CN101527996B - 放电灯点亮电路 - Google Patents
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Abstract
本发明的放电灯点亮电路实现点亮电路的小型化和成本降低。本发明的放电灯点亮电路对放电灯(3)提供交流电力,其包括:第1变换器及第2变换器(CON1、CON2),接受电源(1)的直流电压并升压;以及控制电路(4),进行控制,以通过采用第1频率使上述第1变换器及第2变换器(CON1、CON2)交替地驱动动作,而没有驱动动作的一侧则使其停止动作,从而对上述放电灯(3)提供交流电力,进行点亮动作。
Description
技术领域
本发明涉及用于防止放电灯的中途熄灭的放电灯点亮电路。
背景技术
以往,在通过交流点亮金属卤化物灯(metal halide lamp)等放电灯时,为了避免放电管内的气流与点亮频率谐振的、所谓声音共鸣,期望以几百Hz以下的频率来点亮。例如在汽车用放电灯中,该放电灯的点亮频率推荐值为250Hz~750Hz。然而,当前的车辆用的放电灯点亮电路的电路结构为,接受电池输入电压,通过DC/DC变换器(converter)将其升压为放电灯所需的直流电压,并在其后级设置全桥逆变器(full bridge inverter),从而交流变换为放电灯的点亮频率。并且,起动器电路产生放电灯的起动所需的25kV左右的高电压脉冲。点亮辅助电路通过在放电灯的起动之后流过过大的电流,并助长从辉光(glow)放电到电弧(arc)放电的放电成长,从而实现瞬间点亮。
这里,在专利文献1中,作为这种技术,公开了具备DC/DC变换器和全桥逆变器的车辆用的放电灯电路。
专利文献1:(日本)特开平11-329777号公报
但是,如前所述,以往的放电灯点亮电路为规格化的结构,大型的电子部件数较多,这成为放电灯点亮电路的小型化以及成本降低的障碍,成为汽车用放电灯无法充分普及的较大因素。
例如,在前述的专利文献1所公开的电路结构中,DC/DC变换器的开关元件和整流二极管的发热较大,各个元件容易局部地产生高温。并且,在该结构中,还需要用于驱动全桥逆变器的4个开关元件的驱动器电路,成为小型化以及成本降低的障碍。
发明内容
因此,本发明的课题在于,从根本上改变前述的规格化的结构,从而实现点亮电路的小型和成本降低。
本发明的第1方案的放电灯点亮电路是对放电灯提供交流电力的放电灯点亮电路,其包括:第1变换器及第2变换器,接受直流电压并升压;以及控制电路,进行控制,以通过采用第1频率使上述第1变换器及第2变换器交替地驱动动作,而没有驱动动作的一侧则使其停止动作,从而对上述放电灯提供交流电力,进行点亮动作。
从而,通过第1变换器及第2变换器,电路本身被小型化。
并且,在该第1方案中,所述第1变换器及第2变换器可以采用以下任意一种结构,即:
(a)包括绝缘型的第1变压器、在直流电源和该第1变压器的初级线圈之间串联连接的第1开关元件、以及在输出端和上述第1变压器的次级线圈之间串联连接的第2开关元件,在上述第1频率的各个半周期期间,上述第1开关元件以及第2开关元件以比该第1频率高的第2频率同步驱动,
(b)包括绝缘型的第2变压器、在直流电源和该第2变压器的初级线圈之间串联连接的第3开关元件、在一个输出端和上述第2变压器的次级线圈之间串联连接的第1整流元件、以及在所述一个输出端和另一个输出端之间连接的第4开关元件,在上述第3开关元件驱动动作的期间,上述第4开关元件为截止状态,在上述第3开关元件停止动作的期间,上述第4开关元件为导通状态,
(c)包括绝缘型的第3变压器、在直流电源和该第3变压器的初级线圈之间串联连接的第5开关元件、在输出端和上述第3变压器的次级线圈之间串联连接的第6开关元件、以及与该第6开关元件并联连接的第2整流元件,在上述第5开关元件驱动动作的期间,上述第6开关元件为截止状态,在上述第5开关元件停止动作的期间,上述第6开关元件为导通状态。
上述第1变换器、第2变换器中的次级侧的第2、第4、第6开关元件的至少其中一个可以由绝缘栅型双极晶体管构成。
上述第1变换器、第2变换器中的绝缘型的第1变压器至第3变压器可以相互共用磁体的一部分。
或者,也可以包括起动器电路,用于起动上述放电灯,并具有从上述第1变换器以及第2变换器中的一个接受充电用电压的起动器用电容器,对该起动器电路提供充电用电压的一侧的变换器如上述(b)或者(c)那样构成,次级侧的上述第4开关元件或者第6开关元件由绝缘栅型双极晶体管构成。
在某一方式的放电灯点亮电路中,也可以是第1变换器及第2变换器分别包括:绝缘型的第2变压器;与第2变压器的初级线圈串联连接的第3开关元件;设置在输出端与上述第2变压器的次级线圈之间的第1整流元件;以及在上述输出端和固定电压端子之间串联连接的第4开关元件以及电流检测电阻。上述控制电路可以在使上述第3开关元件驱动动作的期间,将上述第4开关元件设为截止状态,在使上述第3开关元件停止动作的期间,将上述第4开关元件设为导通状态。并且上述控制电路可以在使上述第1变换器驱动动作的期间,将上述第1变换器侧的上述第3开关元件的导通、截止的占空比至少基于在上述第2变换器侧的上述电流检测电阻上产生的电压降进行调节,而在使上述第2变换器驱动动作的期间,将上述第2变换器侧的上述第3开关元件的导通、截止的占空比至少基于在上述第1变换器侧的上述电流检测电阻上产生的电压降进行调节。
根据该方式,通过在第1、第2变换器中分别设置的电流检测电阻,能够很好地检测放电灯中沿第1方向流过的灯电流,和沿与其相反的第2方向流过的灯电流,且能够很好地驱动在第1、第2变换器中分别设置的第3开关元件。此外,在放电灯的开路(open)状态中,由于在第1、第2变换器的输出所设置的平滑电容器中积累的电荷不能流入放电灯,因而经由第4开关元件流入固定电压端子(例如接地端子)。这时,能够通过电流检测电阻来限制流过第4开关元件的电流,能够保护电路。
