CN101083864B - 放电灯点灯电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种放电灯点灯电路，可以抑制放电灯的个体差异或随时间变化导致的电极间电压的离散的影响，同时再现性良好地控制提供功率。放电灯点灯电路(1)具有功率提供单元(2)和控制单元(10a)。控制单元根据灯电压VL生成用于控制功率的大小的控制信号Sc。功率提供单元(2)将基于来自控制单元(10a)的控制信号Sc的功率提供给放电灯(L)。控制单元具有：将灯电压相当信号VS进行时间微分而生成第一微分信号Sd1(＝dVS/dt)的微分运算单元(15)；以及对按照第一微分信号Sd1的增减而单调地增减的第二微分信号Sd2进行时间积分而生成第一积分信号Si1的积分运算单元(16)，并且生成控制信号Sc，以便对应于第一积分信号Si1的增加而功率减少。

Description

放电灯点灯电路
技术领域
本发明涉及放电灯点灯电路。
背景技术
用于车辆的前照灯等的金属卤化物灯等放电灯大概如下那样被点亮。即，最初施加用于促使电极间的绝缘破坏的高压脉冲(数十kV)，从而在电极间产生放电电弧，使电极间导通。接着，为了使发光强度尽快上升而提供较大的功率。然后，随着被封入管内的金属的蒸发产生的发光效率的增大，放电灯的电极间电压(灯电压)上升，从而对应于该灯电压的上升而缓慢地降低提供功率。这样，防止过冲同时使放电灯的发光强度尽快收敛到规定的强度。
现在，在金属卤化物灯等放电灯中封入微量的水银。但是，为了防止废弃时的环境污染，不断开发不含有水银的(无水银)放电灯。这里，图14(a)是表示被封入了水银的以往的放电灯中的光束(曲线G10)、灯电压(曲线G11)以及提供功率(曲线G12)从点灯开始起的变化的典型例子的曲线图。而且，图14(b)是表示无水银的放电灯中的光束(曲线G13)、灯电压(曲线G14)、以及提供功率(曲线G15)从点灯开始起的变化的典型例子的曲线图。
如图14(a)所示，在被封入了水银的以往的放电灯中，点灯开始之后的灯电压约为27V，随着发光强度的增加而缓慢上升至约85V。点灯电路根据该灯电压的变化(变化量58V)，使提供功率从约70W下降至约35W。另一方面，在无水银的放电灯中，如图14(b)所示，点灯开始之后的灯电压与加水银的放电灯程度相同(约27V)，虽然随着发光强度的增加，灯电压上升至约45V左右，但是其变化量(18V)比加水银的放电灯小。而且，点灯开始之后的灯电压值或伴随发光强度的增加的灯电压的变化量，由于个体差别或随时间变化而存在离散。如果灯电压的变化量小，则个体差别或随时间变化导致的离散的影响相对较大，所以在根据灯电压的值来控制提供功率的方式中，防止过冲同时使发光强度尽快收敛比较困难。
对于如上所述的对无水银放电灯的功率提供的问题点，例如在专利文献1中记载的放电灯装置存储点灯开始之后的灯电压(灯初始电压)，并且通过根据来自该灯初始电压的灯电压的变化量控制提供功率，降低由于各个放电灯的灯电压的离散导致的对功率控制的影响。
〔专利文献1〕(日本)特开2003-338390号公报
但是，在专利文献1中记载的放电灯装置中存在以下问题。如上所述，在点亮放电灯时，首先施加用于促使电极间的绝缘破坏的高压脉冲。由于点灯开始之后的灯电压受到该高压脉冲的影响而变得不稳定，所以在将点灯开始之后的灯电压利用作为灯初始电压的方式中，被存储的灯初始电压的值在每次动作时离散，被算出的灯电压的变化量也在每次动作时离散。因此，在专利文献1中记载的放电灯装置中，难以再现性良好地控制提供功率。
发明内容
本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供一种放电灯点灯电路，可以抑制放电灯的个体差异或随时间变化所导致的电极间电压的离散的影响，同时再现性良好地控制提供功率。
为了解决上述课题，本发明的放电灯点灯电路是用于对放电灯提供用于使该放电灯点亮的功率，该放电灯点灯电路包括：控制单元，根据放电灯的电极间电压，生成用于控制功率的大小的控制信号；以及功率提供单元，将基于来自控制单元的控制信号的功率提供给放电灯，控制单元具有：微分运算单元，将对应于电极间电压的信号进行时间微分而生成第一微分信号；以及第一积分运算单元，将随着第一微分信号的增减而单调地增减的第二微分信号进行时间积分而生成第一积分信号，并且生成控制信号，使得对应于第一积分信号的增加而功率减少。
本发明的发明人发现即使在伴随发光强度增加，放电灯的电极间电压的变化量小，并且电极间电压的大小中存在离散的情况下，在电极间电压的微分值及其积分值与发光强度的变化之间，存在放电灯的个体差异或随时间变化的影响极小的稳定的强相关。在上述的放电灯点灯电路中，控制单元将对应于放电灯的电极间电压的信号进行时间微分而生成第一微分信号，并且将随着该第一微分信号的增减而单调增减的第二微分信号进行时间积分而生成第一积分信号，生成控制信号以使得对应于该第一积分信号的增加而功率减少。由此，可以抑制放电灯的个体差异或随时间变化导致的电极间电压的离散的影响，同时适当地控制提供功率。
而且，在上述的放电灯点灯电路中，由于根据积分了第二微分信号的第一积分信号来控制提供功率，所以点灯开始之后的电极间电压即使受到高压脉冲的影响而变动，通过将该变动平均化的作用也可以减少对功率控制的影响。因此，按照上述的放电灯点灯电路，可以在每次动作时再现性良好地控制提供功率。
而且，放电灯点灯电路也可以为以下特征，即第一积分运算单元还将第一微分信号进行时间积分而生成第二积分信号，控制单元在第二积分信号达到了第一规定值后，将基于第一积分信号的控制信号提供给功率提供单元。由此，由于可以在所谓第一微分信号的积分值达到第一规定值的一定的条件下开始上述的功率控制，所以即使在点灯开始之后的电极间电压的个体差异大的情况下，也可以更有效地抑制该个体差异的影响。
而且，放电灯点灯电路也可以具有以下特征，即第一积分运算单元包括：第一变换单元，将第二微分信号变换为第二电流信号；第二变换单元，将第一微分信号变换为第一电流信号；第一电容元件，以第一电流信号充电，并将其两端电压作为第二积分信号输出，同时，以第二电流信号充电，并将其两端电压作为第一积分信号输出；以及第一电流控制单元，根据第一电容元件的两端电压，控制对第一电容元件提供第一电流信号和第二电流信号，第一电流控制单元控制第一电流信号和第二电流信号，使得首先将第一电流信号提供给第一电容元件，在第一电容元件的两端电压达到第一规定值或者与其相当的值之后，将第二电流信号提供给第一电容元件。
在该放电灯点灯电路中，通过首先将第一电流信号提供给第一电容元件，可以进行第一微分信号的积分运算，适当地生成第二积分信号。然后，在第一电容元件的两端电压(这时表示第二积分信号)达到了第一规定值或者与其相当的值之后，通过取代第一电流信号而将第二电流信号提供给第一电容元件，可以进行第二微分信号的积分运算，适当地生成第一积分信号。因此，按照该放电灯点灯电路，可以适当地实现上述的控制单元，即在第二积分信号达到了第一规定值后，生成基于第一积分信号的控制信号的控制单元。而且，由于将一个电容元件(第一电容元件)兼作用于积分第一微分信号而生成第二积分信号的电容元件、以及用于积分第二微分信号而生成第一积分信号的电容元件，所以可以使电路规模更小。
