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Die
vorliegende Patentanmeldung beansprucht Auslandspriorität auf Basis
der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-126620, eingereicht am 25. 4. 2005,
deren Inhalt durch Verweis in der vorliegenden Schrift aufgenommen
ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Entladungslampen-Lichtstromkreis zum
Aufrechterhalten des Beleuchtungszustands davon und zum Wiedereinschalten
zum Zeitpunkt des Erlöschens
bzw. des Ausschaltens davon.
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Als
Lichtstromkreis für
eine Entladungslampe, wie etwa eine Metallhalogenidlampe, welche
für eine
Beleuchtungslichtquelle für
ein Fahrzeug verwendet wird, gibt es die Anordnung, welche eine Gleichspannungs-Energiequellenschaltung
umfaßt, welche
einen Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler, einen Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler
und eine Startschaltung aufweist. Beispielsweise ist diese Anordnung
in einer derartigen Weise angeordnet, daß eine Eingangs-Gleichspannung
von einer Batterie durch die Gleichspannungs-Energiequelle in eine
erwünschte Spannung
umgewandelt wird, wobei die erwünschte Spannung
sodann durch den Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler der nachfolgenden
Stufe in ein Wechselspannungs-Ausgangssignal umgewandelt
wird und ein Startsignal dem Wechselspannungs-Ausgangssignal überlagert
und zu der Entladungslampe geleitet wird (siehe beispielsweise die
japanische Patentschrift JP-A-7.142182).
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Die
Beleuchtungsregelung der Entladungslampe wird in einer derartigen
Weise durchgeführt, daß eine Ausgangsspannung
zum Zeitpunkt einer lastfreien Spannung bzw. einer Leerlaufspannung (im
folgenden als OCV-Spannung bezeichnet) in einem Zustand (einem erloschenen
Zustand) vor dem Erleuchten der Entladungslampe derart geregelt wird,
daß das
Startsignal auf die Entladungslampe angewandt wird, um dadurch die
Entladungslampe zu erleuchten bzw. einzuschalten, und die Entladungslampe
danach in einen stabilen Beleuchtungszustand umgeschaltet wird,
während
eine Übergangs-Eingangsleistung
vermindert wird.
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Ein
Schaltregler, welcher einen Transformator verwendet, wird beispielsweise
als Gleichspannungs-Energiequellenschaltung
verwendet. Eine Vollbrückenanordnung,
welche mehrere Paare von Schaltelementen verwendet, wird beispielsweise
als Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler verwendet.
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Gemäß der Anordnung
zum Durchführen
der zweistufigen Umwandlung der Gleichspannungsumwandlung und der
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Umwandlung ist diese Anordnung
aufgrund der Tatsache, daß die
Größe der Schaltung
groß wird,
nicht zur Miniaturisierung geeignet. Als Maßnahme zum Umgehen eines derartigen
Problems gibt es die Anordnung, welche die einstufige Spannungsumwandlung
des Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlers verwendet, um die Endladungslampe
dadurch mit einer verstärkten
Spannung zu versorgen.
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Beispielsweise
gibt es die Anordnung, welche einen Reihenschwingkreis umfaßt und geeignet angeordnet
ist, um eine Resonanzspannung durch einen Transformator zu verstärken, und
wobei elektrische Leistung auf Basis der verstärkten Spannung zu der Entladungslampe
geleitet wird. Der Reihenschwingkreis, welcher durch einen Kondensator
und ein Induktionsglied gebildet wird, weist eine Frequenzkennkurve,
welche annähernd
sym metrisch bezüglich
der Resonanzfrequenz ist, und eine Ausgangsspannung auf, und eine
elektrische Leistung kann durch Ändern
der Betriebsfrequenz eines Halbleiter-Schaltelements, welches den
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler bildet, geregelt werden.
Bei dem Reihenschwingkreis besteht die Tendenz, daß sich die
Ausgangsspannung in dem Frequenzbereich (einem Induktivitätsbereich
bzw. Phasenverzögerungsbereich)
oberhalb der Resonanzfrequenz in Übereinstimmung mit dem Anstieg der
Frequenz vermindert, während
sich die Ausgangsspannung in dem Frequenzbereich (einem Kapazitätsbereich
bzw. einem Phasenvorlaufsbereich) unterhalb der Resonanzfrequenz
in Übereinstimmung
mit der Verminderung der Frequenz vermindert.
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Bei
der OCV-Regelung wird in dem erloschenen Zustand vor dem Erleuchten
nach einem Ausschalten der Energiequelle, wenn die Betriebsfrequenz
des Halbleiter-Schaltelements in dem Frequenzbereich oberhalb einer
Reihenresonanzfrequenz „Foff" vermindert wird,
der OCV-Wert erhöht. Wenn
der OCV-Wert einen Zielwert erreicht, wird ein Hochspannungs-Startimpuls
erzeugt und auf die Endladungslampe angewandt. Wenn die Entladungslampe
erleuchtet bzw. eingeschaltet wird, wird die Betriebsfrequenz in
einen Frequenzbereich oberhalb einer Reihenresonanzfrequenz „Fon" verschoben, um dadurch
die Regelung der elektrischen Leistung der Entladungslampe zu starten.
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Bei
der Regelung, welche die Betriebsfrequenz des Halbleiter-Schaltelements
betrifft, entsteht unter der Bedingung, daß eine Regelung des Ausgangssignals
auf der Frequenzseite oberhalb der Resonanzfrequenzen (Foff und
Fon) zum Zeitpunkt des Erlöschens
bzw. des Erleuchtens der Entladungslampe erfolgt, ein Bedienungsfehler,
welcher durch die Tatsache verursacht wird, daß die Betriebsfrequenz des
Halbleiter-Schaltelements einseitig derart geregelt wird, daß diese
durch die Verminderung der Energiequellenspannung oder die Erdung
bei der Ausgangsstufe etc. vermindert wird.
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Das
bedeutet, daß die
Betriebsfrequenz in dem Frequenzbereich (dem Induktivitätsbereich) oberhalb
der Resonanzfrequenz derart geregelt wird, daß diese vermindert wird, um
die Ausgangsspannung und die Leistung zu erhöhen, während die Betriebsfrequenz
derart geregelt wird, daß diese
erhöht wird,
um die Ausgangsspannung und die Leistung zu vermindern. Somit wirkt
die zuvor erwähnte
Regelung in unerwünschter
Weise auf die Ausgangsspannung und die Leistung, wenn ein Regelungsarbeitspunkt
aus irgendeinem Grund (beispielsweise, wenn sich die Eingangsspannung
von einer Batterie etc. vermindert oder wenn bestimmt wird, daß die Entladungslampe
durch die Erdung gelöscht
wird) in den Frequenzbereich (den Kapazitätsbereich) unterhalb der Resonanzfrequenz
eintritt. Das bedeutet, daß sich,
wenn die Betriebsfrequenz vermindert wird, um das Ausgangssignal
zu erhöhen,
das Ausgangssignal entsprechend vermindert, so daß die Betriebsfrequenz
derart geregelt wird, daß diese
weiter vermindert wird. Dies ist der Fall, da bei der Ausgangsspannung
die Tendenz besteht, daß sich
diese im Hinblick auf die Verminderung der Frequenz in dem Frequenzbereich
unterhalb der Resonanzfrequenz vermindert, wodurch sich die Betriebsfrequenz
des Halbleiter-Schaltelements endlos vermindert und es unmöglich wird,
aus einem derartigen Zustand zu entkommen. Infolgedessen kann ein
derartiges Problem entstehen, daß die Entladungslampe nicht
wieder erleuchtet werden kann oder die Regelung einer Zielleistung
schwierig wird. Somit ist es erforderlich, eine Maßnahme zum
Ausräumen
eines derartigen Problems vorzusehen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
nachfolgende Beschreibung beschreibt eine Maßnahme zum Vermeiden eines
Phänomens, wobei
die Betriebsfrequenz von Halbleiter-Schaltelementen, welche einen
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler
unter Verwendung einer Reihenresonanz bilden, unterhalb einer Resonanzfrequenz
gehalten wird, um dadurch den Beleuchtungszustand einer Entladungslampe
aufrechtzuerhalten bzw. die Umschaltung zu einer Wiederbeleuchtungsoperation
zu gewährleisten.
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Gemäß einem
Aspekt beschreibt die Offenbarung einen Entladungslampen-Lichtschaltkreis, welcher
einen Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler,
welcher eine Eingangs-Gleichspannung empfängt, um eine Gleichspannungs-Wechselspannungs-Umwandlung
durchzuführen,
eine Startschaltung, welche ein Startsignal zu der Entladungslampe
leitet, und eine Regelungseinheit, welche eine elektrische Leistung
regelt, welche von dem Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler
abgegeben wird, umfaßt.
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Der
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler umfaßt eine Vielzahl von Schaltelementen,
welche durch die Regelungseinheit betrieben werden, und einen Reihenschwingkreis,
welcher einen Kondensator und mindestens ein Element aus der Gruppe
eines Induktivitätselements
und eines Transformators aufweist.
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Angenommen,
eine Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises zum Zeitpunkt des
Erlöschens
der Entladungslampe sei Foff und eine Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises
zum Zeitpunkt des Erleuchtens der Entladungslampe sei Fon, kann
zum Zeitpunkt des Erleuchtens der Entladungslampe eine Betriebsfrequenz
der Schaltelemente auf einen Wert oberhalb der Resonanzfrequenz
Fon festgelegt werden, um dadurch die Schaltelemente zu betreiben
und zu regeln. Ferner kann, wenn erfaßt wird, daß sich die Betriebsfrequenz
vermindert und die Entladungslampe gelöscht wird, die Betriebsfrequenz
in einen Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz Foff verschoben
werden. Ferner kann, wenn erfaßt
wird, daß sich
die Betriebsfrequenz während
des Leuchtens der Entladungslampe auf einen Wert unterhalb der Resonanzfrequenz
Fon vermindert, die Betriebsfrequenz in einen Frequenzbereich oberhalb
der Resonanzfrequenz Fon zurückgeführt werden.
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Bei
der Anordnung zum Regeln der Betriebsfrequenz der Schaltelemente
in dem Frequenzseitenbereich oberhalb der Resonanzfrequenz zum Zeitpunkt
des Erlöschens
und des Erleuchtens der Entladungslampe wird, wenn sich die Betriebsfrequenz auf
einen Wert unterhalb der Resonanzfrequenz Fon vermindert, die Betriebsfrequenz
zum Zeitpunkt des Erlöschens
der Entladungslampe zeitweilig erhöht, um die Lampe dadurch wiedereinzuschalten.
