专利名称：放电灯镇流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及放电灯用镇流器，尤其是一种适合用于控制用作机动车的大灯的放电灯的电子镇流器。
已经知道当接近放电灯寿命终结时放电灯将反复地闪烁，导致灯不可靠的工作以及对镇流器形成一个压力。为了避免这个问题，美国专利No.5,880,563建议根据检测灯寿命的结束停止该灯的工作。在这个专利权中，监视灯闪烁以致当闪烁熄灭的数目，即，灯自然的闪烁的数量超过一个预定数目时确定该灯的寿命结束。然而，该方案在停止该镇流器之前允许这盏灯闪烁一段时间，所以在最初的灯闪烁和实际的停止该镇流器之间留下一段时间的灯的不稳定工作。因此，在这盏寿命结束时，不可靠的灯的工作仍然继续，降低了该灯的安全的操作以及对镇流器仍然形成一个压力。
考虑到上面的问题，本发明已经实现提供一种用于放电灯的镇流器，它能够可靠地和顺利地检测灯寿命的终结并且基于发现灯的寿命终结立即地停止镇流器。本发明的镇流器包括从电源向放电灯提供功率可变电能的一个电源，以及一个电源控制器，其控制该电源以输送一个高电压用于触发该灯并且随后输送一个预定功率的电能用于使该灯工作。在该镇流器中包括一个灯寿命检测器以检测该灯是不是达到了灯的寿命终结。在镇流器中还包括一个监控器，它基于灯寿命终结的检测输出一个禁用信号禁止电源向放电灯供电。镇流器的特征在于电源控制器提供从镇流器的通电开始的一个有限的暂短时间的一个检测期，以致灯寿命检测器可以检测灯的寿命终结并且只有当在检测期内有灯的熄灭时才输出一个灯寿命终结信号，而且在该检测周期过去之后，如果在该检测期过去之后该灯被熄灭的话，监控器输出一个启动信号允许电源触发该放电灯。本发明是基于这样一个发现，即寿命接近终止的灯将在被触发之后的一个短时间内正常地熄灭，同时还有另外的一种灯熄灭的可能性，即它不是由于灯寿命终结，而是由于其他理由，比如当一辆装备有这种灯的汽车开过一条颠簸的马路时，由物理冲击或者振动引起的输入功率的降低或者不稳定的放电造成的。因此，根据本发明，灯的寿命终结可以在该有限的暂短的检测期内可靠地检测，同时如果灯是因为非寿命终结的原因偶然地熄灭时，该灯可以顺利地重新点亮。当电源承受在一个预定电平之上的一个灯电压以及/或者承受在一个预定程度之下的一个电灯电流时，自灯寿命检测器输出灯的寿命终结信号。
禁用信号可以被处理为造成电源停止向放电灯输送电能用于解除镇流器的激励。做为选择，禁用信号可以被处理为使电源向放电灯输送高电压的周期缩短到不能重新触发放电灯的这样一个程度。检测周期较好的是设置为约从1到60秒钟的这个范围内，并且最好是从1到10秒钟。
电源控制器优选的是提供一个触发周期，在该周期内电源被允许向放电灯输送高电压。该触发周期被设置为从镇流器通电开始并且将比检测期短，即，在检测期内。当在触发期内存在公认的将可能被不正确地检测为灯的寿命终结的一个事件时，灯寿命检测器不输出灯寿命终结信号，从而避免在触发该灯时该灯寿命终结的不可靠的检测，因此确保灯寿命终结的可靠的检测。
此外，镇流器可能配置为包括一个输入电压监测器用于监视提供到电源输入电压。基于输入电压以及灯的工作条件，电源控制器确定一个被迫的灯熄灭是不是出自输入电压的下降。因此，电源控制器提供一个被迫的灯熄灭信号，其表示该灯是由于输入电压的下降引起的。基于在检测期内收到该被迫的灯熄灭信号，监控器动作以便撤消该禁用信号，从而避免镇流器的错误的不动作并且保证该灯的重新触发。
通过下面结合附图对本发明优选实施例的描述，本发明的这些和特征将变得更明显。
图1是根据本发明第一实施例的电子镇流器的一个方框图图2是上面的镇流器的一个灯寿命检测器和一个灯熄灯器的一个方框图；图3和4是举例说明镇流器的操作的曲线图。
现在参照图1，其显示根据本发明一个优选实施例的一个镇流器。放电灯L是高亮度放电灯，例如用作汽车的大灯和用于LCC放映机的光源的一个金属卤化物灯。镇流器包含一个直流-直流变换器12，其从例如电池组这样的一个固定直流电源10提供一个被升高的直流电压。在镇流器中还包括一个逆变器14，一个逆变器14从被升高的直流电压给出一个交流电电压，以及一个点火器16，其提供在来自逆变器的交流电电压上重叠的一个高电压以便触发放电灯。直流-直流变换器12是回扫型的，其具有占空系数由电源控制器20调节的一个开关元件，以提供一个被升压的直流电压。逆变器14是全桥型的，其具有以桥接形式排列的并且是由电源控制器20控制的四个开关晶体管，以便提供O(或者直流电压)到几十赫兹的的交流电电压，将通过点火器16施加以便操作该灯L。点火器16包括一高电压脉冲变压器用于产生大约20Kv(千伏)电压的一个脉冲电压，该脉冲电压被重叠在来自逆变器的电压上用于触发该灯。
