CN103458568A - 放电灯点亮装置、车载用前照灯装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放电灯点亮装置、车载用前照灯装置和车辆。根据本发明的放电灯点亮装置包括控制器，其中，所述控制器用于进行用于基于被定义为施加至放电灯的AC电压所定义的驱动电压的测量值来判断是否发生了异常的异常判断处理。在所述异常判断处理中，所述控制器判断在预定时间段内是否发生了所述驱动电压缺乏对称性的非对称状态。在判断为在所述预定时间段内发生了所述非对称状态的情况下，所述控制器判断为发生了所述异常。

Description

放电灯点亮装置、车载用前照灯装置和车辆

技术领域

本发明涉及放电灯点亮装置、车载用高强度放电灯点亮装置、车载用前照灯装置和车辆。

背景技术

由于高强度放电灯(例如，金属卤素灯)具有相对高的亮度，因而这类高强度放电灯被用于诸如自动车、摩托车和火车等的车辆(车)中。

图18示出用于点亮高强度放电灯的现有放电灯点亮装置“B”的电路结构的实例。放电灯点亮装置“B”包括DC/DC转换器101、检测器102、逆变器103、点火器104、电源电压检测器105、温度检测器106、控制器107、以及驱动器108和109。

DC/DC转换器101用作用于升高或降低DC(直流)电源E101的DC电压(电源电压)以输出期望的DC电力的电力转换器。例如，DC/DC转换器101是反激式转换器电路。在DC电源E101和DC/DC转换器101之间插入开关SW101。此外，根据开关SW101的接通或断开来启动或停用放电灯点亮装置“B”。此外，将DC电源E101的低压侧连接至电路接地端。

检测器102包括电压检测器102a和电流检测器102b。电压检测器102a由一端连接至DC/DC转换器101的输出端子、并且另一端连接至控制器107的电阻器R101、R102和R103的串联电路构成。电流检测器102b由DC/DC转换器101的输出端子和逆变器103之间所插入的电阻器R104构成。

逆变器103用于将从DC/DC转换器101输出的DC电力转换成AC(交流)电力、并且将由此得到的AC电力提供给放电灯La。例如，逆变器103由以全桥方式连接的开关元件构成。

点火器104生成用于启动放电灯La的数十kV的高压。

电源电压检测器105检测DC/DC转换器101的输入电压(电源电压)。

温度检测器106检测放电灯点亮装置“B”的周围温度。

控制器107对于DC/DC转换器101的输出进行反馈控制，从而使得灯电力保持与电力目标值一致。

具体地，控制器107使用电压检测器102a来检测DC/DC转换器101的输出电压Vo101，因而相当于检测施加至放电灯La的灯电压。此外，控制器107使用电流检测器102b来检测DC/DC转换器101的输出电流Io101，因而相当于检测供给至放电灯La的灯电流。

此外，控制器107生成根据电源电压检测器105所检测到的电源电压和温度检测器106所检测到的周围温度所调节的电力目标值。控制器107通过将由此得到的电力目标值除以输出电压Vo101的检测值，来计算电流目标值。控制器107将输出电流Io101的检测值与电流目标值进行比较，并且将具有与二者之间的差相对应的大小的误差信号输出给驱动器108。

驱动器108基于该误差信号向DC/DC转换器101输出驱动信号，从而使得输出电流Io101的检测值与电流目标值一致。

此外，控制器107向驱动器109输出用于控制逆变器103的控制信号。驱动器109基于该控制信号向逆变器103输出驱动信号。

控制器107通过上述操作来控制DC/DC转换器101和逆变器103的操作以点亮放电灯La。

在该放电灯点亮装置“B”中，当在放电灯La侧(负载侧)发生短路或接地故障时，接地故障电流可能导致电路损失或组件应力的增大。结果，可能发生电路击穿。

在这方面，当在负载侧发生短路或接地故障时，输出电压Vo101趋于降低。鉴于此，控制器107在输出电压Vo101降低至不大于阈值的电压时，终止DC/DC转换器101的操作(例如，参考文献1[日本特开2006-252872A])。

根据上述现有技术，当在负载侧发生短路或接地故障时，控制器107终止DC/DC转换器101的操作。

然而，控制器107需要在负载侧发生短路或接地故障时检测输出电压Vo101降低至不大于阈值的电压这一事件。当发生放电灯La的短路时，放电灯La的阻抗大体变成0，并且输出电压Vo101从其正常水平显著降低。因此，可以终止DC/DC转换器101的操作。

与此相对，当发生接地故障时，只要接地故障的部位和电路接地端之间的阻抗大体为0，则像是发生短路一样，输出电压Vo101从其正常水平显著降低。因此，可以终止DC/DC转换器101的操作。注意，下面将接地故障的部位和电路接地端之间的阻抗称为接地故障阻抗。

然而，当接地故障阻抗相对较高时，输出电压Vo101不大可能降低至不大于阈值的电压。在这种情况下，尽管在负载侧发生了接地故障，但控制器107未能终止DC/DC转换器101的操作。结果，DC/DC转换器101很可能继续输出操作，而不管是否发生接地故障。因此，持续流过比稳定点亮状态下的电流高的电流。因此，这种高电流导致短路损失或组件应力的增大。结果，可能发生电路击穿。

发明内容

考虑到上述不足，本发明旨在提出一种即使在接地故障时的接地故障阻抗相对较高的情况下也能够检测该接地故障的放电灯点亮装置、车载用(车载)高强度放电灯点亮装置、车载用(车载)前照灯装置和车辆。

根据本发明的第一方面的放电灯点亮装置，包括：控制器，用于进行用以基于被定义为施加至放电灯的交流电压的驱动电压的测量值来判断是否发生了异常的异常判断处理，其中，在所述异常判断处理中，所述控制器判断在预定时间段是否发生了所述驱动电压不具有对称性的非对称状态，以及在判断为在所述预定时间段发生了所述非对称状态的情况下，所述控制器判断为发生了所述异常。

除第一方面以外，对于根据本发明的第二方面的放电灯点亮装置，在被定义为所述驱动电压的极性反转之前所获得的测量值的第一测量值和被定义为所述驱动电压的极性反转之后所获得的测量值的第二测量值其中之一的绝对值大于所述第一测量值和所述第二测量值中的另一个的绝对值的情况下，所述控制器判断为发生了所述非对称状态。

除第二方面以外，对于根据本发明第三方面的放电灯点亮装置，所述控制器进行如下操作：计算所述第一测量值和所述第二测量值各自的绝对值中的较大者相对于所述第一测量值和所述第二测量值各自的绝对值中的较小者的比率；以及在所述比率不小于阈值的情况下，判断为发生了所述非对称状态。

除第三方面以外，对于根据本发明第四方面的放电灯点亮装置，所述阈值不小于1.5。

除第二方面以外，对于根据本发明第五方面的放电灯点亮装置，所述控制器进行如下操作：计算所述第一测量值和所述第二测量值各自的绝对值之间的差；以及在所述差的绝对值不小于阈值的情况下，判断为发生了所述非对称状态。

除第五方面以外，对于根据本发明第六方面的放电灯点亮装置，所述阈值不小于所述放电灯的额定灯电压的一半。

除第一方面～第六方面以外，对于根据本发明第七方面的放电灯点亮装置，在所述非对称状态持续了所述预定时间段的情况下，所述控制器判断为在所述预定时间段发生了所述非对称状态。

除第七方面以外，对于根据本发明第八方面的放电灯点亮装置，所述预定时间段具有与所述放电灯的启动时间段的长度相等的长度。

除第七方面或第八方面以外，对于根据本发明第九方面的放电灯点亮装置，所述预定时间段具有不小于10秒的长度。

除第一方面～第九方面中的任一方面以外，对于根据本发明第十方面的放电灯点亮装置，在所述非对称状态的发生次数在经过规定时间段之前不小于预定次数的情况下，所述控制器判断为在所述预定时间段发生了所述非对称状态。

除第一方面～第十方面中的任一方面以外，对于根据本发明第十一方面的放电灯点亮装置，所述放电灯点亮装置还包括具有用于向所述放电灯施加交流电压的功能的点亮电路单元，以及所述控制器控制所述点亮电路单元以调整供给至所述放电灯的电力。

除第十一方面以外，对于根据本发明第十二方面的放电灯点亮装置，所述点亮电路单元包括：电力转换器，用于利用来自外部电源的电力来生成直流电力；逆变器，用于利用所述电力转换器所生成的直流电力来向所述放电灯施加交流电压；电压检测器，用于测量施加至所述放电灯的电压；以及电流检测器，用于测量流经所述放电灯的电流，所述控制器基于所述电压检测器的测量值和所述电流检测器的测量值来调整所述电力转换器所生成的直流电力。

