專利名稱：高壓放電燈操作設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓放電燈(例如HID燈)的操作設(shè)備，尤其涉及一種操作車輛前燈的高壓放電燈操作設(shè)備。
背景技術(shù)：
高亮度放電燈(HID燈)作為一種用于提高夜間司機(jī)能見(jiàn)度的車輛前燈光源是已知的。
此HID燈可以用較小的功率獲得比常規(guī)鹵素?zé)舻雀恋墓?，但是它要求一種HID燈特定的操作設(shè)備，這與常規(guī)的燈是不同的。
此外，此操作設(shè)備作為車輛前燈設(shè)備還需要滿足特定條件。即車輛的前燈必須在短時(shí)間內(nèi)輸出穩(wěn)定、高亮度的光束。
在燈剛點(diǎn)亮以后，操作設(shè)備一般需要立即向燈提供兩倍于額定功率的功率。圖5顯示了這樣的情況，其中相對(duì)于35W的額定功率，在剛點(diǎn)亮后立即需要約70W的功率。
從而由于燈剛點(diǎn)亮后需要立即向其提供高功率這一特殊情況，以致為了作為車輛前燈的操作設(shè)備，操作設(shè)備的一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路也需要被設(shè)計(jì)為能夠在點(diǎn)亮?xí)r提供高功率。
另一方面，為了進(jìn)一步提高更多司機(jī)的安全性，將來(lái)不僅中等尺寸車和標(biāo)準(zhǔn)尺寸車，而且流行車和輕型車也需要安裝HID燈，并且為了符合近年來(lái)減小車輛尺寸和重量的要求，減小所述操作設(shè)備的尺寸和重量成為了一項(xiàng)緊急任務(wù)。
為了減小所述操作設(shè)備的尺寸和重量，通常進(jìn)行的努力是通過(guò)減小一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器變壓器的繞組直徑從而減小此變壓器的尺寸，以減小操作設(shè)備的尺寸和重量。
雖然繞組直徑的減小涉及生成熱量的問(wèn)題，但如果可以在點(diǎn)亮之后一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)專門提供較大的功率，則為了減小DC-DC轉(zhuǎn)換器變壓器的尺寸和重量而優(yōu)先地采取上述措施。
另一方面，促進(jìn)DC-DC轉(zhuǎn)換器變壓器的尺寸和重量的減小，要求減小構(gòu)成變壓器重量的大部分的一個(gè)核心部分的尺寸。
但是嘗試減小具有常規(guī)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)的DC-DC轉(zhuǎn)換器變壓器的核心部分的尺寸增加了發(fā)生磁飽和的傾向，妨礙了獲得操作燈所必需的大功率。換句話說(shuō)，上述允許設(shè)備作為車輛前燈的操作設(shè)備操作的特殊情況對(duì)減小核心部分的尺寸構(gòu)成了相當(dāng)大的障礙，由于這個(gè)原因，操作設(shè)備的尺寸和重量的減小已限于上述繞組的尺寸和重量的較小的減小。
本發(fā)明是考慮到這些情況而實(shí)施的，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于操作車輛前燈的高亮度放電燈操作設(shè)備，它能夠減小一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的尺寸和重量，并且根據(jù)該操作設(shè)備，即使在點(diǎn)亮燈時(shí)變壓器的核心部分也不會(huì)產(chǎn)生任何磁飽和。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的高壓放電燈操作設(shè)備包括一個(gè)DC電源電路，它用一個(gè)開(kāi)關(guān)元件增加一個(gè)DC電壓源(DC電源)的電壓，平滑并輸出電壓；一個(gè)全橋式電路，它將來(lái)自此DC電源電路的DC電壓輸出轉(zhuǎn)換成一個(gè)AC電壓并且連續(xù)操作所述高壓放電燈；一個(gè)高壓脈沖生成電路，它生成一個(gè)高壓脈沖，加在從該全橋式電路輸出的AC電壓信號(hào)上，用于點(diǎn)亮高壓放電燈；以及一個(gè)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)控制電路，它輸出一個(gè)PWM控制信號(hào)，用于控制一個(gè)信號(hào)波形的占空比，以便在點(diǎn)亮高壓放電燈時(shí)延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)元件的“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)間段，而在正常操作期間縮短開(kāi)關(guān)元件的“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)間段，其特征在于開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)控制電路具有振蕩頻率控制裝置，用于控制PWM控制信號(hào)的頻率，以便在高壓放電燈點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)高頻率，而在經(jīng)過(guò)此預(yù)定的時(shí)間段后實(shí)現(xiàn)一個(gè)低頻率。
