CN102438384B - 放电灯点灯电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放电灯点灯电路，其提高放电灯点灯电路的电气效率。放电灯点灯电路具有：DC/DC变换器，其根据电池电压生成应向驱动对象的放电灯施加的驱动电压；第1驱动电压生成路径，其在一端施加电池电压，将设置在DC/DC变换器的输出侧的第1输出电容器作为另一端；与第1驱动电压生成路径不同的第2驱动电压生成路径，其在一端施加电池电压，将第1输出电容器作为另一端；以及控制电路，其对第1驱动电压生成路径的闭合/断开进行控制。放电灯点灯电路构成为，第1驱动电压生成路径闭合的情况下的第1输出电容器的电压，比断开的情况下的第1输出电容器的电压高，在将所述放电灯击穿时，将所述第1驱动电压生成路径闭合。

Description

放电灯点灯电路

技术领域

本发明涉及一种放电灯点灯电路。

背景技术

近年来，作为前照灯等车辆用灯具，取代现有的具有灯丝的卤素灯，而使用卤化金属灯(以下称为放电灯)。放电灯与卤素灯相比，可以得到高发光效率、长寿命，但相反，由于作为驱动电压需要几十～几百V，所以无法由12V或者24V的车载电池直接驱动，需要放电灯点灯电路(也称为镇流器)。

放电灯点灯电路使电池电压升压并向放电灯供给。例如在专利文献1中，记载有下述点灯电路，其将直流输入电压利用直流升压电路进行升压，利用直流-交流变换电路变换为矩形波状电压，在其中重叠由启动用脉冲产生电路产生的启动用脉冲，并向放电灯供给。

启动用脉冲产生电路是用于向放电灯施加高电压的启动用脉冲而使点灯开始的电路，具有2次线圈与放电灯连接的变压器。启动用脉冲产生电路在将直流升压电路的输出电压放大后以脉冲方式向变压器的1次线圈施加。由此，在变压器的2次线圈中产生高电压的脉冲。

专利文献1：日本特开平7-142182号公报

发明内容

现有的放电灯点灯电路中的用于使放电灯点灯的电路动作，如下述所示。

(1)在点灯前使输出电压升压至400V左右，通过向放电灯施加大于或等于20kV的高电压脉冲，从而开始点灯。

(2)在点灯后，在几10V至100V的范围内对输出电压进行电力控制。

在这里，为了确保放电灯刚开始点灯后的点灯性能，必须将点灯前的输出电压升压至比点灯后的输出电压高的400V左右。该电压对放电灯的点灯性影响较大。

在现有技术中，如上述所示由于输出电压在点灯后小于或等于100V，但在点灯前需要比100V高的400V左右，所以DC/DC变换器的元件的耐压，选定为即使输出电压大于或等于400V也可以承受。因此，在对于元件的耐压仅考虑点灯后的耐压的情况下，技术要求苛刻，这成为提高电路的电气效率的瓶颈。

本发明就是鉴于上述状况而提出的，其目的在于，提供一种可以提高电气效率的放电灯点灯电路。

本发明的一种方式涉及放电灯点灯电路。该放电灯点灯电路具有：DC/DC变换器，其根据输入电压生成应向驱动对象的放电灯施加的驱动电压；第1驱动电压生成路径，其在一端施加输入电压，将设置在DC/DC变换器的输出侧的输出电容器作为另一端；与第1驱动电压生成路径不同的第2驱动电压生成路径，其在一端施加输入电压，将输出电容器作为另一端；以及控制电路，其对第1驱动电压生成路径的闭合/断开进行控制。构成为，第1驱动电压生成路径闭合的情况下的输出电容器的电压，比断开的情况下的输出电容器的电压高，在将所述放电灯击穿时，将所述第1驱动电压生成路径闭合。

根据本方式，通过在需要较高的输出电容器的电压的情况下，将第1驱动电压生成路径闭合，在不需要的情况下断开，从而可以以较低的输出电容器的电压为基准，选定第2驱动电压生成路径所涉及的元件。

此外，将以上的构成要素的任意组合、本发明的构成要素及表现，在装置、方法、系统等之间彼此进行置换而得到的技术方案，也作为本发明的方式而是有效的。

发明的效果

根据本发明，可以提高放电灯点灯电路的电气效率。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的放电灯点灯电路以及与其连接的部件的结构的电路图。

图2是表示输出电压的时间变化的时序图。

图3是表示第2实施方式所涉及的放电灯点灯电路以及与其连接的部件的结构的电路图。

图4是表示输出电压的时间变化的时序图。

图5是表示在第3线圈的一端施加电池电压的变形例所涉及的第3DC/DC变换器的结构的电路图。

图6是表示第3线圈的一端接地的变形例所涉及的第4DC/DC变换器的结构的电路图。

图7是表示第3实施方式所涉及的放电灯点灯电路的结构的电路图。

图8是表示第4实施方式所涉及的放电灯点灯电路的结构的电路图。

具体实施方式

下面，基于优选的实施方式，同时参照附图说明本发明。对于在各附图中示出的相同或等同的构成要素、部件、信号，标注相同的标号，适当省略重复的说明。另外，在各附图中，对于说明上不重要的部件的一部分，进行省略。

在本说明书中，所谓“部件A与部件B连接的状态”，除了指部件A和部件B在物理上直接连接的情况以外，也包含部件A和部件B经由不对电气连接状态产生影响的其它部件间接连接的情况。相同地，所谓“在部件A和部件B之间设置有部件C的状态”，除了指部件A和部件C、或者部件B和部件C直接连接的情况以外，也包含经由不对电气连接状态产生影响的其它部件间接连接的情况。

