專利名稱：Dc/dc變換器裝置及放電燈點燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合安裝在車輛等上面的DC/DC變換器裝置以及采用該 DC/DC變換器裝置的放電燈點燈裝置。
背景技術(shù)：
作為這種的以往裝置，有一種裝置是為了構(gòu)成單一的DC/DC變換器， 而將多個小容量的DC/DC變換器并聯(lián)連接，使各自的動作相位偏移以進行并 聯(lián)運行(例如，參照專利文獻l)。另外，有一種裝置是檢測DC/DC變換器的變壓器中所通電的電流或者 開關(guān)元件與變壓器的連接點的電壓，檢測出電流成為0A的時間點、或者電壓 成為0V的時間點，使DC/DC變換器與包含變壓器的電感的線圈*電容器電路 的諧振同步動作(例如，參照專利文獻2)。另外，有一種裝置是..對于放電燈點燈裝置，采用上述專利文獻2那樣的、 進行諧振動作的DC/DC變換器來實現(xiàn)，同時使用變壓器的漏抗與電容器產(chǎn)生 的諧振，并通過PFM(脈沖頻率調(diào)制)使驅(qū)動頻率變化，從而來控制對放電燈輸 出的功率(例如，參照專利文獻3)。再有，還有一種裝置是按照上述專利文獻3的進一步想法，對于放電燈 點燈裝置，采用上述專利文獻2那樣的、進行PFM控制的諧振動作的DC/DC 變換器，并且在放電燈進行點燈之前的狀態(tài)下，解除利用諧振進行的控制，從 而進行利用通常的DC/DC變換器動作進行的控制(例如，參照專利文獻4)。專利文獻l:特開2000-12273號公報專利文獻2:特開平1-114365號公報專利文獻3:特開2002-117995號公報專利文獻4:特開2003-59688號公報但是，在上述專利文獻1中所述的以往裝置的情況下，因為使用1個三角波形，因此能夠容易地構(gòu)成各自偏移180°相位的2個 DC/DC變換器(2相的多相DC/DC變換器)，并且能夠減少脈動，效率也較高， 噪聲也較低，但是存在的問題是由于以同一頻率、同一Duty(占空比)來驅(qū)動 兩個變壓器，因此不能同時對兩個變壓器進行諧振動作(各個諧振因元器件的差 異而導致各不相同)，而且不能向?qū)崿F(xiàn)高效率、低噪聲化的諧振型DC/DC變換 器發(fā)展。另外，在專利文獻2中所述的以往裝置的情況下，是一種單一的DC/DC 變換器，構(gòu)成簡單，效率也較高，噪聲也較低，但是存在的問題是由于是單 一的構(gòu)成，因此脈動較大，為了減少該脈動，而不得不加強濾波器，另外，由 于利用變壓器的電感及電容器來形成諧振，因此在單純的多個并聯(lián)運行中，各 自的頻率變得分散，而不能使相位一致。另外，在專利文獻3中所述的以往裝置的情況下，利用單一的DC/DC變 換器來構(gòu)成放電燈點燈裝置，為了降低開關(guān)損耗而采用諧振型DC/DC變換器， 但是存在的問題是由于使用漏抗，因此該電感變得小于變壓器的一次繞組的 電感，而不得不增大諧振用電容器，另外，由于是單一的DC/DC變換器，因 此不得不增大脈動減少用的濾波器，而且，PFM控制與使用三角波來控制開關(guān) 元件的導通時間的PWM控制相比，電路構(gòu)成比較復雜，對于簡單的小型鎮(zhèn)流 器不適合。另外，在專利文獻4中所述的以往裝置的情況下，與上述第3公報所述的以往裝置相同，由于是單一的DC/DC變換器，因此存在的問題是不得不增大脈動減少用的濾波器，另外，在該公報所示的、點燈前的時刻以外的剛點燈 后的大功率輸入時也必須解除利用諧振進行的控制。另外，為了提高DC/DC變換器的效率，減少產(chǎn)生的噪聲，將上述第1以 及第2公報所述的裝置組合起來的想法雖然乍看很容易，但是存在的問題是 不能從上述第1公報的裝置向諧振動作發(fā)展，即使照著上述第2公報的裝置那 樣不變，將獨立的DC/DC變換器并聯(lián)運行，動作頻率也會變得分散，不能有 效地利用并聯(lián)動作的優(yōu)點。本發(fā)明正是為了解決上述那樣的問題而提出的，目的在于得到一種DC/DC 變換器裝置以及使用該DC/DC變換器裝置的放電燈點燈裝置，該裝置將因特性差異等而分別具有不同的諧振頻率的DC/DC變換器以相位偏移的、同一頻 率進行動作，并且能夠有效地利用諧振動作以及并聯(lián)動作的優(yōu)點。發(fā)明內(nèi)容與本發(fā)明有關(guān)的DC/DC變換器裝置，具有并聯(lián)連接的因特性差異等而 諧振頻率不同的多個諧振型DC/DC變換器；以及以近似同一頻率、使相位偏 移來驅(qū)動該多個諧振型DC/DC變換器的時刻控制單元。