DE10201852A1 - Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung - Google Patents
Entladungslampen-BeleuchtungseinrichtungInfo
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Abstract
Eine Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung weist eine Spannungserhöhungsschaltung (2) zum Erhöhen der Spannung einer Gleichspannungsversorgungsquelle (1) in Reaktion auf den Ein/Ausschaltbetrieb eines Schaltelements (2c) auf, eine Entladungsstartschaltung (9) zur Durchführung des Startens der Entladung einer Entladungslampe (10) entsprechend der erhöhten Gleichspannung, eine Spannungsmeßschaltung (5) zur Feststellung der erhöhten Gleichspannung, eine Steuerschaltung (7b) zur Ausgabe eines Impulses, der durch Impulsbreitenmodulation moduliert ist, an das Schaltelement (2c), und eine Steuerschaltung (7a) zum Steuern des Impulses, der von der Steuerschaltung (7b) an das Schaltelement (2c) ausgegeben wird, auf solche Weise, dass dessen Durchgang intermittierend gesperrt und freigeschaltet wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung, die als Lichtquelle für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer verwendet wird.
Fig. 13 ist ein Schaltbild einer herkömmlichen
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung, und in der Figur
ist mit 1 eine Gleichspannungsquelle bezeichnet,
beispielsweise eine Batterie, mit 2 eine
Spannungserhöhungsschaltung zur Erhöhung der Spannung der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1, und in der
Spannungserhöhungsspannung 2 bezeichnet 2a eine
Primärwicklung eines Transformators, die an die
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 angeschlossen ist, 2b eine
Sekundärwicklung zur Abgabe der erhöhten Spannung, 2c ein
Schaltelement, das mit der Gleichspannungsversorgungsquelle
1 und der Primärwicklung 2a verbunden ist, 2d eine an die
Sekundärwicklung 2b angeschlossene Diode, und 2e einen
Kondensator. Weiterhin bezeichnet 3 eine Masseleitung, und
4 einen Strommeßwiderstand zur Feststellung des Ausgangsstrom
der Spannungserhöhungsschaltung 2.
5 bezeichnet eine Spannungsmeßschaltung zur Feststellung der
Spannung Va, die zur negativen Seite hin durch die
Spannungserhöhungsschaltung 2 erhöht wurde, und in der
Spannungsmeßschaltung 5 bezeichnet VDD eine Versorgungsquelle
von 5 V, und sind Widerstände mit 5a und 5b bezeichnet.
6 bezeichnet eine Wechselrichterschaltung, in welcher
Schaltelemente 6a-6d vorgesehen sind. 7 bezeichnet eine
Steuereinheit zum Steuern des Schaltelements 2c und eines
Treibers 8, der zum Treiben der Wechselrichterschaltung
6 verwendet wird. 9 bezeichnet eine
Entladungsstarterschaltung, bei welcher mit 9a ein
Transformator bezeichnet ist, mit 9b ein
Entladungsröhrenschalter, und mit 9c ein Kondensator.
Weiterhin bezeichnet 10 eine Entladungslampe mit Elektroden
10a und 10b.
Fig. 14 ist ein Schaltbild, das die Einzelheiten der
herkömmlichen Steuereinheit zeigt, und die Steuereinheit 7 in
Fig. 13 weist Steuerschaltungen 7a, 7b und 7c auf, eine
Schnittstelle 7d (nachstehend als I/F 7d bezeichnet), sowie
einen Mikrocomputer 7e in Fig. 14. Weiterhin sind Leitungen
A bis E in Fig. 13 an A bis E in Fig. 14 angeschlossen.
In der Figur weist die Steuerschaltung 7a einen
Operationsverstärker B1 auf, die Versorgungsquelle VDD,
Widerstände R1 bis R3, und eine Diode D2, weist die
Steuerschaltung 7b einen Komparator A2 auf, die
Versorgungsquelle VDD, eine Versorgungsquelle VCC
(Versorgungsquelle für 8 V), Widerstände r3 bis r7, sowie
Kondensatoren C1 und C2, und weist die Steuerschaltung 7c
eine Diode D1 auf, einen Operationsverstärker A3, einen
Widerstand r8, und einen Kondensator C3.
Nunmehr wird nachstehend der Betriebsablauf der wie
voranstehend geschildert ausgebildeten Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung beschrieben.
Wenn in Fig. 13 die Gleichspannung der Versorgungsquelle 1
der Spannungserhöhungsschaltung 2 zugeführt wird, und.
gleichzeitig die Steuereinheit 7 zu arbeiten beginnt, gibt
die Steuereinheit 7 ein Impulssignal mit einer bestimmten
Frequenz und einem bestimmten Tastverhältniswert an das Gate
des Schaltelements 2c aus, um so das Schaltelement 2c ein-
und auszuschalten. Weiterhin schickt die Steuereinheit 7 ein
Signal an die Treiberschaltung 8. Daraufhin schickt die
Treiberschaltung 8 ein Signal an die Gates der Schaltelemente
6a und 6d, um die Schaltelemente 6a und 6d ein- und
auszuschalten. Das Tastverhältnis des Impulssignals, das dem
Gate des Schaltelements 2c zugeführt wird, kann gesteuert
durch die Steuereinheit 7 variiert werden.
Während des Zeitraums, in welchem das Schaltelement 2c
eingeschaltet ist, wird Strom von der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 der Primärwicklung 2a
zugeführt, und wird elektromagnetische Energie in der
Primärwicklung 2a gesammelt. Dadurch tritt eine induzierte
elektromotorische Gegenkraft in der Sekundärwicklung 2b auf,
jedoch ist eine entgegengesetzte Vorspannung an die Diode 2d
angelegt, und fließt kein Strom in der Sekundärseite der
Spannungserhöhungsschaltung 2. Während des Zeitraums, in
welchem das Schaltelement 2c ausgeschaltet ist, tritt eine
induzierte elektromotorische Gegenkraft in der
Sekundärwicklung 2b auf, wird eine Spannung in
Vorwärtsrichtung an die Diode 2d angelegt, und wird eine
Schleife durch die Sekundärwicklung 2b, die Diode 2d und den
Kondensator 2e gebildet, so dass die elektromagnetische
Energie, die sich in der Primärwicklung 2a während des
Einschaltzeitraums angesammelt hat, in dem Kondensator 2e als
elektrostatische Energie über die Diode 2d angesammelt wird.
Eine entsprechende Spannung Va tritt in der Sekundärseite der
Spannungserhöhungsschaltung 2 auf. Das Ein- und Ausschalten
des Schaltelements 2c wird durch die Impulssignalform von der
Steuereinheit 7 wiederholt, und die Spannung Va wird
allmählich zur negativen Seite hin erhöht.
Die Spannung Va wird der Spannungsmeßschaltung 5 zugeführt,
durch die Widerstände 5a bis 5d geteilt, und der
Steuereinheit 7 zugeführt. Die Steuereinheit 7 gibt weiterhin
an das Gate des Schaltelements 2c ein Impulssignal mit einem
festen Zyklus ab, das einen vorbestimmten Wert aufweist,
beispielsweise einen bestimmten Tastverhältniswert, welcher
gehalten wird, wenn die Spannung Va -480 V erreicht. Um die
Spannung Va auf -480 V zu halten, bis die Entladungslampe 10
zu leuchten beginnt, wird das Tastverhältnis auf einen
kleinen Wert in der Größenordnung von 10 bis 50% in der
Steuerschaltung 7a in Fig. 14 gesteuert. Zu diesem Zeitpunkt
sinkt die Ausgangsspannung des Operationverstärkers B1 ab,
wird die Diode D2 elektrisch leitend, und zieht die
elektrische Ladung des Kondensators C1 ab, so dass das
Tastverhältnis auf etwa 10 bis 50% absinkt. Weiterhin leitet
die Diode D1 nicht unmittelbar vor und nach dem Starten der
Beleuchtung. Da die Schaltelemente 6a und 6d eingeschaltet
sind, wird im wesentlichen die Spannung Va zwischen beiden
Elektroden der Entladungslampe 10 angelegt.
Nach Ablauf einer gewissen Zeit, seit dem die Spannung Va den
Wert von -480 V erreicht hat, wird dann, wenn die
Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden des
Entladungsröhrenschalters 9b der Entladungsstarterschaltung
9, oder die Spannungsdifferenz des Kondensators 9c,
beispielsweise etwa 400 V erreicht, der
Entladungsröhrenschalter 9b eingeschaltet, und fließt ein
Strom durch die Primärwicklung des Transformators 9a, so dass
ein Hochspannungsimpuls von etwa 20 Kv in der
Sekundärwicklung erzeugt wird, und dieser Hochspannungsimpuls
wird an die Entladungslampe 10 angelegt, um einen Durchbruch
zwischen den beiden Elektroden der Entladungslampe 10
hervorzurufen, und dann fließt ein Strom durch die
Entladungslampe 10, die zu leuchten beginnt.
