放電灯点灯回路
【課題】地絡の影響なく放電灯の状態をモニタできる点灯回路を提供する。
【解決手段】。点灯回路１１は、共振用キャパシタ１７と、共振用インダクタ１９とを含み、更に、第１の出力２１と、第２の出力２３と、抵抗２５と、モニタ回路２９とを備える。点灯回路１１では、直流交流変換回路１３は直流電圧から交流電圧を生成する。抵抗２５の一端２５ａは第２の出力２３に接続され、他端２５ｂは二次側巻線３３の一端３３ａに接続される。モニタ用出力２７は、抵抗２５の他端２５ｂに接続されており、また放電灯３０に流れる電流をモニタするための信号を提供するために設けられている。抵抗２５の一端２５ａは、接地線ＧＮＤに接続されている。モニタ回路２９にはモニタ用出力２７からの信号を受ける。モニタ回路２９は、放電灯３０に流れる電流ＩＬをモニタするための信号を生成する。
【解決手段】。点灯回路１１は、共振用キャパシタ１７と、共振用インダクタ１９とを含み、更に、第１の出力２１と、第２の出力２３と、抵抗２５と、モニタ回路２９とを備える。点灯回路１１では、直流交流変換回路１３は直流電圧から交流電圧を生成する。抵抗２５の一端２５ａは第２の出力２３に接続され、他端２５ｂは二次側巻線３３の一端３３ａに接続される。モニタ用出力２７は、抵抗２５の他端２５ｂに接続されており、また放電灯３０に流れる電流をモニタするための信号を提供するために設けられている。抵抗２５の一端２５ａは、接地線ＧＮＤに接続されている。モニタ回路２９にはモニタ用出力２７からの信号を受ける。モニタ回路２９は、放電灯３０に流れる電流ＩＬをモニタするための信号を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両用放電灯の点灯回路が記載されている。点灯回路は、ＤＣ昇圧回路を用いてバッテリからの電圧を昇圧している。ＤＣ昇圧回路の昇圧出力は、高周波昇圧回路に接続されている。高周波昇圧回路は、自励式インバータ回路であり、その動作周波数は制御信号に応じて変化しない。自励式インバータ回路は、一対の電界効果トランジスタと、トランスとを含む。ＤＣ昇圧回路の昇圧出力は、チョークコイルを介してトランスのセンタータップに接続されている。一方の電界効果トランジスタは、トランスの一次側巻線の一端に接続されたドレインとグランドラインに接続されたソースとを有する。他方の電界効果トランジスタは、トランスの一次側巻線の他端に接続されたドレインとグランドラインに接続されたソースとを有する。これらの電界効果トランジスタのゲートは、それぞれ、トランスの帰還巻線の一端および他端に接続されている。トランスの二次側巻線の一端はトリガートランスを介して放電灯の一端に接続されており、またトランスの二次側巻線の他端は抵抗を介して放電灯の他端に接続されている。
【特許文献１】特願平４−１４１９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された点灯回路と異なる方式の点灯回路もいくつかある。これらの点灯回路のうちの一つは、直流−交流変換回路と共に直列共振回路を用いる。直流−交流変換回路は、制御信号に応じた周波数の交流電力を生成すると共に、トランスは、直列共振回路において発生する電圧を昇圧する。トランスの二次側巻線の一端および他端は放電灯の両端にそれぞれ接続されており、また二次側巻線の一端は接地されている。制御信号は、放電灯に印加される電圧（以下、ランプ電圧と呼ぶ）と放電灯に流れる電流（以下、ランプ電流と呼ぶ）に応じて生成され、放電灯に印加される電力を制御している。
【０００４】
この点灯回路では、ランプ電圧およびランプ電流は、トランスの二次側ではなく、二次側の電圧よりも小さい電圧が加わる一次側に検出回路を設けていた。しかしながら、放電灯に供給される電力を高精度に制御するためには、ランプ電圧およびランプ電流の検出精度をより高くすることが必要である。これ故に、放電灯の状態をモニタするためのモニタ回路をトランスの一次側ではなく二次側に設けることが好ましい。また、点灯回路では、放電灯の一端と接地との間に地絡が生じた場合にも正確なモニタができることが求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、地絡の影響なく放電灯の状態を正確にモニタできる点灯回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、放電灯を点灯するための点灯回路である。この点灯回路は、（ａ）前記放電灯に印加する電力を制御する制御信号に応答して、入力される直流電圧を交流電圧に変換する直流交流変換回路と、（ｂ）前記直流交流変換回路の出力から前記交流電圧を受ける一次側巻線および二次側巻線を含むトランスと、（ｃ）前記トランスの一次側に設けられたキャパシタと、（ｄ）前記トランスの一次側に設けられたインダクタと、（ｅ）前記二次側巻線からの電力を前記放電灯に供給するための第１および第２の出力と、（ｆ）前記第２の出力に接続され接地された一端と前記二次側巻線の一端に接続された他端とを有する抵抗と、（ｇ）前記放電灯に流れる電流を前記抵抗の前記他端からの信号を用いてモニタする電流モニタ回路を含む検出回路とを備え、前記キャパシタ、前記インダクタおよび前記一次側巻線は直列に接続されている。
【０００７】
この点灯回路によれば、第２の出力とトランスの二次側巻線の一端との間に抵抗を接続したので、トランスの一次側ではなく二次側において放電灯に流れる電流をモニタできる。また、抵抗の上記一端を接地するので、検出回路は、トランスの二次側巻線に流れる電流により抵抗両端に生じる電位差を示す信号を受ける。したがって、当該点灯回路の出力と放電灯との間の配線において地絡が生じたときでも、放電灯の状態を正確にモニタできる。故に、正確なモニタ値に応じて当該点灯回路が制御される。
【０００８】
本発明に係る点灯回路では、前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、前記電圧モニタ回路は、前記中間タップに接続された入力を有すると共に、該入力の交流電圧の振幅に対応する第２の信号を生成する第２の生成回路と、前記第１の信号および第２の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第１の演算回路とを備えることができる。
【０００９】
この点灯回路によれば、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタせずに、トランスの中間タップからの出力の値を用いるので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。また、抵抗の上記一端が接地されているので、トランスの中間タップからの出力の値は、トランスの二次側巻線の一端と中間タップとの間に現れる電圧と上記抵抗の両端間の電圧との和である。中間タップからの信号を第１および第２の生成回路並びに第１の演算回路を用いて処理すれば、上記抵抗の影響が実質的に除かれており放電灯に印加される電圧を示す信号が得られる。
【００１０】
本発明に係る点灯回路では、前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、前記電圧モニタ回路は、前記抵抗の他端に接続された第１の入力と前記二次側巻線の中間タップに接続された第２の入力と有すると共に、当該第１および第２の入力からの交流信号の差分に対応する第３の信号を生成する第３の生成回路と、前記第１の信号と前記第３の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第２の演算回路とを備えることができる。
【００１１】
この点灯回路によれば、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタせずに、トランスの中間タップからの出力の値を用いるので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。また、抵抗の上記一端が接地されているので、トランスの中間タップからの出力の値は、トランスの二次側の一端と中間タップとの間に現れる電圧と上記抵抗の両端間の電圧との和である。トランスの中間タップからの信号を第３の生成回路を用いて処理すれば、トランスの二次側の一端と中間タップとの間に現れる電圧を示す信号が得られる。この信号を更に第２の演算回路を用いて処理すると、上記抵抗による電位差の影響が実質的に除かれた信号（放電灯に印加される電圧を示す信号）が得られる。
【００１２】
本発明に係る点灯回路では、前記トランスの二次側は、追加巻線を有しており、前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、前記電圧モニタ回路は、前記追加巻線に接続された入力を有すると共に、前記追加巻線の両端の電位差に対応する交流電圧に応じた第４の信号を生成する第４の生成回路と、前記第１の信号と前記第４の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第３の演算回路とを備えることができる。
【００１３】
この点灯回路によれば、トランスの二次側に追加巻線を設けて、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタしないので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。
【００１４】
本発明に係る点灯回路では、前記第１の生成回路は、当該第１の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。
【００１５】
本発明に係る点灯回路では、前記第２の生成回路は、当該第２の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。また、前記第３の生成回路は、当該第３の生成回路の前記第１及び第２の入力からの交流信号を差分した信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。さらに、前記第４の生成回路は、当該第４の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。
【００１６】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、地絡の影響なく放電灯の状態を正確にモニタできる点灯回路が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の点灯回路に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、車両用放電灯のための点灯回路を概略的に示す回路図である。点灯回路は、車両用前照灯等の車両用灯具のために用いられる。点灯回路１１は、直流交流変換回路１３と、トランス１５と、キャパシタ１７と、インダクタ１９と、第１の出力２１と、第２の出力２３と、抵抗２５と、モニタ回路２９とを備える。直流交流変換回路１３は、制御信号ＳＣおよび直流電圧を受けており、直流電圧を変換して制御信号ＳＣに応じた周波数の交流電圧を生成する。トランス１５は、直流交流変換回路１３から交流電圧を受ける一次側巻線３１と、当該点灯回路１１に接続される放電灯３０に電力を供給するための二次側巻線３３とを含む。キャパシタ１７およびインダクタ１９は、トランス１５の一次側に設けられている。また、キャパシタ１７、インダクタ１９および一次側巻線３１は、直列に接続されており、またこれらは直流交流変換回路１３の出力１３ａに接続されている。本実施例では、例えば、キャパシタ１７およびインダクタ１９は、直流交流変換回路１３の出力１３ａとトランス１５の一次側巻線３１の一端３１ａとの間に接続される。キャパシタ１７は、直流交流変換回路１３の出力１３ａに接続された一端１７ａと、インダクタ１９の一端１９ａに接続された他端１７ｂとを有する。インダクタ１９の別の端子１９ｂは、一次側巻線３１の一端３１ａに接続されている。第１および第２の出力２１、２３は、トランス１５の二次側巻線３３からの交流電力を放電灯３０に供給するために設けられている。抵抗２５は、第２の出力２３に接続された一端２５ａと二次側巻線３３の一端３３ａに接続された他端２５ｂとを有する。第１の出力２１は、二次側巻線３３の他端３３ｂに接続されている。モニタ用出力２７は、抵抗２５の他端２５ｂに接続されており、また放電灯３０に流れる電流をモニタするための信号を提供するために設けられている。抵抗２５の一端２５ａは、接地線ＧＮＤに接続されている。この点灯回路１１を用いて、放電灯３０は交流点灯される。モニタ回路２９はモニタ用出力２７からの信号を受ける。モニタ回路２９は、放電灯に流れる電流をモニタするための電流モニタ回路２８ａを含む。電流モニタ回路２８ａは、抵抗２５の他端２５ｂからの信号を用いて、放電灯３０に流れる交流電流ＩＬＡＣの大きさを示す信号を生成する。電流ＩＬＡＣは、ＶＩＬＡＣ／Ｒ１により導出される（ここで、電圧ＶＩＬＡＣは抵抗２５の両端間の電位差であり、抵抗２５は抵抗値Ｒ１を有する）。モニタ回路２９は、電圧モニタ回路２８ｂを含む。
【００２０】
この点灯回路１１によれば、第２の出力２３と二次側巻線３３の一端３３ａとの間に抵抗２５を接続したので、トランス１５の一次側ではなく二次側において放電灯３０に流れる電流ＩＬＡＣをモニタできる。また、抵抗２５の一端２５ａを接地するので、二次側巻線３３に流れる電流による抵抗２５の両端に生じる電位差を示す信号をモニタ用出力２７から提供できる。したがって、当該点灯回路１１の出力２３と放電灯３０との間の配線において地絡が生じたときでも、放電灯３０の状態を正確にモニタできる。そして、正確なモニタ値に応じて当該点灯回路１１が制御される。
