(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ＨＩＤランプ用の駆動回路およびＨＩＤランプの作動方法を発展し、従来技術の欠点を克服すること、すなわち、とりわけ整流作用がＬＦ動作に伴って発生することと音響的な共鳴の発生とを同時に十分に回避することである。【解決手段】前記課題は、ＨＩＤランプを高周波信号によって駆動する時間が可変であり、点火後に調整される該ＨＩＤランプの少なくとも１つの作動パラメータに依存するように構成することで解決される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＩＤランプ用の駆動回路であって、
該ＨＩＤランプを点灯するための高周波信号を印加し、点灯後に該ＨＩＤランプを作動させるための低周波信号を印加するための回路を有しており、
該駆動回路は、点灯直後に該ＨＩＤランプをある時間の間、高周波信号によって駆動するように構成されている形式のものにおいて、
前記時間は可変であり、点火後に調整される該ＨＩＤランプの少なくとも１つの作動パラメータに依存することを特徴とする、駆動回路。
【請求項２】
前記作動パラメータは、該ＨＩＤランプを流れる電流および／または該ＨＩＤランプにおいて降下する電圧の少なくとも１つの特徴であり、
該駆動回路はさらに、前記少なくとも１つの特徴を検出するための装置を有する、請求項１記載の駆動回路。
【請求項３】
前記特徴は、該ＨＩＤランプを流れる電流の振幅の対称性であるか、または、該ＨＩＤランプにおいてゼロ値を軸とする電圧の対称性である、請求項２記載の駆動回路。
【請求項４】
前記特徴は、該ＨＩＤランプを流れる電流の直流成分であるか、または該ＨＩＤランプにおける電圧の直流成分である、請求項２または３記載の駆動回路。
【請求項５】
特徴は、該ＨＩＤランプにおける電圧の振幅の絶対値および／または該ＨＩＤランプを流れる電流の振幅の絶対値である、請求項２から４までのいずれか１項記載の駆動回路。
【請求項６】
該駆動回路は、該ＨＩＤランプが高周波信号によって動作している間に前記少なくとも１つの作動パラメータを検出するために構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の駆動回路。
【請求項７】
該駆動回路は、該ＨＩＤランプが低周波信号によって動作している間、たとえば高周波信号の停止中に、前記少なくとも１つの作動パラメータを検出するために構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の駆動回路。
【請求項８】
ＨＩＤランプの作動方法において、
ａ）該ＨＩＤランプを点灯するための高周波信号を印加するステップと、
ｂ）該ＨＩＤランプの少なくとも１つの作動パラメータを、とりわけ点火中または点火直後に測定するステップと、
ｃ）測定された該ＨＩＤランプの少なくとも１つの作動パラメータに依存して、
ｃ１）該ＨＩＤランプを低周波信号によって作動させるか、または
ｃ２）該ＨＩＤランプがステップｃ１）にしたがって作動するかまたは中断条件が満たされるまで、該ＨＩＤランプを高周波信号によって動作させ、ステップｂ）およびｃ）を繰り返すステップとを有することを特徴とする、作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次の形式のＨＩＤランプ用の駆動回路に関する。すなわち、該ＨＩＤランプを点灯するための高周波信号を印加し、点灯後に該ＨＩＤランプを作動させるための低周波信号を印加するための回路が設けられており、該駆動回路は、点灯直後にＨＩＤランプをある時間の間、高周波信号によって駆動するように構成されている形式の駆動回路に関する。本発明はまた、ＨＩＤランプの相応の作動方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ＨＩＤランプは低周波信号によって作動する。この低周波信号は有利には、近似的に正弦波の信号を有しており、有利には１００Ｈｚ〜５００Ｈｚの間の周波数である。点灯する際には、この低周波信号に高圧パルスが重ねられる。
【０００３】
特定の種類のＨＩＤランプは、高周波の高圧信号によって点灯された後、有利には矩形であり５０〜５００Ｈｚの間にある低周波信号によって動作する。ここで問題的なのは、ランプが点灯後に整流作用を有することである。このことが特にしばしば見られるのは、短い電極間隔および／または薄い電極を有するランプの場合である。この整流作用は、ランプ寿命に対して著しく悪影響を及ぼすことが判明している。さらに困ったことにはＬＦ動作時には、この整流作用は緩慢にしか消失しないか、または全く消失しない。
【０００４】
ＵＳ６５１８７１２から、上位概念によるドライバ回路および上位概念による方法が公知である。ここで、とりわけ図４および８を参照されたい。これによれば、ＨＦ動作は点灯後にも短時間にわたって続行される。このいわゆるＨＦディレイは固定的に調整されているので、２つの不所望の結果を引き起こしてしまう。ＨＦディレイが過度に短時間に調整された場合、整流作用はなおも発生する。ＨＦディレイが過度に長時間に調整された場合、該ランプはこの時点ですでに圧力を形成してしまい、音響的な共鳴が発生し、それに伴って公知の問題が生じることになる。
