DE10208121A1 - Entladungslampenzündschaltung - Google Patents
EntladungslampenzündschaltungInfo
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Abstract
Entladungslampenzündschaltung, angepasst zum Steuern stoßartiger Energiezufuhr gemäß einem Abkühlzustand oder einer Ausschaltzeitdauer einer Entladungslampe ohne Verwendung eines Kondensators oder eine Speichervorrichtung mit großer Kapazität, hierdurch Kosten und Größe reduzierend. Leistungssteuerung in einem stationären Zustand einer Entladungslampe wird ausgeführt ansprechend auf ein Erfassungssignal für eine Spannung und einen Strom in der Entladungslampe, und eine der Entladungslampe stoßartig zuzuführende Energie wird gesteuert vor einem Übergang zur Leistungssteuerung. Die stoßartig zuzuführende Energie wird höher eingestellt als die Energie im stationären Zustand, dadurch die Lichtabgabe der Entladungslampe vorantreibend. Eine Zunahme der stoßartig zugeführten Energie, die die Energie im stationären Zustand übersteigt, wird entsprechend einer an der Entladungslampe anliegenden Spannung, einer Änderung der Spannung und einer Zeit, die seit einem Zeitpunkt, zu dem die Entladungslampe ausgeschaltet worden ist, verstrichen ist oder einem Betriebsstart einer Zündschaltung spezifiziert. Insbesondere wird eine dedizierte Schaltung zum Erfassen der Ausschaltdauer der Entladungslampe beseitigt, um nur Erfassungsinformation zu verwenden, die für die Leistungssteuerung der Entladungslampe erforderlich ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum
Reduzieren von Kosten und Größe der Steuerung von stoßartiger
Leistungszufuhr in einer Entladungslampenzündschaltung.
Es war eine Zündschaltung für eine Entladungslampe
(Metalldampflampe) bekannt, die eine Gleichspannungs- bzw.
DC-Leistungsschaltung umfasst, eine Wechselrichterschaltung
bzw. DC-AC-Umsetzschaltung und eine Startschaltung (eine
sogenannte Starterschaltung). Beispielsweise wird in einem
solchen Aufbau ein DC-DC-Umsetzer bzw. Gleichstromkonverter
verwendet für die DC-Leistungsschaltung und eine
Vollbrückenschaltung (in der vier Halbleiterschaltelemente
jeweils zwei Paare bilden zum abwechselnden Ausführen einer
EIN/AUS-Steuerung) und eine Treiberschaltung davon werden für
die Wechselrichterschaltung verwendet, eine Spannung mit
positiver Polarität (oder negativer Polarität), die von dem
Gleichstromkonverter ausgegeben wird, wird umgesetzt in eine
rechteckwellenförmige Spannung in der Vollbrückenschaltung
und die rechteckwellenförmige Spannung wird dann der
Entladungslampe zugeführt.
Die Startfähigkeit der Entladungslampe muss erhöht werden
bezüglich der Verwendbarkeit für eine Lichtquelle
beispielsweise in einem Fahrzeug und es wird vorgezogen, dass
ein Lichtstrom erhöht werden sollte, um einen Lichtstromwert
in einem stabilen Zustand so schnell wie möglich verfügbar zu
haben. Insbesondere, falls die Entladungslampe in einem
kalten Zustand gezündet werden soll, nachdem eine relativ
lange Zeit vergangen ist seit dem letzten Zünden (ein
sogenannter Kaltstart), ist es erforderlich, eine Leistung
anzuwenden, die mehrere Male höher ist als eine Leistung im
stationären Zustand. Darüber hinaus, in dem Fall, in dem
keine lange Zeit vergangen ist nach dem letzten Zünden und
eine relativ warme Entladungslampe gezündet werden soll (ein
sogenannter Warmstart), ist es vorzuziehen, eine Leistung
anzuwenden, die nur geringfügig höher als die Leistung im
stationären Zustand ist. Speziell, wenn eine Leistung, die
nahezu gleich der Leistung im Fall des Kaltstarts ist, im
letzten Fall angewandt wird, kann ein Zerstören oder eine
Reduktion der Lebensdauer durch die einwirkende thermische
Belastung auf die Entladungslampe veranlasst werden. Außerdem
gibt es ein Problem, dass ein schädlicher Effekt produziert
wird durch exzessives Zünden (die Sicherheit wird
verringert).
Entsprechend ist es erforderlich, ein Ausmaß des
Abkühlzustands der Entladungslampe oder eine Zeit, die
vergangen ist nach dem letzten Ausschalten, zu erfassen und
dann eine Leistung entsprechend dem Zustand der
Entladungslampe anzuwenden. Bezüglich des Abkühlzustands der
Entladungslampe und dem Erfassen der Ausschaltdauer waren die
folgenden Verfahren bekannt:
- 1. ein Verfahren, das eine Entladungszeitkonstante eines Kondensators verwendet und
- 2. ein Verfahren, bei dem eine Spannung gespeichert wird, die auf eine Entladungslampe angewendet wird in einem stationären Zustand und die gespeicherte Spannung mit einer Spannung verglichen wird, die anliegt, wenn die Entladungslampe eingeschaltet wird.
Zuerst, bezüglich (1), wird ein Kondensator aufgeladen, um in
einen Vollladezustand gebracht zu werden, während eine
Zündschaltung gestartet wird, die Entladungslampe zu zünden,
und der Kondensator startet ein Entladen, wenn die
Entladungslampe ausgeschaltet wird als Reaktion auf eine
Instruktion zum Stoppen der Entladungslampe. Zur Zeit des
nächsten Startens, wenn die Menge der elektrischen Ladungen,
die in dem Kondensator verblieben sind, kleiner ist, ist die
verstrichene Zeit länger. Wenn die Anschlussspannung des
Kondensators erfasst wird, kann daher die Zeit bekannt sein,
die verstrichen ist seit dem letzten Ausschalten (eine
Ausschaltdauer). Wenn gemäß einem solchen Verfahren die
Anschlussspannung eines Kondensators niedrig ist, wird eine
Leistung, die der Entladungslampe zugeführt wird, erhöht in
der Steuerung der stoßartigen Leistungszufuhr.
Bezüglich (2) wird eine auf die Entladungslampe angewendete
Spannung, wenn die Entladungslampe eingeschaltet ist,
verglichen mit einem vorgegebenen Spannungswert
(beispielsweise ein Wert einer Spannung, die angelegt wird an
die Entladungslampe in einem letzten stationären Zustand oder
ein Mittelwert davon), und außerdem werden eine Änderung in
der Spannung nach dem Einschalten und die asymptotische
Bedingung der Spannung, um einen Spannungswert im stationären
Zustand zu haben, überwacht. Folglich ist es möglich, den
Abkühlzustand der Entladungslampe oder die Ausschaltdauer
vorherzusagen. Gemäß einem solchen Verfahren ist es daher
möglich, einen Vorteil zu erhalten, dass eine erforderliche
Leistung angewendet werden kann zum Begünstigen der
Lichtabgabe während des Vorhersagens des Zustandes der
Entladungslampe.
In dem oben beschriebenen Verfahren können jedoch die
folgenden Nachteile bewirkt werden.
Zuerst ist im Verfahren (1) die Kapazität des Kondensators
groß (beispielsweise näherungsweise einige zehn µF sind
erforderlich, wenn eine Zeit von einigen zehn Sekunden bis zu
einigen Minuten für die Dunkeldauer erfasst werden sollen),
was einen Nachteil mit sich bringt in Bezug auf Kosten und
Größe. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass der Einfluss
eines Leckstroms des Kondensators selbst die Eigenschaft der
Zeiterfassung negativ beeinflusst, weil ein Entladen mit
einem Mikrostrom erforderlich ist.
Außerdem ist ein Speicher (ein nicht flüchtiges RAM)
erforderlich zum Halten des Speicherwertes des Verfahrens
(2). Zudem muss, wenn die Zündschaltung gestartet wird oder
die Entladungslampe ausgeschaltet wird, gespeicherte
Information aufbewahrt werden (daher muss ein geeigneter
Speicher, der keinen Initialisierungsprozess ausführt,
separat vorgesehen sein oder ein Computer muss verwendet
werden für einen Steueraufbau).
Die Erfindung hat ein Anliegen, Kosten und Größe zu
reduzieren durch Ausführen von Steuerung ohne die Verwendung
eines Kondensators oder einer Speichereinrichtung mit großer
Kapazität beim Ausführen des Steuerns stoßartiger Leistung
gemäß dem Abkühlzustand einer Entladungslampe und einer
Ausschaltdauer.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, sieht die
Erfindung eine Entladungslampenzündschaltung vor, die eine
Gleichstromkonverterschaltung (DC-DC-Umsetzschaltung) umfasst
zum Empfangen einer Eingangsgleichspannung und Umwandeln der
Eingangsgleichspannung in eine erforderliche Gleichspannung,
eine Wechselrichterschaltung (DC-AC-Umsetzschaltung) zum
Umwandeln einer Ausgangsspannung der DC-DC-Umsetzschaltung in
eine Wechselspannung und dann Zuführen der Wechselspannung an
eine Entladungslampe, eine Startschaltung zum Generieren
eines Startimpulses, der zur Entladungslampe zu senden ist
und eine Steuerschaltung zum Steuern einer Leistung, die
angewendet werden soll auf die Entladungslampe, wobei die
Entladungslampenzündschaltung den folgenden Aufbau hat.
Die Steuerschaltung führt Leistungssteuerung in einem
Stationärzustand der Entladungslampe aus als Reaktion auf ein
Erfassungssignal für eine an die Entladungslampe angelegte
Spannung und einen zu der Entladungslampe fließenden Strom
und führt Ausgangsgrößensteuerung der
Gleichstromkonverterschaltung aus zum Steuern einer, die der
Entladungslampe stoßartig zuzuführen ist vor einem Übergang
zur Leistunssteuerung.
Die der Entladungslampe stoßweise zuzuführende Leistung ist
höher eingestellt als die im stationären Zustand und die
Lichtabgabe der Entladungslampe wird vorangetrieben, um einen
Lichtstrom der Entladungslampe in kurzer Zeit anzunähern an
einen Lichtstrom im stationären Zustand. Eine Zunahme der
stoßweise zuzuführenden Leistung, die die Leistung im
stationären Zustand übersteigt, wird durch die
Steuerschaltung entsprechend einer an der Entladungslampe
anliegenden Spannung, einer Änderung der Spannung und einer
seit einem Zeitpunkt des Zündens der Entladungslampe oder
eines Startens eines Betriebs einer Zündschaltung
verstrichenen Zeit spezifiziert.
