DE10392144B4

DE10392144B4 - Elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen

Info

Publication number: DE10392144B4
Application number: DE10392144T
Authority: DE
Inventors: Susumu Okura; Takashi Ohsawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2023-07-01
Also published as: JPWO2004006632A1; WO2004006632A1; JP4708020B2; US20050088114A1; DE10392144T5; US7091673B2

Abstract

Elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen mit
– einer Leistungsversorgungsschaltung (2) zum Zuführen von Leistung zu einer Entladungslampe (7),
– einer Zündschaltung (6) zum Anlegen eines Hochspannungspulses zum Beginnen eines Entladens und einer Lichtemission der Entladungslampe und
– einer Steuerschaltung (11) zum Steuern der Leistung, die durch die Leistungsversorgungsschaltung und Zündschaltung zugeführt wird und die Folgendes aufweist:
eine Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) zum Erfassen eines Wendepunkts, bei welchem ein Ansteigen der Entladungslampenspannung direkt nach dem Beginnen der Lichtemission der Entladungslampe erfasst wird; und
eine Leistungs-Steuereinheit (102) zum Zuführen einer ersten Leistung, direkt nach dem Beginnen der Lichtemission der Entladungslampe und zum Zuführen einer zweiten Leistung, die niedriger als die erste Leistung ist, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit den Wendepunkt erfasst, und die der Nennleistung der Entladungslampe entspricht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen, das für Scheinwerfer von Automobilen, für Beleuchtungslampen von Innenraum- und Außenraumeinrichtungen, Warenhäusern und Fabriken und für Straßenlampen verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
Allgemein haben Entladungslampen, insbesondere Entladungslampen starker Intensität (HID-Lampen), wie beispielsweise Halogen-Metalldampflampen, Hochdruck-Natriumlampen und Quecksilberlampen den Vorteil eines großen Lichtflusses, einer hohen Lampeneffizienz und einer langen Lebensdauer. Demgemäß sind sie als Beleuchtungslampen von Innenraum- und Außenraumeinrichtungen, Warenhäusern und Fabriken und als Straßenleuchten verwendet worden. Insbesondere werden sie nun als Scheinwerfer von Fahrzeugen, wie beispielsweise Automobilen, verwendet.
Eine normale HID-Lampe verwendet Gase, wie beispielsweise Xenon, Halogen-Metalldämpfe und Quecksilber in der Lampe zum Stabilisieren ihrer Zwischenelektrodenspannung (Lampenspannung) auf einer bestimmten Spannung während des Entladens und Leuchtens, um dadurch ihre Lichtmenge zu stabilisieren. Beispielsweise kann eine eingebaute Quecksilberlampe, eine eingebaute HID-Lampe mit 35 W (die sogenannten D1- und D2-Typen sind typisch) die Lampenspannung während eines stabilen Leuchtens auf 85 V stabilisieren. Aufgrund dieser Vorteile verwenden die meisten der HID-Lampen unter den gegenwärtigen Umständen allgemein Quecksilber.
Weil jedoch das Quecksilber, das in der Lampe eingeschlossen ist, um die Lampenspannung zu stabilisieren, die Umweltbelastung erhöht, sind HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber untersucht worden, wie in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen JP 11-86795 A , JP 2002-110099 A , JP 2002-93368 A usw. offenbart wird. Gleichermaßen sind HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber (die sogenannten D3- und D4 Typen sind typisch) vorgeschlagen worden.
Die eingebauten HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber (D3- und D4-Typen) verwenden anstelle von Quecksilber Zink oder Indium. Zink oder Indium erfordern jedoch eine größere Wärmemenge für die Verdampfung als Quecksilber.
Zusätzlich haben, was die HID-Lampen mit 35 W mit derselben Bemessung wie die herkömmlichen HID-Lampen (D1- und D2-Typen) anbetrifft, obwohl die HID-Lampen vom D1- und D2-Typ während des stabilen Leuchtens eine Lampenspannung von 85 V haben, die HID-Lampen vom D3- und D4-Typ während des stabilen Leuchtens eine Lampenspannung von 42 V.
Weiterhin ist das Verhalten direkt nach einem Einschalten des Lichts anders. Beispielsweise wird die Spannung direkt nach einem Einschalten der HID-Lampe durch die Komponenten und einen Druck der Gase in den HID-Lampen bestimmt. Was die herkömmliche HID-Lampe unter Verwendung von Quecksilber anbetrifft, bewirkt das Quecksilber, das schnell gasförmig wird, einen Spannungsabfall. Somit erhöht die HID-Lampe die Spannung schnell und das gasförmige Quecksilber emittiert Licht durch sich selbst, wodurch die Lichtmenge schnell erhöht wird. Zusätzlich ermöglicht ein Regeln der Ausgangsleistung, die zu der HID-Lampe zuzuführen ist, gemäß der HID-Lampenspannung oder der verstrichenen Leuchtzeit, eine konstante Lichtmenge zu erzeugen.
Was jedoch die HID-Lampe ohne Verwendung von Quecksilber anbetrifft, ist deshalb, da sie kein Quecksilber zum Hervorbringen des Spannungsabfalls enthält, nur Xenongas in der HID-Lampe vorhanden, bis der Halogen-Metalldampf direkt nach einem Einschalten des Lichts verdampft. Daher hat die HID-Lampe ohne Verwendung von Quecksilber aufgrund des Spannungsabfalls nur aufgrund des Xenongases direkt nach einem Einschalten des Lichts eine nahezu konstante niedrige Spannung. Zusätzlich ist deshalb, weil die Menge an Licht auf diejenige beschränkt ist, die durch das Xenongas emittiert wird, die Lichtmenge für die Leistung beim Einschalten vergleichsweise niedrig.
Folglich kann sich dann, wenn die HID-Lampe, wie beispielsweise die HID-Lampe ohne Verwenden von Quecksilber (D3 und D4), die eine große Wärmemenge erfordert, bis die Metalle in der HID-Lampe verdampfen, durch ein elektronisches Vorschaltgerät für die herkömmliche HID-Lampe, die Quecksilber enthält, eingeschaltet wird, die Ausgangsleistung abdämpfen bzw. verringern, bevor die Metall-Halogenide verdampfen, d. h. bevor die Metall-Halogenide beginnen Licht zu emittieren. Als Ergebnis kann der HID-Lampe keine geeignete Leistung zugeführt werden und es dauert eine beachtliche Zeit, bis sie eine ausreichende Lichtmenge erzeugt. Insbesondere ist es deshalb, weil die eingebauten Scheinwerfer ein schnelles Hochfahren der Lichtmenge erfordern, schwierig, für diesen Zweck das herkömmliche Vorschaltgerät zu verwenden. Zusätzlich erhöht sich dann, wenn Auffüllstoffe verdampfen, die Lichtmenge rapid, was zu dem Problem führt, dass die Lichtmenge beim Erleuchten der Entladungslampe instabil ist.
Aus GB 2 292 843 A ist ein elektronisches Vorschaltgerät für Ladungslampen bekannt, bei dem unterschiedliche Spannungserhöhungen in der Einschaltphase in Abhängigkeit davon vorgenommen werden, ob es sich um einen Einschaltvorgang aus kaltem oder heißem Zustand der Entladungslampe handelt. Dazu ist ein erster Zündbeschleuniger und ein zweiter Zündbeschleuniger vorgesehen, die in Abhängigkeit von Lastenspannungs-/Stromwerten aktiviert werden.