【特許文献１】ＵＳ６５１８７１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上位概念の駆動回路ないしは上位概念の方法を発展し、従来技術の欠点を克服することである。すなわち、とりわけ整流作用がＬＦ動作に伴って発生することと、音響的な共鳴の発生とを同時に十分に回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題は、ＨＩＤランプを高周波信号によって駆動する時間が可変であり、点火後に調整される該ＨＩＤランプの少なくとも１つの作動パラメータに依存するように構成することで解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の基礎となっているのは、ＨＦディレイの時間が可変であるように構成し、しかもＨＩＤランプの点灯後に調整される該ＨＩＤランプの少なくとも１つの作動パラメータに依存するように構成すると、前記課題を解決できるという思想である。
【０００８】
選択すべきランプの作動パラメータは、可能な限り大きな確実性と同時に可能な限り低い回路コストで、対称的な交流電流がランプを流れているか否かを識別可能であるものにしなければならない。そうである場合にはＨＦ動作に切り替えられるか、または、ＬＦ動作が測定に使用された場合には該ＨＦ動作が維持される。そうでない場合には、高周波の交流電流によってランプの加熱動作が維持されるか、または、測定がＬＦ動作時に行われた場合にはランプの加熱動作に切り替えられる。
【０００９】
本発明による駆動回路の有利な実施形態は、作動パラメータが、ランプを流れる電流および／またはランプで降下する電圧の少なくとも１つの特徴であり、該駆動回路はさらに、前記少なくとも１つの特徴を検出するための装置を有するように構成されている。この特徴は有利には、ランプを流れる電流の振幅の対称性であるか、またはランプにおけるゼロ値付近の電圧の対称性である。ここで有利には、一方の方向の電流の振幅が検出された後、他方の方向の電流の振幅が検出される。これら２つの値の絶対値が、設定された偏差まで相互に一致している場合、対称性の特徴が得られたことになる。
【００１０】
付加的に前記特徴は、ランプを流れる電流の直流成分であるか、ランプにおける電圧の直流成分である。この直流成分が、設定された偏差までは除外して０に等しい場合、対称性が存在するということになる。
【００１１】
本発明による駆動回路の簡単な実施形態では、評価される特徴は、特にランプにおける電圧の振幅の絶対値である。ランプの電圧が、設定された閾値を下回る場合、高い確率で対称性が存在すると推定される。この変形形態の場合、有利にはこの振幅は一方向にだけ測定される。こうすることによって測定コストは低減するが、電圧の振幅に関する条件は満たされているのに対称的な交流電流がランプを流れないという危険性が高まる。択一的または付加的に、ランプを流れる電流の絶対値が所定の閾値を下回るか否かがチェックされる。
【００１２】
有利には駆動回路は、ランプが高周波信号によって動作している間に該少なくとも１つの作動パラメータを検出するために構成される。この変形形態はとりわけ、高周波信号と低周波信号との組み合わせによるランプの動作も含んでいる。
【００１３】
択一的に駆動回路は、ランプが低周波信号によって動作している間、とりわけ高周波信号の停止中に、該少なくとも１つの作動パラメータを検出するように構成される。この利点は、該少なくとも１つの作動パラメータの測定が、もっぱらランプのＨＦ動作時に行う場合よりも格段に簡単に構成できることである。特記すべきなのは、とりわけ処理速度に関する評価電子回路における要求が格段に低くなることである。さらに有利には、ＨＦ信号による動作からＬＦ信号による動作への切替によって発生する音響的な共鳴が遮断される。
【００１４】
本発明によるＨＩＤランプの作動方法は、以下のステップを特徴とする。まず、ランプを点灯するために高周波信号を印加した後、とりわけ点灯中または点火直後にランプの少なくとも１つの作動パラメータを測定し、測定された該ランプの少なくとも１つの作動パラメータに依存して以下のプロセスを実施する。該ランプを低周波信号によって作動させるか、または該ランプを高周波信号によって作動させ、低周波信号によって該ランプを動作させるかまたは中止条件が満たされるまで、作動パラメータを測定するステップと、少なくとも１つの測定された作動パラメータに依存してどの信号によって該ランプの作動を続行するかを決定するステップとを繰り返す。
【００１５】
適用できる場合には、本発明による駆動回路に関して挙げられた利点が本発明による方法にも当てはまる。
【００１６】
別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【実施例】
【００１７】