除第十一方面或第十二方面以外，对于根据本发明第十三方面的放电灯点亮装置，在判断为发生了所述异常的情况下，所述控制器将供给至所述放电灯的电力降低至预定值。

除第十三方面以外，对于根据本发明第十四方面的放电灯点亮装置，所述控制器逐渐降低供给至所述放电灯的电力。

除第十一方面或第十二方面以外，对于根据本发明第十五方面的放电灯点亮装置，所述点亮电路单元还具有用于向所述放电灯施加直流电压的功能，以及在判断为发生了所述异常的情况下，所述控制器控制所述点亮电路单元，以向所述放电灯供给如下直流电压，其中所供给的该直流电压的极性与被定义为所述驱动电压的极性反转之前所获得的测量值的第一测量值和被定义为所述驱动电压的极性反转之后所获得的测量值的第二测量值各自的绝对值中较大者的相应极性相同。

除第一方面～第十五方面中的任一方面以外，对于根据本发明第十六方面的放电灯点亮装置，在所述放电灯从启动时间段的状态改变成稳定点亮时间段的状态之后，所述控制器开始所述异常判断处理。

一种根据本发明第十七方面的车载用高强度放电灯点亮装置，其包括根据上述第一方面～第十六方面中的任一方面所述的放电灯点亮装置，并且用于点亮高强度放电灯。

一种根据本发明第十八方面的车载用前照灯装置，包括：放电灯；以及根据上述第一方面～第十六方面中的任一方面所述的放电灯点亮装置，其中，所述放电灯点亮装置用于点亮所述放电灯。

一种根据本发明第十九方面的包括根据第十八方面所述的车载用前照灯装置的车辆。

附图说明

图1是示出第一实施例的放电灯点亮装置的结构的电路图；

图2是示出用于读取第一实施例的放电灯点亮装置的灯电压检测值的操作的波形图；

图3是示出第一实施例的放电灯点亮装置的正常状态下的操作的波形图；

图4是示出第一实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图5是示出第一实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图6是示出第一实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图7是示出第一实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图8是示出第一实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图9是示出第一实施例的放电灯点亮装置的电力目标值的图；

图10是示出第一实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图11是示出第一实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图12是示出第二实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图13是示出第二实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图14是示出第二实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图15是示出第三实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图16是示出第四实施例的放电灯点亮装置的接地故障状态下的操作的波形图；

图17是示出第五实施例的车辆的示意图；以及

图18是示出现有放电灯点亮装置的结构的框图。

具体实施方式

第一实施例

如图1所示，本实施例的放电灯点亮装置“A”包括：点亮电路单元10，用于向放电灯La供应电力；以及控制器7，用于以调节向放电灯La供应的电力的方式来控制点亮电路单元10。

点亮电路单元10具有用于将定义为AC电压的驱动电压施加至放电灯La的功能。例如，驱动电压是具有对称性的AC电压。在本实施例中，驱动电压是具有对称性的矩形AC电压。

例如，本实施例的点亮电路单元10包括DC/DC转换器1、检测器2、逆变器3、点火器4、电源电压检测器5、温度检测器6、以及驱动器8和9。

下面详细说明本实施例的放电灯点亮装置“A”。图1示出用于点亮高强度放电灯(放电灯)La的本实施例的放电灯点亮装置“A”的电路结构。放电灯点亮装置“A”包括DC/DC转换器1、检测器2、逆变器3、点火器4、电源电压检测器5、温度检测器6、控制器7、以及驱动器8和9。该放电灯点亮装置“A”应用在诸如自动车、摩托车和火车等的车辆(车)中。

DC/DC转换器1用作用于升高或降低DC电源(外部电源)E1的DC电压(电源电压)以输出期望的DC电力的电力转换器。简而言之，DC/DC转换器1用作用于利用来自外部电源(在本实施例中，DC电源E1)的电力来生成DC电力的电力转换器。注意，例如，DC电源E1是车载用电池(车载电池)。然而，DC电源E1不局限于车载用电池。另外，外部电源不局限于DC电源，而且可以是AC电源。在这种情况下，使用AC/DC转换器作为电力转换器。

如图1所示，DC/DC转换器1是使用变压器Tr1的反激式转换器电路。在DC/DC转换器1的输入端子之间插入开关SW1、变压器Tr1的一次绕组N1和开关元件Q1的串联电路。此外，在DC/DC转换器1的输入端子之间还插入电容器C1。在变压器Tr1的二次绕组N2的两端之间插入二极管D1和电容器C2的串联电路。

开关元件Q1的接通和断开会导致来自DC电源E1的DC电压(电源电压)的升高或降低以产生电容器C2两端的DC电压。简而言之，DC/DC转换器1将来自DC电源E1的输入转换成期望的DC电力。此外，根据开关SW1的接通或断开，启动或停用放电灯点亮装置“A”。此外，将DC电源E1的低压侧连接至电路接地端11。

检测器2包括电压检测器2a和电流检测器2b。

电压检测器2a检测DC/DC转换器1的输出电压Vo1，从而相当于检测施加至下述放电灯La的灯电压Vla。换句话说，电压检测器2a用于测量施加至放电灯La的电压(灯电压)Vla。例如，该电压检测器2a由一端连接至DC/DC转换器1的输出端子、并且另一端连接至控制器7的一个以上电阻器的串联电路构成。

此外，电流检测器2b检测DC/DC转换器1的输出电流Io1，从而相当于检测供给至放电灯La的灯电流Ila。换句话说，电流检测器2b用于测量流经放电灯La的电流(灯电流)Ila。例如，电流检测器2b由插入在DC/DC转换器1的输出端子之间的电阻器构成，并且用于检测该电阻器两端的电压。

在下面的说明中，根据需要，将输出电压Vo1的检测值(电压检测器2a的测量值)称为灯电压检测值，并且将输出电流Io1的检测值(电流检测器2b的测量值)称为灯电流检测值。

逆变器(逆变器电路)3经由检测器2连接至DC/DC转换器1的输出端子，并且由以全桥方式连接的开关元件Q2～Q5构成。在DC/DC转换器1的输出端子之间相互并联连接开关元件Q2和Q3的串联电路以及开关元件Q4和Q5的串联电路。

随着开关元件组Q2和Q5以及开关元件组Q3和Q4的交替接通和断开，在开关元件Q2和Q3的连接点与开关元件Q4和Q5的连接点之间产生以低频交变的矩形AC电压。

简而言之，逆变器电路3将从DC/DC转换器1输出的DC电力转换成AC电力，并且将由此得到的AC电力提供给放电灯La。在这方面，逆变器3用于利用DC/DC转换器(电力转换器)1所生成的DC电力，向放电灯La施加AC电压(驱动电压)。从逆变器3输出的AC电压是对称的矩形AC电压。因此，在从逆变器3输出的AC电压中，正极性的电压和负极性的电压具有相同振幅(绝对值)。

注意，优选地，AC电压的频率在范围200Hz～600Hz的范围内。

点火器4由电容器C3、变压器Tr2和火花间隙SG1构成，并且生成用于启动放电灯La的数十kV的高压。电容器C3连接在逆变器3的输出端子之间。变压器Tr2具有在各自的第一端相互连接的一次绕组N11和二次绕组N12。一次绕组N11使其第二端连接至火花间隙SG1。一次绕组N11和火花间隙SG1的串联电路与电容器C3并联连接。此外，放电灯La连接在二次绕组N12的第二端与火花间隙SG1和电容器C3的连接点之间。

电源电压检测器5检测DC/DC转换器1的输入电压(电源电压)。

温度检测器6检测放电灯点亮装置“A”的周围温度。

控制器7包括电力目标存储单元7a、最大电力限制单元7b、电流目标计算单元7c、误差放大器7d和驱动器控制单元7e。例如，利用微计算机来构成控制器7。

电力目标存储单元7a预先存储供给至放电灯La的灯电力的目标值(初始电力目标值)。将该初始电力目标值定义为周围温度和电源电压与各自的基准值相同的状况下的值。

最大电力限制单元7b基于电源电压检测器5所检测到的电源电压和温度检测器6所检测到的周围温度，来调整从电力目标存储单元7a所检索到的初始电力目标值，从而生成电力目标值。电流目标计算单元7c通过将从最大电力限制单元7b所获得的电力目标值除以灯电压检测值，来计算电流目标值。

误差放大器7d将灯电流检测值与电流目标值进行比较，并且将具有与二者之间的差相对应的大小的误差信号输出给驱动器8。为了降低误差信号的大小，驱动器8输出用于确定开关元件Q1的开关频率和占空比的驱动信号S1，以使开关元件Q1接通和断开。

