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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät, nachfolgend auch als Leuchtsteuervorrichtung
bezeichnet, das verhindert, dass an einer Entladungslampe kontinuierlich
eine übermäßige Leistung über einen
längeren
Zeitraum als notwendig aufgrund eines Ausfalls in einer Last beim
Einschalten der Entladungslampe aus dem kalten Zustand angelegt
wird.
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Aus
der
DE 100 06 796
A1 ist bereits ein Verfahren und ein Vorschaltgerät zum Starten
einer Entladungslampe bekannt. Die Leistungssteuerung liefert einen
Leistungsbefehl an einen Stromwertprozessor, wobei die Leistung
von einem maximalen Leistungsgrenzwert hinunter bis zu einem normalen Leistungsgrenzwert
variiert. Es gibt einen maximalen Leistungsgrenzwert, der jedoch über die
Zeit konstant ist.
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Aus
der Druckschrift
DE
199 24 516 A1 ist bereits eine Stromversorgungseinrichtung
für eine Hochdruckentladungslampe
bekannt, wobei die Leistung zunächst
konstant gehalten wird und dann in Abhängigkeit der Zeit abnimmt.
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Aus
der
DE 102 08 121
A1 ist ebenfalls bereits ein Vorschaltgerät mit einer
Fehlerschaltung bekannt. Hier ist eine Schaltung zum Erfassen einer Spannung
vorgesehen sowie eine Schaltung zum Erfassen eines Stroms und eine
Schaltung zum Spezifizieren einer stoßweise und stationär zuzuführenden Energie.
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Wenn
eine Entladungslampe in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, muss
der Lichtfluss nach dem Einschalten der Entladungslampe schnell
erhöht
werden, wobei eine Übergangsleistungssteuerung
durchgeführt
wird, um unmittelbar nach dem Aufleuchten der Entladungslampe eine
größere Leistung
als während
des normalen Leuchtbetriebs zuzuführen, wobei die angelegte Leistung
danach über die
Zeit reduziert wird.
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Wenn
zum Beispiel bei einer Metallhalogenlampe mit einer Nennleistung
von 35 W der Leuchtbetrieb aus einem Zustand gestartet wird, in
dem die Lichtemissionsröhre
kalt ist (so genannter „Kaltstart”), wird
die Leistung derart gesteuert, dass vorübergehend eine Leistung von
ungefähr
60 bis 80 W an der Lampe angelegt wird. Dann wird die angelegte Leistung
graduell auf der Basis eines Steuerwerts reduziert, der in Übereinstimmung
mit dem Zustand der Lampe (hauptsächlich der Lampenspannung)
und der seit dem Einschaltzeitpunkt vergangenen Zeitdauer berechnet
wird, um die Leistung zu dem Nennwert zu führen.
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Der
Leistungsverlust einer Leuchtsteuerschaltung ist höher, wenn
eine größere Leistung
ausgegeben wird. Wenn, wie bei einem Kaltstart eine große Leistung
an einer Lampe angelegt wird, tritt ein großer Verlust auf, wodurch mehr
Hitze erzeugt wird.
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Auch
wenn bei einem Lampenleuchtsteuerprozess aus dem Stand der Technik
während
der Übergangsperiode
nur vorübergehend
eine höhere Leistung
angelegt wird, dauert die Übergangsperiode einige
Sekunden, sodass die Lichtschaltung ausreichende widerstandsfähige Spezifikationen
aufweisen muss, um höheren
Temperaturen zu widerstehen. Außerdem
sollten Vorkehrungen für
den Fall eines Ausfalls einer Last getroffen werden.