此外，振蕩頻率控制裝置可被構(gòu)造為包括一個(gè)開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)生成部件，它生一個(gè)矩形波，其頻率對(duì)應(yīng)于高壓放電燈點(diǎn)亮后的一段時(shí)間，以及一個(gè)振蕩器，它將來(lái)自開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)生成部件的矩形波轉(zhuǎn)換為三角波或正弦波。
此外，DC電源電路還可包括例如一個(gè)回掃(flyback)電路，并且開(kāi)關(guān)元件可被構(gòu)造為控制流經(jīng)回掃電路的升壓變壓器的一個(gè)初級(jí)繞組的電流。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)操作設(shè)備的一個(gè)PWM控制單元的框圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的操作設(shè)備的框圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的操作設(shè)備的電路圖；圖4(A)(I))顯示了來(lái)自圖1所示的振蕩頻率控制裝置的一個(gè)振蕩頻率為200KHz的輸出信號(hào)波形，圖4(A)(II)顯示了當(dāng)來(lái)自振蕩頻率控制裝置的輸出信號(hào)為圖4(A)(I)時(shí)圖1所示的比較器中的一個(gè)輸入信號(hào)波形，圖4(A)(III)顯示了當(dāng)來(lái)自振蕩頻率控制裝置的輸出信號(hào)是圖4(A)(I)時(shí)來(lái)自圖1所示的比較器的一個(gè)PWM控制信號(hào)波形，圖4(B)(I)顯示了來(lái)自圖1所示的振蕩頻率控制裝置的一個(gè)振蕩頻率為100KHZ的輸出信號(hào)波形，圖4(B)(II)顯示了當(dāng)來(lái)自振蕩頻率控制裝置的輸出信號(hào)是圖4(B)(I)時(shí)圖1所示的比較器中的一個(gè)輸入信號(hào)波形，而圖4(B)(III)顯示了當(dāng)來(lái)自振蕩頻率控制裝置的輸出信號(hào)是圖4(B)(I)時(shí)來(lái)自圖1所示的比較器的一個(gè)PWM控制信號(hào)波形；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供給HID燈的功率的變化的圖；圖6是顯示圖1所示的振蕩頻率控制裝置的一個(gè)CPU的處理步驟的流程圖；以及圖7是顯示一個(gè)常規(guī)操作設(shè)備的一個(gè)PWM控制單元的框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)高壓放電燈操作設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。這里此實(shí)施例的裝置是用于車輛前燈的一個(gè)高壓放電燈操作設(shè)備，在說(shuō)明作為本實(shí)施例的裝置的要點(diǎn)的一個(gè)PWM控制單元(開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)控制電路)之前，將用圖2和圖3說(shuō)明整個(gè)裝置的電路結(jié)構(gòu)。
圖2是顯示整個(gè)裝置的電路結(jié)構(gòu)的框圖，它顯示了本實(shí)施例的裝置是由以下部分構(gòu)成的安裝在車輛上的作為一個(gè)DC電壓源1的一塊電池；一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路(DC電源電路)2，它用一個(gè)開(kāi)關(guān)元件增加DC電壓源1的電壓，并且平滑和輸出電壓；一個(gè)全橋式電路3，它將來(lái)自DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2的DC電壓輸出轉(zhuǎn)換為一個(gè)AC電壓，并且連續(xù)操作高壓放電燈；一個(gè)點(diǎn)亮器電路(高壓脈沖生成電路)4，它生成將要加到從該全橋式電路3輸出的AC電壓信號(hào)的一個(gè)高壓脈沖，用于點(diǎn)亮一個(gè)HID燈(高壓放電燈)5；以及一個