DE10223770A1

DE10223770A1 - Entladungslampen-Starter

Info

Publication number: DE10223770A1
Application number: DE10223770A
Authority: DE
Inventors: Takashi Ohsawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-05-28
Also published as: US7071632B2; US20030080695A1; JP2003133095A

Abstract

Ein Entladungslampen-Starter enthält einen DC/DC-Wandler (1 und 4). Der DC/DC-Wandler enthält einen Weiterleitungsabschnitt bzw. Vorlaufabschnitt (21) zum Erzeugen einer ersten Ausgangsspannung, die durch eine Leistungsversorgungsspannung und ein Wicklungsverhältnis eines Transformators (1) bestimmt wird, und einen Rücklaufabschnitt (22) zum Erzeugen einer zweiten Ausgangsspannung, die durch eine Induktanz einer Primärwicklung (1p) des Transformators und einen Strom, der durch die Primärwicklung fließt, bestimmt wird. Der DC/DC-Wandler erzeugt seine Ausgangsspannung durch Addieren der ersten Ausgangsspannung und der zweiten Ausgangsspannung. Der Aufbau kann die Größe des Entladungslampen-Starters reduzieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entladungslampen- Starter zum Steuern eines Einschaltens einer Entladungslampe, die als Scheinwerfer eines Fahrzeugs und ähnliches verwendet wird.

Ein herkömmlicher DC/DC-Wandler mit einer Rücklauffunktion besteht aus einem einfachen Transformator mit einer Rücklauffunktion bzw. Sperrfunktion, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Der DC/DC-Wandler hat den folgenden Aufbau. Eine Primärwicklung 101p eines Transformators 101 ist über eine Schaltvorrichtung (SW) 102 an eine Leistungsversorgung 103 angeschlossen und eine Sekundärwicklung 101s ist über eine Diode 104 an einen Kondensator 105 angeschlossen. Der Kondensator 105 erzeugt eine Ausgangsspannung V_S über seinen Anschlüssen. In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 106 eine Inverterschaltung und bezeichnet 107 einen Hochspannungsgenerator zum Versorgen der Entladungslampe 108 mit hoher Spannung.

Fig. 9 ist ein Wellenformdiagramm, das Ströme und Spannungen verschiedener Teile darstellt, um den Betrieb des herkömmlichen DC/DC-Wandlers zu erklären. In Reaktion auf das Einschalten der Schaltvorrichtung 102 fließt ein Primärstrom I_P durch die Primärwicklung 101p und wird die Spannung V_P über der Schaltvorrichtung 102 zu Null gebracht. Somit speichert der Kern des Transformators magnetische Energie {(1/2)LI_P ²)}.

Darauf folgend veranlasst in Reaktion auf das Ausschalten der Schaltvorrichtung 102 die im Kern gespeicherte magnetische Energie, dass ein Strom I_S durch die Sekundärwicklung 101s fließt, so dass der Kondensator 105 über die Diode 104 geladen wird, und erzeugt die Ausgangsspannung V_S über seinen Anschlüssen. Die Ausgangsspannung V_S des Sperr-DC/DC-Wandlers schwankt in Reaktion auf den Laststrom und kann nicht durch seine Primärspannung V_P, seinen Primärstrom I_P und die Ein- Zeit T_EIN der Schaltvorrichtung 102 bestimmt werden. In einem Idealfall hält sich Primärleistung = Sekundärleistung wie folgt:
V_S.I_S = .I_P

