用于启动放电灯的方法和镇流器技术

一种能够迅速启动放电灯同时能够抑制过量光输出的方法和镇流器。该镇流器能够分别地产生给放电灯提供一个最大功率值的最初的启动时间周期和随后的曲线，沿着该曲线功率减小到放电灯的一个正常功率值。该曲线是一个连续的组合曲线，该组合曲线是由低于参考曲线的一个部分最大功率值限定的一个最大功率值的曲线和在最大功率值与正常功率值之间限定的剩余部分的参考曲线构成的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于启动放电灯的方法和镇流器，特别地涉及用于启动像金属卤化物放电灯这样的高亮度放电灯(HID)的方法和镇流器。当启动一个在冷状态下的高亮度放电灯(HID)时，已知该放电灯达到它发出一种预定光输出的稳定状态是比较慢的。特别是当该放电灯被用于一种车头灯或用于一种液晶显示投影仪的光源时，非常希望利用迅速地增加光输出来进行冷状态下的放电灯启动。为了这个目的，日本特许公开公报平4-141988和平9-82480中建议了一种镇流器，在放电灯启动时，该镇流器提供比用于维持该放电灯工作的正常功率值更大的建立功率。然后，在沿着一个特殊曲线的过渡周期上随着时间迫使建立功率从最大功率值减小到正常功率值。该建立功率的曲线能够从一个电容器的单一充电曲线上获得，如在附图说明图15A中所示的，并且由该充电曲线的翻转曲线来表示，如在图15B中所示的。由于该镇流器具有一个用于放电灯的固定的最大功率值，所以超过该最大功率值的建立功率曲线部分被限制到该最大功率值，由此产生一个组合曲线，在该组合曲线中，最大功率值被维持一个最初的启动时间周期，然后随着时间减小到正常功率值。由于为了达到放电灯更迅速的启动需要更长的最初启动时间，如在上述附图中由实线表示的时间相对于由虚线表示的时间，所以使这两个曲线，也就是使充电曲线和建立曲线更缓和。因此，建立功率沿着一个更缓和的斜率减小，在从启动放电灯到放电灯稳定的工作状态的一个过渡周期期间给放电灯提供更大量的功率，这导致了过量的光输出，如在图16中所示的。为了避免这个问题，希望在这个过渡周期中分别地控制最初的启动时间和曲线形状(这在上述现有技术中是不能实现的)，从而沿着一个缓和的斜率来减小建立功率以便排除光输出过量的可能性。考虑到上述问题，本专利技术提供了用于启动放电灯的方法和镇流器，该镇流器能够迅速地启动放电灯同时能够抑制过量的光输出。具体地说，本专利技术能够分别地提供给放电灯施加一个最大功率值的最初的启动时间周期和随后的曲线，沿着该曲线以一种最佳的方式使功率减小到放电灯的一个正常功率值。根据本专利技术的方法利用具有一个功率变换器的镇流器，该功率变换器能够在给放电灯提供的最大功率值与正常功率值之间的一个范围之内改变提供给放电灯的功率。该方法包括沿着一个特殊的建立曲线来改变功率以致施加最大功率值并且随后施加减小到正常功率值的功率。建立曲线能够从一个参考曲线获得，该参考曲线具有从触发镇流器开始随着时间而减小的功率值，该参考曲线具有一个超过该最大功率值的最大值和一个接近该最大功率值的折转点，以致分别地在折转点的上面限定了一个第一参考曲线和在折转点的下面限定了一个第二参考曲线。对于从最大值的一个点到折转点之间的第一参考时间周期，第一参考曲线具有一个第一平均斜率。对于从折转点开始并且持续与第一参考时间周期相同的时间间隔的一个第二参考时间周期，第二参考曲线具有一个第二平均斜率。第二平均斜率大于第一平均斜率。该建立曲线是一个连续的组合曲线，该组合曲线是由低于该参考曲线的一个部分限定的一个最大功率值的直线和在最大功率值与正常功率值之间限定的剩余部分的参考曲线构成的。因此，由该建立曲线的直线限定的最初启动时间周期能够由第一参考曲线来确定，而随后的曲线实质上能够由低于折转点的第二参考曲线来确定，沿着该随后的曲线使功率减小到正常功率值。根据这个结果，为了提供一个足够的最初启动时间周期来迅速启动放电灯并且同时为了给随后的曲线提供一种最适宜的曲线形状以便保证从放电灯的启动到正常工作的一个稳定过渡，而不产生过量的光输出或者不够的光输出，最初的启动时间和随后的曲线能够彼此分别地被设计。因此，本专利技术的一个主要目的是提供一种启动放电灯的方法，该方法利用最佳的功率特性能够迅速启动放电灯同时具有足够的光输出。折转点最好被设置到位于最大功率值上，以致于第二参考曲线本身能够限定在最初的启动时间周期之后给放电灯提供减小功率的减小曲线。本专利技术也提供特殊地设计以便实现上述方法的镇流器。该镇流器包括一个能够给放电灯提供变化功率的功率变换器和一个功率指令器，该功率指令器根据时间来产生功率的建立曲线并且与功率变换器连接以便沿着建立曲线改变功率。