(第1实施方式)

图1是表示第1实施方式所涉及的放电灯点灯电路100以及与其连接的部件的结构的电路图。放电灯点灯电路100对作为车载用的金属卤化物灯的放电灯4进行驱动。放电灯点灯电路100以及放电灯4搭载在车辆用灯具上。放电灯点灯电路100与车载电池(以下简称为电池)6、电源开关8连接。

电池6产生12V(或者24V)的直流的电池电压(电源电压)Vbat。电源开关8是为了对放电灯4的点灯的闭合、断开进行控制而设置的继电器开关，与电池6串联设置。如果电源开关8闭合，则从电池6向放电灯点灯电路100供给电池电压Vbat。

放电灯点灯电路100使平滑化后的电池电压Vbat升压，进行交流变换后向放电灯4供给。放电灯点灯电路100具有DC/DC变换器CONV、控制电路10、启动电路20、逆变器电路30、点灯辅助电路40、输入电容器Cin、以及电流检测电阻Rd。

输入电容器Cin与电池6并联设置，将电池电压Vbat平滑化。更具体地说，输入电容器Cin设置在第1输入变压器14的附近，实现与DC/DC变换器CONV的开关动作对应的电压平滑化的功能。

DC/DC变换器CONV使电池电压Vbat升压。DC/DC变换器CONV是非绝缘型的开关调节器，包含第1输入变压器14、第1输出二极管D1、第2输出二极管D2、第3输出二极管D3、第1开关元件M1、第2开关元件M2、以及第1输出电容器Co1。

第1输入变压器14具有第1线圈L1、第2线圈L2、第3线圈L3、以及第4线圈L4。第1线圈L1、第2线圈L2、第3线圈L3、第4线圈L4以该顺序串联连接。在电源开关8闭合的情况下，在第1线圈L1的一端施加向放电灯点灯电路100输入的输入电压、即电池电压Vbat。

第1开关元件M1使第1线圈L1的另一端和接地端子(GND)之间电气导通。例如，第1开关元件M1由N沟道MOSFET(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor)构成。第1开关元件M1的漏极与第1线圈L1的另一端和第2线圈L2的一端之间的第1连接节点N1连接。第1开关元件M1的源极接地。

第1开关元件M1的控制端子(栅极)与控制电路10的第1端子P1连接。向第1开关元件M1的控制端子施加具有第1驱动频率f1并进行了脉宽调制的控制脉冲信号S1。例如，在稳定点灯状态下，第1驱动频率f1为400kHz。第1开关元件M1在控制脉冲信号S1为高电平时闭合，在低电平时断开。

第1输入变压器14的各线圈的绕组朝向设定为，在通过控制电路10对第1开关元件M1进行脉宽调制驱动的情况下，使电压以第1连接节点N1、第2线圈L2的另一端和第3线圈L3的一端之间的第2连接节点N2、第3线圈L3的另一端和第4线圈L4的一端之间的第3连接节点N3、第4线圈L4的另一端这样的顺序变高。

第1输出二极管D1设置在第2连接节点N2和第1输出电容器Co1的一端之间。第1输出二极管D1的正极与第2连接节点N2连接，负极与第1输出电容器Co1的一端连接。第1输出电容器Co1的另一端接地。

第2输出二极管D2和第2开关元件M2串联连接而构成串联电路。例如，第2开关元件M2由N沟道MOSFET构成。在该串联电路中，第2开关元件M2的漏极与第2输出二极管D2的负极连接。该串联电路在第3连接节点N3和第1输出电容器Co1的一端之间，与第1输出二极管D1并联设置。即，第2输出二极管D2的正极与第3连接节点N3连接，第2开关元件M2的源极与第1输出电容器Co1的一端连接。

第2开关元件M2的控制端子(栅极)与控制电路10的第2端子P2连接。向第2开关元件M2的控制端子施加路径切换信号S2。第2开关元件M2在路径切换信号S2为高电平时闭合，在低电平时断开。路径切换信号S2的详细内容在后面记述。

第3输出二极管D3的正极与第4线圈L4的另一端连接。第3输出二极管D3的负极与启动电路20连接。

点灯辅助电路40具有在第1输出电容器Co1的一端和接地端子之间串联连接的点灯辅助电容器Cs以及点灯辅助电阻Rs。点灯辅助电容器Cs以及点灯辅助电阻Rs是为了使放电灯4进行电弧生长而设置的。

逆变器电路30将由DC/DC变换器CONV生成的直流输出电压Vo变换为点灯频率fo的交流电压，并向放电灯4供给。作为逆变器电路30，例如使用H桥电路等公知的逆变器电路。

点灯频率fo设定得比第1驱动频率f1低。点灯频率fo设定为小于或等于10kHz，并且优选设定为250Hz～750Hz程度，在本实施方式中设定为312.5Hz。

电流检测电阻Rd设置在向放电灯4流动的灯电流IL的路径上。在图1的电路中，电流检测电阻Rd设置在将DC/DC变换器CONV和逆变器电路30连接的接地配线上。在电流检测电阻Rd上产生与灯电流IL成正比的电压降Vd。

启动电路20为了击穿放电灯4而产生高电压脉冲，并向放电灯4的一端施加。启动电路20包含高电压变压器22、火花隙27、以及启动电容器28。

高电压变压器22的2次绕组26与放电灯4的一端连接。对于高电压变压器22的1次绕组24，其一端接地，另一端与火花隙27的一端连接。火花隙27是公知的放电间隙型开关，构成为如果在其两端之间施加绝缘破坏电压，例如800V的电压则导通。一端接地的启动电容器28的另一端与火花隙27的另一端连接。启动电容器28的另一端和火花隙27的另一端之间的第4连接节点N4，与第3输出二极管D3的负极连接。

