DE102009038843A1

DE102009038843A1 - Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung, Scheinwerfervorrichtung und ein diese aufweisendes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009038843A1
Application number: DE102009038843A
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Kadoma-shi Tanaka; Hirofumi Kadoma-shi Konishi; Shin Kadoma-shi Ukegawa; Shinichi Kadoma-shi Anami; Masahiro Kadoma-shi Seki
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: DE102009038843B4; US8089215B2; US20100052538A1

Abstract

Die erfindungsgemäße Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung weist auf: eine Gleichstromleistungsquelle, einen Inverter zum Invertieren der Gleichstromleistung in einem vorbestimmten Invertierzeitintervall, um eine Rechteckwellen-Gleichstromleistung einer Entladelampe zuzuführen und ein Steuergerät zum Steuern der Ausgangsleistung. Das Steuergerät führt einen synchronen Betrieb durch und steuert die Gleichstromleistung derart, dass die Gleichstromleistung, die während einer Periode ausgegeben wird, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs in einer Leistungserhöhungsperiode ist, größer ist als die Gleichstromleistung, die während der Periode ausgegeben wird, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs in einer Nennleistungsperiode ist. Des Weiteren steuert das Steuergerät die Gleichstromleistungsquelle derart, dass ein Inkrement der Ausgangsleistung für die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs und/oder eine Länge der Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs in wenigstens einem Teil der Ausgangserhöhungsperiode kleiner ist als in der Nennleistungsperiode (Fig. 2).

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung, eine (Kfz)-Scheinwerfervorrichtung und ein mit dieser ausgerüstetes Kraftfahrzeug.
Hintergrund der Erfindung
Bekannt ist eine Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung für Hochdruck-Entladungslampen, wie beispielsweise Metall-Halid-Lampen oder ähnliches. Eine derartige Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung verwendet eine Rechteck-Wellenlichttechnik, um ein Phänomen einer akustischen Resonanz zu vermeiden und wird dazu verwendet, Lichtquellen, wie beispielsweise ein Spotlight, einen Projektor und den Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs, leuchten zu lassen.
Diese Art Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung hat eine Gleichstromleistungsquelle, die eine Gleichstromleistung ausgibt und einen Inverter bzw. Wechselrichter, der die Polarität der von der Gleichstromleistungsquelle ausgegebene Gleichstromleistung in einem vorbestimmten Invertierzeitintervall invertiert, um dabei eine(n) Rechteck-Wellen-Wechselstrom(-leistung) zu erzielen und führt dann den Recheckwellen-Wechselstrom einer Entladungslampe zu.
Bei der Inversion in Bezug auf die obige Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (hier im Folgenden einfach als „Inversion” bezeichnet) fällt die Temperatur einer Elektrode der Entladungslampe ab, da der von dem Inverter an die Entladungslampe abgegebene Ausgangsstrom vorübergehend erniedrigt wird, um dabei die Entladung der Entladungslampe nach der Inversion instabil zu machen; hierdurch wird ein Flackern oder Verlöschen der Entladungslampe bewirkt oder es wird ein elektronisches Rauschen erzeugt. Um derartige Probleme zu verhindern, offenbaren beispielsweise die japanischen Patentanmeldungsoffenlegungen Nr. H10-501919 und 2002-110392 eine Technik des vorübergehenden Erhöhens der Ausgangsleistung des Inverters (hier im Folgenden einfach als „Ausgangsleistung” bezeichnet) unmittelbar vor oder nach der Inversion. Falls die Ausgangsleistung unmittelbar vor der Inversion erhöht wird, wie dies in H10-501919 beschrieben wird, so ist der Temperaturabfall in einer Entladungslampe eingeschränkt. Wie auch in der 2002-110392 beschrieben, trägt eine Erhöhung der Ausgangsleistung unmittelbar nach der Inversion einer schnellen Regenerierung der Temperatur nach dem Temperaturabfall in einer Elektrode der Entladungslampe bei. Auf diese Weise wird die Entladung in der Entladungslampe stabil und dadurch kann das Flackern oder das Verlöschen der Entladungslampe oder das elektronische Rauschen eingeschränkt werden. Falls jedoch der Durchschnittswert in einer Periode der Ausgangsleistung zu hoch eingestellt ist, so erhöht sich die elektrische Beanspruchung der Entladungslampe und verkürzt dabei die Lebensdauer der Entladungslampe.
Zusammenfassung der Erfindung
Angesichts des Obigen sieht die vorliegende Erfindung eine Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung vor, die das Phänomen eines Flackern oder eines Verlöschens der Entladungslampe minimieren kann und elektronisches Rauschen reduziert, während eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe eingeschränkt ist; ferner eine (Kfz)-Scheinwerfervorrichtung mit der Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung, sowie ein Fahrzeug, das mit der (Kfz)-Scheinwerfervorrichtung ausgerüstet ist.
In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen, mit: einer Gleichstrom(leistungs)quelle zur Abgabe einer Gleichstromausgangsleistung; einem Inverter zum Invertieren der von der Gleichstromleistungsquelle abgegebenen Gleichstromleistung in einem vorbestimmten Invertierzeitintervall, um einer Entladungslampe eine Recheckwellen-Wechselstrom(leistung) zuzuführen; und einem Steuergerät zum Steuern der Ausgangsleistung der Gleichstromleistungsquelle, wobei das Steuergerät einen synchronen Betrieb durchführt, um vorübergehend die Ausgangsleistung der Gleichstromleistungsquelle in einer Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs bzw. erhöhender Ausgangsleistung zu erhöhen, die unmittelbar vor und/oder unmittelbar nach jedem Invertierbetrieb des Inverters vorliegt, wobei das Steuergerät die Gleichstromleistungsquelle derart steuert, dass die Gleichstromleistung, die während einer Periode bzw. Dauer ausgegeben wird, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs ist, in einer Leistungserhöhungsperiode größer als die Gleichstromausgangsleistung ist, die während der Periode ausgegeben wird, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs in einer Nennleistungsperiode ist, wobei die Nennleistungsperiode eine Periode bzw. Dauer ist, in welcher eine Nennleistung der Entladungslampe zugeführt wird und die Leistungserhöhungsperiode eine Periode bzw. Dauer ist vom Starten bzw. Inbetriebgehen der Entladungslampe bis zu einem Einsetzen der Nennleistungsperiode, und wobei das Steuergerät die Gleichstromleistungsquelle derart steuert, dass ein Inkrement der Ausgangsleistung für die Periode vorübergehend sich erhöhenden Ausgangs und/oder eine Länge der Periode vorübergehend sich erhöhenden Ausgangs in zumindest einem Teil der Periode sich erhöhenden Ausgangs kleiner als in der Nennleistungsperiode ist.
In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Scheinwerfervorrichtung vorgesehen, die eine oben beschriebene Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung aufweist, sowie eine von der Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung betriebene Entladungslampe.
In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit der oben beschriebenen Scheinwerfervorrichtung vorgesehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Beanspruchung der Schaltungskomponenten oder der Entladungslampe in der Nachinversionsperiode oder in der Vorinversionsperiode eingeschränkt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1A bis 1E erläuternde Ansichten eines Betriebs eines ersten Ausführungsbeispiels in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind;
2 ein Blockschaltbild des ersten Ausführungsbeispiels ist;
3 ein Ablaufdiagramm ist unter Beschreibung eines Betriebs des ersten Ausführungsbeispiels;
4 eine erläuternde Ansicht einer Beziehung zwischen verstrichener Zeit und Nennleistungswert;
5A eine erläuternde Ansicht einer Wellenform eines Lampenstroms in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, und 5B bis 5D erläuternde Ansichten einer Wellenform des Lampenstroms in jeweils unterschiedlichen alternativen Beispielen des ersten Ausführungsbeispiels sind;
6 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Ist-Wellenform des Lampenstroms in dem ersten Ausführungsbeispiel ist;
7 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen verstrichener Zeit und Inkrement bei einem zweiten Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
8A und 8B erläuternde Ansichten der Wellenformen des Lampenstroms in dem zweiten Ausführungsbeispiel sind, bei denen 8A einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 4 Sek beträgt und 8B einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 50 Sek beträgt;
9 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen verstrichener Zeit und Inkrement bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
10 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Ausgangs(-leistung) und Inkrement bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
11 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Ausgangs(-leistung) und Inkrement bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
12 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Spannungsdetektionswert und Inkrement bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
13 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Spannungsdetektionswert und Inkrement bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
14 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Stromdetektionswert und Inkrement bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
15 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Stromdetektionswert und Inkrement bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
16A und 16B erläuternde Ansichten eines Beispiels einer Wellenform eines Lampenstroms bei dem dritten Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind, wobei 16A einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 4 Sek beträgt und 16B einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 50 Sek beträgt;
17 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen verstrichener Zeit und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
18A und 18B erläuternde Ansichten der Wellenform des Lampenstroms bei dem Beispiel der 17 sind, wobei 18A einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 4 Sek beträgt und 18B einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 50 Sek beträgt;
19 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen verstrichener Zeit und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
20 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Ausgangsleistung und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
21 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Ausgangsleistung und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
22 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Spannungsdetektionswert und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
23 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Spannungsdetektionswert und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
24 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Stromdetektionswert und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
25 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Stromdetektionswert und Multiplikationsfaktor bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
26 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen verstrichener Zeit und Anstiegszeit bei einem vierten Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
27A und 27B erläuternde Ansichten einer Wellenform eines Lampenstroms bei dem vierten Ausführungsbeispiel sind, wobei 27A einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 4 Sek beträgt und 27B einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 50 Sek beträgt;
28 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels einer Beziehung zwischen verstrichener Zeit und Anstiegszeit bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
29 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Ausgangsleistung und Anstiegszeit bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
30 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Ausgangsleistung und Anstiegszeit bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
31 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Spannungsdetektionswert und Anstiegszeit bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
32 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Spannungsdetektionswert und Anstiegszeit bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
33 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Stromdetektionswert und Anstiegszeit bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
34 eine erläuternde Ansicht eines anderen Beispiels der Beziehung zwischen Stromdetektionswert und Anstiegszeit bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
35 ein Blockschaltdiagramm eines entscheidenden Teils eines modifizierten Beispiels des vierten Ausführungsbeispiels ist;
36 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels eines Betriebs des modifizierten Beispiels der 35 ist;
37 ein Blockschaltdiagramm eines anderen, modifizierten Beispiels des vierten Ausführungsbeispiels ist;
38 ein Blockschaltdiagramm noch eines anderen, modifizierten Beispiels des vierten Ausführungsbeispiels ist;
39 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels einer Beziehung zwischen Frequenz eines Steuersignals und verstrichener Zeit bei Nachinversions- und Vorinversionsperioden bei einem anderen modifizierten Beispiel des vierten Ausführungsbeispiels ist;
40A und 40B erläuternde Ansichten von Wellenformen eines Lampenstroms bei dem modifizierten Beispiel der 39 sind, wobei 40A einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 4 Sek beträgt und 40B einen Zustand zeigt, bei dem die verstrichene Zeit 50 Sek beträgt; und
41 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels ist, bei dem die Ausführungsbeispiele der Erfindung Verwendung finden.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Hier im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die einen Teil hiervon bilden.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Eine Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung 1 nach diesem Ausführungsbeispiel und wie in 2 gezeigt, weist einen Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 auf, der als Gleichstromleistungsquelle zum Wandeln eines Spannungswerts der Gleichstromleistung dient, die von einer Gleichstromleistungsquelle E eingegeben bzw. eingespeist wird; ein Inverter 3 zum Wechseln der Polarität der Gleichstromleistung, die von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 ausgegeben wird, um sie an eine Entladungslampe La abzugeben; und ein Steuergerät 4 zum Steuern des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 und des Inverters 3. Ferner ist ein Zündgerät 5 zwischen dem Inverter 3 und der Entladungslampe La vorgesehen, um eine Hochspannung für das Starten bzw. Zünden der Entladungslampe La zu generieren.
