放电灯点亮装置和使用点亮装置的灯系统制造方法及图纸

在一种放电灯点亮装置中，根据灯电压检测单元６和电流检测单元７的检测结果控制通过ＤＣ－ＤＣ转换器１和逆变器２提供到放电灯Ｌａ的功率，并且在电极加热周期中当放电灯启动开始时将放电灯的交替时间设定到长于稳定点亮周期中的交替时间，和根据提供到放电灯的功率或电流的降低来增加电极加热周期中的交替时间。因此，即使在灯电流突然改变时，也能防止放电灯在极性倒置时熄灭，而不缩短放电灯的寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于点亮诸如金属卤化物灯之类的高压放电灯的装置，更具体地讲，涉及在瞬间点亮汽车前灯或类似灯时需要的放电灯点亮装置，并且也涉及使用点亮装置的灯系统。
技术介绍
图30中示出了文献1(日本专利申请待审公开9-73991)中披露的点亮装置的常规例子1。点亮装置的常规例子1包括DC电源E，点亮开关S，DC-DC转换器1，低频逆变器2，点火器4，放电灯La，和控制电路5。控制电路5通过检测作为放电灯La的灯电压和灯电流的DC-DC转换器1的输出电压和输出电流，从检测结果计算灯功率，并且利用根据计算结果得到的输出功率命令值经过PWM驱动单元9驱动开关元件Q0，而把输出功率控制到设定值。如图31A和31B中所示，当启动以接通放电灯La时，提供有用于在低于正常操作时使用的倒置频率ft的频率fd(即，长倒置循环)倒置逆变器2的输出极性的周期(以下称为“电极加热周期”)。倒置频率是由倒置频率设定单元10设定的。当启动以接通放电灯La时，如果放电灯接通之前的OFF周期比较长并且灯的电极温度低，那么电极加热周期的灯电流检测值大。同时，如果放电灯接通之前的OFF周期短，那么由于OFF周期越短，点亮开始时的电极温度越高，所以电极加热周期的灯电流检测值小。因此，提供了一个用于根据灯电流检测值改变电极加热周期的倒置循环的控制单元。因此，由于电极加热周期的倒置循环随着灯电流检测值变小或增加，所以能够在放电灯的电极被加热到足够热的状态下接通放电灯。结果是，防止了在逆变器电路中倒置输出极性时放电灯熄灭，从而可以确保放电灯进入稳定点亮状态。此外，根据常规例子1，倒置循环的设定值仅依赖灯电流检测值或灯电流累加值而改变。根据日本专利申请待审公开2002-216982中披露的常规例子2，通过调节电极加热周期的倒置循环防止放电灯熄灭，而不使用常规例子1中所示的灯电流检测值或灯电流累加值。在这个常规例子2中，使用了灯电压检测值的累加值、灯电压检测值的倒数、灯电流命令值、和灯电流命令值的累加值来调节倒置循环。由于放电灯接通之后的瞬间的灯电流发生很大的波动，在常规例子1中存在着不能准确地检测电流值的情况。因此，作为解决上述问题的措施，提出了如下所述的常规例子2中的控制。即，为了提供稳定的点亮操作，设定一个其中以给定频率或在工作周期驱动控制DC-DC转换器的功率的开关元件的开环控制周期。然后，使用开环控制周期的灯电压和灯电流作为电极加热周期开始时的灯电压和灯电流检测值的初始值。因此，可以取得电极加热周期的倒置循环的精确和稳定的调节。在这个常规例子2中，电极加热周期的设定值仅随灯电压检测值的累加值、灯电压检测值的倒数、灯电流命令值、和灯电流命令值的累加值而改变。
技术实现思路
在上述常规例子中，预定电极加热周期的倒置循环仅由诸如灯电流检测值的累加值、灯电流累加值、灯电压检测值、灯电压检测值的倒数、灯电流命令值、和灯电流命令值的累加值之类的放电灯的状态来确定。以下对于利用灯电流检测值作为放电灯的状态的例子进行说明。如图31C中所示，当放电灯接通之前的OFF周期长并且电极温度低时，由于电极加热周期的灯电流值Ia大，所以将电极加热周期的倒置循环ta设定得比较短。当放电灯接通之前的OFF周期短并且电极温度高时，由于电极加热周期的灯电流值Ib小，所以将电极加热周期的倒置循环tb设定得比较长。在此，作为保证接通放电灯的一种方法，有一种将灯电流设定到比较高并且将电极加热周期的倒置循环设定得尽可能长的方法。但是，在这种方法中，对放电灯和点亮装置的应力加大，造成放电灯寿命缩短和点亮装置的尺寸大。因此，需要设定电极加热周期使得能够将对于放电灯和点亮装置的应力降低到最小，并且能够确保防止放电灯熄灭。在一种实际点亮装置中，当来自DC电源的输入电压降低时，或当点亮装置的环境温度升高时，为了防止元件的应力和电路损耗的增大，提供了在一些情况下不管放电灯的状态故意降低在点亮灯的开始施加到放电灯的功率量的控制部分(未示出)。