在某一方式的放电灯点亮电路中,也可以是上述第1变换器及第2变换器分别包括:绝缘型的第2变压器;与上述第2变压器的初级线圈串联连接的第3开关元件;设置在输出端与上述第2变压器的次级线圈之间的第1整流元件;以及其一端与上述输出端连接的第4开关元件。上述第1变换器侧的上述第4开关元件的另一端与设置在上述第2变换器侧的上述第4开关元件的另一端可以公共地连接。上述放电灯点亮电路可以还包括电流检测电阻,其设置在上述第4开关元件的公共连接的上述另一端和固定电压端子之间。上述控制电路可以在使上述第3开关元件驱动动作的期间,将上述第4开关元件设为截止状态,在使上述第3开关元件停止动作的期间,将上述第4开关元件设为导通状态。并且上述控制电路可以在使上述第1变换器驱动动作的期间,将上述第1变换器侧的上述第3开关元件的导通、截止的占空比至少基于在上述电流检测电阻上产生的电压降进行调节,而在使上述第2变换器驱动动作的期间,将上述第2变换器侧的上述第3开关元件的导通、截止的占空比至少基于在上述电流检测电阻上产生的电压降进行调节。
根据该方式,通过在第1、第2变换器中分别公共地设置的电流检测电阻,能够很好地检测放电灯中沿第1方向流过的灯电流,和沿与其相反的第2方向流过的灯电流。并且,在放电灯的开路状态中,由于在第1、第2变换器的输出所设置的平滑电容器中积累的电荷不能流入放电灯,因而经由第4开关元件流入固定电压端子(例如接地端子)。这时,能够通过电流检测电阻来限制流过第4开关元件的电流,能够保护电路。该方式从电路面积以及成本的观点上是有利的。
根据第1方案的发明,能够提供实现点亮电路的小型化和成本降低的放电灯点亮电路。并且,通过使第1、第2变换器交替地动作,从而发热量减少且发热部位被分散,不会产生局部高温,可靠性提高。
根据第2方案的发明,实现部件数的减少、电路的小型化、低成本化。
根据第3方案的发明,通过第1、第2变压器的磁体的一部分被共用,从而能够减小装载的体积,实现小型化。
根据第4方案的发明,能够减少电路的发热。
根据第5方案的发明,在对起动器电路提供充电用电压的一侧的变换器的开关元件中采用IGBT,从而有效减少电路的发热。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的放电灯点亮电路的概念图。
图2是本发明第2实施方式的放电灯点亮电路的结构图。
图3是表示本发明第2实施方式的放电灯点亮电路的开关动作的定时图。
图4是本发明第3实施方式的放电灯点亮电路的结构图。
图5是表示本发明第3实施方式的放电灯点亮电路的开关动作的定时图。
图6是本发明第4实施方式的放电灯点亮电路的结构图。
图7是表示本发明第4实施方式的放电灯点亮电路的开关动作的定时图。
图8是本发明第5实施方式的放电灯点亮电路的结构图。
图9是表示本发明第5实施方式的放电灯点亮电路的开关动作的定时图。
图10是本发明第6实施方式的放电灯点亮电路的结构图。
图11是表示本发明第6实施方式的放电灯点亮电路的开关动作的定时图。
图12是本发明第7实施方式的放电灯点亮电路的结构图。
图13是表示本发明第7实施方式的放电灯点亮电路的开关动作的定时图。
图14是表示用于第1、第2变换器的变压器的配置的图。
图15(a)和图15(b)是实施方式的放电灯点亮电路的结构图。
图16(a)和图16(b)是分别在开路状态中的图15(a)的放电灯点亮电路的动作波形图以及对比技术的动作波形图。
标号说明
1...电源,2...起动器,3...放电灯,4...控制电路,CON1、CON2...变换器,S1~S10...开关元件,Q2~Q5...开关元件,C1~C5...电容器,L1...电感器,T1~T3...变压器,D1~D6...二极管,R1~R3...电流检测用电阻
具体实施方式
以下,参照附图详细说明用于实施本发明的优选方式(下面,简称为实施方式)。
该一实施方式的放电灯点亮电路(图1中后述)例如是用于汽车灯具最好是用于前照灯的放电灯点亮电路。并且,将以往的DC/DC变换器中的DC/DC变换功能和全桥逆变器中的DC/AC变换功能进行组合,从而共用电子部件,实现小型化、低成本化。
(第1实施方式)
图1中表示本发明第1实施方式的放电灯点亮电路的概念图来进行说明。
如该图1所示,放电灯点亮电路例如用于汽车,尤其适合于前照灯等。采用低频交流点亮方式,包括电池等电源1,开关SW0,双系统的第1以及第2变换器CON1、CON2,开关元件S1、S2,起动器电路2,放电灯3。该第1以及第2变换器CON1、CON2是不仅升压有时还降压的升降压变换器,构成变换器输出的输出端与放电灯3的电极分别电连接。
在这样的结构中,在开关SW0导通的放电灯3点亮时,控制电路4使第1以及第2变换器CON1、CON2交替地动作。并且,控制电路4将该动作停止的一方的变换器CON1或者CON2的变换器输出经由开关元件S1或S2设为GND接地。通过重复这样的动作,对放电灯3等提供交流电力。用于使该第1、第2变换器CON1、CON2交替地动作的频率被定义为“点亮频率”。
下面,更具体地说明该放电灯点亮电路的动作。
例如,放电灯3中流过电流IL1(将电流的流向与相同符号一起用箭头表示)时的动作以及状态,在控制电路4的控制下,第1变换器CON1为升压动作,第2变换器CON2为停止状态,开关元件S1为开路状态,开关元件S2为短路(short)状态(GND接地)。
从该状态,将流过放电灯3的电流的方向切换为电流IL2(将电流的流向与相同符号一起用箭头表示)时,按照以下的顺序进行控制。
即,为了设置第1变换器CON1和第2变换器CON2的双方动作停止的时间,控制电路4首先停止第1变换器CON1的动作。接着将开关元件S2从短路状态切换到开路状态,将开关元件S1从开路状态切换到短路状态。然后,使第2变换器CON2从停止状态开始动作。通过以上的动作,流过放电灯3的电流的方向从电流IL1切换为电流IL2的方向。
另一方面,在将流过放电灯3的电流的方向从电流IL2切换为电流IL1时,按照以下的顺序进行控制电路4的控制。
即,为了设置第1变换器CON1和第2变换器CON2的双方动作停止的时间,控制电路4首先停止第2变换器CON2的动作。接着将开关元件S1从短路状态设为开路状态,将开关元件S2从开路状态设为短路状态,使第1变换器CON1从停止状态开始动作。通过以上的动作,流过放电灯3的电流的方向从电流IL2切换为电流IL1的方向。
这样,第1实施方式的放电灯点亮电路是低频交流点亮方式的放电灯点亮电路,具有双系统的升降压用变换器,第1、第2变换器CON1、CON2的变换器输出分别连接到放电灯3的电极。并且,在控制电路4的控制下,以放电灯3的“点亮频率”交替地重复第1以及第2变换器CON1、CON2的动作/停止,从而能够对该放电灯3提供合适的低频交流电力。
下面,更加详细地叙述将包含前述的第1实施方式的本发明进一步体现的第2至第7实施方式的放电灯点亮点路。