Daraufhin steigt die Spannung Va der Elektrode 10b der
Entladungslampe 10 schnell von -480 V aus an, und wird die
Spannung der Elektrode 10a gleich einem Wert, den man durch
Multiplizieren des durch die Entladungslampe 10 fließenden
Stroms mit dem Wert des Strommeßwiderstands 4 erhält. Der
schnelle Anstieg der Spannung Va wird von der
Spannungsmeßschaltung 5 festgestellt, und der geteilte Wert
der Spannung Va wird der Steuereinheit 7 zugeführt. Zu diesem
Zeitpunkt stellt die Steuereinheit 7 das erfolgreiche Starten
der Entladungslampe 10 fest, und setzt das Einschalten der
Schaltelemente 6a und 6d fort, etwa einige zehn msec, nachdem
die Entladungslampe 10 zu leuchten begonnen hat. Durch den
schnellen Anstieg des Wertes der Spannung Va unmittelbar nach
dem Durchbruch der Entladungslampe 10 wird die
elektrostatische Energie, die sich in dem Kondensator 2e
angesammelt hat, als Strom an die Entladungslampe 10
geliefert, etwa einige zehn bis einige hundert µsec lang
(Entladungswachstumszeitraum). Danach wird durch den
Einschalt/Ausschaltbetrieb des Schaltelements 2c
elektrostatische Energie erneut dem Kondensator 2e zugeführt,
und wird ein Strom an die Entladungslampe 10 geliefert.
Unmittelbar nach dem Durchbruch nimmt auch das Ausgangssignal
des Operationverstärkers Bl zu, da die Spannung Va ansteigt,
leitet die Diode D2 nicht, und wird mit der Wiederaufladung
des Kondensators C1 begonnen, und danach wird das
Tastverhältnis gesteuert durch die Steuerschaltung 7c
festgelegt.
Die Schaltelemente 6a und 6d befinden sich im
Einschaltzustand über etwa einige zehn msec nach dem Starten
der Entladungslampe 10, legen eine Gleichspannung an die
Entladungslampe 10 an, um die Entladung zu stabilisieren, und
danach wird ein Signal von der Steuereinheit 7 an eine
Eingangsklemme der Treiberschaltung 8 geschickt, und wird
dann ein Signal von der Treiberschaltung 8 zum Einschalten
der Schaltelemente 6b und 6c abgegeben, wodurch verursacht
wird, dass ein Strom in entgegengesetzter Richtung durch die
Entladungslampe 10 etwa einige 10 µsec lang fließt. Danach
wird ein Signal von der Treiberschaltung 8 abgegeben, um
abwechselnd die Schaltelemente 6a und 6d sowie die
Schaltelemente 6b und 6c ein- und auszuschalten, um die
Entladungslampe 10 im Wechselspannungsbetrieb leuchten zu
lassen, was den Übergang der Entladungslampe 10 in einen
stabilen Zustand gestattet.
In dem Gleichspannungs-Beleuchtungszeitraum über einige zehn
µsec nach Starten der Beleuchtung und dem nachfolgenden
Wechselspannungs-Beleuchtungszeitraum, wie voranstehend
beschrieben, wird der Wert des der Entladungslampe 10
zugeführten Stroms auf der Grundlage des Signals von dem
Strommeßwiderstand 4 und der Spannungsmeßschaltung 5
bestimmt, und wird das Tastverhältnis zum Einschalten und
Ausschalten des Schaltelements 2c durch die Steuerschaltung
7c so gesteuert, dass die Entladungslampe 10 ständig
leuchtet, so dass die Spannung Va zwischen den beiden
Elektroden der Entladungslampe 10 und das in Fig. 15
gezeigte Strommuster wie vorher festgelegt zur Verfügung
gestellt werden. Fig. 15 ist die
Spannungs/Stromcharakteristik, die beispielsweise die
Anforderungen eines Maximalstroms von 2,6 A, einer
Maximalleistung von 75 W, und einer Leistung von 34 W während
des stabilen Zustands erfüllt. Die Spannung Vb ist die
Spannung zwischen den Elektroden der Entladungslampe 10 im
stabilen Zustand.
Fig. 16 zeigt schematisch den Strom 11, der durch die
Entladungslampe 10 während des Entladungswachstumszeitraums
unmittelbar nach dem Durchbruch fließt, den Strom 12, der von
dem Kondensator 2e an die Entladungslampe 10 geliefert wird,
und den Strom 13, der von der Sekundärwicklung 2b zur Diode
2d fließt, in einem Fall, in welchem die Entladungslampe 10
ausgeschaltet wird, nachdem sie eine ausreichend lange Zeit
geleuchtet hat, und bald wieder zum Leuchten veranlaßt wird.
Der Strom 13 wird dem Kondensator 2e und der Entladungslampe
10 zugeführt, aber wenn der Anstieg des Stroms 13 verzögert
wird, wird der durch die Entladungslampe 10 fließende Strom
etwa gegen Ende des Entladungswachstumszeitraums geringer, so
dass gegen Ende der Zufuhr des Stroms von dem Kondensator 2e
an die Entladungslampe 10 diese abgeschaltet wird. Aus diesem
Grund kann, wie in Fig. 17A gezeigt, bei der Entladungslampe
10 leicht ein Beleuchtungsausfall zu diesem Zeitpunkt
auftreten. Wenn die Entladungslampe 10 in Betrieb genommen
wird, nachdem sie ausreichend lange abgeschaltet war, ist der
durch die Entladungslampe 10 fließende Strom höher als im
voranstehenden geschilderten Fall, so dass kaum ein
Beleuchtungsfehler gegen Ende des
Entladungswachstumszeitraums hervorgerufen wird.
Um den durch die Entladungslampe 10 fließenden Strom zu
erhöhen müßte man nur den Strom 13 während des
Entladungswachstumszeitraums erhöhen. Allerdings ist für die
Steuereinheit 7 schwierig, den Strom 13 durch Erhöhung des
Tastverhältnis von einem kleineren Wert von etwa 10 bis 50%
zu erhöhen, unmittelbar vor dem Starten der Beleuchtung, auf
einen höheren Wert, beispielsweise auf etwa 70 bis 90% in
dem sehr kurzen Entladungswachstumszeitraum. Der Grund
hierfür besteht darin, dass die Reaktionszeit der Steuerung
zum Ändern des Tastverhältnisses in der Steuerschaltung 7 auf
der Grundlage des von der Spannungsmeßschaltung 5 zugeführten
Signals nach dem Entladungswachstumszeitraum kürzer ist. Die
Spannung, die von der Spannungsmeßschaltung 5 einer
Steuerschaltung 7a zugeführt wird, wird über den
Operationsverstärker B1 und eine CR-Schaltung zugeführt, die
aus Widerständen r3 und r4 und einem Kondensator C1 besteht,
und wird einem Komparator A2 zugeführt, der das
Tastverhältnis festlegt. Durch die dem Komparator A2
zugeführte Spannung wird eine Rechtecksignalform mit einem
bestimmten Tastverhältnis erzeugt, und dem Gate des
Schaltelements 2c zugeführt. Der Kondensator C1 dient dazu,
den Komparator A2 gegen einen plötzlichen Spannungsstoß zu
schützen. Die Zeitkonstante der Kombination aus
Operationsverstärker B1 und der CR-Schaltung ist größer als
der Entladungswachstumszeitraum, und daher kann keine
derartige Steuerung erfolgen, dass das Tastverhältnis einen
größeren Wert von 70 bis 90% innerhalb des sehr kurzen
Entladungswachstumszeitraums von etwa einigen zehn bis etwa
einigen hundert µsec annimmt.
Als Beispiel für eine herkömmliche Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung auf der Grundlage des voranstehend
geschilderten Steuersystems läßt sich beispielsweise jene
angeben, die in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2875129 beschrieben wird.
Da die herkömmliche Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung
wie voranstehend geschildert aufgebaut ist, ist es schwierig,
das optimale Tastverhältnis für die Rechtecksignalform
festzulegen, die an das Schaltelement 2c geliefert wird, bei
Änderungen der Ausgangsspannung und des Stroms der
Spannungserhöhungsschaltung 2, innerhalb des sehr kurzen
Entladungswachstumszeitraums von einigen zehn bis einigen
hundert µsec unmittelbar nach dem Durchbruch der
Entladungslampe 10, und tritt die Schwierigkeit auf, dass der
Ausgangsstrom der Sekundärseite der
Spannungserhöhungsschaltung 2 nicht unmittelbar nach dem
Durchbruch der Entladungslampe 10 schnell erhöht werden kann,
und dass nach Lieferung in dem Kondensator 2e angesammelten
elektrostatischen Energie an die Entladungslampe 10 als Strom
ein Zeitraum auftritt, in welchem der der Entladungslampe 10
zugeführte Strom schnell abnimmt, so dass zu diesem Zeitpunkt
leicht ein Beleuchtungsausfall in der Entladungslampe 10
auftritt.
Die Erfindung wurde zur Lösung des voranstehend geschilderten
Problems entwickelt, und ihr Ziel besteht in der
Bereitstellung einer Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung, bei welcher der Ausgangsstrom der
Spannungserhöhungsschaltung während des
Entladungswachstumszeitraums nach dem Durchbruch der
Entladungslampe erhöht wird, um den Beleuchtungsausfall der
Entladungslampe auszuschalten.
Die Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung weist eine erste Steuerschaltung zur
Ausgabe eines impulsbreitenmodulierten Impulses an das
Schaltelement einer Spannungserhöhungsschaltung auf, und eine
zweite Steuerschaltung zum Steuern des Impulses, der von der
ersten Steuerschaltung an das Schaltelement ausgegeben wird,
auf solche Weise, dass dessen Durchgang intermittierend
freigeschaltet und gesperrt wird, damit die Gleichspannung,
die von der Spannungsmeßschaltung festgestellt wird, gleich
einer vorbestimmten Spannung wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die erste
Steuerschaltung so ausgebildet sein, dass sie eine
Impulsbreitenmodulation durchführt, um das Tastverhältnis des
Impulses, der unmittelbar vor und nach dem Starten der
Entladungslampe ausgegeben wird, auf einem höheren Wert zu
halten.
