放電燈點(diǎn)亮裝置和使用該放電燈點(diǎn)亮裝置的前照燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放電燈點(diǎn)亮裝置和使用該放電燈點(diǎn)亮裝置的前照燈。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，提出了用于使高壓放電燈點(diǎn)亮的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置(例如，參見日本專利特許公開2010-135195(以下稱為“文獻(xiàn)I”))。在文獻(xiàn)I所公開的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置中，全橋式電路將降壓斬波電路的DC(直流)輸出轉(zhuǎn)換成具有矩形波的AC(交流)電流并將該AC電流供給至燈(高壓放電燈)。
[0003]在該高壓放電燈點(diǎn)亮裝置中，通過在啟動時使用點(diǎn)火電路向燈施加高壓脈沖，造成燈的絕緣擊穿，并且發(fā)生輝光放電(glow discharge)。之后，燈從輝光放電轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀》烹?arc discharge)，由此光通量上升。
[0004]全橋式電路是通過使各自由兩個晶體管的串聯(lián)電路所形成的第一臂和第二臂彼此并聯(lián)連接所配置成的，使位于對角的晶體管的組同時處于接通(On)狀態(tài)，并且交替地切換各組的接通/斷開(On/Off)。這里，在構(gòu)成各臂的晶體管中，在低電位側(cè)的晶體管處于斷開狀態(tài)的情況下，使高電位側(cè)的晶體管處于接通狀態(tài)。因而，為了使高電位側(cè)的晶體管處于接通狀態(tài)，配置向晶體管的柵電極供給電荷的自舉電容器(bootstrap capacitor) ο
[0005]這里，在啟動放電燈之前的無負(fù)載狀態(tài)下，可以考慮通過在對自舉電容器進(jìn)行充電的處理期間使降壓斬波電路進(jìn)行工作以縮短使降壓斬波電路的輸出電壓上升直至預(yù)定電壓為止所需的時間，來快速地進(jìn)行啟動操作。然而，在通過在對自舉電容器進(jìn)行充電的處理期間使降壓斬波電路進(jìn)行工作來在降壓斬波電路的輸出電壓上升的狀態(tài)下使全橋式電路進(jìn)行工作的情況下，在負(fù)載形成短路時，存在過電流流經(jīng)電路的問題。
[0006]另外，在文獻(xiàn)I所公開的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置中，在降壓斬波電路為非絕緣型的情況下，在啟動時負(fù)載形成短路時，即使在停止降壓斬波電路的情況下從電源側(cè)所輸入的能量也傳遞至輸出側(cè)，并且存在過電流流經(jīng)電路的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是有鑒于上述問題而作出的，并且本發(fā)明的目的是提供被配置為使得在發(fā)生諸如短路等的異常的情況下過電流難以流經(jīng)電路的放電燈點(diǎn)亮裝置和使用該放電燈點(diǎn)亮裝置的前照燈。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種放電燈點(diǎn)亮裝置，包括:直流/直流轉(zhuǎn)換器，其被配置為通過進(jìn)行切換來將從直流電源所輸入的輸入電壓轉(zhuǎn)換成使放電燈點(diǎn)亮所需的電壓值；直流/交流逆變器，其包括橋式電路，在所述橋式電路中，在所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端子之間連接有配置于高電位側(cè)的第一開關(guān)元件和配置于低電位側(cè)的第二開關(guān)元件的至少一個串聯(lián)電路，并且所述直流/交流逆變器被配置為將所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的直流輸出轉(zhuǎn)換成交流輸出并將所述交流輸出供給至包括所述放電燈的負(fù)載；驅(qū)動部，其被配置為通過至少在穩(wěn)定點(diǎn)亮?xí)r按預(yù)定周期交替地接通所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件，來將所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的直流輸出轉(zhuǎn)換成通過使所述直流輸出的極性按預(yù)定周期交變所獲取到的交流輸出；測量部，其被配置為測量向所述負(fù)載的輸出電壓和輸出電流至少之一；以及控制部，其被配置為在所述測量部所測量到的測量值處于異常范圍的情況下，使向所述放電燈的供給電力相比正常時向所述放電燈的供給電力減少，其中，所述驅(qū)動部包括電容器，所述電容器被配置為將所需的電荷供給至配置于高電位側(cè)的所述第一開關(guān)元件的控制電極，以在配置于低電位側(cè)的所述第二開關(guān)元件斷開的情況下接通所述第一開關(guān)元件，在所述第二開關(guān)元件接通的情況下，對所述電容器進(jìn)行充電，以及在啟動所述放電燈的情況下，在所述直流/直流轉(zhuǎn)換器開始進(jìn)行工作之前開始對所述電容器進(jìn)行充電，并且在所述電容器的充電完成之后所述直流/直流轉(zhuǎn)換器和所述直流/交流逆變器進(jìn)行工作的狀態(tài)下，所述控制部設(shè)置有用于基于所述測量部所測量到的測量值來判斷異常的有無的判斷時間段。