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Wenn
zum Beispiel ein Fehler des Leuchtkörpers auftritt, Probleme aufgrund
von Herstellungsfehlern oder Alterserscheinungen auftreten (eine
zu kleine Menge Quecksilber, eine Reduktion des Innendrucks der
Lichtbogenröhre,
usw.), wenn die Lampe ausfällt
oder wenn eine Störung
eine Parallelschaltung zwischen einer Lampe und einem niedrigen
Widerstand in einem Lampenstecker herbeiführt, bleibt die durch eine
Detektorschaltung in der Leuchtsteuerschaltung erfasste Lampenspannung
niedrig, sodass möglicherweise
kontinuierlich eine übermäßige Leistung
an der Lampe angelegt wird.
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Im
Stand der Technik (siehe zum Beispiel die offengelegte japanische
Gebrauchsmusteranmeldung
JP
7-8997 A ) wird eine Entladungslampe auf die zugeführte Leistung
hin überwacht,
wobei etwa die Leistungszufuhr zu der Entladungslampe unterbrochen
wird, wenn die Entladungslampe mit einer Leistung versorgt wird,
die die Leistung überschreitet,
die nach dem Aufleuchten der Entladungslampe zugeführt werden
soll. Wenn alternativ hierzu eine Funktion vorgesehen ist, die anhand
von Informationen zu der erfassten Lampenspannung bestimmt, ob eine
Lampenspannung während
eines stabilen Leuchtzustands in einen normalen Bereich fällt, wird eine
Lampenspannung gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Bezugswert
als Ausfall betrachtet, wobei die zu der Entladungslampe zugeführte Leistung unterbrochen
werden kann, um die Schaltung zu schützen.
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Die
Techniken aus dem Stand der Technik weisen jedoch das Problem auf,
dass sie unzureichende Vorkehrungen zum Schutz der Schaltungen vor
Hitzeentwicklung bei einer ausgefallenen Last aufweisen oder kostspielig
sind usw.
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Zum
Beispiel auch wenn ein Hochfrequenz-Schaltschema verwendet wird,
um die Größe einer
Leuchtsteuervorrichtung mit einer Gleichstrom-Gleichstrom-Sperrwandlerschaltung
zu reduzieren, kann das fortgesetzte Anlegen einer übermäßigen Leistung
im Falle eines Ausfalls direkt zu einer thermischen Instabilität, einer
thermischen Zerstörung
und ähnlichem
aufgrund einer reduzierten thermischen Kapazität der gesamten Vorrichtung
führen.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, Vorkehrungen für den Schaltungsschutz
vorzusehen, indem die maximal angelegte Leistung (der zulässige Höchstwert) über die
Zeit in einer Entladungslampen-Leuchtsteuervorrichtung reduziert
wird, um im Fall des Ausfalls einer Last das fortgesetzte Anlegen einer übermäßigen Übergangsleistung
an der Leuchtsteuerschaltung zu verhindern.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Außerdem gibt
die Erfindung eine Vorrichtung an, die verhindert, dass das anfängliche
Maximum einen Höchstwert
während
einer Übergangsperiode
ab dem Starten einer Entladungslampe aus einem kalten Zustand bis
zum Erreichen eines stabilen Betriebs überschreitet. Die Vorrichtung
umfasst eine Leistungswandlungsschaltung, die eine empfangene Eingabe
zu einer gewünschten
Ausgabe wandelt, eine Steuerschaltung, die ein Leistungssteuersignal in
Reaktion auf ein an der gewünschten
Ausgabe gemessenes Spannungspegelsignal und Strompegelsignal erzeugt,
wobei die Steuerschaltung eine Leistungsverarbeitungseinheit, die
wenigstens einen ersten Ausgabestrom auf der Basis des Spannungspegelsignals
und/oder des Strompegelsignals und/oder einer Bezugsspannung erzeugt,
und eine Maximalleistungs-Regelungsschaltung umfasst, die einen zweiten
Ausgabestrom auf der Basis eines Zeitsignals und einer Bezugsspannung
oder eines Leistungsversorgungssignals erzeugt. Die Vorrichtung umfasst
weiterhin eine Startschaltung, die zwischen der Leistungswandlungsschaltung
und der Lampe verbunden ist und während der Übergangsperiode Leistung zu
der Lampe ausgibt.