(gè)PWM控制單元(開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)控制電路)6，它輸出一個(gè)PWM控制信號(hào)，用于控制一個(gè)矩形波的占空，以便在點(diǎn)亮HID燈5時(shí)延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)元件“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)間段，而在正常操作期間縮短開(kāi)關(guān)元件的“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)間段。
此外，PWM控制電路6具有振蕩頻率控制裝置，用于控制PWM控制信號(hào)的頻率在HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)為一個(gè)高頻率，而在經(jīng)過(guò)這個(gè)預(yù)定的時(shí)間段后為一個(gè)低頻率。
在此實(shí)施例的裝置中，用于一輛車輛的一個(gè)35W燈光被用作HID燈5。
接下來(lái)將用圖3更具體地說(shuō)明電路結(jié)構(gòu)。
DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2具有一種一般稱為“回掃電路”的結(jié)構(gòu)，并且包括一個(gè)回掃變壓器11，它具有一個(gè)安排在DC電壓源1一側(cè)的初級(jí)繞組11a，以及一個(gè)安排在HID燈5一側(cè)的次級(jí)繞組11b，以及一個(gè)FET12，作為連接到初級(jí)繞組11a的開(kāi)關(guān)元件。此外，DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2還包括一個(gè)連接到次級(jí)繞組11b的整流二極管13以及一個(gè)輸出平滑電容14。這里當(dāng)FET12打開(kāi)時(shí)，一個(gè)初級(jí)電流i1流經(jīng)回掃變壓器11的初級(jí)繞組11a，能量?jī)?chǔ)存在初級(jí)繞組11a中，而當(dāng)FET12關(guān)閉時(shí)，這些儲(chǔ)存的能量從次級(jí)繞組11b釋放，作為一個(gè)電流i2。當(dāng)這種操作進(jìn)一步重復(fù)時(shí)，從二極管13和平滑電容14的一個(gè)連接點(diǎn)(上述電壓檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)點(diǎn))輸出一個(gè)高壓到全橋式電路3。
全橋式電路3形成一個(gè)反相器電路，通過(guò)一個(gè)矩形波信號(hào)AC操作HID燈12，并且是由排列得像橋的FET 21a至21d構(gòu)成的。在四個(gè)FET 21a至21d中，F(xiàn)ET 21a、21d和FET 21b、21c被一個(gè)橋驅(qū)動(dòng)電路(未顯示)交替驅(qū)動(dòng)為開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。因此，HID燈5的放電電源的方向交替切換，HID燈5的放電電壓的極性被反相，并且HID燈5被AC操作。
點(diǎn)亮器電路4在點(diǎn)亮HID燈5以操作此HID燈5時(shí)將向HID燈5應(yīng)用一個(gè)高壓脈沖。即點(diǎn)亮器電路4具有一個(gè)儲(chǔ)存脈沖能量的電容，一個(gè)脈沖變壓器以及一個(gè)將電容的能量應(yīng)用到脈沖變壓器的初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)元件(半導(dǎo)體閘流管)，當(dāng)一個(gè)門信號(hào)被加到開(kāi)關(guān)元件(半導(dǎo)體閘流管)時(shí)，電容通過(guò)脈沖變壓器的初級(jí)繞組放電，在脈沖變壓器的次級(jí)繞組上生成一個(gè)高壓脈沖，此高壓脈沖被加到HID燈5上，在HID燈5的電極間產(chǎn)生介質(zhì)擊穿并點(diǎn)亮HID燈5。
各個(gè)元件，DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2，全橋式電路3和點(diǎn)亮器電路4是由一個(gè)控制電路(未顯示)控制的(控制實(shí)際上是由PWM控制單元6附近的一個(gè)控制單元執(zhí)行的)。
但是，如上所述，DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2通過(guò)在作為開(kāi)關(guān)元件的FET12的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)之間切換來(lái)改變從回掃變壓器釋放出的能量總量。如上所述在FET12的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)之間的這種切換是由PWM控制單元6控制的。
