TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung und eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, die als eine Lichtquelle oder dergleichen eines Fahrzeugscheinwerfers verwendet wird.The present invention relates to a discharge lamp lighting device and an LED lighting device used as a light source or the like of a vehicle headlight.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Als eine Lichtquelle für einen Fahrzeugfrontscheinwerfer (Frontlicht) sind eine Wolframfilamentlampe mit Halogengas als Füllgas und eine Entladungslampe (HID-Lampe) ohne Filament verwendet worden, um Beleuchtungsanforderungen zu erfüllen. Die Luminanz einer Entladungslampe passt zu Fahrerpräferenzen und Entladungslampen sind als eine Lichtquelle für einen Scheinwerfer oder dergleichen in weiter Verwendung; jedoch wird eine Beleuchtungsvorrichtung benötigt, um eine Entladungslampe aufleuchten zu lassen. Weiterhin erfordern auch LEDs, die in letzter Zeit im Rampenlicht stehen, eine Beleuchtungsvorrichtung.As a light source for a vehicle headlamp (front light), a tungsten filament lamp with halogen gas as a filling gas and a discharge lamp (HID lamp) without filament have been used to meet lighting requirements. The luminance of a discharge lamp suits to driver preferences, and discharge lamps are in wide use as a light source for a headlamp or the like; however, a lighting device is needed to light a discharge lamp. Furthermore, LEDs that are in the limelight lately also require a lighting device.
Daher ist die Anordnung einer Entladungslampe als einer Lichtquelle teuer und kompliziert im Vergleich zu derjenigen einer Halogenlampe, und daher wird immer eine mechanisch einfache und preisgünstige Lichtquelle verlangt.Therefore, the arrangement of a discharge lamp as a light source is expensive and complicated compared to that of a halogen lamp, and therefore a mechanically simple and inexpensive light source is always required.
Für die oben beschriebene Anforderung offenbart beispielsweise Patentdokument 1 eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung zum direkten Betreiben eines Schaltelements zum Betreiben eines Zerhackers einer Stromquelle anstelle der Verwendung eines Steuer-ICs, indem ein Ausgangssignal einer CPU, die gleichzeitig eine andere Steuerfunktion übernimmt, verwendet wird. Die Vorrichtung bezieht sich auf eine Betriebstabelle, die zuvor vorbereitet worden ist, entsprechend einem Basiselementsmodus, um hierdurch direkt den Zerhacker einer Stromquelle und eine Invertierschaltung zur Ausgabe unter Verwendung der Ausgabe einer CPU zu betreiben, und die dadurch einen gewünschten Beleuchtungszustand hervorbringt. Weiterhin offenbart das Dokument auch, um den Lichtzustand korrekt zu halten, dass die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom rückgekoppelt werden, um den Zerhacker und die Invertiererschaltung zu steuern.For the requirement described above, for example, Patent Document 1 discloses a discharge lamp lighting apparatus for directly operating a switching element for driving a chopper of a power source instead of using a control IC by using an output of a CPU simultaneously performing another control function. The apparatus refers to an operation table which has been previously prepared according to a basic element mode, thereby directly driving the chopper of a power source and an inverter circuit for output using the output of a CPU, thereby producing a desired lighting condition. Furthermore, in order to keep the light state correct, the document also discloses that the output voltage and the output current are fed back to control the chopper and the inverter circuit.
DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIKDOCUMENTS OF THE STATE OF THE ART
PATENTDOKUMENTEPATENT DOCUMENTS
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Patentdokument 1: JP-A-2004-355864 Patent Document 1: JP-A-2004-355864
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Beim durch Patentdokument 1 typifizierten konventionellen Gerät ist es möglich, einen im Wesentlichen gewünschten Beleuchtungszustand hervorzubringen, durch Steuerung unter Verwendung einer Betriebstabelle, die einem Beleuchtungsmodus entspricht; jedoch ist die oben erwähnte Rückkopplungssteuerung erforderlich und es kann unmöglich sein, den Beleuchtungszustand stets geeignet aufrecht zu erhalten.In the conventional apparatus typified by Patent Document 1, it is possible to produce a substantially desired lighting condition by controlling using an operation table corresponding to a lighting mode; however, the above-mentioned feedback control is required and it may be impossible to always properly maintain the lighting condition.
Weiterhin, wenn die Rückkopplungssteuerung des Zerhackers und der Invertiererschaltung mit einem allgemeinen analogen Schaltkreis durchgeführt wird, sind eine Funktion und Operationsgeschwindigkeit auf DSP-(Digitaler Signal Prozessor)Niveau erforderlich und es ist daher schwierig, die Rückkopplungssteuerung mit einem Universal-Mikrocomputer auszuführen, in dem eine CPU mit einem niedrigen Durchsatz und niedriger Betriebsgeschwindigkeit montiert ist. Übrigens offenbart Patentdokument 1 überhaupt nicht ein spezifisches Verfahren zur Lösung der oben diskutierten Probleme bei der Rückkopplungssteuerung.Further, when the feedback control of the chopper and the inverter circuit is performed with a general analog circuit, a function and operation speed at the DSP (Digital Signal Processor) level are required, and it is therefore difficult to perform the feedback control with a general-purpose microcomputer in which a CPU with a low throughput and low operating speed is mounted. Incidentally, Patent Document 1 does not disclose a specific method for solving the above-discussed problems in the feedback control.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben erwähnte Problem zu lösen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung und eine LED-Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, selbst mit einem Mikrocomputer betrieben zu werden, in dem eine CPU mit niedrigem Durchsatz und niedriger Betriebsgeschwindigkeit in Bezug auf die Manipulation einer Rechteckwelle zum Manipulieren eines Schaltelementes eines DC/DC-Wandlers (DC = Gleichstrom) durch das Ausgangssignal einer CPU montiert ist, während die Beleuchtungssteuerung zum Halten eines geeigneten Beleuchtungszustandes durchgeführt wird.The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device and an LED lighting device capable of being operated even with a microcomputer in which a low-throughput, low-speed CPU is mounted with respect to the manipulation of a square wave for manipulating a switching element of a DC / DC converter by the output signal of a CPU while the lighting control is performed to hold a proper lighting state.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: einen DC/DC-Wandler zum Erhöhen der aus einer Gleichstromversorgung durch den Ein/Aus-Antrieb eines Schaltelements gelieferten Spannung; einen DC/AC-Wechselrichter (AC = Wechselstrom) zum Wandeln der DC-Spannung aus dem DC/DC-Wandler in eine AC-Spannung, um die AC-Spannung einer Entladungslampe zuzuführen; einen Vergleichsprozessor zum Vergleichen der Größe des Stromwerts oder des Spannungswerts, welche an die Entladungslampe ausgegeben werden, mit dem Zielstromwert oder -spannungswert, die der Entladungslampe zuzuführen sind; einen Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt zum Ausgeben einer Rechteckwelle, die als ein Antriebssignal an das Schaltelement dient, das im DC/DC-Wandler enthalten ist, anhand eines Betriebszyklus eines Freischwing-Timers; einen Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt, der daran die an die Entladungslampe angelegte Ausgangsspannung und den zugeführten Ausgangsstrom rückkoppelt, um arithmetische Operationen am Zielstromwert oder -spannungswert durchzuführen und das Operationsergebnis an den Vergleichsprozessor auszugeben, auch arithmetische Operationen an der der Entladungslampe zuzuführenden Leistung ausführt und den Betrieb des DC/DC-Wandlers und des DC/AC-Wechselrichters anhand der als Operationsergebnis erhaltenen Leistung steuert; und einen Unterbrechungsprozessor, der in einem vorbestimmten Unterbrechungszyklus arbeitet und den Einstellwert des Freischwing-Timers anhand des Vergleichsergebnisses des Vergleichsprozessors ändert, um damit das Lastverhältnis der aus dem Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt ausgegebenen Rechteckwelle um einen vorbestimmten Betrag zu inkrementieren oder dekrementieren.The discharge lamp lighting apparatus according to the present invention includes: a DC / DC converter for increasing the voltage supplied from a DC power supply by the on / off driving of a switching element; a DC / AC inverter (AC = AC) for converting the DC voltage from the DC / DC converter into an AC voltage to supply the AC voltage to a discharge lamp; a comparison processor for comparing the magnitude of the current value or the voltage value output to the discharge lamp with the target current value or voltage value to be supplied to the discharge lamp; a square wave output section for outputting a square wave serving as a drive signal to the switching element included in the DC / DC converter based on an operation cycle of a free-running timer; a lighting power control section attached thereto fed back to the discharge lamp output voltage and the supplied output current to perform arithmetic operations on the target current value or voltage value and output the operation result to the comparison processor, also performing arithmetic operations on the discharge lamp power and the operation of the DC / DC converter and the DC / AC inverter controls based on the performance obtained as an operating result; and an interruption processor that operates in a predetermined interruption cycle and changes the set value of the free-running timer based on the comparison result of the comparison processor to thereby increment or decrement the duty ratio of the square wave output from the square wave output section by a predetermined amount.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Rechteckwelle zur Manipulierung des Schaltelementes des DC/DC-Wandlers unter Verwendung des Freischwing-Timers 15 der CPU erzeugt und die arithmetische Verarbeitung bei der Unterbrechungsverarbeitung wird auf eine notwendige Verarbeitung begrenzt, um die Verarbeitungszeit zu verkürzen, so dass die Rückkopplungsoperation zur Durchführung einer PWM-(Last)Steuerung unter Verwendung der Rechteckwelle in der Timer-Unterbrechungsverarbeitung (innerhalb einiger weniger Mikrosekunden), die in Intervallen einer kurzen Zeit (in der Größenordnung von 10 μs) durchgeführt wird, ausgeführt und abgeschlossen wird. Dies kann die Manipulation der Rechteckwelle erzielen, um das Schaltelement des DC/DC-Wandlers durch das Ausgangssignal der CPU zu manipulieren, während die Beleuchtungssteuerung zum Halten eines geeigneten Beleuchtungszustands durchgeführt wird, selbst mit einem Mikrocomputer, in dem eine CPU mit einem niedrigen Durchsatz und einer niedrigen Betriebsgeschwindigkeit montiert hat.In accordance with the present invention, the square wave is used to manipulate the switching element of the DC / DC converter using the free-running timer 15 and the arithmetic processing in the interrupt processing is limited to necessary processing to shorten the processing time, so that the feedback operation for performing PWM (load) control using the square wave in the timer interrupt processing (within a few microseconds ) performed at intervals of a short time (on the order of 10 μs) is executed and completed. This can achieve the manipulation of the square wave to manipulate the switching element of the DC / DC converter by the output signal of the CPU while the lighting control is performed to hold an appropriate lighting state even with a microcomputer in which a CPU with a low throughput and a low operating speed has mounted.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Anordnung einer Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 FIG. 10 is a circuit diagram showing an arrangement of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. FIG.