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Die
Erfindung kann bei der Übergangsleistungssteuerung
das fortgesetzte Anlegen einer übermäßigen Übergangsleistung über einen
längeren Zeitraum
als notwendig verhindern, wenn ein Ausfall einer Last auftritt,
wodurch die Hitzeerzeugung begrenzt wird und eine thermische Zerstörung oder ähnliches
verhindert wird.
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Die
Erfindung kann ausreichende Vorkehrungen für den Schaltungsschutz vorsehen,
indem sie verhindert, dass nachteilige Effekte aus dem kontinuierlichen
Anlegen einer Übergangsleistung
an der Entladungslampe entstehen.
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Die
Leuchtsteuerschaltung umfasst weiterhin einen Gleichspannungswandler,
auch nachfolgend als Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung bezeichnet,
zum Wandeln der empfangenen Eingangsgleichspannung zu einer gewünschten
Gleichspannung sowie eine Steuerschaltung zum Steuern der an der
Entladungslampe angelegten Leistung. Die Steuerschaltung umfasst
weiterhin eine Fehlerverarbeitungseinheit und einen Steuersignalerzeuger,
der auf ein Signal von der Fehlerverarbeitungseinheit reagiert und
ein Steuersignal erzeugt, das zu der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung
gegeben wird. Die Fehlerverarbeitungseinheit erhält an einem Eingang ein Bezugssignal
und an dem anderen Eingang ein Ausgabesignal der Maximalleistungs-Regelungsschaltung,
das auf ein Leistungssteuersignal addiert (gemultiplext) ist, das
auf der Basis von Informationen zu einer erfassten Spannung oder
einem erfassten Strom der Entladungslampe berechnet wird. Bei dem
vorstehend beschriebenen Aufbau kann die Leuchtsteuerschaltung der
Erfindung den zulässigen
Höchstwert
für die
an der Entladungslampe angelegte Leistung über die Zeit reduzieren, ohne
dass dazu ein komplexes Steuerschema erforderlich ist oder die Kosten
wesentlich erhöht werden
usw.
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Wenn
zum Beispiel der durch die Höchstleistungslinie
geregelte Leistungswert über
die Zeit in Übereinstimmung
mit einer Exponentialfunktion oder einer Linearfunktion reduziert
wird, kann die Schaltungskonfiguration effektiv vereinfacht werden.
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1 zeigt
eine beispielhafte und nicht einschränkende Grundkonfiguration.
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2 zeigt
eine Änderung
in der Übergangsleistung,
die über
die Zeit an einer Lampe angelegt wird.
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3 zeigt
eine beispielhafte und nicht einschränkende Schaltungskonfiguration
eines Hauptteils.
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4 zeigt
eine beispielhafte und nicht einschränkende Konfiguration einer
Maximalleistungs-Regelungsschaltung.
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5 zeigt
eine andere beispielhafte und nicht einschränkende Konfiguration einer
Maximalleistungs-Regelungsschaltung.
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Eine
Gleichspannung von einer Gleichstromversorgung 2 wird über eine
Rauschfilterschaltung (nicht gezeigt) zu einer Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 geführt, wenn
ein Lichtschalter 3 eingeschaltet wird.
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Die
Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 erhält eine
Eingangsgleichspannung von der Gleichstromversorgung 2 und
wandelt die erhaltene Eingangsgleichspannung zu einer gewünschten Gleichspannung.
Zum Beispiel kann ein Gleichstrom-Gleichstrom-Sperrwandler als Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 verwendet werden.
In einer Schaltkonfiguration mit einem Transformator T und einem
Schaltelement SW auf der primären
Seit des Transformators T wird das Schaltelement SW durch ein Steuersignal
So aus einer weiter unten beschriebenen Steuerschaltung 8 betrieben.
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Die
Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlerschaltung 5 ist vorgesehen,
um eine Ausgangsspannung der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 zu
einer Wechselspannung zu wandeln, die einer Entladungslampe 6 zugeführt wird.