Ferner kann, wenn die Frequenzverminderung zum Zeitpunkt des Erleuchtens
der Entladungslampe erfolgt, die Betriebsfrequenz in den ursprünglichen
Frequenzbereich zurückgeführt werden,
während
der Beleuchtungszustand aufrechterhalten wird.
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Bei
einigen Verwirklichungen können
einer oder mehrere der folgenden Vorteile vorliegen. Beispielsweise
erfolgt, um einen derartigen Zustand zu verhindern, daß sich zum
Zeitpunkt der Verminderung der Energiequellenspannung oder der Erdung etc.
die Betriebsfrequenz der Schaltelemente vermindert und in einem
Kapazitätsbereich
auf der Frequenzseite unterhalb der Resonanzfrequenz gehalten wird,
die Regelung geeignet, um die Betriebsfrequenz in einen Induktivitätsbereich
auf der Frequenzseite oberhalb der Resonanzfrequenz Fon bzw. Foff zurückzuführen.
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Beispielsweise
wird, wenn erfaßt
wird, daß sich
die Betriebsfrequenz vermindert und die Entladungslampe gelöscht wird,
die Betriebsfrequenz auf eine zulässige obere Grenzfrequenz oberhalb
der Resonanzfrequenz festgelegt, um dadurch die Lampe wiedereinzuschalten,
wodurch die Wiederbeleuchtungsoperation zum Zeitpunkt des Erlöschens der
Lampe gewährleistet
werden kann.
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Im
Hinblick auf die Erfassung der Verminderung der Betriebsfrequenz
und des erloschenen Zustands der Entladungslampe kann der Entladungslampen-Lichtstromkreis
ferner einen Spannungsdetektor, welcher eine Lampenspannung erfaßt, welche auf
die Entladungslampe angewandt wird, und einen Stromdetektor, welcher
einen Lampenstrom erfaßt, welcher
in die Entladungslampe fließt,
umfassen, wobei, wenn ein Zustand über eine vorbestimmte Zeitperiode
hinweg oder länger
fortgesetzt werden kann, wobei die Lampenspannung, welche durch
den Spannungsdetektor erfaßt
wird, niedriger als ein Schwellenwert ist und der Lampenstrom, welcher durch
den Stromdetektor erfaßt
wird, niedriger als ein Schwellenwert ist, die Betriebsfrequenz
in den Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz Foff (in dem
Fall kann die Komplikation etc. der Schaltungsanordnung und des
Regelungsverfahrens etc. vermieden werden) verschoben werden kann.
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Ferner
kann zum Zeitpunkt des Erleuchtens der Entladungslampe eine Maßnahme im
Hinblick darauf ergriffen werden, daß die Betriebsfrequenz in den
Induktivitätsbereich
verschoben wird, während der
Beleuchtungszustand der Entladungslampe aufrechterhalten wird, um
dadurch die kontinuierliche Verminderung der Betriebsfrequenz zu
verhindern. Beispielsweise kann der Entladungslampen-Lichtstromkreis
ferner einen Stromdetektor, welcher einen Lampenstrom erfaßt, welcher
in die Entladungslampe fließt,
und eine Erfassungseinheit, welche die Betriebsfrequenz bzw. eine
Regelungsspannung für
die Betriebsfrequenz erfaßt,
umfassen, wobei, wenn ein Zustand über eine vorbestimmte Zeitperiode
hinweg oder länger
fortgesetzt werden kann, wobei sich der Lampenstrom, welcher durch
den Stromdetektor erfaßt
wird, vermindert und die Verminderung der Betriebsfrequenz durch
die Erfassungseinheit erfaßt wird,
die Betriebsfrequenz in den Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz
Fon verschoben werden kann.
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Gemäß der zuvor
erwähnten
Frequenzverschiebungsregelung können
die Zuverlässigkeit
und die Sicherheit zum Zeitpunkt eines Betriebs etc. verbessert
werden, wenn diese beispielsweise auf eine Fahrzeuglampe angewandt
wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile sind aus der folgenden genauen Beschreibung,
der beigefügten Zeichnung
und den Ansprüchen
ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNG
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1 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel der Basisanordnung gemäß der Erfindung
darstellt.
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2 ist
ein schematisches grafisches Diagramm zum Erläutern der Frequenz-Kennkurve,
welche eine LC-Reihenresonanz betrifft.
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3 ist
ein Diagramm, welches gemeinsam mit den 4 bis 9 einen
Regelungsmodus gemäß der Erfindung
darstellt, und ein erläuterndes Diagramm,
welches ein Beispiel der Regelung zum Wiedereinschalten der Lampe
nach dem Erlöschen der
Entladungslampe etc. darstellt.
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4 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel der Schaltungsanordnung einer
Regelungseinheit darstellt.
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel der Anordnung eines Rücksetzungsregelungsabschnitts
darstellt.
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6 ist
ein Diagramm zum Erläutern
der Erfassungsbedingung zum Wiedereinschalten der Lampe.
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7 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel der Schaltungsanordnung darstellt,
welches einen Rücksetzungsregelungsabschnitt
betrifft.
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8 ist
ein Zeitplan zum Erläutern
des Schaltungsbetriebs gemeinsam mit 9 und zum Darstellen
eines Falls, wobei die Entladungslampe nach dem Beginnen der Beleuchtung
normal in den Beleuchtungszustand übergeht.
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9 ist
ein Diagramm, welches einen Fall darstellt, wobei die Ausgangsstufe
eines Lichtstromkreises auf einer Hochspannungsseite geerdet ist.
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10 ist
ein Diagramm, welches gemeinsam mit den 11 und 13 einen
weiteren Regelungsmodus gemäß der Erfindung
darstellt und ein Beispiel der Frequenzregelung in erläuternder
Weise darstellt.
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11 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel der Schaltungsanordnung darstellt.
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12 ist
ein Diagramm, welches einen Zustand der Frequenzverschiebung aus
einem Kapazitätsbereich
unterhalb von Fon in einen Induktivitätsbereich in einer Resonanzkurve
g2 darstellt.
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13 ist
ein Zeitplan, welcher ein Beispiel der Regelung in dem Fall darstellt,
wobei sich die Antriebsfrequenz während des Erleuchtens der Entladungslampe
auf einen Wert unterhalb von Fon vermindert.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER
ERFINDUNG
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1 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel der Basisanordnung gemäß der Erfindung
darstellt, wobei ein Entladungs lampen-Lichtstromkreis 1 einen Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler 3 zum
Empfangen einer Leistung von einer Gleichspannungs-Energiequelle 2 und
eine Startschaltung 4 umfaßt.
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Der
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler 3 ist vorgesehen,
um eine Eingangs-Gleichspannung (siehe +B in der Figur) von der
Gleichspannungs-Energiequelle 2 zu empfangen und die Wechselspannungsumwandlung
und die Verstärkung
durchzuführen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfaßt
der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler
zwei Schaltelemente 5H, 5L und eine Regelungseinheit 6 zum
Durchführen
der Betriebsregelung dieser Schaltelemente. Das bedeutet, daß das eine
Ende des Schaltelements 5H auf der Hochspannungsseite mit
dem Anschluß der
Energiequelle verbunden ist und das andere Ende dieses Schaltelements über das
Schaltelement 5L auf der Niederspannungsseite geerdet ist.
Die Regelungseinheit 6 schaltet die zwei Schaltelemente 5H, 5L abwechselnd
ein und aus. Obgleich jedes der Schaltelemente 5H, 5L zur
Vereinfachung durch ein Symbol eines Schalters dargestellt ist,
wird für
jedes dieser Schaltelemente ein Halbleiterelement verwendet, wie
etwa ein Feldeffekttransistor (FET) oder ein Bipolartransistor.
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Der
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler 3 weist einen
Transformator 7 zur Energieübertragung und zur Verstärkung auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
verwendet der Transformator die Schaltungsanordnung, welche das
Resonanzphänomen
verwendet, welches durch einen Resonanzkondensator 8 und
eine Induktionsspule bzw. ein Induktionsglied verursacht wird. Das
bedeutet, daß es
für eine
derartige Anordnung beispielsweise die folgenden drei Ausführungsmoden
gibt.
- (I) Einen Ausführungsmodus, welcher die Resonanz
verwendet, welche durch den Resonanzkondensator 8 und ein
Induktionsglied verursacht wird.
- (II) Einen Ausführungsmodus,
welcher die Resonanz verwendet, welche durch den Resonanzkondensator 8 und
die Kriechstrom-Induktivität
des Transformators 7 verursacht wird.
- (III) Einen Ausführungsmodus,
welcher die Resonanz verwendet, welche durch den Resonanzkondensator 8,
das Induktionsglied und die Kriechstrom-Induktivität des Transformators 7 verursacht
wird.
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Zuerst
gibt es bei dem Ausführungsmodus
(I) eine derartige Anordnung, daß ein Induktionsglied 9, wie
etwa eine Resonanzspule, zusätzlich
vorgesehen ist, sodann ist beispielsweise das eine Ende des Induktionsglieds
mit dem Resonanzkondensator 8 verbunden, sodann ist der
Resonanzkondensator 8 mit einem Verbindungspunkt zwischen
den Schaltelementen 5H und 5L verbunden, und das
andere Ende des Induktionsglieds 9 ist mit der Primärwicklung 7p des
Transformators 7 verbunden.
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Bei
dem Ausführungsmodus
(II) ist es durch Verwendung der Induktivitätskomponente des Transformators 7 nicht
notwendig, eine Resonanzspule etc. hinzuzufügen. Das bedeutet, daß das eine
Ende des Resonanzkondensators 8 mit dem Verbindungspunkt
zwischen den Schaltelementen 5H und 5L verbunden
ist und das andere Ende des Resonanzkondensators 8 mit
der Primärwicklung 7p des
Transformators 7 verbunden ist.
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Bei
dem Ausführungsmodus
(III) kann eine kombinierte Reihenreaktanz des Induktionsglieds 9 und
der Kriechstrom-Induktivität verwendet
werden.
