放电灯点灯电路制造技术

本发明专利技术提供一种放电灯点灯电路，在放电灯的高频点灯电路中，通过对应于点灯时的谐振频率的变化而自动地进行开关元件的驱动频率的下限限制，从而使驱动频率低于其最低值的状态不长时间持续。放电灯点灯电路（１）包括：具有多个开关元件（５Ｈ、５Ｌ）和串联谐振电路（８、９、７ｐ）的直流－交流变换电路（３）；以及用于不使该开关元件的驱动频率低于其最低频率的状态持续的控制部件（１７）。放电灯点灯时，在高于串联谐振频率的频率区域内进行开关元件的驱动控制，同时根据与流过放电灯的灯电流的相位的关系，监视开关元件的驱动状态。然后，构成为在检测出开关元件驱动频率低于驱动频率的状态的情况下，通过提高该驱动频率，自然地限制驱动频率的下限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及谐振型高频点灯方式的放电灯点灯电路，例如，涉及在为了避免放电管的音响共鸣频带而达到2MHz以上的点灯频率的电路中，用于保证该频率的最低值的控制技术。
技术介绍
在汽车照明光源中使用的卤化金属灯等放电灯的点灯电路中，已知包括具有DC-DC转换器的结构的直流升压电路、直流-交流变换电路(所谓逆变器)和起动电路的结构(例如，参照专利文献1)。在放电灯的点灯控制中，通过控制放电灯点灯前(熄灯时)的无负载时的输出电压(以下，称为“OCV”)，对放电灯施加起动电路的起动信号，使该放电灯点灯后，一边降低过渡输入功率，一边转移到正常点灯状态。在直流升压电路中，例如，采用使用了变压器的开关调节器(switchingregulator)，而且，在直流-交流变换电路中，例如，举出使用了多对开关元件的全桥接型结构等。在进行所谓直流电压变换和直流-交流变换的2级变换结构方式中，由于电路规模变大，不适于小型化，所以作为其对策，已知将通过直流-交流变换电路中的1级电压变换而被升压的输出提供给放电灯那样进行处理的结构。例如，在具有利用了电容器和电感元件的串联谐振电路的方式中，利用该电路的阻抗随着频率而变化，使构成直流-交流变换电路的半桥接的动作频率(开关元件的驱动频率)变化，从而可以控制对放电灯的输入功率。在将串联谐振电路的电感记为“L”，将谐振电容器的静电容量记为“C”时，谐振频率“f0”用“f0＝1/(2·π·√(L·C))”表示，以f0为中心具有大致对称的频率特性。在考虑了电路动作的稳定性的情况下，在比f0高的频率区域，优选是使构成直流-交流变换电路的半导体开关元件的驱动频率变化而进行功率控制。在比谐振频率f0高的频率区域(电感性区域或者相位延迟区域)中，由于对于频率的减少表示输入功率增加的倾向，所以可以通过运算方式求作为目标的输入功率，根据其结果和实际输出功率的偏差使开关元件的驱动频率变化来形成反馈控制系统。〔专利文献1〕特开平7-142182号公报可是，在放电灯点灯时，在比谐振频率高的频率区域中进行上述反馈控制的情况下，在希望提高对放电灯的输入功率时，只要降低驱动频率就可以，但是在该频率已小于谐振频率的情况下，如果降低驱动频率则输入功率降低。即，在比谐振频率f0低的频率区域(电容性区域或者相位超前区域)中，由于对于频率的减少表示输入功率减少的倾向，所以仍旧由于输入功率降低而产生熄灭等。为了在放电灯的通常的点灯状态下，在谐振频率以上的频率区域中对于放电灯得到充分的输入功率，进行包含了直流-交流变换电路和谐振电路、变压器等的功率系统的电路设计，但是，例如关于以下所示的事项，难以规定驱动频率。·由于随时间变化和周围环境条件的变化等任何原因对点灯电路的电源电压降低，不能输出作为目标的功率的情况·在对放电灯施加驱动高压信号而起动了该放电灯之后，由于为了促使放电灯电弧的成长，对放电灯输入点灯电路的最大能力下的功率，希望以开环控制方式进行功率供给的情况。而且，谐振频率f0如上所述那样，依赖于“L·C”而决定，所以在L值和C值为固定的值的情况下，f0值为固定值，所以设置用于规定以不使驱动频率低于该值的下限频率限制器，只要使得在低于f0的频率区域中不进行功率控制就可以。但是，由于点灯电路中使用的部件的离散等，对每个电路谐振频率有所不同，而且，还由于周围环境条件等L值和C值变化，所以谐振频率的值变动。因此，为了在事前设定点灯电路的最低驱动频率，考虑增大设计上的余裕度，或者对每个电路进行调整和设定变更。但是，前者中担心电路规格过剩成本上升等问题，而在后者中，由于在量产中需要个别设定下限频率，所以不现实。