功率指令器最好包括一个具有一个电容器的函数发生器、一个电源和一个调节器，该调节器利用该电源以不同的充电率对电容器进行充电以便产生一个充电曲线。作为该充电曲线的一个翻转曲线来获得参考曲线，以致于在该参考曲线上产生折转点，在此充电率临界地变化。如在本专利技术的实施例的详细描述中将看到的，为了在参考曲线上获得折转点，对函数发生器提供了各种有利的结构。本专利技术的这些和其它的目的和优点通过下面结合附图对实施例的描述将变得更明显。图1是根据本专利技术的第一实施例的一个镇流器的方框图；图2A是在上述镇流器中获得的一个电容器充电曲线的曲线图；图2B是举例说明在上述镇流器中获得的一个参考曲线和由此产生的建立曲线的一个曲线图；图3A到3C是说明该镇流器工作的曲线图；图4是根据本专利技术的第二实施例的一个镇流器的方框图；图5是根据本专利技术的第三实施例的一个镇流器的方框图；图6是在根据本专利技术的第四实施例的镇流器中使用的一个功率指令器的方框图；图7A是一个在图6的镇流器中获得的一个电容器充电曲线的曲线图；图7B是一个说明在镇流器中获得的一个参考曲线和由此产生的建立曲线的曲线图；图8是在根据本专利技术的第五实施例的镇流器中使用的一个功率指令器的方框图；图9A是一个在图8的镇流器中获得的一个电容器充电曲线的曲线图；图9B是一个说明在镇流器中获得的一个参考曲线和由此产生的建立曲线的一个曲线图；图10是在根据本专利技术的第六实施例的镇流器中使用的一个功率指令器的方框图；图11A是一个在图10的镇流器中获得的一个电容器充电曲线的曲线图；图11B是一个说明在该镇流器中获得的一个参考曲线和由此产生的启动曲线的曲线图；图12是在根据本专利技术的第七实施例的镇流器中使用的一个功率指令器的方框图；图13是在根据本专利技术的第八实施例的镇流器中使用的一个功率指令器的方框图14是在根据本专利技术的第九实施例的镇流器中使用的一个功率指令器的方框图；图15A和15B是用于说明本专利技术的技术背景的一个电容器充电曲线和提供给放电灯的一个功率曲线的曲线图；图16是一个用于说明本专利技术技术背景的相对光通量的曲线图，其中相对光通量是由光通量相对于在启动放电灯3分钟之后获得的光通量的百分比来表示。第一实施例<图1到3>现在参照图1，在图1中示出了根据本专利技术的第一实施例的一种用于放电灯的镇流器。该放电灯L是高亮度放电灯，例如在汽车的头灯和用于LCD投影仪的光源中使用的金属卤化物灯。根据该放电灯的特性，需要该镇流器提供一个用于启动该灯的最大功率值和提供一个用于连续地使该灯工作的正常功率值。该镇流器包括一个功率变换器10、一个输出控制器20和一个功率指令器30。这个功率变换器10包括一个DC-DC变换器12，用于由像电池这样的一个直流电源11来提供一个升高的直流电压、和一个逆变器14，用于通过一个触发器16给放电灯L提供一个低频交流电压。该触发器16由逆变器的输出来产生一个足以点燃这盏灯的高电压脉冲。输出控制器20被连接用于监视在功率变换器10中的电压和电流，以便以反馈方式来控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用镇流器启动一个放电灯的方法，其中所述放电灯具有一个正常功率值和一个最大功率值，所述镇流器具有一个功率变换器，该功率变换器能够在所述最大功率值与所述正常功率值之间的一个范围之内改变提供给所述放电灯的功率，所述方法包括： 沿着一个特殊的建立曲线改变提供给所述放电灯的所述功率，以便给放电灯提供所述最大功率值，随后提供减小到正常功率值的功率； 从一个参考曲线上得到所述建立曲线，该参考曲线具有从触发所述镇流器开始的随着时间而减小的功率值； 所述参考曲线具有一个超过所述最大功率值的最大值，所述参考曲线具有一个接近所述最大功率值的折转点，以便在所述折转点的上面限定一个第一参考曲线和在所述折转点的下面限定一个第二参考曲线； 对于从所述最大值的一个点到所述折转点的一个第一参考时间周期，所述第一参考曲线具有一个第一平均斜率，对于从折转点开始并且持续与所述第一参考时间周期相同的时间间隔的一个第二参考时间周期，所述第二参考曲线具有一个第二平均斜率，所述第二平均斜率大于所述第一平均斜率； 所述建立曲线是一个连续的组合曲线，所述组合曲线是由低于所述参考曲线的一个部分限定的一个所述最大功率值的直线和在所述最大功率值与所述正常功率值之间限定的剩余部分的所述参考曲线构成的。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小西洋史，中村俊朗，木寺和宪，
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]