此外，驱动器控制单元7e向驱动器9输出开关元件Q2～Q5的开关控制用的控制信号。

响应于该控制信号，驱动器9向逆变器3输出驱动信号S2和S3，以使开关元件组Q2和Q5与开关元件组Q3和Q4交替接通和断开。

如图3的(a)和(b)所示，用于驱动开关元件Q2和Q5的驱动信号S2及用于驱动开关元件Q3和Q4的驱动信号S3在H电平和L电平之间交替。

电流目标计算单元7c以时间段ta为间隔读取灯电压检测值，并且临时存储所读取的值。如图2所示，放电灯La的两端之间所产生的灯电压Vla具有与通过周期性反转输出电压Vo1的极性所获得的波形相同的波形。电流目标计算单元7c使用紧挨在极性反转时刻之前所获得的8个灯电压检测值的平均值来计算电流目标值。由于以下原因而选择该方式。

图3的(a)和(b)分别示出用于驱动开关元件Q2和Q5的驱动信号S2和用于驱动开关元件Q3和Q4的驱动信号S3的波形。

对于驱动信号S2和S3，设置驱动信号S2和S3具有L电平且所有开关元件Q2～Q5保持断开的死区时间td。在死区时间td中，灯电流Ila瞬时变成0(参考图3(d))。因此，DC/DC转换器1的输出电压Vo1增大，并且灯电压Vla变得不稳定。

与此相对，紧挨在极性反转时刻之前，灯电压Vla是稳定的。因此，如上所述，电流目标计算单元7c使用紧挨在极性反转时刻之前所获得的8个灯电压检测值的平均值来计算电流目标值。因此，可以提高电流目标值的精度。

接着详细说明放电灯点亮装置“A”的操作。

首先，当接通开关SW1时，启动放电灯点亮装置“A”。此后，当接通开关元件Q1时，从DC电源E1输出电流，并且该电流流经变压器Tr1的一次绕组N1和开关元件Q1。与此相对，反偏压二极管D1防止该电流流经变压器Tr1的二次绕组N2。因此，变压器Tr1将磁能储存在其中。接着，当断开开关元件Q1时，电流从变压器Tr1的二次绕组N2经由电容器C2流向二极管D1，因此，储存在变压器Tr1中的能量转移至平滑电容器C2。

在放电灯La启动之前，放电灯La处于开放状态。因此，电容器C2两端的电压增大。在开关元件Q2和Q5保持处于接通状态、并且开关元件Q3和Q4保持处于断开状态期间，点火器4的电容器C3两端的电压也增大。当电容器C3两端的电压达到击穿电压时，火花间隙SG1被击穿，并且在变压器Tr2的二次绕组N12两端感应产生一次绕组N11两端的电压的匝数倍高的高电压。将这一高电压(约数十kV)施加至放电灯La，然后放电灯La被击穿。

响应于放电灯La的击穿，从DC/DC转换器1向放电灯La提供电流，并且放电灯La导致电弧放电。

随后，使开关元件组Q2和Q5以及开关元件组Q3和Q4交替接通和断开，这使得向放电灯La施加AC电压。因此，放电灯La稳定点亮。在这方面，如上所述，利用从控制器7的误差放大器7d输出的误差信号来控制DC/DC转换器1的DC输出，并且进行反馈控制以使得灯电力保持与目标值相同。

当在放电灯La侧(负载侧)发生短路或接地故障时，放电灯点亮装置“A”示出以下操作。

当灯电压检测值(参考图2，紧挨在极性反转时刻之前所读取的8个灯电压检测值的平均值)降低至等于或小于预定阈值K1的值时，控制器7的电流目标计算单元7c将电流目标值调整成0，从而保持开关元件Q1处于断开状态。

换句话说，当在负载侧发生短路或接地故障、并且灯电压检测值与正常状态下相比大幅下降时，控制器7终止DC/DC转换器1的操作。此时，驱动器控制单元7e还保持开关元件Q2～Q5处于断开状态，从而终止逆变器3的操作。

该保护功能在放电灯La短路或者接地故障阻抗相对较低的情况是有效的。注意，以下将该保护功能称为第一保护功能。

然而，当接地故障阻抗相对较高时，存在灯电压检测值不会降低至等于或小于阈值K1的值的可能性。

例如，如图1所示，当在放电灯La的第一端的点X1处发生接地故障、并且接地故障阻抗Rs相对较高时，接地故障电流Is不会流经放电灯La。因此，发生放电灯La的熄灭。

然而，由于灯电压检测值不会小于阈值K1，所以上述第一保护功能不工作。

鉴于此，控制器7具有使用灯电压的电压比限制的第二保护功能。在第二保护功能中，控制器7进行异常判断处理，其中，该异常判断处理用于基于被定义为施加至放电灯La的AC电压的驱动电压的测量值，来判断是否发生了异常。该控制器7用作异常检测装置。注意，在本实施例中，控制器7从电压检测器2a中获取施加至放电灯La的AC电压(驱动电压)的测量值。换句话说，控制器7和电压检测器2a被认为构成异常检测装置。

当在图1所示的点X1处发生接地故障时，图4的(a)～(c)分别示出灯电压Vla、灯电流Ila和接地故障电流Is的波形。

接地电流Is流经假想具有接地故障阻抗Rs的电阻器、点火器4、逆变器3、检测器2和电容器C2，并且仅到达放电灯La的一个极(正极)(参考图4(c))。当放电灯La由于接地故障熄灭时，没有灯电流Ila流过(参考图4(b))。

因此，仅允许输出电流Io1的正极性(正分量)流过。因此，在输出电流Io1的负分量没有流过的时间段内，控制器7控制DC/DC转换器1以使输出电压Vo1与正常状态下相比增大。因此，对于极性反转灯电压Vla，在正极性的电压值的绝对值Va和负极性(负分量)的电压值的绝对值Vb之间存在差(参考图4(a))。

鉴于此，控制器7的电流目标计算单元7c从驱动器控制单元7e获取表示极性反转时刻的信息，并且针对各次极性反转来存储各正极性和负极性(分量)的灯电压检测值(参考图2，紧挨在极性反转时刻之前所获得的8个灯电压检测值的平均值)。

当在预定时间段T1发生了下面的状态(非对称状态)时，电流目标计算单元7c推断为发生了诸如接地故障等的异常：灯电压的极性反转前后的灯电压的正极性的灯电压检测值与灯电压的负极性的灯电压检测值之间的差不小于阈值。注意，表述“在预定时间段T1发生了该状态”意为“在该预定时间段连续发生该状态”和“在该预定时间段内间歇发生该状态”。另外，该预定时间段具有预定时间长度。将预定时间段T1定义为用于在由于不同于接地故障的原因所导致的时间状态(非对称状态)的发生和由于接地故障所导致的状态(非对称状态)的发生之间进行区分的时间段。

控制器7(电流目标计算单元7c)用于在异常判断处理中，基于从电压检测器2a所获得的测量值(灯电压检测值)，来判断在预定时间段T1是否发生了驱动电压缺乏对称性的非对称状态。更详细地，在被定义为AC电压(灯电压Vla)的极性反转之前所获得的测量值(灯电压检测值)的第一测量值和被定义为AC电压的极性反转之后所获得的测量值(灯电压检测值)的第二测量值其中之一的绝对值大于第一测量值和第二测量值中的另一个的绝对值的情况下，控制器7(电流目标计算单元7c)推断为发生了非对称状态。

在推断为在预定时间段T1发生了非对称状态的情况下，控制器7推断为发生了异常。

控制器7(电流目标计算单元7c)用于在推断为发生了异常的情况下，将供给至放电灯La的电力降低至预定值。

例如，该预定值为0。简而言之，控制器7(电流目标计算单元7c)终止向放电灯La的电力供应。在这种情况下，控制器7(电流目标计算单元7c)终止点亮电路单元10的操作。

例如，电流目标计算单元7c在极性反转前后所获得的各极性的灯电压检测值中具有较小绝对值的第一极性的灯电压检测值和具有较大绝对值的第二极性的灯电压检测值之间进行区分。此后，电流目标计算单元7c计算表示第二极性的灯电压检测值的绝对值与第一极性的灯电压检测值的绝对值的比率的电压比D。当在预定时间段T1发生了电压比D保持不小于(保持等于或大于)阈值(第一阈值)K1的状态时，电流目标计算单元7c推断为发生了异常。选择该阈值K1以使其满足条件“K1>1”。

换句话说，控制器7(电流目标计算单元7c)在异常判断处理中，计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值中的较大者与第一测量值和第二测量值各自的绝对值中的较小者的比率(电压比)D。在比率(电压比)D不小于阈值(第一阈值)K1的情况下，控制器7(电流目标计算单元7c)推断为满足了预定条件(异常判断条件)。