另外，與本發(fā)明有關(guān)的放電燈點燈裝置，具有以近似同一頻率、使相位偏移來驅(qū)動多個諧振型DC/DC變換器的時刻控制單元；以及對高亮度放電燈 供給從該DC/DC變換器裝置所供給的電功率的H型橋式電路和點火器電路。本發(fā)明的輸入輸出都能夠減少脈動，并且能夠減少濾波器用的電容器電容 量，減少因脈動而產(chǎn)生的噪聲。另外，具有能夠確實地使高亮度放電燈點燈的 效果。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)1的DC/DC變換器裝置的構(gòu)成圖。 圖2為用于說明根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)1的DC/DC變換器裝置的動作的時 序圖。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)1的DC/DC變換器裝置的應用例子的圖。 圖4所示為根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)2的DC/DC變換器裝置的構(gòu)成圖。 圖5為用于說明根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)2的DC/DC變換器裝置的動作的時 序圖。圖6為用于說明根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)2的DC/DC變換器裝置的動作的時 序圖。圖7所示為說明利用根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的放電 燈點燈裝置動作的單側(cè)D C /D C變換器的構(gòu)成圖。圖8為用于對利用根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的放電燈 點燈裝置的動作進行說明的時序圖。圖9為用于對利用根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的放電燈點燈裝置的動作進行說明的時序圖。圖10為用于對利用根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的放電燈點燈裝置的動作進行說明的時序圖。圖11所示為利用根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的放電燈點燈裝置的構(gòu)成圖。圖12為用于對利用根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的放電燈 點燈裝置的動作進行說明的時序圖。
具體實施方式
以下，為了更詳細地說明本發(fā)明，根據(jù)附圖來說明實施本發(fā)明用的最佳形態(tài)。實施形態(tài)1圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)1的DC/DC變換器裝置的構(gòu)成圖。在圖1中，通過與電池1的兩端并聯(lián)連接的電容器2而將多個DC/DC變 換器3及4并聯(lián)連接起來，對該DC/DC變換器3及4設(shè)置控制其開關(guān)元件32 及42的通斷時刻的作為時刻控制單元的時刻控制電路5。然后，負載7通過電 容器6與DC/DC變換器3及4的輸出側(cè)連接。DC/DC變換器3的變壓器31以及DC/DC變換器4的變壓器41的一次繞 組的一側(cè)與電池1的+側(cè)連接，另一側(cè)分別與開關(guān)元件32及42的正電極(漏極 端子)側(cè)連接，同時通過電容器33及43接地。另外，DC/DC變換器3的變壓器31以及DC/DC變換器4的變壓器41的 二次繞組的一側(cè)分別通過二極管34及44與和電容器6并聯(lián)連接的負載7連接， 另一側(cè)接地。另外，時刻控制電路5對連接在DC/DC變換器3的變壓器31及 DC/DC變換器4的變壓器41的一次繞組另一側(cè)與接地之間的開關(guān)元件32及 42的連接點輸入電壓VI及V2作為信號，同時與連接在DC/DC變換器3的變 壓器31及DC/DC變換器4的變壓器41的一次繞組另一側(cè)與接地之間的開關(guān) 元件32及42的控制電極(柵極端)連接。接著，參照圖2的時序圖來說明動作。在本實施形態(tài)中，以近似同一頻率、使相位偏移來驅(qū)動多個諧振型DC/DC變換器。