DE19924516A1 - Stromversorgungseinrichtung für eine Hochdruckentladungslampe und hieraus aufgebaute Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents
Stromversorgungseinrichtung für eine Hochdruckentladungslampe und hieraus aufgebaute BeleuchtungsvorrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe (7) und eine diese beiden Elemente umfassende Beleuchtungsvorrichtung. Ein Lampenspannungsermittlungsabschnitt (4) ermittelt die Lampenspannung der Hochdruckentladungslampe (7) und überträgt sie an einen Stromberechnungsabschnitt (8). Ein Lampenstromermittlungsabschnitt (5) ermittelt den Lampenstrom der Hochdruckentladungslampe (7) und überträgt ihn an eine Differenzverstärkungsschaltung (9). Ein der Hochdruckentladungslampe (7) zuzuführender Sollenergiewert wird in den Stromberechnungsabschnitt (8) von der Solleinstelleinrichtung (11) eingegeben. Der Stromberechnungsabschnitt (8) teilt den Sollenergiewert durch die Lampenspannung, ermittelt durch den Lampenspannungsermittlungsabschnitt (4), um einen Sollstromwert zu berechnen und überträgt den Sollstromwert zu der Differenzverstärkerschaltung (9). Ein Steuerabschnitt (10) steuert den Zerhackbetrieb bzw. den Unterbrechungsbetrieb eines Halbleiterschalters (Tr) derart, daß der Sollstromwert ungefähr gleich dem Lampenstromwert gemacht wird. Ein Kondensator (C2) einer Zeitgeberschaltung (12) wird mit einem Strom geladen, der mit dem Sollenergiewert übereinstimmt, und zwar gleichzeitig mit dem Betrieb der Sollenergieeinstelleinrichtung (11) und ein Entladen wird ausgeführt, wenn die Hochdruckentladungslampe (7) ausgeschaltet wird. Wenn der Betrieb gestartet wird, stellt die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) den Sollenergiewert auf ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgungsvor
richtung für eine Hochdruckentladungslampe, insbesondere eine
Stromversorgungsvorrichtung zur Stromversorgung einer Hoch
druckentladungslampe, wie etwa für einen Fahrzeugschweinwer
fer, eine Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentladungs
lampe, eine Beleuchtungseinheit mit einer Stromversorgungs
vorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe und ein Fahr
zeug, das mit der Beleuchtungseinheit bestückt ist.
In einer herkömmlichen, beispielsweise für einen Fahrzeug
scheinwerfer verwendeten Stromversorgungsvorrichtung zur
Stromversorgung einer Hochdruckentladungslampe wird ein von
der Hochdruckentladungslampe emittierter Lichtfluß veranlaßt,
rasch anzusteigen, indem Überstrom der Hochdruckentladungs
lampe in einer Periode unmittelbar nach Start der Stromver
sorgung zugeführt wird, bis die Lampenspannung angemessen an
gestiegen ist.
Die herkömmliche Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe ist außerdem dazu ausgelegt, der Hoch
druckentladungslampe konstante Energie zuzuführen, um die
Veränderung des Lichtflusses zu verringern, der von der Hoch
druckentladungslampe emittiert wird in Übereinstimmung mit
der Ungleichmäßigkeit der Eigenschaften oder der Eigen
schaftsveränderung auf Grundlage der Standzeit und derglei
chen in der Hochdruckentladungslampe in stabilem Zustand.
Wenn in der Hochdruckentladungslampe dieser Art Ein- und Aus
schaltvorgänge wiederholt werden, führt ihre Temperaturverän
derung dazu, daß der Dampfdruck eines Leuchtstoffmetalls, das
in ihr enthalten ist, sich ändert, wodurch die Eigenschaften
geändert werden.
Aus diesem Grund wird in einer Hochdruckentladungslampe für
einen Fahrzeugscheinwerfer, beispielsweise erläutert in der
japanischen Patentanmeldung KOKAI, Veröffentlichungs-Nr. 10-41075
(Stand der Technik) die der Lampe zuzuführende Energie
bzw. der der Lampe zuzuführende Strom in Übereinstimmung mit
einer kalten Lampe (Kaltzustand) oder einer heißen Lampe
(Heißzustand) gesteuert.
Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt eine Stromversorgungsvorrich
tung 40 für eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Stand der
Technik eine Stromversorgungs- bzw. Beleuchtungssteuerschal
tung 41, eine Lade/Entladeschaltung 42, bestehend aus einer
Reihenschaltung eines Widerstands R mit einem Kondensator C,
eine eine stabile Beleuchtung bzw. eine stabile Stromzufuhr
erkennende Schaltung 43, eine Energie- bzw. Stromzuführrück
setzschaltung 44 und eine Pegelrücksetzschaltung 45.
Die Lade/Entladeschaltung 42 bildet eine Zeitmeßschaltung zum
Messen der Ein-/Ausschaltzeit der Energie- bzw. Stromversor
gung.
Die Beleuchtungs- bzw. Stromversorgungssteuerschaltung 41
stellt die Energie bzw. den Strom ein, die bzw. der einer
(nicht gezeigten) Lampe durch eine (nicht gezeigte) Be
leuchtungsschaltung bzw. Stromversorgungsschaltung auf Grund
lage eines Werts der Anschlußspannung Vc des Kondensators C
zugeführt werden soll.
Die Schaltung 43 zum Ermitteln stabiler Stromversorgung bzw.
stabiler Beleuchtung entscheidet, ob die Lampe sich im heißen
Zustand befindet oder nicht. Wenn die Anschlußspannung Vc hö
her als der Feststellungsbezugswert ist, d. h. wenn die Lampe
sich im heißen Zustand befindet, gibt die Schaltung 43 zur
Feststellung der stabilen Beleuchtung bzw. Stromversorgung
ein entsprechendes Signal Ss aus, das auf einem hohen Pegel
in bezug auf die Pegelrücksetzschaltung 45 liegen muß.
Die Energiezufuhrrücksetzschaltung 44 betätigt die Beleuch
tungs- bzw. Stromversorgungssteuerschaltung 41, wenn eine
vorbestimmte Rücksetzperiode abgelaufen ist, wenn die Strom
versorgung eingeschaltet ist.
Die Pegelrücksetzschaltung 45 lädt den Kondensator C während
der Rücksetzperiode, wenn das Signal Ss betreffend die Fest
stellung stabiler Beleuchtung bzw. Stromversorgung sich auf
hohem Pegel befindet.
Das heißt, wenn die Strom- bzw. Energieversorgung eingeschal
tet ist (oder wenn die Lampe erneut zum Leuchten gebracht
ist), daß dann, wenn die Lampe sich im heißen Zustand befin
det, der Kondensator C geladen wird und die Beleuchtungs
steuerschaltung 41 die der Lampe zuzuführende Energie auf
Grundlage der Anschlußspannung Vc des Kondensators C während
einer vorbestimmten Rücksetzperiode beschränkt.
Die Stromversorgungsvorrichtung 40 für eine Hochdruckentla
dungslampe gemäß dem vorstehend angeführten Stand der Technik
vermag die Zufuhr der Energie bzw. des Stroms zu der Lampe
mengenmäßig auf das Notwendige zu beschränken, wenn die
Strom- bzw. Energieversorgung (d. h. das Ein- und Ausschalten
der Lampe) in kurzer Zeit wiederholt wird, nachdem die Hoch
druckentladungslampe in dem stabilen Zustand gewesen ist.