(第2实施方式)
图2中表示本发明第2实施方式的放电灯点亮电路的结构来进行说明。
如该图2所示,放电灯点亮电路主要包括第1以及第2变换器CON1、CON2,起动器电路2,放电灯3,控制电路4。
从未图示的电源提供的电源电压经由电感器L1被提供给第1变换器CON1的变压器T1的初级侧(初级侧线圈T1a)。电容器C1,其一端连接到电感器L1的电源侧的端子,另一端接地。该变压器T1的各个线圈T1a、T1b的缠绕起点在图中用黑图表示。在第1变换器CON1中,在变压器T1的初级线圈T1a的缠绕终端端子上连接了开关元件Q2,在该变压器T1的次级线圈T1b的缠绕终端端子上配置了整流二极管D3和平滑电容器C3,该平滑电容器C3的端子电压作为输出电压被取出。在该例子中,作为开关元件Q2采用N沟道MOS型FET(场效应晶体管),在其栅极上被提供来自控制电路4的控制信号SW1,通过进行该开关元件Q2的开关控制,输出电压的值被可变控制。
即,通过开关元件Q2的导通/截止控制,在变压器T1中积累的能量经由整流二极管D3被存储到平滑用电容器C3。在该第1变换器CON1的输出端上配设了开关元件S1。
在该例子中,作为开关元件S1采用N沟道MOS型FET(场效应晶体管),在其栅极上被提供来自控制电路4的控制信号SW3,进行该开关元件S1的开关控制。该开关元件S1的漏极连接到整流二极管D3的阴极,源极经由电流检测用的电阻R1连接到平滑用电容器C3的GND接地端。该电阻R1和开关元件S1的连接端与控制电路4连接并检测出电流IL1。
另一方面,同样地,从未图示的电源提供的电源电压经由电感器L1还被提供给第2变换器CON2的变压器T2的初级侧(初级侧线圈T2a)。该变压器T2的各个线圈T2a、T2b的缠绕起点在图中用黑图表示。在第2变换器CON2中,在变压器T2的初级线圈T2a的缠绕终端端子上连接了开关元件Q4,在该变压器T2的次级线圈T2b的缠绕终端端子上配置了整流二极管D4和平滑电容器C4,该平滑电容器C4的端子电压作为输出电压被取出。在该例子中,作为开关元件Q4采用N沟道MOS型FET(场效应晶体管),在其栅极上被提供来自控制电路4的控制信号SW2,通过进行该开关元件Q4的开关控制,输出电压的值被可变控制。
即,通过开关元件Q4的导通/截止控制,在变压器T2中积累的能量经由整流二极管D4被存储到平滑用电容器C4。并且,在该第2变换器CON2的输出端上配设了开关元件S2。在该例子中,作为开关元件S2采用了绝缘栅型双极晶体管(IGBT;insulated gate bipolar transistor),在其栅极上被提供来自控制电路4的控制信号SW4,进行该开关元件S2的开关控制。该开关元件S2的集电极连接到整流二极管D4的阴极,发射极经由电流检测用的电阻R2与平滑用电容器C4的GND接地端连接。该电阻R2和开关元件S2的连接端与控制电路4连接并检测出电流IL2。
起动器电路2包括变压器T3。在包含该变压器T3的初级线圈的初级侧电路中,对该初级线圈设置了电容器C5以及开关元件SG1。在该例子中,作为开关元件SG1,使用放电器(spark gap)元件等。即,电容器C5的一端与变压器T3的初级线圈和次级线圈的一端连接,该电容器C5的另一端经由开关元件SG1与初级线圈的另一个端子连接。即,当对开关元件SG1的供电电压超出其阈值从而导通时,该电容器C5所积累的电荷被放出,在变压器T3的次级线圈产生的高压脉冲作为起动用脉冲被叠加到第1或者第2变换器CON1、CON2的输出后提供给放电灯3。
在该例子中,由于生成起动器电路的充电用电压所需的高电压被施加到开关元件S2,因此通过采用具有高耐压性且导通电压也低的IGBT作为该开关元件S2,从而能够抑制元件的功耗,减少电路的发热。
下面,参照图3说明基于上述结构的动作。
在上述结构中,控制电路4通过导通开关元件Q2从而使第1变换器CON1的动作开始,通过截止开关元件Q4从而停止第2变换器CON2的动作,将开关元件S1截止,将开关元件S2导通。由此,电流IL1流过放电灯3(期间PA1)。
从该状态,将流过放电灯3的电流的方向切换为电流IL2时,为了设置第1变换器CON1和第2变换器CON2的双方动作停止的时间,控制电路4首先通过截止开关元件Q2从而停止第1变换器CON1的动作。接着将开关元件S2截止,将开关元件S1导通。然后,通过导通开关元件Q4从而使基于第2变换器CON2的升压动作开始。通过以上的动作,流过放电灯3的电流的方向从电流IL1切换为电流IL2的方向(期间PA2)。
然后,当再次将流过放电灯3的电流的方向从电流IL2切换为电流IL1时,为了设置第1变换器CON1和第2变换器CON2的双方动作停止的时间,控制电路4首先通过截止开关元件Q4从而停止第2变换器CON2的动作。接着将开关元件S1截止,将开关元件S2导通,通过导通开关元件Q2从而使第1变换器CON1的动作开始。通过以上的动作,流过放电灯3的电流的方向从电流IL2切换为电流IL1的方向(期间PA3)。
通过以放电灯3的点亮频率来重复这样的基于点亮周期的动作,从而能够对该放电灯3提供合适的低频交流电力。
如以上说明的那样,在第2实施方式的放电灯点亮电路中,第1、第2变换器CON1、CON2的输出侧(变压器T1、T2的次级侧线圈T1b、T2b侧)和开关元件S1、S2(以下,称为次级侧开关元件)并联连接。在各个变换器中送出电流的侧的一端,通过次级侧开关元件中的次级侧整流来产生输出电力,这成为流过放电灯3的电流。此外,在各个变换器中,吸入电流的侧的另一端,通过次级侧开关元件导通,从而吸入流过了放电灯3的电流。
(第3实施方式)
图4中表示本发明第3实施方式的放电灯点亮电路的结构来进行说明。
这里,对于与图2相同的结构附加相同标号,并省略重复的说明。
在前述的第2实施方式(图2)中,在第1、第2变换器CON1、CON2的输出端配设了开关元件S1、S2,但在该第3实施方式中该元件被省略。并且,对第1、第2变换器CON1、CON2配设了整流二极管D3、D4,但该结构也被省略。
即,在第1变换器CON1中,在变压器T1的次级侧的缠绕起始端子上设置了开关元件Q3。在该例子中,作为开关元件Q3采用了N沟道MOSFET。该开关元件Q3的漏极与变压器T1的次级线圈T1b的缠绕起始端子连接,源极接地。
特征在于,该开关元件Q3在第1变换器CON1进行升压动作时还兼顾了作为整流用的开关元件的功能。