电源控制器20负责直流-直流变换器12、逆变器14以及点火器16的动作，以便于来自点火器16的高电压触发该灯，并且以来自逆变器14的一个预定功率的电能使该灯工作。在灯触发之后即刻的增长期，如额定功率两倍高的高功率首先被施加到该灯并且随后降低到该额定功率。电源控制器20被连接到一个输入电压监测器22，以便不断地监测从直流电源10提供到直流-直流变换器12的输入电压。而且，电源控制器20被联接到电流检测电阻器或者电流互感器形式的一个电灯电流检测器22，以便查看被供应给该灯的电灯电流，以及连接到一个灯电压检测器24以便查看被施加到该灯L的灯电压。因此连接的电源控制器20给出如下功能1)通过施加该被升高的电压触发该灯以及随后通过施加预定功率电能使该灯工作；2)基于电灯电流和灯电压检测一个空载状态，并且基于该空载状态的检测对直流-直流变换器12以及逆变器16断电；以及3)检测降低的输入电压和导致的该灯的熄灭，并且当输入电压恢复之时尽快触发该灯L。
此外，电源控制器20内有一个计时器，其输出一个检测时间周期信号DTPD和一个起动时间周期信号STPD，如图3和4所示。检测时间周期信号DTPD指定一个大约1到60秒的有限的暂短时间，最好是从激励镇流器开始的1到10秒钟，用于触发这盏灯。该起动时间周期信号STPD更进一步指定一个大约0.5到1.0秒钟的缩短的时间周期，它是在与该检测时间周期信号DTPO相同的时间开始的。电源控制器20还输出其他控制信号，包括表示该灯L是不是工作(即，被点亮)的点亮信号LGT，一个被迫的灯熄灭信号FEXT，其表示该灯L是否是由于对直流-直流变换器12的输入电压的偶然的下降被熄灭，以及一个复位信号RST，其功能稍后将讨论。当灯电压增加到一个预定电平之上以及/或者该电灯电流降低到一个预定标准之下，如同表示灯熄灭时，点亮信号LGT变为低。
镇流器更进一步包括一个灯寿命检测器30和一个监控器40。如图1和2所示，灯寿命检测器30被连接为接收检测时间周期信号DTPD、起动时间周期信号STPD以及点亮信号LGT，以致输出灯寿命终结信号LLEND，该信号LLEND如图3和4所示，当点亮信号LGT变低(L)时LLend变高(H)，以显示在检测时间周期信号DTPD的高电平范围内灯熄灭。为了这个目的，灯寿命检测器30被配置成包括一“与”门31，与门31的一个输入连接为接收检测时间周期信号DTPD而另外一个输入连接为通过一个“非门”32接收点亮信号LGT。此外，与门31有一个输入连接为通过一个非门33接收起动时间周期信号STPD。因此与门电路31输出达到高位(H)的灯寿命终结信号LLEND，显示只有当灯在检测时间期间(DTPD是高位)内熄灭时该灯到达寿命的终结，而不是在内部起动时间周期(STPD是低位)内。这意味着在点亮信号LGT首先保持在低位的起动时间(STPD是高位)内，灯寿命检测器不给出灯寿命的错误的检测，从而保证在检测时间期间内可靠的检测灯寿命终结。即，在起动时间周期之后在检测期间的短暂的期间内灯很快熄灭时，灯寿命检测器确定灯的寿命终结并且输出该灯的寿命终结信号LLEND。
如图2所示，监控器40包括一个与门41，与门41的一个输入端连接以接收灯寿命终结信号而另外一个输入端通过一个非门42连接以接收被迫灯熄灭信号FEXT。与门41的输出连接到修改的RS触发器43的一个设置输入端，RS触发器43的复位输入端连接以接收来自电源控制器20的复位信号RST。触发器43有一个输出端连接到电源控制器20以便停用该灯或者保持该灯工作。即，当高电平灯的寿命终结信号LLEND从灯寿命检测器30馈送进来时，如果没有高电平的被迫的灯熄灭信号FEXT，触发器43输出一个高电平要求信号DMD，该信号DMD是一个禁用信号用于禁止该灯工作。基于从监控器40接受的禁用信号，电源控制器20作出反应至少停用直流-直流变换器12和逆变器14中的一个，从而停止向放电灯提供电力以便避免灯闪烁，因此从过度的压力中保护转换器并且逆变器的电气零组件。做为选择，电源控制器20可以做出响应以便将对该灯施加高电压的触发周期缩短到这样一个程度，即，灯实质上不被触发。
在检测时间期间终止之后，即，DTPD达到低电位，灯的任何的熄灭不能被检测作为灯的寿命终结，并且要求信号保持低位，因此使电源控制器20能够正常地工作。因此，其后当一辆装备有该灯的汽车运行在一条颠簸的公路上，如果由于物理冲击或振动引起的偶然的输入电压下降或者不稳定的电弧放电的结果使该灯被熄灭，那么电源控制器20做出响应重新触发该灯以便保持该灯正常地工作。