而且，放电灯点灯电路也可以具有以下特征，即控制单元还具有将第一微分信号进行时间积分而生成第二积分信号的第二积分运算单元，在第二积分信号达到了第一规定值之后，将基于第一积分信号的控制信号提供给功率提供单元。由此，由于可以在所谓第一微分信号的积分值达到第一规定值的一定的条件下开始上述的功率控制，所以即使在点灯开始之后的电极间电压的个体差异大的情况下，也可以更有效地抑制该个体差异的影响。
而且，放电灯点灯电路也可以具有以下特征，即第一积分运算单元包括：第一变换单元，将第二微分信号变换为第二电流信号；以及第一电容元件，以第二电流信号充电，并且将其两端电压作为第一积分信号输出，第二积分运算单元包括：第二变换单元，将第一微分信号变换为第一电流信号；以及第二电容元件，以第一电流信号充电，并且将其两端电压作为第二积分信号输出，控制单元还具有第一电流控制单元，该第一电流控制单元控制对第一电容元件提供第二电流信号，使得在第二电容元件的两端电压达到了第一规定值或者与其相当的值之后，将第二电流信号提供给第一电容元件。
在该放电灯点灯电路中，可以通过第二电容元件积分第一微分信号而适当地生成第二积分信号。然后，在第二电容元件的两端电压(即第二积分信号)达到了第一规定值或者与其相当的值之后，通过控制第二电流信号以便将第二电流信号提供给第一电容元件，可以进行第二微分信号的积分而适当地生成第一积分信号。因此，按照该放电灯点灯电路，可以适当地实现上述的控制单元，即在第二积分信号达到了第一规定值之后，基于第一积分信号生成控制信号的控制单元。
而且，放电灯点灯电路也可以具有以下特征，即第一积分运算单元还包括：电阻元件，被连接在恒压源和第一电容元件之间；以及第二电流控制单元，在第一电容元件的两端电压比第二规定值大的情况下，将来自恒压源的电流提供给第一电容元件。在该放电灯点灯电路中，在第一电容元件的两端电压(第一积分信号)达到第二规定值时，将来自恒压源的电流重叠在第二电流信号中。即，仅依赖于经过时间而单调增加的信号被重叠在第一积分信号中。
由于在从点灯开始经过某个程度的时间时，放电灯的管内的状态变化变少，所以与根据电极间电压的时间微分值及其积分值来控制提供功率相比，不如根据经过时间来控制提供功率更好。按照该放电灯点灯电路，通过将仅依赖于经过时间而单调增加的信号重叠在第一积分信号中，可以使提供功率缓慢地收敛到目标功率，维持接近目标强度的发光强度，同时使放电灯转移到正常状态。而且，通过根据第一积分信号规定基于经过时间的功率控制的开始定时，可以减缓转移到基于经过时间的功率控制时的发光强度的变化。
而且，放电灯点灯电路也可以具有以下特征，即第一电流控制单元在第一电容元件的两端电压在已达到比第二规定值还大的第三规定值之后，停止对第一电容元件提供第二电流信号，第三规定值在第一微分信号成为极大的时刻的第一电容元件的两端电压值以下。在放电灯中存在表示第一积分信号变为极大后该第一微分信号急剧降低的特性的情况、以及不是这样的情况。在该放电灯点灯电路中，在第一微分信号成为极大之前起停止对第一电容元件提供第二电流信号，在其之后仅通过第一电容元件积分来自恒压源的电流。因此，仅根据仅依赖于经过时间而单调增加的信号来控制提供功率，可以避免由于在第一微分信号成为极大后的第一微分信号的离散所造成的对控制信号的影响。
而且，放电灯点灯电路也可以具有以下特征，即第一积分运算单元包含函数运算单元，该函数运算单元接受第一微分信号而生成第二微分信号，函数运算单元在第一微分信号的大小比第四规定值小的情况下，按照具有正的第一斜率的函数将第一微分信号变换为第二微分信号，并且在第一微分信号的大小比第四规定值大的情况下，按照具有比第一斜率小的正的第二斜率的函数将第一微分信号变换为第二微分信号。按照该放电灯点灯电路，即使在由于管内的金属的蒸发，电极间电压急剧上升(即，第一微分信号变大)的时间区域中，也可以防止使提供功率急剧降低，使发光强度的收敛更快。
按照本发明的放电灯点灯电路，可以抑制放电灯的个体差异或随时间变化导致的电极间电压的离散的影响，同时再现性良好地控制提供功率。
附图说明
图1是表示本发明的放电灯点灯电路的第一实施方式的结构的方框图。
图2是概念性地表示晶体管的驱动频率和提供功率的大小的关系的曲线图。
图3是表示第一实施方式的功率运算单元的内部和周边结构的方框图。
图4是表示第一实施方式的被输入到V/I变换单元的第一积分信号和输出电流的关系的曲线图。
图5(a)、图5(b)是表示电流源输出的电流和灯电压的关系的图。
图6(a)是表示对应于从点灯开始之后起的经过时间的灯电压变化的样子的曲线图。图6(b)是表示对应于从点灯开始之后起的经过时间的第一微分信号变化的样子的曲线图。图6(c)是表示对应于从点灯开始之后起的经过时间的电容元件的两端电压变化的样子的曲线图。
图7(a)是表示对应于从点灯开始之后起的经过时间的对放电灯的提供功率变化的样子的曲线图。图7(b)是表示对应于从点灯开始之后起的经过时间的放电灯的发光强度变化的样子的曲线图。
图8是表示一例在函数运算单元中被运算的、第一微分信号和第二微分信号的函数的曲线图。
图9是概念性地表示特性不同的两个放电灯中的灯电压的变化及其时间微分值的变化的样子的曲线图。
图10是表示发光强度、灯电压和灯电压的时间微分值的时间变化的一例的曲线图。
图11是表示函数运算单元的结构例的电路图。
图12是表示第二实施方式的控制单元的结构的方框图。
图13是表示第二实施方式的被输入到V/I变换单元的第一积分信号和输出电流的关系的曲线图。
图14(a)是表示被封入了水银的以往的放电灯中的光束(曲线G10)、灯电压(曲线G11)以及提供功率(曲线G12)从点灯开始的变化的典型例子的曲线图。图14(b)是表示无水银的放电灯中的光束(曲线G13)、灯电压(曲线G14)以及提供功率(曲线G15)从点灯开始的变化的典型例子的曲线图。
标号说明
1…放电灯点灯电路、2…功率提供单元、3…起动电路、5a、5b…晶体管、6…桥式驱动器、7…变压器、7a…初级线圈、7b…次级线圈、8…电容器、9…电感器、10a、10b…控制单元、11…功率运算单元、12…误差放大器、13…V-F变换单元、14…电压源、15…微分运算单元、16…积分运算单元、17、35、162、163…V/I变换单元、31…功率运算单元、32…第一积分运算单元、33…第二积分运算单元、34、165…第一电流控制单元、161…函数运算单元、165a…窗口比较器、165b～165d、169…比较器、Sc…控制信号、Sd1…第一微分信号、Sd2…第二微分信号、Si1…第一积分信号、Si2…第二积分信号、VL…灯电压、VS…灯电压相当信号、Vcc…恒压源、