此外，在预定时间段持续非对称状态的情况下，控制器7(电流目标计算单元7c)推断为在预定时间段发生了非对称状态。简而言之，在预定时间段连续发生非对称状态的情况下，控制器7推断为发生了异常。

例如，当以图5的波形图(a)～(e)作为实例的情况下，在时间点t1之前未观察到负载侧的短路和接地故障。因此，感应产生正极性和负极性之间具有对称性的灯电压Vla。灯电压检测值的正极性的绝对值Va和该正极性随后的灯电压检测值的负极性的绝对值Vb具有大体相同的值，因此，电压比D等于1。由于电压比D等于1或小于阈值K1，所以电流目标计算单元7c推断为没有发生异常。

此外，在时间点t1之前，灯电流Ila流经放电灯La，并且没有发生接地故障电流Is。此外，开关元件Q1响应于驱动信号S1而接通和断开，并且DC/DC转换器1处于工作中。

接着假定在时间点t1在点X1处发生接地故障，然后发生接地故障阻抗Rs相对较高的状态(参考图1)。在时间点t1之后，仅在正极性生成接地故障电流Is。因此，生成正极性和负极性之间缺乏对称性的灯电压Vla。因此，对于灯电压检测值，绝对值Va变成小于绝对值Vb，并且获得电压比D=Vb/Va。

如上所述，电流目标计算单元7c计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb中的较大者(绝对值Vb)与第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb中的较小者(绝对值Va)的比率(电压比)D=Vb/Va。

当在预定时间段T1发生了电压比D=Vb/Va不小于阈值K1的状态(非对称状态)时，电流目标计算单元7c推断为发生了异常。注意，当绝对值Va大于绝对值Vb时，通过D=Va/Vb给出电压比D。

在电流目标计算单元7c在时间点t2推断为发生了异常之后，电流目标计算单元7c将电流目标值调整为0，并且终止向开关元件Q1输出驱动信号S1以终止DC/DC转换器1的操作。

此时，驱动器控制单元7e还保持开关元件Q2～Q5处于断开状态以终止逆变器3的操作。因此，可以防止如下的不期望状况的发生：尽管放电灯La熄灭，但接地故障电流Is仍持续流经该电路。

根据上述结构，即使在第一保护功能由于接地故障阻抗Rs相对较高而不工作的情况下，也可以通过第二保护功能来检测接地故障。换句话说，即使在第一保护功能并未响应于接地故障的发生而工作的情况下，也可以通过第二保护功能来终止电路操作。因此，可以抑制电路损失和组件应力，并且可以防止电路损坏。

注意，阈值K1是从放电灯La的稳定点亮状态下无法获得的电压比的范围中所选择的，并且被设置成仅在负载异常状态下所获得的电压比的特定值。

当发生了在放电灯La的第二端子侧的点X2处发生接地故障、并且接地故障阻抗Rs相对较高的状况时(参考图1)，图6的图(a)～(e)分别示出该电路的特定部分处的波形。

在这方面，仅在另一极性(负极性)生成接地故障电流Is。因此，生成正极性和负极性之间缺乏对称性的灯电压Vla。因此，对于灯电压检测值，绝对值Va变得大于绝对值Vb，并且获得电压比D=Va/Vb。

如上所述，电流目标计算单元7c计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb中的较大者(绝对值Va)与第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb中的较小者(绝对值Vb)的比率(电压比)D=Va/Vb。

当在预定时间段T1发生了电压比D=Va/Vb不小于阈值K1的状态(非对称状态)时，电流目标计算单元7c推断为发生了异常。

此外，图5的图(a)～(e)示出放电灯La由于接地故障而熄灭的状况下的该电路的各部分的波形。相反，图7的图(a)～(e)示出即使在发生接地故障时放电灯La也不会熄灭的状况下的该电路的各部分的波形。在放电灯La即使在发生接地故障时也不熄灭的情况下，灯电流Ila持续流过。然而，即使在灯电流Ila流过时，也可以检测异常的发生，只要灯电压Vla示出正极性和负极性之间的非对称、并且电压比D变得不小于阈值K1即可。

接地故障阻抗Rs不局限于特定值，并且可以是10Ω、30Ω或1kΩ。只要电压比D在发生接地故障时变得不小于阈值K1，就可以应用本实施例的放电灯点亮装置“A”。

除伴随有相对较高的接地故障阻抗的接地故障以外，上述放电灯点亮装置“A”的第二保护功能还可以检测灯电压检测值并未降低至等于或小于阈值K1的其它负载异常，并且终止电路操作。

特别地，在本实施例中，将阈值K1选择不小于1.5。

例如，如图4(a)～(c)所示，灯电流Ila由于点X1处的接地故障而没有流过，并且放电灯La熄灭，而且发生具有正极性的接地故障电流Is。在这种状况下，当正极性的绝对值Va为40V、并且负极性的绝对值Vb为60V时，通过D=60/40=1.5来表示灯电压Vla的电压比D。

由于电压比D=1.5不小于阈值K1=1.5，所以电流目标计算单元7c推断为发生了异常。因此，电流目标计算单元7c终止DC/DC转换器1的操作和逆变器3的操作。因此，可以防止如下的不期望状况的发生：尽管放电灯La熄灭，但接地故障电流Is仍持续流经该电路。

在本实施例中，将阈值(第一阈值)K1选择为等于或大于1.5。因此，防止了在没有发生异常(例如，短路和接地故障)时响应于异常的误检测而终止电路操作的误操作。此外，即使在放电灯La的寿命结束时，除发生振荡以外，电压比D等于或大于1.5的可能性也非常低。因此，可以避免异常的误检测。简而言之，在将阈值K1选择为不小于1.5的情况下，可以防止在正常点亮状态下终止电路操作的误操作。注意，在本实施例中，阈值K1的下限是1.5，但是阈值K1的上限不局限于特定值。适当选择阈值K1的上限以使得能够检测由于接地故障所导致的异常。

此外，如图8的图(a)～(c)所示，例如，由于点X2处的接地故障而没有灯电流Ila流过，并且放电灯La熄灭，而且发生具有负极性的接地故障电流Is。当灯电压Vla的正极性的绝对值Va为60V、并且灯电压Vla的负极性的绝对值Vb为40V时，通过D=60/40=1.5来表示电压比D。另外，在这种情况下，由于电压比D=1.5不小于阈值K1=1.5，所以电流目标计算单元7c推断为发生了异常。结果，可以终止DC/DC转换器1和逆变器3的操作。

此外，在本实施例中，将预定时间段T1选择为不小于10秒。

图9示出通过控制器7的最大电力限制单元7b所选择的电力目标值。在放电灯La的状态在预加热时间段后从开始发射光束的状态达到稳定点亮状态之前，时间依次经过时间段Ta、时间段Tb和时间段Tc。

在时间段Ta，由于放电灯La的电极未被足够加热，所以存在放电灯La熄灭的可能性。此外，为了快速增大放电灯La的光束，将电力目标值选择为相对较高的灯电力(最大电力目标值，例如78W)。保持该最大电力目标值的启动时间段Ta具有约5～10秒范围的长度。

此后，在时间段Tb，电力目标值逐渐降低至放电灯La的额定功率。

随后，在时间段Tc，将电力目标值保持为与放电灯La的额定功率(例如，35W)相同。

在时间段Ta，即使在没有发生异常(例如，短路和接地故障)的情况下，灯电压Vla也很可能具有正极性和负极性之间的非对称，并且电压比D也趋于增大。鉴于此，在将预定时间段T1选择为不小于10秒的情况下，即使在电压比D趋于增大的开始发射光束的状态下，也可以防止电路操作的终止。

注意，在本实施例中，预定时间段T1的下限为10秒，但是预定时间段T1的上限不局限于特定值。适当选择预定时间段T1的上限以使得能够检测由于接地故障而导致的异常。

另外，在发生接地故障时通过第二保护功能检测到异常的情况下，本实施例的电流目标计算单元7c将来自DC/DC转换器1的DC输出降低至预定电力。

简而言之，在推断为发生了异常的情况下，控制器7将供给至放电灯La的电力降低至预定值。在这方面，控制器7逐渐降低供给至放电灯La的电力。换句话说，在推断为发生了异常时，控制器7以逐渐降低供给至放电灯La的电力以使得供给至放电灯La的电力在经过了预定降低时间段之后变得与预定值相同的方式，来控制点亮电路单元10。注意，适当选择该预定降低时间段。

例如，如图10的图(a)～(e)所示，由于点X1处的接地故障而没有灯电流Ila流过，并且放电灯La熄灭，而且发生具有正极性的接地故障电流Is。在这种状况下，灯电压Vla在正极性的电压值的绝对值Va和负极性的电压值的绝对值Vb之间具有非对称。当电流目标计算单元7c基于电压比D(或者下述的电压差F)，推断为发生了异常时(时间点t21)，电流目标计算单元7c逐渐降低电流目标值。