在变压器T1的次级侧的缠绕终端端子上配置了平滑电容器C3,该平滑电容器C3的端子电压作为输出电压被取出。
这时,在开关元件Q3的栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT1,通过基于该控制信号RECT1进行开关元件Q3的开关控制,输出电压的值被可变控制。
另一方面,在第2变换器CON2中,在变压器T2的次级侧的缠绕起始端子上设置了开关元件Q5。在该例子中,作为开关元件Q5也采用N沟道MOSFET。该开关元件Q5的漏极与变压器T2的次级线圈T2b的缠绕起始端子连接,源极接地。
这里也同样地,该开关元件Q5在第2变换器CON2进行升压动作时还兼顾了作为整流用的开关元件的功能。
在变压器T2的次级侧的缠绕终端端子上配置了平滑电容器C4,该平滑电容器C4的端子电压作为输出电压被取出。
这时,在开关元件Q5的栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT2,通过进行该开关元件Q5的开关控制,输出电压的值被可变控制。
下面,参照图5详细叙述基于上述结构的特征动作。
在前述的结构中,当第1变换器CON1动作时,开关元件Q2作为升压用的开关元件起作用,开关元件Q3作为整流用的开关元件起作用,开关元件Q3进行同步整流。并且,将开关元件Q4截止从而将第2变换器CON2设为非动作,通过使开关元件Q5导通,放电灯3中流过电流IL1(期间PB1)。
另外,同步整流的情况在图5中作为标号100放大表示。这里,表示了开关元件Q2、Q3的导通/截止状态、以及与各个状态对应的各个开关元件Q2、Q3中流过的电流的特性(Q2ID、Q3ID)。这里,Q2ID的波形是将从开关元件Q2的漏极流向源极的方向设为正,Q3ID的波形是将从开关元件Q3的源极流向漏极的方向设为正。
与此相反,当第2变换器CON2动作时,开关元件Q4作为升压用的开关元件起作用,开关元件Q5作为整流用的开关元件起作用,该开关元件Q5进行同步整流。并且,将开关元件Q2截止从而将第1变换器CON1设为非动作,通过使开关元件Q3导通,放电灯3中流过电流IL2(期间PB2)。
通过以放电灯3的点亮频率来重复该第1、第2变换器CON1、CON2的动作,从而能够对该放电灯3施加低频交流电力。
如以上说明的那样,在第3实施方式中,第1、第2变换器CON1、CON2为绝缘型的开关变换器,在各个变换器的变压器T1、T2的次级侧线圈T1b、T2b上串联连接了开关元件Q3、Q5。
在各个变换器中送出电流的侧的一端,通过开关元件Q3、Q5的同步整流来产生输出电力,这成为流过放电灯3的电流。此外,在各个变换器中,吸入电流的侧的另一端,通过开关元件Q3、Q5导通,从而能够吸入流过了放电管3的电流。这样,由于开关元件Q3、Q5还作为整流用起作用,因此能够削减部件数量。
(第4实施方式)
图6中表示本发明第4实施方式的放电灯点亮电路的结构来进行说明。
这里,对于与图4相同的结构附加相同标号,并省略重复的说明。
在第3实施方式(图4)中,在第1、第2变换器CON1、CON2的变压器T1、T2的次级侧的缠绕起始端子上设置了作为开关元件Q3、Q5的N沟道MOSFET,当各个变换器进行升压动作时,该开关元件Q3、Q5还兼顾了作为整流用的开关元件的功能。相对地,在该第4实施方式的放电灯点亮电路中,该开关元件Q3、Q5被置换为由IGBT构成的开关元件S3、S4,并附加了二极管D5、D6。
即,在第1变换器CON1中,在变压器T1的次级侧的缠绕起始端子上设置了开关元件S3。在该例子中,作为开关元件S3采用了IGBT。该开关元件S3的集电极与变压器T1的次级线圈T1b的缠绕起始端子连接,发射极接地。
并且,通过在该开关元件S3的发射极-集电极之间连接的二极管D5,在第1变换器CON1进行升压动作时整流。该二极管D5的阳极连接到开关元件S3的发射极,阴极连接到开关元件S3的集电极。
在变压器T1的次级侧的缠绕终端端子上配置了平滑电容器C3,该平滑电容器C3的端子电压作为输出电压被取出。
这时,在开关元件S3的栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT3,进行该开关元件S3的开关控制。
与此同样地,在第2变换器CON2中,在变压器T2的次级侧的缠绕起始端子上设置了开关元件S4。在该例子中,作为开关元件S4也采用了IGBT。该开关元件S4的集电极与变压器T2的次级线圈T2b的缠绕起始端子连接,发射极接地。
并且,通过在该开关元件S4的发射极-集电极之间连接的二极管D6,在第2变换器CON2进行升压动作时整流。该二极管D6的阳极连接到开关元件S4的发射极,阴极连接到开关元件S4的集电极。
在变压器T2的次级侧的缠绕终端端子上配置了平滑电容器C4,该平滑电容器C4的端子电压作为输出电压被取出。
这时,在开关元件S4的栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT4,进行该开关元件S4的开关控制。
在该例子中,由于生成起动器电路的充电用电压所需的高电压被施加到开关元件S4,因此通过采用具有高耐压性且导通电压也低的IGBT作为该开关元件S4,能够抑制元件的功耗,减少电路的发热。
下面,参照图7详细叙述基于上述结构的特征性动作。
当第1变换器CON1动作时,开关元件Q2作为升压用的开关元件起作用,该开关元件Q2被导通/截止,通过使开关元件S3截止,从而通过在开关元件S3的发射极-集电极之间连接的二极管D5进行整流。在该状态下,通过使开关元件S4导通,放电灯3中流过电流IL1(期间PC1)。
另一方面,当第2变换器CON2动作时,开关元件Q4作为升压用的开关元件起作用,该开关元件Q4被导通/截止,通过使开关元件S4截止,从而通过在该开关元件S4的发射极-集电极之间连接的二极管D6进行整流。并且,在该状态下,通过使开关元件S3导通,放电灯3中流过电流IL2(期间PC2)。
通过以放电灯3的点亮频率来重复该第1、第2变换器CON1、CON2的动作,从而能够对该放电灯3施加低频交流电力。
如以上说明的那样,在第4实施方式的放电灯点亮电路中,第1、第2变换器CON1、CON2的变压器T1、T2的次级侧线圈T1b、T2b上串联连接了开关元件S3、S4。