Die Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine dritte
Steuerschaltung aufweisen, welche das Starten der Beleuchtung
der Entladungslampe entsprechend der Gleichspannung bestimmt,
die von der Spannungsmeßschaltung festgestellt wird, und die
Impulsbreitenmodulation durch die erste Steuerschaltung so
steuert, dass das Tastverhältnis des Ausgangsimpulses von dem
größeren Wert auf einen kleineren Wert geändert wird, während
des Zeitraums von etwa einigen zehn bis etwa einigen hundert
µsec nach dem Starten der Entladungslampe.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schaltbild der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Schaltbild mit Einzelheiten der Steuerschaltung
gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 3A bis 3C Impulssignalformen, die am Komparator in
der Steuerschaltung der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung zugeführt und abgegeben
werden;
Fig. 4A bis 4C erläuternde Ansichten, welche die
Ausgangsspannung der Spannungserhöhungsschaltung
und die Signalformen zeigen, welche dem Gate des
Schaltelements zugeführt werden;
Fig. 5 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem
Minimalwert des durch die Entladungslampe
fließenden Stroms und dem maximalen Tastverhältnis;
Fig. 6 ein Schaltbild mit Einzelheiten der Steuerschaltung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 die Änderung des Tastverhältnisses als Simulation;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der
Ausgangsstromsignalformen als Simulation;
Fig. 9 eine Darstellung der Änderung des Tastverhältnisses
bei der ersten und zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ein Schaltbild mit Einzelheiten der Steuerschaltung
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Schaltbild eines Teils der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Signalformdiagramm mit im wesentlichen
dreiecksförmigen Signalen, die dem Komparator gemäß
der vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zugeführt werden;
Fig. 13 ein Schaltbild der herkömmlichen Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung;
Fig. 14 ein Schaltbild mit Einzelheiten der herkömmlichen
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung;
Fig. 15 das Strom-Spannungssteuermuster der
Entladungslampe;
Fig. 16 eine Darstellung der Signalformen der Ströme, die
in den Schaltungen der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung fließen; und
Fig. 17A und 17B Signalformdiagramme von Signalformen des
Stroms, der unmittelbar nach dem Starten der
Beleuchtung durch die Entladungslampe fließt.
Fig. 1 ist ein Schaltbild der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und in der Figur bezeichnet das
Bezugszeichen 1 eine Gleichspannungsversorgungsquelle,
beispielsweise eine Batterie, und 2 eine
Spannungserhöhungsschaltung zur Erhöhung der Spannung der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1, und in der
Spannungserhöhungsschaltung 2 bezeichnet 2a eine
Primärwicklung eines Transformators, der mit der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 verbunden ist, 2b
bezeichnet eine Sekundärwicklung zur Ausgabe der erhöhten
Spannung, 2c bezeichnet ein Schaltelement, das an die
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 und die Primärwicklung 2a
angeschlossen ist, 2d bezeichnet eine Diode, und 2e einen
Kondensator. Eine Klemme der Primärwicklung 2a ist an die
positive Elektrode der Gleichspannungsversorgungsquelle 1
angeschlossen, und die andere Klemme ist mit der Drain-Klemme
des Schaltelements 2c verbunden. Die Source-Klemme des
Schaltelements 2c ist an die negative Elektrode der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 angeschlossen. Die Gate-
Klemme des Schaltelements 2c ist mit der ersten
Ausgangsklemme einer Steuereinheit 7 verbunden.
Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen 3 eine Masseleitung,
und 4 einen Strommeßwiderstand zur Feststellung des
Ausgangsstroms der Spannungserhöhungsschaltung 2. Die
Anodenklemme der Diode 2d ist an eine Klemme der
Sekundärwicklung 2b angeschlossen, und die Kathodenklemme der
Diode 2d ist mit einer Klemme des Kondensators 2e verbunden,
sowie mit der Masseleitung 3 und einer Klemme des
Strommeßwiderstands 4.
Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Spannungsmeßschaltung zur
Feststellung der Spannung Va, die nach minus hin durch die
Spannungserhöhungsschaltung 2 erhöht wird, und in der
Spannungsmeßschaltung 5 sind 5a bis 5d Widerstände
bezeichnet, und VDD bezeichnet eine Versorgungsquelle von
5 V. Eine Klemme des Widerstands 5a ist an die
Versorgungsquelle VDD angeschlossen, und die andere Klemme
ist mit einer Klemme des Widerstands 5b und mit der ersten
Eingangsklemme der Steuerschaltung 7 verbunden. Eine Klemme
des Widerstands 5d ist an die Versorgungsquelle VDD
angeschlossen, und die andere Klemme an eine Klemme des
Widerstands 5c sowie an die zweite Eingangsklemme der
Steuerschaltung 7.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Wechselrichterschaltung,
die aus Schaltelementen 6a bis 6d besteht. Die andere Klemme
des Strommeßwiderstands 4 ist an die dritte Eingangsklemme
der Steuereinheit 7 und an die Drain-Klemmen der
Schaltelemente 6a und 6b angeschlossen. Die Source-Klemmen
der Schaltelemente 6a und 6b sind mit der Drain-Klemme des
Schaltelements 6c bzw. 6d verbunden: Die anderen Klemmen der
Widerstände 5b und 5c der Meßschaltung 5 sind an die andere
Klemme der Sekundärwicklung 2b angeschlossen, an die andere
Klemme des Kondensators 2e, und an die Source-Klemmen der
Schaltelemente 6c und 6d. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet
einen Treiber zum Treiben der Wechselrichterschaltung 6, und
die Eingangsklemme des Treibers 8 ist mit der zweiten
Ausgangsklemme der Steuereinheit 7 verbunden. Die erste
Ausgangsklemme des Treibers 8 ist an die Gates der
Schaltelemente 6a und 6d angeschlossen, und die zweite Klemme
des Treibers 8 ist mit den Gates der Schaltelemente 6b und 6c
verbunden.
Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine
Entladungsstarterschaltung, die aus einem Transformator 9a,
einem Entladungsröhrenschalter 9b und einem Kondensator 9c
besteht. Eine Klemme der Primärwicklung des Transformators 9a
ist mit einer Klemme des Entladungsröhrenschalters 9b
verbunden, und die andere Klemme ist an eine Klemme des
Kondensators 9c und an die Source-Klemme des Schaltelements
6b angeschlossen. Eine Klemme der Sekundärwicklung des
Transformators 9a ist mit einer Klemme des Entladungsschalter
9b verbunden, und die andere Klemme ist mit der Elektrode 10b
einer Entladungslampe 10 verbunden. Die Elektrode 10a der
Entladungslampe 10 ist an die Source-Klemme des
Schaltelements 6a angeschlossen, sowie an die andere Klemme
des Entladungsröhrenschalters 9b und die andere Klemme des
Kondensators 9c.
Fig. 2 ist ein Schaltbild, das Einzelheiten der
Steuerschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, und in der Figur weist die
Steuereinheit 7 Steuerschaltungen 7a bis 7c auf, eine
Schnittstelle 7d (nachstehend abgekürzt als I/F 7d), und
einen Mikrocomputer 7e. Die Steuerschaltung (zweite
Steuerschaltung) 7a besteht aus einem Komparator A1, einer
Versorgungsquelle VDD, und Widerständen r1 und r2; die
Steuerschaltung (erste Steuerschaltung) 7b besteht aus einem
Komparator A2, einer Versorgungsquelle VDD, einer
Versorgungsquelle VCC (Versorgungsquelle für 8 V),
Widerständen r3 bis r7, und Kondensatoren C1 und C2; und die
Steuerschaltung 7c besteht aus einer Diode D1, einem
Operationsverstärker A3, einem Widerstand r8, und einem
Kondensator C3.
In der Steuerschaltung 7a ist die Ausgangsklemme
(Ausgangsklemme des Komparators A1) mit der Ausgangsklemme
der Steuerschaltung 7b verbunden (Ausgangsklemme des
Komparators A2), mit der Gate-Klemme des Schaltelements 2c,
und mit einer Klemme des Widerstands r7. Die andere Klemme
des Widerstands r7 ist an die Versorgungsquelle VCC
angeschlossen. Die positive Eingangsklemme des Komparators A1
ist mit der anderen Klemme des Widerstands 5a und einer
Klemme des Widerstands 5b verbunden. Eine Klemme des
Widerstands r2 ist mit GND (Masse) verbunden, und die andere
Klemme ist an eine Klemme des Widerstands r1 sowie an die
negative Eingangsklemme des Komparators A1 angeschlossen. Die
andere Klemme des Widerstands r1 ist an die Versorgungsquelle
VDD angeschlossen.
In der Steuerschaltung 7b ist eine Klemme des Widerstands r3
mit der Versorgungsquelle VDD verbunden, und die andere
Klemme mit einer Klemme des Widerstands r4, sowie mit der
positiven Eingangsklemme des Komparators A2, einer Klemme des
Kondensators C1, und der Ausgangsklemme der Steuerschaltung
7c. Die andere Klemme des Widerstands r4 ist an GND
angeschlossen. Die andere Klemme des Kondensators C1 ist an
GND angeschlossen. Die negative Eingangsklemme des
Komparators A2 ist mit einer Klemme des Kondensators C2 und
des Widerstands r6 verbunden. Die andere Klemme des
Kondensators C2 ist an GND angeschlossen. Die andere Klemme
des Widerstands r6 ist mit einer Klemme des Widerstands r5
verbunden. Die andere Klemme des Widerstands r5 ist an die
Versorgungsquelle VDD angeschlossen.