因此，向开关元件Q1提供的驱动信号S1的占空比逐渐降低，并且例如来自DC/DC转换器1的DC输出Po从35W逐渐降低至26W。通过该操作，驱动器控制单元7e驱动开关元件Q2～Q5以继续逆变器3的操作。注意，可以适当选择DC输出Po逐渐降低前后的值(预定值)，并且DC输出Po逐渐降低前后的值不局限于特定值。例如，该预定值可以是0以上。当预定值是0时，控制器7可以将供给至放电灯La的电力降低至特定值，随后终止点亮电路单元10的操作。

因此，当发生接地故障时，来自DC/DC转换器1的DC输出Po逐渐降低，并且接地故障电流Is也降低。因此，可以抑制电路损失和组件应力，并且可以防止电路损坏。

可选地，如图11的图(a)～(e)所示，在基于电压比D获知发生了异常的情况下(时间点t31)，电流目标计算单元7c可以使电流目标值以阶梯方式降低。在该结构中，来自DC/DC转换器1的DC输出Po以阶梯方式降低。

注意，控制器7没有必要一定要逐渐降低供给至放电灯La的电力。因此，在推断为发生了异常的情况下，控制器7可以将供给至放电灯La的电力立即降低至预定值。在该变形例中，控制器7可以在推断为发生了异常的情况下，立即终止点亮电路单元10的操作。

另外，本实施例的放电灯点亮装置“A”能够使得在放电灯La的状态从启动时间段的状态改变成稳定点亮时间段的状态之后进行使用电压比D的第二保护功能。

对于图9，时间段Ta和Tb是启动时间段，并且时间段Tc是稳定点亮时间段。控制器7在放电灯La的状态从启动时间段Ta和Tb的状态改变成稳定点亮时间段Tc的状态之后，启动第二保护操作。

这样，在灯电压Vla波动大的启动时间段Ta和Tb内，不启动使用电压比D的第二保护功能。因此，可以防止在启动时间段Ta和Tb中响应于异常的误检测而终止电路操作这一误操作。

如上所述，本实施例的放电灯点亮装置“A”包括电力转换器(DC/DC转换器)1、逆变器3、电压检测器2a、电流检测器2b和控制器7。DC/DC转换器1将输入电力转换成期望的DC电力。逆变器3将从电力转换器1输出的DC电压转换成AC电压，并且将由此得到的AC电压输出给放电灯La。电压检测器2a检测供给至放电灯La的电压。电流检测器2b检测供给至放电灯La的电流。控制器7基于电压检测器2a的电压检测值和电流检测器2b的电流检测值，来调整从电力转换器1输出的DC电力。控制器7针对AC电压的各次极性反转来存储各极性的电压检测值。在预定时间段内发生了如下状态的情况下，控制器7推断为发生了异常：在极性反转前后分别所获得的一个极性的电压检测值和另一极性的电压检测值之间，发生不小于阈值的差。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，控制器7在极性反转前后所获得的各极性的灯电压检测值中具有较小绝对值的第一极性的灯电压检测值和具有较大绝对值的第二极性的灯电压检测值之间进行区分。控制器计算表示第二极性的灯电压检测值的绝对值与第一极性的灯电压检测值的绝对值的比率的电压比。当在预定时间段内发生了电压比保持不小于阈值的状态时，控制器7推断为发生了异常。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，阈值(第一阈值)K1不小于1.5。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，预定时间段T1具有预定时间长度。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，预定时间段T1不小于10秒。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，控制器7在推断为发生了异常的情况下，终止向放电灯La供应电力、或者降低供给至放电灯La的电力。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，控制器7在推断为发生了异常的情况下，逐渐降低供给至放电灯La的电力。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，控制器7在放电灯La的状态从启动时间段的状态改变成稳定点亮时间段的状态之后，进行用于检测异常的处理。

换句话说，本实施例的放电灯点亮装置“A”包括以下的第一特征～第十二特征。注意，第二特征～第十二特征是可选的。

对于第一特征，本实施例的放电灯点亮装置“A”包括控制器7，其中，控制器7用于基于被定义为施加至放电灯La的AC电压的驱动电压的测量值，来进行用于判断是否发生了异常的异常判断处理。控制器7被配置成：在异常判断处理中，判断在预定时间段T1是否发生了驱动电压缺乏对称性的非对称状态。控制器7被配置成：在推断为在预定时间段T1发生了非对称状态的情况下，推断为发生了异常。

对于第二特征，除第一特征以外，控制器7被配置成：在被定义为驱动电压的极性反转之前所获得的测量值的第一测量值和被定义为驱动电压的极性反转之后所获得的测量值的第二测量值其中之一的绝对值大于第一测量值和第二测量值中的另一个的绝对值的情况下，推断为发生了非对称状态。

对于第三特征，除第二特征以外，控制器7被配置成：在异常判断处理中，计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值中的较大者与第一测量值和第二测量值各自的绝对值中的较小者的比率(电压比)D，并且在比率D不小于阈值(第一阈值)K1的情况下，推断为发生了非对称状态。

对于第四特征，除第三特征以外，阈值(第一阈值)K1不小于1.5。

对于第五特征，除第一特征～第四特征中任一个以外，控制器7被配置成：在该状态(非对称状态)持续了预定时间段T1的情况下，推断为在预定时间段T1发生了该状态(非对称状态)。

对于第六特征，除第五特征以外，预定时间段T1具有与放电灯La的启动时间段Ta的长度相同的长度。

对于第七特征，除第五特征或第六特征以外，预定时间段T1具有不小于10秒的长度。

对于第八特征，除第一特征～第七特征中任一个以外，放电灯点亮装置“A”还包括具有用于向放电灯La施加AC电压的功能的点亮电路单元10。控制器7被配置成对点亮电路单元10进行控制以调整供给至放电灯La的电力。

对于第九特征，除第八特征以外，点亮电路单元10包括电力转换器1、逆变器3、电压检测器2a和电流检测器2b。电力转换器1被配置成利用来自外部电源(例如，DC电源E1)的电力来生成DC电力。逆变器3被配置成利用电力转换器1所生成的DC电力来向放电灯La施加AC电压。电压检测器2a用于测量施加至放电灯La的电压(灯电压Vla)。电流检测器2b用于测量流经放电灯La的电流(灯电流Ila)。控制器7被配置成基于电压检测器2a的测量值和电流检测器2b的测量值来调整电力转换器1所生成的DC电力。

对于第十特征，除第八特征或第九特征以外，控制器7被配置成：在推断为发生了异常的情况下，将供给至放电灯La的电力降低至预定值。

对于第十一特征，除第十特征以外，控制器7被配置成逐渐降低供给至放电灯La的电力。

对于第十二特征，除第一特征～第十一特征中任一个以外，控制器7被配置成在放电灯La从启动时间段的状态改变成稳定点亮时间段的状态之后开始异常判断处理。

如上所述，即使在发生接地故障时接地故障阻抗相对较高的情况下，本实施例的放电灯点亮装置“A”也可以检测这类接地故障。换句话说，由于响应于接地故障而终止电路操作，所以可以抑制电路损失和组件应力，并且可以防止电路损坏。

第二实施例

在本实施例中，控制器7具有使用灯电压的电压差限制的第二保护功能。另外，本实施例包括与第一实施例相同的其它结构，并且通过相同附图标记指定这些结构，而且不必对其进行说明。

控制器7的电流目标计算单元7c计算表示第一极性的灯电压检测值的绝对值和第二极性的灯电压检测值的绝对值之间的差的电压差F。在预定时间段T2发生了电压差F保持不小于(保持等于或大于)阈值(第二阈值)K2的状态的情况下，电流目标计算单元7c推断为发生了异常。选择该阈值(第二阈值)K2以使其满足条件“K2>0”。

换句话说，控制器7(电流目标计算单元7c)在异常判断处理中计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值之间的差(电压差)F。在该差(电压差)F不小于阈值(第二阈值)K2的情况下，控制器7(电流目标计算单元7c)推断为发生了非对称状态。

此外，如第一实施例一样，在非对称状态在预定时间段T2内持续的情况下，控制器7(电流目标计算单元7c)推断为在预定时间段T2发生了非对称状态。简而言之，在预定时间段T2持续发生了非对称状态的情况下，控制器7推断为发生了异常。

例如，当以图12的波形图(a)～(e)作为实例时，在时间点t11之前没有观察到负载侧的短路和接地故障。因此，感应生成了正极性和负极性之间具有对称性的灯电压Vla。灯电压检测值的正极性的绝对值Va和该正极性随后的灯电压检测值的负极性的绝对值Vb具有大体相同的值，因此，将电压差F表示为F=|Vb-Va|=0。由于电压差F等于0、并且小于阈值K2，所以电流目标计算单元7c推断为没有发生异常。