以下で本発明の実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１ａは、ＨＩＤランプを流れる電流Ｉ（太い線幅）および該ＨＩＤランプにおける電圧Ｕ（細い線幅）の時間的経過を、該ランプの点灯前からすでに開始して該ランプのＬＦ動作で終了する時間領域に対して示している。ランプは、まず無負荷状態で動作した後、時点ｔ１で点灯される。時間Ｔ２およびＴ３の間、ランプはＨＦ信号によって動作する。このＨＦ信号は、有利には２０〜１００ｋＨｚの間にある。ＨＦ動作中、図面には時間経過の包絡線が示されている。時間Ｔ２とＴ３とでは、ランプ充填物および電極の加熱時に該ランプにおいて経過するプロセスが異なる。一方では、ランプ充填物においてグロー放電からアーク放電への移行が行われ、他方では電極において、大面積の放電から点状の放電への移行が行われる。既述のように、時間Ｔ２とＴ３との和は従来技術では固定的であり、これらの時間の経過後に、時点ｔ４でＬＦ動作へ移行され、該ランプは有利には、５０〜５００Ｈｚの間の交流周波数の信号によって動作する。図１ａでは例として、電流および電圧の経過が対称的である一例のランプの時間経過がシミュレートされている。
【００１９】
図１ｂでは例として、電流および電圧の経過が非対称的である一例のランプの時間経過がシミュレートされている。ここで明瞭に理解できるように、ＨＦ動作からＬＦ動作に切り替えられる時点ｔ４の後、電流の直流成分が現れる。電流および電圧は、ｔによって示された時間軸でもある中間の線に対して対称的に経過していない。
【００２０】
図２は、本発明による駆動回路の電圧および電流の時間的な経過を示している。この時間的経過は、図１ａの電圧および電流の時間的経過に相応する。ここでも、時点ｔ１でランプが点灯される。その後に第１のＨＦフェーズＨＦ１および第２のＨＦフェーズＨＦ２が続き、それぞれ第１のＬＦフェーズＮＦ１によって中断される。時点ｔ４から、ランプは持続的にＬＦによって動作する。
【００２１】
ＨＦ信号によるランプの動作の第１のＨＦフェーズＨＦ１の後、ランプは短時間、ＮＦ１の間、ＬＦ信号によって動作する。ここでは、ちょうどＬＦ信号の周期長にわたって動作し、ランプを流れる電流が対称的か否かを検出するには、この周期長で十分である。ここに明らかにされているように、電流は未だ直流成分を有しているので、ランプはさらにＨＦ信号によって動作する。測定および評価は、有意な直流成分が存在しなくなるまで繰り返されるので、適合的な予熱と称することができる。ＨＦフェーズおよびＬＦフェーズは、必要なだけの頻度で付け足される。時点ｔ４の後、ランプはＬＦ持続動作で動作する。というのも、時点ｔ４すなわちＬＦ信号の第１の周期時間で、対称的な動作が存在すること、すなわちランプを流れる電流が直流成分を有さなくなったことまたは未だ存在する直流成分が所定の限界値を下回ることが検出されたからである。
【００２２】
図２に示されたＬＦフェーズ１は通常、５秒のオーダで継続するのに対し、評価は数マイクロ秒以内で行われる。ＨＦフェーズ１および２の持続時間は固定的に、たとえば０．５秒のオーダに設定することができる。しかし、数が多くなるにつれてこれらのＨＦフェーズの時間を短縮することもできる。
【００２３】
図２においてＬＦフェーズ１中に、ＬＦ動作の第２の半波のみを評価すると、低い電圧および比較的高い電流が検出され、整流作用が存在しなくなったと誤って推定される結果になってしまう。ＬＦ信号の第１の半波を評価して初めて、動作が未だ対称的ではないと識別することができる。
【００２４】
図３は、本発明による方法の特に簡単な実施形態の概略的な信号の流れ図である。ステップ１００においてランプが点灯された後、ステップ１１０を参照すると、ＨＦ動作で動作する。ステップ１２０において整流作用の測定が行われ、整流作用が未だ存在する場合にはステップ１１０に戻る。整流作用がもはや存在しなくなった場合、ＬＦ動作に切り替えられる。このことに関してはステップ１３０を参照されたい。
【００２５】
本発明による別の実施形態が、図４に示されている。この実施形態はとりわけ、図２の図示内容と関連している。ステップ２００における点灯後、ランプは短時間、ＨＦ信号によって動作する。ここでステップ２１０を参照されたい。この時間は、確実に音響的な共鳴が排除されるように選択される。その後、ステップ２２０においてランプは可能な限り短時間の間、ＬＦ信号によって動作する。この時間は、整流作用を測定できる程度に短くなっている。ここでステップ２３０を参照されたい。整流作用が未だ存在する場合、ＨＦ動作に再び切り替えられる。ここでステップ２１０を参照されたい。整流作用がもはや存在しなくなった場合、ＬＦ持続動作に切り替えられる。ステップ２４０を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１ａ】従来技術から公知の駆動回路の場合の、たとえばＨＦ動作後に対称的な燃焼電圧を伴う特定のＨＩＤランプの電流および電圧の時間的経過を、該ＨＩＤランプの点灯前の時点から開始してＬＦ動作に至るまでを示した図である。
【図１ｂ】従来技術から公知の駆動回路の場合の、たとえばＨＦ動作後に非対称的な燃焼電圧を伴う特定のＨＩＤランプの電流および電圧の時間的経過を、該ＨＩＤランプの点灯前の時点から開始してＬＦ動作に至るまでを示した図である。
【図２】本発明による駆動回路の場合の、図１ａに相応する時間的な経過の例を示す図である。
【図３】ランプのＨＦ動作時に測定を行う、本発明の方法の信号の概略的な流れ図である。
【図４】ランプのＬＦ動作時に少なくとも１つの作動パラメータを測定する、本発明の方法の信号の概略的な流れ図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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