Der Feststellungsbezugswert wird verwendet, um festzustellen,
ob die Lampe sich im heißen Zustand befindet oder nicht, und
die der Lampe zuzuführende Energie bei der Spannung in der
Nähe der Anschlußspannung Vc wird stufenweise verändert.
Wenn die Anschlußspannung Vc des Kondensators C höher ist als
der Feststellungsbezugswert, wird der Kondensator C während
einer vorbestimmten Rücksetzperiode selbst dann geladen, wenn
der Wert der Anschlußspannung Vc einen Wert in der Nähe des
Feststellungsbezugswerts oder eines Werts ist, bei welchem
der Kondensator C vollständig geladen ist, weshalb die der
Lampe zugeführte Energie im wesentlichen dieselbe ist, was
bedeutet, daß die Energie sich im stabilen Zustand befindet.
Wenn andererseits die Anschlußspannung Vc des Kondensators C
niedriger als der Feststellungsbezugswert ist, wird die Über
spannung der Lampe selbst dann zugeführt, wenn der Wert der
Anschlußspannung Vc nahe zum Feststellungsbezugswert liegt,
bei welchem die Lampe sich im heißen Zustand befindet.
Wie vorstehend erläutert, hat die Stromversorgungsvorrichtung
40 für eine Hochdruckentladungslampe den Nachteil, daß die
der Lampe zugeführte Energie stufenweise in bezug auf den
Feststellungs- bzw. Entscheidungsbezugswert verändert wird,
weshalb optimale Energie entsprechend der Lampentemperatur
nicht zugeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend ange
sprochenen Probleme gemacht worden. Eine Aufgabe der vorlie
genden Erfindung besteht demnach darin, eine Stromversor
gungsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe zu schaf
fen, wobei die Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe der Lampe in Übereinstimmung mit dem Zu
stand der Lampentemperatur beim Einschalten und Ausschalten
der Lampe optimale Energie zuzuführen vermag, eine Beleuch
tungsvorrichtung mit einer Hochdruckentladungslampe, eine Be
leuchtungseinheit, aufweisend die Stromversorgungsvorrichtung
für die Hochdruckentladungslampe, und ein Fahrzeug, das mit
der Beleuchtungseinheit bestückt ist.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vor
liegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Stromver
sorgungsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe, auf
weisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung mit variablem Ausgang, auf weisend einen Halbleiterschalter zum Zerhacken von Gleich strom, und mit einer Ausgangsseite, die mit einer Hochdruck entladungslampe verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung zum Anlegen von Hoch spannung an die Hochdruckentladungslampe auf Grundlage des Ausgangssignals von der Energiewandlungseinrichtung, um die Hochdruckentladungslampe einzuschalten,
eine Sollenergieeinstelleinrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewand lungseinrichtung der Hochdruckentladungslampe zugeführt wer den soll,
eine Energieermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Elektri zitätsmenge in Übereinstimmung mit der Hochdruckentladungs lampe zugeführter Energie,
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des Halblei terschalters der Stromwandlungseinrichtung derart, daß der Sollenergiewert, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung eingestellt wird, ungefähr der Elektrizitätsmenge entspricht, welche durch die Energieermittlungseinrichtung ermittelt wird, und
eine Ladeschaltung mit einem Kondensator, der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert ge laden zu werden, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung eingestellt wird,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung den Sollenergiewert auf Grundlage einer Ladespannung des Kondensators in der La deschaltung einstellt, wenn der (Lampen)betrieb gestartet wird, und den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Be triebsdauer verringert.
Eine Energiewandlungseinrichtung mit variablem Ausgang, auf weisend einen Halbleiterschalter zum Zerhacken von Gleich strom, und mit einer Ausgangsseite, die mit einer Hochdruck entladungslampe verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung zum Anlegen von Hoch spannung an die Hochdruckentladungslampe auf Grundlage des Ausgangssignals von der Energiewandlungseinrichtung, um die Hochdruckentladungslampe einzuschalten,
eine Sollenergieeinstelleinrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewand lungseinrichtung der Hochdruckentladungslampe zugeführt wer den soll,
eine Energieermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Elektri zitätsmenge in Übereinstimmung mit der Hochdruckentladungs lampe zugeführter Energie,
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des Halblei terschalters der Stromwandlungseinrichtung derart, daß der Sollenergiewert, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung eingestellt wird, ungefähr der Elektrizitätsmenge entspricht, welche durch die Energieermittlungseinrichtung ermittelt wird, und
eine Ladeschaltung mit einem Kondensator, der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert ge laden zu werden, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung eingestellt wird,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung den Sollenergiewert auf Grundlage einer Ladespannung des Kondensators in der La deschaltung einstellt, wenn der (Lampen)betrieb gestartet wird, und den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Be triebsdauer verringert.
Definitionen und technische Bedeutungen von Begriffen sind
bei der vorliegenden Erfindung gemäß dem vorstehend genannten
Aspekt sowie weiteren Aspekten so zu verstehen bzw. festge
legt, wie nachfolgend ausgeführt, es sei denn, daß andere An
gaben hierzu gemacht sind.
Die von der Hochspannungserzeugungsschaltung erzeugte Hoch
spannung bezeichnet eine Spannung, die erforderlich ist, eine
Hochdruckentladungslampe einzuschalten, die mit ihr verbunden
ist, und sieht beispielsweise vor, daß die Hochspannung die
Form einer Rechteckwelle, einer Sinuswelle und dergleichen
aufweist.
Die Stromwandlungseinrichtung kann ein Gleichstrom-Gleich
strom-Wandler, eine Zerhackerschaltung oder eine Inverter
schaltung sein.
Die mit der Energie übereinstimmende bzw. korrelierende Elek
trizitätsmenge bedeutet die Spannung entsprechend der Ener
gie, dem Strom und der Energie.
Der mit dem Sollenergiewert korrelierende bzw. übereinstim
mende Strom ist ein elektrischer Strom proportional zu oder
ungefähr proportional zu dem Sollenergiewert.
Jegliche Lade- bzw. Aufladeeinrichtung und jeglicher Aufbau
des Kondensators der Ladeschaltung kann verwendet werden,
solange dieser mit elektrischem Strom in Übereinstimmung bzw.
korrelierend mit dem Sollenergiewert geladen wird.
Es ist bevorzugt, daß die Entladung dieses Kondensators über
einen langen Zeitraum hinweg (beispielsweise 5 Minuten)
ausgeführt wird.
Bei dem vorstehend angeführten Aufbau erzeugt die Hochspan
nungserzeugungsschaltung Hochspannung und legt sie an die
Hochdruckentladungslampe an, um die Hochdruckentladungslampe
einzuschalten.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung stellt den Sollenergiewert
auf Grundlage der Ladespannung des Kondensators der Lade
schaltung ein, wenn der Betrieb der Sollenergieeinstellein
richtung gestartet wird.
