DE10064039A1

DE10064039A1 - Entladungslampen-Einschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE10064039A1
Application number: DE10064039A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Urakabe; Akihiko Iwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: KR100380506B1; US20080106220A1; US20060061299A1; DE10064039B4; KR20010107517A; US7327095B2

Abstract

Eine Entladungslampen-Einschaltvorrichtung weist folgendes auf: einen Gleichspannungswandler (2) zur Abgabe von Spannungen, die jeweils verschiedene Potentiale haben, an zwei Leitungen; ein Schaltkreisteil (5), wobei Eingägnge mit den beiden Leitungen verbunden sind und ein Ausgang mit einer Elektrode einer Entladungslampe (6) verbunden ist; und einen Kondensator (10), wobei der eine Elektrodenanschluß mit der anderen Elektrode der Entladungslampe (6) und der andere Elektrodenanschluß mit einer der beiden Leitungen des Gleichspannungswandlers (2) verbunden ist; dabei ist das Schaltkreisteil (5) aus einem Schaltelement (5b) gebildet, um Verbindungen zwischen der einen Leitung von den beiden Leitungen und dem Ausgang zu steuern, und die andere Leitung ist mit dem Ausgang verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Entladungslampen-Einschaltvor richtung für ein Kraftfahrzeug oder für eine Lichtquelle einer Projektionsanzeige.

Fig. 18 ist ein Schaltbild, das die Konfiguration einer her kömmlichen Entladungslampen-Einschaltvorrichtung zeigt, die in der nichtgeprüften JP-Patentanmeldung Nr. Hei 12-82592 beschrieben ist. In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Gleich stromenergiequelle, wie etwa eine Batterie, und 2 ist ein Gleichspannungswandler zur Regulierung und Abgabe von elektrischer Energie, die von der Gleichstromenergiequelle 1 dem Gleichspannungswandler 2 zugeführt wird, 2a ist ein Transformator, 2b ist ein FET (Feldeffekttransistor), und 2c ist eine Diode.

Mit 3 ist Masse bezeichnet, 4 ist ein Nebenschlußwiderstand, um den Strom I_L einer Entladungslampe zu detektieren, und 50 ist eine Vollbrückenschaltung (nachstehend als "H-Brücke" bezeichnet), die aus FETs 50a bis 50d in H-Form gebildet ist und von dem Gleichspannungswandler 2 geregelte Gleichstrom energie in Wechselstromenergie umwandelt, und 6 ist eine Ent ladungslampe, die von der von der H-Brücke 50 umgewandelten Wechselstromenergie getrieben wird.

Ferner ist 7 eine Schnittstelle, die von der Kathodenseite des Ausgangs des Gleichspannungswandlers 2 eine Entladungs lampenspannung V_L eingibt und außerdem den Entladungslampen strom I_L von der Seite der H-Brücke 50 des Nebenschlußwider stands 4 eingibt; und 8 ist ein Mikrocomputer zur Steuerung des FET 2b des Gleichspannungswandlers 2, so daß elektrische Energie, die der Entladungslampe 6 auf der Basis der Entla dungslampenspannung V_L, des Entladungslampenstroms I_L und einer vorgegebenen Festwert-Schaltungsimpedanz, die sequen tiell durch die Schnittstelle 7 detektiert werden, zugeführt wird, einen vorbestimmten Wert erhält.

Als nächstes wird die Betriebsweise beschrieben. Wenn die Entladungslampe 6 eingeschaltet werden soll, wird die von der Gleichstromenergiequelle 1 gelieferte elektrische Energie von dem Gleichspannungswandler 2 geregelt und abgegeben, und außerdem wird die elektrische Gleichstromenergie von der H- Brücke 50 in elektrische Wechselstromenergie umgewandelt, um die Entladungslampe 6 zu treiben.

Dabei wird die Entladungslampenspannung V_L, die von der Kathodenseite des Ausgangs des Gleichspannungswandlers 2 detektiert wird, auf -400 V erhöht, wie Fig. 19 zeigt, und wird weiter auf ca. 20 kV in der Spitze erhöht, und dann schaltet die Entladungslampe 6 ein und nimmt dann einen stabilen Leuchtzustand bei -90 V an.

Diese Steuerung erfolgt durch Steuern des FET 2b des Gleich spannungswandlers 2 derart, daß die elektrische Energie, die der Entladungslampe 6 auf der Basis der Entladungslampen spannung V_L und des Entladungslampenstroms I_L, die durch die Schnittstelle 7 sequentiell detektiert werden, zugeführt wird, mit Hilfe des Mikrocomputers 8 auf einen vorbestimmten Wert gebracht wird.

Nach dem Einschalten der Entladungslampe 6 wird an die Ent ladungslampe 6 eine Wechselspannung angelegt, indem der Schaltzustand, in dem die FETs 50a und 50d der H-Brücke 50 eingeschaltet und die FETs 50b und 50c ausgeschaltet sind, und der Schaltzustand, in dem die FETs 50a und 50d ausge schaltet und die FETs 50b und 50c eingeschaltet sind, wieder holt wird.

Dabei ist es im übrigen erwünscht, daß die elektrische Leistung, die der Entladungslampe 6 im stabilen Leuchtzustand zugeführt wird, 34 W beträgt. Wenn jedoch die der Entladungs lampe 6 zugeführte elektrische Leistung nur auf der Basis der Entladungslampenspannung V_L und des Entladungslampenstroms I_L mit 34 W von dem Mikrocomputer 8 gesteuert wird, stellt sich ein Verlust aufgrund eines Spannungsabfalls durch den Ein schaltwiderstandswert der FETs 50a bis 50d der H-Brücke 50 ein, so daß die der Entladungslampe 6 zugeführte elektrische Leistung tatsächlich weniger als 34 W beträgt.

Daher wird der Schaltungsimpedanz-Festwert bereits vorher in Erwartung des Abfalls durch den Einschaltwiderstandswert der FETs 50a bis 50d der H-Brücke 50 vorgegeben, und auf der Basis der Entladungslampenspannung V_L, des Entladungslampen stroms I_L und des vorgegebenen Schaltungsimpedanz-Festwerts durch den Mikrocomputer wird die Steuerung so durchgeführt, daß die der Entladungslampe 6 zugeführte elektrische Leistung auch in einem Fall zu 34 W gemacht wird, in dem Leistungs verluste infolge des Abfalls durch den Einschaltwiderstand der FET 50a bis 50d der H-Brücke 50 auftreten.

Die herkömmliche Entladungslampen-Einschaltvorrichtung ist wie oben beschrieben ausgelegt, und eine hohe Spannung mit einem Maximum von 400 V wird an die H-Brücke 50 angelegt, so daß die FETs, die die H-Brücke 50 bilden, hohe Stehspannungs eigenschaften haben müssen und 400 V standhalten können. Solche FET mit hohen Stehspannungseigenschaften haben einen hohen Stückpreis, und in der herkömmlichen Konfiguration wer den vier solche FETs mit diesem hohen Stückpreis verwendet.

Eine Ausbildung einer Wechselrichterschaltung mittels der oben beschriebenen H-Brücke ist also nachteilig im Hinblick auf die Miniaturisierung und Kostensenkung, und ein weiteres Problem von Entladungslampen-Einschaltvorrichtungen ist eine Verringerung der Anzahl von FET-Elementen der H-Brücke 50 oder eine Verringerung der an die H-Brücke anzulegenden Spannung.

Die Erfindung soll diese Probleme lösen, und die Aufgabe der Erfindung ist die Erzielung einer Miniaturisierung und Kostensenkung durch Verringern der Zahl von Elementen, die die Entladungslampen-Treibereinrichtung bilden (Wechsel richter-Schaltungsteil) und eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandeln, um eine Entladungslampe zu betrei ben, bzw. eine Herabsetzung der Spannung, die an die Ent ladungslampen-Treibereinrichtung angelegt wird.

Eine Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer ersten Konfiguration der Erfindung weist folgendes auf: eine Leistungsregelungseinrichtung zum Regeln elektrischer Leistung, die von einer Energiequelle zugeführt wird, und zur Abgabe von Spannungen, die jeweils verschiedene Potentiale haben, an zwei Leitungen; ein Schaltkreisteil, das aus einem Schaltelement besteht, bei dem Eingänge mit den beiden Leitungen der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung ver bunden sind und außerdem ein Eingang von den Eingängen mit der einen Elektrode einer Entladungslampe und ein Ausgang mit der anderen Elektrode der Entladungslampe verbunden ist; und einen Kondensator, der mit der Entladungslampe in Reihe geschaltet ist in einer Schaltung zum Herstellen von Verbin dungen zwischen einem Eingang des Schaltkreisteils, der Ent ladungslampe und dem Ausgang des Schaltkreisteils.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer zweiten Konfiguration der Erfindung wird die Entladungslampe mit Wechselstrom betrieben, indem ein Vorgang der Zuführung von Strom von der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung zu der Entladungslampe und das Laden des Kondensators sowie ein Vorgang des Unterbrechens der Aktivierung der elektri schen Leistungsregelungseinrichtung und der Zuführung eines entgegengesetzt gerichteten Stroms von dem Kondensator zu der Entladungslampe durchgeführt werden.

Ferner ist bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer dritten Konfiguration der Erfindung folgendes vorgesehen: eine Standbyperiode, um das Einschalten vorzube reiten; eine Elektrodenaufheizperiode zum Detektieren von zumindest einer Spannung V_C des Kondensators, um die Elektro den der Entladungslampe durch einen Entladungslampenstrom aufzuheizen, bis die Spannung V_C nach dem Einschalten der Entladungslampe einen vorbestimmten Pegel erreicht; und eine Wechselstromentladungsperiode zum Leiten eines Wechselstroms durch die Entladungslampe, um die Entladung aufrechtzuerhal ten.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer vierten Konfiguration der Erfindung ist ferner der eine Ein gang des Schaltkreisteils mit dem Ausgang durch das Schalt element verbunden, und der andere Eingang des Schaltkreis teils ist direkt mit dem Ausgang verbunden.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer fünften Konfiguration der Erfindung weist ferner das Schalt element eine Einrichtung zum Regeln einer Steuerspannung auf, so daß ein Entladungslampenstrom einen vorbestimmten Wert annimmt.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer sechsten Konfiguration der Erfindung ist ferner eine Span nungsglättungs- und Anfangsstromzuführeinrichtung vorgesehen, um eine von der elektrischen Energieregelungseinrichtung ab gegebene Spannung zu glätten und der Entladungslampe zum Zeitpunkt des Entladungsbeginns einen Strom zuzuführen.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer siebten Konfiguration der Erfindung ist ferner eine Tot periode vorgesehen, die einer Aktivierungs-Unterbrechungs periode der elektrischen Energieregelungseinrichtung in einer Aus-Petiode des Schaltelements überlagert ist, wenn das Betreiben der Entladungslampe mit Wechselstrom durchgeführt wird.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer achten Konfiguration der Erfindung ist ferner die Spannungs glättungs- und Anfangsstromzuführeinrichtung dadurch gebil det, daß ein zweiter Kondensator parallel mit einer Schaltung angeordnet ist, in der ein Parallelkreis aus einem Widerstand und einer Diode in Reihe mit einem ersten Kondensator geschaltet ist.