2 ist eine Ansicht, welche die durch die in 1 gezeigte CPU implementierten Funktionsblöcke zeigt. 2 is a view which the by the in 1 shown CPU implemented function blocks shows.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Hauptroutinenverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 3 FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the main routine processing according to the first embodiment. FIG.
4 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer Unterbrechungsroutinenverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 4 FIG. 10 is a flowchart showing the flow of interrupt routine processing according to the first embodiment. FIG.
5 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer Freischwing-Routinenverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 5 FIG. 10 is a flowchart showing the flow of free-swing routine processing according to the first embodiment. FIG.
6 ist ein Diagramm, das ein Operationsdiagramm eines DC/DC-Wandlers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 6 FIG. 15 is a diagram showing an operation diagram of a DC / DC converter according to the first embodiment. FIG.
7 ist ein Schaltungsdiagramm, das den in 1 gezeigten Pegelverschieber und Puffer zeigt. 7 is a circuit diagram that shows the in 1 shown level shifter and buffer shows.
8 ist ein Schaltungsdiagramm, dass eine Anordnung einer Entladungslampenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8th Fig. 10 is a circuit diagram showing an arrangement of a discharge lamp device according to a second embodiment of the present invention.
BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu erläutern.Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings in order to explain the present invention in more detail.
Erste AusführungsformFirst embodiment
1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Anordnung einer Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung 1 einen DC/DC-Wandler 3 zum Erhöhen der Gleichspannung aus einer Gleichstromversorgung 2; einen DC/AC-Wechselrichter 4 zum Umwandeln der aus dem DC/DC-Wandler 3 ausgegebenen Spannung in einen Rechteckwellen-Wechselstrom; einen Zünder 5, um eine HID-Birne (Entladungslampe) 6 zur Entladung auszulösen; eine CPU 8 zum Steuern des DC/DC-Wandlers 3 und des DC/AC-Wechselrichters 4; Komparatoren 9a, 9b; einen D/A-Wandler 10; einen Pegelverschieber 11 und einen Puffer 12. 1 FIG. 10 is a circuit diagram showing an arrangement of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. FIG. With reference to 1 includes a discharge lamp lighting device 1 a DC / DC converter 3 for increasing the DC voltage from a DC power supply 2 ; a DC / AC inverter 4 for converting the from the DC / DC converter 3 output voltage into a square wave AC power; a detonator 5 to get a HID bulb (discharge lamp) 6 to discharge; a CPU 8th for controlling the DC / DC converter 3 and the DC / AC inverter 4 ; comparators 9a . 9b ; a D / A converter 10 ; a level shifter 11 and a buffer 12 ,
Der DC/DC-Wandler 3 besteht aus einem Rücklauftransformator (flyback transformer) 3a, einem Umschaltelement Qa, das aus einem MOS-Feldeffekttransistor besteht; Gleichrichterdioden D1, D2 und einem Glättungskondensator C2. Beim DC/DC-Wandler 3 wird das Umschalten des Elementes Qa durch das Ausgangssignal aus der CPU 8 gesteuert, das über den Pegelverschieber 11 und den Puffer 12 eingegeben wird, und dadurch wird durch Speichern von magnetischer Energie im Rücklauftransformator 3a und Entladen der Energie die im Rücklauftransformator 3a erzeugte Spannung durch die Gleichrichterdioden D1, D2 gleichgerichtet und durch die Glättungskondensatoren C1, C2 geglättet, um eine Gleichspannung zu erzeugen.The DC / DC converter 3 consists of a flyback transformer 3a a switching element Qa consisting of a MOS field-effect transistor; Rectifier diodes D1, D2 and a smoothing capacitor C2. With the DC / DC converter 3 is the switching of the element Qa by the output signal from the CPU 8th controlled, via the level shifter 11 and the buffer 12 is entered, and thereby by storing magnetic energy in the flyback transformer 3a and discharging the energy in the flyback transformer 3a generated voltage by the rectifier diodes D1, D2 rectified and smoothed by the smoothing capacitors C1, C2 to produce a DC voltage.
Der DC/AC-Wechselrichter 4 beinhaltet Schaltelemente Q1 bis Q4, die einen MOS-Feldeffekttransistor und einen H/B-(H-Brücken)Treiber 4a beinhaltet. Im DC/AC-Wechselrichter 4 sind die Schaltelemente Q1–Q4 in H-Form verbunden, um einen H-Brückentyp-Wechselrichter zu bilden. Es sei angemerkt, dass in der Anordnung die Schaltelemente Q1, Q3 ein hohes Potential ausgeben und die Schaltelemente Q2, Q4 ein niedriges Potential ausgeben. Der H/B-Treiber 4 treibt die Schaltelemente Q1–Q4 anhand des Ausgangssignals aus der CPU 8. The DC / AC inverter 4 includes switching elements Q1 to Q4 including a MOS field effect transistor and an H / B (H-bridge) driver 4a includes. In the DC / AC inverter 4 For example, the switching elements Q1-Q4 are connected in H-shape to form an H-bridge type inverter. It should be noted that in the arrangement, the switching elements Q1, Q3 output a high potential and the switching elements Q2, Q4 output a low potential. The H / B driver 4 drives the switching elements Q1-Q4 based on the output signal from the CPU 8th ,
Der Zünder 5 besteht aus einer Schaltung zum Überlagern des Hochspannungsimpulses (Zündimpuls) für das Starten auf die Ausgangsspannung des DC/AC-Wechselrichters 4, um die überlagerte Spannung an die HID-Birne 6 anzulegen, und beinhaltet einen Spaltschalter 5a, der eine Hochspannung in der Größenordnung von 800 V leitet, einen Impulstransformator 5b und einen Kondensator C3 zum Speichern der für das Entladungsstarten verwendeten Energie. In diesem Zusammenhang ist ein Anschluss des Kondensators C3 mit dem Sperrtransformator 3a über einen Widerstand R1 verbunden und ein Anschluss des Spaltschalters 5a ist ebenfalls mit dem Anschluss des Kondensators verbunden. Weiterhin sind die aus den Schaltelementen Q1–Q4 bestehende H-Brücke und der Impulstransformator 5b mit dem anderen Ende des Kondensators C3 verbunden. In der HID-Birne 6, wenn der Zündimpuls daran angelegt wird, tritt ein elektrischer Durchschlag im in das Innere desselben gefüllten Gas auf, um eine Entladung zu starten.The detonator 5 consists of a circuit for superimposing the high voltage pulse (ignition pulse) for starting on the output voltage of the DC / AC inverter 4 to the superimposed voltage to the HID bulb 6 and includes a gap switch 5a which conducts a high voltage of the order of 800 V, a pulse transformer 5b and a capacitor C3 for storing the energy used for the discharge start. In this connection, one terminal of the capacitor C3 is connected to the blocking transformer 3a connected via a resistor R1 and a connection of the gap switch 5a is also connected to the terminal of the capacitor. Further, the H-bridge consisting of the switching elements Q1-Q4 and the pulse transformer 5b connected to the other end of the capacitor C3. In the HID bulb 6 That is, when the ignition pulse is applied thereto, an electric breakdown occurs in the gas filled in the inside thereof to start a discharge.
Ein Steuerabschnitt 7 weist eine CPU 8 auf und steuert den Antrieb des Schaltelements Qa des DC/DC-Wandlers 3 und des H/B-Treibers 4a. Die CPU 8 lässt entsprechende Steuerprogramme zum Steuern des DC/DC-Wandlers 3 und des DC/AC-Wechselrichters 4 ablaufen; ein Ausgangsstromoperations(Beleuchtungsstromsteuerungs)Programm zum Rückkoppeln zumindest der Ausgangsspannung Vo, die an die HID-Birne 6 angelegt wird, um einen geeigneten Beleuchtungszustand der HID-Birne 6 zu erzielen; ein (Rechteckwellenausgabe-)Programm zum kontinuierlichen Ausgeben einer Rechteckwelle an das Schaltelement Qa des DC/DC-Wandlers 3 ohne Referenz zum Fortschritt der Beleuchtungsstromsteuerung; und ein (Unterbrechungsverarbeitungs-)Programm zum regulären Inkrementieren oder Dekrementieren, um einen vorbestimmten Betrag, der Ein-Last der kontinuierlichen Rechteckwelle anhand des Ausgabewertes der Komparatoren 9a, 9b.A control section 7 has a CPU 8th and controls the drive of the switching element Qa of the DC / DC converter 3 and the H / B driver 4a , The CPU 8th allows appropriate control programs to control the DC / DC converter 3 and the DC / AC inverter 4 expire; an output current operation (lighting current control) program for feeding back at least the output voltage Vo applied to the HID bulb 6 is applied to a suitable lighting condition of the HID bulb 6 to achieve; a (square wave output) program for continuously outputting a square wave to the switching element Qa of the DC / DC converter 3 without reference to the progress of the lighting current control; and a (interrupt processing) routine for regularly incrementing or decrementing, by a predetermined amount, the on-load of the continuous square wave based on the output value of the comparators 9a . 9b ,
Der Komparator (Vergleichsprozessor, zweiter Komparator) 9a vergleicht die Größe des Werts der Ausgabespannung Vo, die an die HID-Birne 6 angelegt ist, und den Analogwert der Spannung (Zielspannungswert), der an die HID-Birne 6 anzulegen ist, der durch die CPU berechnet ist, und gibt ein Digitalsignal (Hochpegel oder Niederpegel) gemäß dem Ergebnis aus. Die Ausgabespannung Vo wird an den Komparator 9a und den Steuerabschnitt 7 mittels einer mit dem Knoten der Widerstände R2, R3, die in Reihe zwischen den Ausgaberouten des DC/DC-Wandlers 3 verbunden sind, verbundenen Route zugeführt. Daraufhin wird im Steuerabschnitt 7 die Ausgangsspannung Vo durch den in der CPU lokalisierten A/D-Wandler in einen Digitalwert gewandelt, um in die CPU 8 übernommen zu werden. Die Zufuhrroute der Ausgabespannung Vo und der A/D-Wandler bilden einen Ausgabespannungsdetektionsabschnitt.The comparator (comparison processor, second comparator) 9a compares the magnitude of the value of the output voltage Vo, which to the HID bulb 6 is applied, and the analog value of the voltage (target voltage value) applied to the HID bulb 6 to be applied, which is calculated by the CPU, and outputs a digital signal (high level or low level) according to the result. The output voltage Vo is applied to the comparator 9a and the control section 7 by means of one with the node of resistors R2, R3 connected in series between the output routes of the DC / DC converter 3 are connected, connected route supplied. Thereupon, in the control section 7 the output voltage Vo is converted into a digital value by the A / D converter located in the CPU to enter the CPU 8th to be taken over. The supply route of the output voltage Vo and the A / D converter constitute an output voltage detection section.