Die Steuereinrichtung steuert den Betrieb mit gehackter Cha
rakteristik bzw. den unterbrochenen Betrieb des Halbleiter
schalters der Energiewandlungseinrichtung derart, daß der
Sollenergiewert ungefähr auf die Energie eingestellt wird,
die durch die Energieermittlungseinrichtung ermittelt wird.
Das Laden des Kondensators der Ladeschaltung mit dem Strom in
Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert wird gestartet.
Daraufhin führt die Sollenergieeinstelleinrichtung eine Ak
tualisierung durch, um den Sollenergiewert in Übereinstimmung
mit der Dauer des Betriebs zu verringern.
Optimale Energie wird dadurch der Hochdruckentladungslampe in
Übereinstimmung mit der Dauer zugeführt, nachdem der Betrieb
gestartet wurde.
In Übereinstimmung mit dem zweiten Aspekt schafft die vorlie
gende Erfindung eine Stromversorgungsvorrichtung für eine
Hochdruckentladungslampe, aufweisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung mit variablem Ausgang, auf weisend einen Halbleiterschalter zum Zerhacken von Gleich strom, dessen Ausgangsseite mit einer Hochdruck entladungslampe verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung zum Anlegen von Hoch spannung an die Hochdruckentladungslampe auf Grundlage des Ausgangssignals von der Energiewandlungseinrichtung, um die Hochdruckentladungslampe einzuschalten,
eine Sollenergieeinstelleinrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewand lungseinrichtung der Hochdruckentladungslampe zugeführt wer den soll,
eine Lampenspannungsermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Lampenspannung der Hochdruckentladungslampe,
eine Lampenstromermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Lam penstroms der Hochdruckentladungslampe,
eine Stromberechnungseinrichtung zum Teilen eines Sollener giewerts, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung einge stellt wird, durch die Lampenspannung, welche durch die Lam penspannungsermittlungseinrichtung ermittelt wird, um einen Sollstromwert zu berechnen,
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des Halblei terschalters in der Energiewandlungseinrichtung, um den Soll stromwert, der durch die Stromberechnungseinrichtung berech net wird, an den Lampenstromwert anzunähern, der durch die Lampenstromermittlungseinrichtung ermittelt wird, und eine Zeitgeberschaltung mit einem Widerstand und einem Kon densator, der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstim mung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung dazu ausgelegt ist, den Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kon densators in der Zeitgeberschaltung einzustellen, wenn der Betrieb gestartet wird, und dazu, den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer zu verändern.
Eine Energiewandlungseinrichtung mit variablem Ausgang, auf weisend einen Halbleiterschalter zum Zerhacken von Gleich strom, dessen Ausgangsseite mit einer Hochdruck entladungslampe verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung zum Anlegen von Hoch spannung an die Hochdruckentladungslampe auf Grundlage des Ausgangssignals von der Energiewandlungseinrichtung, um die Hochdruckentladungslampe einzuschalten,
eine Sollenergieeinstelleinrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewand lungseinrichtung der Hochdruckentladungslampe zugeführt wer den soll,
eine Lampenspannungsermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Lampenspannung der Hochdruckentladungslampe,
eine Lampenstromermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Lam penstroms der Hochdruckentladungslampe,
eine Stromberechnungseinrichtung zum Teilen eines Sollener giewerts, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung einge stellt wird, durch die Lampenspannung, welche durch die Lam penspannungsermittlungseinrichtung ermittelt wird, um einen Sollstromwert zu berechnen,
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des Halblei terschalters in der Energiewandlungseinrichtung, um den Soll stromwert, der durch die Stromberechnungseinrichtung berech net wird, an den Lampenstromwert anzunähern, der durch die Lampenstromermittlungseinrichtung ermittelt wird, und eine Zeitgeberschaltung mit einem Widerstand und einem Kon densator, der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstim mung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung dazu ausgelegt ist, den Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kon densators in der Zeitgeberschaltung einzustellen, wenn der Betrieb gestartet wird, und dazu, den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer zu verändern.
Die Lampenspannungsermittlungseinrichtung vermag die Lampen
spannung direkt oder indirekt zu ermitteln.
Die Lampenstromermittlungseinrichtung vermag den Lampenstrom
direkt oder indirekt zu ermitteln.
Wenn bei dem vorstehend angeführten Aufbau der Betrieb ge
startet wird bzw. Betriebsvorgänge gestartet werden, teilt
die Stromberechnungseinrichtung den Sollenergiewert, der
durch die Sollenergieeinstelleinrichtung auf Grundlage der
Ladespannung des Kondensators der Zeitgeberschaltung einge
stellt wird, durch die Lampenspannung, die durch die Lampen
spannungsermittlungseinrichtung ermittelt wird, um den Soll
stromwert zu berechnen.
Die Steuereinrichtung steuert den unterbrochenen Betrieb bzw.
den Betrieb in Zerhackerart des Halbleiterschalters der Ener
giewandlungseinrichtung so, daß der Sollstromwert ungefähr
gleich dem Lampenstromwert ist, der durch die Lampenstromer
mittlungseinrichtung ermittelt wird.
Das Laden des Kondensators der Zeitgeberschaltung, welche den
Widerstand und den Kondensator umfaßt, mit elektrischem Strom
in Übereinstimmung bzw. Korrelation mit dem Sollenergiewert
wird ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform gestartet.
Damit die Sollenergieeinstelleinrichtung den Sollenergiewert
verändert, wird optimale Energie der Hochdruckentladungslampe
in Übereinstimmung mit der Betriebsstartzeit zugeführt.
In Übereinstimmung mit dem dritten Aspekt der vorliegenden
Erfindung weist der Kondensator eine Entladeeigenschaft bzw.
eine Entladekennlinie übereinstimmend bzw. korrelierend mit
der Veränderung des Temperaturabfalls auf, nachdem die Hoch
druckentladungslampe ausgeschaltet wurde, und zwar in der
bzw. in bezug auf die Stromversorgungsvorrichtung für eine
Hochdruckentladungslampe gemäß dem ersten bzw. zweiten
Aspekt.
Da die Entladungskennlinie des Kondensators mit der Lampen
temperatur übereinstimmt bzw. korreliert, wird die Spannung
des Kondensators ebenfalls in Übereinstimmung mit dem Tempe
raturabfall in der Lampe verringert.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung stellt den Sollenergiewert
ein, welcher der Lampe in Übereinstimmung mit der Spannung
des Kondensators zugeführt werden soll, wenn sie eingeschal
tet wird. Das heißt, da optimale Energie in Übereinstimmung
mit der Lampentemperatur zugeführt wird, vermag in dem Zeit
raum, nachdem die Lampe ausgeschaltet wurde, oder mit anderen
Worten, wenn der Betrieb gestartet wird, der von der Lampe
emittierte Lichtfluß rasch zuzunehmen bzw. anzusteigen und
die Standzeit der Lampe kann verlängert werden.
In Übereinstimmung mit dem vierten Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfaßt die Stromversorgungsvorrichtung für eine
Hochspannungsentladungslampe gemäß den vorstehend genannten
ersten bis dritten Aspekten eine Takteinrichtung zum Takten
der Dauer des Betriebs und die Sollenergieeinstelleinrichtung
aktualisiert den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der
durch die Takteinrichtung getakteten Dauer.