DC/DC變換器3如圖2(a)所示，如果利用時刻控制電路5使開關(guān)元件 32導通，在期間91將磁能注入變壓器31中，則在變壓器31的一次繞組的另 一側(cè)即開關(guān)元件32的正電極側(cè)，得到圖2(b)所示那樣的0V的電壓Vl，反之 如果開關(guān)元件32斷開且變壓器31的磁能在期間e2吐出，則在變壓器31的一 次繞組的另一側(cè)即開關(guān)元件32的正電極側(cè)，得到圖2(b)所示那樣的超過電源電 壓的規(guī)定電平的電壓VI。同樣，DC/DC變換器4如圖2(c)所示，如果與DC/DC變換器3相比使相 位偏移63，利用時刻控制電路5使開關(guān)元件42導通，在期間ei將磁能注入變 壓器41中，則在變壓器34的一次繞組的另一側(cè)即開關(guān)元件42的正電極側(cè)， 得到圖2(d)所示那樣的OV的電壓V2，反之如果開關(guān)元件42斷開且變壓器41 的磁能在期間02吐出，則在變壓器41的一次繞組的另一側(cè)即開關(guān)元件42的 正電極側(cè)，得到圖2(d)所示那樣的超過電源電壓的規(guī)定的電壓V2。另外，圖2(b)及(d)中分別用虛線a及b表示的波形表示利用所謂諧振動作 而產(chǎn)生的波形，在Vl及V2因諧振而到達0V時，利用時刻控制電路5將開關(guān) 元件32及42從斷開切換為導通。 一這樣一來，在DC/DC變換器3及4的輸出側(cè)、即二極管34及44的公共 輸出側(cè)，輸出如圖2(e)所示那樣的輸出電壓V3。圖3所示為能夠?qū)⒈緦嵤┬螒B(tài)應用于升壓 降壓變壓器或扼流圈、并且實 質(zhì)上是表示上述圖1中的DC/DC變換器裝置的其它例子。在圖3中，圖3(a)表示DC/DC變換器3是與圖1相同的變壓器式(升壓) 的情況，從DC/DC變換器3對負載7施加升壓后的電壓。另外，圖3(b)表示與 圖1相反的變壓器式(反相)DC/DC變換器3A的情況，在這種情況下，二極管 34的陽極與變壓器31的二次繞組的一側(cè)連接，二極管34的陰極與電容器6的 一端的連接點接地，變壓器31的二次繞組的另一側(cè)和電容器6的另一端的連 接點與負載7連接，從DC/DC變換器3A對負載7施加反相了的電壓。其它的 構(gòu)成與圖(a)相同。另外，圖3(c)是表示實質(zhì)上使用扼流圈35來代替圖3(a)的DC/DC變換器 3的變壓器31的、扼流圈式(升壓)DC/DC變換器3B的情況，在電池1的+側(cè)與 二極管34的陽極之間設(shè)置扼流圈35， 二極管34的陽極側(cè)通過并聯(lián)連接的開關(guān)元件32及電容器33接地，并且二極管34的陰極側(cè)通過電容器6接地，同時 與負載7連接。
另外，圖3(d)是表示實質(zhì)上使用扼流圈35來代替圖3(b)的DC/DC變換器 3A的變壓器31的、扼流圈式(降壓)DC/DC變換器3C的情況，扼流圈35的一 側(cè)通過并聯(lián)連接的開關(guān)元件32及電容器33與電池1的+側(cè)連接，同時通過反 向的二極管34接地，而扼流圈35的另對一側(cè)通過電容器6接地，同時與負載 7連接。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)，通過以同一頻率、使相位偏移(在兩個并 聯(lián)的情況下，最好是180°的相位差)來使DC/DC變換器進行諧振動作，并利 用多個并聯(lián)運行，從而使輸入輸出都能夠減少脈動，而且能夠減少濾波器用的 電容器電容量，能夠減少因脈動而產(chǎn)生的噪聲。
另外，由于利用DC/DC變換器的諧振動作，當施加在開關(guān)元件上的電壓 為0V、或者電流為OA時，將開關(guān)元件導通/斷開，因此能夠減少開關(guān)損耗，緩 和因開關(guān)而引起的急劇的電壓，電流的變化，并且能夠減少因急劇的變化而產(chǎn) 生的噪聲。而且，也可以應用于升壓 降壓變壓器或扼流圈中。
實施形態(tài)2
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)2的DC/DC變換器裝置的構(gòu)成圖，構(gòu)成 將DC/DC變換器的動作相位保持在規(guī)定相位上的PLL電路。
