DE10105974A1 - Entladungslampenzündschaltung - Google Patents

Abstract

Die Entladungslampenzündschaltung ist so aufgebaut, dass getrennt von zwei Ausgangsanschlüssen einer Gleichspannungsenergiequellenschaltung erzeugte Spannungen positiver und negativer Polarität an die Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 angelegt werden. Um diese Ausgangsspannungen zu schalten, ist eine Vielzahl von Schaltelementen in einer Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung bereitgestellt, und die alternierend durch Ansteuerschaltungen betrieben werden. Die sich ergebende Wechselspannung wird an die Entladungslampe angelegt. Ein Stromerfassungselement ist in der Gleichspannungsenergiequellenschaltung bereitgestellt, und das Signal von dem Element wird durch die Stromerfassungsschaltung empfangen, um eine Stromerfassung durchzuführen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündschaltung zum Anlegen einer Wechselspannung an eine Entladungslampe durch Umwandeln einer Gleichspannung von einer Gleichspannungsenergiequellenschaltung. Die Schaltung weist eine Stromerfassungsvorrichtung, in der Gleichspannungsenergiequellenschaltung, zum Erfassen eines zu der Entladungslampe fließenden Stromes.

Stand der Technik

Eine Beleuchungsschaltung für eine Entladungslampe mit einer Gleichspannungsenergiequellenschaltung, einer Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung und einer Startschaltung ist bekannt.

Beispielsweise weist eine Zündschaltung einen Gleichspannungs-Gleichspannungswandler in der Gleichspannungsenergiequellenschaltung auf, und einen Gleichspannungs-Wechselspannungswandler mit einer Treiberschaltung und einer Vollbrückenschaltung mit zwei Paaren von Halbleiterschaltelementen, um eine Schaltsteuerung durchzuführen. Die Ausgangsspannung des Gleichspannungs- Gleichspannungswandlers wird durch die Vollbrückenschaltung in eine rechtwinklige Wellenformspannung umgewandelt und an die Entladungslampe angelegt.

Um einen zur Entladungslampe fließenden Strom zu erfassen, wird ein Nebenschluss (shunt) Widerstand zwischen die Entladungslampe und Masse eingefügt, und ein Signal nach einer Spannungswandlung wird erfasst.

Die obige Anordnung unterliegt jedoch einer Überspannung und kann Sicherheitsprobleme aufwerfen.

Wenn eine Entladungslampe gezündet wird, kann eine Überspannung durch einen verteilten oder Streukondensator erzeugt werden. Für eine mobile Zündschaltung wird ein Hochspannungsimpuls einiger kV bis einige 10 kV durch eine Starterschaltung erzeugt und durch eine Hochspannungsleitung an die Ladungslampe geführt. Eine Abschirmung ist um das Kabel gelegt, um elektromagnetische Interferenzen zu unterdrücken, bewirkt durch die Erzeugung eines Funkfrequenzrauschens. Der Streu- oder verteilte Kondensator wird auch zwischen dem Hochspannungskabel und dem Fahrzeugkörper oder der Abschirmung, beide auf Masse, geladen. Wenn die Entladungslampe durchbricht und nach einem Empfang des Hochspannungsimpulses leitet, wird somit die elektrische Ladung, die in dem Streukondensator oder dem verteilten Kondensator angesammelt ist, durch den Nebenschlusswiderstand entladen. Demzufolge kann der Nebenschlusswiderstand oder Elemente der Stromerfassungsschaltung, unterhalb des Widerstands bereitgestellt, beschädigt werden.

Weiter, falls die Verdrahtung zwischen dem Nebenschlusswiderstand und der Entladungslampe durch Kontaktierung kurzgeschlossen wird, beispielsweise durch den Fahrzeugkörper, fließt der Strom nicht weiter durch den Nebenschlusswiderstand, sondern fließt durch den Fahrzeugkörper (Massepotential). Da kein Strom zur Entladungslampe fließt, erhöht die Steuerschaltung die Energieversorgung, um mehr Strom an die Entladungslampe zu liefern. Eine störungssichere Schaltung erfasst dann den obigen Zustand, um den Betriebsvorgang zu beenden. Schaltungen, wie die störungssichere Schaltung, erhöhen Kosten, Größe und die Anzahl von Teilen für die Zündschaltung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung umfasst eine Entladungslampenzündschaltung eine Gleichspannungsenergiequellenschaltung, um eine Gleichspannung auszugeben, eine Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung, um die Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln, die an die Entladungslampe anzulegen ist, eine Stromerfassungsschaltung, um einen zu der Entladungslampe fließenden Strom zu erfassen, und eine Steuerschaltung, um die Ausgangsspannung der Gleichspannungsenergiequellenschaltung, basierend auf einem Zustandserfassungssignal der Entladungslampe, einschließlich eines Erfassungssignals von der Stromerfassungsschaltung zu steuern. Die vorliegende Erfindung kann die folgenden Strukturen (A) bis (C) enthalten.

• A) Eine Spannung positiver Polarität und eine Spannung negativer Polarität, jeweilig von zwei Ausgangsanschlüssen der Gleichspannungsenergiequellenschaltung, werden an die Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung angelegt, eine Vielzahl von Schaltelementen in der Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung, angeordnet zum Schalten der Ausgangsspannungen, werden alternierend durch ihre Ansteuerschaltungen betrieben, um eine Wechselspannung zu erzeugen, die an die Entladungslampe angelegt wird.
• B) Eine Elektrode der Entladungslampe ist mit einem der Ausgangsanschlüsse der Gleichspannungs-Wechselspannungs- Wandlerschaltung durch eine induktive Last verbunden, und die andere Elektrode ist mit Masse verbunden.
• C) Ein Stromerfassungselement, um einen durch die Entladungslampe fließenden Strom zu erfassen, ist in der Gleichspannungsenergiequellenschaltung bereitgestellt, und ein Signal von dem Stromerfassungselement wird an der Stromerfassungsschaltung empfangen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Stromerfassungselement zum Erfassen eines durch die Entladungslampe fließenden Stromes in der Gleichspannungsenergiequellenschaltung bereitgestellt und nicht mit der Entladungslampe verbunden. Beispielsweise kann das Element zwischen dem Ausgangsanschluss und Masse angeordnet sein. Somit können Probleme im Zusammenhang mit einer Überspannung, erzeugt, wenn die Entladungslampe gezündet wird, vermieden werden. Ebenso wird eine Schutzschaltung zum Schützen von Schaltungen nicht benötigt, da der Strom durch das Stromerfassungselement erfasst werden kann, auch wenn der Strom in den Fahrzeugkörper leckt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Schaltblockdiagramm einer Entladungslampenzündschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein beispielhaftes Schaltdiagramm einer Gleichspannungsenergiequellenschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Schaltdiagramm einer Stromerfassungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Zündschaltung für zwei Entladungslampen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt ein weiteres beispielhaftes Schaltdiagramm einer Gleichspannungsenergiequellenschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt ein weiteres beispielhaftes Schaltdiagramm einer Stromerfassungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Entladungslampenzündschaltung für eine Entladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Entladungslampenzündschaltung 1 weist eine Energiequelle 2 auf, eine Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3, eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 und eine Starterschaltung 5 und steuert das Zünden einer Entladungslampe 6 (Metalldampflampe oder ähnliches).

Die Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3 empfängt eine Gleichspannungseingangsspannung Vin von der Energiequelle 2 und erzeugt eine erwünschte Ausgangsgleichspannung, die entsprechend einem Steuersignal von einer Steuerschaltung 7 variabel gesteuert wird. Ein Schaltregulierer wird in einem Gleichspannungs-Gleichspannungswandler in der Gleichspannungsenergieguellenschaltung 3 verwendet. Der Gleichspannungs-Gleichspannungswandler kann vom Zerhackertyp (chopper) oder vom Fly-Back-Typ sein. Ein Gleichspannungs- Gleichspannungswandler 3A erzeugt eine Ausgabe positiver Polarität (positives Potential bezüglich Masse) und ein Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3B erzeugt eine Ausgabe negativer Polarität (negatives Potential bezüglich Masse). Das heißt, die vorliegende Schaltung erzeugt eine bipolare Ausgangsspannung positiver und negativer Polarität. Die Spannung positiver Polarität und negativer Polarität, getrennt von zwei Ausgangsanschlüssen erzeugt, wird an die Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 angelegt.

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Gleichspannungsenergieguellenschaltung 3. Ein Ende einer primären Spule Tp eines Transformators T ist mit einem Gleichstromeingangsanschluss Ta verbunden, an den die Spannung Vin angelegt ist. Das andere Ende der primären Spule Tp ist durch ein Halbleiterschaltelement SW und einen Stromerfassungswiderstand Rs geerdet. In Fig. 2 kann der Schalter SW, gezeigt durch ein Schaltzeichen, ein Feldeffekttransistor (FET) sein. Ein Signal Sc von einer Steuerschaltung 7 wird an einen Steueranschluss des Halbleiterschaltelements SW (im Falle eines FET an ein Gate) angelegt, um das Element SW zu steuern.

Ein Ende einer sekundären Spule Ts des Transformators T ist mit der Anode einer Diode D1 verbunden. Die Kathode der Diode D1 ist mit einem Ende eines Kondensators C1 verbunden. Das andere Ende des Kondensators C1 ist mit einem Zwischenabgriff der sekundären Spule Ts verbunden und ist mittels eines Stromerfassungselements Ri geerdet, um ein Erfassungssignal für den zur Entladungslampe fließenden Strom zu erhalten.

Eine Ausgangsspannung positiver Polarität Vdcp wird an einem Anschluss To1 an dem Knoten des Kondensators C1 und der Diode D1 abgegriffen.

Weiter ist das andere Ende der sekundären Spule Ts mit der Kathode einer Diode D2 verbunden. Die Anode der Diode D2 ist mit einem Ende eines Kondensators C2 und mit dem Anschluss to2 verbunden. Die Ausgangsspannung negativer Polarität Vdcn wird an dem Anschluss to2 erhalten. Das andere Ende des Kondensators C2 ist durch das Stromerfassungselement Ri geerdet.

Wie zuvor ausgeführt, weist die Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3 einen Wandler 3A auf, einschließlich des Transformators T, der Diode D1 und des Kondensators C1, und der Wandler 3B umfasst den Transformator T, die Diode D2 und den Kondensator C2, und die Spannung positiver Polarität und negativer Polarität Vdcp, Vdcn werden jeweilig an den zwei Ausgangsanschlüssen to1 und to2 erzeugt. Der Strom, entsprechend dem Strom, der durch die Entladungslampe fließt, kann durch die Spannungswandlung aus dem durch das Stromerfassungselement R1 fließenden Strom erfasst werden, und mittels dem Erfassungsanschluss toi, der mit dem Verbindungsknoten der Kondensatoren C1 und C2 verbunden ist. Ein Erfassungssignal Vi wird so erhalten.

Eine Markierung "." an dem Transformator T bezeichnet einen Anfangspunkt der Spule. Beispielsweise bezeichnet in der sekundären Spule Ts die Markierung "." den Anfangspunkt der Spule an dem Ende, das in der Nähe der Diode D2 ist. Eine weitere Markierung bezeichnet den Anfangspunkt an dem Zwischenabgriff.

In Fig. 2 ist als das Stromerfassungselement das Widerstandselement Ri zwischen dem Ausgangsanschluss der Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3 und Masse eingefügt. Die Kondensatoren C1 und C2 sind auch eingefügt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Ein Hall-Element oder ein MR (Magnetwiderstandselement) kann verwendet werden, um den zur Entladungslampe fließenden Strom zu erfassen. Hinsichtlich Kosten und Größe könnte jedoch ein Widerstandselement am geeignetsten sein.

Die Spannungen positiver und negativer Polarität von der Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3 werden an die Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 angelegt. Wie in Fig. 1 gezeigt, schaltet ein Paar von Halbleiterschaltelementen sw1 und sw2, die durch FETs bereitgestellt sein können, die Ausgangsspannungen Vdcp und Vdcn der Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3. Eine Wechselspannung, die erzeugt wird, wenn jedes Element alternierend durch die Ansteuerschaltung DVR betrieben wird, wird durch die induktive Last der Startschaltung 5 an die Entladungslampe 6 angelegt.

Das heißt, sw1 ist mit dem Ausgangsanschluss des Wandlers 3A und mit dem Ausgangsanschluss des Wandlers 3B durch den Schalter sw2 verbunden. Als die Ansteuerschaltung DRV, um diese Schaltelemente reziprok zu steuern, kann eine integrierte Schaltung (IC) als ein Halbbrückentreiber verwendet werden. Der alternierende Betrieb der Halbbrücke wird so durchgeführt, dass basierend auf dem jeweilig von der Ansteuerschaltung DRV an den Steueranschluss jedes Schaltelements gelieferten Signal, das Element sw2 ausgeschaltet ist, wenn das Element sw1 an ist, und umgekehrt, wenn das Element sw1 aus ist, das Element sw2 angeschaltet ist. Auf diese Weise wird eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt. Die Ansteuerschaltung DRV wird in Übereinstimmung mit der Spannung negativer Polarität Vdcn betrieben. Demzufolge ist eine Energiequellenspannung für die Ansteuerschaltung DRV benötigt. Weiter ist für das Steuersignal, übermittelt von der Steuerschaltung 7 an die Ansteuerschaltung DRV, die gleiche Überlegung notwendig.

Die Startschaltung 5 erzeugt ein Hochspannungssignal zum Initiieren des Zündens der Entladungslampe. Das Hochspannungssignal wird der Wechselspannung Vout, erzeugt von der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4, überlagert und an die Entladungslampe 6 angelegt. Beispielsweise betrachte man eine Schaltung mit einem Kondensator oder einem Schaltelement, wie beispielsweise einem selbstauslösenden (self-yielding) Schaltelement oder einem Thyristor, gesteuert durch externe Signale in der primären Schaltung des Transformators, die eine magnetische Substanz (Kern) und eine primäre Spule und eine sekundäre Spule umfasst. Falls die Entladungslampe 6 gestartet wird, und wenn die Spannung über beiden Anschlüssen des Kondensators die kapazitive Schwellwertladung überschreitet, oder nachfolgend, wenn ein Trigger- (Auslöse-) Signal empfangen wird, leitet das Schaltelement und der Strom fließt zu der primären Spule des Transformators. Somit wird das Hochspannungssignal an die Entladungslampe durch die sekundäre Spule angelegt.

In Fig. 1 ist die Entladungslampe 6 mit einem Verbindugnsknoten A der Schaltelemente sw1 und sw2 der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 durch die induktive Last verbunden, welches die sekundäre Spule des Trigger- (Auslöse-) Transformators oder der Induktor der Startschaltung 5 ist. Die andere Seite der Entladungslampe 6 ist mit Masse verbunden.

Die Stromerfassungsschaltung 8 ist bereitgestellt, um das Erfassungssignal für den zur Entladungslampe 6 fließenden Strom zu erhalten. Ein Signal Vi von dem Stromerfassungselement Ri wird erlangt.

Fig. 3 zeigt eine nicht invertierte (non reversal) Verstärkerschaltung und eine invertierte (reversal) Verstärkerschaltung, parallel miteinander bereitgestellt. Der Spannungsabfall entsteht an dem Stromerfassungswiderstand Ri. Die Ausgangsspannung wird von einer oder der anderen Schaltung ausgewählt.

Ein Operationsverstärker OP1 ist in der nicht invertierten Verstärkerschaltung bereitgestellt. Der nicht invertierende Eingangsanschluss ist durch den Widerstand R1a mit dem Erfassungsanschluss toi verbunden (einem Knoten zwischen dem Stromerfassungswiderstand Ri und den Glättungskondensatoren C1 und C2). Die Kathode einer Diode D1a ist mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 verbunden und ihre Anode ist geerdet. Die Diode D1a und die Diode D2a schützen den Operationsverstärker, wenn die Eingangsspannung an den Operationsverstärker auf einen negativen Wert umgekehrt wird.

Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 ist mit der Anode der Diode D1b verbunden, und die Kathode der Diode D1b ist mit dem Stromerfassungsausgangsanschluss tDET verbunden und durch den Widerstand R2c geerdet. Dann ist der invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 durch den Widerstand R1b geerdet und mit der Kathode der Diode D1b durch den Widerstand R1c verbunden. Die Widerstandswerte der Widerstände R1a, R1b und R1c sind die gleichen.

Der Operationsverstärker OP2 ist die invertierende Verstärkerschaltung. Der invertierende Eingangsanschluss ist mit dem Erfassungsanschluss toi durch den Widerstand R2a verbunden. Die Kathode einer Diode D2a ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP2 verbunden, und die Anode ist geerdet. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP2 ist mit der Anode der Diode D2b verbunden, und die Kathode der Diode D2b ist mit dem Stromerfassungsausgangsanschluss tDET verbunden und durch den Widerstand R2c geerdet. Der invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP2 ist mit der Kathode der Diode durch den Widerstand R2b verbunden und der nicht invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP2 ist geerdet. Der Wert von R2 ist auf zweimal des Widerstands R2a eingestellt.

Der Wert eines Spannungsabfalls an dem Stromerfassungswiderstand Ri wird durch einen Faktor 2 durch den Operationsverstärker OP1 in der nicht invertierenden Verstärkerschaltung verstärkt. Auf der anderen Seite wird er durch den Operationsverstärker OP2 in der invertierenden Verstärkerschaltung mit einem Faktor 2 negativ verstärkt. Die höhere Spannung der zwei wird durch die Dioden D1b und D2b, an demn Ausgangsanschluss jedes Operationsverstärkers bereitgestellt, ausgewählt, und die ausgewählte Spannung wird von dem Stromerfassungsausgangsanschluss tDET abgegriffen. Das heißt, für eine positive Versorgungsspannung an die Entladungslampe wird am Ausgangsanschluss tDET eine Ausgangsspannung von dem Operationsverstärker OP1 erhalten. Für eine negative Versorgungsspannung an die Entladungslampe wird eine Ausgangsspannung von dem Operationsverstärker OP2 an dem Ausgangsanschluss tDET erhalten. Die wie oben beschriebene Erfassungsspannung wird verwendet, um zu bestimmen, ob die Entladungslampe 6 angeschaltet ist, oder um den Zustand der Entladungslampe 6 zu unterscheiden und um die elektrische Energieversorgung zu regulieren.

Die Steuerschaltung 7 in Fig. 1 steuert die Ausgangsspannung der Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3 in Übereinstimmung mit dem Statuserfassungssignal der Entladungslampe 6, einschließlich des Erfassungssignals von der Stromerfassungsschaltung 8. Beispielsweise wird das Erfassungssignal gemäß der Röhrenspannung der Entladungslampe oder das entsprechende Signal Vdcp oder Vdcn, anders als das Erfassungssignal in Übereinstimmung mit dem Röhrenstrom der Entladungslampe, in die Steuerschaltung 7 eingegeben, als ein Statuserfassungssignal gemäß dem Zündzustand der Entladungslampe 6. Beispielsweise wird, nachdem die elektrische Leistung, die die elektrische Nenn- (rated) Leistung überschreitet, zum Beschleunigen der Emission während der anfänglichen Zündung der Entladungslampe geliefert wird, die elektrische Energieversorgung, basierend auf dem Erfassungssignal, gesteuert, um graduell vermindert zu werden. Das System wird dann gesteuert, um sanft eine konstante elektrische Nennleistung zu erreichen. Eine bekannte Schaltungsstruktur, angepasst für das Pulsweitenmodulations-(PWM) Steuerverfahren kann für die vorliegende Schaltung verwendet werden.

Das Stromerfassungselement, das ein Widerstandselement sein kann, um den zu der Entladungslampe fließenden Strom zu erfassen, kann zwischen dem Ausgangsanschluss der Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3 und Masse angeordnet sein. Da der durch das Stromerfassungselement fließende Strom durch die Stromerfassungsschaltung 8 erfasst wird, fließt die in dem Streu- oder verteilten Kondensator angesammelte elektrische Ladung nicht durch das Stromerfassungselement, auch bei einem Durchbruch der elektrischen Ladungslampe. Das heißt, die akkumulierte elektrische Ladung fließt direkt von der Entladungslampe nach Masse weiter. Auch wenn ein Strom in den Fahrzeugkörper leckt, unterliegt die Zündschaltung nicht einem fehlerhaften Signal durch die Stromerfassung. Weiter, da keine spezielle Schutzschaltung benötigt wird, kann die Größe der Schaltung reduziert werden.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Schaltung für zwei Entladungslampen 6-1 und 6-2, angeschaltet durch eine gemeinsame Zündschaltung 1A.

Eine Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3' umfasst einen Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3'A für eine Ausgabe positiver Polarität und einen Gleichspannungs- Gleichspannungswandler 3'B für eine Ausgabe negativer Polarität.

Fig. 5 veranschaulicht eine exemplarische Gleichspannungsenergiequellenschaltung 3', die zwei Transformatoren T1 und T2 aufweisen. Der Transformator T1 weist eine primäre Spule T1p und eine sekundäre Spule T1s auf. Der Transformator T2 weist eine primäre Spule T2p und eine sekundäre Spule T2s auf.

Jeder Anschluss der primären Spule T1p und T2p ist mit dem Gleichstromeingangsanschluss Ta verbunden, und jeder gegenüberliegende Anschluss von T1p und T2p ist durch Halbleiterschaltelement sw1 bzw. sw2 geerdet. Die Schaltelemente sw1 und sw2, die getrennt an- und ausgeschaltet werden können, werden durch die Steuersignale Sc1 und Sc2 gesteuert. Somit können die sekundären Ausgänge unabhängig und variabel gesteuert werden.

Ein Kondensator C0, bereitgestellt parallel zu den primären Spulen T1p und T2p ist mit dem Gleichstromeingangsanschluss ta verbunden, und das andere Ende des Kondensators C0 ist geerdet.

Der Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3'A umfasst den Transformator T1 und das Schaltelement SW1, die Gleichrichterdiode D1, verbunden mit der sekundären Spule T1s und dem Glättungskondensator C1, und einen Stromerfassungswiderstand R1i. Ein Ende der sekundären Spule T1s ist mit der Anode der Diode D1 verbunden. Die Kathode der Diode ist mit dem Ausgangsanschluss to1 und mit dem einen Ende des Kondensators C1 verbunden. Das andere Ende des Kondensators C1 ist mit der sekundären Spule T1s verbunden ist durch den Stromerfassungswiderstand Ri1 geerdet.

Der zu der primären Spule T1p des Transformators T1 fließende Strom wird durch das An-/Ausschalten des Schaltelements SW1 in Übereinstimmung mit dem Steuersignal Sc1 gesteuert, und die Spannung positiver Polarität Vdcp wird an dem Ausgangsanschluss To1 von der sekundären Spule T1s durch die Diode D1 und den Kondensator C1 erhalten. Ein Anschluss toi1 stellt einen Stromerfassungsanschluss dar, verbunden mit einem Knoten des Kondensators C1 und dem Stromerfassungswiderstand Ri1.

Auf der anderen Seite umfasst der Gleichspannungs- Gleichspannungswandler 3'B den Transformator T2 und das Schaltelement SW2, und eine Gleichrichterdiode D2, verbunden mit der sekundären Spule T2s und einem Glättungskondensator C2, und den Stromerfassungswiderstand Ri2. Das heißt, ein Ende der sekundären Spule T2s ist mit der Kathode der Diode D2 verbunden. Die Anode der Diode D2 ist mit dem Ausgangsanschluss to2 und mit dem einen Ende des Kondensators C2 verbunden. Das andere Ende des Kondensators C2 ist mit der sekundären Spule T2s verbunden und ist durch den Stromerfassungswiderstand Ri2 geerdet.

Der zu der primären Spule T2p des Transformators T2 fließende Strom wird durch die An-/Aus-Steuerung des Schaltelements SW2 gemäß dem Steuersignal Sc2 gesteuert, und die Spannung Vdcn wird an dem Ausgangsanschluss to2 von der sekundären Spule T2 s durch die Diode D2 und den Kondensator C2 erhalten. Ein Anschluss toi2 ist ein Stromerfassungsanschluss, der mit einem Knoten des Kondensators C2 und dem Stromerfassungswiderstand Ri2 verbunden ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfasst die Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4A mit einer Vollbrückentypschaltung vier Halbleiterschaltelemente sw1, sw2, sw3 und sw4.

Die Schaltelemente sw1 und sw2 sind seriell miteinander verbunden. Ein Ende von sw1 ist mit dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3'A verbunden, und das andere Ende ist mit dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3'B durch das Schaltelement sw2 verbunden. Die erste Entladungslampe 6-1 ist mit einem Knoten α von beiden Schaltelementen durch die Starterschaltung 5-1 verbunden, d. h. durch die induktive Last in der Schaltung 5-1.

Die Schaltelemente sw3 und sw4 sind seriell miteinander verbunden. Ein Ende von sw3 ist mit dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3'A verbunden, und das andere Ende ist mit dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3'B durch das Schaltelement sw4 verbunden. Die zweite Entladungslampe 6-2 ist mit einem Knoten β von beiden Schaltelementen durch die Starterschaltung 5-2 verbunden, d. h. durch die induktive Last in der Schaltung 5-2.

Jede der Elektrodenanschlüsse von den Entladungslampen 6-1 und 6-2, die nicht mit entweder dem Knoten α oder β verbunden ist, ist geerdet.

Eine integrierte Schaltung (IC) für einen Halbbrückentreiber wird für die Ansteuerschaltungen DRV1 und DRV2 verwendet. Die Polarität der Brücke wird durch Empfangen des Signals CK von der Steuerschaltung 7A bzw. einem logischen NICHT-Signal CK reguliert. Diese Signale können einfach erhalten werden durch Teilen des rechtwinklig wellengeformten Taktsignals, erzeugt von der Signalerzeugungsschaltung, welches ein Referenzsignal erzeugt, unter Verwendung eines Flip-Flops oder einer Zählerschaltung.

Die Ansteuerschaltung DRV1 in der Gleichspannungs- Wechselspannungswandlerschaltung 4A steuert die An-/Aus- Steuerung der Schaltelemente sw1 und sw2. Die Ansteuerschaltung DRV2 steuert die An-/Aus-Steuerung der Schaltelemente sw3 und sw4. Wenn das Schaltelement sw1 angeschaltet ist und das Schaltelement sw2 durch die Ansteuerschaltung DRV1 ausgeschaltet ist, ist das Schaltelement SW3 ausgeschaltet, und das Schaltelement sw4 ist durch die Ansteuerschaltung DRV2 angeschaltet.

Weiter, wenn das Schaltelement sw1 ausgeschaltet ist, und das Schaltelement sw2 angeschaltet ist durch die Ansteuerschaltung DRV1, ist das Schaltelement sw3 angeschaltet, und das Schaltelement sw4 ist ausgeschaltet durch das Ansteuersignal DRV2. Auf diese Weise sind die Schaltelemente sw1 und sw4 im gleichen Zustand, und die Schaltelemente sw2 und sw3 sind im gleichen Zustand. Diese Schalter werden reziprok und alternierend betrieben.

Demzufolge wird durch den An-/Aus-Betrieb der zwei Paare von Schaltelementen, während die Spannung positiver Polarität an die erste Entladungslampe 6-1 angelegt ist, die Spannung negativer Polarität an die zweite Entladungslampe 6-2 angelegt. Umgekehrt, wenn die Spannung negativer Polarität an die erste Entladungslampe 6-1 angelegt ist, wird die Spannung positiver Polarität an die zweite Entladungslampe 6-2 angelegt.

Fig. 6 zeigt eine beispielhafte Stromerfassungsschaltung 8A mit einer Erfassungsschaltung 8A1, die ein Signal Vi1 empfängt, und mit einer Erfassungsschaltung 8A2, die ein Signal Vi2 empfängt. Die Ausgabe von jeder Schaltung wird entsprechend dem Signal CK und dessen inversem Signal geschaltet. Im Vergleich zum Bereitstellen eines Paares der in Fig. 3 gezeigten Erfassungsschaltung wäre die Anzahl von Elementen geringer.

Bei der Erfassungsschaltung 8A2 wird die Erfassungsspannung Vi2 aus dem Erfassungssignal toi2 als eine Klemmspannung des Stromerfassungswiderstands Ri2, bereitgestellt in dem Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3'B, erhalten. Die Erfassungsspannung Vi2 wird an den nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP3 angelegt. Der inverse Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP3 wird durch den Widerstand R3a geerdet, welcher zwischen dem Ausgangsanschluss und dem inversen Eingangsanschluss bereitgestellt ist.

Zwei analoge Schalter A-SW1 und A-SW3, die durch FETs bereitgestellt sein können, sind an der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP3 bereitgestellt. Wenn der Schalter A-SW1 das Signal CK empfängt und angeschaltet wird, wird die Ausgangsspannung von dem Stromerfassungsanschluss t1 für die Entladungslampe 6-1 gezogen. Wenn der Schalter A-SW3 durch das inverse Signal CK- angeschaltet wird, wird die Ausgangsspannung von dem Stromerfassungsanschluss t2 für die Entladungslampe 6-2 gezogen.

Für die Erfassungsschaltung 8A1 wird die Erfassungsspannung von einem Erfassungsanschluss toi1 als eine Klemmspannung des Stromerfassungswiderstands Ri1, bereitgestellt in dem Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3'A, erhalten. Die Erfassungsspannung wird an den inversen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP4 durch den Widerstand R4a angelegt. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP4 ist geerdet. Der Widerstand R4b ist zwischen dem Ausgangsanschluss und dem inversen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP4 angeordnet.

Zwei analoge Schalter A-SW2 und A-SW4 sind für die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP4 bereitgestellt. Wenn der analoge Schalter A-SW2 das inverse Signal des Signals CK empfängt und angeschaltet wird, wird die Ausgangsspannung von dem Stromerfassungsanschluss t1 für die Entladungslampe 6-1 gezogen. Wenn der analoge Schalter A-SW4 durch ein Empfangen des Signals CK angeschaltet wird, wird die Ausgangsspannung von dem Stromerfassungsanschluss t2 für die Entladungslampe 6-2 gezogen.

Wie oben beschrieben, ist der Grund, weshalb die Erfassungsanschlüsse für jede Entladungslampe getrennt werden können, darin zu sehen, dass eine Spannung positiver Polarität an eine Entladungslampe angelegt werden kann, während eine Spannung negativer Polarität an eine andere Entladungslampe angelegt werden kann. Beispielsweise ist in Fig. 4, wenn das Signal CK auf einem niedrigen Pegel liegt, das Schaltelement SW1 an, und das Schaltelement SW2 ist aus, und die Spannung positiver Polarität wird an die Entladungslampe 6-1 angelegt. In diesem Fall ist das Schaltelement SW3 aus, und das Schaltelement SW4 ist an. Da der analoge Schalter A-SW2 an ist und der analoge Schalter A-SW1 aus ist, wird die Erfassungsspannung (positive Spannung), die an dem Stromerfassungswiderstand Ri1 erfasst wird, von dem Operationsverstärker OP4 an den Erfassungsanschluss t1 gezogen. Und da der analoge Schalter A-SW3 an ist, und der analoge Schalter A-SW4 aus ist, wird die Ausgangsspannung (positive Spannung), verstärkt durch den Operationsverstärker OP3 zur Erfassungsspannung durch den Stromerfassungswiderstand Ri2, von dem Erfassungsanschluss t2 gezogen.

Das Signal von dem Erfassungsanschluss wird beispielsweise zu der Steuerschaltung 7A übermittelt. Steuersignale Sc1 und Sc2 werden erzeugt, um die Ausgangsspannung für jeden der Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3A und 3'B zu steuern. Das heißt, die Ausgangsspannung von jedem Wandler in Fig. 5 wird gesteuert, wenn das Schaltelement, jeweilig mit der primären Spule jedes Transformators verbunden, das Steuersignal für eine An-/Aus-Steuerung empfängt.

Für die Steuerschaltung 7A kann, mit Ausnahme von Teilen, die das obige Erfassungssignal in Übereinstimmung mit einem Röhrenstrom der Entladungslampe verwenden, eine Schaltung mit Operationsverstärkern, wie beispielsweise in JP-A-4-141988, durch Bezugnahme hierin eingeschlossen, verwendet werden, um eine elektrische Energieversorgung an die Entladungslampe gemäß dem Erfassungssignal einer Röhrenspannung der Entladungslampe oder gemäß dem Erfassungssignal, das durch ein Teil der Ausgangsspannung Vdcp oder Vdcn von jedem Gleichspannungs-Gleichspannungswandler durch einen Widerstand erhalten wird, zu steuern.

Nachdem eine übermäßige Energie an die Entladungslampe während der anfänglichen Zündperiode geliefert wird, was den Nennwert gemäß der Steuerkurve des Röhrenspannungs- Röhrenstromeigenschaftsdiagramms der Entladungslampe überschreitet, wird die gelieferte Energie durch die Schaltung 7A gesteuert, um graduell vermindert zu werden und um eine konstante elektrische Nennleistung zu erreichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Stromerfassungselement zum Erfassen eines zur Entladungslampe fließenden Stroms nicht mit der Entladungslampe verbunden, sondern in der Gleichspannungsenergiequellenschaltung bereitgestellt. Somit kann ein Durchbruch von Schaltelementen aufgrund einer Überspannung verhindert werden, die während einer Entladungslampenzündung erzeugt wird. Auch können die Eigenschaften von Filterelementen, die für eine Verminderung des Effekts einer Spitze bereitgestellt sind, verkleinert werden. Weiter, da ein Strom nicht durch das Erfassungselement leckt, so dass ungenaue Ergebnisse geliefert werden, ist eine Schutzschaltung nicht notwendig. Somit kann die Anzahl von Teilen oder Kosten reduziert werden. Weiter kann die Größe der Vorrichtung reduziert werden.

Eine weniger komplizierte Erfassungsschaltung kann bereitgestellt werden, falls ein Widerstandselement als ein Stromerfassungselement verwendet und zwischen dem Ausgangsanschluss einer Gleichspannungsenergiequellenschaltung und Masse bereitgestellt wird.

Die Zündschaltungsstruktur kann dadurch vereinfacht werden, dass eine Erfassungsschaltung bereitgestellt wird, um einen Strom zu erfassen, der durch ein erstes Stromerfassungselement fließt, und durch eine Erfassungsschaltung, um einen Strom zu erfassen, der zu einem zweiten Stromerfassungselement fließt, um Ströme für jede der Entladungslampen getrennt zu erfassen.

Claims (8)

1. Eine Entladungslampenzündschaltung, umfassend:
eine Gleichspannungsenergiequellenschaltung, um eine Gleichspannung zu erzeugen;
eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung, neben der Gleichspannungsenergiequellenschaltung bereitgestellt, um eine aus der Gleichspannung umgewandelte Wechselspannung an die Entladungslampe zu liefern;
eine Stromerfassungsschaltung, um einen zu der Entladungslampe fließenden Strom zu erfassen; und
eine Steuerschaltung, um die Ausgangsspannung der Gleichspannungsenergiequellenschaltung zu steuern, in Übereinstimmung mit einem Statuserfassungssignal der Entladungslampe einschließlich eines Erfassungssignals von der Stromerfassungsschaltung;
wobei ein Stromerfassungselement zur Erfassung des zur Entladungslampe fließenden Stroms in der Gleichspannungsenergiequellenschaltung bereitgestellt ist, und ein Signal von dem Stromerfassungselement zu der Stromerfassungsschaltung geliefert wird.

2. Die Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, wobei Spannungen positiver und negativer Polarität, jeweilig von der Gleichspannungsenergiequellenschaltung erzeugt, an die Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung angelegt werden, und eine Vielzahl von in der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung bereitgestellten Schaltelementen, um diese Ausgangsspannungen zu schalten, wechselseitig durch Ansteuerschaltungen betrieben werden.

3. Die Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, wobei die Entladungslampe durch eine induktive Last mit der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung verbunden ist.

4. Die Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, wobei das Stromerfassungselement ein Widerstandselement ist, das zwischen dem Ausgangsanschluss der Gleichspannungsenergiequellenschaltung und Masse angeordnet ist.

5. Die Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, wobei die Gleichspannungsenergiequellenschaltung einen Ausgangsanschluss positiver Polarität aufweist, um eine Ausgangsspannung positiver Polarität auszugeben, und einen Ausgangsanschluss negativer Polarität, um eine Ausgangsspannung negativer Polarität auszugeben.

6. Die Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, wobei die Gleichspannungsenergiequellenschaltung mit zwei Entladungslampen durch eine Vielzahl von Schaltelementen in der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung verbunden ist.

7. Die Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, weiter umfassend:
ein erstes Stromerfassungselement, eingefügt zwischen einem Ausgangsanschluss positiver Polarität der Gleichspannungsenergiequellenschaltung und Masse, und ein zweites Stromerfassungselement, angeordnet zwischen einem Ausgangsanschluss negativer Polarität der Gleichspannungsenergiequellenschaltung und Masse.

8. Die Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 7, wobei die Stromerfassungsschaltung umfasst:
eine Erfassungsschaltung, um den in dem ersten Stromerfassungselement fließenden Strom zu erfassen, und eine Erfassungsschaltung, um den in dem zweiten Stromerfassungselement fließenden Strom zu erfassen.