W及分压电阻网络化~R4。根据一个 实施例，功率变换器222(例如，DC-DC变换器)接收输入电压Vi,并在PWM控制器220的控制下 提供需要的输出功率Po至负载(例如，HID灯230)。全桥驱动器224为负载端的全桥开关化~ M4提供栅极驱动信号，W控制开关化~M4的导通和关断。例如，在启动时，启辉器化处于关闭 状态，全桥驱动器224使开关化-M2导通并且使M3-M4关断，功率变换器222输出的功率Po使变 压器Tl及Cl充电，启辉器化两端的电压升高直至达到预定阔值后击穿，变压器Tl产生高压冲 击W点亮HID灯230。随后在操作中，全桥驱动器224可W控制Mi-M2与M3-M4轮流导通，使HID 灯230的电流方向周期性地变换，从而延长HID灯230工作寿命。虽然本实用新型W采用PWM 调制和全桥开关的HID开关电源驱动电路作为示例进行说明并描绘了 HID灯230的具体电路 连接示意图，但本领域技术人员应理解，本实用新型的启动电路和启动方法可W应用于其 他HID系统，并且HID灯230可按任何其他合适的方式进行连接。
[0067] 根据本实用新型，利用HID灯在工作时的电压或电流随溫度升高而增大的特点，启 动电路210可检测HID灯的电压或电流，判断其冷热状态，相应地产生不同的功率基准Pref， 并将负载化ID灯)230的采样功率Ps与功率基准Pref之间的误差放大信号Vcomp提供给PWM控制 器220"PWM控制器220用于进行环路调制，其根据该误差放大信号Vgqmp产生一定占空比的 PWM信号传递给开关型功率变换器222,从而控制传递至HID灯230的功率PqdHID灯230的采 样功率Ps经开关电源中PWM控制器220的环路调制后稳定在功率基准值Pref上，使HID灯230 在相应的功率下工作。W下详细描述根据本实用新型一实施例的启动电路210的结构和操 作。
[0068] 如图2所示，启动电路210可包括:分段式功率基准电路212、乘法器214、W及误差 放大器216。在一个实施例中，HID灯230可与分压电阻网络Ri~R4并联，其中分压电阻Ri、R2 生成与HID灯230的电压或电流相关的检测信号Vlamp(例如，输出电压Vo的分压信号），分压电 阻R3、R4生成输出电压Vo的电压采样信号Vs(例如，输出电压Vo的另一分压信号）。另外，HID灯 230可与采样电阻Rs串联，HID灯230的电流Io被采样电阻化采样得到电流采样信号Is(其可 W是电压信号的形式）。在实践中也可W使用其他测量方法来生成与HID灯230的电压或电 流相关的检测信号Viamp、电压采样信号Vs、和电流采样信号Is。
[0069] 分段式功率基准电路212可接收HID灯230的检测信号Vlamp，并基于检测信号Vlamp与 基准信号（对应于冷灯的Vrefl、对应于热灯的Vref2)的比较来生成分段式功率基准Pref。乘法 器214接收电压采样信号Vs和电流采样信号Is并提供采样功率Ps。误差放大器216接收分段 式功率基准Pref和采样功率Ps并提供采样功率Ps与分段式功率基准Pref之间的误差放大信号 VcompW控制提供给所述HID灯230的功率Pq。如上所述，PWM控制器220可根据该误差放大信号 Vcomp来调整提供给功率变换器222的PWM信号的占空比，从而控制从输入电压Vi传递至HID灯 230的功率Po。
[0070] 在一个实施例中，对提供给HID灯230的输出电压Vo进行采样(例如，Vo经分压电阻 R3、R4进行分压)得到电压采样信号Vs,对HID灯230的输出电流Io进行采样(例如，Io流过采样 电阻Rs)得到电流采样信号Is,其中Vs和Is作为乘法器214的输入信号。假定乘法器214的放 大系数为k，则有：
[0074]故采样功率Ps为；
[0076]乘法器214输出Ps,Ps代表输出功率Po的采样信号，在电路中实际上是一个电压信 号，其输入至误差放大器化A ) 2 1 6。假设冷灯时将输出功率设定为Penld，热灯时为PhDt，则分 段式功率基准电路212所要产生的冷灯功率基准值Pref_EDld应为：
[0078] 热灯功率基准值PrefJmt应为：
[0080] W下结合图3和图4更详细地描述分段式功率基准电路212的结构和操作。图3为根 据本实用新型一实施例的HID启动电路中的分段式功率基准电路212的示意图。图4为根据 本实用新型一实施例的HID启动时序图。如图3所示，分段式功率基准电路212可包括最大值 选取电路302、最小值选取电路304、W及减法器306。
[0081] 利用与HID灯电压或电流相关的检测信号Vlamp随溫度升高而上升的特性，最大值 选取电路302将Vlamp与对应于冷灯的基准信号Vrefl比较，选取二者中的较大值作为其输出电 压Vl;同理，最小值选取电路304将Vl与对应于热灯的基准信号Vref2(Vref2〉Vrefl )比较，选取二 者中的较小值作为其输出电压V2;减法器306用基准信号Vref3(Vref3〉Vref2)减去V2,最终产生 如图3所示的分段式功率基准曲线Pref。