In der Steuerschaltung 7c ist die Ausgangsklemme des
Operationsverstärkers A3 mit der Kathodenklemme der Diode D1
und mit einer Klemme des Kondensators C3 verbunden. Die
andere Klemme des Kondensators C3 ist an die negative
Eingangsklemme des Operationsverstärkers A3 angeschlossen,
sowie an die andere Klemme des Widerstands r8. Die
Ausgangsklemme der Steuerschaltung 7c ist mit der
Anodenklemme der Diode D1 verbunden.
Die erste Eingangsklemme der I/F 7d ist an die andere Klemme
des Widerstands r5 und an eine Klemme des Widerstands 5c
angeschlossen. Eine Klemme des Widerstands 5d ist mit der
Versorgungsquelle VDD verbunden. Die zweite Eingangsklemme
der I/F 7d ist mit der anderen Klemme des Strommeßwiderstands
4 Verbunden. Die erste bis dritte Ausgangsklemme der I/F 7d
sind an die erste bzw. zweite Eingangsklemme des
Mikrocomputers 7e bzw. eine Klemme des Widerstands r8
angeschlossen. Die erste Ausgangsklemme des Mikrocomputers 7e
ist mit der anderen Klemme des Widerstands r5 der
Steuerschaltung 7b verbunden, und die zweite Ausgangsklemme
ist an die Eingangsklemme des Treibers 8 angeschlossen. Die
dritte Ausgangsklemme ist mit der positiven Eingangsklemme
des Operationsverstärkers A3 verbunden.
Nachstehend wird nunmehr der Betriebsablauf der
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung mit dem voranstehend
geschilderten Aufbau erläutert.
Zuerst wird der Herstellvorgang für das Rechtecksignal des
Impulssignals beschrieben, das an das Gate des Schaltelements
2c angelegt wird. In Fig. 2 ist die Steuerschaltung 7b eine
Steuerschaltung, die eine PWM-Steuerung durchführt, welche
die Änderung des Tastverhältnisses des Impulssignals zum
Einschalten und Ausschalten des Schaltelements 2c ermöglicht,
wie bei der herkömmlichen Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung. Von dem Mikrocomputer 7e wird an die
andere Klemme des Widerstands r6 ein Rechtecksignal mit einer
bestimmten Frequenz geschickt, wie dies in Fig. 3A gezeigt
ist, und durch eine CR-Schaltung wird eine Signalform, die
wie in Fig. 3B gezeigt im wesentlichen ein Dreieckssignal
ist, an die negative Eingangsklemme des Komparators A2
geschickt.
Zuerst wird der Herstellungsvorgang für das Rechtecksignal
des Impulssignals beschrieben, das dem Schaltelement 2c
zugeführt wird, wenn kein Komparator A1 vorgesehen ist (also
im Falle der herkömmliche Beleuchtungseinrichtung). Wenn in
Fig. 3B die Spannungen, die der positiven Eingangsklemme und
der negativen Eingangsklemme des Komparators A2 zugeführt
werden, mit V3 bzw. V4 bezeichnet werden, dann erfolgt eine
solche Steuerung, dass die Ausgangsklemme der Steuerschaltung
7b (die Ausgangsklemme des Komparators A2) mit GND verbunden
wird (nicht in Fig. 2 gezeigt), des Komparators A2, wenn V3
kleiner ist als V4, wogegen die Ausgangsklemme von GND des
Komparators A2 getrennt wird, wenn V3 größer ist als V4. Wie
in Fig. 3C gezeigt, beträgt bei einer Trennung von GND die
Spannung des dem Gate des Schaltelements 2c zugeführten
Impulssignals etwa 8 V, entsprechend der VCC-
Versorgungsquelle, und bei Verbindung mit GND beträgt die
Spannung des dem Gate des Schaltelements 2c zugeführten
Impulssignals 0 V, wodurch ein Rechtecksignal mit fester
Frequenz ausgebildet wird. Das Tastverhältnis nimmt ab, wenn
der Wert von V3 abnimmt, und nimmt zu, wenn der Wert von V3
zunimmt.
Wenn wie bei der ersten Ausführungsform der Komparator A1
vorhanden ist, wird ein bestimmtes Signal von der
Spannungsmeßschaltung 5 der positiven Eingangsklemme des
Komparators A1 zugeführt. Daher wird ein Wert V1 zugeführt,
der durch Teilen der Ausgangsspannung Va der
Spannungserhöhungsschaltung 2 durch die Widerstände 5a und 5b
erhalten wird. Weiterhin wird der negativen Eingangsklemme
des Komparators A1 eine Spannung V2 zugeführt, die durch die
Widerstände r1 und r2 bestimmt wird, und immer konstant ist.
Es erfolgt eine solche Steuerung, dass die Ausgangsklemme der
Steuerschaltung 7a (die Ausgangsklemme des Komparators A1)
mit GND (nicht in Fig. 2 gezeigt) des Komparators A1
verbunden wird, wenn V1 kleiner ist als V2, wogegen die
Ausgangsklemme von GND des Komparators A1 getrennt wird, wenn
V1 größer ist als V2. Wenn daher die Ausgangsklemmen sowohl
der Steuerschaltung 7a als auch der Steuerschaltung 7b nicht
mit GND verbunden sind, beträgt die Spannung des
Impulssignals, das dem Gate des Schaltelements 2c zugeführt
wird, etwa 8 V, wogegen dann, wenn die Ausgangsklemme der
Steuerschaltung 7a und der Steuerschaltung 7e mit GND
verbunden ist, die Spannung des dem Gate des Schaltelements
2c zugeführten Impulssignals 0 V beträgt. Daher wird die
Spannung des Rechtecksignals mit fester Frequenz, das in dem
Komparator A2 ausgebildet wird, und dem Schaltelement 2c
zugeführt wird, intermittierend durch den neu hinzugefügten
Komparator A1 (Zerhackersteuerung) zum Durchgang gesperrt
oder freigeschaltet. Nachstehend wird, wenn die Spannung des
Rechtecksignals, das dem Gate des Schaltelements 2c zugeführt
wird, etwa 8 V beträgt, dies als hohe Spannung bezeichnet,
und wenn die Spannung des Rechtecksignals das Potential von
GND annimmt, wird dies als niedrige Spannung bezeichnet. Wenn
die hohe Spannung geschickt wird, wird das Schaltelement 2c
eingeschaltet, wogegen dann, wenn die niedrige Spannung
geschickt wird, das Schaltelement 2c ausgeschaltet wird. Der
Zeitpunkt des Ein/Ausschaltens des Schaltelements 2c ist im
wesentlichen gleich dem Zeitpunkt des Schaltens der hohen
Spannung und der niedrigen Spannung.
In Fig. 2 wird, wenn die Diode D1 der Steuerschaltung 7c
nicht leitet, eine Spannung V3, die durch den Widerstand r3,
den Widerstand r4, den Kondensator C1 und die
Versorgungsquelle VDD in der Figur bestimmt wird, der
positiven Eingangsklemme des Komparators A2 in der
Steuerschaltung 7b zugeführt, und ist der Maximalwert von V3
ein Wert, der durch Teilen der Spannung VDD durch die
Widerstände r3 und r4 erhalten wird, wodurch das maximale
Tastverhältnis zur Verfügung gestellt wird.
Die Steuerschaltung 7c arbeitet so, dass sie das
Tastverhältnis auf der Grundlage des Signals von der
Spannungsmeßschaltung 5 während des Gleichspannungs-
Beleuchtungszeitraums von einigen zehn µsec seit dem Starten
der Beleuchtung und dem darauffolgenden Wechselspannungs-
Beleuchtungszeitraum steuert, um so eine Annäherung an einen
Sollstromwert zu erzielen, welcher der Entladungslampe 10
zugeführt werden soll, wie bei der herkömmlichen
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung. An die andere
Klemme des Widerstands r8 wird das Signal von dem
Strommeßwiderstand 4 über die I/F 7d angelegt (die Spannung
ist gleich V6), und auch an die zweite Eingangsklemme des
Mikrocomputers 7e wird das Signal von dem Strommeßwiderstand
4 über die I/F 7d angelegt. Weiterhin wird das Signal von der
Spannungsmeßschaltung 5 der ersten Eingangsklemme des
Mikrocomputers 7e über die I/F 7d zugeführt. Der
Mikrocomputer 7e bestimmt einen Sollwert für den Strom,
welcher der Entladungslampe 10 in Fig. 5 zugeführt werden
soll, und schickt ein Signal entsprechend dem Sollstromwert
(die Spannung beträgt V7) an die positive Eingangsklemme des
Operationsverstärkers A3. Der Mikrocomputer 7e bestimmt die
Ladungsmenge während des Gleichspannungs-
Beleuchtungszeitraums auf der Grundlage des Signals von dem
Strommeßwiderstand 4. In der Steuerschaltung 7c wird die
Ausgangsspannung V5 des Operationsverstärkers A3 durch eine
Inversionsfunktion gesteuert, so dass V6 und V7 gleich
werden. Ist der Wert von V5 größer, so leitet die Diode D1
nicht, und wenn der Wert von V5 kleiner wird, wird die Diode
D2 leitend, so dass sie die Ladung des Kondensators C1
abzieht, und die positive Eingangsspannung V3 des Komparators
A2 verringert, wodurch das Tastverhältnis verringert wird.
Wenn der Schalter (nicht gezeigt) der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 eingeschaltet wird,
beginnt die Steuerschaltung 7 zu arbeiten, werden
Impulssignale von den Ausgangsklemmen der Steuerschaltungen
7a und 7b an das Gate des Schaltelements 2c geschickt, und
wiederholt das Schaltelement 2c den
Einschalt/Ausschaltbetrieb, wodurch die Ausgangsspannung Va
zur negativen Seite hin erhöht wird. Dieses Prinzip ist das
gleiche wie jenes, mit welchem die Ausgangsspannung Va der
Spannungserhöhungsschaltung 2 bei der herkömmlichen
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung erhöht wird.
