JP2700934B2 - 車輌用放電灯の点灯回路 - Google Patents

Description

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

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.背景技術 D.発明が解決しようとする課題 E.課題を解決するための手段 F.実施例［第１図乃至第３図］ a.全体の構成［第１図］ b.各部の回路構成［第２図、第３図］ ｂ−1.電源遮断用リレー回路 ｂ−2.リレー遮断用回路 ｂ−3.過電圧検出回路 ｂ−4.DC昇圧回路 ｂ−5.高周波昇圧回路 ｂ−6.限流負荷及びイグナイタ回路 ｂ−7.イグナイタ始動回路 ｂ−8.点灯異常検出回路 ｂ−9.制御回路［第２図、第３図］ ｂ−10.出力電流異常検出回路 ｂ−11.出力電圧異常検出回路 c.動作 ｃ−1.正常時 ｃ−2.異常時 ｃ−２−a.点灯不能時 ｃ−２−b.出力電流異常時 ｃ−２−c.出力電圧異常時 ｃ−２−d.バッテリー異常時 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、回路状態の異常によるランプの絶縁破壊及び素
子故障やランプ交換時の感電事故の未然防止を図ること
ができるようにした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。

（B.発明の概要） 本発明車輌用放電灯の点灯回路は、直流電圧入力端子
からの直流電圧を昇圧する直流昇圧回路と、該直流昇圧
回路の出力電圧を交流電圧に変換するコンバータ回路と
を備え、コンバータ回路の出力が限流負荷を介して放電
灯に印加されるようにした車輌用放電灯の点灯回路にお
いて、直流電圧入力端子間において、点灯スイッチに直
列接続された電源遮断用スイッチ手段と、点灯スイッチ
及び電源遮断用スイッチ手段が閉じているときに放電灯
への電源供給を許可するリレーとを設けると共に、点灯
回路の回路状態の異常を検出する回路異常検出手段を設
けたものであり、回路異常検出手段が、直流昇圧回路の
出力電流、電圧に関する異常状態、直流電源の過電圧を
検出して電源遮断用スイッチ手段に信号を送出してリレ
ーを動作させ直流電源から点灯回路への電源供給を断つ
ようにすることにより、ランプの絶縁破壊や回路素子故
障の防止並びにランプ交換時の感電事故防止を図ること
ができるようにしたものである。

（C.背景技術） 自動車用前照灯の光源には現在白熱電球が広く用いら
れているが、この白熱電球の点灯回路としては、例え
ば、バッテリー端子間に点灯スイッチを介してリレーの
コイルを接続すると共にリレー接点を介してバッテリー
端子間に白熱電球を接続するといった回路が用いられ
る。

このような白熱電球の点灯回路にあっては、電球の寿
命等に起因する異常が生じたりバッテリーからの過電圧
が入力されたり、あるいはバッテリーの極性を見違えて
点灯回路の入力端子に逆に接続したような場合でも最悪
の事態としてフィラメントの断線を招く程度で済むため
安全上の問題はなく、そのための特別の保護回路が設け
られていないのが通常である。

（D.発明が解決しようとする課題） ところで、近時、ハロゲンランプを含む白熱電球に代
わる新しい光源としてメタルハライドランプが脚光を浴
びているが、このメタルハライドランプを自動車用前照
灯の光源として用いる場合にはランプを瞬時に点灯又は
再点灯させる必要があり、その時の始動電圧も非常に高
い（10〜20kV程度）。

そのため、点灯スイッチの投入後において、ランプの
寿命等に起因する異常が発生しランプが点灯しない場合
には、点灯回路の出力端子間に高電圧が発生し続けるこ
とになるので、ランプが取着されているソケット内に設
けられたコンタクト端子間の絶縁破壊により発火が生じ
たり、ユーザーがランプに高電圧が印加されているのを
知らずにランプ交換を行い感電してしまうといった危険
性が生じるという問題がある。

また、点灯回路の一部をなす直流昇圧回路の出力電流
や出力電圧に関して異常な状態が発生したりバッテリー
が過電圧になると回路素子の破壊やこれに伴う回路誤動
作を誘発し、高電圧の発生及びランプ破壊を招く惧れが
ある。

（E.課題を解決するための手段） そこで、本発明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、直流電圧入力端子からの直流電圧
を昇圧する直流昇圧回路と、該直流昇圧回路の出力電圧
を交流電圧に変換するコンバータ回路とを備え、コンバ
ータ回路の出力が限流負荷を介して放電灯に印加される
ようにした車輌用放電灯の点灯回路において、点灯スイ
ッチに対して直列に接続された電源遮断用スイッチ手段
と、直流昇圧回路の出力電流及び／又は出力電圧、直流
電源の過電圧状態を検出して回路状態の異常を検出する
手段とを設け、該手段が回路の異常時に電源遮断用スイ
ッチ手段に信号を送出して直流電源から点灯回路への電
源供給を断つようにしたものである。

