に、点灯回路１の異常状態が検出された場合の保護
動作について説明する。

（ｃ−２−a.異常判定回路による保護動作）先ず、回路の正常状態と異常状態とを如何なる基準に
よって判断するかについて説明する。

第６図のV_O−I_O特性図において、一定の傾斜（これを
「ｋ」とする。）をもった直線ｌ（I_O＝ｋ・V_Oで表わす
ことができる。）が正常／異常状態の判定ラインを示し
ており、この判定ラインｌによって領域が２分される。

即ち、V_O−I_O特性図上における任意の点Ｐ（V_O,I_O）
は回路の動作状態を代表しており、この点が判定ライン
ｌの上側にあるか、下側にあるかによって領域分けがな
されることになる。

つまり、前述した制御曲線は、判定ラインｌより上側
の領域（つまり、I_O＞ｋ・V_Oで表わされる領域であり、
これを「B_N」と記す。）に属しており、正常時には動作
点がこの制御曲線上に位置するという意味においてこの
領域は正常動作領域とみなすことができる。

また、判定ラインｌの下側の領域（つまり、I_O＜ｋ・
V_Oで表わされる領域であり、これを「B_A」と記す。）で
は、ランプへの供給電力に対してトリガートランス40に
よる電力損失やトリガーパルス発生部での消費電力が増
大し、ランプに正規の電力供給がなされず点灯を維持す
ることができない状態が生じているものと考えられる。

即ち、このような状態としては下記に示す状況を挙げ
ることができる。

ｉ）ランプのショート時 ii）ランプのオープン時 iii）高周波昇圧回路８のオープン時このような場合には、DC昇圧回路７からの供給電力V_O
・I_Oの大半がトリガーパルス発生部41の消費電力（これ
を「A₄₁」と記す。）やトリガートランス40による電力
損失（これを「PL₄₀」と記す。）として失われると考え
られるので、 V_O・I_O＝A₄₁＋PL₄₀ −（１）とおくことができる。（但し、高周波昇圧回路８のトラ
ンス32による電力損失の判定動作には関与しないので無
視した。）次に、高周波昇圧回路８の交流出力電圧を「v_O」、出
力電流を「i_O」とし、トリガートランス40の二次巻線40
bに流れる電流を「i₄₀」として上記A₄₁やPL₄₀を求める
作業に移る。

先ず、電力損失PL₄₀は鉄損を無視し、銅損だけを考え
ると巻線の導体抵抗をｒとしたとき、 PL₄₀≒i² ₄₀・ｒとおくことができる。

イグナイタ回路９においてランプの限流インピーダン
ス素子はトリガートランス40の二次巻線40bと、トリガ
ーパルス発生部41内のコンデンサ41b、41cとから構成さ
れているが、この合成インピーダンスは誘導性とされて
いるので、ランプのショート時のi₄₀は、二次巻線40bの
インピーダンス（Ｌ）と角周波数（ω）とを用いて表わ
される誘導性リアクタンス（X_L＝ｊ・ω・Ｌ）の大きさ
で出力電圧v_Oを割った値にほぼ等しい。

つまり、i₄₀はv_Oに比例し、さらにv_Oはトランス32の
巻数比（ｎ）によりDC昇圧回路７の出力電圧V_Oと比例関
係にあるので、結局となる。

一方、トリガーパルス発生部41の消費電力A₄₁は、力
率が１に近いのでv_Oとi₄₀との積にほぼ等しく、また、i
₄₀過渡状態を無視した近似でトリガーパルス発生部41内
のコンデンサ41bの充電電流に近い値であるとみなすこ
とができ、i₄₀の値は該コンデンサ41bの静電容量（Ｃ）
を用いて表わされる容量性リアクタンス（X_C＝（ｊ・ω
・Ｃ）^-1）の大きさでv_Oを割った値にほぼ等しい。

