DE10108877A1

DE10108877A1 - Entladungslampenversorgungsschaltung

Info

Publication number: DE10108877A1
Application number: DE10108877A
Authority: DE
Inventors: Masayasu Ito; Hitoshi Takeda
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2001-10-25
Also published as: US6486620B2; JP2001237089A; US20010017525A1; JP3742271B2

Abstract

Eine Entladungslampen-Versorgungsschaltung 1 weist eine Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 zur Ausgabe einer Gleichspannung auf, eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 zur Umwandlung der Ausgangsspannung der Gleichspannungsversorgungsschaltung in eine Wechselspannung und um dann die Wechselspannung einer Entladungslampe 6 zuzuführen, sowie eine Stromdetektorschaltung 9 zum Detektieren des elektrischen Stroms, der in die Entladungslampe fließt. Unmittelbar nach Inbetriebsetzen der Entladungslampe 6 wird die Ausgangsfrequenz der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 temporär geändert, um die Beleuchtungsfrequenz der Entladungslampe als Niederfrequenz festzulegen, um eine Gleichspannungsversorgung über eine vorbestimmte Zeit durchzuführen. Eine Steuerschaltung 7 bestimmt die Dauer der Gleichspannungsversorgung aufgrund der Zeit, die das Produkt aus der Zeit und dem Wert des in die Entladungslampe 6 fließenden Stroms benötigt, gleich einem vorbestimmten Wert zu werden.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Sicherstellung des stabilen Leuchtens einer Entladungslampe, und das Verhindern einer Verschlechterung und einer kurzen Lebensdauer der Entladungslampe in einer Entladungslampen- Versorgungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Gleichspannungsversorgung über einen vorbestimmten Zeitraum durchzuführen. Die Lampenversorgungsschaltung legt zeitweilig die Leuchtfrequenz der Entladungslampe als niedrige Frequenz fest, unmittelbar nachdem die Entladungslampe in Betrieb gesetzt wurde.

Hintergrund der Erfindung

Die Konfiguration einer Versorgungsschaltung einer Entladungslampe, beispielsweise einer Metallhalogenidlampe, die eine Gleichspannungs-Stromversorgungsschaltung aufweist, eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung, und eine Zündschaltung, ist bekannt. Beispielsweise bei einer Konfiguration, bei welcher ein Gleichspannungs- Gleichspannungswandler als Gleichspannungs- Stromversorgungsschaltung verwendet wird, und eine Vollbrückenschaltung, die zwei Paare von Halbleiterschaltelementen zur Durchführung einer Schaltsteuerung aufweist, und deren Treiberschaltung für eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung verwendet werden, wird die Spannung mit positiver Polarität (oder negativer Polarität), die von dem Gleichspannungs- Gleichspannungswandler abgegeben wird, in eine Rechteckspannung in der Vollbrückenschaltung umgewandelt, und dann wird diese Spannung einer Entladungslampe zugeführt.

Um eine Entladungslampe verläßlicher zum Zündzeitpunkt der Entladungslampe zum Leuchten zu bringen, ist vorzugsweise ein Zeitraum vorgesehen, in dem zeitweilig eine Niederfrequenzspannung (sogenannter Gleichspannungsleuchtzeitraum) geliefert wird, und eine Wechselspannung einer bestimmten Frequenz nach dem Ingangsetzen der Entladungslampe geliefert wird, anstatt abrupt eine Spannung mit festgelegter Frequenz unmittelbar nach Leuchten der Entladungslampe zur Verfügung zu stellen. Hierzu wird eine vorbestimmte Zeit als Dauer des Zeitraums durch eine Zeitgeberschaltung oder dergleichen eingestellt.

Der Zustand beim Ingangsetzen der Entladungslampe variiert allerdings zwischen dem Zünden der Entladungslampe in kaltem Zustand und dem Zünden der Entladungslampe im warmen Zustand, und wenn die Dauer des Gleichspannungs-Beleuchtungszeitraums unverändert bleibt, treten Änderungen der Zündeigenschaften von Entladungslampen auf, oder wirkt eine übermäßige thermische Belastung auf die Elektrode einer Entladungslampe ein; dies stellt ein Problem dar.

Es wäre daher wünschenswert, das stabile Leuchten einer Entladungslampe sicherzustellen, und eine Verschlechterung und eine kurze Lebensdauer der Entladungslampe in einer Entladungslampen-Versorgungsschaltung zu verhindern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wird eine Entladungslampen-Versorgungsschaltung zur Verfügung gestellt, die eine Gleichspannungsversorgungsschaltung zur Ausgabe einer Gleichspannung aufweist, eine Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung zur Umwandlung der Ausgangsspannung der Gleichspannungsversorgungsschaltung in eine Wechselspannung, und Liefern der Wechselspannung an eine Entladungslampe, und eine Stromdetektorschaltung zur Feststellung des elektrischen Stroms, der in die Entladungslampe fließt. Unmittelbar nach Ingangsetzen der Entladungslampe wird die Ausgangsfrequenz der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung zeitweilig geändert, um die Zündfrequenz der Entladungslampe als Niederfrequenz festzulegen, wodurch eine Gleichspannungsversorgung über einen vorbestimmten Zeitraum durchgeführt wird. Die Dauer der Gleichspannungsversorgung wird durch die Zeit festgelegt, die dafür benötigt wird, daß das Produkt der Zeit und des Wertes des Stroms, der in die Entladungslampe fließt, gleich einem vorbestimmten Wert wird.

Gemäß der Erfindung wird daher die Dauer der Gleichspannungsversorgung durch die Zeit festgelegt, welche das Produkt der Zeit und des Werts des in die Entladungslampe fließenden Stroms benötigt, gleich dem vorbestimmten Wert zu werden. Wenn beispielsweise der Stromwert der Entladungslampe groß ist, dann wird die Dauer der Gleichspannungsversorgung verkürzt; wenn der Strom sehr klein ist, dann wird die Dauer verlängert, so daß die Stabilität des Zündens in Reaktion auf den Zustand der Entladungslampe garantiert werden kann. Ein derartiger Betrieb verhindert eine Verschlechterung und eine kurze Lebensdauer der Entladungslampe.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des grundlegenden Aufbaus einer Entladungslampen-Versorgungsschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltbild mit einem Beispiel für die Konfiguration einer Gleichspannungsversorgungsschaltung;

Fig. 3 ein Schaltbild mit einem weiteren Beispiel für die Konfiguration einer Gleichspannungsversorgungsschaltung;

Fig. 4 eine Zeichnung zur Erläuterung der Konfiguration einer Bootstrap-Treiberschaltung;

Fig. 5 ein Schaltbild eines Beispiels für die Konfiguration einer Stromdetektorschaltung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Rechteckspannung, die einer Entladungslampe zugeführt wird;

Fig. 7 ein Beispiel für eine Schaltungsausbildung zur Versorgung zweier Entladungslampen;

Fig. 8 ein Schaltbild eines Beispiels für eine Schaltungskonfiguration für eine Steuerung, um die Dauer der Gleichspannungsversorgung zu begrenzen;

Fig. 9 eine Zeichnung zur Erläuterung des Betriebsablaufs der in Fig. 8 gezeigten Schaltung, in einer Situation, in welcher keine zeitliche Begrenzung für die Dauer der Gleichspannungsversorgung vorhanden ist; und

Fig. 10 eine Erläuterung des Betriebsablaufs der in Fig. 8 gezeigten Schaltung, bei einer Situation, bei der eine Zeitbegrenzung für die Dauer der Gleichspannungsversorgung vorhanden ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Fig. 1 zeigt den grundlegenden Aufbau einer Entladungslampen-Versorgungsschaltung gemäß der Erfindung; Hierbei ist eine Schaltungsausbildung gezeigt, welche eine Entladungslampe versorgt. Eine Entladungslampen- Versorgungsschaltung 1 weist eine Stromversorgung 2 auf, eine Gleichspannungsversorgungsschaltung 3, eine Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4, und eine Zündschaltung 5.

