CN1899001B - 放电灯点亮装置和使用点亮装置的灯系统 - Google Patents

Abstract

在一种放电灯点亮装置中，根据灯电压检测单元6和电流检测单元7的检测结果控制通过DC-DC转换器1和逆变器2提供到放电灯La的功率，并且在电极加热周期中当放电灯启动开始时将放电灯的交替时间设定到长于稳定点亮周期中的交替时间，和根据提供到放电灯的功率或电流的降低来增加电极加热周期中的交替时间。因此，即使在灯电流突然改变时，也能防止放电灯在极性倒置时熄灭，而不缩短放电灯的寿命。

Description

放电灯点亮装置和使用点亮装置的灯系统

技术领域

本发明涉及用于点亮诸如金属卤化物灯之类的高压放电灯的装置，更具体地讲，涉及在瞬间点亮汽车前灯或类似灯时需要的放电灯点亮装置，并且也涉及使用点亮装置的灯系统。

背景技术

图30中示出了文献1(日本专利申请待审公开9-73991)中披露的点亮装置的常规例子1。点亮装置的常规例子1包括DC电源E，点亮开关S，DC-DC转换器1，低频逆变器2，点火器4，放电灯La，和控制电路5。控制电路5通过检测作为放电灯La的灯电压和灯电流的DC-DC转换器1的输出电压和输出电流，从检测结果计算灯功率，并且利用根据计算结果得到的输出功率命令值经过PWM驱动单元9驱动开关元件Q0，而把输出功率控制到设定值。

如图31A和31B中所示，当启动以接通放电灯La时，提供有用于在低于正常操作时使用的倒置频率ft的频率fd(即，长倒置循环)倒置逆变器2的输出极性的周期(以下称为“电极加热周期”)。倒置频率是由倒置频率设定单元10设定的。

当启动以接通放电灯La时，如果放电灯接通之前的OFF周期比较长并且灯的电极温度低，那么电极加热周期的灯电流检测值大。同时，如果放电灯接通之前的OFF周期短，那么由于OFF周期越短，点亮开始时的电极温度越高，所以电极加热周期的灯电流检测值小。

因此，提供了一个用于根据灯电流检测值改变电极加热周期的倒置循环的控制单元。因此，由于电极加热周期的倒置循环随着灯电流检测值变小或增加，所以能够在放电灯的电极被加热到足够热的状态下接通放电灯。结果是，防止了在逆变器电路中倒置输出极性时放电灯熄灭，从而可以确保放电灯进入稳定点亮状态。此外，根据常规例子1，倒置循环的设定值仅依赖灯电流检测值或灯电流累加值而改变。

根据日本专利申请待审公开2002-216982中披露的常规例子2，通过调节电极加热周期的倒置循环防止放电灯熄灭，而不使用常规例子1中所示的灯电流检测值或灯电流累加值。在这个常规例子2中，使用了灯电压检测值的累加值、灯电压检测值的倒数、灯电流命令值、和灯电流命令值的累加值来调节倒置循环。

由于放电灯接通之后的瞬间的灯电流发生很大的波动，在常规例子1中存在着不能准确地检测电流值的情况。因此，作为解决上述问题的措施，提出了如下所述的常规例子2中的控制。即，为了提供稳定的点亮操作，设定一个其中以给定频率或在工作周期驱动控制DC-DC转换器的功率的开关元件的开环控制周期。然后，使用开环控制周期的灯电压和灯电流作为电极加热周期开始时的灯电压和灯电流检测值的初始值。因此，可以取得电极加热周期的倒置循环的精确和稳定的调节。

在这个常规例子2中，电极加热周期的设定值仅随灯电压检测值的累加值、灯电压检测值的倒数、灯电流命令值、和灯电流命令值的累加值而改变。

发明内容

在上述常规例子中，预定电极加热周期的倒置循环仅由诸如灯电流检测值的累加值、灯电流累加值、灯电压检测值、灯电压检测值的倒数、灯电流命令值、和灯电流命令值的累加值之类的放电灯的状态来确定。

以下对于利用灯电流检测值作为放电灯的状态的例子进行说明。如图31C中所示，当放电灯接通之前的OFF周期长并且电极温度低时，由于电极加热周期的灯电流值Ia大，所以将电极加热周期的倒置循环ta设定得比较短。当放电灯接通之前的OFF周期短并且电极温度高时，由于电极加热周期的灯电流值Ib小，所以将电极加热周期的倒置循环tb设定得比较长。

在此，作为保证接通放电灯的一种方法，有一种将灯电流设定到比较高并且将电极加热周期的倒置循环设定得尽可能长的方法。但是，在这种方法中，对放电灯和点亮装置的应力加大，造成放电灯寿命缩短和点亮装置的尺寸大。因此，需要设定电极加热周期使得能够将对于放电灯和点亮装置的应力降低到最小，并且能够确保防止放电灯熄灭。

在一种实际点亮装置中，当来自DC电源的输入电压降低时，或当点亮装置的环境温度升高时，为了防止元件的应力和电路损耗的增大，提供了在一些情况下不管放电灯的状态故意降低在点亮灯的开始施加到放电灯的功率量的控制部分(未示出)。

在此，说明把常规例子应用到包括上述控制方法的点亮装置的情况。当假设电极加热周期的输出电流是Ia时电极加热周期的倒置循环是ta(点亮前的OFF周期：A)，并且电极加热周期的输出电流是Ib时的电极加热周期的倒置循环是tb(点亮前的OFF周期：B)时，条件是Ia＞Ib，A＞B和ta＜tb。

在这里，假设当在点亮前的OFF周期是A的状态下启动以接通放电灯时，来自DC电源E的输入电压降低并且由于上述原因故意地降低输出功率，从而在常规例子的控制中使得输出电流从Ia降低到Ib，将电极加热周期的倒置循环设定到tb。但是，倒置循环tb是一个假设点亮前OFF周期是B的放电灯的状态而设定的值。因此，放电灯的状态与控制之间失配。

此外，当点亮前的OFF周期是A并且输出电流从Ia降低到Ib时，已经知道，如果不进一步把电极加热周期的倒置循环设定到更长(在本例中，至少是tb或更长)，那么放电灯将熄灭。这种现象会在输出电流比较小的区中明显产生。在根据放电灯的状态设定电极加热周期的倒置循环的所有常规例子都会出现同样的现象。

出于上述原因，当假设由于来自DC电源E的输入电压的波动或点亮装置的环境温度的波动等使得用于电极加热周期的输出功率降低时，存在着由于常规例子的控制中输出功率量的降低而使放电灯熄灭的问题。

此外，考虑到在启动以接通放电灯时，其电压和电流特性不稳定，并且DC-DC转换器的输出可能突然改变。因此，如果把仅通过依赖于点亮前OFF周期的长度的放电灯的状态设定的电极加热周期应用到放电灯，那么在一些情况下会产生当逆变器倒置输出极性时放电灯熄灭的问题。

考虑到上述问题做出了本发明，并且本发明的一个目的是要改进放电灯点亮装置，防止逆变器倒置输出极性时放电灯熄灭，而不会缩短放电灯的寿命，从而即使在启动以接通放电灯时由于电源环境、点亮装置的操作环境的改变，或放电灯的电特性的改变等，造成灯电流突然改变或降低时，也能保证使放电灯进入稳定的点亮状态。