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的放电灯点灯电路的优选实施方式进行详细的说明。而且，在附图的说明中，对于相同或者相当的部分赋予相同的标号，并且省略重复的说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的放电灯点灯电路的第一实施方式的结构的方框图。在图1中表示的放电灯点灯电路1，是将用于使放电灯L点亮的功率提供给放电灯L的电路，将来自直流电源B的直流电压变换为交流电压而提供给放电灯L。放电灯点灯电路1主要被用于车辆用的特别是前照灯等灯具。而且，作为放电灯L例如优选使用无水银的金属卤化物灯，但是也可以是具有其它结构的放电灯。
放电灯点灯电路1具有：从直流电源B接受电源供给而将交流功率提供给放电灯L的功率提供单元2、根据放电灯L的电极间电压(以下，记为灯电压)，控制对放电灯L的提供功率的大小的控制单元10a。
功率提供单元2将基于来自后述的控制单元10a的控制信号Sc的大小的功率提供给放电灯L。功率提供单元2经由用于点亮操作的开关20与直流电源B(电池等)连接，从直流电源B接受直流电压VB而进行交流变换和升压。本实施方式中的功率提供单元2具有：用于在点灯开始时对放电灯L施加高压脉冲的起动电路3、两个晶体管5a和5b、驱动晶体管5a和5b的桥式驱动器6。作为晶体管5a、5b例如优选使用图1所示的N沟道MOSFET，但是也可以使用其它的FET或者双极晶体管。在本实施方式中，晶体管5a的漏极端子与直流电源B的正极侧端子连接，晶体管5a的源极端子与晶体管5b的漏极端子连接，晶体管5a的栅极端子与桥式驱动器6连接。而且，晶体管5b的源极端子与接地电位线GND(即直流电源B的负极侧端子)连接，晶体管5b的栅极端子与桥式驱动器6连接。桥式驱动器6使晶体管5a和5b交替地导通。
本实施方式的功率提供单元2还具有变压器7、电容器8和电感器9。变压器7被设置用于对放电灯L施加高压脉冲，并且在传输功率的同时将该功率升压。而且，变压器7、电容器8和电感器9构成串联谐振电路。即，变压器7的初级线圈7a、电感器9、电容器8被相互串联连接。然后，该串联电路的一端与晶体管5a的源极端子和晶体管5b的漏极端子连接，另一端与接地电位线GND连接。在该结构中，由变压器7的初级线圈7a的漏磁(泄漏)电感以及电感器9的电感构成的合成电抗、和电容器8的电容决定谐振频率。而且，也可以仅由初级线圈7a和电容器8构成串联谐振电路，并且省略电感器9。而且，也可以将初级线圈7a的电感与电感器9相比极小地设定，谐振频率大致由初级线圈7a的电感和电容器8的电容决定。
在功率提供单元2中，利用电容器8和电感性元件(电感分量或电感器)产生串联谐振现象，并且将晶体管5a、5b的驱动频率规定为该串联谐振频率以上的值而使该晶体管5a、5b交替地导通/截止，在变压器7的初级线圈7a中产生交流功率。该交流功率被升压并传输至变压器7的次级线圈7b，被提供给与次级线圈7b连接的放电灯L。而且，驱动晶体管5a、5b的桥式驱动器6相反地驱动各晶体管5a、5b，使得晶体管5a、5b不同时成为连接状态。
而且，该串联谐振电路的阻抗通过基于桥式驱动器6的晶体管5a、5b的驱动频率而变化。因此，可以通过使该驱动频率变化来控制被提供给放电灯L的交流功率的大小。这里，图2是概念性地表示晶体管5a、5b的驱动频率和提供功率的大小的关系的曲线图。如图2所示，被提供给放电灯L的功率的大小在驱动频率与串联谐振频率f0相等时成为最大值Pmax，随着驱动频率变得比串联谐振频率f0还大(或者变小)而减少。但是，驱动频率在比串联谐振频率f0还小时，开关损失变大，功率效率降低。因此，桥式驱动器6的驱动频率在比串联谐振频率f0大的区域(图中的区域A)中其大小被控制。在本实施方式中，桥式驱动器6的驱动频率随着来自与桥式驱动器6连接的控制单元10a的控制信号Sc(包含被频率调制的脉冲串的信号)的脉冲频率而被控制。
起动电路3是用于对放电灯L施加起动用的高压脉冲的电路，在从起动电路3对变压器7施加触发电压和电流时，在变压器7的次级线圈7b中生成的交流电压中重叠高压脉冲。本实施方式的起动电路3的一个输出端子与变压器7的初级线圈7a的中间连接，另一个输出端子与初级线圈7a的接地电位侧端子连接。关于至起动电路3的输入电压，例如可以从变压器7的次级线圈7b或起动用的辅助线圈(未图示)得到，或者也可以设置与电感器9一起构成变压器的辅助线圈而从该辅助线圈得到。
控制单元10a根据放电灯L的灯电压控制对放电灯L的提供功率的大小。本实施方式的控制单元10a具有：运算要对放电灯L提供的功率的大小的功率运算单元11、放大并输出来自功率运算单元11的输出电压Sp1与规定的基准电压的差的误差放大器12、将作为从误差放大器12输出的模拟信号的信号Sp2进行电压-频率变换(V-F变换)而生成控制信号Sc的V-F变换单元13。
功率运算单元11具有输入端11a和11b、以及输出端11c。输入端11a为了输入用于表示放电灯L的灯电压VL的大小的信号(以下称为灯电压相当信号)VS，经由峰值保持电路21与次级线圈7b的中间抽头连接。灯电压相当信号VS被设定为灯电压VL的峰值的例如0.35倍。输入端11b经由峰值保持电路22和缓冲器23与为检测放电灯L的灯电流而设置的电阻元件4的一端连接。电阻元件4的一端还经由放电灯点灯电路1的输出端子与放电灯L的一个电极连接，电阻元件4的另一端与接地电位线GND连接。于是，从缓冲器23输出用于表示灯电流的大小的灯电流相当信号IS。而且，输出端11c与误差放大器12连接。
这里，图3是表示本实施方式的功率运算单元11的内部和周边结构的方框图。如参照图3，则功率运算单元11具有微分运算单元15、积分运算单元(第一积分运算单元)16、V/I变换单元17、电流源18和19。
微分运算单元15是用于对灯电压相当信号VS的时间微分值(dVS/dt)进行运算而生成第一微分信号Sd1的电路部分。微分运算单元15的输入端15a与功率运算单元11的输入端11a连接。微分运算单元15的输出端15b与积分运算单元16连接。而且，这样的微分运算单元15例如优选通过将灯电压相当信号VS作为输入的微分电路构成。
积分运算单元16是用于对随着第一微分信号Sd1的增减而单调地增减的第二微分信号Sd2进行时间积分而生成第一积分信号Si1的电路部分。积分运算单元16的输入端16a与微分运算单元15的输出端15b连接。积分运算单元16的输出端16b与V/I变换单元17连接。
V/I变换单元17是用于从第一积分信号Si1减去第一规定值E0(后述)，同时将该减去后的值变换为电流信号I1的电路部分。V/I变换单元17的输入端17a与积分运算单元16的输出端16b连接。V/I变换单元17的输出端17b经由电阻元件24与功率运算单元11的输入端11b连接。而且，这样的V/I变换单元17例如优选通过将第一积分信号Si1和规定值E0作为输入的差动放大器和电压-电流变换器构成。
V/I变换单元17例如输出对应于图4所示的函数的电流I1。即，V/I变换单元17在第一积分信号Si1为第一规定值E0以下时将电流信号I1设为零，并且在第一积分信号Si1为第一规定值E0以上时输出与从第一积分信号Si1减去了E0后的值成比例的大小的电流信号I1。
