DE102010060235B4

DE102010060235B4 - Laststeuerschaltung

Info

Publication number: DE102010060235B4
Application number: DE102010060235.3A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hattori; Shigekazu Sugimoto; Nobutomo Takagi
Original assignee: Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Electronics Corp
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP2011119236A; DE102010060235A1; US8653740B2; US20110101886A1

Abstract

Laststeuerschaltung mit: einer Schaltervorrichtung (2), die konfiguriert ist, um eine Spannung, die an ein Lastelement (3, 10) angelegt ist, gemäß einer Versorgung mit einer elektrischen Leistung von einer Leistungsquelle (1) zu steuern; einer Treiberschaltung (8), die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und Deaktivierung der Schaltervorrichtung (2) zu steuern; und einem Schaltungsabschnitt (4 bis 7, 20 bis 22), der konfiguriert ist, um ein Tastverhältnis einzustellen und um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung (8) auszugeben, zum Bewirken, dass die Treiberschaltung (8) die Schaltervorrichtung (2) aktiviert, wobei die Treiberschaltung (8) konfiguriert ist, um die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Tastverhältnis zu aktivieren, um die Spannung, die an das Lastelement (3, 10) angelegt ist, zu steuern, und der Schaltungsabschnitt (4 bis 7, 20 bis 22) ferner konfiguriert ist, um das Tastverhältnis gemäß einer abschnittsweisen nicht-linearen charakteristischen Tastverhältniskurve einzustellen, bei der sich das Tastverhältnis mit einer Erhöhung einer Spannung der Leistungsquelle (1) allmählich verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses in dem dem nicht-linearen Abschnitt entsprechenden Spannungsbereich der Leistungsquelle (1) mit steigender Spannung der Leistungsquelle (1) allmählich abnimmt, wobei der Schaltungsabschnitt eine Leuchtensteuerschaltung ist, die folgende Merkmale aufweist: einen Generator (5) einer periodischen Wellenform, der konfiguriert ist, um eine periodische Spannungswellenform zu erzeugen; eine Schwellenschaltung (6), die konfiguriert ist, um eine Schwellenspannung (Vc), die mit der periodischen Spannungswellenform zu vergleichen ist, zu erzeugen; und einen Vergleicher (7), der konfiguriert ist, um die periodische Spannungswellenform mit der Schwellenspannung (Vc) zu vergleichen, um ein Vergleichsresultat zu erhalten; ein Tastverhältnis einzustellen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung (8) die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Vergleichsresultat aktiviert; und das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung (8) auszugeben, wobei ...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laststeuerschaltung, die konfiguriert ist, um eine Last mit einer Elektrizität zu versorgen, um dadurch die Last zusteuern. Die vorliegende Erfindung kann sich genauer gesagt auf eine Laststeuerschaltung beziehen, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass eine Leuchte bzw. eine Lampe, wie zum Beispiel eine Leuchte eines Faden- bzw. Glühfadentyps, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, eine konstante Beleuchtungsstärke erzeugt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung 2009-65246 ( JP-A-2009-65246 ) offenbart eine herkömmliche Laststeuervorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Tastverhältnis einer Elektrizitätsversorgung zu steuern, um eine Schwankung in einer Last zu regeln, selbst wenn sich eine Spannung der Leistungsquelle ändert. Die Laststeuervorrichtung versorgt genauer gesagt mit einer Elektrizität derart, dass ein Tastverhältnis klein wird, sowie der Effektivwert einer elektrischen Leistung groß wird, um dadurch eine Erhöhung eines Effektivwerts einer elektrischen Leistung der Last zu regeln.
Eine Relaissteuerschaltung ist beispielsweise konfiguriert, um eine Versorgung einer Spule eines Relaisschalters mit einer Elektrizität zu steuern, um dadurch eine Aktivierung und Deaktivierung des Relaisschalters zu steuern. Eine solche Relaissteuerschaltung ist allgemein konfiguriert, um eine Taststeuerung einer Erregungsdauer einer Spule durchzuführen, wenn sich eine Spannung einer Leistungsquelle ändert, um dadurch die Spule mit einer konstanten Elektrizität zu versorgen.
Es sei bemerkt, dass eine Wirkleistung (ein Effektivwert einer elektrischen Leistung) einer Last, die eine Leuchte eines Glühfadentyps ist, nicht in einer Proportion zu einer Beleuchtungsstärke, die durch die Leuchte eines Glühfadentyps bewirkt wird, ist. Wenn dementsprechend die Laststeuervorrichtung der JP-A-2009-65246 als eine Leuchtensteuerschaltung zum Steuern einer Leuchte eines Glühfadentyps als eine Last genutzt ist, kann die Leuchtensteuerschaltung unfähig sein, die Beleuchtungsstärke der Leuchte eines Glühfadentyps konstant zu steuern. Als ein Resultat kann die Beleuchtungsstärke der Leuchte flackern.
Eine Relaissteuerschaltung ist konfiguriert, um eine Taststeuerung einer Erregungsdauer durchzuführen. Es sei bemerkt, dass eine Erhöhung eines Spulenstroms, mit dem eine Spule versorgt wird, durch eine Dämpfungszeitkonstante verzögert sein kann. Selbst wenn daher die Relaissteuerschaltung eine Erregungsdauer gemäß einer Änderung einer Spannung (Leistungsversorgungsspannung) einer Leistungsquelle einstellt, kann ein Spulenstrom unzureichend werden. In einem solchen Fall kann eine Elektrizitätsversorgung unzureichend werden, und ein Magnetismus, der durch die Spule bewirkt wird, kann sich ändern. Die Relaissteuerschaltung kann somit unfähig werden, die Relaisvorrichtung zu treiben oder eine Aktivierung der Relaisvorrichtung beizubehalten.
12 ist ein Zeitdiagramm, das eine EIN-AUS-Wellenform (Aktivierungs- und Deaktivierungswellenform) eines Spulenschalters und eine Spulenstromwellenform zeigt, wenn sich eine Leistungsversorgungsspannung ändert. Wie in 12 gezeigt ist, erhöht sich, wenn die Leistungsversorgungsspannung eine normale Spannung ist, ein Spulenstrom auf einen gewünschten Strom. Die Spule kann somit mit einem vorbestimmten elektrischen Strom versorgt werden. Wenn sich die Leistungsversorgungsspannung erhöht, kann die Taststeuerung die Erregungsdauer reduzieren. In diesem Fall kann die Erregungsdauer enden, bevor der Spulenstrom den gewünschten Strom erreicht. Der Spulenstrom kann folglich unzureichend werden, und die Spule kann nicht mit einem gewünschten elektrischen Strom versorgt werden.
Bei dem vorliegenden Fall ist eine Relaissteuerschaltung als ein Beispiel einer Schaltung, die konfiguriert ist, um eine Spule (ein Lastelement) mit einem elektrischen Strom zu versorgen, erwähnt. Es sei bemerkt, dass ein ähnliches Problem nicht nur in einer solchen Relaissteuerschaltung auftritt, sondern ferner in einer Laststeuerschaltung, die konfiguriert ist, um eine Taststeuerung eines elektrischen Stroms, mit dem eine Spule (ein Lastelement) versorgt wird, durchzuführen, um dadurch die Spule zu aktivieren und zu deaktivieren.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, kann eine Leuchtensteuerschaltung eine Schwankung (ein Flackern) einer Leuchtenbeleuchtungsstärke bewirken, oder eine Relaissteuerschaltung kann eine Schwankung eines Magnetismus, der durch eine Spule erzeugt wird, bewirken. Ein gewünschter Zustand kann folglich in verschiedenen Laststeuerschaltungen nicht beibehalten werden. Ein überflüssiger Leistungsverbrauch kann somit auftreten. In den letzten Jahren wird ein Benzinfahrzeug (mit Eigenantrieb) durch beispielsweise ein Hybridfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug ersetzt. Ein solches Hybridfahrzeug oder ein solches elektrisches Fahrzeug verbraucht eine große Menge an Elektrizität. Eine Reduzierung eines überflüssigen elektrischen Verbrauchs ist stark gewünscht. In Anbetracht eines solchen Hintergrunds ist ferner eine Reduzierung eines überflüssigen elektrischen Verbrauchs bei einer Laststeuerschaltung gewünscht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der vorhergehenden und anderer Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Laststeuerschaltung zu schaffen, die konfiguriert ist, um eine Beleuchtungsstärke einer Leuchte, wie zum Beispiel einer Leuchte eines Glühfadentyps, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, innerhalb eines konstanten Bereichs zu regeln, um dadurch ein Flackern der Leuchte zu reduzieren.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Laststeuerschaltung zu schaffen, die konfiguriert ist, um eine elektrische Leistung, mit der eine Spule versorgt wird, ungeachtet einer Änderung einer Leistungsversorgungsspannung konstant zu regeln.