Ferner weist eine Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer neunten Konfiguration der Erfindung folgendes auf: eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung zum Regeln der von einer Energiequelle zugeführten elektrischen Leistung und zur Abgabe von positiven und negativen Binärspannungen an zwei Leitungen; und ein Schaltkreisteil, das aus einem ersten und einem zweiten Schaltelement gebildet ist, um Verbindungen zwischen den beiden Leitungen der elektrischen Energie regelungseinrichtung und der einen Elektrode einer Ent ladungslampe zu steuern, und die Vorrichtung ist so ausgebil det, daß die andere Elektrode der Entladungslampe einen Mittelspannungswert der positiven und der negativen Binär spannungen annimmt.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer zehnten Konfiguration der Erfindung ist ferner ein drittes Schaltelement zwischen der einen Leitung der beiden Leitungen der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung und dem Schaltkreisteil angeordnet, und das dritte Schaltelement ist während einer Standbyperiode zur Vorbereitung des Einschal tens in den Aus-Zustand gebracht.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer elften Konfiguration der Erfindung hat ferner die elektrische Leistungsregelungseinrichtung drei Anschlüsse zur Abgabe einer positiven Spannung, einer Nullspannung und einer nega tiven Spannung, und ein Spannungshalteelement ist zwischen einem Masseanschluß zur Abgabe der Nullspannung und einem Spannungsanschluß zur Abgabe der positiven oder negativen Spannung eingesetzt.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer zwölften Konfiguration der Erfindung werden drei Spannungs pegel, bestehend aus der positiven Spannung, der Nullspannung und der negativen Spannung, unter Verwendung von zwei Trans formatoren gebildet.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer dreizehnten Konfiguration der Erfindung werden drei Spannungspegel, bestehend aus der positiven Spannung, der Nullspannung und der negativen Spannung, unter Verwendung eines integralen Transformators gebildet, wobei eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung in dem einen Ende eines Transformatorkerns und eine weitere Primärwicklung und eine Tertiärwicklung in dem anderen Ende angeordnet sind.

Eine Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer vier zehnten Konfiguration der Erfindung weist ferner folgendes auf: eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung zur Rege lung der von einer Energiequelle zugeführten elektrischen Leistung und zur Abgabe von Spannungen mit jeweils verschie denen Potentialen an vier Leitungen; ein Schaltkreisteil aus vier Schaltelementen zur Steuerung von Verbindungen zwischen zwei von den vier Leitungen der elektrischen Leistungs regelungseinrichtung und Elektroden einer Entladungslampe; und einen Kondensator, der zwischen Ausgänge des Schalt kreisteils geschaltet ist und der Entladungslampe zum Zeit punkt des Entladungsbeginns einen Strom zuführt, wobei die restlichen beiden Leitungen der vier Leitungen der elektri schen Leistungsregelungseinrichtung mit jeweiligen Elektroden des Kondensators verbunden sind und die vier Schaltelemente während einer Standbyperiode zur Vorbereitung des Einschal tens in den AUS-Zustand gebracht sind.

Bei einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Konfiguration der Erfindung hat die Entladungs lampe eine Zündschaltung.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Schaltbild, das den Aufbau einer Entladungs lampen-Einschaltvorrichtung gemäß einer ersten Aus führungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm, das eine Signalwellenform, eine Spannungswellenform und eine Entladungslampen stromwellenform der Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 3 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Wellenformdiagramm, das eine Signalwellenform, eine Spannungswellenform und eine Entladungsstrom wellenform der Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Signalwellenform während einer Wechselstrom entladungsperiode einer Entladungslampen- Einschaltvorrichtung gemäß einer dritten Aus führungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm, das eine Signalwellenform, eine Spannungswellenform und eine Entladungslampen stromwellenform der Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;

Fig. 10 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 11 ein Wellenformdiagramm, das eine Signalwellenform, eine Spannungswellenform und eine Entladungslampen stromwellenform der Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform zeigt;

Fig. 12 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 13 ein Wellenformdiagramm, das eine Signalwellenform, eine Spannungswellenform und eine Entladungslampen stromwellenform der Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß der achten Ausführungsform zeigt;

Fig. 14 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 15 ein Schema der Ausbildung eines Transformators gemäß der neunten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 16 ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 17 ein Wellenformdiagramm, das eine Signalwellenform, eine Spannungswellenform und eine Entladungslampen stromwellenform der Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform zeigt;

Fig. 18 ein Schaltbild einer herkömmlichen Entladungslampen- Einschaltvorrichtung; und

Fig. 19 ein Wellenformdiagramm, das eine Spannungswellenform zum Startzeitpunkt bei der herkömmlichen Entladungs lampen-Einschaltvorrichtung zeigt.

Erste Ausführungsform

Nachstehend wird eine erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schaltbild, das eine Entladungslampen- Einschaltvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Gleichstromversorgung, wie etwa eine Batterie, und 2 ist ein Gleichspannungswandler (eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung) zum Regeln und zur Abgabe elektrischer Leistung, die von der Gleichstrom versorgung 1 zugeführt wird, und der Gleichspannungswandler 2 weist einen Transformator 2a, einen FET 2b, eine Diode 2c und einen Kondensator 2d auf.

Der Kondensator 2d hat die Funktion, zum Beginn einer elektrischen Entladung einen Strom in eine Entladungslampe fließen zu lassen und eine Ausgangsspannung zu glätten (Spannungsglättungs- und Anfangsstromzuführeinrichtung).

3 ist ein Masse- bzw. Erdungspunkt, 4 ist ein Nebenschluß widerstand, der einen Entladungslampenstrom I_L detektiert, und 5 ist ein Schaltkreis. In dem Schaltkreis 5 sind Eingänge des Schaltkreises mit zwei Leitungen des Gleichspannungs wandlers verbunden, ein Eingang ist mit einem Ausgang durch ein Schaltelement (FET) 5b verbunden, der andere Eingang ist mit dem Ausgang direkt verbunden, und der Ausgang ist mit einer Elektrode einer Entladungslampe 6 verbunden. 7 ist eine Schnittstelle, und 8 ist ein Mikrocomputer. 9 ist eine Zünd schaltung, die die Funktion hat, zum Zeitpunkt des Ent ladungsbeginns eine hohe Spannung in der Größenordnung von 20 kV an die Entladungslampe anzulegen.

Die Zündschaltung 9 weist folgendes auf: einen Impulsüber trager 9a mit einem Windungsverhältnis von 1 : 100, einen Kon densator 9b zum Speichern von Energie des Entladungsbeginns, einen Funkenstreckenschalter 9c, der mit 400 V leitet, einen Widerstand 9e von 10 kΩ, um die Zeit vom Einschalten bis zum Entladungsbeginn zu bestimmen, eine Diode 9f, die einen Rück strom verhindert, und einen Kondensator 9d, um zum Ent ladungsbeginnzeitpunkt einen Strom mit hohem Peak und kurzem Impuls in die Entladungslampe 6 fließen zu lassen.

10 ist ein Kondensator vom elektrolytischen Typ mit einer ausreichend großen Kapazität, und der Kondensator 10 ist ein Kondensator zur Gleichstrom-Wechselstrom-Impulsumwandlung, um eine Impulsgleichspannung in eine Impulswechselspannung zwischen den Elektroden der Entladungslampe 6 umzuwandeln.

Der Kondensator 10 ist in Reihe mit der Entladungslampe 6 in einer Schaltung angeordnet, um einen Eingang (den Eingang auf der Seite des FET 5b) des Schaltkreises 5 mit der Zünd schaltung 9 zu verbinden. Ferner ist der Kondensator 10 parallelgeschaltet mit einer Diode 12, die so ausgebildet ist, daß an den Kondensator 10 keine Spannung mit umgekehrter Polarität angelegt wird, und mit einem Schutz-Widerstand 11 von 10 kΩ bis 1 MΩ verbunden ist.

Als nächstes werden die Verbindungen jedes Schaltungselements beschrieben.

In Fig. 1 ist die Plusseite der Gleichstromversorgung 1 mit der Wicklungsendseite einer Primärwicklung des Transformators 2a verbunden, und die Wicklungsanfangseite der Primärwicklung ist mit einem Drain des FET 2b verbunden. Der Erdpunkt 3 ist mit einer Source des FET 2b und der Minusseite der Gleich stromenergiequelle 1 verbunden. Ein Signal 3 von dem Mikro computer 8 wird an ein Gate des FET 2b geführt.

Die Wicklungsanfangseite einer Sekundärwicklung des Trans formators 2a ist mit einer Anode der Diode 2c verbunden, und die Wicklungsendseite ist mit dem Erdpunkt 3 verbunden. Die Wicklungsanfangseite einer Sekundärwicklung des Transforma tors 2a ist mit einer Anode der Diode 2c und die Wicklungs endseite ist mit dem Erdpunkt 3 verbunden. Eine Kathode der Diode 2c ist mit einer Elektrode des Kondensators 2d und dem anderen Eingang des Schaltkreises 5 verbunden.

Der andere Eingang des Schaltkreises 5 ist mit dem Ausgang direkt verbunden und ferner mit einem Drain des FET 5b ver bunden, und eine Source des FET 5b ist mit dem Erdpunkt 3 durch den Nebenschlußwiderstand 4 verbunden. Ein Signal Sig. 2 vom Mikrocomputer wird an ein Gate des FET 5b geführt. Der Ausgang des Schaltkreises 5 ist mit einer Elektrode der Ent ladungslampe 6 verbunden und ferner mit Anoden des Konden sators 9d und der Diode 9f der Zündschaltung 9 verbunden.