如果对第1开关元件M1进行脉宽调制驱动，则经由第1输入变压器14、第3输出二极管D3对启动电容器28进行充电。如果启动电容器28的电压超过绝缘破坏电压，则火花隙27导通，在1次绕组24中流过脉冲电流。与该脉冲电流相对应，在放电灯4的一端施加2次绕组26中产生的高电压脉冲。

控制电路10包含对放电灯点灯电路100整体进行控制的功能IC(Integrated Circuit)，对放电灯点灯电路100的动作顺序进行控制，并且对向放电灯4供给的电力进行调节。控制电路10包含：第1端子P1；第2端子P2；第3端子P3，其被施加DC/DC变换器CONV的输出电压Vo；第4端子P4，其与电流检测电阻Rd的一端连接；以及第5端子P5，其与电流检测电阻Rd的另一端连接。

控制电路10经由第1端子P1向第1开关元件M1送出脉宽调制后的控制脉冲信号S1。控制电路10对输出电压Vo及灯电流IL进行监视，对控制脉冲信号S1的占空比进行控制，以使得向放电灯4供给的电力接近期望的目标电力。控制电路10基于根据第4端子P4和第5端子P5之间的电位差得到的电压降Vd，得到灯电流IL的信息。

在考虑升压路径的情况下，放电灯点灯电路100具有：第1驱动电压生成路径A，其在一端施加电池电压Vbat，将第1输出电容器Co1作为另一端；以及与第1驱动电压生成路径A不同的第2驱动电压生成路径B，其在一端施加电池电压Vbat，将第1输出电容器Co1作为另一端。第1驱动电压生成路径A包含第1线圈L1、第2线圈L2、第3线圈L3、第2输出二极管D2、第2开关元件M2、以及第1输出电容器Co1。第2驱动电压生成路径B包含第1线圈L1、第2线圈L2、第1输出二极管D1、以及第1输出电容器Co1。

控制电路10通过将路径切换信号S2设为高电平(低电平)，从而使第2开关元件M2闭合(断开)，并且使第1驱动电压生成路径A闭合(断开)。在通过控制电路10对第1开关元件M1进行脉宽调制驱动的情况下，第3连接节点N3的电压与第2连接节点N2的电压相比变高。因此，放电灯点灯电路100构成为，第1驱动电压生成路径A闭合的情况下的输出电压Vo，比断开的情况下的输出电压Vo高。特别地，选定电路常数、元件的耐压及匝数比，以使第1驱动电压生成路径A闭合的情况下的输出电压Vo的最大值为400V左右，并使得将第1驱动电压生成路径A断开而仅有第2驱动电压生成路径B的情况下的输出电压Vo的最大值为200V左右。

控制电路10在输出电压Vo低于规定的第1阈值电压V1的情况下，判断为放电灯4已点灯。如果放电灯4点灯，则控制电路10将第1驱动电压生成路径A断开。更具体地说，如果输出电压Vo低于第1阈值电压V1，则控制电路10将路径切换信号S2设为低电平。第1阈值电压V1对将第1驱动电压生成路径A断开而仅有第2驱动电压生成路径B的情况下的输出电压Vo的最大值进行规定，例如设定为200V。

以上是放电灯点灯电路100的结构。下面，说明其动作。图2是表示输出电压Vo的时间变化的时序图。为了容易理解，而将图2的纵轴及横轴适当放大、缩小，另外，为了容易理解，还将所示出的各波形进行简化。

如果在时刻t1用户将电源开关8闭合，则放电灯点灯电路100启动。控制电路10通过生成控制脉冲信号S1并向第1开关元件M1供给，从而启动DC/DC变换器CONV。向第1输出电容器Co1中积蓄电荷，并且使输出电压Vo上升。在从时刻t1至输出电压Vo达到第1阈值电压V1的时刻t2为止的期间内，由于Vo<V1，所以控制电路10将路径切换信号S2设为低电平，将第1驱动电压生成路径A断开。

在时刻t2，控制电路10将路径切换信号S2设为高电平，将第1驱动电压生成路径A闭合。这样，从第1驱动电压生成路径A向第1输出电容器Co1供给更高的电压，使输出电压Vo进一步上升。如果输出电压Vo达到第1驱动电压生成路径A闭合的情况下的最大值即400V左右，则因此而稳定。伴随着该输出电压Vo的上升，第1输出电容器Co1及点灯辅助电容器Cs也被充电。

在时刻t3，利用启动电路20向放电灯4施加高电压脉冲。其结果，将放电灯4击穿而开始辉光放电，即开始点灯。如果放电灯4开始点灯，则输出电压Vo稳定在比第1阈值电压V1低的电压。该较低的电压例如是落在40V至80V的范围内的电压。因此，在时刻t3，控制电路10将路径切换信号S2切换为低电平，将第1驱动电压生成路径A断开。

如果将放电灯4击穿，则从在点灯前进行了充电的第1输出电容器Co1以及点灯辅助电容器Cs，向放电灯4供给几A的大电流，以使得放电灯4不熄灭。

第1驱动电压生成路径A在时刻t2至时刻t3为止的期间φ1中闭合，第2驱动电压生成路径B在从时刻t1开始的整个期间φ2中闭合。其中，在期间φ1中，由于第1驱动电压生成路径A闭合并从这里供给更高的电压，所以第2驱动电压生成路径B在实质上不对第1输出电容器Co1的充电作出贡献。