[0082] 由图3可知，HID灯230在刚启动时由于灯溫较低(Vlamp<Vrefl)，处于冷灯状态，最大 值选取电路302将选择Vrefl,最小值选取电路304将选择Vrefl,减法器306输出Vref3-Vrefl，此 时功率基准将恒定在Pref_cold上，对应较高的输出功率Pcold(参见图4)，从而加快预热过程； 随着灯溫上升(Vren<Vlamp<Vref2)，HID灯230由冷灯状态过渡至热灯状态，最大值选取电路 302将选择Vlamp，最小值选取电路304将选择Vlamp，减法器306输出Vref3-Vlamp，因此随着Vlamp增 大，Pref逐渐减小，即从Pref_cold逐渐降至PrefJiot，输出功率也逐步降至Phot (参见图4 )，W防止 HID灯230长时间工作于大功率下而导致寿命减少；当HID灯230进入热灯状态后（Viamp〉 Vref2)，最大值选取电路302将选择Vlamp，最小值选取电路304将选择Vref2,减法器306输出 Vref 3-Vref 2，从而Pref恒定在Pref_hot上，对应恒定的输出功率Phot (参见图4 )，从而保证HID灯 230的亮度稳定。据此，分段式功率基准电路212可产生如图3所示的分段式功率基准Pref, Pref在冷灯状态时恒定在高压值，当灯溫从冷灯过渡到热灯时逐渐降低，而在热灯状态时恒 定在低压值。各基准信号可满足：
[0085] 由此，通过恰当地选择基准信号Vrefl、Vref2和Vref3,就能达成所设定的冷灯输出功 率Pcoid和热灯输出功率扣。t。另外，最大值选取电路302和最小值选取电路304的位置可W交 换，从而最小值选取电路304将Vlamp与基准信号Vref2比较，选取二者中的较小值作为其输出 电压Vl;最大值选取电路302将Vl与基准信号Vrefl比较，选取二者中的较大值作为其输出电 压V2;减法器306用基准信号Vref3减去V2,同样最终产生如图3所示的分段式功率基准曲线 Pref。本领域技术人员还可W采用其他电路结构和方法来在Vlamp低于Vrefl时输出第一功率基 准Pref_cDld，在Vlamp高于Vref2时输出第二功率基准PrefJiDt,并在Vlamp高于Vrefl且低于Vref2时输 出Pref_cold与Pref_hot之间的功率基准（例如，随着Vlamp从Vrefl增大到Vref2，功率基准从Pref_cold 减小到Pref_hot)。
[0086] 图5为根据本实用新型另一实施例的HID启动电路中的分段式功率基准电路212的 示意图。如图4所示，分段式功率基准电路212可包括最小值选取电路304、W及减法器306。 最小值选取电路304将Vlamp与对应于热灯的基准信号Vrefl比较，选取二者中的较小值作为其 输出电压V2;减法器306用基准信号Vref2(Vref2〉Vrefl)减去V2,最终产生如图5所示的分段式功 率基准曲线Pref。由图5可知，HID灯230在刚启动时由于灯溫较低(Vlamp<Vrefl)，处于冷灯状 态，最小值选取电路304将选择Vlamp,减法器306输出Vref2-Vlamp，因此随着Vlamp增大，Pref逐渐 减小，即从Pref_cold逐渐降至Pref_hot，输出功率也逐步降至Phot，W防止HID灯230长时间工作 于大功率下而导致寿命减少；当HID灯230进入热灯状态后(Vlamp〉Vrefl)，最小值选取电路304 将选择Vref 1，减法器306输出Vref2-Vref 1，从而Pref恒定在Pref_hot上，对应恒定的输出功率扣。t， 从而保证HID灯230的亮度稳定。据此，分段式功率基准电路212可产生如图5所示的分段式 功率基准Pref ,Pref在灯溫从冷灯过渡到热灯时逐渐降低，而在热灯状态时恒定在低压值。
[0087]图6为根据本实用新型一实施例的分段式功率基准电路中的最大值选取电路的示 意图。该最大值选取电路可从两个输入电压Vil、Vi2(例如，Vlamp和Vrefl)中挑选出较大者作为 输出电压Vmax,其工作原理如下:S极管化与化、〇3与化、电阻Rs与Rs分别为尺寸相同的匹配器 件，形成差分对称结构（其差分输入端分别接收两个差分输入信号Vil、Vi2);化与化的源极电 位相同，假设Vil〉Vi2，Q3与化将输入电压Vil、Vi2均抬升了化e的大小，则化与化的基极电位满足 Vbl〉Vb2 ;此时化基极驱动能力强于化，故化导通且化关断，化与化的发射极电压Ve比化1低化e， 从而Ve = Vbl-Vbe = Vil;Q5、Q6组成电平转移电路，对Ve进行电压升降，用W将电压Ve传递至输 出电压Vmax。输出电压Vmax是在Ve上由Q5抬升一个化es电压值，再由Q6降低一个Vebs电压值，故 与Ve相等，有VMAX = Ve = VilD反之，当Vu<Vi2时，VMAX = Ve = Vi2。综上可知，最大值选取电路的输 出电压Vmax为：
[008引 V證=max{Vii，Vi2}
[0089] 上述电路中，跑~化均只起到电压升降的作用，可视实际情况增减。
[0090] 图7为根据本实用新型另一实施例的最大值选取电路的示意图。该最大值选取电 路整体上为一个差分放大器结构，Mi与M2或M3、M4与Ms均尺寸相同、版图匹配，形成第一级差 分放大器。Mi、M2、M3的源极并联至电流源11，12和13的栅极分别接收差分输入信号￥。1、￥。2(例 如，Vlamp和Vref 1 )，M2和M3的漏极连接在一起。M4与化串联，Ms与M2串联，其中M4和Ms的栅极连接 在一起并连接至化的漏极。Ms与对应的电流源12作为第二级的共源极放大器，其中Ms的栅极 连接至M3的漏极。R?与C2形成密勒补偿网络连接在Ms的漏极与栅极之间，保证电路连接成缓 冲器结构(Vmax接至Vn)时有稳定的环路特性。
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