Gemäß DE 296 16 655 U1 wird der Lampenzustand über einen definierten Strom bzw. eine definierte Spannung und Messung des dabei auftretenden Spannungsabfalls bzw. des dabei fließenden Stroms ermittelt und der Lichtanlauf dementsprechend gesteuert.
Aus DE 195 34 864 A1 ist ein Steuergerät für Gasentladungslampen bekannt, bei dem der Zustand der Entladungslampe durch die Temperatur der Entladungslampe beurteilt wird und der Lichtanlauf mit einer definierten Überlast in Abhängigkeit von der Temperatur durchgeführt wird.
JP 06045081 A beschreibt eine Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, bei der die Anstiegsrate der Lampenspannung ermittelt und für die Ansteuerung der Lampe herangezogen wird.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen bereitzustellen, das sich insbesondere für die Ansteuerung von Entladungslampen ohne Verwendung von Quecksilber eignet, das schnell eine ausreichende Lichtmenge erzeugen und eine geeignete Lichtmenge emittieren kann, wenn Auffüllstoffe verdampfen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren aber auch der jeweils erzielten Vorteile genauer erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Ausführungsbeispiels 1 eines Entladungslampen-Vorschaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb des Ausführungsbeispiels 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Ausführungsbeispiels 2 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 3 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 4 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 5 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 6 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 7 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 8 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 9 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 10 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
12 ist ein Ausgangskennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb eines Ausführungsbeispiels 11 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nun wird die beste Art zum Ausführen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu erklären.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Ausführungsbeispiels 1 eines elektronischen Vorschaltgeräts für eine Entladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält das Ausführungsbeispiel 1 des Vorschaltgeräts eine Leistungsversorgung 1, einen DC/DC-Wandler 2, einen Stromerfassungswiderstand 3, einen Erdungsanschluss 4, einen H/B-Inverter 5, eine Zündschaltung (IGN), eine HID-Lampe 7, einen Lampenspannungsdetektor 8, Widerstände 9 und 10 und eine Steuerschaltung 11.
Die Leistungsversorgung 1 besteht aus einer Leistungsversorgung, wie beispielsweise einer eingebauten Batterie. Der DC/DC-Wandler 2 ist vorgesehen, um die DC-Leistungsversorgungsspannung der Leistungsversorgung 1 zu erhöhen. Der Stromerfassungswiderstand 3 ist vorgesehen, um den Strom zu erfassen, der vom DC/DC-Wandler 2 zum H/B-Inverter 5 fließt, d. h. um den Strom zu erfassen, der in die HID-Lampe 7 fließt. Der Erdungsanschluss 4 ist vorgesehen, um ein Ende des Stromerfassungswiderstands 3 an der Karosserie eines Automobils zu erden. Der H/B-Inverter 5 ist ein Inverter, der eine H-Brückenschaltung zum Umwandeln der Gleichstrom- bzw. DC-Ausgabe vom DC/DC-Wandler 2 zu einem Wechselstrom bzw. AC verwendet. Die Leistungsversorgung 1, der DC/DC-Wandler 2 und der H/B-Inverter 5 bilden eine Leistungsversorgungsschaltung zum Zuführen von Leistung zur HID-Lampe 7.
Die Zündschaltung 6 ist ein Zünder (IGN) zum Erleuchten der HID-Lampe 7. Die HID-Lampe 7 ist eine Entladungslampe ohne Verwenden von Quecksilber. Der Lampenspannungsdetektor 8 ist vorgesehen, um die Lampenspannung der HID-Lampe 7 zu erfassen. Das Erfassungssignal wird der Steuerschaltung 11 zugeführt. Die Widerstände 9 und 10 bilden einen Spannungsteiler zum Erfassen der HID-Lampenspannung.
Die Steuerschaltung 11, die zum Steuern des DC/DC-Wandlers 2 in Reaktion auf die Ausgabe des Lampenspannungsdetektors 8 vorgesehen ist, enthält eine Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 und eine Leistungs-Steuereinheit 102. Die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 ist vorgesehen, um einen Wendepunkt von einer konstanten Spannung, die eine niedrige Spannung der HID-Lampenspannung ist, in Reaktion auf den erfassten Wert, der vom Lampenspannungsdetektor 8 zugeführt wird, zu einer stabilen Spannung zu erfassen. Die Leistungs-Steuereinheit 102 steuert die Ausgangsleistung der HID-Lampe 7 gemäß dem Wendepunkt, der durch die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 erfasst wird. Die Leistungs-Steuereinheit 102 steuert den Strom, der durch die HID-Lampe 7 fließt, beispielsweise durch Steuern des Tastgrads des DC/DC-Wandlers 2.
2 ist ein Kennliniendiagramm, das den Steuerbetrieb des Ausführungsbeispiels 1 darstellt. 2 stellt die Kennlinien der HID-Lampenspannung, der Ausgangsleistung und der Lichtemission einer Kombination des vorliegenden Ausführungsbeispiels des Vorschaltgeräts und der HID-Lampe ohne Verwenden von Quecksilber dar. In 2 stellt (a) die Lichtmenge, (b) die Spannung der HID-Lampe 7 und (c) die Ausgangsleistung der HID-Lampe dar.
Während nur das Xenongas Licht emittiert, ist die HID-Lampenspannung bei 30 V annähernd konstant, in welchem Fall die Lichtmenge annähernd proportional zur Ausgangsleistung und ihre Dauer annähernd umgekehrt proportional zur Ausgangsleistung ist. Demgemäß wird zum schnellen Erhalten eines hellen Lichts eine große Leistung (eine erste Leistung) kontinuierlich ausgegeben, solange die annähernd konstante HID-Lampenspannung andauert, wie es durch A der 2 dargestellt ist, um dadurch die Dauer zu verkürzen, in welcher nur das Xenongas Licht emittiert.
Darauffolgend beginnt, da die Zusatzmetalle, wie beispielsweise Zink und Indium, damit beginnen mit den Metall-Halogeniden zu verdampfen, die HID-Lampenspannung, die durch B der 2 bezeichnet ist, sich zusammen mit der Lichtmenge zu erhöhen. Somit wird die Ausgangsleistung, die durch C der 2 bezeichnet ist, reduziert, um die Lichtmenge zu zügeln (Zufuhr einer zweiten Leistung, die kleiner als die erste Leistung ist). Da sich die Haupt-Lichtemission zu den Metall-Halogeniden verschiebt, wird die Reduzierung der Ausgangsleistung begonnen, und die Ausgangsleistung wird nach und nach zu der Nennleistung erniedrigt.
Genauer gesagt erfasst die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 die Anstiegszeit der HID-Lampenspannung aufgrund des Beginns der Verdampfung der Metall-Halogenide als den Wendepunkt und führt die Leistungs-Steuereinheit 102 die Steuerung auf eine derartige Weise aus, dass die Ausgangsleistung gemäß dem Zeitpunkt des Wendepunkts nach und nach reduziert wird.
Somit ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass, während direkt nach einem Einschalten des Lichts nur das Xenongas Licht emittiert, es die Leistung ausgibt, die groß genug ist, um die ausreichend hohe Lichtmenge zu gewinnen, und die Ausgangsleistung abfallen lässt, direkt nachdem die Metall-Halogenide die Periode erreichen, in welcher sie verdampfen und Licht emittieren. Die Steuerung kann das Vorschaltgerät implementieren, das auf die HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, wie beispielsweise Scheinwerfer, die das schnelle Hochfahren der Lichtmenge und ein stabiles Leuchten erfordern.
