(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に接続される二次回路とエネルギー源に接続される一次回路とを有し、パワースイッチにより制御される電圧変換器を備える、チョッパー電圧源用の、保護装置であって、
前記電圧変換器の前記一次回路に接続される、少なくとも１つのエネルギー蓄積コンデンサと、
前記パワースイッチを流れる電流のイメージを発生するための少なくとも１つの第１のイメージング手段であって、前記イメージング手段は、前記エネルギー蓄積コンデンサからの入力を受け取る、前記イメージング手段と、
前記イメージング手段に接続され、前記イメージに関する限界電流レベルを検出する少なくとも１つの第２の検出手段と、
前記検出手段に接続され、限界電流レベルが検出されると、前記パワースイッチを制御して前記パワースイッチの導通状態を変更する少なくとも１つの第３の制御手段と
を備えることを特徴とする保護装置。
【請求項２】
エネルギー源に接続される一次回路と負荷に接続される二次回路とを有し、パワースイッチにより制御される電圧変換器用の、電圧源チョッパー装置を保護するための装置であって、
前記電圧変換器の前記一次回路に接続されたエネルギー蓄積コンデンサから前記パワースイッチを流れる電流のイメージを発生するための少なくとも１つのイメージング手段と、
前記電流のイメージに関する限界電流レベルを検出する少なくとも１つの検出手段と、
限界電流レベルが検出されると、前記パワースイッチを制御して前記パワースイッチの導通状態を変更する少なくとも１つの制御手段と
前記二次回路に接続された負荷の全体を機能させるためのコントローラーと
を備え、
前記イメージング手段、前記検出手段及び前記制御手段が、負荷を制御する第２の低速調節ループを含むことを特徴とする電圧源チョッパー装置。
【請求項３】
エネルギー源に接続される一次回路と負荷に接続される二次回路とを有し、パワースイッチにより制御される電圧変換器用の、電圧源チョッパー装置を保護するための装置であって、
前記電圧変換器の前記一次回路に接続されたエネルギー蓄積コンデンサから前記パワースイッチを流れる電流のイメージを発生するための少なくとも１つのイメージング手段と、
前記電流のイメージに関する限界電流レベルを検出する少なくとも１つの検出手段と、
限界電流レベルが検出されると、前記パワースイッチを制御して前記パワースイッチの導通状態を変更する少なくとも１つの制御手段と
を備え、
前記検出手段が、解析基準に従ってイメージ電流の解析特性を比較する比較手段を備えていることを特徴とする電圧源チョッパー装置装置。
【請求項４】
前記比較手段が、前記パワースイッチを通過する電流だけを考慮し、恒久的にアクティブとなっていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記検出手段が、前記パワースイッチが通電した際に前記比較手段を作動させる手段を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
前記検出手段が、限界電流レベル特性を示す信号を発生する手段を備え、前記限界電流レベル特性を示す信号を発生する手段は、前記制御手段に属し限界電流レベル特性を示す信号を使用する手段、に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記検出手段が、周辺温度Ｔを測定するための温度センサと協働するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項８】
前記検出手段が、Ｓ＝ｆ（Ｔ）（Ｓは基準閾値、Ｔは前記温度センサで測定した温度、ｆは関数）に基づき、前記温度センサで測定した温度（Ｔ）による解析基準を適用する手段を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記パワースイッチが、ｎチャンネルのエンハンスモードのＭＯＳＦＥＴトランジスタを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