Der Komparator (Vergleichsprozessor, ein erster Komparator) 9b vergleicht die Größe des Werts an Ausgangsstrom Io, der der HID-Birne 6 zugeführt wird, mit dem Analogwert des durch die CPU 8 berechneten Stroms (Zielstromwert), welcher der HID-Birne 6 zuzuführen ist, und gibt ein Digitalsignal (Hochpegel oder Niederpegel) entsprechend dem Ergebnis aus. Der Ausgabestrom Io wird über eine Route an den Komparator 9b eingegeben, die einen Widerstand R4 passiert, um den zwischen dem DC/DC-Wandler 3 und dem DC/AC-Wechselrichter 4 vorgesehenen Strom zu detektieren. Der Widerstand R4 zum Detektieren des Stroms und die zuführende Route bilden den Ausgabestrom-Detektionsabschnitt. Übrigens wird die Ausgabe aus den Komparatoren 9a, 9b als Ein-Kanal-Ausgabe durch eine verdrahtete ODER-Verbindung geroutet.The comparator (comparison processor, a first comparator) 9b compares the magnitude of the value of output current Io, that of the HID bulb 6 is supplied with the analog value of the by the CPU 8th calculated current (target current value), which the HID bulb 6 is to be supplied, and outputs a digital signal (high level or low level) according to the result. The output current Io is sent to the comparator via a route 9b input, which passes a resistor R4 to the between the DC / DC converter 3 and the DC / AC inverter 4 to detect the intended current. The current detecting resistor R4 and the supplying route constitute the output current detecting section. By the way, the output will be from the comparators 9a . 9b routed as a single-channel output through a wired OR connection.
Der D/A-Wandler 10 wandelt die an die HID-Birne 6 anzulegende Spannung (Zielspannung) und den der HID-Birne 6 zuzuführenden Strom (Zielstrom), die durch die CPU 8 betrieben werden, aus dem Digitalwert in den Analogwert um, um die umgewandelten Ergebnisse an die Komparatoren 9a bzw. 9b auszugeben. Der Pegelverschieber 11 und der Puffer 12, die als Pegelverschiebemittel dienen, wandeln die aus der CPU 8 ausgegebene Rechteckwelle in die Rechteckwelle an Spannung um, die notwendig ist, um das Schaltelement Qa zu treiben.The D / A converter 10 converts to the HID bulb 6 voltage to be applied (target voltage) and that of the HID bulb 6 current to be supplied (target current) through the CPU 8th from the digital value to the analog value, to the converted results to the comparators 9a respectively. 9b issue. The level shifter 11 and the buffer 12 which serve as level shifters convert those from the CPU 8th output square wave in the square wave to voltage, which is necessary to drive the switching element Qa.
2 ist eine Ansicht, welche die durch die CPU in 1 implementierten Funktionsblöcke zeigt. Indem die an die HID-Birne 6 angelegte Ausgabespannung Vo und die Stromquellenspannung Vi empfangen wird, die durch den A/D-Wandler 13 in Digitalwerte gewandelt werden, treibt der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 basierend auf jenen Werten den DC/DC-Wandler 3 an, den Beleuchtungsstrom zum Leuchtenlassen der HID-Birne 6 zu steuern und treibt auch den H/B-Treiber 4a, um die Ausgabe des DC/AC-Wechselrichters 4 zu steuern. 2 is a view which the CPU in 1 implemented function blocks shows. By attaching to the HID bulb 6 applied output voltage Vo and the power source voltage Vi received by the A / D converter 13 converted into digital values, drives the lighting power control section 14 based on those values the DC / DC converter 3 on, the lighting current to light up the HID bulb 6 and also drives the H / B driver 4a to the output of the DC / AC inverter 4 to control.
Weiterhin erzeugt der Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16, ohne vom Fortgang der Steueraktion des Beleuchtungsleistungssteuerabschnitts 14 beeinträchtigt zu sein, kontinuierlich die Rechteckwelle, von der die Ein-Laständerungen für PWM (Pulsbreitenmodulation) gemäß dem Zählzyklus eines Freischwing-Zählers (nachfolgend als FRT abgekürzt) 15 zum Ausgeben der Rechteckwelle an den Pegelverschieber 11. Der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 startet seine Arbeit basierend auf dem vorbestimmten Zyklus, der im Unterbrechungstimer 17a eingestellt ist, ohne mit dem Fortschritt der Steueraktion des Beleuchtungsleistungssteuerabschnitts 14 zu interferieren, ändert die Einstellung des FRT 15 anhand der Ausgabenwerte der Komparatoren 9a, 9b und inkrementiert oder dekrementiert dadurch die Ein-Last der durch den Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegebenen kontinuierlichen Rechteckwelle um einen vorbestimmten Betrag.Furthermore, the square wave output section generates 16 without progress of the control action of the lighting power control section 14 to be continuously impaired Square wave from which the one-load changes for PWM (pulse width modulation) according to the counting cycle of a free-running counter (hereinafter abbreviated as FRT) 15 for outputting the square wave to the level shifter 11 , The interrupt processing section 17 starts its work based on the predetermined cycle in the interrupt timer 17a is set without the progress of the control action of the lighting power control section 14 to interfere, changes the setting of the FRT 15 based on the output values of the comparators 9a . 9b and thereby increments or decrements the on-load of the rectangular wave output section 16 output continuous square wave by a predetermined amount.
Eine Modustabelle 18 beinhaltet Tabellendaten, die darin registriert die Stromquellenspannung Vi in jedem Schritt während der Beleuchtungsoperation, die an die HID-Birne 6 angelegte Ausgabespannung Vo und die geeignete Frequenz (Zyklus) des FRT 15 entsprechend dem Ausgabestrom Io aufweisen. Hier bedeutet die geeignete Frequenz des FRT 15 die Frequenz, bei der, basierend auf der durch den Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegebenen Rechteckwelle der Transformator 3a des DC/DC-Wandlers 3 im später unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen kritischen Modus arbeitet. Der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 in der Betriebssteuerung des DC/DC-Wandlers 3 ändert die Frequenz des FRT 15 durch Bezugnahme auf die Modustabelle 18.A mode table 18 includes tabular data that registers the power source voltage Vi in each step during the lighting operation to the HID bulb 6 applied output voltage Vo and the appropriate frequency (cycle) of the FRT 15 have according to the output current Io. Here means the appropriate frequency of the FRT 15 the frequency at which, based on the square wave output section 16 output square wave of the transformer 3a of the DC / DC converter 3 im referring to later 6 described critical mode works. The illumination power control section 14 in the operation control of the DC / DC converter 3 changes the frequency of the FRT 15 by referring to the mode table 18 ,
Übrigens werden der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14, der Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16, der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 und andere Abschnitte ausgedrückt, indem die Programme für die Beleuchtungssteuerung im Sinne der vorliegenden Erfindung, welche in der CPU laufen gelassen werden, in einer Blockform ausgedrückt werden.Incidentally, the illumination power control section becomes 14 , the square wave output section 16 , the interrupt processing section 17 and other sections are expressed by expressing in a block form the lighting control programs according to the present invention which are run in the CPU.
Hier wird der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 aufgrund der Tatsache implementiert, dass die CPU 8 das Programm (Hauptprogramm) der Hauptroutinenverarbeitung zur Steuerung des DC/DC-Wandlers 3 und des DC/AC-Wechselrichters 4 der Programme für Beleuchtungssteuerung laufen lässt. Weiter ist der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 durch den Ablauf des Programms der Unterbrechungsroutine zum Durchführen von Rückkopplungssteuerung durch Timerunterbrechung (Unterbrechungsprogramm) der Programme zur Beleuchtungssteuerung, deren Ablauf durch die CPU 8 ausgeführt wird, implementiert. Weiterhin ist der Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 vermittels der Tatsache implementiert, dass die CPU 8 das Programm der Freischwing-Routine (Freischwing-Programm) ablaufen lässt, das nicht durch den Fortschritt der Hauptroutinenverarbeitung beeinträchtigt ist, und die Rechteckwelle gemäß dem Zählzyklus des FRT 15 des Programms zur Beleuchtungssteuerung ausgibt.Here, the illumination power control section becomes 14 implemented due to the fact that the cpu 8th the program (main program) of the main routine processing for controlling the DC / DC converter 3 and the DC / AC inverter 4 running programs for lighting control. Next is the interrupt processing section 17 by the execution of the program of the interruption routine for performing feedback control by timer interruption (interruption program) of the lighting control programs whose execution by the CPU 8th is executed implemented. Furthermore, the square wave output section 16 implemented by means of the fact that the CPU 8th executes the program of the free-swing routine, which is not affected by the progress of the main routine processing, and the square wave according to the counting cycle of the FRT 15 of the lighting control program.
Als Nächstes wird eine Erläuterung des Betriebs desselben gegeben. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Hauptroutinenverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, 4 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Unterbrechungsroutinenverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und 5 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Freischwing-Routinenverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Auf der CPU 8 laufen die Programme für die Beleuchtungssteuerung, womit sie die in 3 gezeigte Hauptroutinenverarbeitung im Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 ausführt, auch die in 5 gezeigte Freischwing-Routinenverarbeitung anhand des Zählzyklus des FRT 15 im Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausführt, und weiter die in 4 gezeigte Unterbrechungsroutinenverarbeitung in einem vorbestimmten Zyklus des Unterbrechungstimers 17a im Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 ausführt.Next, an explanation will be given of the operation thereof. 3 FIG. 14 is a flowchart showing the flow of the main routine processing according to the first embodiment; FIG. 4 FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the interrupt routine processing according to the first embodiment; and FIG 5 FIG. 12 is a flowchart showing the flow of the free-swinging routine processing according to the first embodiment. FIG. On the CPU 8th run the programs for the lighting control, which they the in 3 shown main routine processing in the lighting power control section 14 executes, also in 5 shown free-running routine processing based on the counting cycle of the FRT 15 in the square wave output section 16 carries out, and continues the in 4 shown interrupt routine processing in a predetermined cycle of the interruption timer 17a in the interruption processing section 17 performs.
Als Hauptroutinenverarbeitung der Beleuchtungsoperation der HID-Birne 6 führt der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 arithmetische Operationen am Ausgangsleistungswert und Ausgangsstromwert durch (Schritt ST3 und ST4), durch Eingeben einer Stromquellenspannung Vi (Schritt ST1) und dann Eingeben der Ausgabespannung Vo, die an die HID-Birne 6 angelegt wird (Schritt ST2). Dann führt der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 arithmetische Operationen an einem auszugebenden Stromwert durch, auf Basis der in Schritt ST3 betätigten Ausgabeleistung und der in Schritt ST2 rückgekoppelten Ausgabespannung Vo, um den Stromwert an den D/A-Wandler 10 auszugeben (Schritt ST5).As the main routine processing of the illumination operation of the HID bulb 6 the lighting power control section performs 14 arithmetic operations on the output power value and output current value by (step ST3 and ST4), inputting a power source voltage Vi (step ST1), and then inputting the output voltage Vo applied to the HID bulb 6 is created (step ST2). Then, the illumination power control section guides 14 arithmetic operations on a current value to be output by, based on the output power operated in step ST3 and the output voltage Vo fed back in step ST2, by the current value to the D / A converter 10 to output (step ST5).
Der durch den Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 berechnete, auszugebende Stromwert wird durch den D/A-Wandler 10 in ein Analogsignal gewandelt und dann am Komparator 9b eingegeben. In diesem Kontext kann der Ausgabetyp des Digitalsignals aus der CPU 8 eine serielle Ausgabe durch den PWM sein und kann eine parallele Ausgabe durch den Leiterwiderstand sein.The through the illumination power control section 14 calculated current value to be output is through the D / A converter 10 converted to an analogue signal and then to the comparator 9b entered. In this context, the output type of the digital signal from the CPU 8th may be a serial output through the PWM and may be a parallel output through the conductor resistor.
Danach stellt der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 den Zyklus (Frequenz) und die Auflösung des FRT 15 (Schritt ST6 und Schritt ST7) ein. Hier wird ein Zyklus (Frequenz) (1–10 μs), das in Bezug auf die Spezifikation des Transformators 3a, der den DC/DC-Wandler 3 bildet, angemessen ist, und die abhängig vom Beleuchtungszustand der HID-Birne 6 variierende Betriebsfrequenz im FRT 15 eingestellt.After that, the illumination power control section 14 the cycle (frequency) and the resolution of the FRT 15 (Step ST6 and Step ST7). Here is a cycle (frequency) (1-10 μs) that is related to the specification of the transformer 3a that the DC / DC converter 3 forms, is appropriate, and which depends on the lighting condition of the HID bulb 6 varying operating frequency in the FRT 15 set.
Bezüglich der Spezifikation des Transformators 3a und der Frequenz des FRT 15, falls beispielsweise die Induktanz der Wicklung des Transformators groß ist (wenn ein großer Transformator verwendet werden kann), wird eine niedrige Betriebsfrequenz bei exzellenter Effizienz ausgewählt und falls die Induktanz klein ist (wenn der Transformator notwendigerweise kompakt ist), wird eine so hohe Betriebsfrequenz ausgewählt, dass der Kern des Transformators 3a nicht gesättigt wird. Regarding the specification of the transformer 3a and the frequency of the FRT 15 For example, if the inductance of the winding of the transformer is large (if a large transformer can be used), a low operating frequency is selected with excellent efficiency, and if the inductance is small (if the transformer is necessarily compact) such high operating frequency is selected that the core of the transformer 3a does not become saturated.
Weiterhin, bezüglich des Beleuchtungszustands der HID-Birne 6 und der Frequenz des FRT 15 wird bei Hochleistungs-(beispielsweise 75 W)Ausgabebedingungen unmittelbar nach Leuchtenlassen das System bei einer niedrigen Frequenz in einem später unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen kontinuierlichen Modus betrieben und bei Nennleistung (beispielsweise 35 Watt) Ausgabebedingungen bei stabiler Beleuchtung wird das System bei einer Frequenz betrieben, bei der das System in einem später unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen kritischen Modus ist.Furthermore, regarding the lighting condition of the HID bulb 6 and the frequency of the FRT 15 at high power (eg, 75 W) output conditions immediately after letting the system go low at a low frequency in a later reference to 6 operating at steady-state mode and at nominal power (for example, 35 watts) output conditions under stable lighting, the system is operated at a frequency at which the system is referenced in a later reference 6 described critical mode is.
Der FRT 15 zählt bis zur Frequenz gemäß den oben diskutierten Einstellbedingungen aufwärts und der Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 erzeugt kontinuierlich eine Rechteckwelle anhand des gezählten Zyklus, um die Rechteckwelle an den Pegelverschieber 11 auszugeben (Schritt ST1b in 5). Somit wird die Schaltvorrichtung Qa durch ein Antriebssignal, basierend auf der durch den Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 erzeugten Rechteckwelle durch den Pegelverschieber 11 und den Puffer 12 umschaltgesteuert, und dadurch wird der DC/DC-Wandler 3 manipuliert.The FRT 15 counts up to the frequency according to the above-discussed setup conditions up and the square wave output section 16 continuously generates a square wave based on the counted cycle, around the square wave to the level shifter 11 to output (step ST1b in FIG 5 ). Thus, the switching device Qa is driven by a drive signal based on the square wave output section 16 generated square wave by the level shifter 11 and the buffer 12 switchover, and thereby becomes the DC / DC converter 3 manipulated.
Wie oben erwähnt, ändert der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 den Zyklus und die Auflösung der Rechteckwelle, die aus dem Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegeben wird, anhand der Änderung beim Beleuchtungszustand der HID-Birne 6, indem eine vergleichsweise lange Zeit während der Verarbeitung der Hauptroutine verbracht wird. Aufgrund dessen kann selbst eine preisgünstige CPU mit einer niedrigen Taktfrequenz die oben diskutierte Verarbeitung ausführen.As mentioned above, the illumination power control section changes 14 the cycle and the resolution of the square wave resulting from the square wave output section 16 is output based on the change in the illumination state of the HID bulb 6 by spending a comparatively long time during the processing of the main routine. Because of this, even a low-cost CPU with a low clock frequency can perform the processing discussed above.
Weiterhin gibt der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 ein H/B-Antriebssignal an den H/B-Treiber 4a aus, um die Schaltelemente Q1 bis Q4 des DC/AC-Wechselrichters 4 anzutreiben und ändert dadurch die Ausgabe des DC/AC-Wechselrichters 4, um die Ausgabe zu steuern (Schritt ST8). Danach kehrt der Prozess zu Schritt ST1 zurück und die oben diskutierte Verarbeitung wird wiederholt.Furthermore, the illumination power control section gives 14 a H / B drive signal to the H / B driver 4a to the switching elements Q1 to Q4 of the DC / AC inverter 4 thereby changing the output of the DC / AC inverter 4 to control the output (step ST8). Thereafter, the process returns to step ST1, and the processing discussed above is repeated.
Derweil wird neben der Hauptroutinenverarbeitung der in 4 gezeigte Unterbrechungsroutinenprozess durch den Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 mit dem in dem Unterbrechungstimer 17 eingestellten vorbestimmten Zyklus ausgeführt.Meanwhile, in addition to the main routine processing, the in 4 shown interrupt routine process by the interrupt processing section 17 with the in the break timer 17 set predetermined cycle.
Um durch die CPU 8 die Rückkopplungssteuerung ähnlich derjenigen durchzuführen, welche durch den DC/DC-Wandler 3 mit der Analogschaltung durchgeführt wird, ist es notwendig, die Rückkopplung häufig durchzuführen. Spezifisch wird ein kurzer Zyklus (beispielsweise in der Größenordnung von 10 μs) im Unterbrechungstimer 17a eingestellt und um die durch den Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 verwendete Verarbeitungszeit zwischen den kurzen Timerunterbrechungszyklen zu lassen, ist es notwendig, die arithmetische Verarbeitung der Unterbrechungsroutine innerhalb einer kurzen Zeit abzuschließen. Bei einer CPU mit einer niedrigen Taktfrequenz, falls angenommen wird, dass die Verarbeitungszeit der Timerunterbrechung um einige Mikrosekunden herum liegt, können nur einige Anweisungen innerhalb der Zeit des Unterbrechungsroutinenprozesses ausgeführt werden.To go through the CPU 8th perform the feedback control similar to that performed by the DC / DC converter 3 is performed with the analog circuit, it is necessary to perform the feedback often. Specifically, a short cycle (for example of the order of 10 μs) will be in the Interrupt Timer 17a and by the illumination power control section 14 It is necessary to complete the arithmetic processing of the interruption routine in a short time, between the short timer interruption cycles. For a CPU with a low clock rate, assuming that the processing time of the timer interrupt is around a few microseconds, only a few instructions can be executed within the time of the interrupt routine process.
Aus diesem Grunde werden in der ersten Ausführungsform, um die Verarbeitungszeit bei der Unterbrechungsroutine zu verringern, indem die Anzahl von wie in 4 gezeigten Anweisungen beschränkt wird, die folgenden Operationen in der Verarbeitungszeit in der Größenordnung einiger Mikrosekunden im Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 durchgeführt.For this reason, in the first embodiment, in order to reduce the processing time at the interruption routine, the number of times as in FIG 4 is limited to the following operations in the processing time on the order of a few microseconds in the interruption processing section 17 carried out.