技术实现思路
本专利技术的课题是在放电灯的高频点灯电路中，通过根据点灯时的谐振频率的变化而自动地进行开关元件的驱动频率的下限限制，不使驱动频率低于其最低值的状态长时间持续。本专利技术为了解决上述课题，提供一种放电灯点灯电路，包括具有多个开关元件和串联谐振电路的直流-交流变换电路；以及用于不使该开关元件的驱动频率低于其最低频率的状态继续的控制部件，在上述放电灯点灯时，在比上述串联谐振电路的谐振频率高的频率区域进行控制以驱动上述开关元件，同时根据与流过上述放电灯的灯电流的相位的关系来监视该开关元件的驱动状态，并在检测出该开关元件的驱动频率已低于上述最低频率的状态时提高该驱动频率。在本专利技术中，关于开关元件的驱动状态不是忽略谐振频率的变化以及与谐振状态的相位关系而固定地设定最低频率值，而是根据与流过放电灯的灯电流的相对的相位关系来监视开关元件的驱动状态。因此，在开关元件的驱动频率已变成低于最低频率的状态时，通过提高该驱动频率，自然地限制频率的下限，使得该驱动频率的下降状态不持续。按照本专利技术，在放电灯点灯的情况下，可以保证开关元件的驱动频率变成为低于最低值的状态不继续，有效地防止放电灯的熄灭等。而且，由于这样，没有电路设计规格过剩，伴随显著的成本上升等问题的担心，而且，不需要考虑电路部件的制造偏差和个体差异等而对各个装置调整或者变更最低频率的设定。对于上述最低频率，最好在放电灯点灯状态中设为上述串联谐振电路的谐振频率或其近旁的频率，规定低于该频率时的驱动控制，为此，设置用于检测是否为开关元件的驱动在低于谐振频率或其近旁的频率的频率区域进行的状态的驱动状态检测电路，在检测出该状态的情况下提高驱动频率即可。例如，驱动状态检测电路在检测用于驱动上述开关元件的信号或上述直流-交流变换电路的输出或上述放电灯的灯电压的检测信号、以及放电灯的灯电流的检测信号之间的相位差的方式中，可以不受电路部件的特性偏差等的影响，判断上述开关元件在低于上述谐振频率或者其近旁的频率的频率区域中被驱动，或者高精度地检测从谐振状态离开的程度(错开的状况)。然后，在检测出开关元件在低于最低频率(例如，谐振频率)下被驱动的情况下，可以通过设置用于强制地将用于驱动开关元件的信号极性反转(相位反转)的电路部分来提高驱动频率，例如，在放电灯将要熄灭的情况下，可以将开关元件规定为谐振点下的驱动状态而对放电灯输入最大输出功率。或者，在检测出开关元件在低于最低频率(例如，高于谐振频率的附近值)的频率区域被驱动的情况下，根据从最低频率的偏移量而降低对放电灯的输入功率的目标值就可以(即，具有在输入功率的降低方向与驱动频率的增加方向一致的控制特性的情况)。而且，在检测出开关元件在低于最低驱动频率的频率区域被驱动的情况下，设定用于按照预定的时间常数使上述开关元件的驱动频率上升的电路部分在保证控制的稳定性上较好(即，在该检测时刻突然提高驱动频率时，在其之后进行使得驱动频率降低的控制的情况下，如果隔着最低频率而不停重复驱动频率上升和下降时，存在点灯动作不稳定或者损害稳定性的危险。)。附图说明图1是表示本专利技术的基本结构例的图。图2是用于说明LC串联谐振的频率特性的概略的曲线图。图3是用于对开关元件的驱动状态检测进行说明的图。图4是表示驱动状态检测电路的结构例的图。图5是与图6和图7一起用于对图4的电路动作进行说明的定时图，该图是表示高于谐振频率的频率区域下的动作状态的图。图6是表示从进入低于共振频率的频率区域后不久的动作状态的图。图7是表示在与图6的比较中，再次进入低于谐振频率的频率区域时的动作状态的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯点灯电路，包括：具有多个开关元件和串联谐振电路的直流－交流变换电路；以及用于不使该开关元件的驱动频率低于其最低频率的状态持续的控制部件，其特征在于，在上述放电灯点灯时，在比上述串联谐振电路的谐振频率高的频率区域进行控制以驱动上述开关元件，同时根据与流过上述放电灯的灯电流的相位的关系来监视该开关元件的驱动状态，并在检测出该开关元件的驱动频率已低于上述最低频率的状态时提高该驱动频率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：市川知幸，村松隆雄，
申请(专利权)人：株式会社小糸制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]