专利名称：用一个镇流器同时点亮两个灯泡的装置及方法
技术领域：
本发明涉及用一个镇流器点亮两个灯泡的装置及其控制方法，更具体地，涉及用一个镇流器点亮两个灯泡的装置及其控制方法，其中为了允许一个镇流器控制两个灯泡或左灯和右灯，提供了两个反相器、降压断路器及包括具有电容层形状的双层箔的激发器，从而控制两个灯泡或左灯和右灯之间的失衡负载，以同时点亮两个灯泡或左灯和右灯。
背景技术：
镇流器通常提供启动灯所需的高启动电压，并在灯打开以后将灯中的电流限制在预定的值。因此，需要镇流器提供用来点亮灯的高电压激发脉冲，并提供瞬时电流和适于在激发后转换放电状态的断路电压，从而进一步进行适于在冷启动的情况下迅速打开灯的点亮控制。另外，必须向灯提供均匀(一致)的功率，以在稳定状态下获得稳定的光输出及长使用寿命。然而，很难控制这样的灯功率并设计控制器，原因在于灯的灯泡电压会随着每个灯而发生很大变化，并且随着灯的持续工作而升高。
在现有技术中，为了运行车辆上的如下所述的作为失衡控制目标的两个HID(High Intensity Discharge，高强度放电)灯，使用了两个镇流器来分别控制两个HID灯的工作。然而，由于很难在车辆中留出安装两个镇流器的空间，并且由于在不同的位置处设置用于生成高电压的两个激发器，所以制造成本增加并存在安全问题。
另外，安装在车辆正面部分的左灯和右灯是处于不同的条件下的，所以灯泡的内部灯泡电压的一致性很难彼此精确统一。因此，为了操作车辆上的传统HID灯，每个灯都需要有一个镇流器，并且镇流器需要被单独控制。在这种情况下，在车辆灯的结构方面存在问题，车辆的向上灯和向下灯被构造在一起，并且向上灯和向下灯分别由传统的卤素灯和HID灯组成。
发明内容
所以，鉴于上述问题提出了本发明。本发明的目的在于提供一种用一个镇流器同时点亮两个独立的灯泡或左灯和右灯的装置，用于汽车前灯的HID(High Intensity Discharge，高强度放电)系统，其中，提供了两个反相器，降压断路器、以及包括具有电容层形状的双层箔的激发器，从而能控制两个灯泡或左灯和右灯之间的失衡负载，同时点亮两个灯泡或左灯和右灯。
根据本发明的一方面，本发明的上述及其他目的可通过提供一种利用一个镇流器同时点亮两个灯的装置来实现。所述装置包括反激变换器；电源单元；PWM控制器；第一和第二门驱动器；包括第一反相器和第二反相器的全桥反相器，所述第一反相器通过耦合到全桥反相器的一侧的第5、第7、第8、和第11感测电阻器检测并传感当左灯工作时输出的输出电压和输出电流，所述第二反相器通过第12、第14、第15、和第16感测电阻器检测并传感当右灯工作时输出的输出电压和输出电流；控制器，用于从电源单元接收输入电压，接收穿过第10电阻器的输入电流，以将输出功率保持在统一水平，从而稳定提供给每个负载的功率，并且用于检测当第一和第二反相器工作时输出的输出电压和输出电流，以控制两个灯之间的失衡负载；降压断路器，连接到控制器的一侧，所述降压断路器首先在将两个灯泡中具有较高阻抗的灯泡的功率调节到参考功率后，控制两个灯泡中另一个具有较低阻抗的灯泡的电压，从而控制两个灯初始工作时产生的失衡负载；激发器，连接到第一和第二反相器的一侧，所述激发器能够将一个高电压脉冲同时应用到左灯和右灯上，从而利用一个高电压能量激发处于冷启动或热启动状态的两个灯。
根据本发明的另一方面，提供了一种用一个镇流器同时点亮两个灯的方法，包括以下步骤a)通过测量输入和输出电压的值，执行电压控制，然后使反激变换器处的负荷率最大化，并且将一高电压应用到变压器的次级侧，直到所述灯开始点亮，从而在功率提供给所述镇流器后所述灯不能开始点亮的时间段内，运行激发器；b)允许第一和第二门驱动器在控制器的控制下，同时点亮两个独立的灯或在单个本体内具有两个灯泡的灯；c)执行电流控制，以允许所述镇流器在灯的点亮起始时间段和灯的过渡时间段期间随着电荷的自由运动流入大量电流，从而稳定DC操作；以及d)执行功率控制，以允许所述镇流器测量输入电压和电流及输出电压和电流，直到灯在转换时间段后进入稳定状态，以控制所有的电压和电流，从而将所述灯保持在正常点亮状态。
