DE19859253A1

DE19859253A1 - Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gasentladungslampe

Info

Publication number: DE19859253A1
Application number: DE19859253A
Authority: DE
Inventors: Lothar Borho
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2018-12-23
Also published as: DE19859253B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gasentladungslampe (5) mit einem Ansteuerzweig (2, 3, 4) und einem Rückkopplungszweig (10, 7, 11, 8, 6), mit dem eine Kenngröße (U) des Ansteuerzweigs (2, 3, 4) erfaßbar und nach Umformung auf den Ansteuerzweig (2, 3, 4) zum Aufrechterhalten optimaler Betriebsbedingungen der Lampe (5) rückkoppelbar ist. Bei einfachem Schaltungsaufbau werden optimale Betriebsbedingungen der Lampe sicher dadurch eingehalten, dass der Rückkopplungszweig (10, 7, 11, 8, 6) einen Mikrorechner (7) aufweist, in dem oder in dessen Umgebung den Betriebszustand der Lampe (5) bezeichnende Daten und Tabellenwerte zum derartigen Einwirken auf den Ansteuerzweig (2, 3, 4) gespeichert sind, dass die optimalen Betriebsbedingungen eingehalten werden (Figur).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gasentladungslampe mit einem Ansteuerzweig und einem Rückkopplungszweig, mit dem eine Kenngröße des Ansteuerzweigs erfaßbar und nach Umformung auf den Ansteuerzweig zum Aufrechterhalten optimaler Betriebsbedingungen der Lampe rückkoppelbar ist.

Bei einer derartigen in der US 4 240 009 angegebenen Schaltungsanordnung wird die Eingangsleistung über die anliegende Versorgungsspannung sowie mittels des aufgenommenen Effektivstroms ausgewertet, der über einen Shunt in der Eingangsmasseleitung der Schaltungsanordnung gemessen wird. Mit dem so erfaßten Effektivstrom können sich Schwierigkeiten ergeben, die optimalen Betriebsbedingungen einer Gasentladungslampe zu steuern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der ein gangs genannten Art bereitzustellen, mit der bei möglichst einfachem Aufbau optimale Betriebsbedingungen für die Gasentladungslampe eingestellt und auf rechterhalten werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass der Rückkopplungszweig einen Mikrorechner aufweist, in dem oder in dessen Umgebung den Betriebszustand der Lampe bezeichnende Daten und Tabellenwerte zum derartigen Einwirken auf den Ansteuerzweig gespeichert sind, daß die optimalen Betriebsbedingungen eingehalten werden. Aufgrund der erfaßten Kenngröße wird der Betriebszustand der Lampe eindeutig festgestellt und in Abhängigkeit dieser den Betriebszustand bezeichnenden Daten die in dem Mikrorechner, der beispielsweise auch als integrierter analoger/digitaler Schalt kreis (Asic) realisiert sein kann, oder dessen Umgebung gespeicherten, zugeor dneten Tabellenwerte aktiviert, die dann auf den Ansteuerzweig zurückwirken. Auf diese Weise werden die optimalen Betriebsbedingungen zum Betreiben der Gasentladungslampe mit relativ einfachen Mitteln aufrechterhalten. Dadurch werden die Funktionssicherheit der Lampe und eine hohe Lebensdauer gewähr leistet.

Eine wirkungsvolle Regelung der Betriebsbedingungen bei einfachem Aufbau wird vorteilhaft dadurch unterstützt, dass der Ansteuerzweig eine Übertragungs einrichtung mit einem Primärkreis und einem Sekundärkreis aufweist und dass die Kenngröße an oder hinter dem Sekundärkreis abgenommen ist, während das Einwirken auf den Ansteuerzweig im Primärkreis erfolgt.

Eine wesentliche Einflußnahme auf den Betrieb der Lampe wird bereits dadurch erzielt, dass mittels der den Betriebszustand bezeichnenden Daten zumindest zwischen einer Anlaufphase und einer Brennphase der Lampe unterscheidbar ist und dass mittels des Mikrorechners den beiden Phasen entsprechende Tabellen werte auslesbar sind.

Eine vorteilhafte Maßnahme für eine möglichst gute Regelung besteht darin, dass die Kenngröße die Lampenbrennspannung ist, und weiterhin darin, dass mittels der Tabellenwerte der Strom in dem Primärkreis gesteuert wird. Der je weilige Betriebszustand der Lampe kann dadurch genauer erfaßt und die Rege lung kann dadurch verfeinert werden, dass dem Mikrorechner zusätzlich zu der Kenngröße ein Istwert des Primärkreis-Stroms und/oder eine Batteriespannung zugeführt wird, mit der auch der Primärkreis beaufschlagt wird.