Eine Kathode der Diode 9f ist mit der einen Elektrode des Kondensators 9b bzw. des Funkenstreckenschalters 9c durch den Widerstand 9e verbunden. Die andere Elektrode des Funken streckenschalters 9c ist mit den anderen Elektroden der Kon densatoren 9b und 9d durch eine Primärwicklung des Impulsübertragers 9a und außerdem mit der anderen Elektrode der Entladungslampe 6 durch die Sekundärwicklung des Impuls übertragers 9a verbunden.

Eine Anode des Kondensators 10, der Widerstand 11 und eine Kathode der Diode 12 sind mit den Kondensatoren 9b, 9d und der Primärwicklung des Impulsübertragers 9a verbunden, und eine Kathode des Kondensators 10, die andere Elektrode des Widerstands 11 und eine Anode der Diode 12 sind mit dem Erd punkt 3 durch den Nebenschlußwiderstand 4 verbunden.

Ferner werden in den Mikrocomputer 8 durch die Schnittstelle 7 eine Spannung V_L des anderen Eingangs (des mit dem Ausgang direkt verbundenen Eingangs) des Schaltkreises 5, ein Ent ladungslampenstrom I_L, der von dem Nebenschlußwiderstand 4 detektiert wird, und eine Spannung W des Kondensators 10 für die Gleichstrom-Wechselstrom-Impulsumwandlung eingegeben. Die FETs 2b und 5b werden von den Steuersignalen Sig. 2 und Sig. 3 entsprechend einem im Mikrocomputer 8 vorhandenen Vorgabewert gesteuert.

Nachstehend wird die Betriebsweise beschrieben.

Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das Eingangssignale der Steuer signale Sig. 2, Sig. 3 und Ausgangswellenformen der Spannungen V_L, V_C und des Entladungsstroms zeigt. Wenn ein Schalter der Energieversorgung 1 eingeschaltet wird, dann wird zuerst ein Impulssignal in dem Signal Sig. 3 erzeugt, und dadurch wird der Gleichspannungswandler 2 aktiv, das Signal Sig. 2 nimmt einen niedrigen Wert an, und dadurch wird der FET 5b ausge schaltet.

Sig. 3 ist ein Impulssignal mit 100 kHz, und das Impulssignal wird gesteuert, während gleichzeitig ein Wert der Spannung V_L mit einem vorgegebenen Spannungswert verglichen wird, und ein Gatesignal des FET 2b des Gleichspannungswandlers 2 wird ge steuert, und dadurch steigt die Spannung V_L monoton auf 400 V an, und der Kondensator 2d wird geladen.

Da der andere Eingang des Schaltkreises 5 direkt mit dem Aus gang verbunden ist, werden gleichzeitig der Kondensator 9b, der mit dem Funkenstreckenschalter 9c parallelgeschaltet ist, und der Kondensator 9d geladen. Diese Periode ist eine Periode zur Durchführung von Einschaltvorbereitungen und wird als Standby-Periode bezeichnet.

Wenn eine in den Kondensatoren 2d, 9b und 9d gespeicherte Spannung 400 V erreicht, leitet der Funkenstreckenschalter 9c, und ein großer Strom fließt in der Primärwicklung des Impulsübertragers 9a, und eine Hochspannung von ca. 20 kV wird in der Sekundärwicklung des Impulsübertragers 9a erzeugt, und ein Strom (ein Durchbruchstrom) mit hohem Maxi mum und kurzer Impulsdauer fließt in der Entladungslampe 6, so daß eine Gasentladung beginnt.

Während eine Spannung zwischen den Elektroden der Entladungs lampe 6 durch die Gasentladung steil abfällt, fließt eine in dem Kondensator 2d des Gleichspannungswandlers 2 gespeicherte elektrische Ladung durch den anderen Eingang und den Ausgang des Schaltkreises 5 in die Entladungslampe 6, und die Gas entladung wird aufrechterhalten (Gasentladungsstrom).

Danach wird der Entladungslampe 6 von dem Gleichspannungs wandler 2 ein Strom in der Größenordnung von 1 A ständig zugeführt. Wenn die Entladungslampe 6 sich zu entladen beginnt, wird der Kondensator 10 durch die Entladungslampe 6 geladen, und die Spannung V_C beginnt anzusteigen.

Bis die Spannung V_C auf die Größenordnung von 140 V eines in dem Mikrocomputer 8 vorgegebenen Werts ansteigt, wird der Vorgang des Leitens eines Stroms durch die Entladungslampe 6 auf diese Weise fortgesetzt. Diese Periode wird als Elektro denaufheizperiode bezeichnet.

Diese Elektrodenaufheizperiode ist vorgesehen, um die Elek troden der Entladungslampe aufzuheizen, so daß sie die Ent ladungsspannung ausreichend verringern, und sie ist ferner zur Erhöhung auf einen ausreichenden Wert vorgesehen, um eine an die Entladungslampe 6 angelegte Spannung zum Zeitpunkt der Umkehrung eines Schaltzustands des FET 5b zu entladen. Es hat sich durch Versuche gezeigt, daß die Spannung bevorzugt 100 V oder höher ist.

Wenn die Spannung V_C einen Wert 140 V des internen Vorgabe werts des Mikrocomputers 8 erreicht, wird ein Impulssignal des Sig. 3 gestoppt, der Gleichspannungswandler 2 wird ange halten, das Sig. 2 nimmt den hohen Zustand an, der FET 5b wird in den Einschaltzustand gebracht, und eine in dem Kondensator 10 gespeicherte elektrische Ladung wird der Entladungslampe 6 zugeführt. Ein Strom fließt in einer zu der vorhergehenden Periode umgekehrten Richtung durch die Entladungslampe 6.

Für die Elektrodenaufheizperiode wird die Spannung von bis zu 140 V an die Entladungslampe unter der Bedingung angelegt, daß die Entladespannung auf 40 V bis 90 V abnimmt, so daß ein Strom, der größer als derjenige der vorhergehenden Periode ist, fließt, aber ein Kapazitätswert des Kondensators 10 für die Gleichstrom-Wechselstrom-Impulsumwandlung ist ausreichend groß, so daß der Spannungsabfall der Spannung V_C nicht beson ders groß ist.

Wenn der Entladungslampe 6 von dem Kondensator 10 ein Strom für eine bestimmte Periode zugeführt wird, wird das Impuls signal des Sig. 3 erneut aktiviert, das Sig. 2 wird niedrig gemacht, der Gleichspannungswandler 2 wird aktiviert, der FET 5b gelangt in den Auszustand, und der Entladungslampe 6 wird von dem Gleichspannungswandler 2 eine elektrische Ladung zugeführt. Dieser Takt hat eine Frequenz von 200 Hz oder mehr. Diese Periode wird als Wechselstromentladungsperiode bezeichnet.

Durch Vergleich des Ausgangsstroms I_L und der Ausgangs spannung V_L mit dem Vorgabewert des Mikrocomputers 8 wird die Steuerung der elektrischen Leistung durchgeführt, und der FET 2b des Gleichspannungswandlers 2 wird von dem Signal Sig. 3 gesteuert, so daß die elektrische Leistung von 34 W nach dem Eintritt der Wechselstromentladungsperiode sehr rasch gehal ten wird.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform genügt die Verwen dung eines FET im Gegensatz zu der Verwendung von vier FET in der H-Brückenkonfiguration des herkömmlichen Schaltkreises, so daß eine Kostensenkung und Miniaturisierung auch dann erreicht werden können, wenn der Kondensator 10 einschließ lich einer Gatesteuerschaltung für jeden FET hinzugefügt wird.

Ferner wird bei der Ausführungsform der Zeitpunkt des Schal tens in dem Schaltkreisteil dadurch gesteuert, daß die Span nung V_C des Kondensators detektiert wird, so daß eine stabile Entladungsemission erhalten werden kann.

Nachdem also die Entladungslampe eingeschaltet ist, wird sie so gesteuert, daß die Elektroden der Entladungslampe durch den Entladungslampenstrom aufgeheizt werden, bis die Spannung V_C des Kondensators eine vorbestimmte Spannung erreicht, so daß zum Zeitpunkt der Umkehrung des Schaltzustands die an die Entladungslampe angelegte Spannung auf einen ausreichenden Wert ansteigt, so daß eine stabile Entladungsemission erhal ten werden kann.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist im übrigen die Anordnung des Kondensators 10, des Widerstands 11 und der Diode 12, die mit dem Kondensator 10 parallel angeordnet ist, in Reihe mit der Entladungslampe 6 in einem Schaltkreis ange ordnet, in dem ein Eingang (der Eingang auf der Seite des FET 5b) des Schaltkreises 5 mit der Zündschaltung 9 verbunden ist, aber die Anordnung kann auch in Reihe mit der Entla dungslampe 6 in einem Schaltkreis vorgesehen sein, in dem die Seite des Ausgangs des Schaltkreises 5 mit der Zündschaltung 9 verbunden ist.

Zweite Ausführungsform

Fig. 3 ist ein Schaltbild, das einen Schaltkreisteil gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Ein Kapazitätswert eines Kondensators 10 für die Gleichstrom-Wechselstrom-Impuls umwandlung ist in der Größenordnung von 1/10 im Vergleich mit der ersten Ausführungsform, und zwar deshalb, weil der Kon densator 10 mit dem kleineren Kapazitätswert besser ist, wenn eine weitere Miniaturisierung und Kostensenkung erzielt wer den sollen. Bei dieser zweiten Ausführungsform werden die Schaltungskonfiguration und ein Steuerungsverfahren für den Fall der Verringerung der Kapazität des Kondensators beschrieben.

Wie Fig. 3 zeigt, unterscheidet sich die zweite Ausführungs form von der ersten hinsichtlich der Konfiguration eines Schaltkreises 5. Dabei ist ein Widerstand 5d zwischen ein Gate und eine Source eines FET 5b geschaltet, und ein regel barer Widerstand 5c ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem Gate des FET 5b und dem Widerstand 5d und einer Schnittstelle 7 angeordnet.

Eine Gatespannung des FET 5b kann durch Verändern des Wider standswerts des regelbaren Widerstands 5c geregelt werden. Ein Strom mit einem bestimmten oder höheren Wert fließt nicht, da die Gatespannung des FET 5b gedrosselt ist.

Ein Kondensator mit einer ausreichend hohen Kapazität wird zwar bei der ersten Ausführungsform verwendet, aber dieser Kapazitätswert ist bei der zweiten Ausführungsform klein, so daß ein Spannungsabfall groß wird, wenn ein großer Strom innerhalb einer kurzen Zeitdauer fließt und eine Entladung aufgrund des Nichtvorhandenseins einer Entladespannung auf hört.