根据本发明，为了解决上述问题，放电灯点亮装置包括：功率转换单元，用于将DC电源电压转换到希望的电压；逆变器，用于倒置来自功率转换单元的输出的极性并将交流输出提供到放电灯负载；灯电压检测单元，用于检测对应于放电灯的灯管电压的电压值；灯电流检测单元，用于检测对应于放电灯的灯管电流的电流值；和控制单元，用于根据灯电压和灯电流检测单元的检测结果，控制要提供到放电灯的逆变器的输出。

在这种安排中，控制单元包括电极加热量设定装置，电极加热量设定装置将放电灯启动的电极加热周期中提供到放电灯的输出功率的交替时间设定到比其稳定点亮周期中的交替时间长，并且根据提供到放电灯的灯功率或灯电流的降低程度增大电极加热周期中的交替时间。

根据本发明，防止了放电灯在逆变器倒置极性时熄灭，而不会缩短放电灯的寿命，从而即使在接通放电灯时由于电源环境、点亮装置的操作环境的改变，或放电灯的电特性的改变等，造成灯电流突然改变时，也能确保放电灯进入稳定点亮状态。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的电路图；

图2是显示根据本发明实施例1的目标功率的时间变化的说明图；

图3是显示根据本发明实施例1的输出电压和输出电流的波形图；

图4A，4B，4C和4D是说明根据本发明实施例1的操作的示意图；

图5是根据本发明实施例2的电路图；

图6是根据本发明实施例3的电路图；

图7是根据本发明实施例4的电路图；

图8是根据本发明实施例5的电路图；

图9是根据本发明实施例6的电路图；

图10是说明根据本发明实施例6的操作的示意图；

图11是根据本发明实施例7的电路图；

图12A，12B和12C是说明根据本发明实施例7的操作的示意图；

图13是根据本发明实施例8的电路图；

图14A和14B是说明根据本发明实施例8的操作的示意图；

图15是根据本发明实施例9的电路图；

图16是显示根据本发明实施例10的主控制的流程图；

图17是显示根据本发明实施例10中断控制的流程图；

图18是说明根据本发明实施例10的第一操作的示意图；

图19A和19B是说明根据本发明实施例10的第二操作的示意图；

图20是说明根据本发明实施例10的第三操作的示意图；

图21是显示根据本发明实施例11的主控制的流程图；

图22是根据本发明实施例12的电路图；

图23A，23B和23C是说明根据本发明实施例12的操作的示意图；

图24是根据本发明实施例13的电路图；

图25A和25B是说明根据本发明实施例13的操作的示意图；

图26是根据本发明实施例14的电路图；

图27A，27B和27C是说明根据本发明实施例14的操作的示意图；

图28是显示根据本发明实施例15的点亮装置的剖面图；

图29是显示根据本发明实施例15的点亮装置中使用的放电灯的侧视图；

图30是根据常规例子的电路图；和

图31A，31B和31C是说明根据常规例子的操作的示意图。

具体实施方式

实施例1

图1是显示根据本发明的放电灯点亮装置的实施例1的电路图。在图1中，参考字母E代表DC电源，该DC电源是汽车蓄电池(例如，14V)之类的电源。但是在经过整流和平坦处理的条件下，可以使用商业AC电源。

参考标号1代表DC-DC转换器，它构成了本发明第一方面中的功率转换单元。尽管是将FET作为开关元件Q0来进行说明，但是也可以使用其他类型的开关元件，例如，IGBT。凭借接通/断开开关元件Q0，通过变压器Tf转换DC电源。尽管是将回扫型作为电路模式来进行说明，但是也可以是另一种类型。通过二极管D0整流变压器Tf的输出，并通过电容器C0获得平坦化的DC电压。此外，根据所示电路，尽管示出了具有对地为负的输出电位的负电位输出类型，但是可以是正电位输出类型。

参考标号2代表构成本发明第一方面中的逆变器的低频逆变器。低频逆变器2以低频交替改变从DC-DC转换器1输出的DC电压，并提供到负载侧。在低频逆变器2中，将开关元件Q1和Q2的串联电路与开关元件Q3和Q4的串联电路并联连接，并通过逆变器驱动单元3以交叉耦合组合的方式交替地接通/断开它们。即，设定一个周期，使得开关元件Q1和Q4是ON并且开关元件Q2和Q3是OFF，并且设定一个后继周期使得开关元件Q1和Q4是OFF并且Q2和Q3是ON，并且这些周期以低频交替。从(以后要说明的)交替信号产生单元将通知交替定时的信号输入到逆变器驱动单元3。

参考字符La代表放电灯，放电灯是用作汽车前灯的金属卤化物灯。放电灯的类型可以不仅是当今商业制造的汞类型的，也可以是现在正在开发的用作汽车前灯的非汞类型的高压金属卤化物灯。

参考标号4代表点火器，点火器在启动以接通放电灯之前的周期中(即，非负载周期中)接收来自低频逆变器2的输出电压和产生高压脉冲(例如，20kV0-p或更高)以施加到放电灯La。当施加高压脉冲时，发生放电灯的介质击穿，从而启动灯接通。尽管在这里点火器4的电源是从低频逆变器2的输出提供的，但是电源也可以从不是低频逆变器2的输出提供。例如，在DC-DC转换器1的变压器Tf中提供第三绕组，并且整流和平坦化它的输出以用作点火器4的电源。

参考标号6代表检测对应于灯(放电灯)电压的电压值的灯电压检测单元。在所示电路中，对应于灯电压的值是通过检测DC-DC转换器1的输出电压而检测的。但是，也可以使用另外的检测方法。此外，根据本实施例，由于灯电压检测单元6是负电位检测类型的，它包括一个倒置放大电路或类似电路(未示出)。

参考标号7代表检测对应于灯(放电灯)电流的电流值的灯电流检测单元。根据所示电路，将DC-DC转换器1的输出电流经过检测电阻R1检测为对应于灯电流值的值。但是，可以使用另外的检测方法。此外，根据本实施例，由于灯电流检测单元7是负电位检测类型的，它包括一个倒置放大电路或类似电路(未示出)。

参考标号10代表一个初始灯状态检测单元(在附图中表示为“ILSDETECTION UNIT”)，初始灯状态检测单元在放电灯启动时或启动之前的非负载周期中输出一个指示放电灯的弧管温度的值。例如，它可以是包括电阻器和电容器的时间常数电路的初始灯状态模拟检测电路。在灯启动的第一时间常数，电容器(未示出)充电，并且在灯断开时，电容器在第二时间常数放电。在灯启动时和启动之前的电容器的电压作为初始灯状态的电压输出。在放电灯OFF长的周期之后的所谓的冷启动状态的情况下，输出电容器电压的小的值(或零值)，在刚好在灯点亮状态断开之后的所谓的热再启动的情况下，在其灯熄灭周期较短时，从初始灯状态检测单元10输出较大的值。

参考标号11代表一个设定要提供到放电灯的目标功率的目标功率设定单元。在如同汽车前灯这样的需要在放电灯启动之后短的时间内开始灯启动的情况下，设定目标功率以便在启动之后能够将比额定功率更高的高功率(例如，两倍以上)提供到放电灯数秒钟。然后，提供到放电灯的功率逐渐趋近额定功率(例如，35W)。此外，根据从初始灯状态检测单元10输出的灯状态设定目标功率，以便能够在冷启动的情况下，在开始灯启动的时间提供高功率，并且在热再启动的情况下，在灭灯周期较短时，在开始灯启动时间的提供的功率更接近额定功率。例如，如图2中所示，根据灯启动开始之后过去的时间设定目标功率，并且在热再启动操作的情况下，不是在过去时间0设定目标功率，而是在过去的时间的中间设定。