限界電流レベルが検出されたときにパルス幅とパルス形状との一方又は双方を決めてパルススイッチの導通状態を制御するパルス幅変調器を、前記制御手段が備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記イメージング手段が、少なくとも１つのコンデンサ及び少なくとも１つの抵抗器を有する直列回路を備え、この直列回路が、前記一次回路に並列に接続されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記イメージング手段が、干渉信号から保護するためのフィルタ手段ないし回路を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記イメージング手段が、装置部品のバラツキを補償するためのキャリブレーション手段を有し、該バラツキは、解析基準に基づくイメージ電流の解析特性を比較する前記比較手段に対して作用する、請求項２〜６のいずれか、または１１に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも電圧変換器の磁気飽和期間の間に、限界電流レベルが検出されると一次回路が必要とする電力を低減する手段を、前記コントローラが備えていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項１５】
自動車の照明装置であって、
出力を備えるチョッパー電源と、
前記チョッパー電源の前記出力に電気負荷として接続されるキセノンランプを有する少なくとも１つのヘッドライトと、
請求項１〜１４のいずれかに記載の保護装置と
を備えていることを特徴とする自動車の照明装置。
【請求項１６】
限界電流レベルが検出されたときにパルス幅とパルス形状との一方又は双方を決めてパルススイッチの導通状態を制御するパルス幅変調器を、前記チョッパー電圧源が備えていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記電圧源の前記二次回路に接続された前記負荷の制御条件に合うような限界電流レベルが検出されたときに、電力を制御下で低減するための手段を前記制御手段が有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも２つのエネルギー蓄積コンデンサが並列に、前記電圧変換器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御手段が、前記パワースイッチに通電していない無通電状態と、前記パワースイッチに通電している第１の通電状態と、前記パワースイッチを流れる電流の上昇が妨げられる第２の通電状態との間で選択的に、前記パワースイッチを制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
キセノンヘッドランプ用の保護装置であって、前記装置は、
エネルギー源に接続されスイッチを備える一次回路とキセノンランプに接続される二次回路とを備える電圧変換器と、
前記一次回路に並列に接続され、前記スイッチを流れる電流を測定する電流測定手段と、
測定された電流から限界電流レベルを検出する電流検出器と、
、該限界電流レベルを検出した時にスイッチの導通状態を制御するコントローラーと
を備える保護装置。
【請求項２１】
前記コントローラーが、前記スイッチに通電していない無通電状態と、前記スイッチに通電している第１の通電状態と、前記スイッチを流れる電流の上昇が妨げられる第２の通電状態との間で選択的に、前記スイッチを制御することを特徴とする請求項２１に記載の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョッパー電源のための保護装置に関し、かつこのような保護装置を備える自動車用照明装置にも関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、二次コイルが電気負荷に接続されており、一次コイルが、電源、例えばキセノンランプタイプの光源（放電ランプとも称す）に接続されており、パワースイッチによって制御されている電圧変換器を備えるタイプのチョッパー電源のための保護装置を提案するものである。
【背景技術】
【０００３】
かかるチョッパー電源は、例えば自動車用ヘッドライトタイプの照明、または信号装置に給電するようになっている。電圧変換器の二次コイルは、ヘッドライトに接続されており、電圧変換器の一次コイルは、車載システムのバッテリーに接続されている。
【０００４】
チョッパー電源では、高温に起因し、変換器が熱暴走するという現象が生じ、この現象は、電子部品の特性に影響する。
【０００５】
かかる熱暴走は、特に自動車の環境、すなわち、ヘッドライトおよびその固有の制御電源が設けられているエンジンルームの温度が高温となる自動車において、特に生じる。