Der Grund für die Ausbildung einer solchen Schaltungskonfigu ration besteht darin, daß durch Regelung der Gatespannung derart, daß kein Strom mit 2,5 A oder höher fließt, der Span nungsabfall, der während eines Zeitraums erzeugt wird, in dem ein Strom vom Kondensator 10 für die Gleichstrom-Wechsel strom-Impulsumwandlung zu einer Entladungslampe 6 geleitet wird, möglichst klein gemacht wird.

Ferner ist eine Diode 12, die eine Spannung mit umgekehrter Polarität verhindert, mit dem Kondensator 10 für die Gleich strom-Wechselstrom-Impulsumwandlung parallelgeschaltet, aber die Diode 12 ist selbstverständlich dann nicht erforderlich, wenn ein Kondensator ohne Polarität wie etwa ein Schicht kondensator als der Kondensator 10 verwendet wird.

Als nächstes wird die Betriebsweise beschrieben.

Fig. 4 zeigt Signalwellenformen der Signale Sig. 2, Sig. 3 und Ausgangswellenformen von Spannungen V_L, V_C und einen Entla dungslampenstrom. Eine von der ersten Ausführungsform ver schiedene Periode bezeichnet den Beginn einer Elektroden aufheizperiode und einer Wechselstromentladungsperiode. Eine Standbyperiode ist mit der ersten Ausführungsform identisch.

Wenn die Elektrodenaufheizperiode beginnt, fließen ein Durch bruchstrom und ein Entladungszunahmestrom auf gleiche Weise. Dann wird der Kondensator 10 durch Aktivierung des Gleich spannungswandlers 2 durch die Entladungslampe 6 geladen. Wenn die Spannung V_C des Kondensators 10 eine in einem Mikrocompu ter 8 voreingestellte Spannung (in der Größenordnung von 140 V) erreicht, wird die Aktivierung des Gleichspannungs wandlers 2 unterbrochen, der FET 5b wird eingeschaltet, und ein Rückstrom wird durch die Entladungslampe 6 geleitet.

Elektrische Ladungen des Kondensators 10 werden in die Ent ladungslampe 6 entladen, und die Entladung wird aufrecht erhalten. Ebenfalls zu diesem Zeitpunkt wird ein Schalt zustand gehalten, bis die Spannung V_C die Entladespannung der Lampe erreicht (den V_L-V_C-Wert, der in dem Mikrocomputer 8 gespeichert ist, während der FET 5b in dem vorhergehenden Entladezyklus gleichzeitig ausgeschaltet ist), und zwar unter Steuerung durch den Mikrocomputer 8.

Wenn eine Bedingung V_C = Entladespannung der Lampe erfüllt ist, wird der Gleichspannungswandler 2 aktiviert, der FET 5b wird ausgeschaltet, und die elektrischen Ladungen werden der Entladungslampe 6 erneut von dem Gleichspannungswandler zuge führt, und die Entladung wird aufrechterhalten.

Ebenfalls zu diesem Zeitpunkt wird der Schaltzustand gehal ten, bis die Spannung V_C 140 V erreicht. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis ein integraler Wert des Entladungslampen stroms I_L, der von dem Nebenschlußwiderstand 4 detektiert wird, 60 mAs (60 mC) erreicht.

Der Grund dafür, warum dieser Zyklus während der Elektroden aufheizperiode vielfach wiederholt wird, ist der, daß der Kapazitätswert des Kondensators 10 relativ zu der ersten Aus führungsform klein ist, was bedeutet, daß eine Vielfach wiederholung erforderlich ist, um den Gesamtwert der elektri schen Ladung zu erreichen, die an die Entladungslampe zum Aufheizen der Elektroden auf einen bestimmten, von dem Mikro computer 8 vorgegebenen Wert anzulegen ist.

Ferner ist bei der zweiten Ausführungsform die Gatespannung des FET 5b gedrosselt, und der Strom, der beim Einschalten des FET 5b fließt, ist begrenzt, so daß der Spannungsabfall des Kondensators 10 unterdrückt wird, und die Zeitdauer zur Zuführung eines Stroms von dem Kondensator 10 zu der Entla dungslampe 6 kann gleich gemacht werden, obwohl der Kapazi tätswert des Kondensators 10 klein ist und bei 1/10 des Werts der ersten Ausführungsform liegt.

Nachdem die elektrische Ladungsmenge von 60 mAs der Ent ladungslampe 6 zugeführt ist, geht der Ablauf zu der Wechsel stromentladungsperiode weiter. Wenn der Gleichspannungs wandler 2 aktiviert und der FET 5b in den Auszustand geschal tet ist, geht der Ablauf zu der Wechselstromentladungs periode, wenn die Spannung V_L gleich einem Wert wird, der das Doppelte der im Mikrocomputer 8 im vorhergehenden Entladungs zyklus gespeicherten Entladespannung der Lampe ist.

Wenn der Gleichspannungswandler 2 nicht aktiviert und der FET 5b in den Einzustand gebracht ist, geht der Ablauf zu der Wechselstromentladungsperiode, wenn die Spannung V_C gleich der im vorherigen Entladungszyklus im Mikrocomputer 8 gespei cherten Entladespannung der Lampe wird. Der Wechselstrom entladungstakt wird mit 200 Hz oder höher auf eine ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform betrieben, und die Entladungslampe 6 wird mit einer Wechselstromentladung einge schaltet durch Wiederholen eines Vorgangs der Aktivierung des Gleichspannungswandlers 2 und Abschalten des FET 5b und eines Vorgangs des Anhaltens des Gleichspannungswandlers und Ein schalten des FET 5b auf eine Weise ähnlich der Elektroden aufheizperiode. Die elektrische Leistung zum Zeitpunkt der stabilen Entladung wird mit 34 W auf gleiche Weise gesteuert.

Dritte Ausführungsform

Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 3 sind der als Spannungsglätter und Stromquelle wir kende Kondensator 2d in dem Gleichspannungswandler 2 angeord net. Für den Fall der Ausführung eines Schaltvorganges ohne Nutzung der nachfolgend beschriebenen Idee werden beim Ein schalten des Schalters FET 5b sämtliche elektrischen Ladun gen, die in dem Kondensator 2d zum Zeitpunkt der Aktivierung des Gleichspannungswandlers gespeichert sind, durch den Ein- Widerstand des Schalters FET 5b verbraucht, und es tritt ein hoher Verlust an elektrischer Leistung auf.

Der elektrische Leistungsverlust wird in diesem Fall geschätzt. Eine an die Entladungslampe 6 bei Aktivierung mit 34 W im stabilen Zustand angelegte Spannung beträgt ca. 85 V, und wenn beispielsweise eine Wechselstromentladung bei einem Kapazitätswert des Kondensators von 1 µF und 1 kHz statt findet, wird der elektrische Leistungsverlust P zu P = (1/2) × (1 µF) × (85 V × 2)² × (1 kHz) = 14,45 W.

Bei der dritten Ausführungsform ist das Schalten geplant und erfolgt so, daß dieser elektrische Leistungsverlust unter drückt wird; Fig. 5 ist ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf einer Signalwellenform während einer Wechselstrom entladungsperiode einer Entladungslampen-Einschaltvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.

In der Wechselstromentladungsperiode unmittelbar vor dem Ein schalten des FET 5b zum Zeitpunkt der Umschaltung sind beide AUS-Perioden (eine in Fig. 5 gezeigte Totperiode), die einer Stopp-Periode des Gleichspannungswandlers oder einer AUS- Periode des FET 5b überlagert sind, vorgesehen. Die Tot periode dieses Schalters ist eine Periode der Zuführung der in dem Kondensator 2d gespeicherten elektrischen Ladungen, bis eine Entladungslampenspannung einen Wert nahe Null so weit annimmt, daß die Entladung nicht aufhört.

Wenn beispielsweise eine Periode, in der eine V_L-Spannung von 170 V (85 V × 2) zu 100 V aufwärts von 85 V wird, was eine V_C-Spannung ist, als Totperiode angesehen wird, und die oben beschriebenen Bedingungen angewandt werden, dann kann ein elektrischer Leistungsverlust P' auf den Wert (1/2) × (1 µF) × (100 V)² × (1 kHz) = 5 W reduziert werden.

Vierte Ausführungsform

Fig. 6 ist ein Schaltbild einer Entladungslampen-Einschalt vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform und zeigt die Entladungslampen-Einschaltvorrichtung mit einer Schaltungs konfiguration, die auf andere Weise als die in Fig. 5 beschriebene Ausführungsform elektrische Leistungsverluste verringert.

Ein Kondensator 102d (zweiter Kondensator) ist in einer Anordnung vorgesehen, in der der Kondensator 2d in dem Gleichspannungswandler angeordnet ist, und außerdem sind ein Widerstand 102f und eine Diode 102g parallelgeschaltet, und ein Kondensator 102e (erster Kondensator) ist in Reihe geschaltet, und der Kondensator 102e, der Widerstand 102f und die Diode 102g sind mit dem Kondensator 102d parallelge schaltet.

Eine Kathode der Diode 102g ist mit einer Kathode einer Diode 2c verbunden, und eine Anode ist mit dem Kondensator 102e verbunden. Die Betriebsweise ist mit derjenigen der zweiten Ausführungsform identisch.

Die Funktionen des Kondensators 2d, der die Rollen der Span nungsglättung und einer Stromquelle zum Zeitpunkt des Ent ladungsbeginns bei der ersten bis dritten Ausführungsform hat, sind getrennt, und die Glättung wird in dem Kondensator 102d ausgeführt, und die Rolle der Stromquelle zum Zeitpunkt des Entladungsbeginns spielt der Kondensator 102e.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Kapazitätswert des Konden sators 102d mit einem Wert vorgegeben, bei dem die elektri schen Leistungsverluste nicht zu groß werden und die Span nungsglättung in gewissem Maße durchgeführt werden kann, und ein Kapazitätswert des Kondensators 102e ist mit einem solchen Wert vorgegeben, daß der Strom zum Zeitpunkt des Ent ladungsbeginns zugeführt werden kann, was ähnlich dem Konden sator 102d der ersten bis dritten Ausführungsform ist; ein Widerstandswert des Widerstands 102f ist mit einem solchen Wert vorgegeben, daß eine durch den Kapazitätswert des Kon densators 102e definierte Zeitkonstante im Vergleich mit einem Zyklus einer Wechselstromentladungsperiode ausreichend groß wird.