圖7是顯示一個(gè)常規(guī)PWM控制單元6a的配置的框圖。在圖7中，對(duì)應(yīng)于此實(shí)施例的PWM控制電路6中的元件的元件被分配了與實(shí)施例中相同的附圖標(biāo)記，并且加上“a”以表示這些元件屬于常規(guī)技術(shù)，所述實(shí)施例的PWM控制電路6將在稍后說(shuō)明。
也就是說(shuō)，常規(guī)PWM控制單元6a具有一個(gè)功率控制單元31a，它接收一個(gè)電壓檢測(cè)信號(hào)并且根據(jù)檢測(cè)到的電壓輸出一個(gè)信號(hào)，其中電壓檢測(cè)信號(hào)是通過(guò)檢測(cè)來(lái)自一個(gè)二極管13和一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2的平滑電容44之間的一個(gè)連接點(diǎn)的電壓來(lái)獲得的；一個(gè)誤差放大器32a，它將來(lái)自此功率控制單元31a的輸出與一個(gè)參考電壓相比較，并且輸出一個(gè)關(guān)于誤差電平的誤差電平信號(hào)；一個(gè)振蕩電路33a，它輸出一個(gè)具有預(yù)定頻率的矩形波；一個(gè)三角波振蕩器34a，它將來(lái)自此振蕩電路33a的矩形波轉(zhuǎn)換成一個(gè)三角波；以及一個(gè)比較器35a，它將誤差電平信號(hào)與來(lái)自三角波振蕩器34a的三角波信號(hào)輸出相比較，在三角波信號(hào)為高的時(shí)間段內(nèi)將一個(gè)為H電平的PWM控制信號(hào)輸出給一個(gè)開(kāi)關(guān)元件12a，并且開(kāi)關(guān)元件12a在輸入PWM控制信號(hào)的H電平時(shí)間段內(nèi)被控制為處于“開(kāi)”狀態(tài)。
在燈剛點(diǎn)亮之后一般需要立即從操作設(shè)備向燈提供兩倍于額定功率的功率，在上述HID燈5的情況下，額定功率為35W，而剛點(diǎn)亮之后立即要求約70W的功率。這種功率轉(zhuǎn)換是由功率控制單元31a控制，它根據(jù)上述檢測(cè)到的電壓輸出一個(gè)信號(hào)。也就是說(shuō)，來(lái)自此功率控制單元31a的輸出被控制，誤差電平信號(hào)的電平被控制并且HID燈5被控制，以便HID燈5剛點(diǎn)亮后的H電平時(shí)間段的占空高于正常操作期間。
但是在點(diǎn)亮HID燈5時(shí)嘗試獲得較大的功率將增大回掃變壓器11的核心部分中發(fā)生磁飽和的傾向，使得難以減小此核心部分的尺寸。
因此，如圖1所示，此實(shí)施例中的高壓放電燈操作設(shè)備提供了振蕩頻率控制裝置36，用于PWM控制單元6，以控制輸出到FET 12的PWM控制信號(hào)在HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)為一個(gè)高頻率，而在經(jīng)過(guò)這個(gè)預(yù)定的時(shí)間段之后為一個(gè)低頻率。也就是說(shuō)，此實(shí)施例通過(guò)利用以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)了核心部分尺寸的減小當(dāng)PWM控制信號(hào)的頻率被設(shè)置為高并且開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換頻率被設(shè)置高時(shí)，流經(jīng)變壓器繞組的電流波形的峰值降低，從而降低了發(fā)生磁飽和的傾向。
如圖1所示，正如上述PWM控制單元6a那樣，PWM控制單元6具有一個(gè)功率控制單元31，它接收一個(gè)電壓檢測(cè)信號(hào)并且根據(jù)檢測(cè)到的電壓輸出一個(gè)信號(hào)，其中電壓檢測(cè)信號(hào)是通過(guò)檢測(cè)來(lái)自一個(gè)二極管13和一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2的平滑電容14之間的一個(gè)連接點(diǎn)的電壓來(lái)獲得的；一個(gè)誤差放大器32，它將來(lái)自此功率控制單元31的輸出與一個(gè)參考電壓相比較，并且輸出一個(gè)關(guān)于誤差電平的誤差電平信號(hào)；一個(gè)振蕩頻率控制裝置36，它在HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)輸出一個(gè)200KHz的矩形波，而在經(jīng)過(guò)這段時(shí)間段后輸出100KHz的矩形波；一個(gè)三角波振蕩器34，它將來(lái)自此振蕩頻率控制裝置36的矩形波轉(zhuǎn)換成一個(gè)三角波；以及一個(gè)比較器35，它將誤差電平信號(hào)與來(lái)自三角波振蕩器34的三角波信號(hào)輸出相比較，在三角波信號(hào)較高的時(shí)間段內(nèi)將一個(gè)為H電平的PWM控制信號(hào)輸出給開(kāi)關(guān)元件12，從而開(kāi)關(guān)元件12在輸入PWM控制信號(hào)的H電平時(shí)間段內(nèi)被控制為處于“開(kāi)”狀態(tài)。