【０００６】
同様に、製造時には、ヘッドライトの制御された電源のバーンイン（エージング）がランプで部分的に生じる。多数のバーンイン（エージング）サイクル等でランプは劣化し、点灯しない状態となる。制御された電源、すなわちバラストは、過電力期間にて常に点灯状態となり、このことは、高温と共に電圧変換器の熱暴走を生じさせ、従って、一次コイルへの電圧の供給をチョッピングするパワースイッチを破壊する。
【０００７】
従って、熱暴走現象の結果、特に電圧変換器がコイルを有する磁気トランスとして製造されているとき、電圧変換器の一次コイルに有害な大電流サージが生じる。この臨界電流レベルは、パワースイッチを破壊する。従って、臨界電流レベルを検出し、部品が破壊される前に短時間で対処したいという課題がある。
【０００８】
欧州特許出願第EP-A2-1.043.919号明細書では、トランジスタのターミナルでの電圧低下、特にトランジスタが導通状態にあるときの電流に比例したトランジスタのドレインとソースとの間の電圧を測定することにより、パワースイッチ、特にトランジスタ内の電流をモニタする保護装置が記載されている。ここでは、電圧低下が過度に大きくなったときに、比較器がトランジスタを開にする。
【０００９】
かかる解決案においては、電圧の測定値が、トランジスタのダイナミック抵抗に依存しており、そのダイナミック抵抗の許容度は、極めて正確とは言えず、従って、保護の信頼性は極めて高いとは言えない。
【００１０】
別の欠点としては、周辺温度が高いときに、ランジスタに損傷を与えるか、またはトランジスタの破壊さえも生じさせる熱暴走を変換器が受けやすいということが挙げられる。
【００１１】
しかし、上記欧州特許出願によって提案されている解決方法は、温度については考慮していない。トランジスタは、一次誘導コイルを大電流が流れるときにしか、カットオフされない。従来技術の解決案では、かかる電流の発生を予想できない。
【００１２】
別の欠点は、電流が極めて大きくなったときに、電圧変換器として使用されているトランスの磁気飽和現象が生じることである。この時、二次コイルによって送られる電力は、二次コイルに接続されている負荷、特にヘッドライト装置に給電するには、もはや十分でなくなる。
【００１３】
ヘッドライト装置のための制御ユニットは、チョッパー電源を制御するユニットへ電力要求信号を送り、電圧変換器の誘導電流は増加するが、トランスはまだ飽和状態となっているので、チョッパー電源は、ヘッドライト装置に供給するのに必要な電力を常に供給できるとは言えない。しかし、電力調節は、ヘッドライトでの一貫性、および光り束レベルを必要とする。従って、トランスが飽和することは、ヘッドライトに給電するのに大きな問題となる。
【００１４】
更に、ヘッドライト装置のための制御ユニットによる大電力の要求の維持は、危険な電流サージを生じさせる状態を維持するので、このことによっても、スイッチが破壊される問題がかえって大きくなっている。
【００１５】
これらの欠点を解消するために、本発明は、電圧変換器を備え、該電圧変換器の二次コイルが負荷、例えばキセノンランプタイプの光源に接続されており、一次コイルがエネルギー源に接続されており、パワースイッチにより制御され、可能な場合には、パワースイッチが制御ユニットによって制御されるタイプのチョッパー電源のための保護スイッチにおいて、
前記電圧変換器の一次回路に接続されたエネルギー蓄積コンデンサを流れる電流から、前記パワースイッチを流れる電流のイメージを発生するための少なくとも１つの第１手段と、
前記第１手段に接続されており、電流の前記イメージに関する臨界電流レベルを検出するための少なくとも１つの第２手段と、
前記第２手段に接続されており、臨界電流レベルが検出されると、前記パワースイッチの導通状態を変更するように前記パワースイッチを制御する少なくとも１つの第３手段とを備えていることを特徴とする保護装置を提供するものである。
【００１６】
本発明の別の様相によれば、前記第１手段、第２手段、および第３手段は、前記パワースイッチの導通状態を高速で調節するための第１ループを形成するように構成されており、前記保護装置は、前記二次コイルに接続された負荷、前記第２臨界レベル検出手段、および前記パワースイッチを制御する前記第３手段の全体を機能させるためのコントローラを備えた第２の低速調節ループを含む。
【００１７】