Ein für die sichere Funktionsweise vorteilhafter Aufbau besteht darin, dass der Ansteuerzweig im Anschluß an die Übertragungseinrichtung eine Ansteuerstufe und ein nachfolgendes Zündteil aufweist, dass der Rückkopplungszweig im Anschluß an den Mikrorechner einen Komparator und eine Steuerschaltung auf weist, dass die Kenngröße zwischen der Übertragungseinrichtung und der An steuerstufe abgenommen ist und dass der Mikrorechner an einen Eingang des Komparators einen Sollwert für den Primärkreis-Strom abgibt, während an einem weiteren Eingang des Komparators ein Maß für den Istwert des Primärkreis- Stroms angelegt ist. Für einen einfachen Aufbau und eine einfache wirkungs volle Regelung sind weiterhin die Maßnahmen günstig, dass der Primärkeis eine Primärwicklung, ein Schaltglied sowie einen Widerstand aufweist und dass der Istwert des Primärkreis-Stroms zwischen der Primärwicklung und dem Wider stand abgegriffen ist. Eine zusätzliche Vereinfachung ergibt sich dabei dadurch, dass das Schaltglied ein Feldeffekttransistor und der Widerstand dessen Bahn widerstand ist. Dabei wird der Feldeffekttransistor gleichzeitig als Schaltglied und als Widerstandselement ausgenutzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In der Figur ist ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung 1 zum Betreiben einer Gasentladungslampe 5 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 1 weist im wesentlichen einen Ansteuerzweig mit einer Übertragungseinrichtung 2, sowie einer daran angeschlossenen Ansteuerstufe 3 und einem anschließenden Zündteil 4 auf, das zur Erzeugung einer Zündspannung für die Lampe 5 während einer anfänglichen Zündphase dient, und weiterhin einen Rückkopplungszweig mit einem Mikrorechner 7, einem nachfolgenden Komparator 8 und einer anschlies senden Steuerschaltung 6 auf, die auf einen Primärkreis der Übertragungs einrichtung 2 zurückwirkt.

Es geht darum, die Lampe 5 unter möglichst guten Betriebsbedingungen zu be treiben, um einen sicheren Brennbetrieb zu gewährleisten, der einen gleich mäßigen Lichtstrom der Lampe, eine möglichst konstante spektrale Verteilung des abgegebenen Lichts und eine möglichst hohe Lebensdauer der Lampe 5 er gibt.

Zur Regelung der Betriebsbedingungen ist in einem Sekundärkreis bzw. an schließend an den Sekundärkreis der Übertragungseinrichtung 2 eine Lampen brennspannung U_ als Kenngröße für den Betriebszustand der Lampe 5 abge griffen und dem Mikrorechner 7 zugeführt. Aufgrund der Lampenbrennspannung wird in dem Mikrorechner 7 erkannt, in welchem Betriebszustand sich die Lampe 5 gerade befindet. Dabei sind eine Anlaufphase mit einer Zündphase, während der eine hohe Spannung auftritt, und eine Brennphase, während der im Anschluß an eine relativ kurze Übergangsphase die Lampe sich in einem stabilen Brennzu stand befindet, unterscheidbar, wobei in dem Mikrorechner 7 bzw. in dessen Umgebung die die verschiedenen Betriebszustände bezeichnenden Daten ab gelegt sind. Außerdem sind in dem Mikrorechner Tabellenwerte gespeichert, die für eine jeweilige Lampe oder einen jeweiligen Lampentyp optimale Werte für die Regelung der Betriebsbedingungen der Lampe beinhalten. Insbesondere handelt es sich hierbei um Werte, die den Sollwert des Primärkreis-Stroms bestimmen und über einen Anschluß 11 einem Eingang des Komparators 8 zugeführt wer den. Einem weiteren Eingang des Komparators 8 wird der Istwert des Primär kreis-Stroms über eine Verbindung 9 zugeführt. Das Ausgangssignal des Kompa rators 8 wird der Steuerschaltung 6 zugeleitet, die zum Erhöhen oder Erniedrigen des Primärkreis-Stroms auf einen Schalter 2.2 des Primärkreises einwirkt. Der Primärkreis weist eine Primärwicklung 2.1 der Übertragungseinrichtung 2 auf, anschließend den Schalter 2.2 und einen Widerstand 2.3. Zwischen der Primär wicklung 2.1 und dem Widerstand 2.3 ist der dem Komparator 8 zugeführte Istwert des Primärkreis-Stroms abgegriffen. Der Schalter 2.2 ist vorzugsweise ein Feldeffekttransistor und der Widerstand 2.3 dessen Bahnwiderstand, so dass sich ein zusätzlicher getrennter Widerstand erübrigt. Mit der so verwirklichten Regelung des Primärkreis-Stroms in Abhängigkeit von der über einen Anschluß 10 angelegten Lampenbrennspannung U_ und das einfache Auslesen der ent sprechenden Tabellenwerte aus dem Mikrorechner 7 wird die erforderliche elek trische Leistung zum Ansteuern der Lampe 5 und zum Aufrechterhalten opti maler Betriebsbedingungen zuverlässig bereitgestellt.