Erfindungsgemäß ist es daher erforderlich, nur erfasste
Information zu verwenden, die erforderlich ist für die
Leistungssteuerung einer Entladungslampe beim Steuern einer
stoßweisen Leistung, die der Entladungslampe zuzuführen ist,
und außerdem ist es möglich, eine Schaltung oder eine
Einrichtung wegzulassen, die erforderlich wäre zum Erfassen
eines Abkühlungszustands nach dem Ausschalten der
Entladungslampe oder einer verstrichenen Zeit vom letzten
Ausschalten bis zum derzeitigen Einschalten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher
erläutert, in denen zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm des Grundaufbaus einer
Entladungslampenzündschaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Grafik zum Erläutern einer Steuerlinie;
Fig. 3 eine Grafik zum Erläutern einer stoßweisen
Steuerung;
Fig. 4 eine Grafik zum Erläutern einer zeitlichen Änderung
in einem Lichtstrom entsprechend Fig. 3;
Fig. 5 ein Diagramm einer Steuerlinie ohne parallelen
Zusammenhang;
Fig. 6 eine Grafik zum Erläutern des Falles, in dem eine
zugeführte Spannung im stationären Zustand niedrig
ist, wobei ein oberes Diagramm eine Steuerlinie
zeigt und ein unteres Diagramm eine zeitliche
Änderung in einem Lichtstrom zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm zum Erläutern des Falles, in dem die
zugeführte Spannung hoch ist im stationären
Zustand, wobei ein oberes Diagramm eine Steuerlinie
zeigt und ein unteres Diagramm eine zeitliche
Änderung in einem Lichtstrom zeigt;
Fig. 8 ein Diagramm zum Erläutern einer Taktschaltung
unter Verwendung eines Kondensators;
Fig. 9 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Änderung im
Lichtstrom in dem Fall, in dem die Steuerlinie
verringert wird mit einer konstanten
Geschwindigkeit mit dem Zeitablauf;
Fig. 10 ein Diagramm eines Beispiels einer Änderung im
Lichtstrom in dem Fall, in dem die Steuerlinie mit
ablaufender Zeit duch Verzögerung verringert
(abgesenkt) wird;
Fig. 11 ein Diagramm eines Verfahrens zum Anheben der
Steuerlinie;
Fig. 12 eine Grafik einer Veränderung in einer Spannung
entsprechend dem Abkühlzustand der Entladungslampe;
Fig. 13 ein Diagramm des Aufbaus eines Hauptteiles zur
Leistungssteuerung;
Fig. 14 ein Blockdiagramm eines Beispiels des
Schaltungsaufbaus eines das Bilden einer
Steuerlinie/leitung betreffenden Abschnittes;
Fig. 15 eine Grafik zum Erläutern eines Verfahrens zum
Generieren der Steuerlinie gemeinsam mit Fig. 16,
was ein VL-IL-Diagramm ist;
Fig. 16 eine Grafik einer Verarbeitungsprozedur in der
Reihenfolge;
Fig. 17 ein Diagramm eines Beispiels des Schaltungsaufbaus
eines Betriebsabschnitts;
Fig. 18 ein Diagramm eines Beispiels des Aufbaus eines
Spannungsänderungserfassungsabschnitts;
Fig. 19 ein Schaltdiagramm eines Beispiels des Aufbaus
eines integrierenden Abschnitts für eine
Spannungsvariation;
Fig. 20 ein Diagramm eines Beispiels des Schaltungsaufbaus
eines Leistungsreduzierungssteuerabschnitts;
Fig. 21 ein Diagramm einer Wellenform und des
Phasenzusammenhangs jedes Abschnittes in Fig. 20;
Fig. 22 ein Diagramm zum Darlegen fehlerhafter Erfassung
von Spannungserfassung (VL), schematisch eine
Gleichstromkonverterschaltung darlegend und
nachfolgende Schaltungen;
Fig. 23 ein Diagramm eines Beispiels eines
Schaltungsaufbaus einer fehlerhaft erfassten
Messung;
Fig. 24 ein Zeitdiagramm des Signalzusammenhangs jedes
Abschnittes in Fig. 23.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Basisaufbau und eine
Entladungslampenzündschaltung 1 umfasst eine
Gleichspannungsenergiequelle 2, eine
Gleichstromkonverterschaltung 3, eine Wechselrichterschaltung
4 und eine Startschaltung 5.
Die Gleichstromkonverterschaltung empfängt eine
Eingangsgleichspannung (gekennzeichnet mit "Vin") von der
Gleichspannungsenergiequelle 2 und hebt dieselbe Spannung
oder senkt sie ab und gibt eine gewünschte Gleichspannung
aus, und die Ausgangsspannung wird variabel gesteuert
ansprechend auf ein Steuersignal, das von einer unten
beschriebenen Steuerschaltung gesendet wird. Der
Gleichstromkonverter (Zerhackertyp oder Sperrwandlerttyp) mit
dem Aufbau eines Schaltreglers wird beispielsweise verwendet
für die Gleichstromkonverterschaltung 3.
Die Wechselrichterschaltung 4 ist vorgesehen zum Umsetzen der
Ausgangsspannung der Gleichstromkonverterschaltung 3 in eine
Wechselspannung und zum Zuführen der Wechselspannung zu der
Entladungslampe 6 und schließt eine Brückenschaltung (eine
Vollbrückenschaltung oder eine Halbbrückenschaltung) ein, die
beispielsweise zusammengesetzt wird unter Verwendung einer
Vielzahl von Halbleiterschaltelementen und deren
Treiberschaltung.
Die Startschaltung 5 ist vorgesehen zum Generieren eines
Hochspannungssignals (eines Startimpulses) zum Starten der
Entladungslampe 6, dabei die Entladungslampe 6 startend, und
dasselbe Startsignal wird überlagert über ein
Wechselspannungsausgangssignal von der
Wechselrichterschaltung 4 und wird dann an die
Entladungslampe 6 angelegt.
Eine Erfassungsschaltung zum Erfassen einer Spannung oder
eins Strom bezogen auf die Entladungslampe 6 hat den
folgenden Aufbau.
Ein Aufbau, in dem ein Stromerfassungselement (ein
Nebenschlusswiderstand oder ein Erfassungstransformator)
verbunden ist mit einer Entladungslampe zum Erfassen eines
Stromwertes, der zu dem Element fließt, um beispielsweise
direkt eine Röhrenspannung oder einen Röhrenstrom der
Entladungslampe zu messen; und
ein Aufbau, in dem eine Spannung äquivalent zur Röhrenspannung oder zum Röhrenstrom der Entladungslampe erfasst wird.
ein Aufbau, in dem eine Spannung äquivalent zur Röhrenspannung oder zum Röhrenstrom der Entladungslampe erfasst wird.
In Fig. 1 sind eine Spannungserfassungsvorrichtung 7 (zum
Beispiel eine Schaltung zum Erfassung einer Ausgangsspannung
unter Verwendung eines Spannungsteilerwiderstandes) und eine
Stromerfassungsvorrichtung 8 (ein
Erfassungswiderstandselement) jeweils unmittelbar nach der
Gleichstromkonverterschaltung 3 vorgesehen, und ein Signal
(oder ein Ersatzsignal) äquivalent zu einer an der
Entladungslampe 6 anliegenden Spannung oder eines durch sie
fließenden Stromes wird verwendet und zu einer
Steuerschaltung 9 gesendet.
Die Steuerschaltung 9 dient zum Steuern einer Leistung, die
der Entladungslampe 6 zugeführt wird und hat die folgenden
Funktionen.
Eine Leistungssteuerfunktion in einem stationären Zustand;
und
eine Leistungssteuerfunktion in einem stoßartigen Zustand.
eine Leistungssteuerfunktion in einem stoßartigen Zustand.
Mit anderen Worten, die Steuerschaltung 9 führt
Leistungssteuerung (Konstantleistungssteuerung) aus im
stationären Zustand der Entladungslampe ansprechend auf ein
Erfassungssignal für eine Spannung, die an die
Entladungslampe angelegt ist oder einen Strom, der durch die
Entladungslampe fließt und führt die Ausgangsgrößensteuerung
der Gleichstromkonverterschaltung 3 aus, um eine Leistung zu
steuern, die stoßweise der Entladungslampe zugeführt wird vor
einem Übergang zur Leistungssteuerung. Um die Lichtabgabe der
Entladungslampe voranzutreiben, einen Lichtstrom der
Entladungslampe in kurzer Zeit anzunähern an einen Lichtstrom
im stationären Zustand, ist für Stoßanwendung eine höhere
Leistung erforderlich als im stationären Zustand.
Zum Steuern der Zufuhr der stoßartigen Leistung ist es
erforderlich, eine zuzuführende Leistung zu spezifizieren
abhängig von dem Zustand der Entladungslampen, wie oben
beschrieben. Wenn ein Kondensator zum Erfassen einer
Ausschaltdauer oder ein Speicher zum Speichern eines
Spannungswertes üblicherweise benutzt wird, werden die oben
beschriebenen Nachteile bewirkt. Erfindungsgemäß wird daher
vorliegende Information genutzt und nur die vorliegende
Information oder durch Verarbeitung der vorliegenden
Information erhaltene Information wird verwendet, dadurch ein
Anwachsen der Anzahl der Komponenten oder der Komplexität
einer Schaltung vermeidend.
Die vorliegende Information ist die folgende:
- A) eine an einer Entladungslampe anliegende Spannung und eine Veränderung dieser Spannung; und
- B) ein Zeit, die verstrichen ist von einem Zeitpunkt, zu dem die Entladungslampe gezündet worden ist und dem Start eines Betriebs einer Zündschaltung.
Bezüglich (A) ist es zuerst erforderlich, die Spannung zu
erfassen, die an der Entladungslampe anliegt zur
Leistungssteuerung in einem stationären Zustand und darüber
hinaus ist es möglich, die Veränderung der Spannung mit der
ablaufenden Zeit zu erfassen.
Bezüglich (B) ist es möglich, einen Zeitpunkt festzustellen,
zu dem die Entladungslampe gezündet worden ist basierend auf
einem erfassten Strom oder einem Betrag emittierten Lichtes,
dadurch eine Zeit messend, die verstrichen ist von diesem
Zeitpunkt oder eine Zeit messend, die verstrichen ist von
einem Zeitpunkt an, zu dem eine Zündschaltung gestartet wurde
(eine Zeit, zu der ein Zündschalter eingeschaltet worden
ist). Beispielsweise gibt es einen Schaltungsaufbau, in dem
ein zu einem Startzeitpunkt aufzuladender Kondensator
verwendet wird zum Erfassen einer Anschlussspannung des
Kondensators und zum Erfassen einer verstrichenen Zeit
entsprechend dessen Anstieg (da eine Ausschaltzeit nicht
erfasst wird und das Erfassen für eine lange Zeit nicht
erforderlich ist, ist es ausreichend, dass der Kondensator
eine geringe Kapazität hat) und ein Schaltungsaufbau, in dem
eine verstrichene Zeit (eine Zeit, die verstrichen ist, bis
die Entladungslampe in einem stationären Zustand erleuchtet)
wird erfasst durch Zählen eines Taktsignals, das seit dem
Startzeitpunkt generiert wird.