従って、本発明によれば、直流昇圧回路の出力電流及
び／又は出力電圧についての異常が検出されたり、直流
電源の過電圧が検出された場合には、電源遮断用スイッ
チ手段によって直流電源による点灯回路への電源電圧の
供給を断つようにしているので、ランプや回路素子破壊
や感電等を未然に防止することができる。

（F.実施例）［第１図乃至第３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。尚、図示した実施例は本
発明車輌用放電灯の点灯回路を自動車用メタルハライド
ランプの点灯回路に適用したものである。

（a.全体の構成）［第１図］ 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
に接続されている。

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。

６は電源遮断用リレー回路であり、回路の異常時にリ
レー遮断用回路７からの信号を受けると後段の回路への
電源電圧の供給を断つようになっている。尚、リレー遮
断用回路７はバッテリー２の過電圧を検出する過電圧検
出回路８や後述する出力電流異常検出回路、出力電圧異
常検出回路、点灯異常検出回路からの信号を受けて電源
遮断用リレー回路６を構成するリレーをオフさせるもの
である。

９はDC昇圧回路であり、電源遮断用リレー回路６の後
段に設けられており、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な
される。

10は高周波昇圧回路であり、上記DC昇圧回路９の後段
に設けられており、DC昇圧回路９からの直流電圧を正弦
波交流電圧に変換するために設けられている。該高周波
昇圧回路10としては、例えば、プッシュプル方式のイン
バータ回路が用いられる。

11は限流負荷及びイグナイタ回路であり、上記高周波
昇圧回路10の後段に配置され、その交流出力端子12、1
2′間にはメタルハライドランプ13（35W程度）が接続さ
れる。

14はイグナイタ始動回路であり、ランプ電流をもとに
メタルハライドランプ13の点灯又は不点灯を検出して不
点灯時には上記した限流負荷及びイグナイタ回路11に起
動パルス発生用信号を送出するために設けられている。

尚、これら限流負荷及びイグナイタ回路11とイグナイ
タ始動回路14とが同一基板上に配置され、これら以外は
別基板上に配置されており、両者の基板間はコネクタ付
の接続コードで接続されている。

15は制御回路であり、DC昇圧回路９の出力端子間に設
けられた分圧抵抗16、16′を介して検出されるDC昇圧回
路９の出力電圧や、DC昇圧回路９の出力電流を電圧変換
するために該DC昇圧回路９と高周波昇圧回路10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17からの
電圧、に応じたデューティーサイクルのパルス信号を発
生させ、この信号をゲート駆動回路18を介してDC昇圧回
路９に送出し、その出力電圧を制御するために設けられ
ている。尚、制御回路15とバッテリー２とは共通グラン
ドとされている。

19は出力電流異常検出回路であり、高周波昇圧回路10
の出力段におけるショート時（例えば、高周波昇圧回路
10と限流負荷及びイグナイタ回路11とを結ぶ接続コード
のコネクタがはずれて他のものに接触したような場合）
には、DC昇圧回路９の出力電流が過大になり、制御素子
の破壊等が惹き起こされるのを防止するために設けられ
ている。そして、DC昇圧回路９の出力電流が所定値以上
になったときに異常と判断して信号をリレー遮断用回路
７に送出するようになっている。

20は出力電圧異常検出回路であり、メタルハライドラ
ンプ13又は交流出力端子12、12′がシート状態になった
ときや、高周波昇圧回路10の出力段がオープン状態にな
ったとき（例えば、断線やコネクタのはずれ等）には制
御回路15の発生する制御パルスのデューティーサイクル
が最大となるためDC昇圧回路９の出力電圧が最大値とな
る。この状態が長く続くと素子破壊や、トランス等の発
熱や劣化をもたらすので、これが所定時間以上継続した
ときに異常と判断してリレー遮断用回路７に信号を送出
するようになっている。

21は点灯異常検出回路であり、イグナイタ始動回路14
からの信号をもとにメタルハライドランプ13の点灯又は
不点灯を判断し、何らかの原因でランプがいっこうに点
灯しないときにはリレー遮断用回路７に信号を送出する
ようになっている。例えば、交流出力端子12、12′間に
ランプが接続されていなかったり、ランプの寿命等によ
って点灯不能な状態にある場合には起動パルスが発生し
続けることになるため、これによって生じる感電や素子
破壊、電磁干渉を防止するためである。

（b.各部の回路構成）［第２図、第３図］ 次に、上記点灯回路１を構成する各回路部について詳
述する。

（ｂ−1.電源遮断用リレー回路） 22は逆電圧防止用のダイオードであり、そのアノード
がプラスライン４に接続されている。このダイオード22
は直流電圧入力端子３、３′にバッテリー２の極性を誤
ってつないだときの保護のために設けられている。

23はリレーであり、そのコイル23aの一端がダイオー
ド22のカソードに接続され、他端はリレー遮断用のNPN
トランジスタ24のコレクタに接続されている。このトラ
ンジスタ24はリレー遮断用回路７の一部を為しており、
点灯スイッチ５を入れたときにトランジスタ24がオン状
態となっていればリレー23がオンし、プラスライン４上
に設けられたNO（ノーマル・オープン）接点23bが閉じ
られ、それ以降のDC昇圧回路９等にバッテリー電圧が供
給され、逆にトランジスタ24がオフするとリレー23がオ
フしNO接点23bが開くのでバッテリー電圧の供給が断た
れるようになっている。