此外，在时间点t11之前，灯电流Ila流经放电灯La，并且没有发生解决故障电流Is。此外，开关元件Q1响应于驱动信号S1而接通和断开，并且DC/DC转换器1处于工作中。

接着，假定在时间点t11在点X1处发生接地故障，然后发生接地故障阻抗Rs相对较高的状态(参考图1)。在时间点t11之后，仅在正极性生成接地故障电流Is。因此，生成正极性和负极性之间缺乏对称性的灯电压Vla。因此，对于灯电压检测值，绝对值Va变得小于绝对值Vb，并且获得电压差F=|Vb-Va|>0。

如上所述，电流目标计算单元7c计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb之间的差(电压差)F。

在预定时间段T2发生了电压差F=|Vb-Va|不小于阈值K2的状态(非对称状态)的情况下，电流目标计算单元7c推断为发生了异常。

在电流目标计算单元7c在时间点t12推断为发生了异常之后，电流目标计算单元7c将电流目标值调整成0，并且终止向开关元件Q1输出驱动信号S1，以终止DC/DC转换器1的操作。

此时，驱动器控制单元7e还保持开关元件Q2～Q5处于断开状态以终止逆变器3的操作。因此，可以防止如下的不期望状况的发生：尽管放电灯La熄灭，但接地故障电流Is仍持续流经该电路。

根据上述结构，即使在第一保护功能由于接地故障阻抗Rs相对较高而不工作的情况下，也可以通过第二保护功能来检测接地故障。换句话说，即使在第一保护功能响应于接地故障的发生而不工作的情况下，也可通过第二保护功能来终止电路操作。因此，可以抑制电路损失和组件应力，并且可以防止电路损坏。

注意，阈值K2是从无法获得放电灯La的稳定点亮状态的电压比的范围中所选择的，并且被设置成仅在负载异常状态下所获得的电压比的特定值。

当发生了放电灯La的第二端子侧的点X2处发生接地故障、并且接地故障阻抗Rs相对较高的状况时(参考图1)，图13的图(a)～(e)分别示出该电路的各特定部分的波形。

在这方面，仅在另一极性(负极性)生成接地故障电流Is。因此，生成了正极性和负极性之间缺乏对称性的灯电压Vla。因此，对于灯电压检测值，绝对值Va变得大于绝对值Vb，并且获得了电压差F=|Va-Vb|>0。

如上所述，电流目标计算单元7c计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb之间的差(电压差)F。

在预定时间段T2发生了电压差F=|Vb-Va|不小于阈值K2的状态(非对称状态)的情况下，电流目标计算单元7c推断为发生了异常。

此外，图12的图(a)～(e)示出放电灯La由于接地故障而熄灭的情况下该电路的各部分的波形。与此相对，图14的图(a)～(e)示出放电灯La即使在发生接地故障时也不熄灭的情况下该电路的各部分的波形。在放电灯La即使当发生接地故障时也不熄灭的情况下，灯电流Ila持续流过。然而，即使在灯电流Ila流过的情况下，只要灯电压Vla示出正极性和负极性之间的非对称并且电压差F=|Vb-Va|变得不小于阈值K2，也可以检测到异常的发生。

接地故障阻抗Rs不局限于特定值，而且可以为10Ω、30Ω或1kΩ。只要在发生接地故障时电压差F变得不小于阈值K2，都可以应用本实施例的放电灯点亮装置“A”。

在本实施例，将阈值K2选择为不小于放电灯La的额定灯电压(额定电压)的一半。

例如，如图4(a)～(c)所示，灯电流Ila由于点X1处的接地故障而没有流过，并且放电灯La熄灭，而且发生具有正极性的接地故障电流Is。在这种情况下，当正极性的绝对值Va为40V、并且负极性的绝对值Vb为60V时，通过F=|60-40|=20V来表示灯电压Vla的电压差F。

在这方面，放电灯La的额定电压为40V，并且阈值K2是作为额定电压40V的一半的20V。由于电压差F=20V不小于阈值K2=20V，所以电流目标计算单元7c推断为发生了异常。因此，电流目标计算单元7c终止DC/DC转换器1的操作和逆变器3的操作。因此，可以防止如下的不期望状况的发生：尽管放电灯La熄灭，但接地故障电流Is仍持续流经该电路。

在本实施例中，将阈值(第二阈值)K2设置成作为放电灯La的额定电压的一半的20V。因此，防止了没有发生异常(例如，短路和接地故障)时响应于异常的误检测而终止电路操作这一误操作。此外，即使在放电灯La的寿命结束时，除发生振荡以外，电压差F等于或大于20V的可能性也非常低。因此，可以防止异常的误检测。简而言之，在将阈值K2选择为不小于20V的情况下，可以防止在正常点亮状态下终止电路操作这一误操作。注意，在本实施例中，阈值K2的下限与放电灯La的额定电压的一半相等，但是阈值K2的上限不局限于特定值。适当选择阈值K2的上限以使得能够检测由于接地故障所导致的异常。

此外，如图8的图(a)～(c)所示，例如，灯电流Ila由于点X2处的接地故障而没有流过，并且放电灯La熄灭，而且发生具有负极性的接地故障电流Is。当灯电压Vla的正极性的绝对值Va为60V、并且灯电压Vla的负极性的绝对值Vb为40V时，通过F=|60-40|=20V来表示电压差F。另外，在这种情况下，由于电压差F=20V不小于阈值K2=20V，所以电流目标计算单元7c推断为发生了异常。结果，可以终止DC/DC转换器1的操作和逆变器3的操作。

此外，在本实施例中，将预定时间段T2选择为不小于10秒。

在启动时间段Ta，即使在没有发生异常(例如，短路和接地故障)的情况下，灯电压Vla也很可能具有正极性和负极性之间的非对称，并且电压差F也趋于增大。鉴于此，在将预定时间段T2选择为不小于10秒的情况下，即使在电压差F趋于增大的开始发射光束的状态下，也可以防止电路操作的终止。

注意，在本实施例中，预定时间段T2的下限为10秒，但是预定时间段T2的上限不局限于特定值。适当选择预定时间段T2的上限以使得能够检测由于接地故障所导致的异常。

另外，在发生接地故障时通过第二保护功能检测到异常的情况下，本实施例的电流目标计算单元7c将来自DC/DC转换器1的DC输出降低至预定电力。

例如，如图10的图(a)～(e)所示，灯电流Ila由于点X1处的接地故障而没有流过，并且放电灯La熄灭，而且发生具有正极性的接地故障电流Is。在这种情况下，灯电压Vla在正极性的电压值的绝对值Va和负极性的电压值的绝对值Vb之间具有非对称。在电流目标计算单元7c基于电压差F推断为发生了异常的情况下(时间点t21)，电流目标计算单元7c逐渐降低电流目标值。

因此，提供给开关元件Q1的驱动信号S1的占空比逐渐降低，并且例如来自DC/DC转换器1的DC输出Po从35W逐渐降低至26W。通过该操作，驱动器控制单元7e驱动开关元件Q2～Q5以继续逆变器3的操作。注意，可以适当选择DC输出Po的逐渐降低前后的值(预定值)，并且DC输出Po的逐渐降低前后的值不局限于特定值。例如，该预定值可以是0以上。当该预定值为0时，控制器7可以将供给至放电灯La的电力降低至特定值，随后终止点亮电路单元10的操作。

因此，当发生接地故障时，来自DC/DC转换器1的DC输出Po逐渐降低，并且接地故障电流Is也降低。因此，可以抑制电路损失和组件应力，并且可以防止电路损坏。

可选地，如图11的图(a)～(e)所示，在基于电压差F获知发生了异常的情况下(时间点t31)，电流目标计算单元7c可以以阶梯方式降低电流目标值。在该结构中，来自DC/DC转换器1的DC输出Po以阶梯方式降低。

另外，本实施例的放电灯点亮装置“A”使得能够在放电灯La的状态从启动时间段的状态改变成稳定点亮时间段的状态之后进行使用电压差F的第二保护功能。

对于图9，时间段Ta和Tb是启动时间段，并且时间段Tc是稳定点亮时间段。控制器7在放电灯La的状态从启动时间段Ta和Tb的状态改变成稳定点亮时间段Tc的状态之后，启动第二保护操作。

这样，在灯电压Vla波动大的启动时间段Ta和Tb中，不启动使用电压差F的第二保护功能。因此，可以防止在启动时间段Ta和Tb响应于异常的误检测而终止电路操作这一误操作。

注意，控制器7没有必要一定要逐渐降低供给至放电灯La的电力。因此，在推断为发生了异常的情况下，控制器7可以将供给至放电灯La的电力立即降低至预定值。在该变形例中，控制器7可以在推断为发生了异常的情况下，立即终止点亮电路单元10的操作。