并且,在各个变换器中送出电流的侧的一端,通过在开关元件S3、S4的发射极-集电极之间连接的二极管D5、D6进行整流,这成为流过放电灯3的电流。在各个变换器中,吸入电流的侧的另一端,通过开关元件S3、S4导通,从而吸入流过了放电灯3的电流。
这样,与开关元件S3、S4并联连接的二极管D5、D6也作为整流用二极管起作用。这里,通过将二极管D5、D6使用与IGBT被封入同一封装内的元件,能够削减部件数量。
(第5实施方式)
图8中表示本发明第5实施方式的放电灯点亮电路的结构来进行说明。
第5实施方式的放电灯点亮电路与前述的第3实施方式采用相同的结构。但是,在前述的第3实施方式(图4)中,当第1变换器CON1进行升压动作时,开关元件Q3作为整流用的开关元件起作用,且该开关元件Q3进行同步整流。并且,当第2变换器CON2进行升压动作时,开关元件Q5作为整流用的开关元件起作用,且该开关元件Q5进行同步整流。
相对地,第5实施方式的特征在于,将相当于开关元件Q3、Q5的、由N沟道MOSFET构成的开关元件S5、S6的寄生二极管无源地(passive)使用从而进行整流。
下面,参照图9详细叙述基于上述结构的特征性动作。
当第1变换器CON1动作时,开关元件Q2作为升压用的开关元件起作用,该开关元件Q2被导通/截止,开关元件S5作为整流用的开关元件起作用,将该开关元件S5的寄生二极管无源地使用从而进行整流。在该状态下,通过使开关元件S6导通,放电灯3中流过电流IL1(期间PD1)。
另一方面,当第2变换器CON2动作时,开关元件Q4作为升压用的开关元件起作用,该开关元件Q4被导通/截止,开关元件S6作为整流用的开关元件起作用,将该开关元件S6的寄生二极管无源地使用从而进行整流。并且,在该状态下,通过使开关元件S5导通,放电灯3中流过电流IL2(期间PD2)。
通过以放电灯3的点亮频率来重复该第1、第2变换器CON1、CON2的动作,从而能够对该放电灯3施加低频交流电力。
如以上说明的那样,在第5实施方式中,在第1、第2变换器CON1、CON2的变压器T1、T2的次级侧线圈T1b、T2b上串联连接了开关元件S5、S6。并且,在各个变换器中送出电流的侧的一端,将开关元件S5、S6的寄生二极管无源地使用从而进行整流,这成为流过放电灯3的电流。在各个变换器中,吸入电流的侧的另一端,通过开关元件S5、S6导通,从而吸入流过了放电灯3的电流。
这样,开关元件S5、S6的寄生二极管作为整流用二极管起作用,因此能够削减部件数量。
(第6实施方式)
图10中表示本发明第6实施方式的放电灯点亮电路的结构来进行说明。
第6实施方式的放电灯点亮电路中,第1变换器CON1侧与前述的第2实施方式(图2)为相同的结构,第2变换器CON2侧与前述的第5实施方式(图8)为相同的结构。另外,对于与图2、图8相同的结构附加同一标号,并省略重复的说明。
如图10所示,在第1变换器CON1的输出端配设了开关元件S7。作为该开关元件S7采用了N沟道MOS型FET(场效应晶体管),在其栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT7,进行该开关元件S7的开关控制。
另一方面,在第2变换器CON2中,在变压器T2的次级侧的缠绕起始端子上设置了开关元件S8。在该例子中,作为开关元件S8也采用了N沟道MOSFET。该开关元件S8的漏极与变压器T2的次级线圈T2b的缠绕起始端子连接,源极接地。
该开关元件S8在第2变换器CON2进行升压动作时,兼顾作为整流用的开关元件的功能。
在变压器T2的次级侧的缠绕终端端子上配置了平滑电容器C4,该平滑电容器C4的端子电压作为输出电压被取出。
这时,在开关元件S8的栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT8,通过进行该开关元件S8的开关控制,输出电压的值被可变控制。
下面,参照图11说明基于上述结构的动作。
控制电路4通过导通开关元件Q2从而使第1变换器CON1的升压动作开始,通过截止开关元件Q4从而停止第2变换器CON2的升压动作,将开关元件S7截止,将开关元件S8导通。由此,电流IL1流过放电灯3(期间PE1)。
在使第2变换器CON2动作时,开关元件Q4作为升压用的开关元件起作用,该开关元件Q4被导通/截止,开关元件S8作为整流用的开关元件起作用,将该开关元件S8的寄生二极管无源地使用从而进行整流。并且,在该状态下,通过使开关元件S7导通,放电灯3中流过电流IL2(期间PE2)。
通过以放电灯3的点亮频率来重复该第1、第2变换器CON1、CON2的动作,从而能够对该放电灯3施加低频交流电力。
如以上说明的那样,在第6实施方式中,在第1变换器CON1的输出端配设了开关元件S7,在第2变换器CON2的变压器T2的次级侧线圈T2b上串联连接了开关元件S8。
并且,在第2变换器CON2中送出电流的侧的一端,将开关元件S8的寄生二极管无源地使用从而进行整流,这成为流过放电灯3的电流。在第2变换器CON2中,吸入电流的侧的另一端,通过开关元件S8导通,从而吸入流过了放电灯3的电流。
这样,开关元件S8的寄生二极管作为整流用二极管起作用,因此能够削减部件数量。
(第7实施方式)
图12中表示本发明第7实施方式的放电灯点亮电路的结构来进行说明。
在第7实施方式的放电灯点亮电路中,在第1变换器CON1的输出端配设了开关元件S9。作为该开关元件S9采用了导通电压更低的IGBT,可抑制元件的发热。在开关元件S9的栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT9,进行该开关元件S9的开关控制。
并且,第2变换器CON2侧的结构与第3实施方式(图4)的结构相同。即,在第2变换器CON2中,在变压器T2的次级侧的缠绕起始端子上设置了开关元件S10。在该例子中,作为开关元件S10采用N沟道MOSFET。
该开关元件S10的漏极与变压器T2的次级线圈T2b的缠绕起始端子连接,源极接地。该开关元件S10在第2变换器CON2进行升压动作时兼顾了作为整流用的开关元件的功能。在变压器T2的次级侧的缠绕终端端子上配置了平滑电容器C4,该平滑电容器C4的端子电压作为输出电压被取出。
这时,在开关元件S10的栅极上被提供来自控制电路4的控制信号RECT10,通过进行该开关元件S10的开关控制,输出电压的值被可变控制。
下面,参照图13详细叙述基于上述结构的特征动作。