Somit hat das vorliegende Ausführungsbeispiel zum schnellen und ruhigen Erhöhen der Lichtmenge und zum Erreichen eines stabilen Leuchtens solche Ausgangsleistungs-Kennlinien, die direkt nach einem Einschalten des Lichts eine große Leistung ausgeben, die beginnen, die Ausgangsleistung vom Wendepunkt an zu reduzieren, bei welchem die Spannung der HID-Lampe aufgrund eines Erwärmens durch das Erleuchten ansteigt (Leistungsversorgung), und die die Ausgangsleistung nach und nach zu der Nennleistung reduzieren, um dadurch zu ermöglichen, dass die HID-Lampe ohne Verwendung von Quecksilber schnell erleuchtet.
Solche Kennlinien sind durch Richten der Aufmerksamkeit auf die folgenden zwei Phänomene implementiert, die die Kennlinien der HID-Lampe ohne Verwendung von Quecksilber darstellen.

(1) Während nur das Xenongas Licht emittiert, ist die HID-Lampenspannung annähernd konstant und ist die Lichtmenge annähernd proportional zu der Ausgangsleistung, und zwar trotz der niedrigen Lichtemissionseffizienz.
(2) Wenn die Metall-Halogenide damit beginnen zu verdampfen, steigt die HID-Lampenspannung an und erhöht sich gleichzeitig die Lichtmenge.

Der Zeitpunkt, zu welchem die Lichtemission des Xenongases zu derjenigen der Metall-Halogenide umgeschaltet wird, ist der Moment, bei welchem der vorangehend beschriebene Zustand (1), in welchem die HID-Lampenspannung annähernd konstant ist, zu dem Zustand (2) geändert wird, in welchem die HID-Lampenspannung ein Ansteigen beginnt. Somit wird solange wie die Spannung der HID-Lampe niedrig und annähernd konstant ist, die große Leistung ausgegeben, um die nötige Lichtmenge nur durch das Xenongas sicherzustellen. Dann wird die Reduzierung der Ausgangsleistung ab dem Wendepunkt begonnen, bei welchem die Spannung der HID-Lampe stark ansteigt, dem ein Reduzieren der Ausgangsleistung nach und nach zu der Nennleistung folgt. Auf diese Weise kann das vorliegende Ausführungsbeispiel die Ausgangsleistungs-Kennlinien implementieren, die das Erleuchten bei der stabilen Lichtmenge ermöglichen.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 aus einer Differenzierschaltung aufgebaut. Die Differenzierschaltung kann aus einem bestimmten Hardwareteil oder aus einem durch ein Computer ausgeführtes Programm aufgebaut sein.
Beispielsweise ist eine Konfiguration möglich, bei welcher die Steuerschaltung 11 aus einem Computer aufgebaut ist und die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 und die Leistungs-Steuereinheit 102 durch Kombinieren von Programmen entsprechend ihrer Funktionen mit der Hardware, wie beispielsweise einer Zentralverarbeitungseinheit und einem Speicher, gebildet sind. Der Betrieb der Konfiguration ist wie folgt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Steuerschaltung 11 darstellt, die aus einem Computer aufgebaut ist.
Zuerst entscheidet die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101, ob die HID-Lampenspannung ansteigt (Schritt ST1). Wenn die HID-Lampenspannung beim Schritt ST1 nicht ansteigt, geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt ST2, bei welchem die Leistungs-Steuereinheit 102 die Ausgangsleistung derart steuert, dass sie konstant wird. Der Zustand entspricht der HID-Lampenspannung bei A der 2. Gegensätzlich dazu steuert die Leistungs-Steuereinheit 102 dann, wenn die Lampenspannung beim Schritt ST1 ansteigt, die Ausgangsleistung derart, dass sie reduziert wird (Schritt ST3). Der Zustand entspricht der HID-Lampenspannung bei B der 2.
Nach den Schritten ST2 und ST3 entscheidet die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101, ob die HID-Lampe 7 ein Leuchten beendet, d. h. ob die Leistung ausgeschaltet ist. Wenn das Leuchten andauert, kehrt die Verarbeitung zum Schritt ST1 zurück, um den vorangehenden Steuerbetrieb fortzuführen. Wenn das Erleuchten ausgeschaltet ist, wird der Steuerbetrieb zu einem Ende gebracht.
Auf diese Weise erfasst das vorliegende Ausführungsbeispiel gemäß der differenziellen Ausgabe der HID-Lampenspannung den Übergang von dem Zustand direkt nach einem Einschalten des Lichts, in welchem nur das Xenongas Licht emittiert, zu dem Zustand, in welchem die Metall-Halogenide eine Lichtemission beginnen. Demgemäß kann es den Zeitpunkt ohne Fehler erfassen, bei welchem die Metall-Halogenide eine Lichtemission beginnen. Als Ergebnis stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das auf die HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle Hochfahren der Lichtmenge und das stabile Leuchten erfordern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 ist die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 so konfiguriert, dass sie den Wendepunkt auf 70% der stabilen Spannung einstellt, die als die Spannung in dem Zustand definiert ist, in welchem das Leuchten der HID-Lampe 7 stabil wird und die HID-Lampenspannung stabil gemacht wird. Da die übrige Konfiguration des Vorschaltgeräts einschließlich der Leistungs-Steuereinheit 102 dieselbe wie diejenige des Ausführungsbeispiels 1 ist, wie es in 1 gezeigt ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
4 ist ein Diagramm, das die HID-Lampenspannungs- und Ausgangsleistungs-Kennlinien in einer Kombination des Ausführungsbeispiels 3 des Starters gemäß der vorliegenden Erfindung und der HID-Lampe ohne Verwendung von Quecksilber darstellt.
Die Spannungen der HID-Lampen, die gemäß den Komponenten und dem Druck der inneren Gase bestimmt werden, haben eine individuelle Differenz bzw. einen individuellen Unterschied. Somit kann ein fester Wendepunkt nicht mit den HID-Lampen mit Variationen fertig werden. Angesichts dieser Tatsache stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel den Wendepunkt zum Erfassen des Anstiegs der Spannung der HID-Lampe 70% der Spannung ein, bei welcher die HID-Lampe bei der Nennleistung stabil leuchtet. Genauer gesagt speichert die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 als die stabile Spannung die HID-Spannung, bei welcher die HID-Lampe 7 bei der Nennleistung stabil leuchtet, indem sie im Voraus aufleuchtet (durch einmaliges Aufleuchten). Dann entscheidet sie über den Zeitpunkt, zu welchem die Spannung der HID-Lampe 70% der stabilen Spannung übersteigt, als den Wendepunkt. Unter Verwendung der Spannung von diesem Wendepunkt als die Referenzspannung für die HID-Lampenspannung benachrichtigt die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 unter Überwachung der HID-Lampenspannung ab dem Beginn des Aufleuchtens und unter einem Erfassen, dass sie die Referenzspannung übersteigt, die Leistungs-Steuereinheit 102 über diese Tatsache. Die Leistungs-Steuereinheit 102 beginnt ein Reduzieren der Ausgangsleistung ab dem mitgeteilten Zeitpunkt und erniedrigt die Ausgangsleistung nach und nach zu der Nennleistung.