Der DC/DC-Wandler mit der Rücklauffunktion bzw. Sperrfunktion ist bis zu einem weiten Bereich der Spannung und des Stroms vorteilhaft, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Vor einem Leuchten der Entladungslampe, in welcher kein Strom fließt, wird eine hohe Spannung von etwa 400 V daran angelegt; sofort nach dem Leuchten werden eine niedrige Spannung von etwa 20 V und ein großer Strom von etwa 2,6 A angelegt; und während eines normalen Leuchtens werden eine Nennspannung von 85 V und einen Strom von 0,4 A angelegt. Jedoch hat er ein derartiges Problem, dass er eine Grenze für ein Reduzieren seiner Größe hat, weil er einen ziemlich großen Transformatorkern zum Speichern seiner magnetischen Energie über die Primärwicklung und zum Zuführen der Energie zur Sekundärwicklung erfordert. Andererseits hat ein DC/DC- Wandler mit einer Vorlauffunktion, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, eine Primärwicklung 111p eines Transformators 111 über eine Schaltvorrichtung 112 an eine Leistungsversorgung 113angeschlossen, eine Sekundärwicklung 111s über eine Diode 114 und eine Drosselspule 115 an einen Kondensator 116 angeschlossen und eine Diode 117 an die Verbindungsstelle der Diode 114 und der Drosselspule 115 parallel zur Sekundärwicklung 111s geschaltet, wobei die Ausgangsspannung V_S über dem Kondensator 116 erscheint. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 118 eine Inverterschaltung und bezeichnet 119 einen Hochspannungsgenerator zum Versorgen einer Entladungslampe 120 mit hoher Spannung.

Fig. 12 ist ein Wellenformdiagramm, das Ströme und Spannungen verschiedener Teile darstellt, um den Betrieb des DC/DC- Wandlers zu erklären. Das Einschalten der Schaltvorrichtung 112 veranlasst, dass der Primärstrom I_P durch die Primärwicklung 111p fließt, und dass der Sekundärstrom I_S durch die Sekundärwicklung 111 s fließt, wobei die Spannung V_P über der Schaltvorrichtung 112 auf null Volt eingestellt wird. Auf der Sekundärseite erzeugt der Kondensator 116, der über die Diode 114 und die Drosselspule 115 geladen wird, die Ausgangsspannung V_S über seinen Enden.
V_S = (N₂/N₁).D.V₁
D = T_ein/(T_ein + T_aus)
wobei
N₁: Anzahl von Wicklungen der Primärwicklung,
N₂: Anzahl von Wicklungen der Sekundärwicklung,
V₁: Spannung der Leistungsversorgung 113,
T_ein: Ein-Dauer der Schaltvorrichtung 112, und
T_aus: Aus-Dauer der Schaltvorrichtung 112.

Da der Transformator 111 des DC/DC-Wandlers mit einer Vorlauffunktion die magnetische Energie nicht im Kern speichern muss, kann die Größe des Kerns klein sein. Jedoch muss zum Ausgeben einer hohen Spannung von etwa 400 V die Anzahl von Wicklungen der Sekundärwicklung 111s erhöht werden. Beispielsweise ist zum Erhöhen bzw. Verstärken der Leistungsversorgungsspannung 12 V auf 400 V die Anzahl von Wicklungen der zwei Typen der DC/DC-Wandler-Transformatoren wie folgt:
Der Transformator des DC/DC-Wandlers mit der Rücklauffunktion bzw. Sperrfunktion: Primärwicklung 7T; und Sekundärwicklung 42T.

Der Transformator des DC/DC-Wandlers mit Vorlauffunktion:
Primärwicklung 7T; und Sekundärwicklung 233T.

Somit wird der letztere Transformator aufgrund der Sekundärwicklung 111s mit großer Größe unhandlich bzw. sperrig, weil beide Transformatoren die Sekundärwicklung mit einem großen Durchmesser benötigen, um einen großen Strom von 2,6 A zu führen, und die Sekundärwicklung 111s bezüglich der Größe 233/42 = 15,6mal größer als die Sekundärwicklung 101s ist. Zusätzlich ist es deshalb, weil der letztere Transformator eine Spannung mit einer großen Amplitude erzeugt, die über der Sekundärwicklung 111s zwischen 0 V und 400 V wechselt, für die Drosselspule 115a nötig, eine große Kapazität zum Glätten der Spannung zu haben, was es schwierig macht, den Transformator des DC/DC-Wandlers mit der Vorlauffunktion als einen Entladungslampen-Starter zu verwenden.

Als Beispiele für eine DC/DC-Schalt-Leistungsversorgung, die die zwei Typen der Transformatoren verwendet, gibt es die offen gelegte japanische Patentanmeldung (Gebrauchsmuster) Nr. 1-76185 und die offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-356046. Die erstere ist grundsätzlich eine Vorlauftyp- Leistungsversorgung, die die Rücklauf- bzw. Sperrenergie, die im Kern sitzt, als eine Hilfs-Leistungsversorgung verwendet. Die letztere ist grundsätzlich eine Rücklauftyp- bzw. Sperrtyp-Konstantspannungs-Leistungsversorgung, die versucht, die Größe des Kerns zu reduzieren. Somit sind sie als Leistungsversorgung zum Wiedergewinnen der Restenergie vorgeschlagen, oder als eine Konstantspannungs- Leistungsversorgung.