Zum Beispiel werden in einer Schaltkonfiguration mit einer H-Brücke (oder
Vollbrücke)
vier Halbleiterschalter sw1–sw4
verwendet, um zwei Arme zu bilden, wobei Ansteuerschaltungen zum
unabhängigen
Ansteuern der Schaltelemente in den entsprechenden Armen vorgesehen
sind. Die Wechselspannung wird ausgegeben, indem komplementär das Ein-/Ausschalten der
zwei Paare von Schaltelementen gesteuert wird.
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Eine
Startschaltung 7 ist vorgesehen, um ein Hochspannungsimpulssignal
(Startimpuls) zum Starten der Entladungslampe 6 zu erzeugen.
Dieses Signal wird auf die aus der Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlerschaltung 5 ausgegebene
Wechselspannung gemultiplext, und das resultierende gemultiplexte
Signal wird an der Entladungslampe 6 angelegt. In diesem
Beispiel wird die Startschaltung 7 durch einen Triggertransformator,
einen Kondensator oder ähnliches
implementiert.
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Die
Steuerschaltung 8 umfasst eine Leistungssteuereinheit zum
Steuern der an der Entladungslampe 6 angelegten Leistung.
Zum Beispiel steuert die Leistungssteuereinheit in einer Übergangsperiode
ab dem Aufleuchten der Entladungslampe 6 aus einem kalten
Zustand bis zum Erreichen des stabilen Leuchtzustands die Leistung
derart, dass die an der Entladungslampe 6 angelegte Leistung über die
Zeit reduziert wird, nachdem zuerst eine die Nennleistung überschreitende
anfängliche maximale
Leistung angelegt wurde. Daraus resultiert, dass die Entladungslampe 6 zu
einem stabilen Leuchtzustand übergeht.
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Eine
Detektoreinheit 9 ist nach der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 angeordnet, um
Signale einer Lampenspannung und eines Lampenstroms bzw. einer entsprechenden
Spannung und eines entsprechenden Stroms zu erfassen. Wenn die Detektoreinheit 9 ein
Lampenzustands-Erfassungssignal
(siehe das Spannungserfassungssignal „VL” und das Stromerfassungssignal „IL”) an die Steuereinheit 8 sendet,
sendet die Steuereinheit 8 ein Steuersignal („So”) an die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4,
um eine Ausgangsspannung der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 zu
steuern. Insbesondere wird das erzeugte Steuersignal So an das Schaltelement
SW der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 für die Ansteuerung
gesendet. Das in dieser Ausführungsform
verwendeten Steuerschema kann zum Beispiel eine Pulsbreitenmodulation
(PWM) oder eine Pulsfrequenzmodulation (PFM) sein.
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Die
Steuerschaltung 8 umfasst eine Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8a zum
Regeln der an der Entladungslampe 6 angelegten Leistung während einer Übergangsperiode,
bis die Entladungslampe 6 den stabilen Leuchtzustand erreicht, damit
eine Höchstleistungslinie
nicht überschritten wird,
die über
die Zeit reduziert wird, nachdem die anfängliche Maximalleistung angelegt
wurde. Die Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8a regelt
also den Maximalleistungswert (zulässigen Höchstwert) in Übereinstimmung
mit dem Zeitablauf, um das fortgesetzte Anlegen einer übermäßigen Leistung
an der Entladungslampe 6 über eine längere Zeitdauer als notwendig
im Falle des Ausfalls einer Last zu verhindern.
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2 zeigt
eine Änderung
in der angelegten Leistung Pw über
die Zeit ab dem Einschalten bei einem Kaltstart, wobei die horizontale
Achse die Zeit „t” wiedergibt
und die vertikale Achse die angelegte Leistung „Pw” wiedergibt. „Po” auf der
vertikalen Achse gibt die zu der Entladungslampe für die Zeitdauer „0 ≤ t ≤ To” zugeführte anfängliche
Maximalleistung wieder. To wird als fixer Wert angenommen, wobei
To jedoch verlängert
werden kann, wenn eine längere nicht
leuchtende Zeitdauer vor dem Aufleuchten der Entladungslampe gegeben
ist. „Pc” gibt die
Nennleistung wieder.