つまり、i₄₀はv_Oに比例し、かつ、v_OはV_Oに比例する
（v_O＝ｎ・V_O）ので、i₄₀は結局（V_O）^２に比例し、 A₄₁＝ｂ・（V_O）^２（但し、ｂ＝n²・ω・Ｃ） −（３）と表わされる。

（２）、（３）式を（１）式の右辺に代入して、両辺
をV_Oで割れば容易に次式、 I_O＝ｋ・V_O（但し、ｋ＝ａ＋ｂ） −（３）が得られ、これが判定ラインｌを表わしている。

以上のように判定ラインｌは正常動作領域B_Nと異常動
作領域B_Aとを分ける傾きｋの直線であるが、前記したi
i）やiii）に関する異常の発生は、第６図に示すI_O＝一
定（これを「Ｉ^＊」と記す。）の定直線ｍにより分けら
れる上側の領域（C_H）と下側の領域（C_L）とのうちどち
らの領域に動作点Ｐ（V_O,I_O）が属するかによって判断
することができる。

即ち、I_O＜Ｉ^＊の場合には、ii）、iii）が発生した
と判断され、I_O＞Ｉ^＊の場合にはさらにI_O＜ｋ・V_Oのと
きにｉ）の異常が発生したものと判断される。

以上を集合論における記号（∩）を用いて表現すると
動作点Ｐ（V_O,I_O）が領域C_Lに属する場合（Ｐ∈C_L）に
はii）、iii）の異常状態が発生したと判断され、動作
点Ｐ（V_O,I_O）∈B_A∩C_Hの場合にはｉ）の異常状態が発
生したと判断される。

正常時における動作点Ｐ（V_O,I_O）がＰ∈B_A∩C_Hに属
することは以上の議論から明らかである。

しかして、異常判定回路22による判定動作は次のよう
にしてされる。

先ず、DC昇圧回路７の出力電圧V_Oを分圧抵抗104、10
4′により分圧することによって判定ラインｌにおけるV
_Oに対応した電流値、つまり、出力電流I_Oに関する判定
基準値を求め、アンプ15の出力S₁₅のレベルと判定基準
値とがコンパレータ102において比較される。

そして、V_O−I_O特性図上において動作点Ｐ（V_O,I_O）
が判定ラインｌより下回っており、領域B_Aに属するとき
には、コンパレータ102の出力信号がＬレベルとなりト
ランジスタ106がオフ状態となる。

また、トランジスタ112は点灯／不点灯検出回路20か
らの不点灯検出信号（S₂₀＝「Ｈ」）を受けるとオン状
態となるので、これによってトランジスタ106はコンパ
レータ102から出力信号に関係なく、オフ状態になる。

このように、トランジスタ106がオフすると、コンデ
ンサ109が充電され、コンパレータ115のマイナス入力端
子の電位が基準電圧E₁を超えるとコンパレータ115の出
力信号がＬレベルとなる。よって、トランジスタ116が
オフし、保持回路101にＨ信号が送出されるのでトラン
ジスタ100がオフする。

従って、リレー99がオフし、その接点6aが開かれるの
でDC昇圧回路７へのバッテリー電圧の供給が遮断され
る。

つまり、コンパレータ102によって領域B_N、B_Aについ
ての判断がなされ、点灯／不点灯検出回路20及びトラン
ジスタ112によって領域C_H、C_Lについての判断がなされ
る。

（ｃ−２−b.出力電流異常検出回路の動作）最後に、高周波昇圧回路８が出力段においてショート
状態になった場合等における出力電流異常検出回路26に
よる保護動作について説明する。

回路26のコンパレータ152にはアンプ15の出力S₁₅入力
されるが、その比較基準電圧の値がDC昇圧回路７の出力
電圧V_Oの大きさに応じて可変される。

即ち、点灯回路１が正常に動作している場合でもラン
プの点灯初期には出力電流I_Oが大きいので、コンパレー
タ152での比較基準電圧が固定していると、この状態を
誤って異常と判断してしまうという不都合が生じる。

そこで、正常時における点灯初期の大きさ出力電流I_O
と、ランプの定常状態における大きな出力電流I_O（これ
は回路異常の発生による。）とを明確に区別するために
コンパレータ152の比較基準値をDC昇圧回路７の出力電
圧V_Oに応じて、つまり、V_Oが大きいときには比較基準値
を大きな値とし、V_Oが小さいときにはこれを小さな値と
している。

即ち、DC昇圧回路７の出力電圧V_Oが所定値より大きい
ときにはツェナーダイオード147の導通により、トラン
ジスタ149がオンし、トランジスタ150がオフするので、
比較基準値が大きく、また、出力電圧V_Oが所定値より小
さいときにはトランジスタ149がオフ状態になり、トラ
ンジスタ150がオンするので、比較基準値は先の場合よ
り小くなることが明らかである。

いずれの場合でも、コンパレータ152の出力するＨ信
号がダイオード157を介して保持回路101に送出されると
トランジスタ100がオフし、リレー99がオフするのでそ
の接点6aが開かれ、DC昇圧回路７へのバッテリー電圧の
供給が遮断されることになる。

（d.作用）しかして、上記した点灯回路１にあっては、ランプの
起動時にバッテリー電圧が所定値より低い場合には休止
期間制御部21が休止期間調整用コンパレータ64に与える
V^IN ₆₄の値を下げ、これによって制御パルスP_Sのデュー
ティーサイクルの上限値を上げ、DC昇圧回路７の出力電
圧V_Oに対す上限規制を緩和しているのでランプの起動に
必要な出力電圧V_Oの値を確保することができる。

その後、ランプが点灯すると今度はV^IN ₆₄の値を正常
時の値V^(O)よりも下げて制御パルスP_Sのデューティーサ
イクルの上限を下げることによって出力電圧V_Oの上限規
制を厳しく（つまり、上限を低く）すると共に、ランプ
の不点灯状態が検出されている期間T_H及びランプが点灯
してから所定の期間T_Lが経過する迄のあいだは供給電圧
低下検出回路18による定格電力以下での電流制御は行な
われないようにしているので、ランプが一旦点灯した後
も点灯状態が維持される。

この理由は、ランプが点灯したときの負荷電流の急激
な増加に伴なってDC昇圧回路７の出力電圧V_Oがドロップ
してしまう状況に対しては制御パルスP_Sのデューティー
サイクルの上限を上げることよりはむしろ上限を下げる
ことにより直流昇圧動作を抑制した方が出力電圧のV_Oの
変動が小さくなるからである。

つまり、ランプの点灯により負荷電流が急増するとDC
昇圧回路７のエネルギー供給能力が不充分となり、制御
パルスP_Sのデューティーサイクルが最大の状態でも出力
電圧V_Oがドロップしてしまう。

この状態ではDC昇圧回路７がそのエネルギー供給能力
以上の動作を強いられているためロスが多く、制御パル
スP_Sのデューティーサイクルの上限を単純に上げたので
はロスばかりが増え、負荷電流の増大は電線路の抵抗損
による電圧降下を招くので、出力電圧V_Oはかえって低下
してしまうことになる。

よって、このような状況では、むしろ、制御パルスP_S
のデューティーサイクルの上限を下げて、出力電圧V_Oの
上限規制を厳しくしてDC昇圧回路７をその能力の範囲内
で働かせた方がロスが少なく出力電圧V_Oの低下の度合が
小さくなる。

（G.発明の効果）以上に記載したところから明らかなように、本発明車
輌用放電灯の点灯回路は、直流入力電圧を昇圧するため
の直流昇圧回路とその昇圧制御を行なうための制御回路
とを備えた車輌用放電灯の点灯回路において、直流入力
電圧が所定値以下に低下したことを検出する直流入力電
圧低下検出回路と、放電灯が点灯状態にあるか否かを検
出する点灯状態検出回路と、直流入力電圧検出回路や点
灯状態検出回路からの検出信号を受けてこれらに応じた
信号を制御回路に送出することによって直流昇圧回路の
出力電圧の上限値を規定するための上限規制手段とを設
け、放電灯の起動時において直流入力電圧低下検出回路
からの信号により直流入力電圧の低下状態が上限規制手
段に知らされたときには、放電灯が点灯する迄の間上限
規制手段が直流昇圧回路の出力電圧に関する上限値を放
電灯の点灯後における定常状態での上限値より大きな値
とし、その後点灯状態検出回路からの信号によって放電
灯の点灯が上限規制手段に知らされたときには、それか
ら所定時間が経過する迄のあいだ上限規制手段が直流昇
圧回路の出力電圧についての上限値を放電灯の定常状態
での上限値より小さな値に規制するようにしたことを特
徴とする。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第10図は本発明車輌用放電灯の点灯回路の実
施の一例を示すものであり、第１図は全体の回路構成を
示す回路ブロック図、第２図は給電系を示す回路図、第
３図は点灯制御系を中心とした回路図、第４図は異常判
定回路と出力電流異常回路とを中心に示す回路図、第５
図は制御動作を説明するために回路各部の電流、電圧値
とランプ光束の時間的変化を概略的に示すグラフ図、第
６図はDC昇圧回路の出力電圧と出力電流との関係及び判
定ラインを示すグラフ図、第７図は入力電圧の正常時に
おける休止期間制御部の動作を説明するための概略的な
タイムチャート図、第８図は基準電圧V₅を作り出してい
る回路の構成を示す回路図、第９図は入力電圧の低下時
における休止期間制御部の動作を説明するための概略的
なタイムチャート図、第10図（Ａ）乃至（Ｃ）は休止期
間調整用コンパレータの入力電圧について説明するため
の図、第11図は従来の問題点について説明するための概
略図である。符号の説明１……車輌用放電灯の点灯回路、７……直流昇圧回路、11……放電灯、 12……制御回路、 18、19……低電力制御手段、 20……点灯状態検出回路、 21……上限規制手段、 19、81、82、82′、83、83′、84……直流入力電圧低下
検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者和田清静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (56)参考文献特開平２−197441（ＪＰ，Ａ) 特開平２−136342（ＪＰ，Ａ) 特開平２−136343（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流入力電圧を昇圧するための直流昇圧回
路と、その昇圧制御を行なうための制御回路とを備えた
車輌用放電灯の点灯回路において、直流入力電圧が所定値以下に低下したことを検出する直
流入力電圧低下検出回路と、放電灯が点灯状態にあるか否かを検出する点灯状態検出
回路と、直流入力電圧検出回路や点灯状態検出回路からの検出信
号を受けてこれらに応じた信号を制御回路に送出するこ
とによって直流昇圧回路の出力電圧の上限値を規定する
ための上限規制手段とを設け、放電灯の起動時において直流入力電圧低下検出回路から
の信号により直流入力電圧の低下状態が上限規制手段に
知らされたときには、放電灯が点灯する迄の間上限規制
手段が直流昇圧回路の出力電圧に関する上限値を放電灯
の点灯後における定常状態での上限値より大きな値と
し、その後点灯状態検出回路からの信号によって放電灯
の点灯が上限規制手段に知らされたときには、それから
所定時間が経過する迄のあいだ上限規制手段が直流昇圧
回路の出力電圧についての上限値を放電灯の定常状態で
の上限値より小さな値に規制するようにしたことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路
【請求項２】直流入力電圧を検出し、直流入力電圧の低
下に応じて放電灯をその定格電力以下で電力制御するた
めの信号を制御回路に送出する低電力制御手段を設ける
と共に、放電灯の点灯初期において直流入力電圧が所定
値以下の場合に低電力制御手段が上限規制手段からの信
号を受けると、定格電力以下での電力制御を一時的に停
止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車輌用放電灯の点灯
回路