电流源18和19是用于控制点灯开始之后的提供功率(例如75〔W〕)和恒功率(例如35〔W〕)的电路部分。电流源18、19的输入端18a、19a与功率运算单元11的输入端11a连接。电流源18、19的输出端18b、19b经由功率运算单元11的输出端11c与误差放大器12的一个输入端12a连接。而且，误差放大器12的另一个输入端12b与用于生成规定的基准电压的规定的电压源14连接。
电流源18例如输出与图5(a)所示的函数对应的电流I2。即，电流源18在灯电压相当信号VS在某个规定值V1以下时将电流信号I2设为零，并且在某个规定值V2(＞V1)以上时将电流信号I2设为一定值，并且在灯电压相当信号VS为V1以上且V2以下时输出与灯电压相当信号VS成比例大小的电流信号I2。而且，电流源19例如输出与图5(b)所示的函数对应的电流I3。即，电流源19输出与灯电压相当信号VS成比例大小的I3，并且其比例系数被设定为随着灯电压相当信号VS增高而变小。
这里，对积分运算单元16更详细地进行说明。本实施方式的积分运算单元16包括：函数运算单元161、V/I变换单元162和163、电流控制单元165以及电容元件(第一电容元件)166。
函数运算单元161是用于生成随着第一微分信号Sd1的增减而单调地增减的第二微分信号Sd2的电路部分。函数运算单元161的输入端161a经由积分运算单元16的输入端16a与微分运算单元15的输出端15b连接。函数运算单元161的输出端161b与V/I变换单元162连接。
V/I变换单元162是本实施方式中的第一变换单元，将作为电压信号的第二微分信号Sd2变换为第二电流信号Id2。V/I变换单元162的输入端162a与函数运算单元161的输出端161b连接。V/I变换单元162的输出端162b经由开关164a与电容元件166的一端连接。电容元件166的另一端与接地电位线GND连接。
V/I变换单元163是本实施方式中的第二变换单元，将作为电压信号的第一微分信号Sd1变换为第一电流信号Id1。V/I变换单元163的输入端163a经由积分运算单元16的输入端16a与微分运算单元15的输出端15b连接。V/I变换单元163的输出端163b经由开关164b与电容元件166的一端连接。
电流控制单元165是本实施方式中的第一电流控制单元，根据电容元件166的两端电压V控制第一电流信号Id1和第二电流信号Id2。电流控制单元165构成为例如包含窗口比较器165a和比较器165b。窗口比较器165a的输入端与电容元件166的一端连接，输出端与开关164a的控制端子连接。窗口比较器165a在输入电压(即电容元件166的两端电压V)比规定值E0(第一规定值)小时，或者输入电压比规定值E2(第三规定值)大时输出与逻辑0相当的电压，并且在输入电压比规定值E0大并且比规定值E2小时输出与逻辑1相当的电压。而且，比较器165b的输入端与电容元件166的一端连接，输出端与开关164b的控制端子连接。比较器165b在输入电压(即电容元件166的两端电压V)比规定值E0小时输出与逻辑1相当的电压，在输入电压比规定值E0大时输出与逻辑0相当的电压。而且，开关164a和164b在控制端子中被输入与逻辑1相当的电压时成为连接状态，在控制端子中被输入与逻辑0相当的电压时成为非连接状态。
而且，本实施方式的电流控制单元165通过开关164a和164b控制第一电流信号Id1和第二电流信号Id2对电容元件166的提供，但是，电流控制单元165也可以通过直接地控制函数运算单元161或者V/I变换单元162来控制第二电流信号Id2，而且，也可以通过直接地控制V/I变换单元163来控制第一电流信号Id1。而且，本实施方式的电流控制单元165为了控制第二电流信号Id2而包含有窗口比较器165a，但也可以利用两个相互独立的比较器来控制电流信号Id2。而且，上述的开关164a和164b例如优选通过FET等晶体管来实现。
积分运算单元16除了上述结构，还包括开关167、电阻元件168、比较器169。开关167和电阻元件168被串联连接在恒压源Vcc和电容元件166的一端之间。开关167例如优选通过FET等晶体管来实现。而且，比较器169在本实施方式中是第二电流控制单元，在电容元件166的两端电压V比规定值E1(第二规定值)大时，将来自恒压源Vcc的电流提供给电容元件166。具体来说，比较器169的输入端与电容元件166的一端连接，输出端与开关167的控制端子连接。比较器169在输入电压(即电容元件166的两端电压V)比规定值E1小时输出与逻辑0相当的电压，在输入电压比规定值E1大时输出与逻辑1相当的电压。而且，开关167在控制端子中被输入与逻辑1相当的电压时成为连接状态，在控制端子中被输入与逻辑0相当的电压时成为非连接状态。
对具有以上的结构的放电灯点灯电路1的动作进行说明。图6(a)～图6(c)是分别表示与从点灯开始之后的经过时间对应的灯电压VL(图6(a))、第一微分信号Sd1＝(dVS/dt)(图6(b))、以及电容元件166的两端电压V(图6(c))的变化的样子。而且，图7(a)和图7(b)分别表示与从点灯开始之后的经过时间对应的对放电灯L的提供功率(图7(a))、以及放电灯L的发光强度(图7(b))的变化的样子。
首先，图1所示的桥式驱动器6以规定的驱动频率驱动晶体管5a、5b，同时通过起动电路3，数十〔kV〕的高压脉冲被施加在放电灯L的电极间，促成绝缘破坏。在此之后，桥式驱动器6的驱动频率按照来自控制单元10a的控制信号Sc，被控制为成为规定的最大功率(冷起动时为75〔W〕)的驱动频率。在控制单元10a中，通过从功率运算单元11的电流源18、19(参照图3)输出的电流信号I2、I3控制对误差放大器12的输出电压Sp1。然后，作为该输出电压Sp1和规定的基准电压的差的来自误差放大器12的输出电压Sp2在V-F变换单元13中被V-F变换，作为控制信号Sc被提供给桥式驱动器6。
而且，在点灯开始之后，由于积分运算单元16的电容元件166的两端电压V基本成为接地电位，所以电流控制单元165的窗口比较器165a将开关164a控制为非连接状态，并且比较器165b将开关164b控制为连接状态。而且，比较器169将开关167控制为非连接状态。
接着，在来自功率运算单元11的微分运算单元15的输出信号稳定时(图6(c)的时刻t0)，从微分运算单元15输出的第一微分信号Sd1(＝dVS/dt)在积分运算单元16的V/I变换单元163中被变换为电流信号Id1，通过开关164b对电容元件166充电。由此，第一微分信号Sd1在电容元件166中被时间积分。这时，电容元件166的两端电压V如以下的算式(1)那样，表示第二积分信号的大小。
〔算式1〕
V＝∫(dVS/dt)dt  …(1)