参考标号12代表根据从目标功率设定单元11和灯电压检测单元6的输出计算和输出目标电流的目标电流计算单元。从目标电流计算单元12的输出是作为通过用来自目标功率设定单元11的输出值除以来自灯电压检测单元6的输出值提供的值而得到的。

参考标号13代表误差计算单元，参考标号9代表PWM驱动单元。在误差计算单元13中，将来自灯电流检测单元7的输出值与目标电流计算单元12的输出值比较(误差计算)，而PWM驱动单元9根据误差计算结果驱动DC-DC转换器1的开关元件Q0。通过调节开关元件Q0的开关操作的工作周期，将对应于目标电流计算单元12的输出值的输出提供到放电灯La。但是，提供到灯的输出的控制方法可以是不同于PWM控制的方法。

参考标号14代表交替信号产生单元(在附图中表示为“ASGENERATION UNIT”)，交替信号产生单元向逆变器驱动单元3输出交替定时信号以通知低频逆变器2中交替输出极性的定时。

参考标号15代表一个计算交替信号产生单元14的输出次数的电极加热周期设定单元(在附图中表示为“EHP SETTING UNIT”)。当在放电灯启动开始之后输出极性交替了预定次数时(预定次数是由电极加热周期设定单元15确定的)，电极加热周期设定单元15将交替信号产生单元14的信号输入连接从(以后要说明的)比较器19切换到固定交替时间定义单元16。

参考标号16代表定义电极加热周期之后输出交替时间的固定交替时间定义单元(在附图中表示为“SAT DEFINITION UNIT”)。因此，确定了点亮放电灯的矩形波点亮的点亮频率。例如，设定固定交替时间，以便点亮频率能够在400Hz左右。

参考标号17代表累加有关过去的一段时间的灯电流检测单元7的输出的灯电流累加单元。

参考标号18代表目标电流累加值设定单元(附图中表示为“TCAVSETTING UNIT”)，在放电灯启动开始之后，目标电流累加值设定单元设定和输出灯电流的电流累加值的目标值(在本例中是灯电流检测单元7的输出)直到交替，以确定电极加热周期中交替定时。

参考标号19代表将灯电流检测单元17的输出与目标电流累加值设定单元18的输出比较的比较器。当灯电流检测单元17的输出超过目标电流累加值设定单元18的输出时，比较器输出定时信号以将交替的定时通知给交替信号产生单元14。在电极加热周期中，交替信号产生单元14接收交替定时信号并且将交替命令信号输出到逆变器驱动单元3，从而在逆变器2中交替输出极性。此时，通过来自交替信号产生单元14的信号重置灯电流累加单元17的累加值，并且在其后连续地重复同样的操作。

通过上述操作，获得如图3中所示的放电灯启动开始之后逆变器输出的交替电压和交替电流。在本例中，在所示的实施例中将电极加热周期中输出极性的交替数设定到2，累加电流值对应于图中半个周期中电流的面积，并且在电极加热周期中的每个极性电流针对时间流逝的累加值成为由目标电流累加值设定单元18确定的目标电流累加值。

与此同时，控制逆变器2的输出电压，以便在放电灯启动开始之前的非负载周期中保持恒定。更具体地讲，通过在比较器中比较灯电压检测单元6的输出与比较器(未示出)中的预定值，控制放电灯启动之前的逆变器2的输出电压(非负载电压)，以保持在预定的电压电平。当灯电压检测单元6的输出值超过预定值时，来自PWM驱动单元9的输出信号停止，或设定到近似等于零。因此，在汽车前灯的点亮装置中，将逆变器的非负载电压输出设定在，例如，大约400V。

参考标号20代表输入电压检测单元，输入电压检测单元检测从电源E输入到DC-DC转换器1的电压，构成权利要求4中定义的电源电压检测单元。

目标功率设定单元11接收输入电压检测单元20的输出并在设定目标功率中设定上限值，并且当输入电压降低时，目标功率设定单元11限制输出功率，以便不将目标值设定到高于上限值，如图4A和4B中所示。就是说，为了防止电源振动和元件应力，当输入电压低于正常电压(例如，在汽车蓄电池的情况下，10至16V)时，相对于正常输入电压操作中的输出功率，降低放电灯启动之后的逆变器的输出功率。

目标电流累加值设定单元18接收输入电压检测单元20的输入电压检测值输出，并改变目标灯电流的累加值。如图4C和4D中所示，当输入电压降低到低于目标功率设定单元11降低目标输出功率的程度时，改变目标灯电流的累加值。因此，当输入电压降低时，设定目标灯电流累加值以便大于正常值。例如，在用作汽车前灯的非汞金属卤化物灯的情况下，一般将目标灯电流累加值设定在50mAs，并且当输入电压降低到10V或更低时，将目标灯电流累加值设定在10mAs。这个设定值仅仅是一个例子，并且本发明不限于此。

在上述构造和操作中，当输入电压降低并且输出功率减小时，通过在电极加热周期中将灯电流累加值设定到更大的值，增大交替时间。因此，消除了由于输出功率减小造成的放电灯的电极加热不充分，并且即使在输入电压降低时，也能保证启动接通放电灯。此外，当输入电压在正常值时，不需要增大交替时间，并且没有放电灯寿命缩短的问题。

此外，如图4D中所示，在输入电压较低时，可以将目标灯电流累加值设定在较大的值。

根据上述构造和操作，在输入电压降低和输出功率减小的情况下，根据减小的程度更适当地设定交替时间。因此，即使当输入电压降低时，也能保证放电灯启动而接通，并且消除了放电灯寿命缩短的问题。

实施例2

图5是显示根据本发明的放电灯点亮装置的第二实施例2的电路图。在本实施例中，交替信号产生单元14接收输入电压检测单元20的输出，并且当输入电压降低时，将交替信号的产生延迟预定的时间。与实施例1相同，可以根据输入电压的降低逐步地改变预定延迟时间，或随输入电压降低逐渐地延长预定延迟时间。

根据上述构造和操作，不是通过电极加热周期的灯电流累加值(尽管没有示出)设定交替时间，并且具有一个优点，例如，即使当根据初始灯状态检测单元10的输出设定交替时间时也容易使用。

此外，尽管在本实施例中目标电流计算单元12的输出被输入到灯电流累加单元17中，但是在本发明中即使将图1所示的灯电流检测单元7的输出用作对灯电流累加单元17的输入的情况下，也能取得相同的效果。

此外，尽管没有示出，但即使当不仅目标功率而且目标电流随输入电压的降低而减小时，也能使用实施例1和2中所述的本发明。

实施例3

图6是显示实施例3的电路图。将相同的参考标号和符号分配给与图1所示的实施例1中相同的元件，并且省略了它们的说明，而仅对不同点加以说明。如图6中所示，温度检测单元21检测点亮装置的温度。例如，使用热敏电阻检测安装基底上一个部分的温度。目标功率设定单元11接收温度检测单元21输出的检测温度值，并且在设定目标功率中设定上限。因此，当温度高时，目标功率设定单元11设定目标值，以使其不大于上限，从而限制输出功率。即，为了防止元件应力，当检测温度高于正常温度时(例如，上限是105℃)，与正常温度操作相比较地降低放电灯启动之后的输出功率。