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Die
Kurven Ga, Gb, Gc, Gd in dem Kurvendiagramm geben eine Differenz
in den Änderungen
der angelegten Leistung über
die Zeit aufgrund von Differenzen zwischen entsprechenden Entladungslampen wieder.
Es werden Variationen in der Änderung
der angelegten Leistung aus einer Differenz in dem Lampenzustand
und ähnliches
in Bezug auf eine einzelne Entladungslampe erfasst.
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Der
maximal zulässige
Wert (oder Höchstwert),
der sich in Übereinstimmung
mit der abgelaufenen Zeit vermindert, kann in Bezug auf die Änderung
in der an jeder Entladungslampe angelegten Leistung definiert werden.
Die Kurven M1, M2 in dem Kurvendiagramm geben Höchstleistungslinien (zulässige Maximalleistungslinien)
wieder, die nicht überschritten
werden dürfen,
wenn die Leistung während
des Leuchtzustands der Entladungslampe variiert wird.
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Die
durch eine gepunktete Linie wiedergegebene Kurve M1 gibt eine Höchstleistungslinie
wieder, die sich mit dem Ablauf der Zeit nach To exponentiell vermindert.
Die durch eine eingepunktete Strichlinie wiedergegebene Kurve M2
gibt eine Höchstleistungslinie
wieder, die sich nach einer linearen Verminderung mit dem Ablauf
der Zeit nach To ebnet.
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Eine
derartige Höchstleistungslinie
kann definiert werden, indem die Änderungen der an Entladungslampen
angelegten Leistung statistisch untersucht werden. Die an der Lampe
angelegte Übergangsleistung
wird durch die Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8a derart
geregelt, dass sie die Höchstleistungslinie
(z. B. M1 oder M2) nicht überschreitet.
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In
der Übergangsleistungssteuerung
bei einem Kaltstart können
Vorkehrungen gegen die Hitzeentwicklung getroffen werden, indem
der zulässige Höchstwert
für die
angelegte Leistung über
die Zeit reduziert wird und indem die an der Lampe angelegte Übergangsleistung
derart geregelt wird, dass sie den durch die Höchstleistungslinie angegebenen
zulässigen
Höchstwert
auch dann nicht überschreitet,
wenn eine Entladungslampe mit der Leuchtsteuerschaltung verbunden
ist.
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3 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Hauptschaltung
einschließlich
einer Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 und einer
Steuerschaltung 8 erläutert. „Vin” in 3 gibt
eine Eingangsgleichspannung zu der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 wieder,
und „Vout” gibt eine
Ausgangsgleichspannung aus der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 wieder.
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Ein
Kondensator 11 ist an der Primärseite eines Transformators 10 vorgesehen.
Ein vorderes Ende einer Primärwicklung 10p ist
mit einem Ende des Kondensators 11 verbunden, während ein
hinteres Ende der Primärwicklung 10p mit
einem Schaltelement 12 (N-Kanal-FET in diesem Beispiel)
verbunden ist.
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Eine
Gleichrichterdiode 13 und ein Glättungskondensator 14 sind
auf der sekundären
Seite des Transformators 10 vorgesehen. Das vordere Ende
der Sekundärwicklung 10s ist
mit einem Verbindungspunkt der Primärwicklung 10p zu dem
Schaltelement 12 verbunden, und das hintere Ende der Sekundärwicklung 10s ist
mit einer Anode der Diode 13 verbunden. Ein Ende des Kondensators 14 ist
mit einer Kathode der Diode 13 verbunden, wobei die Klemmenspannung
zu einer folgenden Schaltung (Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlerschaltung)
als Vout ausgegeben wird.