如上所述，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，控制器7计算表示极性反转前后所分别获得的第一极性的灯电压检测值的绝对值和第二极性的灯电压检测值的绝对值之间的差的电压差F。当在预定时间段T2发生了电压差F保持不小于(保持等于或大于)阈值K2的状态(非对称状态)时，控制器7推断为发生了异常。

此外，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，阈值(第二阈值)K2不小于放电灯La的额定灯电压的一半。

换句话说，除上述第一特征和第二特征以外，本实施例的放电灯点亮装置“A”包括下面的第十三特征和第十四特征。注意，第十四特征是可选的。

对于第十三特征，控制器7被配置成：计算第一测量值和第二测量值各自的绝对值之间的差(电压差)F，并且在差(电压差)F的绝对值不小于阈值(第二阈值)K2的情况下，推断为发生了非对称状态。

对于第十四特征，阈值(第二阈值)K2不小于放电灯La的额定灯电压的一半。

此外，本实施例的放电灯点亮装置“A”可以包括从上述第五特征～第十二特征中所选择的一个以上的可选特征。

第三实施例

在本实施例中，当电流目标计算单元7c利用第二保护功能推断为发生了异常时，驱动器控制单元7e终止逆变器3的极性反转功能，并且控制逆变器3以从其输出DC电压。另外，本实施例包括与第一实施例或第二实施例相同的其它结构，并且通过相同附图标记指定这些结构，并且不必对其进行说明。

点亮电路单元10包括DC/DC转换器1和逆变器3。点亮电路单元10通过交替接通和断开逆变器3的开关元件组Q2和Q5以及开关元件组Q3和Q4来输出AC电压。

另外，点亮电路单元10通过保持逆变器3的开关元件组Q2和Q5接通、并且保持逆变器3的开关元件组Q3和Q4断开，可以输出具有正极性的DC电压(即，正DC电压)。此外，点亮电路单元10通过保持逆变器3的开关元件组Q2和Q5断开、并且保持逆变器3的开关元件组Q3和Q4接通，可以输出具有负极性的DC电压(即，负DC电压)。

简而言之，除用于向放电灯La施加AC电压的功能以外，点亮电路单元10还具有用于向放电灯La施加具有正极性或负极性的DC电压的功能。

在本实施例中，控制器7被配置成：在推断为发生了异常的情况下，控制点亮电路单元10，以向放电灯La供给极性与第一测量值和第二测量值各自的绝对值中较大者的相应极性相同的DC电压。

当第一测量值和第二测量值各自的绝对值中的较大者对应于正极性时，控制器7控制点亮电路单元10以向放电灯La供给具有正极性的DC电压。例如，控制器7保持接通逆变器3的开关元件Q2和Q5、并且保持断开逆变器3的开关元件Q3和Q4，从而从点亮电路单元10向放电灯La供给具有正极性的DC电压(正DC电压)。在这种情况下，放电灯La的第一端侧的点X1具有比放电灯La的第二端侧的点X2处的电位高的电位。

与此相对，当第一测量值和第二测量值各自的绝对值中的较大者对应于负极性时，控制器7控制点亮电路单元10以向放电灯La供给具有负极性的DC电压。例如，控制器7保持断开逆变器3的开关元件Q2和Q5、并且保持接通逆变器3的开关元件Q3和Q4，从而从点亮电路单元10向放电灯La供给具有负极性的DC电压(负DC电压)。在这种情况下，放电灯La的第一端侧的点X1具有比放电灯La的第二端侧的点X2处的电位低的电位。

例如，如图15(a)～(d)所示，灯电流Ila由于点X1处的接地故障而没有流过，并且放电灯La熄灭，而且发生具有正极性的接地故障电流Is。在这种情况下，灯电压Vla具有正极性的绝对值Va和负极性的绝对值Vb之间的非对称。

当电流目标计算单元7c基于电压比D或电压差F推断为发生了异常时(时间点t41)，驱动器控制单元7e终止逆变器3的开关元件Q2～Q5的开关操作，以停用逆变器3的极性反转功能。

在发生接地故障时，负极性的绝对值Vb大于正极性的绝对值Va。因此，驱动器控制单元7e控制开关元件Q2～Q5以允许逆变器3输出绝对值较大的具有负极性的DC电压。

简而言之，控制器7控制点亮电路单元10，以向放电灯La供给极性与第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb中较大者(绝对值Vb)的相应极性相同(负极性)的DC电压。

具体地，驱动器控制单元7e保持开关元件Q3和Q4处于接通状态、并且保持开关元件Q2和Q5处于断开状态，从而使得逆变器3输出具有负极性的DC电压。注意，即使在控制器7基于电压比D或电压差F推断为发生了异常之后，控制器7仍继续输出驱动信号S1以使开关元件Q1接通和断开。

因此，当发生接地故障时，逆变器3输出具有相对较高绝对值的DC电压。因此，没有接地故障电流Is流过。因此，可以抑制电路损失和组件应力，并且可以防止电路损坏。

例如，当灯电流Ila由于点X2处的接地故障而没有流过、放电灯La熄灭、并且发生接地故障电流Is时，驱动器控制单元7e控制开关元件Q2～Q5，以允许逆变器3输出绝对值较高的具有正极性的DC电压。简而言之，控制器7控制点亮电路单元10，以向放电灯La供给极性与第一测量值和第二测量值各自的绝对值Va和Vb中较大者(绝对值Va)的相应极性相同(正极性)的DC电压。

具体地，驱动器控制单元7e保持开关元件Q2和Q5处于接通状态、并且保持开关元件Q3和Q4处于断开状态，从而使得逆变器3输出具有正极性的DC电压。另外，在这种情况下，由于没有接地故障电流Is流过，所以可以抑制电路损失和组件应力，并且可以防止电路损坏。

如上所述，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，在推断为发生了异常的情况下，控制器7控制逆变器3，从而使得逆变器3输出具有第一极性和第二极性中的与电压检测值的较高绝对值相对应的极性的DC电压。

换句话说，除第一特征和第八特征以外，本实施例的放电灯点亮装置“A”包括下面的第十五特征。对于第十五特征，点亮电路单元10具有用于向放电灯La施加DC电压的功能。控制器7被配置成：在推断为发生了异常的情况下，控制点亮电路单元10，以向放电灯La供给极性与第一测量值和第二测量值各自的绝对值中较大者的相应极性相同的DC电压。

注意，本实施例的放电灯点亮装置“A”可以包括从上述第二特征～第七特征、第九特征和第十二特征中所选择的一个以上的可选特征。此外，代替上述第三特征和第四特征，本实施例的放电灯点亮装置“A”可以包括从上述第十三特征和第十四特征中所选择的一个以上的可选特征。

第四实施例

将本实施例的控制器7配置成：在经过预定时间段(规定时间段)T3之前，电压比D不小于阈值K1的次数或者电压差F不小于阈值K2的次数不小于预定次数时，推断为发生了异常。另外，本实施例包括与第一实施例～第三实施例中任一个相同的其它结构，并且通过相同附图标记指定这些结构，而且不必对其进行说明。

换句话说，控制器7被配置成：在该状态(非对称状态)的发生次数在经过规定时间段T3之前不小于预定次数N的情况下，推断为在预定时间段T1(或者T2)发生了该状态(非对称状态)。

例如，规定时间段T3可以具有与预定时间段T1(或T2)的长度相同的长度，并且也可以具有比预定时间段T1(或T2)的长度短的长度。优选地，预定次数N不小于2。

选择规定时间段T3和预定次数N，从而使得可以将不同于接地故障的原因所导致的时间状态(非对称状态)的发生与由于接地故障所导致的状态(非对称状态)的发生进行区分。

例如，如图16(a)～(d)所示，当在点X1处发生接地故障时，放电灯La不熄灭，并且灯电流Ila持续流动，而且还发生接地故障电流Is。在发生该接地故障时，灯电压Vla的绝对值Va和Vb很可能波动(参考图16(a))。

例如，在第一定时，绝对值Va和Vb分别具有Va1和Vb1，并且Va1小于Vb1。在第一定时随后的第二定时，绝对值Va和Vb分别具有Va2和Vb2，并且Va2大体等于Vb2。在第二定时随后的第三定时，绝对值Va和Vb分别具有Va3和Vb3，并且Va3小于Vb3。在第一定时，电压比D具有D1=Va1/Vb1>K1。在第二定时，电压比D具有D2=Va2/Vb2<K1。在第三定时，电压比D具有D3=Va3/Vb3>K1。

在这方面，例如，用于异常发生的判断标准是在预定时间段T1连续发生电压比D不小于阈值K1的状态，并且利用计时器来对预定时间段T1进行计数。在这种情况下，当电压比D从D1改变成D2时，存在复位计时器的计数时间的可能性。