在圖4中，變壓器60的一次繞組的一側(cè)與電池11的+側(cè)連接，而另一側(cè) 與開關(guān)元件61的正電極側(cè)連接，同時與比較器62的反相輸入端子連接。比較 器62的同相輸入端子接地，其輸出端子通過電容器63與晶體管64的基極連 接，晶體管64的發(fā)射極接地，集電極與在5V的電源和接地間串聯(lián)連接的電阻 器65和電容器66的連接點連接，該連接點與比較器67的反相輸入端子連接。 比較器67的同相輸入端子與輸出電壓調(diào)節(jié)用的電壓輸入14連接，比較器67 的輸出端子與開關(guān)元件61的柵極端子連接。另外，變壓器60的二次繞組的一 側(cè)通過二極管68與裝置的輸出端13連接，而變壓器60的二次繞組的另一側(cè) 接地。
另外，變壓器70的一次繞組的一側(cè)與電池11的+側(cè)連接，而另一側(cè)與開 關(guān)元件71的正電極側(cè)連接，同時與比較器72的反相輸入端子連接。比較器72的同相輸入端子接地，其輸出端子通過電容器73與晶體管74的基極連接，晶 體管74的發(fā)射極接地，集電極通過電阻器75與作為相位誤差校正單元的相位 誤差校正電路80的輸出側(cè)連接，同時通過電容器76接地，而且與比較器77 的反相輸入端子連接。比較器77的同相輸入端子與輸出電壓調(diào)節(jié)用的電壓輸 入端子14連接，比較器77的輸出端子與開關(guān)元件71的控制電極連接。另外， 變壓器70的二次繞組的一側(cè)通過二極管78與裝置的輸出端子連接，而變壓器 70的二次繞組的另一側(cè)接地。
相位誤差校正電路80具有觸發(fā)器電路81和運算放大器85，觸發(fā)器電路 81的置位端子S通過電容器82與比較器67的輸出端子連接，它的復位端子通 過電容器83與比較器77的輸出端子連接。另外，觸發(fā)器電路81的輸出端子 通過電阻器84與運算放大器85的同相輸入端子連接，該運算放大器85的反 相輸入端子與在5V電源和接地間串聯(lián)連接的電阻器65和電容器66的連接點 (成為5V電源的1/2的比較用電壓)連接，在運算放大器85的同相輸入端子與 接地間連接電容器88。
另夕卜，在圖4中，從變壓器60到二極管68的部分，實質(zhì)上構(gòu)成一個DC/DC 變換器，從變壓器70到二極管78的部分，實質(zhì)上構(gòu)成另一個DC/DC變換器。
接著，參照圖5及圖6的時序圖來說明動作。
在本實施形態(tài)中，是將一個DC/DC變換器的動作作為基準，并且使另一 個DC/DC變換器的動作頻率以及相位跟蹤前者的情況，圖5是從變壓器60到 二極管68的部分的DC/DC變換器的相位相對于從變壓器70到二極管78的部 分的DC/DC變換器的相位是超前狀態(tài)的情況，圖6是從變壓器60到二極管68 的部分的DC/DC變換器的相位相對于從變壓器70到二極管78的部分的DC/DC 變換器的相位是滯后狀態(tài)的情況。
首先，在圖5中，從變壓器60的一次側(cè)向比較器62的反相輸入端子施加 圖5(a)所示那樣的信號Sl，同樣地，從變壓器70的一次側(cè)向比較器72的反相 輸入端子施加圖5(b)所示那樣的信號S2。比較器62以及72將施加在各自反相 輸入端子上的信號S1以及S2與它的同相輸入端子的接地電位進行比較，并將 該比較結(jié)果分別通過電容器63以及73供給晶體管64以及74，晶體管64以及 74在各自的比較器62以及72的輸出上升時導通，其結(jié)果是向比較器67以及77的反相輸入端子上，分別輸入圖5(f)以及(g)所示那樣的信號S6以及S7。比 較器62以及72的輸出分別施加在開關(guān)元件61以及71的柵極端子上。
另外，比較器62以及72的輸出分別通過電容器82以及83，向觸發(fā)器電 路81的置位端子S以及復位端子R施加圖5(c)以及(d)分別所示那樣的脈沖信 號S3以及S4。然后，從觸發(fā)器電路81的輸出端子Q輸出圖5(e)所示那樣的脈 沖信號S5，并供給運算放大器85的同相輸入端子，根據(jù)它的比較結(jié)果電壓并 通過電阻器75對電容器76進行充電以生成信號S7，并供給比較器77的反相 輸入端子。
因此，在這種情況下，因為供給運算放大器85的同相輸入端子的脈沖信 號S5的平均電壓如圖5(e)中用點劃線所示那樣較低，其結(jié)果通過電阻器75所 供給的電容器76的充電電源較少，供給比較器77的反相輸入端子的信號S7 的上升沿如圖5(g)中用虛線所示那樣變得緩慢，實質(zhì)上使周期延長，所以利用 相位誤差校正電路80形成信號S2相對于信號Sl的圖5(b)所示那樣相位角64 的相位滯后。