讨论从本实施方式所涉及的放电灯点灯电路100中去除第1驱动电压生成路径A，即第3线圈L3、第2输出二极管D2、第2开关元件M2，并从点灯前至点灯后使用第2驱动电压生成路径B生成输出电压Vo的对比例所涉及的放电灯点灯电路。

在对比例所涉及的放电灯点灯电路中，对放电灯4点灯时的电气效率造成影响的元件主要是第1输出二极管D1、第1开关元件M1、以及第1线圈L1和第2线圈L2之间的匝数比。第1输出二极管D1及第1开关元件M1所需的耐压，由输出电压Vo的最大值以及第1线圈L1和第2线圈L2之间的匝数比决定。所需的耐压越高，该元件的电气效率越恶化。即，对于第1输出二极管D1及第1开关元件M1，所需的耐压和电气效率存在相反的关系。

在对比例所涉及的放电灯点灯电路中，由于放电灯4点灯前后的电力供给全部经由第2驱动电压生成路径B进行，所以必须以点灯前所需的400V为基准，选定第1开关元件M1的耐压、第1输出二极管D1的耐压、以及第1线圈L1和第2线圈L2之间的匝数比。如果考虑稳定点灯时的输出电压Vo小于或等于100V的情况，则可以说在对比例中，为了确保点灯前的微小期间的安全性而牺牲了其余大部分的稳定点灯期间的电气效率。本发明人发现在这里存在改善电气效率的余地。

因此，本实施方式所涉及的放电灯点灯电路100具有：第1驱动电压生成路径A，其生成点灯前所需的高输出电压Vo；以及第2驱动电压生成路径B，其生成稳定点灯时的低输出电压Vo。另外，两条路径将第1输出电容器Co1作为共用的一端。由此，可以以稳定点灯时的更低的输出电压Vo为基准，选定与第2驱动电压生成路径B相关的第1开关元件M1的耐压、第1输出二极管D1的耐压、以及第1线圈L1和第2线圈L2之间的匝数比。因此，相比于使用以点灯前所需的高输出电压Vo(～400V)为基准选定的元件的对比例的情况，可以改善稳定点灯时的电气效率。

此外，对于与第1驱动电压生成路径A相关的第2输出二极管D2的耐压等，由于必须以点灯前所需的高输出电压Vo为基准进行选定，所以与对比例的情况相比，电气效率没有太大变化。在本实施方式所涉及的放电灯点灯电路100中，第1驱动电压生成路径A在点灯前闭合，在点灯后断开。因此，第1驱动电压生成路径A在点灯前的几10～几100msec左右长度的期间内闭合，在稳定点灯时断开，所以对整体的电气效率的贡献小。

另外，本实施方式所涉及的放电灯点灯电路100具有下述结构：第2驱动电压生成路径B持续地闭合，第1驱动电压生成路径A根据需要而闭合/断开。因此，由于路径的切换而使向放电灯4的电力供给中断的可能性小。

另外，在本实施方式所涉及的放电灯点灯电路100中，通过第2开关元件M2的闭合/断开而切换路径。在DC/DC变换器CONV进行动作的期间内，在电路结构上第2输出二极管D2的正极电压一定比第1输出二极管D1的正极电压高。因此，在第2开关元件M2闭合的期间内，从第1驱动电压生成路径A供给输出电压Vo。相反地，在第2开关元件M2断开的期间内，由于没有来自第1驱动电压生成路径A的供给，所以从第2驱动电压生成路径B供给输出电压Vo。在本实施方式中，利用该特性，在点灯前的输出电压Vo较高的期间内，将第2开关元件M2闭合，从第1驱动电压生成路径A供给输出电压Vo，在点灯后，将第2开关元件M2断开并切换为来自第2驱动电压生成路径B的供给。由此，防止元件过耐压。

输出电压Vo的第1阈值电压V1，也可以设定为在第2开关元件M2断开时(点灯时)，以不超过第1开关元件M1的耐压的条件输出的最大输出电压Vo。在此情况下，可以防止第1开关元件M1的过耐压。

另外，在本实施方式所涉及的放电灯点灯电路100中，利用第4线圈L4以及第3输出二极管D3向启动电路20供给电压。由此，与另外设置加压电路而使DC/DC变换器的输出电压升压的情况相比，由于仅向输入变压器中追加辅助绕组即可，所以电路结构更简单。

以上的结果，与现有的放电灯点灯电路相比，不会牺牲放电灯的点灯性能，而可以提高电气效率，实现放电灯点灯电路的小型化和成本的减少。

(第2实施方式)

在第1实施方式中，针对在一个DC/DC变换器CONV内设置2条路径的情况进行了说明。第2实施方式所涉及的放电灯点灯电路200具有共用输出电容器的2个DC/DC变换器CONV1、CONV2。第1驱动电压生成路径A2形成在第1DC/DC变换器CONV1内，第2驱动电压生成路径B2形成在第2DC/DC变换器CONV2内。

下面，以与第1实施方式所涉及的放电灯点灯电路100的不同点为中心，说明第2实施方式所涉及的放电灯点灯电路200。

图3是表示第2实施方式所涉及的放电灯点灯电路200以及与其连接的部件的结构的电路图。放电灯点灯电路200具有控制电路210、启动电路20、逆变器电路30、点灯辅助电路40、第1DC/DC变换器CONV1、第2DC/DC变换器CONV2、输入电容器Cin、以及电流检测电阻Rd。