通过参考附图理解下面的详细描述，将可以更清楚的理解本发明的上述及其他目的、特点及优点，其中图1是示出根据本发明的用一个镇流器同时点亮两个灯泡的装置的电路图；图2是示出根据本发明的用一个镇流器同时点亮两个灯泡的装置的工作曲线图；图3示出当根据本发明的一个实施例执行电压控制时反激变换器的操作；
图4示出当根据本发明的一个实施例执行电流控制时反激变换器的操作；图5示出根据本发明的一个实施例的具有“∏”型线圈结构的激发器；图6示出根据本发明的一个实施例的具有双层线圈结构的激发器；图7示出根据本发明的一个实施例的具有串型线圈结构的激发器；图8示出根据本发明的利用一个镇流器同时点亮两个灯泡的方法的流程图；以及图9示出根据本发明的利用一个镇流器同时点亮两个灯泡的方法中同时点亮的控制方法的详细流程图。
具体实施例方式
现在，参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图1是示出根据本发明利用一个整流器同时点亮两个灯泡的装置的电路图。如图所示，该装置包括反激变换器10、全桥反相器20/30、控制器40、PWM(脉冲宽度调制)控制器16、降压断路器15、门驱动器23和33、及激发器(igniter)70。
具体而言，为了同时打开车辆的左灯50和右灯60，全桥反相器20/30包括用于操作左灯50的第一半桥反相器20和用于操作右灯60的第二半桥反相器30。
PWM控制器16及门电路23和33的结构及操作在本领域是公知的，所以此处省略对它们的详细描述。
反激变换器10连接到输入电压检测器12、输入电流检测器13、变压器T1、及二极管D1、D2、D3和D4。输入电压检测器12连接到反激变换器10一侧的电路，以根据寄存器R3和寄存器R4之间预定电阻率检测由作为车辆电源的电池及发电机输入的输入电压。输入电流检测器13连接到输入电压检测器12一侧的电路，以检测输入到开关晶体管S3和S4的输入电流，开关晶体管S3和S4在初始工作时由PWM控制器16的控制信号导通/截止(接通/切断)。变压器T1连接到其顶部的电路，随着开关晶体管S3和S4的导通/截止升高并输出电池和发电机的电压V+和V-。二极管D1和D2对变压器T1输出的1500伏高压进行整流，并将该电压提供给激发器70。二极管D3和D4对变压器T1输出的DC电压(随着灯的点火状态而改变)进行整流，并将该DC电压提供给第一和第二反相器20和30。电解电容器C5、电阻器R6和R11、以及电解电容器C6并联连接在地线和二极管D3的负极之间。类似地，电解电容器C8、电阻器R13和R16、以及电解电容器C9并联连接在地线和二极管D4的负极之间。
输入电压检测器12检测是否将12伏均匀电压供给每个负载。通过使用感测电阻器R10，输入电流检测器13检测均匀的电流是否根据控制器40提供的电流命令在变压器T1中流动。
第一反相器20包括耦合到反激变换器10的一部分上的感测电阻器，从而具有这样的感测功能控制两个独立的灯中的任意一个或具有两个灯泡的灯中的任意一个灯泡作为左灯50工作。如图1所示，第一反相器20包括感测电阻器R5、R7和R8、电解电容器C7、及感测电阻器R11。第一反相器20连接到输出电压检测器22、输出电流检测器21、及开关晶体管S1、S2、S5、和S6。输出电压检测器22连接在两个感测电阻器R7和R8之间，以检测左灯50工作时输出的电压。通过使用感测电阻器R11，输出电流检测器21检测灯初始工作时通过激发器70流入灯的DC电流。开关晶体管S1，S2，S5和S6根据门驱动器23输出的驱动信号被导通/截止。