Um es detaillierter zu erklären, ist ein Ausgangsende an einer Niederspannungsseite der Gleichstromleistungsquelle E an Masse angeschlossen und der Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 ist ein bekannter Sperrwandler, der einen Transformator T1 aufweist mit einer Primärwicklung P1, deren ein Ende an einem Ausgangsende an der Hochspannungsseite der Gleichstromleistungsquelle E angeschlossen ist, während das andere Ende über ein Schaltelement Q1 an die Masse angeschlossen ist; einen Ausgangskondensator C1, dessen ein Ende an die Masse angeschlossen ist; und eine Diode D1, deren Anode mit dem anderen Ende des Ausgangskondensators C1 verbunden ist und deren Kathode über eine Sekundärwicklung S1 des Transformators T1 an der Masse angeschlossen ist, wobei beide Enden des Ausgangskondensators C1 Ausgangsenden des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 sind. Das Steuergerät 4 gibt ein Steuersignal aus, das ein PWM(Implusbreitenmodulations-)Signal ist, um das Schaltelement Q1 des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 an- und auszuschalten und die Ausgangsleistung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 zu steuern.
Ferner ist der Inverter 3 eine Vollbrückeninverterschaltung mit zwei Reihenschaltungen, d. h. eine Reihenschaltung zweier Schaltelemente Q2 und Q4 und die andere zweier Schaltelemente Q3 und Q5, die parallel zwischen den Auslassenden des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 angeschlossen sind, wobei die Knoten zwischen den Reihen Q2/Q4 und Q3/Q5 als Auslassenden des Inverters 3 dienen. Wenn die beiden Schaltelemente jeder der Serienschaltungen, d. h. Q2/Q4 und Q3/Q5 abwechselnd an- und ausgeschaltet werden und die diagonal angeordneten Schaltelemente, d. h. Q2/Q5 und Q3/Q4 gleichzeitig an- und ausgeschalten werden, wandelt der Inverter 3 die ausgegebene Gleichstromleistung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 in eine Rechteck-Wellenwechselstrom(-leistung) um, um diese auszugeben.
Das Zündgerät 5 weist einen Kondensator Cs auf, der zwischen den Ausgangsenden des Inverters 3 angeschlossen ist und einen Transformator T2, dessen ein Ende jeder der primären und sekundären Wicklungen P2 und S2 verbunden sind mit einem Ausgangsende des Inverters 3. Das andere Ende der Primärwicklung P2 ist mit dem anderen Ausgangsende des Inverters 3 über eine Funkenstrecke SG1 verbunden und das andere Ende der Sekundärwicklung S2 ist mit dem anderen Ausgangsende des Inverters 3 über die Entladungslampe La verbunden.
Das Steuergerät 4 weist eine Invertierentscheidungseinheit 41 auf zum Steuern des Inverters 3; eine Nennleistungsspeichereinheit 42 zum Speichern eines Nennleistungswerts der Ausgangsleistung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 (d. h. die Ausgangsleistung von dem Inverter 3 zu der Entladungslampe La, hier im Folgenden einfach als „Ausgangsleistung” bezeichnet); und eine Nennstromberechnungseinheit 43 zum Detektieren bzw. Erfassen einer Ausgangsspannung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 und Berechnen eines Nennstromwerts des ausgegebenen Stroms von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2, basierend auf der erfassten Ausgangsspannung (hier im Folgenden wird dies als „Spannungsdetektionswert” bezeichnet) und dem in der Nennleistungsspeichereinheit 42 gespeicherten Nennleistungswert. Das Steuergerät 4 weist ferner eine Nennstromeinstelleinheit 44 auf, die normalerweise einen eingestellten Nennstromwert generiert, der nicht größer ist als der Nennstromwert, der von der Nennstromberechnungseinheit 43 ausgegeben wird, jedoch während einer vorbestimmten Periode bzw. Dauer bevor und nachdem der Inverter 3 die Polarität seines Ausgangs(-signals) invertiert, einen eingestellten Nennstromwert generiert, der nicht kleiner ist als der Nennstromwert, von der Nennstromberechnungseinheit 43; sowie eine Steuersignalgeneriereinheit 45 zum Detektieren eines Ausgangsstroms von dem Gleichstrom- Gleichstromwandler 2, um ein Steuersignal zu generieren zum Zwecke der Steuerung des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2, derart, dass der detektierte bzw. erfasste Ausgangsstrom bzw. abgegebene Strom (hier wird er als „Stromdetektionswert” bezeichnet) sich dem eingestellten Nennstromwert nähert, der von der Nennstromeinstelleinheit 44 ausgegeben wurde. Es wird hier auf eine detaillierte Beschreibung des Steuergeräts 4 verzichtet, da es durch bekannte Techniken realisierbar ist.
Insbesondere weist der Inverter 3 eine Ansteuereinheit (nicht gezeigt) auf zum An- und Ausschalten jedes der Schaltelemente Q2 bis Q5. Wie in 1 gezeigt, gibt die Invertierentscheidungseinheit 41 des Steuergeräts 4 dem Inverter 3 Inversionssignale mit Rechteck-Wellenform ein. Während einer Periode, in der kein Inversionssignal ausgegeben wird (d. h. während einer Periode, wenn der Ausgang bzw. das Ausgangssignal der Invertierentscheidungseinheit 41 sich auf einem Niveau L befindet), schaltet die Ansteuereinheit des Inverters 3 eines eines Paares diagonal angeordneter Schaltelemente Q2 und Q5 (hier im Folgenden werden sie als „erste Schaltelemente” bezeichnet) und eines anderen Paares der diagonal angeordneten Schaltelement Q3 und Q4 (hier im Folgenden werden sie als „zweite Schaltelemente” bezeichnet) an und schaltet das andere Paar ab.
Während einer Periode bzw. Dauer, in der ein Inversionssignal ausgegeben wird (d. h. einer Periode, in welcher das Ausgangssignal der Invertierentscheidungseinheit 41 sich auf einem Niveau H befindet), schaltet überdies die Ansteuereinheit alle Schaltelemente Q2 bis Q5 ab, und wenn die Ausgabe eines Inversionssignals beendet ist (d. h. wenn das Ausgangssignal der Invertierentscheidungseinheit 41 wieder auf das Niveau L abgeändert ist), invertiert die Ansteuereinheit den AN-/AUS Zustand jedes der Schaltelemente Q2 bis Q5 in Bezug auf den Zustand, bevor das vorhergehende Inversionssignal eingegeben wurde. D. h., dass das Ausgangs(-signal) des Inverters invertiert wird, nachdem dem Inverter 3 ein Inversionssignal von dem Steuergerät 4 zugeführt wurde, und die Frequenz des Ausgangssignal des Inverters 3 entspricht der Hälfte der Frequenz des Inversionssignals.
Ferner entscheidet die Invertierentscheidungseinheit 41 in Bezug auf einen Beleuchtungszustand der Entladungslampe La, basierend auf beispielsweise dem Stromdetektionswert und hält das Inversionssignal auf dem Niveau L während einer Zeitperiode bzw. Zeitspanne aufrecht, wenn die Invertierentscheidungseinheit 41 entscheidet, dass die Entladungslampe La ausgeschaltet ist. Mit anderen Worten erhalten die ersten Schaltelemente Q2 und Q5 den AN-Zustand aufrecht, bis die Entladungslampe La leuchtet, nachdem die Leistung zugeführt wurde und die zweiten Schaltelemente Q3 und Q4 erhalten den AUS-Zustand aufrecht. Mit einer Erhöhung der Ausgangsspannung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 erhöht sich dann die Amplitude einer Ausgangsspannung von dem Inverter 3 graduell und dadurch erhöhen sich Spannungen an beiden Enden der Funkenstrecke SG1 graduell. Falls nach einer gewissen Zeit ein Durchschlag in der Funkenstrecke SG1 auftritt, erfährt der in der Primärwicklung P2 des Transformators T2 fließende Strom einen steilen Anstieg, was wiederum eine induzierte elektromotorische Kraft in Bezug auf die Sekundärwindung S2 des Transformators T2 generiert. Durch eine Hochspannung von beispielsweise mehreren zehn kV, die eine überlappte Spannung einer Spannung von der induzierten elektromotorischen Kraft und einer Ausgangsspannung von dem Inverter 3 ist, wird eine Lichtbogenentladung in der Entladungslampe La initiiert (d. h. die Entladungslampe La startet und leuchtet). Danach wird damit begonnen, das Inversionssignal über die Invertierentscheidungseinheit 41 auszugeben, die entscheidend bestimmt hat, dass die Entladungslampe La angeschaltet war, wodurch eine Ausgabe einer rechteckwelligförmigen Wechselstrom(-leistung) durch die Inverterschaltung 3 erfolgt.