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In
dieser beispielhaften, nicht einschränkenden Ausführungsform
umfasst die Steuerschaltung 8 eine Leistungsverarbeitungseinheit 15,
eine Fehlerverarbeitungseinheit 17 und eine Steuersignal-Erzeugungseinheit 18.
Die Leistungsverarbeitungseinheit 15 umfasst einen ersten
Prozessor 15a, einen zweiten Prozessor 15b und
eine Versatzschaltung 15c.
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Der
erste Prozessor 15a erzeugt einen Ausgangsstrom („i1”) in Übereinstimmung
mit dem Spannungserfassungssignal VL, das zum Beispiel an dem Ausgang
der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 erhalten
wird, und umfasst weiterhin eine Funktionserzeugungsschaltung, die
VL erhält
(der Typ der Funktion kann beliebig gewählt werden). Die Ausgabe aus
dem ersten Prozessor 15a wird über einen Widerstands R1 zu
der Fehlerverarbeitungseinheit 17 gegeben.
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Der
zweite Prozessor 15b erzeugt einen Ausgangsstrom („i2”) in Übereinstimmung
mit dem Stromerfassungssignal IL, das zum Beispiel von einem Lampenstrom-Erfassungswiderstand
erhalten wird, der nach der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung 4 angeordnet
ist, und umfasst eine Funktionserzeugungsschaltung, die IL erhält (der
Typ der Funktion kann beliebig gewählt werden). Die Ausgabe aus
dem zweiten Prozessor 15b wird über einen Widerstand R2 zu
der Fehlerverarbeitungseinheit 17 gegeben.
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Wie
durch das Symbol einer geregelten Spannungsquelle in 3 wiedergegeben,
gibt die Versatzschaltung 15c eine Bezugsspannung „Eref” über einen
Widerstand R3 zu der Fehlerverarbeitungseinheit 17 (siehe
den Ausgangsstrom „i3”).
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Die
Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8a gibt ihre Ausgabe über einen
Widerstand R4 (siehe den Ausgangsstrom „i4”) zu der Fehlerverarbeitungseinheit 17,
um nachteilige Effekte zu verhindern, die durch einen erhöhten Leistungsverlust
und die Hitzeerzeugung verursacht werden, wenn eine übermäßige Übergangsspannung
kontinuierlich durch die Ausgabe der Leistungsverarbeitungseinheit 15 angelegt
wird. Die Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8a hat jedoch
keinen Einfluss auf die Beziehung zu der Ausgabe aus der Leistungsverarbeitungseinheit 15 während der
normalen Leistungssteuerung.
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Dementsprechend
wird zu der Fehlerverarbeitungseinheit 17 an ihrem einen
Eingang ein Ausgabesignal (i4) aus der Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8a geführt, das
auf die Leistungssteuersignale (i1–i3) gemultiplext (addiert)
ist, die auf der Basis von Information zu der erfassten Spannung oder
dem erfassten Strom der Entladungslampe berechnet werden. Insbesondere
sind die erste Verarbeitungseinheit 15a, die zweite Verarbeitungseinheit 15b,
die Versatzschaltung 15c und die Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8a parallel
angeordnet, wobei gewichtete Additionen in Übereinstimmung mit durch die
entsprechenden Widerstandswerte der Widerstände R1–R4 bestimmten Gewichtungskoeffizienten
durchgeführt
werden, um Steuersignale der entsprechenden Komponenten (die Gesamtsumme der
entsprechenden Ausgangsströme)
zu der Fehlerverarbeitungseinheit 17 zu geben.
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In
dieser beispielhaften, nicht einschränkenden Ausführungsform
wird das Steuersignal an einem negativen Eingangsanschluss eines
Fehlerverstärkers
eingegeben, der einen Teil der Fehlerverarbeitungseinheit 17 bildet,
während
an dem positiven Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers die
Bezugsspannung „Vref” eingegeben
wird, die durch das Symbol einer geregelten Spannungsquelle wiedergegeben
wird (die Steuerung wird durchgeführt, um die der Entladungslampe
zugeführte
Leistung zu reduzieren, wenn das Steuersignal einen höheren Pegel aufweist).
