放电灯用的镇流器和用DC-DC转换器操作放电灯的方法技术

一种改进的放电灯用的镇流器包括从ＤＣ电压源接收输入ＤＣ电压的ＤＣ－ＤＣ转换器，以便提供准备点燃或起动灯的预起动电压。该ＤＣ－ＤＣ转换器具有开关元件，驱动该开关元件导通和断开，用于产生预起动电压。该镇流器中还包括加速起动装置，以便按加速输出ＤＣ电压向预起动电压增加的方向，在被监视输入ＤＣ电压的基础上改变开关元件的开关频率和导通周期中的至少一个，直到输出ＤＣ电压达到预起动电压为止。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及放电灯如高亮度放电(HID)灯用的镇流器，特别涉及包括DC-DC转换器的电子镇流器，该转换器从DC电压源如电池得到输入DC电压，以提供用于操作灯的高DC电压，本专利技术还涉及利用DC-DC转换器的放电灯操作方法。为了点亮灯，首先控制DC-DC转换器以将输出DC电压增加到预起动电压，该预起动电压足够高以便准备点燃灯，用于起动灯放电。为了成功地起动灯，灯必须在一定时间内保持在预起动电压，直到灯被点燃为止。通常情况下，预起动电压定义为高限制电压，其中DC-DC转换器被设计成保持产生该高限制电压，直到灯被点燃为止，即无负载连接到该转换器。然而，DC-DC转换器使其输出DC电压从零增加到预起动电压所需要的时间取决于从DC电压源获得的输入DC电压。因而，在不期望得到的输入DC电压保持恒定的情况下，在不同的时间达到预起动电压。就是说，当得到的输入DC电压下降时，可以在更长时间之后达到预起动电压，由此放电灯相应地延迟起动。由于在实际应用条件下输入DC电压可能下降，因此为了满足以一致的响应时间和在不会有意改变输入DC电压的情况下恒定地起动灯的要求，必须避免这种延迟。鉴于上述不足，本专利技术的目的是提供一种能在不管从DC电源获得的输入DC电压可能改变的情况下进行稳定灯起动的改进的镇流器。根据本专利技术的镇流器包括适合于从DC电压源接收输入DC电压的DC-DC转换器。该DC-DC转换器具有开关元件，驱动该开关元件，以便以合适的开关频率和用于合适的导通周期重复切换输入DC电压，从而调整用于驱动放电灯的DC输出。该镇流器中还包括控制器，为了调整DC输出，该控制器控制DC输出并在被控DC输出基础上进行改变开关元件任务的反馈控制，以便DC-DC转换器提供起动放电灯的预起动电压和保持放电灯工作的工作电压。该镇流器还包括监视从DC电压源输送的输入DC电压的输入DC电压监视器。本专利技术的特征在于控制器包括加速起动装置，该装置按加速输出DC电压向预起动电压增加的方向在被监视输入DC电压基础上改变开关元件的开关频率和导通周期中的一个，直到输出DC电压达到起动电压为止。通过这个方案，在与在输入DC电压处于可得到的最大电压时所需要的时间基本相等的时间内，不管输入DC电压如何变化，都可以将输出DC电压增加到预起动电压，由此保证快速起动灯，同时补偿降低的输入DC电压。为了实现输出电压向预起动电压以均匀速度增加而不管输入DC电压如何变化，该加速起动装置是最佳的，以便随着输入DC电压降低而增加开关元件的导通周期和/或降低开关频率。在最佳实施例中，该镇流器包括升压器，它将从DC-DC转换器中获得的电压放大到升高电压。该升压器具有提供升高电压的特性，该升高电压随着开关元件的开关频率增加而以更高速度增加。点火器与升压器连接，以便在输出DC电压达到预起动电压之后将该升高电压增加到施加于放电灯的点火电压，由此点燃灯。加速起动装置构成为响应达到低于预起动电压的第一阈值电压的输出DC电压而增加开关元件的开关频率。这样，可以首先加速转换器的输出DC电压增加，然后增加加速升高电压到足够电平以点燃灯点火器，由此提供输出DC电压和用于加速灯起动的升高电压的最佳组合。为此，选择第一阈值电压，以便在升高电压达到足以点燃灯点火器的电压之前，使输出DC电压达到预起动电压。优选，操作加速起动装置以便响应达到第一阈值电压的输出DC电压，连续地或阶梯式地使开关频率从第一开关频率增加到第二开关频率。代替使用第一阈值电压，加速起动装置可以构成为响应首先达到预起动电压的输出DC电压而增加开关频率。此外，当DC-DC转换器包括平滑处理输出DC电压的低通滤波器时，本专利技术的镇流器构成为可抑制在与低通滤波器的固有频率共振时发生的不希望的共振，同时正好在起动灯之前DC-DC转换器在断续地被激活和无效时保持产生预起动电压。