Es ist bevorzugt, daß das Takten der Dauer des Betriebs syn
chron mit dem Start der Stromversorgung der Hochdruckentla
dungslampe gestartet werden sollte. Die Dauer kann jedoch in
direkt gestartet werden.
Das heißt, nachdem in der vorstehend angeführten Struktur der
Betrieb gestartet wurde, steigt die Lampentemperatur und die
Lampenspannung steigt ebenfalls mit ablaufender Zeit. Aus
diesem Grund erlaubt die Sollenergieeinstelleinrichtung eine
Aktualisierung (Verringerung) des Sollenergiewerts in Über
einstimmung mit der getakteten Dauer bzw. der Taktdauer.
Da optimale Energie der Hochdruckentladungslampe in Überein
stimmung mit dem Zustand der Lampentemperatur zugeführt wird,
kann die Standzeit der Lampe verlängert werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentladungslampe ge
mäß den fünften und sechsten Aspekten der vorliegenden Erfin
dung umfaßt die Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe gemäß den ersten und zweiten Aspekten
und die Hochdruckentladungslampe, die durch die Energiewand
lungsvorrichtung der Stromversorgungsvorrichtung für eine
Hochdruckentladungslampe mit Energie versorgt wird.
Gebildet wird die Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentla
dungslampe durch Hinzufügen der Hochdruckentladungslampe zu
der Stromversorgungsvorrichtung für die Hochdruckentladungs
lampe in Übereinstimmung mit den ersten und zweiten Aspekten,
und sie hat die in den vorstehend genannten ersten und zwei
ten Aspekten erläuterten Funktionen.
In Übereinstimmung mit der Beleuchtungsvorrichtung mit Hoch
druckentladungslampe gemäß dem siebten Aspekt der vorliegen
den Erfindung handelt es sich bei der Hochdruckentladungs
lampe um eine quecksilberfreie Lampe, die kein Quecksilber in
ihrer Bogenentladungsröhre in der Beleuchtungsvorrichtung mit
Hochdruckentladungslampe gemäß dem fünften oder sechsten
Aspekt einschließt.
Die quecksilberfreie Lampe ist eine Lampe, in welcher so gut
wie kein Quecksilber enthalten ist, und es handelt sich bei
ihr beispielsweise um eine Lampe, in welcher Metallhalogenid
hauptsächlich enthalten ist, bei dem es sich um ein leuchtfä
higes Metall handelt.
Da der von der Lampe emittierte Lichtfluß in der quecksilber
freien Lampe rascher ansteigt als in der Quecksilber enthal
tenden Lampe, kann die Zeitperiode der Überspannungszufuhr zu
der Lampe verkürzt werden, wenn sie eingeschaltet wird.
Die Beleuchtungseinheit in Übereinstimmung mit den achten und
neunten Aspekten der vorliegenden Erfindung umfaßt außerdem
die Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentladungslampe ge
mäß den vorstehend genannten fünften und sechsten Aspekten
und einen Beleuchtungsbefestigungshauptkörper mit einer
Lichtsteuereinrichtung zum Steuern des von der Hochdruckent
ladungslampe emittierten Lichts.
In Übereinstimmung mit diesem Aufbau veranlaßt eine Beleuch
tungseinheit, die optimale Energie in Übereinstimmung mit dem
Zustand der Lampentemperatur empfängt, einen raschen Anstieg
des Lichtflusses, und die Lampenstandzeit kann verlängert
werden.
In Übereinstimmung mit der Beleuchtungseinheit gemäß dem
zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Beleuch
tungseinheit gemäß den achten und neunten Aspekten am Fahr
zeug angebracht und die Lichtsteuereinrichtung der Beleuch
tungseinheit wird bei einem Scheinwerfer für das Fahrzeug an
gewendet.
Da in Übereinstimmung mit diesem Aufbau die Erfindung eine
Stromversorgungsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe
umfaßt, weiche der Lampe in Übereinstimmung mit dem Zustand
der Lampentemperatur optimale Energie zuzuführen vermag, wenn
der Betrieb gestartet wird, kann deshalb ein Fahrzeug hoher
Zuverlässigkeit (bezüglich der Beleuchtungsanlage) bereitge
stellt werden, da der Lichtflußanstieg beibehalten wird und
die Standzeit der Lampe verlängert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel
haft näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Anordnung einer Beleuchtungs
vorrichtung mit einer Hochdruckentladungslampe gemäß der er
sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht zur Erläuterung eines Sollenergiewerts,
der durch eine in Fig. 1 gezeigte Sollenergieeinstelleinrich
tung eingestellt werden soll,
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Anordnung einer Beleuchtungs
vorrichtung mit einer Hochdruckentladungslampe gemäß der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 schematisch eine Querschnittansicht einer Anordnung
einer Beleuchtungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5A eine Vorderansicht des Aufbaus eines Fahrzeugs, das
mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit bestückt ist,
Fig. 5B schematisch eine Querschnittansicht des in Fig. 5A
gezeigten Scheinwerfers des Fahrzeugs, und
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Anordnung einer herkömmlichen
Stromversorgungsvorrichtung für eine Entladungslampe.
Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer Stromversorgungs
vorrichtung mit einer Hochdruckentladungslampe gemäß der er
sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Beleuchtungsvorrichtung mit einer Hochdruckentladungs
lampe ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet und ge
bildet durch eine Gleichstromenergieversorgung 2, eine Ener
giewandlereinrichtung 3, eine Lampenstromermittlungsschaltung
4, eine Lampenstromermittlungsschaltung 5, eine Hochspan
nungserzeugungsschaltung 6, eine Hochdruckentladungslampe 7,
eine Stromberechnungsschaltung 8, eine Differenzverstärkungs
schaltung 9, eine Steuerschaltung 10, eine Sollenergieein
stelleinrichtung 11, eine Zeitgeberschaltung 12, eine Takt
schaltung 14 und dergleichen.
Eine Stromversorgungsvorrichtung 16 für eine Hochdruckentla
dungslampe kann gewonnen werden, indem die Entladungslampe 7
oder die Gleichstromenergieversorgung 2 und die Entladungs
lampe 7 auf der Beleuchtungsvorrichtung 1 mit Hochdruckentla
dungslampe entnommen bzw. ausgelagert werden.
Bei der Gleichstromenergieversorgung 2 kann es sich um eine
Batterie, eine Gleichstromenergieversorgungseinrichtung oder
eine Stromversorgung handeln, die erhalten wird durch Gleich
richten oder Gleichrichten und Glätten einer handelsüblichen
Wechselstromenergieversorgung.
Eine Primärwicklung T1 eines Spannungserhöhungstransformators
T in der Energiewandlungseinrichtung 3 und eine als Halblei
terschalter dienende Reihenschaltung eines Transistors Tr
sind mit der Gleichstromenergieversorgung 2 verbunden.
Ein Glättungskondensator C1 ist mit einer Sekundärwicklung T2
des Spannungserhöhungstransformators T durch eine Diode D1
verbunden.