25はコイル23aに逆並列に設けられたダイオードであ
る。

尚、26はダイオード22のカソードに接続された電源端
子、27は電源ラインである。

（ｂ−2.リレー遮断用回路） 28は電源端子であり、リレー23のNO接点23bが閉じら
れたときに所定の電圧が得られるように、NO接点23bの
後段のプラスライン上にダイオードを介して接続されて
いる。

29はPNPトランジスタであり、そのエミッタが電源端
子28に接続され、コレクタがダイオード30のアノードに
接続されている。そして、そのベースは後述する抵抗
（101）を介して、出力電流異常検出回路19、出力電圧
異常検出回路20、点灯異常検出回路21の出力段に各々設
けられたNPNトランジスタのコレクタに接続されてい
る。

31はトランジスタ29のベース−エミッタ間に設けられ
た抵抗である。

32はエミッタ接地とされたNPNトランジスタであり、
そのコレクタが直列抵抗33、33′を介して電源ライン27
に接続され、そのベースが抵抗34を介してダイオード30
のカソードに接続されている。そして、ベース−エミッ
タ間には抵抗35が設けられている。

36はPNPトランジスタであり、そのコレクタがダイオ
ード30のカソードに接続され、エミッタが電源ライン27
に接続されており、そのベースは抵抗33と33′との間に
接続されている。

37はダイオードであり、そのカソードがトランジスタ
32のコレクタに接続され、そのアノードが抵抗38を介し
てトランジスタ24のベースに接続されている。

39はダイオード37のアノードと電源ライン27との間に
設けられた抵抗、40はトランジスタ24のベース−エミッ
タ間に介挿された抵抗である。

このようにリレー遮断用回路７は、トランジスタ29が
オンしたときにトランジスタ32、36のオン状態が保持さ
れてトランジスタ24がオフすることになる。

トランジスタ36による信号の保持は異常検出上のチャ
タリング防止のためであり、メタルハライドランプ13の
不点灯状態が所定時間以上続いた場合、あるいはDC昇圧
回路９の出力電流が過大になったりその出力電圧が最大
値となった状態が所定時間以上継続したときに意味をも
つ。このような信号保持を行なうことによって、回路異
常時には、プラスライン４からダイオード22を介して給
電されるリレー遮断用回路７等の回路だけに電源供給を
行なえば済むため、省電力化が図られる。

（ｂ−3.過電圧検出回路） 41はツェナーダイオードであり、そのカソードが電源
端子26に接続され、そのアノードが直列抵抗42、42′を
介して接地されている。

43はエミッタ接地とされたNPNトランジスタであり、
そのコレクタがリレー遮断用回路７の抵抗38と39との間
に接続されると共に、ベースが抵抗42と42′との間に接
続されている。

このように、過電圧検出回路８にあってはバッテリー
電圧がある電圧以上になるとツェナーダイオード41が導
通してトランジスタ43がオンするので、リレー遮断用回
路７のトランジスタ24がオフし、リレー23がオフするこ
とになる。

（ｂ−4.DC昇圧回路） DC昇圧回路９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44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15から
ゲート駆動回路18を介して送られてくる制御パルスによ
ってスイッチング動作されるＮチャンネルFET45と、プ
ラスライン４上においてそのアノードがFET45のドレイ
ンに接続された整流用のダイオード46と、該ダイオード
46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47とから構成されている。そして、DC昇
圧回路９は制御回路15からゲート駆動回路18を介して送
られてくる制御パルスによってFET45がオン状態となっ
たときにインダクタ44がエネルギーを蓄え、FET45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−5.高周波昇圧回路） 高周波昇圧回路10としては、２つのFETの相反動作を
利用した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。

48はチョークコイルであり、その一端がDC昇圧回路９
のプラス側出力端子に接続され、他端がトランス49の一
次巻線49aのセンタータップに接続されている。

50、51はそれぞれ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17を介してグランドライ
ン４′に接続されている。そして、一方のFET50のドレ
インがトランス49の一次巻線49aの一端に接続され、他
方のFET51のドレインが一次巻線49aの他端に接続されて
いる。

52は帰還巻線であり、その一端が抵抗53を介してFET5
1のゲートに接続されている。また、帰還巻線52の他端
は抵抗54を介してFET50のゲートに接続されている。

55、55′はコンデンサ、56、56及び56′、56′はツェ
ナーダイオードであり、コンデンサ55や対向状態のツェ
ナーダイオード56、56がFET50のゲート−ソース間に介
挿され、また、コンデンサ55′や対向状態のツェナーダ
イオード56′、56′がFET51のゲート−ソース間に介挿
されている。尚、ツェナーダイオードはサージ電圧対策
として設けられたものである。

57、57′は定電流ダイオードであり、FET50、51のス
イッチング動作上の切換タイミングを規律し、電力損失
を少くするために設けられており、その一方57がDC昇圧
回路９のプラス側出力端子とFET50のゲートとの間に介
挿され、他方57′がDC昇圧回路９のプラス側出力端子と
FET51のゲートとの間に介挿されている。