接著，在圖6中，從變壓器60的一次側(cè)向比較器62的反相輸入端子施加 圖6(a)所示那樣的信號Sl，同樣地，從變壓器70的一次側(cè)向比較器72.的反相 輸入端子施加圖6(b)所示那樣的信號S2。比較器62以及72將施加在各自反相 輸入端子的信號S1以及S2與它的同相輸入端子的接地電位進行比較，將其上 升輸出分別通過電容器63以及73來供給晶體管64以及74，晶體管64以及 74在各自的比較器62以及72的輸出上升時導通，其結(jié)果是向比較器67以及 77的反相輸入端子分別輸入圖6(f)以及(g)所示那樣的信號S6以及S7。比較器 62及72的輸出分別施加在開關(guān)元件61以及71的柵極端子上。
另外，比較器62以及72的輸出分別通過電容器82以及83，向觸發(fā)器電 路81的置位端S以及復位端R施加圖6(c)以及(d)分別所示那樣的脈沖信號S3 及S4。然后，從觸發(fā)器電路81的輸出端子Q輸出圖6(e)所示那樣的脈沖信號 S5,并供給運算放大器85的同相輸入端子，根據(jù)它的比較結(jié)果電壓并通過電 阻器75對電容器76進行充電以生成信號S7，并供給比較器77的反相輸入端 子。
因而，在這種情況下，因為供給運算放大器85的同相輸入端子的脈沖信號S5的平均電壓如圖6(e)中用點劃線所示那樣較高，其結(jié)果通過電阻器75所 供給的電容器76的充電電流較多，供給比較器77的反相輸入端子的信號S7 的上升沿如圖6(g)中用虛線所示那樣變得陡峭，實質(zhì)上使周期縮短，所以利用 相位誤差校正電路80形成信號S2相對于信號Sl的圖6(b)所示那樣相位角95 的相位超前。
如上所述，根據(jù)本實施形態(tài)，使用向輸入端子輸入不同的DC/DC變換器 的動作信號的觸發(fā)器電路81，對進行跟蹤的DC/DC變換器實施控制，從而使 得該觸發(fā)器電路81的輸出占空比成為50%(觸發(fā)器的輸出電壓平均值=成為5V 電源的1/2的比較用電壓)，即，將2個DC/DC變換器的動作信號分別輸入觸 發(fā)器電路Sl的2個輸入端子(置位端子S 復位端子R),并根據(jù)使所跟蹤的 DC/DC變換器的三角波發(fā)生用電容器76的充電時間發(fā)生變化的PLL動作，使 得該觸發(fā)器電路81的輸出占空比成為50%(兩者的時刻偏移180°來交替動作)， 從而保持相互的動作頻率和相位差，S卩，將一個DC/DC變換器的動作作為基 準，而使另一個DC/DC變換器的動作頻率以及相位跟蹤前者，通過這樣兩個 DC/DC變換器的動作頻率變得近似相同，能夠保持大概180。的相位差。
如果使用以上的DC/DC變換器，則能夠減少開關(guān)損耗，緩和因開關(guān)而引 起的急劇的電壓，電流的變化，并且能夠減少因急劇的變化而產(chǎn)生的噪聲。
另外，上述說明中所使用的電路構(gòu)成是用于說明該DC/DC變換器的動作 的電路構(gòu)成，也可以用進行同樣動作的其它數(shù)字電路構(gòu)成或利用微機進行處理 等的電路來實現(xiàn)。
實施形態(tài)3
圖11所示為根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的構(gòu)成圖。本實 施形態(tài)實質(zhì)上是將根據(jù)本發(fā)明的DC/DC變換器裝置特別用作為放電燈點燈裝 置的情況。
圖7是為了說明圖11的動作而表示圖11的單側(cè)電路的情況，在圖7中， 變壓器101的一次繞組的一端與電池21連接，而該變壓器101的一次繞組的 另一端與開關(guān)元件102的正電極(漏極端)側(cè)連接，同時通過電容器103接地。
另外，變壓器101的二次繞組的一側(cè)通過二極管104與電容器22以及H 型橋式電路24連接，該H型橋式電路24經(jīng)由從另一條電路供給輸出電流的連接點23且由并聯(lián)連接的4個開關(guān)元件構(gòu)成，在該H型橋式電路24的輸出側(cè)連 接作為點火單元的點火器電路(IGN)25以及高亮度放電燈(HID)26。然后，H型 橋式電路24的一端通過電阻器27接地。另外，變壓器101的一次繞組的另一端與比較器105的反相輸入端子連接， 其輸出側(cè)通過微分電容器106和或門電路107的一個輸入端子連接，其輸出端 子與觸發(fā)器電路108的置位端子S連接，并且觸發(fā)器電路108的輸出端子Q和 與門電路110的一個輸入端子連接。與門電路110的輸出端子與發(fā)射極接地的 晶體管lll的基極連接，其集電極與比較器H2的反相輸入端子連接，同時通 過電阻器113與5V的電源連接，并且比較器112的輸出端子與開關(guān)元件102 的柵極端子連接。