第2DC/DC变换器CONV2是非绝缘型的开关调节器，包含第2输入变压器214、第4输出二极管D4、第2输出电容器Co2、以及第3开关元件M3。

第2输入变压器214的1次绕组L5和第3开关元件M3，与输入电容器Cin并联，并在第2DC/DC变换器CONV2的输入端子和接地端子(GND)之间串联设置。例如第3开关元件M3由N沟道MOSFET构成。第2输入变压器214的2次绕组L6的一端与第3开关元件M3的漏极连接，其另一端与第4输出二极管D4的正极连接。第2输出电容器Co2设置在第4输出二极管D4的负极和接地端子之间。

第3开关元件M3的控制端子(栅极)与控制电路210的第1端子P201连接。在第2DC/DC变换器CONV2的活动状态下，向第3开关元件M3的控制端子施加具有第2驱动频率f2并进行了脉宽调制的第1控制脉冲信号S201。

第1DC/DC变换器CONV1是非绝缘型的开关调节器，包含第3输入变压器216、第4开关元件M4、第5输出二极管D5、以及第6输出二极管D6。

第3输入变压器216的1次绕组L7和第4开关元件M4，与输入电容器Cin并联，并在第1DC/DC变换器CONV1的输入端子和接地端子(GND)之间串联设置。例如第4开关元件M4由N沟道MOSFET构成。第3输入变压器216的2次绕组L8的一端与第4开关元件M4的漏极连接。第3输入变压器216的2次绕组L8的一端还与第5输出二极管D5的正极连接。第3输入变压器216的2次绕组L8的另一端与第6输出二极管D6的正极连接。

第2输出电容器Co2设置在第5输出二极管D5的负极和接地端子之间。即，第5输出二极管D5的负极与第4输出二极管D4的负极和第2输出电容器Co2的一端之间的第5连接节点N5连接。

第6输出二极管D6的负极与第4连接节点N4连接。

第4开关元件M4的控制端子(栅极)与控制电路210的第2端子P202连接。在第1DC/DC变换器CONV1的活动状态下，向第4开关元件M4的控制端子施加具有第3驱动频率f3并进行了脉宽调制的第2控制脉冲信号S202。

控制电路210包含：第1端子P201第2端子P202；第3端子P203，其被施加作为第2输出电容器Co2的两端电压而生成的输出电压Vo；第4端子P204，其与电流检测电阻Rd的一端连接；以及第5端子P205，其与电流检测电阻Rd的另一端连接。

控制电路210基于根据第4端子P204和第5端子P205之间的电位差得到的电压降Vd，而得到灯电流IL的信息。如果输出电压Vo比规定的第2阈值电压V2(例如200V)低，则控制电路210经由第1端子P201向第3开关元件M3送出脉宽调制后的第1控制脉冲信号S201。在非上述的情况下，控制电路210将第1控制脉冲信号S201固定在低电平，将第2DC/DC变换器CONV2设为非活动状态。如果输出电压Vo比规定的第3阈值电压V3(例如150V)高，则控制电路210经由第2端子P202向第4开关元件M4送出脉宽调制后的第2控制脉冲信号S202。在非上述的情况下，控制电路210将第2控制脉冲信号S202固定在低电平，将第1DC/DC变换器CONV1设为非活动状态。

第1DC/DC变换器CONV1的电路常数、第2DC/DC变换器CONV2的电路常数、第1控制脉冲信号S201的占空比、以及第2控制脉冲信号S202的占空比构成为，使第1DC/DC变换器CONV1成为活动状态的情况下的输出电压Vo，比非活动状态的情况下的输出电压Vo高。特别地构成为，将第1DC/DC变换器CONV1成为活动状态的情况下的输出电压Vo的最大值设定为400V左右，第2DC/DC变换器CONV2成为活动状态的情况下的输出电压Vo的最大值成为200V左右。

在考虑升压路径的情况下，放电灯点灯电路200具有：第1驱动电压生成路径A2，其在一端施加电池电压Vbat，将第2输出电容器Co2作为另一端；以及与第1驱动电压生成路径A2不同的第2驱动电压生成路径B2，其在一端施加电池电压Vbat，将第2输出电容器Co2作为另一端。第1驱动电压生成路径A2形成在第1DC/DC变换器CONV1内，包含第3输入变压器216的1次绕组L7、第5输出二极管D5、以及第2输出电容器Co2。第2驱动电压生成路径B2形成在第2DC/DC变换器CONV2内，包含第2输入变压器214的1次绕组L5、2次绕组L6、第4输出二极管D4、以及第2输出电容器Co2。

以上是放电灯点灯电路200的结构。下面，说明其动作。图4是表示输出电压Vo的时间变化的时序图。为了容易理解，而将图4的纵轴及横轴适当放大、缩小，另外，为了容易理解，还将所示出的各波形进行简化。

如果在时刻t4用户将电源开关8闭合，则放电灯点灯电路200启动。由于在启动时输出电压Vo<第2阈值电压V2，所以控制电路210将第2DC/DC变换器CONV2设为活动状态。向第2输出电容器Co2中积蓄电荷，并且使输出电压Vo上升。

在输出电压Vo达到第3阈值电压V3的时刻t5，控制电路210将第1DC/DC变换器CONV1设为活动状态。在输出电压Vo达到第2阈值电压V2的时刻t6，控制电路210将第2DC/DC变换器CONV2设为非活动状态。在时刻t5至时刻t6为止的期间内，将第1DC/DC变换器CONV1以及第2DC/DC变换器CONV2这两者设为活动状态。