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Laststeuerschaltung eine Schaltervorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Spannung, die an ein Lastelement angelegt ist, gemäß einer Versorgung mit einer elektrischen Leistung von einer Leistungsquelle zu steuern, auf. Die Laststeuerschaltung weist ferner eine Treiberschaltung, die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und Deaktivierung der Schaltervorrichtung zu steuern, auf. Die Laststeuerschaltung weist ferner einen Schaltungsabschnitt, der konfiguriert ist, um ein Tastverhältnis einzustellen und das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung zum Bewirken auszugeben, dass die Treiberschaltung die Schaltervorrichtung aktiviert, auf. Die Treiberschaltung ist konfiguriert, um die Schaltervorrichtung gemäß dem Tastverhältnis zu aktivieren, um die Spannung, die an das Lastelement angelegt ist, zu steuern. Der Schaltungsabschnitt ist ferner konfiguriert, um das Tastverhältnis gemäß einer charakteristischen Tastverhältniskurve einzustellen, in der sich das Tastverhältnis allmählich mit einer Erhöhung der Spannung der Leistungsquelle verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses mit einer Erhöhung der Spannung der Leistungsquelle allmählich klein wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Schaltungsabschnitt eine Leuchtensteuerschaltung sein, die einen Generator einer periodischen Wellenform, der konfiguriert ist, um eine periodische Spannungswellenform zu erzeugen, eine Schwellenschaltung, die konfiguriert ist, um eine Schwellenspannung zu erzeugen, um mit der periodischen Spannungswellenform verglichen zu werden, und einen Vergleicher bzw. Komparator, der konfiguriert ist, um die periodische Spannungswellenform mit der Schwellenspannung zu vergleichen, um ein Vergleichsresultat zu erhalten, ein Tastverhältnis einzustellen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung die Schaltervorrichtung gemäß dem Vergleichsresultat aktiviert, und um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung auszugeben, aufweist. Der Vergleicher kann konfiguriert sein, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung die Schaltervorrichtung gemäß dem Tastverhältnis, das zu der Treiberschaltung ausgegeben wird, aktiviert, um eine Spannung, die an die Leuchte, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, angelegt ist, zu steuern. Die Schwellenschaltung kann konfiguriert sein, um die Schwellenspannung derart auszugeben, dass die Schwellenspannung eine Beziehung erfüllt, die durch Nähern einer Charakteristikkurve des Tastverhältnisses, das eine Beleuchtungsstärke der Leuchte mit einer Erhöhung der Spannung der Leistungsquelle im Wesentlichen konstant macht, mit einer Geraden einer linearen Funktion unter Verwendung einer Formel (V² × TASTUNG)^1/2 eines Effektivwerts einer Spannung, die an die Leuchte angelegt ist, wobei TASTUNG das Tastverhältnis ist, und V die Spannung ist, die an die Leuchte angelegt ist, erhalten wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Schaltungsabschnitt eine Relaissteuerschaltung sein, die einen Generator einer periodischen Wellenform, der konfiguriert ist, um eine periodische Spannungswellenform zu erzeugen, eine Schwellenschaltung, die konfiguriert ist, um eine Schwellenspannung, die mit der periodischen Spannungswellenform zu vergleichen ist, zu erzeugen, und einen Vergleicher aufweist, der konfiguriert ist, um die periodische Spannungswellenform mit der Schwellenspannung zu vergleichen, um ein Vergleichsresultat zu erhalten, ein Tastverhältnis einzustellen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung die Schaltervorrichtung gemäß dem Vergleichsresultat aktiviert, und um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung auszugeben. Der Vergleicher kann konfiguriert sein, um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung auszugeben, um die Schaltervorrichtung gemäß dem Tastverhältnis zu aktivieren, um einen Spulenstrom, mit dem eine Relaisspule versorgt wird, zu steuern, um dadurch einen Relaisschalter zu aktivieren. Die Schwellenschaltung kann konfiguriert sein, um die charakteristische Tastverhältniskurve mit einer Geraden einer linearen Funktion zu nähern, derart, dass ein Tastverhältnis, das auf der Geraden einer linearen Funktion ist und einer vorbestimmten Spannung entspricht, größer als ein Tastverhältnis wird, das auf der charakteristischen Tastverhältniskurve ist und einer Leistungsversorgungsspannung entspricht, die die vorbestimmte Spannung ist, um das Tastverhältnis unter Verwendung der Geraden einer linearen Funktion einzustellen, und um die Schwellenspannung auszugeben, um das Tastverhältnis zu bewirken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen ist, offensichtlicher.
Es zeigen:
1 ein Schaltungsdiagramm, das eine Leuchtensteuerschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Ansicht, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Spannung und einem Effektivwert zeigt, wenn eine Leuchte eine konstante Leistung, wie zum Beispiel 55 Watt, verbraucht;
3 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Tastverhältnisses zeigt, das erforderlich ist, um eine Beleuchtungsstärke der Leuchte konstant zu machen, wenn sich eine Spannung einer Batterie auf 8 Volt oder mehr erhöht;
4 eine erläuternde Ansicht für ein Verfahren einer linearen Näherung mit einer einzelnen Geraden;
5 ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Schaltungsstruktur einer Schwellenschaltung in einem Fall zeigt, bei dem eine Beziehung zwischen der Spannung der Batterie und dem Tastverhältnis durch zwei Geraden einer linearen Funktion genähert ist;
6 ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einer Dreieckswelle und einer Schwellenspannung und ein Ausgangssignal eines Vergleichers gemäß dem Tastverhältnis zeigt;
7 eine erklärende Ansicht für ein Verfahren der linearen Näherung mit zwei Geraden; und
8 ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Schaltungsstruktur einer Schwellenschaltung bei einem Fall zeigt, bei dem eine Beziehung zwischen der Spannung der Batterie und dem Tastverhältnis durch zwei Geraden einer linearen Funktion genähert ist;
9 ein Schaltungsdiagramm, das eine Relaissteuerschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Tastverhältnisses, das erforderlich ist, um einen Spulenstrom konstant zu machen, wenn sich eine Spannung einer Batterie auf 8 Volt oder mehr erhöht, zeigt;
11 ein Schaltungsdiagramm, das eine Leuchtensteuerschaltung, die mit einer Logikschaltung konfiguriert ist, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
12 ein Zeitdiagramm, das eine EIN-AUS-Wellenform (Aktivierungs- und Deaktivierungswellenform) eines Spulenschalters und eine Spulenstromwellenform zeigt, wenn sich eine Spannung einer Leistungsquelle ändert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bei jedem der folgenden Ausführungsbeispiele sind gleiche Elemente oder äquivalente Elemente in den Zeichnungen durch die gleiche Bezugsziffer bezeichnet.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leuchtensteuereinheit (Laststeuerschaltung) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Im Folgenden ist die Leuchtensteuerschaltung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Leuchtensteuerschaltung, die in 1 gezeigt ist, ist zum Steuern einer Leuchte eines Glühfadentyps, wie zum Beispiel einer Vorderleuchte beziehungsweise einem Scheinwerfer und einer Bremsleuchte eines Fahrzeugs, verwendet. Wie in 1 gezeigt ist, wird die Leuchtensteuerschaltung mit einer Leistungsversorgung von einer Batterie 1, die als eine Leistungsquelle funktioniert, aktiviert. Wenn genauer gesagt ein Benutzer eine Startschaltervorrichtung aktiviert, die aktuell deaktiviert ist, wird an eine Leuchte 3 eine Spannung von der Batterie durch ein Halbleiterschaltelement 2 angelegt, wodurch die Leuchte 3 aktiviert wird. Das Halbleiterschaltelement ist aus beispielsweise einem MOS-Transistor, um als eine Schaltervorrichtung zu funktionieren, konfiguriert.
Die Leuchtensteuerschaltung weist ferner eine Konstantspannungsschaltung 4, einen Dreieckswellengenerator 5, eine Schwellenschaltung 6, einen Komparator bzw. Vergleicher 7 und eine Treiberschaltung 8 auf.
Die Konstantspannungsschaltung 4 erzeugt gemäß der Spannung der Batterie 1 eine Konstantspannung und legt die erzeugte Spannung an den Dreieckswellengenerator 5 an.
Der Dreieckswellengenerator 5 erzeugt eine Dreiecksspannungswellenform als eine Grundwellenform zum Einstellen eines Tastverhältnisses für eine Taststeuerung oder einer Pulsbreite für eine PWM-Steuerung. Der Dreieckswellengenerator 5 ist äquivalent zu einem Generator einer periodischen Wellenform. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Dreieckswelle als eine Grundwellenform einer periodischen Wellenform verwendet. Es sei bemerkt, dass eine Rechteckwelle, eine Sinuswelle oder dergleichen als eine Grundwellenform verwendet sein kann.
Die Schwellenschaltung 6 stellt eine Schwellenspannung Vc, die mit der Dreieckswellenform, die durch den Dreieckswellengenerator 5 erzeugt wird, zu vergleichen ist, ein. Die Schwellenschaltung 6 stellt die Schwellenspannung Vc ein, um das Tastverhältnis einzustellen, um eine Beleuchtungsstärke innerhalb eines konstanten Bereichs zu regeln, um kein Flackern einer Beleuchtungsstärke, die durch die Leuchte 3 erzeugt wird, zu bewirken. Ein Verfahren zum Einstellen der Schwellenspannung Vc ist später im Detail beschrieben.
Der Vergleicher 7 vergleicht eine Größe der Dreieckswelle, die durch den Dreieckswellengenerator 5 erzeugt wird, mit einer Größe der Schwellenspannung Vc, die durch die Schwellenschaltung 6 eingestellt wird. Der Vergleicher 7 erzeugt ferner gemäß einem Resultat des Vergleichs ein Ausgangssignal. Der Vergleicher 7 gibt genauer gesagt ein Hochpegelsignal aus, wenn die Spannung der Dreieckswelle größer als die Schwellenspannung Vc ist, und gibt ein Niederpegelsignal aus, wenn die Spannung der Dreieckswelle kleiner als die Schwellenspannung Vc ist. Sowie die Schwellenspannung Vc, die durch die Schwellenschaltung 6 eingestellt wird, hoch wird, wird somit einer Dauer, in der das Hochpegelsignal ausgegeben wird, kurz. Das Tastverhältnis wird folglich klein, um eine Aktivierung des Halbleiterschaltelements 2 zu reduzieren. Sowie die Schwellenspannung Vc niedrig wird, wird alternativ eine Dauer, in der das Hochpegelsignal ausgegeben wird, lang. Das Tastverhältnis wird folglich groß.