Ein eine Leistung im stationären Zustand übersteigendes
Zunehmen (ein Anheben) in der Steuerung der stoßartigen
Leistung wird spezifiziert durch die Steuerschaltung 9
entsprechend der Information von (A) und (B).
Vor der Beschreibung des Schaltungsaufbaus wird zuerst die
Leistungssteuerung gemäß der Erfindung beschrieben unter
Bezugnahme auf die Fig. 2-12.
Fig. 2 zeigt eine Steuercharakteristik unter Verwendung einer
Steuerlinie G, in der eine Abszissenachse "VL" anzeigt als
eine an der Entladungslampe anliegende Spannung (oder eine
erfasste Spannung davon) und eine Ordinatenachse "IL" anzeigt
als einen zu der Entladungslampe fließenden Strom (oder einen
erfassten Strom davon) und eine Steuerlinie g zeigt eine
Steuerlinie mit Nennleistung (eine nach rechts unten schräge
Linie und genau eine konstante Leistungskurve mit einer
Nennleistung, die linearer Approximation unterzogen ist).
Von einem Abschnitt mit IL in einem Maximalbereich
verschiedene Abschnitte (entsprechend der Steuerung, in der
ein großer Strom fließt im frühen Stadium des Zündens zur
Zeit eines Kaltstarts) in der Steuerlinie G, das ist PUPA,
PUPB, PUPC und PUPC2 von der linken Seite der Zeichnung in
dieser Reihenfolge, beziehen sich auf die Steuerung des
Zuführens einer stoßartigen Leistung und haben die folgende
Bedeutung.
"PUPA" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite des Maximalbereichs und ein nach rechts unten gerichtetes Segment haben den größten Gradienten (Absolutbetrag) (einen großen negativen Gradienten),
"PUPB" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite des PUPA und ein nach rechts unten gerichtetes Segment mit einem kleineren Gradienten als dem von PUPA,
"PUPC" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite von PUPB und ein nach rechts unten gerichtetes Segment mit einem kleineren Gradienten als dem von PUPB, und
"PUPC2" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite von PUPC und einem nach rechts unten gerichteten Segment mit einem Gradienten, der gleich oder etwa gleich dem der Steuerlinie g ist.
"PUPA" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite des Maximalbereichs und ein nach rechts unten gerichtetes Segment haben den größten Gradienten (Absolutbetrag) (einen großen negativen Gradienten),
"PUPB" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite des PUPA und ein nach rechts unten gerichtetes Segment mit einem kleineren Gradienten als dem von PUPA,
"PUPC" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite von PUPB und ein nach rechts unten gerichtetes Segment mit einem kleineren Gradienten als dem von PUPB, und
"PUPC2" = ein Steuerabschnitt angrenzend an die rechte Seite von PUPC und einem nach rechts unten gerichteten Segment mit einem Gradienten, der gleich oder etwa gleich dem der Steuerlinie g ist.
Während in dem Beispiel die vier Steuerabschnitte verwendet
werden für die Steuerung der stoßartigen Leistung, ist es
auch möglich, ein Gruppieren in mehr Abschnitte vorzunehmen
(es ist erforderlich, eine angemessene Anzahl auszuwählen
unter Berücksichtigung der Komplexität eines
Schaltungsaufbaus).
In der Leistungssteuerung kann eine unterschiedliche Leistung
angewendet werden, wenn jeder Steuerabschnitt parallel
verschoben wird zur IL-Achse. Durch Senken der Steuerlinie,
um sie der VL-Achse anzunähern, wie mit den Pfeilen D, D, . . .
in Fig. 2 dargestellt, kann die zugeführte Leistung gesenkt
werden, mit anderen Worten, wenn die Steuerlinie G
vollständig oder teilweise gesenkt wird entsprechend der
Information von (A) oder (B), kann Leistung abhängig von dem
Zustand der Entladungslampe zugeführt werden.
Unter Berücksichtigung nur der Steuerabschnitt PUPA und PUPB,
die sich auf die Steuerung der stoßartigen Leistung beziehen,
wird angenommen, dass die Steuerlinie nicht parallel
verschoben wird, sondern konstant ist.
Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem eine Achse der Abszisse eine
VL-Achse darstellt und eine Achse der Ordinate eine IL-Achse
darstellt.
Im stationären Zustand der Entladungslampe wird angenommen,
dass die Steuerung ausgeführt wird mit einer Nennleistung der
Entladungslampe. Daher ist das rechte Ende von PUPB verbunden
mit einer Steuerlinie g mit einer konstanten
Leistungsannäherung.
Fig. 4 zeigt schematisch eine zeitliche Änderung eines
Lichtstromes für den Kaltstart der Entladungslampe (die
Änderung ist übertrieben) in dem Fall, in dem eine solche
Steuerungscharakteristik verwendet wird, wobei eine
Abszissenachse eine Zeit "t" (eine Zündstartzeit wird
eingestellt als Startpunkt) darstellt und eine Ordinatenachse
einen Lichtstrom "LM".
Eine als ein Punkt P in der Zeichnung dargestellte Position
entspricht einer Spitze des Lichtstroms LM, und der
Betriebspunkt der Entladungslampe wird bewegt von PUPA nach
PUPB in Fig. 3 und dann zu der Steuerlinie g. Daher wird die
Spitze erreicht nach einigen Sekunden seit dem Zünden der
Entladungslampe, und der Lichtstrom wird dann graduell
reduziert. In Fig. 3 entspricht eine Position auf der
Steuerlinie, die gekennzeichnet ist als ein Punkt Q (eine
Position zum Bewegen von PUPB zu der Steuerlinie g) dem Punkt
P und der Lichtstrom LM wird nicht angehoben nach dieser
Zeit.
Um ein Reduzieren des Lichtstroms in einem auf die Spitze in
Fig. 4 folgenden Abschnitt zu eliminieren zur Zeit des
Zündens des Kaltstarts, ist entsprechend eine Steuerlinie mit
der Fähigkeit des Zuführens einer höheren Leistung als der
durch die Steuerlinie g wiedergegeben Leistung erforderlich.
Daher sind PUPC und PUPC2 vorzusehen.
Die Steuerabschnitte PUPC und PUPC2 in Fig. 2 sind oberhalb
der Steuerlinie g angeordnet (die Seite, die abseits der VL-
Achse vorgesehen ist), um eine Leistung zu erhalten, die zum
Kompensieren der Reduktion des Lichtstroms erforderlich ist.
Da jedoch der Steuerabschnitt nicht immer an diesen
Positionen fest sein kann (eine einer Entladungslampe
zugeführte Leistung übersteigt eine Nennleistung während des
Zündens im stationären Zustand), ist es erforderlich, PUPC
und PUPC2 abzusenken, wie mit den Pfeilen D und D in der
Zeichnung im Verlauf der Zeit dargestellt.
Es gibt ein Problem dahingehend, dass eine Variation
generiert wird bedingt durch einen Herstellungsfehler oder
eine individuelle Differenz in den Entladungslampen in Bezug
auf eine zugeführte Spannung (auf die nachstehend Bezug
genommen wird als "VLs") in dem stationären Zustand der
Entladungslampe. Außerdem wird die Spannung in einer
Entladungslampe mit zeitlicher Änderung variiert.
In diesem Fall, wenn ein Steuerabschnitt parallel zu der
Steuerlinie g wie z. B. PUPC2 nicht vorgesehen ist, wird die
Energie, die der Entladungslampe zugeführt wird, verändert,
wenn der Betriebspunkt die Spannung VLs im stationären
Zustand erreicht, wie in Fig. 5 dargestellt (nur den Fall von
PUPC zeigend).
Fig. 5 zeigt die Steuerlinie g, PUPC und zwei Betriebspunkte
OL und OH auf PUPC, wobei der Betriebspunkt OL den Fall
zeigt, in dem die Spannung VLs niedrig ist im stationären
Zustand und der Betriebspunkt OH zeigt den Fall, in dem die
Spannung VLs hoch ist im stationären Zustand.
In diesem Fall ist im Betriebspunkt OL eine zuzuführende
Leistung höher als eine Leistung, die zuzuführen ist im
Betriebspunkt OH. Daher ist es offensichtlich, dass ein
Unterschied gemacht wird bezüglich der Kompensation zur
Reduzierung des Lichtstroms (ein Überschießen des
Lichtstromes wird bewirkt, wenn die zugeführte Leistung zu
hoch ist, und ein Mangel an Lichtstrom wird bewirkt, wenn die
zugeführte Leistung zu niedrig ist).
Entsprechend ist ein Unterschied in der Steuerlinie g
festgelegt durch das Vorsehen von PUPC2 parallel zur
Steuerlinie g. Folglich kann die zugeführte Leistung davon
abgehalten werden, uneinheitlich zu sein. In dem Fall, in dem
eine Variation der Charakteristik der Entladungslampe
innerhalb vorbestimmter Toleranzen schwanken kann, ist es
eine Selbstverständlichkeit, dass PUPC2 nicht verwendet wird,
sondern nur PUPC verwendet werden kann oder nur PUPC2
verwendet werden kann, und PUPC und PUPC2 können eigentlich
zusammen verwendet werden.
Um die Steuerabschnitte PUPC und PUPC2 in Fig. 2 zu senken,
werden Betriebsdaten basierend auf der Spannung VL, die an
der Entladungslampe anliegt und einer Zeit, die verstrichen
ist von einem Zündzeitpunkt (oder dem Betriebstartzeitpunkt
der Zündschaltung), verwendet. Beispielsweise wird im Fall
eines Digitalbetriebs VL oder ein erfasster Wert davon
umgewandelt in Digitaldaten zum Nutzen einer Operation für
einen Produktwert eines erforderlichen Bit-Wertes in den
Digitaldaten und eines erforderlichen Bit-Wertes in
Digitaldaten, die Zeitdaten repräsentieren. Vorzugsweise wird
die Steuerung derart ausgeführt, dass eine Geschwindigkeit
der Abnahme von PUPC und PUPC2 reduziert wird, wenn der
Produktwert ansteigt. Mit anderen Worten, wenn VL groß ist
oder die abgelaufene Zeit länger, ist die Geschwindigkeit,
mit der PUPC oder PUPC2 sich an die Steuerlinie g annähern,
reduziert. Der Grund dafür ist der folgende.
Zuerst wird eine Geschwindigkeit des Absenkens der
Steuerlinie reduziert mit steigendem VL um eine Knappheit
eines Lichtstroms einer Entladungslampe zu vermeiden, die
eine hohe Spannung VLs in einem stationären Zustand während
des Zündens im Kaltstart hat.