如图4所示，当在检测时间内输入电压有一个下降时，即，在检测期间内输入电压Vin降低到V1以下，点亮信号LGT达到低位，同时被迫灯熄灭信号FEXT达到高位。在监控器40中处理高电平FEXT，以使触发器43提供低电平要求信号，该低电平要求信号是一个启动信号用于允许电源控制器20恢复它的触发灯的操作。响应该启动信号，电源控制器20动作以提供检测时间周期信号DTPD，起动时间周期信号STPD，复位信号RST，重新建立检测时间周期，起始时间周期用于在更新的检测时间周期检测灯的寿命终结。在这个方式中，在确定灯的寿命终结中，在检测时间周期内输入电压的偶然的下降可以被忽视，并且用于可靠的检测灯的寿命终结提供了另外一个新的检测时间。
虽然上面的实施例被设计成通过输出高电平要求信号(禁用信号)以使监控器40被禁止，同时被迫的灯熄灭信号FEXT是高位，同样地能够停用灯寿命检测器30本身，同时被迫的灯熄灭信号FEXT是高位。
此外，电灯电流检测器24和灯电压检测器26可以位于除图1举例的那些位置之外的其他的位置。
权利要求
1.一种放电灯用镇流器，其中镇流器包括一个电源装置，其从一个电源向所述放电灯提供功率可变的电能；一电源控制器，其控制所述电源以施加一个高电压用于触发所述放电灯并且随后施加一个预定功率的电能用于使所述放电灯工作；一个灯寿命检测器，其检测该灯是不是达到了灯的寿命终结；一个监控器，其基于灯的寿命终结的检测输出一个禁用信号，所述禁用信号禁止所述电源点亮所述放电灯，其中所述电源控制器提供从所述镇流器通电开始的一个有限的短暂的时间的一个检测周期，如此以致所述灯寿命检波器检测灯的寿命终结并且只有当在所述检测周期内有所述放电灯的熄灭时输出一个灯的寿命终结信号；在所述检测周期过去之后，所述监控器输出一个启动信号，如果在所述检测期过去之后所述灯被熄灭的话，所述启动信号允许所述电源触发所述放电灯。
2.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于所述禁用信号引起所述电源停止向所述放电灯提供所述功率的电能。
3.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于所述禁用信号使所述电源向所述放电灯输送高电压的周期缩短到不能重新触发放电灯的程度。
4.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于所述检测周期是从1到60秒钟的范围。
5.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于所述电源控制器提供一个触发周期，在触发周期内所述电源被允许对所述放电灯施加高电压，所述触发周期从所述镇流器通电开始并且比所述检测周期短，当在所述触发周期内有一个将作为灯寿命终结检测的公认的另外的一个事件时，所述灯寿命检测器不输出所述灯的寿命终结信号。
6.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于还包括一个输入电压监视器用于监视供给电源的输入电压，所述电源控制器基于所述输入电压以及该灯的工作状态，确定一个被迫的灯熄灭是不是出自所述输入电压的下降，并且提供一个被迫的灯熄灭信号表示这盏灯是由于所述输入电压下降引起熄灭的，所述监控器基于在所述检测周期内接收的所述被迫的灯熄灭信号，取消所述禁用信号。
7.如权利要求5所述的镇流器，其特征在于还包括一个输入电压监控器用于监视供给电源的输入电压，所述电源控制器基于所述输入电压以及该灯的工作状态，确定一个被迫的灯熄灭是不是出自所述输入电压的下降，并且提供一个被迫的灯熄灭信号表示这盏灯是由于所述输入电压下降引起熄灭的，所述监控器基于在所述检测周期内接收的所述被迫的灯熄灭信号，取消所述禁用信号。
8.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于当所述电源承受一个预定电平之上的一个灯电压时，所述灯寿命检测器提供所述灯的寿命终结信号。
9.如权利要求1所述的镇流器，其特征在于当所述电源承受一个预定水平之下的一个灯电流时，所述灯寿命检测器提供所述灯的寿命终结信号。
10.如权利要求7所述的镇流器，其特征在于当所述电源承受一个预定电平之上的一个灯电压时，所述灯寿命检测器提供所述灯的寿命终结信号。
全文摘要
一种放电灯镇流器,能够可靠和顺利地检测灯寿命终结并且基于灯寿命终结立即地停止镇流器。镇流器包括从电源向放电灯提供功率可变的电能的一电源,以及电源控制器,其控制该电源以输送一高电压用于触发该灯并且输送预定功率的电能用于操作该灯。镇流器包括:灯寿命检测器以检测灯是否到寿命终结;监控器基于灯寿命终结的检测输出禁用信号禁止电源点亮放电灯。电源控制器提供从镇流器通电开始的一短暂的检测周期以检测灯的寿命终结。
文档编号H05B41/285GK1264267SQ0010081
公开日2000年8月23日 申请日期2000年2月14日 优先权日1999年2月15日
发明者小西洋史, 中村俊朗, 木寺和宪 申请人:松下电工株式会社