放电灯点亮装置和使用该放电灯点亮装置的前照灯的制作方法_2

文档序号:8501439阅读:来源:国知局
之间。另外,升压变压器T2的二次绕组S2与高压放电灯LPl的串联电路连接在连接点Xl和连接点X2之间,并且升压变压器T2的一次绕组P2与放电间隙SGl的串联电路连接在启动电压生成电路部6的输出端和连接点X2之间。在启动/点亮操作时,从启动电压生成电路部6向放电间隙SGl施加高电压,并且在放电间隙SGl被击穿的情况下,将根据绕组比而升压后的约数十kV的高压脉冲经由二次绕组S2施加至高压放电灯LP1。
[0043]控制部4包括电力目标存储部4a、稳定电力限制部(稳定电力控制部)4b、电流目标计算部4c、误差放大器4d、驱动控制部4e和异常判断部4f,并且被配置为控制开关元件Ql?Q5的接通/断开。
[0044]在电力目标存储部4a中,预先存储从DC/DC转换器I输出的电力的目标值。稳定电力限制部4b基于温度测量部9所测量到的温度或电源电压测量部8所测量到的DC电源El的电源电压来校正电力目标存储部4a中所存储的电力的目标值,并且将校正之后的目标值输出至电流目标计算部4c。电流目标计算部4c通过将从稳定电力限制部4b输入的电力的目标值除以基于测量部3测量到的电压V5所获取到的输出电压来获取输出电流11的目标值。误差放大器4d将电流目标计算部4c所获取到的输出电流Il的目标值与基于测量部3测量到的电压V4所获取到的输出电流Il进行比较,并且将通过放大这两者之间的误差所获取到的信号输出至驱动部10。驱动部10根据从误差放大器4d输入的信号来控制要施加至开关元件Ql的栅电极的信号LF3的占空比,以使得输出电流Il的测量值与目标值一致。
[0045]通过控制驱动电路2a的操作,驱动控制部4e对DC/AC逆变器2中所包括的四个开关元件Q2?Q5的接通/断开进行切换。这里,将参考图2的电路图来更详细地说明开关元件Q2?Q5的接通/断开操作。图2示出用于驱动构成第一臂的开关元件Q2和Q4的电路部分的详情,并且没有示出其它的电路结构。
[0046]在开关元件Q2和Q4的连接点Xl与开关元件Q3和Q5的连接点X2之间,连接包括高压放电灯LPl的负载11。
[0047]驱动电路2a包括连接在高电位侧的开关元件(第一开关元件)Q2的栅极和源极之间的驱动电路22、以及连接在低电位侧的开关元件(第二开关元件)Q4的栅极和源极之间的驱动电路24。用于驱动配置于低电位侧的第二开关元件Q4的驱动电路24在从DC电源El接收电力供给并生成控制部4等的操作电力的驱动用电源(图中未示出)中接收操作电压Vcc。另一方面,用于驱动配置于高电位侧的第一开关元件Q2的驱动电路22为了在配置于低电位侧的第二开关元件Q4的断开状态下使第一开关元件Q2变为接通,使用自举电容器C6中充电得到的电荷来使第一开关元件Q2变为接通(图2所示的电流路径RTl)。自举电容器C6的一端经由二极管D3连接至驱动用电源,并且自举电容器C6的另一端连接至连接点XI。
[0048]通过至少在稳定点亮时使第一开关元件Q2和Q3以及第二开关元件Q4和Q5按预定周期交替地变为接通,驱动电路2a被配置为通过使DC/DC转换器I的DC输出的极性按预定周期交变来将该DC输出转换成AC输出。
[0049]在启动高压放电灯LPl的情况下,异常判断部4f被配置为基于测量部3所测量到的输出电压和输出电流中的至少一个来判断异常的有无。
[0050]接着,将说明放电灯点亮装置A的操作。如图3所示,该放电灯点亮装置A经由四个操作模式MDl?MD4转变为稳定点亮模式MD5。