[0009]在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，在所述判斷時間段內(nèi)所述測量部所測量到的測量值處于異常范圍的情況下，所述控制部被配置為停止所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的切換操作。
[0010]另外，在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，所述控制部被配置為在所述判斷時間段內(nèi)，基于所述測量部所測量到的測量值來檢測作為異常的所述負(fù)載中的短路的有無。
[0011]另外，在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，在所述判斷時間段內(nèi)所述控制部判斷為不存在異常的情況下，所述驅(qū)動部被配置為再次對所述電容器進(jìn)行充電。
[0012]另外，在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，所述測量部被配置為在所述判斷時間段內(nèi)測量所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電流，以及在所述測量部所測量到的電流值為預(yù)定閾值電流以上的情況下，所述控制部被配置為判斷為在所述負(fù)載中發(fā)生短路。
[0013]另外，在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，所述測量部被配置為在所述判斷時間段內(nèi)測量所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以及在所述測量部所測量到的電壓值為預(yù)定閾值電壓以下的情況下，所述控制部被配置為判斷為在所述負(fù)載中發(fā)生短路。
[0014]另外，在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，所述測量部被配置為在所述判斷時間段內(nèi)測量所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電流和輸出電壓這兩者，以及在所述測量部所測量到的電流值為預(yù)定閾值電流以上、并且所述測量部所測量到的電壓值為預(yù)定閾值電壓以下的情況下，所述控制部被配置為判斷為在所述負(fù)載中發(fā)生短路。
[0015]另外，在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，在所述判斷時間段內(nèi)判斷為發(fā)生異常的情況下，所述控制部被配置為在預(yù)定時間內(nèi)至少斷開配置于高電位側(cè)的所有所述第一開關(guān)元件。
[0016]另外，在該放電燈點(diǎn)亮裝置中，優(yōu)選地，所述直流/直流轉(zhuǎn)換器為非絕緣型的直流/直流轉(zhuǎn)換器。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種前照燈，其包括以上所述的放電燈點(diǎn)亮裝置其中之一。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)在發(fā)生諸如短路等的異常時抑制過電流流經(jīng)電路的放電燈點(diǎn)亮裝置。
[0019]另外，可以實現(xiàn)在發(fā)生諸如短路等的異常時抑制過電流流經(jīng)放電燈點(diǎn)亮裝置的電路的前照燈。
【附圖說明】
[0020]圖1是根據(jù)實施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
[0021]圖2是示出根據(jù)實施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的主要部分的電路圖。
[0022]圖3是說明根據(jù)實施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的從啟動時起直到穩(wěn)定點(diǎn)亮?xí)r為止的操作的波形圖。
[0023]圖4是說明根據(jù)實施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的DC/AC逆變器的操作的波形圖。
[0024]圖5A?5G是說明根據(jù)實施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的操作的各單元的波形圖。
[0025]圖6A?6H是說明根據(jù)實施例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的操作的各單元的波形圖。
[0026]圖7A?7H是說明根據(jù)實施例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的另一操作的各單元的波形圖。
[0027]圖8A?81是說明根據(jù)實施例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的又一操作的各單元的波形圖。