另外，晶體管111的集電極通過電容器U7接地，同時與比較器14的反 相輸入端子、比較器115以及116的同相輸入端子連接。比較器114的輸出端 子與觸發(fā)器電路108以及109的各復位端子R連接，比較器115的輸出端子與 觸發(fā)器電路109的置位端子S連接，比較器116的輸出端子和或門電路107的 另一個輸入端子連接，作為一個例子，向比較器114的同相輸入端子施加IV 的電壓，并且向比較器115以及116的反相輸入端子分別施加2V、 4V的電壓。 另外，觸發(fā)器電路109的輸出端子Q和與門電路110的另^個輸入端子連接， 再者，向誤差放大器118的同相輸入端子施加控制用基準值119，并且其輸出 端子與比較器112的同相輸入端子連接。 、另外，將輸出功率調(diào)節(jié)用的電壓輸入輸入到端子119上。下面，參照圖8 圖10的時序圖說明動作。在使放電燈26點燈時，必須 在不流過電流的點燈開始(擊穿)前對放電燈26的電極間施加較高電壓。這時作為DC/DC變換器的負載極輕，對于這時的DC/DC變換器為了不存 貯磁能，與正常點燈的額定電壓動作時相比，必須縮短開關(guān)元件102的導通時 間，但是在該時刻，如果使DC/DC變換器進行諧振動作，則頻率變?yōu)檎｜c 燈時的2倍以上，但以高頻進行的動作將增加開關(guān)元件102的損耗，是不希望 的。因而，在該時刻，為了不對開關(guān)元件102施加負擔，必須使DC/DC變換 器以一般的非連續(xù)模式(設(shè)定可進行諧振驅(qū)動的上限頻率是能夠固定的)進行動作，并且在點燈前的該時刻固定DC/DC變換器的動作頻率，以中斷諧振動作。 接著，由于剛點燈開始(擊穿)后的放電燈26的電極間電壓較低，因此為了放出DC/DC變換器所存貯的磁能，需要比正常點燈的額定電壓動作時更長的時間。另外而且，由于剛點燈后為了迅速增加發(fā)光量，而向DC/DC變換器輸出大功率，因此必須延長開關(guān)元件102的導通時間。因而，在該時刻，如果使DC/DC變換器進行諧振動作，則頻率變?yōu)檎｜c燈時的l/2以下，但以低頻進行的動作會導致變壓器101的大型化，是不希望的。利用較小的有限尺寸的變壓器101，為了應對該時刻，必須使DC/DC變換 器以一般的連續(xù)模式(設(shè)定可進行諧振驅(qū)動的下限頻率是能夠固定的)進行動 作，并且在剛點燈后的該時刻固定DC/DC變換器的動作頻率，以中斷諧振動 作。圖8、圖9、圖IO分別表示連續(xù)模式動作時、諧振模式動作時、非連續(xù)模 式動作時的各部分的動作波形，圖8(a)、圖9(a)以及圖10(a)分別表示在晶體管 111的集電極側(cè)所得到的波形。圖8(b)、圖9(b)以及圖10(b)分別表示供給或門 電路107的一方的信號Sll，圖8(c)、圖9(c)以及圖10(c)分別表示供給同一個 或門電路107的另一方的信號S12，圖8(d)、圖9(d)以及圖10(d)分別表示供給 觸發(fā)器電路108的復位端子R的信號S13,圖8(e)、圖9(e)以及圖10(e)分別表 示供給觸發(fā)器電路109的置位端子S的信號S14。另外，圖8(f)、圖9(f)以及圖10(f)分別表示與門電路110的輸出信號S15， 圖8(g)、圖9(g)以及圖10(g)分別表示比較器112的輸出信號S16,圖8(h)、圖 9(h)以及圖10(h)分別表示供給比較器105的信號S17，圖8(i)、圖9(i)以及圖 10(i)分別表示從電池21流向變壓器101的一次繞組的電流Ip，圖8(j)、圖9(j) 以及圖lO(j)分別表示從變壓器101的二次繞組流向二極管104的電流Is。如上所述，根據(jù)本實施形態(tài)，在剛點燈后的該時刻，設(shè)定能夠固定可諧振 驅(qū)動的下限頻率，即，固定DC/DC變換器的動作頻率，使其以中斷諧振動作 的連續(xù)模式進行動作，另外，在點燈前的該時刻，設(shè)定能夠固定可諧振驅(qū)動的 上限頻率，g卩，固定DC/DC變換器的動作頻率，使其以中斷諧振動作的非連 續(xù)模式進行動作，通過這樣，能夠得到高效率 低噪聲的放電燈點燈裝置。圖11所示為根據(jù)本發(fā)明實施形態(tài)3的DC/DC變換器裝置的構(gòu)成圖。本實 施形態(tài)實質(zhì)上是將根據(jù)本發(fā)明的DC/DC變換器裝置特別用作為放電燈點燈裝 置的情況，在與圖7相對應的部分上附加同一標號，并省略其詳細說明。