Wenn die Unterbrechungsroutine startet, bewertet der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 das Vergleichsergebnis zu den Größen des Ausgabestroms Io oder der Ausgabespannung Vo ihren Zielwerten durch den Ausgabepegel (hoher Pegel oder niedriger Pegel) des Komparators 9a, 9b (Schritt ST1a). Falls der Ausgabestrom Io oder der Ausgabespannung Vo größer als der ausgegebene Wert ist, trifft der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 die Entscheidung, ob die Ein-Last der aus dem Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegebenen Rechteckwelle kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Minimalwert ist, aus dem letzten Sollwert des FRT 15 (Schritt ST2a).When the interrupt routine starts, the interrupt processing section judges 17 the comparison result to the magnitudes of the output current Io or the output voltage Vo of their target values by the output level (high level or low level) of the comparator 9a . 9b (Step ST1a). If the output current Io or the output voltage Vo is greater than the output value, the interrupt processing section hits 17 the decision as to whether the on-load is out of the square-wave output section 16 output square wave is less than or equal to the predetermined minimum value, from the last setpoint of the FRT 15 (Step ST2a).
Im Schritt ST2a, wenn die Ein-Last der Rechteckwelle kleiner oder gleich dem vorbestimmten Minimalwert ist (JA), beendet der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 die Unterbrechungsverarbeitung in diesem Zyklus. Weiter, wenn die Ein-Last der Rechteckwelle nicht kleiner gleich dem Minimalwert ist (NEIN), stellt der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 die Dekrementierung der Ein-Last der aus dem Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegebenen Rechteckwelle um einen vorbestimmten Wert ein und der Prozess kehrt zur Hauptroutinenverarbeitung zurück (Rücksprung) (Schritt ST3a).In step ST <b> 2 a, when the on-load of the square wave is smaller than or equal to the predetermined minimum value (YES), the interrupt processing section ends 17 the interrupt processing in this cycle. Further, when the on-load of the square wave is not smaller than the minimum value (NO), the interruption processing section sets 17 the decrement of the on-load of the square wave output section 16 outputted square wave by a predetermined value and the process returns to the main routine processing (return) (step ST3a).
Ansonsten trifft in Schritt ST1a, falls der Ausgabestrom Io oder die Ausgabespannung Vo kleiner als der auszugebende Wert ist, die Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 eine Entscheidung, ob die Ein-Last der durch den Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegebenen Rechteckwelle größer gleich dem vorbestimmten Maximalwert ist oder nicht, aus dem letzten Sollwert des FRT 15 (Schritt ST4a). Otherwise, in step ST1a, if the output current Io or the output voltage Vo is smaller than the value to be outputted, the interrupt processing section 17 a decision as to whether the on-load is passing through the square wave output section 16 output rectangular wave is equal to or greater than the predetermined maximum value, from the last set value of the FRT 15 (Step ST4a).
Hier, wenn die Ein-Last der Rechteckwelle größer gleich einem vorbestimmten Maximalwert ist (JA), schließt der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 die Unterbrechungsverarbeitung im Zyklus ab und der Prozess kehrt zur Hauptroutinenverarbeitung zurück (Rücksprung). Ansonsten, wenn die Ein-Last der Rechteckwelle nicht größer gleich dem Minimalwert ist (NEIN), stellt der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 das Inkrementieren der Ein-Last der Rechteckwellenlänge, die aus dem Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegeben wird, um einen vorbestimmten Wert ein und der Prozess kehrt zur Hauptroutinenverarbeitung zurück (Rücksprung) (Schritt ST5a).Here, when the on-load of the square wave is equal to or larger than a predetermined maximum value (YES), the interruption processing section closes 17 the interrupt processing in the cycle and the process returns to the main routine processing (return). Otherwise, if the on-load of the square wave is not equal to or larger than the minimum value (NO), the interruption processing section sets 17 incrementing the on-load of the square wave length resulting from the square wave output section 16 is returned by a predetermined value and the process returns to main routine processing (return) (step ST5a).
Somit kann, unter Verwendung von Anweisungen, welche die Ausführung der Bewertung am Vergleichsergebnis für die Ausgabe dirigieren, die Bewertung zu den Vergleichen zwischen der Ein-Last der Rechteckwelle und dem Minimalwert/Maximalwert und dem Dekrement oder Inkrement der Ein-Last der Rechteckwelle, welche durch die einfache Vergleichsverarbeitung oder die Änderung der im FRT 15 eingestellten Werte inkrementiert wird, selbst falls die CPU eine niedrige Taktfrequenz hat, die CPU die Unterbrechungsroutine in einer Verarbeitungszeit der Größenordnung weniger Mikrosekunden abschließen. Daher kann der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 betrieben werden, ohne mit der Verarbeitung, welche der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 ausführt, zu interferieren.Thus, using instructions directing the execution of the score to the result of the comparison for the output, the score may be compared to the comparisons between the on-load of the square wave and the minimum / maximum value and the decrement or increment of the on-load of the square wave through the simple comparison processing or the change in the FRT 15 is set, even if the CPU has a low clock frequency, the CPU will complete the interrupt routine in a processing time of the order of a few microseconds. Therefore, the interrupt processing section can 17 be operated without the processing, which the illumination power control section 14 executes, to interfere.
Es sei angemerkt, dass die Ein-Last der Rechteckwelle, die zu groß oder zu klein ist, den DC/DC-Wandler 3 veranlassen kann, eine Fehlfunktion aufzuweisen. Insbesondere reduziert die übermäßige Ein-Last (beispielsweise 100% Ein-Last) das Timing für den Transformator 3a, die darin gesetzte Magnetenergie zu entladen, und bringt den Kern des Transformators 3 in einen magnetischen Sättigungszustand, was dazu führt, dass ihn ein übermäßiger erster Strom passiert. Daher werden die Bestandteilselemente Stress unterworfen, was zur Zerstörung führen kann.It should be noted that the on-load of the square wave, which is too large or too small, the DC / DC converter 3 can cause it to malfunction. In particular, the excessive on-load (eg, 100% on-load) reduces the timing for the transformer 3a to discharge the magnetic energy placed in it, and brings the core of the transformer 3 in a magnetic saturation state, causing it to pass an excessive first current. Therefore, the constituent elements are subjected to stress, which can lead to destruction.
Aus diesem Grund, wie oben diskutiert, wenn die Ein-Last der Rechteckwelle mit dem Minimalwert oder dem Maximalwert verglichen wird, wird es erwogen, die Einstellungen von zu viel oder zu wenig Ein-Last der Rechteckwelle zu vermeiden. Somit, während der DC/DC-Wandler 3 daran gehindert wird, eine Fehlfunktion zu haben, kann eine preiswerte CPU mit einer niedrigen Taktfrequenz verwendet werden, um die Beleuchtung der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung 1 zu steuern.For this reason, as discussed above, when the on-load of the square wave is compared with the minimum value or the maximum value, it is considered to avoid the settings of too much or too little on-load of the square wave. Thus, while the DC / DC converter 3 is prevented from malfunctioning, a low-cost, low-clock CPU can be used to control the lighting of the discharge lamp lighting device 1 to control.
In Schritt ST1a, vor der HID-Birnen 6 Aufleuchtung (bevor der Durchschlag auftritt), gibt der Komparator 9a die Ausgabespannung Vo zurück, um die Spannung mit dem Zielwert zu vergleichen und daher wird die Ausgabespannung auf die maximale Ausgabespannung (beispielsweise Konstantspannung 400 V) unter einer unbelasteten Bedingung anhand der oben diskutierten Prozedur gesteuert. Weiter gibt nach HID-Birnen-Aufleuchten (nachdem der Durchschlag auftritt) der Komparator 9b den Ausgabestrom Io zurück, um den Strom mit dem Zielwert zu vergleichen, und dadurch wird der Ausgabestrom auf den Ausgabestrom gesteuert, der für das Aufleuchten der HID-Birne 6 (beispielsweise ein Konstantstrom entsprechend einer Leistung von 75 W unmittelbar nach Aufleuchten, bis 35 W für permanente Beleuchtung) anhand der oben diskutierten Prozedur notwendig ist.In step ST1a, in front of the HID bulbs 6 Illumination (before the breakdown occurs), gives the comparator 9a the output voltage Vo back to compare the voltage with the target value, and therefore, the output voltage is controlled to the maximum output voltage (for example, constant voltage 400 V) under an unloaded condition by the procedure discussed above. Next, after HID bulb lighting up (after the breakdown occurs), the comparator gives 9b the output current Io back to compare the current with the target value, and thereby the output current is controlled to the output current, which is for the illumination of the HID bulb 6 (For example, a constant current corresponding to a power of 75 W immediately after lighting up to 35 W for permanent lighting) is necessary according to the procedure discussed above.
Wie in 1 gezeigt, da die Ausgabe aus den Komparatoren 9a, 9b als Ein-Kanal-Ausgabe durch eine verdrahtete ODER-Verbindung geroutet wird, wird die Anzahl von Vergleichsverarbeitungen bei der Eingabe der CPU 8 und der oben diskutierten Unterbrechungsroutine reduziert, was es ermöglicht, eine preisgünstige CPU mit einer niedrigen Taktfrequenz einzusetzen, um das Aufleuchtenlassen der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung 1 zu steuern.As in 1 shown as the output from the comparators 9a . 9b is routed as a one-channel output through a wired OR connection, the number of comparison processings at the input of the CPU becomes 8th and the interrupt routine discussed above, which makes it possible to use a low-cost CPU with a low clock frequency to make the discharge lamp lighting device light up 1 to control.
6 ist ein Diagramm, das einen Betriebsmodus eines DC/DC-Wandlers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Der in 6(a) gezeigte kontinuierliche Modus bedeutet den Modus des Zustands, bei dem die als ein durch den Transformator 3a über eine Ein-Periode des Umschaltelementes Qa im Antriebssignal (die Rechteckwelle aus der CPU 8) fließender Primärstrom gespeicherte Energie nicht insgesamt als ein Sekundärstrom für eine Aus-Periode entladen wird und als Magnetenergie im Transformator 3a gespeichert wird. 6 FIG. 15 is a diagram showing an operation mode of a DC / DC converter according to the first embodiment. FIG. The in 6 (a) continuous mode shown means the mode of the state in which the as a through the transformer 3a via an on-period of the switching element Qa in the drive signal (the square wave from the CPU 8th ) is not discharged as a secondary current for an off-period and as magnetic energy in the transformer 3a is stored.
