高壓放電燈照明設備及使用該設備的照明器材的製作方法

2023-07-03 07:24:26 2

專利名稱：高壓放電燈照明設備及使用該設備的照明器材的製作方法
技術領域：
本發明涉及高壓放電燈照明設備，其被配置用於調節開啟高壓放電燈的起始脈衝電壓的峰值。另外，本發明還涉及使用所述高壓放電燈照明設備的照明器材。
背景技術：
在日本專利申請公開2007-5^77A中公開了一種先前的高壓放電燈照明設備。所述先前的高壓放電燈照明設備被配置用於接收來自部署在所述高壓放電燈照明設備外部的電源的直流電或交流電。所述先前的高壓放電燈照明設備包括電力轉換電路、逆變器和點火器。所述電力轉換電路被配置用於將所述交流電或直流電轉換為具有預定電壓值的直流電壓。所述逆變器被配置為將從所述電力轉換電路輸出的直流電壓轉換為照明電壓，該照明電壓為矩形波，並且是交流的。所述逆變器被配置用於通過輸出端向所述高壓放電燈施加所述照明電壓。所述先前的點火器包括開關元件、電容器、電感器和變壓器。所述開關元件由控制器控制為導通或關斷。所述電容器被配置為通過從升壓斬波電路輸出的直流電壓充電。部署所述電感器，以防止大於預定值的電流流向所述開關元件。所述變壓器被配置用於由所述電容器放電時流出的放電電流產生所述起始脈衝電壓。所述高壓放電燈照明設備還包括反饋繞組。所述反饋繞組被纏繞在變壓器的內核周圍，以便所述反饋繞組檢測指示所述起始脈衝電壓的電壓。由所述反饋繞組檢測到的電壓經由分壓電路被輸出給起始脈衝檢測電路。所述起始脈衝檢測電路將所述電壓的檢測結果反饋給控制器。所述控制器被配置用於控制開關元件，從而調節所述起始脈衝電壓以具有預定的電壓值。

發明內容
本發明要解決的問題然而，為了檢測指示所述起始脈衝電壓的電壓，上述高壓放電燈照明設備需要反饋繞組N3。所述反饋繞組被纏繞在變壓器的內核周圍。因此，所述反饋繞組必須具有較高的電絕緣性。因此，將高電絕緣性賦予所述反饋繞組是必要的。本發明的目標是解決上述問題。本發明的一個目的是提供配置為在不使用反饋繞組的情況下通過檢測起始脈衝電壓來將所述起始脈衝電壓改變為預定值的高壓放電燈照明設備。解決所述問題的手段本發明中的高壓放電燈照明設備包括逆變器、點火器、控制器、脈衝電壓檢測電路和起始脈衝電壓調節電路。所述逆變器被配置用於通過輸出端向所述高壓放電燈施加照明電壓。所述點火器包括電容器、開關元件和變壓器。所述電容器被配置為由電壓源充電。所述變壓器包括一次繞組和二次繞組。所述一次繞組跨接所述電容器。所述一次繞組與開關元件串聯。所述二次繞組連接在逆變器的輸出端之間。所述二次繞組與高壓放電燈串聯。 所述控制器被配置用於控制開關元件以導通或關斷所述開關元件。所述控制器被配置用於控制開關元件導通，以便讓所述電容器放電以使放電電流流向所述一次繞組。因此，所述控制器被配置用於向所述高壓放電燈施加起始脈衝電壓。該起始脈衝電壓在二次繞組中產生。所述起始脈衝電壓由流經一次繞組的放電電流產生。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測指示施加到所述高壓放電燈的起始脈衝電壓的電壓，從而輸出所述檢測信號。所述起始脈衝電壓調節電路被配置用於基於所述檢測信號調節所述起始脈衝電壓以達到預定值。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測跨越所述點火器的電路元件產生的脈衝電壓、 或所述起始脈衝電壓，作為指示所述起始脈衝電壓的電壓。在這種情況下，可以獲得這樣的高壓放電燈照明設備，其被配置用於檢測指示跨越點火器的電路元件產生的脈衝電壓的電壓、或者所述起始脈衝電壓，作為指示所述起始脈衝電壓的電壓。優選地，所述脈衝電壓檢測電路跨接高壓放電燈照明設備，由此，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測所述起始脈衝電壓，從而輸出所述檢測信號。在這種情況下，可以獲得這樣的高壓放電燈照明設備，其被配置用於檢測作為指示所述起始脈衝電壓的電壓的值的、施加到高壓放電燈的起始脈衝電壓的電壓值。 優選地，所述脈衝電壓檢測電路與一次繞組並聯連接。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測跨越所述一次繞組產生的脈衝電壓，從而輸出所述檢測信號。在這種情況下，可以獲得這樣的高壓放電燈照明設備，其被配置用於檢測在一次繞組中產生的脈衝電壓，作為指示所述起始脈衝電壓的電壓的電壓值。優選地，所述點火器還包括阻抗。所述阻抗與一次繞組串聯連接。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測在所述阻抗中產生的脈衝電壓，從而輸出所述檢測信號。在這種情況下，可以獲得這樣的高壓放電燈照明設備，其被配置用於檢測在所述阻抗中產生的脈衝電壓，作為指示所述起始脈衝電壓的電壓的電壓值。優選地，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測指示所述起始脈衝電壓的電壓的峰值，從而產生所述檢測信號。優選地，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測從指示所述起始脈衝電壓的電壓變為與第一電壓值相等到指示所述起始脈衝電壓的電壓變為與所述第一電壓值相等之間的時段。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於產生與所述時段相對應的檢測信號。優選地，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測從指示所述起始脈衝電壓的電壓變為與第一電壓值相等到指示起始脈衝電壓的電壓變為與第二電壓值相等之間的時段。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於產生與所述時段相對應的檢測信號。優選地，所述開關元件被配置為當開關元件接收到操作電壓時導通。所述開關元件具有與所述操作電壓的電壓值相對應的內部阻抗。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於產生指示與指示所述起始脈衝電壓的電壓的電壓值相對應的電壓電平的檢測信號。所述起始脈衝電壓調節電路被配置用於根據所述檢測信號改變操作電壓。在這種情況下，可調節流經所述一次繞組的放電電流。因此，可調節施加到所述高壓放電燈的起始脈衝電壓。另外，所述高壓放電燈照明設備優選地採用上述高壓放電燈照明設備。


圖1顯示了第一實施例的電路5