Die Fig. 6 und 7 zeigen einen Zustand, in dem der
Betriebspunkt der Steuerlinie bewegt wird für zwei
Entladungslampen mit unterschiedlichen Spannungen VLs und
einer temporären Änderung in einem Lichtstrom LM. Fig. 6
zeigt den Fall, in dem VLS niedrig ist und Fig. 7 zeigt den
Fall, in dem VLs hoch ist. In diesen Zeichnungen ist eine in
einem oberen Teil angeordnete Grafik ein Diagramm einer VL-
IL-Charakteristik (Punkte "1S" bis "10S" der Steuerlinie
zeigen einen zeitlichen Übergang eines Betriebspunktes und
ein größerer numerischer Wert vor dem "S" angeordnet
identifiziert eine längere verstrichene Zeit und eine in
einem unteren Teil angeordnete Grafik gibt eine zeitliche
Änderung des Lichtstroms LM wieder.
Wenn, wie in Fig. 6 gezeigt, der Wert von VLs klein ist, ist
eine Zeitdauer, während der PUPB und PUPC auf der Linie
verweilen, relativ lang. Wenn, wie in Fig. 7 gezeigt, der
Wert von VLs groß ist, ist eine Zeitdauer, während der PUPB
und PUPC auf der Linie verweilen, relativ kurz. Entsprechend
empfängt die Entladungslampe mit kleinerem VLs einen größeren
Leistungsbetrag.
Falls die Geschwindigkeit, mit der die Steuerlinie abzusenken
ist, konstant ist, erscheint eine Differenz zwischen PUPB und
PUPC als eine Differenz in der Änderung des Lichtstroms.
Beispielsweise ist das Überschiessen des Lichtstroms in der
Fig. 6 klein, während der Lichtstrom etwas ungenügend ist
nach einer Spitze in Fig. 7. Im Gegensatz hierzu kann das
Überschießen spürbar sein in einigen Fällen in Fig. 6.
Entsprechend ist es vorzuziehen, dass die Geschwindigkeit des
Absenkens der Steuerlinie isoliert werden sollte abhängig von
dem Wert von VL, um das Überschießen für die zeitliche
Änderung des Lichtstromes zu eliminieren und die Knappheit
des Lichtstromes zu vermeiden.
Um den Zustand der Knappheit des Lichtstroms für eine Zeit
von einigen zehn Sekunden bis etwas einer Minuten zu
vermeiden anstelle einer kurzen Zeit von einigen Sekunden
oder zehn Sekunden, wird die Geschwindigkeit des Absenkens
der Steuerlinie reduziert, wenn die verstrichene Zeit lang
ist.
Fig. 8 zeigt schematisch eine zeitliche Änderung (ein
Ansteigen in der Anschlussspannung) mit "VC" eines
Kondensators durch Einstellen der Zündzeit oder
Zündstartzeit, der Entladungslampe als Startpunkt in dem
Fall, in dem eine Zeitgeberschaltung gebildet wird durch
Verwenden des Kondensators.
Falls während des Ladens beispielsweise eine CR-Schaltung
einschließlich eines Kondensators verwendet wird und einer
Zeitkonstanten, die spezifiziert ist durch die
elektrostatische Kapazität des Kondensators und den
Widerstandswert eines Widerstandselementes (beispielsweise
ist eine Spannungserfassungsschaltung ist vorgesehen zum
Erfassen der Anschlussspannung des Kondensators mit einem
solchen Aufbau, dass eine angelegte Spannung, die zur
Zündstartzeit erhalten wird, einzuspeisen ist in den
Kondensator durch einen Widerstand), die Anschlussspannung VC
wird angehoben mit der Zeitkonstanten und erreicht eine
Spannung zur Zeit der Vollladung. Wenn daher die verstrichene
Zeit zugenommen hat, wird eine Spannungsdifferenz, die durch
einen Zwei-Wege-Pfeil in der Zeichnung gezeigt ist,
reduziert. Der Unterschied in einer Spannung entspricht einer
stoßartigen Leistung, die anzulegen ist an die
Entladungslampe. Wenn daher VC höher ist, ist ein
Leistungswert kleiner. Das Ausmaß eines Absenkens in der
angelegten Leistung (ein Reduzieren über die Zeit) entspricht
der Geschwindigkeit des Absenkens der Steuerlinie und die
Geschwindigkeit ist hoch, wenn VC niedrig ist, während
dieselbe Geschwindigkeit niedrig ist, wenn VC hoch ist.
Die Fig. 9 und 10 sind Grafiken zum vergleichenden Erläutern
eines Unterschiedes in der Geschwindigkeit des Absenkens in
der Steuerlinie, Fig. 9 zeigt den Fall in dem die PUPC2
verringert beziehungsweise abgesenkt wird in einem
gleichmäßigen Intervall mit dem Verstreichen der Zeit und
Fig. 10 zeigt den Fall, in dem PUPC2 abgesenkt wird mit einer
niedrigeren Geschwindigkeit mit einer längeren abgelaufenen
Zeit. Eine obere Zeichnung zeigt einen zeitlichen Übergang,
in dem PUPC2 abgesenkt wird und eine untere Grafik zeigt
schematisch eine zeitliche Veränderung in einem Lichtstrom.
Wie aus einem Vergleich der beiden Zeichnungen ersichtlich
ist, wird PUPC2 verringert mit konstanter Geschwindigkeit um
die Steuerlinie g zu erreichen nach Ablauf der Zeit (Zeit
t1 < t2 < t3 < t4) in Fig. 9. Daher ist der Lichtstrom LM
geringer als ein Lichtstrom in dem stationären Zustand
innerhalb eines Bereiches seines Ansteigens zu einer Spitze
(die in einer unterbrochenen Linie dargestellt ist) und ist
dadurch nicht ausreichend für eine Zeitperiode vergleichbarer
Länge. Demgegenüber wird in Fig. 10 die Geschwindigkeit des
Absenkens von PUPC2 verringert, wenn PUPC2 sich der
Steuerlinie g annähernd, wie in den Zeitpunkten t1 bis t7
dargestellt (eine Zeit ist später mit größerer Zahl). Daher
ist es möglich, einen unzureichenden Bereich nach der Spitze
in dem Lichtstrom zu entfernen.
Auch in dem Fall, in dem die Zeitabstimmung ausgeführt wird
unter Verwendung eines Oszillationssignals anstelle des
Kondensators, ist es möglich, die Geschwindigkeit des
Absenkens der Steuerlinie zu ändern durch ein Verfahren des
Änderns der Signalfrequenz.
Wenn sowohl PUPC als auch PUPC2 in einer in Fig. 2 gezeigten
Position platziert sind (eine Position, oberhalb der
Steuerlinie g vorgesehen) nach dem Startzeitpunkt der
Zündschaltung (oder einer Zündstartzeit, zu der ein
Zündschalter eingeschaltet wird) werden Nachteile bedingt zu
einer Zeit eines Warmstarts der Entladungslampe. Insbesondere
in dem Fall, in dem die Entladungslampe, die noch warm ist,
wieder gezündet wird, wird eine Leistung entsprechend eines
Betriebspunktes auf PUPC oder PUPC2 zugeführt zur
Entladungslampe. Daher ist die zugeführte Leistung zu hoch,
sodass das Überschießen des Lichtstroms bewirkt werden kann
(in dem Fall einer Entladungslampe, die gerade ausgeschaltet
worden ist, ist die Spannung VL, die unmittelbar nach dem
Ausschalten anliegt, etwa gleich der Spannung VLs im
stationären Zustand).
Die PUPC und die PUPC2 sind nahe an der Steuerlinie g
angeordnet zur Startzeit der Zündschaltung oder zu der
Zündstartzeit, zu der der Schalter eingeschaltet wird und
werden dann aufwärts entfernt von der Steuerlinie g, einem
bestimmten Steuerbetrag entsprechend. Der "bestimmte
Steuerbetrag" impliziert einen integrierten Wert für eine
Variation in der Spannung VL.
Fig. 11 zeigt einen Zustand, in dem PUPC2 aufwärts bewegt
wird gemäß dem Integralwert eines nahe bei der Steuerlinie g
liegenden Abschnittes. In dem Fall, in dem die
Entladungslampe nicht abgekühlt ist (PUPC2 - warm) ist ein
Aufwärtsbewegungsbetrag "ΔU" gering. In dem Fall, in dem die
Entladungslampe vollständig abgekühlt ist auf dieselbe Weise,
wie beim Kaltstart (PUPC2 - kalt) ist der Bewegungsbetrag AU
am größten. PUPC2 - mittel zeigt einen Zwischenzustand
dazwischen an.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer zeitlichen Änderung in der
Spannung VL entsprechend dem Zustand der Entladungslampen,
eine Zeichnung in einer oberen Stufe, die den Fall, in dem
die Entladungslampe noch einmal gezündet ist zeigt, bevor sie
abgekühlt ist, eine Zeichnung in einer mittleren Stufe, die
den Fall zeigt, in dem die Entladungslampe geringfügig
abgekühlt ist und dann noch einmal gezündet wird und eine
Zeichnung in einer unteren Stufe, die den Fall zeigt, in dem
die Entladungslampe vollständig abgekühlt ist und dann
gezündet wird (Kaltstart).
Wenn der Bewegungsbetrag AU gemäß dem integrierten Wert
bezüglich einer Variation in der Spannung VL spezifiziert
ist, kann eine Leistung entsprechend einer Art, in der die
Entladungslampe abgekühlt ist, zugeführt werden und außerdem
kann der Leuchtstrom der Entladungslampe glatt gesteigert
werden, um graduell angenähert zu werden an einen Wert des
stationären Zustands ohne Überschießen des Lichtstromes oder
Knappheit vom Lichtstrom.
Als nächstes wird ein Schaltungsaufbau gemäß der Erfindung
beschrieben. Während ein
Pulsbreitenmodulationssteuerverfahren (PWM vom
englischsprachigen Ausdruck Pulse Width Modulation), das wohl
bekannt ist in der Leistungssteuerung einer Entladungslampe,
für die folgende Beschreibung als Beispiel genommen wird, ist
selbstverständlich, dass der erfindungsgemäße
Schaltungsaufbau auch angewendet werden kann bezüglich des
folgenden Inhaltes der Steuerung unter Verwendung eines
anderen Verfahrens wie einem
Impulsfrequenzmodulationssteuerverfahren (PFM vom
englischsprachigen Ausdruck Pulse Frequency Modulation).
Fig. 13 ist ein Diagramm, zum Erläutern eines
Steuerschaltkreises zum Wiedergeben der Leistungssteuerung
der Steuerlinie einer Pulsbreitenmodulationssteuerung, wobei
nur ein Hauptteil davon gezeigt ist.