在时刻t7，利用启动电路20向放电灯4施加高电压脉冲。其结果，将放电灯4击穿而开始辉光放电，即开始点灯。如果放电灯4开始点灯，则输出电压Vo稳定在比第3阈值电压V3低的电压。虽然在图4中未图示，但在输出电压Vo从400V附近降低至比第3阈值电压V3低的电压时，存在如时刻t5至时刻t6为止的期间这种，将第1DC/DC变换器CONV1以及第2DC/DC变换器CONV2这两者设为活动状态的期间。

第1DC/DC变换器CONV1在时刻t5至时刻t7为止的期间φ3中，被设为活动状态。第2DC/DC变换器CONV2在时刻t4至时刻t6为止的期间φ4以及从时刻t7开始的期间φ5中，被设为活动状态。

本实施方式所涉及的放电灯点灯电路200具有：第1驱动电压生成路径A2，其生成点灯前所需的高输出电压Vo；以及第2驱动电压生成路径B2，其生成稳定点灯时的低输出电压Vo。另外，两条路径将第2输出电容器Co2作为共用的一端。因此，具有与第1实施方式所涉及的放电灯点灯电路100相同的作用效果。另外，设定了第2阈值电压V2和第3阈值电压V3的大小关系，以在第1DC/DC变换器CONV1和第2DC/DC变换器CONV2之间的切换时，特别地在击穿时设置使两者成为活动状态的期间。因此，可以使路径的切换顺利地进行。

以上，针对实施方式所涉及的放电灯点灯电路的结构和动作进行了说明。上述实施方式是例示，对于本领域技术人员可以理解：在其各构成要素及各处理的组合中可以实现各种变形例，另外，这样的变形例也落在本发明的范围内。另外，也可以是实施方式之间的组合。

在第2实施方式中，针对利用输出电压Vo控制DC/DC变换器的活动状态、非活动状态的情况进行了说明，但并不限于此，例如也可以基于灯电流IL对DC/DC变换器的状态进行控制。

在第1实施方式中，第2驱动电压生成路径B的部分采用了反激型的电路，但并不限于此，也可以采用升压斩波型的电路。在第2实施方式中，第2DC/DC变换器CONV2采用了反激型的电路，但并不限于此，也可以采用正向电路或升压斩波型的电路。

在第1及第2实施方式中，针对利用交流电压驱动放电灯4的情况进行了说明，但并不限于此，也可以在利用直流电压驱动放电灯4的放电灯点灯电路中，使用实施方式所涉及的技术思想。在此情况下，也可以使用从实施方式中去除逆变器电路30后的结构。

在第1及第2实施方式中，针对使用非绝缘型的DC/DC变换器的情况进行了说明，但并不限于此，也可以使用绝缘型的DC/DC变换器。

在第1及第2实施方式中，将放电灯4和放电灯点灯电路作为分体而进行了说明，但并不限于此，也可以将放电灯组装在放电灯点灯电路中。

在第1及第2实施方式中，针对放电灯点灯电路向放电灯4供给电力的情况进行了说明，但并不限于此。实施方式所涉及的技术思想也可以应用于向LED(Light Emitting Diode)等半导体光源供给电力的点灯电路。

在第1实施方式中，第1驱动电压生成路径A也可以包含有在第2驱动电压生成路径B中不包含的第1限流电阻R1。例如，第1限流电阻R1也可以设置在第2连接节点N2和第3线圈L3的一端之间、或者第3线圈L3的另一端和第2输出二极管D2的正极之间、或者第2输出二极管D2的负极和第2开关元件M2的漏极之间、或者第2开关元件M2的源极和第1输出电容器Co1的一端之间。或者，另外也可以在从这些部位中任意选择的多个部位处，设置第1限流电阻。此外，也可以取代电阻而使用其他限制电流的元件。

供给用于维持放电灯4点灯的电力的路径是第2驱动电压生成路径B。因此，要求该路径的直流电阻成分尽可能小，线圈的绕组、配线图案粗，第1输出二极管D1的额定电流大。另一方面，第1驱动电压生成路径A仅在放电灯点灯电路100启动开始后至点灯为止的几10毫秒之间供给电力。因此，为了放电灯点灯电路100的小型化，而优选第3线圈L3的绕组及配线图案尽可能细，第2输出二极管D2小。但是，在图1所示的放电灯点灯电路100中，在第1驱动电压生成路径A闭合的期间内，直至第1输出电容器Co1充满电为止，可能流过比较大的电流。

因此，通过如上述所示设置第1限流电阻，可以限制向第1输出电容器Co1充电的电流峰值。由此，可以使第3线圈L3的绕组及配线图案较细，另外，作为第2输出二极管D2使用小且廉价的部件。在使用印刷电阻作为第1限流电阻的情况下，由于几乎不使电阻元件自身的成本提高，所以特别地有效。

另外，即使对于包含第4线圈L4、第3输出二极管D3、以及启动电容器28的充电路径，也可以应用相同的限流。即，该充电路径也可以包含第2限流电阻R2。例如，第2限流电阻R2也可以设置在第3连接节点N3和第4线圈L4的一端之间、或者第4线圈L4的另一端和第3输出二极管D3的正极之间、或者第3输出二极管D3的负极和启动电容器28的另一端之间、或者启动电容器28的一端和接地电压之间。

在第1实施方式中，针对第3线圈L3的一端即低压端与第2线圈L2的另一端连接的情况进行了说明，但并不限于此。例如，也可以向第3线圈L3的一端施加电池电压Vbat，或者，另外也可以将第3线圈L3的一端接地。