以下將用圖4說(shuō)明PWM控制單元6的操作。
首先，在HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，從振蕩頻率控制裝置36輸出如圖4(A)所示的一個(gè)200KHz的振蕩頻率信號(hào)(矩形波)(信號(hào)波形(I))。此200KHz振蕩頻率信號(hào)通過(guò)三角波振蕩器34被轉(zhuǎn)換為一個(gè)200KHz的三角波信號(hào)，并且通過(guò)比較器35與來(lái)自誤差放大器32的一個(gè)誤差電平信號(hào)相比較(信號(hào)波形(II))。通過(guò)用比較器35進(jìn)行信號(hào)比較，在三角波信號(hào)較高(信號(hào)波形中的H電壓占空較高)的時(shí)間段內(nèi)處于H電平的200KHZ的PWM控制信號(hào)輸出到開(kāi)關(guān)元件12(信號(hào)波形(III))。
另一方面，在經(jīng)過(guò)HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段后，從振蕩頻率控制裝置36輸出如圖4(B)所示的一個(gè)100KHz的振蕩頻率信號(hào)(矩形波)(信號(hào)波形(I))。此100KHz振蕩頻率信號(hào)通過(guò)三角波振蕩器34被轉(zhuǎn)換為一個(gè)100KHz的三角波信號(hào)，并且通過(guò)比較器35與來(lái)自誤差放大器32的一個(gè)誤差電平信號(hào)相比較，正如以上情況(A)那樣(信號(hào)波形(II))。通過(guò)用比較器35進(jìn)行信號(hào)比較，在三角波信號(hào)較高(信號(hào)波形中的H電壓占空較小)的時(shí)間段內(nèi)處于H電平的100KHZ的PWM控制信號(hào)輸出到開(kāi)關(guān)元件12(信號(hào)波形(III))。
通過(guò)這種方式，此實(shí)施例中的高壓放電燈操作設(shè)備為PWM控制單元6提供了振蕩頻率控制裝置36，從而控制輸出到FET 12的PWM控制信號(hào)在HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)為一個(gè)高頻率，而在經(jīng)過(guò)此預(yù)定的時(shí)間段后為一個(gè)低頻率。
通過(guò)在點(diǎn)亮HID燈5時(shí)增加PWM控制信號(hào)的H電平占空，大量能量?jī)?chǔ)存在回掃變壓器11的初級(jí)繞組11a內(nèi)，并且當(dāng)FET 12被關(guān)閉時(shí)從次級(jí)繞組11b中釋放這些儲(chǔ)存的大量能量。在上述實(shí)施例中，由于在點(diǎn)亮HID燈5時(shí)PWM控制信號(hào)的H電平占空被設(shè)為約為正常操作期間的兩倍，因此在點(diǎn)亮HID燈5時(shí)提供給HID燈5的功率也變成約為正常操作期間的兩倍。如上所述，由于正常操作期間提供給HID燈5的功率為35W，因此在HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)提供的功率可被設(shè)為約70W。
圖5是顯示功率供應(yīng)的圖，它顯示了在HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)提供的功率被設(shè)為約70W，而在正常操作期間被設(shè)為約35W。
上述預(yù)定的時(shí)間段可以適當(dāng)設(shè)置，例如如圖5所示約為10秒。
圖6是顯示控制振蕩頻率控制裝置36的一個(gè)CPU(未顯示)的處理步驟的流程圖，具體步驟被儲(chǔ)存在附于CPU的一個(gè)ROM中。
也就是說(shuō)，CPU始終在確定放電燈(HID燈)開(kāi)關(guān)是否被設(shè)為“開(kāi)”狀態(tài)(S1)，當(dāng)CPU確定為“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，CPU引起振蕩頻率控制裝置36輸出一個(gè)具有點(diǎn)亮?xí)r的振蕩頻率(200KHz)的振蕩頻率信號(hào)(S2)。然后CPU確定從點(diǎn)亮之后是否已經(jīng)過(guò)了一段預(yù)定的時(shí)間段(S3)，當(dāng)CPU確定從點(diǎn)亮之后已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一段預(yù)定的時(shí)間段后，CPU引起振蕩頻率控制裝置36輸出一個(gè)具有正常操作期間的振蕩頻率(100KHz)的振蕩頻率信號(hào)(S4)。