Die Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 empfängt eine Eingangsgleichspannung (Vin) von der Stromversorgung 2, und gibt irgendeine gewünschte Gleichspannung aus. Die Ausgangsspannung wird variabel in Reaktion auf ein Steuersignal von einer Steuerschaltung 7 gesteuert. Die Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 verwendet Gleichspannungs-Gleichspannungswandler, die jeweils den Aufbau eines Schaltreglers aufweisen (Zerhackertyp, Rücklauftyp usw.); ein erstes Schaltungsteil (Gleichspannungs- Gleichspannungswandler 3A) zur Bereitstellung einer Ausgangsspannung mit positiver Polarität (positiver Ausgangsspannung), und ein zweites Schaltungsteil (Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3B) zur Bereitstellung einer Ausgangsspannung mit negativer Polarität (negativer Ausgangsspannung), und zwar einander parallel geschaltet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Beispiele für die Konfiguration der Gleichspannungsversorgungsschaltung 3.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel, ist eine Primärwicklung Tp eines Transformators T an ein Ende einer Gleichspannungseingangsklemme Ta angeschlossen, welcher die Spannung Vin zugeführt wird. Die Primärwicklung Tp ist am entgegengesetzten Ende an Masse gelegt, über ein Halbleiterschaltelement SW (das in der Figur einfach als Schaltsymbol dargestellt ist es kann ein FET (Feldeffekttransistor) oder dergleichen verwendet werden), und über einen Stromdetektorwiderstand Rf, der je nach Wahl vorgesehen ist, und nicht unbedingt erforderlich ist. Ein Signal Sc von der Steuerschaltung 7 wird einer Steuerklemme des Halbleiterschaltelements SW (ein Gate, falls das Schaltelement SW ein FET ist) zugeführt, um eine Schaltsteuerung des Halbleiterschaltelements SW durchzuführen.

Eine Sekundärwicklung Ts des Transformators T ist an einem Ende an eine Anode einer Diode D1 angeschlossen, und die Kathode der Diode D1 ist mit einem Ende eines Kondensators C1 verbunden, und weiterhin an eine Klemme to1 angeschlossen, von welcher eine Ausgangsspannung (Vdcp) zur Verfügung gestellt wird. Das entgegengesetzte Ende des Kondensators C1 ist an eine mittlere Anzapfung der Sekundärwicklung Ts angeschlossen, und über einen Widerstand Ri an Masse gelegt.

Die Sekundärwicklung Ts ist am entgegengesetzten Ende an eine Kathode einer Diode D2 angeschlossen, und die Anode der Diode D2 ist über einen Kondensator T2 und die Widerstand Ri an Masse gelegt, und ist an eine Klemme to2 angeschlossen. Eine Ausgangsspannung (Vdcn) wird von der Klemme to2 abgegeben.

Der Widerstand Ri ist ein Stromdetektorelement zur Bereitstellung eines Meßsignals, das den elektrischen Ström betrifft, der in eine Entladungslampe 6 fließt, und es wird eine Spannungsumwandlung des in dem Widerstand Ri fließenden Stroms durchgeführt, wodurch eine Strommessung ausgeführt wird. Eine Detektorklemme toi ist an den Verbindungspunkt des Widerstands Ri und der Kondensatoren C1 und C2 angeschlossen, und ein Meßsignal Vi wird von der Detektorklemme toi zur Verfügung gestellt.

Wie voranstehend geschildert gibt die Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 die Spannung Vdcp mit positiver Polarität und die Spannung Vdcn mit negativer Polarität getrennt durch die beiden Ausgangsklemmen to1 und to2 aus.

Die Bezeichnung ".", die bei jeder Wicklung des Transformators T vorgesehen ist, bezeichnet einen Wicklungsanfangspunkt. Beispielsweise ist die Bezeichnung "." beim Verbindungsende zur Diode D2 hinzugefügt, und zum Wicklungsanfangsende an einer Anzapfung.

Eine Gleichspannungsversorgungsschaltung 3', die in Fig. 3 gezeigt ist, weist zwei Transformatoren T1 (Primärwicklung T1p und Sekundärwicklung T1s) und T2 (Primärwicklung T2p und Sekundärwicklung T2s) auf.

Die Primärwicklungen T1p und T2p der Transformatoren sind an einer Klemme an eine Gleichspannungseingangsklemme ta angeschlossen, und sind am entgegengesetzten Ende über Schaltelemente SW1 und SW2 an Masse gelegt (die in der Figur einfach durch Schaltsymbole bezeichnet sind, obwohl Feldeffekttransistoren verwendet werden können). Die Schaltelemente SW1 und SW2 werden getrennt durch ein Steuersignal Sc1 bzw. Sc2 von der Steuerschaltung (7) gesteuert, so daß jeder Sekundärausgang unabhängig variabel gesteuert werden kann.

Ein Kondensator C0, der parallel zu den Primärwicklungen T1p und T2p geschaltet ist, ist an einem Ende an die Gleichspannungseingangsklemme ta angeschlossen, und am entgegengesetzten Ende geerdet.

Ein Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3'A umfaßt den Transformator T1, das Schaltelement SW1, und eine Gleichrichterdiode D1, einen Glättungskondensator C1, und einen Stromdetektorwiderstand Ri1, die an die Sekundärwicklung T1s angeschlossen sind. Hierbei ist die Sekundärwicklung T1s an einem Ende an eine Anode der Diode D1 angeschlossen, und ist die Kathode der Diode D1 an eine Ausgangsklemme to1 und ein Ende des Kondensators C1 angeschlossen. Der Kondensator C1 ist an seinem entgegengesetzten Ende an eine Wicklungsanfangsendeklemme der Sekundärwicklung T1s angeschlossen, und ist über den Stromdetektorwiderstand Ri1 an Masse gelegt. In dem Schaltungsabschnitt wird daher der Strom, der in die Primärwicklung T1p des Transformators T1 fließt, durch Ein- und Ausschalten des Schaltelements SW1 gesteuert, auf der Grundlage des Steuersignals Sc1, und es wird eine Spannung Vdcp mit positiver Polarität an der Ausgangsklemme to1 über die Diode D1 und den Kondensator C1 von der Sekundärwicklung T1s zur Verfügung gestellt. Eine Klemme toi1 ist eine Stromdetektorklemme, die an den Verbindungspunkt des Kondensators C1 und des Stromdetektorwiderstands Ri1 angeschlossen ist, und von der Klemme toi1 wird ein Meßsignal Vi1 zur Verfügung gestellt.

Ein Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3'B umfaßt den Transformator T2, das Schaltelement SW2, eine Gleichrichterdiode D2, einen Glättungskondensator C2, und einen Stromdetektorwiderstand Ri2, die an die Sekundärwicklung T2s angeschlossen sind. Hierbei ist die Sekundärwicklung T2s an einem Ende (Wicklungsanfangsendeklemme) an eine Kathode der Diode D2 angeschlossen, und ist die Anode der Diode D2 mit einer Ausgangsklemme to2 und einem Ende des Kondensators C2 verbunden. Der Kondensator C2 ist an seinem entgegengesetzten Ende an eine Wicklungsendeendklemme der Sekundärwicklung T2s angeschlossen, und über den Stromdetektorwiderstand Ri2 an Masse gelegt.

In dem Schaltungsabschnitt 3'B wird daher der Strom, der in die Primärwicklung T2p des Transformators T2 fließt, durch Ein- und Ausschalten des Schaltelements SW2 auf der Grundlage des Steuersignals Sc2 gesteuert, und wird Vdcn an der Ausgangsklemme to2 über die Diode D2 und den Kondensator C2 von der Sekundärwicklung T2s zur Verfügung gestellt. Eine Klemme toi2 ist eine Stromdetektorklemme, die an den Verbindungspunkt des Kondensators C2 und den Stromdetektorwiderstand Ri2 angeschlossen ist, und von der Klemme toi2 wird ein Meßsignal Vi2 zur Verfügung gestellt.