Durch die Bildung einer solchen Schaltungskonfiguration kön nen die elektrischen Energieverluste im Fall des Einschaltens des FET 5b verringert werden. Das Laden des Kondensators 102e erfolgt nur für eine Standbyperiode (die ausreichend länger als der Zyklus der Wechselstromentladungsperiode ist), wobei in dieser Zeit die Spannung langsam auf 400 V gebracht wird. Da in der Wechselstromentladungsperiode das Laden und Entla den (mit 200 Hz oder höher) sehr viel schneller als in der Standbyperiode durchgeführt wird, erfolgt aufgrund der Anwe senheit des Widerstands 102f nur ein geringes Laden, so daß die elektrischen Leistungsverluste sehr klein werden. Ferner ist der Kapazitätswert des zum Glätten vorgesehenen Kondensa tors 102d auf einen kleinen Wert verringert, so daß die elek trischen Leistungsverluste durch diesen Kondensator klein sind.

Wenn beispielsweise eine Wechselstromentladungsfrequenz 1 kHz und eine Entladespannung der Entladungslampe 85 V ist und der Entladungslampe eine elektrische Ladung zugeführt wird, bis eine Spannung V_L von 170 V zu 100 V wird und der Kapazitäts wert des Kondensators 102d einen Wert von 0,1 µF hat, wird der elektrische Energieverlust P durch den Kondensator 102d zu P = (1/2) × (0,1 µF) × (100 V)² × (1 kHz) = 0,5 W unter der Annahme, daß die gespeicherte elektrische Ladung in einem Entladungslampenstrom, wie oben beschrieben, genutzt wird. Da der elektrische Energieverlust durch den Kondensator 102e nahe Null ist, kann der Verlust auf 0,5 W eingestellt werden.

Wenn im übrigen bei der vierten Ausführungsform ein Kondensa tor mit einem großen Kapazitätswert verwendet wird, wie bei der ersten Ausführungsform mit dem Kondensator 10 beschrieben wurde, versteht es sich, daß die Entladungslampe 6 ohne Probleme auch dann eingeschaltet werden kann, wenn die mit dem Gate des FET 5b verbundenen Widerstände 5c, 5d entfernt werden und die Vorgänge entsprechend Fig. 2 auf eine Weise durchgeführt werden, die ähnlich der ersten Ausführungsform ist.

Ferner ist bei der Ausführungsform die Totperiode vorgesehen, aber es stellt sich der Effekt ein, daß die elektrischen Leistungsverluste bereits durch die Konfiguration von Fig. 6 verringert werden, ohne daß die Totperiode vorgesehen ist.

Fünfte Ausführungsform

Beim Einschalten einer Entladungslampe kann die Entladungs lampe geerdet sein, um eine angelegte Spannung negativ zu machen und dadurch das Diffundieren von Natriumionen zu einer Rohrwand (Natriumverlust) zu vermeiden. Das Einschalten einer solchen Entladungslampe kann bei der ersten bis vierten Aus führungsform sehr einfach realisiert werden.

Der Schaltungsaufbau ist beispielhaft unter Bezugnahme auf die vierte Ausführungsform gezeigt. Fig. 7 zeigt einen Schal tungsaufbau für das Einschalten einer Entladungslampe 6 durch einen negativen Impuls unter Anwendung von Erdpotential als Referenz in der vierten Ausführungsform. In dem Schaltungs aufbau ist nur Plus zu Minus verschoben worden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 werden Aspekte beschrieben, die von der in Fig. 6 gezeigten vierten Ausführungsform verschie den sind. Eine Ausgangsspannung der hohen Seite eines Gleich spannungswandlers 2 ist mit einem Erdungspunkt 3 verbunden, ein FET 5b und Widerstände 5c, 5d eines Schaltkreises 5 sind so angeordnet, daß die Abgabe zur Hochspannungsseite des Gleichspannungswandlers 2 erfolgt, und die Niederspannungs seite ist mit einem Ausgang des Schaltkreises 5 verbunden.

Da ein Ausgangsimpuls des Schaltkreises 5 ein negativer Span nungsimpuls ist, wobei Masse als Standard verwendet wird, ist die Richtung einer Diode 12, die mit einem Kondensator 10 für die Gleichstrom-Wechselstromimpulsumwandlung parallelgeschal tet ist, eine Rückwärtsrichtung. Nur die Ausgangsspannungen V_L, V_C nehmen eine negative Richtung an, und ein Entladungs lampenstrom und Eingangssignale Sig. 2, Sig. 3 gleichen den in den Fig. 4 und 5 gezeigten Wellenformen. Somit sind die Betriebsabläufe identisch mit denen der vierten Ausführungs form.

Sechste Ausführungsform

Fig. 8 ist ein Schaltbild einer sechsten Ausführungsform der Entladungslampen-Einschaltvorrichtung.

Eine Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 2 der ersten bis fünften Ausführungsform hat nur zwei Spannungs pegel mit "hoch" und "niedrig", wie etwa einen positiven oder negativen Spannungswert und Masse; die sechste Ausführungs form ist so aufgebaut, daß ternäre Werte mit Hochpegel, Niedrigpegel und deren Mittelwert, wie etwa positive und negative binäre Spannungswerte, und eine Erdspannung abge geben werden können.

Somit unterscheidet sich die sechste Ausführungsform von den oben beschriebenen Ausführungsformen hinsichtlich der Konfi guration des Gleichspannungswandlers 2. Die Notwendigkeit für einen Kondensator für die Gleichstrom-Wechselstrom-Impuls umwandlung entfällt ebenfalls.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Schaltungskonfiguration sind eine Zündschaltung 9, eine Entladungslampe 6, eine Gleich stromenergiequelle 1, eine Schnittstelle 7, ein Mikrocomputer 8 und ein Nebenschlußwiderstand 4 mit der ersten bis fünften Ausführungsform identisch.

Ein Schaltkreis 5 ist eine Halbbrückenschaltung, die zwei Schaltelemente mit einem FET 5a (erstes Schaltelement) und einem FET 5b (zweites Schaltelement) aufweist, und Signale Sig. 1 und Sig. 2 von dem Mikrocomputer werden Gates der FET 5a und 5b zugeführt. Eine Hochspannung V_H wird einem Drain des FET 5a unter Nutzung von Masse als Standard zugeführt, und eine Niederspannung V_K wird einer Source des FET 5b unter Nutzung von Masse als Standard zugeführt.

Ein Ausgang des Schaltkreises 5 ist mit der einen Elektrode der Entladungslampe 6 verbunden, und die andere Elektrode der Entladungslampe 6 ist mit dem Erdungspunkt 3 durch einen Impulsübertrager 9a der Zündschaltung 9 und den Nebenschluß widerstand 4 verbunden und so ausgebildet, da die andere Elektrode einen Mittelspannungspegel der Hochspannung V_H und der Niederspannung V_K annimmt.

Anders als bei der ersten bis fünften Ausführungsform besteht ein Transformator 202a des Gleichspannungswandlers 2 aus einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und einer Tertiärwicklung. Eine Anode einer Diode 2c ist mit der einen Seite der Sekundärwicklung verbunden, um eine hohe Spannung abzugeben, und der Erdungspunkt 3 ist mit der anderen Seite der Sekundärwicklung verbunden.

Eine Kathode der Diode 2c ist mit dem Drain des FET 5a und einem Kondensator 2d verbunden, der als Spannungsglätter und als Stromquelle zum Zeitpunkt des Entladungsbeginns wirkt, und die andere Seite des Kondensators 2d ist mit dem Erdungs punkt 3 verbunden. Ferner ist eine Anode einer Diode 202h mit der einen Seite der Tertiärwicklung verbunden, um eine Span nung der Niederspannungsseite des Transformators 202a abzuge ben, und die Source des FET 5b ist mit der anderen Seite der Tertiärwicklung verbunden.

Eine Kathode der Diode 202h ist mit dem Erdungspunkt 3 und einem Kondensator 202i verbunden, der zur Spannungsglättung dient, und die andere Seite des Kondensators 202i ist mit der Source des FET 5b verbunden. Bei der sechsten Ausführungsform werden eine Spannung V_H der Hochspannungsseite, eine Spannung V_K der Niederspannungsseite und ein Entladungslampenstrom I_L detektiert, und eine Vergleichsverarbeitung wird von dem Mikrocomputer 8 durchgeführt, wodurch das Einschalten der Entladungslampe 6 gesteuert wird.

Als nächstes wird der Betriebsablauf erläutert.

Fig. 9 zeigt Gateeingangswellenformen der FET 5a, 5b, 2b und Wellenformen der Spannungen V_H, V_K sowie eine Wellenform des Entladungslampenstroms. Während einer Standbyperiode steigt die Spannung V_H auf 400 V an, und die Spannung V_K nimmt auf einen Wert von -400 V ab.

Da der FET 5a im Einzustand und der FET 5b im Auszustand ist, wird ein Kondensator 9b innerhalb der Zündschaltung 9 eben falls auf 400 V geladen, ein Funkenstreckenschalter 9c leitet, und eine Impulsspannung von ca. 20 kV wird über die Entladungslampe 6 angelegt, um die Entladung zu starten.

Wenn die Entladung gestartet wird, fließt ein Durchbruchstrom durch die Entladungslampe 5, und elektrische Ladungen, die äquivalent zu 400 V und im Kondensator 2d gespeichert sind, werden der Entladungslampe 6 zum Zeitpunkt des Entladungs beginns als Strom zugeführt.

Während einer Elektrodenaufheizperiode hält ein Schaltzustand einen Zustand der Standbyperiode, und ein Strom in einer Richtung wird der Entladungslampe 6 fortgesetzt zugeführt. Wenn die fließenden elektrischen Ladungen 30 mC erreichen, was durch Detektieren des Stroms I_L festgestellt wird, gelangt der FET 5a in den Ausschaltzustand und der FET 5b in den Einschaltzustand, und ein Rückwärtsstrom wird durch die Entladungslampe 6 geleitet. Wenn die fließenden elektrischen Ladungen 30 mC erreichen, geht außerdem der Betrieb zu einer Wechselstromentladungsperiode über.

Während der Wechselstromentladungsperiode wird das Einschal ten der Entladungslampe 6 durch das Treiben mit Wechselstrom von 200 Hz bis 20 kHz gesteuert. Der Absolutwert der Aus gangsspannungen der Sekundärwicklung und der Tertiärwicklung des Transformators 202a beträgt in diesem Fall 40 V bis 90 V. In einem stabilen Zustand wird die elektrische Leistung von 34 W aufrechterhalten, wie es oben beschrieben ist.