[0028]圖9A?9G是說明根據(jù)實施例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的再一操作的各單元的波形圖。
[0029]圖1OA?1H是說明根據(jù)實施例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的又一操作的各單元的波形圖。
[0030]圖11是根據(jù)實施例3的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路圖。
[0031]圖12A?121是說明根據(jù)實施例3的放電燈點(diǎn)亮裝置的操作的各單元的波形圖。
[0032]圖13A?131是說明根據(jù)實施例3的放電燈點(diǎn)亮裝置的操作的各單元的波形圖。
[0033]圖14是示意性示出安裝有根據(jù)實施例4的前照燈的車輛的圖。
【具體實施方式】
[0034]以下將參考附圖來說明將根據(jù)本發(fā)明的放電燈點(diǎn)亮裝置應(yīng)用于高壓放電燈所用的點(diǎn)亮裝置的實施例。作為高壓放電燈的示例，存在金屬鹵化物燈和高壓鈉燈等。與白熾燈相比，這些高壓放電燈具有高亮度和長壽命，并且還用作車輛的前照燈。
[0035]實施例1
[0036]圖1示出根據(jù)本實施例的放電燈點(diǎn)亮裝置A的電路圖。該放電燈點(diǎn)亮裝置A包括DC/DC轉(zhuǎn)換器1、DC/AC逆變器2、測量部3、控制部4、啟動輔助電路部5、啟動電壓生成電路部6、點(diǎn)火部7、電源電壓測量部8、溫度測量部9和驅(qū)動部10。
[0037]DC/DC轉(zhuǎn)換器I包括用于使DC電源El的電源電壓升壓為期望電壓值的反激型轉(zhuǎn)換器電路。DC/DC轉(zhuǎn)換器I包括變壓器Tl、由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件Q1、二極管Dl以及電容器Cl和C2。電容器Cl經(jīng)由電源開關(guān)SWl連接到DC電源El的兩端。在電容器Cl的兩端，連接有變壓器Tl的一次繞組Pl與開關(guān)元件Ql的串聯(lián)電路。變壓器Tl的二次繞組SI的一端側(cè)連接至DC電源El的負(fù)電極側(cè)，并且電容器C2經(jīng)由二極管Dl連接到二次繞組SI的兩端間。這里，變壓器Tl的一次繞組Pl和二次繞組SI的繞組方向彼此相反。
[0038]DC/AC逆變器2包括各自由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件Q2?Q5以及驅(qū)動電路(驅(qū)動部)2a。DC/AC逆變器2被配置為將從DC/DC轉(zhuǎn)換器I輸出的DC電壓轉(zhuǎn)換成低頻的矩形波AC電壓，并將該AC電壓供給至包括高壓放電燈LPl的負(fù)載11 (參見圖2)。由開關(guān)元件Q2和Q4的串聯(lián)電路構(gòu)成的第一臂和由開關(guān)元件Q3和Q5的串聯(lián)電路構(gòu)成的第二臂連接在DC/DC轉(zhuǎn)換器I的輸出端子之間。在構(gòu)成第一臂的開關(guān)元件Q2和Q4的連接點(diǎn)Xl與構(gòu)成第二臂的開關(guān)元件Q3和Q5的連接點(diǎn)X2之間，經(jīng)由點(diǎn)火部7連接有作為負(fù)載的高壓放電燈LP1。這里，構(gòu)成DC/AC逆變器2的開關(guān)元件Q2?Q5不限于FET，而且例如可以是諸如雙極型晶體管或IGBT等的開關(guān)元件。
[0039]測量部3被配置為測量向作為負(fù)載的高壓放電燈LPl的輸出電壓V3和輸出電流Ilo在本實施例中，測量部3為了測量輸出電壓V3，包括與DC/DC轉(zhuǎn)換器I的高電位側(cè)的輸出端子相連接的電阻器Rl、R2和R3的串聯(lián)電路，并且測量與輸出電壓V3成比例的電壓V5o另外，測量部3為了測量輸出電流II，包括連接在DC/DC轉(zhuǎn)換器I和DC/AC逆變器2之間的電流檢測所用的電阻器R4，并且根據(jù)輸出電流Il在電阻器R4中的流動來測量在電阻器R4的兩端間所產(chǎn)生的電壓V4。
[0040]啟動輔助電路部5包括連接在DC/DC轉(zhuǎn)換器I的輸出端子之間的電阻器R5、R6與電容器C3的串聯(lián)電路、以及與電阻器R6并聯(lián)連接的二極管D2。二極管D2的陽極連接至電容器C3，并且二極管D2的陰極連接至電阻器R5。在啟動高壓放電燈LPl之前的無負(fù)載時，根據(jù)DC/DC轉(zhuǎn)換器I的輸出電壓來對電容器C3進(jìn)行充電。然后，緊挨在使高壓放電燈LPl點(diǎn)亮之后，在DC/DC轉(zhuǎn)換器I無法進(jìn)行工作的時間段內(nèi)，為了不使高壓放電燈LPl熄滅，將電容器C3中充電得到的電荷經(jīng)由二極管D2和電阻器R5供給至高壓放電燈LP1。
[0041]啟動電壓生成電路部6是用于生成使后面將說明的點(diǎn)火部7的放電間隙SGl被擊穿的高電壓的電路，并且例如是由電容器和二極管構(gòu)成的多級升壓電路或者根據(jù)變壓器的繞組比來進(jìn)行升壓的升壓電路等。
[0042]點(diǎn)火部7包括升壓變壓器T2、放電間隙SGl以及電容器C4和C5。電容器C4連接在連接點(diǎn)Xl和連接點(diǎn)X2之間，并且電容器C5連接在啟動電壓生成電路部6的輸出端與連接點(diǎn)X2