在此，说明把常规例子应用到包括上述控制方法的点亮装置的情况。当假设电极加热周期的输出电流是Ia时电极加热周期的倒置循环是ta(点亮前的OFF周期A)，并且电极加热周期的输出电流是Ib时的电极加热周期的倒置循环是tb(点亮前的OFF周期B)时，条件是Ia＞Ib，A＞B和ta＜tb。在这里，假设当在点亮前的OFF周期是A的状态下启动以接通放电灯时，来自DC电源E的输入电压降低并且由于上述原因故意地降低输出功率，从而在常规例子的控制中使得输出电流从Ia降低到Ib，将电极加热周期的倒置循环设定到tb。但是，倒置循环tb是一个假设点亮前OFF周期是B的放电灯的状态而设定的值。因此，放电灯的状态与控制之间失配。此外，当点亮前的OFF周期是A并且输出电流从Ia降低到Ib时，已经知道，如果不进一步把电极加热周期的倒置循环设定到更长(在本例中，至少是tb或更长)，那么放电灯将熄灭。这种现象会在输出电流比较小的区中明显产生。在根据放电灯的状态设定电极加热周期的倒置循环的所有常规例子都会出现同样的现象。出于上述原因，当假设由于来自DC电源E的输入电压的波动或点亮装置的环境温度的波动等使得用于电极加热周期的输出功率降低时，存在着由于常规例子的控制中输出功率量的降低而使放电灯熄灭的问题。此外，考虑到在启动以接通放电灯时，其电压和电流特性不稳定，并且DC-DC转换器的输出可能突然改变。因此，如果把仅通过依赖于点亮前OFF周期的长度的放电灯的状态设定的电极加热周期应用到放电灯，那么在一些情况下会产生当逆变器倒置输出极性时放电灯熄灭的问题。考虑到上述问题做出了本专利技术，并且本专利技术的一个目的是要改进放电灯点亮装置，防止逆变器倒置输出极性时放电灯熄灭，而不会缩短放电灯的寿命，从而即使在启动以接通放电灯时由于电源环境、点亮装置的操作环境的改变，或放电灯的电特性的改变等，造成灯电流突然改变或降低时，也能保证使放电灯进入稳定的点亮状态。根据本专利技术，为了解决上述问题，放电灯点亮装置包括功率转换单元，用于将DC电源电压转换到希望的电压；逆变器，用于倒置来自功率转换单元的输出的极性并将交流输出提供到放电灯负载；灯电压检测单元，用于检测对应于放电灯的灯管电压的电压值；灯电流检测单元，用于检测对应于放电灯的灯管电流的电流值；和控制单元，用于根据灯电压和灯电流检测单元的检测结果，控制要提供到放电灯的逆变器的输出。在这种安排中，控制单元包括电极加热量设定装置，电极加热量设定装置将放电灯启动的电极加热周期中提供到放电灯的输出功率的交替时间设定到比其稳定点亮周期中的交替时间长，并且根据提供到放电灯的灯功率或灯电流的降低程度增大电极加热周期中的交替时间。根据本专利技术，防止了放电灯在逆变器倒置极性时熄灭，而不会缩短放电灯的寿命，从而即使在接通放电灯时由于电源环境、点亮装置的操作环境的改变，或放电灯的电特性的改变等，造成灯电流突然改变时，也能确保放电灯进入稳定点亮状态。附图说明图1是根据本专利技术的实施例1的电路图；图2是显示根据本专利技术实施例1的目标功率的时间变化的说明图；图3是显示根据本专利技术实施例1的输出电压和输出电流的波形图；图4A，4B，4C和4D是说明根据本专利技术实施例1的操作的示意图；图5是根据本专利技术实施例2的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯点亮装置，包括：功率转换单元（１），用于将直流电源电压转换成希望的电压；逆变器（２），用于倒置从功率转换单元（１）的输出的极性并将交流输出提供到放电灯负载；灯电压检测单元（６），用于检测与放电灯的灯管电压对应的电压值；灯电流检测单元（７），用于检测与放电灯的灯管电流对应的电流值；和控制单元（５），用于根据灯电压和灯电流检测单元（６，７）的检测结果，控制要提供到放电灯的逆变器的输出，其中控制单元包括电极加热量设定装置，电极加热量设定装置根据提供到放电灯的灯功率或灯电流的降低程度，将启动放电灯的电极加热周期中提供到放电灯的输出功率的交替时间设定为比其稳定点亮周期中的交替时间长，并且将电极加热周期中交替时间增大到比其正常交替时间长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅沼和俊，神原隆，田中寿文，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]