圖2顯示了第一實施例的操作波形；圖3顯示了第一實施例的操作波形；圖4顯示了第一實施例的解釋圖；圖5顯示了第一實施例的第一修改的電路圖；圖6顯示了第一實施例的第二修改的電路圖；圖7顯示了第一實施例的修改的電路圖；圖8顯示了第二實施例的電路圖；圖9顯示了第二實施例的電路圖；圖10顯示了第三實施例的電路圖的主要部件；圖11顯示了指示第三實施例的操作的波形；圖12顯示了第四實施例的電路圖的主要部件；圖13顯示了第四實施例的操作波形；圖14顯示了第五實施例的電路圖；圖15顯示了指示第五實施例的操作的流程圖；圖16a_16c顯示了第六實施例中，在輸出線長度為最小的情況下的操作波形；圖17a_17d顯示了第六實施例中，在輸出線長度為中等的情況下的操作波形；圖l&i-18g顯示了第六實施例中，在輸出線長度為最大的情況下的操作波形；圖19a_19f顯示了第七實施例的操作波形；圖20顯示了第七實施例中，指示在逆變器未連接負載的情況下的該逆變器的輸出變化的波形；圖21顯示了第七實施例中，指示在逆變器未連接負載的情況下的該逆變器的輸出變化的另一個波形；圖2加_2加顯示了第八實施例的操作波形；圖23a_2;3e顯示了第九實施例的操作波形；圖M顯示了指示第十實施例中的所有部件的電路圖；圖25顯示了指示第十實施例中的主要部件的電路圖；圖沈顯示了指示第十一實施例中的所有部件的電路圖；圖27顯示了指示第十一實施例中的主要部件的電路圖；圖觀顯示了指示第十一實施例中的起始脈衝波形的波形；圖四顯示了用於解釋第十一實施例中的操作的特徵圖；圖30顯示了用於解釋第十一實施例中的操作的特徵圖；圖31顯示了用於解釋第十一實施例中的操作的特徵圖；圖32顯示了指示第十二實施例的所有部件的電路圖；圖33顯示了用於解釋第十二實施例中的操作的特徵圖；圖34顯示了指示第十三實施例中所有部件的電路圖；圖35a_35c顯示了第十四實施例中的照明器材的透視圖。
具體實施例方式[第一實施例]
圖1顯示了指示第一實施例中的所有部件的電路圖。下文將說明第一實施例中的電路的部件。本實施例中的高壓放電燈照明設備包括電力轉換器B、逆變器6、點火器7、控制器9和起始脈衝電壓調節電路15。所述高壓放電燈照明設備被配置用於從直流電源E接收電功率。所述直流電源E通過諸如商用電源和整流電路實現。所述整流電路被配置用於整流所述商用電源提供的交變電壓。所述轉換器B包括升壓斬波器和降壓斬波器。所述轉換器B被配置用於調節由整流電路整流過的電壓達到具有預定電壓值的直流電壓。所述轉換器B被配置用於升高或降低預定的直流電壓的電壓值，從而將該電壓值變換為預定的電壓值。所述逆變器6被配置用於將從轉換器B輸出的直流電壓轉換為矩形交變電壓。所述具有預定電壓值的矩形交變電壓就是所謂的照明電壓。所述逆變器6被配置用於通過輸出端施加照明電壓。所述點火器7被配置用於在啟動高壓放電燈8時產生起始脈衝電壓，並向所述高壓放電燈8施加起始脈衝電壓。所述起始脈衝電壓調節電路15被配置用於調節施加到高壓放電燈8的起始脈衝電壓達到預定值。所述點火器7包括電容器Cl、變壓器Tl、阻抗Ll和開關元件Q7。所述電容器Cl 被配置用於從充當電壓源的轉換器B接收電壓，從而被充電。所述阻抗Ll被提供用於防止過量的電流流向開關元件Q7。所述變壓器Tl包括一次繞組m和二次繞組N2。所述一次繞組m跨接電容器Cl。所述一次繞組m與開關元件Q7和阻抗LI串聯連接。因此，所述一次繞組m與阻抗Ll和開關元件Q7 —起協作形成了放電電路。所述放電電路被配置用於當電容器Cl放電時，使放電電流從電容器Cl流出。所述二次繞組N2跨接逆變器6。所述二次繞組N2與高壓放電燈串聯連接。所述開關元件Q7被控制器9所控制，由此，開關元件Q7由控制器9導通或關斷。所述控制器9被配置用於導通開關元件Q7以使電容器Cl 放電。當所述電容器Cl被放電時，所述放電電流流向放電電路。當所述放電電流流向一次繞組m時，流向一次繞組的放電電流引起二次繞組N2形成起始脈衝電壓。另外，當所述放電電流流向一次繞組m時，跨越一次繞組m形成脈衝電壓。另外，當所述放電電流流向電感器Ll時，跨越電感器Ll形成脈衝電壓。圖2顯示了當啟動高壓放電燈8時施加到高壓放電燈8的電壓的波形。如圖2所示，當啟動高壓放電燈8時，包括照明電壓和疊加到所述照明電壓上的起始脈衝電壓在內的電壓被施加到所述高壓放電燈8。在第一實施例中，所述高壓放電燈照明設備還包括分壓電路和微計算機。所述分壓電路被提供用於檢測施加到高壓放電燈8的起始脈衝電壓。所述分壓電路被配置用於輸出第一電壓值和第二電壓值。所述第一電壓值是通過在電阻器Rl和電阻器R2對施加到高壓放電燈8的起始脈衝電壓分壓而獲得的。所述第二電壓值是通過在電阻器R3和電阻器 R4對施加到高壓放電燈8的起始脈衝電壓分壓而獲得的。由分壓電路所分壓的起始脈衝電壓被輸出到微計算機IC1。所述微計算機ICl被配置為基於第一電壓和第二電壓之間的差，檢測跨越高壓放電燈8產生的起始脈衝電壓。所述起始脈衝電壓就是所謂的指示起始脈衝電壓的電壓。接著，所述微計算機ICl產生檢測信號。所述起始脈衝電壓調節電路15 被配置為基於檢測信號調節電容器Cl的電壓。另外，所述起始脈衝電壓調節電路15被配置為基於檢測信號調節使控制器9導通開關元件Q7的時刻。用這種方式，所述起始脈衝電壓調節電路15被配置用於調節起始脈衝電壓的電壓值達到預定的電壓值。利用這種配置，可獲得這樣的脈衝電壓檢測電路，其被配置為在不使用反饋繞組的情況下檢測起始脈衝電壓。因此，所述高壓放電燈照明設備不需要採用具有大尺寸的變壓器Tl。另外，可精確地檢測所述起始脈衝電壓。當微計算機ICl被用於檢測起始脈衝電壓時，優選地，採用具有下文中提到的配置的脈衝電壓檢測電路。第一，優選地，所述脈衝電壓檢測電路12被配置用於檢測指示起始脈衝電壓的電壓的峰值，從而輸出輸出信號。即，如圖3所示，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測疊加到照明電壓的起始脈衝電壓的峰值。第二，優選地，所述脈衝電壓檢測電路12被配置用於檢測從指示所述起始脈衝電壓的電壓達到第一電壓值的第一時間到指示所述起始脈衝電壓的電壓在第一時間之後達到第一電壓值的第二時間之間的時段，並輸出檢測信號。第三，優選地，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測起始脈衝電壓在第一時間的電壓值Vl和起始脈衝電壓在第二時間的電壓值V2之間的差。可通過採用上述第一、第二和第三配置獲得相同的效果。應該注意到，所述逆變器6通過全橋逆變器實現，也可以通過半橋逆變器實現。圖5顯示了高壓放電燈照明設備的第一實施例的第一修改。在這個修改中，所述脈衝電壓檢測電路12與一次繞組m並聯連接。因此，所述脈衝電壓檢測電路12被配置用於檢測在一次繞組m中形成的脈衝電壓。在所述一次繞組m中形成的脈衝電壓具有關於在二次繞組N2中形成的起始脈衝電壓的相關關係。所述相關關係由一次繞組和二次繞組之間的匝數比確定。因此，在這個修改中，所述脈衝電壓調節電路被配置用於從跨越一次繞組m形成的脈衝電壓以及一次繞組和二次繞組之間的匝數比，間接地檢測所述起始脈衝電壓。因此，跨越一次繞組m形成的脈衝電壓就是所謂的指示起始脈衝電壓的電壓。因此，在這個修改中，跨越一次繞組m的電壓被分壓電路R1-R4分壓，以輸出被分壓的電壓。所述被分壓的電壓被輸入微計算機ICl。ICl被配置用於獲取由電阻R1、R2分壓的電壓和由電阻器R3、R4分壓的電壓之間的差。因此，可檢測跨越高壓放電燈8形成的用於啟動高壓放電燈8的高壓脈衝電壓。利用這個配置，用於檢測所述電壓而施加到電阻器R1-R4的電壓與第一實施例相比減小了。因此，可縮小脈衝電壓檢測電路12的規模。圖6顯示了第一實施例的第二修改。在這個修改中，所述脈衝電壓檢測電路12與阻抗Ll並聯連接。所述阻抗Ll通過線圈實現。當電容器Cl被放電時，在阻抗Ll中形成脈衝電壓。在阻抗Ll中形成的脈衝電壓具有關於在二次繞組N2中形成的起始脈衝電壓的相關關係。所述相關關係由阻抗Ll和二次繞組N2之間的匝數比確定。因此，在這個修改中，所述脈衝電壓調節電路被配置用於從跨越阻抗Ll形成的脈衝電壓和阻抗Ll與二次繞組N2之間的匝數比，間接地檢測所述起始脈衝電壓。S卩，在阻抗Ll中形成的脈衝電壓對應於指示起始脈衝電壓的電壓。在這個修改中，通過跨越電感器Ll形成的脈衝電壓間接地檢測出起始脈衝電壓作為檢測結果。所述起始脈衝電壓調節電路15被配置用於接收檢測結果，從而調節電容器 Cl的電壓。或者，所述控制器9被配置用於接收所述檢測結果，從而控制導通該開關的時刻。利用這種方式，所述起始脈衝電壓可以被保持在預定的範圍內。而且，如圖7所示，可採用變壓器替代阻抗Li。在這種情況下，通過變壓器檢測指示起始脈衝電壓的電壓。[第二實施例]