目标电流累加值设定单元18也接收温度检测单元21的输出，并且改变灯电流的目标电流累加值。当温度升高到超过目标功率设定单元11能够降低输出功率的程度的时候，通过目标电流累加值设定单元18改变目标灯电流累加值。当温度上升高于超过上述程度时，改变目标灯电流累加值，并且设定到高于通常的值。例如，在使用非汞金属卤化物灯作为汽车前灯的情况下，经常将目标灯电流累加值设定在50mA，当温度升高到105℃以上时，将目标灯电流累加值设定在100mA。

此外，与实施例1相同，随着温度上升到更高，可以将目标灯电流累加值设定到更高的值。

在上述构造和操作中，当点亮装置的温度升高和输出功率减小时，通过将灯电流累加值设定到更高而增加电极加热周期中交替时间。因此，可以防止由于输出功率减小造成的放电灯电极加热的不足，并且即使在温度升高到一定程度，也能保证启动和接通放电灯。此外，当温度在正常水平时，电极加热周期中交替时间不需要增加，并且不存在放电灯寿命缩短的问题。

此外，应当指出，如果交替信号产生单元14直接接收温度检测单元21的输出和检测温度升高(尽管没有示出)，那么可以用与实施例2相同的方式，将交替信号产生单元14产生交替信号延迟预定的时间。在这种情况下，可以获得与实施例2相同的效果。

实施例4

图7是显示实施例4的电路图。将相同的参考号和符号分配给与图1中所示的实施例1中相同的元件，和省略了对它们的说明，并且仅对不同点进行说明。一个用于确定输出降低的预定值设定单元22(在附图中表示为“OLDVSETTING UNIT”)设定用于确定放电灯的输出电流的降低的预定值。将预定值设定单元22设定的预定值施加到比较器23，比较器23将该值与从灯电流检测单元7输出的电流检测值(对应于灯电流值)比较。当灯电流值低于预定值时，比较器23将比较结果输出到目标电流累加值设定单元18，以便增大目标电流累加值。

预定值设定单元22根据从初始灯状态检测单元10输出的初始灯状态设定预定值，并且在开始启动时放电灯的弧管温度较低时，将预定值设定到较大的值。

此外，当把提高目标电流累加值的命令从比较器23发送到目标电流累加值设定单元18时，目标电流累加值设定单元18根据初始灯状态检测单元10的初始灯状态输出设定目标电流累加值，并且在开始启动时放电灯的弧管温度较低时将目标电流累加值设定到较大的值。

在上述构造和操作中，即使在由于输入电压降低或装置温度升高而造成放电灯的输出功率降低时，或当由于某些原因输出降低时，例如，在由于放电灯的特性造成灯电流降低的情况下，将电极加热周期中输出功率的交替时间设定到比通常更长一些。因此，可以消除电极加热的不足，并且可以保证启动以接通放电灯。此外，由于根据启动开始时的放电灯的状态改变确定输出降低的预定值，所以通过从通常的开始获取输出状态中的差异，保证确定输出降低，而不必理会开始启动时的放电灯的初始状态。此外，由于根据放电灯在开始启动时的状态设定目标电流累加值，所以能够更适当地设定电极加热周期中的电极加热量，并且能够确保启动接通放电灯而不影响放电灯的寿命。

实施例5

图8是显示实施例5的电路图。仅说明与实施例4的不同点。灯功率计算单元24将灯电压检测单元6的输出与灯电流检测单元7的输出相乘，以提供对应于灯功率的值，并且把计算的灯功率提供到误差计算单元13。误差计算单元13将目标功率计算单元11输出的目标功率值与灯功率计算单元24输出的灯功率比较，并将误差计算结果应用到PWM驱动单元9。由此执行DC-DC转换器1的开关控制，以使灯功率能够成为目标功率。

确定输出降低的预定值设定单元22设定预定值以确定输出功率的降低，比较器23将预定值与灯功率计算单元24计算的灯功率进行比较。当确定灯功率低于预定值时，将一个命令施加到目标电流累加值设定单元18，以便增大目标电流累加值。

在上述构造和操作中，由于直接地观察输出功率的降低，所以能够保证确定输出功率是否降低，而不受放电灯的变化的影响，并且可以消除由于输出功率的降低造成的电极加热的不足。

实施例6

图9时显示实施例6的电路图。这个实施例与实施例4的不同在于，提供了一个比较开始确定单元25。比较开始确定单元25接收作为比较器23的输出的目标电流累加值增加命令信号，和作为灯电流累加单元17的输出的灯电流累加值。比较器23将灯电流检测单元7输出的灯电流值与作为预定值设定单元22的输出的、用于确定输出降低的预定值进行比较。

作为比较开始确定单元25的输出的过滤目标电流累加值增加命令信号被施加到目标电流累加值设定单元18。在接收到过滤目标电流累加值增加命令信号时，目标电流累加值设定单元18增大目标电流累加值。

比较开始确定单元25过滤(即，掩蔽)从比较器23施加的目标电流累加值增加命令信号，直到灯电流累加值成为预定的灯电流累加值。

因此，如图10中所示，即使当如波形B所示那样，灯电流值小于用于确定输出降低的预定值的时候，由于灯电流累加值在该时间未变成预定值，所以在实施例6中目标电流累加值不增大。而在图7所示的实施例4中，当如图波形A所示那样，检测到灯电流小于用于确定输出降低的预定值时，增大目标电流累加值。

在点亮的初始阶段，或刚好在低频逆变器倒转输出极性之后，灯电流是不稳定的。因此，在实施例4中，存在着当检测到不稳定灯电流的降低时错误地增加目标电流累加值的情况。与此相反，根据图9所示的实施例6，由于在灯电流累加值达到预定值之前，不确定目标电流累加值中的增大，所以能够防止上述目标电流累加值的不必要的增大，并且可以减小对寿命的影响。

此外，在本实施例中，尽管在灯电流累加值成为预定灯电流累加值之前，比较开始确定单元25过滤目标电流累加值增加命令信号，但是，即使在倒转之后过滤目标电流累加值增加命令信号达到预定时间时，也能得到相同的效果。

实施例7

图11是显示本发明的实施例7的电路图。这个实施例与实施例4的区别在于提供了一个时间测量单元26。时间测量单元26接收作为比较器23的输出的目标电流累加值增加命令信号。比较器23将作为灯电流检测单元7的输出的灯电流值与作为预定值设定单元22的输出的、用于确定输出降低的预定值进行比较。

时间测量单元26输出要施加到目标电流累加值设定单元18的连续性确认目标电流累加值增加命令信号。在接收到连续性确认目标电流累加值增加命令信号时，目标电流累加值设定单元18增大目标电流累加值。

在时间测量单元26接收到来自比较器23的、显示灯电流小于用于确定输出降低的预定值的目标电流累加值增加命令信号之后，时间测量单元26开始时间测量。然后，当目标电流累加值增加命令信号被连续地提供并且时间测量值超过预定时间时，从时间测量单元26输出连续性确认目标电流累加值增加信号，并且施加到目标电流累加值设定单元18。但是，当在时间测量过程中灯电流值超过用于确定输出降低的预定值并且不再有目标电流累加值增加命令信号时，清除测量的时间。

图12A，12B和12C示出了用于说明操作的示意图。根据图7所示的实施例4，如图12A中波形A所示，当检测到灯电流小于用于确定输出降低的预定值Ith时，增大目标电流累加值。与此同时，根据图11所示的实施例7，如图12B中波形B所示，在灯电流值成为小于用于确定输出降低的预定值的时间周期短于预定时间的情况下，不增大目标电流累加值。此外，如图12C中波形C所示，在灯电流值成为小于用于确定输出降低的预定值的时间周期长于预定时间的情况下，增大目标电流累加值。