接着，在电容元件166的两端电压V(这时为第二积分信号)达到规定值E0时(图6、图7的时刻t1)，通过比较器165b将开关164b控制为非连接状态，停止对电容元件166提供第一电流信号Id1，同时，通过窗口比较器165a将开关164a控制为连接状态，开始对电容元件166提供第二电流信号Id2。即，从微分运算单元15输出的第一微分信号Sd1通过函数运算单元161被变换为第二微分信号Sd2，第二微分信号Sd2在V/I变换单元162中被变换为第二电流信号Id2，通过开关164a对电容元件166充电。由此，第二微分信号Sd2在电容元件166中被时间积分。这时，电容元件166的两端电压V通过以下的算式(2)表示第一积分信号Si1的大小。而且，在算式(2)中，f(x)表示在函数运算单元161中被运算的函数。
〔算式2〕
V＝∫f(dVS/dt)dt+E0…(2)
这里，图8是表示在本实施方式的函数运算单元161中被运算的一例第一微分信号Sd1和第二微分信号Sd2的函数f(x)的曲线图。如图8所示，函数运算单元161在第一微分信号Sd1的大小比规定值(第四规定值。在图8的例子中为0.3〔V/s〕)小的情况下，按照具有某个正的斜率(第一斜率。在图8的例子中为1)的函数f1将第一微分信号Sd1变换为第二微分信号Sd2，并且在第一微分信号Sd1的大小比前述规定值大的情况下，按照具有比第一斜率小的正的斜率(第二斜率。在图8的例子中为0.2)的函数f2将第一微分信号Sd1变换为第二微分信号Sd2。而且，在图8中，虽然作为函数f1、f2的一例表示了比例函数，但是函数f1、f2也可以是其斜率对应于第一微分信号Sd1而变化的函数。
电容元件166的两端电压V作为第一积分信号Si1从积分运算单元16输出，并且被输入V/I变换单元17。然后，从第一积分信号Si1减去规定值E0(即，上述算式(2)的右边第二项)，减完后的电压值被变换为电流信号I1。在本实施方式的功率运算单元11中，如图3所示，将来自V/I变换单元17的电流信号I1、来自电流源18、19的电流信号I2、I3合流而成的电流信号I4通过电阻元件24流到缓冲器23的输入端。另一方面，由于在电阻元件4中流过灯电流IL，所以该电阻元件4中的电压降作为灯电流相当信号IS呈现在缓冲器23的输出端。即，来自功率运算单元11的输出电压Sp1通过电流信号I4和灯电流IL决定。在第一积分信号Si1缓慢增加时(图6(c))，由于电流信号I1增加，所以电阻元件24中的电压降增加，并且从V-F变换单元13输出的控制信号Sc的频率逐渐变大。由此，对放电灯L的提供功率被缓慢地减少(图7(a))。
接着，在电容元件166的两端电压V(第一积分信号Si1)达到规定值E1时(图6、图7的时刻t2)，开关167通过比较器169被控制为连接状态。由此，在第二电流信号Id2上重叠来自恒压源Vcc的电流，通过电容元件166进行积分(图6(c))。即，仅依赖于经过时间而单调地增加的信号(以下，设为g(t))被重叠在第二微分信号Sd2的积分值中，电容元件166的两端电压V成为以下算式(3)所示的值。该两端电压V作为第一积分信号Si1被输出，从对放电灯L的提供功率减去与该第一积分信号Si1对应的功率(图7(a))。
〔算式3〕
V＝∫f(dVS/dt)dt+g(t)+E0…(3)
接着，在电容元件166的两端电压V(第一积分信号Si1)达到规定值E2(＞E1)时(图6、图7的时刻t3)，通过窗口比较器165a，开关164a被控制为非连接状态，停止对电容元件166提供第二电流信号Id2。由此，对电容元件166仅提供来自恒压源Vcc的电流。即，对放电灯L的提供功率仅随着时间函数g(t)而降低，逐渐收敛到目标功率(例如35〔W〕)(图7(a))。而且，规定值E2最好在第一微分信号Sd1为极大的时刻下的电容元件166的两端电压V(图6(c)所示的值E3)以下。
通过如上说明的本实施方式的放电灯点灯电路1得到的效果如下所述。如在〔背景技术〕栏内说明的那样，在无水银的放电灯中，从点灯开始之后的灯电压的变化量小至约18〔V〕，个体差异或随时间变化导致的离散的影响相对较大。本发明人发现即使在灯电压的变化量小，并且灯电压的大小中存在离散的情况下，灯电压的微分值以及其积分值和发光强度的变化之间，也存在个体差异或随时间变化的影响极小的稳定的强相关。在本实施方式的放电灯点灯电路1中，控制单元10a将灯电压相当信号VS进行时间微分而生成第一微分信号Sd1，将随着该第一微分信号Sd1的增减而单调地增减的第二微分信号Sd2进行时间积分而生成第一积分信号Si1，并且生成控制信号Sc，以使得对应于该第一积分信号Si1的增加驱动频率变高(即，使得提供功率减少)。由此，可以抑制放电灯L的个体差异或随时间变化导致的灯电压VL的离散的影响，同时适当地控制提供功率。
而且，本实施方式的控制单元10a由于根据积分了第二微分信号Sd2的第一积分信号Si1来控制提供功率，所以即使点灯开始之后的灯电压VL受到来自起动电路3的高压脉冲的影响而变动，也可以通过将该变动平均化的作用而降低对功率控制的影响。因此，按照本实施方式的放电灯点灯电路1，可以在每次动作时再现性良好地控制提供功率。
而且，理想的是如本实施方式那样，积分运算单元16对第一微分信号Sd1进行时间积分而生成第二积分信号，并且控制单元10a在第二积分信号达到了规定值E0后，将基于第一积分信号Si1的控制信号Sc提供给功率提供单元2。由此，由于可以在所谓第一微分信号Sd1的积分值(第二积分信号)达到规定值E0的一定条件下，开始基于第一积分信号Si1的功率控制，所以即使在点灯开始之后的灯电压VL的个体差异大的情况下，也可以更有效地抑制该个体差异的影响。
而且，理想的是如本实施方式那样，积分运算单元16构成为包含V/I变换单元162和163、电流控制单元165以及电容元件166。于是，理想的是控制第一和第二电流信号Id1和Id2，使得电流控制单元165首先将第一电流信号Id1提供给电容元件166，在电容元件166的两端电压V达到了规定值E0后将第二电流信号Id2提供给电容元件166。
这样，首先通过将第一电流信号Id1提供给电容元件166，可以进行第一微分信号Sd1的积分运算，适当地生成第二积分信号。然后，在电容元件166的两端电压V(第二积分信号)达到了规定值E0之后，通过取代第一电流信号Id1而将第二电流信号Id2提供给电容元件166，可以进行第二微分信号Sd2的积分运算，适当地生成第一积分信号Si1。这样，按照积分运算单元16，由于一个电容元件166兼作用于对第一微分信号Sd1进行积分而生成第二积分信号的电容元件、以及用于对第二微分信号Sd2进行积分而生成第一积分信号Si1的电容元件，所以可以进一步减小电路规模。
而且，理想的是如本实施方式那样，积分运算单元16具有：被连接在恒压源Vcc和电容元件166之间的电阻元件168；以及在电容元件166的两端电压V(第一积分信号Si1)比规定值E1大的情况下将来自恒压源Vcc的电流提供给电容元件166的第二电流控制单元(比较器169)。于是，理想的是在电容元件的两端电压V(第一积分信号Si1)达到规定值E1时，将仅依赖于经过时间而单调地增加的信号g(t)重叠在第一积分信号Si1上。
