放电灯的镇流器制造技术

一种镇流器包括从ＤＣ源电压提供ＤＣ功率的电压转换器。该转换器包括开关元件和具有电感的储能元件。开关元件被控制操作，用于重复切换ＤＣ源电压，以便将能量储存在储能元件中。在镇流器中包括功率转换器，以接收能量并将其转换成驱动放电灯的操作功率。控制器提供指令值并分别根据指令值为可变周期导通和截止开关元件，用于产生电灯所需功率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及放电灯的镇流器，特别涉及提供有电压转换器的电子镇流器，该电压转换器从DC源电压提供用于使放电灯工作的DC电源。日本专利No.10-511220公开了一种放电灯的镇流器，该镇流器包括电压转换器和控制器，电压转换器从DC源电压提供用于操作放电灯的DC电源，控制器基于电压转换器的输出条件按反馈方式用于控制DC电源。电压转换器包括电感和开关元件，开关元件由控制器控制其导通和截止，以便在电感中积累能量和容许能量从电感中释放，用于施加所得到的功率以使放电灯工作。控制器基本上被构成以提供开关元件的变化的OFF周期，用于实现开关晶体管根据检测到流过电感的零电流而被导通的模式，由此提高开关效率。控制器还被构成为提供用于变化的OFF周期的强制OFF终止极限，以便在预定周期过后即使来自电感的电流没有减少到零，也强制导通开关元件，由此避免由于延长的时间而使OFF周期变得太长的情况，经过该延长的时间来自电感的电流减少到零，以防止开关元件的开关频率太低。此外，控制器构成为截止开关元件，从而只在馈送到电感的电流增加到预定高的水平之后，终止ON周期。但是，这可能出现这样的问题，当流到电感的电流没有增加到预定高的水平时，开关元件会截止失败，如在DC源电压提供高阻抗的情况那样。另外，如果在长的周期之后开关元件截止，即ON周期变得非常长，开关频率变得低到可听范围，这是镇流器不能接受的。鉴于上述问题，已经实现了本专利技术，提供放电灯的改进的镇流器。根据本专利技术的镇流器包括从DC源电压提供DC功率的电压转换器。电压转换器包括开关元件和具有电感的储能元件。开关元件被控制操作，用于重复切换DC源电压以便将能量储存在储能元件中。镇流器中包括电源转换器，以接收能量并将其转换成驱动放电灯的操作功率。而且镇流器中还包括控制器，该控制器提供指令值并根据指令值在变化时间周期内导通和截止开关元件，以便调整产生放电灯所需功率的电压转换器的输出。控制器提供截止开关元件的可变OFF周期和导通开关元件的可变ON周期。控制器提供最小OFF终止极限和用于终止OFF周期的强制最大OFF终止极限，还提供最小ON终止极限和用于终止可变ON周期的强制最大ON终止极限。当从电感流过的次级电流降低到零时的时刻被定义为最小OFF终止极限，而当流过开关元件的初级电流或穿过开关元件的初级电压达到对应指令值的水平时被定义为最小ON终止极限。控制器用于在最小OFF终止极限或在强制最大OFF终止极限时，无论哪种情况先出现，则终止OFF周期，并在最小ON终止极限或在强制最大ON终止极限，无论哪种情况先出现，则终止ON周期。通过重复为可变OFF周期和ON周期提供强制最大OFF终止极限和强制最大ON终止极限，开关元件可以按可容许的开关频率操作，同时适当的电流流过开关元件而不会引起开关频率的实质性降低，因此这是本专利技术首要目的。最好是，控制器提供根据电压转换器的输出条件变化的最大OFF终止极限，即使次级电流没有降低到零，也可以在最佳时间终止OFF周期以保持适当开关频率。为此，控制器监控电压转换器的输出功率作为输出条件的指示，并基于输出功率提供指令值。在指令值要求增加的电流流过开关元件时，控制器使强制最大OFF终止极限根据指令值在缩短OFF周期的方向变化。这样，可以提高输出功率而不会随之使开关频率降低。这特别适合于在灯电压很低的所谓冷启动条件快速增加灯亮度。控制器还包括电压检测器，该电压检测器检测开关元件的初级电压并将该初级电压与参考值相比较，以便在初级电压降低到参考值时判断次级电流是否降低到零。或者，控制器可以包括电压变量检测器，检测开关元件的电压变量并将该变量与参考值相比较，以便在变量达到参考值时判断次级电流是否降低到零。最好是，控制器可以包括比较器，比较电压转换器的输出电压和可容许的最大电压，并在输出电压超过可容许的最大电压时发送限制信号。响应于该限制信号，控制器操作以延长后来的OFF周期，直到输出电压降到可容许的最大电压以下为止，由此防止电压转换器在启动电灯时提供过量的输出电压。还最好是，控制器提供根据DC源电压变化的强制最大ON终止极限，从而当DC源电压变高时，较早终止ON周期。由此，可以在DC源电压大幅度变化的条件下适当调节ON周期。