Der in 6(b) gezeigte kritische Modus bedeutet den Modus des Zustands, wo die als ein Primärstrom im Transformator 3a über eine Ein-Periode des Schaltelements Qa gespeicherte Energie insgesamt als ein Sekundärstrom für eine Aus-Periode entladen wird, der Betrag gespeicherter Energie äquivalent dem Betrag an entladener Energie ist und es weiterhin keine Periode gibt, in der kein Strom an sowohl der ersten als auch der zweiten Seite desselben fließt. Der in 6(c) gezeigte diskontinuierliche Modus bedeutet einen Modus des Zustands, wo die als Primärstrom im Transformator 3a über eine Aus-Periode des Umschaltelementes Qa gespeicherte Magnetenergie insgesamt als ein Sekundärstrom entladen wird und danach eine Periode auftritt, die durch das Bezugszeichen A repräsentiert ist, in der kein Strom fließt, bis zur Zeit, wenn das Umschaltelement Qa eingeschaltet wird.The in 6 (b) shown critical mode means the mode of the state where the as a primary current in the transformer 3a total energy stored as a secondary current for one off-period over one-period of the switching element Qa, the amount of stored energy is equivalent to the amount of discharged energy, and further, there is no period in which no current is applied to both the first and the second the second side of the same flows. The in 6 (c) shown discontinuous mode means a mode of the state where the as primary current in the transformer 3a stored over an off-period of the switching element Qa Entire magnetic energy is discharged as a secondary current and thereafter a period occurs, represented by the reference numeral A, in which no current flows, until the time when the switching element Qa is turned on.
In Schritt ST6 der in 3 gezeigten Hauptroutinenverarbeitung wählt für die Hochleistungs-Ausgabebedingungen (beispielsweise 75 W) unmittelbar nach Aufleuchtenlassen der HID-Birne 6 der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt eine niedrige Frequenz aus, bei welcher der DC/DC-Wandler 3 veranlasst wird, im kontinuierlichen Modus zu arbeiten, als eine Betriebsfrequenz des FRT 15 entsprechend der Stromquellenspannung Vi, der Ausgabespannung Vo oder des Ausgabestroms Io im Timing, in dem auf die Modustabelle 18 Bezug genommen wird, und stellt den Zyklus des FRT 15 ein. Weiterhin bezieht sich für Nennleistungs-(beispielsweise 35 W)Ausgabebedingungen zur Zeit eines stabilen Leuchtenlassens der HID-Birne 6 der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt auf die Modustabelle 18, um den Zyklus des FRT 15 einzustellen, der eine Frequenz (Zyklus) ist, bei der der DC/DC-Wandler 3 im kritischen Modus arbeitet, oder ein Zyklus in der Umgebung desselben.In step ST6, the in 3 The main routine processing shown selects for the high output output conditions (for example, 75 W) immediately after the HID bulb lights up 6 the illumination power control section outputs a low frequency at which the DC / DC converter 3 is caused to operate in continuous mode, as an operating frequency of the FRT 15 corresponding to the power source voltage Vi, the output voltage Vo, or the output current Io at the timing in which the mode table 18 Reference is made, and sets the cycle of the FRT 15 one. Further, for rated power (for example, 35 W) output conditions, the HID bulb is stable at the time of stable lighting 6 the lighting power control section on the mode table 18 to the cycle of FRT 15 which is a frequency (cycle) at which the DC / DC converter 3 working in critical mode, or a cycle in its environment.
Daraufhin, kann es auch vorgesehen sein, dass der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 in der Hauptroutinenverarbeitung, um den Transformator 3a des DC/DC-Wandlers 3 im kritischen Modus (später beschrieben) zu verwenden, um die Betriebseffizienz des DC/DC-Wandlers 3 zu verbessern, auf der Eigenfrequenz (Zyklus) der Rechteckwelle arbeitet, indem die Stromquellenspannung Vi, die Ausgabespannung Vo oder der Ausgabestrom Io zu jedem Timing unter Beleuchtungsbedingungen verwendet wird, und den Zyklus des FRT 15 auf eine angemessene Frequenz (Zyklus) des betriebenen Ergebnisses umschaltet, um den DC/DC-Wandler 3 zu manipulieren.Thereupon, it may also be provided that the illumination power control section 14 in the main routine processing to the transformer 3a of the DC / DC converter 3 in critical mode (described later) to use the operating efficiency of the DC / DC converter 3 to improve on the natural frequency (cycle) of the square wave by using the power source voltage Vi, the output voltage Vo or the output current Io at each timing under lighting conditions, and the cycle of the FRT 15 to a reasonable frequency (cycle) of the operated result, to the DC / DC converter 3 to manipulate.
Wie oben erwähnt, kann, weil Maßnahmen an der Frequenz der kritischen Operation, entsprechend der Variation der Stromquellenspannung und des Beleuchtungszustands der HID-Birne 6 variieren, durch Ausführen des Prozesses der Hauptroutinenverarbeitung über eine relativ lange Zeit eine preisgünstige CPU mit einer niedrigen Taktfrequenz verwendet werden, um die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung 1 zu steuern.As mentioned above, because measures can be at the frequency of the critical operation, according to the variation of the power source voltage and the lighting state of the HID bulb 6 vary, by performing the process of main routine processing for a relatively long time, a low-cost low-cost CPU can be used to construct the discharge lamp lighting device 1 to control.
Weiter, wenn die Antwort des DC/DC-Wandlers 3 gemäß dem Beleuchtungszustand der HID-Birne 6 variabel gemacht wird, ändert der Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 die Zählauflösung des FRT 15 entsprechend der Auflösung der Ein-Last in Schritt ST7 der Hauptroutinenverarbeitung, um die Ein-Lastauflösung der im Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 erzeugten Rechteckwelle auf einen geeigneten Betrag zu ändern. Die Operation kann die Breite des Inkrements oder Dekrements der durch die Unterbrechungsverarbeitung betriebenen Ein-Last in einer Zeit ändern, um zu ermöglichen, dass sich die Reaktion des DC/DC-Wandlers 3 ändert.Next, if the response of the DC / DC converter 3 according to the lighting condition of the HID bulb 6 is made variable, the illumination power control section changes 14 the count resolution of the FRT 15 in accordance with the resolution of the on load in step ST7 of the main routine processing, the on-load resolution of the rectangular wave output section 16 generated square wave to a suitable amount to change. The operation may change the width of the increment or decrement of the on-load operated by the interrupt processing in a time to allow the response of the DC / DC converter 3 changes.
Beispielsweise entspricht der inkrementielle/dekrementielle Wert ”1” der Last, wenn die Ein-Lastauflösung ”128” per Zyklus ist, dem inkrementiellen/dekrementiellen Wert von ”2” desselben, wenn die Ein-Lastauflösung ”256” per Zyklus ist. Daher, selbst falls der inkrementielle/dekrementielle Wert auf ”1” fixiert ist, kann, falls die Ein-Lastauflösung grob eingestellt wird, der inkrementielle/dekrementielle Wert, wenn die Ausgabe des DC/DC-Wandlers 3 rasch geändert wird, sehr verändert werden. Andererseits machen in dem Fall, wo eine genaue Ausgangssteuerung des DC/DC-Wandlers 3 erforderlich ist, Feineinstellungen der Ein-Lastauflösung die Reaktion desselben möglich.For example, the incremental / decremental value "1" of the load when the on-load resolution is "128" per cycle, the incremental / decremental value of "2" thereof when the on-load resolution is "256" per cycle. Therefore, even if the incremental / decremental value is fixed at "1", if the on-load resolution is roughly set, the incremental / decremental value when the output of the DC / DC converter 3 is changed rapidly, very changed. On the other hand, in the case where an accurate output control of the DC / DC converter 3 is required, fine adjustments of the one-load resolution the reaction of the same possible.
Daher ist es in Schritt ST3a und Schritt ST5a der in 4 gezeigten Unterbrechungsverarbeitung, wenn der Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt 17 die die Ein-Last der Rechteckwelle um einen vorbestimmten Betrag” inkrementiert oder dekrementiert, nicht notwendig, die Reaktion des DC/DC-Wandlers 3 bei der Unterbrechungsverarbeitung zu erwägen und es ist möglich, den inkrementiellen/dekrementiellen Wert auf ”1” zu fixieren. Somit kann die Betriebslast der Unterbrechungsroutine reduziert werden, und daher kann selbst eine CPU mit einer niedrigen Taktfrequenz diese Bedingungen erfüllen.Therefore, in step ST3a and step ST5a, the in 4 the interrupt processing shown when the interrupt processing section 17 the increment or decrement the on-load of the square wave by a predetermined amount, not necessary, the response of the DC / DC converter 3 in the interrupt processing and it is possible to fix the incremental / decremental value to "1". Thus, the operating load of the interrupt routine can be reduced, and therefore, even a CPU having a low clock frequency can satisfy these conditions.
Daraufhin erfordert der Prozess zum Inkrementieren oder Dekrementieren der Ein-Last der Rechteckwelle um einen vorbestimmten Betrag den Schritt des Einstellens des vorbestimmten Betrags und eine Mehrzahl von Schritten zur Durchführung der Addition des eingestellten vorbestimmten Betrags; falls jedoch der inkrementielle/dekrementielle Wert ”1” ist, kann nur ein Schritt des Inkrementierens oder Dekrementierens des numerischen Werts den Prozess ausführen. Beispielsweise durch Ändern der Eingangstaktrate und des Zählmaximalwerts als ein Paar ohne Änderung des Zyklus des FRT 15 ist es unter einer Bedingung, wenn der Beleuchtungszustand der HID-Birne 6, unmittelbar nachdem sich die Beleuchtung extrem ändert, durch Senken der Geschwindigkeit des Eingangstakts des FRT 15, um den Zählmaximalwert zu reduzieren, möglich, die Ausgabe des DC/DC-Wandlers zu veranlassen, rasch darauf zu reagieren und bei einem stabilen gleichmäßig leuchtenden Zustand ist es möglich, indem der Eingangstakt des FRT 15 auf eine hohe Geschwindigkeit gebracht wird, um den Zählmaximalwert zu erhöhen, die Ausgabe des DC/DC-Wandlers zu veranlassen, verzögert darauf zu reagieren.Then, the process of incrementing or decrementing the on-load of the square wave by a predetermined amount requires the step of setting the predetermined amount and a plurality of steps of performing the addition of the set predetermined amount; however, if the incremental / decremental value is "1", only one step of incrementing or decrementing the numerical value can execute the process. For example, by changing the input clock rate and the count maximum value as one pair without changing the cycle of the FRT 15 it is under a condition when the lighting condition of the HID bulb 6 Immediately after the lighting changes extremely, lower the speed of the input clock of the FRT 15 In order to reduce the count maximum value, it is possible to cause the output of the DC / DC converter to respond quickly thereto, and in a stable uniformly lit state, it is possible to change the input clock of the FRT 15 is brought to a high speed to increase the count maximum value to cause the output of the DC / DC converter to respond to it in a delayed manner.