Die Treiberschaltung 8 steuert gemäß dem Ausgangssignal des Vergleichers 7 eine Aktivierung und Deaktivierung des Halbleiterschaltelements 2, um dadurch eine Spannungsanlegedauer an die Leuchte 3 zu steuern. Die Treiberschaltung 8 aktiviert allgemein das Halbleiterschaltelement 2, während der Vergleicher 7 das Hochpegelsignal ausgibt, und deaktiviert das Halbleiterschaltelement 2, während der Vergleicher 7 das Niederpegelsignal ausgibt. Die Treiberschaltung 8 hat eine Überspannungsschutzfunktion und dergleichen. Die Treiberschaltung 8 steuert ferner, um das Halbleiterschaltelement 2 zu deaktivieren, wenn eine Überspannung in einer Leistungsversorgungsleitung der Leuchte 3 erfasst wird.
Ein Verfahren zum Einstellen der Schwellenspannung Vc, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 konstant zu machen, ist anschließend beschrieben. 2 zeigt Berechnungsresultate einer Beziehung zwischen einer Spannung und einem Effektivwert, wenn an die Leuchte 3 eine konstante Wirkleistung, wie zum Beispiel 55 Watt, angelegt ist. Der derzeitige Effektivwert ist durch (V² × TASTUNG)^1/2 ausgedrückt, wobei „V” eine Spannung ist, die an die Leuchte 3 angelegt ist, und „TASTUNG” (engl. DUTY) ein Tastverhältnis der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, ist.
Wie in 2 gezeigt ist, ist es, um die Beleuchtungsstärke bei 792 lx konstant zu machen, wenn sich die Spannung der Batterie 1 in dem Bereich von 14 bis 18 Volt ändert, notwendig, nicht die Wirkleistung (den Effektivwert einer elektrischen Leistung) auf eine herkömmliche Weise konstant zu machen, jedoch den Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, konstant zu machen. Die Wirkleistung (die effektive Elektrizität) ist in einem Fall der Leuchte 3 eines Glühfadentyps nicht in einer Proportion zu der Beleuchtungsstärke. Selbst wenn daher die Wirkleistung konstant gemacht wird, wird die Beleuchtungsstärke nicht notwendigerweise konstant gemacht. Im Gegensatz dazu ist gemäß 2 der Effektivwert (V² × TASTUNG)1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, im Wesentlichen in einer Proportion zu der Beleuchtungsstärke. Wenn genauer gesagt die Beleuchtungsstärke bei 792 lx konstant ist, ist der Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 im Wesentlichen bei 13,6 konstant. Daraus wird bestätigt, dass die Beleuchtungsstärke im Wesentlichen in einer Proportion zu dem Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 ist.
3 ist eine grafische Darstellung, die ein Tastverhältnis, das erforderlich ist, um die Beleuchtungsstärke konstant zu machen, wenn sich beispielsweise die Spannung der Batterie 1 auf beispielsweise 13 Volt oder mehr erhöht, zeigt. Die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 erhöht sich mit einer Erhöhung der Batterie 1 exponentiell. Wenn sich daher die Spannung der Batterie 1 verringert, ist eine Änderung der Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 nicht so groß. Wenn sich die Spannung der Batterie 1 trotzdem erhöht, ändert sich die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 drastisch.
Angesichts dessen startet die Taststeuerung damit, die Beleuchtungsstärke konstant zu machen, um ein Flackern der Leuchte 3 zu beschränken, wenn die Spannung der Batterie 1 größer als 13 Volt wird. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist das Tastverhältnis, das ermöglicht, die Beleuchtungsstärke konstant zu machen, nicht proportional zu der Wirkleistung (dem Effektivwert einer elektrischen Leistung), jedoch proportional zu dem Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist. Das Tastverhältnis in 2, das berechnet wird, um an die Charakteristik der Leuchte 3 angeglichen zu sein, hat eine in 3 gezeigte Eigenschaft.
Wie im Vorhergehenden dargelegt ist, wird die Taststeuerung gestartet, um das Tastverhältnis lediglich einzustellen, wenn die Spannung der Batterie 1 größer als oder gleich 13 Volt ist. Angesichts dessen reicht es aus, dass die Schwellenspannung Vc gemäß einer charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses eingestellt wird, wenn die Spannung der Batterie 1 größer als oder gleich 13 Volt ist. Gemäß der charakteristischen Kurve des in 3 gezeigten Tastverhältnisses verringert sich genauer gesagt das Tastverhältnis allmählich mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1, und eine Verringerung des Tastverhältnisses mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1 wird allmählich klein. Es reicht aus, dass die Schwellenspannung Vc gemäß der charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses eingestellt wird.
In Anbetracht dessen wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine lineare Näherung an der charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses durchgeführt, wenn die Spannung der Batterie 1 größer als oder gleich 13 Volt ist. Es wird bewirkt, dass die Schwellenschaltung 6 die Schwellenspannung Vc einstellt, um das Tastverhältnis zu steuern, um an die genäherte Gerade einer linearen Funktion angeglichen zu sein. Auf diese Weise kann ein gewünschtes Tastverhältnis gemäß der Spannung der Batterie 1 erhalten werden. Angesichts des Vorhergehenden wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Tastverhältnis relativ zu der Spannung der Batterie 1 erhalten, um zu ermöglichen, die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 auf die folgende Weise konstant zu machen. Die charakteristische Kurve des Tastverhältnisses kann durch eine Gerade genähert werden und kann durch zwei oder mehr Geraden genähert werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die charakteristische Kurve durch eine Gerade genähert.
4 ist eine erläuternde Ansicht für ein Verfahren der linearen Näherung. Bei dem vorliegenden Beispiel wird die lineare Näherung unter der Annahme durchgeführt, dass die Spannung der Batterie 1 bei einem Steuerstartpunkt (V') der Taststeuerung 13 Volt ist, und der maximale Wert (V' + Z) der Spannung der Batterie 1 16 Volt ist, wobei eine Steuerspannungsbreite Z die maximale Spannungsvariation der Batterie 1 ist.
Unter der Annahme, dass die Spannung der Batterie 1 zwischen 13 Volt und 16 Volt variiert, und der Spannungsbereich der Batterie 1 die Steuerspannungsbreite Z ist, wird zuerst die Steuerspannungsbreite Z in zwei Bereiche, die jeweils 0,5Z sind, geteilt, und ein Punkt A wird auf die Position 0,5Z von 13 Volt eingestellt. In diesem Fall wird eine Tangentenlinie an dem Punkt A eine Näherungsgerade zwischen 13 Volt und 16 Volt.
Die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 ist genauer gesagt X, und α ist ein konstanter Wert. Unter dieser Voraussetzung erfüllen die Beleuchtungsstärke X, der Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, und die TASTUNG die folgende Formel. X = α × (V² × TASTUNG)^1/2 (1)
Die folgende Formel (2) der TASTUNG wird durch Wandeln der Formel (1) erhalten. Die Formel (2) ist eine Funktionsformel, die die TASTUNG in 3 ausdrückt. In der Formel (2) ist (X/α)² ein charakteristischer Wert. Die Formel (3) kann daher durch Einsetzen von γ für (X/α)² aus der Formel (2) erhalten werden. TASTUNG = (X/α)² × (1/V²) (2) TASTUNG = γ × (1/V²) (3)
Die folgende Formel (4) wird daher durch Einsetzen von TASTUNG = 1 und γ = V'², die der Spannung V' bei dem Steuerstartpunkt entspricht, aus der Formel (3) erhalten. TASTUNG = V'2 × (1/V²) (4)
Die folgende Formel (5) kann aus einer Ableitung der Formel (4) bezüglich der Spannung V erhalten werden. Die Formel (6), die die Steigung α der Tangente bei dem Punkt A ausdrückt, kann durch Einsetzen der Spannung (V = V' + 0,5Z) an dem Punkt A für die Spannung V in der Formel (5) erhalten werden. dTASTUNG = –2V'²/V³ (5) a = –2V'²/(V' + 0,5Z)³ (6)
Unter der Annahme, dass die genäherte Gerade einer linearen Funktion durch eine lineare Funktion TASTUNG = aV + b definiert ist, kann der Schnitt b der linearen Funktion durch beispielsweise Einsetzen der Spannung und des Tastverhältnisses an dem Punkt A für die Spannung V und die TASTUNG der linearen Funktion erhalten werden. Auf diese Weise kann die lineare Funktion, die die Tangente an dem Punkt A spezifiziert, erhalten werden.
Die Beziehung zwischen der Spannung der Batterie 1 und dem Tastverhältnis kann durch eine Gerade einer linearen Funktion durch den gesamten Bereich zwischen 13 Volt und 16 Volt der Spannung der Batterie 1 genähert werden. In diesem Fall wird, wenn eine Variation der Spannung V groß wird, eine Abweichung zwischen einer tatsächlichen charakteristischen Tastkurve und der genäherten Geraden einer linearen Funktion groß. Trotzdem sei bemerkt, dass ein Flackern der Leuchte 3 durch Augen eines Benutzers erkannt wird, wenn eine Variation der Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 einen bestimmten Bereich überschreitet. Wenn dementsprechend eine Variation der Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 innerhalb des bestimmten Bereichs ist, wird ein Flackern der Leuchte 3 durch Augen eines Benutzers nicht erkannt. Angesichts dessen kann die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 innerhalb eines bestimmten Bereichs einfach durch Nähern der Beziehung zwischen der Spannung der Batterie 1 und dem Tastverhältnis an eine Gerade einer linearen Funktion geregelt werden.
Wie angegeben kann die lineare Funktion durch Nähern der Beziehung zwischen der Spannung der Batterie 1 und dem Tastverhältnis durch eine Gerade auf diese Weise erhalten werden. Es wird somit bewirkt, dass die Schwellenschaltung 6 die lineare Funktion speichert und die Schwellenspannung Vc einstellt, um zu bewirken, dass das Tastverhältnis an die genäherte Gerade einer linearen Funktion angeglichen ist.