從而此實(shí)施例對(duì)于HID燈5點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段設(shè)置一個(gè)高的開(kāi)關(guān)頻率，降低了在回掃變壓器11的核心部分中發(fā)生磁飽和的傾向，從而即使此核心部分的尺寸減小，也不會(huì)發(fā)生磁飽和，并且可以連續(xù)獲取燈操作所必需的功率。此外，由于電流值降低，因此可以減小開(kāi)關(guān)元件FET 12的尺寸，從而可以顯著減小整個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路12的尺寸和重量。
提高振蕩頻率導(dǎo)致了FET 12的開(kāi)關(guān)頻率的提高，它可能引起以下問(wèn)題諸如鐵損耗之類的磁芯損耗和回掃變壓器11中的核心部分的渦流的增加、變壓器11的轉(zhuǎn)換效率的退化和導(dǎo)致熱生成量增加的FET12開(kāi)關(guān)損耗的增加，但是由于如上所述頻率升高的時(shí)間段只是一段短時(shí)間，因此可以忽略這些核心損耗和開(kāi)關(guān)損耗。
本發(fā)明的高壓放電燈操作設(shè)備不限于上述實(shí)施例，而是可以以不同方式對(duì)其進(jìn)行修改。
例如，上述實(shí)施例假定點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間內(nèi)來(lái)自振蕩頻率控制裝置36的振蕩頻率信號(hào)為200KHz，而在經(jīng)過(guò)此預(yù)定的時(shí)間段后為100KHz，但是可以適當(dāng)改變?cè)擃l率，例如點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)振蕩頻率信號(hào)也可被設(shè)為300KHz。此外，不僅上述的三角波，正弦波也可用作與一個(gè)誤差電平信號(hào)相比較的信號(hào)。
此外，根據(jù)上述實(shí)施例，點(diǎn)亮之后約10秒振蕩頻率被振蕩頻率控制裝置改變，但是也可在來(lái)自功率控制單元的一個(gè)功率供應(yīng)信號(hào)所指示的功率降到預(yù)定功率之下(例如60W或更低)時(shí)改變振蕩頻率。
此外通過(guò)振蕩頻率控制裝置36進(jìn)行的頻率控制是根據(jù)儲(chǔ)存在附于CPU的ROM中的一個(gè)程序來(lái)進(jìn)行的，但是也可以用一個(gè)電子開(kāi)關(guān)改變定時(shí)的時(shí)間常數(shù)C、R(電容和電阻)，用于確定此振蕩頻率控制裝置36中提供的振蕩頻率。
此外，上述DC電源電路不限于上述實(shí)施例的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路2、全橋式電路3和點(diǎn)亮器電路4的電路結(jié)構(gòu)，而是可以以其他不同的模式對(duì)其進(jìn)行修改。
正如上文所詳細(xì)說(shuō)明的，本發(fā)明的高壓放電燈操作設(shè)備為開(kāi)關(guān)元件設(shè)置一個(gè)高開(kāi)關(guān)頻率，用于在高壓放電燈點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)與接下來(lái)的正常操作相比增加DC電源電壓的電壓。從而設(shè)置高開(kāi)關(guān)頻率降低了流經(jīng)繞組的電流波形的峰值，并且降低了發(fā)生磁飽和的傾向。由于此原因，即使在減小形成DC電源電路的轉(zhuǎn)換器變壓器的磁核心部分的尺寸時(shí)，也不會(huì)發(fā)生磁飽和，并且可以獲得點(diǎn)亮燈所必需的功率。此外，由于降低了電流值，因此也可以減小開(kāi)關(guān)元件的尺寸，并且可以急劇減小整個(gè)操作設(shè)備的尺寸和重量。
權(quán)利要求