Was die stabile Spannung der HID-Lampe 7 anbetrifft, kann ihr erster Wert auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden, und kann ihr zweiter Wert und können ihre nachfolgenden Werte durch Speichern der vorherigen stabilen Spannungen erhalten werden. Obwohl das spezifizierte Verhältnis auf 70% der stabilen Spannung bestimmt ist, kann das Verhältnis geeignet variiert bzw. geändert werden.
Wie oben beschrieben ist, ist das Ausführungsbeispiel 3 so konfiguriert, dass es die Spannung des Wendepunkts unter Verwendung der HID-Lampenspannung im stabilen Zustand bestimmt. Demgemäß kann das vorliegende Ausführungsbeispiel den optimalen Wendepunkt für die individuellen HID-Lampen bestimmen, selbst wenn die Spannungen der HID-Lampen aufgrund des individuellen Unterschieds Variationen haben. Somit kann das vorliegende Ausführungsbeispiel den Zeitpunkt ohne Fehler erfassen, zu welchen die Metall-Halogenide eine Lichtemission beginnen. Als Ergebnis stellt das Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das auf die HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das steile Hochfahren der Lichtmenge und das stabile Leuchten erfordern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 4
Beim Ausführungsbeispiel 4 ist die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 so konfiguriert, dass sie als den Wendepunkt die Spannung verwendet, die durch Addieren einer spezifizierten Spannung zu der konstanten Spannung erhalten wird, bei welcher die HID-Lampe 7 direkt nach einem Einschalten des Lichts leuchtet. Da die übrige Konfiguration des Vorschaltgeräts einschließlich der Leistungs-Steuereinheit 102 dieselbe wie diejenige des Ausführungsbeispiels 1 ist, wie es in 1 gezeigt ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
5 ist ein Diagramm, das die HID-Lampenspannungs- und Ausgangsleistungs-Kennlinien in einer Kombination aus dem Ausführungsbeispiel 4 des Vorschaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung und aus der HID-Lampe ohne Verwendung von Quecksilber darstellt.
Die Spannungen der HID-Lampen, die gemäß den Komponenten und dem Druck der inneren Gase bestimmt werden, haben einen individuellen Unterschied. Somit kann ein fester Wendepunkt (die Referenzspannung für die HID-Lampenspannung) nicht mit den HID-Lampen mit Variationen fertig werden. Angesichts dieser Tatsache bestimmt die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 den Wendepunkt wie folgt. Zuerst verwendet sie die HID-Lampenspannung, die im Voraus gespeichert ist, während nur das Xenongas direkt nach einem Einschalten des Lichts Licht emittiert, als die konstante niedrige Spannung. Als zweites erhält sie den Wendepunkt durch Addieren einer bestimmten Spannung (beispielsweise 2 V) zu der konstanten niedrigen Spannung.
Dann benachrichtigt die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 unter Verwendung der Spannung des Wendepunkts als die Referenzspannung für die HID-Lampenspannung während des Überwachens der HID-Lampenspannung ab dem Beginn des Aufleuchtens und beim Erfassen, dass sie die Referenzspannung übersteigt, die Leistungs-Steuereinheit 102 über diese Tatsache. Die Leistungs-Steuereinheit 102 beginnt ein Reduzieren der Ausgangsleistung zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Übersteigen der Referenzspannung mitgeteilt wird, und erniedrigt die Ausgangsleistung nach und nach zu der Nennleistung.
Beispielsweise wird dann, wenn die konstante niedrige Spannung, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst wird, 30 V ist, die Reduzierung der Ausgangsleistung ab der Zeit begonnen, zu welcher die HID-Lampenspannung 32 V übersteigt.
Was die konstante niedrige Spannung der HID-Lampe 7 anbetrifft, kann ihr erster Wert auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden und kann ihr zweiter Wert und können ihre nachfolgenden Werte durch Speichern der vorherigen konstanten Spannungen erhalten werden. Obwohl das vorangehende Beispiel die Spannung, die durch Addieren von 2 V zu der konstanten Spannung erhalten wird, als die Spannung des Wendepunkts verwendet, kann der Wert geeignet geändert werden.
Wie es oben beschrieben ist, ist das Ausführungsbeispiel 4 so konfiguriert, dass es als die Spannung des Wendepunkts die Spannung einstellt, die durch Addieren eines vorbestimmten Werts zu der konstanten niedrigen Spannung der HID-Lampenspannung erhalten wird. Demgemäß kann das vorliegende Ausführungsbeispiel den optimalen Wendepunkt für die individuellen HID-Lampen bestimmen, selbst wenn die Spannungen der HID-Lampen aufgrund des individuellen Unterschieds Variationen haben. Somit kann das vorliegende Ausführungsbeispiel den Zeitpunkt ohne Fehler bestimmen, zu welchem die Metall-Halogenide eine Lichtemission beginnen. Als Ergebnis stellt das Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission erfordern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 5
Beim Ausführungsbeispiel 5 ist die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 so konfiguriert, dass sie als minimale Lampenspannung die niedrigste Spannung unter den aufeinderfolgend erfassten HID-Lampenspannungen direkt nach einem Einschalten des Lichts erhält und einen Wert, der durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu der minimalen Lampenspannung erhalten wird, als die Spannung des Wendepunkts bestimmt. Da die übrige Konfiguration des Vorschaltgeräts einschließlich der Leistungs-Steuereinheit 102 dieselbe wie diejenige des Ausführungsbeispiels 1 ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
6 ist ein Diagramm, das die HID-Lampenspannungs- und Ausgangsleistungs-Kennlinien beim Ausführungsbeispiel 5 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Nach einem Einschalten der HID-Lampe 7 (Lampenunterbrechung), überwacht die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 die HID-Lampenspannungsausgabe von dem Lampenspannungsdetektor 8 (die HID-Lampenspannung, während die HID-Lampe durch das Xenongas erleuchtet wird). Dann entscheidet sie, dass die niedrigste HID-Lampenspannung in der Überwachungsperiode die minimale Lampenspannung ist. Zusätzlich bestimmt die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 den Wert, der durch Addieren einer vorbestimmten Spannung (beispielsweise 2 V) zu der minimalen Lampenspannung erhalten wird, als die Spannung des Wendepunkts und führt ihn zu der Leistungs-Steuereinheit 102 zu. Beispielsweise wird dann, wenn die erfasste minimale Referenzspannung 30 V ist, 32 V als die Spannung des Wendepunkts eingestellt.
Beim Empfangen der Benachrichtigung darüber, dass der Wendepunkt überschritten ist, von der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 beginnt die Leistungs-Steuereinheit 102 die Ausgangsleistung zu reduzieren und erniedrigt die Ausgangsleistung nach und nach zu der Nennleistung, wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen.
Wie es oben beschrieben ist, ist das Ausführungsbeispiel 5 so konfiguriert, dass es aufeinanderfolgend die HID-Lampenspannung direkt nach einem Einschalten des Lichts erfasst, die minimale Lampenspannung direkt nach einem Einschalten des Lichts erhält und den Wert, der durch Addieren der vorbestimmten Spannung zu der minimalen Lampenspannung erhalten wird, als die Spannung des Wendepunkts einstellt. Somit kann das vorliegende Ausführungsbeispiel die optimalen Wendepunkte für die individuellen HID-Lampen selbst dann einstellen, wenn die Spannungen der HID-Lampen aufgrund des individuellen Unterschieds Variationen haben. Folglich kann das vorliegende Ausführungsbeispiel den Zeitpunkt ohne Fehler erfassen, zu welchem die Metall-Halogenide eine Lichtemission beginnen. Als Ergebnis stellt das Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle bzw. steile Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission erfordern.