5 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Schaltungsstruktur der Schwellenschaltung 6 in dem Fall zeigt, bei dem die Beziehung zwischen der Spannung der Batterie 1 und dem Tastverhältnis durch eine einzelne Gerade einer linearen Funktion genähert ist.
Wie in 5 gezeigt ist, sind eine erste Zener-Diode ZD1, die eine Zener-Durchbruchsspannung V' hat, und ein Spannungsteilerwiderstand vorgesehen. Der Spannungsteilerwiderstand weist ein erstes Widerstandselement R1 und ein zweites Widerstandselement R2 auf. Die erste Zener-Diode ZD1 befindet sich auf der Hochspannungsseite des ersten und des zweiten Widerstandselements R1, R2, um dadurch die Spannung zu regeln, um durch den Spannungsteilerwiderstand geteilt zu werden. Bei der vorliegenden Struktur teilt die Schwellenschaltung 6 die Spannung, wenn die Spannung größer als oder gleich einer vorbestimmten Spannung wird, um dadurch zu bewirken, dass die Schwellenspannung Vc der genäherten linearen Funktion entspricht.
Wenn genauer gesagt die Spannung der Batterie 1 in einem Bereich zwischen der Spannung V' (= 13 Volt) bei dem Startpunkt der Taststeuerung und der Spannung V' + Z (= 16 Volt), die Steuerspannungsbreite Z umfassend, ist, leitet die erste Zener-Diode ZD1 der Schwellenspannung 6 einen elektrischen Strom. Das erste und das zweite Widerstandselement R1, R2 des Spannungsteilerwiderstands teilen dadurch die Spannung der Batterie 1, um die Schwellenspannung Vc an dem Zwischenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstandselement R1, R2 zu bewirken. Die Schwellenspannung Vc wird durch Multiplizieren eines elektrischen Stroms i1, der durch das erste und das zweite Widerstandselement R1, R2 fließt und sich gemäß der Spannung der Batterie 1 ändert, mit dem Widerstandswert des zweiten Widerstandselements R2 berechnet. Die Schwellenspannung Vc ändert sich daher entsprechend der Spannung der Batterie 1, wenn die Spannung der Batterie 1 hoch ist. Die Schwellenspannung Vc entspricht eindeutig den Werten des Widerstandswerts des ersten und des zweiten Widerstandselements R1, R2. Die Schwellenspannung Vc kann daher entsprechend der genäherten Geraden einer linearen Funktion durch willkürliches Auswählen von Werten des Widerstandswerts des ersten und des zweiten Widerstandselements R1, R2 bewirkt werden.
Die Schwellenspannung Vc wird auf diese Weise entsprechend der genäherten Geraden einer linearen Funktion eingestellt. Ein Vergleich zwischen der Schwellenspannung Vc und der Spannung der Dreieckswelle, die durch den Dreieckswellengenerator 5 erzeugt wird, wird zusätzlich durchgeführt, um den im Wesentlichen konstanten Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, einzustellen. Das Tastverhältnis kann somit eingestellt werden, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 im Wesentlichen konstant zu machen. 6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen der Dreieckswelle und der Schwellenspannung Vc zeigt. 6 zeigt ferner EIN- und AUS-Signale (Aktivierungs- und Deaktivierungssignale), die von dem Vergleicher 7 gemäß dem Tastverhältnis ausgegeben werden. Wie in 6 gezeigt ist, gibt der Vergleicher 7 ein Signal des Tastverhältnisses gemäß der Schwellenspannung Vc aus. Die Schwellenspannung Vc ändert sich entsprechend der Spannung der Batterie 1. Das Tastverhältnis ändert sich daher entsprechend der Spannung der Batterie 1. Die Werte des Widerstandswerts des ersten und des zweiten Widerstandselements R1, R2 werden ausgewählt, um den Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, innerhalb eines bestimmten Bereichs zu regeln. Die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 kann daher in einem bestimmten Bereich geregelt werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schwelle gemäß der charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses, bei der sich das Tastverhältnis allmählich oder stufenweise mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1 verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1 allmählich klein wird, eingestellt.
Um genauer gesagt die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 eines Glühfadentyps innerhalb eines bestimmten Bereichs zu regeln, wird das Tastverhältnis der Taststeuerung derart bestimmt, dass die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 selbst dann konstant wird, wenn sich die Spannung der Batterie 1 ändert. Die Kurve, die die Beziehung zwischen dem Tastverhältnis und der Spannung V der Batterie 1, die dem Tastverhältnis entspricht, darstellt, wird durch die Gerade einer linearen Funktion genähert. Die Schwellenspannung 6 stellt somit die Schwellenspannung Vc ein, um die Charakteristik der genäherten Geraden einer linearen Funktion zu erzeugen. Die genäherte Gerade einer linearen Funktion wird basierend auf der Beziehung zwischen dem Tastverhältnis und dem Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, berechnet. Die lineare Näherung kann daher korrekt durchgeführt werden, um es zu ermöglichen, die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 weiter konstant zu machen. Auf diese Weise kann die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 eines Glühfadentyps innerhalb eines bestimmten Bereichs geregelt werden. Die Leuchtensteuerschaltung, die konfiguriert ist, um das Flackern der Leuchte 3 einzuschränken, kann somit erzeugt werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Das zweite Ausführungsbeispiel ist wie folgt beschrieben. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Abschnitt der charakteristischen Tastverhältniskurve, bei dem die Spannung der Batterie 1 größer als oder gleich 13 Volt ist, durch die einzelne Gerade einer linearen Funktion genähert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird im Gegensatz dazu die charakteristische Tastverhältniskurve durch zwei Geraden einer linearen Funktion genähert. Die Struktur der Leuchtensteuerschaltung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen ähnlich zu derselben des ersten Ausführungsbeispiels. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist lediglich die Struktur der Schwellenschaltung 6 der Leuchtensteuerschaltung modifiziert. Lediglich sich von denselben bei dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidende Objekte sind daher beschrieben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Tastverhältnis relativ zu der Spannung der Batterie 1 erhalten, um zu ermöglichen, die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 auf die folgende Weise konstant zu machen.
7 ist eine erläuternde Ansicht für ein Verfahren der linearen Näherung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Unter der Annahme, dass die Spannung der Batterie 1 zwischen 13 Volt und 16 Volt variiert und der Spannungsbereich der Batterie 1 die Steuerspannungsbreite Z ist, wird erstens die Steuerspannungsbreite Z in vier Bereiche, die jeweils 0,25Z sind, geteilt, und Punkte A bis E werden auf Positionen zwischen 13 Volt und 16 Volt eingestellt. Die Region zwischen dem Punkt A und dem Punkt C wird ferner durch eine einzelne Gerade genähert. Der Punkt C ist als ein Korrekturpunkt der Steigung der genäherten Geraden bestimmt. Die Region zwischen dem Punkt C und dem Punkt E wird ferner durch eine andere einzelne Gerade genähert.
Die Region zwischen dem Punkt A und dem Punkt C wird genauer gesagt durch Erhalten einer Tangente an dem Punkt B, der die Mitte der Region ist, genähert. Die Region zwischen dem Punkt C und dem Punkt E wird durch Erhalten einer Tangente an dem Punkt D, der die Mitte der Region ist, genähert.
Das Verfahren zum Nähern durch die linearen Geraden bei dem Punkt B und dem Punkt D kann ähnlich zu demselben, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, sein. Die Spannung an dem Punkt B und dem Punkt D kann genauer gesagt beispielsweise für V in der Formel (5), die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, eingesetzt werden, um die Steigung a1 der Tangente an dem Punkt B, wie durch die Formel (7) spezifiziert ist, und die Steigung a2 der Tangente an dem Punkt D, die durch die Formel (8) spezifiziert ist, zu berechnen. dTASTUNG = a1 = –2V'²/(V + 0,25Z)³ (7) dTASTUNG = a2 = –2V'²/(V + 0,75Z)³ (8)
Unter der Annahme, dass die genäherte Gerade einer linearen Funktion durch eine lineare Funktion TASTUNG = a1V + b1 definiert ist, kann der Schnitt b1 der linearen Funktion durch beispielsweise Einsetzen der Spannung und des Tastverhältnisses an dem Punkt B für die Spannung V und die TASTUNG der linearen Funktion erhalten werden. Auf diese Weise kann die lineare Funktion, die die Tangente an dem Punkt B spezifiziert, erhalten werden. Unter der Annahme, dass die genäherte Gerade einer linearen Funktion durch eine lineare Funktion TASTUNG = a2V + b2 definiert ist, kann ähnlicherweise der Schnitt b2 der linearen Funktion durch beispielsweise Einsetzen der Spannung und des Tastverhältnisses an dem Punkt D für die Spannung V und die TASTUNG der linearen Funktion erhalten werden. Auf diese Weise kann die lineare Funktion, die die Tangente an dem Punkt D spezifiziert, erhalten werden.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann die ganze Region, die dem Bereich, in dem sich die Spannung der Batterie 1 zwischen 13 Volt und 16 Volt ändert, entspricht, durch eine einzelne Gerade einer linearen Funktion genähert werden. Wenn sich die Spannung der Batterie 1 über einen breiten Bereich ändert, wird eine Abweichung zwischen einer tatsächlichen charakteristischen Tastkurve und der genäherten Geraden einer linearen Funktion groß. Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann es daher vorzuziehen sein, den Punkt C als den Korrekturpunkt der Steigung der Geraden einer linearen Funktion zu bestimmen und durch die zwei Geraden einer linearen Funktion zu nähern, um die Abweichung zwischen der tatsächlichen charakteristischen Tastkurve und den genäherten Geraden einer linearen Funktion zu reduzieren.