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Bei
jedem dieser Ausführungsmoden
wird die Antriebsfrequenz der Schaltelemente 5H, 5L durch
Verwenden der Reihenresonanz des Resonanzkondensators 8 und
des Induktionsglieds (der Induktivitätskomponente bzw. des Induktionsglieds) derart definiert,
daß diese
gleich oder größer als
die Reihenresonanzfrequenz ist, und die Schaltelemente werden dadurch
ein- und ausgeschaltet,
um die Entladungslampe 10 (eine Metallhalogenidlampe etc., welche
für eine
Fahrzeuglampe verwendet wird), welche mit der Sekundärwicklung 7a des
Transformators 7 verbunden ist, in einer sinuswellenartigen Weise
zu erleuchten. Bei der Betriebsregelung der jeweiligen Schaltelemente
durch die Regelungseinheit 6 ist es notwendig, die jeweiligen
Elemente in einer entgegengesetzten Weise zu betreiben, so daß die zwei
Schaltelemente nicht gleichzeitig in einen eingeschalteten Zustand
versetzt werden (abhängig
von der Betriebsregelung etc.). Beispielsweise ist im Hinblick auf
die Reihenresonanzfrequenz unter der Annahme, die Resonanzfrequenz
vor dem Erleuchten nach dem Einschalten der Energiequelle sei „Foff", die Resonanzfrequenz
in dem Beleuchtungszustand sei „Fon", die elektrostatische Kapazität des Resonanzkondensators 8 sei „Cr", die Induktivität des Induktionsglieds 9 sei „Lr" und die primärseitige
Induktivität
des Transformators 7 sei „Lp", in dem Zustand vor dem Erleuchten
der Entladungslampe nach dem Ausschalten der Energiequelle in dem
Ausführungsmodus
(III) Foff = 1/(2 × π × √(Cr(Lr
+ Lp)). Beispielsweise wird, wenn die Betriebsfrequenz niedriger
als Foff ist, der Verlust der Schaltelemente groß, und somit wird die Effizienz
verschlechtert. Somit wird die Schaltoperation in dem Frequenzbereich
oberhalb von Foff durchgeführt.
Ferner wird nach dem Erleuchten der Entladungslampe Fon annähernd gleich 1/(2 × π × √(Cr(Lr
+ Lp)). In diesem Fall wird die Schaltoperation in dem Frequenzbereich
oberhalb von Fon durchgeführt.
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Nach
dem Einschalten der Energiequelle des Lichtstromkreises erfolgt
eine Regelung der OCV-Spannung bei der Frequenz nahe bei Foff in dem
erloschenen bzw. ausgeschalteten Zustand (dem lastfreien Zustand)
der Entladungslampe. Wenn die Entladungslampe in den Beleuchtungszustand
versetzt wird, nachdem das Startsignal erzeugt wurde und die Entladungslampe
durch das Startsignal eingeschaltet wurde, ist es günstig, die
Beleuchtungsregelung in dem Frequenzbereich oberhalb von Fon durchzuführen.
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Die
Startschaltung 4 ist vorgesehen, um das Startsignal für die Entladungslampe 10 zu
liefern. Die Ausgangsspannung der Startschaltung 4 wird
zum Zeitpunkt des Einschaltens durch den Transformator 7 verstärkt und
auf die Entladungslampe 10 angewandt (das Startsignal wird
dem Ausgangssignal, welches eine Gleichspannungsumwandlung durchlief, überlagert
und zu der Entladungslampe 10 geleitet). Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Ausführungsmodus
dargestellt, wobei einer der Ausgangsanschlüsse der Startschaltung 4 mit
einem Punkt auf der Strecke der Primärwicklung 7p des Transformators 7 verbunden
ist und der andere Ausgangsanschluß der Startschaltung mit dem
einen Ende (masseseitiger Anschluß) der Primärwicklung 7p verbunden
ist. Das Ausführungsbeispiel
ist nicht auf die zuvor erwähnte
Anordnung beschränkt
und kann beispielsweise in einem Ausführungsmodus angeordnet werden,
wobei die Eingangsspannung in die Startschaltung von der sekundären Seite
des Transformators 7 erhalten wird, oder in einem Ausführungsmodus,
wobei eine Hilfswicklung (eine Hilfswicklung 11, welche
später
beschrieben wird) vorgesehen ist, welche gemeinsam mit dem Induktionsglied 9 einen Transformator
bildet, um die Eingangsspannung für die Startschaltung von der
Hilfswicklung zu erhalten.
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Wie
in 1 dargestellt, wird bei der Schaltungsanordnung,
in welcher der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandler 3 die
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Umwandlung und die Verstärkung durchführt, um
dadurch die Leistungsregelung der Entladungslampe zu regeln, in dem
Fall eines Erfassens eines Stroms, welcher in die Entladungslampe 10 fließt, und
einer Spannung, welche auf die Entladungslampe 10 angewandt
wird, beispielsweise eine Wicklung zu dem Resonanz-Induktionsglied 9 hinzugefügt, oder
es wird eine Erfassungswicklung oder ein Erfassungsanschluß zu dem Transformator 7 hinzugefügt, um dadurch
den Spannungserfassungswert und den Stromerfassungswert der Entladungslampe
zu erhalten.
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Bei
dem Beispiel, welches in 1 dargestellt ist, ist die Hilfswicklung 11 zum
Ausbilden des Transformators gemeinsam mit dem Induktionsglied 9 vorgesehen,
um einen Strom zu erfassen, welcher dem Strom entspricht, welcher
in die Entladungslampe 10 fließt. Das Ausgangssignal der
Hilfswicklung 11 wird zu einem Stromdetektor 12 gesandt.
Das bedeutet, daß die
Stromerfassung der Entladungslampe unter Verwendung des Induktionsglieds 9 und
der Hilfswicklung 11 durchgeführt wird und das Erfassungsergebnis
zu der Regelungseinheit 6 gesandt und zur Leistungsregelung
und zur Unterscheidung des eingeschalteten und des ausgeschalteten
Zustands der Entladungslampe 10 verwendet wird.
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Die
Spannung, welche auf die Entladungslampe 10 angewendet
wird, wird auf Basis des Ausgangssignals einer Erfassungswicklung 7v erfaßt, welche
beispielsweise an dem Transformator 7 vorgesehen ist. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird das Ausgangssignal der Erfassungswicklung 7v zu einem
Spannungsdetektor 13 gesandt, und diese Einrichtung erhält ein Spannungssignal,
welches der Spannung entspricht, welche auf die Entladungslampe 10 angewandt
wird. Die Erfassungsspannung wird zu der Regelungseinheit 6 gesandt
und zur Leistungsregelung und zur Unterscheidung des eingeschalteten
und des ausgeschalteten Zustands der Entladungslampe 10 verwendet.
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Es
können
verschiedene Ausführungsmoden
verwendet werden, um den Strom oder die Spannung der Entladungslampe
zu erfassen. Beispielsweise können
in 1 der Strom oder die Spannung der Entladungslampe
beispielsweise durch Vorsehen eines Lampenstromerfassungswiderstands 14 auf der
sekundären
Seite des Transformators 7 erfaßt werden, ungeachtet der Schaltungsanordnung.
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2 ist
ein schematisches grafisches Diagramm zum Erläutern der Frequenzkennkurven
in dem Fall einer Verwendung der LC-Reihenresonanz, wobei die Abszisse
die Frequenz „f" darstellt und die Ordinate
die Ausgangsspannung „Vo" bzw. die Ausgangsleistung „OP" des Lichtstromkreises
darstellt. Diese Kurvendiagramme stellen eine Resonanzkurve „g1" zum Zeitpunkt des
Erlöschens
und eine Resonanzkurve „g2" zum Zeitpunkt des
Erleuchtens der Entladungslampe dar.
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Für die Resonanzkurve „g1" stellt die Ordinate
die Ausgangsspannung „Vo" dar, während die
Ordinate für
die Resonanzkurve „g2" die Ausgangsleistung „OP" darstellt.
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Zum
Zeitpunkt des Erlöschens
der Entladungslampe weist die sekundäre Seite des Transformators 7 eine
hohe Impedanz auf, und die primäre Seite
des Transformators 7 weist einen hohen Induktivitätswert auf,
so daß die
Resonanzkurve g1 mit der Resonanzfrequenz Foff erhalten wird. Zum
Zeitpunkt des Erleuchtens der Entladungslampe weist die sekundäre Seite
des Transformators 7 eine niedrige Impedanz auf (mehrere
zehn bis mehrere hundert Ω), und
die primäre
Seite des Transformators 7 weist einen niedrigen Induktivitätswert auf,
so daß die
Resonanzkurve g2 mit der Resonanzfrequenz Fon erhalten wird (zum
Zeitpunkt des Erleuchtens ist der Spannungsänderungswert relativ klein,
und lediglich der Strom ändert
sich stark).
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Die
Bedeutungen der jeweiligen Zeichen in der Zeichnung sind folgendermaßen gegeben.
- „fa1"
- ist ein Frequenzbereich
von „f < Foff" (ein Kapazitätsbereich
bzw. ein Phasenvorlaufsbereich auf der linken Seite von „f = Foff").
- „fa2"
- ist ein Frequenzbereich
von „f > Foff" (ein Induktivitätsbereich
bzw, ein Phasenverzögerungsbereich
auf der rechten Seite von „f
= Foff").
- „fb"
- ist ein Frequenzbereich,
welcher sich in dem Bereich von „f > Fon" befindet
(dem Frequenzbereich in dem Beleuchtungszustand, welcher sich in
dem Induktivitätsbereich
auf der rechten Seite von „f
= Fon" befindet).
- „focv"
- ist der Regelungsbereich
der Ausgangsspannung vor dem Erleuchten (in dem erloschenen Zustand)
(im folgenden als „OCV-Regelungsbereich" bezeichnet), und
dieser befindet sich nahe bei Foff in fa2).
- „Lmin"
- ist ein Ausgangssignalniveau,
welches geeignet ist, den Beleuchtungszustand der Entladungslampe
aufrechtzuerhalten.
- „P1"
- ist ein Arbeitspunkt
vor dem Einschalten der Energiequelle.
- „P2"
- ist ein Anfangs-Arbeitspunkt
(in dem Bereich fb) unmittelbar nach dem Einschalten der Energiequelle.
- „P3"
- ist ein Arbeitspunkt
(in focv), welcher den Ankunftszeitpunkt bei dem Zielwert der OCV-Spannung
zum Zeitpunkt des Erlöschens
darstellt.
- „P4"
- ist ein Arbeitspunkt
(in dem Bereich fb) nach dem Erleuchten.
- „f1"
- ist die Betriebsfrequenz
der Schaltelemente (beispielsweise die Betriebsfrequenz bei dem
Arbeitspunkt P3) unmittelbar vor dem Beginn der Beleuchtung der Entladungslampe.
- „f2"
- ist die Betriebsfrequenz
der Schaltelemente (beispielsweise die Betriebsfrequenz bei dem
Arbeitspunkt P4) zum Zeitpunkt des Beginnens der Beleuchtung der
Entladungslampe.