在一些情况下，噪声等改变灯电流检测值。根据图7所示的实施例4，当由于噪声等使得灯电流值瞬间小于用于确定输出减低的预定值时，目标电流累加值增大。而通过本实施例7的操作，可以防止上述目标电流累加值的不必要的增加，并且可以减小对于放电灯寿命的影响。

实施例8

图13是显示实施例8的电路图。尽管在实施例7中时间测量单元26输出要施加到目标电流累加值设定单元18的连续性确认目标电流累加值增加命令信号，但是，根据图13所示的实施例8，从时间测量单元26输出倒转延迟信号，并施加到提供在交替信号产生单元14的后续段的信号延迟定时器27。当信号延迟定时器27接收到倒转延迟信号时，它把从交替信号产生单元14输出的交替信号延迟预定时间。

图14A和14B示出了说明该操作的示意图。根据实施例7，在灯电流值小于用于确定输出降低的预定值时的时间周期长于预定时间的情况下，如波形C所示，目标电流累加值增大。同时，根据实施例8，如波形C’所示，由于信号延迟定时器27将交替信号延迟了预定时间，所以可以取得与增大目标电流累加值的情况下几乎相同的效果。

实施例9

图15是显示实施例9的电路图。说明与图7所示的实施例4的不同点。首先，这里提供了一个接收作为目标功率设定单元11的输出的目标功率值并且将限制的目标功率值施加到目标电流计算单元12的目标功率限制单元11’。目标功率限制单元11’根据输入电压值V_E限制目标功率。此外，提供了一个接收作为目标电流计算单元12的输出的目标电流值并且将限制的目标电流值施加到误差计算单元13的目标电流限制单元12’。目标电流限制单元12’根据接收的输入电压值V_E限制目标电流。提供了一个输入电压检测单元20，用于检测输入电压并将输入电压值V_E施加到目标功率限制单元11’，目标电流限制单元12’，和目标电流累加值设定单元18。

此外，比较开始确定单元25接收作为比较器23的输出的目标电流累加值增加命令信号和作为灯电流累加单元17的输出的灯电流累加值，并输出施加到时间测量单元26的经过滤的目标电流累加值增加命令信号。在接收到经过滤的目标电流累加值增加命令信号时，时间测量单元26输出经过滤的并且连续确认的、要施加到目标电流累加值设定单元18的目标电流累加值信号。从交替信号产生单元14输出目标电流累加值增加清除信号，并施加到目标电流累加值设定单元18。

以下说明各个构造的操作。输入电压检测单元20读取输入电压并输出输入电压值V_E。目标电流限制单元12’读取作为输入电压检测单元20的输出的输入电压值V_E，并设定对应于该值的最大目标电流值和限制该目标电流值，以便低于最大目标电流值。目标功率限制单元11’读取作为输入电压检测单元20的输出的输入电压值V_E并设定对应于该值的最大目标功率值，和限制该目标功率值以便低于最大目标功率值。

比较开始确定单元25过滤(或掩蔽)从比较器23输出的目标电流累加值增加命令信号，直到灯电流累加值变为预定灯电流累加值，并且当灯电流累加值超过预定值之后输入了目标电流累加值增加命令信号时，比较开始确定单元25输出经过滤的目标电流累加值增加命令信号。在从比较开始确定单元25输入了经过滤的目标电流累加值增加命令信号之后，时间测量单元26开始时间测量。然后，当经过滤的目标电流累加值增加命令信号被连续地输出并且测量时间值超过预定时间时，时间测量单元26输出经过滤的和连续性确认的、要施加到目标电流累加值设定单元18的目标电流累加值增加信号。但是，当经过滤的目标电流累加值增加命令信号在时间测量过程中消失时，清除时间测量值，和当过滤目标电流累加值增加命令信号再次输入时，从零开始时间计数。

交替信号产生单元14将倒置信号输出到逆变器驱动单元3，并同时将目标电流累加值增加清除信号输出到目标电流累加值设定单元18。目标电流累加值设定单元18比较根据输入电压值V_E决定的目标电流累加值UP量1、由经过滤的目标电流累加值增加命令信号确定的目标电流累加值UP量2、和目标电路累加值UP量1和2的最大值，然后存储最大值，并把最大值加到目标电流累加值。当接收到目标电流累加值增加清除信号时，目标电流累加值设定单元18清除所存储和添加的目标电流累加值UP量。由此，在每次倒置极性时，计算目标电流累加值UP量。

尽管在实施例1至8中，当输入电压低和当灯电流降低的时候，分离地增加目标电流累加值，但是，在本实施例中，可以通过获得每个目标电流累加值的增加值的最大值而执行最佳控制。此外，可以通过在每次倒转极性时清除目标电流累加值UP量而在每次极性倒转时设定目标电流累加值UP量。结果是，可以防止目标电流累加值不必要地增大，和能够减小对放电灯寿命的影响。

实施例10

图16和17示出了当利用微计算机实现实施例9时的流程图。在图16和17中，在被图15中的虚线包围的部分的处理过程是由微计算机的程序实现的。该流程图示出了从灯未接通的状态到灯被接通的状态的流程。以下，说明每个流程图。

图16中的步骤#1至#6示出了从灯接通之前的初始设定过程到非负载操作过程。在灯被接通之后，重复#7至#25的循环，并以有规律的时间间隔作为中断来执行图17中所示的#51至#68的步骤。

在步骤#1初始化微计算机，并在步骤#2读取灯状态的数据。在步骤#3根据灯状态设定用于确定输出降低的预定电流值。图18示出了设定表的一个例子。随着灯温度升高，设定用于确定输出降低的预定值，以使其更小。在步骤#4设定目标电流累加值。在步骤#5设定未负载的开关，并且在步骤#6确定灯的ON/OFF，和重复进行无载操作直到灯接通。在灯电压降低或灯电流增加时，确定ON/OFF。

如实施例1中的基本操作操作所描述的，当接通放电灯时，在步骤#7相对于过去的点亮时间来设定目标功率值(参考图2)。根据输入电压值限制目标功率值，并在步骤#8设定限制的目标功率值。在步骤#9，用灯电压除以被限制的目标功率值，以计算目标电流值。根据输入电压值限制目标电流值，并在步骤#10设定被限制的目标电流值。

在步骤#11，通过确定电源OFF或灯OFF，确定是否停止操作，并且在步骤#12，根据需要停止操作。

在步骤#13，根据电源电压确定增加多少目标电流累加值，并设定目标电流累加值UP量1。如图19A示出了设定表的一个例子。当电源电压高时，将目标电流累加值UP量1设定为0，并且在电源电压变低时，增大目标电流累加值UP量1。

在步骤#14，将电流累加值与预定电流累加值比较，当电流累加值小于预定电流累加值时，跳过后续步骤#15至#19(由于灯电流降低而设定目标电流累加值UP量2的步骤)。

在步骤#15，将灯电流值与用于确定输出降低的预定值比较，当灯电流值＞用于确定输出降低的预定值时，操作进展到步骤#16。当灯电流≤用于确定输出降低的预定值时，操作进展到步骤#17。在步骤#16，每当灯电流＞用于确定输出降低的预定值时，清除低电流计数器。低电流计数器是用于测量电流降低时间的计数器，并且在步骤#17，递增用于测量电流降低时间的低电流计数器。当在步骤#18低电流计数器超过预定值时，操作进展到步骤#19。即，当灯电流≤用于确定输出降低的预定值的状态继续预定的时间时，操作进展到步骤#19。在步骤#19，设定目标电流累加值UP量2。