Es wird nun ein Betrieb dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 3 erläutert. Als erstes beginnt ein Betrieb mit Schritt S1, wenn Leistung zugeführt wird und verschiedenste Variablen, die für den Betrieb der Einheit des Steuergeräts 4 zu verwenden sind, werden in Schritt S2 initialisiert, gefolgt von der Initialisierung eines Startvorgangs in dem Inverter 3 in Schritt 3, wenn die Invertierentscheidungseinheit 41 kein Inversionssignal ausgibt. D. h., dass lediglich zwei Schaltelemente Q2 und Q5, die diagonal in dem Inverter 3 angeordnet sind, im Schritt S3 AN-geschaltet sind, so dass die Entladungslampe La von dem Zündgerät 5 gestartet wird. Als nächstes entscheidet die Invertierentscheidungseinheit 41 in Schritt S4, ob die Entladungslampe La zum Leuchten gebracht wurde oder nicht; und falls entschieden ist, dass die Entladungslampe La nicht zum Leuchten gebracht wurde, wird der Startvorgang gemäß Schritt S3 weitergeführt.
Wenn mittlerweile in Schritt S4 entschieden wurde, dass die Entladungslampe La zum Leuchten gebracht wurde, so schreitet der Prozess weiter zum Schritt S5, bei welchem der Inverter 3 damit beginnt, den rechteckwellenförmigen Wechselstrom bzw. die Wechselstromleistung an die Entladungslampe La abzugeben bzw. zu liefern. In Schritt S5 detektiert die Nennstromberechnungseinheit 43 die Ausgangsspannung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2, um den Spannungsdetektionswert zu erhalten.
Die Nennstromberechnungseinheit 43 speichert beispielsweise die drei jüngst erlangten bzw. erfassten Spannungsdetektionswerte und mittelt vier Spannungsdetektionswerte, einschließend einen neu erlangten Spannungsdetektionswert und die gespeicherten drei Spannungsdetektionswerte, um einen Durchschnittsspannungswert zu erhalten zum Zwecke der Verwendung bei der Steuerung. Danach wird der älteste unter den drei gespeicherten Spannungsdetektionswerten über den neu erhaltenen aktualisiert durch Verwendung des so erhaltenen Durchschnittsspannungswerts der mehreren Spannungsdetektionswerte in der Steuerung, wodurch der Einfluss eines Rauschens unterdrückt werden kann.
Des Weiteren weist das Steuergerät 4 eine Zählereinheit (nicht gezeigt) auf zum Zählen verstrichener Zeit, nachdem in Schritt S4 entschieden wurde, dass die Entladungslampe La leuchtet (hier im Folgenden wird sie einfach als „verstrichene Zeit” bezeichnet), und die Nennstromberechnungseinheit 43 liest aus der Nennleistungsspeichereinheit 42 einen Nennleistungswert entsprechend der von der Zählereinheit gezählten, verstrichenen Zeit aus. Hier speichert die Nennleistungsspeichereinheit 42 Nennleistungswerte als Funktion der verstrichenen Zeit, beispielsweise in Form einer Datentabelle. Wie beispielsweise in 4 gezeigt, ist der Nennstromwert auf 75 W gesetzt bzw. eingestellt, wenn sich die verstrichene Zeit auf zwischen 0 bis 4 Sekunden beläuft und fällt graduell auf 34 W mit einer abnehmenden Abfallrate ab, wenn sich die verstrichene Zeit auf zwischen 4 bis 50 Sekunden beläuft und verbleibt bei 34 W, wenn die verstrichene Zeit länger als 50 Sekunden ist. D. h., dass der Normalbetrieb zur Aufrechterhaltung des Nennleistungswerts bei einer Nennleistung von 34 W in einer Nennleistungsperiode durchgeführt wird, nachdem die verstrichene Zeit 50 Sekunden erreicht hat, während ein Betrieb mit sich erhöhender Ausgangsleistung zum Zwecke des Erhöhens des Nennleistungswerts auf einen Wert, der höher als die Nennleistung ist, in einer Zeitperiode durchgeführt wird, bis der Normalbetrieb initiiert ist (hier im Folgenden wird dies als „Periode sich erhöhenden Ausgangs (oder Ausgangsleistung)” bezeichnet). Da auch die Änderung des Nennleistungswerts gegen die verstrichene Zeit verglichen mit der Ausgangs(-leistungs)periode des Inverters viel langsamer ist, kann es so gesehen werden, dass der Nennleistungswert während der einen Ausgangsperiode des Inverters 3 nahezu konstant ist.
Da die Temperatur der Entladungslampe La sich während des Betriebs mit sich erhöhendem Ausgang schnell erhöht, der, wie oben beschrieben, beim Initialisierungsschritt des zum Leuchtenbringens der Entladungslampe La durchgeführt wird, kann das von der Entladungslampe La abgegebene Licht verglichen mit einem Fall, bei dem kein Betrieb mit sich erhöhendem Ausgang durchgeführt wird, innerhalb einer kürzeren Zeitdauer stabilisiert werden. Die konstante Normalleistung wird Nennleistung der Entladungslampe La genannt, und ist beispielsweise erforderlich, um sie dieser zuzuführen, nachdem der Betrieb der in 2 gezeigten Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung 1 stabilisiert ist. Die Nennstromberechnungseinheit 43 erhält einen Nennstromwert durch Teilen eines aus der Nennleistungsspeichereinheit 42 entsprechend der verstrichenen Zeit ausgelesenen Nennleistungswert durch den Durchschnittsspannungswert und gibt den dadurch erhaltenen Nennstromwert an die Nennstromeinstelleinheit 44 aus.
Des Weiteren entscheidet die Invertierentscheidungseinheit 41 die zeitliche Regulierung bzw. das Timing bei der Ausgabe eines Inversionssignals an den Inverter 3, basierend auf der von der Zählereinheit gezählten, verstrichenen Zeit und liefert der Nennleistungseinstelleinheit 44 ein Signal mit sich erhöhendem Ausgang bzw. erhöhender Ausgangsleistung (d. h. schaltet das Signal für sich erhöhende Ausgangsleistung AN), um vorübergehend die Ausgangsleistung des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 zu erhöhen. Das Signal sich erhöhenden Ausgangs befindet sich vom Start einer vorbestimmten Vorinversionsperiode TI2 aus an, die unmittelbar vor dem Starten des Ausgangs eines Inversionssignals existiert, bis zu dem Ende einer vorbestimmten Nachinversionsperiode T11, die nach dem Beenden des Ausgangs bzw. der Abgabe des Inversionssignals existiert. Wenn ein Nennstromwert von der Nennstromberechnungseinheit 43 eingegeben wurde, entscheidet die Nennstromeinstelleinheit 44 in Schritt S6, ob das Signal sich erhöhenden Ausgangs AN ist oder nicht. Falls das Signal sich erhöhenden Ausgangs AN ist, gibt die Nennstromeinstelleinheit 44 einen ersten aktualisierten Nennstromwert an die Steuersignalgeneriereinheit 45 aus, der erhalten wird durch Addieren eines vorbestimmten Inkrements zu dem von der Nennstromberechnungseinheit 43 eingegebenen Nennstromwert, und zwar in Schritt S7. Falls das Signal sich erhöhenden Ausgangs AUS ist, gibt die Nennstromeinstelleinheit 44 einen zweiten aktualisierten Nennstromwert an die Steuersignalgeneriereinheit 45 aus, der erhalten wird durch Subtrahieren eines vorbestimmten Dekrements von dem von der Nennstromberechnungseinheit 43 eingegebenen Nennstromwert. Das Inkrement ist etwa 0,1 bis 1 Mal dem Nennstromwert der Entladungslampe La. Falls beispielsweise der Nennstromwert 0,4 A ist, wird das Inkrement auf 0,04 A bis 0,4 A gesetzt und falls ein Nennstromwert 0,8 A ist, so wird das Inkrement auf 0,08 A bis 0,8 A gesetzt. Das Dekrement ist ein Wert, der in geeigneter Weise ausgewählt wird, um einen Durchschnittsstrom der Entladungslampe La so aufrecht zu erhalten, dass er gleich dem von der Nennstromberechnungseinheit 43 eingegebenen Nennstrom ist.
Die Steuersignalgeneriereinheit 45 detektiert bzw. erfasst einen Ausgangsstrom des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2, um einen Stromdetektionswert zu erhalten. Die Steuersignalgeneriereinheit 45 speichert auch beispielsweise die drei jüngst erlangten Stromdetektionswerte, einschließend den neuesten und die folgenden drei jüngst erhaltenen und aktualisiert diese, wann immer notwendig, und mittelt vier Stromdetektionswerte, einschließend den neu erhaltenen Stromdetektionswert und die gespeicherten drei Stromdetektionswerte, um einen Durchschnittsstromwert zur Verwendung bei der Steuerung zu erhalten. Daher wird der älteste unter den drei gespeicherten Detektionswerten durch den neu erhaltenen, aktualisiert. D. h., dass die Steuersignalgeneriereinheit 45 ein Steuersignal generiert, das den Durchschnittsstromwert so einstellt, dass er der Nennstromwert wird und gibt das Steuersignal in den Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 ein; dies in Schritt S9. Insbesondere hat beispielsweise die Steuersignalgeneriereinheit 45 einen Verstärker der Regelabweichung, der einen Ausgangsspannungswert liefert entsprechend der Differenz zwischen dem Durchschnittsstromwert und dem Nennstromwert, wodurch das Steuersignal generiert wird, das ein PWM-Signal ist mit einer relativen AN Einschaltdauer in Abhängigkeit von dem Ausgangsspannungswert des Verstärkers der Regelabweichung. Wie oben beschrieben, kann durch Verwendung des Durchschnittsstromwerts, der erhalten wird durch Mitteln mehrerer Stromdetektionswerte in der Steuerung, der Einfluss eines Rauschens unterdrückt werden.