Der Emitter des Transistors Tr und ein Ende a der Sekundär
wicklung T2 in dem Spannungserhöhungstransformator T sind
miteinander verbunden.
Bei der Energiewandlereinrichtung 3 handelt es sich um einen
Rücklauf-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, der den Gleichstrom
von der Gleichstromenergieversorgung 2 zerhackt.
Die Hochdruckentladungslampe 7 ist mit der Ausgangsseite der
Energiewandlungseinrichtung 3 verbunden, d. h. mit beiden En
den des Glättungskondensators C1 durch die Hochspannungser
zeugungsschaltung 6.
Bei der Hochdruckentladungslampe 7 handelt es sich beispiels
weise um eine Metallhalogenidlampe einer Nennleistung von 35
W.
Die Hochspannungserzeugungsschaltung 6 erzeugt einen Hoch
spannungsimpuls, legt den Hochspannungsimpuls an die Hoch
druckentladungslampe 7 an und startet diese.
Die Lampenspannungsermittlungsschaltung 4, bei welcher es
sich um eine Reihenschaltung aus Widerständen R1 und R2 han
delt, und die als Spannungsermittlungseinrichtung dient, ist
mit der Ausgangsseite der Energiewandlungsschaltung 3 ver
bunden.
Die Lampenstromermittlungsschaltung 5 eines Transistors 3,
die bzw. der als Lampenstromermittlungseinrichtung dient, ist
zwischen der Lampenspannungsermittlungsschaltung 4 und der
Hochspannungserzeugungsschaltung 6 angeordnet bzw. zwischen
diese geschaltet.
Die Lampenspannungsermittlungsschaltung 4 und die Lampen
stromermittlungsschaltung 5 ermitteln die Lampenspannung und
den Lampenstrom der Hochdruckentladungslampe 7.
Ein Verbindungspunkt b, der zwischen den Widerständen R1 und
R2 vorgesehen ist, ist mit der Eingangsseite der Stromberech
nungsschaltung 8 verbunden, die als Stromberechnungseinrich
tung dient.
Die Eingangsseite der Stromberechnungsschaltung 8 ist außer
dem mit der Ausgangsseite der Sollenergieeinstelleinrichtung
11 verbunden.
Die Eingangsseite der Stromberechnungsschaltung 8 ist außer
dem mit einem invertierenden Eingangsanschluß der Differenz
verstärkungsschaltung 9 verbunden.
Die Lampenspannung von der Lampenspannungsermittlungsschal
tung 4 und der Sollenergiewert von der Sollenergieeinstel
lungseinrichtung 11 werden in die Stromberechnungsschaltung 8
eingegeben.
Die Stromberechnungsschaltung 8 berechnet den Sollstromwert
und gibt ihn an den invertierenden Eingangsanschluß der Dif
ferenzverstärkungsschaltung 9 aus, indem bzw. wobei der
Sollenergiewert durch die Lampenspannung dividiert wird.
Ein nicht-invertierender Eingangsanschluß der Differenzver
stärkungsschaltung 9 ist mit einem Verbindungspunkt c verbun
den, der zwischen dem Widerstand R3 der Lampenstromermitt
lungsschaltung 5 und der Hochspannungserzeugungsschaltung 6
angeordnet ist.
Der Lampenstromwert wird in den nicht-invertierenden Ein
gangsanschluß der Differenzverstärkungsschaltung 9 eingege
ben.
Die Ausgangsseite der Differenzverstärkungsschaltung 9 ist
mit der Steuerschaltung 10 verbunden.
Die Differenzverstärkungsschaltung 9 berechnet damit die Dif
ferenz zwischen dem Sollstromwert und dem Lampenstromwert und
überträgt sie an die Steuerschaltung 10.
Eine Antriebsenergie- bzw. -stromversorgung der Steuerschal
tung 10 ist mit der Gleichstromenergieversorgung 2 verbunden
und die Steuerschaltung 10 wird betätigt, indem die Gleich
stromenergieversorgung 2 eingeschaltet wird.
Eine Steuerleitung d der Steuerschaltung 10 ist mit der Basis
des Transistors Tr verbunden.
Bei der Steuerschaltung 10 handelt es sich um eine PWM-Steu
erschaltung, welche die Einschaltdauer des Transistors Tr
steuert und den Ausgang bzw. das Ausgangssignal der Energie
wandlungseinrichtung 3 derart verändert, daß der Diffe
renzausgang der Differenzverstärkungsschaltung 9 zu Null oder
nahezu zu Null gemacht wird.
Das heißt, das Differenzausgangssignal der
Differenzverstärkungsschaltung 9 ungefähr zu Null zu machen,
führt dazu, daß der Zielstromwert an den Lampenstromwert
angenähert wird, der durch die Lampenstromermittlungs
schaltung 5 ermittelt wird.
Bei der Differenzverstärkungsschaltung 9 und der Steuerschal
tung 10 handelt es sich um Steuermittel zum Steuern des Halb
leiterschalters der Energiewandlungsschaltung 3, um den Soll
stromwert an den Lampenstromwert anzunähern, der durch die
Lampenstromermittlungsschaltung 5 ermittelt wird.
Der Sollenergieeinstellungseinrichtung 11 wird Strom bzw.
Energie von der Gleichstromenergieversorgung 2 zugeführt und
sie wird dadurch betätigt bzw. betrieben.
Die Ausgangsseite der Sollenergieeinstellungseinrichtung 11
ist mit der Negativelektrodenseite der Gleichstromenergiever
sorgung 2 durch eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R4
und einem Kondensator C2 verbunden.
Ein Entladungswiderstand R5 ist parallel zu dem Kondensator
C2 geschaltet.
Ein Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R4 und dem Kon
densator C2 ist außerdem mit der Eingangsseite der Sollener
gieeinstelleinrichtung 11 verbunden.
Die Spannung an beiden Enden des Kondensators C2, d. h. seine
Ladespannung wird in die Sollenergieeinstelleinrichtung 11
eingegeben.
Der Kondensator C2 wird mit dem Strom aufgeladen, der mit dem
Zielenergiewert korreliert bzw. übereinstimmt, der von der
Zielenergieeinstelleinrichtung 11 der Stromberechnungsschal
tung 8 zugeführt wird.
Insbesondere wird der Kondensator C2 mit dem Strom proportio
nal zu oder ungefähr proportional zu dem Sollenergiewert auf
geladen.
Die Reihenschaltung aus dem Widerstand R4 und dem Kondensator
C2 und einem Entladungswiderstand R5 bildet die Zeitgeber
schaltung 12.
Bei dem Kondensator C2 handelt es sich um einen Elektrolyt
kondensator mit großer Kapazität und der Entladungswiderstand
R5 hat einen großen Widerstandswert von beispielsweise eini
gen hundert kΩ.
Die Ladespannung des Kondensators C2 wird durch den Entlade
kondensator R5 entladen, und zwar proportional zu oder unge
fähr proportional zu dem Temperaturabfall der Hochdruckentla
dungslampe 7.
Die Entladezeit des Widerstands R5 ist lang, bis die Lampe
abgekühlt ist und beträgt beispielsweise 5 Minuten.