控制电路4通过导通开关元件Q2从而使第1变换器CON1的升压动作开始,通过截止开关元件Q4从而停止第2变换器CON2的升压动作。然后,将开关元件S9截止,将开关元件S10导通。由此,电流IL1流过放电灯3(期间PF1)。
接着,在使第2变换器CON2动作时,开关元件Q4作为升压用的开关元件起作用,开关元件S10作为整流用的开关元件起作用,该开关元件S10进行同步整流。并且,通过使开关元件S9导通,放电灯3中流过电流IL2(期间PF2)。
通过以放电灯3的点亮频率来重复该第1、第2变换器CON1、CON2的动作,从而能够对该放电灯3施加低频交流电力。
如以上说明的那样,在第7实施方式中,在第1变换器CON1的输出端配设了开关元件S9,在第2变换器CON2的变压器T2的次级侧线圈T2b上串联连接了开关元件S10。
并且,在第2变换器CON2中送出电流的侧的一端上串联连接的开关元件S10进行同步整流,这成为流过放电灯3的电流。在第2变换器CON2中,吸入电流的侧的另一端,通过开关元件S10导通,从而吸入流过了放电灯3的电流。这样,通过开关元件S10的同步整流,能够削减部件数量。
以上,说明了本发明的第1至第7实施方式,下面详细说明在各个实施方式中可采用的变压器的配置。
在图14中表示用于第1、第2变换器CON1、CON2的变压器T1、T2的配置进行说明。一般,用于各个DC/DC变换器各自需要一个变压器。该变压器是放电灯点亮电路中的大型部件之一,但在第1至第7实施方式中,通过共用在分为两个的变压器T1、T2中所使用的磁体,从而将变压器归为一个,实现部件数量的进一步削减,小型以及成本降低。
即,两系统的变压器中的升压用的变压器T1、T2由磁通的通道为一个的封闭磁体构成,在其中存在两系统的强磁耦合,从而成为两系统的开关变换变压器。此外,两系统的磁耦合之间为弱磁耦合,两者的磁性干扰极少。
如以上详细叙述的那样,根据本发明的上述实施方式,将以往的DC/DC变换器中的DC/DC变换功能和全桥逆变器中的DC/AC变换功能进行组合,从而能够提供共用电子部件,且实现了小型化、低成本化的放电灯点亮电路。并且,通过使第1、第2变换器交替地动作,从而发热量减少且发热部位被分散,不会产生局部高温,可靠性提高。
即,第1、第2变换器CON1、CON2采用以下任意一种结构:
(a)包括绝缘型的第1变压器(例如T1)、在直流电源和该第1变压器的初级线圈之间串联连接的第1开关元件(例如Q2、Q4)、在输出端和上述第1变压器的次级线圈之间串联连接的第2开关元件(例如Q3、Q5、S10),在上述第1频率的各个半周期期间,上述第1以及第2开关元件以比该第1频率高的第2频率同步驱动,
(b)包括绝缘型的第2变压器(例如T2)、在直流电源和该第2变压器的初级线圈之间串联连接的第3开关元件(例如Q2、Q4)、在一个输出端和上述第2变压器的次级线圈之间串联连接的第1整流元件、在所述一个输出端和另一个输出端之间连接的第4开关元件(例如S1、S2、S7、S9),在上述第3开关元件驱动动作的期间,上述第4开关元件为截止状态,在上述第3开关元件停止动作的期间,上述第4开关元件为导通状态,
(c)包括绝缘型的第3变压器(例如T1)、在直流电源和该第3变压器的初级线圈之间串联连接的第5开关元件(例如Q2、Q4)、在输出端和该第3变压器的次级线圈之间串联连接的第6开关元件(例如S3~S6、S8)、与该第6开关元件并联连接的第2整流元件,在上述第5开关元件驱动动作的期间,上述第6开关元件为截止状态,在上述第5开关元件停止动作的期间,上述第6开关元件为导通状态。
另外,第1、第2变换器在次级侧的输出端具有电容性元件,在放电管的起动前也仅有一个变换器动作,从而将数百V的电压对次级侧的电容性元件进行充电。放电灯的起动之后,电容性元件中所充电的电荷流过放电灯(继承(take over)电流),助长从辉光放电到电弧放电的成长。这里,通过另一个变换器的次级侧的开关元件在有源区域中(即,作为吸入型电流源的动作)动作,能够抑制继承电流。
在所有的实施方式中,作为用于汽车的前照灯,放电灯的点亮频率(第1频率)例如250Hz~750Hz较好。
此外,期望初级侧开关元件(Q2、Q4)的驱动频率(第2频率)比第1频率高10倍以上,更优选的是高100倍以上,例如50kHz~2MHz较好。
在实施方式中,说明了在放电灯3的两侧分别配置了两个变换器的结构(称为双变换器(double converter)型)的放电灯点亮电路。在该双变换器型的放电灯点亮电路的电路形态中,需要留意产生以下说明的其特有的问题。该问题是本申请人在研究放电灯点亮电路的各种各样的电路形态的过程中独自想到的,该问题对于本领域技术人员而言并非是不言而喻的。
双变换器型的放电灯点亮电路在每个点亮周期交替地重复第1状态和第2状态,第1状态是对放电灯3的一端侧施加来自一个变换器CON1的高电压,并将另一端侧设为接地电位的状态,而第2状态是对放电灯3的另一端侧施加来自另一个变换器CON2的高电压,并将一端侧设为接地电位的状态(以下,称为逆变动作)。
当双变换器型的放电灯点亮电路的负载因驱动对象的放电灯的故障或连接器(connector)的接触不良等成为开路时,若继续逆变动作,则在第1、第2变换器CON1、CON2的输出上设置的平滑电容器C3、C4中所积累的电荷本应流入放电灯3,但由于失去其目的地,因此经由与其并联设置的开关元件而被急速地持续放电。具体地说,图2的平滑电容器C3经由开关元件S1被放电,而平滑电容器C4经由开关元件S2被放电。图4的平滑电容器C3经由开关元件Q3被放电,而平滑电容器C4经由开关元件Q5被放电。图6的平滑电容器C3经由开关元件S3被放电,而平滑电容器C4经由开关元件S4被放电。此外图8的平滑电容器C3经由开关元件S5被放电,而平滑电容器C4经由开关元件S6被放电。
若通过急速的放电而开关元件中流过过电流,则存在开关元件的可靠性被损害的顾虑。该问题在上述的几个实时方式以及其他实施方式中能够很好地解决。
为了解决该问题,期望在平滑电容器的放电路径上,与存在流过过电流的顾虑的开关元件串联的部位,设置用于限制电流的电路元件。作为该电路元件,阻抗元件优选是电阻元件较好。以下,假定设置了电阻的情况,称为“保护电阻”。
通过设置保护电阻,平滑电容器和保护电阻形成CR电路,因此在放电灯点亮电路的负载成为开路的情况下,经由开关元件的放电速度因CR时间常数而被限制,能够抑制放电电流,进而能够提高开关元件的可靠性。