圖8顯示了第二實施例中的高壓放電燈照明設備的電路圖。與第一實施例中的部件相同的部件用同樣的附圖標記提及。因此，省略與第一實施例中的部件相同的部件的說明。第二實施例中的高壓放電燈照明設備包括轉換器B、逆變器6、控制器9、點火器7、 分壓電路11、脈衝電壓檢測電路12、起始電壓調節電路15、充電電源21和阻抗22。所述起始電壓調節電路15包括電容器電壓調節電路20、充電起始檢測電路23和計時電路對。所述阻抗22被配置為具有可變的阻抗值。所述可變的阻抗22與電容器Cl 串聯連接。所述可變的阻抗22連接在充電電源21和電容器Cl之間。所述可變的阻抗22 與電容器Cl 一起協作形成了電容器Cl的充電電路。所述電容器電壓調節電路20被配置用於改變可變的阻抗22的阻抗值。所述充電起始檢測電路23被配置為在充電電源21開始向電容器Cl施加電壓時，檢測所述電容器Cl充電的起始。所述充電起始檢測電路22被配置用於當充電起始檢測電路23檢測到充電的起始時，輸出充電起始檢測信號。所述計時電路M被配置用於度量從計時電路M接收到充電起始檢測信號起的預定時間的流逝。當計時電路M度量到預定時間的流逝時，所述計時電路M向控制器9輸出接通信號。當控制器接收到所述接通信號時，所述控制器9被配置用於導通開關元件Q7。另外，電容器電壓調節電路20被配置為基於所述檢測信號，調節可變的阻抗22的阻抗值。在這個實施例中，所述脈衝電壓檢測電路12被配置用於檢測經由分壓電路11在一次繞組m中形成的脈衝電壓。當所述脈衝電壓檢測電路12檢測到大於預定電壓值的脈衝電壓時，電容器電壓調節電路20輸出檢測信號，從而增加阻抗22的阻抗值。相反，當脈衝電壓檢測電路12檢測到小於特定電壓值的脈衝電壓時，電容器電壓調節電路20輸出檢測信號，從而減小阻抗22的阻抗值。利用這個配置，可將在二次繞組中形成的起始脈衝電壓保持在預定範圍內。此外，當啟動高壓放電燈8時，管電壓大幅下降，同時較大的管電流流動。因此，可通過檢測轉換器B的輸出電壓的減小來檢測高壓放電燈8的照明。同樣地，可通過檢測轉換器B的輸出電流的增加來檢測高壓放電燈8的照明。當檢測到高壓放電燈的照明時，電容器Cl的充電或開關元件Q7的導通操作都被禁止，由此，起始脈衝的形成被停止。圖9具體地顯示了高壓放電燈照明設備的電路圖。如圖9所示，本實施例中的高壓放電燈照明設備包括整流電路2、升壓斬波器3、降壓斬波器4、逆變器6、點火器7、脈衝電壓檢測電路12、控制器9、電容器電壓調節電路20、充電起始檢測電路23和計時電路24。 所述整流電路2包括二極體電橋DB。所述整流電路2被配置用於全波整流商用交流電壓， 從而產生脈動電壓。所述電感器L2與開關元件Ql串聯連接，以構造成串聯電路。所述串聯電路跨接二極體電橋DB。所述升壓斬波器3包括電感器L2、開關元件Ql、二極體D1和平滑電容器C3。所述平滑電容器C3經由二極體Dl跨接開關元件Q1。所述開關元件Ql由斬波器控制電路30控制為導通或關斷。所述斬波器控制電路30可以簡單地通過市場上的集成電路實現。所述開關元件Ql以比商用交流電源1輸出的商用交流電壓的頻率充分大的頻率導通或關斷。因此，二極體電橋DB的輸出電壓被升高到指定的直流電壓。所述平滑電容器C3由指定的直流電壓充電。本實施例中的直流電源E包括平滑電容器C3，其被配置為整流並平滑商用交流電源1的輸出，由此，直流電源E提供了直流電壓。換言之，本實施例中的直流電源E是輸出電壓，其是從連接到二極體電橋DB的輸出端的升壓斬波器3輸出的。然而，所述直流電源 E並不限於此。所述降壓斬波器4用作向被定義為負載的高壓放電燈8提供目標電功率的鎮流器。另外，所述降壓斬波器4被控制用於以這樣的方式輸出可變的輸出電壓降壓斬波器4 在從啟動、經由電弧放電、到適宜的照明的時段期間向高壓放電燈8提供適宜的電功率。所述降壓斬波器4包括開關元件Q2、電感器L3、二極體D2和電容器C4。所述平滑電容器C3具有正端，其經由開關元件Q2和電感器L3連接到電容器C4的正端。所述電容器C4還具有負端，其連接到平滑電容器C3的負端。電容器C4的負端連接到二極體D2的陽極，從而流出再生電流。所述二極體D2的陰極連接到開關元件Q2和電感器L3之間的連接點。所述開關元件Q2以這樣的方式由從輸出控制電路40輸出的控制信號所控制開關元件Q2以高頻率導通和關斷。當開關元件Q2具有接通狀態時，所述直流電源E提供流經開關元件Q2、電感器L3和電容器C4的電流。當所述開關元件Q2具有關斷狀態時，再生電流流經電感器L3、電容器C4和二極體D2。因此，從直流電源E輸出的直流電壓被降低， 以產生降低的直流電壓。所述電容器C4由降低的直流電壓充電。所述輸出控制電路被配置用於改變佔空比(佔空比是接通狀態時段與一個周期之間的比)。因此，所述輸出控制電路40被配置用於改變施加到電容器C4的電壓。所述降壓斬波器4在輸出端處被提供有逆變器6。所述逆變器6通過包括開關元件Q3至Q6的全橋電路實現。所述開關元件Q3與開關元件Q6相配對作為第一對。所述開關元件Q4與開關元件Q5相配對作為第二對。所述第一對和第二對通過從輸出控制電路40 輸出的控制信號，以低頻率交替地導通。因此，所述逆變器6將降壓斬波器4輸出的輸出功率轉換為矩形交流電壓。所述逆變器6向高壓放電燈8提供矩形交流電壓。所述高壓放電燈8通過諸如金屬滷化燈、高壓水銀燈等高亮度高壓放電燈實現。[第三實施例]圖10顯示了第三實施例的主要部件。所述主要部件具有與圖8所示的部件相同的電路部件。應該注意到，與上述實施例中的部件相同的部件用相同的附圖標記提及，由此， 省略與上述實施例中的部件相同的部件的說明。如圖8所示，充電電源21由單極性的直流電源E實現。所述充電電源21被配置用於在一個方向上給電容器Cl充電。相反地，圖10 顯示了被配置為與逆變器6同步地反轉極性的電源。圖10中的電源被配置用於在正方向和負方向交替地給電容器Cl充電。本實施例中的充電電源21被配置用於在從逆變器6輸出的極性被反轉之後立即開始向電容器Cl充電。在導通開關元件Q7後，所述電源被配置用於停止對電容器Cl的充電，直到所述極性下次被反轉。另外，電容器Cl隨著從逆變器6 輸出的極性的每一次反轉，在正方向和負方向交替地充電。因此，所述開關元件Q7通過被配置為在正方向和負方向都可以流過電流的雙方向開關電路實現。所述雙方向開關電路是這樣的開關電路，其具體地包括具有公共源極端的兩個M0SFET，且其彼此相互串聯，同時所述MOSFET具有相反端。雖然圖10省略了變壓器Tl的二次繞組N2，但是二次繞組N2被連接到高壓放電燈 8和位於逆變器6的輸出側的電容器C2，這樣，二次繞組N2與電容器C2和高壓放電燈8 一起協作形成了閉合串聯電路。