图5是表示在第3线圈L3’的一端施加电池电压Vbat的变形例所涉及的第3DC/DC变换器CONV3的结构的电路图。第3线圈L3’的一端与第1线圈L1的一端连接。在此情况下，第1驱动电压生成路径A’包含第3线圈L3’、第2输出二极管D2、第1限流电阻R1、第2开关元件M2、以及第1输出电容器Co1。图5中的虚线的圆表示也可以设置第1限流电阻R1的代替位置。

图6是表示第3线圈L3”的一端接地的变形例所涉及的第4DC/DC变换器CONV4的结构的电路图。第3线圈L3”的一端与接地端子(在图6中未图示)连接。在此情况下，第1驱动电压生成路径A”包含第3线圈L3”、第2输出二极管D2、第1限流电阻R1、第2开关元件M2、以及第1输出电容器Co1。图6中的虚线的圆表示也可以设置第1限流电阻R1的代替位置。

在第3线圈L3的一端与第2线圈L2的另一端连接的情况下，第3连接节点N3上的电压成为由第2线圈L2感应的电压与由第3线圈L3感应的电压的和。因此，在第3连接节点N3上所需的电压已确定的情况下，与图5或图6所示的变形例相比，可以减少第3线圈L3的匝数。

另外，随着应用及变压器设计的不同，也可以成为图5或图6所示的变形例的结构。在此情况下，使与第1线圈L1磁性结合的第3线圈L3’、L3”的匝数更多地形成。

(第3实施方式)

图7是表示第3实施方式所涉及的放电灯点灯电路300的结构的电路图。放电灯点灯电路300具有控制电路10、第1启动电路52、逆变器电路30、点灯辅助电路40、第5DC/DC变换器CONV5、输入电容器Cin、以及电流检测电阻Rd。在图7中，为了更容易理解说明的内容，仅示出第5DC/DC变换器CONV5、输入电容器Cin以及第1启动电路52，省略其他部件的图示。

第5DC/DC变换器CONV5包含：第1线圈L1、第2线圈L2、第3线圈L3、与第4线圈L4对应的第9线圈L9、第1开关元件M1、第2开关元件M2、第1输出二极管D1、第2输出二极管D2、与第3输出二极管D3对应的第7输出二极管D7、以及第1输出电容器Co1。第1启动电路52包含：高电压变压器22、火花隙27、以及与启动电容器28对应的第1启动电容器50。

第3实施方式所涉及的放电灯点灯电路300与第1实施方式所涉及的放电灯点灯电路100之间的主要不同点是，

(1)第3输出二极管D3的正极一负极的朝向和与其对应的第7输出二极管D7的正极-负极的朝向相反；

(2)第1启动电容器50的一端与第7输出二极管D7的正极连接，另一端并不是接地，而是与第1输出二极管D1的负极和第1输出电容器Co1的一端之间的连接节点N6连接；

(3)第4线圈L4的绕组的朝向和与其对应的第9线圈L9的绕组的朝向相反，第9线圈L9的一端与第7输出二极管D7的负极连接，另一端与第1线圈L1的一端连接。

根据(1)及(3)的不同点，在具有与第1线圈L1磁性结合的第9线圈L9以及与该第9线圈L9串联连接的第7输出二极管D7的串联电路中，向第1启动电容器50的一端施加负的电压。

根据(2)的不同点，原则上在第1启动电容器50的另一端施加正的输出电压Vo。因此，在第1启动电容器50的一端施加的电压的绝对值的最大值，成为从导通火花隙27所必需的第1启动电容器50的端子间的电压绝对值中减去输出电压Vo后得到的值，与第1启动电容器50的端子间的电压的绝对值相比较低。例如，如果将导通火花隙27所必需的第1启动电容器50的端子间的电压设为1000V，将输出电压Vo设为400V，则在向第1启动电容器50的一端施加的电压成为-600V后，火花隙27导通。由此，可以使用耐电压更低的第7输出二极管D7，另外，可以使配线图案和其他配线或壳体等之间的绝缘耐压更低。因此，可以使放电灯点灯电路300较小且廉价。

对于第1实施方式的第1输入变压器14，第1输入变压器14的端子数量为总计5个端子，它们分别与电池电压Vbat连接，与第1开关元件M1的漏极连接，与第1输出二极管D1的正极连接，与第2输出二极管D2的正极连接，与第3输出二极管D3的正极连接。在第3实施方式中，第1线圈L1、第2线圈L2、第3线圈L3、第9线圈L9构成一个输入变压器54。该输入变压器54的端子中的被施加电池电压Vbat的输入电压端子，在输入变压器54的内部与第1线圈L1的一端以及第9线圈的另一端连接。

如果考虑第9线圈的另一端的连接对象，则由于其一端产生负电压，所以优选尽可能与电压低的节点连接。其原因是可以减少第9线圈L9的匝数。虽然可利用的最低电压为接地电压，但在接地连接的情况下，输入变压器的端子数量成为加上用于向输入变压器引入接地电压的端子后的6个端子。在此情况下，与第1实施方式相比，可能使输入变压器大型化，成本增加。因此，如图7所示，通过与在接地电压之后为低电压的第1线圈L1的一端连接，从而可以利用与第1实施方式相同的5个端子构成输入变压器。在此情况下，向第9线圈的另一端施加的电池电压Vbat，在大多数情况下为10V～20V，由该电压和接地电压(＝0V)之间的差引起的影响比较小。在此基础上可以抑制输入变压器的端子数量的增加。