本発明の別の様相によれば、臨界電流レベルを検出するための前記第２手段は、分析基準に従って、イメージ電流の分析特性を比較する手段、例えば所定の臨界スレッショルドと比較する手段を備えている。
【００１８】
本発明の別の様相によれば、前記比較手段は、前記パワースイッチを通過する電流だけを考慮しながら、恒永的にアクティーブとなっている。
【００１９】
本発明の別の様相によれば、前記パワースイッチを電流が通過するときに、イメージ電流を比較する手段を起動するための手段を、前記第２手段は備えている。
【００２０】
本発明の別の様相によれば、臨界電流レベルを検出するための前記第２手段は、前記パワースイッチを制御する前記第２手段に属する臨界電流レベルの特徴を示す信号を使用する手段に接続された、臨界電流レベルの特性を示す信号を発生するための手段を備えている。
【００２１】
本発明の別の様相によれば、臨界電流レベルを検出するための前記第２手段は、周辺温度Ｔを測定するための温度センサと協働するようになっている。
【００２２】
本発明の別の様相によれば、臨界電流レベルを検出するための前記第２手段は、所定の関数、例えばＳ＝ｆ（Ｔ）に基づき、前記温度センサが測定した温度に従って、分析基準、例えばスレッショルドを適応させるための手段を備えている。
【００２３】
本発明の別の様相によれば、前記パワースイッチは、ｎチャンネルのエンハンスモードのＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタを含んでいる。
【００２４】
本発明の別の様相によれば、前記パワースイッチを制御する前記第３手段は、パルス幅変調器を備え、パルスの臨界電流レベルが検出されたときに、前記パルススイッチの導通状態を制御するように、パルス幅またはパルス形状を決定するようになっている。
【００２５】
本発明の別の様相によれば、前記パワースイッチを流れる電流のイメージを発生するための前記第２手段は、少なくとも１つのコンデンサと、少なくとも１つの抵抗器の直列回路を備え、この直列回路は、前記一次コイルに並列に接続されている。
【００２６】
本発明の別の様相によれば、前記パワースイッチを流れる電流のイメージを発生するための前記第２手段は、妨害信号（過電圧、過渡現象など）から保護するためのフィルタ手段または回路を含んでいる。
【００２７】
本発明の別の様相によれば、前記パワースイッチを流れる電流のイメージを発生するための前記第２手段は、分析基準に従い、イメージ電流の分析特徴を比較する手段、例えば所定の臨界スレッショルドと比較する手段に作用する装置の部品のバラツキを補償するための較正手段を含んでいる。
【００２８】
本発明の別の様相によれば、少なくとも電圧変換器の磁気飽和期間の間に臨界電流レベルが検出されると、一次コイルで要求されるパワーを減少するための手段を、前記コントローラが備えている。
【００２９】
本発明は、チョッパー電源と、チョッパー電源の出力端に電気負荷として接続されたキセノンランプを備える少なくとも１つのヘッドライトとを備えるタイプの自動車の照明装置にも関し、この照明装置は、保護装置を備えている。
【００３０】
本発明の別の様相によれば、前記チョッパー電源は、パルス幅変調器を備え、このチョッパー電源の前記パワースイッチの導通状態を制御するための制御ユニットが要求するパワーに従って、パルス幅またはパルス形状を決定するようになっている。
【００３１】
本発明の別の様相によれば、前記制御ユニットは、前記電源の前記二次コイルに接続された前記負荷の調節条件に適合し、臨界電流レベルが検出されたときに要求されるパワーの所定の低減量を制御するための手段を含んでいる。
【００３２】
本発明の１つの利点は、変換器の一次コイルを流れる電流を示す電流の測定値が、パワースイッチとして使用されているトランジスタのダイナミック抵抗に依存しないということである。従って、電流の測定値は信頼できる。パワースイッチとして使用されるトランジスタの特性にバラツキがあったとしても、任意のタイプのパワースイッチを流れる臨界電流レベルを検出することが可能である。
【００３３】
本発明の別の利点は、温度が過度に高くなったときに、電圧変換器の熱暴走の原因であり、従ってパワースイッチの破壊の原因となる温度を考慮できるということである。
【００３４】
本発明の別の利点は、熱暴走の現象を予測せず、かかる現象が発生する前に、保護を実行しうるということである。
【００３５】
本発明の別の利点は、電圧変換器の磁気材料の長期の飽和を防止できるということである。
【００３６】