进一步优选是,保护电阻被设置在开关元件S1~S6的公共(common)端子(即发射极或者源极)侧。这时,若保护电阻中流过大电流,则保护电阻的电压降增大,因此开关元件S1~S6的公共端子的电位上升,开关元件S1~S6的栅极发射极间电压(栅极源极间电压、基极发射极间电压)变小,因而在开关元件S1~S6的导通的程度变弱的方向上形成负反馈,能够很好地保护开关元件S1~S6。
上述的图2的放电灯点亮电路是具备该保护电阻的优选例子。因此对于图2的放电灯点亮电路,着眼于作为保护电阻起作用的电阻R1、R2进行说明。图15(a)、(b)是表示实施方式的具备保护电阻的放电灯点亮电路的结构的电路图。图15(a)的放电灯点亮电路与图2的放电灯点亮电路同样,对于对应的构件附加相同的标号并省略重复的说明,同时与这里的说明无关的部件将省略一部分。
在图15(a)(以及图2)中,与在平滑电容器C3的放电路径中设置的开关元件S1串联地设置了电阻R1。同样地,与在平滑电容器C4的放电路径中设置的开关元件S2串联地设置了电阻R2。如上所述,这些电阻R1、R2原本是在放电灯3的正常动作时用于检测灯电流IL而设置的元件,但在放电灯3的开路故障时,作为用于抑制放电电流的保护电阻起作用。从而,根据图2的结构,即使在放电灯3产生了开路故障的情况下,也能够抑制开关元件S1、S2中流过过电流,能够提高各个电路元件甚至是放电灯点亮装置整体的可靠性。
在图15(a)的放电灯点亮电路中,在控制电路4设置了两个差动放大器AMP1、AMP2。差动放大器AMP1、AMP2放大两个电流检测用的电阻R1、R2的电压降。二极管D11、D12形成阴极公共地连接的二极管OR电路(最大值电路),在差动放大器AMP1、AMP2的输出电压中输出较大者。未图示的后级电路将公共连接的二极管D11、D12的阴极的信号作为与灯电流IL对应的信号来接受,并对开关元件Q2、Q4的占空比进行脉冲调制控制。但是,控制电路4的结构是任意的,能够利用各种各样的形式的电路。
另外,在图15(a)中的控制电路4的结构是将二极管D11、D12设为理想的整流元件(正向电压Vf=0V的二极管)的情况,由于现实的整流元件的正向电压为非零的值(例如0.7V),因此为了消除正向电压Vf的电压降的影响,例如优选将差动放大器AMP1和二极管D11的一对、以及差动放大器AMP2和二极管D12的一对分别设为图15(a)的下段所示的电路形态。
在下段的电路结构中,在差动放大器AMP1(AMP2)的反相输入端子上,二极管D11(D12)的阴极的电压经由电阻R13、R14被反馈。此外,在差动放大器AMP1(AMP2)的非反相输入端子上,电流检测用的电阻R1(R2)的电压降通过电阻R11、R12被分压后输入。根据该结构,能够实质性地消除二极管D11(D12)的正向电压Vf的影响(即,电压的电平移位),能够对在电阻R1(R2)中产生的电压降,即灯电流进行线性高的信号处理。
图16(a)是图15(a)的放电灯点亮电路的负载开路的状态下的动作波形图。该波形图着眼于第1变换器CON1侧。Ic表示流过开关元件S1的放电电流,VGE表示开关元件S1的栅极发射极间电压,VEE表示开关元件S1的发射极电位,VGG表示开关元件S1的栅极电位。
负载开路的状态下若开关元件S1导通,则平滑电容器C3中积累的电荷不能流入放电灯3,而经由开关元件S1流入接地端子GND。若开关元件S1导通,则放电电流Ic开始急剧增加,与此同时电阻R1的电压降,即发射极电位VEE也上升。在发射极电位VEE、栅极电位VGG、栅极发射极间电压VGE之间成立
VGE=VGG-VEE
的关系。因此,通过发射极电位VEE的上升,开关元件S1的栅极发射极间电压VGE变小,开关元件S1导通的程度变弱,从而开关元件S1的电阻分量Ron1增大。规定放电电流Ic的波形的CR时间常数通过开关元件S1的电阻分量Ron1和电阻R1的合成电阻来决定,因此通过电阻分量Ron1的增大能够进一步抑制放电电流Ic的峰值。在放电灯3的另一端(第2变换器CON2)侧,也能够通过电阻R2来抑制流过开关元件S2的放电电流。
这样,根据图15(a)以及图2的放电灯点亮电路,在负载开路状态中,能够抑制流过开关元件S1、S2的大电流,可以提高电路的可靠性。
根据图15(a)以及图2的放电灯点亮电路所产生的效果,通过与没有设置保护电阻的放电灯点亮电路的对比,可进一步明确。图16(b)是从图15(a)的电路中除去了保护电阻R1、R2的对比技术的电路的、负载开路状态下的动作波形图。
在负载开路的状态下开关元件S1以点亮周期间歇地重复导通、截止时,平滑电容器C3中积累的电荷不能流入放电灯3,而经由开关元件S1流入接地端子GND。为了在放电灯3正常点亮的状态下尽量减少电力损耗,开关元件S1中所施加的栅极电压VGG被设定,以使开关元件S1在全导通或者与其相近的状态下导通。作为其结果,平滑电容器C3经由开关元件S1成为接地,开关元件S1中会流过大电流Ic。这就是双变换器型的放电灯点亮电路特有的问题。
反过来参照图16(a)的充电电流Ic,与图16(b)的波形相比,很明显峰值被抑制。即,根据图15(a)以及图2的放电灯点亮电路,在负载开路时,能够解决在开关元件S1、S2中流过大电流的双变换器型特有的问题。
图15(b)是表示图15(a)的放电灯点亮电路的变形例的电路图。在图15(b)中,图15(a)的保护电阻R1、R2通过两个开关元件S1、S2而被共享。在图15(b)中,与图15(a)共同的结构要素被适当省略。
更具体地说,开关元件S1的一端与第1变换器CON1的输出端子连接,开关元件S2的一端与第2变换器CON2的输出端子连接。开关元件S1、S2的另一端子之间被公共地连接。
也作为保护电阻起作用的电流检测电阻R4设置在开关元件S1、S2的公共连接的另一端子和固定电压端子(接地端子)之间。电流检测电阻R3的电压降作为与灯电流IL对应的信号被输入到控制电路4。
控制电路4在使第1变换器CON1驱动动作的期间,将第1变换器CON1侧的开关元件Q2的导通、截止的占空比至少基于在电流检测电阻R3上产生的电压降进行调节。同样地,在使第2变换器CON2驱动动作的期间,将第2变换器CON2侧的开关元件Q4的导通、截止的占空比至少基于在电流检测电阻R4上产生的电压降进行调节。