此外，控制器可以被构成为提供指令值，该指令值具有确定容许流过开关元件的最大电流的上限。因此，可以避免过量电流流过开关元件。控制器可以包括延迟电路，当电压转换器开始操作时该延迟电路延迟指令值的增加，由此激活镇流器的软启动，用于减少施加于开关元件和电压转换器的其它部件的应力(stresses)。此外，控制器可以包括电阻器，为从开始操作镇流器的预定启动周期使指令值的上限减小到低水平，之后使上限恢复到高水平，由此减小在镇流器开始操作时施加于开关元件和电压转换器的其它部件的应力。而且，控制器可以包括输出电压监视器，监视电压转换器的输出电压，以便在输出电压变大时使上限减小到低水平。这样，可以在镇流器开始操作即无负载条件时限制ON周期，将开关电流限制到中等水平，由此减小施加于开关元件和电压转换器的其它部件的应力。另外，控制器可以包括输出电压监视器，监视电压转换器的输出电压并在输出电压超过最大电压即比电灯工作的工作电压高时提供激励信号。根据激励信号，控制器在与没有激励信号时相比延长ON周期的方向改变ON周期的最小ON终止极限。这样，控制器可以提供延长的ON周期，以便在接近于无负载条件下即在电灯刚刚启动之后给电灯输送足够的输出电流，以便成功地使电灯工作。通过下面结合附图对实施例的详细介绍使本专利技术的这些和其它目的和优点更明显。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的放电灯的镇流器的示意电路图；图2是在镇流器中使用的振荡器的示意电路图；图3和4是表示振荡器的操作的曲线图；图5是表示在镇流器中使用的延迟电路的细节的示意图；图6是表示延迟电路的操作的曲线图；图7是镇流器中使用的电流监视器的示意图；图8是表示电流监视器的操作的曲线图；图9是可以用在镇流器中的修改的极限值发生器的示意图；图10是可用在镇流器中的另一修改的极限值发生器的示意图；图11是表示图10的极限值发生器的操作的曲线图；图12是可用在镇流器中的又一修改的极限值发生器的示意图13是表示图12的极限值发生器的操作的曲线图；图14是表示可与镇流器的限制器连接使用的衰减器的示意图；图15-18是分别表示用在镇流器中的开关电压检测器的修改的示意图；和图19是根据本专利技术第二实施例的镇流器的示意图。本申请基于在日本申请的申请号为No.11-147193的申请，在此引用其内容供参考。现在参照图1，其中示出了根据本专利技术第一实施例的放电灯的镇流器。该镇流器包括电压转换器20和反相器30，电压转换器20从来自电池10的DC源电压提供平滑DC电压，反相器30接收DC电压并提供AC电压，通过启动器40施加该AC电压以操作放电灯5，例如用作汽车头灯的高亮度放电灯。转换器20被构成为反馈转换器，包括变压器和开关元件或晶体管23，变压器带有初级线圈21和次级线圈22，开关元件23与初级线圈串联横跨电池10。晶体管23由控制器50驱动以导通或截止，用以重复切断从电池10流过初级线圈21的初级电流I1，由此在次级线圈22中累积所得到的感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯的镇流器，包括： 从ＤＣ源电压提供ＤＣ功率的电压转换器，所述电压转换器包括开关元件和具有电感的储能元件，所述开关元件操作以重复切换ＤＣ源电压，以便将能量储存在所述储能元件中； 功率转换器，接收所述能量并将其转换成用于驱动所述放电灯的操作功率； 控制器，提供指令值并导通和截止所述开关元件，用于根据指令值改变时间周期，以便调整所述电压转换器的输出，产生所述放电灯所需功率； 所述控制器提供其中所述开关元件截止的可变ＯＦＦ周期和其中所述开关元件导通的可变ＯＮ周期， 所述控制器提供最小ＯＦＦ终止极限和强制最大ＯＦＦ终止极限，用于终止所述可变ＯＦＦ周期， 所述控制器提供最小ＯＮ终止极限和强制最大ＯＮ终止极限，用于终止所述可变ＯＮ周期， 所述最小ＯＦＦ终止极限被定义为当从所述电感流过的次级电流减少到零时的定时， 所述最小ＯＮ终止极限被定义为当流过所述开关元件的初级电流或所述开关元件两端产生的初级电压达到对应所述指令值的水平时的定时， 所述控制器在所述最小ＯＦＦ终止极限或在所述最大强制ＯＦＦ终止极限时，无论哪种情况先出现，则终止ＯＦＦ周期， 所述控制器在所述最小ＯＮ终止极限或在所述强制最大ＯＮ终止极限时，无论哪种情况先出现，则终止ＯＮ周期。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村俊朗，小西洋史，盐见务，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]