Wie dargelegt ist, kann die lineare Funktion auf diese Weise durch Nähern der Beziehung zwischen der Spannung der Batterie 1 und dem Tastverhältnis durch eine Gerade erhalten werden. Es wird somit bewirkt, dass die Schwellenschaltung 6 die Schwellenspannung Vc einstellt, um zu bewirken, dass das Tastverhältnis an die genäherte Gerade einer linearen Funktion angeglichen ist.
8 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Schaltungsstruktur der Schwellenschaltung 6 in dem Fall zeigt, bei dem die Beziehung zwischen der Spannung der Batterie 1 und dem Tastverhältnis durch zwei Geraden einer linearen Funktion genähert ist.
Wie in 8 gezeigt ist, sind eine erste Zener-Diode ZD1, die eine Zener-Durchbruchsspannung V' hat, und ein Spannungsteilerwiderstand vorgesehen. Der Spannungsteilerwiderstand weist ein erstes Widerstandselement R1 und ein zweites Widerstandselement R2 auf. Der vorliegende Spannungsteilerwiderstand bewirkt, dass die Schwellenspannung Vc der linearen Funktion, die durch die erste Gerade genähert ist, entspricht. Eine zweite Zener-Diode ZD2, die eine Zener-Durchbruchsspannung 0,5Z hat, und ein drittes Widerstandselement R3 sind vorgesehen. Die zweite Zener-Diode ZD2 ist mit einem Zwischenpunkt zwischen dem ersten Widerstandselement R1 und dem zweiten Widerstandselement R2 verbunden. Die vorliegende Schaltung bewirkt, dass die Schwellenspannung Vc der linearen Funktion entspricht, die durch die zweite Gerade genähert ist.
Wenn die Spannung der Batterie 1 in dem Bereich zwischen der Spannung V' (= 13 Volt) an dem Startpunkt der Taststeuerung und der Spannung (= V' + 0,5Z) an dem Punkt C, der der Korrekturpunkt der Steigung ist, ist, leitet die erste Zener-Diode ZD1 der Schwellenschaltung 6 einen elektrischen Strom. Dadurch teilen das erste und das zweite Widerstandselement R1, R2 des Spannungsteilerwiderstands die Spannung der Batterie 1, um die Schwellenspannung Vc an dem Zwischenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstandselement R1, R2 zu bewirken. Die Schwellenspannung Vc zu dieser Zeit wird entsprechend der Spannung der Batterie 1 geändert, wenn die Spannung der Batterie 1 hoch ist, und eindeutig gemäß dem Widerstandswert des ersten und des zweiten Widerstandselements R1, R2 bestimmt. Die Schwellenspannung Vc, die der ersten genäherten Geraden einer linearen Funktion entspricht, kann daher durch willkürliches Auswählen des Widerstandswerts des ersten und des zweiten Widerstandselements R1, R2 erhalten werden. Zu dieser Zeit erreicht die Schwellenspannung Vc nicht die Zener-Durchbruchsspannung (= 0,5Z) der zweiten Zener-Diode ZD2. Die zweite Zener-Diode DZ2 leitet daher keinen elektrischen Strom.
Wenn anschließend die Spannung der Batterie 1 größer als oder gleich der Spannung (V' + 0,5Z) an dem Punkt C wird, der der Korrekturpunkt ist, leitet die zweite Zener-Diode ZD2 einen elektrischen Strom. Das zweite Widerstandselement R2 und das dritte Widerstandselement R3, die parallel geschaltet sind, haben den kombinierten Widerstandswert. Der geteilte Widerstandswert des ersten Widerstandselements R1 und der kombinierte Widerstandswert bewirken die Schwellenspannung Vc. Die Schwellenspannung Vc zu dieser Zeit wird entsprechend der Spannung der Batterie 1 geändert, wenn die Spannung der Batterie 1 hoch ist, und gemäß dem Widerstandswert des ersten, des zweiten und des dritten Widerstandselements R1, R2, R3 eindeutig bestimmt. Die Schwellenspannung Vc, die der zweiten genäherten Geraden einer linearen Funktion entspricht, kann durch willkürliches Auswählen des Widerstandswerts des ersten, zweiten und dritten Widerstandselements R1, R2, R3 erhalten werden.
Die Schwellenspannung Vc wird entsprechend der genäherten Geraden einer linearen Funktion auf diese Weise eingestellt. Ein Vergleich zwischen der Schwellenspannung Vc und der Spannung der Dreieckswelle, die durch den Dreieckswellengenerator 5 erzeugt wird, wird zusätzlich durchgeführt, um den im Wesentlichen konstanten Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, einzustellen. Das Tastverhältnis kann somit eingestellt sein, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 im Wesentlichen konstant zu machen.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird bei der linearen Näherung eine leichte Abweichung zwischen der genäherten Geraden und der charakteristischen Kurve, die die Beziehung zwischen der Spannung, die ermöglicht, die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 konstant zu machen, und dem Tastverhältnis darstellt, bewirkt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die zwei Geraden bei der linearen Näherung verwendet, um die Abweichung verglichen mit der linearen Näherung, die die einzelne Gerade bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, kleiner zu machen. Bei der linearen Näherung, die die einzelne Gerade gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, wird insbesondere die Abweichung an dem Steuerstartpunkt A (der Spannung V') und dem Punkt E, bei dem die Variation der Spannung (V' + Z) der Batterie 1 der maximale Wert wird, groß. Bei der linearen Näherung, die die zwei Geraden verwendet, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann im Gegensatz dazu die Abweichung an den Punkten A, E ausreichend reduziert werden.
Die lineare Näherung kann daher weiter korrekt durchgeführt werden, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 konstant zu machen. Auf diese Weise kann die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 eines Glühfadentyps weiter auf einem konstanten Wert beibehalten werden. Die Leuchtensteuerschaltung, die konfiguriert ist, um das Flackern der Leuchte 3 einzuschränken, kann somit erzeugt werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Im Folgenden ist das dritte Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Laststeuerschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine Relaissteuerschaltung angewendet.
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Relaissteuerschaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Die in 9 gezeigte Relaissteuerschaltung weist Komponenten, die im Wesentlichen äquivalent zu den Komponenten der im Vorhergehenden beschriebenen Leuchtensteuerschaltung sind, auf. Komponenten der Relaissteuerschaltung, die im Wesentlichen äquivalent zu denselben der Leuchtensteuerschaltung sind, sind daher durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und eine Beschreibung dieser Komponenten ist weggelassen.
Die in 9 gezeigte Relaissteuerschaltung aktiviert und deaktiviert das Halbleiterschaltelement 2 gemäß einem Ausgangssignal von der Treiberschaltung 8, um dadurch eine Ein-Aus-Steuerung eines Spulenstroms, mit dem die Relaisspule 10 versorgt wird, durchzuführen. Die Relaissteuerschaltung bewirkt genauer gesagt eine Versorgung der Relaisspule 10 mit einem elektrischen Strom, um dadurch einen Relaisschalter (nicht gezeigt) der Relaisspule 10 zu aktivieren, um ein Lastelement, das mit dem Relaisschalter verbunden ist, mit einem elektrischen Strom zu versorgen. Die Relaissteuerschaltung beendet alternativ eine Versorgung der Relaisspule 10 mit einem elektrischen Strom, um dadurch den Relaisschalter der Relaisspule 10 zu deaktivieren, um zu beenden, dass das Lastelement, das mit dem Relaisschalter verbunden ist, mit dem elektrischen Strom versorgt wird. Bei dem vorliegenden Beispiel sind eine Diode 11 und eine Diode 12 als Schutzvorrichtungen der Relaissteuerschaltung vorgesehen. Die Diode 11 ist auf der Hochspannungsseite des Halbleiterschaltelements 2 in Reihe geschaltet. Die Diode 12 ist zu der Relaisspule 10 parallel geschaltet. Die Diode 11 und die Diode 12 können willkürlich an der Relaissteuerschaltung vorgesehen sein und können weggelassen sein.
Die vorliegende Relaissteuerschaltung ist konfiguriert, um eine Taststeuerung derart durchzuführen, dass die Relaissteuerschaltung ein Tastverhältnis gemäß der Spannung der Batterie 1 (der Leistungsquelle) variabel einstellt, um den Spulenstrom konstant beizubehalten. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist eine Erhöhung des Spulenstroms, mit dem die Relaisspule 10 versorgt wird, durch die Dämpfungszeitkonstante verzögert. Selbst wenn daher die Relaissteuerschaltung die Erregungsdauer in einer Proportion zu einer Schwankung der Spannung der Batterie einstellt, kann der Spulenstrom unzureichend werden. In Anbetracht dessen stellt die Relaissteuerschaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Tastverhältnis auf die folgende Weise ein. Der vorliegende Betrieb ist unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
10 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Tastverhältnisses, das erforderlich ist, um einen Spulenstrom konstant zu machen, wenn sich die Spannung der Batterie 1 auf 8 Volt oder mehr erhöht, zeigt.
Wie in 10 gezeigt ist, ändert sich das Tastverhältnis, das erforderlich ist, um den Spulenstrom konstant zu machen, mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1. Es sei bemerkt, dass die Änderung des Tastverhältnisses nicht in einer Proportion zu einer Spannung der Batterie 1 ist. Wenn genauer gesagt eine Beziehung des Tastverhältnisses in einer Proportion zu einer Änderung der Spannung der Batterie 1 durch eine lineare Gerade dargestellt ist, wird das Tastverhältnis bezüglich der linearen Geraden allmählich oder stufenweise größer. Wie im Vorhergehenden unter Bezugnahme auf 12 beschrieben ist, verringert die Taststeuerung genauer gesagt die Erregungsdauer, wenn sich die Spannung der Batterie 1 erhöht. In diesem Fall kann die Erregungsdauer enden, bevor sich der Spulenstrom zu dem gewünschten Strom erhöht. Der Spulenstrom kann folglich unzureichend werden, und es kann nicht mit einem gewünschten elektrischen Strom versorgt werden.