特别地，在陶瓷基板上对第1或第3实施方式所涉及的放电灯点灯电路进行面安装的情况下，可以抑制输入变压器的端子数量增加，这一点在以下方面有利。

(1)面安装用的变压器的端子在陶瓷基板上所占的面积较大。因此，通过抑制端子数量的增加，从而可以将陶瓷基板保持得较小，或者可以在陶瓷基板上设置更多的其他元件及配线。

(2)在陶瓷基板上的面安装中，端子通过焊接固定在基板上。通过抑制端子数量的增加，由此可以抑制为了该焊接而在端子周围设定的边缘区域的增加。

(3)与回流等不同，难以将多个端子一次性焊接。因此，通过抑制端子数量的增加，由此可以抑制工序数量的增加。

(4)可以抑制输入变压器的尺寸及成本的增加。

另外，对于包含第9线圈L9、第7输出二极管D7、第1启动电容器50的充电路径，也可以应用与第1限流电阻R1相关联而说明的限流。即，该充电路径也可以包含第2限流电阻R2。例如，第2限流电阻R2也可以设置在：第9线圈L9的一端和第7输出二极管D7的负极之间、或者第7输出二极管D7的正极和第1启动电容器50的一端之间、或者第1启动电容器50的另一端和第1输出电容器Co1的一端之间。图7中的虚线的圆表示也可以设置第2限流电阻R2的代替位置。

此外，虽然在电气上第1线圈L1的一端和第9线圈L9的另一端之间也成为候补区域，但在此情况下，输入变压器的端子数量可能增加。

(第4实施方式)

图8是表示第4实施方式所涉及的放电灯点灯电路400的结构的电路图。放电灯点灯电路400具有：控制电路10、第1启动电路52、逆变器电路30、点灯辅助电路40、第6DC/DC变换器CONV6、输入电容器Cin、电流检测电阻Rd、以及第3限流电阻R3。在图8中，为了更容易理解说明的内容，仅示出第6DC/DC变换器CONV6、第3限流电阻R3、输入电容器Cin以及第1启动电路52，省略其他部件的图示。

第6DC/DC变换器CONV6包含：第1线圈L1、第2线圈L2、第3线圈L3、与第4线圈L4对应的第9线圈L9、第1开关元件M1、第2开关元件M2、第1输出二极管D1、第2输出二极管D2、与第3输出二极管D3对应的第7输出二极管D7、第1输出电容器Co1、以及充电辅助电容器56。充电辅助电容器56的一端与第7输出二极管D7的正极连接，另一端接地。第3限流电阻R3的一端与第7输出二极管D7的正极连接，另一端与第1启动电容器50的一端连接。

在放电灯点灯电路400中，利用暂时小容量的充电辅助电容器56对第7输出二极管D7的输出进行整流。充电辅助电容器56的容量例如比第1启动电容器50的容量小，如果将第1启动电容器50的容量设为0.1μF，则充电辅助电容器56的容量为100pF～1000pF程度。因此，充电辅助电容器56的充电所需时间比第1启动电容器50短。

由于充电辅助电容器56的容量小，所以流过第7输出二极管D7及第9线圈L9的电流峰值低。并且，利用具有100kΩ左右的电阻值的第3限流电阻R3，对来自充电辅助电容器56的充电电流进行限制，同时向第1启动电容器50充电。在此情况下，电容器的数量与第1实施方式的情况相比增加，但由于在向第1启动电容器50充电之前，使充电所使用的电压平滑化，所以可以使充电时间稳定。例如，可以相对于元件的随时间变化或电池电压的波动而使充电时间稳定。

第3限流电阻R3也可以设置在第1启动电容器50的另一端和第1输出电容器Co1的一端之间。图8中的虚线的圆表示也可以设置第3限流电阻R3的代替位置。

在图5所示的变形例中，第1线圈L1、第2线圈L2、第3线圈L3’、第4线圈L4构成一个输入变压器70。该输入变压器70的端子中的被施加电池电压Vbat的输入电压端子，在输入变压器70的内部与第1线圈L1的一端以及第3线圈L3’的一端连接。

Claims (3)

1.一种放电灯点灯电路，其特征在于，具有：

DC/DC变换器，其根据输入电压生成应向驱动对象的放电灯施加的驱动电压；

第1驱动电压生成路径，其在一端施加所述输入电压，将设置在所述DC/DC变换器的输出侧的输出电容器作为另一端；

第2驱动电压生成路径，其与所述第1驱动电压生成路径不同，在一端施加所述输入电压，将所述输出电容器作为另一端；以及

控制电路，其对所述第1驱动电压生成路径的闭合/断开进行控制，

构成为，所述第1驱动电压生成路径闭合的情况下的所述输出电容器的电压，比断开的情况下的所述输出电容器的电压高，

在将所述放电灯击穿时，将所述第1驱动电压生成路径闭合，

从该第1驱动电压生成路径向所述输出电容器供给输出电压，如果所述放电灯点灯，则将所述第1驱动电压生成路径断开，从所述第2驱动电压生成路径向所述输出电容器供给输出电压。

2.根据权利要求1所述的放电灯点灯电路，其特征在于，

所述控制电路设置有下述期间，即，在将所述第1驱动电压生成路径断开之前，使所述第1驱动电压生成路径以及所述第2驱动电压生成路径这两者闭合的期间。

3.根据权利要求1或2所述的放电灯点灯电路，其特征在于，

还具有与所述DC/DC变换器共用所述输出电容器的其他DC/DC变换器，

所述第2驱动电压生成路径形成在所述DC/DC变换器内，

所述第1驱动电压生成路径形成在所述其他DC/DC变换器内。