添付図面を参照し、次の説明を読めば、本発明について更に良好に理解でき、本発明の上記以外の目的、特徴、細部および利点がより明らかとなると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
ＦＬＹＢＡＣＫタイプのチョッパー電源１０は、電圧変換器１２、特にトランスを備え、この変換器の二次コイル１４は、電圧Ｖｏｕｔを加える負荷（図示せず）に接続されており、一次コイル１６は、入力電圧Ｖｉｎを加えるエネルギー源（図示せず）に接続されており、パワースイッチ１８によって制御されている。
【００３８】
パワースイッチ１８は、ｎチャンネルのエンハンスモードのＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタであり、このトランジスタは、パワースイッチとして機能するように制御されている。
【００３９】
一実施例では、一次コイル１６に接続されたエネルギー源は、自動車用のバッテリーであり、二次コイル１４に接続された負荷は、ヘッドライト装置となっている。従って、チョッパー電源１０は、ヘッドライトが一定の交通規則を満たす光束を発生するように、ヘッドライト装置に安定した供給電圧、および十分な電力を供給することによって、ヘッドライト装置に給電するようになっている。
【００４０】
パワースイッチ１８が閉じられていると、一次コイル１６に接続されたコンデンサ２０、２２は、一次コイル１６にエネルギーを供給する。パワースイッチ１８が開放されると、コンデンサ２０および２２はエネルギーを蓄積する。
【００４１】
コンデンサ２２は、電圧変換器１２の入力側コイルに対するデカップリングとしても働く。
【００４２】
二次コイル１４に接続されたコンデンサ２４は、ダイオード２８がオフのときに電圧変換器１２の出力端に接続されている負荷にエネルギーを供給するとともに、電圧変換器１２の出力電圧Ｖｏｕｔを平滑にするように働く。このコンデンサ２４は、ダイオード２８がオンのときにエネルギーを蓄積する。
【００４３】
コンデンサ２０と直列に、一次コイル１６に抵抗器２６が接続されている。
【００４４】
更に一次コイル１６には、インダクタ４２が接続されており、パワースイッチ１８を制御し、起動するように、制御ユニット１４にチョッパー電源１０が接続されている。
【００４５】
チョッパー電源１０は、誘導−充電チョッパーの原理に基づくものであり、２つの別個の位相（すなわちモード）で機能する。すなわち、第１の位相は、トランス内の磁界の形態のエネルギーの蓄積に対応し、この場合、トランスの二次コイル１４は開となっている。第２の位相は、トランスの二次コイル１４へのこのエネルギーの再生に対応する。
【００４６】
第１の位相はエネルギー蓄積位相であり、パワースイッチ１８が閉じられると、一次コイル１６に電圧Ｖｉｎが供給される。コンデンサ２０および２２は、一次コイル１６にエネルギーを供給する。一次コイル１４の出力端に設けられているダイオード２８は、逆バイアスとなっているので、二次コイル１４には電流は流れない。コンデンサ２４は、チョッパー電源１０の出力エネルギーを供給する。この蓄積位相中、一次コイル１６しかアクティブではなく、トランス１２は、単なるインダクタとして扱うことができる。
【００４７】
第２の位相は、エネルギー伝達位相である。パワースイッチ１８が開となると、一次コイル１６を流れる電流はゼロとなり、コンデンサ２０および２２がエネルギーを蓄積する。
【００４８】
次に、出力端に設けられたダイオード２８が導通状態となるので、二次コイル１４に誘導電流が流れ、コンデンサ２４がエネルギーを蓄積する。フライバックとして知られるこの位相中に、二次側電流はエネルギーが完全に伝達される場合、ゼロに達するまで、または部分的なエネルギー伝達の場合、パワースイッチ１８が閉じられるまで、更にチョッパーサイクルが再開するまで減少する。
【００４９】
本発明によれば、チョッパー電源１０は、一次コイル１６を流れる有害電流に対する保護装置を含んでいる。有害電流が生じると、電子部品、特にパワースイッチ１８の損傷が生じやすい。
【００５０】
この保護装置は、
パワースイッチ１８を流れる電流のイメージ電流を発生するための第１手段２０、２６と、
臨界電流レベルを検出するための第２手段３２と、
パワースイッチ１８を制御する第３手段３０とを備えている。
【００５１】
パワースイッチ１８を流れる電流のイメージ電流を発生させるための第１手段２０、２６は、一実施例では、コンデンサ２０と抵抗器２６との直列回路を含んでいる。この直列回路２０、２６は、一次コイル１６に並列に接続されている。