- „Fmax"
- ist eine Frequenz
(eine zulässige
obere Grenzfrequenz) bei dem Schnittpunkt zwischen g2 und Lmin.
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Der
Ablauf der Beleuchtungsumschaltungsregelung, welche die Entladungslampe
betrifft, wird folgendermaßen
der Reihe nach beschrieben.
- (1) Die Energiequelle
wird eingeschaltet (P1 → P2).
- (2) Die elektrische Leistung wird in dem OCV-Regelungsbereich focv angewandt (P2 → P3).
- (3) Der Startimpuls wird erzeugt und auf die Entladungslampe
(P3) angewandt.
- (4) Nach dem Einschalten der Entladungslampe wird die Beleuchtungsfrequenz
(die Betriebsfrequenz der Schaltelemente) über eine konstante Zeitperiode
hinweg (im folgenden als Frequenzhalteperiode bezeichnet) festgehalten
(P3).
- (5) Der Betrieb wird auf die Leistungsregelung in fb umgeschaltet
(P3 → P4).
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Zu
dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Einschalten der Energiequelle
bzw. unmittelbar nach dem Erlöschen
nach einmaligem Einschalten der Entladungslampe wird die Betriebsfrequenz
zeitweilig erhöht
(P1 → P2)
und sodann schrittweise vermindert, so daß sich diese an f1 annähert (P2 → P3).
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Die
OCV-Regelung wird in focv durchgeführt, um das Startsignal für die Entladungslampe
zu erzeugen, und das Startsignal wird auf die Entladungslampe angewandt,
um dadurch die Lampe einzuschalten. Beispielsweise steigt bei der
OCV-Regelung, wenn
die Frequenz vermindert und von der Hochfrequenzseite her der Resonanzfrequenz
Foff angenähert
wird, die Ausgangsspannung Vo schrittweise an und erreicht den Zielwert
bei dem Arbeitspunkt P3. Gemäß einem
Verfahren zum Durchführen der
OCV-Regelung in dem Bereich fa1 in dem erloschenen Zustand vor dem
Erleuchten der Entladungslampe ist es notwendig, zu beachten, daß der Schaltverlust
relativ groß wird
und sich die Schaltungseffizienz verschlechtert. Ferner ist es bei
einem Verfahren zum Durchführen
der OCV-Regelung notwendig, zu beachten, daß eine Zeitperiode zum kontinuierlichen
Betreiben der Schaltung in dem lastfreien Zustand nicht länger als
notwendig wird.
-
Wenn
die Startschaltung 4 die Entladungslampe zum Zeitpunkt
P3 einschaltet, wird die Betriebsfrequenz während der Frequenzhalteperiode auf
dem konstanten Wert gehalten, und sodann geht der Betrieb in den
Bereich fb über
(siehe „ΔFq" in der Figur). Bei
der Frequenzverschiebung aus dem OCV-Regelungsbereich FOCV in den Bereich
fb ist es günstig,
die Frequenz nach dem Beginnen der Beleuchtung der Entladungslampe
kontinuierlich von f1 nach f2 zu ändern.
-
Wie
oben beschrieben, wird bei der Anordnung, wobei die Ausgangsspannungsregelung
in dem Bereich fa2 auf der Frequenzseite oberhalb der Resonanzfrequenz
Foff in dem erloschenen Zustand der Entladungslampe durchgeführt wird
und die Ausgangsspannungsregelung in dem Bereich fb auf der Frequenzseite
oberhalb der Resonanzfrequenz Fon in dem Beleuchtungszustand der
Entladungslampe durchgeführt
wird (die Leistung wird in dem Induktivitätsbereich aufgrund der Unterdrückungswirkung
im Hinblick auf die Stromänderung
voraussichtlich stabilisiert), die Betriebsfrequenz der Schaltelemente
derart geregelt, daß diese
vermindert wird, um die Ausgangsleistung zu erhöhen. Somit vermindert sich
beispielsweise, wenn die Betriebsfrequenz in den Bereich unterhalb
von Fon eintritt, in einem derartigen Fall, daß sich die Eingangs-Gleichspannung
für den Lichtstromkreis
vermindert, die Betriebsfrequenz (die Betriebsfrequenz vermindert
sich entlang dem unteren Flankenabschnitt von g2, welcher sich auf
der linken Seite von Fon befindet, dargestellt in 2,
und vermindert sich zuletzt auf die minimale Frequenz) aufgrund
der Frequenzregelung, welche das Ausgangssignal verstärken soll
(das bedeutet, aufgrund der Regelung zur Verminderung der Betriebsfrequenz).
Somit kann die Entladungslampe nicht mit der erwünschten Leistung versorgt werden.
-
Wenn
der Erdschluß beispielsweise
auf der sekundären
Seite des Transformators 7 erfolgt, so fließt der Strom
nicht durch den Lampenstromerfassungswiderstand 14 (siehe 1),
so daß bestimmt wird,
daß die
Entladungslampe erloschen ist. Infolgedessen wird die OCV-Regelung
gestartet, um die Lampe wiedereinzuschalten. Wenn der Erdschluß jedoch
bei dem Hochspannungsseitenanschluß der sekundären Wicklung 7a des
Transformators 7 erfolgt, so verfällt aufgrund der Tatsache,
daß die
Lampenspannung selbst dann nicht ansteigt, wenn die Betriebsfrequenz
der Schaltelemente vermindert wird, die Betriebsfrequenz in einen
Zustand, wobei diese bei der minimalen Frequenz gehalten wird.
-
Somit
kann die folgende Anordnung als Maßnahme zum Vermeiden eines
Problems verwendet werden, welches verursacht wird, wenn sich die
Betriebsfrequenz auf einen Wert unterhalb von Fon vermindert.
- (A) Ein Ausführungsmodus, wobei, wenn sich
die Betriebsfrequenz der Schaltelemente vermindert und erfaßt wird,
daß die
Entladungslampe erloschen ist, die Betriebsfrequenz in den Frequenzbereich
oberhalb von Foff verschoben wird und sodann die Lampe wiedereingeschaltet
wird.
- (B) Ein Ausführungsmodus,
wobei, wenn erfaßt wird,
daß sich
die Betriebsfrequenz während
des Beleuchtungszustands der Entladungslampe auf einen Wert unterhalb
von Fon vermindert, die Betriebsfrequenz in den Frequenzbereich
oberhalb von Fon verschoben wird.
-
Der
Ausführungsmodus
(A) ist geeignet gestaltet, um das Wiedereinschalten der Lampe als Hilfsmaßnahme in
dem Fall zu gewährleisten,
daß sich
die Betriebsfrequenz in dem Kapazitätsbereich unterhalb der Resonanzfrequenz
Fon durch die zuvor erwähnte
Regelung erheblich vermindert und die Entladungslampe somit gelöscht wird.
Der Ausführungsmodus
(B) ist eine Maßnahme
in dem Beleuchtungszustand der Entladungslampe, um zu verhindern,
daß die
Betriebsfrequenz in einen derartigen Niederfrequenzzustand verfällt.
-
Zunächst wird
der Ausführungsmodus
(A) unter Verweis auf die 3 bis 9 erläutert.
-
3 stellt
ein Beispiel der Regelung dar, wobei, wenn sich die Betriebsfrequenz
vermindert und das Erlöschen
der Entladungslampe erfaßt
wird, die Betriebsfrequenz auf Fmax oberhalb von Fon festgelegt
wird, um dadurch das Wiedereinschalten der Lampe durchzuführen. In
dieser Figur stellt die Abszisse die Frequenz „f" dar, und die Ordinate stellt die Ausgangsspannung „Vo" bzw. die Ausgangsleistung „OP" dar, und die Resonanzkurven „g1" und „g2" sind schematisch
dargestellt.
-
Wenn
sich die Betriebsfrequenz in einer derartigen Weise vermindert,
daß diese
von einem Arbeitspunkt „Q" her, welcher sich
auf der Hochfrequenzseite von Fon befindet, in den Bereich des Niederfrequenzseitenbereichs
von Fon eintritt, so erreicht die Betriebsfrequenz die minimale
Frequenz „Fmin", welche in der Figur
dargestellt ist, als Ergebnis einer derartigen Regelung zur Verminderung
der Frequenz.
-
Somit
wird, wie durch einen Pfeil „U" dargestellt, die
Betriebsfrequenz auf Fmax oberhalb von Fon festgelegt, und die Regelung
zum Wiedereinschalten wird gestartet. Das bedeutet, daß die Betriebsfrequenz
zeitweilig erhöht
wird und die Betriebsfrequenz vermindert wird, wodurch die Regelung
zum Erhöhen
der OCV-Spannung auf den Zielwert durchgeführt wird.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird die Betriebsfrequenz im Hinblick auf die Vereinfachung etc. der
Schaltungsanordnung und der Regelung zu der zulässigen obere Grenzfrequenz „Fmax" verschoben. Kurz
ausgedrückt,
wird, wenn die Entladungslampe aufgrund der Verminderung der Betriebsfrequenz
gelöscht
wird, die Betriebsfrequenz in den Frequenzbereich oberhalb von Foff
verschoben, um dadurch die OCV-Regelung sicher zu starten (das bedeutet,
daß eine
Annäherung
der Betriebsfrequenz von der Hochfrequenzseite in dem Hochfrequenzbereich
der Resonanzkurve g1 in 2 her zu P3 hin erfolgt, um
dadurch die Ausgangsspannung zu erhöhen).
-
4 stellt
hauptsächlich
die Schaltungsanordnung der Regelungseinheit 6 als Beispiel
der Schaltungsanordnung dar, welche den Ausführungsmodus (A) betrifft.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
stellt die Anordnung unter Verwendung eines Spannungs-Frequenz-Wandlers
(im folgenden als „V-F-Wandler" bezeichnet) dar,
wobei sich eine Frequenz in Übereinstimmung
mit einer Eingangsspannung ändert.
In der Figur stellt „Vin" die Eingangsspannung
für den V-F-Wandler 6a dar,
und „Fout" stellt die Frequenz
einer durch den V-F-Wandler 6a umgewandelten Ausgangsspannung
dar.
-
Der
V-F-Wandler 6a weist eine derartige Regelungskennkurve
auf, daß Fout
niedriger wird, wenn Vin höher
ist. Die Ausgangsspannung dieses Wandlers wird zu einem nachfolgenden
Brückenbetriebsabschnitt 6b gesandt.