第二反相器30包括耦合到反激变换器10一部分上的感测电阻器，从而具有这样的传感功能控制两个独立的灯中的任意一个或具有两个灯泡的灯中的任意一个灯泡作为右灯60工作。如图1所示，第二反相器30包括感测电阻器R12、R14、和R15、电解电容C10、及感测电阻器R16。第二反相器30连接到输出电压检测器32、输出电流检测器31、及开关晶体管S7、S8、S9、和S10。输出电压检测器32连接在两个感测电阻器R14和R15之间，以检测右灯60工作时输出的电压。通过使用感测电阻器R16，输出电流检测器31检测当灯初始工作时通过激发器70流入灯的DC电流。开关晶体管S1、S2、S5、和S6根据门驱动器33输出的驱动信号被导通/截止。
控制器40的特点在于包括PWM发生器、灯稳压电源、灯温度补偿器、及总故障保护电路(overall protection circuit)。控制器40接收来自电源单元的输入电压，并且通过在初始工作阶段通过电阻器R10将输入电流保持在一致或恒定的水平来控制提供给每个负载的电压。另外，控制器40通过检测第一及第二反相器20、30工作时产生的输出电流及输出电压来控制两个灯或灯泡之间的失衡负载。
如图1所示，控制器40连接到输入电压检测器12、输入电流检测器13、输出电流检测器21、输出电压检测器22和32、PWM控制器16、及门驱动器23。输入电压检测器12用来将初始电压调节为12伏均匀或恒定电压。输入电流检测器13连接到输入电压检测器12的一侧，以根据控制器40提供的电流命令值得到均匀的电压。输出电流检测器21用来控制根据灯的激发状态而变化的激发器70中的DC电流。输出电压检测器22和32分别检测当左灯和右灯都工作时输出的输出电压。PWM控制器16允许反激变换器10输出预定水平的DC电压及根据灯的激发状态改变的DC电压。门驱动器23提供选通信号作为控制信号，以允许第一及第二反相器20和30输出矩形AC电压。
作为降压变换器(buck converter)的降压断路器15连接到控制器40，并以下述方式工作。为了控制灯初始工作时发生的失衡负载，降压断路器15首先将两个灯中具有较高阻抗的一个灯的功率调节为参考功率，然后控制另一个具有较低阻抗的灯的灯电压，从而保持两个灯泡功率的一致。
根据本发明，激发器70具有电容层形式的主级部和两个位于主级部一侧的次级部，且两个次级部分别连接到左灯50和右灯60。
具体的，具有一个初级线圈和两个次级线圈的激发器70基于以下盘绕方式。如图5所示，主级部71形成在激发器70的一侧，且两个次级部72和73垂直排列于主级部71的一侧，从而主级部和两个次级部具有“∏”形形状。可替换地，如图6所示，主级部71形成于激发器70的一侧，且两个次级部72和73在主级部71的一侧形成双层，从而次级部72的其中之一布置在内侧，另一次级部73布置在外侧。更进一步，可替换地，如图7所示，主级部71形成于激发器70的一侧，两个次级部72和73在主级部71的一侧连续地排成一行。
配置为上述形式的两个次级部中的一个连接到左灯50，另一个连接到右灯60，从而使得两个灯中的任一个或左灯和右灯的任一个能够只由一个镇流器控制，而不需要两个镇流器。
优选地，使用具有高热及电传导性并且在空气中具有高抗腐蚀性的铝箔制成的线圈。
与现有技术中使用两个镇流器同时点亮两个灯的装置相似，根据本发明的利用一个镇流器点亮两个的装置包括反激变换器10，全桥反相器20/30，电源单元11，PWM控制器16及门驱动器23和33，如上所述并具有以下特点。反激变换器10包括输入电压检测器12，输入电流检测器13，降压断路器15以及输出电流检测器21和31。全桥反相器20/30包括具有用于操作左灯50的传感功能的第一反相器20，具有用于操作右灯60的传感功能的第二反相器30。另外，装置中的箔状的激发器70包括两个次级部72和73，形成为电容层形状的双层，从而将激发器连接到左灯50和右灯60。
现在，描述根据本发明的利用一个镇流器同时点亮两个灯的装置的工作。
如图2所示，灯工作状态分为放电开始的击穿时间段、由于离子碰撞发生辉光放电的辉光放电时间段、将灯从辉光放电状态转变为电弧放电状态的发光-电弧转变时间段、以及由热离子发射引发电弧放电的电弧放电时间段。