Bezug nehmend auf 10 verringert sich das Tastverhältnis allmählich mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1. In Anbetracht dessen stellt bei der Relaissteuerschaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schwellenschaltung 6 die Schwelle der charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses, bei der eine Verringerung des Tastverhältnisses mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1 allmählich klein wird, ein.
Die Schwelle kann eingestellt sein, um auf der charakteristischen Tastverhältniskurve zu sein. Es reicht alternativ aus, dass die Schwelle bezüglich der Spannung der Batterie 1 so eingestellt ist, dass das Verhältnis mindestens auf oder oberhalb der charakteristischen Tastverhältniskurve ist. In Anbetracht dessen wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 10 gezeigt ist, die charakteristische Tastverhältniskurve an eine Gerade einer linearen Funktion genähert, und die Gerade einer linearen Funktion ist eingestellt, um oberhalb zu sein, das heißt auf der oberen Seite der charakteristischen Kurve in 10. Ein Punkt F, wenn die Spannung der Batterie 1 8 V ist, und ein Punkt G, wenn sich die Spannung der Batterie 1 zu einer vorbestimmten Spannung erhöht, werden beispielsweise bestimmt. Die Punkte F, G werden anschließend durch eine Gerade verbunden, um eine Gerade einer linearen Funktion, die eine genäherte Linie der charakteristischen Tastverhältniskurve zum Bestimmen der Schwelle ist, zu erhalten.
Es wird bewirkt, dass die Schwellenschaltung 6 die erhaltene Gerade einer linearen Funktion speichert. Es wird ferner bewirkt, dass die Schwellenschaltung 6 die Schwelle gemäß der gespeicherten Geraden einer linearen Funktion einstellt. Der Spulenstrom kann dadurch ausreichend und nicht übermäßig gemacht werden. Ein elektrischer Strom, mit dem die Relaisspule 10 versorgt wird, kann somit im Wesentlichen konstant gemacht werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, führt die Relaissteuerschaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ein-Aus-Steuerung der Relaisspule 10 (des Lastelements) durch. Die Relaissteuerschaltung stellt die Schwelle gemäß der charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses, bei der sich das Tastverhältnis allmählich mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1 verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses mit einer Erhöhung der Spannung der Batterie 1 allmählich klein wird, ein. Auf diese Weise kann eine Versorgung der Relaisspule 10 mit einer elektrischen Leistung im Wesentlichen konstant gemacht werden, selbst wenn sich die Spannung der Batterie 1 ändert (schwankt). Ein unnötiger Leistungsverbrauch kann dadurch so viel wie möglich reduziert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Im Folgenden ist das vierte Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist eine Laststeuerschaltung, wie zum Beispiel die Leuchtensteuerschaltung oder die Relaissteuerschaltung, die eine analoge Schaltungsanordnung aufweist, exemplarisch dargestellt. Die Laststeuerschaltung, wie zum Beispiel die Leuchtensteuerschaltung oder die Relaissteuerschaltung, kann aus einer Logikschaltung konfiguriert sein.
11 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leuchtensteuerschaltung ähnlich zu der Leuchtensteuerschaltung, die im Detail bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, zeigt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Leuchtensteuerschaltung aus einer Logikschaltung konfiguriert. Wie in 11 gezeigt ist, weist genauer gesagt die Leuchtensteuerschaltung eine Logiksteuereinheit, die eine Digitalwandlungsschaltung 20, eine Tastwandlungsschaltung 21 und eine Ausgangslogikschaltung 22 aufweist, auf. Die Treiberschaltung 8 wird gemäß einem Ausgangssignal von der Logiksteuereinheit gesteuert, wodurch eine Aktivierung und Deaktivierung des Halbleiterschaltelements 2 gesteuert wird.
Die Digitalwandlungsschaltung 20 ist aus einer A-/D-Wandlungsschaltung konfiguriert, die konfiguriert ist, um eine Analog-zu-digital-Wandlung der Spannung der Batterie 1 durchzuführen. Die Spannung der Batterie 1 ist äquivalent zu der Leistungsversorgungsspannung. Die Tastwandlungsschaltung 21 speichert eine Datenabbildung, die durch eine lineare Näherung der im Vorhergehenden beschriebenen Tastverhältnischarakteristik, die in 4 gezeigt ist, erhalten wird, oder eine Funktionsformel, die äquivalent zu der Datenabbildung ist. Die Digitalwandlungsschaltung 20 führt die Analog-digital-Wandlung der Spannung der Batterie 1 durch und gibt ein Signal der gewandelten Spannung aus. Die Tastwandlungsschaltung 21 empfängt das Signal von der Digitalwandlungsschaltung 20. Die Tastwandlungsschaltung 21 stellt somit ein Tastverhältnis, das dem Signal von der Digitalwandlungsschaltung 20 entspricht, gemäß der Datenabbildung oder der Funktionsformel ein. Die Tastwandlungsschaltung 21 erzeugt ein Ausgangssignal, das eine Pulsbreite, die dem Tastverhältnis entspricht, hat. Die Ausgangslogikschaltung 22 ist aus einem UND-Gatter konfiguriert. Die Ausgangslogikschaltung 22 gibt eine logische Summe des Ausgangssignals der Tastwandlungsschaltung 21 und eines Leuchtensignals, das ein Anweisungssignal für eine Aktivierung und Deaktivierung der Leuchte ist, aus. Wenn das Leuchtensignal aktiviert ist, um die Leuchte EIN-zuschalten, erzeugt die Ausgangslogikschaltung 22 ein Ausgangssignal des Tastverhältnisses, das dem Ausgangssignal von der Tastwandlungsschaltung 21 entspricht. Die Treiberschaltung 8 erzeugt somit gemäß dem Ausgangssignal von der Ausgangslogikschaltung 22 ein Ausgangssignal.
Auf diese Weise kann die Leuchtensteuerschaltung aus der Logikschaltung konfiguriert sein. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Leuchtensteuerschaltung, die aus der Logikschaltung konfiguriert ist, einen Effekt äquivalent zu denselben des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels erzeugen.
(Anderes Ausführungsbeispiel)
Bei den vorhergehenden ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist die charakteristische Tastverhältniskurve, die auf eine Erhöhung der Spannung der Batterie 1 bezogen ist, durch Verwenden einer einzelnen Geraden oder von zwei Geraden genähert. Es sei bemerkt, dass die charakteristische Tastverhältniskurve durch Verwenden von drei oder mehr Geraden genähert sein kann. In diesem Fall können Schaltungen, bei denen Zener-Dioden und Widerstandselemente in Reihe geschaltet sind, in einer Zahl vorgesehen sein, die der Zahl von linear genäherten Geraden entspricht, und jede der Schaltungen kann zwischen eine Zener-Diode und einen Widerstand der vorausgehenden Schaltung geschaltet sein.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Gerade einer linearen Funktion, die durch die zwei Punkte F, G der charakteristischen Tastverhältniskurve geht, erhalten, und die charakteristische Tastverhältniskurve wird an die Gerade einer linearen Funktion genähert. Das Verfahren des dritten Ausführungsbeispiels ist ein Beispiel. Tastverhältnisse, die vorbestimmten Spannungen entsprechen, können beispielsweise bestimmt sein, um größer als Tastverhältnisse auf der charakteristischen Tastverhältniskurve zu sein, wenn die Leistungsversorgungsspannung die vorbestimmten Spannungen ist, und eine Gerade einer linearen Funktion kann durch eine lineare Näherung der bestimmten Tastverhältnisse, die den vorbestimmten Spannungen entsprechen, erhalten werden.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel ist die Leuchtensteuerschaltung aus der Logikschaltung konfiguriert. Die Relaissteuerschaltung, die bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ferner aus einer Logikschaltung konfiguriert sein. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird bewirkt, dass die Digitalwandlungsschaltung 20 die Analog-digital-Wandlung der Spannung der Batterie 1 durchführt, und es wird bewirkt, dass die Tastwandlungsschaltung 21 ein Tastverhältnis gemäß der gewandelten Spannung einstellt, um das Ausgangssignal, das dem Tastverhältnis entspricht, zu erzeugen. Die Digitalwandlungsschaltung 20 kann alternativ konfiguriert sein, um eine vorbestimmte Tabelle zu speichern, und das Tastverhältnis kann gemäß der vorbestimmten Tabelle eingestellt werden. Die vorbestimmte Tabelle kann genauer gesagt eine Tabelle, die der Datenabbildung, die durch eine lineare Näherung der Tastverhältnischarakteristik, die in 4 gezeigt ist, erhalten wird, entspricht, oder eine Funktionsformel sein.
Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele zusammenfassend weist eine Laststeuerschaltung eine Schaltervorrichtung 2, die konfiguriert ist, um eine Spannung, die an ein Lastelement 3, 10 angelegt ist, gemäß einer Versorgung mit einer elektrischen Leistung von einer Leistungsquelle 1 zu steuern, eine Treiberschaltung 8, die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und Deaktivierung der Schaltervorrichtung 2 zu steuern, und einen Schaltungsabschnitt 4 bis 7, 20 bis 22, der konfiguriert ist, um ein Tastverhältnis einzustellen, zum Bewirken, dass die Treiberschaltung 8 die Schaltervorrichtung 2 aktiviert, und zum Ausgeben des Tastverhältnisses zu der Treiberschaltung 8 auf. Die Laststeuerschaltung ist konfiguriert, um die Schaltervorrichtung 2 gemäß dem Tastverhältnis zu aktivieren, um die an das Lastelement 3, 10 angelegte Spannung zu steuern. Der Schaltungsabschnitt 4 bis 7, 20 bis 22 ist konfiguriert, um das Tastverhältnis gemäß einer charakteristischen Tastverhältniskurve einzustellen, bei der sich das Tastverhältnis allmählich mit einer Erhöhung einer Leistungsversorgungsspannung verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses mit einer Erhöhung der Leistungsversorgungsspannung allmählich klein wird.