Die Schritte S10 bis S13 beschreiben einen Betrieb der Invertierentscheidungseinheit 41. In Schritt S10 entscheidet die Invertierentscheidungseinheit 41 über die zeitliche Regulierung für die Ausgabe eines Inversionssignals, d. h., ob es die zeitliche Regulierung ist, die der vorbestimmten Inversionsperiode entspricht, und zwar basierend auf der verstrichenen Zeit, wobei die Inversionsperiode die Periode bzw. Dauer wiedergibt, zu der die Inversionssignale wiederholt generiert werden. Falls es die zeitliche Regulierung vorgibt, ein Inversionssignal auszugeben, gibt, wie in Schritt S11, die Invertierentscheidungseinheit 41 das Inversionssignal an den Inverter 3 aus. Die Ausgangsfrequenz von dem Inverter 3 liegt im Bereich von mehreren 100 Hz bis mehreren kHz. D. h., dass die Invertierzeitperiode von mehreren 100 μsek bis mehreren msek reicht. Des Weiteren entscheidet die Invertierentscheidungseinheit 41 in Schritt S12, ob es sich um eine Periode handelt, die weder zu der Nachinversionsperiode T11, der Vorinversionsperiode T12 noch zu der Inversionssignalausgangsperiode gehört (hier im Folgenden wird dies als „Periode konstanter Leistung” bezeichnet), und zwar basierend auf der verstrichenen Zeit, um das Signal sich erhöhenden Ausgangs in Schritt S13 abzuschalten, falls die Periode zu der Periode konstanter Leistung gehört und anderenfalls schaltet sie in Schritt S14 ein Signal sich erhöhenden Ausgangs bzw. sich erhöhende Ausgangsleistung AN.
Die oben beschriebenen Vorgänge in den Schritten S5 bis S14 laufen weiter, bis keine Leistung mehr geliefert wird bzw. die Energiezufuhr abgeschaltet wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können auch bekannte Techniken wie beispielsweise eine Fehlererfassung und Schutzbetriebe und/oder das Ändern der Ausgangsleistung des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in geeigneter Weise kombiniert werden.
Hier werden die Nachinversionsperiode TI1 und die Vorinversionsperiode TI2 kürzer eingestellt als eine halbe Invertierzeitperiode, (d. h. ein Viertel der in 1 gezeigten einen Periode T20 des Inverters 3). D. h., falls die Invertierzeitperiode länger als 400 μsek, kann die Nachinversionsperiode TI1 beispielsweise auf 50 μsek eingestellt werden und die Vorinversionsperiode TI2 kann auf 200 μsek eingestellt werden.
Entsprechend der obigen Konfiguration und durch Erhöhung der Ausgangsleistung während der Vorinversionsperiode TI2, ist der Temperaturabfall in der Entladungslampe La während der Inversion eingeschränkt. Ebenso wird durch Erhöhen der Ausgangsleistung während der Nachinversionsperiode TI1, die Regenerierung der Temperatur nach dem Temperaturabfall in einer Elektrode der Entladungslampe La während der Inversion unterstützt, wodurch die Entladung in der Entladungslampe La stabilisiert und ein Phänomen des Flackerns oder Verlöschens des Lichts und/oder elektronisches Rauschen unterdrückt werden. Da des Weiteren sowohl die Nachinversionsperiode TI1, wie auch die Vorinversionsperiode TI2 so gesetzt bzw. eingestellt werden, dass sie kürzer als die Hälfte der Invertierzeitperiode bzw. -dauer sind, wird eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe La verglichen mit einem Fall eingeschränkt, bei dem die Nachinversionsperiode TI1 oder die Vorinversionsperiode TI2 länger als die halbe Invertierzeitperiode gesetzt ist. Dadurch wird die Lebensdauer der Entladungslampe La nicht leicht verkürzt.
Hier wäre es notwendig, den Absolutwert eines Ausgangsstroms (Lampenstroms) des Inverters 3, d. h. einen Ausgangsstrom des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 (hier im Folgenden wird er einfach als „Ausgangsstrom” bezeichnet) während einer Periode bzw. Dauer T30, wobei in 1 das Signal sich erhöhenden Ausgangs aus ist, nicht kleiner als 50% eines Nennstroms der Entladungslampe La in der Nennstromperiode zu machen (hier im Folgenden wird er einfach als „Nennstrom” bezeichnet), um den Temperaturabfall in einer Elektrode der Entladungslampe La während der Periode T30 in der Nennstromperiode als Periode konstanter Leistung. Die hier verwendete Leistungsperiode bezeichnet die Periode bzw. Dauer, während der die Nennleistung der Entladungslampe La zugeführt wird, d. h. die Periode nach 50 Sekunden der verstrichenen Zeit in dem in 4 gezeigten Beispiel. Hier wird sie so eingestellt, dass Ausgangsströme im Rahmen der Nachinversionsperiode TI1 und der Vorinversionsperiode TI2 p mal (p > 1) dem Nennstrom sind, und der Ausgangsstrom während der Periode T30 ist s mal (s < 1) dem Nennstrom und ferner ist die Summe einer Nachinversionsperiode TI1 und einer Vorinversionsperiode TI2 t mal (t < 0,5) einer Periode T20 des Inverters 3, wobei ein Zustand zum Einstellen eines Durchschnittswerts des Absolutwerts des Ausgangsstroms in einer Periode T20 des Inverters 3 als Nennstrom der Entladungslampe La definiert werden kann als: p × 2t + s × (1 – 2t) = 1,
Hier wird die Breite des Inversionssignals als vernachlässigbar klein angenommen.
Die obige Gleichung kann umgeschrieben werden wie folgt: s = (1 – p × 2t)/(1 – 2t)
D. h., dass die Bedingungen für das Setzen bzw. Einstellen des Durchschnittswerts des Absolutwerts des Ausgangsstroms in einer Periode T20 des Inverters 3 als Nennstrom der Entladungslampe La und den Ausgangsstrom während der Periode T20 zwischen den Perioden TI1 und TI2 nicht kleiner als 50% des Nennstroms (d. h. s ≥ 0,5) zu machen, wie folgt ausgedrückt werden können: (1 – p × 2t)/(1 – 2t) > 0,5
Die obige Gleichung kann wie folgt umgeschrieben werden: t > 0,25/(p – 0,5)
Mit anderen Worten, falls die Länge der Nachinversionsperiode TI1 und diejenige der Vorinversionsperiode TI2 gleichgemacht werden, ist die obere Grenze für die Länge (d. h. t/2) jeder der Perioden TI1 und TI2, welche den obigen Bedingungen genügt, etwa 20,8% einer Periode T20, wenn p = 1,1, etwa 12,5% einer Periode T20, wenn p = 1,5 und etwa 8,3% eines Zyklus, vorausgesetzt p = 2. Falls die Länge der Nachinversionsperiode TI1 so eingestellt ist, dass sie gleich derjenigen der Vorinversionsperiode TI2 ist, wird daher angenommen, dass der Effekt des Verhinderns des Temperaturabfalls während der Periode konstanter Leistung erzielbar ist, wenn die Länge jeder der Nachinversions- und Vorinversionsperioden TI1 und TI2 in einem Bereich von mehreren Prozent bis 20,8% einer Periode T20 ist.
Anstelle, dass man die Wellenform für den Ausgangsstrom des Inverters 3 in der Nach- und der Vorinversionsperiode TI1 und TI2 in der in den 1A bis 1E oder 5A gezeigten, rechteckigen Form vorliegend hat, kann der Ausgangsstrom linear erhöht werden (d. h. ein Inkrement erhöht sich linear, ausgehend von 0) von dem Ausgangsstrom, der während der Periode T30 vom Einsetzen der Vorinversionsperiode TI2 bis zu deren Ende zugeführt wird, wie dies in den 5B, 5D und 6 gezeigt ist. Des Weiteren kann der Ausgangsstrom in einer Kurvenform erniedrigt werden (d. h. ein Inkrement erniedrigt sich und folgt einer Kurve nach unten, ausgehend von einem Maximum, hin zu 0) ausgehend von dem Einsetzen der Nachinversionsperiode TI1 bis zu deren Ende, wie dies in den 5C, 5D und 6 gezeigt ist. Wird die obige Konfiguration angenommen, so kann die elektrische Beanspruchung der Schaltungskomponenten oder der Entladungslampe La reduziert werden im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Ausgangsstrom (Inkrement) sich beim Einsetzen der Vorinversionsperiode TI2 abrupt ändert.
Es ist auch möglich, die Ausgangsleistung in der Vorinversionsperiode TI2 größer zu machen als die bei der Nachinversionsperiode TI1, anstelle dessen, die Ausgangsleistungen bei der Nach- und der Vorinversionsperiode TI1 und TI2 einander gleichzumachen. Durch Verwendung dieser Konfiguration ist der Temperaturabfall in einer Elektrode der Entladungslampe La während einer Inversion eingeschränkt, was wiederum ermöglicht, dass das Phänomen des Flackerns oder Lichterlöschens und/oder elektronisches Rauschen weiter reduziert werden.
Es ist aber auch möglich, die Ausgangsleistung in der Vorinversionsperiode TI2 kleiner zu machen als die in der Nachinversionsperiode TI1. Es ist auch möglich, nur die Nach- oder die Vorinversionsperiode TI1 oder TI2 vorzusehen.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Die grundsätzliche Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und daher wird auf eine Darstellung und Erläuterung gleicher Teile verzichtet.
Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel immer das Inkrement auf einen gewissen Wert festgelegt war, ist es dem Inkrement bei diesem Ausführungsbeispiel im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel erlaubt, sich zu verändern.