Eine vorbestimmte Referenzspannung "Eref" (angezeigt als ein
Symbol einer Konstantspannungsquelle in der Zeichnung) wird
einen positivseitigen Eingang zum Schluss eines
Fehlerverstärkers 10 zugeführt und die folgende Schaltung ist
verbunden mit einer Steuerlinie CL, die mit einem
negativseitigen Eingangsanschluss verbunden ist (die Ziffern
in den Klammern kennzeichnen Bezugszeichen).
Eine Schaltung (11) zum Erfassen einer Spannung, die an einer
Entladungslampe anliegt,
Eine Schaltung (12) zum Erfassen eines Stroms, der zu einer Entladungslampe fließt, und
Eine Schaltung (13) zum Spezifizieren einer stoßweisen und stationären Leistung.
Eine Schaltung (12) zum Erfassen eines Stroms, der zu einer Entladungslampe fließt, und
Eine Schaltung (13) zum Spezifizieren einer stoßweisen und stationären Leistung.
Die Spannungsdetektorschaltung 11 dient dem Erfassen von VL
und die Stromdetektorschaltung 12 dient dem Erfassen von IL.
Obwohl ein Ausgangsanschluss von jedem Schaltungsabschnitt
verbunden ist mit einer Steuerleitung (Steuerlinie) CL durch
jeden der Widerstände, benötigt ein Aufbau eines
Stromausgangstyps nicht die Widerstände.
Bezüglich der Steuerung in einem stoßartigen Bereich, der
bereitgestellt wird bevor die Entladungslampe stabilisiert
ist und in einem stationären Zustand, in dem stabiler
stationärer Leuchtbetrieb ausgeführt wird, bildet die
Schaltung 13 zum Spezifizieren der Stoß- und Stationär-
Leistung eine Charakteristik basierend auf den
Steuerabschnitten PUPA, PUPB, PUPC und PUPC2, eine
Erfassungssignal wird von der Spannungserfassungsschaltung 11
zugeführt zu einem Eingangsanschluss (IN) und ein
Ausgangsanschluss (OUT) davon ist verbunden mit der
Steuerleitung CL über einen Widerstand.
Wenn die Ausgangsspannung des Fehlerverstärkers 10 bei einem
solchen Aufbau angehoben wird (der Fehlerverstärker regelt
die Ausgangsspannung der Gleichstromkonverterspannung derart,
dass eine negativseitige Eingangsspannung davon gleich wird
einer Differenzspannung Eref) und die Ausgangsspannung des
Fehlerverstärkers 10 in ein Steuersignal umgewandelt wird, um
an ein Schaltelement (ein Halbleiterelement) in der
Gleichstromkonverterschaltung gesendet zu werden durch einen
PWM-Steuerabschnitt (ein Schaltungsabschnitt, der durch einen
Universal-IC für Pulsbreitenmodulationssteuerung gebildet
wird, welcher zum Generieren eines Impulssignals mit einem
Tastgrad, der in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis
des Pegels der Eingangsspannung und einer Sägezahnwelle
variiert) oder eine Treiberschaltung.
Teile, die als A1 bis A3 in der Zeichnung gekennzeichnet
sind, entsprechen einem Beitrag jedes Abschnittes zu einem
Stromeingang zu dem Fehlerverstärker 10 und die Richtung des
Pfeils basiert auf der eines Steuerstroms in jedem Abschnitt.
Beispielsweise ist die Richtung des Steuerstroms der
Spannungserfassungsschaltung 11 (siehe Pfeil A1) von dem
Fehlerverstärker 10 weg gerichtet (die Richtung einer
Stromsenke). Wenn daher der Wert eines Stroms, der in diese
Richtung fließt, ansteigt, wird die Leistung, die der
Entladungslampe zuzuführen ist, angehoben. Demgegenüber ist
die Richtung des Steuerstroms der Stromerfassungsschaltung 12
(siehe Pfeil A2) oder der Schaltung 13 zum Spezifizieren
stoßartiger Leistung und Leistung des Stationärzustands
(siehe den Pfeil A3) zum Fehlerverstärker 10 hin gerichtet
(die Richtung einer Stromquelle). Wenn daher der Wert eines
Stromflusses in dieser Richtung ansteigt, wird die Leistung,
die der Entladungslampe zuzuführen ist, reduziert.
In jedem Fall wird die der Entladungslampe zugeführte
Leistung verringert oder erhöht entsprechend einer Richtung,
in die ein Strom fließt in die Steuerleitung CL von dem
Schaltungsabschnitt oder aus der Steuerleitung CL und
entsprechend dem Betrag des Stromes.
Fig. 14 zeigt einen Hauptteil eines Beispiels des Aufbaus der
Schaltung 13 zum Spezifizieren der stoßweisen und der
Stationärzustands-Leistung, ein Beispiel zeigend, in dem ein
Digitalverarbeitungsschaltkreis verwendet wird
(selbstverständlich ist es möglich, einen solchen Aufbau zum
Ausführen eines Prozesses zu verwenden durch einen
Analogablauf mit demselben Inhalt).
Die Schaltung umfasst die folgenden Elemente (die Ziffern in
Klammern kennzeichnen Bezugsziffern):
einen Analog-Digital-Umsetzabschnitt (15);
einen Betriebsabschnitt (16) bezüglich PUPA;
einen Betriebsabschnitt (17) bezüglich PUPB;
einen Betriebsabschnitt (18) bezüglich PUPC und PUPC2;
einen Spannungsänderungserfassungsabschnitt (19);
einen Leistungsabnahmesteuerabschnitt (20);
einen Synthesizer beziehungsweise Generator (21); und
einen Digital-Analog-Umsetzabschnitt (22).
einen Analog-Digital-Umsetzabschnitt (15);
einen Betriebsabschnitt (16) bezüglich PUPA;
einen Betriebsabschnitt (17) bezüglich PUPB;
einen Betriebsabschnitt (18) bezüglich PUPC und PUPC2;
einen Spannungsänderungserfassungsabschnitt (19);
einen Leistungsabnahmesteuerabschnitt (20);
einen Synthesizer beziehungsweise Generator (21); und
einen Digital-Analog-Umsetzabschnitt (22).
Zuerst wird das von der Erfassungsschaltung 11 erhaltene
Erfassungssignal der Spannung VL von einem Eingangsanschluss
14 zu dem Digital-Analog-Umsetzabschnitt 15 gesendet (der in
der Zeichnung abgekürzt wird als "A/D") und wird umgesetzt in
Digitaldaten (was Daten einer vorbestimmten Bit-Zahl sind,
auf die Bezug genommen ist als "AVQ"). Während ein
Umsetzverfahren verschiedene Konfigurationen hat, ist ein
sukzessiver Vergleichstyp bevorzugt in Bezug auf eine
Schaltungsgröße und eine Umsetzgeschwindigkeit.
Die Daten AVQ, die nach dem Umsetzen erhalten werden, werden
jeweils zu den Betriebsabschnitten 16-18 übertragen und
darüber hinaus zu dem Spannungsänderungserfassungsabschnitt
19 und dem Leistungsabnahmesteuerabschnitt 20.
Während die Betriebsabschnitte 16 bis 18 benötigt werden zum
Kreieren einer dazu entsprechenden Steuerleitung
beziehungsweise Steuerlinie, ist die Grundkreationsprozedur
dieselbe und entspricht dem folgenden Algorithmus.
- 1. Ein Konstantwert von "a1" wird basierend auf der Position eines Schnittpunktes der Steuerlinien (PUPA, PUPB, PUPC), die Ziele sind, mit der Steuerlinie g eingestellt.
- 2. Die Daten AVQ werden von dem Konstantwert von "a1" subtrahiert.
- 3. Das Ergebnis von (2) wird multipliziert mit einem konstanten Wert "a2".
Fig. 15 zeigt eine Steuerlinie PUPX (X ist A, B oder C), die
ein Ziel sein soll, basierend auf der Steuerlinie g (einer
linear approximierten Kurve einer Nennleistungskurve), eine
Abszissenachse, die eine VL-Achse darstellt und eine
Ordinatenachse, die eine IL-Achse darstellt.
In der Ausgestaltung ist ein Gradient (Absolutbetrag) der
Steuerlinie PUPX größer als ein Gradient (Absolutbetrag) der
Steuerlinie g und eine Differenz zwischen einem Abschnitt,
der oberhalb der Steuerlinie g vorgesehen ist und der
Steuerlinie g im vorherigen Fall ist äquivalent mit einem
Inkrement der Leistungszufuhr zu der Entladungslampe. Der VL-
Wert an dem Schnittpunkt der beiden Steuerlinien ist die
Konstante a1.
Die Fig. 16 zeigt eine Prodezur zum Generieren einer
Steuerlinie, in der ein Prozess fortschreitet von links nach
rechts.
Eine Grafik auf der linken Seite entspricht einer geraden
Linie "LN" von "V = a1" (eine rechts aufwärts steigende Linie
mit einem Gradienten von 1) und einen Pegel von "V = a1" (in
unterbrochener Linie dargestellt), wobei eine Abszissenachse
VL angibt und eine Ordinatenachse eine Spannungsachse von V
angibt.
Darüber hinaus zeigt eine Grafik in einem mittleren Teil eine
gerade Linie von "V = a1-VL", die ein Ergebnis der Prodezur
(2) wiedergibt.
Eine Grafik auf der rechten Seite wird erhalten durch
Ausführen einer Multiplikation einer Konstanten a2 (die
kleiner ist als 1 in dem gezeigten Beispiel) für den Graphen
im mittleren Teil, ein Ergebnis der Prodezur (3)
wiedergebend. In dem Graphen repräsentiert eine
Abszissenachse VL und eine Ordinatenachse repräsentiert die
Ausgangsdaten "PXQ" des Betriebsabschnitts X = A, B oder C,
"PAQ" kennzeichnet Ausgangsdaten des Betriebsabsohnittes 16,
"PBQ" kennzeichnet Ausgangsdaten des Betriebsabschnittes 17
und "PCQ" kennzeichnet Ausgangsdaten des Betriebsabsohnittes
18).
Wie aus dem Zusammenhang
"PXQ = a2.(a1-VL) = a2.a1-a2.VL"
ersichtlich ist, entspricht eine lineare Funktionsgleichung,
die die Charakteristik von PXQ für V1 exakt wiedergibt, einer
geraden Linie mit einem Kontaktstück von "a2.a1" und einem
Gradienten von "-a2". Entsprechend ist offenbar, dass eine
Funktionsgleichung entsprechend PUPA, PUPB und PUPC erhalten
wird durch Veränderung der Konstantwerte a1 und a2 (ihre
nummerischen Werte werden variiert).