【００５２】
パワースイッチ１８を流れる電流のイメージ電流を発生する際の本発明の利点については、後で理解できると思う。すなわち、その理由は、パワースイッチ１８のターミナルにおける電圧を測定し、トランジスタのダイナミック抵抗を知ることにより、直接パワースイッチ１８を流れる電流を測定できるからである。しかし、このことは、信頼性が低いということが判っている。その理由は、パワースイッチ１８のドレインとソースとの間のダイナミック抵抗が、かなりのバラツキを生じる特性となっているからである。
【００５３】
従って、かかるイメージ電流を発生するという利点は、イメージ電流がパワースイッチ１８のダイナミック抵抗値のようなパラメータに依存せず、従って、このイメージ電流の測定値に信頼性があることである。
【００５４】
臨界電流レベルを検出するための第２手段３２は、一次電流のイメージ電流を測定するための手段から生じるイメージ電流の入力ターミナルと、臨界電流レベルを表示する値と一次電流が正しいことを表示する別の値とになる「２ステート」信号の出力ターミナルとを備えている。
【００５５】
一実施例では、臨界電流レベルを検出するための手段は、手段３２の入力端で供給されるイメージ電流の波形を分析するための回路を備えている。波形分析基準に従い、手段３２の図示されていないメモリに記録された前記基準と、入力波形分析の結果とが比較され、所定の比較基準に従い、手段３２の出力信号は、臨界電流レベル値または正しい電流値となる。
【００５６】
別の実施例では、波形を分析するための回路は、電流のイメージと基準メモリに記録された所定のスレッショルドとを比較する比較器を備えている。
【００５７】
別の実施例では、チョッピング周期中に、一次コイル内の電流が大きくなる第１の時間中に、電流のイメージと所定のスレッショルドとを比較する比較器が付勢される。
【００５８】
例えば、１０マイクロ秒の周期でチョッピングされ、パワースイッチを導通させる時間が７マイクロ秒である電源では、この周期は、例えば１００ナノ秒の初期時間（波形分析ウィンドーと呼ぶ）を備え、この期間中に、手段３２の入力信号と所定のスレッショルドとが比較される。
【００５９】
本発明のこのような工夫により、パワースイッチを導通させる時間を制御するパルスのスタート時に、一次電流の時間微分（ｄｒp／ｄｔ）0に直接関連する値を測定することが可能となることに留意すべきである。その結果、一次電流が上昇し始めるとすぐに、過剰大電流が生じる前でも、保護装置はその役割を果たすことができる。
【００６０】
一次インダクタンスＬｐで誘導されるＥＭＦは−Ｌ（ｄｌｐ／ｄｔ）のフォームとなっているので、危険な状況を予測する本発明の特徴は重要である。
【００６１】
パワースイッチ１８を制御する第３手段３０は、パルス幅変調器３０を備えている。このパルス幅変調器３０は、デュアル機能を有し、パワースイッチ１８を制御するとともに、例えば周期Ｔrであって、デューティサイクル比ｋの周期的な矩形信号を発生する。従って、このスイッチは、各周期Ｔrの間でｋＴrの間閉じられ、（１−ｋ）Ｔrの間開放される。この繰り返しは、チョッパー電源の出力電圧を決定するのに必要とされるパワーに従って制御される。
【００６２】
矩形信号のこれらのパルスは、一定の振幅および変調可能な幅、すなわち変調可能な時間長さを有する。パルスの前方エッジは、周期的である。スイッチ１８を導通状態にする時間、および時間長さを実際に決定するパルス時間長さを決定するために、本発明は、チョッパー電源で要求されるパワーにより特に特性が決定される基準信号によってノコギリ歯信号を発生することを含んでいる。照明用コンピュータがヘッドライトの光束を決定するのは、この時点である。信号の振幅が等しくなると、パルスの時間長さが終了する。
【００６３】
臨界電流レベルを検出する第２手段３２は、危険な電流を要求する状況が検出されるとすぐに、かつ一次コイルにおける電流の破壊値に到達することを待つことなく、パワースイッチを開放する手段に制御信号を送る。
【００６４】
特定の実施例では、電流のイメージがパワースイッチ１８を流れる臨界電流レベルを表示すると、パワースイッチ１８を開放するように、パルス幅変調器内でパワースイッチを開放するための電力を積分する。パワースイッチ１８は開放されるので、パワースイッチ１８をそれ以上電流が流れることはなく、従ってパワースイッチは、臨界レベルの特徴を決定するスレッショルドが危険な電流のは発生を表示するよう、十分低く調節された場合に、パワースイッチ１８は危険な電流が生じる前に、危険な電流から保護される。