首先，在放电开始的击穿时间段，用来激发的高电压脉冲被施加跨过灯的两个电极上，以打破灯的内部绝缘状态。为了打破内部绝缘状态，在冷启动(初始激发)的情况下，需要2KV电压，在热启动(再次激发)的情况下，需要25KV电压。需要将灯冷却，以避免在热启动的情况下应用高激发电压的必要性，但是在自然冷却条件下一般需要10分钟或更多的时间来使灯回到冷状态。因此，本发明采用了一种能输出25KV或更高电压的激发器70。
其次，在由于离子碰撞发生放电的辉光放电时间段中，在灯被激发以后，将用于保持辉光放电状态的电压应用到灯上。在本发明中，在灯被激发之前，将大约600V的电压应用到灯上，从而灯在激发之后保持在发光状态。
再次，接管电流(take-over current)电路被提供用于在灯被激发后灯从辉光放电状态被转换到电弧放电状态的辉光-电弧转换时间段内。除非向灯提供足够的接管电流，否则灯不会发亮。这是因为，在灯刚刚被转换到电弧放电状态之后，灯的电压就被降低，而灯借助于镇流器提供的电流保持在电弧放电状态。所以，在本发明中，接管电流电路使得电流流向灯，直到由镇流器向灯提供了足够的电流。
再次，在热离子发射引发电弧放电的电弧放电时间段中，在灯已经从辉光放电状态转换到电弧放电状态后，由于镇流器所提供的功率，灯内部的温度及压力都升高了。这时，灯的电压和光学输出也增加到了稳定状态。由于在此工作时间段中的电流供应决定了灯的变热时间，并且决定了灯在转换状态下的光学输出响应特征，所以在本发明的控制器的控制下，灯的功率被调整到了所需要的功率。
最后，为了在稳定状态达到预定的光学输出，提供给灯的功率被统一控制到了额定值，从而避免了灯的闪烁和灯寿命的减少。
参考上述对装置工作的描述，以下详细描述根据本发明的装置中的控制器40、降压断路器15、第一和第二反相器20和30以及激发器70的工作。
首先，参考图1，描述了控制器40的工作。控制器40的特点在于包括PWM发生器、灯功率稳定器、灯温度补偿器、以及总故障保护电路。控制器40分别从电池和发电机接收输入电压和输入电流，并将输出功率保持在统一水平，以控制提供给每个负载的功率并且控制提供给第一和第二反相器20和30的输出电压和输出电流。特别的，当左灯50和右灯60工作时，控制器允许输出电压检测器22和32检测感测电阻器R7和R8之间的输出电压以及感测电阻器R14和R15之间的输出电压。如果检测结果是，在两个灯之一中的失衡负载增加了，那么控制器40增加系统短路电容(systemshort capacity)，从而将输出电压保持在统一水平，控制失衡负载。
另外，当降压断路器15工作时，控制器40产生一控制信号，以控制输入到降压断路器15的统一水平的输入电压和输入电流，从而控制在灯初始工作时两个灯之间形成的失衡负载。
更进一步，控制器40控制第一反相器20的门驱动器23及第二反相器30的门驱动器33，以同时点亮左灯和右灯(50和60)。
现在描述第一反相器20。使用四个开关S1、S2、S5和S6，通过交替重复开关一对开关，操作第一反相器20。即，从开关的工作波形上可看出，开关具有与输入电压相同的电压，但是从变压器的主电压波形(prime voltage waveform)上看出，最大值是半桥(halfbridge)的最大值的两倍。这意味着，输出电压加倍了，并且在相同情况下，有可能获得为半桥输出的两倍的输出。也就是说，由于电压与电流成反比，输入电流变成开关电流，所以反相器的输出电流的强度是相同输出条件下的开关电流强度的一半。
第一反相器20电路中的电流由下列等式得出等式1
I=-VR1-e-T2τ1-e-T2τ1-e-tτ+VR(1-e-tτ)]]>电路的开关工作是在序列(S1，S6)和(S2，S5)中执行，信号具有矩形波形。
以这种方式，第一反相器20接收反激变换器10输出的20～100V的DC电压，并将DC电压转变成150～200Hz的矩形AC电压。第一反相器20具有耦合到其一侧的感测电阻器，从而具有了传感功能，允许两个独立的灯中的任意一个或由两个灯泡组成的一体灯中的一个灯泡作为左灯50工作。也就是说，当灯工作时，第一反相器20以预定的比率将50V的电压传感通过感测电阻器R5、R7、和R8以及感测电阻器R11，并将其通过门驱动器23提供给左灯50或随着灯阻抗的增加而减少从激发器70流向感测电阻器R11的电流，从而减小传感强度(sensed intensity)，以控制两个灯之间的失衡负载。
在此，输出电压检测器22检测感测电阻器R7和感测电阻器R8之间的输出电压，由门驱动器23输出的驱动信号开/关晶体管S1、S2、S5和S6，以点亮左灯50。
接着，以下描述第一反相器20的工作。以与第一反相器20同样的方式，第二反相器30接收反激变换器10输出的20～100V的DC电压，并将DC电压转变成150～200Hz的矩形AC电压。第二转换器30具有耦合到其一侧的感测电阻器，从而具有感应功能，允许两个独立的灯中的任意一个或由两个灯泡形成一体的灯作为右灯60工作。也就是说，当灯工作时，第二反相器30将50V的输出电压以预定的比率感应穿过感测电阻器R12、R14和R15以及感测电阻器R16，通过门驱动器33将其施加到右灯60上，或随着灯阻抗的增加而减少从激发器70流向感测电阻器R16的电流，从而降低传感强度(sensed intensity)，以控制两灯之间的失衡负载。
在此，输出电压检测器32检测感测电阻器R14和感测电阻器R15之间的输出电压，由门驱动器33输出的驱动信号将晶体管S7、S8、S9和S10导通/断开，以点亮右灯60。
接着，以下描述激发器70和降压断路器15的工作。
当电源单元提供的电压达到400V～600V的预定电压时，通过自转移电子火花缝隙(self-transferred electronic spark gap)将电压提供给激发器70。然后，通过产生使灯初始辉光放电所需的放电电流，激发器70启动灯的放电。此时，反相器打开一个方向的电流通道以持续提供功率，根据本发明的两个次级部分别连接向两个灯，以提供放电所需的电压。
然而，由于那时(反相器之前)平稳的电压是恒定的，具有较低阻抗的灯泡的电流较大，而具有较高阻抗的灯泡的电流较小，所以需要向灯泡提供不平衡的功率。
为了避免不平衡的功率，本发明使得通过降压断路器15提供给两个灯泡的功率均匀，降压断路器在将具有较高阻抗的灯泡的功率调节到参考功率之后，控制具有较低阻抗的灯泡的电压，从而使达到额定值成为可能。
也就是说，在灯初始工作时，两个灯之间发生功率失衡时，控制器40将控制信号传输通过PWM控制器16。来自PWM控制器的控制信号用于控制输入到降压断路器15的预定水平的输入电流和输入电压，以在将具有较高阻抗的灯的功率调节到参考功率后，控制具有较低阻抗的灯的电压，从而控制两个灯之间形成的失衡负载。
参考图8，描述根据本发明的，用一个镇流器同时点亮两个灯的控制方法。
首先，为了使激发器能够在将功率提供给镇流器之后灯还未启动的时间段内工作，控制器以这样的方式执行电压控制操作测量输入和输出电压的值，然后在反激变换器处将负荷率最大化，将高电压施加到变压器的次级侧，直到灯启动(“电压控制步骤”S110)。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，用作车辆电源的电池的12V电源电压在反激变换器处被增加并且平稳化。此时，如果控制器40输出的PWM控制器控制信号将晶体管S3和S4截止，那么流进变压器主级侧的输入电流不再能流动，从而在芯中不再感应磁场。在变压器的次级侧，电动势Es的极性被倒转，同时输出二极管D在向前的方向被偏置。此时，根据主线圈和次线圈的匝数比，变压器芯的次级侧感应的能量相反地在次级侧感应出一电压。反射电压(reflected voltage)Vfb被称为“反激电压(flyback voltage)”，其可由以下等式得出等式二Vfb=NSNSES=NPNS(Vout+VF)]]>此处，当晶体管S3和S4截止时，电压Vfb被施加到漏极和源极之间，确定了耐受电压(withstanding voltage)，并且负荷率被最大化以执行电压控制，从而将高电压施加到变压器的次级侧。
接着，在控制器的控制下，门驱动器23和33同时点亮两个独立的灯或一个在单个本体内具有两个灯泡的灯(S120)。
如上所述，根据本发明的装置包括两个反相器、用于控制两个灯之间失衡负载的降压断路器、包括具有电容层形状的双层箔的激发器，从而可以利用一个镇流器同时点亮两个灯泡或左灯和右独立灯。
在本发明的实施例中，如图9所示，检查电源单元提供的功率的振动(S200)，然后检查灯泡的条件是热启动条件还是冷启动条件(S210)。如果灯泡的条件是热启动条件，那么可以用下列等式确定全桥变换器负荷率D2(S220)。
等式3Vout=n(D21-D2Vi),]]>其中，D2表示热启动情况下的全桥变换器负荷率。
另一方面，如果灯的条件是冷启动条件，那么可以用下列等式确定全桥变换器负荷率D1(S230)。
等式4Vout=n(D11-D1Vi),]]>其中，D1表示冷启动情况下的全桥变换器负荷率。
将以此方式确定的负荷率D1和D2相加，以确定最佳负荷率，从而为第一和第二反相器的运转提供400V至600V范围内的DC电压(S240)。
将以这种方式产生的DC电压通过电子火花缝隙自动提供给激发器。随着将DC电压提供给激发器，产生了初始辉光放电所需的电压，启动放电(S250)。从而，灯泡同时点亮了(S260)。
此时，如果在两个灯泡之间发生了失衡负载，则将左灯和右灯的功率相互比较(S270)。
如果左灯和右灯其中之一具有大功率，则控制器控制降压断路器工作，从而使得在具有较高阻抗的灯泡的功率首先被调节到参考功率后，具有较低阻抗的灯泡上的电压被控制，使得两个灯的功率一致(S290)。第一反相器检测左灯工作时输出的输出电压和输出电流，并将输出电压和输出电流传感穿过感测电阻器R5、R7、和R8以及感测电阻器R11，然而，第二反相器检测当右灯工作时输出的输出电压和输出电流，并通过感测电阻器R12、R14、和R15以及感测电阻器R16传感输出电压和输出电流，从而执行第一和第二反相器之间的交替控制(S300)。
如果左灯和右灯其中之一具有小功率，以上述方式执行如上所述的反相器之间的交替控制(S280)，以保持两灯以统一的恒定功率点亮(S310)。
接着，镇流器使得在灯泡点亮起始时间段和灯泡过渡时间段期间随着电荷的自由运动大量电流流入，从而稳定DC操作(“电流控制步骤”S130)。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，如果将晶体管S3和S4导通，则将Vin直接提供给感应系数为Lp的变压器主级侧。此处，假设输入电压是理想的DC电压，晶体管S3和S4导通的时间与开关周期T的占空因数D相等。那时，输入电压增加为以下等式所得的值等式5ii(t)=1Lp∫0tVL(t)dt]]>
在此等式中，随着输入电流iin(t)的增加，变压器的磁能增加。如果变化着的输入电流iin(t)流过变压器的主线圈，则变压器芯中产生磁通量Φ(t)，并且根据法拉第定律，在每个线圈的两端感应的电动势可由下列等式得出等式6Ep,s=Np,sdΦ(t)dt]]>也就是说，如果在主级侧感应出电动势Ep，那么其上就感应出一相反极性的电动势Es，从而输出二极管D被反向偏置。因此，输入电压的能量只在芯中积累，而没有传到次级侧，只有输出电容器的能量提供给了负载。
输入电流以这种方式增加当输入电流不再增加时(t＝DT)，输入电流具有最大值，从而可以稳定DC操作。
接着，转换时间段之后直到进入稳定状态，镇流器测量输入电压和电流以及输出电压和电流，并且控制所有的电压和电流，从而灯被保持正常点亮(“功率控制步骤”S140)。
在本发明的一个实施例中，如果将功率提供给第一反相器20，并且左灯50是正常点亮的，那么第一反相器20通过感测电阻器R5、R7、和R8以及感测电阻器R11检测并传感由激发器的高电压产生的输出电压和输出电流，其中激发器的电压随着左灯50的激发状态而改变。
此时，为了使左灯通过降压断路器15保持正常点亮，控制器40将变压器T1输出电流的值与预定的电流值进行比较，如果比较值不在预定范围中，则控制PWM控制信号的频率和脉冲宽度，从而变压器T1的输出电流保持统一。
以与第一反相器20相同的方式，如果将能量提供给第二反相器30，则第二反相器30通过感测电阻器R12、R14、和R15以及感测电阻器R16检测并传感激发器高电压产生的输出电压和输出电流，其中激发器的高电压随着右灯60的激发状态而变化。
此时，为了使右灯通过降压断路器15保持正常的点亮，控制器40将变压器T1的输出电流值与预定电流值进行比较，如果比较值不在预定范围内，则控制PWM控制信号的频率和脉冲宽度，从而使变压器T1的输出电流保持统一。
如上所述，根据本发明的装置包括两个变换器、降压断路器、以及包括具有电容器层形状的双层箔的激发器，从而有效控制了两个灯泡和左灯和右灯两个灯之间的失衡负载，使得利用一个镇流器同时点亮两个灯泡或左右灯成为可能。
工业实用性从上述内容可以明白，根据本发明的利用一个镇流器同时点亮两个灯的装置及其控制方法具有下列优点。与传统的车辆上的用两个镇流器分别控制作为失衡控制目标的HID灯的装置及其控制方法相比，本发明能够降低产品成本、控制失衡负载，并且能进一步实现尺寸减小及重量减轻、电路结构简化，从而提高了可靠性。
虽然出于阐述的目的，说明了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将理解的是，在不偏离本发明的权利要求所披露的范围和精神的条件下，各种更改、增加和置换都是可能的。
权利要求
1.一种利用一个镇流器同时点亮两个灯泡的装置，包括反激变换器；电源单元；PWM控制器；第一和第二门驱动器；全桥反相器，包括第一反相器和第二反相器，所述第一反相器通过耦合到所述全桥反相器的一侧的第5、第7和第8感测电阻器和第11感测电阻器检测并传感左灯工作时输出的输出电压和输出电流，所述第二反相器通过第12、第14、第第15、和第16感测电阻器检测并传感右灯工作时输出的输出电流和输出电压；控制器，用于接收来自所述电源单元的输入电压和接收通过第10电阻器的输入电流，以将输出功率保持在一致的水平，从而稳定供给每个负载的功率，并且用于检测所述第一和第二反相器工作时输出的输出电压和输出电流，以控制所述两个灯泡之间的失衡负载；降压断路器，连接到所述控制器的一侧，所述降压断路器在首先将所述两个灯泡中具有较高阻抗的灯泡的功率调节到参考功率后，控制具有较低阻抗的灯泡的灯泡电压，以使所述两个灯泡的功率一致，从而控制当所述两个灯泡初始工作时引起的失衡负载；以及激发器，连接到所述第一和第二反相器的一侧，所述激发器能够将高电压脉冲同时施加给所述左灯和所述右灯，从而在这两个灯冷启动或热启动时利用高压电力点亮这两个灯。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一反相器连接到第一输出电压检测器，所述第一输出电压检测器位于所述第7和第8感测电阻器之间，用于检测所述左灯工作时输出的电压，其中，所述第一反相器还连接到第一输出电流检测器，所述第一输出电流检测器用于检测所述左灯初始工作时流过所述激发器的DC电流，以及其中，所述第一反相器还连接到第1、第2、第5、和第6开关晶体管，这些晶体管由所述第一门驱动器输出的驱动信号导通/截止。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二反相器连接到第二输出电压检测器，所述第二输出电压检测器位于所述第14和第15感测电阻器之间，用于检测所述右灯工作时输出的电压，其中，所述第二变换器还连接到第二输出电流检测器，所述第二输出电流检测器用于检测所述右灯初始工作时流过所述激发器的DC电流，以及其中，所述第二变换器还连接到所述第7、第8、第9、和第10开关晶体管，所述晶体管由所述第二门驱动器输出的驱动信号导通/截止。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器连接到输入电压检测器、输入电流检测器、所述PWM控制器、第一和第二输出电流检测器、及所述第一和第二门驱动器。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述激发器包括在其一侧形成的主级部、和垂直布置在所述主级部一侧的两个次级部，从而所述主级部和所述次级部具有 形形状。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述激发器包括在其一侧形成的主级部、和在所述主级部一侧形成双层的两个次级部，从而所述次级部的其中之一位于内侧，另一个位于外侧。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述激发器包括在其一侧形成的第一部分、和在所述第一部分一侧排成一行连续形成的两个第二部分。
8.一种利用一个镇流器同时点亮两个灯泡的方法，包括以下步骤a)通过测量输入和输出电压的值，执行电压控制，然后使反激变换器处的负荷率最大化，将高电压施加给变压器的第次级侧，直到所述灯泡开始发光，使得激发器在功率供给所述镇流器后所述灯泡没有开始发光的时段中工作；b)允许第一和第二门驱动器在控制器的控制下同时点亮两个独立的灯泡或在单个本体内具有两个灯泡的灯；c)执行电流控制操作，以允许所述镇流器使得在灯泡的点亮起始时间段和灯泡的过渡时间段期间随着电荷的自由运动大量电流流入，从而稳定DC操作；以及d)执行功率控制操作，以允许所述镇流器测量输入电压和电流及输出电压和电流，直到所述镇流器在过渡时间段后进入稳定状态，接着控制所有的电压和电流，从而将所述灯泡保持在正常点亮状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述步骤b)包括以下步骤b-1)对电源单元提供的功率的振动进行检查；b-2)检查所述灯泡是处于热启动条件还是冷启动条件；b-3)如果所述灯泡处于所述热启动条件下，则确定第一全桥变换器负荷率；b-4)如果所述灯泡处于所述冷启动条件下，则确定第二全桥变换器负荷率；b-5)通过将所述第一和第二负荷率相加确定最佳负荷率，接着施加适于第一和第二反相器工作的在400V至600V范围内的DC电压；以及b-6)允许将所述DC电压提供给所述激发器，从而所述激发器产生初始辉光放电所需的电压，从而开始所述放电；b-7)通过所述激发器的点火同时点亮所述灯泡；b-8)当所述相应的灯泡同时被点亮时，比较左灯和右灯的相应功率；b-9)如果所述左灯和右灯之一具有小功率，则允许所述第一反相器通过第5、第7、和第8感测电阻器以及第11感测电阻器检测并传感所述左灯工作时输出的输出电压和输出电流，并且允许所述第二变相器通过第12、第14、和第15感测电阻器以及第16感测电阻器检测并传感所述右灯工作时输出的输出电压和输出电流，从而执行在所述第一和第二反相器之间的交替控制；b-10)如果所述左灯和右灯中的其中之一具有大功率，则允许控制器控制降压断路器工作，从而在首先将两个灯泡中具有较大阻抗的灯泡的功率调节到参考功率后，对另一个具有较小阻抗的灯泡的灯泡电压进行控制，从而使得所述两个灯泡的功率一致；b-11)在完成对所述降压断路器的控制后，执行所述第一和第二反相器之间的交替控制；以及b-12)以一致的恒定功率使两个灯泡保持点亮。
全文摘要
本发明公开了一种用一个镇流器同时点亮两个灯的装置及方法。为了允许一个镇流器，而不是两个镇流器，控制用作车辆车灯的M(高强度放电)系统中的两个灯泡或左灯和右灯，该装置具有具有传感功能的反相器，用来控制两个灯泡之间的失衡负载的降压断路器，包括具有电容层形状的双层箔的激发器，从而控制了两个灯或灯泡间的失衡负载，使得利用一个镇流器同时点亮两个灯或左灯和右灯成为可能。
文档编号H05B41/292GK1879455SQ200380110835
公开日2006年12月13日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年11月21日
发明者康荣录 申请人:Kdg工程有限公司