【００２１】
引き続き、点灯回路をさらに詳細に説明する。直流交流変換回路１３は、点灯回路１１の第１および第２のパワー入力３５ａ、３５ｂに接続された第１および第２の入力１３ｂ、１３ｃを有する。第１および第２の入力１３ｂ、１３ｃは、点灯回路１１の第１および第２のパワー入力３５ａ、３５ｂに接続された外部電源３７から電力Ｐを受ける。また、外部電源３７は、例えばバッテリといった直流電源である。あるいは、外部電源３７は、交流電力を整流し、この後に整流波形を平滑することにより得られる直流電力を供給するものでもよい。直流交流変換回路１３は、また制御信号ＳＣを受けており、この制御信号ＳＣに応じた周波数の交流電力を電力Ｐから変換する。制御信号ＳＣは、駆動回路３９により発生される。この駆動回路３９は、放電灯３０に流れる電流ＩＬＡＣおよび放電灯３０に印加される交流電圧ＶＬＡＣに対応するモニタ信号に応答して動作する。制御信号ＳＣの周波数は、これらのモニタ信号に応じて変化する。この周波数の値は、例えば１００ｋＨｚから３ＭＨｚ程度である。また、抵抗２５の値は、例えば０．１Ω〜１Ωである。
【００２２】
直流交流変換回路１３は、スイッチング素子４１、４３を含む。スイッチング素子４１、４３の導通および非導通は、制御信号ＳＣによって制御される。スイッチング素子４１、４３は直列に接続されており、共有するノードＪが直流交流変換回路１３の出力１３ａに接続されている。スイッチング素子４１、４３の各々は、例えばトランジスタであり、スイッチング素子４１、４３として、例えば電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタを用いることができる。スイッチング素子４１の制御端子４１ａに加わる信号に応じて第１端子４１ｂと第２端子４１ｃとの導通・非導通が制御される。また、スイッチング素子４３の制御端子４３ａに加わる信号に応じて第１端子４３ｂと第２端子４３ｃとの導通・非導通が制御される。直流交流変換回路１３として、本実施例では、ハーフブリッジ回路を用いているが、フルブリッジ回路を用いることもできる。
【００２３】
キャパシタ１７と、インダクタ１９および一次側巻線３１は、直流交流変換回路１３の出力１３ａと入力１３ｃとの間に直列に接続されている。点灯回路１１の動作中に、キャパシタ１７と、インダクタ１９および一次側巻線３１の少なくともいずれかとにより構成される共振回路が動作する。例えば、放電灯３０の点灯前では、二次側巻線３３が開放状態であるので、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７、インダクタ（インダクタンスＬ１）１９および一次側巻線３１（インダクタンスＬ２）からなる直列共振が生じる。実際には、この直列共振には、トランス１５の漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）も寄与しており、この場合、合成インダクタンスはＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３で表される。この共振周波数ｆ１は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）））で規定される。放電灯３０の点灯後では、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７、インダクタ（インダクタンスＬ１）１９および漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）からなる直列共振が生じる。この共振周波数ｆ２は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×（Ｌ１＋Ｌ３）））で規定される（ｓｑｒｔは平方根を示す。πは円周率を示す）。
【００２４】
あるいは、点灯回路１１は、キャパシタ１７と一次側巻線３１とにより構成される共振回路を利用することができる。この共振回路は、追加のインダクタを含まない。放電灯３０の点灯前では、二次側巻線３３が開放状態であるので、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７、一次側巻線３１（インダクタンスＬ２）およびトランス１５の漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）からなる直列共振が生じる。この共振周波数ｆ１は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×（Ｌ２＋Ｌ３）））で規定される。放電灯３０の点灯後では、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７および漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）からなる直列共振が生じる。この共振周波数ｆ２は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×Ｌ３））で規定される。
【００２５】
直流交流変換回路１３は、制御信号ＳＣの周波数ｆＣに応じた交流電力を共振回路に提供する。点灯回路１１は、これらの共振回路の共振周波数と交流電力の周波数との関係を利用して、放電灯３０の点灯を制御する。この制御のために、放電灯３０の状態（放電灯に流れる電流値および放電灯に加わる電圧値）の正確なモニタが必要となる。モニタのための信号は、例えば、モニタ用出力２７およびモニタ用出力４７から提供される。これらのモニタ用信号は、周波数ｆＣの信号である。モニタ用出力４７は、例えば、二次側巻線３３の中間タップ３３ｃに接続されている。検出回路４９は、モニタ回路２９および第１の生成回路５０を含む。検出回路４９は、モニタのための信号に応答して、放電灯に流れる電流値に対応する信号、および放電灯に加わる電圧値に対応する信号を生成する。制御回路５２は、検出回路４９の出力に接続された周波数変調回路５４をさらに含む。周波数変調回路５４からの信号は、駆動回路３９に提供される。
【００２６】
点灯回路１１は、起動回路４５を含む。起動回路４５は放電灯３０の点灯のために必要な高電圧を生成する。本実施例では、起動回路４５は一次側巻線３１の中間タップ３１ｃおよび接地線ＧＮＤに接続されている。
【００２７】
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、地絡が生じたときの等価回路を説明する図面である。放電灯Ｌａｍｐは、接続点ＣＯＮを介して点灯回路に接続されている。図２（ａ）および図２（ｂ）に示された点灯回路５１では、トランスＴＲＡＮの二次側巻線の一端が接地されている。また、電流モニタ用抵抗ＲＭがトランスＴＲＡＮの二次側巻線の一端と接続点ＣＯＮの一端（出力）に接続されている。点灯回路５１および放電灯Ｌａｍｐにおいて地絡が発生すると、地絡に起因する等価抵抗ＲＧは、上記のモニタ用抵抗ＲＭと並列に接続され、放電灯に流れる電流を正確に検出できない。
【００２８】
一方、図２（ｃ）および図２（ｄ）に示された点灯回路１１では、接続点ＣＯＮに接続された抵抗ＲＭの一端が接地されている。これ故に、地絡抵抗ＲＧがモニタ用抵抗ＲＭと並列に接続されることはない。
【００２９】
以上説明したように、地絡の影響なく放電灯の状態をモニタできる点灯回路を提供できる。また、点灯回路の制御において、抵抗ＲＭが接続されている出力２３の地絡を考慮する必要がない。点灯回路の制御において地絡の影響を排除できるので、点灯回路の出力の地絡に対応するフェイルセーフ回路が不要になり、制御回路が簡素化でき、この結果、点灯回路のコストを低減できる。放電灯に流れる電流を、出力の状態に関係なくモニタできるので、高い信頼性の点灯回路が提供される。
【００３０】
図３は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。点灯回路では、放電灯を起動するときに、２０キロボルト程度の高電圧パルスを放電灯に加える。このため、放電灯に印加されている電圧ＶＬＡＣをモニタするために放電灯の両端の電位差ＶＬＡＣを直接にモニタ回路に加えることなく、二次側巻線３３の中間タップ３３ｃにモニタ回路を接続する。中間タップ３３ｃは、二次側巻線３３の全数Ｎｓに対して、二次側巻線３３の一端３３ａから巻数Ｎｓ１の位置に設けられている。抵抗２５の一端２５ａが接地されているので、中間タップ３３ｃに現れる電圧ＶＶＬＡＣは、トランス１５の部分巻線Ｎｓ１に生じる電圧Ｖｓ１ＡＣと、モニタ抵抗２５（抵抗値Ｒ１）の両端に生じる電位差ＶＩＬＡＣとの差である。この値は下記の式
ＶＶＬＡＣ ＝Ｖｓ１ＡＣ − ＶＩＬＡＣ （１）
で表される。また、放電灯の両端の電位差ＶＬＡＣは、二次側巻線３３の両端３３ａ、３３ｂの間に生じる電圧Ｖｓ２ＡＣと、モニタ抵抗２５の両端に生じる電位差ＶＩＬＡＣとの和である。電圧ＶＶＬＡＣの位相は電圧Ｖｓ２ＡＣの位相と反対であるので、電圧の和は下記の式
ＶＬＡＣ ＝Ｖｓ２ＡＣ − ＶＩＬＡＣ （２）
で表される。
【００３１】
二次側巻線３３の両端３３ａ、３３ｂの間に生じる電圧Ｖｓ２、トランス１５の部分巻線Ｎｓ１に生じる電圧Ｖｓ１は巻線比Ｎｓ１／Ｎｓに関係している。この関係は下記の式
Ｎｓ１／Ｎｓ＝Ｖｓ１／Ｖｓ２ （３）
Ｖｓ２＝Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１ （４）
で表される。
【００３２】
放電灯に流れる電流を検出するための抵抗２５の電位差ＶＩＬＡＣを無視できるならば、式（２）から放電灯の両端の電圧ＶＬＡＣはＶｓ２ＡＣにほぼ等しい。しかしながら、放電灯の両端の電圧ＶＬが小さい場合には、電圧ＶＩＬＡＣを無視できない。このため、トランス１５の部分巻線Ｎｓ１に生じる電圧Ｖｓ１ＡＣから電圧ＶＩＬＡＣの寄与を除き、電圧ＶＩＬＡＣの寄与を含まない、放電灯のためのモニタ電圧を求める。
【００３３】
図３に示される矢印ＩＬの向きに電流が流れる期間に、矢印の向きに正電圧（実効電圧）ＶＬ、ＶＩＬ、ＶＶＬ、Ｖｓ１、Ｖｓ２が発生する。図３を参照しながら、次の２つの場合を説明する。絶対値記号を「ＡＢＳ」と記す。
（１）ケース１（ＡＢＳ（Ｖｓ１ＡＣ）≧ＡＢＳ（ＶＩＬＡＣ）、中間タップ電圧ＶＶＬの矢印の向きが正方向）
ＶＶＬ＝Ｖｓ１＋（−ＶＩＬ）
＝Ｖｓ２×Ｎｓ１／Ｎｓ−ＶＩＬ
＝（Ｎｓ１／Ｎｓ）×（ＶＬ−（−ＶＩＬ））−ＶＩＬ
＝（Ｎｓ１／Ｎｓ）×ＶＬ＋（（Ｎｓ１−Ｎｓ）／Ｎｓ）×ＶＩＬ
したがって、
ａ×ＶＬ
＝ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１）×ＶＩＬ
である。つまり、ａ×ＶＬは、右辺の第１項と第２項との和で表される。ここで、シンボル「ａ」は、ランプ電圧ＶＬを制御回路５２の内部で使用されるランプ電圧に相当する値（ａ×ＶＬ）に変換するための係数であり、例えばａの値は０．０５である。
（２）ケース２（ＡＢＳ（Ｖｓ１ＡＣ）≦ＡＢＳ（ＶＩＬＡＣ）、中間タップ電圧ＶＶＬの矢印の向きが負方向）
ＶＶＬ＝−（Ｖｓ１＋（−ＶＩＬ））
＝−（（Ｎｓ１／Ｎｓ）×ＶＬ＋（（Ｎｓ１−Ｎｓ）／Ｎｓ）×ＶＩＬ）
したがって
ａ×ＶＬ＝
−ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１）×ＶＩＬ
である。つまり、ａ×ＶＬは、右辺の第２項と第１項との差で表される。
【００３４】
点灯回路１１ａでは、検出回路４９は、抵抗２５の他端２５ｂからの信号に応答して、放電灯に流れる電流値に対応する信号を生成すると共に、抵抗２５の他端２５ｂからの信号に応じて中間タップ３３ｃからの信号を処理することによって抵抗２５の両端の電位差の影響を小さくした信号（放電灯に加わる電圧値に対応する信号）を生成する。引き続いて、ケース１について説明する。検出回路４９は、第１の生成回路５０と、第２の生成回路５５と、第１の演算回路５７とを備える。第１の生成回路５０は、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を入力５０ａに受けて、またこの交流電圧信号の振幅に対応する第１の信号Ｖ１を生成する。第１の信号Ｖ１は、例えば信号ＶＩＬＡＣに対応する。第１の信号Ｖ１は、電流モニタ回路２８ａに提供される。電圧モニタ回路２８ｂの第２の生成回路５５は、中間タップ３３ｃからの交流電圧信号を入力５５ａに受けて、またこの交流電圧信号の振幅に対応する第２の信号Ｖ２を生成する。第２の信号Ｖ２は、例えば信号ＶＶＬＡＣに対応する。第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２は、第１の演算回路５７に提供される。第１の演算回路５７は、入力５７ａ、５７ｂにそれぞれ第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２を受けて、また第１の信号Ｖ１および第２の信号Ｖ２との演算（ケース１では加算）を行ってランプ電圧相当信号を生成する。第１の演算回路５７は、ａ×ＶＬに対応する信号を提供する出力５７ｃを有する。
【００３５】
この点灯回路１１ａによれば、抵抗２５の一端２５ａが接地されているので、トランス１５の中間タップ３３ｃからの出力の値には、二次側巻線３３の一端３３ａと中間タップ３３ｃとの間に現れる電圧Ｖｓ１と、上記抵抗２５の両端間の電圧ＶＩＬとの両方が含まれる。これらの電圧を検出回路４９を用いて処理すれば、抵抗２５による電圧降下の影響が実質的に除かれる。
【００３６】
点灯回路１１ａでは、第１の生成回路５０は、入力５０ａからの信号を受けるピーク検出回路を含むことが好ましい。第１の信号Ｖ１は入力５０ａに受ける信号のピーク値を示す。その為、Ｖ１＝ＶＩＬ×ｓｑｒｔ（２）となる。また、第２の生成回路５５は、入力５５ａからの信号を受けるピーク検出回路を含むことが好ましい。第２の信号Ｖ２は入力５５ａに受ける信号のピーク値を示す。その為、Ｖ２＝ＶＶＬ×ｓｑｒｔ（２）となる。点灯回路１１ａによれば、それぞれのピーク値を用いて、放電灯に流される電流および放電灯に印加される電圧に対応する信号を発生できる。また、これらのピーク検出回路の各々は、入力５０ａ、５５ａに加わる負電圧をクランプするためにクランプ回路と、このクランプ回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路とを含む。
【００３７】
図４は、第１の演算回路の一例を示す図面である。第１の演算回路５７は、第１の信号Ｖ１を分圧比Ｄ１で分圧した第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｖ２を分圧比Ｄ２で分圧した第２の信号Ｓ２とを生成して、これら第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２の和または差の演算を行って、放電灯に印加される電圧をモニタするための信号を生成する。より具体的には、第１の処理回路５９は、電圧ＶＩＬＡＣのピーク値を示す第１の信号Ｖ１を入力５９ａに受けており、ＶＩＬ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１に比例する第１の信号Ｓ１を生成し、また該第１の信号Ｓ１を提供する出力５９ｂを有する。第２の処理回路６１は、電圧ＶＶＬＡＣのピーク値を示す第２の信号Ｖ２を入力６１ａに受けており、ＶＶＬ×Ｎｓ／Ｎｓ１に比例する第２の信号Ｓ２を生成し、また該第２の信号Ｓ２を提供する出力６１ｂを有する。加算回路６３は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２をそれぞれ第１および第２の入力６３ａ、６３ｂに受け、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２の加算（ケース２では、減算）を行い、また加算値（ケース２では、減算値）を示す第３の信号Ｓ３を出力６３ｃに提供する。この例では、分圧比Ｄ１はａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）に関連しており、分圧比Ｄ２はａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）に関連している。Ｄ２−Ｄ１はａ／ｓｑｒｔ（２）に関連している。
【００３８】
第１の処理回路５９は、入力５９ａと接地ＧＮＤとの間に抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５が直列に接続されて成る分圧回路５９ｃを含む。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点は演算増幅器Ａ１の非反転入力に接続されており、この非反転入力は抵抗Ｒ４、Ｒ５による分圧値を受ける。演算増幅器Ａ１の反転入力は、演算増幅器Ａ１の出力に接続されている。演算増幅器Ａ１の出力は、第１の処理回路５９の出力５９ｂに接続されている。
【００３９】
第２の処理回路６１では、入力６１ａと接地ＧＮＤとの間に抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３が直列に接続されて成る分圧回路６１ｃを含む。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点は演算増幅器Ａ２の非反転入力に接続されており、この非反転入力は抵抗Ｒ２、Ｒ３による分圧値を受ける。演算増幅器Ａ２の反転入力は、演算増幅器Ａ２の出力に接続されている。演算増幅器Ａ２の出力は、第２の処理回路６１の出力６１ｂに接続されている。
【００４０】
加算回路６３は、演算増幅器Ａ３を含む。加算回路の一入力６３ａは、抵抗Ｒ６１を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。加算回路の別の入力６３ｂは、抵抗Ｒ６２を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。演算増幅器Ａ３の反転入力は、抵抗Ｒ６３を介して演算増幅器Ａ３の出力に接続されると共に、抵抗Ｒ６４を介して接地されている。
【００４１】
第１の処理回路５９において、第１の信号Ｓ１がａ×ＶＩＬ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１になるように、抵抗Ｒ４、Ｒ５の値が決定される。また、第２の処理回路６１において、第２の信号Ｓ２がａ×ＶＶＬ×Ｎｓ／Ｎｓ１になるように、抵抗Ｒ２、Ｒ３の値が決定される。このとき、Ｖ１＝ＶＩＬ×ｓｑｒｔ（２）、Ｖ２＝ＶＶＬ×ｓｑｒｔ（２）より、
Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＝ａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）＝ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
という関係が満たされる。Ｒ６１＝Ｒ６２とすれば、演算増幅器Ａ３の非反転入力において信号Ｓ１およびＳ２の平均値が入力され、更にＲ６３＝Ｒ６４とすることにより、この平均値は演算増幅器Ａ３を用いて２倍に増幅され、加算回路６３の出力には、ａ×ＶＬが現れる。これにより、ケース１は詳細に説明された。
ケース１の結果：
ａ×ＶＬ
＝ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１×ＶＩＬ
ケース２の結果：
ａ×ＶＬ
＝−ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１×ＶＩＬ
を比較すると、ケース２のための回路は、加算回路に代えて減算回路を用いればよいことが理解される。ＶＬ検出範囲、ＩＬ検出範囲等に基づき、ＶＬとＩＬの関数であるＶｓ１（＝Ｎｓ１／Ｎｓ×（ＶＬ＋ＩＬ×Ｒ１））とＶＩＬ（＝ＩＬ×Ｒ１）の大きさの関係に依り、ケース１およびケース２のいずれの回路を用いるかを決定する。
図３を参照すると、検出回路４９は、第１の生成回路５０からの信号Ｖ１を第１の演算回路５７に提供しているけれども、第２の生成回路５５が、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を受けると共に、信号Ｖ２に追加して、この交流電圧信号の振幅に対応する信号（信号Ｖ１と同等の信号）を生成することもできる。この検出回路では、第１の演算回路は、第２の生成回路５５からの２つの信号に応答して動作する。
【００４２】
図５は、第１の演算回路の別の例を示す図面である。第１の演算回路５８は、分圧回路を含まない。第１の演算回路５８では、第３の処理回路６５は、信号Ｖ１に応答して信号Ｓ３を生成しており、またこのためのボルテージフォロア回路を含む。演算増幅器Ａ１の非反転入力は、入力６５ａを介して第１の信号Ｖ１を受ける。演算増幅器Ａ１の反転入力は、演算増幅器Ａ１の出力に接続されている。演算増幅器Ａ１の出力は、第３の処理回路６５の出力６５ｂに接続されている。第４の処理回路６７は、信号Ｖ２に応答して信号Ｓ４を生成しており、またこのためのボルテージフォロア回路を含む。演算増幅器Ａ２の非反転入力は、入力６７ａを介して第２の信号Ｖ２を受ける。演算増幅器Ａ２の反転入力は、演算増幅器Ａ２の出力に接続されている。演算増幅器Ａ２の出力は、第４の処理回路６７の出力６７ｂに接続されている。加算回路６９は、演算増幅器Ａ３を含む。加算回路６９の一入力６９ａは、抵抗ＲＲ１を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。加算回路６９の別の入力６９ｂは、抵抗ＲＲ２を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。演算増幅器Ａ３の反転入力は、抵抗ＲＲ４を介して演算増幅器Ａ３の出力に接続されると共に、抵抗ＲＲ３を介して接地されている。
【００４３】
加算回路６９の出力値ＶＯＵＴは
ＶＯＵＴ＝（ＶＶＬ×ｓｑｒｔ（２））×（ＲＲ２／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））＋（ＶＩＬ×ｓｑｒｔ（２））×（ＲＲ１／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））
となる。一方、上記のケース１の結果によれば、
ａ×ＶＬ
＝ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１）×ＶＩＬ
である。ＶＶＬ、ＶＩＬの項を対比すると、
（ＲＲ２／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））＝ａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
（ＲＲ１／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））＝ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
となる。これらの式から、抵抗ＲＲ１とＲＲ２の関係、および抵抗ＲＲ３とＲＲ４との関係が得られる。また、ケース２に関しても同様の計算により抵抗値を設定することができる。以上の説明より理解されるように、検出回路を構成する回路には様々な変形例が考えられる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図６は、検出回路の別の例を示す図面である。点灯回路１１ｂでは、検出回路７１は、抵抗２５の他端２５ｂからの信号（放電灯に流れる電流値に対応する信号）および中間タップからの信号の差分値に対応する電圧信号を生成して、またこの電圧信号と、抵抗２５の他端２５ｂからの信号に応答して生成された信号とを処理して、抵抗２５の両端の電位差からの影響を中間タップからの信号において小さくした信号（放電灯に加わる電圧値に対応する信号）を生成する。点灯回路１１ｂでは、検出回路７１は、第１の生成回路５０と、第３の生成回路７３と、第２の演算回路７５とを含む。第３の生成回路７３は、抵抗２５の他端２５ｂに接続された第１の入力７３ａと中間タップ３３ｃに接続された第２の入力７３ｂとを有すると共に、当該第１および第２の入力７３ａ、７３ｂからの交流信号の差分に対応する第３の信号Ｖ３を生成する。第３の信号Ｖ３は、図６に示された電位差Ｖｓ１ＡＣに対応する信号である。第２の演算回路７５は、第１の信号Ｖ１と第３の信号Ｖ３を演算してランプ電圧相当信号を生成する。このために、第２の演算回路７５は、電位差Ｖｓ１ＡＣに対応する信号と放電灯に流れる電流値に対応する信号とを用いて、ａ×ＶＬに対応する信号を生成する。この信号は出力７５ｃに提供される。
図６に示されるように電圧ＶＩＬＡＣの向きが電圧ＶＶＬＡＣの向きと逆であるので、例えば、電圧ＶＶＬＡＣが正の最大振幅であるとき、電圧ＶＩＬＡＣが負の最大振幅となり、差分を示す信号Ｖｓ１ＡＣは、ＶＩＬＡＣの最大振幅値（正値）とＶＶＬＡＣの最大振幅値（正値）との和が最大振幅となる交流信号になる。
【００４５】
この点灯回路１１ｂによれば、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタせずに中間タップ３３ｃからの出力の値を用いるので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。また、抵抗２５の一端が２５ａ接地されているので、中間タップ３３ｃからの出力の値は、二次側巻線３３の一端３３ａと中間タップ３３ｃとの間に現れる電圧Ｖｓ１と上記抵抗２５の両端間の電圧との和である。第１および第３の生成回路からの電圧信号を第２の演算回路７５を用いて処理すれば、抵抗２５の影響が実質的に除かれて、中間タップ３３ｃと抵抗の他端２５ｂとの間の電位差を示す信号が得られる。
【００４６】
図７は、第３の生成回路の構成の一部を表す一例を示す図面である。第３の生成回路７３は、減算回路７６を含む。減算回路７６は、入力７３ａ、７３ｂからの信号の差分値に対応する電圧信号を生成する。減算回路７６の第１の入力７６ａは演算増幅器Ａ４の反転入力に抵抗Ｒ７２を介して接続されており、演算増幅器Ａ４の反転入力は、演算増幅器Ａ４の出力に抵抗Ｒ７４を介して接続されている。また、減算回路７６の第２の入力７６ｂは演算増幅器Ａ４の非反転入力に抵抗Ｒ７１を介して接続されており、演算増幅器Ａ４の非反転入力は抵抗Ｒ７３を介して接地されている。
第１の入力７６ａは第３の生成回路７３の入力７３ａ（入力信号はＶＩＬＡＣ）に接続され、第２の入力７６ｂは第３の生成回路７３の入力７３ｂ（入力信号はＶＶＬＡＣ）に接続される。また、抵抗Ｒ７１＝Ｒ７２＝Ｒ７３＝Ｒ７４と設定することにより、演算増幅器Ａ４の出力信号を交流電圧ＶＦ３ＡＣと記載すると、次の関係
ＶＦ３ＡＣ＝ＶＶＬＡＣ−ＶＩＬＡＣ＝Ｖｓ１ＡＣ
となる。信号Ｖｓ１ＡＣをピークホールド回路を通したピーク値が信号Ｖ３（＝Ｖｓ１×ｓｑｒｔ（２））になる。この回路により、入力電圧の値の差分が提供され、電圧Ｖｓ１ＡＣに対応する信号が生成される。トランス１５の巻線比の関係
Ｎｓ１／Ｎｓ＝Ｖｓ１／Ｖｓ２
を用いて、
ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１
を得る。
点灯回路１１ｂにおいても、第３の生成回路７３は、点灯回路１１ａと同様なピーク検出回路を含むことができる。点灯回路１１ｂによれば、交流信号として求めた差分値のピーク値を用いて、放電灯に流される電流および放電灯に印加される電圧に対応する信号を発生できる。また、ピーク検出回路はクランプ回路とピークホールド回路とを含む。
ａ×Ｖｓ２に対応する信号は、Ｖｓ１ＡＣのピーク値Ｖ３を得た後に、図４に示されるように、例えばＶ３に対応する信号を分圧比Ｄ３で分圧する回路（例えば分圧抵抗およびボルテージフォロア回路）を用いて生成される。この分圧比Ｄ３はａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）に関連づけられている。
抵抗２５の両端間の電位差が小さいならば、実質的に
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１
＝ａ×Ｖ３×Ｎｓ／Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
となる。抵抗２５の両端間の電位差を考慮するならば、
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖ３×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）−ａ×Ｖ１／ｓｑｒｔ（２）
を得る。これ故に、減算回路を用いて、Ｖｓ１ＡＣに対応する信号とＶＩＬＡＣに対応する信号との差を生成することにより、ランプ電圧相当信号であるａ×ＶＬを得ることができる。
【００４７】
検出回路７１は、第１の生成回路５０からの信号Ｖ１を第２の演算回路７５に提供しているけれども、第３の生成回路７３が、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を受けると共に、信号Ｖ３に追加して、この交流電圧信号の振幅に対応する信号（信号Ｖ１と同等の信号）を生成することもできる。この検出回路では、第２の演算回路は第３の生成回路からの２つの信号に応答して動作する。
【００４８】
（第３の実施の形態）
図８は、検出回路の別の例を示す図面である。点灯回路１１ｃでは、トランス１５の二次側は追加巻線３４（巻数Ｎｓ３）を含む。トランス１５の二次側に追加巻線３４を設ければ、中間タップを用いることがない。検出回路８１は、第１の生成回路５０と、第４の生成回路８３と、第３の演算回路８５とを含む。第４の生成回路８３は、モニタ用出力４８を介して追加巻線３４に接続された入力８３ａを有すると共に、追加巻線３４の両端の電位差に対応する交流電圧に応じた第４の信号Ｖ４を生成する。第３の演算回路８５は、第１の信号Ｖ１と第４の信号Ｖ４を演算してランプ電圧相当信号を出力する。第４の信号Ｖ４は、Vｓ３ＡＣの最大振幅値に対応する信号である。二次側巻線３３と追加巻線３４との巻線比の関係
Ｎｓ３／Ｎｓ＝Ｖｓ３／Ｖｓ２
を用いて
ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ３×Ｎｓ／Ｎｓ３
を得る。
点灯回路１１ｃにおいても点灯回路１１ａ、１１ｂと同様に、第４の生成回路８３は、入力８３ａからの信号を受けるピーク検出回路を含むことが好ましい。第４の信号Ｖ４は入力８３ａに受ける信号のピーク値を示す。
【００４９】
抵抗２５の両端間の電位差が小さいならば、実質的に
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ３×Ｎｓ／Ｎｓ３
＝ａ×Ｖ４×Ｎｓ／Ｎｓ３／ｓｑｒｔ（２）
となる。抵抗２５の両端間の電位差を考慮するならば、
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖｓ３×Ｎｓ／Ｎｓ３−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖ４×Ｎｓ／Ｎｓ３／ｓｑｒｔ（２）−ａ×Ｖ１／ｓｑｒｔ（２）
を得る。第３の演算回路８５は、Ｖｓ３ＡＣに対応する信号を受ける入力８５ａとＶＩＬＡＣに対応する信号を受ける入力８５ｂと有しており、またＶｓ３ＡＣに対応する信号Ｖ４とＶＩＬＡＣに対応する信号Ｖ１に対し、各々（ａ×Ｎｓ／Ｎｓ３／ｓｑｒｔ（２））と（ａ／ｓｑｒｔ（２））に分圧した値との差信号を生成する。抵抗２５の両端間の電位差が小さいならば、−ａ×Ｖ１／ｓｑｒｔ（２）を演算するための減算回路は不要となる。第３の演算回路８５は、ａ×ＶＬに対応する信号を提供する出力８５ｃを有する。
【００５０】
検出回路８１は、第１の生成回路５０からの信号Ｖ１を第３の演算回路８５に提供しているけれども、第４の生成回路８３が、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を受けると共に、信号Ｖ４に追加して、この交流電圧信号の振幅に対応する信号（信号Ｖ１と同等の信号）を生成することもできる。この検出回路では、第３の演算回路は、第４の生成回路からの２つの信号に応答して動作する。
【００５１】
（第４の実施の形態）
図９は、点灯回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃに用いられるピークホールド回路を示す図面である。ピークホールド回路８９は、演算増幅器９１と、第１のトランジスタ９３と、第２のトランジスタ９５と、ホールド用のキャパシタ９７と、抵抗９９とを含む。演算増幅器９１は、入力信号Ｖｉｎを受ける非反転入力９１ａ、反転入力９１ｂおよび出力９１ｃを有する。第１のトランジスタ９３および第２のトランジスタ９５の各々は、バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタであることができる。第１のトランジスタ９３がバイポーラトランジスタ（電界効果トランジスタ）であるとき、第１のトランジスタ９３は、電源線Ｖｃｃに接続されたコレクタ（ドレイン）９３ａ、演算増幅器９１の出力９１ｃに接続されたベース（ゲート）９３ｂ並びに演算増幅器９１の反転入力９１ｂおよび抵抗９９の一端９９ａに接続されたエミッタ（ソース）９３ｃを有する。第２のトランジスタ９５がバイポーラトランジスタ（電界効果トランジスタ）であるとき、第２のトランジスタ９５は、電源線Ｖｃｃに接続されたコレクタ（ドレイン）９５ａ、演算増幅器９１の出力９１ｃに接続されたベース（ゲート）９５ｂおよびキャパシタ９７の一端９７ａに接続されたエミッタ（ソース）９５ｃを有する。キャパシタ９７の他端９７ｂおよび抵抗９９の他端９９ｂは接地されている。
【００５２】
演算増幅器９１の出力がトランジスタ９３のベース９３ｂに接続されると共に、トランジスタ９３のエミッタ９３ｃが演算増幅器９１の反転入力９１ｂに接続されているので、第１のトランジスタ９３は、負帰還のために設けられている。また、演算増幅器９１の出力がトランジスタ９５のベース９５ｂに接続されると共に、トランジスタ９５のエミッタ９５ｃがキャパシタ９７の一端９７ａに接続されているので、第２のトランジスタ９５は、ピーク電圧のホールドのために設けられている。これ故に、出力の飽和無しに演算増幅器９１が動作するので、ピークホールド回路８９の周波数帯域は、演算増幅器９１の周波数帯域と同程度まで広い。入力周波数が上記の周波数帯域にあるとき、ピークホールド回路８９は入力信号の変化に追従して動作する。
【００５３】
必要な場合には、ピークホールド回路８９は、キャパシタ９７と並列に接続された抵抗を更に含むことができる。
【００５４】
点灯回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて、ランプ電圧は、交流の極性切り替わり毎に、交流信号の振幅より大きいパルス状の再点弧電圧が発生する場合には、この再点弧電圧をマスクして振幅（交流信号のピーク値）を検出する必要がある。
【００５５】
点灯回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃのモニタ用出力２７、４７、４８には、直流交流変換回路１３のスイッチング周波数に応答した信号が現れる。モニタ回路は、このスイッチング周波数に応答して動作することが求められる。しかしながら、通常、ピークホールド回路は、演算増幅器の出力に接続されたホールド用のキャパシタを含んでいるので、このキャパシタの容量値によって動作上限周波数が決まってしまうことが多い。ところが、ピークホールド回路８９を用いると、演算増幅器９１の周波数帯域と同程度までモニタ信号は応答する。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態に係る点灯回路によれば、地絡が生じても、ランプ電圧およびランプ電流を正確にモニタして電力演算が行えるので、放電灯に過大な電力が供給されてしまう事態を防ぎ、安全に地絡を検出できる。
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、車両用放電灯のための点灯回路を概略的に示す回路図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、点灯回路および放電灯からなる回路において地絡が生じたときの等価回路を示す図面である。
【図３】図３は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。
【図４】図４は、第１の演算回路の一例を示す図面である。
【図５】図５は、第１の演算回路の別の例を示す図面である。
【図６】図６は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。
【図７】図７は、第３の生成回路の構成の一部を表す一例を示す図面である。
【図８】図８は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。
【図９】図９は、点灯回路に用いられるピークホールド回路を示す図面である。
【符号の説明】
【００５８】
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…点灯回路、１３…直流交流変換回路、１３ａ…直流交流変換回路の出力、１５…トランス、１７…キャパシタ、１９…インダクタ、２１…第１の出力、２３…第２の出力、２５…抵抗、２５ａ…抵抗の一端、２５ｂ…抵抗の他端、２９…モニタ回路、ＳＣ…制御信号、３０…放電灯、３１…一次側巻線、３３…二次側巻線、３１ａ…一次側巻線の一端、３１ｂ…一次側巻線の他端、３１ｃ…一次側巻線の中間タップ、３３ａ…二次側巻線の一端、３３ｂ…二次側巻線の他端、３３ｃ…二次側巻線の中間タップ、３４…追加巻線、３５ａ、３５ｂ…パワー入力、３７…外部電源、４１、４３…スイッチング素子、４５…起動回路、４７…モニタ用出力、４８…モニタ用出力、４９…検出回路、５９ｃ…分圧回路、６１ｃ…分圧回路、８９…ピークホールド回路、９１…演算増幅器、９３…第１のトランジスタ、９５…第２のトランジスタ、９７…キャパシタ、９９…抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両用放電灯の点灯回路が記載されている。点灯回路は、ＤＣ昇圧回路を用いてバッテリからの電圧を昇圧している。ＤＣ昇圧回路の昇圧出力は、高周波昇圧回路に接続されている。高周波昇圧回路は、自励式インバータ回路であり、その動作周波数は制御信号に応じて変化しない。自励式インバータ回路は、一対の電界効果トランジスタと、トランスとを含む。ＤＣ昇圧回路の昇圧出力は、チョークコイルを介してトランスのセンタータップに接続されている。一方の電界効果トランジスタは、トランスの一次側巻線の一端に接続されたドレインとグランドラインに接続されたソースとを有する。他方の電界効果トランジスタは、トランスの一次側巻線の他端に接続されたドレインとグランドラインに接続されたソースとを有する。これらの電界効果トランジスタのゲートは、それぞれ、トランスの帰還巻線の一端および他端に接続されている。トランスの二次側巻線の一端はトリガートランスを介して放電灯の一端に接続されており、またトランスの二次側巻線の他端は抵抗を介して放電灯の他端に接続されている。
【特許文献１】特願平４−１４１９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された点灯回路と異なる方式の点灯回路もいくつかある。これらの点灯回路のうちの一つは、直流−交流変換回路と共に直列共振回路を用いる。直流−交流変換回路は、制御信号に応じた周波数の交流電力を生成すると共に、トランスは、直列共振回路において発生する電圧を昇圧する。トランスの二次側巻線の一端および他端は放電灯の両端にそれぞれ接続されており、また二次側巻線の一端は接地されている。制御信号は、放電灯に印加される電圧（以下、ランプ電圧と呼ぶ）と放電灯に流れる電流（以下、ランプ電流と呼ぶ）に応じて生成され、放電灯に印加される電力を制御している。
【０００４】
この点灯回路では、ランプ電圧およびランプ電流は、トランスの二次側ではなく、二次側の電圧よりも小さい電圧が加わる一次側に検出回路を設けていた。しかしながら、放電灯に供給される電力を高精度に制御するためには、ランプ電圧およびランプ電流の検出精度をより高くすることが必要である。これ故に、放電灯の状態をモニタするためのモニタ回路をトランスの一次側ではなく二次側に設けることが好ましい。また、点灯回路では、放電灯の一端と接地との間に地絡が生じた場合にも正確なモニタができることが求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、地絡の影響なく放電灯の状態を正確にモニタできる点灯回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、放電灯を点灯するための点灯回路である。この点灯回路は、（ａ）前記放電灯に印加する電力を制御する制御信号に応答して、入力される直流電圧を交流電圧に変換する直流交流変換回路と、（ｂ）前記直流交流変換回路の出力から前記交流電圧を受ける一次側巻線および二次側巻線を含むトランスと、（ｃ）前記トランスの一次側に設けられたキャパシタと、（ｄ）前記トランスの一次側に設けられたインダクタと、（ｅ）前記二次側巻線からの電力を前記放電灯に供給するための第１および第２の出力と、（ｆ）前記第２の出力に接続され接地された一端と前記二次側巻線の一端に接続された他端とを有する抵抗と、（ｇ）前記放電灯に流れる電流を前記抵抗の前記他端からの信号を用いてモニタする電流モニタ回路を含む検出回路とを備え、前記キャパシタ、前記インダクタおよび前記一次側巻線は直列に接続されている。
【０００７】
この点灯回路によれば、第２の出力とトランスの二次側巻線の一端との間に抵抗を接続したので、トランスの一次側ではなく二次側において放電灯に流れる電流をモニタできる。また、抵抗の上記一端を接地するので、検出回路は、トランスの二次側巻線に流れる電流により抵抗両端に生じる電位差を示す信号を受ける。したがって、当該点灯回路の出力と放電灯との間の配線において地絡が生じたときでも、放電灯の状態を正確にモニタできる。故に、正確なモニタ値に応じて当該点灯回路が制御される。
【０００８】
本発明に係る点灯回路では、前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、前記電圧モニタ回路は、前記中間タップに接続された入力を有すると共に、該入力の交流電圧の振幅に対応する第２の信号を生成する第２の生成回路と、前記第１の信号および第２の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第１の演算回路とを備えることができる。
【０００９】
この点灯回路によれば、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタせずに、トランスの中間タップからの出力の値を用いるので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。また、抵抗の上記一端が接地されているので、トランスの中間タップからの出力の値は、トランスの二次側巻線の一端と中間タップとの間に現れる電圧と上記抵抗の両端間の電圧との和である。中間タップからの信号を第１および第２の生成回路並びに第１の演算回路を用いて処理すれば、上記抵抗の影響が実質的に除かれており放電灯に印加される電圧を示す信号が得られる。
【００１０】
本発明に係る点灯回路では、前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、前記電圧モニタ回路は、前記抵抗の他端に接続された第１の入力と前記二次側巻線の中間タップに接続された第２の入力と有すると共に、当該第１および第２の入力からの交流信号の差分に対応する第３の信号を生成する第３の生成回路と、前記第１の信号と前記第３の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第２の演算回路とを備えることができる。
【００１１】
この点灯回路によれば、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタせずに、トランスの中間タップからの出力の値を用いるので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。また、抵抗の上記一端が接地されているので、トランスの中間タップからの出力の値は、トランスの二次側の一端と中間タップとの間に現れる電圧と上記抵抗の両端間の電圧との和である。トランスの中間タップからの信号を第３の生成回路を用いて処理すれば、トランスの二次側の一端と中間タップとの間に現れる電圧を示す信号が得られる。この信号を更に第２の演算回路を用いて処理すると、上記抵抗による電位差の影響が実質的に除かれた信号（放電灯に印加される電圧を示す信号）が得られる。
【００１２】
本発明に係る点灯回路では、前記トランスの二次側は、追加巻線を有しており、前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、前記電圧モニタ回路は、前記追加巻線に接続された入力を有すると共に、前記追加巻線の両端の電位差に対応する交流電圧に応じた第４の信号を生成する第４の生成回路と、前記第１の信号と前記第４の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第３の演算回路とを備えることができる。
【００１３】
この点灯回路によれば、トランスの二次側に追加巻線を設けて、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタしないので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。
【００１４】
本発明に係る点灯回路では、前記第１の生成回路は、当該第１の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。
【００１５】
本発明に係る点灯回路では、前記第２の生成回路は、当該第２の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。また、前記第３の生成回路は、当該第３の生成回路の前記第１及び第２の入力からの交流信号を差分した信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。さらに、前記第４の生成回路は、当該第４の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含むことができる。
【００１６】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、地絡の影響なく放電灯の状態を正確にモニタできる点灯回路が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の点灯回路に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、車両用放電灯のための点灯回路を概略的に示す回路図である。点灯回路は、車両用前照灯等の車両用灯具のために用いられる。点灯回路１１は、直流交流変換回路１３と、トランス１５と、キャパシタ１７と、インダクタ１９と、第１の出力２１と、第２の出力２３と、抵抗２５と、モニタ回路２９とを備える。直流交流変換回路１３は、制御信号ＳＣおよび直流電圧を受けており、直流電圧を変換して制御信号ＳＣに応じた周波数の交流電圧を生成する。トランス１５は、直流交流変換回路１３から交流電圧を受ける一次側巻線３１と、当該点灯回路１１に接続される放電灯３０に電力を供給するための二次側巻線３３とを含む。キャパシタ１７およびインダクタ１９は、トランス１５の一次側に設けられている。また、キャパシタ１７、インダクタ１９および一次側巻線３１は、直列に接続されており、またこれらは直流交流変換回路１３の出力１３ａに接続されている。本実施例では、例えば、キャパシタ１７およびインダクタ１９は、直流交流変換回路１３の出力１３ａとトランス１５の一次側巻線３１の一端３１ａとの間に接続される。キャパシタ１７は、直流交流変換回路１３の出力１３ａに接続された一端１７ａと、インダクタ１９の一端１９ａに接続された他端１７ｂとを有する。インダクタ１９の別の端子１９ｂは、一次側巻線３１の一端３１ａに接続されている。第１および第２の出力２１、２３は、トランス１５の二次側巻線３３からの交流電力を放電灯３０に供給するために設けられている。抵抗２５は、第２の出力２３に接続された一端２５ａと二次側巻線３３の一端３３ａに接続された他端２５ｂとを有する。第１の出力２１は、二次側巻線３３の他端３３ｂに接続されている。モニタ用出力２７は、抵抗２５の他端２５ｂに接続されており、また放電灯３０に流れる電流をモニタするための信号を提供するために設けられている。抵抗２５の一端２５ａは、接地線ＧＮＤに接続されている。この点灯回路１１を用いて、放電灯３０は交流点灯される。モニタ回路２９はモニタ用出力２７からの信号を受ける。モニタ回路２９は、放電灯に流れる電流をモニタするための電流モニタ回路２８ａを含む。電流モニタ回路２８ａは、抵抗２５の他端２５ｂからの信号を用いて、放電灯３０に流れる交流電流ＩＬＡＣの大きさを示す信号を生成する。電流ＩＬＡＣは、ＶＩＬＡＣ／Ｒ１により導出される（ここで、電圧ＶＩＬＡＣは抵抗２５の両端間の電位差であり、抵抗２５は抵抗値Ｒ１を有する）。モニタ回路２９は、電圧モニタ回路２８ｂを含む。
【００２０】
この点灯回路１１によれば、第２の出力２３と二次側巻線３３の一端３３ａとの間に抵抗２５を接続したので、トランス１５の一次側ではなく二次側において放電灯３０に流れる電流ＩＬＡＣをモニタできる。また、抵抗２５の一端２５ａを接地するので、二次側巻線３３に流れる電流による抵抗２５の両端に生じる電位差を示す信号をモニタ用出力２７から提供できる。したがって、当該点灯回路１１の出力２３と放電灯３０との間の配線において地絡が生じたときでも、放電灯３０の状態を正確にモニタできる。そして、正確なモニタ値に応じて当該点灯回路１１が制御される。
【００２１】
引き続き、点灯回路をさらに詳細に説明する。直流交流変換回路１３は、点灯回路１１の第１および第２のパワー入力３５ａ、３５ｂに接続された第１および第２の入力１３ｂ、１３ｃを有する。第１および第２の入力１３ｂ、１３ｃは、点灯回路１１の第１および第２のパワー入力３５ａ、３５ｂに接続された外部電源３７から電力Ｐを受ける。また、外部電源３７は、例えばバッテリといった直流電源である。あるいは、外部電源３７は、交流電力を整流し、この後に整流波形を平滑することにより得られる直流電力を供給するものでもよい。直流交流変換回路１３は、また制御信号ＳＣを受けており、この制御信号ＳＣに応じた周波数の交流電力を電力Ｐから変換する。制御信号ＳＣは、駆動回路３９により発生される。この駆動回路３９は、放電灯３０に流れる電流ＩＬＡＣおよび放電灯３０に印加される交流電圧ＶＬＡＣに対応するモニタ信号に応答して動作する。制御信号ＳＣの周波数は、これらのモニタ信号に応じて変化する。この周波数の値は、例えば１００ｋＨｚから３ＭＨｚ程度である。また、抵抗２５の値は、例えば０．１Ω〜１Ωである。
【００２２】
直流交流変換回路１３は、スイッチング素子４１、４３を含む。スイッチング素子４１、４３の導通および非導通は、制御信号ＳＣによって制御される。スイッチング素子４１、４３は直列に接続されており、共有するノードＪが直流交流変換回路１３の出力１３ａに接続されている。スイッチング素子４１、４３の各々は、例えばトランジスタであり、スイッチング素子４１、４３として、例えば電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタを用いることができる。スイッチング素子４１の制御端子４１ａに加わる信号に応じて第１端子４１ｂと第２端子４１ｃとの導通・非導通が制御される。また、スイッチング素子４３の制御端子４３ａに加わる信号に応じて第１端子４３ｂと第２端子４３ｃとの導通・非導通が制御される。直流交流変換回路１３として、本実施例では、ハーフブリッジ回路を用いているが、フルブリッジ回路を用いることもできる。
【００２３】
キャパシタ１７と、インダクタ１９および一次側巻線３１は、直流交流変換回路１３の出力１３ａと入力１３ｃとの間に直列に接続されている。点灯回路１１の動作中に、キャパシタ１７と、インダクタ１９および一次側巻線３１の少なくともいずれかとにより構成される共振回路が動作する。例えば、放電灯３０の点灯前では、二次側巻線３３が開放状態であるので、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７、インダクタ（インダクタンスＬ１）１９および一次側巻線３１（インダクタンスＬ２）からなる直列共振が生じる。実際には、この直列共振には、トランス１５の漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）も寄与しており、この場合、合成インダクタンスはＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３で表される。この共振周波数ｆ１は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）））で規定される。放電灯３０の点灯後では、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７、インダクタ（インダクタンスＬ１）１９および漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）からなる直列共振が生じる。この共振周波数ｆ２は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×（Ｌ１＋Ｌ３）））で規定される（ｓｑｒｔは平方根を示す。πは円周率を示す）。
【００２４】
あるいは、点灯回路１１は、キャパシタ１７と一次側巻線３１とにより構成される共振回路を利用することができる。この共振回路は、追加のインダクタを含まない。放電灯３０の点灯前では、二次側巻線３３が開放状態であるので、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７、一次側巻線３１（インダクタンスＬ２）およびトランス１５の漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）からなる直列共振が生じる。この共振周波数ｆ１は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×（Ｌ２＋Ｌ３）））で規定される。放電灯３０の点灯後では、キャパシタ（キャパシタンスＣ）１７および漏れインダクタンス（インダクタンスＬ３）からなる直列共振が生じる。この共振周波数ｆ２は、１／（２×π×ｓｑｒｔ（Ｃ×Ｌ３））で規定される。
【００２５】
直流交流変換回路１３は、制御信号ＳＣの周波数ｆＣに応じた交流電力を共振回路に提供する。点灯回路１１は、これらの共振回路の共振周波数と交流電力の周波数との関係を利用して、放電灯３０の点灯を制御する。この制御のために、放電灯３０の状態（放電灯に流れる電流値および放電灯に加わる電圧値）の正確なモニタが必要となる。モニタのための信号は、例えば、モニタ用出力２７およびモニタ用出力４７から提供される。これらのモニタ用信号は、周波数ｆＣの信号である。モニタ用出力４７は、例えば、二次側巻線３３の中間タップ３３ｃに接続されている。検出回路４９は、モニタ回路２９および第１の生成回路５０を含む。検出回路４９は、モニタのための信号に応答して、放電灯に流れる電流値に対応する信号、および放電灯に加わる電圧値に対応する信号を生成する。制御回路５２は、検出回路４９の出力に接続された周波数変調回路５４をさらに含む。周波数変調回路５４からの信号は、駆動回路３９に提供される。
【００２６】
点灯回路１１は、起動回路４５を含む。起動回路４５は放電灯３０の点灯のために必要な高電圧を生成する。本実施例では、起動回路４５は一次側巻線３１の中間タップ３１ｃおよび接地線ＧＮＤに接続されている。
【００２７】
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、地絡が生じたときの等価回路を説明する図面である。放電灯Ｌａｍｐは、接続点ＣＯＮを介して点灯回路に接続されている。図２（ａ）および図２（ｂ）に示された点灯回路５１では、トランスＴＲＡＮの二次側巻線の一端が接地されている。また、電流モニタ用抵抗ＲＭがトランスＴＲＡＮの二次側巻線の一端と接続点ＣＯＮの一端（出力）に接続されている。点灯回路５１および放電灯Ｌａｍｐにおいて地絡が発生すると、地絡に起因する等価抵抗ＲＧは、上記のモニタ用抵抗ＲＭと並列に接続され、放電灯に流れる電流を正確に検出できない。
【００２８】
一方、図２（ｃ）および図２（ｄ）に示された点灯回路１１では、接続点ＣＯＮに接続された抵抗ＲＭの一端が接地されている。これ故に、地絡抵抗ＲＧがモニタ用抵抗ＲＭと並列に接続されることはない。
【００２９】
以上説明したように、地絡の影響なく放電灯の状態をモニタできる点灯回路を提供できる。また、点灯回路の制御において、抵抗ＲＭが接続されている出力２３の地絡を考慮する必要がない。点灯回路の制御において地絡の影響を排除できるので、点灯回路の出力の地絡に対応するフェイルセーフ回路が不要になり、制御回路が簡素化でき、この結果、点灯回路のコストを低減できる。放電灯に流れる電流を、出力の状態に関係なくモニタできるので、高い信頼性の点灯回路が提供される。
【００３０】
図３は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。点灯回路では、放電灯を起動するときに、２０キロボルト程度の高電圧パルスを放電灯に加える。このため、放電灯に印加されている電圧ＶＬＡＣをモニタするために放電灯の両端の電位差ＶＬＡＣを直接にモニタ回路に加えることなく、二次側巻線３３の中間タップ３３ｃにモニタ回路を接続する。中間タップ３３ｃは、二次側巻線３３の全数Ｎｓに対して、二次側巻線３３の一端３３ａから巻数Ｎｓ１の位置に設けられている。抵抗２５の一端２５ａが接地されているので、中間タップ３３ｃに現れる電圧ＶＶＬＡＣは、トランス１５の部分巻線Ｎｓ１に生じる電圧Ｖｓ１ＡＣと、モニタ抵抗２５（抵抗値Ｒ１）の両端に生じる電位差ＶＩＬＡＣとの差である。この値は下記の式
ＶＶＬＡＣ ＝Ｖｓ１ＡＣ − ＶＩＬＡＣ （１）
で表される。また、放電灯の両端の電位差ＶＬＡＣは、二次側巻線３３の両端３３ａ、３３ｂの間に生じる電圧Ｖｓ２ＡＣと、モニタ抵抗２５の両端に生じる電位差ＶＩＬＡＣとの和である。電圧ＶＶＬＡＣの位相は電圧Ｖｓ２ＡＣの位相と反対であるので、電圧の和は下記の式
ＶＬＡＣ ＝Ｖｓ２ＡＣ − ＶＩＬＡＣ （２）
で表される。
【００３１】
二次側巻線３３の両端３３ａ、３３ｂの間に生じる電圧Ｖｓ２、トランス１５の部分巻線Ｎｓ１に生じる電圧Ｖｓ１は巻線比Ｎｓ１／Ｎｓに関係している。この関係は下記の式
Ｎｓ１／Ｎｓ＝Ｖｓ１／Ｖｓ２ （３）
Ｖｓ２＝Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１ （４）
で表される。
【００３２】
放電灯に流れる電流を検出するための抵抗２５の電位差ＶＩＬＡＣを無視できるならば、式（２）から放電灯の両端の電圧ＶＬＡＣはＶｓ２ＡＣにほぼ等しい。しかしながら、放電灯の両端の電圧ＶＬが小さい場合には、電圧ＶＩＬＡＣを無視できない。このため、トランス１５の部分巻線Ｎｓ１に生じる電圧Ｖｓ１ＡＣから電圧ＶＩＬＡＣの寄与を除き、電圧ＶＩＬＡＣの寄与を含まない、放電灯のためのモニタ電圧を求める。
【００３３】
図３に示される矢印ＩＬの向きに電流が流れる期間に、矢印の向きに正電圧（実効電圧）ＶＬ、ＶＩＬ、ＶＶＬ、Ｖｓ１、Ｖｓ２が発生する。図３を参照しながら、次の２つの場合を説明する。絶対値記号を「ＡＢＳ」と記す。
（１）ケース１（ＡＢＳ（Ｖｓ１ＡＣ）≧ＡＢＳ（ＶＩＬＡＣ）、中間タップ電圧ＶＶＬの矢印の向きが正方向）
ＶＶＬ＝Ｖｓ１＋（−ＶＩＬ）
＝Ｖｓ２×Ｎｓ１／Ｎｓ−ＶＩＬ
＝（Ｎｓ１／Ｎｓ）×（ＶＬ−（−ＶＩＬ））−ＶＩＬ
＝（Ｎｓ１／Ｎｓ）×ＶＬ＋（（Ｎｓ１−Ｎｓ）／Ｎｓ）×ＶＩＬ
したがって、
ａ×ＶＬ
＝ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１）×ＶＩＬ
である。つまり、ａ×ＶＬは、右辺の第１項と第２項との和で表される。ここで、シンボル「ａ」は、ランプ電圧ＶＬを制御回路５２の内部で使用されるランプ電圧に相当する値（ａ×ＶＬ）に変換するための係数であり、例えばａの値は０．０５である。
（２）ケース２（ＡＢＳ（Ｖｓ１ＡＣ）≦ＡＢＳ（ＶＩＬＡＣ）、中間タップ電圧ＶＶＬの矢印の向きが負方向）
ＶＶＬ＝−（Ｖｓ１＋（−ＶＩＬ））
＝−（（Ｎｓ１／Ｎｓ）×ＶＬ＋（（Ｎｓ１−Ｎｓ）／Ｎｓ）×ＶＩＬ）
したがって
ａ×ＶＬ＝
−ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１）×ＶＩＬ
である。つまり、ａ×ＶＬは、右辺の第２項と第１項との差で表される。
【００３４】
点灯回路１１ａでは、検出回路４９は、抵抗２５の他端２５ｂからの信号に応答して、放電灯に流れる電流値に対応する信号を生成すると共に、抵抗２５の他端２５ｂからの信号に応じて中間タップ３３ｃからの信号を処理することによって抵抗２５の両端の電位差の影響を小さくした信号（放電灯に加わる電圧値に対応する信号）を生成する。引き続いて、ケース１について説明する。検出回路４９は、第１の生成回路５０と、第２の生成回路５５と、第１の演算回路５７とを備える。第１の生成回路５０は、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を入力５０ａに受けて、またこの交流電圧信号の振幅に対応する第１の信号Ｖ１を生成する。第１の信号Ｖ１は、例えば信号ＶＩＬＡＣに対応する。第１の信号Ｖ１は、電流モニタ回路２８ａに提供される。電圧モニタ回路２８ｂの第２の生成回路５５は、中間タップ３３ｃからの交流電圧信号を入力５５ａに受けて、またこの交流電圧信号の振幅に対応する第２の信号Ｖ２を生成する。第２の信号Ｖ２は、例えば信号ＶＶＬＡＣに対応する。第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２は、第１の演算回路５７に提供される。第１の演算回路５７は、入力５７ａ、５７ｂにそれぞれ第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２を受けて、また第１の信号Ｖ１および第２の信号Ｖ２との演算（ケース１では加算）を行ってランプ電圧相当信号を生成する。第１の演算回路５７は、ａ×ＶＬに対応する信号を提供する出力５７ｃを有する。
【００３５】
この点灯回路１１ａによれば、抵抗２５の一端２５ａが接地されているので、トランス１５の中間タップ３３ｃからの出力の値には、二次側巻線３３の一端３３ａと中間タップ３３ｃとの間に現れる電圧Ｖｓ１と、上記抵抗２５の両端間の電圧ＶＩＬとの両方が含まれる。これらの電圧を検出回路４９を用いて処理すれば、抵抗２５による電圧降下の影響が実質的に除かれる。
【００３６】
点灯回路１１ａでは、第１の生成回路５０は、入力５０ａからの信号を受けるピーク検出回路を含むことが好ましい。第１の信号Ｖ１は入力５０ａに受ける信号のピーク値を示す。その為、Ｖ１＝ＶＩＬ×ｓｑｒｔ（２）となる。また、第２の生成回路５５は、入力５５ａからの信号を受けるピーク検出回路を含むことが好ましい。第２の信号Ｖ２は入力５５ａに受ける信号のピーク値を示す。その為、Ｖ２＝ＶＶＬ×ｓｑｒｔ（２）となる。点灯回路１１ａによれば、それぞれのピーク値を用いて、放電灯に流される電流および放電灯に印加される電圧に対応する信号を発生できる。また、これらのピーク検出回路の各々は、入力５０ａ、５５ａに加わる負電圧をクランプするためにクランプ回路と、このクランプ回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路とを含む。
【００３７】
図４は、第１の演算回路の一例を示す図面である。第１の演算回路５７は、第１の信号Ｖ１を分圧比Ｄ１で分圧した第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｖ２を分圧比Ｄ２で分圧した第２の信号Ｓ２とを生成して、これら第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２の和または差の演算を行って、放電灯に印加される電圧をモニタするための信号を生成する。より具体的には、第１の処理回路５９は、電圧ＶＩＬＡＣのピーク値を示す第１の信号Ｖ１を入力５９ａに受けており、ＶＩＬ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１に比例する第１の信号Ｓ１を生成し、また該第１の信号Ｓ１を提供する出力５９ｂを有する。第２の処理回路６１は、電圧ＶＶＬＡＣのピーク値を示す第２の信号Ｖ２を入力６１ａに受けており、ＶＶＬ×Ｎｓ／Ｎｓ１に比例する第２の信号Ｓ２を生成し、また該第２の信号Ｓ２を提供する出力６１ｂを有する。加算回路６３は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２をそれぞれ第１および第２の入力６３ａ、６３ｂに受け、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２の加算（ケース２では、減算）を行い、また加算値（ケース２では、減算値）を示す第３の信号Ｓ３を出力６３ｃに提供する。この例では、分圧比Ｄ１はａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）に関連しており、分圧比Ｄ２はａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）に関連している。Ｄ２−Ｄ１はａ／ｓｑｒｔ（２）に関連している。
【００３８】
第１の処理回路５９は、入力５９ａと接地ＧＮＤとの間に抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５が直列に接続されて成る分圧回路５９ｃを含む。抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点は演算増幅器Ａ１の非反転入力に接続されており、この非反転入力は抵抗Ｒ４、Ｒ５による分圧値を受ける。演算増幅器Ａ１の反転入力は、演算増幅器Ａ１の出力に接続されている。演算増幅器Ａ１の出力は、第１の処理回路５９の出力５９ｂに接続されている。
【００３９】
第２の処理回路６１では、入力６１ａと接地ＧＮＤとの間に抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３が直列に接続されて成る分圧回路６１ｃを含む。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点は演算増幅器Ａ２の非反転入力に接続されており、この非反転入力は抵抗Ｒ２、Ｒ３による分圧値を受ける。演算増幅器Ａ２の反転入力は、演算増幅器Ａ２の出力に接続されている。演算増幅器Ａ２の出力は、第２の処理回路６１の出力６１ｂに接続されている。
【００４０】
加算回路６３は、演算増幅器Ａ３を含む。加算回路の一入力６３ａは、抵抗Ｒ６１を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。加算回路の別の入力６３ｂは、抵抗Ｒ６２を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。演算増幅器Ａ３の反転入力は、抵抗Ｒ６３を介して演算増幅器Ａ３の出力に接続されると共に、抵抗Ｒ６４を介して接地されている。
【００４１】
第１の処理回路５９において、第１の信号Ｓ１がａ×ＶＩＬ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１になるように、抵抗Ｒ４、Ｒ５の値が決定される。また、第２の処理回路６１において、第２の信号Ｓ２がａ×ＶＶＬ×Ｎｓ／Ｎｓ１になるように、抵抗Ｒ２、Ｒ３の値が決定される。このとき、Ｖ１＝ＶＩＬ×ｓｑｒｔ（２）、Ｖ２＝ＶＶＬ×ｓｑｒｔ（２）より、
Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＝ａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）＝ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
という関係が満たされる。Ｒ６１＝Ｒ６２とすれば、演算増幅器Ａ３の非反転入力において信号Ｓ１およびＳ２の平均値が入力され、更にＲ６３＝Ｒ６４とすることにより、この平均値は演算増幅器Ａ３を用いて２倍に増幅され、加算回路６３の出力には、ａ×ＶＬが現れる。これにより、ケース１は詳細に説明された。
ケース１の結果：
ａ×ＶＬ
＝ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１×ＶＩＬ
ケース２の結果：
ａ×ＶＬ
＝−ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１×ＶＩＬ
を比較すると、ケース２のための回路は、加算回路に代えて減算回路を用いればよいことが理解される。ＶＬ検出範囲、ＩＬ検出範囲等に基づき、ＶＬとＩＬの関数であるＶｓ１（＝Ｎｓ１／Ｎｓ×（ＶＬ＋ＩＬ×Ｒ１））とＶＩＬ（＝ＩＬ×Ｒ１）の大きさの関係に依り、ケース１およびケース２のいずれの回路を用いるかを決定する。
図３を参照すると、検出回路４９は、第１の生成回路５０からの信号Ｖ１を第１の演算回路５７に提供しているけれども、第２の生成回路５５が、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を受けると共に、信号Ｖ２に追加して、この交流電圧信号の振幅に対応する信号（信号Ｖ１と同等の信号）を生成することもできる。この検出回路では、第１の演算回路は、第２の生成回路５５からの２つの信号に応答して動作する。
【００４２】
図５は、第１の演算回路の別の例を示す図面である。第１の演算回路５８は、分圧回路を含まない。第１の演算回路５８では、第３の処理回路６５は、信号Ｖ１に応答して信号Ｓ３を生成しており、またこのためのボルテージフォロア回路を含む。演算増幅器Ａ１の非反転入力は、入力６５ａを介して第１の信号Ｖ１を受ける。演算増幅器Ａ１の反転入力は、演算増幅器Ａ１の出力に接続されている。演算増幅器Ａ１の出力は、第３の処理回路６５の出力６５ｂに接続されている。第４の処理回路６７は、信号Ｖ２に応答して信号Ｓ４を生成しており、またこのためのボルテージフォロア回路を含む。演算増幅器Ａ２の非反転入力は、入力６７ａを介して第２の信号Ｖ２を受ける。演算増幅器Ａ２の反転入力は、演算増幅器Ａ２の出力に接続されている。演算増幅器Ａ２の出力は、第４の処理回路６７の出力６７ｂに接続されている。加算回路６９は、演算増幅器Ａ３を含む。加算回路６９の一入力６９ａは、抵抗ＲＲ１を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。加算回路６９の別の入力６９ｂは、抵抗ＲＲ２を介して演算増幅器Ａ３の非反転入力に接続されている。演算増幅器Ａ３の反転入力は、抵抗ＲＲ４を介して演算増幅器Ａ３の出力に接続されると共に、抵抗ＲＲ３を介して接地されている。
【００４３】
加算回路６９の出力値ＶＯＵＴは
ＶＯＵＴ＝（ＶＶＬ×ｓｑｒｔ（２））×（ＲＲ２／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））＋（ＶＩＬ×ｓｑｒｔ（２））×（ＲＲ１／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））
となる。一方、上記のケース１の結果によれば、
ａ×ＶＬ
＝ａ×（Ｎｓ／Ｎｓ１）×ＶＶＬ＋ａ×（（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１）×ＶＩＬ
である。ＶＶＬ、ＶＩＬの項を対比すると、
（ＲＲ２／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））＝ａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
（ＲＲ１／ＲＲ３）×（（ＲＲ３＋ＲＲ４）／（ＲＲ１＋ＲＲ２））＝ａ×（Ｎｓ−Ｎｓ１）／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
となる。これらの式から、抵抗ＲＲ１とＲＲ２の関係、および抵抗ＲＲ３とＲＲ４との関係が得られる。また、ケース２に関しても同様の計算により抵抗値を設定することができる。以上の説明より理解されるように、検出回路を構成する回路には様々な変形例が考えられる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図６は、検出回路の別の例を示す図面である。点灯回路１１ｂでは、検出回路７１は、抵抗２５の他端２５ｂからの信号（放電灯に流れる電流値に対応する信号）および中間タップからの信号の差分値に対応する電圧信号を生成して、またこの電圧信号と、抵抗２５の他端２５ｂからの信号に応答して生成された信号とを処理して、抵抗２５の両端の電位差からの影響を中間タップからの信号において小さくした信号（放電灯に加わる電圧値に対応する信号）を生成する。点灯回路１１ｂでは、検出回路７１は、第１の生成回路５０と、第３の生成回路７３と、第２の演算回路７５とを含む。第３の生成回路７３は、抵抗２５の他端２５ｂに接続された第１の入力７３ａと中間タップ３３ｃに接続された第２の入力７３ｂとを有すると共に、当該第１および第２の入力７３ａ、７３ｂからの交流信号の差分に対応する第３の信号Ｖ３を生成する。第３の信号Ｖ３は、図６に示された電位差Ｖｓ１ＡＣに対応する信号である。第２の演算回路７５は、第１の信号Ｖ１と第３の信号Ｖ３を演算してランプ電圧相当信号を生成する。このために、第２の演算回路７５は、電位差Ｖｓ１ＡＣに対応する信号と放電灯に流れる電流値に対応する信号とを用いて、ａ×ＶＬに対応する信号を生成する。この信号は出力７５ｃに提供される。
図６に示されるように電圧ＶＩＬＡＣの向きが電圧ＶＶＬＡＣの向きと逆であるので、例えば、電圧ＶＶＬＡＣが正の最大振幅であるとき、電圧ＶＩＬＡＣが負の最大振幅となり、差分を示す信号Ｖｓ１ＡＣは、ＶＩＬＡＣの最大振幅値（正値）とＶＶＬＡＣの最大振幅値（正値）との和が最大振幅となる交流信号になる。
【００４５】
この点灯回路１１ｂによれば、高電圧が印加される放電灯の両端子間の電圧を直接にモニタせずに中間タップ３３ｃからの出力の値を用いるので、モニタ入力部の耐圧性能を低減できる一方、放電灯に印加される電圧を示す信号を高精度にできる。また、抵抗２５の一端が２５ａ接地されているので、中間タップ３３ｃからの出力の値は、二次側巻線３３の一端３３ａと中間タップ３３ｃとの間に現れる電圧Ｖｓ１と上記抵抗２５の両端間の電圧との和である。第１および第３の生成回路からの電圧信号を第２の演算回路７５を用いて処理すれば、抵抗２５の影響が実質的に除かれて、中間タップ３３ｃと抵抗の他端２５ｂとの間の電位差を示す信号が得られる。
【００４６】
図７は、第３の生成回路の構成の一部を表す一例を示す図面である。第３の生成回路７３は、減算回路７６を含む。減算回路７６は、入力７３ａ、７３ｂからの信号の差分値に対応する電圧信号を生成する。減算回路７６の第１の入力７６ａは演算増幅器Ａ４の反転入力に抵抗Ｒ７２を介して接続されており、演算増幅器Ａ４の反転入力は、演算増幅器Ａ４の出力に抵抗Ｒ７４を介して接続されている。また、減算回路７６の第２の入力７６ｂは演算増幅器Ａ４の非反転入力に抵抗Ｒ７１を介して接続されており、演算増幅器Ａ４の非反転入力は抵抗Ｒ７３を介して接地されている。
第１の入力７６ａは第３の生成回路７３の入力７３ａ（入力信号はＶＩＬＡＣ）に接続され、第２の入力７６ｂは第３の生成回路７３の入力７３ｂ（入力信号はＶＶＬＡＣ）に接続される。また、抵抗Ｒ７１＝Ｒ７２＝Ｒ７３＝Ｒ７４と設定することにより、演算増幅器Ａ４の出力信号を交流電圧ＶＦ３ＡＣと記載すると、次の関係
ＶＦ３ＡＣ＝ＶＶＬＡＣ−ＶＩＬＡＣ＝Ｖｓ１ＡＣ
となる。信号Ｖｓ１ＡＣをピークホールド回路を通したピーク値が信号Ｖ３（＝Ｖｓ１×ｓｑｒｔ（２））になる。この回路により、入力電圧の値の差分が提供され、電圧Ｖｓ１ＡＣに対応する信号が生成される。トランス１５の巻線比の関係
Ｎｓ１／Ｎｓ＝Ｖｓ１／Ｖｓ２
を用いて、
ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１
を得る。
点灯回路１１ｂにおいても、第３の生成回路７３は、点灯回路１１ａと同様なピーク検出回路を含むことができる。点灯回路１１ｂによれば、交流信号として求めた差分値のピーク値を用いて、放電灯に流される電流および放電灯に印加される電圧に対応する信号を発生できる。また、ピーク検出回路はクランプ回路とピークホールド回路とを含む。
ａ×Ｖｓ２に対応する信号は、Ｖｓ１ＡＣのピーク値Ｖ３を得た後に、図４に示されるように、例えばＶ３に対応する信号を分圧比Ｄ３で分圧する回路（例えば分圧抵抗およびボルテージフォロア回路）を用いて生成される。この分圧比Ｄ３はａ×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）に関連づけられている。
抵抗２５の両端間の電位差が小さいならば、実質的に
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１
＝ａ×Ｖ３×Ｎｓ／Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）
となる。抵抗２５の両端間の電位差を考慮するならば、
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖｓ１×Ｎｓ／Ｎｓ１−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖ３×Ｎｓ／Ｎｓ１／ｓｑｒｔ（２）−ａ×Ｖ１／ｓｑｒｔ（２）
を得る。これ故に、減算回路を用いて、Ｖｓ１ＡＣに対応する信号とＶＩＬＡＣに対応する信号との差を生成することにより、ランプ電圧相当信号であるａ×ＶＬを得ることができる。
【００４７】
検出回路７１は、第１の生成回路５０からの信号Ｖ１を第２の演算回路７５に提供しているけれども、第３の生成回路７３が、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を受けると共に、信号Ｖ３に追加して、この交流電圧信号の振幅に対応する信号（信号Ｖ１と同等の信号）を生成することもできる。この検出回路では、第２の演算回路は第３の生成回路からの２つの信号に応答して動作する。
【００４８】
（第３の実施の形態）
図８は、検出回路の別の例を示す図面である。点灯回路１１ｃでは、トランス１５の二次側は追加巻線３４（巻数Ｎｓ３）を含む。トランス１５の二次側に追加巻線３４を設ければ、中間タップを用いることがない。検出回路８１は、第１の生成回路５０と、第４の生成回路８３と、第３の演算回路８５とを含む。第４の生成回路８３は、モニタ用出力４８を介して追加巻線３４に接続された入力８３ａを有すると共に、追加巻線３４の両端の電位差に対応する交流電圧に応じた第４の信号Ｖ４を生成する。第３の演算回路８５は、第１の信号Ｖ１と第４の信号Ｖ４を演算してランプ電圧相当信号を出力する。第４の信号Ｖ４は、Vｓ３ＡＣの最大振幅値に対応する信号である。二次側巻線３３と追加巻線３４との巻線比の関係
Ｎｓ３／Ｎｓ＝Ｖｓ３／Ｖｓ２
を用いて
ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ３×Ｎｓ／Ｎｓ３
を得る。
点灯回路１１ｃにおいても点灯回路１１ａ、１１ｂと同様に、第４の生成回路８３は、入力８３ａからの信号を受けるピーク検出回路を含むことが好ましい。第４の信号Ｖ４は入力８３ａに受ける信号のピーク値を示す。
【００４９】
抵抗２５の両端間の電位差が小さいならば、実質的に
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２＝ａ×Ｖｓ３×Ｎｓ／Ｎｓ３
＝ａ×Ｖ４×Ｎｓ／Ｎｓ３／ｓｑｒｔ（２）
となる。抵抗２５の両端間の電位差を考慮するならば、
ａ×ＶＬ＝ａ×Ｖｓ２−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖｓ３×Ｎｓ／Ｎｓ３−ａ×ＶＩＬ
＝ａ×Ｖ４×Ｎｓ／Ｎｓ３／ｓｑｒｔ（２）−ａ×Ｖ１／ｓｑｒｔ（２）
を得る。第３の演算回路８５は、Ｖｓ３ＡＣに対応する信号を受ける入力８５ａとＶＩＬＡＣに対応する信号を受ける入力８５ｂと有しており、またＶｓ３ＡＣに対応する信号Ｖ４とＶＩＬＡＣに対応する信号Ｖ１に対し、各々（ａ×Ｎｓ／Ｎｓ３／ｓｑｒｔ（２））と（ａ／ｓｑｒｔ（２））に分圧した値との差信号を生成する。抵抗２５の両端間の電位差が小さいならば、−ａ×Ｖ１／ｓｑｒｔ（２）を演算するための減算回路は不要となる。第３の演算回路８５は、ａ×ＶＬに対応する信号を提供する出力８５ｃを有する。
【００５０】
検出回路８１は、第１の生成回路５０からの信号Ｖ１を第３の演算回路８５に提供しているけれども、第４の生成回路８３が、抵抗２５の他端２５ｂからの交流電圧信号を受けると共に、信号Ｖ４に追加して、この交流電圧信号の振幅に対応する信号（信号Ｖ１と同等の信号）を生成することもできる。この検出回路では、第３の演算回路は、第４の生成回路からの２つの信号に応答して動作する。
【００５１】
（第４の実施の形態）
図９は、点灯回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃに用いられるピークホールド回路を示す図面である。ピークホールド回路８９は、演算増幅器９１と、第１のトランジスタ９３と、第２のトランジスタ９５と、ホールド用のキャパシタ９７と、抵抗９９とを含む。演算増幅器９１は、入力信号Ｖｉｎを受ける非反転入力９１ａ、反転入力９１ｂおよび出力９１ｃを有する。第１のトランジスタ９３および第２のトランジスタ９５の各々は、バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタであることができる。第１のトランジスタ９３がバイポーラトランジスタ（電界効果トランジスタ）であるとき、第１のトランジスタ９３は、電源線Ｖｃｃに接続されたコレクタ（ドレイン）９３ａ、演算増幅器９１の出力９１ｃに接続されたベース（ゲート）９３ｂ並びに演算増幅器９１の反転入力９１ｂおよび抵抗９９の一端９９ａに接続されたエミッタ（ソース）９３ｃを有する。第２のトランジスタ９５がバイポーラトランジスタ（電界効果トランジスタ）であるとき、第２のトランジスタ９５は、電源線Ｖｃｃに接続されたコレクタ（ドレイン）９５ａ、演算増幅器９１の出力９１ｃに接続されたベース（ゲート）９５ｂおよびキャパシタ９７の一端９７ａに接続されたエミッタ（ソース）９５ｃを有する。キャパシタ９７の他端９７ｂおよび抵抗９９の他端９９ｂは接地されている。
【００５２】
演算増幅器９１の出力がトランジスタ９３のベース９３ｂに接続されると共に、トランジスタ９３のエミッタ９３ｃが演算増幅器９１の反転入力９１ｂに接続されているので、第１のトランジスタ９３は、負帰還のために設けられている。また、演算増幅器９１の出力がトランジスタ９５のベース９５ｂに接続されると共に、トランジスタ９５のエミッタ９５ｃがキャパシタ９７の一端９７ａに接続されているので、第２のトランジスタ９５は、ピーク電圧のホールドのために設けられている。これ故に、出力の飽和無しに演算増幅器９１が動作するので、ピークホールド回路８９の周波数帯域は、演算増幅器９１の周波数帯域と同程度まで広い。入力周波数が上記の周波数帯域にあるとき、ピークホールド回路８９は入力信号の変化に追従して動作する。
【００５３】
必要な場合には、ピークホールド回路８９は、キャパシタ９７と並列に接続された抵抗を更に含むことができる。
【００５４】
点灯回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて、ランプ電圧は、交流の極性切り替わり毎に、交流信号の振幅より大きいパルス状の再点弧電圧が発生する場合には、この再点弧電圧をマスクして振幅（交流信号のピーク値）を検出する必要がある。
【００５５】
点灯回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃのモニタ用出力２７、４７、４８には、直流交流変換回路１３のスイッチング周波数に応答した信号が現れる。モニタ回路は、このスイッチング周波数に応答して動作することが求められる。しかしながら、通常、ピークホールド回路は、演算増幅器の出力に接続されたホールド用のキャパシタを含んでいるので、このキャパシタの容量値によって動作上限周波数が決まってしまうことが多い。ところが、ピークホールド回路８９を用いると、演算増幅器９１の周波数帯域と同程度までモニタ信号は応答する。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態に係る点灯回路によれば、地絡が生じても、ランプ電圧およびランプ電流を正確にモニタして電力演算が行えるので、放電灯に過大な電力が供給されてしまう事態を防ぎ、安全に地絡を検出できる。
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、車両用放電灯のための点灯回路を概略的に示す回路図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、点灯回路および放電灯からなる回路において地絡が生じたときの等価回路を示す図面である。
【図３】図３は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。
【図４】図４は、第１の演算回路の一例を示す図面である。
【図５】図５は、第１の演算回路の別の例を示す図面である。
【図６】図６は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。
【図７】図７は、第３の生成回路の構成の一部を表す一例を示す図面である。
【図８】図８は、放電灯に印加される電圧ＶＬをモニタするために回路の一例を示す図面である。
【図９】図９は、点灯回路に用いられるピークホールド回路を示す図面である。
【符号の説明】
【００５８】
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…点灯回路、１３…直流交流変換回路、１３ａ…直流交流変換回路の出力、１５…トランス、１７…キャパシタ、１９…インダクタ、２１…第１の出力、２３…第２の出力、２５…抵抗、２５ａ…抵抗の一端、２５ｂ…抵抗の他端、２９…モニタ回路、ＳＣ…制御信号、３０…放電灯、３１…一次側巻線、３３…二次側巻線、３１ａ…一次側巻線の一端、３１ｂ…一次側巻線の他端、３１ｃ…一次側巻線の中間タップ、３３ａ…二次側巻線の一端、３３ｂ…二次側巻線の他端、３３ｃ…二次側巻線の中間タップ、３４…追加巻線、３５ａ、３５ｂ…パワー入力、３７…外部電源、４１、４３…スイッチング素子、４５…起動回路、４７…モニタ用出力、４８…モニタ用出力、４９…検出回路、５９ｃ…分圧回路、６１ｃ…分圧回路、８９…ピークホールド回路、９１…演算増幅器、９３…第１のトランジスタ、９５…第２のトランジスタ、９７…キャパシタ、９９…抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯を点灯する点灯回路であって、
前記放電灯に印加する電力を制御する制御信号に応答して、入力される直流電圧を交流電圧に変換する直流交流変換回路と、
前記直流交流変換回路の出力から前記交流電圧を受ける一次側巻線および二次側巻線を含むトランスと、
前記トランスの一次側に設けられたキャパシタと、
前記トランスの一次側に設けられたインダクタと、
前記二次側巻線からの電力を前記放電灯に供給するための第１および第２の出力と、
前記第２の出力に接続され接地された一端と前記二次側巻線の一端に接続された他端とを有する抵抗と、
前記放電灯に流れる電流を前記抵抗の前記他端からの信号を用いてモニタする電流モニタ回路を含む検出回路と
を備え、
前記キャパシタ、前記インダクタおよび前記一次側巻線は直列に接続されている、ことを特徴とする点灯回路。
【請求項２】
前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、
前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、
前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、
前記電圧モニタ回路は、
前記中間タップに接続された入力を有すると共に、該入力の交流電圧の振幅に対応する第２の信号を生成する第２の生成回路と、
前記第１の信号および第２の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第１の演算回路と
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載された点灯回路。
【請求項３】
前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、
前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、
前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、
前記電圧モニタ回路は、
前記抵抗の他端に接続された第１の入力と前記二次側巻線の中間タップに接続された第２の入力と有すると共に、当該第１および第２の入力からの交流信号の差分に対応する第３の信号を生成する第３の生成回路と、
前記第１の信号と前記第３の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第２の演算回路と
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載された点灯回路。
【請求項４】
前記トランスの二次側は、追加巻線を有しており、
前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、
前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、
前記電圧モニタ回路は、
前記追加巻線に接続された入力を有すると共に、前記追加巻線の両端の電位差に対応する交流電圧の振幅に応じた第４の信号を生成する第４の生成回路と、
前記第１の信号と前記第４の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第３の演算回路と
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載された点灯回路。
【請求項５】
前記第１の生成回路は、当該第１の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された点灯回路。
【請求項１】
放電灯を点灯する点灯回路であって、
前記放電灯に印加する電力を制御する制御信号に応答して、入力される直流電圧を交流電圧に変換する直流交流変換回路と、
前記直流交流変換回路の出力から前記交流電圧を受ける一次側巻線および二次側巻線を含むトランスと、
前記トランスの一次側に設けられたキャパシタと、
前記トランスの一次側に設けられたインダクタと、
前記二次側巻線からの電力を前記放電灯に供給するための第１および第２の出力と、
前記第２の出力に接続され接地された一端と前記二次側巻線の一端に接続された他端とを有する抵抗と、
前記放電灯に流れる電流を前記抵抗の前記他端からの信号を用いてモニタする電流モニタ回路を含む検出回路と
を備え、
前記キャパシタ、前記インダクタおよび前記一次側巻線は直列に接続されている、ことを特徴とする点灯回路。
【請求項２】
前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、
前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、
前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、
前記電圧モニタ回路は、
前記中間タップに接続された入力を有すると共に、該入力の交流電圧の振幅に対応する第２の信号を生成する第２の生成回路と、
前記第１の信号および第２の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第１の演算回路と
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載された点灯回路。
【請求項３】
前記トランスの前記二次側巻線は中間タップを有しており、
前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、
前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、
前記電圧モニタ回路は、
前記抵抗の他端に接続された第１の入力と前記二次側巻線の中間タップに接続された第２の入力と有すると共に、当該第１および第２の入力からの交流信号の差分に対応する第３の信号を生成する第３の生成回路と、
前記第１の信号と前記第３の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第２の演算回路と
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載された点灯回路。
【請求項４】
前記トランスの二次側は、追加巻線を有しており、
前記検出回路は、前記抵抗の他端に接続された入力を有する第１の生成回路と、電圧モニタ回路とを有しており、
前記第１の生成回路は、該入力の交流電圧の振幅に対応する第１の信号を生成し、
前記電圧モニタ回路は、
前記追加巻線に接続された入力を有すると共に、前記追加巻線の両端の電位差に対応する交流電圧の振幅に応じた第４の信号を生成する第４の生成回路と、
前記第１の信号と前記第４の信号を演算してランプ電圧相当信号を出力する第３の演算回路と
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載された点灯回路。
【請求項５】
前記第１の生成回路は、当該第１の生成回路の前記入力からの信号の振幅に対応する信号を保持して出力する保持回路を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された点灯回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２７７１０（Ｐ２００８−２７７１０Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９８５３５（Ｐ２００６−１９８５３５）
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
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