Auf diese Weise wird die Schwelle gemäß der charakteristischen Tastverhältniskurve, bei der sich das Tastverhältnis allmählich mit einer Erhöhung der Leistungsversorgungsspannung verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses mit einer Erhöhung der Leistungsversorgungsspannung allmählich klein wird, eingestellt. Wenn somit das Lastelement eine Leuchte 3 ist, wie zum Beispiel eine Leuchte eines Glühfadentyps, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, kann die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 innerhalb eines konstanten Bereichs geregelt werden, und ein Flackern der Leuchte 3 kann eingeschränkt werden. Wenn alternativ das Lastelement eine Relaisspule 10 ist, kann die Versorgung der Relaisspule 10 mit einer elektrischen Leistung selbst dann im Wesentlichen konstant gemacht werden, wenn sich die Spannung der Batterie 1 ändert (schwankt). Ein unnötiger Leistungsverbrauch kann dadurch so viel wie möglich reduziert werden.
Bei der Laststeuerschaltung ist der Schaltungsabschnitt eine Leuchtensteuerschaltung, die einen Generator 5 einer periodischen Wellenform, der konfiguriert ist, um eine periodische Spannungswellenform zu erzeugen, eine Schwellenspannung 6, die konfiguriert ist, um eine Schwellenspannung Vc zu erzeugen, um mit der periodischen Spannungswellenform verglichen zu werden, und ein Vergleicher 7 aufweist, der konfiguriert ist, um die Wellenform einer periodischen Spannung mit der Schwellenspannung Vc zu vergleichen, ein Tastverhältnis einzustellen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung 8 die Schaltervorrichtung 2 gemäß einem Vergleichsresultat aktiviert, und um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung 8 auszugeben. Die Leuchtensteuerschaltung ist konfiguriert, um die Schaltervorrichtung 2 gemäß dem Tastverhältnis, das von dem Vergleicher 7 zu der Treiberschaltung 8 ausgegeben wird, zu aktivieren, um die Spannung, die an die Leuchte 3, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, angelegt ist, zu steuern. Die Schwellenschaltung 6 ist konfiguriert, um die Schwellenspannung Vc auszugeben, derart, dass die Schwellenspannung Vc eine Beziehung des Tastverhältnisses relativ zu der angelegten Spannung zu der Leuchte 3, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, erfüllt, wobei die Beziehung durch Nähern einer charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses, das eine Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 mit einer Erhöhung der Spannung der Leistungsquelle 1 konstant macht, mit einer Geraden einer linearen Funktion unter Verwendung einer Formel (V² × TASTUNG)^1/2 eines Effektivwerts der angelegten Spannung V, wobei TASTUNG das Tastverhältnis ist, und V die an die Leuchte 3 angelegte Spannung ist, erhalten wird.
Auf diese Weise wird, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3, wie zum Beispiel einer Leuchte eines Glühfadentyps, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, innerhalb eines bestimmten Bereichs zu steuern, das Tastverhältnis der Taststeuerung derart bestimmt, dass die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 selbst dann konstant wird, wenn sich die Spannung der Leistungsquelle 1 ändert. Die Kurve, die die Beziehung zwischen dem Tastverhältnis und der Spannung V der Leistungsquelle 1, die dem Tastverhältnis 1 entspricht, darstellt, wird ferner an die Gerade einer linearen Funktion genähert. Die Schwellenschaltung 6 stellt somit die Schwellenspannung Vc ein, um die Charakteristik der genäherten Geraden einer linearen Funktion zu erzeugen. Die Steigung der genäherten Geraden einer linearen Funktion wird basierend auf der Beziehung zwischen dem Tastverhältnis und dem Effektivwert (V² × TASTUNG)^1/2 der Spannung, die an die Leuchte 3 angelegt ist, berechnet. Die lineare Näherung kann daher korrekt durchgeführt werden, um zu ermöglichen, dass die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 weiter konstant gemacht wird. Die Leuchtensteuerschaltung, die konfiguriert ist, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, innerhalb eines konstanten Bereichs zu regeln und ein Flackern der Leuchte 3 einzuschränken, kann erzeugt werden.
Die Schwellenschaltung 6 kann genauer gesagt konfiguriert sein, um die Spannung der Leistungsquelle 1 durch Verwenden eines Spannungsteilerwiderstands, der ein erstes Widerstandselement R1 und ein zweites Widerstandselement R2 aufweist, zu teilen, um dadurch die Schwellenspannung Vc zu erzeugen, die die Beziehung des Tastverhältnisses relativ zu der angelegten Spannung erfüllt, wobei die Beziehung durch die Gerade einer linearen Funktion genähert ist.
Die Schwellenschaltung 6 kann eine erste Zener-Diode ZD1 auf einer hohen Seite des ersten Widerstandselement R1 und des zweiten Widerstandselements R2 aufweisen. Wenn die Spannung der Leistungsquelle 1 größer als oder gleich einer Zener-Durchbruchsspannung der ersten Zener-Diode ZD1 wird, kann der Spannungsteilerwiderstand, der das erste Widerstandselement R1 und das zweite Widerstandselement R2 aufweist, die Spannung teilen, um dadurch das Tastverhältnis einzustellen.
Die Schwellenschaltung 6 kann konfiguriert sein, um einen variablen Bereich der Spannung der Leistungsquelle 1 in zwei Regionen zu teilen, eine lineare Näherung in den zwei Regionen durch zwei Geraden einer linearen Funktion durchzuführen, zu bewirken, dass die erste Zener-Diode ZD1 und das erste und das zweite Widerstandselement R1, R2 die Schwellenspannung Vc aus einer Spannung bei einem Steuerstartpunkt einer Taststeuerung zu einem Teilpunkt erzeugen, und um zu bewirken, dass die erste und die zweite Zener-Diode ZD1, ZD2 und die ersten bis dritten Widerstandselemente R1 bis R3 die Schwellenspannung Vc von dem Teilpunkt zu einem Punkt, bei dem die Spannung der Leistungsquelle 1 ein maximaler Wert in dem variablen Bereich wird, erzeugen, wobei eine Schaltung, die die zweite Zener-Diode ZD2 und das dritte Widerstandselement R3, die in Reihe geschaltet sind, aufweist, zu dem zweiten Widerstandselement R2 bei einem Zwischenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstandselement R1, R2 parallel geschaltet ist.
Die lineare Näherung kann somit auf diese Weise durchgeführt werden. Wenn eine lineare Näherung durch Verwenden von zwei Geraden auf diese Weise durchgeführt wird, kann die Abweichung zwischen einer tatsächlichen charakteristischen Tastkurve und den genäherten Geraden einer linearen Funktion verglichen mit einer linearen Näherung, die eine einzelne Gerade verwendet, reduziert werden. Die lineare Näherung kann daher ferner korrekt durchgeführt werden, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3 konstant zu machen. Die Leuchtensteuerschaltung, die konfiguriert ist, um die Beleuchtungsstärke der Leuchte 3, wie zum Beispiel einer Leuchte eines Glühfadentyps, die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, an eine konstante Beleuchtungsstärke zu nähern und das Flackern der Leuchte 3 einzuschränken, kann somit erzeugt werden.
Bei der Laststeuerschaltung ist der Schaltungsabschnitt eine Relaissteuerschaltung, die einen Generator 5 einer periodischen Wellenform, der konfiguriert ist, um eine periodische Spannungswellenform zu erzeugen, eine Schwellenschaltung 6, die konfiguriert ist, um eine Schwellenspannung Vc, um mit der periodischen Spannungswellenform verglichen zu werden, zu erzeugen, und einen Vergleicher 7, der konfiguriert ist, um die periodische Spannungswellenform mit der Schwellenspannung Vc zu vergleichen, ein Tastverhältnis einzustellen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung 8 die Schaltervorrichtung 2 gemäß einem Vergleichsresultat aktiviert, und das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung 8 auszugeben, aufweist. Die Relaissteuerschaltung ist konfiguriert, um die Schaltervorrichtung 2 gemäß dem Tastverhältnis, das von dem Vergleicher 7 zu der Treiberschaltung 8 ausgegeben wird, um einen Spulenstrom, mit dem eine Relaisspule 10 versorgt wird, zu steuern, zu aktivieren, um dadurch einen Relaisschalter zu aktivieren. Die Schwellenschaltung 6 ist konfiguriert, um eine Gerade einer linearen Funktion gemäß der charakteristischen Tastverhältniskurve derart zu nähern, dass ein Tastverhältnis auf der Geraden einer linearen Funktion, das einer vorbestimmten Spannung entspricht, verglichen mit einem Tastverhältnis, das einer Leistungsversorgungsspannung, die die vorbestimmte Spannung auf der charakteristischen Tastverhältniskurve ist, entspricht, größer wird, um das Tastverhältnis unter Verwendung der Geraden einer linearen Funktion einzustellen, und um die Schwellenspannung Vc auszugeben, um das Tastverhältnis zu bewirken.
Auf diese Weise kann, selbst wenn sich die Leistungsversorgungsspannung ändert (schwankt), eine Versorgung der Relaisspule 10 mit einer elektrischen Leistung im Wesentlichen konstant gemacht werden. Dadurch kann ein unnötiger Leistungsverbrauch soviel wie möglich reduziert werden.