1.一個(gè)高壓放電燈操作設(shè)備包括一個(gè)DC電源電路，它用一個(gè)開(kāi)關(guān)元件增加DC電壓源的電壓，平滑和輸出所述電壓；一個(gè)全橋式電路，它將來(lái)自所述DC電源電路的DC電壓輸出轉(zhuǎn)換為一個(gè)AC電壓并且連續(xù)操作所述高壓放電燈；一個(gè)高壓脈沖生成電路，它生成一個(gè)高壓脈沖，加在從所述的全橋式電路輸出的AC電壓信號(hào)上，用于點(diǎn)亮所述的高壓放電燈；以及一個(gè)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)控制電路，它輸出一個(gè)PWM控制信號(hào)，用于控制一個(gè)信號(hào)波形的占空比，以便在點(diǎn)亮所述的高壓放電燈時(shí)延長(zhǎng)所述開(kāi)關(guān)元件的“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)間段，而在正常操作期間縮短開(kāi)關(guān)元件的“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)間段，其特征在于所述的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)控制電路具有振蕩頻率控制裝置，用于控制所述的PWM控制信號(hào)的頻率，以便在所述的高壓放電燈點(diǎn)亮之后的一段預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)高頻率，而在經(jīng)過(guò)所述的預(yù)定的時(shí)間段后實(shí)現(xiàn)一個(gè)低頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈操作設(shè)備，其特征在于所述的振蕩頻率控制裝置包括一個(gè)開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)生成部件，它生一個(gè)矩形波，其具有對(duì)應(yīng)于所述的高壓放電燈點(diǎn)亮后的一段時(shí)間的頻率，以及一個(gè)振蕩器，它將來(lái)自所述的開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)生成部件的矩形波轉(zhuǎn)換為三角波或正弦波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈操作設(shè)備，其特征在于所述的DC電源電路包括一個(gè)回掃電路，并且所述的開(kāi)關(guān)元件被構(gòu)造為控制流經(jīng)所述回掃電路的升壓變壓器的一個(gè)初級(jí)繞組的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈操作設(shè)備，其特征在于所述開(kāi)關(guān)元件是一個(gè)FET。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈操作設(shè)備，其特征在于所述的高頻率為約200KHz，而所述的低頻率為約100KHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈操作設(shè)備，其特征在于所述的預(yù)定的時(shí)間段為約10秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈操作設(shè)備，其特征在于所述的高壓放電燈是車輛的前燈的光源。
全文摘要
一種高壓放電燈操作設(shè)備，能夠減小DC－DC轉(zhuǎn)換器電路的尺寸和重量，相應(yīng)的，操作設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生變壓器核心部件的磁飽和，即使當(dāng)用于操作車輛的HID前燈的操作設(shè)備點(diǎn)亮一個(gè)燈的時(shí)候。一個(gè)PWM控制電路(6)包括一個(gè)功率控制單元(31)，其接收一個(gè)電壓檢測(cè)信號(hào)并控制PWM控制信號(hào)的信號(hào)波形的占空，一個(gè)誤差放大器(32)，其比較功率控制單元(31)的輸出和參考電壓并輸出一個(gè)誤差電平信號(hào)，一個(gè)振蕩頻率控制裝置(36)，用于輸出一個(gè)矩形波信號(hào)以在點(diǎn)亮HID燈(5)后一個(gè)預(yù)定時(shí)間段實(shí)現(xiàn)一個(gè)高頻率并且在經(jīng)過(guò)所述預(yù)定時(shí)間段后實(shí)現(xiàn)一個(gè)低頻率，一個(gè)三角波振蕩器(34)，其把所述矩形波轉(zhuǎn)換為三角波，以及一個(gè)比較器(35)，其比較所述誤差電平信號(hào)和所述三角波信號(hào)，并在三角波為高的時(shí)間段輸出H電平的PWM控制信號(hào)到一個(gè)開(kāi)關(guān)單元(12)。
文檔編號(hào)H05B41/288GK1656859SQ0282935
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2002年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月23日
發(fā)明者菅野知志, 佐佐木尚樹 申請(qǐng)人:勝美達(dá)集團(tuán)株式會(huì)社