Weiterhin werden die Schaltelemente 6a und 6d gesteuert durch
den Treiber 8 eingeschaltet, wie bei der herkömmlichen
Beleuchtungseinrichtung.
Nunmehr wird das Rechtecksignal beschrieben, das dem Gate des
Schaltelements 2c zugeführt wird, bis der Wert der
Ausgangsspannung Va der Spannungserhöhungsschaltung 2
unmittelbar vor dem Starten der Beleuchtung etwa -480 V wird,
wobei Va erhöht wird. In dem Komparator A1, der zusätzlich
bei der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform vorgesehen ist, wurden die Werte der
Widerstände r1 und r2 so eingestellt, dass die Ausgangsklemme
des Komparators A1 mit GND verbunden wird, wenn der Wert der
Spannung Va kleiner als -480 V wird, wogegen die
Ausgangsklemme des Komparators A1 von GND getrennt wird, wenn
der Wert der Spannung Va größer wird als -480 V. Nachdem der
Schalter der Gleichspannungsversorgungsquelle 1 eingeschaltet
wurde, und bevor das Leuchten der Entladungslampe 10
gestartet wird, wird daher ein Rechtecksignal mit festem
Tastverhältnis (maximalem Tastverhältnis) dem Schaltelement
2c zugeführt, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist. Hierbei
leitet die Diode D1 vor dem Starten der Beleuchtung nicht.
Unmittelbar bevor die Entladungslampe 10 zu leuchten beginnt,
schwankt der Wert der Spannung Va bei -480 V, und wird der
Vorgang begonnen, die Ausgangsklemme des Komparators A1, die
bis jetzt von GND getrennt war, zu verbinden, oder die
Verbindung zu unterbrechen, wodurch die Anzahl an Malen
erhöht wird, mit welchen die niedrige Spannung in dem
Rechtecksignal mit festem Tastverhältnis auftaucht.
Bei Fortsetzung des Betriebs wird, wenn die
Spannungsdifferenz des Kondensators 9c beispielsweise etwa
400 V erreicht, wie bei der herkömmlichen Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung, der Entladungsröhrenschalter 9b
eingeschaltet, und fließt ein Strom durch die Primärwicklung
des Transformators 9a, so dass ein Hochspannungsimpuls von
etwa 20 kV in der Sekundärwicklung erzeugt wird, und der
Hochspannungsimpuls an die Entladungslampe 10 angelegt wird,
um einen Durchbruch zwischen den Elektroden der
Entladungslampe 10 hervorzurufen, die dann zu leuchten
beginnt.
Wie in Fig. 4A gezeigt, steigt die Ausgangsspannung Va der
Spannungserhöhungsschaltung 2 schnell von -480 V unmittelbar
nach dem Starten der Beleuchtung an, und erreicht etwa 0 V
nach etwa einigen zehn msec, und gelangt in den
Entladungswachstumszeitraum, wie im Falle der herkömmlichen
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung. Während dieses
Zeitraums wird die Ausgangsklemme des Komparators A1 von GND
getrennt, und wird ein Rechtecksignal mit maximalem
Tastverhältniswert vor dem Starten der Beleuchtung an das
Gate des Schaltelements 2c angelegt. Auf diese Weise kann bei
der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform das maximale Tastverhältnis vor dem Starten
der Beleuchtung fortgesetzt werden, wie in Fig. 4B gezeigt
ist. Der Grund hierfür wird nachstehend erläutert.
In dem Komparator A2 in Fig. 2, in welchem das
Tastverhältnis festgelegt wird, wird die Ausgangsspannung der
Spannungserhöhungsschaltung 2 nicht der positiven
Eingangsklemme des Komparators A2 zugeführt, obwohl sie
herkömmlich über die Spannungsmeßschaltung 5 und den
Operationsverstärker Bl zugeführt wird, und daher ist kein
Betrieb für eine Rückkopplungsregelung des Tastverhältnisses
in Abhängigkeit von der sich ändernden Ausgangsspannung Va
vor und nach dem Starten der Beleuchtung vorhanden, und kann
ein Rechtecksignal mit festem maximalem Tastverhältnis, das
durch die Widerstände r3 und r4 bestimmt wird, dem Gate des
Schaltelements 2c unmittelbar vor und nach dem Starten der
Beleuchtung zugeführt werden. Bei der herkömmlichen
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung ist der Vorgang der
Rückkopplungsregelung des Tastverhältnisses in Abhängigkeit
von der sich ändernden Ausgangsspannung vor und nach dem
Starten der Beleuchtung vorhanden, und ist es infolge der
Reaktionszeit der Steuerung unmöglich, das Tastverhältnis,
das unmittelbar vor dem Starten der Beleuchtung kleiner
geworden ist, unmittelbar nach dem Starten der Beleuchtung
größer auszubilden.
Der kleinere Tastverhältniswert in der Größenordnung von 10
bis 50% unmittelbar vor und nach dem Starten der Beleuchtung
bei der herkömmlichen Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung kann auf einen höheren Wert in der
Größenordnung von 70 bis 90% bei der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
erhöht werden, was dazu führt, dass der Strom 13, der von der
Sekundärwicklung 2b zur Diode 2d unmittelbar nach dem Starten
der Beleuchtung fließt, größer sein kann als beim Stand der
Technik. Weiterhin kann der Minimalwert Imin des durch die
Entladungslampe 10 fließenden Stroms größer ausgebildet
werden, wie dies in Fig. 17B gezeigt ist, so dass ein
Beleuchtungsausfall der Entladungslampe 10 unwahrscheinlicher
wird.
Bei der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform betrug das maximale Tastverhältnis
unmittelbar vor und nach dem Starten der Beleuchtung etwa
80%, wie voranstehend geschildert. Der Grund hierfür wird
nachstehend angegeben. Fig. 17A zeigt schematisch die
Signalform, die durch die Entladungslampe 10 fließt, wenn die
Entladungslampe 10 ausreichend lange geleuchtet hat,
ausgeschaltet wird, und bald zum Leuchten gebracht wird, bei
der herkömmlichen Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung,
wobei nach Auftreten eines großen Spitzenwertes der
Stromsignalform in dem Entladungswachstumszeitraum von
einigen zehn bis einigen hundert µsec seit dem Start der
Entladungslampe der Wert der Stromsignalform kleiner wird,
und der minimale Stromwert Imin auftritt, wobei zu diesem
Zeitpunkt leicht ein Beleuchtungsausfall der Entladungslampe
auftreten kann. Wie in Fig. 16 gezeigt ist bei dem Strom 11,
der durch die Entladungslampe 10 während des
Entladungswachstumszeitraums unmittelbar nach Starten der
Beleuchtung der herkömmlichen Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung fließt, bei dem Strom 12, der von dem
Kondensator 2e der Entladungslampe 10 zugeführt wird, und bei
dem Strom 13, der von der Sekundärwicklung 2b zur Diode 2d
fließt, die Größe des Stroms 12 gleich jener des Stroms 12 in
der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform. Der Grund liegt darin, dass die
elektrostatische Energie, mit welcher der Kondensator 2e vor
dem Starten der Beleuchtung geladen wird, bei der
herkömmlichen Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung und
der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform gleich ist. Um daher den vorarfstehend
angegebenen Wert von Imin (Fig. 17B) zu erhöhen, und hiermit
das Auftreten eines Beleuchtungsausfalls der Entladungslampe
10 zu erschweren, wird der Wert des Stroms 13 in der
herkömmlichen Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung bei
der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform erhöht.
Bei der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform ist die Beziehung zwischen dem
minimalen Strom Imin, der durch die Entladungslampe 10
fließt, und dem maximalen Tastverhältnis in Fig. 5 gezeigt.
Aus Versuchen weiss man, dass der Wert von Imin größer wird,
wenn das maximale Tastverhältnis etwa 70 bis 90% beträgt,
und der Wert für andere maximale Tastverhältniswerte kleiner
wird. Bei der ersten Ausführungsform sind die Werte der
Widerstände r3 und r4, die das maximale Tastverhältnis
festlegen, so gewählt, dass das maximale Tastverhältnis etwa
80% beträgt, bei welchem Wert der Wert von Imin ein Maximum
annimmt. Weiterhin ist, wie bei der herkömmlichen
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung, der Wert von Imin
für jenen Fall, in welchem die Entladungslampe 10 in Betrieb
gesetzt wird, nachdem sie ausreichend lange abgeschaltet war,
größer als der Wert von Imin für jenen Fall, in welchem sie
ausgeschaltet wird, nachdem sie ausreichend lange geleuchtet
hat, und dann schnell wieder eingeschaltet wird, so dass ein
Beleuchtungsausfall bei der Entladungslampe 10 nicht
auftritt.
Nach dem Entladungswachstumszeitraum wird ein Übergang auf
eine stabile Beleuchtung durch den Gleichspannungs-
Beleuchtungszeitraum von einigen msec und den darauffolgenden
Wechselspannungs-Beleuchtungszeitraum vorgenommen, wie im
Falle der herkömmlichen Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung. Während des Gleichspannungs-
Beleuchtungszeitraums und des Wechselspannungs-
Beleuchtungszeitraums wird der Treiber 8 wie bei der
herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung gesteuert, und wird die
Ausgangsspannung von 5 V des Operationsverstärkers A3 so
gesteuert, dass die Spannung Va zwischen den Elektroden der
Entladungslampe 10 und das Strommuster so sind, wie dies
vorher festgelegt wurde, wie in Fig. 15 gezeigt, wodurch ein
optimales Tastverhältnis bestimmt wird, und die
Entladungslampe 10 zum weiteren Leuchten veranlaßt wird.