Im Bezug auf die Veränderung des Inkrements, wird beispielsweise das Inkrement während der verstrichenen Zeit von zwischen 0 Sek und 4 Sek auf einem Minimalwert (0,2 A in 7 und 0 A in 9) beibehalten, und dann kann sich das Inkrement graduell und linear auf einen Maximalwert, beispielsweise 0,4 A während der verstrichenen Zeit zwischen 4 Sek und 50 Sek erhöhen. D. h., dass während der Leistungserhöhungsperiode das Inkrement kleiner wird als das in der Nennleistungsperiode. Beispielsweise wird bei einem in 7 gezeigten Beispiel, wenn sich die verstrichene Zeit auf 4 Sek beläuft, das Inkrement 0,2 A, wie dies in 8A gezeigt ist. Und wenn die verstrichene Zeit 50 Sek oder länger ist, so wird das Inkrement 0,4 A, wie dies in 8B gezeigt ist. Durch Verändern des Inkrements auf diese Weise, kann eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe La und/oder der Schaltungskomponenten während der Leistungserhöhungsperiode eingeschränkt werden, während einschränkende Effekte in Bezug auf das Phänomen eines Flackerns oder eines Lichtverlöschens und/oder eines elektronischen Rauschens in der normalen Periode sichergestellt sind.
Alternativ kann die Nennstromeinstelleinheit 44 so konfiguriert sein, dass sie die Ausgangsleistung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 erfasst, und wenn die Ausgangsleistung einem maximalen Nennleistungswert zum Zeitpunkt des Beginns der Leistungserhöhungsperiode entspricht, kann das Inkrement auf einen wie in 10 und 11 gezeigten Minimalwert gesetzt werden (0,2 A in 10 und 0 A in 11). Und wenn die Ausgangsleistung dem Nennleistungswert in der normalen Periode entspricht, kann das Inkrement auf ein Maximum, beispielsweise 0,4 A, gesetzt werden. Falls die Ausgangsleistung innerhalb eines gewissen Bereichs zwischen der Nennleistung und der maximalen Leistung liegt, so kann das Inkrement kleiner eingestellt werden, wenn sich die Ausgangsleistung erhöht.
Ebenso und wie in 12 und 13 gezeigt, und wenn ein Spannungsdetektionswert einem Spannungsdetektionswert von beispielsweise 20 V entspricht, den man beim Starten bzw. zu Beginn (start-up) der Leistungserhöhungsperiode zu messen erwartet, kann das Inkrement auf einen Minimalwert (0,2 A in 12 und 0 A in 13) eingestellt werden. Und wenn der Spannungsdetektionswert der Nennspannung der Entladungslampe La von beispielsweise 85 V entspricht, von der man erwartet, dass sie in der normalen Periode gemessen wird, so kann das Inkrement auf einem Maximalwert (beispielsweise 0,4 A) eingestellt werden. In einem Beispiel entsprechend der 12 wird das Inkrement graduell und linear erhöht wie der Spannungsdetektionswert, vorausgesetzt, dass der Spannungsdetektionswert in einen vorbestimmten Bereich fällt. Bei dem in 13 gezeigten Beispiel hat das Inkrement einen Minimalwert, falls der Spannungsdetektionswert unterhalb 30 V liegt und das Inkrement hat einen Maximalwert, falls der Spannungsdetektionswert nicht kleiner als 30 V ist. Aufgrund der Eigenschaften der Entladungslampe La heißt das, dass die zu erwartende Ausgangsleistung höher wird, wenn der Spannungsdetektionswert niedriger wird. Ist der Spannungsdetektionswert niedrig, so wird folglich das Inkrement derart klein eingestellt, dass die Ausgangsleistung in der Nach- und Vorinversionsperiode TI1 und T12 nicht übermäßig groß wird.
Ebenso und wie in den 14 und 15 gezeigt, und wenn ein Stromdetektionswert dem Stromdetektionswert von beispielsweise 2,6 A entspricht, von dem erwartet wird, dass er beim Start (start-up) der Leistungserhöhungsperiode erfasst wird, kann das Inkrement auf einen Minimalwert gesetzt werden (0,2 A in 14 und 0 A in 15). Und wenn ein Stromdetektionswert dem Stromdetektionswert entspricht, von dem erwartet wird, dass er in der Nennleistungsperiode erfasst wird (d. h. der Nennstrom der Enladungslampe La von beispielsweise 0,4 A), so kann das Inkrement auf einen Maximalwert gesetzt werden von beispielsweise 0,4 A. Auch wird in den in 14 und 15 gezeigten Beispielen das Inkrement graduell und linear mit der Erhöhung des Stromdetektionswerts erniedrigt, vorausgesetzt, dass der Stromdetektionswert in einen vorbestimmten Bereich fällt (2,2 A bis 2,6 A bei dem Beispiel der 15.)
Ferner wird das Inkrement auf 0 gesetzt während der verstrichenen Zeit zwischen 0 Sek und 4 Sek bei dem in 9 gezeigten Beispiel, und zwar während einer Periode, in welcher die Ausgangsleistung bei dem in 11 gezeigten Beispiel nicht kleiner als 60 W ist, während einer Periode, in der der Spannungsdetektionswert in dem in 13 gezeigten Beispiel unterhalb 30 V liegt bzw. während einer Periode, in welcher der Stromdetektionswert in dem in 15 gezeigten Beispiel nicht kleiner als 2,6 A ist. D. h., dass bei jeder der obigen Perioden die Nach- und Vorinversionsperiode TI1 und T12 nicht vorgesehen sind und der Ausgangsstrom des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 konstant bleibt. Mit diesen Konfigurationen wird eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe La im Vergleich zu einem Fall reduziert, bei dem das Inkrement nicht auf 0 gesetzt ist.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Die grundsätzliche Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und daher wird auf eine Darstellung und Erläuterung gemeinsamer Teile verzichtet.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel insofern, als bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Nennstromeinstelleinheit 44 das konstante Inkrement dem Eingangsnennstromwert von der Nennstromberechnungseinheit 43 in der Nach- und Vorinversionsperiode TI1 und TI2 zuaddiert, um einen Nennstromwert zu erhöhen, wobei jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel die Nennstromeinstelleinheit 44 den Eingangsnennstromwert von der Nennstromberechnungseinheit 43 mit einem Multiplikationsfaktor von mehr als 1 multipliziert, um einen erhöhten Nennstromwert in der Nach- und Vorinversionsperiode TI1 und TI2 zu liefern. Ist beispielsweise der Multiplikationsfaktor 2 und der Nennstromwert in der Nennleistungsperiode 2,6 A, so würde der Nennstromwert in der Nach- und Vorinversionsperiode TI und TI2, wie in 16A gezeigt, 5,2 A werden. Wie in 16B gezeigt und falls der Nennstromwert in der Nennleistungsperiode 0,4 A ist, so würden der Nennstromwert in der Nach- und der Vorinversionsperiode TI1 und TI2 0,8 A werden.
Da des Weiteren das Inkrement in dem zweiten Ausführungsbeispiel variabel ist, kann der Multiplikationsfaktor ebenso verändert werden.
Wie beispielsweise in den 17 und 19 gezeigt, kann der Multiplikationsfaktor auf einem Minimalwert (1,1 in 17 und 1 in 19) während der verstrichenen Zeit von zwischen 0 Sek und 4 Sek verbleiben und dann graduell und linear sich von dem Minimalwert auf einen Maximalwert von beispielsweise 2 während der verstrichenen Zeit von zwischen 4 Sek und 50 Sek erhöhen. D. h., dass der Multiplikationsfaktor in der Leistungserhöhungsperiode kleiner ist als in der Nennleistungsperiode. Beispielhaft in dem Beispiel der 17, wenn die verstrichene Zeit 4 Sek ist, beläuft sich der Multiplikationsfaktor auf 1,1 wie in 18A gezeigt. Und wenn die verstrichene Zeit sich auf 50 Sek oder mehr beläuft, so wird der Multiplikationsfaktor 2, wie dies in 18B gezeigt ist. Durch Verändern des Multiplikationsfaktors auf diese Weise, kann eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe La oder der Schaltungskomponenten in der Leistungserhöhungsperiode eingeschränkt werden, während Effekte des Einschränkens des Phänomens des Flackerns oder des Lichtverlöschens und/oder eines elektronischen Rauschens in der Nennleistungsperiode sichergestellt sind.
Alternativ kann die Nennstromeinstelleinheit 44 so konfiguriert sein, dass sie die Ausgangsleistung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 erfasst, wie dies in 20 und 21 gezeigt ist, und wenn die Ausgangsleistung dem maximalen Nennleistungswert entspricht, wie er zum Start der Leistungserhöhungsperiode vorliegt, so kann der Multiplikationsfaktor auf einen Minimalwert gesetzt werden (1,1 in 20 und 1 in 21). Und wenn die Ausgangsleistung dem Nennleistungswert entspricht, wie er in der Nennleistungsperiode vorliegt, so kann der Multiplikationsfaktor auf ein Maximum gesetzt sein, beispielsweise 2. Bei einem in 20 gezeigten Beispiel und wenn die Ausgangsleistung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, wird der Multiplikationsfaktor graduell und linear mit Erhöhung der Ausgangsleistung erniedrigt. Bei einem in 21 gezeigten Beispiel hat der Multiplikationsfaktor einen Maximalwert, falls die Ausgangsleistung unterhalb 60 W liegt und einen Minimalwert, falls die Ausgangsleistung nicht kleiner als 60 W ist.