Die vorliegende Erfindung ist implementiert, um die vorangehenden Probleme zu lösen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Entladungslampen-Starter zu schaffen, der den weiten Ausgangsspannungsbereich (85 V während eines Leuchtens und 400 V vor einem Leuchten) und den weiten Ausgangsstrombereich (2,6 A direkt nach dem Leuchten und 0 A vor dem Leuchten) durch Verwenden eines DC/DC- Wandler-Transformators mit sowohl der Vorlauffunktion als auch der Rücklauffunktion bzw. Sperrfunktion erfüllen kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Entladungslampen-Starter mit einem DC/DC-Wandler geschaffen, wobei der DC/DC-Wandler folgendes aufweist: einen Vorlaufabschnitt zum Erzeugen einer ersten Ausgangsspannung, die durch eine Leistungsversorgungsspannung und ein Wicklungsverhältnis eines Transformators bestimmt wird; und einen Rücklaufabschnitt zum Erzeugen einer zweiten Ausgangsspannung, die durch eine Induktanz einer Primärwicklung des Transformators und einen durch die Primärwicklung fließenden Strom bestimmt wird, wobei der DC/DC-Wandler seine Ausgangsspannung durch Addieren der ersten Ausgangsspannung und der zweiten Ausgangsspannung erzeugt.

Hier können der Vorlaufabschnitt und der Rücklaufabschnitt den Transformator gemeinsam aufweisen, und eine Schaltvorrichtung, die in eine Primärwicklungsschaltung des Transformators eingefügt ist; der Vorlaufabschnitt kann weiterhin eine erste Diode aufweisen, die an eine Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist, und einen ersten Kondensator, der an die erste Diode angeschlossen ist; und der Rücklaufabschnitt kann weiterhin eine zweite Diode aufweisen, die in einer zu derjenigen der ersten Diode entgegengesetzten Polarität an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist, und einen an die zweite Diode angeschlossenen zweiten Kondensator, und wobei der erste Kondensator und der zweite Kondensator in Reihe geschaltet sein können, um die erste Ausgangsspannung und die zweite Ausgangsspannung zu addieren.

Die durch den Vorlaufabschnitt erzeugte erste Ausgangsspannung kann auf eine Spannung eingestellt sein, die niedriger als eine Startspannung der Entladungslampe ist.

Die durch den Vorlaufsabschnitt erzeugte erste Ausgangsspannung kann auf eine Spannung eingestellt sein, die niedriger als eine Nennspannung der Entladungslampe ist.

Der Transformator kann seinen Kern mit einem Spalt zum Einstellen seiner Induktanz versehen haben.

Der Entladungslampen-Starter kann weiterhin eine Erfassungsschaltung zum Erfassen eines minimalen Werts einer Oszillationsspannung einer Primärwicklungsschaltung des Transformators aufweisen, welche Oszillationsspannung erzeugt wird, wenn die in die Primärwicklungsschaltung eingefügte Schaltvorrichtung ausgeschaltet wird, wobei die Schaltvorrichtung in Reaktion auf ein Ergebnis einer Erfassung durch die Erfassungsschaltung geschlossen werden kann.

Eine Sekundärwicklung des Transformators, der den Vorlaufabschnitt bildet, kann von einer Zwischenstelle einer Sekundärwicklung des Transformators abgegriffen werden, der den Rücklaufabschnitt bildet.