Wie wiederum aus Fig. 1 hervorgeht, wandelt eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4, die in der auf die Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 folgenden Stufe angeordnet ist, die Ausgangsspannung der Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 in eine Wechselspannung um, und liefert diese Wechselspannung an eine Entladungslampe 6. Die Spannung mit positiver Polarität und die Spannung mit negativer Polarität werden getrennt von den beiden Ausgangsklemmen der Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 an die Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 geschickt. Zum Schalten der Ausgangsspannung Vdcp des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3A und der Ausgangsspannung Vdcn des Gleichspannungs- Gleichspannungswandlers 3B werden zwei Halbleiterschaltelemente sw1 und sw2 (in der Figur einfach durch Schaltsymbole bezeichnet, obwohl Feldeffekttransistoren und dergleichen als diese Schaltelemente verwendet werden können), die in der Gleichspannungs-Wechselspannungs- Wandlerschaltung 4 vorgesehen sind, abwechselnd durch eine Treiberschaltung DRV betätigt. Die durch den Umrichtervorgang erzeugte Wechselspannung wird der Entladungslampe 6 zugeführt.

Insbesondere ist eines der beiden Schaltungselemente sw1 und sw2, die in Reihe an der Ausgangsstufe der Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 geschaltet sind, nämlich sw1, mit der Ausgangsklemme des Gleichspannungs- Gleichspannungswandler 3A und auch der Ausgangsklemme des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3B über sw2 verbunden. Beispielsweise kann eine IC (integrierte Schaltung), die als Halbbrückentreiber bekannt ist, als die Treiberschaltung DRV eingesetzt werden, um eine entgegengesetzte Schaltsteuerung der Schaltelemente durchzuführen. Die Halbbrückenalternierungsoperation wird daher so durchgeführt, daß dann, wenn das Schaltelement sw1 eingeschaltet ist, das Element sw2 ausgeschaltet ist, und dann, wenn das Element sw1 ausgeschaltet ist, das Element sw2 eingeschaltet ist, auf der Grundlage von Signalen, die den Steuerklemmen der Schaltelemente von der Treiberschaltung DRV zugeführt werden, wodurch die Gleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt wird.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration einer Bootstrap-Treiberschaltung, bei welcher Feldeffekttransistoren als die Elemente sw1 und sw2 verwendet werden.

Eine Konfiguration, die eine Reihenschaltung von zwei Elementen Q1 und Q2 aufweist, und eine Reihenschaltung von zwei Elementen Q3 und Q4, kann als Schaltelemente in einem Treiber-IC angegeben werden, und wird entsprechend in Fig. 4 durch Schaltsymbole dargestellt.

Energie wird den Elementen Q1 bis Q4 von einer Stromversorgungsklemme Vc zugeführt; Energie wird den Elementen Q1 und Q2 über eine Diode D3 von der Stromversorgungsklemme Vc zugeführt, und Energie wird den Elementen Q3 und Q4 direkt von der Stromversorgungsklemme Vc zugeführt. Beispielsweise ist eine Kathode der Diode D3 über einen Kondensator an die Verbindungspunkte von n-Kanal-FETs sw1 und sw2 angeschlossen, und ist auch mit dem Element Q1 verbunden. Der Verbindungspunkt der Elemente Q1 und Q2 ist mit dem Gate des FET sw1 verbunden, und eine Klemme des Elements Q2 gegenüberliegend dem Verbindungspunkt des Elements Q1 ist an den Verbindungspunkt des FET sw1 und sw2 angeschlossen.

Andererseits ist das Element Q3 an einem Ende an die Stromversorgungsklemme Vc angeschlossen, und ist der Verbindungspunkt der Elemente Q3 und Q4 mit dem Gate des FET sw2 verbunden, und ist eine Klemme des Elements Q4 gegenüberliegend dem Verbindungspunkt zum Element Q3 mit der Source des FET sw2 verbunden.

Die Elemente Q1 bis Q3 werden durch Steuersignale gesteuert, welche der DRV IC von der Steuerschaltung (nicht gezeigt) zugeführt werden.

Um bei der Treiberschaltung beispielsweise den FET sw1 einzuschalten, der in der Figur oberhalb des FET sw2 liegt, ist es erforderlich, den Kondensator C3 über die Diode D3 von der Stromversorgungsklemme Vc aufzuladen, und die Ladungen dazu zu verwenden, den FET sw1 einzuschalten (das Element Q1 ist eingeschaltet, und das Element Q2 ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt kann, um den FET sw2 unterhalb des FET sw1 in der Figur auszuschalten, das Element Q3 ausgeschaltet werden, und das Element Q4 eingeschaltet werden).

Wie wiederum aus Fig. 1 hervorgeht, erzeugt die Zündschaltung 5 ein Hochspannungszündsignal (Startimpuls) zu Beginn des Betriebs der Entladungslampe 6, um die Entladungslampe 6 zu zünden. Das Zündsignal wird der Wechselspannung Vout überlagert, das von der Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 abgegeben wird, und an die Entladungslampe 6 angelegt. Die Zündschaltung 5 enthält einen induktiven Verbraucher (induktive Komponente beispielsweise einer Sekundärwicklung eines Triggertransformators), und die Entladungslampe 6 ist an einer Elektrodenklemme an einen Verbindungspunkt A der Schaltelemente sw1 und sw2 über den induktiven Verbraucher angeschlossen, und an der anderen Elektrodenklemme direkt mit Masse (GND) verbunden, oder mit Masse (GND) über einen Stromdetektorwiderstand ri (wenn der in Fig. 2 oder 3 gezeigte Stromdetektorwiderstand nicht vorgesehen ist).

In Fig. 1 kann zusätzlich zu einer Stromdetektorschaltung 8 zur Messung des elektrischen Stroms, der in die Entladungslampe fließt, durch den Stromdetektorwiderstand Ri oder ri, eine Spannungsdetektorschaltung zur Feststellung der Röhrenspannung der Entladungslampe oder der entsprechenden Spannung als Detektorschaltung zur Feststellung der Spannung oder des Stroms bei der Entladungslampe 6 angegeben werden. Als Beispiel für den letztgenannten Fall wird eine Spannungsdetektorvorrichtung (beispielsweise eine Schaltung zum Detektieren der Ausgangsspannung unter Verwendung eines Partialdruckwiderstands oder dergleichen) unmittelbar hinter jedem der Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3A und 3B angeordnet, welche die Gleichspannungsversorgungsschaltung 3 bilden. Ein Meßsignal der Ausgangsspannung (Vdcp, Vdcn), das von der Spannungsdetektorvorrichtung erfaßt wird, kann als alternatives Signal zu einem Spannungsdetektorsignal in Bezug auf die Entladungslampe 6 verwendet werden.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Ausbildung einer Stromdetektorschaltung 8, bei welcher eine nicht invertierende Verstärkungsschaltung und eine invertierende Verstärkungsschaltung parallel geschaltet sind. Ein Spannungsabfall, der durch den Stromdetektorwiderstand Ri hervorgerufen wird, und die Ausgangsspannung der nicht invertierenden Verstärkerschaltung oder der invertierenden Verstärkerschaltung wird selektiv ausgegeben.