Bezüglich PUPC2, haben PUPC2 und die Steuerlinie g einen
Parallelzusammenhang in der Grafik des VL-IL-Zusammenhangs.
Für einen Betrieb entspricht daher eine Addition eines
bestimmten Wertes (gekennzeichnet mit "b")einer Umrechnung.
Entsprechend wird eine Differenz zwischen PUPC2 und der
Steuerlinie g einfach wiedergegeben durch einen nummerischen
Wert von "b" basierend auf der Steuerlinie g.
Fig. 17 zeigt ein Beispiel des Schaltungsaufbaus des
Betriebsabschnittes, wobei der Betriebsabschnitt 18 bezüglich
des Generierens von PUPC und PUPC2 dargestellt ist. Während
eine Signalleitung der Einfachheit halber dargestellt ist als
eine einzelne Leitung in Fig. 17, ist es erforderlich, die
tatsächlich Ausführung eines Mehr-Bit-Digitaldatenprozesses
zu bemerken.
Zuerst werden die Daten AVQ entsprechend VL übertragen zu
einem Subtraktionsabschnitt 23 in welchem die Prozesse (1)
und (2) ausgeführt werden.
Die Daten AVQ werden in der Vergleichsschaltung 24 im
Subtraktionsabschnitt 23 zugeführt und werden verglichen mit
dem konstanten Wert von "a1" darin. Wenn "AVQ < a1" erhalten
wird, wird ein H-Pegel-Signal (logisches Hochpegelsignal) der
Vergleichsschaltung 24 einem Eingang einer
Mehreingangs-UND-Schaltung 25 zugeführt (logisches Produkt).
Die Daten AVQ werden umgewandelt in einen Negativwert durch
eine NICHT-Schaltung 26 (logische Verneinung oder
Vollbit-Inversion) und der Negativwert wird dann an eine
Additionsschaltung 27 übertragen und wird darin zu a1
addiert. Die Additionsschaltung 27 ist aufgebaut unter
Verwendung eines Volladdierers (eine Volladdierereinrichtung)
und Ausgangsdaten davon werden einem verbleibendem
Eingangsanschluss der UND-Schaltung 25 zugeführt.
Die UND-Schaltung 25 sendet genau die Ausgangsgröße der
Additionsschaltung 25 an einen Multipliziererabschnitt 28 in
einer folgenden Stufe, wenn das Ausgangssignal der
Vergleichsschaltung 24 den H-Pegel hat und sendet ein L-
Pegel-Signal (äquivalent zu null) für alle Bits zu dem
Multiplikationsabschnitt 28, wenn das Ausgangssignal der
Vergleichsschaltung 24 den L-Pegel hat.
Eine Multiplikationsschaltung 29, die einen Volladdierer
verwendet, ist in dem Multiplikationsabschnitt 28 vorgesehen
und Daten, die als ein Ergebnis einer Multiplikation der
Ausgangsdaten des Subtraktionsabschnittes 23 mit einer
Konstanten a2 erhalten werden, werden zu einer
MAX-Auswahlschaltung 30 übertragen (einer Schaltung zum Auswählen
der größeren von zwei Daten) in einer nachfolgenden Stufe.
Daten mit einem Konstantwert "b", der kennzeichnend ist für
PUPC2, werden der MAX-Auswahlschaltung 30 zugeführt und
dieselben Daten und die von dem Multiplikationsabschnitt 28
übertragenen Daten werden miteinander verglichen und ein
größerer Wert von ihnen wird verwendet und wird dann
ausgegeben als "PCQ" durch eine Addierschaltung ADD.
Es ist offensichtlich, dass die Strukturen der
Betriebsabschnitte 16 und 17 bezüglich PUPA und PUPB auch
dieselben sind, wie die von Fig. 17 mit der Ausnahme des
Teiles bezüglich des Generierens von PUPC2.
Der Spannungsänderungserfassungsabschnitt 19 (abgekürzt mit
"DV" in Fig. 14) wird benötigt zum Erfassen einer Variation
der Spannung VL und ein Beispiel eines Aufbaus davon ist in
Fig. 18 gezeigt.
Zwei Signalspeicher beziehungsweise Latches 31 und 32 und
eine Subtrahierschaltung 33 sind vorgesehen. Wenn die Daten
AVQ dem Latch 31 in einer ersten Stufe zugeführt werden,
werden Latch-Daten derselben Schaltung und Daten, die nach
dem Durchlaufen der Latch-Schaltung 32 erhalten werden, in
einer zweiten Stufe übertragen zu der Subtrahierschaltung 32.
Eine Differenz zwischen beiden Daten wird berechnet in der
Subtrahierschaltung 3 und Differenzdaten (gekennzeichnet mit
"DVQ") werden übertragen zu dem Betriebsabschnitt 18 von PUPC
und PUPC2. Ein Intervallimpuls "IP" (der einem Taktimpuls
entspricht und eine Abtastzeit definiert), der von einer
Taktsteuerschaltung generiert wird, die nicht dargestellt
ist, wird den Latch-Schaltung 31 und 32 derart zugeführt,
dass ein Latch-Takt gesteuert wird.
Ein Integrationsabschnitt zum Integrieren einer
Spannungsveränderung ist in dem Betriebsabschnitt 18 von PUPC
und PUPC2 vorgesehen und ein Ausführungsbeispiel 34 ist in
Fig. 19 gezeigt.
Es ist eine Addierschaltung 35 vorgesehen, der DVQ zugeführt
wird von dem Spannungsänderungserfassungsabschnitt 19 und
einer Latch-Schaltung 36. Die Ausgangsdaten der
Latch-Schaltung 36 werden eingegeben in die Addierschaltung 35 und
der Datenwert von DVQ wird dazu addiert. Entsprechend zeigt
die Ausgangsgröße der Latch-Schaltung 36 integrierte
Datenwerte "SS" (die Ausgangsdaten werden zu der
Addierschaltung ADD in Fig. 17 übertragen und addiert zu dem
Ausgang der MAX-Auswahlschaltung 30). Die Latch-Schaltung 36
wird auf den Empfang des Intervallimpulses IP betrieben.
Die Additionsoperation für PUPC und PUPC2 wird ausgeführt
basierend auf dem Ausgangswert des Integrationsabschnittes 34
oder einem Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren des
Ausgangswertes mit einem vorbestimmten Koeffizienten.
Folglich können ihre Steuerlinien aufwärts bewegt werden in
dem VL-IL-Diagramm. Speziell sind PUPC und PUPC2 in der
Nähe einer Näherungslinie g angeordnet für eine konstante
Leistungskurve mit einer Nennleistung unmittelbar nach dem
das Zünden gestartet ist. Wenn eine Variation der an der
Entladungslampe anliegenden Spannung VL erfasst wird und ein
integrierter Wert davon (ein durch Daten SS gekennzeichneter
Wert), wird berechnet, werden PUPC und PUPC2 entsprechend
temporär bewegt in einer solchen Richtung, um eine Leistung
anzuheben, die angelegt wird an die Entladungslampe (eine
solche Richtung geht weg von der VL-Achse) (da die
Steuerlinie temporär ansteigt und dann herabgesetzt wird, ist
sie in Fig. 2 als Zwei-Wege-Pfeil Z dargestellt).
Ein Leistungsreduktionsabschnitt 20 (oder ein Abschnitt zum
Spezifizieren reduzierter Leistung der in Fig. 14 mit "PD"
gekennzeichnet ist) dient zum Generieren von Daten "PDQ", die
benötigt werden zum Absenken beziehungsweise Verringern der
Steuerlinie nahe an die VL-Achse in dem Diagramm zum
Darstellen der VL-IL-Charakteristik basierend auf den Daten
AVQ und Information über eine verstrichene Zeit und zum
Senden der Daten "PDQ" an den Generierabschnitt 21, wobei ein
Ausführungsbeispiel davon in Fig. 20 gezeigt ist.
Zuerst werden die Daten AVQ und die Daten bezüglich einer
verstrichenen Zeit (beispielsweise Zählerdaten eines
Zählersignals nach der Zündstartzeit, die gekennzeichnet ist
als "Tm") multipliziert durch eine Multiplikationsschaltung
37 und ein Ergebnis davon, (ein Multiplikationswert, der als
"MP" gekennzeichnet ist) wird zu einer Vergleichsschaltung 38
übertragen.
Ein Zählausgang (gekennzeichnet "CTO") eines freilaufenden
beziehungsweise selbstlaufenden Zählers 39 (gekennzeichnet
"RFC" in der Zeichnung) wird zu der Vergleichsschaltung 38
gesendet und ein Ergebnis (gekennzeichnet mit "DUP"), das
durch Ausführen eines Pegelvergleichs mit dem multiplizierten
Wert MP in der Vergleichsschaltung 38 erhalten wird, wird
einem Rücksetzeingang (RST) des freilaufenden Zählers 39
zugeführt und der freilaufende Zähler 39 wird synchron mit
einem Ansteigen von DUP rückgesetzt.
Fig. 21 zeigt einen Phasenzusammenhang zwischen dem
Multiplikationswert MP, der Ausgangsgröße CTO des
freilaufenden Zählers und dem Vergleichsergebnis DUP.
Wie aus Fig. 21 ersichtlich, wird, wenn der Pegel von CTO den
Pegel von PM erreicht, DUP zeitweilig auf einen H-Pegel
eingestellt und der freilaufende Zähler 39 wird rückgesetzt.
Daher wird CTO eine Sägezahnwelle und eine Spitze davon wird
angehoben mit zunehmendem Pegel von MP. Bezüglich DUP wird
ein Intervall (Generierintervall) "T" eines Impulses erhöht
mit einem Ansteigen in MP.
DUP wird zu einem Zähler 40 gesendet und ein Zählwert wird
jedes Mal um eins erhöht, wenn der Impuls für DUP empfangen
wird. Mit einem solchen Aufbau kann ein addierter Wert als
PDQ erhalten werden.
PDQ wird zu dem Generierabschnitt 21 gesendet, sodass ein
Inkrement (oder eine Erhöhung), das eine Leistung in einem
stationären Zustand übersteigt, die stoßweise angewendet wird
auf die Entladungslampe, reduziert wird durch eine Zunahme in
dem Produktwert (einem Spannungszeitprodukt) der Daten AVQ
entsprechend einer Spannung, die an der Entladungslampe
anliegt und einer verstrichenen Zeit. Außerdem beinhaltet ein
Ansteigen in dem Intervall T von DUP mit einem Anheben von
MP, dass ein Additionsintervall in dem Zähler 40 ausgedehnt
wird mit einer Erhöhung des Spannungszeitproduktes, sodass
die Geschwindigkeit des Absenkens der Steuerlinie durch PDQ
reduziert ist (siehe Fig. 10).