Fig. 6 ist ein Schaltbild mit Einzelheiten der
Steuerschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, und in dieser Figur bezeichnet 7f
eine Steuerschaltung (dritte Steuerschaltung), wobei die
Steuerschaltung 7f aus einer Diode 2, einem Komparator A4,
Widerständen r9 bis r12, einer Versorgungsquelle VDD und
einer Versorgungsquelle VCC besteht.
Die Anodenklemme der Diode D2 ist mit der Eingangsklemme der
Steuerschaltung 7b verbunden (der Ausgangsklemme der
Steuerschaltung 7c), und die Kathodenklemme ist an eine
Klemme des Widerstands r12 angeschlossen. Eine Klemme des
Widerstands r9 ist mit der anderen Klemme des Widerstands r12
sowie mit der Ausgangsklemme des Komparators A4 verbunden.
Die andere Klemme des Widerstands r9 ist an die
Versorgungsquelle VCC angeschlossen. Die negative
Eingangsklemme des Komparators A4 ist mit der positiven
Eingangsklemme des Komparators A1 in der Steuerschaltung 7a
verbunden. Die positive Eingangsklemme des Komparators A4 ist
an eine Klemme des Widerstands r10 und eine Klemme des
Widerstands r11 angeschlossen. Die andere Klemme des
Widerstands r10 ist mit der Versorgungsquelle VDD verbunden,
und die andere Klemme des Widerstands r11 mit GND.
Mit Ausnahme der Steuerschaltung 7f ist der Aufbau ebenso wie
bei der ersten Ausführungsform.
Nachstehend wird der Betrieb der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung mit dem voranstehend geschilderten
Aufbau im einzelnen beschrieben.
Wenn der Schalter (nicht gezeigt) der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 eingeschaltet wird,
beginnt die Steuereinheit zu arbeiten, und wird die
Ausgangsspannung Va der Spannungserhöhungsschaltung 2 zur
negativen Seite hin durch das wiederholte Ein/Ausschalten des
Schaltelements 2c erhöht, wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Steuerung des Treibers 8 erfolgt ebenso wie bei der
ersten Ausführungsform.
Vor dem Starten der Beleuchtung wird ein Wert, der durch
Teilen der Ausgangsspannung Va durch die
Spannungsmeßschaltung 5 erhalten wird, ebenfalls der
negativen Eingangsklemme des Komparators A4 als Spannung V9
zugeführt. Die Widerstandswerte der Widerstände r10 und r11
sind so gewählt, dass der Komparator A4 die niedrige Spannung
ausgibt, wenn der Wert der Ausgangsspannung Va größer ist als
etwa -200 V, und die hohe Spannung ausgibt, wenn der Wert von
Va kleiner ist als etwa -200 V, und der Komparator A4 wird in
der Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform betrieben. Da die Ausgangsspannung V8
des Komparators A4 die hohe Spannung ist, unmittelbar vor dem
Starten der Beleuchtung, leitet die Diode D2 nicht, und führt
keine Steuerung des Tastverhältnisses durch. Daher ist die
Tastverhältnissteuerung unmittelbar vor dem Starten der
Beleuchtung ebenso wie bei der ersten Ausführungsform.
Der Wert von Va unmittelbar nach Starten der Beleuchtung
steigt schnell von -480 V auf 0 V an, wie bei der ersten
Ausführungsform, und die Spannung V9 der negativen
Eingangsklemme des Komparators A4 steigt ebenfalls auf
annähernd die Spannung der Versorgungsquelle VDD an. In
diesem Fall wird die Ausgangsspannung V8 gleich der niedrigen
Spannung, durch die Arbeit des Komparators A4, etwa einige
zehn µsec nach dem Beginn des Leuchtens der Entladungslampe
10, und wird die Diode D2 leitend, um das Tastverhältnis zu
verringern.
Bei der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform ist
das Tastverhältnis unmittelbar vor und nach dem Starten der
Beleuchtung auf den festen Wert von etwa 80% gesetzt, und
kann der Ausgangsstrom der Spannungserhöhungsschaltung 2
unmittelbar nach Starten der Beleuchtung stärker als im Falle
des Stand der Technik erhöht werden, um so einen
Beleuchtungsausfall der Entladung auszuschalten. Der Zweck
dieser zweiten Ausführungsform besteht darin, die
Verläßlichkeit weiter zu erhöhen, durch stärkere Erhöhung des
Ausgangsstroms der Spannungserhöhungsschaltung 2 als im Falle
der ersten Ausführungsform.
Daher wird die Steuerung so durchgeführt, in einer
Simulation, dass das Tastverhältnis von etwa 80% unmittelbar
vor und nach dem Starten der Beleuchtung auf 100% geändert
wird, und auf etwa 80% während des Zeitraums des Wertes von
Imin innerhalb des Entladungswachstumszeitraums verringert
wird, um so festzustellen, wie der Ausgangsstrom der
Spannungserhöhungsschaltung 2 ansteigt. Die Grundlagen der
Tastverhältnisänderung bei der Simulation sind in Fig. 7
gezeigt. Nachstehend wird der Grund dafür erläutert, dass ein
Tastverhältnis von 100% unmittelbar vor und nach dem Starten
der Beleuchtung gewählt wird, und es auf etwa 80% während
des Zeitraums des Wertes von Imin innerhalb des
Entladungswachstumszeitraums verringert wird.
Wenn unmittelbar vor und nach dem Starten der Beleuchtung ein
Tastverhältnis von 100% gewählt wird, sammelt sich soviel
elektromagnetische Energie in der Primärwicklung 2a der
Spannungserhöhungsschaltung 2 an, wie dies überhaupt möglich
ist. Danach, während des Zeitraums des Wertes von Imin
innerhalb des Entladungswachstumszeitraums, wird das
Tastverhältnis auf etwa 80% verringert, also auf den
gleichen Wert wie bei der ersten Ausführungsform. Es wird
mehr elektromagnetische Energie als bei der ersten
Ausführungsform in der Primärwicklung 2a während des
Zeitraums mit dem Tastverhältnis von 100% angesammelt, und
die Spannungserhöhungsschaltung 2 gibt diese große
Energiemenge an die Entladungslampe 10 während des Zeitraums
mit dem Tastverhältnis 80% ab. Daher wird der Wert von Imin
größer als bei der ersten Ausführungsform, was einen
Beleuchtungsausfall der Entladungslampe 10 erschwert. Wie in
der schematischen Darstellung von Fig. 8 gezeigt, weist der
Strom, der durch die Diode 2d fließt (Kurve ), in jenem
Fall, in welchem das Tastverhältnis von 100% auf 80% nach
dem Starten der Beleuchtung verringert wird, einen höheren
Stromwert auf als in jenem Fall, in welchem das
Tastverhältnis auf 80% festgelegt ist (Kurve ), was sich
ebenfalls aus der Simulation ergibt. Daher ist auch der
Ausgangsstrom der Spannungserhöhungsschaltung 2 größer, wenn
das Tastverhältnis von 100% auf 80% nach dem Starten der
Beleuchtung verringert wird. Als Simulationsverfahren wurde
hierbei als simulierte Schaltung eine Schaltung verwendet,
welche die Spannungserhöhungsschaltung 2 aufweist, und wurden
als Parameter für das Schaltelement 2c und die
Gleichspannungsversorgungsquelle der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung zum Betrieb der
Spannungserhöhungsschaltung 2 die Beziehung zwischen dem
Ausgangsstrom der Spannungserhöhungsschaltung 2 und dem
Tastverhältnis der Impulssignalform untersucht, die an das
Gate des Schaltelements 2c angelegt wird.
Bei der zweiten Ausführungsform ist, entsprechend dem
Ergebnis der voranstehend geschilderten Simulation, die
Schaltung so aufgebaut, dass das maximale Tastverhältnis
unmittelbar vor und nach dem Starten der Beleuchtung auf
einen höheren Wert von etwa 90% gesetzt wird, nahezu 100%,
und das Tastverhältnis auf etwa 80% verringert wird, wie
dies voranstehend beschrieben wurde, in dem Zeitraum, in
welchem der Wert von Imin auftaucht. Das Ausgangssignal des
Komparators A4 in Fig. 6 ist die hohe Spannung unmittelbar
vor und nach dem Starten der Beleuchtung, wie voranstehend
geschildert, und es wird keine Steuerung des
Tastverhältnisses vorgenommen. Daher können die Widerstände
r3 und r4 zum Festlegen des maximalen Tastverhältnisses von
etwa 90% unmittelbar vor und nach dem Starten der
Beleuchtung zuerst ausgewählt werden.
Nach etwa einigen 10 µsec seit dem Starten der Beleuchtung
wird das Ausgangssignal des Komparators A4 die niedrige
Spannung, und arbeitet der Komparator A4 so, dass er.das
Tastverhältnis verringert. Zu diesem Zeitpunkt wird das
Tastverhältnis durch die Spannung V3 (die positive
Eingangsspannung des Komparators A2) bestimmt, die durch den
Spannungsabfall in den Widerständen r3 und r4, der Kapazität
C1, dem Widerstand r12, und der Diode D2 bestimmt wird. Durch
diese Spannung V3 wird der Widerstand r12 in Fig. 6 so
ausgewählt, dass das Tastverhältnis einen Wert von etwa 80%
während jenes Zeitraums annehmen kann, in welchem der Wert
Imin auftaucht.