Die Ausgangssignale des Brückenbetriebsabschnitts 6b werden
jeweils zu den Regelungsanschlüssen
der Schaltelemente 5H, 5L gesandt. Beispielsweise
wird der Wert von Fout in dem Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz
Foff bzw. Fon niedriger, wenn der Wert von Vin größer ist,
so daß die
Regelung geeignet durchgeführt
wird, um die Ausgangsleistung (bzw. -spannung) zu vermindern.
-
In
dieser Weise ist Vin eine Regelungsspannung (Frequenzregelungsspannung),
welche die Frequenzregelung der Schaltelemente betrifft. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
werden die jeweiligen Ausgangssignale eines OCV-Regelungsabschnitts 6c,
eines Lampenleistungsregelungsabschnitts 6d, eines Rücksetzungsregelungsabschnitts 6e und
eines Rückführungsregelungsabschnitts 6g,
welcher später
beschrieben wird, über
einen Berechnungsabschnitt 6f in den V-F-Wandler 6a eingegeben.
-
Der
OCV-Regelungsabschnitt 6c dient zum Regeln der lastfreien
Spannung bzw. der Leerlaufspannung (OCV) vor dem Erleuchten der
Entladungslampe und umfaßt
eine Funktion zum Vermindern der Betriebsfrequenz, um die Ausgangsspannung
für die
Entladungslampe bei der OCV-Regelung zu erhöhen. Beispielsweise wird der
OCV-Regelungsabschnitt unter Verwendung eines Operationsverstärkers eingerichtet,
welcher das Spannungserfassungssignal der Entladungslampe als Eingangssignal
empfängt.
-
Der
Lampenleistungsregelungsabschnitt 6d dient zum Regeln der
Verschiebung in den Frequenzbereich fh nach dem Beginnen der Beleuchtung
der Entladungslampe und ferner zum Regeln der Leistung zum Zeitpunkt
der stabilen Beleuchtung. Beispielsweise hält der Lampenleistungsregelungsabschnitt
die Betriebsfrequenz der Schaltelemente 5H, 5L während der
Frequenzhalteperi ode unmittelbar nach dem Beginn der Beleuchtung
der Entladungslampe in Reaktion auf ein Signal von einer nicht dargestellten
Beleuchtungs-Erlöschungs-Unterscheidungsschaltung
(ein Binärsignal
gemäß den beleuchteten
und erloschenen Zuständen
der Entladungslampe) fest und erhöht die Betriebsfrequenz der
Schaltelemente nach dem Verstreichen dieser Periode, um dadurch
in den Bereich fb umzuschalten.
-
Bei
der Frequenzverschiebung von f1 nach f2 in 2 gibt es
einen derartigen Regelungsmodus des schrittweisen Annäherns von
f2 mit einer vorbestimmten Zeitkonstante oder, wenn eine Frequenz zwischen
f1 und f2 durch „fw" dargestellt wird,
einen Regelungsmodus eines derartigen Festlegens der Frequenzänderungsgeschwindigkeit
von fw zu f2, daß diese
kleiner als die Frequenzänderungsgeschwindigkeit
von f1 zu f2 ist.
-
Die
Leistungsregelung des Nennwerts wird nach der Vollendung der Verschiebung
von f1 nach f2 durchgeführt.
-
Der
Rücksetzungsregelungsabschnitt 6e ist eine
Schaltung zum Durchführen
der Frequenzverschiebungsregelung, welche unter Verweis auf 3 erläutert wird
(die genaue Gestaltung davon wird später beschrieben).
-
Der
Berechnungsabschnitt 6f empfängt die jeweiligen Ausgangssignale
von dem OCV-Regelungsabschnitt 6c, dem Lampenleistungsregelungsabschnitt 6d,
dem Rücksetzungsregelungsabschnitt 6e und
dem Rückführungsregelungsabschnitt 6g, welcher
später
beschrieben wird. Beispielsweise wird ein Abweichungsverstärker für den Berechnungsabschnitt
in einer derartigen Weise verwendet, daß die Signale von den jeweiligen
Regelungsabschnitten in einen der Eingangsanschlüsse davon eingegeben werden
und eine vorbestimmte Referenzspannung auf den anderen der Eingangsanschlüsse davon
angewandt wird, wodurch ein Abweichungssignal, welches das Vergleichsergebnis
zwischen den Eingangssignalen dieser Eingangsanschlüsse darstellt, als „Vin" ausgegeben wird.
Sodann wird das Ausgangssignal der Frequenz Fout, welches durch
die V-F-Umwandlung erhalten wird, über den Brückenbetriebsabschnitt 6b als
Regelungssignal zu den Schaltelementen 5H, 5L gesandt.
-
5 ist
ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel der Anordnung des Rücksetzungsregelungsabschnitts 6e darstellt,
wobei die Bedeutungen der jeweiligen Zeichen in der Zeichnung folgendermaßen gegeben
sind.
- „Sv"
- ist ein Niveaubestimmungssignal,
welches die Lampenspannung betrifft (wenn die Lampenspannung durch „VL" dargestellt wird und
ein Schwellenwert zum Vergleichen mit der Lampenspannung durch „Vsh" dargestellt wird,
befindet sich das Niveaubestimmungssignal auf einem hohen Niveau
(im folgenden durch H abgekürzt),
wenn VL < Vsh,
hingegen auf einem niedrigen Niveau (im folgenden durch L abgekürzt), wenn
VL ≥ Vsh).
- „Si"
- ist ein Beleuchtungs-Erlöschungs-Unterscheidungssignal
der Entladungslampe (wenn der Lampenstrom durch „IL" dargestellt wird und ein Schwellenwert
zum Vergleichen mit dem Lampenstrom durch „Ish" dargestellt wird, befindet sich das
Beleuchtungs-Erlöschungs-Unterscheidungssignal auf
einem H-Niveau, wenn IL < Ish,
da bestimmt wird, daß dies
den erloschenen Zustand der Entladungslampe bedeutet, hingegen auf
einem L-Niveau, wenn IL ≥ Ish,
da bestimmt wird, das dies den erleuchteten Zustand der Entladungslampe
bedeutet.
- „St"
- ist ein Unterscheidungssignal
zum Zeitpunkt der Beleuchtungsumschaltungsregelung der Entladungslampe
(welches lediglich während
der Frequenzverschiebungsperiode in den Bereich fb nach dem Beginnen
der Beleuchtung der Entladungslampe ein L-Niveau repräsentiert,
hingegen während
der von der Fre quenzverschiebungsperiode verschiedenen Periode ein
H-Niveau repräsentiert).
-
Eine
Schaltungsanordnung zum Erzeugen des Beleuchtungs-Erlöschungs-Unterscheidungssignals
Si kann beispielsweise in einer derartigen Weise eingerichtet werden,
daß der
Lampenstrom erfaßt wird
und durch eine Vergleichseinrichtung, wie etwa einen Komparator,
bestimmt wird, daß der
Lampenstrom null oder annähernd
null beträgt,
um dadurch ein Binärsignal
zu erhalten, welches das Bestimmungsergebnis darstellt. In dem Fall
einer Anwendung des Ausführungsbeispiels
ist es möglich,
verschiedene Arten von Beleuchtungs-Erlöschungs-Unterscheidungsschaltungen zu verwenden.
-
Diese
Signale Sv, Si und St werden zu einem UND-Gatter 15 mit
drei Eingängen
gesandt, welches wiederum ein logisches Multiplikations-Ausgangssignal
aus diesen drei Signalen ausgibt, um den Anschluß (R) eines Zählers 16 rückzusetzen,
welcher eine Taktgebereinrichtung bildet. Der Zähler 16 wird mit einem
Taktsignal „CLK1" von einer nicht
dargestellten Signalerzeugungsschaltung versorgt und sendet ein
Ausgangssignal zu einem nachfolgenden monostabilen Multivibrator 17,
wenn eine vorbestimmte Anzahl der Taktsignale gezählt wird.
-
Der
monostabile Multivibrator 17 empfängt ein Taktsignal „CLK2" von einer nicht
dargestellten Signalerzeugungsschaltung und sendet ein Signal „So" mit einer vorbestimmten
Impulsbreite zu dem Berechnungsabschnitt 6f.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
gibt, wenn ein derartiger Zustand, daß die Lampenspannung, welche
durch den Spannungsdetektor 13 erfaßt wird, kleiner als der Schwellenwert
ist und der Lampenstrom, welcher durch den Stromdetektor 12 oder
den Lampenstromerfassungswiderstand 14 erfaßt wird, kleiner
als der Schwellenwert ist, über
eine vorbestimmte Zeitperiode hin weg oder länger fortgesetzt wird, der
Rücksetzungsregelungsabschnitt 6e das
Signal „So" aus, um das Ausgangssignal
des Berechnungsabschnitts 6f zu vermindern, und somit wird
die Frequenz des Signals, welches von dem V-F-Wandler 6a ausgegeben
wird, zeitweilig hoch. Somit wird die Betriebsfrequenz der Schaltelemente
in den Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz Foff verschoben.
Beispielsweise wird, wenn erfaßt
wird, daß zwei
derartige Bedingungen, daß die
Lampenspannung kleiner als der Zielwert der OCV-Spannung ist und
der Lampenstrom null Ampere bzw. annähernd null Ampere beträgt, über eine
vorbestimmte Zeitperiode hinweg oder länger erfüllt sind, die Rücksetzoperation
für das
Wiedereinschalten durchgeführt.
-
6 ist
ein erläuterndes
Diagramm, welches die Resonanzkurven g1 uns g2 in dem oberen Diagramm
darstellt und ferner die Signale Sv, Si gemeinsam mit einem logischen
Produkt „Sv & Si" davon in dem unteren
Diagramm darstellt.
-
Das
Signal Sv wird mit dem Schwellenwert „Vsh", welcher in der Figur dargestellt ist,
als Vergleichswert verglichen und weist in dem Fall von VL ≥ Vsh aufgrund
der OCV-Regelung vor dem Erleuchten der Entladungslampe ein L-Niveau
auf.
-
Das
Signal Si wird mit dem Schwellenwert „Ish" als Vergleichswert verglichen und weist
in dem Fall von IL ≥ Ish
ein L-Niveau auf.
-
Somit
weist das logische Produkt „Sv & Si" in den folgenden
drei Fällen
ein H-Niveau auf, wobei in jedem davon Sv und Si jeweils ein H-Niveau
aufweisen.
-
Ein
Bereich „R1", welcher sich auf
der Niederfrequenzseite von Foff befindet.
-
Ein
Bereich „R2", welcher sich auf
der Hochfrequenzseite von Foff und auf der Niederfrequenzseite von
Fon befindet.