Die erste Diode und die zweite Diode können in einem Paket enthalten sein.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels 1 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Wellenformdiagramm, das Ströme und Spannungen verschiedener Teile des Ausführungsbeispiels 1 darstellt, um seinen Betrieb zu erklären;
Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels 2 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4A und 4B sind Querschnittsansichten, die jeweils eine Struktur des Kerns eines DC/DC-Wandler- Transformators mit Rücklauffunktion und Vorlauffunktion zeigen, der ein Ausführungsbeispiel 3 des Entladungslampen- Starters gemäß der vorliegenden Erfindung bildet;
Fig. 5A ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Hauptteils eines DC/DC-Wandler- Transformators mit Rücklauffunktion und Vorlauffunktion zeigt, der ein Ausführungsbeispiel 4 des Entladungslampen- Starters gemäß der vorliegenden Erfindung bildet;
Fig. 5B ist ein Wellenformdiagramm, das Ströme und Spannungen verschiedener Teile des Hauptteils darstellt, um den Betrieb des Ausführungsbeispiels 4 zu erklären;
Fig. 6A ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Hauptteils eines herkömmlichen DC/DC- Wandler-Transformators entsprechend der Schaltung, wie sie in Fig. 5A gezeigt ist, zeigt;
Fig. 6B ist ein Wellenformdiagramm, das Ströme und Spannungen verschiedener Teile des Hauptteils der Schaltung darstellt, wie sie in Fig. 6A gezeigt ist;
Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels 5 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines herkömmlichen Entladungslampen-Starters zeigt, der einen Transformator mit einer Rücklauffunktion bzw. Sperrfunktion verwendet;
Fig. 9 ist ein Wellenformdiagramm, das Ströme und Spannungen verschiedener Teile darstellt, um den Betrieb des herkömmlichen Entladungslampen- Starters der Fig. 8 zu erklären;
Fig. 10 ist ein Wellenformdiagramm, das Änderungen bezüglich der zu einer Entladungslampe zugeführten Spannung darstellt;
Fig. 11 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines herkömmlichen Entladungslampen-Starters zeigt, der einen Transformator mit einer Vorlauffunktion verwendet; und
Fig. 12 ist ein Wellenformdiagramm, das Ströme und Spannungen verschiedener Teile darstellt, um den Betrieb des herkömmlichen Entladungslampen- Starters der Fig. 11 zu erklären.
Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels 1 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen DC/DC-Wandler-Transformator mit einer Rücklauffunktion und einer Vorlauffunktion. Seine Primärwicklung 1p ist über eine Schaltvorrichtung (SW) 2 an eine Leistungsversorgung 3 angeschlossen. Seine Sekundärwicklung 1s ist an eine Gleichrichterschaltung 4 mit der Vorlauffunktion und der Rücklauffunktion angeschlossen. Die Gleichrichterschaltung 4 mit der Vorlauffunktion und der Rücklauffunktion weist Dioden 5 und 6, Kondensatoren 7 und 8, eine Drosselspule 9 zum Reduzieren von Welligkeiten und eine Diode 10 auf. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Inverterschaltung, der eine Spannung über den in Reihe geschalteten Kondensatoren 7 und 8 zugeführt wird, und 12 bezeichnet einen Hochspannungsgenerator (Booster bzw. Verstärker bzw. eine Erhöhungsschaltung bzw. eine Starterschaltung) zum Versorgen einer Entladungslampe 13 mit hoher Spannung. Hier bilden der Transformator 1, die Schaltvorrichtung 2, die Dioden 5 und 10, die Drosselspule 9 und der Kondensator einen Vorlaufabschnitt 21 und bilden der Transformator 1, die Schaltvorrichtung 2, die Diode 6 und der Kondensator 8 einen Rücklaufabschnitt 22.
Die Ausgangsspannung V_s1 des Vorlaufabschnitts 21 des DC/DC- Wandlers, die durch die Spannung V₁ der Leistungsversorgung 3 und das Wicklungsverhältnis N₂/N₁ des Transformators 1 bestimmt wird, wird auf einen Wert eingestellt, der niedriger als die Startspannung (eine während eines normalen Leuchtens erzeugte maximale Spannung) der Entladungslampe ist. Es soll beispielsweise angenommen werden, dass die maximale Spannung der Entladungslampe 102 V ist und sie durch Verstärken bzw. Erhöhen der 12 V der Leistungsversorgung 3 erhalten wird. Wenn die Anzahl von Wicklungen der Primärwicklung in diesem Fall Sieben ist, wird die Anzahl von Wicklungen der Sekundärwicklung 60. Somit nimmt der Vorlaufabschnitt 21 des DC/DC-Wandler-Transformators 1 vor einem Leuchten eine Ladung von 102 V (die spezifizierte maximale Spannung: der Spannungsbereich der Entladungslampe im Normalbetrieb ist 85 V ± 17 V), und der Rücklaufabschnitt 22 nimmt eine Ladung der übrigen 298 V.
Als nächstes wird der Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels 1 beschrieben.
Der Entladungslampen-Starter mit dem Aufbau, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet den DC/DC-Wandler-Transformator 1 mit der Vorlauffunktion und der Rücklauffunktion. Somit erzeugt der Vorlaufabschnitt 21 dann, wenn der Transistor 2 als die Schaltvorrichtung 2 leitet, die Sekundärspannung V_s1 durch Transformieren des Primärstroms I_pfwd zum Sekundärstrom I_S1, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und gleichzeitig speichert der Rücklaufabschnitt 22 die magnetische Energie {(1/2)LI_pfly ²} im Kern. Darauf folgend erzeugt der Rücklaufabschnitt 22 dann, wenn der Transistor 2 ausgeschaltet wird, die Sekundärspannung V_s2 durch Transformieren der magnetischen Energie zu dem Strom I_S2, der durch die Sekundärwicklung 1s fließt.
Wie für den Vorlaufabschnitt 21 des DC/DC-Wandlers ist der Kern des DC/DC-Wandler-Transformators 1 nötig, um eine effiziente magnetische Schaltung zu bilden. Solange der Kern die Wicklungen anpassen kann und den Erregerfluss bilden kann, hat der Kern kein Problem bezüglich seiner Größe und kann klein genug gemacht werden. Andererseits wird der Kern, wie für den Rücklaufabschnitt 22, zum Speichern der magnetischen Energie entsprechend der Leistungsdifferenz zwischen der durch die Entladungslampe benötigten Leistung und der durch den Vorlaufabschnitt 21 des DC/DC-Wandlers zugeführten Leistung verwendet. Daher kann ein Kern, der kleiner als der herkömmliche Typ ist, die magnetische Energie speichern.
Es soll angenommen werden, dass die Spannung des DC/DC- Wandler-Transformators 1, die durch die Spannung V₁ der Leistungsversorgung 3 und das Wicklungsverhältnis des Transformators 1 bestimmt wird, auf einen Wert eingestellt wird, der kleiner als die maximale Entladungslampen-Spannung während eines Leuchtens ist. Beispielsweise wird sie auf 100 V eingestellt, wenn die spezifizierte maximale Spannung 102 V ist. Während eines Leuchtens nimmt der Vorlaufabschnitt 21 eine Ladung der Spannung 100 V × EIN/(EIN + AUS), die durch den Ein-Betrieb auf der Primärseite und das Wicklungsverhältnis bestimmt wird, wohingegen der Rücklaufabschnitt 22, der die Erregungsleistungsentladung des Vorlaufabschnitts 21 enthält, eine Ladung der übrigen Spannung nimmt.
Vor dem Leuchten der Entladungslampe, währenddessen kein Strom fließt und die hohe Spannung von etwa 400 V angelegt wird, erzeugt der Vorlaufabschnitt 21 die Spannung (in diesem Fall 100 V, die kleiner als die spezifizierte maximale Spannung ist), die durch die Spannung V₁ der Leistungsversorgung 3 und das Wicklungsverhältnis des Transformators 1 bestimmt wird. Andererseits kann der Rücklaufabschnitt 22 die übrigen 300 V erzeugen, weil er eine hohe Spannung bei keiner Last erzeugen kann.
Eine größer werdende Anzahl von Wicklungen N₂ der Sekundärwicklung des DC/DC-Wandler-Transformators 1 wird die Sekundärspannung (N₂/N₁) = V₁ = 100 V erhöhen. Es wird in diesem Fall nötig sein, die Sekundärspannung durch Verkleinern des Ein-Betriebs der Primärseite zu reduzieren, um die erwünschte Sekundärspannung zu erhalten. Daher muss die Drosselspule 9 eine große Induktanz haben, um die Ausgabe zu glätten. Beispielsweise dann, wenn das Wicklungsverhältnis des DC/DC-Wandler-Transformators 1 so bestimmt wird, dass der Vorlaufabschnitt 21 die Ausgabe (N₂/N₁) × V₁ = 400 V durch sich selbst allein erzeugt, muss die Drosselspule 9 eine große Induktanz haben. Anders ausgedrückt kann ein Verkleinern des Wicklungsverhältnisses des Transformators die Kapazität der Drosselspule 9 reduzieren.
Wie es oben beschrieben ist, ermöglicht ein Einstellen des Produkts aus der Spannung V₁ der Leistungsversorgung 3 und dem Wicklungsverhältnis des Transformators 1 auf einen Wert, der kleiner als die Entladungslampen-Spannung während eines Leuchtens ist, einen solchen Aufbau, dass, während eines Leuchtens, der Vorlaufabschnitt 21 und der Rücklaufabschnitt 22 zusammenarbeiten, um die Leistung zur Entladungslampe zuzuführen, wohingegen der Rücklaufabschnitt 22 vor einem Leuchten die hohe Spannung kompensiert, die der Vorlaufabschnitt 21 nicht zuführen kann, um es dadurch möglich zu machen, einen Entladungslampen-Starter mit kleiner Größe zu implementieren.
Weiterhin kann ein Kombinieren der Eigenschaften des Rücklaufabschnitts 22 und des Vorlaufabschnitts 21 des DC/DC- Wandlers die Welligkeiten der Ausgabe reduzieren, weil ihre Ausgabezeitgaben sich nicht überlagern, wodurch die akustische Resonanz in der Entladungslampe unterdrückt wird.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels 2 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 3 sind dieselben oder ähnliche Teile wie diejenigen der Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung ist hier weggelassen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel 2 ist so aufgebaut, dass das Wicklungsverhältnis des DC/DC-Wandler- Transformators 1 mit der Rücklauffunktion und der Vorlauffunktion reduziert ist, so dass seine Ausgangsspannung auf einen Wert eingestellt wird, der kleiner als die Nennspannung der Entladungslampe ist. Lasst uns beispielsweise annehmen, dass die Entladungslampe 13 die Nennspannung 85 V hat und der Transformator 1 die Primärwicklung von Sieben und die Sekundärwicklung 35 hat. Wenn die Leistungsversorgungsspannung 12 V ist, wird die Ausgangsspannung des Transformators 1 60 V sein. Somit nimmt der Vorlaufabschnitt 21 vor einem Leuchten eine Ladung von 60 V, und der Rücklaufabschnitt 22 nimmt eine Ladung der übrigen 340 V.
Während eines normalen Leuchtens wird die Entladungslampe bei der Nennspannung stabilisiert, so dass der Vorlaufabschnitt 21 des DC/DC-Wandler-Transformators 1 eine Ladung der geglätteten 60 V nimmt und der Rücklaufabschnitt 22 die übrigen 25 V der Ausgangsspannung zuführt.
Ein solcher Aufbau macht es möglich, die Drosselspule und die Diode im Vorlaufabschnitt 21 zu eliminieren. Genauer gesagt wird dann, wenn die Primärseite genügend Spannung zur Sekundärseite zuführen kann und der Glättungskondensator auf der Sekundärseite genügend Spannung für die Lastspannung speichern kann, die Spannung V_s1 = {(N₂/N₁) × V_I} unabhängig vom EIN/AUS-Betrieb der Primärseite gebildet. Somit ist das Glätten durch die Drosselspule 9 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 unnötig.
Zusätzlich kann ein Enthaltensein der zwei Dioden 5 und 6, die die Gleichrichterschaltung 4 des Vorlaufabschnitts 21 und des Rücklaufabschnitts 22 bilden, in einem Paket beim Ausführungsbeispiel 2 die Größe reduzieren und ein Handhaben der Vorrichtung erleichtern.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3