在圖11中，變壓器101的一次繞組的一端與電池21連接，而該變壓器101 的一次繞組的另一端與開關(guān)元件102的正電極(漏極端)側(cè)連接，同時通過電容 器103接地。另外，變壓器101的二次繞組的一側(cè)通過二極管104與端子23連接。另外，變壓器101的一次繞組的另一端通過二極管120及電容器106和或 門電路107的一個輸入端子連接，其輸出端子與觸發(fā)器電路108的置位端子S 連接，觸發(fā)器電路108的輸出端子Q和與門電路110的一個輸入端子連接。與 門電路IIO的輸出端子與發(fā)射極接地的晶體管111的基極連接，且其集電極與 比較器112的反相輸入端子連接，同時通過電阻器113與5V的電源連接，比 較器112的輸出端子與開關(guān)元件102的柵極端子連接。另外，晶體管111的集電極通過電容器117接地，同時與比較器114的反 相輸入端子、比較器115、 121以及116的同相輸入端子連接。比較器114的 輸出端子與觸發(fā)器電路108以及109的各復位端子R連接，比較器115的輸出 端子與觸發(fā)器電路109的置位端子S連接，比較器121的輸出端子通過電容器 122與觸發(fā)器電路123的置位端子S連接，比較器116的輸出端子與觸發(fā)器電 路123的復位端子R連接，同時和或門電路107的另一個輸入端子連接，作為 一個例子，向比較器114的同相輸入端施加1V的電壓，對比較器115的反相 輸入端子施加2V的電壓，對比較器121的反相輸入端子施加2.5V的電壓，并 對比較器116的反相輸入端子施加4V的電壓。另外，觸發(fā)器電路109的輸出 端子Q和與門電路IIO的另一個輸入端子連接，另外，向比較器112的同相輸 入端子施加控制用基準值119。另外，變壓器124的一次繞組的一端與電池21連接，而該變壓器124的 一次繞組的另一端與開關(guān)元件126的正電極(漏極端)側(cè)連接，同時通過電容器 125接地。另外，變壓器124的二次繞組的一側(cè)通過二極管127與端子23連接，并 且在二極管104與127的陰極的公共連接點與接地之間連接電容器22。另外，變壓器101的一次繞組的另一端通過二極管128以及電容器129和 或門電路131的一個輸入端子連接，其輸出端子與晶體管132的基極連接，其 集電極與比較器133的反相輸入端子連接，同時分別通過電阻器134以及136 與相位誤差校正電路135以及相位擺動信號發(fā)生部137連接，而且通過電容器 138接地。另外，向比較器133的同相輸入端子施加控制用基準值119，并且 觸發(fā)器電路123的輸出端子Q和或門電路131的另一個輸入端子連接。下面，參照圖12的時序圖來說明動作。圖12(a)是在晶體管111的集電極側(cè)所得到的信號S20，圖12(b)是在或門 電路131的另一個輸入側(cè)所得到的信號(脈沖)S21，另外，圖12(c)是在比較器 133的反相輸入端子一側(cè)所得到的信號S22。現(xiàn)在，如果成為基準的一個DC/DC變換器側(cè)的圖12(a)所示的在晶體管111 的集電極側(cè)所得到的信號S20的電平，達到比較器121的基準電壓2.5V，則對 觸發(fā)器電路123進行置位，其輸出通過電容器130作為圖12(b)所示的脈沖21 來供給進行跟蹤的DC/DC變換器側(cè)的或門電路131，晶體管132導通，電容器 138進行放電，且比較器133的反相輸入端子的電平如圖12(c)所示那樣下降并 返回初始值。如上所述,在本實施形態(tài)中，在剛點燈后的大功率輸出時，為了減少DC/DC 變換器輸入的峰值電壓 峰值電流，并降低噪聲，也最好使多個DC/DC變換 器交替動作(接通)，另外，在點燈前，為了使用于絕緣破壞(擊穿)放電燈電極間 的的點火器電路(圖7)動作，必須生成點火器電路用的電源，最好使多個DC/DC 變換器交替動作。另外，在成為基準的一個DC/DC變換器的1個周期的中間，通過使進行 跟蹤的DC/DC變換器返回初始值，能夠使兩者交替動作。另外，在成為基準 的DC/DC變換器的l個周期的中間，通過利用比較器21檢測出時刻電容器 117的充電電壓上升至各自最大值的1/2的時刻能夠?qū)崿F(xiàn)。另外，利用相位誤差校正電路135,對圖12(a)所示的信號S20從2.5V到 成為4V為止的相位差66、即觸發(fā)器電路123被置位后到復位之間進行校正的 信號進行操作，使電容器138的充放電變化，微小地擺動DC/DC變換器的驅(qū) 動頻率，或者，利用相位擺動信號發(fā)生器137使相位產(chǎn)生微小偏移，來將高次諧波分量的頻率產(chǎn)生擺動，從而使動作頻率或高次諧波分量產(chǎn)生擺動，通過這 樣，形成噪聲的頻率分散，噪聲的能量不集中在一個頻率上，而是分散在許多 頻率上，從而能夠降低對其它設(shè)備的影響。