58はFET50のゲート−ソース間に設けられた抵抗、5
8′はFET51のゲート−ソース間に設けられた抵抗であ
る。

59、60はそれぞれコンデンサであり、その一方59がト
ランス49の一次巻線49aの両端子間に設けられ、他方60
が二次巻線49bの両端子間に設けられている。

しかして、高周波昇圧回路10にあっては、帰還巻線52
によるFET50、51の互いに相反したスイッチング制御が
行なわれトランス49を通して正弦波出力が得られるよう
になっている。

尚、高周波昇圧回路９の共振周波数はトランス49の一
次巻線49aのインダクタンスとコンデンサ59又は60の静
電容量によって規定され、その値が20KHzに選ばれてい
る。共振周波数を上げるとトランス49やイグナイタ回路
を構成するトリガートランスを小型化することができる
が、あまりに高周波になると今度は音響共鳴現象が起き
てランプの点灯が不安定となってしまう。この20KHzと
いう値は35Wランプにとっては従来の10KHzより高い値で
あるが、音響共鳴現象を惹き起こさない範囲（30KHz以
下）にある。

（ｂ−6.限流負荷及びイグナイタ回路） 61、61′は交流ラインであり、その一方がトランス49
の二次巻線49bの一端と交流出力端子12とを結んでお
り、該交流ライン61上にはトリガートランス62の二次巻
線62bが設けられている。また、交流ライン61′が二次
巻線49bの他端と交流出力端子12′とを結んでおり、該
交流ライン61′上にはランプ電流検出用のコンデンサ63
が設けられている。

そして、トリガートランス62の二次巻線62bとコンデ
ンサ63とが限流負荷を構成しており、コンデンサ63はま
たメタルハライドランプ13のランプ電流検出の役目も担
っている。コンデンサ63がランプ電流の検出をも兼ねる
ようにすると、ランプ電流検出にカレントトランスを用
いる場合に比べて回路が簡単になりコスト低減を図るこ
とができる。

トリガートランス62の一次巻線62aの一端は高周波昇
圧回路10寄りの交流ライン61に接続され、他端は抵抗64
を介してサイリスタ65のアノードに接続されている。
尚、スイッチング素子としてサイリスタを用いると、サ
ージ電流に対する定格値が高いのでサイダック（SSS）
を用いる場合に比べ信頼性が高い。

66はコンデンサであり、トランス49寄りの交流ライン
61とサイリスタ65のカソードとの間に設けられており、
該コンデンサ66に並列に抵抗67が接続されている。

68はツェナーダイオードであり、そのカソードがトラ
ンス49寄りの交流ライン61に接続され、アノードが抵抗
69、70を介してサイリスタ65のカソードに接続されてい
る。そして、サイリスタ65のゲートは抵抗69と70との間
に接続されている。

71は抵抗70に並列に設けられたコンデンサである。

72、72′は互いに並列に接続された抵抗であり、これ
らの一端はサイリスタ65のカソードに接続され、他端は
ダイオード73のアノードに接続されている。

74はサイリスタであり、そのアノードがダイオード73
のカソードに接続され、そのカソードが交流ライン61′
に接続されている。そして、サイリスタ74のゲート−カ
ソード間にはイグナイタ始動回路14からの電圧が印加さ
れ、これによってサイリスタ74のオン−オフ制御が行な
われるようになっている。

しかして、イグナイタ回路は、点灯開始時や点灯後に
おける一時的な消灯時に後述するイグナイタ始動回路14
からの信号を受けてサイリスタ74がオン状態となり、コ
ンデンサ66が高周波昇圧回路10の出力する交流出力の半
波期間において徐々に充電されて行く。

そして、コンデンサ66の端子電圧をツェナーダイオー
ド68及び抵抗69、70からなる回路が検出しており、コン
デンサ66の端子電圧が上がってツェナーダイオード68が
導通するとサイリスタ65がオンし、コンデンサ66が放電
する。

この時の発生電圧がトリガートランス62によって昇圧
されて高電圧の起動パルスとなり正弦波交流に重畳され
てメタルハライドランプ13に印加され、ランプの起動が
かけられることになる。

（ｂ−7.イグナイタ始動回路） 75は整流用ダイオードであり、そのアノードが交流出
力端子12′に接続され、そのカソードが抵抗76とコンデ
ンサ77とからなる積分回路とベース抵抗78とを介してNP
Nトランジスタ79のベースに接続されている。

NPNトランジスタ79はエミッタ接地とされ、そのコレ
クタが抵抗80を介して電源端子81に接続されると共に、
ベース−エミッタ間には抵抗82が介挿されている。尚、
電源端子81はダイオードを介してプラスライン４（NO接
点23bとDC昇圧回路９との間）に接続されており点灯ス
イッチ５が閉じられたときに所定の電圧が加えられる。