Der Kondensator C2 hat Entladeeigenschaften, die mit der Ver
änderung des Temperaturabfalls der Hochdruckentladungslampe 7
korrelieren, nachdem diese abgeschaltet wurde.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 überträgt, wenn sie
eingeschaltet ist, den Sollenergiewert, welcher der Hoch
druckentladungslampe 7 zugeführt werden soll, in Übereinstim
mung mit der Ladespannung des Kondensators C2 zu der Strombe
rechnungsschaltung 8.
Die Treiberenergieversorgung der Sollenergieeinstelleinrich
tung 11 ist mit der Gleichstromenergieversorgung 2 verbunden;
sie kann jedoch mit der anderen Stromversorgung zur Zufuhr
von Energie verbunden sein.
Die Treiberenergieversorgung der Stromberechnungsschaltung 8,
die vorstehend erläutert ist, und diejenige der Taktschaltung 14,
die nachfolgend erläutert ist, sind nicht gezeigt, können
jedoch mit der Gleichstromenergieversorgung 2 oder der ande
ren Energie- bzw. Stromversorgung verbunden sein.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 ist mit der Taktschal
tung 14 verbunden, die als Takt(gabel)einrichtung zum Takten
der Betriebsdauer der Ausgangsseite dient.
Die Ausgangsseite der Taktschaltung 14 startet den Taktvor
gang gleichzeitig mit der Übertragung des Sollenergiewerts
von der Sollenergieeinstelleinrichtung 11 zu der Stromberech
nungsschaltung 8.
Die Taktschaltung 14 taktet die Betriebsdauer und führt sie
der Sollenergieeinstelleinrichtung 11 zu.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 umfaßt eine integrierte
Schaltung (10) mit einer CPU, einen Speicher und dergleichen.
Der interne Speicher speichert den Sollenergiewert, welcher
der Hochdruckentladungslampe 7 zugeführt werden soll in Über
einstimmung mit der in Fig. 2 gezeigten Dauer und speichert
außerdem den Sollenergiewert, welcher der Hochdruckentla
dungslampe 7 in Übereinstimmung mit der Entladungsspannung des
Kondensators C2 der Zeitgeberschaltung 12 zugeführt werden
soll.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 überträgt, wenn sie
eingeschaltet ist, den Sollenergiewert entsprechend der La
despannung des Kondensators C2 an die Stromberechnungsschal
tung 8 und aktualisiert daraufhin den Sollenergiewert in
Übereinstimmung mit der getakteten Dauer bzw. Taktdauer und
überträgt ihn zu der Stromberechungsschaltung 8.
Das heißt, die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 ist dazu
ausgelegt, den Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung
des Kondensators C2 der Taktgeberschaltung 12 einzustellen
und den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Betriebs
dauer zu verändern, wenn der Betrieb gestartet wird.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 ist demnach dazu ausge
legt, die Energie einzustellen, die der Hochdruckentladungs
lampe 7 von der Energiewandlereinrichtung 3 zugeführt werden
soll.
Die Veränderung des der Hochdruckentladungslampe 7 in Über
einstimmung mit der Betriebsdauer zugeführten Sollenergie
werts hängt, wie in Fig. 2 gezeigt, von der Art, der Energie
bzw. dem Energiebedarf, der Form und dergleichen der Hoch
druckentladungslampe 7, von verschiedenen Bedingungen, wie
etwa der Atmosphäre um die Hochdruckentladungslampe 7 herum
und dergleichen ab.
Die Stromberechnungsschaltung 8, die Sollenergieeinstellein
richtung 11, die Zeitgeberschaltung 12, die Taktschaltung 14
und dergleichen können mittels vorbestimmter Programme durch
Mikrocomputer betätigt sein.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Wenn die Gleichstromenergieversorgung 2 eingeschaltet wird,
wird der Transistor Tr der Energiewandlungsschaltung 3 durch
Antreiben bzw. Treiben der Steuerschaltung 10 unterbrochen
bzw. zerhackt betrieben und auf der Ausgangsseite der Ener
giewandlerwandlungsschaltung 3, d. h. an beiden Enden des
Glättungskondensators C1 wird eine lastfreie Ausgangsspannung
(400 bis 500 V) erzeugt.
Die Ausgangsspannung erregt die Hochdruckentladungslampe 7
bzw. versorgt diese mit Energie und erzeugt einen Hochspan
nungsimpuls in der Hochspannungserzeugungsschaltung 6.
Die Hochdruckentladungslampe 7 startet den Betrieb, indem
dieser Hochspannungsimpuls an die Hochdruckentladungslampe 7
angelegt wird.
Nach Starten des Betriebs empfängt die Hochdruckentladungs
lampe 7 die Energie von dem Glättungskondensator C1 der Ener
giewandlungsschaltung 3 und wird eingeschaltet gehalten.
Wenn die Hochdruckentladungslampe 7 eingeschaltet wird,
stoppt die Hochspannungserzeugungsschaltung 6 die Erzeugung
des Hochspannungsimpulses.
Die Gleichstromenergieversorgung 2 wird eingeschaltet, und
die Energie wird der Stromberechnungsschaltung 8, der Soll
energieeinstelleinrichtung 11 und der Taktschaltung 14 zuge
führt, um diese zu treiben bzw. anzutreiben.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 stellt die von der
Energiewandlungseinrichtung 3 der Hochdruckentladungslampe 7
zuzuführende Energie in Übereinstimmung mit der Ladespannung
des Kondensators C2 der Zeitgeberschaltung 12 ein und über
trägt sie zu der Stromberechnungsschaltung 8.
Das heißt, da die Ladespannung des Kondensators C2 beim
anfänglichen Starten des Betriebs Null beträgt, überträgt die
Sollenergieeinstelleinrichtung 11 den Sollenergiewert, der
erhalten wird, wenn die Betriebsdauer Null beträgt, wie in
Fig. 2 gezeigt, und überträgt ihn zu der Stromberechnungs
schaltung 8.
Der Sollenergiewert beim anfänglichen Starten des Betriebs
beträgt 75 W für eine Metallhalogenidlampe mit einer Nennlei
stung von 35 W, die als Hochdruckentladungslampe 7 dient.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 überträgt den Sollener
giewert an die Stromberechnungsschaltung 8 und überträgt
außerdem das Betriebs- bzw. Betätigungs- bzw. Berechnungs
signal zu der Taktschaltung 14.
Die Taktschaltung 14 taktet die Betriebsdauer und überträgt
sie zu der Sollenergieeinstelleinrichtung 11.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 überträgt den Sollener
giewert entsprechend der Betriebsdauer, wie in Fig. 2 ge
zeigt, zu der Stromberechnungsschaltung 8.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 führt den Strom in
Übereinstimmung bzw. Korrelation mit dem Sollenergiewert,
beispielsweise dem Strom proportional zum Sollenergiewert, zu
der Serienschaltung aus dem Widerstand R4 und dem Kondensator
C2 in der Zeitgeberschaltung 12, um den Kondensator C2 zu
laden.
Der Kondensator C2 wird allmählich geladen und ist schließ
lich vollständig aufgeladen.