控制电路4包括对电流检测电阻R4的电压降进行放大的差动放大器AMP3。未图示的后级电路将差动放大器AMP3的输出作为与灯电流IL对应的信号来接受,并对开关元件Q2、Q4的占空比进行脉冲调制控制。
根据图15(b)的放电灯点亮电路,能够通过单一的电流检测电阻R4来检测放电灯3中沿第1方向以及沿与其相反的第2方向流过的灯电流IL。并且,图15(b)的放电灯点亮电路与图15(a)的电路同样地,在负载开路状态下,能够很好地抑制开关元件S1、S2中流过的电流。
并且在图15(b)的电路中,与图15(a)的电路相比,能够减少一个电流检测电阻(保护电阻)的个数。这从电路面积以及成本的观点来看是非常重要的优点。此外,在图15(a)的结构中,需要高精度地匹配两个电流检测电阻R1、R2,但在图15(b)的结构中不需要这一考虑。
进而在图15(a)中,为了接受与两个方向的灯电流IL对应的两个检测信号,需要在控制电路4中设置两系统的垫(pad)(端子),但在图15(b)中,能够将两方向的灯电流的检测信号统一到一个系统中,因此可削减在控制电路4应设置的端子(垫)的个数。此外,与图15(a)相比,图15(b)还有能够简化控制电路4的内部结构的优点。
以上,基于实施方式说明了本发明。该实施方式是例示,本领域的技术人员应理解在这些各个结构要素或各个处理过程的组合中可存在各种变形例,且这样的变形例也包含在本发明的范围中。下面,说明这样的变形例。
在图15(a)、(b)的放电灯点亮点路中,说明了用于检测灯电流IL的电流检测用的电阻R1、R2、R4还作为开路负载时的保护电阻起作用的情况,但本发明不限于此。即,也可以在与应保护的开关元件串联的路径上,在电流检测用的电阻之外设置保护电阻。该情况下,为了也获得基于上述的负反馈的电流抑制效果,期望将保护电阻配置在开关元件的发射极(源极)侧。
例如在图4中,可以在开关元件Q3的源极和接地端子GND之间设置保护电阻。在图6中,可以在开关元件S3的发射极和接地端子GND之间设置保护电阻。在图8、图10中,可以在开关元件S5、S7的源极和接地端子GND之间设置保护电阻。在图12中,可以在开关元件Q4的发射极和接地端子GND之间设置保护电阻。本领域的技术人员应理解,除了这里所例示的之外还有各种各样的变形例。
在各个实施方式中,说明了通过两个变换器CON1、CON2生成正电压后施加到放电灯3的情况(称为正极点亮),但也可以生成负电压来驱动放电灯3(称为负极点亮)。这时,在各个图中,将整流二极管D3、D4的朝向,第1、第2变压器的各个次级线圈的极性,在各个变压器的次级线圈侧连接的开关元件的朝向,以及与该开关元件并联连接的整流元件的朝向分别反转即可。
以上,说明了本发明的实施方式,但本发明不限于此,在不脱离其宗旨的范围内可进行各种改良和变更是理所当然的。
Claims (2)
1.一种放电灯点亮电路,对放电灯(3)提供交流电力,该放电灯点亮电路包括:
第1变换器(CON1)及第2变换器(CON2),接受直流电压并升压,每个变换器(CON1,CON2)具有输出端,其中上述放电灯(3)串联耦接在上述第1变换器(CON1)和第2变换器(CON2)的输出端之间;以及控制电路(4),以第1频率交替地驱动上述第1变换器及第2变换器,以便上述第1变换器和第2变换器中的一个进行升压动作时,上述第1变换器和第2变换器中的另一个被设定在停止状态,从而对上述放电灯(3)提供交流电力,进行点亮动作,
其中,上述第1变换器(CON1)和第2变换器(CON2)的每一个包括:
绝缘型的变压器(T1,T2);
第1开关元件(Q2,Q4),与上述绝缘型的变压器(T1,T2)的初级线圈(T1a,T2a)串联连接;以及
第1整流元件(D3,D4),串联地设置在上述变换器(CON1,CON2)的输出端和上述绝缘型的变压器的次级线圈(T1b,T2b)之间,
其中,该放电灯点亮电路进一步包括:
第2开关元件(S1,S2),对每个变换器(CON1,CON2)分别具有第1端和第2端,其中所述第1端连接到上述第1变换器(CON1)和第2变换器(CON2)的各自输出端,
其中,上述控制电路(4)配置成,在使上述第1变换器(CON1)的第1开关元件(Q2)驱动动作时,将上述第1变换器(CON1)的第2开关元件(S1)设为截止状态,并在使上述第1变换器的第1开关元件(Q2)停止动作时,将上述第1变换器(CON1)的第2开关元件(S 1)设为导通状态;在使上述第2变换器(CON2)的第1开关元件(Q4)驱动动作时,将上述第2变换器的第2开关元件设为截止状态,并在使上述第2变换器的第1开关元件停止动作时,将上述第2变换器(CON2)的第2开关元件(S2)设为导通状态,
其中,上述第2开关元件(S1,S2)的至少一个由绝缘栅型双极晶体管构成,
其中,连接到上述第1变换器的第2开关元件(S1)的第2端与连接到上述第2变换器的第2开关元件(S2)的第2端公共地连接,
该放电灯点亮电路进一步包括:
电流检测电阻(R4),设置在公共连接的上述第2开关元件(S 1,S2)的第2端和固定电压端子之间,
其中,上述控制电路(4)配置成,在使上述第1变换器驱动动作时,至少部分地基于在上述电流检测电阻(R4)上产生的电压降调节连接到上述第1变换器的第1开关元件(Q2)的导通、截止的占空比,而在使上述第2变换器驱动动作时,至少部分地基于在上述电流检测电阻(R4)上产生的电压降调节连接到上述第2变换器的第1开关元件(Q4)的导通、截止的占空比,
其特征在于,
对每个变换器设置平滑电容器(C4,C3),其一端连接到上述第1或第2变换器(CON1,CON2)的各自输出端,另一端连接到固定电压端子,
所述电流检测电阻(R4)在开路状态下为保护电阻,所述电阻(R4)位于上述第2开关元件(S1,S2)的发射极侧,
其中,在开路状态下,在上述保护电阻(R4)上有电压降以便降低上述第2开关元件(S1,S2)的栅极发射极电压并抑制放电电流(Ic)的峰值,
其中,对于正极点亮或负极点亮,分别由两个变换器(CON1,CON2)产生正电压以驱动上述放电灯,或由两个变换器(CON1,CON2)产生负电压以驱动上述放电灯。
2.如权利要求1所述的放电灯点亮电路,进一步包括:
起动器电路(2),用于起动上述放电灯(3),并具有从上述第1变换器以及第2变换器中的一个接受充电用电压的起动器用电容器(C5)。
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