-
Ein
Bereich „R3", welcher sich auf
der Hochfrequenzseite von Fon befindet.
-
Der
Bereich „R1" bedeutet einen Fall,
wobei die zuvor erwähnten
zwei Bedingungen erfüllt
sind. Wenn die zwei Bedingungen über
die vorbestimmte festgelegte Zeitperiode hinweg oder länger fortgesetzt
werden, wird zeitweilig ein Zustand des Erhöhens der Antriebsfrequenz der
Schaltelemente auf einen höheren
Wert als Foff erzeugt, um dadurch die Umschaltung auf die OCV-Regelung
zu starten.
-
Der
Bereich „R2" befindet sich in
einem Bereich, welcher einer Übergangsperiode
zum Übergehen
in den Frequenzbereich (siehe den Bereich fb in 2)
oberhalb von Fon nach dem Beginnen der Beleuchtung der Entladungslampe
entspricht. Somit ist es notwendig, diesen Fall als die zuvor erwähnte Erfassungsbedingung
nicht erfüllend
auszuschließen (bzw.
zu maskieren), so daß die
Rücksetzoperation
in diesem Bereich nicht durchgeführt
wird.
-
In
dem Bereich „R3" wird, wenn die Entladungslampe
gelöscht
wird, die OCV-Regelung gestartet, um dadurch die Betriebsfrequenz
der Schaltelemente geeignet zu regeln, um diese zu vermindern, so
daß die
Aufenthaltszeitperiode in diesem Bereich die Festlegungszeitperiode
nicht erreicht oder überschreitet.
-
Wie
oben beschrieben, können
die Bereiche R2 und R3 durch Berücksichtigen
eines zeitlichen Faktors (der Zeitperiode des Übergehens in den Bereich fb
nach dem Beginnen der Beleuchtung der Entladungslampe und der Verminderungsfortsetzungs-Zeitperiode der Lampenspannung
und des Lampenstroms) zusätz lich
zu der Erfassungsinformation der Lampenspannung und des Lampenstroms
ausgeschlossen werden, und somit kann lediglich R1 richtig erfaßt werden.
-
Als
Verfahren zum direkten Erfassen des Verminderungszustands der Betriebsfrequenz
der Schaltelemente wird erwogen, die Frequenz beispielsweise unter
Verwendung eines Frequenz-Spannungs-Wandlers
(eines F-V-Wandlers) zu überwachen.
Im Hinblick auf derartige Punkte, daß die Zuverlässigkeit
des Schwellenwerts für
die Frequenzerfassung verschlechtert wird, wenn die Ungleichmäßigkeit
der Elementekennkurven und der Temperaturkennkurven etc. sowie die
Tatsache, daß ein
allgemeiner Kondensator für
den F-V-Wandler benötigt
wird, so daß dadurch
der Anstieg der Anzahl der Anschlüsse für eine integrierte Regelungsschaltung
und die Kostenzunahme verursacht werden, berücksichtigt werden, ist eine
Anordnung günstig,
welche in der Lage ist, den Verminderungszustand in der integrierten
Schaltung zu erfassen, wie unten beschrieben.
-
7 stellt
ein Beispiel der Schaltungsanordnung dar, welche den Rücksetzungsregelungsabschnitt 6a betrifft.
-
Die
Signale Sv, Si und St werden in ein Gatter 18 eingegeben,
welches wiederum ein Ausgangssignal zu den Rücksetzanschlüssen (R)
von Verzögerungsflipflops 19 bis 22 ausgibt,
welche den Zähler 16 bilden.
Das UND-Gatter 18 mit mehreren Eingängen ist derart eingerichtet,
daß dieses
einen Eingang mit niedriger (L) Aktivität bildet und das Ausgangssignal
(ein Q-Balken-Ausgangssignal, das bedeutet, ein phaseninvertiertes
Ausgangssignal eines Q-Ausgangs) von einem Verzögerungsflipflop 25,
welches später
beschrieben wird, und ein Initialisierungssignal von einer nicht
dargestellten Energieeinschaltungs-Rücksetzschaltung zusätzlich zu
den Signalen Sv, Si und St empfängt.
Das Signal St ist ein Signal, welches zum Maskieren des Bereichs
R2 notwendig ist.
-
Bei
jedem der Verzögerungsflipflops 19 bis 22 sind
ein vorab festgelegter Anschluß (PR)
und ein Rücksetzanschluß (R) jeweils
derart festgelegt, daß diese
L-aktiv sind, und ein Energiequellenanschluß mit einer vorbestimmten Spannung
ist mit dem vorab festgelegten Anschluß verbunden, und der Rücksetzanschluß ist mit
dem L-aktiven Ausgangsanschluß des
UND-Gatters 18 verbunden.
-
Das
Verzögerungsflipflop 19 der
ersten Stufe ist in einer derartigen Weise angeordnet, daß der Takteingangsanschluß (CK) davon
mit einem Taktsignal CLK1 versorgt wird und der Verzögerungsanschluß davon
mit dem Q-Balken-Ausgangsanschluß davon und ferner mit dem
Takteingangsanschluß (CK)
des Verzögerungsflipflops 20 der
nachfolgenden Stufe verbunden ist. In ähnlicher Weise ist bei jedem
der Verzögerungsflipflops 20 und 21 der
Verzögerungsanschluß davon
mit dem Q-Balken-Ausgangsanschluß davon
und ferner mit dem Takteingangssignalanschluß (CK) des Verzögerungsflipflops der
nachfolgenden Stufe verbunden. Bei dem Verzögerungsflipflop der letzten
Stufe ist der Verzögerungsanschluß davon
sodann mit dem Q-Balken-Ausgangsanschluß davon
verbunden.
-
Die
Q-Ausgangsanschlüsse
des Verzögerungsflipflops 20 der
zweiten Stufe und des Verzögerungsflipflops 22 der
vierten Stufe sind mit den Eingangseinschlüssen eines UND-Gatters 23 mit
zwei Eingängen
verbunden. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 23 mit zwei Eingängen wird
zu dem Verzögerungsanschluß eines
Verzögerungsflipflops 24 gesandt
und ferner als Signal So ausgegeben.
-
Bei
jedem der Verzögerungsflipflops 24 und 25 ist
jeder der vorab festgelegten Anschlüsse (PR) und eines Rücksetzanschlusses
(R) derart festgelegt, daß diese
L-aktiv sind, und ein Energiequellenanschluß mit einer vorbestimmten Spannung ist
mit dem vorab festgelegten Anschluß verbunden, und der Rücksetzanschluß wird mit
einem Initialisierungssignal von einer nicht dargestellten Energieeinschaltungs-Rücksetzschaltung
versorgt. Der Taktsignaleingangsanschluß (CK) jedes der Verzögerungsflipflops 24 und 25 wird
mit einem Taktsignal CLK2 versorgt.
-
Das
Q-Ausgangssignal des Verzögerungsflipflops 24 wird
zu dem Verzögerungsanschluß des Verzögerungsflipflops 25 der
nachfolgenden Stufe gesandt, und das Q-Balken-Ausgangssignal des
Verzögerungsflipflops 25 wird
als Eingangssignal davon zu dem UND-Gatter 18 gesandt.
-
Das
Ausgangssignal So des UND-Gatters 23 wird über den
Berechnungsabschnitt 6f zu dem V-F-Wandler 6a gesandt.
Der V-F-Wandler 6a verwendet
einen Schwingkreis mit veränderlicher
Frequenz, welcher beispielsweise eine Kapazitätsdiode mit veränderlicher
Spannung verwendet, und ist in einer derartigen Weise angeordnet,
daß die
statische Kapazität
der Kapazitätsdiode
mit veränderlicher Spannung
ansteigt (sich vermindert), wenn die Eingangsspannung Vin ansteigt
(sich vermindert), und sich somit die Frequenz des Ausgangsimpulses
vermindert (ansteigt). Es kann der Ausführungsmodus mit beliebiger
Gestaltung eines V-F-Wandlers verwendet werden. Ferner kann ein
derartiges Ausführungsbeispiel
verwendet werden, welches die Spannungs-Frequenz-Kennkurve aufweist,
wobei die Frequenz in Übereinstimmung
mit dem Anstieg von Vin ansteigt.
-
Der
Schwellenwert Vsh, welcher die Erfassung der Lampenspannung VL betrifft,
wird derart festgelegt, daß dieser
kleiner als der Zielwert zum Zeitpunkt der OCV-Regelung und ein
minimaler Wert ist, welcher geeignet ist, in den Beleuchtungszustand der
Entladungslampe umzuschalten. Ferner kann die Einstellungszeit des
Zählers 16 im
Hinblick auf die Verstärkungszeitperiode,
in welcher die OCV-Spannung auf Vsh ansteigt, und die Aufenthaltszeitperiode
in dem Bereich R3 etc. beispielsweise ungefähr in einem Bereich von 100
bis 150 mm festgelegt werden (die irrtümliche Erfassung von R3 kann
auftreten, wenn die Einstellungszeit zu kurz ist).
-
8 und 9 sind
Zeitpläne
zum Erläutern
des Betriebs der zuvor erwähnten
Schaltungen. 8 stellt einen Fall dar, wobei
die Entladungslampe nach dem Beginnen der Beleuchtung normal in den
Beleuchtungszustand übergeht,
und 9 stellt einen Fall dar, wobei die Ausgangsstufe
des Lichtstromkreises auf der Hochspannungsseite geerdet ist.
-
Die
Bedeutungen der jeweiligen Zeichen in der Zeichnung sind folgendermaßen gegeben.
- „ton"
- ist ein Zeitpunkt,
zu welchem die Energiequelle eingeschaltet wird.
- „tocv"
- ist ein Zeitpunkt,
zu welchem die OCV-Spannung erstmals den Schwellenwert Vsh oder
einen höheren
Wert erreicht.
- „tbd"
- ist ein Zeitpunkt,
zu welchem das Einschalten Entladungslampe erfolgt.
- „S18"
- ist das Ausgangssignal
des UND-Gatters 18.
- „S25"
- ist das Q-Balken-Ausgangssignal
des Verzögerungsflipflops 25.
- „Tcnt"
- ist die Einstellungszeitperiode
des Zählers 16.
- „Tw"
- ist die Impulsbreite
des Signals So.
-
Die
verbleibenden Signale wurden bereits oben erläutert.