Die Fig. 4A und 4B sind Querschnittsansichten, die Strukturen des Kerns des DC/DC-Wandler-Transformators 1 mit den Rücklauf- und Vorlauffunktionen eines Ausführungsbeispiels 3 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. Ein Kern 14 besteht aus einem E-förmigen Kern 14a und einem E-förmigen Kern 14b, die mit ihren sich öffnenden Seiten zueinander ausgerichtet kombiniert sind.
Fig. 4A zeigt einen Kern eines Transformators mit der Vorlauffunktion, der keine Lücken bzw. Spalts zwischen den Kernen hat. Der Kern wird die Induktanz in Abhängigkeit von seinem Material oder seiner Geometrie ohne weiteres ändern.
Fig. 4B zeigt einen Kern eines Transformators mit der Rücklauffunktion, der einen Spalt zwischen den Kernen hat, um die Variationen bzw. Schwankungen bezüglich der Induktanz in Abhängigkeit von ihrem Material oder ihrer Geometrie zu reduzieren.
Angesichts dieser Tatsache hat der DC/DC-Wandler- Transformator 1 mit den Rücklauf- und Vorlauffunktionen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 einen Spalt 15 zwischen den Kernen.
Zum Bilden des Transformators mit der Rücklauffunktion ist es nötig, die Induktanz und den Stromwert so zu spezifizieren, dass sie sich pro Einheitszeit erhöhen, um die gespeicherte magnetische Energie zu bestimmen. Zum Unterdrücken der Variationen bezüglich der Induktanz aufgrund der Variationen bezüglich der Eigenschaften des Kerns 14 ist es für den Kern 14 vorzuziehen, den Spalt 15 zu haben. Dies ist so, weil die Induktanz der Sekundärwicklung einfacher durch Einstellen des Spalts 15 bestimmt wird, als durch Ändern der Anzahl von Wicklungen des DC/DC-Wandler-Transformators 1.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 4