Weiterhin ist es deshalb, weil die minimale Lampenspannung bei jedem Erleuchten erfasst wird und der Wendepunkt gemäß dem erfassten Wert eingestellt wird, nicht nötig, dass die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 Information speichert, wie beispielsweise den vorherigen Wendepunkt oder die konstante niedrige Spannung. Daher muss das Vorschaltgerät keine Einrichtung zum Speichern des vorherigen Wendepunkts und ähnliches haben, wie beispielsweise einen nichtflüchtigen Speicher. Zusätzlich kann deshalb, weil der Wendepunkt bei jedem Leuchtbetrieb eingestellt wird, die Leuchtsteuerung bzw. Belichtungssteuerung, die am besten geeignet für die HID-Lampe 7 ist, von dem anfänglichen Erleuchten der HID-Lampe 7 an ausgeführt werden, welches dann auftritt, wenn der eingebaute Scheinwerfer ersetzt wird.
AUSFÜHRUNGSBEISIPEL 6
Beim Ausführungsbeispiel 6 ist die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 so konfiguriert, dass sie die minimale Lampenspannung unter den folgenden drei Spannungen als den Wendepunkt einstellt: (1) der Spannung mit einem spezifizierten Verhältnis zu der stabilen Spannung der HID-Lampenspannung; (2) der Spannung, die durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu der konstanten niedrigen Spannung direkt nach einem Einschalten des Lichts erhalten wird, welche im Voraus gespeichert ist; und (3) der Spannung, die durch Finden der minimalen Lampenspannung unter den HID- Lampenspannungen erhalten wird, die direkt nach einem Einschalten des Lichts aufeinanderfolgend erfasst werden, und durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu der minimalen Lampenspannung. Da die übrige Konfiguration einschließlich der Leistungs-Steuereinheit 102 dieselbe wie diejenige des Ausführungsbeispiels 1 ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
7 ist ein Diagramm, das die HID-Lampenspannungs- und Ausgangsleistungs-Kennlinien bei dem Ausführungsbeispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 7 bezeichnet der Wendepunkt A die Spannung gleich 70% der stabilen Spannung der HID-Lampenspannung, welche auf dieselbe Weise erhalten wird, wie beim Ausführungsbeispiel 3. Der Wendepunkt B bezeichnet die Spannung, die durch Addieren von 2 V zu der Spannung erhalten wird, die als die vorherige minimale Spannung gespeichert ist, welche auf dieselbe Weise wie beim Ausführungsbeispiel 4 erhalten wird. Der Wendepunkt C bezeichnet die Spannung, die durch Addieren von 2 V zu der minimalen Spannung ab dem Beginn des Leuchtens erhalten wird, welche auf dieselbe Weise wie beim Ausführungsbeispiel 5 erhalten wird.
Die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 speichert die Spannung des Wendepunkts A und die Spannung des Wendepunkts B im Voraus. Wenn das Licht eingeschaltet wird, wird die Spannung des Wendepunkts C erhalten. Dann wird die minimale Spannung unter den drei Spannungen als die Spannung (Referenzspannung) des Wendepunkts eingestellt. Beispielsweise wird dann, wenn die Spannung gleich 70% der stabilen Spannung (entsprechend dem Wendepunkt A in 7) 33 V ist, die durch Addieren von 2 V zu der im Voraus gespeicherten minimalen Spannung (entsprechend dem Wendepunkt B der 7) 32 V ist und die durch Addieren von 2 V zu der direkt nach einem Einschalten des Lichts erfassten minimalen Spannung (entsprechend dem Wendepunkt C der 7) 31 V ist, 31 V als die Spannung des Wendepunkts eingestellt.
Beim Empfangen einer Benachrichtigung darüber, dass die HID-Lampenspannung den Wendepunkt übersteigt, von der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101, beginnt die Leistungs-Steuereinheit 102 die Reduzierung der Ausgangsleistung auf dieselbe Weise wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen und erniedrigt die Ausgangsleistung nach und nach zu der Nennleistung.
Wie es oben beschrieben ist, ist das Ausführungsbeispiel 6 so konfiguriert, dass es als die Spannung des Wendepunkts die minimale Spannung unter (1) der Spannung mit einem spezifizierten Verhältnis zu der stabilen Spannung der HID-Lampenspannung, (2) der durch Addieren der vorbestimmten Spannung zu der vorherigen minimalen Spannung erhaltenen Spannung und (3) der Spannung, die durch Addieren der vorbestimmten Spannung zu der minimalen Lampenspannung direkt nach einem Einschalten des Lichts erhalten wird, eingestellt. Somit bietet das vorliegende Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann die optimalen Wendepunkte für die individuellen HID-Lampen selbst dann einstellen, wenn die Spannungen der HID-Lampen aufgrund des individuellen Unterschieds Variationen haben. Folglich kann das vorliegende Ausführungsbeispiel den Zeitpunkt ohne Fehler erfassen, zu welchem die Metall-Halognide eine Lichtemission beginnen. Als Ergebnis stellt das Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle bzw. steile Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission erfordern.
Zusätzlich kann es deshalb, weil das vorliegende Ausführungsbeispiel den Wendepunkt gemäß den Werten der vorangehenden Punkte (1)–(3) einstellt, die optimale Beleuchtungssteuerung unter allen Umständen ausführen. Beispielsweise kann es die Beleuchtungssteuerung durchführen, die am besten geeignet für die eingebauten Scheinwerfer ist, und zwar in solchen Fällen, wie dem anfänglichen Leuchten nach dem Austauschen der Lampe, und bei einem Einschalten des Lichts in einem solchen Zustand, wie demjenigen, dass der Anfangszustand nach einem Ausschalten des Lichts noch nicht vollständig wiederhergestellt ist.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 7
Beim Ausführungsbeispiel 7 ist die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 so konfiguriert, dass sie als den Wendepunkt die Spannung verwendet, die durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu der konstanten niedrigen Spannung erhalten wird, bei welcher die HID-Lampe 7 direkt nach einem Einschalten des Lichts leuchtet.
Zusätzlich ist die Leistungs-Steuereinheit 102 wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen so konfiguriert, dass sie die Ausgangsleistung in Reaktion auf den Zeitpunkt des von der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 ausgegebenen Wendepunkts nach und nach reduziert und dass sie die stabile Spannung der HID-Lampe 7 (beispielsweise 42 V) speichert und die Ausgangsleistung auf einen konstanten Wert regelt, wenn die HID-Lampenspannung die stabile Spannung erreicht.
8 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen der HID-Lampenspannung der Ausgangsleistung des Ausführungsbeispiels 7 darstellt.
Unter der Annahme, dass die HID-Lampenspannung ein konstanter Wert (in diesem Fall 30 V) ist, während die HID-Lampe durch das Xenongas leuchtet, addiert die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 einen bestimmten Überschuss (in diesem Fall 2 V) zu dem konstanten Wert, um dadurch die Spannung des Wendepunkts (in diesem Fall 32 V) zu erhalten. Bei dem Ausführungsbeispiel 7 kann die Spannung des Wendepunkts auch aus der konstanten niedrigen Spannung berechnet werden, die für jede HID-Lampe 7 erhalten wird, wie beim Ausführungsbeispiel 4.