Wenn darüber hinaus die Gatterspannung für das Antreiben des Schaltelements Qa des DC/DC-Wandlers 3 höher als die Stromquellenspannung der CPU 8 ist, sollte das Ausgangssignal (Rechteckwelle) aus der CPU 8 in eine Gatterspannung konvertiert werden. Bei der ersten Ausführungsform sind der Pegelverschieber 11 und der Puffer 12, die beide eine einfache Auslegung haben, darin bereitgestellt und dadurch wird die aus dem Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 ausgegebene kontinuierliche Rechteckwelle in die Gatterspannung konvertiert. In addition, when the gate voltage for driving the switching element Qa of the DC / DC converter 3 higher than the power source voltage of the CPU 8th is, should the output signal (square wave) from the CPU 8th be converted into a gate voltage. In the first embodiment, the level shifter 11 and the buffer 12 both of which have a simple design provided therein, and thereby becomes the rectangular wave output section 16 output continuous square wave converted into the gate voltage.
7 ist ein Schaltungsdiagramm, das die in 1 gezeigten Pegelverschieber und Puffer zeigt. In 7 ist die Gatterspannung des Schaltelements Qa in der Größenordnung von 10 V eingestellt und somit wird beispielhaft der Fall gezeigt, bei dem die Stromquellenspannung der CPU 8 5 V beträgt. Wie in 7 gezeigt, passiert die aus dem Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 der CPU 8 ausgegebene kontinuierliche Rechteckwelle die durch den Invertierer 19 gehende Ausgaberoute und die Ausgaberoute, die nicht durch den Invertierer 19 geht, und dadurch wird die Rechteckwelle als ein Paar der Rechteckwelle und der umgekehrten Rechteckwelle ausgegeben, die miteinander kombiniert werden. 7 is a circuit diagram that shows the in 1 shown level shifter and buffer shows. In 7 For example, the gate voltage of the switching element Qa is set in the order of 10 V, and thus the case where the power source voltage of the CPU is shown by way of example is shown 8th 5V is. As in 7 shown, that passes from the square wave output section 16 the CPU 8th output continuous square wave through the inverter 19 going output route and the output route, not by the inverter 19 goes, and thereby the square wave is output as a pair of the square wave and the inverted rectangular wave, which are combined with each other.
Der Pegelverschieber 11 beinhaltet einen Transistor 20 für die Pegelverschiebung; im Transistor 20 zur Pegelverschiebung ist der Basisanschluss desselben mit dem Ausgangsanschluss des Invertierers 19 über einen Widerstand Ra verbunden, ist der Emitteranschluss desselben mit der Ausganberoute der Rechteckwelle verbunden, die den Invertierer 19 umgibt, und ist der Kollektoranschluss desselben mit der Stromquelle (10 V) über einen Widerstand Rb verbunden. Darüber hinaus beinhaltet der Puffer 12 ein Paar Transistoren 21, 22, deren Emitteranschlüsse und Basisanschlüsse jeweils miteinander verbunden sind.The level shifter 11 includes a transistor 20 for the level shift; in the transistor 20 for level shift is the base terminal thereof with the output terminal of the inverter 19 connected across a resistor Ra, the emitter terminal thereof is connected to the output route of the square wave comprising the inverter 19 surrounds, and the collector terminal of the same is connected to the power source (10 V) via a resistor Rb. In addition, the buffer includes 12 a pair of transistors 21 . 22 Whose emitter terminals and base terminals are connected to each other.
Im Transistor 21 ist dessen Kollektoranschluss mit der oben diskutierten Stromquelle (10 V) verbunden und ist der Kollektoranschluss des Transistors 22 geerdet. Weiterhin ist der Knoten zwischen den Emitteranschlüssen der Transistoren 21, 22 mit dem Gatteranschluss des Schaltelements Qa des DC/DC-Wandlers 3 verbunden und ist der Knoten zwischen den Basisanschlüssen desselben mit dem Knoten zwischen dem Kollektoranschluss des Transistors 20 für Pegelverschiebung und dem Widerstand Rb verbunden.In the transistor 21 its collector terminal is connected to the current source discussed above (10 V) and is the collector terminal of the transistor 22 grounded. Furthermore, the node is between the emitter terminals of the transistors 21 . 22 to the gate terminal of the switching element Qa of the DC / DC converter 3 and is the node between the base terminals thereof with the node between the collector terminal of the transistor 20 for level shift and the resistor Rb connected.
Im Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 der CPU 8 ist die Stromquellenspannung 5V und wird die Rechteckwelle, die eine Spannung von 0 V für Niederpegel und eine Spannung von 5 V Hochpegel hat, zusammen mit der umgekehrten Rechteckwelle an den Pegelverschieber 11 ausgegeben. Im Pegelverschieber 11, wenn der Transistor 20 zum Pegelschieben eingeschaltet wird, wird die Basisspannung auf dem Hochpegel gehalten und wird die Emitterspannung auf dem Niederpegel gehalten. Weiterhin, wenn der Transistor 20 zur Pegelverschiebung ausgeschaltet wird, wird, durch Halten der Basisspannung auf dem Niederpegel und der Emitterspannung auf dem Hochpegel der Basisanschluss revers vorgespannt, um Träger bei hoher Geschwindigkeit zu eliminieren und die Aus-Zeit zu verkürzen.In the square wave output section 16 the CPU 8th is the power source voltage 5V and becomes the square wave, which has a voltage of 0 V for low level and a voltage of 5 V high level, together with the inverted square wave to the level shifter 11 output. In the level shifter 11 when the transistor 20 is turned on for level shift, the base voltage is kept high and the emitter voltage is kept at the low level. Furthermore, if the transistor 20 To turn off the level shift, by holding the base voltage at the low level and the emitter voltage at the high level, the base terminal is reversely biased to eliminate carriers at high speed and to shorten the off-time.
Im Puffer 12 wird die dem Ein/Aus des Pegelschiebetransistors 20 entsprechende Rechteckwelle einer Stromamplifikation durch ein Paar von Transistoren 21, 22 unterworfen, um Zufuhr-Steuerung an den Gatteranschluss der Schaltvorrichtung Qa unterworfen zu werden. Somit wird das Schaltelement Qa durch die Rechtecksantriebswelle (0 V für Niederpegel und 10 V für Hochpegel), die mit der Rechteckwelle (0 V für Niederpegel und 5 V für Hochpegel) synchronisiert wird, die aus der CPU 8 ausgegeben wird und hinreichende Stromkapazität aufweist, angetrieben.In the buffer 12 becomes the on / off of the level shift transistor 20 corresponding square wave of a current amplification by a pair of transistors 21 . 22 subjected to supply control to the gate terminal of the switching device Qa to be subjected. Thus, the switching element Qa is synchronized by the square wave drive (0V for low level and 10V for high level) synchronized with the square wave (0V for low level and 5V for high level) coming from the CPU 8th is output and has sufficient power capacity, driven.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der ersten Ausführungsform die Beleuchtungsvorrichtung wie in den 1 und 2 gezeigt ausgelegt, wird die Rechteckwelle zum Manipulieren des Schaltelements Qa des DC/DC-Wandlers 3 mit dem Freischwing-Timer 15 der CPU 8 erzeugt und ist die arithmetische Verarbeitung der Unterbrechungsverarbeitung auf eine erforderliche Verarbeitung begrenzt, um somit die Verarbeitungszeit zu kürzen, so dass die Rückkopplungsoperation zum Durchführen der PWM-(Last-)Steuerung unter Verwendung der Rechteckwelle in der Timer-Unterbrechungsverarbeitung (innerhalb einiger μs), die in Intervallen einer kurzen Zeit (in der Größenordnung von 10 μs) durchgeführt wird, ausgeführt und abgeschlossen wird. Dies kann ein Manipulieren der Rechteckwelle zum Manipulieren des Schaltelementes des DC/DC-Wandlers erzielen, während eine Beleuchtungssteuerung zum Halten eines geeigneten Beleuchtungszustands durch das Ausgabesignal der CPU durchgeführt wird, selbst bei einem Mikrocomputer, in dem eine CPU montiert ist, die einen niedrigen Durchsatz und niedrige Betriebsgeschwindigkeit aufweist.As described above, according to the first embodiment, the lighting device is as in FIGS 1 and 2 is shown, the square wave for manipulating the switching element Qa of the DC / DC converter 3 with the free-swing timer 15 the CPU 8th and the arithmetic processing of the interrupt processing is limited to a required processing so as to shorten the processing time so that the feedback operation for performing the PWM (load) control using the square wave in the timer interrupt processing (within a few μs), which is performed at intervals of a short time (of the order of 10 μs), executed and completed. This can achieve manipulation of the square wave for manipulating the switching element of the DC / DC converter while performing lighting control for holding a proper lighting state by the output signal of the CPU, even in a microcomputer in which a CPU having a low throughput is mounted and low operating speed.
Es versteht sich, dass, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt, die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung das vereinfachte Programm verwenden kann. Dies liegt an der Charakteristik der Entladungslampe, da die damit verbundene Last im Wesentlichen durch Spezifikationen vereinheitlicht wird und eine komplizierte Steuerung weggelassen werden kann, da die Beleuchtungssteuerung der Entladungslampe eine ”Einwegverkehrs”-Steuerung vom noch nicht erleuchteten Zustand über den Durchbruch bis zum stabil beleuchteten Zustand ist und es weder eine versehentlichen Änderung des Zustands noch eine reverse Zustandstransition gibt.It is understood that, as shown in the first embodiment, the discharge lamp lighting device may use the simplified program. This is because of the characteristic of the discharge lamp, because the load associated therewith is substantially unified by specifications and complicated control can be omitted since the lighting control of the discharge lamp illuminated "one-way traffic" control from the non-illuminated state through the breakdown to the stable one State is and there is neither an accidental change of state nor a reverse state transition.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
8 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Anordnung einer Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf 8(a) wird ein DC/DC-Wandler 3a durch Parallel-Verbinden einer aus einem Schaltelement Qa1 und einem Transformator 3a1 bestehender DC/DC-Wandlerschaltung und einer aus einem Schaltelement Qa2 und einem Transformator 3a2 bestehenden DC/DC-Wandlerschaltung aufgebaut, werden die durch die Transformatoren 3a1 bzw. 3a2 erzeugten Spannungen durch Gleichrichterdioden D1 bzw. D2 gleichgerichtet und werden durch einen Glättungskondensator C4 geglättet, um Gleichspannungen zu erzeugen. 8th FIG. 10 is a circuit diagram showing an arrangement of a discharge lamp lighting device according to a second embodiment of the present invention. FIG. With reference to 8 (a) becomes a DC / DC converter 3a by connecting one of a switching element Qa1 and a transformer in parallel 3a1 existing DC / DC converter circuit and one of a switching element Qa2 and a transformer 3a2 existing DC / DC converter circuit are constructed by the transformers 3a1 respectively. 3a2 voltages rectified by rectifier diodes D1 and D2, respectively, and are smoothed by a smoothing capacitor C4 to produce DC voltages.