Wie ebenfalls in 22 und 23 gezeigt und wenn ein Spannungsdetektionswert einem Spannungsdetektionswert von beispielsweise 20 V entspricht, wie er beim Start bzw. zu Beginn (start-up) der Leistungserhöhungsperiode zu messen erwartet wird, kann der Multiplikationsfaktor auf einem Minimalwert gesetzt werden (1,1 in 22 und 1 in 23); und wenn ein Spannungsdetektionswert der Nennspannung der Entladungslampe La von beispielsweise 85 V entspricht, von dem erwartet wird, dass er in der normalen Periode gemessen wird, so kann der Multiplikationsfaktor auf einem Maximalwert von beispielsweise 2 gesetzt werden. Bei dem in 22 gezeigten Beispiel wird der Multiplikationsfaktor graduell und linear erhöht, wenn der Spannungsdetektionswert erhöht wird, vorausgesetzt, dass der Spannungsdetektionswert in einem vorbestimmten Bereich fällt. Bei dem in 23 gezeigten Beispiel hat der Multiplikationsfaktor einen Minimalwert, falls der Spannungsdetektionswert unterhalb 30 V liegt und der Multiplikationsfaktor hat einen Maximalwert, falls der Spannungsdetektionswert nicht kleiner als 30 V ist. Aufgrund der Eigenschaften der Entladungslampe La heißt dies, dass zu erwarten ist, dass die Ausgangsleistung größer wird, wenn der Spannungsdetektionswert niedriger wird. Ist der Spannungsdetektionswert niedrig, so wird folglich der Multiplikationsfaktor klein gesetzt, derart, dass die Ausgangsleistung in der Nachinversionsperiode TI1 und in der Vorinversionsperiode TI2 nicht übermäßig hoch wird.
Ebenso und wie in 24 gezeigt, und wenn ein Stromdetektionswert dem Stromdetektionswert von beispielsweise 2,6 A entspricht, von dem erwartet wird, dass er beim Start (start-up) der Leistungserhöhungsperiode erfasst wird, kann der Multiplikationsfaktor auf einen Minimalwert gesetzt werden (1,1 in 24 und 1 in 25). Und wenn ein Stromdetektionswert dem Stromdetektionswert entspricht, wie erwartet wird, dass er in der Nennleistungsperiode erfasst wird (d. h. der Nennstrom der Entladelampe La von beispielsweise 0,4 A), so kann der Multiplikationsfaktor auf einen Maximalwert von beispielsweise 2 gesetzt werden. Bei einem in 24 gezeigten Beispiel wird der Multiplikationsfaktor graduell und linear mit der Erhöhung des Stromdetektionswert erniedrigt, vorausgesetzt, dass der Stromdetektionswert in einen vorbestimmten Bereich fällt. Bei einem in 25 gezeigten Beispiel hat der Multiplikationsfaktor einen Minimalwert, falls der Stromdetektionswert nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist und der Multiplikationsfaktor hat einen Maximalwert, falls der Stromdetektionswert unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt. Ferner wird der Multiplikationsfaktor auf 1 gesetzt während der verstrichenen Zeit von zwischen 0 Sek und 4 Sek in dem in 19 gezeigten Beispiel, während einer Periode, in welcher die Ausgangsleistung 60 W oder mehr in dem in 21 gezeigten Beispiel ist, während einer Periode, bei welcher der Spannungsdetektionswert unterhalb 30 V in dem in 23 gezeigten Beispiel ist, bzw. während einer Periode, in welcher der Stromdetektionswert nicht kleiner als der vorbestimmte Wert bei dem in 25 gezeigten Beispiel ist. D. h., dass bei all den obigen Perioden die Nach- und Vorinversionsperiode TI1 und TI2 nicht vorgesehen sind und der Ausgangsstrom von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 konstant bleibt. Mit diesen Konfigurationen wird eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe La reduziert im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Multiplikationsfaktor nicht auf 1 gesetzt ist.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Die grundsätzliche Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und daher wird auf eine Darstellung und Erläuterung gleicher Teile verzichtet.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel insofern, als bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Länge der Vorinversionsperiode TI2 fest ist, jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel die Länge der Vorinversionsperiode TI2 (hier wird sie im Folgenden als „Anstiegszeit” bezeichnet) variabel ist.
Zur Änderung der Anstiegszeit kann beispielsweise und wie in 26 oder 28 gezeigt, die Anstiegszeit auf einem Minimalwert (50 μsek in 26 und 0 μsek in 28) während der verstrichenen Zeit von zwischen 0 Sek und 4 Sek bleiben und kann dann graduell und linear sich von dem Minimalwert auf den Maximalwert (beispielsweise 200 μsek) während der verstrichenen Zeit von zwischen 4 Sek und 50 Sek erhöhen. D. h., dass die Anstiegszeit in der Leistungserhöhungsperiode kürzer ist als in der Nennleistungsperiode. Beispielsweise wird bei dem in 26 gezeigten Beispiel, und wenn die verstrichene Zeit sich auf 4 Sek beläuft, die Anstiegszeit 50 μsek, wie dies in 27A gezeigt ist. Und wenn die verstrichene Zeit 50 Sek oder mehr ist, so wird die Anstiegszeit 200 μsek, wie in 27B gezeigt. Durch Verändern der Anstiegszeit auf diese Weise, kann eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe La und/oder der Schaltungskomponenten in der Leistungserhöhungsperiode eingeschränkt werden, während Effekte einer Einschränkung des Phänomens des Flackerns oder des Lichtverlöschens und/oder eines elektronischen Rauschens in der normalen Periode sichergestellt sind.
Die Inversionsdetektiereinheit 41 kann so konfiguriert sein, dass sie die Ausgangsleistung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 erfasst und wenn die Ausgangsleistung dem maximalen Nennleistungswert entspricht, wie er beim Start bzw. zu Beginn der Leistungserhöhungsperiode vorliegt, so kann die Anstiegszeit auf einen Minimalwert gesetzt werden, wie dies in 29 oder 30 gezeigt ist (50 μsek in 29 und 0 μsek in 30); und wenn die Ausgangsleistung dem Nennleistungswert in der Nennleistungsperiode entspricht, kann die Anstiegszeit auf ein Maximum, von beispielsweise 200 μsek gesetzt werden. Bei einem in 29 gezeigten Beispiel und wenn die Ausgangsleistung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, ist die Anstiegszeit graduell und linear bei Erhöhung der Ausgangsleistung verkürzt. Bei einem in 30 gezeigten Beispiel hat die Anstiegszeit einen Maximalwert, falls die Ausgangsleistung unterhalb 60 W liegt und die Anstiegszeit hat einen Minimalwert, falls die Ausgangsleistung nicht kleiner als 60 W ist.
Wie in 31 und 32 gezeigt, und wenn ein Spannungsdetektionswert einem Spannungsdetektionswert von beispielsweise 20 V entspricht, wie erwartet wird, dass er gemessen wird beim Start (start-up) der Leistungserhöhungsperiode, kann die Anstiegszeit auf einen Minimalwert gesetzt werden (50 μsek in 31 und 0 μsek in 32). Und wenn ein Spannungsdetektionswert der Nennspannung der Entladungslampe La von beispielsweise 85 V entspricht, wie erwartet wird, dass sie in der normalen Periode gemessen wird, kann die Anstiegszeit auf einen Maximalwert von beispielsweise 200 μsek gesetzt werden. Bei den in den 31 und 32 gezeigten Beispielen wird die Anstiegszeit graduell und linear erhöht, wenn sich der Spannungsdetektionswert erhöht, vorausgesetzt, dass der Spannungsdetektionswert in einen vorbestimmten Bereich fällt. Aufgrund der Eigenschaften der Entladungslampe La heißt das, dass zu erwarten ist, dass die Ausgangsleistung höher wird, wenn der Spannungsdetektionswert niedriger wird. Wenn der Spannungsdetektionswert niedrig ist, wird folglich die Anstiegszeit kurz gesetzt, derart, dass eine elektrische Beanspruchung in der Vorinversionsperiode TI2 eingeschränkt werden kann.
Ebenso und wie in 33 und 34 gezeigt, und wenn ein Stromdetektionswert dem Stromdetektionswert von beispielsweise 2,6 A entspricht, von dem erwartet wird, dass er beim Start (start-up) der Leistungserhöhungsperiode erfasst wird, kann die Anstiegszeit auf einen Minimalwert gesetzt werden (50 μsek in 33 und 0 μsek in 34). Und wenn ein Stromdetektionswert dem Stromdetektionswert entspricht, wie erwartet wird, dass er in der Nennleistungsperiode erfasst wird (d. h. der Nennstrom der Entladungslampe La von beispielsweise 0,4 A), so kann die Anstiegszeit auf einen Maximalwert von beispielsweise 200 μsek gesetzt werden. Bei einem in 33 gezeigten Beispiel wird die Anstiegszeit graduell und linear mit der Erhöhung des Stromdetektionswerts reduziert, vorausgesetzt, dass der Stromdetektionswert in einen vorbestimmten Bereich fällt. Bei einem in 34 gezeigten Beispiel hat die Anstiegszeit einen Minimalwert, falls der Stromdetektionswert nicht kleiner als 2,2 A ist und die Anstiegszeit hat einen Maximalwert, falls der Stromdetektionswert unterhalb des vorbestimmten Werts liegt.
Ferner wird die Anstiegszeit auf 0 μsek gesetzt während der verstrichenen Zeit von zwischen 0 Sek und 4 Sek in dem in 28 gezeigten Beispiel während einer Periode, in welcher die Ausgangsleistung 60 W oder mehr ist in dem in 30 gezeigten Beispiel, während einer Periode, in welcher der Spannungsdetektionswert unterhalb eines vorbestimmten Werts ist in dem in 32 gezeigten Beispiel liegt bzw. während einer Periode, in welcher der Stromdetektionswert nicht kleiner als 2,2 A ist in dem in 34 gezeigten Beispiel. D. h., dass in jeder der obigen Perioden die Vorinversionsperiode TI2 nicht vorgesehen ist und der Ausgangsstrom des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 konstant bleibt, mit Ausnahme in der Nachinversionsperiode TI1. Mit diesen Konfigurationen wird eine elektrische Beanspruchung der Entladungslampe La reduziert im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Anstiegszeit nicht auf 0 μsek gesetzt ist.
Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel die Länge der Vorinversionsperiode TI2 als variabel angenommen wird, kann außerdem die Länge der Nachinversionsperiode TI1 oder die Länge sowohl der Vor- wie auch der Nachinversionsperiode TI1 und TI2 als variabel angenommen werden, um die gleichen Effekte vorzusehen.
Ebenso kann die Änderung der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen Anstiegszeit übernommen werden in Kombination mit der Änderung des Inkrements, wie sie für das zweite Ausführungsbeispiel erwähnt wurde und der Änderung des Multiplikationsfaktors, wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel.