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Ein
Ausgangssignal der Fehlerverarbeitungseinheit 17 wird zu
dem Steuersignalerzeuger 18 gegeben, der das weiter oben
genannte Steuersignal So erzeugt. Zum Beispiel umfasst der Steuersignalerzeuger 18 in
dem PWM-Schema einen PWM-Komparator und ähnliches, wobei ein Fehlersignal
aus der Fehlerverarbeitungseinheit 17 zu dem Komparator
gegeben wird. Der Komparator erhält außerdem eine
Rampenwelle bei einer Frequenz und erzeugt ein Ausgabesignal mit
einem Betriebsverhältnis,
das in Übereinstimmung
mit dem Vergleichsergebnis zwischen den Pegeln der Eingaben variiert. Das
Ausgabesignal wird zu dem Schaltelement 12 geführt.
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In
dem PFM-Schema erzeugt die Fehlerverarbeitungseinheit 17 ein
Ausgabesignal, dessen Frequenz in Übereinstimmung mit einem Fehlersignal aus
der Fehlerverarbeitungseinheit 17 variiert, und gibt dieses
Ausgabesignal an das Schaltelement 12 aus.
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4 zeigt
eine beispielhafte und nicht einschränkende Konfiguration der Maximalleistungs-Regelschaltung 8a.
Ein Operationsverstärker 19 erhält an seinem
nicht-invertierenden Eingangsanschluss die Bezugsspannung „Vref”. Der Operationsverstärker 19 weist
einen Ausgangsanschluss auf, der mit einer Anode einer Diode 20 verbunden ist.
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Die
Diode 20 weist eine Kathode auf, die mit einem invertierenden
Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 19 und außerdem über einen
Widerstand 21 mit einem Kondensator 22 verbunden
ist.
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Ein
Emitter-geerdeter NPN-Transistor 23 erhält an seiner Basis ein Signal
(„STo”) von einer Schaltung
(Timer-Schaltung oder ähnliches – nicht gezeigt) über einen
Widerstand 24. Der Transistor 23 weist einen Kollektor
auf, der mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 19 verbunden
ist. Bis eine Zeit („To”) nach
dem Einschalten der Leistung abläuft,
wird das Signal STo auf den hohen H-Pegel gesetzt, wodurch veranlasst
wird, dass der Transistor 23 zu der Ein-Position übergeht, um das Ausgabesignal
des Operationsverstärkers 19 zu
dem niedrigen L-Pegel zu zwingen.
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Wenn
sich das Signal STo nach dem Ablauf der Zeit To zu dem L-Pegel ändert, wodurch
der Transistor 23 ausgeschaltet wird, wird eine Ladeoperation an
dem Kondensator 22 über
den Widerstand 21 gestartet.
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Ein
folgender Operationsverstärker 25 weist einen
nicht-invertierenden
Eingangsanschluss auf, der mit einem Ende des Kondensators 22 verbunden ist.
Der Operationsverstärker 25 weist
einen Ausgangsanschluss auf, der mit einer Anode einer Diode 26,
deren Kathode mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 25 verbunden
ist, und mit dem Widerstand R4 verbunden ist.
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In
der vorstehenden Konfiguration bleibt der Transistor 23 eingeschaltet,
während
sich das Signal STo auf dem H-Pegel befindet, sodass der Kondensator 22 nicht
geladen wird. Wenn jedoch das Signal STo nach Ablauf der Zeit To
zu dem L-Pegel geht, geht der Transistor 23 zu der Aus-Position über, um den
Kondensator 22 zu laden. Mit anderen Worten steigt die
Spannung an dem Kondensator 22 exponentiell über die
Zeit (weil die Höchstleistungslinie
in umgekehrter Phasenbeziehung zu der Änderung steht, nimmt die Höchstleistungslinie
exponentiell über
die Zeit ab).