Nachdem die Ausgangsdaten PAQ, PBQ und PCQ der
Betriebsabschnitte und die Ausgangsdaten PDQ des
Leistungsreduktionssteuerabschnittes 20 zu dem
Generierabschnitt 21 gesendet worden sind und generiert
worden sind werden die Ausgangsdaten (gekennzeichnet als "GQ"
in Fig. 14) übertragen zu dem Digital/Analog-Umsetzabschnitt
22 (abgekürzt "D/A" in Fig. 14). Die Daten PAQ, PBQ und PCQ
werden durch Auswählen des größten Wertes dieser Datenwerte
verarbeitet (der Grund ist, dass die Steuerlinie G einem
Seitenabschnitt eines konvexen Polygons entspricht, das
erhalten wird durch Auswählen und Generieren einer von
geraden Linien, die die Steuerabschnitte einschließen, welche
positioniert ist in einem am meisten oben liegenden Teil, wie
in Fig. 2 gezeigt). Als nächstes wird der Datenwert von PDQ
subtrahiert von dem ausgewählten Datenwert (um eine
anzulegende Leistung zu reduzieren). Ein durch
Voll-Bit-Invertierung des Ergebnisses der Subtraktion erhaltenes
Resultat ist mit DQ gekennzeichnet. Entsprechend schließt der
Generierabschnitt 21 eine Maximum-Auswahl-Schaltung
beziehungsweise MAX-Auswahl-Schaltung für PAQ, PBQ und PCQ
ein, eine Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren von PDQ von
einer Ausgangsgröße hiervon und eine NICHT-Schaltung
(logische Negation oder Voll-Bit-Inversion).
GQ wird umgewandelt in einen Analogwert durch den
Digital/Analog-Umsetzabschnitt 22 und wird dann übertragen zu
der Steuerlinie CL in Fig. 13 durch einen Widerstand.
Insbesondere falls ein Spannungswert entsprechend dem
Datenwert von GQ klein ist, wird ein in einer Senkenrichtung
fließender Strom (die umgekehrte Richtung des Pfeils A3 in
Fig. 13) erhöht, sodass ein Inkrement der Leistung, die der
Entladungslampe zugeführt wird, vergrößert wird. Wenn im
Gegensatz hierzu ein Strom, der in eine Quellenrichtung
fließt, erhöht wird bezüglich der Steuerlinie CL, wird die
angewendete Leistung verringert. Der Datenwert, der nicht der
Voll-Bit-Inversion (die eine Vorzeichenumkehr beinhaltet) in
dem Generierabschnitt 21 unterzogen wird, wird erhöht mit
einem Anwachsen jedes der Datenwerte von PAQ, PBQ und PCQ und
einem Reduzieren des Datenwertes von PDQ. Wenn jedoch der
Datenwert exakt digital/analog umgesetzt wird und dann der
Steuerleitung CL zugeführt wird, wird ein Zusammenhang
zwischen dem Anwachsen und Abnehmen der zugeführten Leistung
umgekehrt. Entsprechend ist es erforderlich, ein
Voll-Bit-Inversion auszuführen, um korrekt die angewendete Leistung zu
erhöhen oder zu verringern in Übereinstimmung mit einer
Regel, die unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben wird.
Wenn beispielsweise daher der Datenwert von GQ zwei Bytes hat
(hexadezimal "00" bis "FF"), wird bei "00" eine sehr große
Leistung zugeführt.
In der Erfindung ist das Erfassen der Spannung VL eine
fundamentale Angelegenheit. Daher ist es erforderlich, diese
Erfassung korrekt auszuführen. Falls beispielsweise die
Leistungssteuerung, die unter Verwendung eines integrierten
Wertes der Änderung der Spannung VL auszuführen ist (die
Steuerlinie ist anzuheben für die Steuerabschnitte von PUPC
und PUPC2), ist es erforderlich, ein Problem zu
berücksichtigen, dass eine Operation ausgeführt wird durch
Einstellen einer Spannung als VL oder ein Variation davon,
die generiert wird, wenn eine Polarität für eine Spannung
umgeschaltet wird, die der Entladungslampe zuzuführen ist.
Mit anderen Worten, eine Spannung, die generiert wird, wenn
eine Polarität geschaltet wird, wird in diesem Fall angelegt
durch eine Induktanzkomponente (eine induktive Komponente)
einer Startschaltung zum Generieren eines
Hochspannungsimpulses zum Starten, ist höher als das
wirkliche VL und ist eine Scheinspannung (oder ein unechte
Spannung). Entsprechend wird, falls der Betrieb ausgeführt
wird durch Nehmen der Spannung als VL, dieselbe Spannung
überbewertet als eine Spannung mit einem größeren
Absolutbetrag als der tatsächlich vorliegenden gegenwärtigen
Spannung VL. Folglich gibt es eine Möglichkeit, dass
Steuerung davon abgehalten werden könnte, ausgeführt zu
werden in Übereinstimmung mit den tatsächlichen Bedingungen.
Fig. 22 zeigt eine Gleichstromkonverterschaltung bzw.
DC-DC-Umsetzschaltung, eine Wechselrichterschaltung beziehungsweise
DC-AC-Umsetzschaltung und eine Startschaltung und zeigt eine
schematische Ausgangsgrößenwellenform bezüglich der ersten
beiden Schaltungen.
In der Ausgestaltung hat die Wechselrichterschaltung 4 einen
Aufbau einer Vollbrücke unter Verwendung einer Vielzahl von
Schaltelementen (sw1 bis sw4) und die Polarität einer
Spannung, die der Entladungslampe zuzuführen ist, wird
geschaltet von dem Wechselbetrieb jedes der Schaltelemente.
Insbesondere auf das Empfangen eines Signals hin, das von
einer Steuerschaltung gesendet worden ist, die nicht
dargestellt ist (ein Signal SD und ein Signal, das als SD
gekennzeichnet ist mit einer Markierung eines Querbalkens
darüber in der Zeichnung). Die Elemente sw1 und sw4 bilden
ein Paar und die Elemente sw2 und sw3 bilden ein Paar zum
wechselseitigen Ausführen von Schaltsteuerung. Daher wird
eine solche Bedingung, dass ein rapides Ansteigen oder
Abfallen einer Spannung bewirkt wird, angenommen mit einer
impulsiven Spannung, die generiert wird beim Schalten der
Polarität während des Wechselbetriebs.
Es ist wünschenswert, dass ein Spannungswert, der unmittelbar
nach oder bevor und nachdem die Polarität der der
Entladungslampen zugeführten Spannung geschaltet wird,
verwendet werden sollte als ein formaler Erfassungswert oder
verworfen werden sollte zum Verhindern von ungenauem Erfassen
(eine Spannung, die an die Entladungslampe angelegt wird,
wird nicht unmittelbar nach dem Schalten der Polarität
erfasst oder bevor und nach dem Schalten).
Es gibt ein Verfahren unter Verwendung geeigneter
Filtervorrichtungen (beispielsweise ein Digitalfilter zum
Vergleichmäßigen eines Pegels durch Mittelung von Daten) zum
Vermeiden, dass eine generierte Spannung durch eine
Fehlfunktion bewirkt wird. Jedoch kann ein solches Verfahren
eine Erhöhung der Schaltungsgröße oder der Kosten bewirken.
Daher wird beispielsweise der folgende Aufbau verwendet.
- 1. Ein Schaltungsaufbau, in dem ein durch zeitweiliges Stoppen des Generierens des Intervallimpulses IP (siehe Fig. 18) produzierter Impuls verwendet wird als neuer Intervallimpuls.
- 2. Ein Schaltungsaufbau, in dem überlegt worden ist, dass eine Zeitabstimmung zum Erfassen einer impulsartigen Spannung nicht bewirkt wird, dadurch einen Intervallimpuls von Anfang an generierend.
Gemäß dem Aufbau (1) werden die Daten von AVQ entsprechend VL
davon abgehalten, unmittelbar nach einer
Polaritätsumschaltung oder bevor und nach dem Schalten in
einem Netz gespeichert zu werden derart, dass AVQ nicht
verwendet werden kann als Spannungserfassungsdaten.
Im in Fig. 22 gezeigten Beispiel wird die Zeitabstimmung des
Schaltens der Polarität durch den Wechselbetrieb der
Wechselrichterschaltung gesteuert ansprechend auf ein Signal
SD und das Signal SD wird kreiert basierend auf einem
Taktsignal, das von einer nicht gezeigten
Signalgeneratorschaltung generiert wird. Daher kann das
Signal SD (oder ein Inversionssignal desselben Signals) und
ein Basissignal für das Generieren des Signals SD verwendet
werden. Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, dass ein
Ansteigen oder Fallen des Signals erfasst werden sollte, um
zeitweilig das Generieren des Intervallimpulses IP zu
verhindern für eine vorbestimmte Periode (eine Periode, in
der die Impulsspannung maskiert werden soll).
Fig. 23 zeigt ein Ausführungsbeispiel 41 des Vorstehenden,
ein 2-Eingangs-UND-Gatter 42 umfassend (logisches Produkt)
und ein 2-Eingangs-EXKLUSIV-NICHT-ODER-Gatter (EXNOR) 43
umfassend sowie ein D-Flip-Flop 44.
Zuerst wird ein Signal SD (beispielsweise 500 Hz) für das
Polaritätsumschalten (oder Polaritätsumkehr) in der
Wechselrichterschaltung einem D-Eingangsanschluss des
D-Flip-Flops 44 zugeführt und einem der Eingangsanschlüsse des
EXKLUSIV-NICHT-ODER-Gatters 43. Ein Referenzsignal
(gekennzeichnet mit "CLK") mit einer vorbestimmten Frequenz
(beispielsweise 2000 Hz) wird einem
Taktsignaleingangsanschluss (CK) des D-Flip-Flops 44
zugeführt und ein Q-Ausgangssignal des D-Flip-Flops 44 wird
dem anderen Eingangsanschluss des EXKLUSIV-NICHT-ODER-Gatters
43 zugeführt.
Der Intervallimpuls TP wird generiert zu einem regulären
Intervall von einer Generierschaltung, die nicht dargestellt
ist und wird zugeführt zu einem Eingangsanschluss des
UND-Gatters 42. Das Ausgangssignal des EXKLUSIV-NICHT-ODER-Gatters
43 wird dem anderen Eingangsanschluss des UND-Gatters
zugeführt.
Eine Signalausgangsgröße von dem UND-Gatter 42 (die
gekennzeichnet ist als "NIP"), wird anstelle des Signals IP
verwendet und definiert den Latch-Betrieb.
Fig. 24 ist ein Zeitdiagramm und zeigt das Signal jedes
Abschnittes in einer Schaltung und Bemerkungen in der
Schaltung, die von den vorstehend erwähnten Bemerkungen
abweichen, haben die folgende Bedeutung.