Zum Erhöhen der Auswertegenauigkeit der jeweiligen Ist-Betriebszustände und der Verfeinerung der Regelung können dem Mikrorechner 7 außer der Lampen brennspannung U_ zusätzlich der über die Verbindung 9 erfaßte Istwert des Pri märkreis-Stroms und eine Batteriespannung U_B zugeführt werden. Aufgrund die ser Daten kann dann die Auswahl der gespeicherten Tabellenwerte noch genau er vorgenommen werden.

Für den Betrieb der Lampe 5 ist vorteilhaft vorgesehen, dass die an eine Sekun därwicklung 2.4 der Übertragungseinrichtung 2 angeschlossene Ansteuerstufe 3 als H-Brücke ausgebildet ist, über die einerseits die hohe Zünder- Vorsorgungsspannung geschaltet wird und andererseits zeitlich anschließend eine Rechteckspannung für den Brennbetrieb der Lampe gesteuert wird.

Die beschriebene Schaltungsanordnung 1 ist insbesondere geeignet für den Betrieb von Gasentladungslampen 5, in einem Kraftfahrzeug. Hierbei wird die Schaltungsanordnung 1 insbesondere infolge der beschriebenen Rückkopplungs schaltung hinsichtlich des schaltungstechnischen Aufwands verhältnismäßig einfach, so dass auf der Schaltungsplatine für die Schaltungsanordnung 1 ge genüber bisherigen Schaltungsausführungen nicht nur Platz, sondern auch Ko sten eingespart werden, zumal der Mikrorechner 7 für die Steuerung ohnehin vorhanden ist. Hierbei kann auch ein integrierter analoger/digitaler Schaltkreis (Asic) vorteilhaft eingesetzt werden.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gasentladungslampe (5) mit einem Ansteuerzweig (2, 3, 4) und einem Rückkopplungszweig (10, 7, 11, 8, 6), mit dem eine Kenngröße (U_) des Ansteuerzweigs (2, 3, 4) erfaßbar und nach Umformung auf den Ansteuerzweig (2, 3, 4) zum Au frechterhalten optimaler Betriebsbedingungen der Lampe (5) rückkoppel bar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Rückkopplungszweig (10, 7, 11, 8, 6) einen Mikrorechner (7) auf weist, in dem oder in dessen Umgebung den Betriebszustand der Lampe (5) bezeichnende Daten und Tabellenwerte zum derartigen Einwirken auf den Ansteuerzweig (2, 3, 4) gespeichert sind,
dass die optimalen Betriebsbedingungen eingehalten werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ansteuerzweig (2, 3, 4) eine Übertragungseinrichtung (2) mit einem Primärkreis (2.1, 2.2, 2.3) und einem Sekundärkreis (2.4) aufweist und
dass die Kenngröße (U_) an oder hinter dem Sekundärkreis (2.4) abgenom men ist, während das Einwirken auf den Ansteuerzweig (2, 3, 4) im Primär kreis (2.1, 2.2, 2.3) erfolgt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass mittels der den Betriebszustand bezeichnenden Daten zumindest zwischen einer Anlaufphase und einer Brennphase der Lampe (5) unter scheidbar ist und
dass mittels des Mikrorechners (7) den beiden Phasen entsprechende Tabellenwerte auslesbar sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße (U_) die Lampenbrennspannung ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Tabellenwerte der Strom in dem Primärkreis (2.1, 2.2, 2.3) gesteuert wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mikrorechner (7) zusätzlich zu der Kenngröße (U_) ein Istwert des Primärkreis-Stroms und/oder eine Batteriespannung (U_B) zugeführt wird, mit der auch der Primärkreis (2.1, 2.2, 2.3) beaufschlagt wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ansteuerzweig (2, 3, 4) im Anschluß an die Übertragungs einrichtung (2) eine Ansteuerstufe (3) und ein nachfolgendes Zündteil (4) aufweist,
dass der Rückkopplungszweig (10, 7, 11, 8, 6) im Anschluß an den Mikro rechner (7) einen Komparator (8) und eine Steuerschaltung (6) aufweist, dass die Kenngröße (U_) zwischen der Übertragungseinrichtung (2) und der Ansteuerstufe (3) abgenommen ist und
dass der Mikrorechner (7) an einem Eingang des Komparators (8) einen Sollwert für den Primärkreis-Strom abgibt, während an einem weiteren Eingang des Komparators (8) ein Maß für den Istwert des Primärkreis- Stroms (2.1, 2.2, 2.3) angelegt ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der Primärkeis eine Primärwicklung (2.1), ein Schaltglied (2.2) sowie einen Widerstand (2.3) aufweist und
dass der Istwert des Primärkreis-Stroms zwischen der Primärwicklung (2.1) und dem Widerstand (2.3) abgegriffen ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltglied (2.2) ein Feldeffekttransistor und der Widerstand (2.3) dessen Bahnwiderstand ist.