Die Stromberechnungsschaltung 8 dividiert (subtrahiert) den
Sollenergiewert, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung
11 eingestellt ist, durch die Lampenspannung, die durch die
Lampenspannungsermittlungsschaltung 4 ermittelt wird, um den
Sollstromwert zu berechnen und überträgt ihn an den
invertierenden Eingangsanschluß der
Differenzverstärkungsschaltung 9.
Der durch die Lampenstromermittlungsschaltung 5 ermittelte
Lampenstrom wird in den nicht-invertierenden Eingangsanschluß
der Differenzverstärkungsschaltung 9 eingegeben.
Die Differenzverstärkungsschaltung 9 vergleicht den Soll
stromwert mit dem Lampenstrom, berechnet deren Differenz,
verstärkt die Differenz und überträgt sie zu der Steu
erschaltung 10.
Die Steuerschaltung 10 gestaltet die Einschaltdauer des un
terbrochenen Betriebs des Transistors Tr derart variabel, daß
die von der Differenzverstärkungsschaltung 9 übertragene Dif
ferenz zu Null oder ungefähr zu Null gemacht wird.
Das Ausgangssignal der Energiewandlungseinrichtung 3 wird da
durch variabel bzw. veränderlich gemacht und die der Hoch
druckentladungslampe 7 zuzuführende Energie nimmt den Soll
energiewert ein oder nimmt diesen ungefähr ein.
Indem die von der Differenzverstärkungsschaltung 9 übertra
gene Differenz zu Null oder nahezu zu Null gemacht wird, wird
der Sollstromwert gleich oder ungefähr gleich zum Lampen
stromwert gemacht, der durch die Lampenstromermittlungsschal
tung 5 ermittelt wird.
Wenn die Gleichstromenergieversorgung 2 beschädigt oder ge
stört ist, wird die Hochdruckentladungslampe 7 ausgeschaltet,
da die Energie der Steuerschaltung 10, der Hochdruckentla
dungslampe 7 oder dergleichen nicht zugeführt wird.
Die Lampentemperatur dieser Hochdruckentladungslampe 7 wird
dadurch bei ablaufender Zeit allmählich verringert, nachdem
die Hochdruckentladungslampe 7 ausgeschaltet wurde.
Andererseits wird die Ladespannung des Kondensators C2 in der
Zeitgeberschaltung 12 durch den Entladewiderstand R5 entladen
und abgesenkt.
Zu diesem Zeitpunkt korreliert die Steuerschaltung (10) der
Sollenergieeinstelleinrichtung 11 die Lampentemperatur mit
der Ladespannung des Kondensators C2.
Wenn die Gleichstromenergieversorgung 2 erneut eingeschaltet
wird, stellt die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 den Soll
energiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kondensators
C2 ein.
Das heißt, die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 stellt die
Überspannung ein, wenn die Hochdruckentladungslampe 7 sich
näher am Kaltzustand befindet, oder sie stellt die Energie
nahe am Nennenergie- bzw. Leistungswert ein, wenn sie sich
näher an einem heißen Zustand befindet.
Der Sollenergiewert, der durch die Sollenergieeinstellein
richtung 11 eingestellt wurde, wird an die Stromberechnungs
schaltung 8 übertragen.
Gleichzeitig startet die Taktschaltung 14 den Taktbetrieb.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 verändert den Sollener
giewert in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer der Takt
schaltung 14 und überträgt ihn zu der Stromberechnungsschal
tung 8.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 stellt den Sollenergie
wert in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer ein, um ausge
hend vom Sollenergiewert verändert bzw. variiert zu werden,
der auf Grundlage der Ladespannung des Kondensators C2 einge
stellt wurde.
Nachdem die Leistung bzw. Energie am Punkt e in Fig. 2 beim
Neustart eingestellt wurde, bildet der Punkt e den Start für
die Betriebsdauer. Daraufhin wird der Sollstromwert auf
Grundlage der in den Figuren gezeigten Eigenschaften bzw.
Kennlinien in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer einge
stellt.
Die von der Hochspannungserzeugungsschaltung 6 der Hoch
druckentladungslampe 7 zugeführte Energie wird durch die
Energiewandlungsschaltung 3 derart gesteuert, daß sie der
Energie entsprechend dem Sollenergiewert entspricht.
Das heißt, in diesem Fall wird der Kondensator C2 in der
Zeitgeberschaltung 12 mit dem Strom korrelierend zum Soll
energiewert geladen und daraufhin wird das Entladen ausge
führt, und zwar korrelierend mit der Lampentemperatur.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 vermag eine optimale
Leistung entsprechend dem Zustand der Lampentemperatur von
der Energiewandlungsvorrichtung 3 der Hochdruckentladungs
lampe 7 zuzuführen, da die Sollenergieeinstelleinrichtung 11
den Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kon
densators C2 beim Starten einstellt und ihn in Übereinstim
mung mit der Betriebsdauer verändert (verringert).
Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer Beleuchtungsvor
richtung mit einer Hochdruckentladungslampe gemäß der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Dieselben Teile wie in Fig. 1 sind mit denselben Bezugszif
fern bezeichnet, weshalb sich ihre Erläuterung erübrigt.
Eine Multiplizierschaltung bzw. Vervielfacherschaltung 15 ist
der Beleuchtungsvorrichtung 20 mit einer
Hochdruckentladungslampe von Fig. 3 als Energie
ermittlungseinrichtung im Vergleich zu der Beleuchtungsvor
richtung 1 mit Hochdruckentladungslampe hinzugefügt.
Der Verbindungspunkt b zwischen den Widerständen R1 und R2
der Lampenspannungsermittlungsschaltung 4 und der Verbin
dungspunkt c zwischen dem Widerstand R3 der Lampenstromer
mittlungsschaltung 5 und der Hochspannungserzeugungsschaltung
6 sind mit der Eingangsseite der Multiplizierschaltung 15
verbunden.
In diesem Fall ist die Ausgangsseite der Multiplizierschal
tung 15 anstelle der Sollenergieeinstelleinrichtung 11 von
Fig. 1 mit einer Ladeschaltung 13 (Zeitgeberschaltung 12),
einschließlich einer Reihenschaltung verbunden, die durch den
Widerstand R4 und den Kondensator C2 gebildet ist.
Die Multiplizierschaltung 15 berechnet den Energiewert auf
Grundlage der Lampenspannung und des Lampenstroms der Hoch
druckentladungslampe 7, der eingegeben werden soll, und führt
den Strom in Übereinstimmung bzw. korrelierend mit diesem
Energiewert dem Kondensator C2 der Ladeschaltung 13 zu.
Das heißt, der Kondensator C2 wird mit dem Strom in Überein
stimmung mit dem Energiewert geladen.
Der durch die Multiplizierschaltung 15 berechnete Energiewert
ist diejenige Energie (Elektrizitätsmenge), die übereinstimmt
mit der der Hochdruckentladungslampe 7 zugeführten Energie.
Die Verwendung der Multiplizierschaltung 15 ist nicht hierauf
beschränkt.
Das heißt, eine Schaltung zum Ermitteln der Elektrizitätsmen
gen in Übereinstimmung mit der der Hochdruckentladungslampe 7
zugeführten Energie und zum Zuführen des Stroms in Überein
stimmung mit der Elektrizitätsmenge zu dem Kondensator C2 der
Ladeschaltung 13 kann anstelle der Verwendung der Multipli
zierschaltung 15 verwendet werden.