在本實施例中，在一次繞組電路的電感器Ll中引起的脈衝電壓具有根據電容器 Cl的充電極性而反轉的極性。因此，所述分壓電路經由整流器DB2連接到一次繞組m。因此，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測正電壓的脈衝電壓的峰值，以及檢測負電壓的脈衝電壓的峰值。開關元件Qs被提供用於採樣和保持。所述開關元件Qs被配置為與脈衝電壓的形成時刻同步地由低頻振蕩電路導通。因此，所述開關元件Qs允許電容器Cs保持與電阻器 R2的電壓相對應的檢測電壓Vcs用於採樣和保持。通過比較器CP，對所述電容器Cs中的檢測電壓Vcs與參考電壓Vref進行比較。當Vcs和Vref滿足關係「Vcs > Vref」時，比較器輸出「高信號」。相反地，當Vcs和Vref滿足關係"Vcs彡Vref"時，比較器輸出「低信號」。 當比較器CP輸出「高信號」時，光電耦合器PCl的發光二極體PCl-D經由電阻器Ro輸出光信號，由此，光敏電晶體PCl-Tr被導通。因此，雙向晶閘管Q8的柵極電容器Cg的兩端被閉合，由此，雙向晶閘管Q8被關斷。以這種方式，阻抗22變為與電阻器R5和電阻器R6串聯。 因此，來自充電電源21的電容器Cl的充電速度變慢。相反地，當光電耦合器PCl的光敏電晶體PCl-Tr具有關斷狀態時，柵極電源Vg給柵極電容器Cg充電。因此，所述雙向晶閘管 Q8被導通。當雙向晶閘管Q8被導通時，電阻器R6的兩端被閉合，由此，阻抗22相當於電阻器R5。因此，來自充電電源21的電容器Cl的充電速度變快。如上所述，緊接著逆變器的輸出被反轉之後，所述充電電源21開始給電容器Cl充電。當所述充電起始檢測電路23檢測到電容器Cl的充電開始後，所述計時電路M開始度量經過時間。當所述計時電路M結束度量恆定的時間時，所述開關元件Q7輸出接通信號。 本實施例中，所述充電起始檢測電路23被配置用於檢測來自逆變器6的輸出的極性的反轉，由此，充電起始檢測電路23檢測到電容器Cl的充電起始的時刻。圖9顯示了由包括開關元件Q3至Q6的全橋電路所實現的逆變器6。所述低頻振蕩電路60被配置用於同時導通或關斷包括開關元件Q4和Q5的第二對。所述低頻振蕩電路60被配置用於同時導通或關斷包括開關元件Q3和Q6的第一對。所述低頻振蕩電路60 被配置用於以這樣的方式控制開關元件Q4和開關元件Q3 當關斷開關元件Q3時，導通開關元件Q4。所述低頻振蕩電路60被配置用於以這樣的方式控制開關元件Q4和開關元件 Q3 當接通開關元件Q3時，關斷開關元件Q4。此外，本實施例中的充電起始檢測電路23被配置用於檢測開關元件Q3和Q6的操作信號。另外，充電起始檢測電路23被配置用於檢測操作信號從「高信號」到「低信號」變化的時刻。或者，所述充電起始檢測電路23被配置用於檢測操作信號從「低信號」到「高信號」變化的時刻。所述充電起始檢測電路23被配置用於檢測上述變化的時刻作為對電容器Cl開始充電的時刻。所述充電起始檢測電路23被配置用於在充電起始檢測電路23檢測到對電容器Cl開始充電的時刻時，輸出充電起始檢測信號。當計時電路M接收到所述充電起始檢測信號時，計時電路M被配置用於以這樣的方式度量適合給電容器Cl充電的經過時間電容器Cl保持用於形成起始脈衝的電壓。在經過了預定的時間後，計時電路M被配置用於向控制器9輸出接通信號。當所述控制器9 接收到接通信號時，控制器控制開關元件Q7導通。包括電容器Cl的所述電路被提供有可變的阻抗22。因此，即使電容器Cl在特定周期充電，用於充電所述電容器Cl的充電電壓也會根據可變的阻抗22的阻抗值而變化。圖11顯示了本實施例中的高壓放電燈照明設備輸出的輸出信號和輸出電壓的波形。「Q3、Q6操作信號」指示逆變器6的開關元件Q3和Q6的接通信號。「Q4、Q5操作信號」 指示開關元件Q4和Q5的接通信號。「Qs操作信號」指示被提供用於採樣和保持的開關元件Qs的接通信號。所述低頻振蕩電路60被配置用於以這樣的方式輸出接通信號所述低頻振蕩電路60與脈衝電壓的生成同步地導通開關元件Qs。Q7操作信號指示開關元件Q7 的接通信號。所述計時電路M被配置用於在從反轉的時刻開始過去了預定的周期後，輸出 Q7操作信號。此外，在圖9的電路中，所述低頻振蕩電路60產生Qs操作信號。然而，可採用被配置用於產生Qs操作信號的計時電路對。優選地，Qs操作信號緊挨在Q7操作信號變為接通狀態之前變為接通狀態。另外，優選地，Qs操作信號在檢測到脈衝電壓的峰值之後變為關斷狀態。在圖11中，「Cs電壓」指示電容器Cs的用於採樣和保持的電壓。所述Cs電壓等同於在導通開關元件Qs時由電阻器R2採樣和保持的電壓。PCl-Tr集電極電壓等同於雙向晶閘管Q8的柵極電容器Cg用於改變阻抗而保持的電壓。Cl電壓指示電容器Cl的電壓。 所述輸出電壓示出在沒有負載的情況下施加到高壓放電燈8的電壓。下文中，本實施例中的操作用圖11中的波形說明。應該注意到，圖10中的充電電源21經由部署在「開關元件Q3和Q4的連接點」和 「開關元件Q5和開關元件Q6之間的連接點」之間的開關電路、連接到包括電容器Cl的串聯電路。在這種情況下，開關電路被配置為在從極性被反轉到產生脈衝的時刻的時段閉合。 然而，充電電源21的配置並不局限於此。首先，當開關元件Q3和Q6被導通、且開關元件Q4和Q5被關斷時，充電電源21使充電電流經由阻抗22流向電容器Cl。因此，電容器Cl的電壓增加。當充電起始檢測電路 23檢測到反轉的時刻時，所述充電起始檢測電路輸出充電起始檢測信號。當在計時電路M 接收到充電起始檢測信號之後經過了預定時段時，控制器9導通開關元件Q7。用這種方式， 所述電容器Cl放電。從電容器Cl流出的放電電流流向變壓器Tl的一次繞組m。因此， 在一次繞組m中引起操作脈衝電壓。當在一次繞組m中感應操作脈衝電壓時，在二次繞組N2中感應起始脈衝電壓。所述起始脈衝電壓跨越高壓放電燈8施加。另外，當開關元件 Q3、Q6被關斷、且開關元件Q4、Q5被導通時，充電電源21使充電電流以相反方向流動，並經由阻抗22向電容器Cl施加充電電流。因此，電容器Cl的電壓負增長。當充電起始檢測電路23檢測到極性反轉的時刻時，所述充電起始檢測電路輸出充電起始檢測信號。所述計時電路M接收充電起始檢測信號，並且，在經過了預定的周期之後接著輸出接通信號。當計時電路M輸出接通信號時，控制器9導通開關元件Q7。因此，與上述類似，起始脈衝電壓被施加給高壓放電燈8。所述起始脈衝電壓具有關於操作脈衝電壓的相關關係。另外，操作脈衝電壓還具有關於由電容器Cl充電的電荷量的相關關係。因此，可通過改變在導通開關元件Ql的時刻電容器Cl充電的電荷量來改變起始脈衝電壓。當電容器Cl放電時，在電感器Ll中形成感應電壓。所述脈衝電壓檢測電路檢測所述感應電壓作為操作脈衝電壓。因此，所述脈衝電壓檢測電路基於指示跨越電感器Ll形成的操作脈衝電壓的電壓來檢測操作脈衝電壓。當所述操作脈衝電壓高於預定值時，可通過在導通開關元件Ql的時刻減少電容器Cl中的電荷量來降低起始脈衝電壓的峰值。相反地，當操作脈衝電壓低於預定值時，可通過在導通開關元件Ql的瞬間增加電容器Cl中的電壓來增加起始脈衝電壓的峰值。