Falls die Temperatur der Entladungslampe La in irgendeiner Weise zum Zeitpunkt des Anschaltens der Entladungslampe La hoch ist, beispielsweise, falls die Entladungslampe La wieder angeschaltet wird, unmittelbar nachdem die Entladungslampe La ausgeschaltet war, kann die Leistungserhöhungsperiode kürzer gemacht werden im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Temperatur der Entladungslampe La niedrig ist. In einem derartigen Fall wäre es ebenfalls bevorzugt, die Leistungserhöhungsperiode kürzer zu machen, um ungemäße elektrische Beanspruchung auf die Schaltungskomponenten oder die Entladungslampe La zu reduzieren. Angesichts des Obigen kann es bevorzugt sein, wenn das erste bis vierte Ausführungsbeispiel mit einer wie in 35 gezeigten, Temperatureinschätzeinheit 6 versehen sind, um die Temperatur der Entladungslampe La einzuschätzen bzw. zu messen. In einem derartigen Fall kann das Steuergerät 4 so konfiguriert sein, dass es die verstrichene Zeit von einem geschätzten Initialwert ungleich 0 zählt, wobei der geschätzte Initialwert so gesetzt ist, dass er größer ist als der, wenn die von der Temperaturschätzeinheit 6 eingeschätzte Temperatur höher ist. Die in 35 gezeigte Temperaturschätzeinheit 6 weist eine Parallelschaltung auf, die einen Widerstand RD und einen Kondensator CT aufweist, deren einen Enden an Masse angeschlossen sind, sowie einen Widerstand RC, dessen ein Ende über einen Schalter SW mit der Parallelschaltung verbunden ist und dessen anderes Ende mit beispielsweise einer Konstantschaltungsquelle mit 5 V verbunden ist. Der Betrieb des Schalters wird durch das Steuergerät 4 gesteuert, und zwar beispielsweise durch deren Invertierentscheidungseinheit 41, so dass der Schalter SW angeschaltet werden kann (d. h. geschlossen), wenn die Entladungslampe La angeschaltet ist und abgeschaltet werden kann (d. h. geöffnet), wenn das Licht der Entladungslampe La ausgeschaltet ist. D. h., dass der Kondensator CT der Temperatureinschätzeinheit 6 durch den Widerstand RC geladen wird, während die Entladungslampe La erleuchtet und über den Widerstand RD entladen wird, während das Licht der Entladungslampe La ausgeschaltet ist. Daher wird unmittelbar nachdem die Entladungslampe La angeschaltet ist, nämlich unmittelbar nachdem der Schalter SW angeschaltet ist, die Ladespannung des Kondensators CT dem Steuergerät 4 eingegeben als Ausgangsspannung der Temperatureinschätzeinheit 6. Wenn die Entladungslampe La wieder eingeschaltet wird, nachdem sie ausgeschaltet war, gilt, dass, je kürzer die Ausschaltperiode bzw. Dauer ist, d. h. die Periode, während der die Entladungslampe La ausgeschaltet war, bevor sie wieder angeschaltet wird, und je langer die Anschaltperiode bzw. -dauer ist, d. h. die Periode, während der die Entladungslampe La angeschaltet war, bevor sie ausgeschaltet wurde, desto höher die Ausgangsspannung der Temperatureinschätzeinheit 6 wäre. D. h., dass beurteilt werden kann, dass je höher die Ausgangsspannung der Temperatureinschätzeinheit 6 ist, desto höher die Temperatur der Entladungslampe La wäre. Das Steuergerät 4 speichert beispielsweise eine Beziehung zwischen der Ausgangsspannung der Temperatureinschätzeinheit 6 und dem geschätzten Initialwert der verstrichenen Zeit, wie dies in 36 gezeigt ist, und wenn die Entladungslampe La leuchtet, setzt sie den geschätzten Initialwert größer für höhere Ausgangsspannungen der Temperatureinschätzeinheit 6 (d. h., falls die geschätzte Temperatur der Entladungslampe La höher ist). Beispielsweise und in dem in 36 gezeigten Fall, und wenn die Ausgangsspannung von der Temperatureinschätzeinheit 6 bei leuchtender Entladungslampe La 1 V ist, beginnt ein Zählen der verstrichenen Zeit von 30 Sek. ab, was daraus folgend die Leistungserhöhungsperiode um 30 Sek. verkürzt. Anstelle der Temperatureinschätzeinheit 6, kann jeglicher bekannte Temperatursensor, in der Nähe der Entladungslampe La angeordnet, verwendet werden. In diesem Fall, kann eine momentane Temperatur der Entladungslampe La basierend auf der von dem Temperatursensor erfassten Temperatur geschätzt werden.
Des Weiteren kann das Steuergerät 4 bei jedem der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele so modifiziert werden, dass es ein Steuergerät 4' ist, wie es in 37 gezeigt ist. Das in 37 gezeigte Steuergerät 4' weist ferner auf: eine Primärstromdetektionseinheit 46 zum Erfassen eines in der Primärwicklung P1 des Transformators T1 des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 fließenden Stroms (hier im Folgenden als „Primärstrom” bezeichnet); eine Sekundärstromdetektionseinheit 47 zum Erfassen eines in der Sekundärwicklung S1 des Transformators T1 des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 fließenden Stroms (hier im Folgenden als „Sekundärstrom” bezeichnet”); und eine D/A-Wandlerschaltung 48 zum Durchführen eines Wandelns in Bezug auf das t-Steuersignal (PWM-Signal), das von der Steuersignalgeneriereinheit 45 ausgegeben wurde, um einen Ausgangsspannungswert zu generieren, der variiert in Abhängigkeit von dem AN-Betrieb des Steuersignals (d. h. ein höherer Ausgangsspannungswert wird von der D/A-Wandlerschaltung 48 erhalten, wenn es erforderlich ist, dass ein höherer Strom von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 erzeugt werden soll). Das Steuergerät 4' weist ferner auf: einen ersten Komparator CP1, bei dem ein nicht invertierender Eingangsanschluss geerdet ist und die zweite Stromdetektionseinheit 47 mit einem invertierenden Eingangsanschluss verbunden ist; einen zweiten Komparator CP2, bei dem die Primärstromdetektionseinheit 46 mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss verbunden ist und die D/A-Wandlerschaltung 48 mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden ist; und eine Treiberschaltung 49 einschließlich einer Flip-Flop-Schaltung, in der ein Setzanschluss mit dem Ausgangsanschluss des ersten Komparators CP1 verbunden ist, während ein Rücksetzanschluss mit dem Ausgangsterminal des zweiten Komparators CP2 verbunden ist und ein Q-Anschluss mit dem Schaltelement Q1 des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 verbunden ist.
D. h., dass das Schaltelement Q1 angeschaltet wird, wenn der Wert des von der Sekundärstromdetektionseinheit 47 erfasste Sekundärstrom 0 ist und das Schaltelement Q1 ausgeschaltet wird, wenn der Wert des von der Primärstromdetektionseinheit 46 erfasste Primärstrom größer ist als der Stromwert, der von der Steuersignalgeneriereinheit 45 geliefert wird. Mit anderen Worten wird der Wirkungsgrad des Transformators T1 verbessert, da das Schaltelement Q1 angeschaltet wird, wenn der Sekundärstrom 0 wird und die Ausgangsleistung des Gleichstrom-Gleichstromwandlers 2 wird unter der selbsttätigen Regelung basierend auf dem Primärstrom geregelt. Überdies zählt die Treiberschaltung 49 eine Zeitdauer, während der das Schaltelement Q1 ausgeschaltet ist (hier im Folgenden als „Auszeit” bezeichnet), und wenn die Auszeit eine vorbestimmte maximale Auszeit erreicht hat, schaltet daher die Treiberschaltung 49 das Schaltelement Q1 an, selbst wenn der Setzanschluss sich nicht auf dem Niveau H befindet (d. h. selbst wenn der Sekundärstrom nicht 0 nicht).
Zudem hat die Treiberschaltung 49 die Funktion der Steuerung der maximalen Auszeit, in beispielsweise einem derartigen Zustand, bei dem die Temperatur der Entladungslampe La gering ist, um eine Erhöhung des Spitzenstroms aufgrund eines Abfallens der Schaltfrequenz des Schaltelements Q1 zu verhindern, und zwar in einem Fall, bei dem die Ausgangsspannung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 gering und die Wellenform des Sekundärstroms einen kleinen Gradienten hat. Überdies gibt die Steuersignalgeneriereinheit 45 ein PWM-Signal von oberhalb 8 Bits des Steuersignals und ein anderes PWM-Signal von unterhalb 8 Bits des Steuersignals von unterschiedlichen Anschlüssen aus, und die D/A-Wandlerschaltung 48 führt sequentiell eine D/A-Wandlung in Bezug auf jedes der beiden PWM-Signale durch und addiert zwei gewandelte Signale zum Zwecke der Ausgabe eines analogen Signals einer 16 Bit Auflösung.
Ferner kann der Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 bei jedem der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele ersetzt werden durch einen herkömmlichen Abwärtswandler (abwärts Chopper-Schaltung) 2', wie dies in 38 gezeigt ist. Bei einem in 38 gezeigten Beispiel wird ein Wechselstrom-Gleichstromwandler, der Wechselstrom(Leistung) von einer Wechselstrom(Leistungs-)Quelle in Gleichstrom(Leistung) wandelt als Gleichstrom(Leistungs-)Quelle E verwendet, um dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2' Leistung abzugeben. Dieser Wechselstrom-Gleichstromwandler ist eine wohlbekannte Kombination aus einer Filterschaltung, einer Gleichrichter- und Glättungsschaltung und einem Aufwärtswandler und daher wird auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet.
Alternativ kann das Schaltelement des Inverters 3 eine Schaltungsstruktur haben, die als Schaltelement für den Gleichstrom-Gleichstromwandler 2' ebenso dient. Auf eine detaillierte Beschreibung dieser Schaltungsstruktur wird verzichtet, da sie durch bekannte Techniken ausgeführt werden kann.