Der Vorteil der sechsten Ausführungsform besteht darin, daß zwei FET gegenüber der Verwendung von vier FET in der her kömmlichen Schaltung ausreichend sind. Auch ist der Kondensa tor für die Gleichstrom-Wechselstrom-Impulsumwandlung, der bei der ersten bis fünften Ausführungsform verwendet wird, nicht erforderlich. Die Vorteile bestehen also in der Minia turisierung und Kostensenkung.

Siebte Ausführungsform

Bei der sechsten Ausführungsform wird während der Standby periode, wie Fig. 9 zeigt, eine Spannung von maximal 800 V zwischen Drain und Source des FET 5b angelegt. Da Teile für hohe Stehspannungen groß und teuer sind, werden die Vorteile einer Miniaturisierung und Kostensenkung selbst dann erreicht, wenn in einem Fall, in dem eine angelegte Spannung reduziert werden kann, ein weiterer Schalter hinzugefügt wird.

Fig. 10 ist ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Ein schaltvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt. Diese unterscheidet sich nur darin von der sechsten Ausfüh rungsform, daß zwischen der Tertiärwicklung des Transforma tors 202a und dem FET 5b ein FET 302j eingefügt ist. Ein Signal Sig. 4 von einem Mikrocomputer 8 wird einem Gate des FET 302j zugeführt.

Als nächstes wird der Betriebsablauf beschrieben.

Fig. 11 zeigt FET-Gateeingangswellenformen Sig. 1, Sig. 2, Sig. 3, Sig. 4 und Ausgangsspannungswellenformen V_H, V_K und eine Entladungslampenstromwellenform. Die siebte Ausführungs form unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform (Fig. 9) nur hinsichtlich einer Standbyperiode, und während der Standbyperiode ist die Spannung V_K Null, weil der FET 302j im Ausschaltzustand ist.

Wenn der FET 302j während der Standbyperiode in den Aus schaltzustand gebracht ist, wird die an den FET 5b angelegte Spannung zu einem Maximum von 400 V, so daß ein Schaltelement mit einer niedrigeren Stehspannung als diejenige des bei der sechsten Ausführungsform verwendeten Schaltelements verwendet werden kann, was dazu führt, daß eine Miniaturisierung und Kostensenkung erzielt werden.

Achte Ausführungsform

Fig. 12 ist ein Schaltbild einer achten Ausführungsform der Entladungslampen-Einschaltvorrichtung, und dabei wird das Problem des Anlegens der Spannung mit einem Maximalwert von 800 V an den FET 5b der sechsten Ausführungsform gelöst, ohne daß ein Schalter hinzugefügt wird, was der siebten Ausfüh rungsform ähnlich ist.

Die achte Ausführungsform ist mit Ausnahme des Gleich spannungswandlers 2 ähnlich wie die sechste und die siebte Ausführungsform.

Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform dadurch, daß ein Transformator mit einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und einer Tertiär wicklung durch zwei Transformatoren 402a, 402k ersetzt ist, die eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung haben, und daß ein Spannungshalteelement 402l mit einem Kondensator 202i in dem Gleichspannungswandler 2 parallelgeschaltet ist.

Ein Widerstand oder eine Z-Diode wird als das Spannungs halteelement 402l angesehen. Bei der Ausführungsform wird als das Spannungshalteelement 402l eine Z-Diode mit 150 V verwen det.

Als nächstes werden die Betriebsabläufe beschrieben.

Fig. 13 zeigt FET-Gateeingangswellenformen Sig. 1, Sig. 2, Sig. 3 und Ausgangsspannungswellenformen V_H, V_K sowie eine Entladungslampenstromwellenform. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform (Fig. 9) hinsichtlich einer Periode, in der der FET 5b eingeschaltet ist (einer Standbyperiode und der ersten Hälfte einer Elektrodenaufheizperiode), und während dieser Periode ist das Spannungshalteelement 402l wirksam, und die Spannung V_K wird auf -150 V gehalten.

Somit wird an den FET 5b eine Spannung mit einem Maximum von 550 V angelegt, und es hat sich gezeigt, daß ein Schalt element mit einer Stehspannung, die niedriger als diejenige der sechsten Ausführungsform ist, verwendet werden kann.

Neunte Ausführungsform

Fig. 14 ist ein Schaltbild, das eine Entladungslampen-Ein schaltvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die neunte Ausführungsform gleicht der achten Ausführungsform mit Ausnahme des Transformators eines Gleichspannungswandlers 2.

Ein Transformator 502a hat eine integrale Struktur, wie Fig. 15 zeigt. 601 ist ein Kern, 602 und 603 sind Primärwicklun gen, 604 ist eine Sekundärwicklung, und 605 ist eine Tertiär wicklung. Typischerweise sind in einem Transformator sämt liche Wicklungen in der Mitte des Kerns gewickelt, aber der Transformator der Ausführungsform hat eine Struktur, bei der eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung in den einen Endbereich des Kerns und eine Primärwicklung und eine Tertiärwicklung in den anderen Endbereich gewickelt sind. Durch die Ausbildung einer solchen Transformatorstruktur kann die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung auch dann erhöht werden, wenn die Ausgangsspannung der Tertiärwicklung bei -150 V gehalten wird.

Als nächstes wird der Betriebsablauf beschrieben.

Die Eingangs- und Ausgangswellenformen gleichen denen der achten Ausführungsform von Fig. 13, und auch die Betriebs abläufe sind ähnlich.

Bei der sechsten bis neunten Ausführungsform ist entweder die Transformatorstruktur komplex, oder eine Stehspannungs eigenschaft des FET-Elements ist erforderlich, aber die Zahl der Schaltelemente ist gegenüber dem Bedarf an vier Schalt elementen bei der herkömmlichen Schaltung auf zwei herab gesetzt, so daß die Vorteile einer Miniaturisierung und Kostensenkung erreicht werden.

Zehnte Ausführungsform

Fig. 16 ist ein Schaltbild, das eine zehnte Ausführungsform der Entladungslampen-Einschaltvorrichtung zeigt. Bei der ersten bis neunten Ausführungsform ist die Anzahl von FETs, die den Schaltkreis 5 bilden, vermindert, aber bei der zehn ten Ausführungsform ist die Stehspannung jedes der Elemente herabgesetzt, um die Miniaturisierung und Kostensenkung zu erreichen, während gleichzeitig vier FETs ebenso wie bei der herkömmlichen Schaltung verwendet werden.

Eine Entladungslampe 6, eine Zündschaltung 9, ein Neben schlußwiderstand 4 und eine Schnittstelle 7 sind mit der ersten bis neunten Ausführungsform identisch. In einem Mikro computer 8 ist die Anzahl der zu steuernden FET erhöht, so daß fünf Signale Sig. 1 bis Sig. 5 abgegeben werden.

Ein Transformator 702a eines Gleichspannungswandlers 2 weist drei Wicklungen mit einem Eingang und zwei Ausgängen auf. In eine Primärwicklung wird ein Strom von einem FET 2b ähnlich wie bei der ersten bis neunten Ausführungsform geleitet. Die eine Seite einer Sekundärwicklung ist mit einer Anode einer Diode 2c verbunden, und die andere Seite der Sekundärwicklung ist mit einer Source eines FET 5f eines Schaltkreises 5 ver bunden.

Eine Spannung der Source dieses FET 5f ist eine zu detektie rende Spannung V_L. Eine Kathode der Diode 2c ist mit einem Kondensator 2d zur Spannungsglättung und außerdem mit einer Anode einer Diode 5 _i des Schaltkreises 5 durch den Neben schlußwiderstand 4 verbunden und an einen Erdungspunkt 3 geführt.

Ein Strom I_L wird von dem Nebenschlußwiderstand 4 detektiert. Ferner ist die eine Seite einer Tertiärwicklung mit einer Anode einer Diode 702m und die andere Seite der Tertiär wicklung mit der Seite eines Impulsübertragers 9a eines Aus gangs des Schaltkreises 5 verbunden.

Ein Kondensator 702n zur Spannungsglättung ist zwischen die Diode 702m und die Tertiärwicklung geschaltet, und eine Kathode der Diode 702m ist mit dem anderen Ausgang des Schaltkreises 5 durch einen Widerstand 702o verbunden. Das Windungsverhältnis der Sekundärwicklung des Transformators 702a zu der Tertiärwicklung ist 1 : 4, und die Tertiärwicklung gibt 400 V ab, wenn die Sekundärwicklung -100 V abgibt.

Da nur eine Funktion der Spannungsglättung erforderlich ist, haben die Kondensatoren 2d und 702n bei dieser Ausführungs form einen Wert von 0,1 µF. Der Widerstand 702o erfordert einen hohen Widerstandswert, um elektrische Leistungsverluste infolge der durch die Tertiärwicklung in einem stabilen Zustand bewirkten Spannung zu verringern, und hat bei dieser Ausführungsform 100 kΩ.

Der Schaltkreis 5 ist eine H-Brückenschaltung ähnlich dem herkömmlichen Beispiel. Ein FET 5a und ein FET 5e sind wirk sam, um eine Hochspannung zu verschieben, und ein FET 5b und der FET 5f sind wirksam, um eine Niederspannung zu verschie ben.

Eine Kathode der Diode 51 ist mit einem Drain des FET 5a ver bunden, und eine Kathode der Diode 5j ist mit einem Drain des FET 5f verbunden. Ferner ist ein Widerstand 5g von 100 kΩ mit dem FET 5b parallelgeschaltet, und ein Widerstand 5h von 100 kΩ ist mit dem FET 5e parallelgeschaltet.

Ein Verbindungspunkt zwischen einer Source des FET 5a und einem Drain des FET 5b wird zum Ausgang des Schaltkreises 5 und ist mit einer Elektrode der Entladungslampe 6 verbunden. Außerdem wird ein Verbindungspunkt zwischen einer Source des FET 5e und einer Anode der Diode 5j zum anderen Ausgang und ist mit der Primärwicklung des Impulsübertragers 9a verbun den.

Ein Kondensator 13 ist zwischen die Ausgänge des Schalt kreises 5 geschaltet. Dieser wirkt als Anfangsstromzuführ einrichtung, um der Entladungslampe zum Zeitpunkt des Entla dungsbeginns einen Strom zuzuführen. Der Kondensator 13 dieser Ausführungsform hat 1 µF.