Es sollte offensichtlich sein, dass, obwohl die Verfahren der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hierin als eine spezifische Folge von Schritten aufweisend beschrieben sind, weitere alternative Ausführungsbeispiele, die verschiedene andere Folgen dieser Schritte und/oder zusätzliche Schritte, die hierin nicht offenbart sind, aufweisen, innerhalb der Schritte der vorliegenden Erfindung sein sollen.
Verschiedene Modifikationen und Abwandlungen können an den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verschieden vorgenommen sein, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Laststeuerschaltung mit: einer Schaltervorrichtung (2), die konfiguriert ist, um eine Spannung, die an ein Lastelement (3, 10) angelegt ist, gemäß einer Versorgung mit einer elektrischen Leistung von einer Leistungsquelle (1) zu steuern; einer Treiberschaltung (8), die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und Deaktivierung der Schaltervorrichtung (2) zu steuern; und einem Schaltungsabschnitt (4 bis 7, 20 bis 22), der konfiguriert ist, um ein Tastverhältnis einzustellen und um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung (8) auszugeben, zum Bewirken, dass die Treiberschaltung (8) die Schaltervorrichtung (2) aktiviert, wobei die Treiberschaltung (8) konfiguriert ist, um die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Tastverhältnis zu aktivieren, um die Spannung, die an das Lastelement (3, 10) angelegt ist, zu steuern, und der Schaltungsabschnitt (4 bis 7, 20 bis 22) ferner konfiguriert ist, um das Tastverhältnis gemäß einer abschnittsweisen nicht-linearen charakteristischen Tastverhältniskurve einzustellen, bei der sich das Tastverhältnis mit einer Erhöhung einer Spannung der Leistungsquelle (1) allmählich verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses in dem dem nicht-linearen Abschnitt entsprechenden Spannungsbereich der Leistungsquelle (1) mit steigender Spannung der Leistungsquelle (1) allmählich abnimmt, wobei der Schaltungsabschnitt eine Leuchtensteuerschaltung ist, die folgende Merkmale aufweist: einen Generator (5) einer periodischen Wellenform, der konfiguriert ist, um eine periodische Spannungswellenform zu erzeugen; eine Schwellenschaltung (6), die konfiguriert ist, um eine Schwellenspannung (Vc), die mit der periodischen Spannungswellenform zu vergleichen ist, zu erzeugen; und einen Vergleicher (7), der konfiguriert ist, um die periodische Spannungswellenform mit der Schwellenspannung (Vc) zu vergleichen, um ein Vergleichsresultat zu erhalten; ein Tastverhältnis einzustellen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung (8) die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Vergleichsresultat aktiviert; und das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung (8) auszugeben, wobei der Vergleicher (7) konfiguriert ist, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung (8) die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Tastverhältnis, das zu der Treiberschaltung (8) ausgegeben wird, aktiviert, um eine Spannung, die an die Leuchte (3), die eine nichtlineare Spannungs-Beleuchtungsstärken-Charakteristik hat, angelegt ist, zu steuern, und die Schwellenschaltung (6) konfiguriert ist, um die Schwellenspannung (Vc) derart auszugeben, dass die Schwellenspannung (Vc) eine Beziehung erfüllt, die durch Nähern einer charakteristischen Kurve des Tastverhältnisses, das eine Beleuchtungsstärke der Leuchte (3) mit einer Erhöhung einer Spannung der Leistungsquelle (1) im Wesentlichen konstant macht, durch eine Gerade als eine lineare Funktion unter Verwendung einer Formel (V² × TASTUNG)^1/2 eines Effektivwerts einer Spannung, die an die Leuchte (3) angelegt ist, erhalten wird, wobei TASTUNG das Tastverhältnis ist, und V die an die Leuchte (3) angelegte Spannung ist.
Laststeuerschaltung nach Anspruch 1, bei der die Schwellenschaltung (6) einen Spannungsteilerwiderstand aufweist, der ein erstes Widerstandselement (R1) und ein zweites Widerstandselement (R2) aufweist, und die Schwellenschaltung (6) ferner konfiguriert ist, um die Spannung der Leistungsquelle (1) durch Verwenden des Spannungsteilerwiderstands zu teilen, um die Schwellenspannung (Vc), die die Beziehung erfüllt, zu erzeugen.
Laststeuerschaltung nach Anspruch 2, bei der die Schwellenschaltung (6) ferner eine erste Zener-Diode (ZD1) auf einer hohen Seite des ersten Widerstandselements (R1 und des zweiten Widerstandselements (R2) aufweist, und der Spannungsteilerwiderstand, der das erste Widerstandselement (R1) und das zweite Widerstandselement (R2) aufweist, konfiguriert ist, um die Spannung zu teilen, um das Tastverhältnis einzustellen, wenn die Spannung der Leistungsquelle (1) größer als eine oder gleich einer Zener-Durchbruchsspannung der ersten Zener-Diode (ZD1) wird.
Laststeuerschaltung nach Anspruch 3, bei der die Schwellenschaltung (6) ferner eine zweite Zener-Diode (ZD2) und ein drittes Widerstandselement (R3) aufweist, ein variabler Bereich der Spannung der Leistungsquelle (1) in eine erste Region und eine zweite Region durch eine Teilpunktspannung geteilt ist, wobei die charakteristische Kurve des Tastverhältnisses durch zwei Geraden als lineare Funktionen in der ersten Region und der zweiten Region genähert ist, wobei die Schwellenschaltung (6) ferner konfiguriert ist, um zu bewirken, dass die erste Zener-Diode (ZD1), das erste Widerstandselement (R1) und das zweite Widerstandselement (R2) die Schwellenspannung (Vc) in der ersten Region aus einer Spannung bei einem Steuerstartpunkt einer Taststeuerung zu der Teilpunktspannung erzeugen; und zu bewirken, dass die erste Zener-Diode (ZD1), die zweite Zener-Diode (ZD2), das erste Widerstandselement (R1), das zweite Widerstandselement (R2) und das dritte Widerstandselement (R3) die Schwellenspannung (Vc) in der zweiten Region von der Teilpunktspannung zu einer maximalen Spannung der Leistungsquelle (1) in dem variablen Bereich erzeugen, wobei die zweite Zener-Diode (ZD2) und das dritte Widerstandselement (R3), die in Reihe geschaltet sind, ferner zu dem zweiten Widerstandselement (R2) bei einem Zwischenpunkt zwischen dem ersten Widerstandselement (R1) und dem zweiten Widerstandselement (R2) parallel geschaltet sind.
Laststeuerschaltung mit einer Schaltervorrichtung (2), die konfiguriert ist, um eine Spannung, die an ein Lastelement (3, 10) angelegt ist, gemäß einer Versorgung mit einer elektrischen Leistung von einer Leistungsquelle (1) zu steuern; einer Treiberschaltung (8), die konfiguriert ist, um eine Aktivierung und Deaktivierung der Schaltervorrichtung (2) zu steuern; und einem Schaltungsabschnitt (4 bis 7, 20 bis 22), der konfiguriert ist, um ein Tastverhältnis einzustellen und um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung (8) auszugeben, zum Bewirken, dass die Treiberschaltung (8) die Schaltervorrichtung (2) aktiviert, wobei die Treiberschaltung (8) konfiguriert ist, um die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Tastverhältnis zu aktivieren, um die Spannung, die an das Lastelement (3, 10) angelegt ist, zu steuern, und der Schaltungsabschnitt (4 bis 7, 20 bis 22) ferner konfiguriert ist, um das Tastverhältnis gemäß einer abschnittsweisen nicht-linearen charakteristischen Tastverhältniskurve einzustellen, bei der sich das Tastverhältnis mit einer Erhöhung einer Spannung der Leistungsquelle (1) allmählich verringert, und eine Verringerung des Tastverhältnisses in dem dem nicht-linearen Abschnitt entsprechenden Spannungsbereich der Leistungsquelle (1) mit steigender Spannung der Leistungsquelle (1) allmählich abnimmt, wobei der Schaltungsabschnitt eine Relaissteuerschaltung mit folgenden Merkmalen ist: einem Generator (5) einer periodischen Wellenform, der konfiguriert ist, um eine periodische Spannungswellenform zu erzeugen; einer Schwellenschaltung (6), die konfiguriert ist, um eine Schwellenspannung (Vc) zu erzeugen, um mit der periodischen Spannungswellenform verglichen zu werden; und einem Vergleicher (7), der konfiguriert ist, um die periodische Spannungswellenform mit der Schwellenspannung (Vc) zu vergleichen, um ein Vergleichsresultat zu erhalten, ein Tastverhältnis einzustellen, um zu bewirken, dass die Treiberschaltung (8) die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Vergleichsresultat aktiviert, und das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung (8) auszugeben, wobei der Vergleicher (7) konfiguriert ist, um das Tastverhältnis zu der Treiberschaltung (8) auszugeben, um die Schaltervorrichtung (2) gemäß dem Tastverhältnis zu aktivieren, um einen Spulenstrom, mit dem eine Relaisspule (10) versorgt wird, zu steuern, um dadurch einen Relaisschalter zu aktivieren, und die Schwellenschaltung (6) konfiguriert ist, um die abschnittsweise nicht-lineare charakteristische Tastverhältniskurve durch eine Gerade als eine lineare Funktion derart zu nähern, dass ein Tastverhältnis, das auf der Geraden als lineare Funktion ist und einer vorbestimmten Spannung entspricht, größer als ein Tastverhältnis, das auf der abschnittsweisen nicht-linearen charakteristischen Tastverhältniskurve ist und einer Leistungsversorgungsspannung, die die vorbestimmte Spannung ist, entspricht, wird, das Tastverhältnis unter Verwendung des angenäherten charakteristischen Tastverhältnis einzustellen, und die Schwellenspannung (Vc) auszugeben, um das Tastverhältnis zu bewirken.