在步骤#20，将目标电流累加值重置为从步骤#4设定的值增大的值。增大的量是以前增大的量和目标电流累加值UP量1和2的最大值。

图19B示出了如何决定目标电流累加值UP量的例子。假设依赖于电源电压的目标电流累加值UP量1与图19A中的相同，并且由于灯电流降低的目标电流累加值UP量2是一个常数值。在这种假设下，在检测到灯电流降低之后，如果电源电压降低，那么使用图19B中粗实线表示的值作为目标电流累加值UP量。

在步骤#21，比较电流累加值和目标电流累加值，当电流累加值大于目标电流累加值时，操作进展到步骤#22以建立一个交替标记。如果在步骤#51至#68交替标记建立在中断的时间，那么产生交替信号。

在步骤#23，清除电流累加值。即，当电极加热周期继续进行时，再次开始从0累加。在步骤#24，清除目标电流累加值UP量1和2。在步骤#25，清除当前目标电流累加值UP量。因此，在极性倒转之后，电源电压返回，并且当灯电流成为大于用于确定输出降低的预定值时，在下一次极性倒转时不增加目标电流累加值。

在图17的步骤#51，通过计算中断产生的次数来计算时间。即，利用以有规律的时间间隔提供的中断测量到点亮开始之后的时间。在步骤#52，确定电流状态是否在电极加热周期中。在电极加热周期的情况下，操作进展到步骤#53，并且在不在电极加热周期的情况下，操作进展到步骤#63。更具体地讲，由于计算了电极加热周期的倒转次数，所以通过将该值与预定值比较而执行确定。

在步骤#53至#55，读取灯电压，灯电流和电源电压。在步骤#56，累加电流值。在步骤#57，确定在步骤#22设定的交替标记。当交替标记存在时，在步骤#58产生交替信号，并且在步骤#59计算交替数，和在步骤#60清除交替标记。在步骤#61，通过将被限制的目标电流值与灯电流值进行比较来执行误差计算，并且输出用于驱动DC-DC转换器的信号。

在步骤#63至#65，读取灯电压，灯电流和电源电压。在步骤#66，通过时间计数值确定是否倒转该极性，当经过了预定时间时，在步骤#67输出交替信号。在步骤#68，通过将被限制的目标电流值与灯电流值进行比较来执行误差计算，并输出用于驱动DC-DC转换器的信号。

图20示出了根据本实施例的目标电流累加值的变化的例子。以下要说明图20中的定时a至h和在定时期间的目标电流累加值的变化。在从点亮到定时a的周期中，即使当检测到灯电流低时，由于它被过滤，所以仅有目标电流累加值UP量1由于电源电压而被改变。但是，由于电源电压没有降低，所以在初始设定之后(#1至#4)没有改变。

在定时a，电流累加值达到预定电流累加值(#14)。在从定时a至b的周期中，尽管电源电压降低，由于目标电流累加值是0，所以没有改变。在定时b，由于电源电压降低，目标电流累加值UP量1开始增加。在从定时b到c的周期中，目标电流累加值随输入电压而增大。

在定时c，灯电流值低于用于确定输出降低的预定电流值。在从定时c到d的周期中，尽管灯电流低于用于确定输出降低的预定电流值，由于它没有持续预定的次数，所以目标电流累加值随输入电压而增大。在定时d，由于灯电流降低持续了预定的次数，从而设定目标电流累加值UP量2。

在从定时d到e的周期中，尽管目标电流累加值UP量1随电源电压增大，由于目标电流累加值UP量2比较大，所以目标电流累加值UP量1增大。在定时e，由于输入电压，目标电流累加值UP量1大于目标电流累加值UP量2。在从定时e到f的周期中，目标电流累加值随输入电压而增大。在定时f，由于输入电压增大，依赖输入电压的目标累加值UP量1降低。在从定时f到g的周期中，保持曾经增大的目标电流累加值而不被降低。

在定时g，灯电流也增大，并且目标电流累加值UP量2也降低。在从定时g到h的周期中，保持曾经增大的目标电流累加值而不降低。在定时h，尽管如果目标电流累加值没有增加而要输出倒转命令，但是由于目标电流累加值增大，所以不输出倒转命令。在从定时h到i的周期中，保持曾经增大的目标电流累加值而不降低。在定时i，由于电流累加值达到目标电流累加值，所以输出转换命令。

实施例11

图21示出了根据实施例11的流程图。根据实施例11，删除了实施例10中根据电源电压决定目标电流累加值UP量1的曲线，并且将目标电流累加值二进制化，以便能够通过预定输入电压来增大或不增大目标电流累加值。然后，以下面的方式设定它，使其能够在灯电流降低时增大与目标电流累加值UP量相同的量，从而可以通过增大目标电流累加值执行控制或不进行控制。此外，一旦设定目标电流累加值以便增大，则控制目标电流累加值以便在其后增大。如上所述，能够简化控制，并且一旦目标电流累加值增大，则执行控制，以便在其后增大目标电流累加值。通过这种安排，防止了目标电流累加值仅在放电这一个方向上增大，因此，防止了电极仅在一侧缩短。因此，电极的两侧可以同等地减小。

图21示出了上述控制的基本部分的流程图。在图21中，仅示出了用于取代图16中的步骤#13至#25的一个部分。就是说，取代图16中所示的流程图中，改变目标电流累加值的增加量并且通过与电流累加值比较设定交替标记的步骤#13至#25，设定标记FLG_UP以通过输入电压低于预定电压和灯电流低于用于确定输出降低的预定电流值的事实来确定是否增大目标电流累加值。然后，操作进展到通过该标记增大目标电流累加值的循环。此外，一旦设定了标记，那么跳过上述确定循环(步骤#31至#33)。

以下详细说明流程图。当在步骤#30设定了标记FLG_UP时，跳过确定是否设定了标记FLG_UP的步骤#31至#33，并且操作进展到步骤#34。当在步骤#31输入电压变得低于预定输入电压时，在步骤#32设定标记FLG_UP。当在步骤#14电流累加值变得大于预定电流累加值时，和当在步骤#15灯电流变得低于用于确定输出降低的预定电流值时的次数超过了预定次数时，在步骤#33设定标记FLG_UP。当在步骤#34设定了标记FLG_UP时，操作进展到步骤#35，在步骤#35利用增大的目标电流累加值确定目标电流累加值。当在步骤#21或#35电流累加值大于目标电流累加值或增大的目标电流累加值时，在步骤#22设定交替标记，并且在步骤#23清除电流累加值。

实施例12

图22是显示实施例12的电路图。本实施例与图7所示的实施例4的不同仅在于一点，即，取代用比较器23将灯电流检测值与用于确定输出降低的预定值比较，在图22中用误差放大器28检测该值的差，从而在加热电极的同时，根据检测的误差差值确定目标电流累加值(电流累加值的增量)。

图23A示出了在图7中使用比较器23时的操作波形，而图23B示出了图22中使用误差放大器28时的操作波形。尽管每个都是显示第一电极加热周期中(参考图3)的灯电流(即，逆变器输出电流)Iout的波形，但是它可以应用到第二或更后面的电极加热周期。

如图23A中所示，根据图7中所示的实施例4，在电极加热周期中在灯电流Iout中提供了用于确定输出降低的预定值(即，阈值Ith)，当实际灯电流Iout不小于阈值Ith时，电流累加值增大预定值ΔAT1。在图23A中，假设当灯电流Iout大于阈值Ith时，输出电流是Iout1，并且在灯电流Iout小于阈值Ith时，输出电流是Ith2。此外，在图7所示的实施例4中，将阈值Ith定义为“用于确定输出电流的降低的预定值”。

如图23B中所示，根据图22中所示的实施例12，检测到实际灯电流Iout不小于阈值Ith，也检测到阈值Ith与实际灯电流Iout之间的差值ΔI，并且电流累加值的增加量ΔAT2改变了量ΔI。

因此，取代用图7的实施例4中所示的比较器23将灯电流检测值与用于确定输出降低的预定值(在本例中是Ith)比较，在图22中所示的本实施例12中，在电极加热周期中，使用用于检测这些值的差的误差放大器28根据检测的误差差值量来确定目标电流累加值(即，电流累加值的增量)。

在图23A中，应当主意，点划线示出了Iout1≥Ith时的Iout1的波形，并且用公式Iout1×t计算电流累加值。实线示出了Iout2＜Ith时Iout2的波形，并且用公式：Iout2×(t+Δt1)+ΔAT1计算电流累加值。在此，ΔAT1相对于Iout2的变化是一个常数，并且用公式：Iout1×t＝Iout2×(t+Δt2)表达。

在图23B中，应当注意，点划线示出了当Iout1≥Ith时Iout1的波形，并且用公式：Iout1×t计算电流累加值。实线示出了当Iout2＜Ith时Iout2的波形，并且用公式：Iout2×(t+Δt2)+ΔAT2计算电流累加值。在此，ΔAT2相对于ΔI的变化是一个变量，并且用公式：Iout1×t＝Iout2×(t+Δt2)表达。

已经知道，一般在电极加热周期中灯电流Iout较低时，放电灯的电极温度不会升得太高，从而放电灯很可能熄灭。根据图7中实施例4中的控制，电流累加值的增量ΔAT1在灯电流Iout稍小于阈值Ith时，和在它明显低于阈值Ith时，都是恒定的。在这种情况下，当灯电流Iout大大低于阈值Ith时，由于电流累加值的增量不够大，所以放电灯可能熄灭。

因此，根据图22中所示的本实施例12的控制，即使在放电灯可能会熄灭的情况下，也能保证提高放电灯的电极温度。结果是，防止了放电灯熄灭。

此外，作为一个例子，尽管如图23C中直线A1所示，ΔAT2可以根据指示阈值Ith与实际灯Iout之间的差值的ΔI的变化而线性地增加，当如图23C中曲线B1所示，ΔAT2根据ΔI的变化而指数地增加时，可以更好地防止放电灯熄灭。

但是，如上所述，如果电流累加值增大太多，有可能缩短放电灯的寿命，所以要适当地设定电流累加值的增量ΔAT2的最大值，以使其不影响放电灯的寿命。

尽管在本实施例中控制是通过Iout和Ith执行的，通过用从灯电流和灯电压计算的灯功率替代Iout和Ith，与灯功率的阈值一起，也可以执行相同的控制。

实施例13

图24是显示实施例13的电路图。这个实施例与图22中所示实施例12的区别仅在于提供了电流误差累加单元29这一点。图25A示出了实施例13的操作波形。尽管波形显示了第一电极加热周期中的灯电流(即，逆变器输出电流)Iout，但是它也可以应用到第二或更靠后的电极加热周期。

根据实施例12，如图23B中所示，电流累加值的增量ΔAT2根据阈值Ith与实际灯电流Iout之间的差值ΔI而改变。同时，根据实施例13，如图25A中所示，电流累加值的增量ΔAT3由通过在每个预定周期中检测阈值Ith与实际灯电流Iout之间的差值ΔIn(n＝1，2，...)并且累加该差值而提供的值∫(ΔIn)dt来改变。

因此，如图24中所示，电流误差累加单元29连接在误差放大器28的输出侧，以检测灯电流Iout的检测值与用于确定输出降低的预定值Ith之间的差值，并根据误差的累加值∫(ΔIn)dt确定电极加热周期中的目标电流累加值(即，电流累加值的增量值ΔAT3)。

在图25A中，应当指出，点划线显示了当Iout1≥Ith时的Iout1的波形，并且利用公式：Iout1×t计算电流累加值。实线显示了当Iout2＜Ith时的Iout2的波形，并且利用公式：Iout2×(t+Δt3)+ΔAT3计算电流累加值。在此，ΔAT3是关于∫(ΔIn)dt变化的变量，并且得出了公式：Iout1×t＝Iout2×(t+Δt3)。

在此，当灯电流Iout低于阈值Ith并且阈值Ith与灯电流Iout之间的差值不变时，由于Iout低于Ith的周期比较长，所以放电灯可能熄灭。因此，在Iout低于Ith的周期长的情况下，与比它短的情况相比，需要进一步增大目标电流累加值。

实施例13实现了上述要求。因此，除了实施例12中的效果之外，由于可以用更高的精度计算电流累加值的增量，所以可以确保防止放电灯熄灭，同时使对于放电灯的电应力处于下限水平。

此外，作为一个例子，尽管ΔAT3可以如图25B中的直线A2所示那样根据∫(ΔIn)dt的变化而直线地增加，但是，当ΔAT3如图25B中的曲线B2所示那样，根据∫(Δn)的变化而指数地增大时，可以更好地防止放电灯熄灭。

但是，如上所述，如果电流累加值增加太多，由于这可能造成放电灯寿命缩短，所以要设定电流累加值的增量ΔAT3的最大值，以便不影响寿命。

尽管在本实施例中是通过灯电流Iout和阈值Ith执行控制的，但是，通过用从灯电流和灯电压计算的灯功率以及灯功率的阈值一起替代灯电流Iout和阈值Ith，也可以进行同样的控制。

作为选择，在输入电压本身降低或装置温度升高时输出功率或输出电流降低的情况下，用与实施例12和13相同的方式，可以根据目标输出功率或输出电流的降低量(对应于实施例12)，或根据降低量的累加值(对应于实施例13)，调节电极加热周期。

实施例14

图26显示实施例14的电路图。图27A和27B分别示出了图11所示实施例7的操作波形，和图26所示的实施例14的操作波形。图27A仅示出了与图11的实施例7和图26的实施例14之间区别的部分。如图27A中所示，根据实施例7，在电极加热周期中设定灯电流Iout中的电流阈值Ith，当实际灯电流Iout连续地低于电流阈值Ith时的周期t’超过时间阈值tth时，电流累加值的预定值ΔAT4增大。此外，在图27A中，假设当灯电流Iout大于电流阈值Ith时的输出电流是Iout3，并且当灯电流Iout小于电流阈值Ith时的输出电流是Iout4。

根据图26中所示的实施例14，如图27B中所示，电流累加值的增量ΔAT5根据电极加热周期中实际灯电流Iout连续小于电流阈值Ith的周期t’的长度而改变。因此，在比较器23的输出端提供一个计数器单元30，以计算灯电流连续低于用于确定输出降低的预定值的周期。比较器23比较灯电流Iout的检测值和用于确定输出降低的预定值(在本例中是Ith)。因此，如图26中电路所示，可以根据计算的周期t’的长度来确定电极加热周期中用于确定输出降低的预定值。此外，当从交替信号产生单元14向计数器单元30发送了通知逆变器2进行倒转的定时的信号时，计数器单元30计算的值被重置。