[0051]图3所示的模式MDl是启动高压放电灯LPl之前的无负载时的操作模式,并且高压放电灯LPl处于开放状态。在启动模式MDl时接通电源开关SWl的情况下,控制部4开始进行工作并且开始DC/DC转换器I的升压操作。在驱动部10响应于从控制部4发送来的控制信号而接通开关元件Ql的情况下,电流从DC电源El流向变压器Tl的一次绕组Pl和开关元件Ql。此时,由于二极管Dl的整流作用,因此电流没有流经二次绕组SI,并且能量储存在变压器Tl中。之后,在驱动部10响应于从控制部4发送来的控制信号而断开开关元件Ql的情况下,电流流经二次绕组SI — 二极管Dl —电容器C2 —二次绕组SI的路径。因此,在开关元件Ql接通的情况下储存在变压器Tl中的能量转移至电容器C2。利用控制部4来控制开关元件Ql的占空比,以使得将DC/DC转换器I的输出电压V2控制为目标值。DC/DC转换器I进行如上所述的升压操作,由此输出电压V2上升。
[0052]之后,在转变为启动模式MD2的情况下,控制部4接通开关元件Q2和Q5并且断开开关元件Q3和Q4。在根据DC/DC转换器I的升压操作、输出电压V2逐渐增加的情况下,点火部7的电容器C4的电压也上升。另一方面,在根据启动电压生成电路部6的输出电压的增加、施加到电容器C5的两端的电压超过预定阈值水平的情况下,放电间隙SGl被击穿,并且向升压变压器T2的一次绕组P2施加高电压。此时,在二次绕组S2中产生通过根据绕组比使施加至一次侧的高电压升压所获取到的高压脉冲(约数十kV)。在将该高压脉冲施加至高压放电灯LPl的情况下,在高压放电灯LPl中发生绝缘击穿,并且开始辉光放电。紧挨在开始辉光放电之后,由于高压放电灯LPl的电极温度低,因此可能容易发生熄灭。因而,在本实施例中,为了抑制熄灭的发生,配置使具有相同方向的电流在比稳定点亮时的时间长的时间内连续流向两个电极的DC相位模式MD3。另外,在作为DC相位模式MD3的前半部分的第一时间段t2内,接通开关元件Q2和Q5,断开开关元件Q3和Q4,并且使方向与启动模式MD2的电流的方向相同的电流流入连接点Xl —高压放电灯LPl —连接点X2的路径。此外,在作为DC相位模式MD3的后半部分的第二时间段t3内,断开开关元件Q2和Q5,接通开关元件Q3和Q4,并且使方向与第一时间段t2内的电流的方向相反的电流流入连接点X2 —高压放电灯LPl —连接点Xl的路径。
[0053]在判断为两个电极的温度足够高的情况下,控制部4结束DC相位模式MD3。然后,通过控制驱动电路2a以按预定周期交替地接通开关元件Q2和Q5的组以及开关元件Q3和Q4的组,控制部4将DC输出转换成矩形波的AC输出,并将该AC输出供给至高压放电灯LPI。另外,控制部4通过使用误差放大器4d来将基于输出电力的目标值等所获取到的输出电流的目标值与测量值进行比较,并且通过根据误差量调整开关元件Ql的占空比来控制DC/DC转换器I的输出电力Wl (模式MD4和MD5)。这里,模式MD4是过渡状态的操作模式,并且模式MD5是稳定点亮时的操作模式。
[0054]如上所述,根据本实施例的放电灯点亮装置A通过以上所述的模式MDl?MD4来进行高压放电灯LPl的稳定点亮(稳定点亮模式MD5)。
[0055]这里,根据本实施例的DC/AC逆变器2为静电势型,并且在从启动高压放电灯LPl之前的无负载操作模式MDl起直到DC相位模式MD3的第一时间段t2为止的时间tl内,需要连续接通开关元件Q2和Q5。为了使开关元件Q2和Q5连续接通预定时间,需要将使第一开关元件Q2在该预定时间内以接通状态进行工作所需的电荷储存在自举电容器C6中,其中该自举电容器C6将该电荷供给至配置于高电位侧的第一开关元件Q2的栅电极。另外,在本实施例中,为了改善高压放电灯LPl的启动特性,在自举电容器C6的充电处理期间开始DC/DC转换器I的操作,并且DC/DC转换器I的输出电压V2升压为预定电压所用的时间缩短。