83はエミッタフォロワとされたNPNトランジスタであ
り、そのベースがトランジスタ79のコレクタに接続さ
れ、そのエミッタが抵抗84を介して前述したサイリスタ
74のゲートに接続されている。そして、サイリスタ74の
ゲート−カソード間には抵抗85とコンデンサ86とが互い
に並列な関係で設けられている。

87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88を介してトランジスタ83のエミッタ
に接続され、そのコレクタが抵抗89を介して電源端子81
に接続されると共に、点灯異常検出回路21の入力端子に
接続されている。

90はトランジスタ87のベース−エミッタ間に介挿され
た抵抗である。

しかして、イグナイタ始動回路14にあっては、ランプ
の点灯開始直後にはコンデンサ63の両端には電圧が発生
していないため、トランジスタ79がオフし、トランジス
タ83がオン状態となり、イグナイタ回路のサイリスタ74
がオンする。これによって前述したように起動パルスが
発生する。

また、この時トランジスタ87もオン状態となってお
り、そのコレクタ出力が後述する点灯異常検出回路21に
メタルハライドランプ13が未だ点灯していないことを示
す信号として送られる。

その後、ランプが点灯すると、コンデンサ63には所定
値以上の電圧が加わるためトランジスタ79がオンし、ト
ランジスタ83及び87がオフする。よって、サイリスタ74
がオフ状態となり起動パルスの発生が停止し、また点灯
異常検出回路21にはランプが点灯したことが伝えられ
る。

（ｂ−8.点灯異常検出回路） 91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92を介してイグナイタ始動回路14の出力
段に設けられたトランジスタ87のコレクタに接続されて
いる。そして、トランジスタ91のコレクタは抵抗93を介
してダイオード94のアノードに接続されており、ダイオ
ード94のカソードは電源端子28に接続されている。

95はトランジスタ91のベース−エミッタ間に設けられ
た抵抗である。

96はタイマー用のコンデンサであり、ダイオード94の
アノードと接地ラインとの間に設けられている。

97はダイオード94と並列に設けられた抵抗である。

98はダイオードであり、そのアノードが抵抗99を介し
てダイオード94のアノードに接続されている。

100はエミッタ接地のNPNトランジスタであり、そのコ
レクタがリレー遮断用回路７のトランジスタ29のベース
抵抗101に接続され、ベースがダイオード98のカソード
に接続されている。

102はトランジスタ100のベース−エミッタ間に設けら
れた抵抗である。

しかして、点灯異常検出回路21にあっては、イグナイ
タ始動回路14の出力段のトランジスタ87がオンしたまま
になるとトランジスタ91がオフし、コンデンサ96が充電
されて所定時間経過後はダイオード98、トランジスタ10
0がオンするため、リレー遮断用回路７のトランジスタ2
9をオンさせるように動作する。

（ｂ−9.制御回路）［第２図、第３図］ 制御回路15はDC昇圧回路９の出力段に設けられた分圧
抵抗16、16′により検出されるDC昇圧回路９の出力電圧
と、電流検出用抵抗17により検出されるDC昇圧回路９の
出力電流を示す信号に応じたデューティーサイクルの制
御パルスを発生させてゲート駆動回路18を介してDC昇圧
回路９のFET45のゲートに送出するものである。

103はPWM制御用ICであり、例えば、第３図に示すよう
に２つの誤差増幅器104、105が設けられ、その一方104
の非反転入力端子104aが分圧抵抗16と16′との間に接続
され、反転入力端子には所定の基準電圧が加えられてい
る。

また、誤差増幅器105の非反転入力端子105aには電流
検出用抵抗17の端子電圧が増幅回路106及びローパスフ
ィルタ107を経た後送られてくるようになっており、そ
の反転入力端子には所定の基準電圧が加えられている。
そして、これら誤差増幅器104、105の出力端子はPWMコ
ンパレータ108のマイナス入力端子にOR接続され、該PWM
コンパレータ108のプラス入力端子にはオシレータ109か
らの鋸歯状波が入力される。

110は休止期間調整用コンパレータであり、そのマイ
ナス入力端子がコントロール端子110aに接続され、プラ
ス入力端子はオシレータ109の出力端子に接続されてい
る。尚、図示は省略するがこのコントロール端子110aに
は所定の電圧がかけられており、制御パルスのデューテ
ィーサイクルの上限が規定されるようになっている。

111はAND回路であり、ここでPWMコンパレータ108の出
力と休止期間調整用コンパレータ110の出力とのAND演算
が行なわれ、その出力信号が出力モード切替回路112、
バッファ113を介して制御出力端子114に送出される。

そして、PWM制御用IC103の出力信号はゲート駆動回路
18を介してDC昇圧回路９のFET45のゲートに送られるこ
とになる。

（ｂ−10.出力電流異常検出回路） 115はコンパレータであり、ローパスフィルタ107の出
力電圧を基準電圧V_refと比較するものであり、その出力
が抵抗116を介してエミッタ接地のNPNトランジスタ117
のベースに送出されるようになっている。

そして、トランジスタ117のコレクタはリレー遮断用
回路７のトランジスタ29のベース抵抗101に接続されて
いる。

118はトランジスタ117のベース−エミッタ間に設けら
れた抵抗である。

しかして、出力電流異常検出回路19にあっては、電流
検出用抵抗17によって検出されたDC昇圧回路９の出力電
流が大きく、従って増幅回路016及びローパスフィルタ1
07を経て得られた検出電圧が基準電圧V_ref以上となった
ときに異常と判断し、トランジスタ117をオンさせ、リ
レー遮断用回路７のトランジスタ29をオンさせるように
動作する。

（ｂ−11.出力電圧異常検出回路） 119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９のプラス側出力端子に接続されアノードが抵
抗120、タイマー用コンデンサ121を介して接地されてい
る。

122はダイオードであり、そのカソードがツェナーダ
イオード119のカソードに接続されアノードが抵抗120と
コンデンサ121との間に接続されている。

123はエミッタフォロワのNPNトランジスタであり、コ
レクタはダイオード124のカソードに接続され、該ダイ
オード124のアノードが電源端子81に接続されている。
そして、そのベースが抵抗120とコンデンサ121との間に
接続されている。

125はエミッタ接地のNPNトランジスタであり、そのコ
レクタがリレー遮断用回路７のトランジスタ29のベース
抵抗101に接続されており、そのベースが抵抗126を介し
てトランジスタ123のエミッタに接続されている。

127はトランジスタ125のベース−エミッタ間に設けら
れた抵抗である。

しかして、この出力電圧異常検出回路20にあっては、
DC昇圧回路９の出力電圧が最大値となったままの状態が
続くとツェナーダイオード119が導通してコンデンサ121
が充電され、所定時間経過後にトランジスタ123、125が
オンし、リレー遮断用回路７のトランジスタ29をオンさ
せるように動作する。

（c.動作） 次に、上記点灯回路１の動作を回路状態に異常がなく
点灯スイッチ５の投入後にランプが正常に点灯する場合
（以下、「正常時」という。）と、回路状態に異常が発
生した場合（以下、「異常時」という。）に分けて説明
する。

（ｃ−1.正常時） 点灯スイッチ５を閉じたときには、リレー遮断用回路
７のトランジスタ24はオン状態であるためリレー23がオ
ン動作し、接点23bが閉じられるため、バッテリー電圧
が後段のDC昇圧回路９に供給される。

点灯スイッチ５の投入直後は、ランプが点灯しておら
ず、DC昇圧回路９の出力電流も小さいため、PWM制御用I
C103からゲート駆動回路18を介してDC昇圧回路９のFET4
5のゲートに送出される制御パルスは、そのデューティ
ーサイクルが分圧抵抗16、16′による検出値に対応した
値となる。よって、DC昇圧回路９の出力電力が高めら
れ、これが高周波昇圧回路10により20KHzの正弦波交流
に交換されてメタルハライドランプ13に印加されること
になる。

また、ランプ電流検出用のコンデンサ63には電圧が発
生していないためにイグナイタ始動回路14が作動し、イ
グナイタ回路のサイリスタ74をオンさせるため、コンデ
ンサ66が充電され、一定時間毎にサイリスタ65がオン
し、高圧パルスが発生する。これがランプの起動パルス
として高周波昇圧回路10の交流出力に重畳されてメタル
ハライドランプ13にトリガーがかけられる。

メタルハライドランプ13が点灯する迄の間は、イグナ
イタ始動回路14のトランジスタ87はオンしており、よっ
て点灯異常検出回路21のトランジスタ91はオフ状態とな
り、コンデンサ96が徐々に充電されて行く。しかし、ト
ランジスタ100がオンする前にメタルハライドランプ13
が点灯するため、このことがコンデンサ63及びイグナイ
タ始動回路14により検知されトランジスタ87がオフし、
トランジスタ91はオン状態となりコンデンサ96は放電す
る。

また、正常時は出力電流異常検出回路19のトランジス
タ117や出力電圧異常検出回路20のツェナーダイオード1
19、トランジスタ123、125はオフしたままであり、よっ
て、リレー遮断用回路７のトランジスタ29はオフしたま
まで出力段のトランジスタ24はオン状態になっている。

そして、DC昇圧回路９の出力電圧及び出力電流に応じ
たデューティーサイクルの制御パルスがPWM制御用IC103
より発生され、これがゲート駆動回路18を介してDC昇圧
回路９のFET45にフィードバックされるため、該DC昇圧
回路９の出力電圧が制御される。

ランプ点灯後にメタルハライドランプ13の光束が増加
するにつれて、ランプ電圧が上昇してくると、DC昇圧回
路９の出力電流が増加してくるので、PWM制御用IC103の
出力する制御パルスのデューティーサイクルが低下して
いき、DC昇圧回路９の出力電圧がこれに応じて減少して
行く。そして、最終的にDC昇圧回路９の出力電流が定常
レベルに飽和し、メタルハライドランプ13の光束が定格
光束に落ちつくことになる。

（ｃ−2.異常時） 次に、点灯回路１の異常における動作をランプが交流
出力端子12、12′間に接続されていなかったり、ランプ
寿命等により点灯不能な状態の場合（以下、「点灯不能
時」という。）と、DC昇圧回路９の出力電流について異
常な状態が発生した場合（以下、「出力電流異常時」と
いう。）、その出力電圧について異常な状態が継続した
場合（以下、「出力電圧異常時」という。）、そして、
バッテリー電圧について異常がある場合（以下、「バッ
テリー異常時」という。）に分けて説明する。

（ｃ−２−a.点灯不能時） メタルハライドランプ13が交流出力端子12、12′間に
接続されておらずオープン状態になっている場合やラン
プ寿命等によりランプが点灯不能な状態であるときはコ
ンデンサ63及びイグナイタ始動回路14によってランプの
不点灯が検出されるため、イグナイタ回路のサイリスタ
74をオンさせて起動パルスを発生させる。また、この間
イグナイタ始動回路14のトランジスタ87がオンしてお
り、よって点灯異常検出回路21のトランジスタ91はオフ
状態である。

しかし、ランプはいっこうに点灯しないので点灯異常
検出回路21のコンデンサ96が充電されてその端子電圧が
上昇していき、トランジスタ91がオフしたときからある
時間が経過するとトランジスタ100がオンする。

これによってリレー遮断用回路７のトランジスタ29が
オンし、その出力が保持されてトランジスタ24がオフ状
態になる。よって、リレー23がオフするため接点23bが
開かれるのでDC昇圧回路９への電源供給が断たれ、点灯
スイッチ５が再投入する迄はこの状態が保持されること
になり、起動パルスの発生が停止する。

（ｃ−２−b.出力電流異常時） 高周波昇圧回路10の出力段でのショート時等には過大
な電流がバッテリー２からDC昇圧回路９、高周波昇圧回
路10へと流れるため、これが電流検出用抵抗17によって
電圧変換されて増幅回路106、ローパスフィルタ107を経
てコンパレータ115に入力される。

すると、コンパレータ115により入力電圧が基準電圧V
_ref以上であると判断されてＨ信号がトランジスタ117に
送出されるため、トランジスタ117はオン状態になる。

これによって、リレー遮断用回路７のトランジスタ29
がオンするので出力段のトランジスタ24がオフし、リレ
ー23がオフして電源供給が遮断され、点灯スイッチ５を
再び投入する迄の間この状態が保持される。

（ｃ−２−c.出力電圧異常時） ランプがショート状態になった時や高周波昇圧回路10
が出力段でオープン状態になった時等においては、制御
回路15からゲート駆動回路18を介してDC昇圧回路９に送
出される制御パルスのデューティーサイクルが最大とな
り、よってDC昇圧回路９の出力電圧が最大値となり、こ
のため出力電圧異常検出回路20のツェナーダイオード11
9が導通する。

これによってコンデンサ121が充填されてその端子電
圧が上昇し、所定時間経過後にトランジスタ123、125が
オンするためリレー遮断用回路７のトランジスタ29がオ
ンし、やはりトランジスタ24がオフし、リレー23がオフ
して電源供給が断たれ、点灯スイッチ５の再投入がなさ
れる迄この状態が保持される。

（ｃ−２−d.バッテリー異常時） バッテリー２の電圧が過大になると過電圧検出回路８
のツェナーダイオード41が導通してトランジスタ43がオ
ンするため、リレー遮断用回路７のトランジスタ24がオ
フし、リレー23がオフするため電源供給が断たれる。し
かし、バッテリー電圧が一時的に高くなっただけで再び
所定電圧以下に戻ったときには、トランジスタ43がオフ
するのでトランジスタ24がオンしリレー23がオン動作し
て電源供給が復帰する。

このように、バッテリー電圧が過大になったときに
は、電源の遮断状態を保持せず、バッテリー電圧が所定
の値に復帰したときに再びリレー23をオン動作させるよ
うにする理由は、バッテリー電圧にサージ電圧等が重畳
したような場合には、瞬間的な過電圧状態となってしま
うため、この状態が異常と判断されてしまうとかえって
危険な状況を招いてしまうからである。つまり、運転者
は点灯スイッチ５を直ちに再投入しないとメタルハライ
ドランプ13が消灯したままの状況で暗闇の中を走行しな
ければならなくなるといった不都合が生じてしまうこと
になる。

尚、バッテリー２の極性を誤って直流電圧入力端子
３、３′に接続したときにはダイオード22がオフ状態で
あるためリレー23はオン動作しない。

（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、直流電圧入力端子からの直流
電圧を昇圧する直流昇圧回路と、該直流昇圧回路の出力
電圧を交流電圧に変換するコンバータ回路とを備え、コ
ンバータ回路の出力が限流負荷を介して放電灯に印加さ
れるようにした車輌用放電灯の点灯回路において、点灯
スイッチに対して直列に接続された電源遮断用スイッチ
手段と、直流昇圧回路の出力電流が所定値以上の場合に
異常と判断して電源遮断用スイッチ手段に信号を送出す
る出力電流異常検出手段及び／又は直流昇圧回路の出力
電圧が最大値となっている状態の継続時間が所定値以上
になった場合に異常と判断して電源遮断用スイッチ手段
に信号を送出する出力電圧異常検出手段、あるいは、直
流電源の過電圧状態を検出する過電圧検出手段とを設
け、これらの異常検出に係る手段が、回路の異常時に電
源遮断用スイッチ手段に信号を送出して直流電源から点
灯回路への電源供給を断つようにしたものである。

従って、本発明によれば、直流昇圧回路の出力電流や
出力電圧についての異常が検出されたり、直流電源の過
電圧が検出された場合には電源遮断用スイッチ手段によ
って直流電源から点灯回路への電源電圧の供給を断つよ
うにしているので、放電灯や回路素子の破壊や感電事故
等を未然に防止することができる。

尚、前記した実施例においては回路異常時にリレーの
接点を開くことによって直流電源から点灯回路への電源
供給が遮断されるようにしたが、本発明車輌用放電灯の
点灯回路の技術的範囲がこれのみに狭く解釈される訳で
はなく、リレーの接点構成についての如何なる態様（ト
ランスファー接点やｂ接点の使用等）も本発明の技術的
範囲に含まれることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３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図は全体の構成を示す
ブロック図、第２図は回路図、第３図はPWM制御用ICの
構成を示すブロック図である。 符号の説明 １……車輌用放電灯の点灯回路、 ２……直流電源、 ３、３′……直流電圧入力端子、 ５……点灯スイッチ、 ８……過電圧検出手段、 ９……直流昇圧回路、 10……コンバータ回路、 13……放電灯、 17、19……出力電流異常検出手段、 16、16′、20……出力電圧異常検出手段、 23、24……電源遮断用スイッチ手段、 62b、63……限流負荷、

フロントページの続き (72)発明者 松本 明浩 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 (72)発明者 村田 敦彦 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 (72)発明者 八木 操一 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 昭62−259391（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−162290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−46499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−136498（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−207462（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電圧入力端子からの直流電圧を昇圧す
   る直流昇圧回路と、該直流昇圧回路の出力電圧を交流電
   圧に変換するコンバータ回路とを備え、コンバータ回路
   の出力が限流負荷を介して放電灯に印加されるようにし
   た車輌用放電灯の点灯回路において、 点灯スイッチに対して直列に接続された電源遮断用スイ
   ッチ手段と、 直流昇圧回路の出力電流を検出して該出力電流が所定値
   以上の場合に異常と判断して電源遮断用スイッチ手段に
   信号を送出する出力電流異常検出手段とを備え、 上記電源遮断用スイッチ手段が出力電流異常検出手段か
   らの回路状態の異常を示す信号を受けると、直流電源か
   ら点灯回路への電源電圧の供給を遮断するようにした ことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
2. 【請求項２】直流電圧入力端子からの直流電圧を昇圧す
   る直流昇圧回路と、該直流昇圧回路の出力電圧を交流電
   圧に変換するコンバータ回路とを備え、コンバータ回路
   の出力が限流負荷を介して放電灯に印加されるようにし
   た車輌用放電灯の点灯回路において、 点灯スイッチに対して直列に接続された電源遮断用スイ
   ッチ手段と、 直流昇圧回路の出力電圧を検出し、該出力電圧が最大値
   となっている状態の継続時間が所定値以上になった場合
   に異常と判断して電源遮断用スイッチ手段に信号を送出
   する出力電圧異常検出手段とを備え、 上記電源遮断用スイッチ手段が出力電圧異常検出手段か
   らの回路状態の異常を示す信号を受けると、直流電源か
   ら点灯回路への電源電圧の供給を遮断するようにした ことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。
3. 【請求項３】直流電源の過電圧状態を検出する過電圧検
   出手段を設け、直流電源の電圧が所定値以上になったと
   きに異常と判断して電源遮断用スイッチ手段に信号を送
   出することによって直流電源から点灯回路への電源電圧
   の供給を遮断し、また、直流電源の電圧が再び所定値未
   満になったときには、過電圧検出手段が電源遮断用スイ
   ッチ手段に信号を送出して直流電源から点灯回路への電
   源電圧の供給を復帰させるようにした ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の車輌用放電灯の点灯回路。
4. 【請求項４】直流電圧入力端子からの直流電圧を昇圧す
   る直流昇圧回路と、該直流昇圧回路の出力電圧を交流電
   圧に変換するコンバータ回路とを備え、コンバータ回路
   の出力が限流負荷を介して放電灯に印加されるようにし
   た車輌用放電灯の点灯回路において、 点灯スイッチに対して直列に接続された電源遮断用スイ
   ッチ手段と、 直流電源の過電圧状態を検出する過電圧検出手段とを設
   け、 直流電源の電圧が所定値以上になったときに過電圧検出
   手段が異常と判断して電源遮断用スイッチ手段に信号を
   送出することによって直流電源から点灯回路への電源電
   圧の供給を遮断し、また、直流電源の電圧が再び所定値
   未満になったときには、過電圧検出手段が電源遮断用ス
   イッチ手段に信号を送出して直流電源から点灯回路への
   電源電圧の供給を復帰させるようにした ことを特徴とする車輌用放電灯の点灯回路。