Fig. 5A ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau eines Hauptteils des DC/DC-Wandlers mit dem Rücklaufabschnitt und dem Vorlaufabschnitt eines Ausführungsbeispiels 4 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 5A sind dieselben oder ähnliche Teile wie diejenigen der Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung ist hier weggelassen. In Fig. 5A bezeichnet das Bezugszeichen 16 einen Komparator zum Vergleichen der Spannung an einem Ende der Primärwicklung 1p mit einer von einer Steuereinheit, die nicht gezeigt ist, zum Steuern des Transistors 2 zugeführten Referenzspannung.
Als nächstes wird der Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels 4 beschrieben.
Fig. 5B ist ein Wellenformdiagramm, das die Primärspannung darstellt, um den Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels 4 zu erklären. Wie für den Rücklaufabschnitt wird der Transistor 2 ausgeschaltet, und durch einen Resonanzprozess aufgrund einer nach einem Zuführen von Leistung zur Sekundärseite übrigen kleinen Spannung wieder eingeschaltet. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache erfasst der Komparator 16 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 4, nachdem der Transistor 2 ausgeschaltet ist, dass die Spannung der Primärwicklung 1p unter die Referenzspannung abfällt, so dass der Transistor 2 in Reaktion auf die Erfassung eingeschaltet wird. Somit wird der Transistor 2 mit einer minimalen Spannung vom AUS-Zustand zum EIN-Zustand geschaltet.
Gegensätzlich dazu wird beim herkömmlichen Transistor mit der Rücklauffunktion, der in Fig. 6A als Vergleich gezeigt ist, der Transistor 2 bei einer festen Frequenz betrieben.
Demgemäß kann der Transistor 102 beim Prozess eines Schaltens vom AUS-Zustand zum EIN-Zustand leiten, während eine hohe Spannung an den Transistor angelegt wird, weil das Schalten nicht mit der Resonanz synchronisiert ist, wodurch der Schaltverlust des Transistors erhöht wird.
Wie es oben beschrieben ist, kann das vorliegende Ausführungsbeispiel 4 den Transistor 2 einschalten, wenn die angelegte Spannung niedrig ist. Somit kann es den Schaltverlust und das beim Schalten beteiligte Rauschen reduzieren.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 5

Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Aufbau des Ausführungsbeispiels 5 des Entladungslampen-Starters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 7 sind dieselben oder ähnliche Teile wie diejenigen der Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung ist hier weggelassen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel 5 weist den DC/DC-Wandler-Transformator 1 mit der Vorlauffunktion auf, die die Ausgangsspannung durch die Leistungsversorgungsspannung und das Wicklungsverhältnis bestimmt, und mit der Rücklauffunktion, die eine Ausgangsspannung durch die Induktanz der Primärwicklung bestimmt. Die Sekundärwicklung 1 _S-1 der Vorlauffunktion des DC/DC-Wandler-Transformators 1 wird bei einer Zwischenstelle der Sekundärwicklung 1 _S-2 der Rücklauffunktion abgegriffen.
Mit dem Aufbau kann der Rücklaufabschnitt 22 dasselbe Wicklungsverhältnis wie der herkömmliche Rücklauftyp unter Beibehaltung des geeigneten Wicklungsverhältnisses des Vorlaufabschnitts 21 implementieren. Zusätzlich kann der Transistor 2 als die Schaltvorrichtung dieselbe Spannungsfestigkeit wie der herkömmliche haben. Somit kann das vorliegende Ausführungsbeispiel 5 die Kernkapazität reduzieren, und durch eine Ausweitung die Gesamtgröße des Entladungslampen-Starters.