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Es
kann eine Zeitkonstantenschaltung einschließlich des Widerstands 21 und
des Kondensators 22 (CR-Integratorschaltung)
verwendet werden, um den Schaltungsumfang zu reduzieren.
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5 zeigt
eine beispielhafte und nicht einschränkende Konfiguration der Maximalleistungs-Regelungsschaltung 8A.
In dieser beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform
ist der Operationsverstärker 25 mit
einer Schaltung verbunden, die PNP-Transistoren 27, 28, 29 und
Transistoren 30, 31 verwendet, die gemeinsame
eine Stromspiegelungsschaltung bilden.
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Der
Emitter des PNP-Transistors 27 ist mit einer Stromversorgungsleitung 32 mit
einer Spannung (Vcc) verbunden, während der Kollektor über einen
Widerstand 33 geerdet ist.
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Die
Basis des Kollektor-geerdeten PNP-Transistors 28 ist mit
dem Kollektor des Transistors 27 verbunden, und der Emitter
ist mit den Basen der Transistoren 27 und 29 verbunden.
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Die
Basis des PNP-Transistors 29 ist mit der Basis des Transistors 27 verbunden,
und der Emitter ist mit der Stromversorgungsleitung 32 verbunden. Der
Kollektor des Transistors 29 ist über einen Kondensator 34 geerdet.
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Der
Emitter-geerdete NPN-Transistor 30 erhält das Signal STo an seiner
Basis über
den Widerstand 35, und der Kollektor des Transistors 30 ist
mit der Basis des Transistors 31 über einen Widerstand 36 verbunden.
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Der
Emitter des PNP-Transistors 31 ist mit der Stromversorgungsleitung 32 verbunden,
und der Kollektor ist mit den Basen der Transistoren 27 und 29 verbunden.
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Der
nicht-invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 25 ist
mit einem Kondensator 34 und mit dem Kollektor des Transistors 29 verbunden
(wenn in der vorliegenden Anmeldung von „verbunden” gesprochen wird, kann es
sich um eine direkte oder indirekte Verbindung handeln).
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Ein
Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 25 ist mit der
Anode der Diode 26 verbunden, deren Kathode mit einem invertierenden
Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 25 und mit dem
Widerstand R4 verbunden ist.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Konfiguration bleiben die Transistoren 30 und 31 eingeschaltet,
während
das Signal STo auf dem H-Pegel ist, sodass der Kondensator 34 nicht
aufgeladen wird. Wenn jedoch das Signal STo nach Ablauf der Zeit
To zu dem L-Pegel geht, werden die Transistoren 30 und 31 ausgeschaltet,
sodass der Kondensator 34 mit einem Korrekturstrom des
Transistors 29 aufgeladen wird. Mit anderen Worten wird
ein Aufladeoperation mit einem konstanten Strom durchgeführt, sodass die
Spannung an dem Kondensator 34 linear über die Zeit ansteigt (weil
die Höchstleistungslinie
in einer umgekehrten Phasenbeziehung zu der Änderung steht, nimmt die Höchstleistungslinie
linear über
die Zeit ab).
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Bei
der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die Höchstleistungslinie
auf eine Höhe
gesetzt, die etwas höher
als der in der Zeit variierende Maximalleistungswert in der Übergangsleistungssteuerung
ist, weil Variationen in der Änderung
der angelegten Leistung über
die Zeit aufgrund von individuellen Entladungslampen gegeben sein
können, sodass
eine Leistungsversorgung vermieden wird, die die Höchstleistungslinie
für einen
beliebigen Ladezustand überschreitet.
Es können
also ausreichende Vorkehrungen gegen eine Überhitzung der Leuchtsteuervorrichtung
vorgesehen werden und gleichzeitig eine Größenreduktion der Leuchtsteuervorrichtung
realisiert werden.
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Dem
Fachmann sollte deutlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können. Der Erfindungsumfang
wird durch die beigefügten
Ansprüche
definiert.