Die Änderung des Tastverhältnisses bei der zweiten
Ausführungsform ist in Fig. 9 dargestellt. Ein Zeitraum T
seit dem Starten der Beleuchtung entspricht dem
Entladungswachstumszeitraum von einigen zehn bis einigen
100 sec. Die Kurve zeigt die Änderung des
Tastverhältnisses bei der zweiten Ausführungsform, und die
Kurve die Änderung des Tastverhältnisses bei der ersten
Ausführungsform. Bei der Kurve wird unmittelbar nach
Starten der Beleuchtung das Tastverhältnis etwa 90%, und
nimmt die Spannung V3 mit der Zeitkonstante ab, die durch die
Widerstände r3 und r4, den Kondensator C1 und den Widerstand
r12 festgelegt wird, wie voranstehend geschildert, und nimmt
auch das Tastverhältnis entsprechend ab. Wenn ein
vorbestimmter Spannungswert, der durch den Spannungsabfall in
den Widerständen r3, r4 und r12 und in der Diode D2 bestimmt
wird, erreicht ist, nimmt das Tastverhältnis den Wert von
etwa 80% an. Durch die Tastverhältnissteuerung wie
voranstehend geschildert nimmt bei der zweiten
Ausführungsform der Ausgangsstrom der
Spannungserhöhungsschaltung 2 stärker zu als im Falle der
ersten Ausführungsform während des Zeitraums, in welchem der
Wert Imin auftaucht, und nimmt der der Entladungslampe 10
zugeführte Strom stärker als im Falle der ersten
Ausführungsform zu, was die Verläßlichkeit erhöht. Nach dem
Entladungswachstumszeitraum werden das Schaltelement 2c und
der Treiber 8 wie bei der ersten Ausführungsform gesteuert,
und wird die Entladungslampe 10 in den stabilen
Beleuchtungszustand versetzt. Obwohl der Komparator A4
zusätzlich bei dieser zweiten Ausführungsform hinzugefügt
wurde, wird darauf hingewiesen, dass eine entsprechende
Steuerung unter Verwendung eines Operationsverstärkers statt
des Komparators A4 durchgeführt werden kann.
Fig. 10 ist ein Schaltbild, das die Einzelheiten der
Steuerschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, und in dieser Figur ist mit 7g
eine Steuerschaltung (dritte Steuerschaltung) bezeichnet, die
aus einer Diode D2, einem Schaltelement Tr, Widerständen r13
bis r15, und einer Versorgungsquelle VDD besteht. Eine Klemme
jedes der Widerstände r13 und r14 ist mit der Drain-Klemme
des Schaltelements Tr verbunden, und die andere Klemme des
Widerstands r14 ist an die Versorgungsquelle VDD
angeschlossen. Die andere Klemme des Widerstands r13 ist mit
der Kathodenklemme der Diode D2 verbunden. Die Anodenklemme
der Diode D2 ist an die Eingangsklemme der Steuerschaltung 7b
angeschlossen (die Ausgangsklemme der Steuerschaltung 7c),
wie im Falle der zweiten Ausführungsform. Die Source-Klemme
des Schaltelements Tr ist mit GND verbunden, und die
Gateklemme ist an eine Klemme des Widerstands r15
angeschlossen. Die andere Klemme des Widerstands r15 ist an
die positive Eingangsklemme des Komparators A1 in der
Steuerschaltung 7a angeschlossen.
Mit Ausnahme der Steuerschaltung 7g ist der Aufbau ebenso wie
bei der ersten Ausführungsform.
Nun wird nachstehend der Betriebsablauf der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung mit dem voranstehend geschilderten
Aufbau beschrieben.
Unter Verwendung eines Schaltelements anstelle des
Komparators A4, der bei der voranstehend geschilderten
zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, kann das
Tastverhältnis ebenfalls einen Wert von etwa 90% unmittelbar
vor und nach dem Starten der Beleuchtung aufweisen, und auf
etwa 80% während des Zeitraums verringert werden, in welchem
der Wert Imin auftaucht. Bei der dritten Ausführungsform ist
der Schaltungsaufbau gemäß Fig. 10 vorgesehen, anstelle der
Steuerschaltung 7f, die einen Komparator verwendet, wie dies
bei der voranstehend geschilderten zweiten Ausführungsform
erläutert wurde.
Wenn der Schalter (nicht gezeigt) der
Gleichspannungsversorgungsquelle 1 eingeschaltet wird, und
die Ausgangsspannung Va der Spannungserhöhungsschaltung 2 zur
negativen Seite hin erhöht wird, wird die durch die
Spannungsmeßschaltung 5 geteilte Spannung kleiner und nähert
sich an den Wert Null an, und wird eine Spannung von
annähernd 0 V an das Gate des Schaltelements Tr über den
Widerstand r15 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird das
Schaltelement Tr ausgeschaltet, wird eine hohe Spannung (die
hohe Spannung), die an die Widerstände r13 und r14 festgelegt
wird, an die Kathode der Diode D2 angelegt, und leitet die
Diode D2 nicht, wie bei der zweiten Ausführungsform, so dass
keine Tastverhältnissteuerung vorgenommen wird. Daher ist die
Tastverhältnissteuerung unmittelbar vor dem Starten der
Beleuchtung ebenso wie bei der zweiten Ausführungsform.
Unmittelbar nach Starten der Beleuchtung steigt der Wert der
Ausgangsspannung Va schnell von -480 V auf 0 V an, wie bei
der zweiten Ausführungsform, wird die durch die
Spannungsmeßschaltung 5 geteilte Spannung größer, und wird
eine hohe Spannung von annähernd 5 V an das Gate des
Schaltelements Tr über den Widerstand r15 angelegt. Zu diesem
Zeitpunkt wird das Schaltelement Tr eingeschaltet, wird die
Spannung von 0 V von GND an eine Klemme des Widerstands r13
angelegt, und leitet die Diode D2, wodurch das Tastverhältnis
so gesteuert wird, dass es verringert wird. Der Widerstand
r13 wird ebenso wie bei der zweiten Ausführungsform so
ausgewählt, dass nach dem Starten der Beleuchtung der
Tastverhältnis auf etwa 80% während des Zeitraums
eingestellt werden kann, in welchem der Wert Imin auftaucht.
Weiterhin steigt der Ausgangsstrom der
Spannungserhöhungsschaltung 2 stärker als bei der
voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform während des
Zeitraums an, in welchem der Wert Imin auftaucht, und nimmt
der der Entladungslampe 10 zugeführte Strom stärker als bei
der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform zu,
wodurch die Verläßlichkeit erhöht wird.
Fig. 11 ist ein Schaltbild eines Teils der Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und in dieser Figur werden zwei
der Komparatoren A1, die bei den ersten bis dritten
Ausführungsformen beschrieben wurden, verwendet, und die
jeweiligen Ausgänge sind an die Gates der Schaltelemente 2g
und 2h angeschlossen. Darüber hinaus werden auch zwei
Komparatoren A2 verwendet, deren Ausgang jeweils an das Gate
des Schaltelements 2g bzw. 2h angeschlossen ist. Die Drain-
Klemmen der Schaltelemente 2g und 2h sind an die
Eingangsseite des Transformators 2A bzw. 2B angeschlossen.
Die Source-Klemmen der Schaltelemente 2g und 2h sind
miteinander verbunden. Die Anodenklemmen der Dioden 2d und 2f
sind an die Ausgangsseite des Transformators 2A bzw. 2B
angeschlossen. Die Kathodenklemmen der Dioden 2d und 2f sind
miteinander verbunden. Der Anschluß von Widerständen an die
positive und negative Eingangsklemme jedes Komparators A1
erfolgt ebenso wie bei den voranstehend geschilderten ersten
bis dritten Ausführungsformen. Die positiven Eingangsklemmen
der jeweiligen Komparatoren A1 sind miteinander verbunden.
Der Anschluß von Widerständen und eines Kondensators an die
negative Eingangsklemme jedes Komparators A2 erfolgt ebenso
wie bei den ersten bis dritten Ausführungsformen. Weiterhin
sind der Kondensator, die Widerstände, und die Diode, die an
die positive Eingangsklemme des Komparators A2 angeschlossen
sind, ebenso ausgebildet wie bei den ersten bis dritten
Ausführungsformen. Zusätzlich sind die positiven
Eingangsklemmen der jeweiligen Komparatoren A2 miteinander
verbunden. Im Aufbau ähnlich wie bei den ersten bis dritten
Ausführungsformen sind der Kondensator 2e, die Masseleitung
3, der Strommeßwiderstand 4, die Spannungsmeßschaltung 5, die
Widerstände 5a bis 5d in der Spannungsmeßschaltung 5, die
Wechselrichterschaltung 6, die Schaltelemente 6a bis 6d in
der Wechselrichterschaltung 6, der Treiber 8, die
Entladungsstartschaltung 9, der Transformator 9a und der
Entladungsröhrenschalter 9b und der Kondensator 9c in der
Entladungsstartschaltung 9, und die Entladungslampe 10.
Nunmehr wird nachstehend der Betriebsablauf der
Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung mit dem voranstehend
geschilderten Aufbau beschrieben.