在点灯开始的初始阶段，由于放电灯L的管内的状态变化剧烈，所以通过根据与发光强度的相关性高的灯电压VL的时间微分值及其积分值(在本实施方式中，为灯电压相当信号VS的时间微分值(dVS/dt)及其积分值)来控制提供功率，可以吸收灯电压VL的离散而适当地控制提供功率。但是，在从点灯开始经过某个程度的时间时，由于放电灯L的管内的状态变化变少，所以与根据灯电压VL的时间微分值及其积分值来控制提供功率相比，理想的是根据经过时间来控制提供功率。按照本实施方式的放电灯点灯电路1，通过将仅依赖于经过时间而单调地增加的信号g(t)重叠在第一积分信号Si1上，可以使提供功率缓慢地收敛到目标功率，维持接近于目标强度的发光强度，同时使放电灯L转移到正常状态。而且，通过根据第一积分信号Si1规定基于经过时间的功率控制的开始定时(规定值E1)，可以使转移到基于经过时间的功率控制时的发光强度的变化缓和。
而且，理想的是在积分运算单元16具有电阻元件168和比较器169的情况下，电流控制单元165如本实施方式那样，在电容元件166的两端电压V达到了比规定值E1更大的规定值E2之后，停止将第二电流信号Id2提供给电容元件166。于是，理想的是规定值E2在第一微分信号Sd1为极大的时刻的电容元件166的两端电压V(第一积分信号Si1)以下。
这里，图9是概念性地表示在特性不同的两个放电灯中的、灯电压VL的变化及其时间微分值(dVL/dt)的变化的样子的曲线图。而且，在图9中，纵轴表示灯电压VL或者其时间微分值，横轴表示点灯开始起的经过时间。而且，曲线G1和G2分别表示某个放电灯的灯电压VL及其时间微分值，曲线G3和G4分别表示另一个放电灯的灯电压VL及其时间微分值。如该曲线图所示，在放电灯中，存在表示灯电压VL的时间微分值在达到了极大后急剧降低的特性的情况(曲线G4)、以及表示灯电压VL的时间微分值比较缓慢地降低的特性的情况(曲线G2)。假设在继续进行了基于第二微分信号Sd2的功率控制的情况下，如果利用具有曲线G1、G2所示的特性的放电灯来调整控制单元10a，则存在具有曲线G3、G4所示的特性的放电灯的发光强度过冲的危险。相反，如果用具有曲线G3、G4所示的特性的放电灯来调整控制单元10a，则具有曲线G1、G2所示的特性的放电灯的发光强度存在下冲的危险。
与此相对，本实施方式的放电灯点灯电路1中，从第一微分信号Sd1成为极大以前起停止对电容元件166提供第二电流信号Id2，以后，仅来自恒压源Vcc的电流被电容元件166积分。因此，仅根据仅依赖于经过时间而单调地增加的信号g(t)控制提供功率，可以避免第一微分信号Sd1成为了极大以后的第一微分信号Sd1的离散所导致的对控制信号Sc的影响。
而且，理想的是如图8所示，积分运算单元16的函数运算单元161在第一微分信号Sd1的大小比某个规定值小的情况下，按照具有某个正的斜率的函数f1将第一微分信号Sd1变换为第二微分信号Sd2，并且在第一微分信号Sd1的大小比前述规定值大的情况下，按照具有更小的正的斜率的函数f2将第一微分信号Sd1变换为第二微分信号Sd2。假设不进行基于函数运算单元161的变换而根据第一微分信号Sd1进行提供功率的控制，则如图10所示，在由于管内的金属的蒸发，发光强度急剧地上升的时间带，即灯电压VL急剧地上升的时间带(图中的区域C)中，使提供功率超过必要地降低，其结果发光强度的上升变慢。与此相反，在第一微分信号Sd1(＝dVS/dt)超过了某个规定值的情况下，通过对第一微分信号Sd1应用用于抑制对电容元件166的电流信号的增大的函数f1、f2，即使在灯电压VL急剧上升(即，第一微分信号Sd1变大)的时间区域中，也可以防止使提供功率超过需要地降低，使发光强度的收敛更快。
(实施例)
这里，对上述第一实施方式的函数运算单元161的具体的实施例进行说明。而且，以下所示的实施例是用于实现上述实施方式的函数运算单元161的具体的一例电路结构，函数运算单元161也可以通过下述以外的电路结构来实现。
图11是表示函数运算单元161的结构例的电路图。如参照图11，则该函数运算单元161具有：放大电路201、输出控制电路202和203、以及吸入缓冲器电路204。放大电路201包含放大器211。放大器211的正相输入端211a与函数运算单元161的输入端161a连接。放大器211的反相输入端211b经由电阻元件212与放大器211的输出端211c连接，并经由电阻元件213接地。而且，反相输入端211b与放大电路201的输出端201a连接。
输出控制电路202具有FET等晶体管214和‘或非电路’216。晶体管214的漏极端子与放大电路201的输出端201a连接。晶体管214的源极端子接地，栅极端子经由电阻元件215与‘或非电路’216的输出端连接。‘或非电路’216的一个输入端与比较器165c的输出端连接。而且，比较器165c是将上述第一实施方式的窗口比较器165a分为两个独立的比较器时的一个比较器，在电容元件166(参照图3)的两端电压V比规定值E0大的情况下，输出与逻辑1相当的电压。在灯电压VL超过了某个基准值时，在‘或非电路，216的另一个输入端中输入成为逻辑1的信号SVL。
输出控制电路203具有FET等晶体管221。晶体管221的漏极端子与放大电路201的输出端201a连接。晶体管221的源极端子被接地，栅极端子经由电阻元件222与比较器165d的输出端连接。而且，比较器165d是将上述第一实施方式的窗口比较器165a分为两个独立的比较器时的另一个比较器，在电容元件166(参照图3)的两端电压V大于规定值E2时，输出与逻辑1相当的电压。
吸入缓冲器电路204具有放大器231和二极管232。放大器231的正相输入端231a中输入被电阻分压的规定电压E4(相当于第四规定值)。放大器231的反相输入端231b与二极管232的阳极连接，放大器231的输出端231c与二极管232的阴极连接。而且，二极管232的阳极经由电阻元件233和电阻元件218与放大电路201的输出端201a连接。而且，电阻元件233和电阻元件218的连接点与函数运算单元161的输出端161b连接。
在该函数运算单元161中，如果电容元件166的两端电压V超过规定值E0(相当于图6(c)的时刻t1)，则晶体管214成为非连接状态，放大电路201的输出端201a中产生与第一微分信号Sd1对应的电位。这时，放大电路201的输出端201a的电位为规定电压E4以下时，虽然放大器231要使电流流到电阻元件233和218，但是被二极管232阻碍。因此，输出端161b的电位(第二微分信号Sd2)与第一微分信号Sd1大致相等(相当于图8所示的函数f1)。之后，放大电路201的输出端201a的电位超过规定电压E4时，由于吸入缓冲器电路204经由电阻元件218和233吸入电流，所以第二微分信号Sd2的值成为以下算式(4)所示的值(相当于图8所示的函数f2)。
〔算式4〕
Sd 2 = E 4 + ( Sd 1 - E 4 ) · R 233 R 233 + R 218 = Sd 1 · R 233 R 233 + R 218 + E 4 · R 218 R 233 + R 218 · · · ( 4 )