-
In 8 befindet
sich das Ausgangssignal des UND-Gatters 18 während einer
Periode, bis die OCV-Spannung Vsh erreicht, nach dem Einschalten der
Energiequelle auf dem H-Niveau, jedoch ist diese Periode kürzer als
Tcnt. Somit wird der Zähler 16 zu dem
Zeitpunkt tocv rückgesetzt,
und somit wird das Signal So auf dem L-Niveau gehalten.
-
In 9 erlischt
die Entladungslampe aufgrund des Erfolgens der Erdung, und somit
erreicht Si das H-Niveau. Ferner ist die Lampenspannung kleiner
als Vsh, und somit befindet sich Sv auf dem H-Niveau. Aufgrund der
Tatsache, daß sich
St auf dem H-Niveau befindet, wird das Ausgangssignal des UND-Gatters 18 auf
dem H-Niveau gehalten. Somit wird der Rücksetzungszustand des Zählers 16 gelöscht, und
somit erreicht So das H-Niveau mit einer Impulsbreite Tw nach der
Zähloperation
von Tcnt.
-
Als
nächstes
wird der Ausführungsmodus (B)
unter Verweis auf die 10 bis 13 erläutert.
-
10 ist
ein Kurvendiagramm, welches die Resonanzkurven g1 und g2 beispielhaft
darstellt, wobei die Ordinate bei der Resonanzkurve g1 die Ausgangsspannung
vor dem Erleuchten darstellt und bei der Resonanzkurve g2 die Ausgangsleistung
OP nach dem Erleuchten darstellt.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
befindet sich der Arbeitspunkt P4 auf der Frequenzseite oberhalb
von Fon auf der Resonanzkurve g2.
-
Wenn
erfaßt
wird, daß sich
die Betriebsfrequenz während
des Erleuchtens der Entladungslampe auf einen Wert unterhalb von
Fon vermindert, wird die Regelung geeignet durchgeführt, um
die Betriebsfrequenz in den Induktivitäts-Frequenzbereich oberhalb
von Fon zurückzuführen, wie
durch einen Pfeil in Strichlinie dargestellt. Das bedeutet, daß, wenn
die Betriebsfrequenz während
des Erleuchtens der Entladungslampe in den Kapazitäts-Frequenzbereich
oberhalb von Fon eintritt, die Regelung geeignet durchgeführt wird,
um die Betriebsfrequenz in den Frequenzbereich oberhalb von Fon
zurückzuführen, während die
Beleuchtung der Entladungslampe aufrechterhalten wird, wodurch ein
derartiges Phänomen,
daß sich
die Betriebsfrequenz fortgesetzt vermindert (wobei diese zuletzt
die minimale Frequenz „Fmin" erreicht), während diese
in dem Kapazitätsbereich
gehalten wird, verhindert wird.
-
In
dem Fall, daß erfaßt wird,
daß sich
die Betriebsfrequenz auf einen Wert unterhalb von Fon vermindert,
kann diese Verminderung in Abhängigkeit davon
bestimmt werden, ob die Verminderungstendenz des Lampenstroms bzw.
der Betriebsfrequenz über
eine vorbestimmte Zeitperiode hinweg fortgesetzt wird oder nicht.
Die Übergangsperiode
(die Periode, in welcher sich St auf dem L-Niveau befindet, siehe „ΔF" in 2)
wird in dem Fall, wobei die Betriebsfrequenz nach dem Zeitpunkt
des Beginnens der Beleuchtung der Entladungslampe in den Frequenzbereich
oberhalb von Fon übergeht,
aus der Bestimmungsbedingung ausgeschlossen (maskiert).
-
11 stellt
ein Beispiel der Schaltungsanordnung 26 dar, auf welche
die Erfindung angewandt wird. Dieses Beispiel kann anstelle des
Rücksetzungsregelungsabschnitts 6e verwendet
werden oder kann parallel zu dem Rücksetzungsregehungsabschnitt
vorgesehen werden (siehe den Rückführungsregelungsabschnitt 6g in 4).
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
umfaßt
diese Schaltungsanordnung eine Verzögerungsschaltung 27,
welche einen Zähler,
einen monostabilen Multivibrator 28, welcher bei der nachfolgenden
Stufe der Verzögerungsschaltung
angeordnet ist, einen Stromänderungserfassungsabschnitt 29 zum
Erfassen der Verminderung des Lampenstroms und einen Frequenzänderungserfassungsabschnitt 30 zum
Erfassen der Verminderung der Betriebsfrequenz verwendet.
-
Ein
Taktsignal „CLK", welches durch eine nicht
dargestellte Signalerzeugungsschaltung erhalten wird, wird zu dem
Zähler
geleitet, welcher die Verzögerungsschaltung 27 bildet.
Wenn ein Signal mit H-Niveau, welches von der Verzögerungsschaltung ausgegeben
wird, zu dem monostabilen Multivibrator 28 gesandt wird,
erzeugt der monostabile Multivibrator ein Ausgangssignal „S28" mit einer vorbestimmten
Impulsbreite und sendet dieses Ausgangssignal zu dem Berechnungsabschnitt 6f.
-
Der
Stromänderungserfassungsabschnitt 29 ist
durch einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 31 zum
Umwandeln des Erfassungssignals („SI") des Lampenstroms, welcher unter Verwendung
des Stromdetektors 12 oder des Lampenstromerfassungswiderstands 14 erfaßt wird,
in ein Digitalsignal, ein N-Bit-Schieberegister 32,
welches bei der nachfolgenden Stufe des A/D-Wandlers angeordnet
ist, und einen Betragskomparator 33 aufgebaut.
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Das
Ausgangssignal des A/D-Wandlers 31 wird als Bit-Eingangssignal (siehe „Sin" in der Figur) zu
dem N-Bit-Schieberegister 32 und
als ein Eingangssignal (siehe „B" in der Figur) zu
dem Betragskomparator 33 geleitet. Das Ausgangssignal (siehe „Sout" in der Figur) des
N-Bit-Schieberegisters 32 dient als das andere Eingangssignal
(siehe „A" in der Figur) für den Betragskomparator 33.
Das Signal CLK wird zu dem Taktsignaleingangsanschluß (CK) des
N-Bit-Schieberegisters 32 geleitet.
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Das
Ausgangssignal unmittelbar nach der A/D-Umwandlung stellt den Erfassungswert
des Lampenstroms IL zum gegenwärti gen
Zeitpunkt dar. Das Ausgangssignal des N-Bit-Schieberegisters 32 stellt
den Erfassungswert des Lampenstroms IL zu einem vergangenen Zeitpunkt
durch N Taktsignale CLK dar. Der Betragskomparator 33 vergleicht
die Beträge
der zwei Eingangssignale davon und gibt ein Binärsignal gemäß einer Ungleichungsbedingung „A > B" aus. Das bedeutet, daß der Komparator
ein Signal mit H-Niveau zu einem UND-Gatter 37 ausgibt, wenn
der Lampenstrom zum gegenwärtigen
Zeitpunkt kleiner als der des vergangenen Zeitpunkts ist (Verminderung
des Lampenstroms).
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Der
Frequenzänderungserfassungsabschnitt 30 bildet
eine Erfassungseinheit zum Erfassen der Änderung der Betriebsfrequenz
der Schaltelemente. Dieser Erfassungsabschnitt verwendet die Frequenz
des Ausgangssignals des Berechnungsabschnitts 6f (beispielsweise
das Ausgangssignal des Abweichungsverstärkers, wenn der Berechnungsabschnitt
unter Verwendung des Abweichungsverstärkers aufgebaut ist). Das bedeutet,
daß dieses
Ausgangssignal Vin entspricht und der Anstieg (die Verminderung)
von Vin der Verminderung (dem Anstieg) der Betriebsfrequenz der
Schaltelemente entspricht. In dieser Weise kann aufgrund der Tatsache,
daß sich
die Betriebsfrequenz bezüglich
der Änderung von
Vin in umgekehrter Weise' ändert, die
Betriebsfrequenz durch Verwenden von Vin indirekt überwacht
werden. Der Frequenzänderungserfassungsabschnitt 30 ist
durch einen A/D-Wandler 34 zum Umwandeln von Vin in ein
Digitalsignal, ein N-Bit-Schieberegister 35, welches bei
der nachfolgenden Stufe davon angeordnet ist, und einen Betragskomparator 36 aufgebaut.
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Das
Ausgangssignal des A/D-Wandlers 34 wird als Bit-Eingangssignal (siehe „Sin" in der Figur) zu
dem N-Bit-Schieberegister 35 und
als ein Eingangssignal (siehe „B" in der Figur) zu
dem Betragskomparator 36 geleitet. Das Ausgangssignal (siehe „Sout" in der Figur) des
N-Bit-Schieberegisters 35 dient als das andere Eingangssignal
(siehe „A" in der Figur) für den Betragskomparator 36.
Das Signal CLK wird zu dem Taktsignaleingangsanschluß (CK) des
N-Bit-Schieberegisters 35 geleitet.
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Das
Ausgangssignal unmittelbar nach der A/D-Umwandlung stellt das Niveau
von Vin zum gegenwärtigen
Zeitpunkt dar. Das Ausgangssignal des N-Bit-Schieberegisters 35 stellt
das Niveau von Vin zu einem vergangenen Zeitpunkt durch N Taktsignale CLK
dar. Der Betragskomparator 36 vergleicht die Beträge der zwei
Eingangssignale davon und gibt ein Binärsignal gemäß einer Ungleichungsbedingung „A < B" aus. Das bedeutet,
daß der
Komparator ein Signal mit H-Niveau zu dem UND-Gatter 37 ausgibt, wenn
der Lampenstrom zum gegenwärtigen
Zeitpunkt größer als
der des vergangenen Zeitpunkts ist (Verminderung der Betriebsfrequenz).
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Das
UND-Gatter 37 mit drei Eingängen gibt ein Signal mit H-Niveau
(ein Freigabesignal) zu der Verzögerungsschaltung 27 aus,
um dadurch die Verzögerungsschaltung
zu betätigen,
wenn sich jedes der Ausgangssignale der Betragskomparatoren 33, 36 und
das Signal St auf einem H-Niveau befinden. Sodann gibt die Verzögerungsschaltung 27 nach dem
Verstreichen einer vorab festgelegten Zeitperiode das Signal zu
dem monostabilen Multivibrator 28 aus, und somit sendet
der monostabile Multivibrator das Signal „S28" mit der vorbestimmten Impulsbreite über den
Berechnungsabschnitt 6f zu dem V-F-Wandler 6a.
