JP2592977Y2 - 車輌用放電灯の点灯回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、半導体スイッチ素子に
より構成される直流−交流変換回路を有し、放電灯のシ
ョート検出時に放電灯への電源供給を断つことによって
回路を保護する機能を有する車輌用放電灯の点灯回路に
おいて、放電灯のショート状態の検出による電源遮断直
後に点灯スイッチを再投入した時に直流−交流変換回路
の半導体スイッチ素子に大電流が流れて点灯スイッチの
オン／オフの繰り返しに伴う蓄熱により半導体スイッチ
素子が破壊されてしまうことがないように保護すること
ができる新規な車輌用放電灯の点灯回路を提供しようと
するものである。

【０００２】

【従来の技術】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注目されており、車輌用メタ
ルハライドランプの点灯回路の構成としては、例えば、
図５に示す回路ａのように、バッテリーｂを電源とし、
バッテリー電圧を直流昇圧回路ｃによって昇圧した後、
直流−交流変換回路ｄによって矩形波状の交流電圧に変
換した後メタルハライドランプｅに印加するようにした
ものが知られている。

【０００３】そして、直流−交流変換回路ｄとしては、
ＦＥＴ等の半導体スイッチ素子によって構成されるブリ
ッジ型回路を使ったものがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、点灯回路の
出力段でのショート時（放電灯の両端子間のショートや
一方の端子が地絡した場合等）には直流−交流変換回路
ｄの半導体スイッチ素子に過大な電流が流れることにな
るため、このような不都合を防ぐためにショートの検出
は瞬時に行う必要がある。

【０００５】例えば、ショート時の異常状態を検出して
速やかに放電灯への電源供給を遮断することによって半
導体スイッチ素子に大電流が流れるのを防止することが
考えられる。

【０００６】しかし、この方法ではショート検出後に放
電灯への電源供給を遮断したとしても、その後間髪を入
れずに電源の再投入を幾度となく繰り返すと、たとえ瞬
時であっても半導体スイッチ素子に何回も大電流が流れ
ることになり、半導体スイッチ素子の温度が上昇して、
最悪の場合素子の破壊を招いてしまうという問題があ
る。

【０００７】図６はこの様子を概念的に示すものであ
り、横軸に時間ｔをとり、縦軸に半導体スイッチ素子の
接合温度Ｔをとってグラフ化したものである。

【０００８】図中、ｔ＝０の時点からパルス波形で示す
ように電源の投入が何回も繰り返された場合には接合温
度が徐々に上昇して限界値Ｔｍａｘを越えて素子が破壊
してしまう。

【０００９】尚、ｔ＝ｔ１、ｔ＝ｔ２、ｔ＝ｔ３はそれ
ぞれショート検出の時点を示している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本考案車輌用放
電灯の点灯回路は、上記した課題を解決するために、直
流電源電圧を点灯回路に供給し又は停止するための点灯
スイッチと、直流電圧を矩形波状電圧に変換して放電灯
に供給する直流−交流変換回路とを有し、該直流−交流
変換回路が半導体スイッチ素子を用いたブリッジ型の構
成とされた車輌用放電灯の点灯回路において、放電灯の
ショート状態を検出する異常検出手段と、該異常検出手
段からの異常検出信号を受けて放電灯への電力供給を遮
断する遮断手段と、異常検出信号により遮断手段が放電
灯への電力供給を断った後に点灯スイッチの操作により
直流電源電圧の点灯回路への供給を停止した時点から点
灯スイッチの再投入を直ぐに行っても直流電源電圧が点
灯回路に供給されないようにする電源供給制御手段とを
設けたものである。

【００１１】

【作用】本考案によれば、放電灯のショート状態を検出
した時に異常検出手段からの異常検出信号を受けて遮断
手段が放電灯への電力供給を遮断するとともに、その後
点灯スイッチの操作により直流電源電圧の点灯回路への
供給を停止した時点から直ぐに点灯スイッチの再投入を
行っても電源供給制御手段の働きによって直流電源電圧
が点灯回路に供給されないようにすることで、点灯スイ
ッチの投入を頻繁に繰り返した場合でも蓄熱による半導
体スイッチ素子の温度上昇を抑えることができる。

【００１２】

【実施例】以下に、本考案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。尚、図示した実
施例は本考案を矩形波点灯方式の点灯回路に適用したも
である。

【００１３】図１は点灯回路１の概要を示すものであ
り、バッテリー２が直流電圧入力端子３、３′間に接続
される。

【００１４】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。

【００１５】プラスライン４上にはリレー６の接点６ａ
が設けられており、電源遮断回路７によってその開閉が
なされる。

【００１６】つまり、電源遮断回路７は回路に異常が検
出された時に後段の回路へのバッテリー電圧の供給を断
つために設けられており、後述する異常検出回路からの
検出信号によって制御される。

【００１７】８は直流昇圧回路であり、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
のグランド側入力端子が直流電圧入力端子３′に接続さ
れている。

【００１８】この直流昇圧回路８はバッテリー電圧の昇
圧のために設けられており、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。

【００１９】９は直流−交流変換回路であり、上記直流
昇圧回路８の後段に設けられ、直流昇圧回路８から送ら
れてくる直流電圧を矩形波交流電圧に変換するための回
路である。

【００２０】この直流−交流変換回路９には、例えば、
４つのＦＥＴを使ったブリッジ型駆動回路が用いられ、
２対のＦＥＴが互いに相反的にスイッチング制御される
ことで矩形波が作られる構成となっている。

【００２１】１０はイグナイタ回路であり、上記直流−
交流変換回路９の後段に配置され、交流出力端子１１、
１１′間には定格電力３５Ｗのメタルハライドランプ１
２が接続されるようになっている。

【００２２】１３は直流昇圧回路８の出力電圧を制御す
るための制御回路であり、直流昇圧回路８の出力端子間
に設けられた電圧検出部１４によって検出される直流昇
圧回路８の出力電圧に対応した電圧検出信号が入力され
る。

【００２３】また、直流昇圧回路８と直流−交流変換回
路９とを結ぶグランドライン上に設けられた電流検出部
１５によって、直流昇圧回路８の出力電流に対応した電
流検出信号が電圧変換された形で制御回路１３に入力さ
れるようになっている。

【００２４】尚、本実施例ではメタルハライドランプ１
２のランプ電圧やランプ電流の相当信号を直流昇圧回路
８の出力段から得るようにしているが、これらを直接的
に検出するような構成を採用しても良いことは勿論であ
る。

【００２５】制御回路１３は以上の検出信号に応じた制
御信号を発生して直流昇圧回路８に送出し、その出力電
圧を制御することで、メタルハライドランプ１２の起動
時の状態に合せた電力制御を行い、ランプの始動時間や
再始動時間を短縮して速やかに定電力制御へと移行させ
るようになっている。

【００２６】１６は異常検出回路であり、回路状態を常
時監視することによって回路の異常状態を検出し、回路
保護や事故の未然防止を図るために設けられている。

【００２７】ここで、異常状態としてはランプのオープ
ン状態やランプのショート状態、ランプが車体にショー
トしている状態等が挙げられるが、このような状況下に
おいてランプへの電力供給を行い続けると、回路及びそ
の周辺部での発熱による発火の危険を招いたり、感電事
故を引き起こす虞れがある。

【００２８】そこで、上記の状況が生じたときに異常検
出回路１６はこの異常状態を迅速かつ確実に検出して、
電源遮断回路７に信号を送りバッテリー２から直流昇圧
回路８への電源電圧の供給を断つようになっている。

【００２９】但し、ショート検出については、点灯スイ
ッチ５の再投入を行ってもショート検出時点から一定の
時間が経たないとリレー６がオン状態とならないように
制御し、これによって半導体スイッチ素子の温度上昇を
防止するようになっている。

【００３０】尚、ショート検出については各種の方法を
挙げることができ、例えば、直流昇圧回路８の出力電圧
及び電流を検出して両者の相対的関係から予め定められ
た判定曲線に照合して異常を判定する方法や、直流−交
流変換回路９の出力する矩形波電圧を監視してショート
時にこれがゼロ近辺になったこときに所定の閾値との比
較によって異常を判定する方法等がある。

【００３１】この異常検出回路１６の具体的な構成につ
いては本考案の要旨に直接の関係がないので図示及び説
明を省略する。

【００３２】図２は異常検出回路１６の出力段と電源遮
断回路７の構成例を示すものである。

【００３３】各異常検出信号はダイオード１７、１７、
・・・によりＯＲ出力として電源遮断回路７内の信号保
持回路１８の入力端子１９に送られる。

【００３４】信号保持回路１８はその入力端子１９がＨ
レベルになったときに、この状態が保持されてリレー６
をオフさせるための信号を出力するようになっている。

【００３５】図示するように入力端子１９は抵抗２０を
介してエミッタ接地のＰＮＰトランジスタ２１のコレク
タに接続されており、該コレクタが抵抗２０、コンデン
サ２２を介して接地されるとともに、抵抗２０、２３を
介しエミッタ接地のＮＰＮトランジスタ２４のベースに
接続されている。

【００３６】トランジスタ２４のコレクタは抵抗２５、
２６を介して電源端子２７に接続されており、抵抗２５
と２６との間がＰＮＰトランジスタ２１のベースに接続
されている。そして、トランジスタ２４のベース−エミ
ッタ間には抵抗２８が介挿されている。

【００３７】尚、電源端子２７は点灯スイッチ５の後端
側の電源ラインから引き出されている。

【００３８】またＮＰＮトランジスタ２４のコレタタは
ダイオード２９のカソードに接続され、該ダイオード２
９のアノードが抵抗３０を介してエミッタ接地のトラン
ジスタ３１のベースに接続されている。

【００３９】トランジスタ３１はリレー６の駆動用に設
けられ、そのコレクタがリレー６のコイル６ｂを介して
電源端子２７に接続されており、コイル６ｂに並列に逆
電圧防止用ダイオードが接続されている。

【００４０】３２は抵抗であり、その一端が電源端子２
７に接続され、他端がダイオード２９のアノードに接続
されている。

【００４１】３３はコンデンサであり、その一端がダイ
オード２９のアノードに接続され、他端が接地されてい
る。

【００４２】この電源遮断回路７において、入力端子１
９にＨ信号が加わると、トランジスタ２４、２１がオン
状態となるとともにこの状態が保持され、トランジスタ
３１がオフするため、リレー６がオフし、よって直流昇
圧回路８へのバッテリー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。

【００４３】３４は遅延動作回路であり、ショート検出
による電源遮断後に上記信号保持回路１８をリセットす
るために点灯スイッチ５を切って電源供給を停止し、そ
の後に点灯スイッチ５を再投入した場合に直ぐにリレー
６がオン状態とならないようにし、ショート検出時点か
ら所定時間が経過した後の点灯スイッチ５の再投入時だ
けリレー６がオン状態となるようにするためのものであ
る。

【００４４】図３は遅延動作回路３４の構成例を示す。

【００４５】図中、３５はエミッタ接地のＮＰＮトラン
ジスタであり、そのベースには抵抗３６を介して異常検
出回路１６からのショート検出信号（これを「ＳＳ」と
記す。）が入力され、そのコレクタが抵抗３７を介して
後段のＰＮＰトランジスタ３８のベースに接続されてお
り、ベース−エミッタ間には抵抗３９が介挿されてい
る。

【００４６】トランジスタ３８のエミッタは電源端子２
７に接続され、そのコレクタが抵抗４０及びコンデンサ
４１を介して接地されている。

【００４７】４２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４３を介して抵抗４０とコン
デンサ４１との間に接続されており、そのコレクタが上
記した電源遮断回路７のダイオード２９のアノードに接
続されている。

【００４８】そして、抵抗４４がトランジスタ４２のベ
ース−エミッタ間に介挿されている。

【００４９】図４は上記の回路についてのショート検出
時の電源遮断時から直ちに点灯スイッチ５を再投入した
場合（時間差を「Δｔ」とする。）における各部の状態
を示すタイムチャート図であり、図中「ＳＷ５」は点灯
スイッチ５のオン／オフ状態、「ＳＳ」はショート検出
信号、「Ｓ６」はリレー６のオン／オフ状態、「Ｓ３
１」はトランジスタ３１のオン／オフ状態をそれぞれ示
している。

【００５０】上述したショート検出信号ＳＳにより電源
遮断回路７のトランジスタ２１、２４がオンし、トラン
ジスタ３１がオフすることにより、リレー６がオフ状態
となるが、遅延動作回路３４においてはショート検出信
号ＳＳによってトランジスタ３５、３８がオンし、点灯
スイッチ５がオン状態である間コンデンサ４１の端子電
圧が上昇してこれが所定電圧に達するとトランジスタ４
２がオンする。これによる信号はトランジスタ３１をオ
フさせるように働くが既にトランジスタ３１がオフして
いるのでその状態に変化はない。

【００５１】点灯スイッチ５を一旦切ってから再投入す
ると、時間差Δｔが短い場合コンデンサ４１の放電時間
が短いため、トランジスタ４２がオン状態となり、トラ
ンジスタ３１はオフし、リレー６がオフ状態となる。

【００５２】よって、バッテリー電圧が直流昇圧回路８
に供給されない。

【００５３】これに対して、時間差Δｔが長くコンデン
サ４１が放電してトランジスタ４２がオフとなる端子電
圧以下に下がった場合には点灯スイッチ５を再投入した
時にリレー６がオンし得る状態となる。

【００５４】このように、点灯スイッチ５の再投入を間
髪を入れずに繰り返した時でも、点灯スイッチ５をオフ
してから次にオンするまでの時間Δｔが所定時間以上経
過しない限りリレー６がオンし得る状態にならないよう
に制御することによって、直流−交流変換回路９の半導
体スイッチ素子が蓄熱のために破壊に至るといった不都
合を防止することできる。

【００５５】

【考案の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本考案によれば、放電灯のショート状態を検出した
時に異常検出手段が発する異常検出信号を受けて遮断手
段が放電灯への電力供給を遮断するとともに、その後点
灯スイッチの操作により直流電源電圧の点灯回路への供
給を停止した時点から直ちに点灯スイッチの再投入を行
っても電源供給制御手段の働きによって直流電源電圧が
点灯回路に供給されないように制御することで、ショー
ト検出による電源遮断後に点灯スイッチの投入を頻繁に
繰り返した場合でも、蓄熱により直流−交流変換回路の
半導体スイッチの温度が上昇して破壊に至るといった不
都合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る車輌用放電灯の点灯回路の概要を
示すブロック図である。

【図２】本考案に係る車輌用放電灯の点灯回路の要部を
示す回路図である。

【図３】本考案に係る遅延動作回路の構成例を示す回路
図である。

【図４】本考案に係る車輌用放電灯の点灯回路の動作に
ついて説明するためのタイムチャート図である。

【図５】車輌用放電灯の点灯回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図６】従来の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１ 車輌用放電灯の点灯回路 ５ 点灯スイッチ ６、７ 遮断手段 ９ 直流−交流変換回路 １２ 放電灯 １６ 異常検出手段 ３４ 電源供給制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 41/14 - 41/29 H02M 7/48

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源電圧を点灯回路に供給し又は停
   止するための点灯スイッチと、直流電圧を矩形波状電圧
   に変換して放電灯に供給する直流−交流変換回路とを有
   し、該直流−交流変換回路が半導体スイッチ素子を用い
   たブリッジ型の構成とされた車輌用放電灯の点灯回路に
   おいて、放電灯のショート状態を検出する異常検出手段
   と、該異常検出手段からの異常検出信号を受けて放電灯
   への電力供給を遮断する遮断手段と、異常検出信号によ
   り遮断手段が放電灯への電力供給を断った後に点灯スイ
   ッチの操作により直流電源電圧の点灯回路への供給を停
   止した時点から点灯スイッチの再投入を直ぐに行っても
   直流電源電圧が点灯回路に供給されないようにする電源
   供給制御手段とを設けたことを特徴とする車輌用放電灯
   の点灯回路。