而且，在算式(4)中，R218和R233分别表示电阻元件218和233的电阻值。之后，在电容元件166的两端电压V超过规定值E2时，晶体管221成为连接状态，放大电路201的输出端201a被接地，停止来自输出端161b的信号输出。
(第二实施方式)
接着，作为本发明的放电灯点灯电路的第二实施方式，说明控制单元的另一个方式。图12是表示本实施方式的控制单元10b的结构的方框图。本实施方式的控制单元10b取代第一实施方式的功率运算单元11而具有功率运算单元31。功率运算单元31具有输入端31a和31b、以及输出端31c。输入端31a经由峰值保持电路21与次级线圈7b(参照图1)的中间抽头连接。输入端31b经由峰值保持电路22和缓冲器23与为检测放电灯L的灯电流IS而设置的电阻元件4(参照图1)的一端连接。输出端31c与误差放大器12的输入端12a连接。
功率运算单元31具有：微分运算单元15、第一积分运算单元32、第二积分运算单元33、电流控制单元34、V/I变换单元35以及电流源18和19。在它们中间，对于微分运算单元15、电流源18、19，由于与上述第一实施方式相同，所以省略详细的说明。
第一积分运算单元32是用于对基于从微分运算单元15输入的第一微分信号Sd1的第二微分信号Sd2进行时间积分而生成第一积分信号Si1的电路部分。积分运算单元32的输入端32a与微分运算单元15的输出端15b连接。积分运算单元32的输出端32b与V/I变换单元35连接。
第一积分运算单元32包括：函数运算单元161、V/I变换单元162(第一变换单元)、开关164a、电容元件(第一电容元件)166、开关167、电阻元件168、以及比较器169(第二电流控制单元)。它们的结构与上述第一实施方式一样。
第二积分运算单元33是用于对第一微分信号Sd1进行时间积分而生成第二积分信号Si2的电路部分。第二积分运算单元33包括：将作为电压信号的第一微分信号Sd1变换为第一电流信号Id1的V/I变换单元331(第二变换单元)、和将第一电流信号Id1充电的电容元件332(第二电容元件)。V/I变换单元331的输入端331a与微分运算单元15的输出端15b连接。V/I变换单元331的输出端331b与电容元件332的一端连接。而且，电容元件332的另一端被接地。
电流控制单元34是本实施方式中的第一电流控制单元，根据电容元件166的两端电压V(第一积分信号Si1)、以及电容元件332的两端电压(第二积分信号Si2)，控制对电容元件166提供第二电流信号Id2。电流控制单元34被构成为例如包含比较器341和342、以及‘与’电路343。比较器341的输入端与第二积分运算单元33的电容元件332的一端连接，输出端与‘与’电路343的一个输入端连接。比较器341在输入电压(即电容元件332的两端电压)比规定值E0(第一规定值)小时，输出与逻辑0相当的电压，在输入电压比规定值E0大时输出与逻辑1相当的电压。而且，比较器342的输入端与电容元件166的一端连接，输出端和‘与’电路343的另一个输入端连接。比较器342在输入电压(即电容元件166的两端电压V)比规定值E2小时输出与逻辑1相当的电压，并且在输入电压比规定值E0大时输出与逻辑0相当的电压。而且，‘与’电路343的输出端与开关164a的控制端子连接。开关164a在控制端子被输入与逻辑1相当的电压时成为连接状态，在控制端子被输入与逻辑0相当的电压时成为非连接状态。
而且，本实施方式的电流控制单元34通过开关164a控制对电容元件166提供第二电流信号Id2，但是电流控制单元34也可以通过直接地控制函数运算单元161或者V/I变换单元162来控制第二电流信号Id2。
V/I变换单元35是用于将第一积分信号Si1变换为电流信号I1的电路部分。V/I变换单元35的输入端35a与第一积分运算单元32的输出端32b连接。V/I变换单元35的输出端35b经由电阻元件24与功率运算单元31的输入端31b连接。V/I变换单元35输出例如与图13所示的函数对应的电流I1。即，V/I变换单元35输出与第一积分信号Si1成比例的大小的电流信号I1。
对于具有以上结构的功率运算单元31的动作，再次参照图6和图7进行说明。在点灯开始后，在来自微分运算单元15的输出信号稳定时(图6(c)的时刻t0)，从微分运算单元15输出的第一微分信号Sd1(＝dVS/dt)在第二积分运算单元33的V/I变换单元331中被变换为电流信号Id1，对电容元件332充电。由此，第一微分信号Sd1在电容元件332中被时间积分，生成第二积分信号Si2。
接着，在电容元件332的两端电压(即，第二积分信号Si2)达到规定值E0时(图6、图7的时刻t1)，比较器341的输出成为逻辑1，开关164a被控制为连接状态，开始对电容元件166提供第二电流信号Id2。即，从微分运算单元15输出的第一微分信号Sd1通过函数运算单元161被变换为第二微分信号Sd2，第二微分信号Sd2在V/I变换单元162中被变换为第二电流信号Id2，通过开关164a对电容元件166进行充电。由此，第二微分信号Sd2在电容元件166中被时间积分，生成第一积分信号Si1。
第一积分信号Si1从第一积分运算单元32被输出，被输入V/I变换单元35。然后，第一积分信号Si1在V/I变换单元35中被变换为电流信号I1。在第一积分信号Si1缓慢地增加时(图6(c))，由于电流信号I1增加，所以电阻元件24中的压降增加，从V-F变换单元13(参照图1)输出的控制信号Sc的频率逐渐变大。由此，对放电灯L的提供功率被缓慢降低(图7(a))。
接着，在电容元件166的两端电压V(即第一积分信号Si1)达到规定值E1时(图6、图7的时刻t2)，通过比较器169将开关167控制为连接状态。由此，在第二电流信号Id2上重叠来自恒压源Vcc的电流，电容元件166的两端电压V成为在第二微分信号Sd2的积分值上重叠了时间函数g(t)的值。该两端电压V被作为第一积分信号Si1输出，从提供给放电灯L的提供功率中，减少了与该第一积分信号Si1对应的功率(图7(a))。
接着，在电容元件166的两端电压V(第一积分信号Si1)达到规定值E2(＞E1)时(图6、图7的时刻t3)，比较器342的输出成为逻辑0，开关164a被控制为非连接状态，停止对电容元件166提供第二电流信号Id2。由此，对电容元件166仅提供来自恒压源Vcc的电流，对放电灯L的提供功率仅随着时间函数g(t)被减少，逐渐收敛到目标功率(例如35〔W〕)(图7(a))。
通过以上说明的本实施方式的放电灯点灯电路(控制单元10b)得到的效果如下所述。即，按照该放电灯点灯电路，与上述第一实施方式一样，可以抑制放电灯L的个体差异或随时间变化导致的灯电压VL的离散的影响，同时适当地控制提供功率。而且，即使点灯开始之后的灯电压VL受到来自起动电路3的高压脉冲的影响而变动，也可以通过将该变动平均化的作用而减少对功率控制的影响，可以在每次动作时再现性良好地控制提供功率。