在時刻T11，比較器CP的正端具有0伏。比較器CP的負端具有Vref伏。因此， 所述比較器CP輸出保持為低的輸出電壓。因此，連接到光電耦合器PCl的一次側的發光二極體PCl-D具有關斷狀態。根據光電耦合器PCl的關斷狀態，連接到光電耦合器PCl的二次側的光敏電晶體PCl-Tr也具有關斷狀態。另外，雙向晶閘管Q8維持在接通狀態，從而防止柵極電容器Cg(由雙向晶閘管Q8的柵極電源Vg充電)放電。在這種情況下，電流從充電電源21經由阻抗22的電阻器R5流向電容器Cl。由此，電容器Cl被充電。接著，在時刻T13，開關元件Q7被導通。當開關元件Q7被導通時，由電容器Cl充電的電荷被釋放，由此，電流經由開關元件Q7流向一次繞組W。所述操作脈衝電壓LNl X di/dt根據「梯度di/ dt」和「一次繞組m中的電感值LN1」而確定。在一次繞組m中產生的所述操作脈衝電壓 LNl X di/dt感應二次繞組N2中的起始脈衝電壓。所述起始脈衝電壓被施加給高壓放電燈 8。當電容器Cl放電時，電容器Cl使放電電流流向放電電路。所述放電電流引起電感器Ll中的指示操作脈衝電壓的電壓。指示操作脈衝電壓的電壓由整流器DB2、電阻器Rl 和電阻器R2所檢測。接著，所述低頻振蕩電路在時刻T12導通開關元件Qs。因此，施加到電阻器R2的電壓被施加給電容器Cs。在時刻T14，當開關元件Qs被關斷時，電容器Cs的電壓被保持。當電容器Cs的電壓Vcs大於參考電壓Vref時，「比較器CP的輸出變為高」， 「連接到光電耦合器PCl的一次側的發光二極體PCl-D變為接通」，「連接到光電耦合器PC2 的二次側的光敏電晶體PCl-Tr變為接通」，並且，「雙向晶閘管Q8變為關斷」，由此，電容器 Cl通過由電阻器R5和電阻器R6組成的串聯電阻充電。因此，充電的時間常量增加。所以， 在開關元件Q7被導通的瞬間的充電電壓(用於對電容器Cl充電)減小。因此，當在時刻 T23導通開關元件Q7時，在二次繞組N2中形成的起始脈衝電壓的峰值與在時刻T13形成的起始脈衝電壓的峰值相比降低。相反地，當電容器Cs的電壓Vcs在時刻TM低於參考電壓Vref時，「比較器CP的輸出變為低」，「連接到光電耦合器PCl的一次側的發光二極體PCl-D變為關斷」，「連接到光電耦合器PC2的二次側的光敏電晶體PCl-Tr變為關斷」，「雙向晶閘管Q8變為接通」，由此， 電容器Cl由僅施加到電阻器R5的電壓充電。因此，充電的時間常量增加。所以，在開關元件Q7被導通的時刻的充電電壓(用於對電容器Cl充電)增大。用這種方式，可以通過改變電容器Cl的充電路徑的阻抗22，來在預定的範圍內調節所述起始脈衝電壓。[第四實施例]圖14顯示了高壓放電燈照明設備的主要部件的電路圖。應該注意到，圖7中所示的主要部件也可以採用本實施例中的主要部件。此外，與上述實施例中相同的部件用同樣的附圖標記提及，由此，省略其說明。在本實施例中，對電容器Cl充電的時間常量被維持為穩定值。另外，計時電路M被配置用於改變導通開關元件Q7的時刻。因此，電容器電壓調節電路被配置用於改變起始脈衝電壓。利用這個配置，所述起始脈衝電壓調節電路被配置用於調節起始脈衝電壓的峰值。與上面類似，所述充電電源21被配置用於通過電源對電容器充電。所述電源具有正極性，也具有負極性。所述電源被配置為與逆變器6的反轉同步地交替反轉其極性。因此，所述充電電源21被配置用於在正方向和負方向交替地對電容器Cl充電。所述充電電源21被配置為在逆變器6的輸出極性被反轉之後立即開始對電容器Cl充電。所述充電電源21被配置用於停止電容器的充電，直到開關元件Q7被導通之後極性的下次反轉。在本實施例中，所述阻抗22包括電阻器R5，其不能改變其電阻值。即，充電電路具有時間常量，其為穩定值。當充電電源21開始經由阻抗22對電容器Cl充電時，由電容器 Cl充電的電荷量基於充電電路的時間常量而增加。如上所述，起始脈衝電壓與由電容器Cl保持的電壓相關。因此，可通過改變開關元件Q7被導通的瞬間的電容器Cl中的電荷量來改變起始脈衝電壓的峰值。即，所述脈衝電壓檢測電路被配置為基於在充電電路的電感器Ll中形成的感應電壓(其與指示起始脈衝電壓的電壓相對應)來檢測起始脈衝電壓。有一種情況是感應電壓高於預定值。在這種情形下，控制器9向開關元件Q7輸出信號，從而在電容器Cl保持較低的電荷量時，導通開關元件Q7。因此，控制器9減小了起始脈衝電壓。相反地，有一種情況是感應電壓低於預定值。在這種情形下，控制器9向開關元件Q7輸出信號，從而在電容器Cl保持較高的電荷量時，導通開關元件Q7。因此，控制器9增加了起始脈衝電壓。下文將說明具體的配置。用於從指示電感器Ll中的電壓的檢測值中檢測起始脈衝電壓的峰值作為電容器Cs的電壓Vcs的操作與上述情況相似。在第四實施例中，採用運算放大器OP替代比較器CP。所述運算放大器OP與電晶體Qt —起協作構建了緩衝電路。 因為運算放大器OP的放大因子(放大增益)極高，所以，正端保持了與負端相等的電壓。換言之，運算放大器OP的放大因子非常高，正端和負端實際上已閉合。作為電容器Cs的電壓 Vcs和電晶體Qt的基極與發射極之間的電壓VBE之和，獲取運算放大器OP的輸出電壓。也即，所述運算放大器OP與電晶體Qt —起協作充當放大因子等於1的緩衝放大器，用於向電阻器Rt4施加電壓Vcs (即，用於電容器Cs的採樣和保持電壓)。因此，被電阻器Rt4所分壓的電壓Vc所引起的電流流向電阻器Rt4。被電阻器Rt4所分壓的電壓Vc引起的電流也流向電阻器Rt3，作為電晶體Qt的集電極電流。所述電阻器Rt3與電晶體Qt和電阻器Rt4 串聯連接形成串聯電路。所述串聯電路與電阻器Rt2並聯連接。所述串聯電路與計時電路 23 一起協作確定對電容器Ct充電的時間常量。圖13顯示了從高壓放電燈照明設備輸出的輸出信號的波形，以及從高壓放電燈照明設備輸出的輸出電壓。所述開關元件Q7被配置為在電壓達到參考電壓Vref時導通， 由此，電容器Cl被放電。因此，在本實施例中，可通過改變導通開關元件的時刻來改變電容器Cs的電壓。計時電路23通過用於計時器的商用型集成電路(IC)實現。所述計時電路23被配置用於向電容器Ct施加「與從內部電源流經電阻器Rtl的電流相等的電流」。或者，所述計時電路23被配置用於向電容器Ct施加「與從內部電源流經電阻器Rtl的電流具有比例關係的電流」。當起始脈衝電壓增加時，電感器Ll的感應電壓也增加，由此，電容器Cs的電壓 Vcs也增加。所述運算放大器OP被配置用於操作使得正端的電壓等於負端的電壓。因此， 當電容器Cs的電壓Vcs增加時，施加到電阻器Rt4的電壓也增加。結果，流向電阻器Rt3、 電晶體Qt和電阻器Rt4的電流者增加。因此，流向電容器Ct的電流也增加。隨著流向電容器Ct的電流增加，直到電容器Ct的電壓達到電壓Vref的周期被縮短。因此，開關元件 Q7在電容器Cl具有較低電壓的時刻被導通。用這種方式，當起始脈衝電壓增加時，所述電路操作以減小起始脈衝電壓。相反地，當起始脈衝電壓減小時，施加到電阻器Rt4的電壓也降低。隨著施加到電阻器Rt4的電壓降低，電容器Ct的充電電流減少。結果，導通開關元