Claims

1. Entladungslampen-Starter mit einem DC/DC-Wandler (1 und 4), wobei der DC/DC-Wandler folgendes aufweist:
einen Vorlaufabschnitt bzw. Weiterleitungsabschnitt (21) zum Erzeugen einer ersten Ausgangsspannung (V_s1), die durch eine Leistungsversorgungsspannung und ein Wicklungsverhältnis eines Transformators (1) bestimmt wird; und
einen Rücklaufabschnitt (22) zum Erzeugen einer zweiten Ausgangsspannung (V_s2), die durch eine Induktanz einer Primärwicklung (1p) des Transformators und einen Strom (I_p), der durch die Primärwicklung fließt, bestimmt wird,
wobei der DC/DC-Wandler seine Ausgangsspannung durch Addieren der ersten Ausgangsspannung und der zweiten Ausgangsspannung erzeugt.

2. Entladungslampen-Starter nach Anspruch 1, wobei der Vorlaufabschnitt (21) und der Rücklaufabschnitt (22) den Transformator (1) gemeinsam aufweisen, und eine in eine Primärwicklungsschaltung des Transformators eingefügte Schaltvorrichtung (2); der Vorlaufabschnitt weiterhin eine an eine Sekundärwicklung (1s) des Transformators angeschlossene erste Diode (5) aufweist, und einen an die erste Diode angeschlossenen ersten Kondensator (7); und der Rücklaufabschnitt weiterhin eine bezüglich der Polarität entgegengesetzt zu derjenigen der ersten Diode an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossene zweite Diode (6) aufweist, und einen an die zweite Diode angeschlossenen zweiten Kondensator (8), und wobei der erste Kondensator und der zweite Kondensator in Reihe geschaltet sind, um die erste Ausgangsspannung und die zweite Ausgangsspannung zu addieren.

3. Entladungslampen-Starter nach Anspruch 1, wobei die durch den Vorlaufabschnitt (21) erzeugte erste Ausgangsspannung auf eine Spannung eingestellt wird, die niedriger als eine Startspannung der Entladungslampe ist.

4. Entladungslampen-Starter nach Anspruch 1, wobei die durch den Vorlaufabschnitt (21) erzeugte erste Ausgangsspannung auf eine Spannung eingestellt wird, die niedriger als eine Nennspannung der Entladungslampe ist.

5. Entladungslampen-Starter nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der Transformator (1) seinen Kern (14) mit einem Spalt (15) zum Einstellen seiner Induktanz versehen hat.

6. Entladungslampen-Starter nach einem der Ansprüche 1-4, der weiterhin eine Erfassungsschaltung (16) zum Erfassen eines minimalen Werts einer Oszillationsspannung einer Primärwicklungsschaltung des Transformators aufweist, welche Oszillationsspannung erzeugt wird, wenn die in die Primärwicklungsschaltung eingefügte Schaltvorrichtung (2) ausgeschaltet wird, wobei die Schaltvorrichtung in Reaktion auf ein Ergebnis einer Erfassung durch die Erfassungsschaltung geschlossen wird.

7. Entladungslampen-Starter nach einem der Ansprüche 1-4, wobei eine Sekundärwicklung (151) des Transformators (1), der den Vorlaufabschnitt bzw. Weiterleitungsabschnitt (21) bildet, von einer Zwischenstelle einer Sekundärwicklung (1 _s-2) des Transformators, der den Rücklaufabschnitt (22) bildet, abgegriffen wird.

8. Entladungslampen-Starter nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die erste Diode (5) und die zweite Diode (6) in einem Paket enthalten sind.