在图27A中，应当指出，点划线示出了当t’＜tth时的Iout的波形，并且电流累加值是通过公式：Iout3×(t-t′)+Iout4×t′计算的。实线示出了当t’＞tth时的Iout的波形，并且电流累加值是通过公式：Iout3×(t-t′)+Iout4×t′+ΔAT4计算的。在此，ΔAT4相对于t’的变化是一个常数。

在图27B中，应当指出，电流累加值是通过公式：Iout3×(t-t′)+Iout4×t′+ΔAT5计算的。在此，ΔAT5相对于t’的变化是一个变量。

在图27A中所示的实施例7的控制中，在周期长度t’稍大于时间阈值tth时，和在它明显大于时间阈值tth时，电流累加值的增量ΔAT4都是不变的。在这种情况下，当长度t’明显大于时间阈值tth时，由于电流累加值的增量不够，放电灯可能熄灭。

与此相反，根据图27B所示的实施例14的控制，当长度t’明显大于时间阈值tth时，可以更大地增加电流累加值。结果是，可以确保防止放电灯熄灭。

作为一个例子，尽管ΔAT5可以如同图27C中的直线A3所示那样，根据时间长度t’的改变而直线地增大，但是，当ΔAT5如同图27C中的曲线B3所示那样根据t’的改变而成指数地增大时，可以更好地防止放电灯熄灭。

但是，如上所述，如果电流累加值增加太多，很可能缩短放电灯的寿命，所以要设定电流累加值的增量ΔAT5的最大值，以便不影响放电灯的寿命。

尽管在本实施例中，控制是通过灯电流Iout和电流阈值Ith执行的，但是，通过用从灯电流和灯电压计算的灯功率以及灯功率的阈值一同替代灯电流Iout和电流阈值Ith，也可以执行相同的控制。

实施例15

图28显示使用根据本发明的放电灯点亮装置的汽车前灯装置的实施例的剖视图。在图28中，参考字符La代表放电灯，参考标号4代表点火器。此外，参考标号31代表结合根据上述实施例1至14中的任何一个的点亮装置的电路的镇流器。参考标号32代表反射来自放电灯的光以分配光的反射器，参考标号33代表前透镜。

图29是显示作为负载的放电灯的放大图。参考标号34代表灯罩，参考标号35代表电极。在点亮不包含汞的放电灯时，本发明特别有效，并且可以获得具有上述构造的，体现本发明的效果的，汽车前灯装置。

工业应用性

根据本发明，防止了在倒置极性时放电灯熄灭，而不会缩短放电灯的寿命，从而即使在放电灯开始启动时由于电源环境、点亮装置的操作环境的改变，或放电灯电特性的改变等造成电流突然改变时，也可以保证放电灯进入稳定的点亮状态。可以为使用放电灯点亮装置的汽车前灯装置之类的灯系统提供相同的效果。

Claims (20)

1.一种放电灯点亮装置，包括：

功率转换单元(1)，用于将直流电源电压转换成希望的电压；

逆变器(2)，用于倒置功率转换单元(1)的输出的极性并将交流输出提供到作为负载的放电灯；

灯电压检测单元(6)，用于检测与放电灯的灯管电压对应的电压值；

灯电流检测单元(7)，用于检测与放电灯的灯管电流对应的电流值；和

控制单元(5)，用于根据灯电压和灯电流检测单元(6，7)的检测结果，控制要提供到放电灯的逆变器的输出，

其中控制单元包括电极加热量设定装置，电极加热量设定装置根据提供到放电灯的灯功率或灯电流的降低程度，将电极加热周期设定为使要提供到放电灯的输出功率的交替时间比其稳定点亮周期中的交替时间长，在灯电流相对于时间流逝的累加值变为第一预定值时确定电极加热周期中输出功率的交替时间，并且将电极加热周期中的交替时间增大到比其正常交替时间更长。

2.根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其中所述灯电流相对于时间流逝的累加值的第一预定值根据提供到放电灯的功率或电流的降低程度可变地增加。

3.根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其中所述正常交替时间被延迟第一预定时间。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中所述控制单元包括用于检测直流电源的电压的电源电压检测单元(20)，和用于根据电源电压的降低程度降低提供到放电灯的功率和电流的装置(11，18)，并且其中电极加热量设定装置根据电源电压的降低程度来增加电极加热周期中的交替时间。

5.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中所述控制单元包括用于检测放电灯点亮装置的温度并且具有根据温度的增加降低提供到放电灯的功率或电流的功能的温度检测单元(21)，和电极加热量设定装置根据温度的升高增大电极加热周期中的交替时间。

6.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中电极加热量设定装置在提供到放电灯的功率或电流的值低于第二预定值时，增大电极加热周期中的交替时间。

7.根据权利要求6所述的放电灯点亮装置，其中电极加热量设定装置在提供到放电灯的功率或电流的值连续地低于第二预定值达第二预定时间的状态时，增大电极加热周期中的交替时间。

8.根据权利要求6所述的放电灯点亮装置，其中控制单元包括用于检测启动开始时的初始灯状态的灯状态检测装置(10)，和用于根据检测的初始灯状态可变地设定第二预定值的装置(22)。

9.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中在从放电灯启动开始或从电极加热周期中输出功率交替起过去了第三预定时间之后，电极加热量设定装置确定是否增加交替时间。

10.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中在电极加热周期中，从放电灯本身起动或输出功率的交替算起，灯电流相对于时间流逝的累加值超过了第二预定值之后，电极加热量设定装置确定是否增加交替时间。

11.根据权利要求4所述的放电灯点亮装置，其中随着电源电压降低，电极加热量设定装置增加电极加热周期中交替时间的递增程度。

12.根据权利要求5所述的放电灯点亮装置，其中在放电灯点亮装置的检测温度升高时，电极加热量设定装置调节交替时间的增加程度，以使电极加热周期中交替时间的增加程度越大。

13.根据权利要求6所述的放电灯点亮装置，其中当提供到放电灯的功率值或电流值的量相对于功率值或电流值的第二预定值的量降低时，电极加热量设定装置增加电极加热周期中交替时间的递增程度。

14.根据权利要求6所述的放电灯点亮装置，其中电极加热量设定装置相对于功率值或电流值的第二预定值，累加提供到放电灯的功率值或电流值的降低量，并且随着累加值增大而增加电极加热周期中的交替时间的递增程度。

15.根据权利要求8所述的放电灯点亮装置，其中电极加热量设定装置(18)根据灯状态检测装置(10)的输出，增加电极加热周期中的交替时间。

16.根据权利要求6所述的放电灯点亮装置，其中随着提供到放电灯的功率值或电流值低于第二预定值的状态持续的时间越长时，电极加热量设定装置增加电极加热周期中交替时间的程度越大。

17.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中电极加热量设定装置针对每次输出功率的交替，确定是否增加交替时间。

18.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中在电极加热周期内，刚好在开始放电灯启动之后，电极加热量设定装置作出是否增加交替时间的第一决定，并且使得此后电极加热周期中逆变器输出的交替时间与由第一决定作出的状态相同。

19.根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其中放电灯是一种弧管中不包含汞的金属卤化物灯。

20.一种包括根据权利要求1至3中的任何一项所述的放电灯点亮装置的灯系统。

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