Somit ist bei der zehnten Ausführungsform eine Stromver sorgung (der Kondensator 13) für den Entladungsbeginnzeit punkt in den Ausgängen des Schaltkreises 5 angeordnet, und das Laden auf 400 V des Kondensators 13 und eines Kondensa tors 9b während einer Standbyperiode wird unter Nutzung der Tertiärwicklung des Transformators 702a durchgeführt.

Als nächstes werden die Betriebsabläufe beschrieben.

Fig. 17 zeigt Gateeingangssignalwellenformen Sig. 1 bis Sig. 5 sowie eine Spannung des Kondensators 13, eine Spannungs wellenform der Spannung V_L und eine Entladungslampenstrom wellenform. In einer Standbyperiode sind Sig. 1, Sig. 2, Sig. 4 und Sig. 5 im AUS-Zustand, und nur der Gleichspannungswandler wird durch Impulsbreitensteuerung gesteuert.

In diesem Fall wird die Spannung V_L auf -150 V gesteuert, und die Spannungen des Kondensators 13 und des Kondensators 9b werden auf 400 V erhöht. Dabei wird zwischen Drain und Source der FET 5a, 5b, 5e und 5f nur eine Spannung mit einem Maximum von 275 V angelegt.

Wenn die Spannung 400 V erreicht, wird ein Funkenstrecken schalter 9b leitend, und eine Impulsspannung von ca. 20 kV wird an die Entladungslampe 6 angelegt, um die Entladung zu starten. Wenn die Entladung begonnen hat, fließt ein Durch bruchstrom durch die Entladungslampe 6, und elektrische Ladungen, die in dem Kondensator 13 gespeichert sind, werden der Entladungslampe 6 zum Zeitpunkt des Entladungsbeginns als ein Strom zugeführt.

Wenn der Durchbruch mittels eines Stroms I_L detektiert wird, gelangen der FET 5a und der FET 5f in den Einschaltzustand, und der FET 5b und der FET 5e gelangen in den Ausschalt zustand, und ein Strom wird weiterhin von dem Gleich spannungswandler 2 in einer bestimmten Richtung geleitet (Elektrodenaufheizperiode).

Wenn die Menge der mobilen elektrischen Ladungen (der Inte gralwert des Stroms I_L) einen Wert 30 mC erreicht, gelangen der FET 5a und der FET 5f in den Ausschaltzustand, und ein Strom wird weiterhin in einer Rückwärtsrichtung geleitet.

Auch in dieser Richtung geht der Betrieb, wenn die elektri sche Ladungsmenge von 30 mC zugeführt wird, zu einer Wechsel stromentladungsperiode. Während der Wechselstromentladungs periode wird ein Wechselstrom von 200 Hz bis 20 kHz durch die Entladungslampe 6 geleitet, und der Einschaltzustand wird aufrechterhalten. Die elektrische Leistung zum Zeitpunkt der stabilen Entladung wird auf 34 W gesteuert.

Die elektrische Ladungsmenge, die während der Wechsel stromentladungsperiode in den Kondensator 13 geladen bzw. daraus entladen wird, wird infolge des Einschaltwiderstands des FET nutzlos verbraucht (elektrischer Leistungsverlust). Um diesen Verlust zu verringern, wird auch bei der zehnten Ausführungsform die bei der dritten Ausführungsform beschrie bene Methode angewandt.

Bei dieser Ausführungsform wird die in dem Kondensator 13 gespeicherte elektrische Ladung der Entladungslampe 6 zuge führt, und dann wird der Schalter umgeschaltet. Das heißt, in der Ein-Aus-Umschaltung der FETs 5a, 5f und der FETs 5b, 5e ist eine Totperiode des Schalters vorgesehen.

Bei der zehnten Ausführungsform ist ebenso wie bei der her kömmlichen Bauart die Zahl der FETs, die den Schaltkreis 5 bilden, vier, aber nur die Spannung mit einem Höchstwert von 275 V wird an jedes Element angelegt, so daß der bei der her kömmlichen Bauart verwendete FET durch ein Element mit nied riger Stehspannung ersetzt werden kann. Das Element mit nied riger Stehspannung ist gegenüber einem Element mit hoher Stehspannung billig, so daß eine Kostensenkung erreicht wer den kann.

Außerdem ist in jeder Ausführungsform eine Bauart gezeigt, bei der die Entladungslampe 6 die Zündschaltung 9 aufweist, aber die Zündschaltung 9 kann entfallen.

Wie oben beschrieben wird, weist gemäß einer ersten Konfigu ration der Erfindung eine Entladungslampen-Einschaltvorrich tung folgendes auf: eine elektrische Leistungsregelungs einrichtung zur Regelung der von einer Energiequelle zuge führten elektrischen Leistung und zur Abgabe von Spannungen, die jeweils verschiedene Potentiale haben, an zwei Leitungen; ferner ein Schaltkreisteil, das aus einem Schaltelement gebildet ist, wobei Eingänge mit den beiden Leitungen der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung verbunden sind und außerdem einer der Eingänge mit einer Elektrode einer Entla dungslampe und ein Ausgang mit der anderen Elektrode der Ent ladungslampe verbunden ist; und einen Kondensator, der in einer Schaltung zum Herstellen von Verbindungen eines Ein gangs des Schaltkreisteils, der Entladungslampe und des Aus gangs des Schaltkreisteils mit der Entladungslampe in Reihe angeordnet ist, so daß ein Schaltelement, das das Schalt kreisteil bildet, ausreichend ist, so daß eine Kostensenkung und Miniaturisierung erzielbar sind.

Gemäß einer zweiten Konfiguration der Erfindung wird in der ersten Konfiguration die Entladungslampe mit Wechselstrom betrieben durch Wiederholen eines Vorgangs der Stromzuführung von der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung zu der Entladungslampe und Durchführung des Ladens des Kondensators sowie eines Vorgangs der Unterbrechung der Aktivierung der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung und Zuführung eines Strom in umgekehrter Richtung von dem Kondensator zu der Entladungslampe, so daß die Entladungslampe auch dann mit Wechselstrom betrieben werden kann, wenn die Zahl der den Schaltkreisteil bildenden Schaltelemente klein ist, so daß eine Kostensenkung und Miniaturisierung der Entladungslampen- Einschaltvorrichtung erzielbar sind.

Ferner sind gemäß einer dritten Konfiguration der Erfindung bei der ersten oder der zweiten Konfiguration vorgesehen: eine Standbyperiode, um Vorbereitungen zum Einschalten zu treffen; eine Elektrodenaufheizperiode, um mindestens eine Spannung V_C des Kondensators zu detektieren und die Elektro den der Entladungslampe durch einen Entladungslampenstrom aufzuheizen, bis die Spannung V_C eine vorbestimmte Spannung nach dem Einschalten der Entladungslampe erreicht; und eine Wechselstromentladungsperiode zum Leiten eines Wechselstroms durch die Entladungslampe, um die Entladung aufrechtzuerhal ten; dadurch kann eine stabile Entladungsemission ohne Aus fall erreicht werden.

Gemäß einer vierten Konfiguration der Erfindung ist ferner in einer der ersten bis dritten Konfigurationen der eine Eingang des Schaltkreisteils mit dem Ausgang durch das Schaltelement verbunden, und der andere Eingang des Schaltkreisteils ist mit dem Ausgang direkt verbunden, so daß ein das Schaltkreis teil bildendes Schaltelement ausreicht; dadurch können eine Kostensenkung und die Miniaturisierung erreicht werden.

Gemäß der fünften Konfiguration der Erfindung weist in einer der ersten bis vierten Konfigurationen das Schaltelement eine Einrichtung zur Regelung einer Steuerspannung auf, so daß ein Entladungslampenstrom einen vorbestimmten Wert annimmt und der maximale Entladungsstromwert verringert werden kann und selbst im Fall der Verwendung eines Kondensators mit kleinem Kapazitätswert der Spannungsabfall klein ist; somit kann zusätzlich zu einer Erhöhung der Einschaltstabilität auch der Kondensator miniaturisiert werden.

Gemäß einer sechsten Konfiguration der Erfindung ist in einer von der ersten bis fünften Konfiguration eine Spannungs glättungs- und Anfangsstromzuführeinrichtung vorgesehen, um eine von der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung abge gebene Spannung zu glätten und der Entladungslampe zum Zeit punkt des Entladungsbeginns einen Strom derart zuzuführen, daß sich der Effekt einer stabilen Aufrechterhaltung der Ent ladung ergibt.

Gemäß einer siebten Konfiguration der Erfindung ist in der sechsten Konfiguration eine Totperiode vorgesehen, die einer Periode der Unterbrechung der Aktivierung der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung in einer Aus-Periode des Schaltelements überlagert ist, wenn das Betreiben der Ent ladungslampe mit Wechselstrom stattfindet, so daß elektrische Ladungen, die in dem als Spannungsglättungs- und Anfangs stromzuführeinrichtung dienenden Kondensator gespeichert sind, zum Entladen nutzbar gemacht und dadurch die Blind leistung vermindert werden kann.

Gemäß einer achten Konfiguration der Erfindung ist ferner in der sechsten Konfiguration die Spannungsglättungs- und Anfangsstromzuführeinrichtung dadurch gebildet, daß ein zweiter Kondensator parallel mit einer Schaltung angeordnet ist, in der ein Parallelkreis aus einem Widerstand und einer Diode in Reihe mit einem ersten Kondensator verbunden ist, so daß die elektrische Ladungsmenge, die zum Entladungsbeginn notwendig ist, während der Standbyperiode in dem ersten Kon densator gespeichert werden kann, und die Ladung und Entla dung des ersten Kondensators wird infolge der hohen Wieder holfrequenz während der Wechselstromentladungsperiode sehr klein, so daß elektrische Leistungsverluste während der Wech selströmentladungsperiode verringert werden können und gleichzeitig der zum Zeitpunkt des Entladungsbeginns erfor derliche Strom sicher vorhanden ist.

Gemäß einer neunten Konfiguration der Erfindung weist eine Entladungslampen-Einschaltvorrichtung auf: eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung zum Regeln der von einer Ener giequelle zugeführten elektrischen Leistung und zur Abgabe von positiven und negativen binären Spannungen von zwei Leitungen, und ein Schaltkreisteil, das aus ersten und zwei ten Schaltelementen gebildet ist, um die Verbindungen zwi schen den beiden Leitungen der elektrischen Leistungs regelungseinrichtung und der einen Elektrode einer Ent ladungslampe zu steuern, und die Vorrichtung ist so aufge baut, daß die andere Elektrode der Entladungslampe einen Mittelspannungspegel der positiven und negativen Binär spannungen annimmt, so daß zwei Schaltelemente, die das Schaltkreisteil bilden, ausreichend sind, so daß eine Kosten senkung und Miniaturisierung erreicht werden können.

Gemäß einer zehnten Konfiguration der Erfindung ist in der neunten Konfiguration ein drittes Schaltelement zwischen der einen der beiden Leitungen der elektrischen Leistungsrege lungseinrichtung und dem Schaltkreisteil angeordnet, und das dritte Schaltelement wird während einer Standbyperiode in Vorbereitung des Einschaltens in den Auszustand gebracht, so daß eine Spannung, die an die das Schaltkreisteil bildenden Schaltelemente angelegt wird, niedriger als diejenige einer Bauart ohne das dritte Schaltelement wird, und infolgedessen kann ein Schaltelement mit niedriger Stehspannung verwendet werden, um die Kostensenkung und Miniaturisierung zu erzie len.

Gemäß einer elften Konfiguration der Erfindung hat in der neunten Konfiguration die elektrische Leistungsregelungsein richtung drei Anschlüsse zur Abgabe einer positiven Spannung, einer Erdspannung und einer negativen Spannung, und ein Spannungshalteelement ist zwischen einen Erdanschluß zur Abgabe der Erdspannung und einen Spannungsanschluß zur Abgabe der positiven oder negativen Spannung geschaltet, so daß eine an die Schaltelemente, die das Schaltkreisteil bilden, ange legte Spannung niedriger als diejenige einer Bauart ohne das Spannungshalteelement wird, und infolgedessen kann ein Schaltelement mit niedriger Stehspannung verwendet werden, um die Kostensenkung und Miniaturisierung zu erreichen.

Gemäß einer zwölften Konfiguration der Erfindung werden bei der elften Konfiguration ferner drei Spannungspegel, beste hend aus der positiven Spannung, der Erdspannung und der negativen Spannung, durch Verwendung von zwei Transformatoren gebildet, so daß die eine Spannung konstant gehalten werden kann, während gleichzeitig die andere Spannung auf eine vor bestimmte Spannung während der Standbyperiode erhöht werden kann.

Gemäß einer dreizehnten Konfiguration der Erfindung werden bei der elften Konfiguration drei Spannungspegel, bestehend aus der positiven Spannung, der Erdspannung und der negativen Spannung, durch Verwendung eines integralen Transformators gebildet, bei dem eine Primärwicklung und eine Sekundär wicklung im einen Ende eines Kerns und eine weitere Primär wicklung und eine Tertiärwicklung im anderen Ende angeordnet sind, so daß die eine Spannung konstant gehalten werden kann, während gleichzeitig die andere Spannung auf eine vorbe stimmte Spannung während der Standbyperiode erhöht werden kann.

Gemäß einer vierzehnten Konfiguration der Erfindung weist ferner eine Entladungslampen-Einschaltvorrichtung auf: eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung zum Regeln der von einer Energiequelle zugeführten elektrischen Leistung und zur Abgabe von Spannungen, die jeweils verschiedene Potentiale haben, an vier Leitungen; ein Schaltkreisteil, das aus vier Schaltelementen gebildet ist, zur Steuerung der Verbindungen zwischen zwei von den vier Leitungen der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung und Elektroden einer Ent ladungslampe; und einen Kondensator, der zwischen Ausgänge des Schaltkreisteils geschaltet ist und der Entladungslampe zum Zeitpunkt des Entladungsbeginns einen Strom zuführt, wobei die restlichen zwei von den vier Leitungen der elektri schen Leistungsregelungseinrichtung mit jeweiligen Elektroden des Kondensators verbunden sind und die vier Schaltelemente in einer Standbyperiode zur Vorbereitung des Einschaltens in den Auszustand gebracht werden, so daß die maximale an die Schaltelemente angelegte Spannung verringert werden kann; somit kann ein Schaltelement mit einer Stehspannung, die niedriger als diejenige einer herkömmlichen Bauart ist, ver wendet werden, um die Kostensenkung zu erreichen.

Gemäß einer fünfzehnten Konfiguration der Erfindung hat die Entladungslampe in einer von der ersten bis vierzehnten Kon figuration eine Zündschaltung, so daß der Effekt eines stabi len Entladungsbeginns erhalten wird.

Claims

1. Entladungslampen-Einschaltvorrichtung, gekennzeichnet durch
eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung (2) zur Regelung der von einer Energieversorgung (1) zugeführten elektrischen Leistung und zur Abgabe von Spannungen, die jeweils verschiedene Potentiale haben, an zwei Leitungen;
ein Schaltkreisteil (5), das aus einem Schalt element (5b) gebildet ist, wobei die Eingänge mit den beiden Leitungen der elektrischen Leistungs regelungseinrichtung (2) verbunden sind und ferner einer der Eingänge mit der einen Elektrode einer Entladungslampe (6) und ein Ausgang mit der anderen Elektrode der Entladungslampe (6) verbunden ist; und
einen Kondensator (10), der mit der Entladungslampe (6) in Reihe in einer Schaltung verbunden ist zum Herstellen von Verbindungen zwischen dem einen Ein gang des Schaltkreisteils (5), der Entladungslampe (6) und dem Ausgang des Schaltkreisteils (5).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampe (6) mit Wechselstrom betrieben wird durch Wiederholen eines Vorgangs der Stromzuführung von der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung (2) zu der Entladungslampe (6) und Laden des Kondensators (10) und eines Vorgangs der Unterbrechung der Aktivie rung der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung (2) und Zuführen eines Stroms in umgekehrter Richtung von dem Kondensator (10) zu der Entladungslampe (6).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
eine Standbyperiode, in der das Einschalten vorbe reitet wird;
eine Elektrodenaufheizperiode, in der zumindest eine Spannung V_C des Kondensators (10) detektiert wird, um die Elektroden der Entladungslampe (6) durch einen Entladungslampenstrom aufzuheizen, bis die Spannung V_C nach dem Einschalten der Ent ladungslampe eine vorbestimmte Spannung erreicht; und
eine Wechselstromentladungsperiode, in der ein Wechselstrom durch die Entladungslampe (6) geleitet wird, um die Entladung aufrechtzuerhalten.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang des Schaltkreisteils (5) mit dem Ausgang durch das Schaltelement (5b) verbunden ist und der andere Eingang des Schaltkreisteils (5) direkt mit dem Ausgang verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (5b) Mittel zur Regelung einer Steuerspannung aufweist, so daß ein Entladungslampen strom einen vorbestimmten Wert annimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Spannungsglättungs- und Anfangsstromzuführungs einrichtung (2d), um eine von der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung (2) abgegebene Spannung zu glätten und der Entladungslampe (6) zum Zeitpunkt des Entladungsbeginns einen Strom zuzuführen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Totperiode, die einer Periode der unterbroche nen Aktivierung der elektrischen Leistungsregelungs einrichtung (2) in einer AUS-Periode des Schaltelements (5b) überlagert ist, bei Durchführung des Treibens der Entladungslampe (6) mit Wechselstrom vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsglättungs- und Anfangsstromzuführungs einrichtung durch Anordnen eines zweiten Kondensators parallel mit einem Schaltkreis gebildet ist, in dem ein Parallelkreis aus einem Widerstand und einer Diode in Reihe mit einem ersten Kondensator geschaltet ist.

9. Entladungslampen-Einschaltvorrichtung, gekennzeichnet durch
eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung (2) zur Regelung der von einer Energiequelle geliefer ten elektrischen Leistung und zur Abgabe von posi tiven und negativen Binärspannungen an zwei Leitun gen; und
ein Schaltkreisteil (5), bestehend aus einem ersten und einem zweiten Schaltelement (5a, 5b), zur Steuerung von Verbindungen zwischen den beiden Leitungen der elektrischen Leistungsregelungs einrichtung (2) und einer Elektrode einer Ent ladungslampe (6);
wobei die andere Elektrode der Entladungslampe (6) zu einem Mittelspannungswert der positiven und negativen Binärspannungen wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß ein drittes Schaltelement (302j) zwischen der einen von zwei Leitungen der elektrischen Leistungsregelungs einrichtung (2) und dem Schaltkreisteil (5) angeordnet ist,
und daß das dritte Schaltelement (302j) während einer Standbyperiode, in der das Einschalten vorbereitet wird, in den AUS-Zustand gebracht ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische Leistungsregelungseinrichtung (402a, 402k) drei Anschlüsse zur Abgabe einer positiven Spannung, einer Erdspannung und einer negativen Spannung hat,
und daß ein Spannungshalteelement (402l) zwischen einen Erdanschluß zur Abgabe der Erdspannung und einen Spannungsanschluß zur Abgabe der positiven oder nega tiven Spannung geschaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß drei Spannungspegel, bestehend aus der positiven Spannung, der Erdspannung und der negativen Spannung, durch Verwendung von zwei Transformatoren (402a, 402k) gebildet werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß drei Spannungspegel, bestehend aus der positiven Spannung, der Erdspannung und der negativen Spannung, durch Verwendung eines integralen Transformators (502a) gebildet werden, bei dem eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung an dem einen Ende eines Kerns (601) und eine weitere Primärwicklung und eine Tertiärwicklung an dem anderen Ende angeordnet sind.

14. Entladungslampen-Einschaltvorrichtung, gekennzeichnet durch
eine elektrische Leistungsregelungseinrichtung (2) zur Regelung der von einer Energieversorgung zuge führten elektrischen Leistung und zur Abgabe von Spannungen, die jeweils verschiedene Potentiale haben, an vier Leitungen;
ein Schaltkreisteil (5), das aus vier Schaltelemen ten (5a, 5e, 5b, 5f) besteht, zur Steuerung von Verbindungen zwischen zwei von den vier Leitungen der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung (2) und Elektroden einer Entladungslampe (6); und
einen Kondensator (13), der zwischen Ausgänge des Schaltkreisteils (5) geschaltet ist und der Ent ladungslampe (6) zum Zeitpunkt des Entladungs beginns einen Strom zuführt;
wobei die übrigen zwei von den vier Leitungen der elektrischen Leistungsregelungseinrichtung mit jeweiligen Elektroden des Kondensators (13) verbun den sind und die vier Schaltelemente (5a, 5e, 5b, 5f) während einer Standbyperiode, in der das Einschalten vorbereitet wird, in den AUS-Zustand gebracht sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampe (6) eine Zündschaltung (9) hat.