In Fig. 5 bildet ein Operationsverstärker OP1 die nicht invertierende Verstärkerschaltung, und weist eine nicht invertierende Eingangsklemme auf, die über einen Widerstand R1a mit der voranstehend erwähnten Detektorklemme to1 verbunden ist (den Verbindungspunkt des Stromdetektorwiderstands Ri und der Glättungskondensatoren C1 und C2). Bei einer Diode D1a ist die Kathode an die nicht invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers OP1 angeschlossen, und die Anode an Masse gelegt. Die Diode D1a sowie eine Diode D2a (die nachstehend erläutert wird) sind zu dem Zweck hinzugefügt, den Operationsverstärker zu schützen, wenn sich die Eingangsspannung des Operationsverstärkers zu einem negativen Wert umwandelt.

Der Operationsverstärker OP1 weist eine Ausgangsklemme auf, die mit der Anode einer Diode D1b verbunden ist, und die Kathode der Diode D1b ist an eine Stromdetektorausgangsklemme tDET angeschlossen, und über R2c an Masse gelegt. Die nicht invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers OP1 ist über einen Widerstand R1b an Masse gelegt, und ist an die Kathode der Diode D1b über einen Widerstand R1c angeschlossen. Die Widerstandswerte der Widerstände R1a, R1b und R1c sind auf denselben Wert eingestellt.

Ein Operationsverstärker OP2 bildet die invertierende Verstärkerschaltung, und weist eine invertierende Eingangsklemme auf, die an die Detektorklemme toi über einen Widerstand R2a angeschlossen ist. Bei einer Diode D2a ist die Kathode mit der invertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärker OP2 verbunden, und die Anode an Masse gelegt.

Der Operationsverstärker OP2 weist eine Ausgangsklemme auf, die an die Anode einer Diode D2b angeschlossen ist, und die Kathode der Diode D2b ist mit der Stromdetektorausgangsklemme tDET verbunden, und über einen Widerstand R2a an Masse gelegt. Die invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers OP2 ist mit der Kathode der Diode D2b über einen Widerstand R2b verbunden (der Widerstandswert des Widerstands R2b ist auf das Doppelte des Widerstandswertes des Widerstands R2a eingestellt). Eine nicht-invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers OP2 liegt an Masse.

In der Schaltung wird die Spannungsabfallkomponente, die durch den Stromdetektorwiderstand Ri hervorgerufen wird, auf das Doppelte der Spannung durch die nicht-invertierende Verstärkerschaltung des Operationsverstärkers OP1 verstärkt. Im Gegensatz hierzu wird die Spannungsabfallkomponente auf die "-2"-fache Spannung durch die invertierende Verstärkerschaltung des Operationsverstärkers OP2 verstärkt. Eine der Spannungen, nämlich die höhere, wird durch die Dioden D1b und D2b ausgewählt, die an den Ausgangsklemmen der Operationsverstärker liegen, und wird an die Stromdetektorausgangsklemme tDET ausgegeben. Wenn die Versorgungsspannung für die Entladungslampe 6 eine negative Polarität aufweist, wird daher die Ausgangsspannung der nichtinvertierenden Verstärkerschaltung des Operationsverstärkers OP1 an der Stromdetektorausgangsklemme tDET zur Verfügung gestellt, und wenn die Versorgungsspannung für die Entladungslampe 6 eine positive Polarität aufweist, wird die Ausgangsspannung der invertierenden Verstärkerschaltung des Operationsverstärkers OP2 an der Stromdetektorklemme tDET zur Verfügung gestellt. Die so zur Verfügung gestellte Detektorspannung wird als Signal verwendet, um zu bestimmen, ob die Entladungslampe in Betrieb ist oder nicht, als Signal zur Bestimmung des Beleuchtungszustands der Entladungslampe 6, zur Festlegung der Versorgungsenergie, und dergleichen.

Wie wiederum aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Steuerschaltung 7 (vgl. Fig. 1) dazu vorgesehen, die Spannung, den Strom oder die Versorgungsenergie der Entladungslampe 6 zu steuern, in Reaktion auf das Zustandsdetektorsignal der Entladungslampe 6, welches das Detektorsignal von der Stromdetektorschaltung 8 enthält. Sie schickt ein Steuersignal (Sc) an die Gleichspannungsversorgungsschaltung 3, wodurch die Ausgangsspannung gesteuert wird, oder schickt ein Steuersignal (SD) an die Treiberschaltung DRV zum Steuern der Polaritätsumschaltung der Brücke. Die Steuerschaltung 7 führt auch eine Ausgangssteuerung durch, um verläßlich die Entladungslampe 6 leuchten zu lassen, durch Erhöhung der Versorgungsspannung für die Entladungslampe 6 auf einen Pegel, bevor die Entladungslampe 6 in Gang gesetzt wird.

Unmittelbar nach Beginn des Leuchtens der Entladungslampe 6 wird die Ausgangsfrequenz der Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4 temporär durch das Steuersignal geändert, das von der Steuerschaltung 7 an die Treiberschaltung DRV geschickt wird, um die Versorgungsfrequenz der Entladungslampe 6 als Niederfrequenz festzulegen, wodurch eine Gleichspannungsversorgung (oder Gleichspannungszufuhr) über einen vorbestimmten Zeitraum erfolgt. Hierbei wird es erforderlich, daß die Steuerschaltung 7 bestimmt, wie lang die Gleichspannungsversorgung fortgesetzt wird, nach Empfang des Signals von der Stromdetektorschaltung 8; die Steuerschaltung 7 führt eine derartige Steuerung durch, daß das Produkt aus Strom und Zeit zu einer Konstanten wird. Die Dauer der Gleichspannungsversorgung wird daher auf der Grundlage festgelegt, wieviel Zeit dafür benötigt wird, bis das Produkt der Zeit und des Wertes des in der Entladungslampe 6 fließenden Stroms einen vorbestimmten Wert erreicht, und hierbei sind der Strom und die Zeit (die Dauer der Gleichspannungsversorgung) umgekehrt proportional zueinander. Wenn daher beispielsweise der Wert des in die Entladungslampe fließenden Stroms groß ist, so wird die Dauer der Gleichspannungsversorgung verkürzt; wenn der Stromwert klein ist, wird die Dauer der Gleichspannungsversorgung verlängert.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Rechteckspannung, die der Entladungslampe 6 zugeführt wird. Hierbei ist der Zustand dargestellt, bei dem der Übergang auf die festgelegte Versorgungsfrequenz nach einer Gleichspannungsversorgung über den Zeitraum Tdc erfolgt (Tdcf bezeichnet die erste Hälfte der Periode, und Tdcr die zweite Hälfte), unter der Annahme, daß die Entladungslampe 6 zu jener Zeit leuchtet, die durch den Pfeil U bezeichnet ist.

Bei der Steuerung ändert sich die Dauer des Zeitraums Tdc in Abhängigkeit von der Größe des Stromwertes.

Je größer der Einstellwert für das Produkt aus dem Stromwert (I) und der Zeit (t) ist (= I × t), desto besser ist die Beleuchtungsleistung der Entladungslampe. Allerdings ist zu befürchten, daß der Entladungszustand unstabil werden kann, unmittelbar nachdem die Entladungslampe in Betrieb gesetzt wurde, so daß der Produktwert sorgfältig eingestellt werden muß. Wenn die Dauer der Gleichspannungsversorgung zu lang ist, muß auch die thermische Belastung der Elektrode der Entladungslampe berücksichtigt werden, die zu einer kurzen Lebensdauer der Entladungslampe führen kann.