Eine CPU 8 ist mit Rechteckwellen-Ausgabeabschnitten (nicht gezeigt) ausgerüstet, die alle zum Ausgeben einer kontinuierlichen Rechteckwelle gemäß der entsprechenden Zählzyklen eines Doppel-FRT-Systems sind, die Rechteckwellen aus jenen Rechteckwellen-Ausgabeabschnitten werden durch Pegelverschieber 11a, 11b und Puffer 12a bzw. 12b in Antriebs-Rechteckwellen (in (A) und (B) von 8(a), 8(b) gezeigt) gewandelt und werden dann an die entsprechenden Gatteranschlüsse der Schaltelementen Qa1, Qa2 ausgegeben.A CPU 8th is equipped with square wave output sections (not shown), all of which are for outputting a continuous square wave according to the corresponding counting cycles of a double FRT system, the square waves from those square wave output sections are changed by level shifters 11a . 11b and buffers 12a respectively. 12b in drive square waves (in (A) and (B) of 8 (a) . 8 (b) ) and are then output to the corresponding gate terminals of the switching elements Qa1, Qa2.
In der oben erwähnten Anordnung werden die Rechteckwellen aus den Rechteckwellen-Ausgabeabschnitten der CPU 8 zueinander in der Ausgangsphase verschoben, wie in 8(b) gezeigt. Auf diese Weise kann die durch die DC/DC-Wandlerschaltungen zu führende elektrische Leistung reduziert werden und die Komponenten der DC/DC-Wandlerschaltungen können bezüglich Größe und Kapazität verkleinert werden. Weiter können durch Verschieben der DC/DC-Wandlerschaltungen in ihrer Operationsphase die Welligkeiten des Stromquellenstroms und die Ausgabestroms reduziert werden und dadurch können auch die Komponenten für den Filter in Größe und Kapazität kleiner gemacht werden.In the above-mentioned arrangement, the square waves become out of the rectangular wave output sections of the CPU 8th shifted to each other in the initial phase, as in 8 (b) shown. In this way, the electric power to be conducted by the DC / DC converter circuits can be reduced, and the components of the DC / DC converter circuits can be downsized in size and in capacity. Further, by shifting the DC / DC converter circuits in their operation phase, the ripples of the current source current and the output current can be reduced, and thereby also the components for the filter can be made smaller in size and capacity.
Wie oben erwähnt, werden gemäß der zweiten Ausführungsform, wie in der in 8 illustrierten Anordnung gezeigt, die Rechteckwellen durch die Rechteckwellen-Ausgabeabschnitte im dualen FRT-System ausgegeben, um jeweils zueinander in der Ausgangsphase verschoben zu sein, um das duale DC/DC-Wandlerschaltungssystem im Betrieb zu steuern. Dies kann die Welligkeit und das Rauschen des Systems reduzieren und ermöglicht, dass der DC/DC-Wandler 3a kleine Elemente verwendet, die ohne den Einsatz von außerordentlich großen Komponenten gebaut werden können.As mentioned above, according to the second embodiment, as shown in Figs 8th 4, the square waves are output through the square wave output sections in the dual FRT system to be shifted from each other in the output phase to operate the dual DC / DC converter circuit system. This can reduce the ripple and noise of the system and allows the DC / DC converter 3a uses small elements that can be built without the use of extremely large components.
Übrigens werden in der oben diskutierten zweiten Ausführungsform die Beleuchtungsvorrichtung für eine Fahrzeugbeleuchtungsquelle, bei der die zwei DC/DC-Wandlerschaltungen parallel geschaltet sind, und die durch die duale FRT-Systemsteuerung des Beleuchtungssystems erzeugten Rechteckwellen gezeigt; jedoch kann das Beleuchtungssystem mit drei oder mehr DC/DC-Wandlerschaltungen und Rechteckwellen-Ausgabeabschnitten ausgelegt sein.Incidentally, in the above-discussed second embodiment, the lighting device for a vehicle lighting source in which the two DC / DC converter circuits are connected in parallel and the square waves generated by the dual FRT system controller of the lighting system are shown; however, the lighting system may be configured with three or more DC / DC converter circuits and square wave output sections.
Dritte AusführungsformThird embodiment
Von der Anordnung der unter Bezugnahme auf 1 in der ersten, oben diskutierten Ausführungsform erläuterten Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung ist die mit dem System verbundene Last durch eine LED ersetzt, der DC/AC-Wechselrichter 4 und der Zünder 5 sind weggelassen und die aus der Gleichstromversorgung 2 zugeführte Spannung wird durch den DC/DC-Wandler 3 erhöht und an die LED angelegt, um die LED leuchten zu lassen, wodurch es möglich wird, eine LED-Beleuchtungsvorrichtung zu bauen. Die CPU 8 führt das Beleuchtungssteuerprogramm in der Anordnung durch, wodurch es den Beleuchtungsleistungssteuerabschnitt 14 veranlasst, den DC/DC-Wandler 3 durch die in 3 in der ersten oben diskutierten Ausführungsform gezeigte Hauptroutinenverarbeitung zu steuern, es den Unterbrechungsverarbeitungsabschnitt veranlasst, die Rückkopplungssteuerung durch die in 4 in der ersten Ausführungsform gezeigte Timer-Unterbrechung auszuführen und den Rechteckwellen-Ausgabeabschnitt 16 veranlasst, die Rechteckwelle anhand des Zählzyklus des in 5 in der ersten Ausführungsform gezeigten FRT 15 auszugeben.From the arrangement of referring to 1 In the first discharge lamp lighting apparatus explained in the first embodiment discussed above, the load connected to the system is replaced by an LED, the DC / AC inverter 4 and the detonator 5 are omitted and those from the DC power supply 2 supplied voltage is through the DC / DC converter 3 is raised and applied to the LED to light the LED, making it possible to build an LED lighting device. The CPU 8th performs the lighting control program in the array, thereby providing the lighting power control section 14 causes the DC / DC converter 3 through the in 3 In the first embodiment discussed above, to control the main routine processing shown in the first embodiment discussed above, it causes the interruption processing section to perform the feedback control by the routine shown in FIG 4 execute timer interruption shown in the first embodiment and the square wave output section 16 causes the square wave based on the counting cycle of in 5 FRT shown in the first embodiment 15 issue.
In diesem Zusammenhang ist in der LED-Beleuchtungssteuerung die Rückkopplung des Ausgangsstroms, um den Konstantstrom der LED zuzuführen, die Hauptfunktion und die Berechnung der elektrischen Beleuchtungsleistung anhand der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms, um den DC/DC-Wandler wie bei der Beleuchtungssteuerung der Entladungslampe zu betreiben, wird als eine ”Backup”-Funktion gegenüber einem abnormalen Zustand ausgeführt.In this connection, in the LED lighting control, the feedback of the output current to supply the constant current to the LED, the main function and the calculation of the electric lighting power from the output voltage and the output current are the DC / DC converters as in the lighting control of the discharge lamp operate as a "backup" function against an abnormal condition.
Wie oben diskutiert, kann gemäß der dritten Ausführungsform auch bei Verwendung einer LED als eine mit dem System verbundene Last eine komplizierte Steuerung vermieden werden, da die Charakteristik der LED im Wesentlichen durch Spezifikationen vereinheitlicht ist, die Beleuchtungssteuerung der LED eine Steuerung nur zum sicheren Aufleuchtenlassen der LED erfordert und keine irrtümliche Zustandsänderung auftritt. Das ermöglicht es den in den ersten und zweiten Ausführungsformen gezeigten Anordnungen, auf die LED-Beleuchtungsvorrichtung angewendet zu werden. Daher, gerade wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen, kann eine preisgünstige CPU mit einer niedrigen Taktfrequenz verwendet werden, um die LED-Beleuchtungsvorrichtung zu steuern.As discussed above, according to the third embodiment, even when using an LED as a load connected to the system, a complicated control can be avoided, since the characteristic of the LED is substantially unified by specifications, the lighting control of the LED controls only to safely illuminate the LED LED requires and no erroneous state change occurs. This enables the arrangements shown in the first and second embodiments to be applied to the LED lighting device. Therefore, just like at In the first and second embodiments, a low cost, low clock frequency CPU may be used to control the LED lighting device.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEITINDUSTRIAL APPLICABILITY
Die Beleuchtungsvorrichtung für eine Fahrzeuglichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, selbst durch einen Mikrocomputer, in dem eine CPU mit einem niedrigen Durchsatz und einer niedrigen Betriebsgeschwindigkeit in Bezug auf die Manipulation der Rechteckwelle zum Manipulieren des Schaltelements des DC/DC-Wandlers durch das Ausgabesignal der CPU montiert ist, betrieben zu werden, während die Beleuchtungssteuerung zum. Halten eines angemessenen Beleuchtungszustands durchgeführt wird. Somit ist die Beleuchtungsvorrichtung für eine Fahrzeuglichtquelle zur Verwendung in einer Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung oder einer LED-Beleuchtungsvorrichtung, die als Lichtquelle für einen Fahrzeug-Scheinwerfer oder dergleichen verwendet werden, geeignet.The lighting apparatus for a vehicle light source according to the present invention is capable of being controlled by a microcomputer in which a CPU with a low throughput and a low operation speed with respect to the manipulation of the square wave for manipulating the switching element of the DC / DC converter Output signal of the CPU is mounted to be operated while the lighting control for. Maintaining a proper lighting condition is performed. Thus, the lighting device for a vehicle light source is suitable for use in a discharge lamp lighting device or an LED lighting device used as a light source for a vehicle headlamp or the like.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2004-355864 A [0004] JP 2004-355864 A [0004]