14件Q7的時刻被延遲。因此，所述電路操作以增加起始脈衝電壓。用這個配置，在預定的範圍內調節所述起始脈衝電壓。應該注意到，圖12的電路中，所述低頻振蕩電路60產生「Qs操作信號」。然而，可改變脈衝生成的時刻。因此，可採用被配置為產生「Qs操作信號」的計時電路。優選地，Qs 操作信號緊挨在Q7操作信號變為接通指示之前變為接通指示，且所述Qs操作信號在檢測到脈衝電壓的峰值之後變為關斷指示。[第五實施例]圖14顯示了第五實施例中的電路圖。本實施例中的電路配置與圖8中的配置近似相同。然而，本實施例採用了對計時電路的控制替代對阻抗22的控制，所述計時電路被控制以改變計時的周期，所述阻抗22被控制而改變。另外，在本實施例中，所述脈衝電壓檢測電路12、控制器9、充電起始檢測電路23和計時電路M通過微計算機實現。圖15是顯示了高壓放電燈照明設備的操作的流程圖。在本實施例中，所述微計算機包括計時器Ta和計時器Tb。所述計時器Ta被配置用於度量從開關元件Q7被導通到開關元件Q7被關斷之間的周期T。所述計時器Tb被配置用於度量從開始給電容器Cl充電到開關元件Q7被導通之間的周期t。當周期T大於預定的周期Tp時，電容器電壓改變部件 20被配置為向控制器輸出信號，從而使控制器關斷開關元件Q7。相反地，當周期t大於預定的周期tl時，所述電容器電壓改變部件20被配置為向控制器輸出信號，從而使控制器導通所述開關元件Q7。首先，所述計時器Ta和Tb都被重置，由此，周期T等於0，周期t也等於0。接著， 計時器Ta開始度量所經過的時間。所述控制器導通開關元件Q7，由此產生起始脈衝電壓。 所述脈衝電壓檢測電路檢測起始脈衝電壓的電壓值Vp。然後，所述計時器Ta判斷預定的周期Tp是否已經經過。即，計時器Ta等待經過預定的周期Tp。當經過了預定的周期Tp時， 所述控制器關斷開關元件Q7。接著，所述計時器Tb開始度量經過的時間。當開關元件Q7 被關斷時，開始對電容器Cl充電。因此，計時器Tb相當於計時電路Μ，其度量從電容器Cl 開始被充電的時刻起經過的時間。接下來，所述脈衝電壓檢測電路將起始脈衝電壓Vp與上限值VpH和下限值VpL相比較。所述上限值VpH和下限值VpL分別定義了起始脈衝電壓Vp的範圍的上限和下限。當所述起始脈衝電壓Vp高於上限電壓VpH時，通過從規定的充電周期tl中減去預定值t0，來確定新的充電周期tl。相反地，當所述起始脈衝電壓低於下限值VpL時，通過將規定的充電周期tl加到預定值t0，來確定新的充電周期tl。接著，當經過了充電周期tl時，所述計時器Tb導通開關元件Q7。所以，所述點火器向高壓放電燈施加起始脈衝電壓。所述起始脈衝電壓調節電路重複上述操作。用這個配置，當脈衝電壓Vp高於上限值VpH時，直到開關元件Q7被導通為止的電容器Cl的充電周期tl被縮短。因此，所述開關元件Q7在電容器Cl保持低電荷量的條件下被導通，由此，起始脈衝電壓Vp減小。相反，當起始脈衝電壓Vp低於下限值VpL時，直到開關元件Q7被導通為止的電容器Cl的充電周期tl被延長。因此，所述開關元件Q7在電容器Cl保持大電荷量的條件下被導通。由此，起始脈衝電壓Vp增加。此外，優選地，高壓放電燈照明設備包括起始脈衝電壓調節電路15，其被配置為基於脈衝電壓檢測電路的檢測信號改變「從降壓斬波器4輸出的直流電壓的電壓值」。
[第六實施例]在本實施例中，起始脈衝電壓調節電路15被配置用於調節從降壓斬波器4中輸出的輸出電壓。所述電路部件可以通過第一至第四實施例中的部件來實現。圖16顯示了在高壓放電燈8的配線長度很短且配線的浮動容量非常小的條件下的波形。上升的變壓器Tl的脈衝電壓的最大值被確定為脈衝電壓的目標值Vm。從降壓斬波器4輸出的輸出電壓值被確定為降壓斬波器3在正常條件下的目標輸出值Vr。圖17顯示了在高壓放電燈8的配線長度很長、且由變壓器升高的脈衝電壓由於配線的浮動容量被降低的條件下的波形。通過第一至第四實施例中提到的方法檢測被升高的變壓器Tl的脈衝電壓。所檢測的變壓器Tl的脈衝電壓被分壓電路11分壓，由此，脈衝電壓檢測電路12檢測所述脈衝電壓成分。所述脈衝電壓成分反饋到降壓斬波器4。所述降壓斬波器4增加輸出目標值到預定值，其在正常條件下比目標值Vr大Δ V。所述Δ V相應於輸出目標值Vm和脈衝電壓Vp之間的差(換言之，所述ΔΥ是相對目標值的不足)。圖18顯示了 「降壓斬波器4的輸出目標值Vd的電壓值」高於降壓斬波器4的輸入電壓的情況下的波形。在這種條件下，降壓斬波器4向升壓斬波器3發送所述輸出目標值Vd。所述升壓斬波器3確定大於降壓斬波器的輸出目標值Vd的輸出目標值Vu。用這種方式，所述升壓斬波器3以這樣的方式被調節升壓斬波器3增加輸出電壓的電壓值。相應地，輸入到降壓斬波器4的輸入電壓增加。因此，可提高降壓斬波器4的輸出。用這種方式，被變壓器T所升高的脈衝電壓的不足被降壓斬波器4輸出的輸出電壓所消除。因此，可保持施加到高壓放電燈8的電壓的峰值一直不變。因此，可採用它作為起始脈衝電壓調節電路15。另外，優選地，高壓放電燈照明設備採用被配置用於一致地改變從降壓斬波器輸出的直流電壓的起始脈衝電壓調節電路。[第七實施例]在本實施例中，降壓斬波器4被配置用於在高壓放電燈照明設備的啟動進程中輸出所述輸出電壓，並一致地改變所述輸出電壓。當從降壓斬波器4輸出的所述輸出電壓達到預定值時，點火器7的開關元件Q7被導通。在本實施例中，可採用第一至第四實施例中公開的電路部件。圖19顯示了各個部件中的波形。當沒有負載時，如圖19所示，降壓斬波器4被控制，以輸出一致變化的輸出電壓。 橫坐標軸表示時間軸。縱坐標軸表示電壓值。顯示了由逆變器6將降壓斬波器4的輸出電壓轉變為低頻交流輸出的電壓的波形。所述低頻交流的周期一般在幾百赫茲。幅度一般為幾百伏。被變壓器Tl所升高的脈衝電壓通過第一至第四實施例中的至少一種方法檢測。 檢測到的脈衝電壓被分壓電路11分壓，由此，所述脈衝電壓檢測電路12檢測脈衝電壓成分。所述脈衝電壓成分被反饋給控制電路。所述控制電路計算「脈衝電壓與脈衝電壓的反饋信號之間的差作為輸出變化值。當所述輸出變化值AV變為與降壓斬波器4輸出的所述輸出變化值相等時，控制電路導通所述開關元件Q7。因此，產生了脈衝電壓。因此， 可通過從逆變器6輸出的輸出電壓的變化來消除脈衝電壓的差。因此，可在高壓放電燈照明設備啟動的瞬間保持施加到高壓放電燈的峰值電壓。
另外，在本實施例中，如圖20所示，降壓斬波器4被配置用於輸出所述輸出電壓， 並以這樣的方式改變所述輸出電壓輸出電壓從極性被反轉時開始連續地變化。然而，所述輸出電壓的變化並不局限於此。例如，可採用被配置用於輸出具有類階梯形狀的波形的輸出電壓的降壓斬波器4。在降壓斬波器4輸出具有類階梯形狀的輸出電壓的情況下，所述開關元件Q7在「從脈衝電壓檢測電路12輸出的輸出值」與「從降壓斬波器檢測電路輸出的輸出值」之間的差變為最小的瞬間被導通。從降壓斬波器檢測電路輸出的輸出值是從降壓斬波器輸出的輸出值的升高電平。當從降壓斬波器4輸出的輸出電壓具有如圖21所示的類階梯形狀波形時，不能連續地調節施加到高壓放電燈8的電壓的峰值。然而，可簡單地調節施加到高壓放電燈8的電壓的峰值達到一個目標值，即使控制電路中有信號延遲。此外，高壓放電燈照明設備可採用被配置為僅在逆變器輸出的波形的半周期內改變起始脈衝電壓的起始脈衝電壓調節電路。[第八實施例]在本實施例中，從降壓斬波器4輸出的輸出目標值是根據與高壓脈衝電壓具有相同極性的矩形波輸出的僅半周期的高壓脈衝電壓的變化量設置的。另外，所述高壓脈衝電壓被施加給與高壓脈衝電壓具有相同極性的矩形波形輸出的僅半周期。例如，當所述高壓脈衝電壓具有與矩形輸出電壓的正極性相同的極性時，所述開關元件Q7在所述極性從負極性反轉成正極性時被導通。應該注意到，第一至第四實施例中的電路部件可以被應用到本實施例中。圖22顯示了各個部件的波形。從圖22中可以理解，高壓脈衝電壓和矩形波形的極性的組合包括了不理想的組合，其不能有效地調節降壓斬波器4的輸出。因此，調節降壓斬波器以輸出所述輸出電壓，其僅在高壓脈衝電壓具有與在半周期中的矩形波輸出的極性相同的極性時被調節。所以，與輸出電壓的有效值是穩定的情況相比，可擴展施加到高壓放電燈的峰值電壓的調節範圍。因此，可防止生成對於導通高壓放電燈來說不需要的高壓脈衝電壓。