Es wird beispielsweise angenommen, daß I × t = 30 (A × mS) ist, wobei A Ampere und mS Millisekunden bezeichnen. Wenn der Wert des Stroms, der in die Entladungslampe fließt, 2 A beträgt, wird die Dauer des Gleichspannungsversorgungszeitraums (entsprechend dem Zeitraum, bis sich die Polarität der Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung zum ersten Mal ändert) gleich 15 mS. Wenn die Stromversorgungsfähigkeit der Versorgungsschaltung beispielsweise infolge einer Verringerung der Versorgungsspannung beeinträchtigt wird, und der Wert des Stroms, der in die Entladungslampe fließt, gleich 1,2 A wird, dann wird die Dauer auf 25 mS verlängert. Der Zustand der Entladungslampe wird daher auf der Grundlage des Stromwertes und des Polaritätsänderungszeitpunkts in Bezug auf die Ausgangsspannung der Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung entsprechend der Steuerung bestimmt (also je kleiner der Stromwert ist, desto stärker wird der Polaritätsänderungszeitpunkt verzögert), wodurch die Frequenz des Ausschaltens der Entladungslampe verringert werden kann.

Darüber hinaus tritt, wenn der Wert des in die Entladungslampe fließenden Stroms klein ist, eine Unzulänglichkeit auf, und daher ist eine Lösung für dieses Problem erforderlich.

Beispielsweise ist die Entladungslampe noch einen gewissen Zeitraum warm, nachdem sie ausgeschaltet wurde, und nunmehr wird der Fall überlegt, bei welchem die Entladungslampe in diesem Zustand eingeschaltet wird.

Unter der Annahme, daß der Wert des in die Entladungslampe fließenden Stroms zu diesem Zeitpunkt 0,3 A beträgt, so wird die Dauer der Gleichspannungsversorgung zu 100 mS entsprechend dem Einstellwert für das Produkt aus Strom und Zeit, und dies stellt eine relativ lange Zeitdauer dar. Dies beeinträchtigt die Lebensdauer der Entladungslampe nicht merklich, ist jedoch nachteilig in Bezug auf die Kosten, wenn beispielsweise eine Bootstrap-Schaltungskonfiguration wie in Fig. 4 gezeigt eingesetzt wird.

Wenn bei dem System von Fig. 4 der Kondensator C3 seine Ladung verliert, oder das Ausmaß der Ladung unzureichend wird, so wird es unmöglich, den FET der oberen Stufe eingeschaltet zu halten. Ein Kriechstrom des Gates des FET, und ein Kriechstrom in der Brückentreiberschaltung und dergleichen, kann als Ursache für eine derartige Situation angegeben werden, und es ist schwierig, den Kriechstrom auf Null Ampere herunterzudrücken. Daher wird es erforderlich, einen größeren Kapazitätswert für den Kondensator C3 zu wählen, da die Zeit verlängert wird, in welcher der FET eingeschaltet bleibt, was die Kosten erhöht.

Wenn die in Fig. 1 dargestellte Schaltung zu einer Schaltung erweitert wird, welche die Versorgung von beispielsweise zwei Entladungslampen steuern kann, und die in Fig. 3 gezeigte Konfiguration als Gleichspannungsversorgungsschaltung und eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4A mit einer Vollbrückenschaltungskonfiguration, die vier Halbleiterschaltelemente verwendet, eingesetzt wird, wie in einer Versorgungsschaltung 1A, die in Fig. 7 gezeigt ist, so führt die thermische Belastung bei der Elektrode jeder Entladungslampe zu einem Problem.

In Fig. 7 sind Elemente sw1 und sw2 als erstes Paar in Reihe geschaltet, und ist das Element sw1 an einem Ende an einer Ausgangsklemme eines Gleichspannungs-Gleichspannungswandler 3'A angeschlossen, und am entgegengesetzten Ende an einer Ausgangsklemme eines Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3'B über das Schaltelement sw2. Eine erste Entladungslampe 6_1 ist an einen Verbindungspunkt α zwischen den Schaltelementen sw1 und sw2 über einen induktiven Verbraucher in einer Zündschaltung 5_1 angeschlossen.

Die Schaltelemente sw3 und sw4 sind als zweites Paar in Reihe geschaltet, und sw3 ist an einem Ende an die Ausgangsklemme des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3'A angeschlossen, und am entgegengesetzten Ende an die Ausgangsklemme des Gleichspannungs-Gleichspannungswandlers 3'B über das Schaltelement sw4. Eine zweite Entladungslampe 6_2 ist an einen Verbindungspunkt β zwischen den Schaltelementen sw3 und sw4 über einen induktiven Verbraucher in einer Zündschaltung 5_2 angeschlossen.

Die Elektrodenklemmen der Entladungslampen 6_1 und 6_2, die nicht an den Verbindungspunkt α oder β angeschlossen sind, sind an Masse gelegt. Wenn die Stromdetektorwiderstände Ri1 und Ri2 nicht verwendet werden, kann ein Ende jeder Elektrode über einen Meßwiderstand anstelle von Ri1 oder Ri2 an Masse gelegt sein.

Ein Halbbrückentreiber-IC wird als jede der Treiberschaltungen DRV1 und DRV2 verwendet, die jeweils ein Signal von einer Steuerschaltung (7A) empfangen, und die Polarität der Brücke festlegen, wie dies nachstehend noch erläutert wird.

In der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung 4A steuert eine Treiberschaltung DRV1 das Ein/Ausschalten der Schaltelemente sw1 und sw2, und steuert die andere Treiberschaltung DRV2 das Ein/Ausschalten der Schaltelemente sw3 und sw4. Wird daher angenommen, daß der Zustand jedes Schaltelements so festgelegt ist, daß das Schaltelement sw1 eingeschaltet und das Schaltelement sw2 ausgeschaltet wird, durch die Treiberschaltung DRV1 zu einem Zeitpunkt, so ist der Zustand jedes Schaltelements so festgelegt, daß das Schaltelement sw3 ausgeschaltet und das Schaltelement sw4 eingeschaltet wird, durch die Treiberschaltung DRV2 zu diesem Zeitpunkt. Nimmt man an, daß der Zustand jedes Schaltelements so festgelegt ist, daß das Schaltelement sw1 ausgeschaltet und das Schaltelement sw2 eingeschaltet wird, durch die Treiberschaltung DRV1 zu einem anderen Zeitpunkt, so ist der Zustand jedes Schaltelements so festgelegt, daß das Schaltelement sw3 eingeschaltet und das Schaltelement sw4 ausgeschaltet wird, durch die Treiberschaltung DRV2 zu diesem Zeitpunkt. Die Schaltelemente sw1 und sw4 werden daher zusammen ein- und ausgeschaltet, und die Schaltelemente sw2 und sw3 werden zusammen ein- und ausgeschaltet, so daß sie abwechselnd arbeiten.

Daher werden die beiden Paare von Schaltelementen ein- und ausgeschaltet, wodurch dann, wenn beispielsweise eine Spannung mit positiver Polarität der ersten Entladungslampe 6_1 zugeführt wird, eine Spannung mit negativer Polarität der zweiten Entladungslampe 6_2 zugeführt wird (im Gegensatz hierzu wird, wenn eine Spannung mit negativer Polarität der ersten Entladungslampe 6_1 zugeführt wird, eine Spannung mit positiver Polarität der zweiten Entladungslampe 6_2 zugeführt).

Die Steuersignale von der Steuerschaltung 7A, SDa und SDb (die nachstehend noch im einzelnen beschrieben werden) werden über Isolatoren 9a und 9b an die Treiberschaltungen DRV1 und DRV2 geschickt. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel wird daher eine Spannung an der Seite mit niedrigem Potential (Massepotential) in jeder Treiberschaltung als Ausgangsspannung von dem Gleichspannungs- Gleichspannungswandler 3'B für eine Ausgangsspannung mit negativer Polarität ausgegeben. Daher wird eine Isolation erforderlich, um Pegel H (Hoch) und L (Niedrig) für die Spannung festzulegen, und die Steuersignale (Binärsignale) zu empfangen, und das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente sw1 bis sw4 zu steuern. Selbstverständlich kann, wenn ein Brückentreiber-IC mit einer Isolierfunktion in jeder Treiberschaltung verwendet wird, auch eine direkte Eingabe der Steuersignale in die Treiberschaltungen erfolgen.