【００６５】
特定の実施例では、パワースイッチを導通状態にすることを制御するように働くパルス幅変調器は、制御可能なスレッショルド値発生器を備え、この発生器は、変調器の従来の機能を説明するために、これまで説明した基準値として働く。パワースイッチ１８を開にするよう、比較器の出力端がアースされ、アースと比較器の比較入力端の間に、トランジスタが設けられ、臨界電流レベルの検出信号により、瞬間的にトランジスタの導通状態を制御することを保証するようこの発生器の出力端は、上記鋸波電圧比較器の入力端に接続されている。このような結果を得るのに、別の実施例も可能である。
【００６６】
次に、臨界電流レベルを検出するための第２手段３２の構成の説明に移る。高温に起因する熱暴走現象が生じる結果として、一次コイル１６内に危険な電流が発生する。従って、温度が高くなればなるほど、危険な電流が発生する危険性も高くなる。従って、電子部品、特にパワースイッチ１８が破壊される前に、かかる危険な電流が発生することを予想しなければならない。
【００６７】
この目的のために、保護装置は、
高速制御ループ１のうちの第２手段３２を考慮する手段３２ｄに接続され、低速制御ループ２のコントローラ４０を考慮する手段４０ｃに接続部５６によって接続された、周辺温度Ｔを測定するための温度センサ３４と、
Ｓ＝ｆ（Ｔ）となるように関数ｆに基づき、温度Ｔに従い、スレッショルドＳとして上で述べたイメージ電流の波形分析基準を適用するための手段３６とを備えている。
【００６８】
測定された電流が、周辺温度の関数である、あらかじめ定められたスレッショルドＳよりも大きくなったときに、電流センサ３２は、臨界電流レベルを検出する。
【００６９】
特に、温度Ｔが上昇すると、スレッショルドＳを適用するための手段３６は、スレッショルドＳを下げる。
【００７０】
危険な大電流が発生する前に電子部品を保護するように、保護回路は、高温の場合に小電流に作用するという本発明の１つの利点が理解できると思う。
【００７１】
大電流が生じた状況では、電圧変換器１２の磁気トランスは飽和状態となる。二次コイル１４によって、供給される電力はヘッドライト装置に正しく給電するのに十分ではなくなる。その結果、ヘッドライトが発生する光束が減少する。かかる解決方法では、向かい合ったヘッドライトの光束に課された厳密な規則を満たすことはできない。
【００７２】
この問題を解決するために、本発明の保護装置は、電圧変換器１２で必要とされるパワーの所定の低減を制御するための手段３８も備えている。
【００７３】
パルス幅変調器を備える一実施例では、この手段３８は、少なくとも飽和モードで導通状態とされるパワースイッチの時間の短縮を制御する。この短縮によって、磁気材料の飽和状態からの離脱が可能となるので、電圧変換器１２は、ヘッドライト装置が必要とするパワーまで急速に復帰できる。
【００７４】
本発明の基本構造は、次のような３つの手段を備えている。
１．保護するべきパワースイッチ１８を通過する電流のイメージ電流を測定する第１手段２０、２６。
２．臨界電流レベル３２を検出するための第２手段。
３．ＭＯＳスイッチ１８の制御電極を制御するＩＬＭタイプの変調器３０と協動するパイロット４４。
【００７５】
本発明の基本機能は、基本的には、臨界電流レベルを生じさせる条件が消滅する時間の間、数周期にわたって導通状態とされる時間をなくすか、または短縮することによって、熱による破壊を防止するよう、ＭＯＳスイッチ１８を通過する臨界電流レベルの発生を予想することである。
【００７６】
本発明の回路の全構造では、
高速調節ループ１と、
低速調節ループ２とを備え、
前記高速調節ループ１は、
イメージ電流を測定するための第１手段２０、２６と、
フィルタ５０と、
直列な２つのダイオード（図示せず）から構成された保護回路５２と、
臨界電流レベル３２を検出するための第２手段と、
主にＩＬＭ変調器３０によって実現されたスイッチ１８を導通状態にするためのパイロットと、
ＭＯＳスイッチ１８の制御電極とを備え、
前記低速調節ループ２は、
入力端ｄおよび入力端ｂ、ならびに２つの出力端ａおよびｃにより臨界電流レベルを検出するための第２手段３２と、
ＩＬＭ変調器３０および出力端ｄにより、スイッチ１８の導通状態のためのパイロットと、
コントローラ４０およびその入力端ａおよびｄ、ならびにその出力端ｂおよびｅとを備えている。