[0056]这里,将参考图2来说明构成DC/AC逆变器2的开关元件Q2?Q5的接通/断开操作以及配置于高电位侧的第一开关元件Q2侧所设置的自举电容器C6的充电操作。开关元件Q2?Q5的接通/断开操作是基于从控制部4的驱动控制部4e输入至驱动电路2a的控制信号LFl和LF2所确定的。
[0057]利用驱动电路22和24使从驱动控制部4e输入至驱动电路2a的控制信号升压为驱动栅电极所需的电压。这里,由于在配置于高电位侧的第一开关元件Q2接通的情况下配置于低电位侧的第二开关元件Q4断开,因此驱动电路22使用自举电容器C6中充电得到的电荷来将接通电压供给至第一开关元件Q2的栅电极。在第一开关元件Q2接通期间,自举电容器C6处于放电状态而没有被充电,然后在第一开关元件Q2断开并且将第二开关元件Q4切换为接通的情况下,再次对自举电容器C6进行充电。此时,如图2中的虚线RT2所示,电流从驱动用电源起流经二极管D3 —自举电容器C6 —第二开关元件Q4的路径,由此对自举电容器C6进行充电。因此,在要对自举电容器C6进行充电的情况下,控制部4需要输出使配置于高电位侧的第一开关元件Q2断开的信号LFl和使配置于低电位侧的第二开关元件Q4接通的信号LF2。将这种充电方式称为自举方式。另外,同样对于构成第二臂的第一开关元件Q3和第二开关元件Q5,使用相同的方法来对用于驱动配置于高电位侧的第一开关元件Q3的自举电容器(图中未示出)进行充电,因而省略了针对该自举电容器的说明。
[0058]另外,在过渡操作模式MD4和稳定点亮模式MD5中,控制部4交替控制开关元件Q2?Q5,以使得将DC/DC转换器I的DC输出转换成AC并供给至高压放电灯LP1。如图4所示,在信号LFl的信号电平为高电平H并且信号LF2的信号电平为低电平L的情况下,开关元件Q2和Q5的栅极电压变为高电平H,开关元件Q2和Q5接通,并且开关元件Q3和Q4断开。另一方面,在信号LFl的信号电平为低电平L并且信号LF2的信号电平为高电平H的情况下,开关元件Q3和Q4的栅极电压变为高电平H,开关元件Q3和Q4接通,并且开关元件Q2和Q5断开。然后,通过交替重复信号LFl的高电平H的时间段和信号LF2的高电平H的时间段,交替地切换开关元件Q2和Q5的组和开关元件Q3和Q4的组的接通/断开,由此将DC/DC转换器I的输出转换成AC。另外,在信号LFl的高电平H的时间段和信号LF2的高电平H的时间段之间,为了不同时接通所有的开关元件Q2?Q5,设置两个信号LFl和LF2的信号电平都处于低电平L的死区时间td。另外,在两个信号LFl和LF2都处于高电平H的情况下,配置于高电位侧的第一开关元件Q2和Q3断开,配置于低电位侧的第二开关元件Q4和Q5接通,并且进行对驱动第一开关元件Q2和Q3的自举电容器进行充电的操作。
[0059]这里,同样在本实施例中,在启动高压放电灯LPl时负载(例如,高压放电灯LPl) 11短路的情况下,存在在开始DC/AC逆变器2的操作之后根据电容器C2和C4中所储存的电荷因而过电流流经电路的可能性。
[0060]因而,在本实施例中,如图5A?5G所示,在开始供给DC电源El的情况下,在DC/DC转换器I开始进行工作的时刻til之前并且在该DC/DC转换器I的输出电压V2达到预定电压VO之前,控制部4开始进行用于对自举电容器进行充电的操作(图5A?5G所示的时间段tlO)。这里,预定电压VO例如是利用控制部4判断为负载短路的输出电压的阈值电压(约15V)。图5A?5G是启动时的各单元的波形图。图5A示出DC/DC转换器I的输入电压VI,图5B示出从控制部4发送来的信号LFl,并且图5C示出从控制部4发送来的信号LF2。另外,图示出DC/DC转换器I的输出电压V2,并且图
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