"S44Q" = das Q-Ausgangssignal des D-Flip-Flops 44; und
"S43" = das Ausgangssignal des EXKLUSIV-NICHT-ODER-Gatters 43.
"S43" = das Ausgangssignal des EXKLUSIV-NICHT-ODER-Gatters 43.
In der Zeichnung kennzeichnet "H" den logischen Hochpegel und
"L" kennzeichnet den logischen Niedrigpegel.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist S44Q geringfügig
verzögert gegenüber dem Signal Sd zur Polaritätsumkehr um
eine Anstiegszeit von CLK. Wenn daher beide Signal SD und
S44Q den H-Pegel haben, hat 543 den H-Pegel. Während
entsprechend IP das UND-Gatter 42 durchläuft, um nur dann NIP
zu sein, wenn NIP den L-Pegel hat, ist IP maskiert, wenn S43
den L-Pegel hat (für eine vorbestimmte Zeitdauer von der Zeit
des Polaritätsumschaltens). Daher steigt der Impuls nicht an
(entsprechend wird AVQ davon abgehalten, durch NIP im Latch
zwischengespeichert zu werden).
Bezüglich der Konfiguration (2) wird NIP nicht von IP
unterschiedlich von dem Aufbau (1) generiert, aber ein Signal
mit einem Impuls, der nicht von Anfang an ansteigt in der
Nähe der Polaritätsumkehr wird generiert und wird verwendet
für NIP. Speziell wird das UND-Gatter 42 in Fig. 23 entfernt
und die Frequenz von CLK wird erhöht zum Generieren eines
Hochfrequenzsignals. Es wird vorgezogen, dass das
EXKLUSIV-NICHT-ODER-Gatter 43 ersetzt werden sollte durch ein
EXKLUSIV-ODER-Gatter zum Verwenden des Ausgangssignals dieses
Gatters für NIP. In diesem Fall hat das Ausgangssignal des
EXKLUSIV-ODER-Gatters den L-Pegel für eine Zeitdauer von der
Anstiegszeit von SD bis zum Abfallen von CLK, nachdem S44Q
des D-Flip-Flops 44 ansteigt. Für diese Zeitdauer steigt der
Impuls von NIP nicht an. Daher ist offensichtlich, dass die
Daten AVQ nicht unmittelbar nach der Polaritätsumkehr im
Latch zwischengespeichert werden. Darüber hinaus ist
vorteilhaft, dass ein Schaltungsaufbau mehr vereinfacht ist,
verglichen mit dem Aufbau (1), weil IP nicht erforderlich
ist.
In beiden Konfigurationen wird die an die Entladungslampe
angelegte Spannung nicht unmittelbar erfasst, bevor oder
nachdem und bevor die Polarität der Spannung, die der
Entladungslampe zugeführt wird, umgeschaltet wird. Daher ist
es möglich, einen Vorteil dahingehend zu produzieren, dass
die impulsartige Spannung präzise davon abgehalten werden
kann, fehlerfasst zu werden als Spannung VL.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass entsprechend dem
ersten Aspekt der Erfindung, wenn die der Entladungslampe
stoßweise zuzuführende Leistung gesteuert wird, nur die für
die Leistungssteuerung erforderliche Erfassungsinformation
der Entladungslampe verwendet wird und es ist möglich, eine
Schaltung wegzulassen und eine Einrichtung, die erforderlich
sind zum Erfassen eines Abkühlzustandes nach dem Ausschalten
der Entladungslampe und einer Zeit, die vom Ausschalten bis
zum Einschalten genommen wird. Bezüglich der Information über
das Ablaufen der Zeit wird vorgezogen, eine Zeit zu messen,
die die Entladungslampe eingeschaltet ist oder eine Zeit, die
genommen wird nach dem Starten des Betriebs der
Zündschaltung. Daher ist eine Zeitgebereinrichtung, die einen
Kondensator mit großer Kapazität verwendet, nicht
erforderlich. Entsprechend ist es möglich, Kosten und Größe
einer Einrichtung zu reduzieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung kann durch Steuern
des Inkrements der der Entladungslampe zugeführten Leistung
basierend auf dem Produkt der Spannung, die an der
Entladungslampe anliegt und der verstrichenen Zeit eine
stoßweise erforderliche Leistung entsprechend der Bedingung
der Entladungslampe gesteuert werden durch Verwenden
existierender Leistungssteuerung. Daher ist es möglich, einen
Vorteil der Kostenreduzierung zu erzielen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist es möglich, die
Anstiegscharakteristik des Lichtstromes der Entladungslampe
anzuheben, dadurch die Knappheit der Lichtmenge verhindernd.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist es möglich, die
Genauigkeit der Steuerung und stabile Leistungssteuerung zu
garantieren durch Eliminieren eines unangenehmen Effektes,
der bedingt durch Fehlerfassung der an der Entladungslampe
anliegenden Spannung bewirkt wird.
Claims (9)
1. Entladungslampenzündschaltung, umfassend:
eine Gleichstromkonverterschaltung zum Empfangen einer Eingangsgleichspannung und Umsetzen der Eingangsgleichspannung in eine gewünschte Gleichspannung;
eine Wechselrichterschaltung zum Umwandeln einer Ausgangsspannung der Gleichstromkonverterschaltung in eine Wechselspannung und dann Zuführen der Wechselspannung zu einer Entladungslampe;
eine Startschaltung zum Generieren eines Startimpulses, zum Senden an die Entladungslampe; und
eine Steuerschaltung zum Steuern einer Leistung, die auf die Entladungslampe angewendet werden soll,
wobei die Steuerschaltung Leistungssteuerung in einem Stationärzustand der Entladungslampe ausführt ansprechend auf ein Erfassungssignal für eine an die Entladungslampe angelegte Spannung und einen zu der Entladungslampe fließenden Strom und Ausgangsgrößensteuerung der Gleichstromkonverterschaltung ausführt zum Steuern einer Leistung, die stoßartig auf die Entladungslampe angewendet werden soll vor einem Übergang zur Leistungssteuerung;
wobei die stoßweise anzuwendende Leistung höher eingestellt wird, als die Leistung im stationären Zustand und Lichtabgabe der Entladungslampe vorangetrieben wird, um einen Lichtstrom der Entladungslampe in kurzer Zeit anzunähern an einen Lichtstrom im stationären Zustand; und
wobei eine Zunahme der stoßweise auf die obige anzuwendenden Leistung, die die Leistung im stationären Zustand übersteigt, von der Steuerschaltung spezifiziert wird entsprechend einer Spannung, die an die Entladungslampe angelegt wird, einer Spannungsänderung, und einer Zeit, die von einem Zeitpunkt des Aufleuchtens der Entladungslampe oder eines Startens eines Betriebs einer Zündschaltung vergangen ist.
eine Gleichstromkonverterschaltung zum Empfangen einer Eingangsgleichspannung und Umsetzen der Eingangsgleichspannung in eine gewünschte Gleichspannung;
eine Wechselrichterschaltung zum Umwandeln einer Ausgangsspannung der Gleichstromkonverterschaltung in eine Wechselspannung und dann Zuführen der Wechselspannung zu einer Entladungslampe;
eine Startschaltung zum Generieren eines Startimpulses, zum Senden an die Entladungslampe; und
eine Steuerschaltung zum Steuern einer Leistung, die auf die Entladungslampe angewendet werden soll,
wobei die Steuerschaltung Leistungssteuerung in einem Stationärzustand der Entladungslampe ausführt ansprechend auf ein Erfassungssignal für eine an die Entladungslampe angelegte Spannung und einen zu der Entladungslampe fließenden Strom und Ausgangsgrößensteuerung der Gleichstromkonverterschaltung ausführt zum Steuern einer Leistung, die stoßartig auf die Entladungslampe angewendet werden soll vor einem Übergang zur Leistungssteuerung;
wobei die stoßweise anzuwendende Leistung höher eingestellt wird, als die Leistung im stationären Zustand und Lichtabgabe der Entladungslampe vorangetrieben wird, um einen Lichtstrom der Entladungslampe in kurzer Zeit anzunähern an einen Lichtstrom im stationären Zustand; und
wobei eine Zunahme der stoßweise auf die obige anzuwendenden Leistung, die die Leistung im stationären Zustand übersteigt, von der Steuerschaltung spezifiziert wird entsprechend einer Spannung, die an die Entladungslampe angelegt wird, einer Spannungsänderung, und einer Zeit, die von einem Zeitpunkt des Aufleuchtens der Entladungslampe oder eines Startens eines Betriebs einer Zündschaltung vergangen ist.
2. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, wobei die
Zunahme der stoßweise anzuwendenden Leistung, die die
Leistung im stationären Zustand übersteigt, reduziert
wird, wenn ein Produkt der an die Entladungslampe
angelegten Spannung und der vergangenen Zeit zunimmt.
3. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 1, wobei ein
Grad eines Abnehmens oder eine Geschwindigkeit der
Zunahme der stoßweise anzuwendenden Leistung, die die
Leistung im stationären Zustand übersteigt, reduziert
wird, wenn die an die Entladungslampe angelegte Spannung
erhöht wird oder die abgelaufene Zeit verlängert wird.
4. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 2, wobei die
Wechselrichterschaltung einen Brückenschaltungsaufbau
hat, der eine Vielzahl von Schaltelementen verwendet und
wobei eine Spannung, die an die Entladungslampe angelegt
wird, nicht erfasst wird unmittelbar nachdem oder bevor
und nachdem die Polarität einer Spannung, die der
Entladungslampe zugeführt wird, geschaltet wird durch
einen Wechselbetrieb jedes der Schaltelemente.
5. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 3, wobei die
Wechselrichterschaltung einen Brückenschaltungsaufbau
hat, der eine Vielzahl von Schaltelementen verwendet und
wobei eine an die Entladungslampe angelegte Spannung
nicht erfasst wird unmittelbar nachdem oder bevor und
nachdem eine Polarität einer der Entladungslampe
zugeführten Spannung geschaltet wird durch einen
Wechselbetrieb jedes der Schaltelemente.
6. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 4, wobei zum
Zeitpunkt des Wechselbetriebs die Schaltungselemente das
Erfassen der an der Entladungslampe anliegenden Spannung
verhindert wird.
7. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 4, wobei der
Erfassungsintervall zum Erfassen der an der
Entladungslampe anliegenden Spannung verschoben wird von
dem Wechselbetrieb jedes der Schaltelemente.
8. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 5, wobei zum
Zeitpunkt des Wechselbetriebs jedes der Schaltelemente
das Erfassen der an der Entladungslampe anliegenden
Spannung verhindert wird.
9. Entladungslampenzündschaltung nach Anspruch 5, wobei das
Erfassungsintervall zum Erfassen der an der
Entladungslampe anliegenden Spannung verschoben wird von
dem Wechselbetrieb jedes der Schaltelemente.
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