[发明专利]驱动HID灯的方法

说明书

技术领域

本发明描述一种驱动电弧放电灯的方法、一种用于电弧放电灯的驱动器和一种照明组件。

背景技术

灯性能的度量可以由以流明/瓦特为单位的灯功效（即灯产生的光通量与产生该光通量所需功率之比）给出。对于许多照明应用，恒定光通量且因此恒定功效是期望的。对于比如通过跨过两个电极施加交变电压来操作的高强度气体放电（HID）灯之类的灯，一些波动可能出现在灯的相对高操作频率处。随着灯老化，电极拓扑结构改变，导致放电电弧的长度变化和灯电压的关联波动，因为灯电压与放电电弧的长度直接相关。继而光输出也波动，因为光输出与灯电压密切相关。尽管在这些高频率处的光输出的任何波动不能被人类观测者感知，但是它们指示灯性能下降，并且因此出于该原因而是不期望的。各种灯驱动器实现例如通过在灯电压换向之前短暂增加灯功率来解决这一问题。

然而在数十Hz的范围中的更低频率的光输出波动确实可以被感知为恼人的。具体而言，人类观测者可以容易检测在范围5-20Hz中的光输出波动，因为眼睛对在此频率范围中的光波动特别敏感。光输出仅增加或者减少0.5%就可能是明显的。这种可感知的波动可能由放电容器内部的电弧移动或移位而在物理或者机械上引起，并且可能造成明显光束图案不稳定。在诸如铁路道口或者鹅卵石路面的崎岖道路之上驾驶期间或者在灯受到机械碰撞时（例如当发电机重启时、当车门砰然关闭时等等）的情形中，汽车HID头灯系统可能表现出这样的光束图案不稳定。

在如今的汽车前照明系统中，灯驱动器以灯功率保持基本恒定的方式在稳态中操作灯。根据驱动器硬件，不同算法可以用来稳定灯功率。如果灯受到例如在上文提到的情形之一中的机械碰撞，则放电容器内部的电弧移位，从而造成灯电压调制。如果灯突然移位，则放电电弧——在两个电极末端之间延伸的等离子体——相对于放电容器移动。放电电弧由于其高温而具有比放电容器中周围气体更低的密度并且因此更轻。如果例如灯受到骤然向下移位，则放电电弧也被更冷（并且因此更重）的周围气体向下偏转并且因此缩短。出于相同原因，灯的骤然向上移位致使放电电弧被更冷更重的周围气体上推并且因此加长。因而，放电电弧可能根据灯的空间移位方向而‘伸展’或者‘压缩’。灯电压相应地增加或者减少。在这一时间期间，光输出波动以跟随灯电压波动。当灯驱动器使用‘缓慢的’功率控制算法时，灯电压调制将造成灯功率调制，并且这些造成灯的积分光通量的调制。这种经调制的光通量造成与车辆前部靠近的光束中的可感知的前线闪烁（FFF）。在如今的驱动器中有时也实施的快速功率控制算法与更好性能关联并且造成较不严重的光通量调制。即使对于这种快速功率控制算法，在该功率控制算法调整灯功率时，由于灯功效波动的缘故，可见的前线闪烁可能仍然是个问题。

因此，本发明的目的是提供一种改进的驱动电弧放电灯的方式以减少可感知的前线光束图案不稳定。

发明内容

本发明的目的是由根据权利要求1的驱动电弧放电灯的方法、根据权利要求10的用于电弧放电灯的驱动器和根据权利要求14的照明组件来实现的。

根据本发明，驱动电弧放电灯的方法包括以下步骤：检测由于放电电弧的物理移位而出现的在机械上引起的灯的光通量波动；确定在机械上引起的灯的光通量波动的特性；并且基于确定的特性调整灯功率以抑制在机械上引起的灯的光通量波动。

例如当灯摇晃时，灯的突然移动或者机械激发可能引起灯的放电电弧的物理移位或者偏转。在汽车前照明灯的情况下，这样的摇晃或移位可能在汽车在坑洼或其它不平坦表面上驾驶时出现。如上文所解释，放电电弧长度变动造成灯电压的调制，灯电压的调制进而将造成光输出的调制，这可能持续显著长度的时间。根据本发明的方法的明显优点在于快速抑制或抵消任何在机械上引起的光通量波动，从而基本防止不然会跟进灯摇晃的恼人的闪烁效应发展。

根据本发明，用于电弧放电灯的驱动器包括：检测装置，用于检测由于放电电弧的物理移位而出现的在机械上引起的灯的光通量波动；确定单元，用于确定在机械上引起的灯的光通量波动的特性或参数；以及调整单元，用于基于确定的特性调整灯功率以抑制或补偿在机械上引起的灯的光通量波动。

根据本发明的照明组件包括高强度气体放电灯和这种灯驱动器。

从属权利要求和下文描述公开了本发明的特别有利的实施例和特征。可以适当地组合各种实施例的特征以达成其它实施例。