【００７７】
低速調節に固有の条件に従って起動されるときに、コントローラ４０のプログラムを構成するアクティーブ較正回路５４が追加されている。
【００７８】
臨界レベル３２を検出するための第２手段の入力端ｄ、およびコントローラ４０のｃには温度センサ３４が接続されている。
【００７９】
本発明の第１手段２０および第２手段３２の特性によって決定されるループ１の高速調節は、スイッチ１８が危険な電流サージから保護されるよう、ＩＬＭ回路の周期中にＭＯＳ１８を通過する電流を制限する。
【００８０】
ループ２の低速調節は、チョッパー電源２の二次コイルの出力Ｖｏｕｔに接続された機能の条件に従い、低速ループで可能な制限の調節を行う。本発明の代表的な用途は、自動車のヘッドライトでの照明機能にある。
【００８１】
本発明の１つの様相によれば、臨界電流レベルに達したことが、検出手段３２により、コントローラ４０に通知される。実行される調節プログラムは、スイッチ１８の導通時間が長くなることを短縮または禁止し、臨界機能モードから離脱するようにＭＯＳスイッチ１８のゲート電極の制御回路３０、４４へ送られる命令を変更する。
【００８２】
図１では、接続部５４は、第２手段３２の上記手段３２ｃによって発生される臨界レベル検出信号をコントローラ４０の対応する手段４０ｄへ送る。
【００８３】
接続部５８は、第２の臨界レベル検出手段に臨界検出スレッショルド決定信号を送る。この信号は、チョッパー電源の電気負荷の機能に対応する状況に適応するように、アクティーブコンフィギュレーション手段５４によって適応できるコントローラ４０の手段４０ｃによって決定される。
【００８４】
接続部５８において信号を受信する対応する手段は、例えばスレッショルド電圧発生器から成る手段３２ｂであり、このスレッショルド電圧発生器の出力信号は、スイッチ１８を通過する電流のイメージ電流のための比較器の基準入力端に加えられ、イメージ電流は、第１手段２０によって発生される。この比較器の出力信号は、第３手段３０のＩＬＭ変調器の通常の作動モードをかえるよう、第２手段３２の出力端３２ａにより、入力端３０ａへ加えられる。
【００８５】
接続部５９は、低速調節手段４０ｂによりコントローラ５０が発生した低速調節信号を送り、この信号は、電子スイッチ１８のパイロット４４の手段４４ｂによって受信される。
【００８６】
他方の手段３０ａまたは４０ａが、パワースイッチ１８を通過する電流に関する臨界信号に対応する信号を受信しない場合、導通度および適用できる場合には波形を測定し、パワースイッチ１８の導通状態を制御することにより、ＩＬＭ変調器３０を制御するのは手段４４ｂとなる。
【００８７】
判断基準は、直接本発明には関係しないが、自動車のヘッドライトのハロゲンランプのような負荷の機能に従う低速調節ループ２の目的に関係する。
【００８８】
他方、他の手段３０ａまたは４４ａが、パワースイッチ１８を通過する電流に関する臨界状況に応答する信号を受信した場合、導通度および適用可能な場合には、波形を測定し、パワースイッチ１８の導通状態を制御することにより、ＩＬＭ変調器３０を制御するのは手段３０ａとなる。この制御の対象は、パワースイッチ１８を臨界電流レベルから保護するための高速調節ループ１によって決定される。
【００８９】
手段３０ａによって行われる決定は、通過する電流の増加を禁止すること、パワースイッチ１８の導通状態をブロックすること、または低導通状態をブロックすることができる。この状態は、特にＩＬＭ変調器の所定の数の周期にわたって維持してもよいし、または臨界電流レベルを検出する第２手段がアクティーブである限り、維持してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の装置を略示している。
【符号の説明】
【００９１】
１０    チョッパー電源
１２    電圧変換器
１４    二次コイル
１６    一次コイル
１８    パワースイッチ
２０、２２    コンデンサ
２４    コンデンサ
２６    抵抗器
２８    ダイオード
３０    パルス幅変調器
３２    第２手段
３４    温度センサ
４０    コントローラ
４４    パイロット
５０    フィルタ
５２    保護回路
５４    アクティーブ較正回路
５６    接続部
５９    接続部
【図１】
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