Die Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 vergleicht die HID-Lampenspannung der HID-Lampe 7, die von dem Lampenspannungsdetektor 8 zugeführt wird, mit der Spannung des Wendepunkts (der Referenzspannung). Wenn die HID-Lampen-spannung die Referenzspannung übersteigt, benachrichtigt sie die Leistungs-Steuereinheit 102 über diese Tatsache.
Beim Empfangen der Benachrichtigung beginnt die Leistungs-Steuereinheit 102 eine Steuerung zum Reduzieren der Ausgangsleistung und fährt mit der Reduzierungssteuerung fort, bis die HD-Lampenspannung die zuvor gespeicherte stabile Spannung (die Nennspannung (42 V) während des Leuchtens durch die Metall-Halogenide) erreicht. Wenn die HID-Lampenspannung einmal die stabile Spannung erreicht hat, führt die Leistungs-Steuereinheit 102 die Steuerung zum Regeln der Ausgangsleistung auf den konstanten Wert aus.
Wie oben beschrieben, ist das Ausführungsbeispiel 7 so konfiguriert, dass es den stabilen Spannungswert HID-Lampenspannung hält und die Reduzierungssteuerung der Ausgangsleistung bis zu der stabilen Spannung von der Spannung des Wendepunkts aus ausführt, die durch Addieren des vorbestimmten Wert zu der konstanten niedrigen Spannung erhalten wird. Somit hat das vorliegende Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann den Zeitpunkt eines Übergangs von dem Zustand, in welchem nur das Xenongas Licht emittiert, direkt nach einem Einschalten des Lichts bis zu dem Zustand, in welchem die Metall-Halogenide die Licht-emission beginnen, ohne Fehler erfassen und eine ausreichend große Leistung in dem Zustand ausgeben, in welchem nur das Xenongas Licht emittiert. Zusätzlich kann es, nachdem die Metall-Halogenide verdampfen, um eine Lichtemission zu beginnen, die Ausgangsleistung sofort reduzieren. Weiterhin kann es selbst in einem Bereich eine ruhige Ausgangsleistungssteuerung ausführen, in welchem die HID-Lampenspannung nahe der stabilen Spannung ist. Demgemäß stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle bzw. steile Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission mit wenig Schwankungen erfordern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 8
Beim Ausführungsbeispiel 8 ist die Leistungs-Steuereinheit 102 so konfiguriert, dass sie von der Spannung entsprechend dem Wendepunkt aus die Ausgangsleistung gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung steuert. Da die übrige Konfiguration des Vorschaltgeräts einschließlich der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 dieselbe wie diejenige der vorangehenden Ausführungsbeispiele ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung in kartesischen Koordinaten darstellt. Wie es in 9 gezeigt ist, wird die Beziehung zwischen den Komponenten im Voraus auf eine derartige Weise bestimmt, dass die HID-Lampenspannung a der Ausgangsleistung b entspricht. Die Beziehung ist durch eine Linie dargestellt, die die folgenden zwei Punkte verbindet: einen Punkt, der die HID-Lampenspannung und die Ausgangsleistung anzeigt, bei welchem die Leistungsreduzierung begonnen wird (die HID-Lampenspannung und die Ausgangsleistung entsprechend dem Wendepunkt); und einen Punkt, der die HID-Lampenspannung während des stabilen Leuchtens (stabile Spannung) und die Nennleistung anzeigt.
Die Leistungs-Steuereinheit 102 speichert die Information über die Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung. Wenn sie von der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 die Benachrichtigung empfängt, dass die HID-Lampenspannung den Wendepunkt übersteigt, führt sie die Reduzierungssteuerung der Ausgangsleistung gemäß der Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung aus.
Obwohl die Kennlinien zwischen den zwei Punkten in der vorangehenden Beschreibung linear variiert sind, können sie gekrümmt oder stufenweise variiert sein.
Wie oben beschrieben, ist das Ausführungsbeispiel 8 so konfiguriert, dass die Leistungs-Steuereinheit 102 die Ausgangsleistung gemäß der vorbestimmten Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung vom Wendepunkt aus steuert. Somit bietet es die folgenden Vorteile.
Es kann eine ausreichend große Leistung in dem Zustand ausgeben, in welchem nur das Xenongas Licht emittiert, und eine geeignete Leistung während der Periode ausgeben, in welcher die Metall-Halogenide verdampfen, um Licht zu emittieren. Zusätzlich kann es deshalb, weil es die Reduzierungssteuerung gemäß der Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung ausführt, wie es in 9 dargestellt ist, eine genaue Steuerung durchführen. Als Ergebnis kann es die Lichtmenge der HID-Lampe 7 selbst während der Steuerung konstant halten. Demgemäß stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle bzw. steile Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission mit wenig Schwankungen erfordern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 9
Beim Ausführungsbeispiel 9 ist die Leistungs-Steuereinheit 102 so konfiguriert, dass sie die Reduzierungssteuerung in Reaktion auf den Wendepunkt beginnt und dann die Ausgangsleistung gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung steuert. Da die übrige Konfiguration des Vorschaltgeräts einschließlich der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 dieselbe wie diejenige der vorangehenden Ausführungsbeispiele ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und einer Ausgangsleistung in kartesischen Koordinaten darstellt. Wie es in 10 gezeigt ist, wird die Beziehung zwischen den Komponenten auf eine derartige Weise bestimmt, dass die verstrichene Zeit eines Leuchtens c der Ausgangsleistung d entspricht. Die Beziehung ist durch eine Linie dargestellt, die die folgenden zwei Punkte verbindet: einen Punkt, der die verstrichene Zeit eines Leuchtens und eine Ausgangsleistung anzeigt, bei welchem die Leistungsreduzierung begonnen wird (bei der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung entsprechend dem Wendepunkt); und einen Punkt, der die Nenn- Ausgangsleistung und die verstrichene Zeit eines Leuchtens anzeigt.
Die Leistungs-Steuereinheit 102 speichert die Information über die Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung. Wenn sie von der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 empfängt die Benachrichtigung, dass der Wendepunkt erreicht ist, führt sie die Steuerung der Ausgangsleistung gemäß der Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung aus.
Obwohl die Kennlinien gemäß der verstrichenen Zeit eines Leuchtens in der vorangehenden Beschreibung linear variiert sind, können sie gekrümmt oder stufenweise variiert sein.
Wie oben beschrieben, ist das Ausführungsbeispiel 9 so konfiguriert, dass die Leistungs-Steuereinheit 102 die Ausgangsleistung gemäß der vorbestimmten Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung nach einem Beginnen der Reduzierungssteuerung steuert. Somit bietet es die folgenden Vorteile.
Es kann eine ausreichend große Leistung während der Periode ausgeben, in welcher nur das Xenongas Licht emittiert, und eine geeignete Leistung während der Periode ausgeben, in welcher die Metall-Halogenide verdampfen, um Licht zu emittieren. Demgemäß stellt das Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als die eingebauten Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle bzw. steile Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission mit wenig Schwankungen erfordern. Zusätzlich kann es deshalb, weil es die Reduzierungssteuerung unabhängig von der HID-Lampenspannung ausführt, die genaue Reduzierungssteuerung der Ausgangsleistung selbst dann durchführen, wenn die stabile Spannung der HID-Lampe 7 schwankt.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 10
Beim Ausführungsbeispiel 10 ist die Leistungs-Steuereinheit 102 so konfiguriert, dass sie Information über die vorbestimmte Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung hält und den HID-Lampenspannungswert entsprechend dem Wendepunkt hat und dass sie dann, wenn die HID-Lampenspannung die HID-Lampenspannung entsprechend dem Wendepunkt übersteigt, die Reduzierungssteuerung von der Ausgangsleistung entsprechend dieser HID-Lampenspannung an beginnt.
Da die übrige Konfiguration des Vorschaltgeräts einschließlich der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 dieselbe wie diejenige der vorangehenden Ausführungsbeispiele ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
11 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung in kartesischen Koordinaten darstellt. Wie es in 11 gezeigt ist, wird die Beziehung zwischen den Komponenten im Voraus auf eine derartige Weise bestimmt, dass die HID-Lampenspannung e der Ausgangsleistung f entspricht. Die Linie bzw. Kurve ist dieselbe wie diejenige des Ausführungsbeispiels 8, wie es in 9 gezeigt ist.
Die Leistungs-Steuereinheit 102 speichert die Information über die Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung und den Wert der HID-Lampenspannung entsprechend dem Wendepunkt. Demgemäß kann sie die genaue Reduzierungssteuerung der Ausgangsleistung selbst dann ausführen, wenn die HID-Lampenspannung direkt bei einem Einschalten des Lichts größer als die Spannung des Wendepunkts ist, wie in einem Fall, in welchem die HID-Lampe 7 ausgeschaltet wird und dann direkt darauffolgend wieder eingeschaltet wird.
Obwohl die Kennlinien zwischen den zwei Punkten in der vorangehenden Beschreibung linear variiert sind, können sie wie beim Ausführungsbeispiel 8 gekrümmt oder stufenweise variiert sein.
Wie oben beschrieben, ist das Ausführungsbeispiel 10 so konfiguriert, dass dann, wenn die HID-Lampenspannung beim Beginnen eines Leuchtens größer als die Spannung entsprechend dem Wendepunkt ist, die Leistungs-Steuereinheit 102 die Reduzierungssteuerung ab der Ausgangsleistung entsprechend der HID-Lampenspannung ausführt. Somit bietet es die folgenden Vorteile.
Es kann die genaue Reduzierungssteuerung der Ausgangsleistung selbst dann ausführen, wenn die HID-Lampenspannung direkt nach einem Einschalten des Lichts den Wendepunkt übersteigt. Als Ergebnis kann es eine geeignete Leistung selbst in einem Fall ausgeben, in welchem die Metall-Halogenide aufgrund der Wiederholung des Aus- und Einschaltens verdampft werden, um Licht zu emittieren. Demgemäß stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle bzw. steile Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission mit geringen Schwankungen erfordern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 11
Beim Ausführungsbeispiel 11 ist die Leistungs-Steuereinheit 102 so konfiguriert, dass sie Information über die Beziehung zwischen dem HID-Lampenspannungswert entsprechend dem Wendepunkt und der verstrichenen Zeit eines Leuchtens entsprechend der HID-Lampenspannung zusammen mit der Information über die Beziehung der Ausgangsleistung für die verstrichene Zeit eines Leuchtens hat, und dass dann, wenn die HID-Lampenspannung direkt nach einem Einschalten des Lichts größer als die HID-Lampenspannung entsprechend dem Wendepunkt ist, die Leistungs-Steuereinheit 102 die verstrichene Zeit eines Leuchtens entsprechend der HID-Lampenspannung erhält, die Reduzierungssteuerung ab dem Wert der Ausgangsleistung entsprechend der verstrichenen Zeit eines Leuchtens beginnt und darauffolgend die Steuerung gemäß der Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung ausführt.
Da die übrige Konfiguration des Vorschaltgeräts einschließlich der Wendepunkt-Erfassungseinheit 101 dieselbe wie diejenige der vorangehenden Ausführungsbeispiele ist, ist ihre Beschreibung hier weggelassen.
12 ist ein Diagramm, das den Betrieb des Ausführungsbeispiels 11 darstellt. In 12 bezeichnet das Symbol A die Beziehung zwischen der HID-Lampenspannung und der Ausgangsleistung und bezeichnet B die Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung.
Unter Bezugnahme auf 12 wird der Betrieb beschrieben, in welchem das Leuchten ab dem Zustand begonnen wird, in welchem die HID-Lampenspannung direkt nach einem Einschalten des Lichts aufgrund des wiederholten Aus- und Einschaltens der HID-Lampe 7 die Spannung des Wendepunkts übersteigt.
Zuerst berechnet die Leistungs-Steuereinheit 102 den Wert der Ausgangsleistung aus der HID-Lampenspannung gemäß den linearen Ausgangsleistungs-Kennlinien, die die HID-Lampenspannung und die Ausgangsleistung darstellen, bei welchen die normale Reduzierung begonnen wird (A der 12). Beispielsweise berechnet sie die Ausgangsleistung h aus der Spannung g direkt nach einem Einschalten des Lichts. Darauffolgend berechnet sie unter Verwendung der Ausgangsleistung h die verstrichene Zeit eines Leuchtens entsprechend der verstrichenen Zeit eines Leuchtens nach einem Beginnen der Reduzierung aus den Ausgangsleistungs-Kennlinien, die die normale verstrichene Zeit eines Leuchtens und die Ausgangsleistung durch Linien darstellen (B der 12). Beispielsweise berechnet sie die verstrichene Zeit eines Leuchtens i entsprechend der Ausgangsleistung h. Dann führt die Leistungs-Steuereinheit 102 unter der Annahme, dass die verstrichene Zeit eines Leuchtens i bereits verstrichen ist, die Reduzierung gemäß den Ausgangsleistungs-Kennlinien aus, welche die verstrichene Zeit eines Leuchtens und die Ausgangsleistung nach einem Beginnen der normalen Reduzierung durch die Linien darstellen, und führt die Steuerung zu der Nennleistung durch.
Wie es oben beschrieben ist, entscheidet das Ausführungsbeispiel 11 zuerst, ob die HID-Lampenspannung die Spannung des Wendepunkts übersteigt. Wenn sie dies tut, berechnet es den Wert der Ausgangsleistung entsprechend der HID-Lampenspannung. Darauffolgend erhält es den Wert der verstrichenen Zeit eines Leuchtens entsprechend der Ausgangsleistung und führt die Reduzierungssteuerung gemäß der Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung ab dem Wert der Ausgangsleistung entsprechend der verstrichenen Zeit eines Leuchtens durch. Somit bietet es die folgenden Vorteile.
Es kann die genaue Reduzierungssteuerung der Ausgangsleistung selbst dann ausführen, wenn die HID-Lampenspannung direkt nach einem Einschalten des Lichts den Wendepunkt übersteigt. Als Ergebnis kann es eine geeignete Leistung selbst in einem Fall ausgeben, in welchem aufgrund der Wiederholung des Aus- und Einschaltens die Metall-Halogenide verdampft werden, um Licht zu emittieren. Demgemäß stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Vorschaltgerät dar, das bei HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar ist, die als Scheinwerfer verwendet werden, die das schnelle bzw. steile Hochfahren der Lichtmenge und die stabile Lichtemission mit wenig Schwankungen erfordern.