Bei der voranstehend geschilderten Versorgungsschaltung ist die Polarität der Spannung positiv, die einer der beiden Entladungslampen zugeführt wird, und wird die Schaltsteuerung der Elemente sw1 bis sw4 so durchgeführt, daß die Polarität der Spannung negativ wird, welche der anderen Entladungslampe zugeführt wird. Wenn daher eine Entladungslampe bereits in Betrieb ist, wenn die andere Entladungslampe in Betrieb gesetzt wird, wird die Steuerung der Gleichspannungsversorgung für diese Entladungslampe ebenfalls für die bereits in Betrieb befindliche Entladungslampe durchgeführt. Obwohl diese Entladungslampe stabil leuchtet, gelangt sie aus diesem Zustand in einen langen Gleichspannungsversorgungszeitraum, und wird die Belastung der Elektrode (Wärmebelastung) erhöht.

Zur Lösung dieses Problems wird zusätzlich zur Bestimmung der Dauer des Gleichspannungsversorgungszeitraums einfach durch Erhalten des Produkts aus Strom und Zeit, vorzugsweise eine Zeitbegrenzungsvorrichtung vorgesehen, um die Dauer so zu begrenzen, daß sie nicht den oberen Grenzwert überschreitet. Beispielsweise kann eine in Fig. 8 dargestellte Schaltung verwendet werden.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel 10 für die Konfiguration des Hauptteils eines Erzeugungsabschnitts des Steuersignals, das zu der Treiberschaltung (DRV1, DRV2) in der Steuerschaltung 7A geschickt wird (es ist nur der Abschnitt in Bezug auf eine Entladungslampe dargestellt).

Zwei Komparatoren 11 und 12 sind dazu vorgesehen, die Klemmenspannung eines Kondensators CT zu vergleichen, der durch ein Stromdetektorsignal geladen wird, das den Strom anzeigt, der in die Entladungslampe fließt (in der Figur ist zur Darstellung des Signals als Stromwert das Signal durch ein Stromquellensymbol dargestellt, und der Stromwert als IL), mit einer vorbestimmten Bezugsspannung.

Bei einem Komparator 11 ist eine positive Eingangsklemme mit einem Ende des Kondensators CT verbunden, und eine negative Eingangsklemme mit der vorbestimmten Bezugsspannung (in der Figur wird die Spannung durch ein Konstantspannungsquellensymbol angedeutet, und der Spannungswert mit VREF bezeichnet). Der andere Komparator 12 weist eine positive Eingangsklemme auf, die an das eine Ende des Kondensators CT angeschlossen ist, sowie eine negative Eingangsklemme, die über einen Widerstand 13 an die Spannungsquelle VREF angeschlossen ist, und über einen Widerstand 14 an Masse gelegt ist. Die Widerstände 13 und 14 weisen den gleichen Widerstandswert auf.

Ein D-Flip-Flop 15 ist an der Ausgangsstufe des Komparators 12 vorgesehen, und ein Ausgangssignal des Komparators 12 wird der D-Eingangsklemme des D-Flip-Flops 15 zugeführt. Ein Taktsignal (SK2) von einer Signalerzeugungsschaltung (nicht gezeigt) wird einer Taktsignaleingangsklemme (CK) des D-Flip-Flops 15 zugeführt.

Ein Signal von einer Q/-Ausgangsklemme (durch ein Überstreichungssymbol bei Q in der Figur dargestellt) wird eine Eingangsklemme eines AND-Gates 16 mit zwei Eingängen zugeführt, und das Ausgangssignal des Komparators 12 wird der anderen Eingangsklemme des AND-Gates 16 zugeführt.

Ein Ausgangssignal des Komparators 11 wird an eine Eingangsklemme eines AND-Gates mit zwei Eingängen geschickt, und ein Taktsignal (SK1) von der Signalerzeugungsschaltung (nicht gezeigt) wird der anderen Eingangsklemme des AND-Gates 17 zugeführt. Ausgangssignale der AND-Gates 17 und 16 werden an ein OR-Gate 18 mit zwei Eingängen geschickt, und ein Ausgangssignal des OR-Gates 18 wird einer Taktsignaleingangsklemme (CK) eines D-Flip-Flops 19 zugeführt.

Das D-Flip-Flop 19 gibt ein Signal als Steuersignal an die Treiberschaltungen DRV1, DRV2 aus, und weist eine D-Eingangsklemme auf, die an eine Q/-Ausgangsklemme angeschlossen ist, und ein von der Klemme geliefertes Signal wird zu einem Steuersignal SDb. Ein Signal, das von einer Q-Klemme des D-Flip-Flops 19 zur Verfügung gestellt wird, wird zu einem Steuersignal SDa. Das D-Flip-Flop 19 weist eine Rücksetzklemme mit aktiv niedrigem Eingang auf (durch ein Überstreichungssymbol bei R in der Figur angedeutet), und es wird ein Zustandsbestimmungssignal SL (wenn das Signal hoch ist bedeutet dieses, daß die Entladungslampe leuchtet; wenn das Signal niedrig ist, bedeutet dies, daß die Entladungslampe ausgeschaltet ist) der Rücksetzklemme von einer Beleuchtungszustandsbestimmungsschaltung (nicht gezeigt) zugeführt, beispielsweise einer Schaltung zur Bestimmung, ob die Entladungslampe leuchtet oder nicht, durch Vergleichen eines Stromdetektorwerts mit einem vorbestimmten Bezugswert durch einen Komparator, der beispielsweise in der auf die Schaltung von Fig. 5 folgenden Stufe angeordnet ist.

Ein Ausgangssignal des AND-Gates 16 wird über ein OR-Gate 21 mit zwei Eingängen einer Rücksetzklemme (RST) eines Binärzählers 20 zugeführt, der unterhalb des D-Flip-Flops 15 dargestellt ist. Das Zustandsbestimmungssignal SL wird über ein NOT-Gate 22 als die andere Eingangsgröße des OR-Gates 21 zugeführt. Das Taktsignal SK1 wird über ein OR-Gate 23 mit zwei Eingängen einer Taktsignaleingangsklemme (CK) des Zählers 20 zugeführt. Signale, die von Ausgangsklemmen Q3 und Q4 des Zählers 20 zur Verfügung gestellt werden (wenn der Index, der das Niveau der Stufe angibt, mit i bezeichnet wird, bezeichnet Q1 die Ausgangsklemme der i-ten Stufe), werden einem AND-Gate 24 mit zwei Eingängen zugeführt.

Ein Ausgangssignal des AND-Gates 24 mit zwei Eingängen wird dem OR-Gate 23 zugeführt sowie einer Steuerklemme (eines Gates, wenn ein FET verwendet wird) eines analogen Schaltelements 25 (in der Figur sind Halbleiterelemente durch ein vereinfachtes Symbol dargestellt, so daß jedes Halbleiterelement verwendet werden kann, unabhängig davon, ob ein Element ein bipolares Element ist, ein unipolares Element, usw.).

Das analoge Schaltelement 25 weist eine Nicht-Steuerklemme auf, an welche die vorbestimmte Spannung VREF angelegt wird, und eine andere Nicht-Steuerklemme, die an ein Ende des Kondensators CT und an die positiven Eingangsklemmen der Komparatoren 11 und 12 über einen Widerstand 26 angeschlossen ist.

Die Frequenz des Taktsignals SK1 beträgt beispielsweise 500 Hz, und die Frequenz des Taktsignals SK2 kann auf eine ausreichend hohe Frequenz (einige 10 Kilohertz) eingestellt werden, im Vergleich zur Versorgungsfrequenz der Entladungslampe.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die Hauptsignalformen in der Schaltung, und die Signale sind folgendermaßen bezeichnet:
VREF/2: Die Hälfte des Pegels, der durch die Bezugsspannung VREF angegeben wird
V_CT: Klemmenpotential des Kondensators CT
CMP12: Ausgangssignal des Komparators 12
CMP11: Ausgangssignal des Komparators 11
S_16: Ausgangssignal des AND-Gates 16
S_24: Ausgangssignal des AND-Gates 24
S_18: Ausgangssignal des OR-Gates 18.