Auch wurde bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel die Ausgangsleistung in der Nach- und der Vorinversionsperiode TI1 und TI2 erhöht, indem ein Nennstromwert höher gemacht wurde. Dies kann jedoch ebenfalls bewerkstelligt werden durch Erhöhen eines Nennleistungswerts. Alternativ und falls die Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung 1 konfiguriert ist, um einen Spannungsdetektionswert so zu steuern, dass er sich einem Nennspannungswert nähert, der erhalten wird durch Teilen des Nennleistungswerts durch einen Stromdetektionswert, kann die Ausgangsleistung in der Nach- und der Vorinversionsperiode TI1 und TI2 so gewählt werden, dass sie sich erhöht durch Erhöhen des Nennspannungswerts.
Falls die Ausgangsleistung von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 geändert wird durch Anschalten bzw. Auferlegen des Eingangssteuerungssignals (PWM-Signal) wie bei dem in 2 gezeigten Beispiel, und ebenfalls durch dessen Frequenz, kann ferner der Gleichstrom-Gleichstromwandler 2 gesteuert werden durch die Frequenz eines Steuersignals, das ihm von dem Steuergerät 4 eingegeben wird. Die Steuerung durch einen AN-Betrieb des Steuersignals kann separat verwendet werden zu der Steuerung über die Frequenz des Steuersignals. Beispielsweise kann die in 4 gezeigte Ausgangssteuerung vorgenommen werden durch Änderung des AN Betriebs des Steuersignals, die Steuerung des Verstärkungsfaktors im dritten Ausführungsbeispiel kann erreicht werden durch Verändern der Frequenz des Steuersignals, während die Frequenz des Steuersignals konstant gehalten wird während der Periode T30, während der den Ausgang bzw. die Ausgangsleistung erhöhende Signal aus sind, wie dies in 1 gezeigt ist. Während die Frequenz des Steuersignals in der Periode T30, in welcher das Signal zur Erhöhung der Leistung ausgeschaltet ist, 208 kHz ist, wird speziell beispielsweise ungeachtet der verstrichenen Zeit, die Frequenz des Steuersignals in der Periode, in welcher das Signal der sich erhöhenden Leistung vorliegt, zwischen 300 kHz und 500 kHz variieren können, in Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit, wie in 39 gezeigt, wodurch die Ausgangsleistung in der Nach- und der Vorinversionsperiode TI1 und TI2 verändert wird. Beispielsweise ist an dem Punkt, wo die verstrichene Zeit 4 Sek ist, die Frequenz f2 des Steuersignals vom Einsetzen der Vorinversionsperiode TI2 zu dem Endpunkt der Nachinversionsperiode TI1 auf 300 kHZ gesetzt, wie dies in 40A gezeigt ist. Auch an dem Punkt, wo die verstrichene Zeit 50 Sek ist, ist die Frequenz f2 des Steuersignals in dieser Periode auf 500 kHZ gesetzt, wie dies in 40B gezeigt ist und die Frequenz f1 des Steuersignals in Periode T30 ist 280 kHz, ungeachtet der verstrichenen Zeit.
Die oben beschriebenen Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtungen 1 und die für ein Scheinwerferlicht für Fahrzeuge verwendete Entladungslampe La können wie bei einer Scheinwerfervorrichtung Verwendung finden und können an dem Fahrzeug CR montiert werden, wie dies in 41 gezeigt ist. In diesem Fall wird eine in dem Fahrzeug CR montierte Batterie als Gleichstromleistungsquelle E verwendet.
Während die Erfindung in Bezug auf die Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben wurde, ist es für den Durchschnittsfachmann selbstverständlich, dass verschiedenste Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 10-501919 [0004, 0004]
- JP 2002-110392 [0004, 0004]

Claims

Eine Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1), mit: einer Gleichstromleistungsquelle (E) zur Ausgabe einer Gleichstromleistung; einem Inverter (3) zum Invertieren der von der Gleichstromleistungsquelle (E) abgegebenen Gleichstromleistung in einem vorbestimmten Invertierzeitintervall, um der Entladungslampe (La) eine Rechteckwellen-Wechselstromleistung zuzuführen; und einem Steuergerät (4) zum Steuern der Ausgangsleistung der Gleichstromleistungsquelle (E); wobei das Steuergerät (4) einen synchronen Betrieb durchführt, um vorübergehend die Ausgangsleistung der Gleichstromleistungsquelle (E) in einer Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs zu erhöhen, die unmittelbar vor und/oder unmittelbar nach jedem Invertierbetrieb des Inverters (3) vorliegt, wobei das Steuergerät (4) die Gleichstromleistungsquelle (E) derart steuert, dass die Gleichstromleistung, die während einer Periode, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs ist, in einer Leistungserhöhungsperiode größer ist als die Gleichstromausgangsleistung, die während der Periode ausgegeben wird, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs ist in einer Nennleistungsperiode, wobei die Nennleistungsperiode eine Periode ist, in welcher der Entladungslampe (La) eine Nennleistung zugeführt wird und die Leistungserhöhungsperiode eine Periode vom Start der Entladungslampe (La) bis zu einem Einsetzen der Nennleistungsperiode ist, und wobei das Steuergerät (4) die Gleichstromleistungsquelle (E) derart steuert, dass ein Inkrement der Ausgangsleistung für die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs und/oder eine Länge der Periode sich vorübergehenden Ausgangs in zumindest einem Teil der Ausgangserhöhungsperiode kleiner ist als in der Nennleistungsperiode.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Steuergerät (4) eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom von der Gleichstromleistungsquelle (E) erfasst und einen vorbestimmten Nennleistungswert durch die erfasste Ausgangsspannung steuert, um einen Nennstromwert zu erhalten, und die Gleichstromleistungsquelle (E) derart steuert, dass der erfasste Ausgangsstrom übereinstimmt mit dem Nennstromwert während der Periode, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs ist, während der erfasste Ausgangsstrom übereinstimmt mit einer Summe aus Nennstromwert und einem vorbestimmten Inkrement während der Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs, wobei das Inkrement in wenigstens einem Teil der Ausgangserhöhungsperiode kleiner ist als das der Nennleistungsperiode.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Steuergerät (4) eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom von der Gleichstromleistungsquelle (E) erfasst und einen vorbestimmten Nennleistungswert durch die erfasste Ausgangsspannung steuert, um einen Nennstromwert zu erhalten, und die Gleichstromleistungsquelle (E) derart steuert, dass der erfasste Ausgangsstrom übereinstimmt mit dem Nennstromwert während der Periode, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs ist, während der erfasste Ausgangsstrom übereinstimmt mit einer Vielfachen des Nennstromwerts und einem vorbestimmten Multiplikationsfaktor, der nicht kleiner als 1 ist während der Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs, wobei der Multiplikationsfaktor in wenigstens einem Teil der Ausgangserhöhungsperiode kleiner ist als der der Nennleistungsperiode.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher das Steuergerät (4) die Länge der Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs kleiner macht als diejenige der Nennleistungsperiode in wenigstens einem Teil der Ausgangserhöhungsperiode.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Steuergerät (4) die Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) in wenigstens einem Teil der Ausgangserhöhungsperiode konstant macht, ohne den synchronen Betrieb durchzuführen.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher, in der Ausgangserhöhungsperiode, das Steuergerät (4) graduell die Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) auf die Nennleistung während der Periode erniedrigt, die nicht die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs ist, und graduell das Inkrement der Ausgangsleistung der Gleichstromleistungsquelle (E) während der Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs, erhöht.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das Steuergerät (4) eine Ausgangsspannung von der Gleichstromleistungsquelle (E) erfasst, und ein Inkrement der Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) für die Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs kleiner eingestellt wird, wenn die erfasste Ausgangsspannung niedriger ist.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das Steuergerät (4) einen Ausgangsstrom von der Gleichstromleistungsquelle (E) erfasst, und ein Inkrement der Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) während der Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs kleiner eingestellt ist, wenn der erfasste Ausgangsstrom höher ist.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das Steuergerät (4) während einer vorbestimmten Periode beim Start der Entladungslampe (La) graduell ein Inkrement der Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) während der Periode sich vorübergehend erhöhenden Ausgangs, erhöht.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher die Vorrichtung ferner eine Temperatureinschätzeinheit (6) umfasst zum Einschätzen der Temperatur der Entladungslampe (La) und Erzeugen eines Ausgangs in Abhängigkeit von der geschätzten Temperatur, und wobei das Steuergerät (4) die Ausgangserhöhungsperiode verkürzt, wenn die von der Temperatureinschätzeinheit (6) geschätzte Temperatur höher angesetzt ist bei der Ausgangserhöhungsperiode.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei, in einer Nachinversionsperiode (TI1), unmittelbar nachdem der Inverter (3) die Polaritätsinversion der Gleichstromleistung beendet, die Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) weiter erhöht wird gegenüber derjenigen in der Nennleistungsperiode, in welcher die Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle konstant verbleibt, und zwar während einer Periode vom Ende der Nachinversionsperiode (TI1) bis zu dem Start einer Vorinversionsperiode (TI2), und wobei sowohl die Nachinversionsperiode (TI1) wie auch die Vorinversionsperiode (TI2) so eingestellt sind, dass sie kürzer sind als die halbe Invertierzeitperiode.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11, bei welcher die Ausgangsspannung der Gleichstromleistungsquelle (E) sich von dem Ende der Nennleistungsperiode bis zu dem Ende der Vorinversionsperiode (TI2) oder Nachinversionsperiode (TI1) linear erhöht.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher die Ausgangsspannung von der Gleichstromleistungsquelle (E) kontinuierlich abnimmt oder nicht-linear von dem Start der Nachinversionsperiode (TI2) zu dem Start der Nennleistungsperiode.
Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welcher in jeder Nennleistungsperiode, ein Spitzenwert der Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) in der Vorinversionsperiode (TI2), unmittelbar nach der Nennleistungsperiode, nicht kleiner ist als derjenige der Ausgangsleistung von der Gleichstromleistungsquelle (E) in der Nachinversionsperiode (TI1), unmittelbar vor der Nennleistungsperiode.
Scheinwerfervorrichtung, umfassend eine Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, sowie eine Entladelampe (La), die über die Entladungslampe-Beleuchtungsvorrichtung (1) betreibbar ist.
Fahrzeug (CR) umfassend die Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 15.