为了抑制不希望的共振，加速起动装置最好是响应达到低于预起动电压的第二阈值的输出DC电压而减少开关元件的导通周期。这样，正好在DC-DC转换器提供预起动电压之前和之后，转换器逐渐地增加输出电压，以便补充用于维持预起动电压的小能量，由此可以连续地将输出电压限制到预起动电压而不会产生不希望的共振。因此，可以保护镇流器由于不希望的共振而产生过高的电压，使灯安全和可靠地工作。为此，加速起动装置可构成为响应输出电压达到第二阈值而连续地或阶式地减少开关元件的导通周期。代替使用第二阈值，加速起动装置可构成为响应首先达到预起动电压的输出DC电压而减少导通周期。另外，还有利的是，响应达到第二阈值的输出DC电压，增加开关频率首先达到预起动电压或甚至于达到低于预起动电压，并且不同于第二阈值的第三阈值。为了抑制不希望的共振正好在输出电压达到预起动电压前后，单独地或者与减少导通周期的上述方案相结合进行增加开关频率的这种控制都是有效的。此外，代替使用一个或多个阈值，加速起动装置可以构成为作为被监视输出DC电压的函数而改变开关频率和/或导通周期，直到输出DC电压达到预起动电压为止，由此加速灯起动和/或抑制不希望的共振的。从下面结合附图对最佳实施例的详细说明使本专利技术的这些和其它目的以及有利特征更明显。图5A和5B是表示在镇流器的被控输出DC电压基础上的镇流器的另一控制图；图6是表示镇流器的基本特征图；图7是表示镇流器的另一基本特征图；和图8是表示镇流器修改特征图。现在参照附图说明图1，其中示出了根据本专利技术的第一实施例的镇流器。该镇流器由DC-DC转换器20和反相器40构成，其中转换器20被连接成从DC电源10如车用电池接收输入DC电压，用于提供被调整的DC输出，反相器40将DC输出转换成要施加于放电灯1的低频AC功率。镇流器中还包括从一部分DC-DC转换器20获得功率以产生升高电压的升压器50和由该升高电压产生用于点燃灯1的点燃电压的点火器60。该镇流器还包括控制DC-DC转换器20的控制器70和主要在DC-DC转换器20的被控输出DC电压基础上用于起动灯和维持灯工作的反相器40。DC-DC转换器20包括变压器30和穿过DC电源10与变压器30的初级绕组串联的开关元件24。控制开关元件24以便按照改变的频率和改变的导通周期重复导通和断开，由此将能量积累到变压器30和电容器34中。当开关元件24导通时，输入电流从DC电源10流过初级绕组以在其中储存能量。电容器34连接在初级绕组31和次级绕组32之间，并穿过DC电源10与二极管26串联，因此当开关元件24断开时，另一输入电流流过初级绕组31、电容器34、次级绕组32和二极管26，以便在绕组31和32以及电容器34中积累能量。二极管26和次级绕组32的串联组合穿过由电感器37和电容器38构成的低通滤波器36即输出端连接到反相器40，当开关元件24断开时，累积在次级绕组32中的能量通过二极管26释放，以提供输出DC电压给反相器40。电容器34释放其能量，同时开关元件24导通，以连续提供输出DC电压给反相器40。所示转换器20只是示意性的，如果利用相同开关元件调整DC输出，则该转换器20可以有不同的构成。例如，可同样使用公知的反馈型或降—升压型DC-DC转换器。反相器40是具有四个开关41、42、43和44的满桥结构，这些开关由驱动器45按照以下方式驱动导通和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯用的镇流器，包括：适于从ＤＣ电压源接收输入ＤＣ电压的ＤＣ－ＤＣ转换器，所述ＤＣ－ＤＣ转换器包括开关元件，驱动该开关元件以便以合适的开关频率和合适的导通周期重复切换所述输入ＤＣ电压，以便调整用于驱动放电灯的ＤＣ输出；控制器， 监视ＤＣ输出以进行反馈控制，在被监视的ＤＣ输出基础上改变所述开关元件的负载，由此调整ＤＣ输出，以便ＤＣ－ＤＣ转换器提供起动灯的高预起动电压以及用于保持灯工作的低工作电压；其中所述镇流器包括：监视从所述ＤＣ电压源输送的输入ＤＣ电压的输 入的ＤＣ电压监视器，和所述控制器包括加速起动装置，该加速起动装置在被监视输入的ＤＣ电压基础上在加速输出ＤＣ电压向所述预起动电压增加的方向改变开关元件的开关频率和导通周期中的至少一个。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：神原隆，中村俊朗，小谷幹，小西洋史，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]