而且，也可以如本实施方式那样，控制单元10b具有将第一微分信号Sd1进行时间积分而生成第二积分信号Si2的第二积分运算单元33，在第二积分信号Si2达到了规定值E0之后，将基于第一积分信号Si1的控制信号Sc提供给功率提供单元2(参照图1)。由此，由于可以在所谓第一微分信号Sd1的积分值(第二积分信号Si2)达到规定值E0的一定条件下，开始基于第一积分信号Si1的功率控制，所以即使在点灯开始之后的灯电压VL的个体差异大的情况下，也可以更有效地抑制该个体差异的影响。
而且，也可以如本实施方式那样，第一积分运算单元32包含V/I变换单元162和电容元件166，第二积分运算单元33包含V/I变换单元331和电容元件332，电流控制单元34在电容元件332的两端电压(即第二积分信号Si2)达到规定值E0之后，控制第二电流信号Id2，以便将第二电流信号Id2提供给电容元件166。
通过该结构，可以通过电容元件332对第一微分信号Sd1进行积分而适当地生成第二积分信号Si2。然后，在电容元件332的两端电压(即第二积分信号Si2)达到了规定值E0之后，通过控制第二电流信号Id2以将第二电流信号Id2提供给电容元件166，可以进行第二微分信号Sd2的积分运算，适当地生成第一积分信号Si1。
本发明的放电灯点灯电路不限于上述的各实施方式，可以有各种变形例。例如，在上述各实施方式中通过模拟电路构成控制单元(特别是功率运算单元)，但本发明的控制单元(特别是功率运算单元)也可以通过在具有CPU和存储器的计算机中执行规定的软件来实现。

Claims (10)

1.一种放电灯点灯电路，用于对放电灯提供用于使该放电灯点亮的功率，其特征在于，该放电灯点灯电路包括：
控制单元，基于所述放电灯的电极间电压，生成用于控制所述功率的大小的控制信号；以及
功率提供单元，将基于来自所述控制单元的所述控制信号的所述功率提供给所述放电灯，
所述控制单元具有：微分运算单元，将对应于所述电极间电压的信号进行时间微分而生成第一微分信号；以及第一积分运算单元，将随着所述第一微分信号的增减而单调地增减的第二微分信号进行时间积分而生成第一积分信号，所述控制单元生成所述控制信号，使得对应于所述第一积分信号的增加而所述功率减少。
2.如权利要求1所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述第一积分运算单元还将所述第一微分信号进行时间积分而生成第二积分信号，
所述控制单元在所述第二积分信号达到了第一规定值后，将基于所述第一积分信号的所述控制信号提供给所述功率提供单元。
3.如权利要求2所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述第一积分运算单元包括：
第一变换单元，将所述第二微分信号变换为第二电流信号；
第二变换单元，将所述第一微分信号变换为第一电流信号；
第一电容元件，以所述第一电流信号充电，并将其两端电压作为所述第二积分信号输出，并且，以所述第二电流信号充电，并将其两端电压作为所述第一积分信号输出；以及
第一电流控制单元，根据所述第一电容元件的两端电压，控制对所述第一电容元件提供所述第一电流信号和所述第二电流信号，
所述第一电流控制单元控制所述第一电流信号和所述第二电流信号，使得首先将所述第一电流信号提供给所述第一电容元件，在所述第一电容元件的两端电压达到所述第一规定值之后，将所述第二电流信号提供给所述第一电容元件。
4.如权利要求1所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述控制单元还具有将所述第一微分信号进行时间积分而生成第二积分信号的第二积分运算单元，在所述第二积分信号达到了第一规定值之后，将基于所述第一积分信号的所述控制信号提供给所述功率提供单元。
5.如权利要求4所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述第一积分运算单元包括：
第一变换单元，将所述第二微分信号变换为第二电流信号；以及
第一电容元件，以所述第二电流信号充电，并且将其两端电压作为所述第一积分信号输出，
所述第二积分运算单元包括：
第二变换单元，将所述第一微分信号变换为第一电流信号；以及
第二电容元件，以所述第一电流信号充电，并且将其两端电压作为所述第二积分信号输出，
所述控制单元还具有第一电流控制单元，该第一电流控制单元控制对所述第一电容元件提供所述第二电流信号，使得在所述第二电容元件的两端电压达到了所述第一规定值之后，将所述第二电流信号提供给所述第一电容元件。
6.如权利要求3或5所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述第一积分运算单元还包括：
电阻元件，被连接在恒压源和所述第一电容元件之间；以及
第二电流控制单元，在所述第一电容元件的两端电压比第二规定值大的情况下，将来自所述恒压源的电流提供给所述第一电容元件。
7.如权利要求6所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
在所述第一电容元件的两端电压已达到比所述第二规定值还大的第三规定值之后，所述第一电流控制单元停止对所述第一电容元件提供所述第二电流信号，
所述第三规定值在所述第一微分信号成为极大的时刻的所述第一电容元件的两端电压值以下。
8.如权利要求1至5的任意一项所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述第一积分运算单元包含函数运算单元，该函数运算单元接受所述第一微分信号而生成所述第二微分信号，
所述函数运算单元在所述第一微分信号的大小比第四规定值小的情况下，按照具有正的第一斜率的函数将所述第一微分信号变换为所述第二微分信号，并且在所述第一微分信号的大小比所述第四规定值大的情况下，按照具有比所述第一斜率小的正的第二斜率的函数将所述第一微分信号变换为所述第二微分信号。
9.如权利要求6所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述第一积分运算单元包含函数运算单元，该函数运算单元接受所述第一微分信号而生成所述第二微分信号，
所述函数运算单元在所述第一微分信号的大小比第四规定值小的情况下，按照具有正的第一斜率的函数将所述第一微分信号变换为所述第二微分信号，并且在所述第一微分信号的大小比所述第四规定值大的情况下，按照具有比所述第一斜率小的正的第二斜率的函数将所述第一微分信号变换为所述第二微分信号。
10.如权利要求7所述的放电灯点灯电路，其特征在于，
所述第一积分运算单元包含函数运算单元，该函数运算单元接受所述第一微分信号而生成所述第二微分信号，
所述函数运算单元在所述第一微分信号的大小比第四规定值小的情况下，按照具有正的第一斜率的函数将所述第一微分信号变换为所述第二微分信号，并且在所述第一微分信号的大小比所述第四规定值大的情况下，按照具有比所述第一斜率小的正的第二斜率的函数将所述第一微分信号变换为所述第二微分信号。
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