另外，高壓放電燈可包括被配置用於僅在從逆變器輸出的照明電壓的半周期的特定時段增加照明電壓的起始脈衝電壓調節電路。[第九實施例]在本實施例中，如圖23所示，降壓斬波器的輸出目標值是根據與高壓脈衝電壓具有相同極性的矩形波輸出的半周期的特定時段的高壓脈衝電壓的變化量來設置的。因此， 降壓斬波器4的輸出被調節。例如，當「矩形波輸出具有正極性」且「從降壓斬波器4輸出的調節有效」時，控制電路的起始脈衝電壓生成電路在矩形波輸出的極性從負極反轉為正極的瞬間導通開關元件Q7。在本實施例中，可採用第一至第四實施例的電路部件中公開的電路部件。當矩形波輸出的電壓的極性從負極性反轉為正極性時，所述降壓斬波器4根據高壓脈衝電壓的變化量設置輸出目標值。即，降壓斬波器4的輸出目標值暫時增加，以消除高壓脈衝電壓的不足Δνρ。然後，當開關元件Q7被關斷時，降壓斬波器4的輸出目標值減小。用這種方式，僅在形成高壓脈衝電壓時才調節降壓斬波器4的輸出。因此，可顯著地減少施加到高壓放電燈8的電壓的有效值。因此，可擴展施加到高壓放電燈的脈衝電壓的峰值的調節範圍。此外，可防止對於導通高壓放電燈來說不需要的高壓脈衝電壓的形成。
[第十實施例]圖M是顯示了第十實施例中的全部配置的電路圖。本實施例中的起始脈衝電壓調節電路根據在變壓器Tl的一次繞組m中形成的電壓來檢測高壓脈衝電壓的峰值。由起始脈衝電壓調節電路檢測的峰值被高壓脈衝電壓降低，以產生降低的峰值。所述降低的峰值被反饋到脈衝電壓檢測電路12。所述脈衝電壓檢測電路12計算下一次產生的脈衝電壓的校正值。所述阻抗變化控制電路72被配置用於可變地控制可變的阻抗71的阻抗成分Z。所述脈衝電壓檢測電路12可以用諸如微計算機等實現。在這種情況下，所述微計算機包括用於根據從一次繞組m反饋回來的高壓脈衝電壓的值來確定阻抗成分Z的校正值的表。可變的阻抗元件71用諸如如圖25所示的可飽和感應元件(可飽和電抗器)來實現。所述阻抗調節控制電路72被配置用於根據所述校正值，產生由佔空比所控制的PWM信號。所述可變的阻抗元件71被配置用於由積分電阻器R72結合積分電容器72產生偏置電壓Vc7。相應於偏置電壓Vc72的電平的電流從積分電容器C72經由偏置電阻器R71流向控制繞組N4。因此，實現了 「當開關元件Q7被導通時使主繞組N5飽和的電流」的電平。在阻抗成分Z的值被校正後，控制器9導通開關元件Q7。因此，由變壓器的一次繞組構成的閉合電路被構建。所以，在電容器Cl中充電的電荷被釋放，從而在一次繞組m中形成脈衝電壓。隨著脈衝電壓在一次繞組m中形成，所述高壓脈衝電壓(具有3KV到5KV 之間的電壓值)在二次繞組N2中形成。所述高壓脈衝電壓是一次繞組m中的脈衝電壓的匝數比那麼多倍(N2/m倍)。假定在電容器Cl中充電的充電電壓Vcl在由變壓器的一次繞組m構成的電路的開關元件Q7導通時，具有近似恆定的電壓值。例如，假定電容器Cl被直流電源21經由「由電阻器和開關元件例示的元件22」充電為具有「與電容器C3在預定時刻保持的電壓值Vc3 相等的電壓值」。這也被應用到下文將要說明的實施例中。根據所述實施例，可獲得由簡單的電路實現、被配置用於輸出在輸出線被延長的情況下啟動高壓放電燈所需的、具有恆定峰值的高壓脈衝電壓的高壓放電燈照明設備。[第^^一實施例]圖沈顯示了第十一實施例的電路圖。在本實施例中，採用電感器Ll替代上述實施例中的可變阻抗元件71。所述電感器Ll被提供用於避免過剩電流的流動。另外，本實施例還採用操作電壓變化電路73替代阻抗變化控制電路72。所述操作電壓變化電路73被配置用於根據脈衝電壓的校正值，改變「在開關元件Q7被導通時具有阻抗值的導通電阻」。 因此，變壓器的一次繞組的阻抗被改變。高壓脈衝電壓的峰值由變壓器Tl的一次繞組m檢測。所述分壓電路11減小一次繞組m檢測到的檢測電壓的電平，並將減小後的檢測電壓反饋回脈衝電壓檢測電路12。 所述脈衝電壓檢測電路12計算下一次產生的脈衝電壓的校正值。所述操作電壓變化電路 73根據所述校正值改變操作開關元件Q7的電壓電平。當輸出控制電路40接收到「脈衝輸出計時信號」時，所述操作電壓變化電路73以 「操作電壓變化電路73所確定的操作電壓電平」導通開關元件Q7。可反饋在沒有幹擾噪聲的情況下的峰值的精確電平，所述幹擾噪聲是由導通開關元件Q7的矩形波電壓的過渡變化引起的，所述開關元件Q7在極性被反轉的瞬間之後的小
18延遲時間被導通。另外，「操作電壓變化電路73在下一次極性反轉之前的幾百微秒到幾微秒的時刻導通開關元件Q7」，從而，「可提供在脈衝電壓破壞高壓放電燈的絕緣性的時候穩定放電條件所需的電功率」。這個配置也可以應用於除了本實施例之外的實施例中。圖27顯示了實施例的主要部件。所述一次繞組附檢測脈衝電壓。所述檢測出的脈衝電壓被分壓電路11分壓。被分壓的電壓被反饋到脈衝電壓檢測電路12。所述脈衝電壓檢測電路12包括比較器CP-Η、比較器CP-M和比較器CP-L。在本實施例中，比較器CP-H 具有參考電平H。比較器CP-M具有參考電平M。比較器CP-L具有參考電平L。所述脈衝電壓檢測電路12輸出比較器CP-H、CP-M和CP-L產生的比較結果。所述操作電壓變化電路 73基於所述比較結果校正用於操作開關元件Q7的電壓電平。圖觀顯示了脈衝電壓和每個參考電平之間的關係。「參考電平的數量」和「設置值」被任意確定。毫無疑問，通過分割參考電平來分割所述校正。其中被校正的值由控制電路保持。所述控制電路被配置為使用在下一次產生起始脈衝電壓時使用被校正值。例如，在脈衝電壓很低的情況下，只有比較器CP-L(具有電平L)被導通。因此，開關元件Q7的操作電壓電平增加。另外，當所述脈衝電壓很高時，比較器CP-H(具有電平H) 也被導通。因此，操作開關元件Q7的操作電壓電平減小。所以，在圖^*Vgsl、Vgs2和 Vgs3所示的這三個步階之間調節開關元件Q7的操作電壓電平。如果開關元件Q7的操作電壓電平變化，則漏極和源極之間的導通電阻Rds關於 FET的柵極和源極之間的電壓Vgs而變化，如圖30所示。因此，在開關元件Q7被接通的瞬間的由變壓器的一次繞組W構成的電路的阻抗值被可變地調節。自不用說，可通過改變電壓(與經過的時間相對應的電壓變化)的梯度來改變在開關元件Q7被接通的瞬間的由變壓器的一次繞組m構成的電路的阻抗值，如圖30所示。當操作電壓變化電路接收到來自控制器9的接通信號時，操作電壓變化電路導通開關元件Q7。當操作電壓變化電路導通開關元件Q7時，由變壓器的一次繞組構成的閉合電路被構建。因此，電容器Cl釋放電荷，由此產生一次繞組m中的脈衝電壓。根據脈衝電壓的生成，形成所述高壓脈衝電壓。所述高壓脈衝電壓等於以一定倍率升高的一次繞組m中的電壓，該倍率與二次繞組N2關於一次繞組m的匝數比相對應。具體地，所述高壓脈衝電壓具有3到5KV之間的電壓值。用這個配置，可獲得簡單且低成本、被配置用於輸出在輸出線被延長的情況下需要用於啟動高壓放電燈的具有恆定峰值的高壓脈衝電壓的高壓放電燈照明設備。[第十二實施例]圖32顯示了第十二實施例的電路圖。在本實施例中，開關元件Q7通過雙極型電晶體替代MOSFET來實現。另外，採用操作電流變化電路74替代操作電壓變化電路73。另外，二極體以這樣的方式連接在雙極型電晶體的集電極和發射極之間二極體將電流從發射極傳遞給集電極。所述二極體被提供用於傳遞再生電流。在第十一實施例的操作電壓變化電路73被配置用於根據脈衝電壓的校正值來改變MOSFET的操作電壓的幅度或梯度。然而，本實施例與第十一實施例在操作電流變化電路 74上不同。所述操作電流變化電路74被配置用於根據脈衝電壓的校正值來改變雙極型電晶體的操作電流(基極電流)的幅度或梯度。圖33顯示了 「基極與發射極之間的電壓Vbe」和「集電極電流Ic」之間的關係。從所述關係明顯地看出，可根據脈衝電壓的校正值，通過調節基極和發射極之間的電壓Vbe 來調節集電極電流Ic。因此，可在開關元件Q7被導通的時候，調節由一次繞組構成的電路的阻抗成分。除了操作電流變化電路之外的部件可通過上面提到的部件來實現。[第十三實施例]圖34顯示了第十三實施例的電路圖。本實施例與第i^一實施例在以下兩個特徵上不同。所述兩個特徵中的第一個特徵是包括開關元件Q7a和與開關元件Q7a並聯連接的開關元件Q7b的並聯電路。所述開關元件Q7a具有與開關元件Q7b的導通電阻所不同的導通電阻。所述兩個特徵中的第二個特徵是選擇電路75。所述選擇電路75被配置用於導通開關元件Q7a或開關元件Q7b之一。因此，所述選擇電路75調節一次繞組構成的電路的阻抗成分。開關元件Q7a和開關元件Q7b之間的導通電阻的差由校正的精度所選擇。此外， 可根據需要採用額外的開關元件。另外，可採用對第十一實施例中提到的柵極電壓的變化進行控制。另外，可採用與第一電阻器串聯的開關元件Q7a和與第二電阻器串聯的開關元件 Q7b，所述第二電阻器具有與第一電阻器的電阻不同的電阻。用這個配置，可在開關元件Q7a 或開關元件Q7b被導通的時候調節變壓器的一次繞組的電路的阻抗。應該注意到，除了上面的部件以外的部件與第十一實施例中的相同。[第十四實施例]圖35顯示了具有高壓放電燈照明設備的照明器材。圖35(a)和圖35(b)顯示了包含HID燈的聚光燈。圖35顯示了包含HID燈泡的下照燈。圖35 (a)至圖35 (c)包括外殼81、配線82和鎮流器83。所述外殼81被提供用於保持高壓放電燈。所述鎮流器83包含照明設備的電路。可通過將多個照明器材組合起來構建照明系統。具有上述實施例中的高壓放電燈照明設備的照明器材可以將峰值調節在合適的電平，即使配線82很長。另外， 具有上述實施例中的高壓放電燈照明設備的照明器材還可以在配線82很短的情況下，減小起始脈衝電壓的峰值。被配置用於輸出即使配線長度增加、也不受衰減影響的起始脈衝電壓的高壓放電燈照明設備可以對諸如從2米到10米的配線82布線。因此，可增強施工可能性。另外，也可在相同的位置部署多個鎮流器83。此外，也可減少布線的距離。所以，維護人員可以一次檢查鎮流器。
權利要求
1.一種高壓放電燈照明設備，包括逆變器，其具有輸出端，並被配置用於通過所述輸出端向高壓放電燈施加照明電壓； 點火器，其包括電容器、開關元件和變壓器，所述電容器被配置為由電壓源充電，所述變壓器包括一次繞組和二次繞組，所述一次繞組通過與所述開關元件串聯而跨接所述電容器，所述二次繞組與所述高壓放電燈串聯連接，並跨接所述逆變器；被配置用於導通和關斷所述開關元件的控制器，所述控制器被配置用於導通所述開關元件，以便讓所述電容器放電，以向所述一次繞組施加放電電流，由此，所述控制器被配置用於向所述高壓放電燈施加起始脈衝電壓，該起始脈衝電壓是在所述二次繞組中產生的， 且是通過流經所述一次繞組的放電電流而產生的；脈衝電壓檢測電路，其被配置用於檢測指示施加到所述高壓放電燈的起始脈衝電壓的電壓，並產生與所述起始脈衝電壓相對應的檢測信號；起始脈衝電壓調節電路，其被配置用於根據所述檢測信號，將所述起始脈衝電壓調節到預定值，其中所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測所述起始脈衝電壓、或跨越所述點火器的特定電路部件而引起的脈衝電壓，作為指示施加到所述高壓放電燈的起始脈衝電壓的電壓。
2.如權利要求1所述的高壓放電燈照明設備，其中所述脈衝電壓檢測電路跨接所述高壓放電燈，由此，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測所述起始脈衝電壓，並輸出與所述起始脈衝電壓相對應的檢測信號。
3.如權利要求1所述的高壓放電燈照明設備，其中 所述脈衝電壓檢測電路與所述一次繞組並聯連接，且所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測跨越所述一次繞組引起的脈衝電壓，並產生與所述脈衝電壓相對應的檢測信號。
4.如權利要求1所述的高壓放電燈照明設備，其中 所述點火器還包括與所述一次繞組串聯連接的阻抗，所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測跨越所述阻抗形成的脈衝電壓，並產生與所述脈衝電壓相對應的檢測信號。
5.如權利要求1所述的高壓放電燈照明設備，其中所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測指示所述起始脈衝電壓的電壓的峰值，並產生與指示所述起始脈衝電壓的電壓的峰值相對應的檢測信號。
6.如權利要求1所述的高壓放電燈照明設備，其中所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測從指示所述起始脈衝電壓的電壓變為與第一電壓值相等的第一時間到指示所述起始脈衝電壓的電壓變為與所述第一電壓值相等的第二時間之間的時段，所述第二時間接著第一時間，以及所述脈衝電壓檢測電路被配置用於產生與所述時段相對應的檢測信號。
7.如權利要求1所述的高壓放電燈照明設備，其中所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測從指示所述起始脈衝電壓的電壓變為與第一電壓值相等的第一時間到指示所述起始脈衝電壓的電壓變為與第二電壓值相等的第二時間之間的時段，以及所述脈衝電壓檢測電路被配置用於產生基於所述時段的檢測信號。
8.如權利要求1所述的高壓放電燈照明設備，其中所述開關元件被配置為在所述開關元件接收到操作電壓時導通，且具有根據所述操作電壓的電壓值而變化的內部阻抗；所述脈衝電壓檢測電路被配置用於產生檢測信號，該檢測信號指示與指示所述起始脈衝電壓的電壓的電壓值相對應的電壓電平；所述起始脈衝電壓調節電路被配置用於根據所述檢測信號來改變所述操作電壓。
9.一種照明器材，包括上述權利要求1至8中的任一個所述的高壓放電燈照明設備。
全文摘要
高壓放電燈照明設備包括逆變器、點火器、控制器、脈衝電壓檢測電路以及起始脈衝電壓調節電路。所述逆變器向高壓放電燈施加照明電壓。所述控制器向高壓放電燈施加由點火器產生的起始脈衝電壓。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測指示所述起始脈衝電壓的電壓以輸出檢測信號。所述起始脈衝電壓調節電路被配置用於基於所述檢測信號調節所述起始脈衝電壓以達到理想值。所述脈衝電壓檢測電路被配置用於檢測跨越所述點火器的電路元件的電壓和所述起始脈衝電壓之一作為指示所述起始脈衝電壓的電壓值。
文檔編號H05B41/24GK102318445SQ200980111219
公開日2012年1月11日 申請日期2009年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者佑福晶, 小松直樹, 山原大輔, 強力健史, 松崎宣敏, 江裡口裕康, 熊谷潤, 長田曉, 鴨井武志 申請人:松下電工株式會社