Das Signal SL ist so, wie dies voranstehend beschrieben wurde, und in der Figur bezeichnet H "Hoch" und L "Niedrig".

In der Schaltung 10 von Fig. 8 entspricht die Zeit, bis der Kondensator CT aufgeladen wurde, und die Klemmenspannung des Kondensators CT den Wert VREF erreicht, der Zeit der Gleichspannungsversorgung. Je größer der Stromdetektorwert in Bezug auf die Entladungslampe ist, desto kürzer ist die Ladezeit für den Kondensator CT. Die Zeitdauern von Tdcfund Tdcr werden entsprechend verkürzt.

Fig. 9 zeigt den Betriebszustand der Schaltung, wenn keine zeitliche Begrenzung für die Dauer des Gleichspannungsbetriebs vorhanden ist (nämlich wenn die Dauer des Gleichspannungsbetriebs, bestimmt aus dem Stromdetektorwert der Entladungslampe, kleiner als der obere Grenzwert ist).

Wenn die einzuschaltende Entladungslampe ausgeschaltet ist, ist das Zustandsbestimmungssignal SL niedrig, und daher wird das D-Flip-Flop 19 zurückgesetzt, und ist sein Q-Ausgangssignal niedrig. Das Zustandsbestimmungssignal SL wird auf Hoch über das NOT-Gate 22 invertiert, und das hohe Signal wird an die Rücksetzklemme RST des Zählers 20 geliefert, um den Zähler 20 zurückzusetzen. Daher gibt das AND-Gate 24, das in der auf den Zähler 20 folgenden Stufe angeordnet ist, ein niedriges Signal aus, und daher ist das analoge Schaltelement 25 ausgeschaltet.

Wenn dann die Entladungslampe gezündet wird, führt das Zustandsbestimmungssignal SL einen Übergang von Niedrig auf Hoch durch, wird das Rücksetzen des D-Flip-Flops 19 freigegeben, und beginnt ein Takteingabewartezustand. Gleichzeitig beginnt die Klemmenspannung des Kondensators CT anzusteigen. Wenn die Klemmenspannung den Wert VREF/2 erreicht, gibt der Komparator 12 ein hohes Signal aus, und gibt das AND-Gate 16 einen hohen Impuls aus, wodurch der Zähler 20 zurückgesetzt wird, und gleichzeitig das Ausgangssignal des D-Flip-Flops invertiert wird. Dies bedeutet, daß das Zeitintervall zwischen dem Moment, an welchem die Entladungslampe gezündet wird, und jenem Moment, an welchem der Ausgang des D-Flip-Flops invertiert wird, der voranstehend erwähnten ersten Halbperiode Tdcf entspricht.

Wenn die Klemmenspannung des Kondensators CT weiter ansteigt, und dann schließlich den Wert VREF erreicht, gibt zu diesem Zeitpunkt der Komparator 11 ein hohes Signal aus. Daher wird das AND-Ergebnissignal dieses Signals mit dem Taktsignal SK1 über das OR-Gate 18 der Taktsignaleingangsklemme des D-Flip-Flops 19 zugeführt, so daß Ausgangssignale entsprechend einer Division durch zwei (Frequenz 250 Hz) als Signale SDa und SDb über das D-Flip-Flop 19 zur Verfügung gestellt werden. Das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt "V_CT = VREF/2" und dem Zeitpunkt "V_CT = VREF" entspricht der voranstehend erwähnten zweiten Halbperiode Tdcr.

Wenn das Signal von dem NOT-Gate 22 niedrig ist (also das Signal SL hoch ist), und das Ausgangssignal des AND-Gates 16 niedrig ist, wird das Rücksetzen des Zählers 20 freigegeben, und beginnt der Zähler 20 mit einer Heraufzähloperation nach Empfang des Signals SK1. Dann gibt das AND-Gate 24 ein hohes Signal aus, nach Ablauf der Bezugszeit, die durch das Q3-Ausgangssignal und das Q4-Ausgangssignal bestimmt wird (24 mS bei diesem Beispiel), und wird das hohe Signal an das OR-Gate 23 geschickt, was den Heraufzählvorgang beendet.

Fig. 10 zeigt den Betriebszustand der Schaltung, wenn eine Zeitbegrenzung für die Dauer der Gleichspannungsversorgung festgelegt wird (wenn die Dauer der Gleichspannungsversorgung, die aus dem Stromdetektorwert der Entladungslampe bestimmt wird, größer oder gleich dem oberen Grenzwert ist).

In diesem Fall ist, nachdem die Entladungslampe in Betrieb genommen wurde, das Ausmaß des Anstiegs der Klemmenspannung des Kondensators CT klein, da der Stromdetektorwert klein ist. Daher ist eine gewisse Zeit dafür erforderlich, bis die Klemmenspannung den Wert VREF/2 erreicht. Wenn die voranstehend erwähnte Bezugszeit abgelaufen ist, gibt das AND-Gate 24 (vgl. Fig. 8) ein hohes Signal aus, und daher wird das analoge Schaltelement 25 eingeschaltet, wodurch der Kondensator CT über den Widerstand 26 an die Spannungsquelle von VREF angeschlossen wird, so daß in einem Schub die Klemmenspannung V_CT ansteigt. Wenn die Klemmenspannung den Wert VREF/2 erreicht, gibt der Komparator 12 ein hohes Signal aus. Daher wird der Zähler 20 zurückgesetzt, und wird die Inversionsoperation des D-Flip-Flops 19 auf ähnliche Weise wie voranstehend geschildert durchgeführt.

Wenn die Klemmenspannung V_CT erneut allmählich ansteigt, nachdem das Ausgangssignal des AND-Gates 24 niedrig geworden ist, und die Bezugszeit abgelaufen ist, gibt das AND-Gate 24 ein hohes Signal aus, so daß das analoge Schaltelement 25 eingeschaltet wird, wodurch die Klemmenspannung V_CT erneut in einem Schub ansteigt. Wenn V_CT den Wert VREF erreicht, gibt der Komparator ein hohes Signal aus. Daher werden Divisionsausgangssignale als Signale SDa und SDb über das D-Flip-Flop 19 zur Verfügung gestellt, wie bereits voranstehend erwähnt.

In der Schaltung ist der Zähler 20 als Bezugszeitzählvorrichtung vorgesehen, um die Dauern von Tdcf und Tdcr so zu begrenzen, daß sie innerhalb der vorbestimmten Bezugszeit liegen. Wenn die Bezugszeit abgelaufen ist, wird der Kondensator CT zwangsweise über das analoge Schaltelement 25 aufgeladen, und bildet hierdurch eine Zeitbegrenzungsvorrichtung (einschließlich der Komponenten 20, 25 und 26). Hierdurch wird eine Zeitbegrenzungsfunktion zur Verfügung gestellt, so daß die Dauer der Gleichspannungsversorgung (Tdcf, Tdcr) nicht länger als erforderlich fortgesetzt wird, wenn der Stromdetektorwert in Bezug auf die Entladungslampe klein ist.

Daher wird auch eine Zeitbegrenzung in Bezug auf den Zeitraum der Aufrechterhaltung der Einschaltung des Schaltelements in der Bootstrap-Schaltung gemäß Fig. 4 hervorgerufen, so daß die Kapazität des Kondensators nicht vergrößert werden muß.