Bei der Spannungserhöhungsschaltung 2, die bei den
voranstehenden ersten bis dritten Ausführungsformen
geschildert wurde, ermöglicht die Verwendung mehrerer
Transformatoren, welche aus der Primärwicklung 2a und der
Sekundärwicklung 2b bestehen, auch die Steuerung des
Tastverhältnisses vor und nach dem Starten der Beleuchtung,
wie dies bei den voranstehenden ersten bis dritten
Ausführungsformen beschrieben wurde. Wenn mehrere
Transformatoren eingesetzt werden, werden auch mehrere
Schaltelemente 2c und Dioden 2d verwendet. Die Verwendung
mehrerer Elemente kann die Belastung pro Element verringern,
und die dielektrische Festigkeit und die Wärmebeständigkeit
können erhöht werden.
In Fig. 11 ist ein Schaltungsaufbau gezeigt, bei welchem
zwei Transformatoren, Schaltelemente, und Dioden jeweils
verwendet werden.
Wenn der Schaltung der Gleichspannungsversorgungsquelle 1
eingeschaltet wird, beginnt die Steuerschaltung 7 zu
arbeiten, und wird durch Wiederholung des Ein/Ausschaltens
der Schaltelemente 2g und 2h wie bei den ersten bis dritten
Ausführungsformen die Ausgangsspannung Va der
Spannungserhöhungsschaltung 2 nach Minus hin erhöht. Bei
dieser vierten Ausführungsform werden die Dreieckssignale,
welche den negativen Klemmen der jeweiligen Komparatoren A2
in Fig. 11 zugeführt werden, so zugeführt, dass ihre Phase
entgegengesetzt ist, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Daher
werden die Schaltelemente 2g und 2h zu entgegengesetzten
Zeitpunkten ein/ausgeschaltet. Darüber hinaus ist die
Tastverhältnissteuerung vor und nach dem Starten der
Beleuchtung und der Betrieb der Schaltung ebenso wie bei den
voranstehend geschilderten ersten bis dritten
Ausführungsformen.
Wie voranstehend geschildert ist die Entladungslampen-
Beleuchtungseinrichtung so ausgebildet, dass sie eine erste
Steuerschaltung zur Ausgabe eines Impulses aufweist, der
durch Impulsbreitenmodulation moduliert wird, an das
Schaltelement einer Spannungserhöhungsschaltung, sowie eine
zweite Steuerschaltung zum Steuern des Impulses, der von der
ersten Steuerschaltung an das Schaltelement ausgegeben wird,
auf solche Weise, dass dessen Durchgang intermittierend
freigeschaltet oder gesperrt wird, damit die Gleichspannung,
die von einer Spannungsmeßschaltung festgestellt wird, gleich
einer vorbestimmten Spannung wird. Daher kann eine
vorbestimmte Spannung, die für das Starten der Entladung
einer Entladungslampe benötigt wird, von der
Spannungserhöhungsschaltung an die Entladungsstartschaltung
geliefert werden, durch Steuern des Impulses, der von der
ersten Steuerschaltung an das Schaltelement ausgegeben wird,
auf solche Weise, dass dessen Durchgang intermittierend
freigeschaltet oder gesperrt wird. Weiterhin wird in dem sehr
kurzen Zeitraum von einigen zehn bis einigen hundert µsec
unmittelbar nach dem Start des Leuchtens der Entladungslampe
der Impuls, der mit einer vorbestimmten
Impulsbreitenmodulation moduliert wird, von der ersten
Steuerschaltung an das Schaltelement ausgegeben, ohne den
Impuls zu steuern, der von der ersten Steuerschaltung an das
Schaltelement ausgegeben wird, durch die zweite
Steuerschaltung, um dessen Durchgang zu sperren, so dass die
Einschaltbetriebszeit des Schaltelements in dem voranstehend
geschilderten Zeitraum so gesteuert werden kann, dass sie
länger ist als beim Stand der Technik, so dass der von der
Spannungserhöhungsschaltung der Entladungslampe zugeführte
Strom zunimmt, was den Vorteil mit sich bringt, dass ein
Beleuchtungsausfall der Entladungslampe in dem
Entladungswachstumszeitraum ausgeschaltet werden kann.
Die Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung ist so ausgebildet, dass in der ersten
Steuerschaltung eine Impulsbreitenmodulation so durchgeführt
wird, dass das Tastverhältnis des Impulses, der unmittelbar
vor und nach dem Starten der Beleuchtung der Entladungslampe
ausgegeben wird, auf einem höheren Wert gehalten wird. Daher
kann in dem sehr kurzen Zeitraum von einigen zehn bis einigen
hundert µsec unmittelbar nach dem Starten der Beleuchtung der
Entladungslampe die Einschaltbetriebszeit des Schaltelements
während des geschilderten Zeitraums so gesteuert werden, dass
sie länger ist als beim Stand der Technik, so dass der von
der Spannungserhöhungsschaltung der Entladungslampe
zugeführte Strom zunimmt, was den Vorteil mit sich bringt,
dass ein Beleuchtungsausfall der Entladungslampe während des
Entladungswachstumszeitraums ausgeschaltet werden kann.
Die Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung ist so
aufgebaut, dass sie eine dritte Steuerschaltung zur
Bestimmung des Startens der Beleuchtung der Entladungslampe
entsprechend der Gleichspannung aufweist, die von der
Spannungsmeßschaltung festgestellt wird, und die
Impulsbreitenmodulation der ersten Steuerschaltung so
steuert, dass das Tastverhältnis des Ausgangsimpulses von dem
größeren Wert auf einen kleineren Wert geändert wird, während
des Zeitraums von einigen zehn bis einigen hundert µsec nach
dem Starten der Beleuchtung der Entladungslampe. Daher wird,
im Vergleich zum Stand der Technik, eine Änderung mit einem
optimalen Tastverhältnis während des Zeitraums von einigen
zehn bis einigen hundert µsec nach dem Starten der
Beleuchtung der Entladungslampe vorgenommen, und wird die
Einschaltbetriebszeit des Schaltelements in dem genannten
Zeitraum so gesteuert, dass sie länger ist, um den von der
Spannungserhöhungsschaltung der Entladungslampe zugeführten
Strom zu erhöhen, was den Vorteil mit sich bringt, dass der
Beleuchtungsausfall der Entladungslampe während des
Entladungswachstumszeitraums ausgeschaltet werden kann, und
auch die Verläßlichkeit erhöht werden kann.
Claims (3)
1. Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung, welche
aufweist:
eine Spannungserhöhungsschaltung (2), deren Eingangsseite mit einer Gleichspannungsversorgungsquelle (1) verbunden ist, und in welcher ein Schaltelement (2c) vorgesehen ist, um die Spannung der Gleichspannungsversorgungsquelle in Reaktion auf den Ein/Ausschaltbetrieb des Schaltelements (2c) zu erhöhen;
eine Entladungsstartschaltung (9) zur Durchführung des Startens der Entladung der Entladungslampe (10) entsprechend der Gleichspannung, die durch die Spannungserhöhungsschaltung (2) erhöht wird;
eine Spannungsmeßschaltung (5) zur Feststellung der Gleichspannung, die durch die Spannungserhöhungsschaltung erhöht wird;
eine erste Steuerschaltung (7b) zur Ausgabe eines Impulses, der durch Impulsbreitenmodulation moduliert ist, an das Schaltelement (2c); und
eine zweite Steuerschaltung (7a) zum intermittierenden Freischalten oder Sperren des Durchgangs des Ausgangsimpulses von der ersten Steuerschaltung (7b) an das Schaltelement (2c), so dass die Gleichspannung, die von der Spannungsmeßschaltung (5) festgestellt wird, gleich einer vorbestimmten Spannung wird.
eine Spannungserhöhungsschaltung (2), deren Eingangsseite mit einer Gleichspannungsversorgungsquelle (1) verbunden ist, und in welcher ein Schaltelement (2c) vorgesehen ist, um die Spannung der Gleichspannungsversorgungsquelle in Reaktion auf den Ein/Ausschaltbetrieb des Schaltelements (2c) zu erhöhen;
eine Entladungsstartschaltung (9) zur Durchführung des Startens der Entladung der Entladungslampe (10) entsprechend der Gleichspannung, die durch die Spannungserhöhungsschaltung (2) erhöht wird;
eine Spannungsmeßschaltung (5) zur Feststellung der Gleichspannung, die durch die Spannungserhöhungsschaltung erhöht wird;
eine erste Steuerschaltung (7b) zur Ausgabe eines Impulses, der durch Impulsbreitenmodulation moduliert ist, an das Schaltelement (2c); und
eine zweite Steuerschaltung (7a) zum intermittierenden Freischalten oder Sperren des Durchgangs des Ausgangsimpulses von der ersten Steuerschaltung (7b) an das Schaltelement (2c), so dass die Gleichspannung, die von der Spannungsmeßschaltung (5) festgestellt wird, gleich einer vorbestimmten Spannung wird.
2. Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Steuerschaltung (7b) die Impulsbreitenmodulation so
durchführt, dass das Tastverhältnis des Ausgangsimpulses
unmittelbar vor und nach Starten der Beleuchtung der
Entladungslampe (10) auf einem höheren Wert gehalten
wird.
3. Entladungslampen-Beleuchtungseinrichtung nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte
Steuerschaltung (7f) vorgesehen ist, um das Starten der
Beleuchtung der Entladungslampe (10) entsprechend der
Gleichspannung zu bestimmen, die von der
Spannungsmeßschaltung (5) festgestellt wird, und die
Impulsbreitenmodulation der ersten Steuerschaltung (7b)
so zu steuern, dass das Tastverhältnis des
Ausgangsimpulses von dem größeren Wert auf einen
kleineren Wert während des Zeitraums von einigen zehn
bis einigen hundert µsec nach dem Starten der
Beleuchtung der Entladungslampe geändert wird.
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