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12 ist
ein Kurvendiagramm, welches einen Zustand schematisch darstellt,
wobei bei der Resonanzkurve g2, welche bezüglich der Frequenz „f = Fon" annähernd symmetrisch
ist, ein Arbeitspunkt aufgrund einer Verminderung der Frequenz in
einen Kapazitätsbereich
unterhalb von Fon eintritt, wobei der Arbeitspunkt nach der Erfassung
eines Punkts „Ps" aufgrund der Frequenzänderung
von „Δf" sodann in den Hochfrequenzseitenbereich
oberhalb von Fon eintritt.
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Wenn
der Arbeitspunkt in den Niederfrequenzseitenbereich unterhalb von
Fon eintritt, wie durch einen Pfeil in durchgezogener Linie dargestellt, wird
dieses Phänomen
als Verminderung von SI durch den Stromänderungserfassungsabschnitt 29 erfaßt und wird
der Anstieg von Vin (Verminderung der Betriebsfrequenz) durch den
Frequenzänderungserfassungsabschnitt 30 erfaßt. Nach
dem Verstreichen der durch die Verzögerungsschaltung 27 vorab
festgelegten Zeitperiode weist das Signal S28 zu dem Zeitpunkt „Ps" zeitweilig das H-Niveau
auf. Das Signal S28 wird über
den Berechnungsabschnitt 6f zu dem V-F-Wandler 6a gesandt.
Das bedeutet, daß,
wenn das Signal S28 das H-Niveau erreicht, sich das Niveau des Ausgangssignals
des Abweichungsverstärkers
in dem Berechnungsabschnitt 6f vermindert, was durch das
Inkrement „Δf" der Frequenz in
dem V-F-Wandler 6a wiedergegeben wird.
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Die
festgelegte Zeitperiode des Zählers,
welcher die Verzögerungsschaltung 27 bildet,
wird als Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu welchem die Betriebsfrequenz
der Schaltelemente Fon erreicht, bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem
sich die Betriebsfrequenz von Fon ausgehend um eine halbe Breite „Δf/2" vermindert, festgelegt
(in dem Bereich, welcher geeignet ist, den Beleuchtungszustand der
Entladungslampe aufrechtzuerhalten). Das bedeutet, daß aufgrund
der Tatsache, daß die
festgelegte Zeitperiode des Zählers
derart definiert ist, daß die
Verminderung der Betriebsfrequenz in einem Bereich von „Fon – Δf/2" erfaßt wird,
in Anbetracht der Kennkurve der Regelungsschaltung der gleitende Übergang
aus dem Kapazitätsbereich
in den Induktivitätsbereich gewährleistet
werden kann, während
der Beleuchtungszustand der Entladungslampe aufrechterhalten wird.
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13 ist
ein Zeitplan, welcher ein Beispiel der Regelung in dem Fall darstellt,
wobei sich die Betriebsfrequenz während des Beleuchtungszustands der
Entladungslampe auf einen Wert unterhalb der Resonanzfrequenz Fon
vermindert. Die Bedeutungen der jeweiligen Zeichen in der Zeichnung
sind folgendermaßen
gegeben.
- „S33"
- ist das Ausgangssignal
des Betragskomparators 33.
- „S36"
- ist das Ausgangssignal
des Betragskomparators 36.
- „S37"
- ist das Ausgangssignal
des UND-Gatters 37
- „S27"
- ist das Ausgangssignal
der Verzögerungsschaltung 27.
- „S28"
- ist das Ausgangssignal
des monostabilen Multivibrators 28.
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SI
und Vin wurden oben erläutert,
und B stellt die Energiequellenspannung des Lichtstromkreises dar.
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Ferner
sind die Bedeutungen der Zeitperioden und Zeitpunkte in der Figur
folgendermaßen
gegeben.
- „T1"
- ist die Regelungszeitperiode
der OCV-Spannung (eine Zeitperiode zwischen t bis zu t bd).
- „T2"
- ist eine Umschaltungsregelungszeitperiode (eine
Zeitperiode, in welcher sich St auf dem L-Niveau befindet) von einem
Zeitpunkt des Beginnens der Beleuchtung bis zu dem Bereich fb.
- „T3"
- ist eine Umschaltungszeitperiode
von einem Übergangszustand
bis zu einer stabilen Regelung.
- „Td"
- ist eine Verzögerungszeitperiode
(welche die Verzögerung
von S27 darstellt, beginnend bei der ansteigen Flanke von S37).
- „τ"
- ist eine Verzögerungszeitperiode
des Betragskomparators (33, 36).
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In
dem oberen rechten Abschnitt in der Figur ist die Änderung
der Betriebsfrequenz dargestellt, wobei (Fon) einen Zeitpunkt darstellt,
zu welchem die Betriebsfrequenz die Resonanzfrequenz Fon erreicht,
und (Ps) einen Zeitpunkt darstellt, zu welchem die Betriebsfrequenz
den Arbeitspunkt Ps erreicht (siehe 12).
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Dieses
Ausführungsbeispiel
stellt die Operationen der Schaltungen in einem Zustand dar, wobei sich
die Energiequellenspannung B nach dem Erleuchten der Entladungslampe
nach dem Einschalten der Energiequelle aus irgendeinem Grund vermindert
und eine erwünschte
Leistung selbst dann nicht zu der Entladungslampe geleitet werden
kann, wenn die Betriebsfrequenz auf die Resonanzfrequenz Fon vermindert
wird.
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Das
Erfassungssignal SI des Lampenstroms steigt während der Zeitperiode T2 an,
sodann erreicht das Erfassungssignal während der Zeitperiode T3 den
Spitzenwert, vermindert sich sodann geringfügig und erhält annähernd den gleichen Wert aufrecht.
Vin steigt während
der Zeitperiode T1 an, hält sodann
den Wert in einem annähernd
konstanten Bereich und vermindert sich sodann während der Zeitperiode T3 und
erhält
annähernd
den gleichen Wert aufrecht.
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S33
repräsentiert
das H-Niveau, während sich
SI vermindert, hingegen repräsentiert
S36 das H-Niveau, während
Vin ansteigt.
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St
repräsentiert
das H-Niveau, außer
für die Zeitperiode
T2, während
S37, welches das logische Produkt von S33, S36 und St ist, das H-Niveau
repräsentiert,
wenn sich jedes der drei Ausgangssignale auf dem H-Niveau befindet.
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Der
Impuls S27 wird nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit Td nach dem Zeitpunkt
ausgegeben, zu welchem S37 das H-Niveau erreicht. Während der
Zeitperiode, in welcher sich S28 auf dem H-Niveau befindet, vermindert
sich Vin, und die Betriebsfrequenz steigt an (siehe den Frequenzanstieg um Δf, dargestellt
in 12).
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Gemäß dieser
Regelung wird verhindert, daß diese
in einen derartigen Zustand verfällt,
daß, wenn
sich die Betriebsfrequenz vermindert und in den Kapazitätsbereich
unterhalb von Fon eintritt, sich die Betriebsfrequenz kontinuierlich
vermindert, so daß der
Beleuchtungszustand der Entladungslampe aufrechterhalten werden
kann. Das bedeutet, daß bei dem
Beispiel, welches in 13 dargestellt ist, nach der
Verminderung der Energiequellenspannung die Betriebsfrequenz nahe
bei der Resonanzfrequenz Fon variiert (in dem Bereich Δf, welcher
in 12 dargestellt ist), und somit wird das Leuchten
der Entladungslampe fortgesetzt.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
stellt die Anordnung dar, wobei die Verzögerungsschaltung in der Frequenzverschiebungsregelung
unter der Bedingung verwendet wird, daß der Beleuchtungszustand der
Entladungslampe aufrechterhalten wird. Diese ist jedoch nicht auf
ein derartiges Anordnungsbeispiel beschränkt und kann in einer derartigen
Weise angeordnet werden, daß die
Betriebsfrequenz sofort in den Induktivitätsbereich zurückgeführt wird,
wenn sowohl die Verminderung des Lampenstroms als auch der Betriebsfrequenz
erfaßt
werden. Ferner wird in einem Fall, wobei das Erlöschen der Entladungslampe während der
Regelung erfaßt
wird bzw. sich die Betriebsfrequenz der Schalt elemente aufgrund
der Tatsache, daß die
Regelung aus irgendeinem Grund nicht ausreichend durchgeführt wird,
erheblich vermindert, die Betriebsfrequenz auf einen höheren Wert
als Foff festgelegt, um die Regelung auf die OCV-Regelung umzuschalten,
um die Lampe dadurch wiedereinzuschalten, wie bei (A) dargestellt.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung ergeben sich die folgenden verschiedenen
Vorteile.
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Der
Betriebszustand in dem Kapazitätsbereich,
welcher sich auf der Niederfrequenzseite unterhalb der Resonanzfrequenz
Foff befindet, wird erfaßt,
und somit kann die Schaltung wiedereingeschaltet werden.
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Da
unter der Bedingung, daß der
Beleuchtungszustand der Entladungslampe aufrechterhalten wird, der
Betriebszustand von dem Kapazitätsbereich
her, welcher sich auf der Frequenzseite unterhalb der Resonanzfrequenz
Fon befindet, in den Induktivitätsbereich
auf der Frequenzseite oberhalb von Fon zurückgeführt werden kann, kann die Verminderung
der Betriebsfrequenz verhindert werden.
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Verglichen
mit der Anordnung zum Überwachen
der Betriebsfrequenz der Schaltelemente unter Verwendung des F-V-Wandlers
ist die oben erwähnte Anordnung
des Ausführungsbeispiels
im Hinblick auf die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit hervorragend und ist
im Hinblick auf die Vereinfachung der Schaltungsanordnung und die
Kostenverminderung vorteilhaft.
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In
dem Fall, wobei die Verminderung der Eingangs-Gleichspannung erfolgt oder die Erdung
bei der Ausgangsstufe des Lichtstromkreises etc. erfolgt, kann das
Wiedereinschalten der Lampe gewährleistet
werden bzw. kann der Beleuchtungszustand der Entladungslampe aufrechterhalten
werden (beispiels weise kann die Sicherheit des Betriebs über Nacht
bei Anwendung auf eine Fahrzeuglampe verbessert werden).
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Es
wird die Schaltungsanordnung verwendet, wobei ein Paar der Schaltelemente
(5H, 5L) und der Transformator (7), welcher
sowohl zur Wechselspannungsumwandlung als auch zur Verstärkung des
Startsignals dient, verwendet werden, wobei diese im Hinblick auf
die Miniaturisierung, dem Anstieg in den Hochfrequenzbereich, die
Kostenverminderung etc. vorteilhaft ist.
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Weitere
Verwirklichungen befinden sich innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche.