DE19707986B4

DE19707986B4 - Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe

Info

Publication number: DE19707986B4
Application number: DE19707986A
Authority: DE
Inventors: Masayasu Shimizu Yamashita; Atsushi Shimizu Toda; Goichi Shimizu Oda
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH09237690A; US5907224A; DE19707986A1; JP3210570B2; KR970064325A; KR100225009B1

Abstract

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe (6, 20), welche umfasst:
eine Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24) zur Detektion einer Eingangsspannung und/oder eines Eingangsstromes, die der Schaltungsanordnung von einer Stromquelle (2, 13) zugeführt werden, und zum Unterbrechen der Stromversorgung der Entladungslampe, wenn eine Anomalität in der Eingangsspannung und/oder dem Eingangsstrom festgestellt wird, wobei in der Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24) ein erster, zweiter und/oder dritter und vierter Referenzwert für einen Vergleich mit der Eingangsspannung und/oder dem Eingangsstrom einzustellen sind,
wobei
a) die Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24)
• wenn der Wert der Eingangsspannung (VB) und/oder der Wert des Eingangsstromes kleiner oder gleich dem ersten Referenzwert (V1) ist, ein erstes Signal mit hohem Pegel (Sc) erzeugt, das wieder abfällt, wenn der Wert der Eingangsspannung größer oder gleich dem zweiten Referenzwert (V2) ist,
• und ein zweites Signal mit hohem Pegel (Sd) erzeugt, das dem ersten Signal (Sc) entspricht, jedoch um einen bestimmten Zeitraum (Td)...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe, die die Schaltungsanordnung oder eine Entladungslampe vor einem anomalen Betrieb schützt, der von Änderungen in der Eingangsspannung oder im Eingangsstrom, der von einer Leistungsversorgung an die Schaltungsanordnung angelegt wird, verursacht wird.

Aus der Druckschrift DE 41 34 537 A1 ist bereits eine Schaltungsanordnung für eine Entladungslampe bekannt, bei der festgestellt wird, ob die Eingangsspannung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird bei Erhalt eines Anomalitätenfeststellsignals von einem Niederspannungsrücksetzschaltkreis oder einem Überspannungsdetektor durch den Verzögerungsschaltkreis sofort ein Relais in einem Stromabschaltrelaisschaltkreis ausgeschaltet um einen Lampenkontakt zu öffnen. Wenn dann beispielsweise die Batteriespannung wieder in den normalen Bereich zurückkehrt, schließt dieser Schaltkreis den Relaiskontakt mit einer vorgegebenen Verzögerungszeit. Dies bedeutet, dass der Relaiskontakt auf jeden Fall nach dieser Verzögerungszeit wieder geschlossen wird, auch wenn nach kurzer Zeit die Batteriespannung wieder stark ansteigt.

In jüngster Zeit findet eine kompakte Entladungslampe (z.B. eine Metallhalogenidlampe) größere Beachtung als Lichtquelle anstelle einer Glühlampe. Es ist bekannt, dass die Schaltungsanordnung für eine solche Entladungslampe, die als Lichtquelle für einen Fahrzeugscheinwerfer geeignet ist, eine Gleichstrom- (DC-) Spannungsversorgung, einen Schaltschaltkreis, einen Gleichstrom-Wechselstrom- (DC-AC-) Wandler und einen Zündschaltkreis umfasst.

Es ist bekannt, dass Änderungen in der Eingangsspannung und dem Eingangsstrom von einer Stromversorgung in einer Schaltungsanordnung den Betrieb der Schaltungsanordnung und den Beleuchtungszustand der Entladungslampe negativ beeinflussen können. Es gibt einen Schaltkreisaufbau, (vgl. die genannte DE 41 34 537 A1 ) der im Hinblick auf solche Phänomene aufgebaut ist und einen vorgegebenen Referenzwert für einen Vergleich mit der Eingangsspannung umfasst und die Stromversorgung zur Entladungslampe unterbricht, wenn die Eingangsspannung diesen Referenzwert übersteigt oder darunterfällt.

Wenn jedoch eine Änderungen mit einem kurzen Zyklus in der Eingangsspannung oder dem Eingangsstrom auftritt, verursacht ein solcher Schaltkreis durch häufiges Wiederaufnehmen und Unterbrechen der Stromversorgung zur Entladungslampe ein Flackern der Entladungslampe. Dies reduziert die Ausleuchtung durch das Licht der Entladungslampe und kann auch die Lebenserwartung der Entladungslampe negativ beeinflussen.

Wenn zeitweilig ein plötzlicher Abfall der Eingangsspannung und/oder des Eingangsstroms auftritt, unterbricht eine solche Schaltungsanordnung sofort die Stromversorgung zur Entladungslampe, um die Entladungslampe unvermeidlich auszuschalten, auch wenn die Entladungslampe angeschaltet bleiben könnte, wenn die Eingangsspannung und/oder der Eingangsstrom unmittelbar nach dem plötzlichen und zeitweiligen Abfall wiederhergestellt werden.

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung für eine Entladungslampe zu schaffen, die so aufgebaut ist, dass sie einen negativen Einfluss auf die Lebensdauer und eine Verringerung der Ausleuchtung durch das Licht der Entladungslampe, der eintritt, wenn eine Anomalität in der Eingangsspannung und/oder dem Eingangsstrom festgestellt wird, verhindert.

Diese Aufgabe wird entsprechend der vorliegenden Erfindung durch die im Patentanspruch 1 definierte Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Stromversorgung zur Entladungslampe unterbrochen, wenn und nur wenn der Zustand, in dem der Wert der Eingangsspannung und/oder der Wert des Eingangsstroms kleiner oder gleich dem ersten Referenzwert oder dem ersten Referenzbereich ist, über eine vorgegebene Zeitperiode oder länger andauert. Wenn eine Änderung mit einem kurzen Zyklus in der Eingangsspannung oder dem Eingangsstrom auftritt, wird daher die Stromversorgung nicht unterbrochen, wenn der Zyklus kürzer als eine vorgegebene Zeitdauer ist, wodurch verhindert wird, dass die Stromversorgung zur Entladungslampe und die Unterbrechung der Stromversorgung in kurzen Zeitperioden wiederholt werden.

Auch wenn ein plötzlicher Abfall der Eingangsspannung zeitweilig auftritt, wird die Stromversorgung zur Entladungslampe nicht sofort unterbrochen, so dass die Entladungslampe durch Fortführung der Stromversorgung angeschaltet bleiben kann, wenn die Eingangsspannung wieder sofort unmittelbar nach dem plötzlichen und zeitweiligen Abfall auf den richtigen Wert eingestellt wird.

Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen verstanden.
1 ist ein Blockdiagramm zum Erklären des Aufbaus einer Schaltungsanordnung für eine Entladungslampe nach der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm zum Erklären, wie Referenzwerte für einen Vergleich hinsichtlich der Eingangsspannung und eines Anomalitätenbestimmungsvorgangs einzustellen sind.
3 ist ein Diagramm zum Erklären, wie Referenzwerte für einen Vergleich, die mit der Detektion eines Überspannungszustands der Eingangsspannung verbunden sind, und ein Anomalitätenbestimmungsvorgang, der ebenfalls mit dieser Detektion verbunden ist, einzustellen sind.
4 ist ein Schaltkreisdiagramm zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das beispielhaft den Aufbau eines Eingangsspannungs-Anomalitätendetektors zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
1 zeigt den Aufbau einer Schaltungsanordnung 1 nach der vorliegenden Erfindung, die eine Spannungsversorgung 2, eine Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3, eine Zündvorrichtung 4 und eine Anomalitätendetektionsvorrichtung 5 umfasst.
Die Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 ist hauptsächlich vorgesehen, um eine Leistungssteuerung, die für das Zünden der Entladungslampe 6 mit der Spannungsversorgung 2 notwendig ist, durchzuführen. Der Ausgang der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 wird über die Zündvorrichtung 4 zur Entladungslampe 6 geführt.
Die Zündvorrichtung 4 dient zum Erzeugen eines Auslöseimpulses für die Entladungslampe 6 während des anfänglichen Beleuchtungsstadiums, um die Entladungslampe 6 zu zünden.
Die Anomalitätendetektionsvorrichtung 5 dient zum Feststellen einer Anomalität in der Eingangsspannung und/oder dem Eingangsstrom für die Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3, also eines Zustandes übermäßiger Eingangspannung und/oder eines übermäßigen Eingangsstroms, und verhindert eine Spannungszuführung zur Entladungslampe 6, wenn eine solche Anomalität festgestellt wird.
Die Stromversorgung der Entladungslampe 6 kann auf die folgenden Weisen unterbrochen werden:

(I) Unterbrechen der Spannungsversorgung der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 von der Spannungsversorgung 2.
(II) Unterbrechen des Betriebs der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3.

Für das Verfahren (1) kann eine Schaltvorrichtung 7 zwischen der Spannungsversorgung 2 und der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 vorgesehen sein, wie es zum Beispiel in 1 gezeigt ist, so dass die Schaltvorrichtung 7 beim Feststellen einer Anomalität geöffnet werden kann, um die Spannungsversorgung der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 zu unterbrechen.
Das Verfahren (II) kann durchgeführt werden durch Unterbrechen der Steuerung der Spannungszufuhr zur Entladungslampe 6, eines Spannungsumwandlungsvorgangs oder dergleichen in Antwort auf ein Signal, das von der Anomalitätendetektionsvorrichtung 5 zur Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 gesendet wird, oder durch Unterbrechen des Betriebs eines Spannungsversorgungsschaltkreises 8 zum Zuführen einer Spannung, die für die Komponenten der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 benötigt wird, oder durch Einstellen der Versorgungsspannung auf null.
Die Spannungsunterbrechungstechnik nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die obigen Techniken beschränkt, sondern es kann jede beliebige Technik verwendet werden, solange die Spannungsversorgung der Entladungslampe 6 unterbrochen wird, wenn eine Anomalität festgestellt wird. Eine Art der Unterbrechung der Spannungsversorgung der Entladungslampe 6 bei Auftreten einer Anomalität ist eine zeitweise Unterbrechung der Spannungsversorgung der Entladungslampe 6 bei Auftreten einer Anomalität und das Wiedereinrichten der Spannungsversorgung der Entladungslampe 6, sobald der Wert der Eingangsspannung und/oder der Wert des Eingangsstroms wieder den richtigen Wert erreicht hat.
Die Anomalitätendetektionsvorrichtung 5 stellt die Eingangsspannung und/oder den Eingangsstrom in der Schaltungsanordnung 1 fest, vergleicht den festgestellten Wert mit einem vorgegebenen Referenzwert, um festzustellen, ob er größer oder kleiner ist (wobei in manchen Fällen der Gleichgewichtszustand mit umfasst ist), und überwacht das Auftreten einer Anomalität, indem festgestellt wird, ob ein bestimmtes Vergleichsergebnis über einen vorgegebenen Zeitraum oder länger Andauert. Die Anomalitätendetektionsvorrichtung 5 bestimmt, wie lange eine Anomalität andauern sollte, um die Spannungsversorgung zur Entladungslampe 6 zu unterbrechen oder wiederzubeginnen.
2 zeigt beispielhaft die zeitabhängige Änderung in der Eingangsspannung ("VB") und wird verwendet, um zu erklären, wie Referenzwerte für einen Vergleich (wobei "V2" den oberen Grenzwert und "V1" den unteren Grenzwert angeben) bezüglich der Eingangsspannung und der Betrieb zum Feststellen einer Anomalität in der Eingangsspannung einzustellen sind.
Der Graph im oberen Teil der 2 zeigt beispielhaft die zeitabhängige Änderung in der Eingangsspannung VB, wobei die Zeit t auf der horizontalen Achse und die Eingangsspannung VB auf der vertikalen Achse dieses Diagramms aufgezeichnet sind. Die Kurve ga, die durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, zeigt das Beispiel eines Falles, in dem, nachdem VB durch einen Spannungsabfall unter den Referenzwert V2 abgefallen ist und auf den Referenzwert V1 oder niedriger gefallen ist, die Spannung nach dem Verlauf einer Zeit Ta wieder auf V2 oder höher kommt. Die Kurve gb, die durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, zeigt dieselbe Änderung wie die Kurve ga bis zu einem bestimmten Punkt, an dem VB aufgrund eines Spannungsabfalls kleiner oder gleich V1 geworden ist, zeigt aber, wie VB aufgrund einer schnellen Erholung der Spannung nach einer Tb (< Ta) größer oder gleich V2 wird.
In dem in dem unteren Bereich der 2 gezeigten Zeitdiagramm ist das Signal "Sc" durch das Resultat des Vergleichs von VB mit V1 und V2 definiert. Dieses Signal Sc wird ein H- (hohes) Signal, wenn VB von dem Zustand, in dem es größer oder gleich V1 ist, auf VB < V1 fällt, und wird ein L- (niedriges) Signal, wenn VB von dem Zustand, in dem es kleiner oder gleich V2 ist, auf VB > V2 steigt. Das Signal "Sd" ist das Signal Sc, das um eine vorgegebene Zeit ("Td", wobei Tb < Td < Ta ist) verzögert ist. Das Signal "UND (Sc, Sd)" ist ein Anomalitätendetektionssignal, das durch Ermitteln des logischen Produkts der Signale Sc und Sd erhalten wird. Die Stromversorgung zur Entladungslampe 6 wird unterbrochen, wenn dieses Signal UND (Sc, Sd) einen H-Wert hat, während die Stromversorgung zur Entladungslampe 6 weiterhin ermöglicht wird, wenn das Signal UND (Sc, Sd) einen L-Wert hat.
Wenn sich VB ändert, wie es durch die Kurve ga gezeigt ist, verhalten sich die Signale Sc, Sd und UND (Sc, Sd) wie durch die durchgezogenen Linien gezeigt, die H-Perioden der Signale Sc und Sd werden Ta, und die H-Periode des Signals UND (Sc, Sd) wird Ta-Td.
Wenn sich VB ändert, wie es durch die Kurve gb gezeigt ist, verhalten sich die Signale Sc, Sd und UND (Sc, Sd) wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, die H-Perioden der Signale Sc und Sd werden Tb, wobei Td > Tb, so dass das Signal UND (Sc, Sd) ein L-Wert Signal wird.
Mit anderen Worten bleibt, wenn der Zeitraum, in dem VB < V1 ist, was durch einen zeitweiligen Abfall von VB verursacht wird, UND (Sc, Sd) bei dem L-Wert, so dass, auch wenn VB um V1 mit einem kurzen Zyklus fluktuiert, die Stromversorgung der Entladungslampe 6 und die Unterbrechung der Stromversorgung nicht häufig wiederholt werden. Wenn VB kleiner als V1 wird, wird die Stromversorgung der Entladungslampe 6 nach dem Ablauf der Zeit Td nicht sofort unterbrochen, so dass die Stromversorgung der Entladungslampe 6 nicht unterbrochen wird, wenn VB vor dem Ablauf der Zeit Td wieder auf den richtigen Wert kommt. Es ist daher möglich, eine solche Steuerung durchzuführen, bei der die Beleuchtung der Entladungslampe 6 so weit wie möglich unterstützt wird, wenn erwartet wird, dass die Entladungslampe 6 durch Wiederherstellung von VB im beleuchteten Zustand bleibt.
Auch wenn in der vorstehenden Beschreibung eine Verzögerungszeit für das Signal Sc im Hinblick auf den Referenzwert V1 eingestellt wird, kann eine Verzögerungszeit beim Fallen des Signals Sc bezüglich des Referenzwerts V2 gesetzt werden.
Entsprechend dem Verfahren zum Feststellen nur von Änderungen in VB werden die Unterbrechung und die Ermöglichung der Stromversorgung zur Entladungslampe 6 unabhängig von dem beleuchteten oder unbeleuchteten Zustand der Entladungslampe durchgeführt. Es ist somit möglich, den unbeleuchteten Zustand der Entladungslampe als Detektionsparameter bei der Anomalitätendetektion zusätzlich zu verwenden.
Insbesondere wird die Stromversorgungsteuerung auf solche Weise durchgeführt, dass die Stromversorgung zur Entladungslampe 6 nicht unterbrochen wird, während die Entladungslampe angeschaltet ist, auch wenn VB kleiner als V1 ist, und die Stromversorgung zur Entladungslampe 6 wird unterbrochen, wenn ein ausgeschalteter Zustand der Entladungslampe 6 festgestellt wird und wenn der Zustand mit VB < V1 über einen vorgegebenen Zeitraum oder länger andauert.
Der ausgeschaltete Zustand der Entladungslampe 6 kann auf die folgenden Weisen festgestellt werden:

(1) Feststellung des ausgeschalteten Zustands basierend auf einem Detektionssignal, das mit der Spannung und/oder dem Strom, der an der Entladungslampe anliegt, oder einer Steuerungsspannung und/oder einem Steuerungsstrom, die der angelegten Spannung und/oder dem Strom äquivalent sind, verbunden ist.
(2) Feststellung, dass die Entladungslampe kein Licht emittiert.

Für das Verfahren (1) kann, wie in 1 gezeigt, eine Spannungs/Strom-Detektionsvorrichtung 9 zum Messen eines Detektionssignals, das äquivalent der Lampenspannung und/oder dem Lampenstrom der Entladungslampe 6 ist, in der Beleuchtungssteuerungsvorrichtung 3 vorgesehen sein, oder eine Spannungs/Strom-Detektionsvorrichtung 9' kann in der Zündvorrichtung 4 oder in einer dieser folgenden Stufe vorgesehen sein, um die Lampenspannung und/oder den Lampenstrom der Entladungslampe 6 direkter feststellen zu können, und das Detektionssignal von der Spannungs/Strom-Detektionsvorrichtung 9 oder 9' kann zu einer Detektionsvorrichtung 10 für den ausgeschalteten Zustand gesendet werden. Die Detektionsvorrichtung 10 für den ausgeschalteten Zustand vergleicht die festgestellte Spannung und/oder den festgestellten Strom der Entladungslampe 6 mit einem vorgegebenen Referenzwert für einen Vergleich, um den ausgeschalteten Zustand der Entladungslampe 6 festzustellen.
Das Verfahren (2) stellt die Lichtemission der Entladungslampe 6 direkt oder indirekt fest. Dieses Verfahren kann durch einen Photosensor zum Detektieren des Lichts der Entladungslampe 6 und durch Senden des Ausgangssignals des Photosensors 11 zur Detektionsvorrichtung 10 für den ausgeschalteten Zustand durchgeführt werden, wobei der ausgeschaltete Zustand der Entladungslampe 6 festgestellt wird, wenn der Wert des Ausgangssignals kleiner als ein vorgegebener Referenzwert für einen Vergleich ist. Oder das Verfahren wird durch Detektion der Umgebungstemperatur der Entladungslampe 6 oder durch Detektion der Temperatur eines Elementes, das in der Nähe der Entladungslampe 6 angeordnet ist (z.B. der Reflektor oder eine Linse, das Lichtabschirmelement oder dergleichen), und durch Bestimmen des ausgeschalteten Zustands der Entladungslampe 6, wenn die Temperatur niedriger als ein vorgegebener Referenzwert ist, durchgeführt.
Das oben beschriebene Verfahren zum Einstellen einer Mehrzahl von Referenzwerten für einen Vergleich hinsichtlich der Eingangsspannung und des Einstellens von vorgegebenen Bestimmungszeiten für einige der Referenzwerte kann nicht nur auf die Detektion einer Anomalität, die von einem Abfall der Eingangsspannung herrührt, sondern auch auf die Detektion einer Anomalität, die von einer Zunahme der Eingangsspannung herrührt, angewandt werden.
In dem in dem oberen Bereich der 3 gezeigten Graph, der VB als Funktion von t zeigt, zeigt eine durch eine durchgezogene Linie dargestellte Kurve ha das Beispiel eines Falles, in dem nach einem Anstieg von VB aufgrund eines Spannungsanstiegs über einen Referenzwert V1', VB nach dem Verlauf einer Zeit Ta kleiner oder gleich V2' (< V1') wird. Eine Kurve hb, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, zeigt dieselbe Änderung wie die Kurve ha bis zu einem bestimmten Punkt, bis zu dem VB ansteigt und größer oder gleich V1' wird, zeigt aber, wie VB nach dem Verlauf einer Zeit Tb (< Ta) kleiner oder gleich V2' und dann bald wieder größer oder gleich V1' wird.
In dem in dem unteren Bereich der 3 gezeigten Zeitdiagramm wird ein Signal "Sc'" durch das Ergebnis des Vergleichs von VB mit V1' oder V2' definiert. Das Signal Sc' wird ein H-Signal, wenn VB von einem Wert kleiner oder gleich V1' ansteigt und VB > V1' wird, und wird ein L-Signal, wenn VB von einem Wert größer oder gleich V2' abfällt und VB < V2' wird. Ein Signal "Sd'" beginnt mit dem Abfall der Signals Sc' und dauert eine vorgegebene Zeit ("Td'") an. Das Signal "ODER (Sc', Sd')" ist ein Anomalitätendetektionssignal, das durch die logische Summe der Signale Sc' und Sd' erhalten wird. Die Stromversorgung zur Entladungslampe wird unterbrochen, wenn dieses Signal ODER (Sc', Sd') einen H-Wert hat, während die Stromversorgung zur Entladungslampe wieder ermöglicht wird, wenn das Signal ODER (Sc', Sd') einen L-Wert hat.
Wenn sich VB wie durch die Kurve ha angegeben ändert, verhalten sich Sc', Sd' und ODER (Sc', Sd') wie durch die durchgezogenen Linien gezeigt, die H-Perioden der Signale Sc' und Sd' sind Ta beziehungsweise Ta + Td', und die H-Periode des Signals ODER (Sc', Sd') ist Ta + Td'.
Wenn sich VB wie durch die Kurve hb angegeben ändert, verhalten sich Sc', Sd' und ODER (Sc', Sd') wie durch die gestrichelte Linien gezeigt. Das Signal Sc' besitzt eine durch "Tc" angezeigte L-Periode, die H-Periode des Signals Sd' ist Tb + Td', so dass das Signal ODER (Sc', Sd') nach dem Punkt, an dem VB größer oder gleich V1' wird (VB > V1'), ein H-Signal wird.
In dem Fall, in dem, selbst wenn VB aufgrund eines zeitweiligen Spannungsabfalls kleiner als V2' wird, VB bald V1' übersteigt, ist es nicht notwendig, sofort die Leistungsversorgung der Entladungslampe sofort wieder zu beginnen. Auch wenn VB in kurzen Perioden in der Nähe von V1' fluktuiert, wird daher die Leistungsversorgung zum Zündschalter und die Unterbrechung dieser Leistungsversorgung nicht häufig wiederholt. Wenn VB größer oder gleich V1' wird, ist es wünschenswert, die Stromversorgung zur Entladungslampe sofort zu unterbrechen, um den Schaltkreis vor einer gefährlichen Überspannung zu schützen. Wenn VB unter V2' fällt, ist es wünschenswert, die Leistungsversorgung zur Entladungslampe nach dem Verstreichen der Zeit Td' wieder zu starten, um nicht sofort wieder Leistung zur Entladungslampe zu führen, um zu überprüfen, ob VB nicht wieder innerhalb dieses Zeitraums Td' ansteigt. Wie aus dem oben gesagten offensichtlich ist, kann die Steuerung der Stromversorgung auf solche Weise durchgeführt werden, dass abgewartet wird, dass VB bei Änderungen von VB innerhalb eines Hochspannungsbereichs kleiner oder gleich V2' wird, wodurch verhindert wird, dass die Entladungslampe oder die Schaltungsanordnung in einen anomalen Zustand kommen.
Auch wenn die vorstehende Beschreibung, die sich auf die 2 und 3 bezieht, unter Bezugnahme auf ein Beispiel gegeben wurden, bei dem eine Anomalität in der Eingangsspannung zu rSchaltungsanordnung 1 festgestellt wird, braucht nicht erwähnt zu werden, dass auch hinsichtlich der Detektion einer Anomalität in dem Eingangsstrom der Schaltungsanordnung 1 eine Mehrzahl von Referenzwerten für einen Vergleich eingestellt werden kann und dass die entsprechenden Bestimmungszeiten auf ähnliche Weise eingestellt werden können.
Die 4 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In einer Schaltungsanordnung 12 ist eine Batterie 13, die der zuvor erwähnten Leistungsversorgung 2 entspricht, zwischen den Eingangsanschlüssen 14 und 14' angeschlossen, und ein Zündschalter 16 ist als manueller Zündschalter in einer (15) der Gleichspannungsleitungen 15 und 15' vorgesehen.
Ein Gleichspannungsversorgungsschaltkreis 17, in den die Batteriespannung eingegeben wird, erhöht und/oder erniedrigt die Batteriespannung und legt seinen Ausgang an einen DC-AC-Wandler 18, der sich in der nachfolgenden Stufe befindet.
Der DC-AC-Wandler 18 wandelt den Gleichspannungsausgang des Gleichspannungsversorgungsschaltkreises 17 in eine Wechselspannung um. Zum Beispiel kann der DC-AC-Wandler 18 so ausgeführt sein, dass er einen Brückenschaltkreis mit einer Mehrzahl von Paaren von Halbleiterschaltelementen, die sich im Spannungsversorgungspfad einer Entladungslampe 20 befinden, und einen Treiberkontroller zum Treiben dieses Brückenschaltkreises besitzt.
Ein Zündschaltkreis 19, der sich in der dem DC-AC-Wandler 18 nachfolgenden Stufe befindet, erzeugt einen Auslöseimpuls für die Entladungslampe 20, die zwischen den Wechselspannungsausgangsanschlüssen 21 und 21' angeschlossen ist, überlagert diesen Auslöseimpuls dem Ausgang des DC-AC-Wandlers 18 und legt das resultierende Signal an die Entladungslampe 20 an. Der Zündschaltkreis 19 entspricht der Zündvorrichtung 4.
Zwischen dem Gleichspannungsversorgungsschaltkreis 17 und dem DC-AC-Wandler 18 befindet sich ein Spannungs/Strom-Detektor 22 (der der zuvor beschriebenen Spannungs/Strom-Detektionsvorrichtung 9 entspricht) zum Detektieren der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms des Gleichspannungsversorgungsschaltkreises 17. Der Spannungs/Strom-Detektor 22 sendet ein Detektionssignal an einen Steuerungsschaltkreis 23 und an einen Eingangsspannungs-Anomalitätendetektor 24.
Der Steuerungsschaltkreis 23 erzeugt ein Steuerungssignal in Abhängigkeit von dem Detektionssignal des Spannungs/Strom-Detektors 22 und sendet das Steuerungssignal zum Gleichspannungsversorgungsschaltkreis 17, um dessen Ausgangsspannung zu steuern. Auf diese Weise führt der Steuerungsschaltkreis 23 eine Spannungssteuerung durch, die dem Zündzustand der Entladungslampe 20 entspricht, um die Zündzeit und die Wiederzündzeit zu verkürzen und die Entladungslampe 20 im stationären Betrieb stabil zu betreiben. Der Steuerungsschaltkreis 23, der vom Impulsweitenmodulationstyp sein kann, kann auch einen anderen Aufbau haben.
Der Eingangsspannungs-Anomalitätendetektor 24 dient zum Feststellen eines Überspannungszustands der Batteriespannung oder eines anomalen Abfalls derselben. Wenn eine Anomalität festgestellt wird, unterbricht der Eingangsspannungs-Anomalitätendetektor 24 den Betrieb eines stabilen Spannungsversorgungsschaltkreises 25, der die notwendige Versorgungsspannung oder Referenzspannung an den Steuerungsschaltkreis 23 und die anderen Schaltkreise anlegt, um dadurch die Spannungsversorgung zur Entladungslampe 20 zu unterbrechen (siehe das oben besprochene Verfahren II).
Der stabile Spannungsversorgungsschaltkreis 25, der als ein Schaltkreis in einem von dem Spannungsversorgungspfad zur Entladungslampe 20 verschiedenen System arbeitet, erzeugt stabile Spannungen basierend auf der Batteriespannung und legt die notwendigen Spannungen an die einzelnen Komponenten der Schaltungsanordnung 12 an. Diese Spannungsversorgung 25 erhält die Batteriespannung in einer dem Zündschalter 16 folgenden Stufe. In 4 erzeugt der stabile Spannungsversorgungsschaltkreis 25 Spannungen Vcc1 und Vcc2 und legt die erstere an den Eingangsspannungs-Anomalitätendetektor 24 und die letztere als Versorgungsspannung oder als vorgegebene Referenzspannung (oder als Ursprungsspannung) an den Steuerungsschaltkreis 23, den DC-AC-Wandler 18, usw. an. Wenn eine Anomalität festgestellt wird, wird Vcc2 null. Da das Verfahren zum Unterbrechen des Betriebs des stabilen Spannungsversorgungsschaltkreises 25 oder zum Unterbrechen der Zufuhr der durch diesen Spannungsversorgungsschaltkreis 25 erzeugten Spannungen beim Unterbrechen der Spannungszufuhr die Stromänderungen im Vergleich mit einem Verfahren zum Unterbrechen der Spannungszufuhr von der Batterie 13 zum Gleichspannungsversorgungsschaltkreis 17 gering machen kann, ermöglicht das erstere Verfahren die Verwendung von Komponenten, die geringere Durchbruchströme oder eine geringere Wärmefestigkeit besitzen, und ist daher im Hinblick auf die Herstellungskosten von Vorteil. Diese Erfindung ist nicht auf dieses spezielle Verfahren beschränkt, sondern kann an jedes Verfahren angepasst werden, das die Beleuchtungssteuerung durch direktes Unterbrechen des Betriebs des Gleichspannungsversorgungsschaltkreises 17, des DC-AC-Wandlers 18 und des Steuerungsschaltkreises 23 unterbricht, wie durch die alternative, gestrichelte Linie in 4 gezeigt.
Ein Detektor 26 zum Feststellen des Licht-Aus-Zustands, der in dem Steuerungsschaltkreis 23 angeordnet ist, stellt auf der Basis des Detektionssignals von dem Spannungs/Strom-Detektor 22 fest, ob sich die Entladungslampe 20 im ausgeschalteten Zustand befindet (siehe das oben diskutierte Verfahren (1)), und sendet ein Signal, das den ausgeschalteten Zustand der Entladungslampe 20 angibt, an den Eingangsspannungs-Anomalitätendetektor 24.
5 zeigt den Aufbau der wesentlichen Bereiche des Eingangsspannungs-Anomalitätendetektors.
Die Batteriespannung ("B") wird an einen Anschluss 27 angelegt und wird durch Widerstände 28 und 28' geteilt. Die geteilte Spannung wird an einen mit der Detektion eines Spannungsabfalls verbundenen Schaltkreis 29 und an einen mit der Detektion einer Überspannung verbundenen Schaltkreis 30 angelegt.
Der Schaltkreis 29 besitzt einen Komparator 31, einen Verzögerungsschaltkreis 32 und ein UND-Gatter 33 mit zwei Eingängen. Die von den Widerständen 28 und 28' erhaltene, geteilte Spannung wird an den negativen Eingangsanschluss des Komparators 31 angelegt, während eine Referenzspannung ("Eref"), die von einem stabilen Spannungsgenerator 34 erzeugt wird, an den positiven Eingangsanschluss des Komparators 31 angelegt wird. Es sei festzustellen, dass der Komparator 31 eine Hysteresecharakteristik besitzt.
Der Komparator 31 besitzt einen Ausgangsanschluss, der über einen Widerstand mit dem Anschluss 27 verbunden ist, und sendet sein Ausgangssignal an einen Eingangsanschluss des UND-Gatters 33 direkt und an den anderen Eingangsanschluss des UND-Gatters 33 über den Verzögerungsschaltkreis 32.
Der Schaltkreis 30 besitzt einen Komparator 35, einen Verzögerungsschaltkreis 36 und ein ODER-Gatter 37 mit zwei Eingängen. Die von den Widerständen 28 und 28' erhaltene, geteilte Spannung wird an den positiven Eingangsanschluss des Komparators 35 angelegt, während eine Referenzspannung ("Eref'"), die von einem stabilen Spannungsgenerator 38 erzeugt wird, an den positiven Eingangsanschluss des Komparators 35 angelegt wird. Es sei festzustellen, dass der Komparator 35 eine Hysteresecharakteristik besitzt.
Der Komparator 35 besitzt einen Ausgangsanschluss, der über einen Widerstand mit dem Anschluss 27 verbunden ist, und sendet sein Ausgangssignal an einen Eingangsanschluss des ODER-Gatters 37 direkt und an den anderen Eingangsanschluss des ODER-Gatters 37 über den Verzögerungsschaltkreis 36. Der Verzögerungsschaltkreis 36 erzeugt einen Verzögerungsimpuls einer vorgegebenen Periode, der synchron mit der abfallenden Flanke des Ausgangssignals des Komparators 35 ist.
Transistoren 39 und 39' mit geerdeten Emittern besitzen Basen, die mit dem Ausgangssignal des Detektors 26 zur Detektion des ausgeschalteten Zustands belegt sind. Dieses Ausgangssignal, das mit "S(26)" bezeichnet ist, ist ein H-Signal, wenn der angeschaltete Zustand der Entladungslampe 20 detektiert, und ist ein L-Signal, wenn der ausgeschaltete Zustand der Entladungslampe 20 detektiert wird. Der Kollektor des Transistors 39 ist mit dem Ausgangsanschluss des Komparators 31 verbunden, während der Kollektor des anderen Transistors 39' mit dem Ausgangsanschluss des Komparators 35 verbunden ist.
Die Ausgangssignale des UND-Gatters 33 und des ODER-Gatters 37 werden in ein ODER-Gatter 40 mit zwei Eingängen eingegeben, dessen Ausgangssignal als mit der Batteriespannung B verbundenes Anomalitätendetektionssignal dient. Die Spannungsversorgung der Entladungslampe 20 wird unterbrochen, wenn das Anomalitätendetektionssignal ein H-Signal ist, und die Spannungsversorgung der Entladungslampe 20 wird ermöglicht, wenn das Anomalitätendetektionssignal ein L-Signal ist.
Wenn die Batteriespannung B niedrig ist und die geteilte Spannung, die von den Widerständen 28 und 28' erhalten wird, kleiner als die Referenzspannung Eref des Komparators 31 ist, wird der Ausgang des Komparator 31, hoch (H) und der ausgeschaltete Zustand der Entladungslampe 20 wird festgestellt. Wenn das Ausgangssignal S(26) des Detektors 26 für den ausgeschalteten Zustand ein L-Signal ist, wird das logische Produkt des Ausgangssignals des Komparators 31 und des Ausgangssignals des Verzögerungsschaltkreises 32 nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit hoch, wodurch die Spannungsversorgung der Entladungslampe 20 unterbrochen wird. Wenn die Batteriespannung B später ansteigt und die geteilte Spannung den mit dem Komparator 31 verbundenen, oberen Grenzwert übersteigt, wird das Ausgangssignal des Komparators 31 niedrig (L). Da das logische Produkt dieses L-Signals und des Ausgangssignals des Verzögerungsschaltkreises 32 ein L-Signal wird, wird die Spannungsversorgung der Entladungslampe 20 ermöglicht.
Wenn die Batteriespannung B übermäßig hoch ist und die von den Widerständen 28 und 28' erhaltene, geteilte Spannung größer als der Referenzwert Eref des Komparators 35 ist, wird der Ausgang des Komparator 35 hoch (H), und der ausgeschaltete Zustand der Entladungslampe 20 wird festgestellt. Wenn das Ausgangssignal S(26) des Detektors 26 für den ausgeschalteten Zustand ein L-Signal ist, wird die logische Summe des Ausgangssignals des Komparators 35 und des Ausgangssignals des Verzögerungsschaltkreises 36 hoch, wodurch die Spannungsversorgung der Entladungslampe 20 unterbrochen wird. Wenn die Batteriespannung B später fällt und die geteilte Spannung unter den mit dem Komparator 35 verbundenen, unteren Grenzwert fällt, wird das Ausgangssignal des Komparators 35 niedrig (L). Da die logische Summe dieses L-Signals und des Ausgangssignals des Verzögerungsschaltkreises 36 nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit ein L-Signal wird, wird die Spannungsversorgung der Entladungslampe 20 ermöglicht.
Wenn der angeschaltete Zustand der Entladungslampe 20 festgestellt wird und das Signal S(26) ein H-Signal ist, wird der Transistor 39 angeschaltet, wodurch die Ausgangspotentiale der Komparatoren 31 und 35 auf den L-Pegel gezwungen werden.
Wenn die Änderungsperiode der Batteriespannung B eine bestimmte Länge besitzt, werden die Spannungszufuhr zur Entladungslampe 20 und die Unterbrechung der Spannungszufuhr abwechselnd durchgeführt. In einem solchen Fall sollten, wenn man die Entladungslampe 20 mit der gewünschten Periode durch Betätigen des Zündschalters 16 flackern lassen möchte, die Verzögerungszeiten der Verzögerungsschaltkreise 32 und 36 auf solche Werte eingestellt werden, dass eine Flackerperiode für die Entladungslampe eingestellt wird, die im Hinblick auf die angestrebte Periode nicht unmöglich ist.
Entsprechend dem ersten und dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird, wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, die Spannungsversorgung einer Entladungslampe unterbrochen oder ermöglicht, wenn und nur wenn der Zustand, in dem der Wert der Eingangsspannung und/oder des Eingangsstroms zur Schaltungsanordnung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Referenzwert ist, für einen vorgegebenen Zeitraum oder länger andauert. Wenn eine Änderung mit einem kurzen Zyklus in der Eingangsspannung oder dem Eingangsstrom auftritt wird daher die Spannungsversorgung der Entladungslampe nicht unterbrochen beziehungsweise nicht ermöglicht, wenn der Zyklus kürzer als die vorgegebene Zeit ist, wodurch ein nachteiliger Einfluss auf die Lebensdauer der Entladungslampe und eine Verringerung der Ausleuchtung mit dem Licht von der Entladungslampe durch wiederholtes Flackern der Entladungslampe mit einer kurzen Periode verhindert werden. Selbst wenn die Eingangsspannung und/oder der Eingangsstrom sich beträchtlich ändern, wird die Spannungsversorgung zur Entladungslampe nicht sofort unterbrochen, sondern die Spannung wird zur Entladungslampe geführt, wenn zum Beispiel die Eingangsspannung und/oder der Eingangsstrom sofort nach dem Auftreten der Änderung wieder in einen vorgegebenen Bereich zurückkehren.
Entsprechend dem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Zustand, in dem der Wert der Eingangsspannung und/oder der Wert des Eingangsstroms kleiner oder gleich dem ersten Referenzwert ist, über die vorgegebene Zeit oder länger andauert und wenn die Entladungslampe in dem ausgeschalteten Zustand ist, die Spannungsversorgung zur Entladungslampe unterbrochen. Es ist daher möglich, auch wenn die Eingangsspannung abfällt, den angeschalteten Zustand der Entladungslampe beizubehalten, indem man die Spannungszufuhr zur Entladungslampe beibehält, wenn die Entladungslampe nicht ausgeschaltet wird.
Entsprechend dem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung unterbricht die Anomalitätendetektionsvorrichtung bei der Detektion einer Anomalität den Betrieb des Spannungsversorgungschaltkreises oder unterbricht die Spannungsversorgung von dem Spannungsversorgungsschaltkreis zu den einzelnen Bereichen der Schaltungsanordnung, um dadurch die Spannungsversorgung zur Entladungslampe zu unterbrechen. Dieses Merkmal kann zur einer Verringerung der Kosten für die Schaltungsanordnung beitragen.

Claims

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe (6, 20), welche umfasst: eine Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24) zur Detektion einer Eingangsspannung und/oder eines Eingangsstromes, die der Schaltungsanordnung von einer Stromquelle (2, 13) zugeführt werden, und zum Unterbrechen der Stromversorgung der Entladungslampe, wenn eine Anomalität in der Eingangsspannung und/oder dem Eingangsstrom festgestellt wird, wobei in der Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24) ein erster, zweiter und/oder dritter und vierter Referenzwert für einen Vergleich mit der Eingangsspannung und/oder dem Eingangsstrom einzustellen sind, wobei a) die Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24) • wenn der Wert der Eingangsspannung (VB) und/oder der Wert des Eingangsstromes kleiner oder gleich dem ersten Referenzwert (V1) ist, ein erstes Signal mit hohem Pegel (Sc) erzeugt, das wieder abfällt, wenn der Wert der Eingangsspannung größer oder gleich dem zweiten Referenzwert (V2) ist, • und ein zweites Signal mit hohem Pegel (Sd) erzeugt, das dem ersten Signal (Sc) entspricht, jedoch um einen bestimmten Zeitraum (Td) zeitlich zum ersten Signal (Sc) versetzt ist, erzeugt, • das erste und zweite Signal (Sc, Sd) logisch „und" verknüpft und somit ein drittes Signal erzeugt, • wobei die Stromversorgung zur Entladungslampe (6, 20) unterbrochen wird, während das dritte Signal einen hohen Pegel hat, und/oder b) die Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24) ein viertes Signal (Sc') mit hohem Pegel erzeugt, wenn der Wert der Eingangsspannung und/oder der Wert des Eingangsstromes größer oder gleich dem dritten Referenzwert (V1') ist, das wieder abfällt, wenn der Wert der Eingangsspannung und/oder der Wert des Eingangsstromes kleiner oder gleich dem vierten Referenzwert (V2') ist, und • weiter ein fünftes Signal (Sd') erzeugt, das dann beginnt, wenn das vierte Signal (Sc') abfällt und eine vorbestimmte Dauer (Td') aufweist und • das vierte und fünfte Signal (Sc', Sd') logisch "oder" verknüpft und somit ein sechstes Signal erzeugt, • wobei die Stromversorgung zur Entladungslampe (6, 20) unterbrochen wird, während das sechste Signal einen hohen Pegel aufweist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem eine Detektionsvorrichtung (10) zum Feststellen des ausgeschalteten Zustands der Entladungslampe (6, 20) umfasst, wobei die Anomalitätendetektionsvorrichtung (5, 24) die Stromversorgung der Entladungslampe (6, 20) dann unterbricht, wenn das erzeugte dritte Signal einen hohen Pegel hat und gleichzeitig die Entladungslampe (6, 20) im ausgeschalteten Zustand ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungsversorgungsschaltkreis (8, 25) zum Erzeugen einer stabilen Versorgungsspannung und/oder einer Referenzspannung, die für den Betrieb eines Schalt kreisabschnitts (3), der der Steuerung des Betriebs der Entladungslampe (6, 20) dient, benötigt wird, vorgesehen ist; und dass die Anomalitätendetektionsvorrichtung (5) den Betrieb des Spannungsversorgungsschaltkreises (8, 25) unterbricht, wenn die Spannungsversorgung zur Entladungslampe (6, 20) unterbrochen werden soll.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anomalitätsdetektionsvorrichtung (5, 24) einen ersten Schaltkreis (29), der der Detektion einer Unterspannung dient, und einen zweiten Schaltkreis (30), der der Detektion einer Überspannung dient, und ein erstes ODER-Gatter (40) zum Verknüpfen der Ausgangssignale der ersten und zweiten Schaltkreise umfasst.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaltkreis (29) einen ersten Komparator (31), einen ersten Verzögerungsschaltkreis (32) und ein UND-Gatter (33) umfasst, von dem ein Eingangsanschluss direkt mit dem Ausgangssignal des ersten Komparators (31) und der andere Eingangsanschluss über den ersten Verzögerungsschaltkreis (32) mit dem Ausgang des ersten Komparators (31) beaufschlagt ist, wobei der Ausgang des UND-Gatters (33) an dem ersten ODER-Gatter (40) anliegt; und dass der zweite Schaltkreis (30) einen zweiten Komparator (35), einen zweiten Verzögerungsschaltkreis (36) und ein zweites ODER-Gatter (37) umfasst, von dem ein Eingangsanschluss direkt mit dem Ausgangssignal des zweiten Komparators (35) und der andere Eingangsanschluss über den zweiten Verzögerungsschaltkreis (36) mit dem Ausgang des zweiten Komparators (35) beaufschlagt ist, wobei der Ausgang des zweiten ODER-Gatters (37) an dem ersten ODER-Gatter (40) anliegt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Komparatoren (31, 35) eine Hysteresecharakteristik besitzen.