Zusätzlich bietet das vorliegende Ausführungsbeispiel deshalb, weil es die Reduzierungssteuerung gemäß der Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit eines Leuchtens und der Ausgangsleistung ausführt, einen derartigen Vorteil, dass es die genaue Reduzierungssteuerung der Ausgangsleistung durchführen kann, selbst wenn beispielsweise die stabile Spannung der HID-Lampe 7 schwankt.
Obwohl die Ausführungsbeispiele anhand eines Beispiels der HID-Lampe ohne Verwendung von Quecksilber beschrieben sind, ist dies nicht wesentlich. Beispielsweise kann das Entladungslampen-Vorschaltgerät, das auf die HID-Lampe unter Verwendung von Quecksilber angewendet wird, das Hochfahren der Lichtmenge beschleunigen und die stabile Lichtmenge erreichen. Jedoch sind die vorangehenden Vorteile insbesondere dann stark, wenn das Vorschaltgerät auf die Lampe ohne Verwendung von Quecksilber angewendet wird, nämlich die sogenannte quecksilberfreie Lampe.
INDUDSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, ist das Vorschaltgerät gemäß der vorliegenden Erfindung auf die HID-Lampen ohne Verwendung von Quecksilber anwendbar, die als Scheinwerfer verwendet werden, und ist zum Ausführen des schnellen Hochfahrens der Lichtmenge und eines stabilen Leuchtens mit wenig Schwankungen durch solche HID-Lampen geeignet.

Claims

Elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen mit – einer Leistungsversorgungsschaltung (2) zum Zuführen von Leistung zu einer Entladungslampe (7), – einer Zündschaltung (6) zum Anlegen eines Hochspannungspulses zum Beginnen eines Entladens und einer Lichtemission der Entladungslampe und – einer Steuerschaltung (11) zum Steuern der Leistung, die durch die Leistungsversorgungsschaltung und Zündschaltung zugeführt wird und die Folgendes aufweist: eine Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) zum Erfassen eines Wendepunkts, bei welchem ein Ansteigen der Entladungslampenspannung direkt nach dem Beginnen der Lichtemission der Entladungslampe erfasst wird; und eine Leistungs-Steuereinheit (102) zum Zuführen einer ersten Leistung, direkt nach dem Beginnen der Lichtemission der Entladungslampe und zum Zuführen einer zweiten Leistung, die niedriger als die erste Leistung ist, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit den Wendepunkt erfasst, und die der Nennleistung der Entladungslampe entspricht.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, wobei die Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) eine Differenzierschaltung aufweist.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) als eine stabile Spannung eine Spannung der Entladungslampe in einem stabilen Leuchtzustand bei einer Nennleistung definiert und einen Spannungswert mit einem spezifizierten Verhältnis zu der stabilen Spannung als den Wendepunkt einstellt, und wobei dann, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit den Wendepunkt erfasst, die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Reduzierung der Ausgangsleistung beginnt und die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung reduziert.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) als den Wendepunkt einen Spannungswert verwendet, der durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu einer Spannung der Entladungslampe erhalten wird, die bei einer konstanten Spannung leuchtet, direkt nach dem Beginnen der Lichtemission, und wobei dann, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit den Wendepunkt erfasst, die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Reduzierung der Ausgangsleistung. beginnt und die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung reduziert.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) eine niedrigste Spannung der Entladungslampen-Spannungen, die direkt nach dem Beginnen der Lichtemission erfasst wird, als eine minimale Lampenspannung erfasst und einen durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu der minimalen Lampenspannung erhaltenen Spannungswert als den Wendepunkt verwendet, und wobei dann, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit den Wendepunkt erfasst, die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Reduzierung der Ausgangsleistung beginnt und die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung reduziert.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) als den Wendepunkt eine niedrigste Spannung von drei Spannungen verwendet, die bestehen aus einer ersten Spannung mit einem spezifizierten Verhältnis zu einer stabilen Spannung, die als eine Spannung der Entladungslampe in einem stabilen Leuchtzustand bei einer Nennleistung definiert ist, einer zweiten Spannung, die durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu einer Spannung der Entladungslampe erhalten wird, die direkt nach dem Beginnen der Lichtemission bei einer konstanten Spannung leuchtet, und einer dritten Spannung, die durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu einer minimalen Lampenspannung erhalten wird, die als eine niedrigste Spannung von Entladungslampen-Spannungen erfasst wird, die direkt nach dem Beginnen der Lichtemission aufeinanderfolgend erfasst werden, und wobei dann, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit den Wendepunkt erfasst, die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Reduzierung der Ausgangsleistung beginnt und die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung reduziert.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wendepunkt-Erfassungseinheit als den Wendepunkt einen Spannungswert verwendet, der durch Addieren einer vorbestimmten Spannung zu einer Spannung der Entladungslampe erhalten wird, die direkt nach dem Beginnen der Lichtemission bei einer konstanten Spannung leuchtet, und die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Spannung der Entladungslampe in einem stabilen Leuchtzustand bei einer Nennleistung als eine stabile Spannung hat, und wobei dann, wenn die Wendepunkt- Erfassungseinheit den Wendepunkt erfasst, die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Reduzierung der Ausgangsleistung beginnt und die Ausgangsleistung nach und nach reduziert, bis die Entladungslampe die stabile Phase erreicht.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) den Wendepunkt erfasst, die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Reduzierung der Ausgangsleistung beginnt und ab der Spannung entsprechend dem Wendepunkt die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Entladungslampen-Spannung und der Ausgangsleistung reduziert.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn die Wendepunkt-Erfassungseinheit (101) den Wendepunkt erfasst, die Leistungs-Steuereinheit (102) eine Reduzierung der Ausgangsleistung beginnt und ab der Spannung entsprechend dem Wendepunkt die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen einer verstrichenen Zeit der Lichtemission und der Ausgangsleistung reduziert.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistungs-Steuereinheit (102) Information über eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Entladungslampen-Spannung und einer Ausgangsleistung hält und einen Entladungslampen-Spannungswert entsprechend dem Wendepunkt hat, und wobei dann, wenn die Entladungslampen-Spannung direkt nach dem Beginnen der Lichtemission den Entladungslampen-Spannungswert entsprechend dem Wendepunkt übersteigt, die Leistungs-Steuereinheit eine Reduzierung der Ausgangsleistung ab einem Wert der Ausgangsleistung entsprechend der Entladungslampen-Spannung gemäß der Information beginnt und die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung reduziert.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistungs-Steuereinheit (102) einen Entladungslampen-Spannungswert entsprechend dem Wendepunkt, Information über eine Beziehung zwischen der Entladungslampen-Spannung und einer verstrichenen Zeit der Lichtemission und Information über eine Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit der Lichtemission und einer Ausgangsleistung hat, und wobei dann, wenn die Entladungslampen-Spannung direkt nach dem Beginnen der Lichtemission den Entladungslampen-Spannungswert entsprechend dem Wendepunkt übersteigt, die Leistungs-Steuereinheit die verstrichene Zeit der Lichtemission entsprechend der Ladelampenspannung gemäß der Information über die Beziehung zwischen der Entladungslampen-Spannung und der verstrichenen Zeit der Lichtemission erhält, eine Reduzierung der Ausgangsleistung ab einem Wert der Ausgangsleistung entsprechend der verstrichenen Zeit der Lichtemission beginnt, die gemäß der Information über die Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit der Lichtemission und der Ausgangsleistung erhalten wird, und die Ausgangsleistung nach und nach auf die Nennleistung reduziert.