鉴于此，在本实施例中，在经过预定时间段T3之前、电压比D不小于阈值K1的事件的次数或者电压差F不小于阈值K2的事件的次数等于或大于预定次数时，控制器7的电流目标计算单元7c推断为发生了异常。

例如，当在图16所示的时间点t51和t52之间的时间段T3中，电压比D不小于阈值K1的事件的次数或者电压差F不小于阈值K2的事件的次数等于N时，电流目标计算单元7c推断为发生了异常。

因此，即使在灯电压Vla由于发生接地故障而波动的情况下，也能够终止电路操作。

如上所述，在本实施例的放电灯点亮装置“A”中，当在经过预定时间段T3之前，控制器7检测到发生第一极性的电压检测值和第二极性的电压检测值之间的差不小于阈值的状态的次数变得等于或大于预定次数N时，控制器7推断为发生了异常。

换句话说，除第一特征以外，本实施例的放电灯点亮装置“A”包括下面的第十六特征。对于第十六特征，控制器7被配置成：在经过规定时间段T3之前、非对称状态的发生次数变得不小于(等于或大于)预定次数N时，推断为在预定时间段T1发生了非对称状态。

注意，本实施例的放电灯点亮装置“A”可以包括从上述第二特征～第四特征以及第八特征～第十二特征中所选择的一个以上的可选特征。此外，代替上述第三特征和第四特征，本实施例的放电灯点亮装置“A”可以包括从上述第十三特征和第十四特征中所选择的一个以上的可选特征。此外，代替上述第十特征和第十一特征，本实施例的放电灯点亮装置“A”可以包括第十五特征。

第五实施例

图17是示出采用根据第一实施例～第四实施例中任一个的放电灯点亮装置“A”作为车载用高强度放电灯点亮装置的车辆“Z”的示意图。

放电灯点亮装置“A”(车载用高强度放电灯点亮装置)安装在诸如自动车等的车辆“Z”上，并且被设计成用于点亮用作车辆“Z”的前照灯的高强度放电灯La。

也就是说，根据本实施例的车载用高强度放电灯点亮装置使用根据第一实施例～第四实施例中任一个的放电灯点亮装置“A”来点亮高强度放电灯(放电灯)La。换句话说，通过采用手术第一特征的放电灯点亮装置“A”来定义本实施例的车载用高强度放电灯点亮装置，并且将其配置成用于点亮高强度放电灯La。

此外，安装在车辆“Z”上的放电灯点亮装置“A”和高强度放电灯La构成了车载用前照灯装置“Y”。

也就是说，根据本实施例的车载用前照灯装置“Y”包括根据第一实施例～第四实施例中任一个的放电灯点亮装置“A”和利用该放电灯点亮装置“A”进行点亮的放电灯La。换句话说，根据本实施例的车载用前照灯装置“Y”包括放电灯La和包含上述第一特征的放电灯点亮装置“A”。将放电灯点亮装置“A”配置成用于点亮放电灯La。

在车载用高强度放电灯点亮装置和车载用前照灯装置“Y”中，放电灯点亮装置“A”可以包括从上述第二特征～第十二特征中所选择的一个以上的可选特征。此外，代替上述第三特征和第四特征，放电灯点亮装置“A”可以包括从上述第十三特征和第十四特征中所选择的一个以上的可选特征。此外，代替上述第十特征和第十一特征，放电灯点亮装置“A”可以包括第十五特征。此外，代替上述第五特征～第七特征，放电灯点亮装置“A”可以包括第十六特征。

此外，根据本实施例的车辆“Z”包括车载用前照灯装置“Y”。

近年来，为了确保车内的生活空间、并且为提高燃料效率而减轻重量，发动机室趋于小型化，并且这类小型化很可能导致发动机室的温度升高。另外，由于发动机室装配了具有高热值的发动机，因而发动机室的温度趋于增加得更高。

将车载用前照灯装置“Y”所使用的放电灯点亮装置“A”安装在该发动机室内，并且需要具有用于保护电路的响应于负载异常的发生而终止电路操作的故障防范功能。简而言之，放电灯点亮装置“A”需要在热环境下具有高鲁棒性。

鉴于此，通过使用根据第一实施例～第四实施例中任一个的放电灯点亮装置“A”，可以成功防止由于因异常(例如，接地故障)所导致的热应力而发生的电路击穿。此外，由于放电灯点亮装置“A”可以利用简单电路结构实现上述效果，因而可以使放电灯点亮装置“A”小型化。

Claims (19)

1.一种放电灯点亮装置，包括：

控制器，用于进行用以基于被定义为施加至放电灯的交流电压的驱动电压的测量值来判断是否发生了异常的异常判断处理，

其中，在所述异常判断处理中，所述控制器判断在预定时间段是否发生了所述驱动电压不具有对称性的非对称状态，以及

在判断为在所述预定时间段发生了所述非对称状态的情况下，所述控制器判断为发生了所述异常。

2.根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其中，

在被定义为所述驱动电压的极性反转之前所获得的测量值的第一测量值和被定义为所述驱动电压的极性反转之后所获得的测量值的第二测量值其中之一的绝对值大于所述第一测量值和所述第二测量值中的另一个的绝对值的情况下，所述控制器判断为发生了所述非对称状态。

3.根据权利要求2所述的放电灯点亮装置，其中，

所述控制器进行如下操作：

计算所述第一测量值和所述第二测量值各自的绝对值中的较大者相对于所述第一测量值和所述第二测量值各自的绝对值中的较小者的比率；以及

在所述比率不小于阈值的情况下，判断为发生了所述非对称状态。

4.根据权利要求3所述的放电灯点亮装置，其中，

所述阈值不小于1.5。

5.根据权利要求2所述的放电灯点亮装置，其中，

所述控制器进行如下操作：

计算所述第一测量值和所述第二测量值各自的绝对值之间的差；以及

在所述差的绝对值不小于阈值的情况下，判断为发生了所述非对称状态。

6.根据权利要求5所述的放电灯点亮装置，其中，

所述阈值不小于所述放电灯的额定灯电压的一半。

7.根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其中，

在所述非对称状态持续了所述预定时间段的情况下，所述控制器判断为在所述预定时间段发生了所述非对称状态。

8.根据权利要求7所述的放电灯点亮装置，其中，

所述预定时间段具有与所述放电灯的启动时间段的长度相等的长度。

9.根据权利要求7所述的放电灯点亮装置，其中，

所述预定时间段具有不小于10秒的长度。

10.根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其中，

在所述非对称状态的发生次数在经过规定时间段之前不小于预定次数的情况下，所述控制器判断为在所述预定时间段发生了所述非对称状态。

11.根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其中，

所述放电灯点亮装置还包括具有用于向所述放电灯施加交流电压的功能的点亮电路单元，以及

所述控制器控制所述点亮电路单元以调整供给至所述放电灯的电力。

12.根据权利要求11所述的放电灯点亮装置，其中，

所述点亮电路单元包括：

电力转换器，用于利用来自外部电源的电力来生成直流电力；

逆变器，用于利用所述电力转换器所生成的直流电力来向所述放电灯施加交流电压；

电压检测器，用于测量施加至所述放电灯的电压；以及

电流检测器，用于测量流经所述放电灯的电流，

所述控制器基于所述电压检测器的测量值和所述电流检测器的测量值来调整所述电力转换器所生成的直流电力。

13.根据权利要求11所述的放电灯点亮装置，其中，

在判断为发生了所述异常的情况下，所述控制器将供给至所述放电灯的电力降低至预定值。

14.根据权利要求13所述的放电灯点亮装置，其中，

所述控制器逐渐降低供给至所述放电灯的电力。

15.根据权利要求11所述的放电灯点亮装置，其中，

所述点亮电路单元还具有用于向所述放电灯施加直流电压的功能，以及

在判断为发生了所述异常的情况下，所述控制器控制所述点亮电路单元，以向所述放电灯供给如下直流电压，其中所供给的该直流电压的极性与被定义为所述驱动电压的极性反转之前所获得的测量值的第一测量值和被定义为所述驱动电压的极性反转之后所获得的测量值的第二测量值各自的绝对值中较大者的相应极性相同。

16.根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其中，

在所述放电灯从启动时间段的状态改变成稳定点亮时间段的状态之后，所述控制器开始所述异常判断处理。

17.一种车载用高强度放电灯点亮装置，其包括根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，并且用于点亮高强度放电灯。

18.一种车载用前照灯装置，包括：

放电灯；以及

根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，

其中，所述放电灯点亮装置用于点亮所述放电灯。

19.一种包括根据权利要求18所述的车载用前照灯装置的车辆。

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