這樣，在本實施形態(tài)中，在固定驅(qū)動頻率時也通過使相位偏移，在剛點燈后的輸出大功率時也能夠減少DC/DC變換器輸入的峰值電壓 峰值電流，并降低噪聲，另外，通過在微小的范圍內(nèi)使驅(qū)動頻率或相位擺動，能夠降低產(chǎn)生 的噪聲對其它設(shè)備的影響。另外，上述說明中所使用的電路構(gòu)成是用于說明該DC/DC變換器的動作 的電路構(gòu)成，也可以用進行同樣動作的例如數(shù)字電路構(gòu)成或利用微機進行處理 等的其它電路構(gòu)成來實現(xiàn)。工業(yè)上的實用性如上所述，與本發(fā)明相關(guān)的DC/DC變換器裝置以及放電燈點燈裝置是適 合于安裝在車輛等上面、能很好地降低脈動以及噪聲、并且可靠地進行高亮度 放電燈的點燈的裝置。
權(quán)利要求
1.一種DC/DC變換器裝置，其特征在于，具有并聯(lián)連接的多個諧振型DC/DC變換器；以及以近似同一頻率、使相位偏移來驅(qū)動該多個諧振型DC/DC變換器的時刻控制單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的DC/DC變換器裝置，其特征在于， 具有與所述多個諧振型DC/DC變換器的一方的開關(guān)動作同步、并且如控制所述諧振型DC/DC變換器的另一方的開關(guān)動作那樣來連接的相位誤差校正 單元，利用該相位誤差校正單元使所述多個諧振型DC/DC變換器保持相互的 動作頻率和相位差。
3. 如權(quán)利要求2所述的DC/DC變換器裝置，其特征在于， 所述相位誤差校正單元具有與以所述多個諧振型DC/DC變換器為主的DC/DC變換器的開關(guān)動作同步、并且使進行跟蹤一側(cè)的諧振型DC/DC變換器 進行動作的電路，對所述多個諧振型DC/DC變換器內(nèi)的進行跟蹤一側(cè)的諧振 型DC/DC變換器進行控制，從而使其以進行跟蹤一側(cè)的諧振型DC/DC變換器 和規(guī)定的相位差進行動作。
4. 一種放電燈點燈裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的DC/DC變換器裝置；以及向高亮度放電燈供給由 該DC/DC變換器裝置所供給的電功率的H型橋式電路和點火器電路。
5. 如權(quán)利要求4所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，所述諧振型DC/DC變換器作為放電燈點燈裝置用，即使在連續(xù)模式下也 進行動作，并且能夠固定可諧振驅(qū)動的下限頻率。
6. 如權(quán)利要求4所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，所述諧振型DC/DC變換器作為放電燈點燈裝置用，即使在非連續(xù)模式下 也進行動作，并且能夠固定可諧振驅(qū)動的上限頻率。
7. 如權(quán)利要求4所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，所述諧振型DC/DC變換器作為放電燈點燈裝置用，除了諧振模式以外，在連續(xù)模式以及非連續(xù)模式下進行動作，并且在對連續(xù)模式以及非連續(xù)模式的 驅(qū)動頻率進行固定時，也使相位偏移。
8.如權(quán)利要求4所述的放電燈點燈裝置，其特征在于，所述諧振型DC/DC變換器在微小的范圍內(nèi)使驅(qū)動頻率或相位進行擺動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種DC/DC變換器裝置及放電燈點燈裝置。與本發(fā)明相關(guān)的DC/DC變換器裝置具有并聯(lián)連接的多個諧振型DC/DC變換器(3)、(4)；以及以近似同一頻率、使相位偏移來驅(qū)動該多個諧振型DC/DC變換器的時刻控制電路(5)。
文檔編號H05B41/24GK101243603SQ20068003043
公開日2008年8月13日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者大澤孝, 河野靖彥 申請人:三菱電機株式會社