Bei einer Versorgungsschaltung für zwei Entladungslampen wird, wenn eine Entladungslampe bereits leuchtet, wenn die andere Entladungslampe zum Leuchten gebracht werden soll, eine Zeitbegrenzung auch in Bezug auf die Gleichspannungsversorgungsdauer für die bereits leuchtende Entladungslampe zur Verfügung gestellt, so daß die thermischen Belastungen der Elektrode unterdrückt werden können.

Der Einstellwert für die Bezugszeit (Zeitbegrenzung) sollte so festgelegt werden, daß die Auswirkungen der Bezugszeit auf die Lebensdauer und die Leuchtleistung jeder Entladungslampe berücksichtigt werden. Wenn die Bezugszeit auf eine Dauer eingestellt wird, die länger ist als erforderlich, kann nämlich die Lebensdauer der bereits leuchtenden Entladungslampe verkürzt werden, und muß die Kapazität eines Bootstrap-Kondensators vergrößert werden. Im Gegensatz hierzu kann, wenn die Bezugszeit zu kurz eingestellt wird, die Beleuchtungsleistung beeinträchtigt werden. Daher kann die Bezugszeit unter Berücksichtigung dieser beiden Faktoren bestimmt werden. Bei dem Beispiel werden die Bezugszeitwerte von Tdcfund Tdcr auf gleiche Werte eingestellt, um den Schaltungsaufbau zu vereinfachen. Allerdings können die Bezugszeitwerte für Tdcfund Tdcr auf unterschiedliche Werte eingestellt werden.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich geworden sein sollte, wird die Dauer der Gleichspannungsversorgung gemäß der Erfindung durch die Zeit bestimmt, die das Produkt aus der Zeit und dem Wert des in die Entladungslampe fließenden benötigt, gleich einem vorbestimmten Wert zu werden. Wenn beispielsweise der Stromwert der Entladungslampe groß ist, so wird die Dauer der Gleichspannungsversorgung verkürzt; wenn der Stromwert klein ist, wird die Dauer verlängert. Daher kann die Stabilität der Beleuchtung sichergestellt werden, verglichen mit jenem Fall, in welchem die Dauer der Gleichspannungsversorgung unabhängig von dem Zustand der Entladungslampe eingestellt wird. Darüber hinaus können eine kurze Lebensdauer und eine Beeinträchtigung der Entladungslampe verhindert werden, die durch ein längeres Fortsetzen als erforderlich des Gleichspannungsversorgungszeitraums hervorgerufen werden.

Gemäß einer anderen Zielrichtung der Erfindung kann die Dauer der Gleichspannungsversorgung so begrenzt werden, daß sie nicht oberhalb eines oberen Grenzwertes weitergeht. Daher wird eine kurze Lebensdauer der Entladungslampe verhindert, und können die Kosten der Schaltung verringert werden, die zur Aufrechterhaltung der Gleichspannungsversorgung erforderlich ist.

Bei einer anderen Zielrichtung der Erfindung können zwei Entladungslampen von der gemeinsamen Versorgungsschaltung versorgt werden. Die Dauer der Gleichspannungsversorgung kann in Reaktion auf den Zustand jeder Entladungslampe festgelegt werden. Die Dauer wird begrenzt, wodurch dann, wenn eine Entladungslampe gezündet wird, und die andere Entladungslampe bereits leuchtet, die Gleichspannungsversorgung nicht über einen längeren Zeitraum als erforderlich für die bereits leuchtende Entladungslampe fortgesetzt wird, so daß die Entladungslampenelektrode keiner übermäßigen Wärmebelastung ausgesetzt wird.

Claims

1. Entladungslampenversorgungsschaltung, welche aufweist:
eine Gleichspannungsversorgungsschaltung zur Ausgabe einer Gleichspannung,
eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung zur Umwandlung der Ausgangsspannung der Gleichspannungsversorgungsschaltung in eine Wechselspannung und nachfolgendes Liefern der Wechselspannung an eine Entladungslampe, und
eine Stromdetektorschaltung zum Detektieren des elektrischen Stroms, der in die Entladungslampe fließt, wobei unmittelbar nach dem Zünden der Entladungslampe eine Ausgangsfrequenz der Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung temporär geändert wird, um ein Beleuchtungsfrequenz der Entladungslampe als Niederfrequenz festzulegen, um eine Gleichspannungsversorgung über einen vorbestimmten Zeitraum durchzuführen,
wobei die Dauer der Gleichspannungsversorgung durch die Zeit festgelegt wird, welche das Produkt aus Zeit und den in die Entladungslampe fließenden Strom benötigt, gleich einem vorbestimmten Wert zu werden.

2. Entladungslampen-Versorgungsschaltung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Zeitbegrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der Dauer der Gleichspannungsversorgung aufweist.

3. Entladungslampen-Versorgungsschaltung nach Anspruch 1, bei welcher die Gleichspannungsversorgungsschaltung einen ersten Schaltungsabschnitt zur Ausgabe einer Spannung mit positiver Polarität und einen zweiten Schaltungsabschnitt zur Ausgabe einer Spannung mit negativer Polarität aufweist, und zwei Entladungslampen an Ausgangsklemmen der Gleichspannungs-Wechselspannungs- Wandlerschaltung an der auf die Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung folgenden Stufe angeschlossen sind.

4. Entladungslampen-Versorgungsschaltung nach Anspruch 3, bei welcher die Spannungen mit positiver Polarität und negativer Polarität, die von den Schaltungsabschnitten der Gleichspannungsversorgungsschaltung ausgegeben werden, der Gleichspannungs-Wechselspannungs- Wandlerschaltung zugeführt werden, und mehrere Schaltelemente in der Gleichspannungs-Wechselspannungs- Wandlerschaltung vorgesehen sind, um die Ausgangsspannungen zu schalten, wobei die Schalter abwechselnd durch Treiberschaltungen der Schaltelemente betrieben werden, und Wechselspannungen, die durch den abwechselnden Betrieb erzeugt werden, den Entladungslampen zugeführt werden.

5. Entladungslampen-Versorgungsschaltung nach Anspruch 4, bei welcher die erste Entladungslampe an einen Verbindungspunkt der Schaltelemente angeschlossen ist, die als erstes Paar in Reihe geschaltet sind, und die zweite Entladungslampe an einen Verbindungspunkt der Schaltelemente angeschlossen ist, die als zweites Paar in Reihe geschaltet sind.

6. Entladungslampen-Versorgungsschaltung nach Anspruch 4, bei welcher die Schaltelemente ein- und ausgeschaltet werden, wodurch, während eine Spannung mit positiver Polarität der ersten Entladungslampe zugeführt wird, eine Spannung mit negativer Polarität der zweiten Entladungslampe zugeführt wird, und im Gegensatz dann, wenn eine Spannung mit negativer Polarität der ersten Entladungslampe zugeführt wird, eine Spannung mit positiver Polarität der zweiten Entladungslampe zugeführt wird.

7. Verfahren zum Steuern einer Entladungslampe mit folgenden Schritten:
Ingangsetzen der Entladungslampe; und
Einstellung der Ausgangsfrequenz einer Gleichspannungs- Wechselspannungs-Wandlerschaltung zur Festlegung der Beleuchtungsfrequenz der Entladungslampe als Niederfrequenz, um eine Gleichspannungsversorgung über eine vorbestimmte Zeit durchzuführen, wobei eine Gleichspannungsversorgungsdauer dadurch bestimmt wird, daß der Wert des in die Entladungslampe fließenden Stroms mit einem Zeitwert multipliziert wird, um gleich der vorbestimmten Zeit zu werden.

8. Entladungslampen-Versorgungsschaltung nach Anspruch 1, bei welcher die Dauer der Gleichspannungsversorgung in eine erste Hälfte, in der eine erste Spannung an die Entladungslampe angelegt wird, und eine zweite Hälfte unterteilt wird, in der eine zweite Spannung, die von der ersten Spannung verschieden ist, an die Entladungslampe angelegt wird.