Der Kondensator C2 wird mit dem Strom in Übereinstimmung mit
dem Sollenergiewert geladen, weil die Energie des Sollener
giewerts, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung 11
eingestellt wurde, der Hochdruckentladungslampe 7 von der
Energiewandlungseinrichtung 3 zugeführt wird.
Die Stromberechnungsschaltung 8, die Differenzverstärkungs
schaltung 9 und die Steuerschaltung 10 sind Steuermittel zum
Steuern des Betriebs des Transistors Tr der Energiewandlungs
einrichtung 3. Sie führen eine Steuerung durch, um den Soll
energiewert, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung 11
eingestellt wurde, gleich zu oder ungefähr gleich zu der
ermittelten Elektrizitätsmenge der Hochdruckentladungslampe 7
zu machen.
Wenn die Gleichstromenergieversorgung 2 eingeschaltet wird,
wird der Hochspannungsimpuls, erzeugt von der Hochspannungs
erzeugungsschaltung 6, an die Hochdruckentladungslampe 7 an
gelegt und die Hochdruckentladungslampe 7 wird dadurch einge
schaltet.
Die Lampenspannung und der Lampenstrom der Hochdruckentla
dungslampe 7 werden durch die Lampenspannungsermittlungs
schaltung 4 und die Lampenstromermittlungsschaltung 5 ermit
telt und in die Multiplizierschaltung 15 eingegeben.
Die Multiplizierschaltung 15 multipliziert und wandelt die
Lampenspannung und den Lampenstrom in Energiewerte und lädt
den Kondensator C2 der Ladeschaltung 13 mit dem Strom in
Übereinstimmung mit dieser Energie auf, beispielsweise mit
dem Strom proportional zu der Energie.
Die folgenden Betriebsabläufe sind dieselben wie diejenigen,
die in Fig. 1 gezeigt sind.
Das heißt, der Kondensator C2 der Ladeschaltung 13 wird mit
dem Strom in Übereinstimmung mit der Lampenenergie geladen
und daraufhin entladen, während eine Korrelation bzw. Über
einstimmung mit der Lampentemperatur ausgeführt wird.
Die Sollenergieeinstelleinrichtung 11 stellt den Sollenergie
wert auf Grundlage der Ladespannung des Kondensators C2 beim
Starten ein und verändert (verringert) den Sollenergiewert in
Übereinstimmung mit der Betriebsdauer.
Optimale Energie entsprechend dem Zustand der Lampentempera
tur kann demnach von der Energiewandlungseinrichtung 3 der
Hochdruckentladungslampe 7 zugeführt werden.
Die Hochdruckentladungslampe 7 kann durch eine quecksilber
frei abgedichtete Lampe in der in Fig. 1 gezeigten Beleuch
tungsvorrichtung mit einer Hochdruckentladungslampe oder in
der Beleuchtungsvorrichtung 20 mit einer Hochdruckentladungs
lampe ersetzt sein.
In diesem Fall ist die quecksilberfrei abgedichtete Lampe ge
bildet durch Aufnehmen von zumindest einigen Sorten von Halo
geniden in einem abgedichteten Behälter und es ist im wesent
lichen kein Quecksilber darin enthalten bzw. dicht einge
schlossen.
Diese quecksilberfrei abgedichtete Lampe ist eine Lampe, die
beispielsweise eine oder mehrere Sorten von Halogeniden ent
hält, die ausgewählt sind aus der Na, Sc und Seltene-Erden-
Metalle umfassenden Gruppe, und aus einer oder mehreren
Sorten von Halogeniden von Metallen, welche so gut wie kein
Licht in dem sichtbaren Bereich im Vergleich zu Metallen der
Halogenide zu emittieren vermögen.
Insbesondere ist die quecksilberfrei abgedichtete Lampe, die
kein Quecksilber enthält, bevorzugt im Hinblick auf die Ver
meidung eine Umweltverschmutzung.
Da der Anstieg des Licht- bzw. Leuchtflusses in der quecksil
berfrei abgedichteten Lampe rascher verläuft als in einer
Quecksilber-enthaltenden Lampe, ist die quecksilberfrei abge
dichtete Lampe auch bevorzugt im Hinblick auf eine Verkürzung
der Zeitdauer des Zustands der Überspannung, die der Lampe
beim Start zugeführt werden soll.
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer Be
leuchtungseinheit in Übereinstimmung mit der dritten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine in Fig. 4 gezeigte Beleuchtungseinheit 22 liegt in Ge
stalt eines Farbflüssigkristallprojektors vor, und die
Beleuchtungsvorrichtung 1 mit Hochdruckentladungslampe, die
in Fig. 1 gezeigt ist, oder die Beleuchtungsvorrichtung 20
mit Hochdruckentladungslampe, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist
in dem Beleuchtungseinheithauptkörper 23 enthalten.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 mit Hochdruckentladungslampe
oder die Beleuchtungsvorrichtung 20 mit Hochdruckentladungs
lampe umfaßt eine Gleichstromenergieversorgung zum Gleich
richten und Glätten der Wechselspannung von der (Wechsel
strom-)Energieversorgung 24 eines Stromanbieters, wie der
vorstehend genannten Gleichstromenergieversorgung 2.
Die Beleuchtungseinheit 22 umfaßt außerdem eine Projektions
lichtquelle 26 mit der Hochdrucklampe 7 und einem Reflexions
spiegel 25 zum Reflektieren von von der Hochdruckentladungs
lampe ausgestrahltem Licht und eine Linse 27 zum Sammeln
beziehungsweise Zerstreuen des von dem Reflexionsspiegel 25
reflektierten Lichts.
Bei dem Reflexionsspiegel 25 handelt es sich um eine Licht
steuereinrichtung, welche das ausgestrahlte Licht der Hoch
druckentladungslampe 7 steuert.
Das von der Projektionslichtquelle 26 in Vorwärtsrichtung
ausgestrahlte Licht beleuchtet eine Farbflüssigkristallplatte
(LCD) 28 zum Projizieren eines Bilds der Lichtflüssigkri
stallplatte (LCD) 28, gebildet durch die drei Grundfarben, R,
G, B bzw. Rot, Grün und Blau, auf einen Schirm 29 durch den
Kondensor 27.
Die Flüssigkristalltreiber- bzw. -antriebseinrichtung 30 um
faßt eine Gleichstromenergieversorgung zum Gleichrichten und
Glätten der Wechselspannung von der (Wechselstrom-)Energie
versorgung 24 eines marktüblichen Stromlieferunternehmens und
außerdem eine Flüssigkristalltreiber- bzw. -antriebsschaltung
zum Steuern des Bilds der Farbflüssigkristallplatte (LCD) 28
durch Empfangen bzw. Aufnehmen der von der Energieversorgung
24 des Energieversorgungsunternehmens zugeführten Energie.
Bilder aus drei Farben werden damit von der Farbflüssigkri
stallplatte (LCD) 28 durch den Kondensor 27 projiziert und
auf dem Bildschirm 29 zum Überlappen bzw. zur Überlagerung
gebracht.
Die Beleuchtungseinheit 22 ist nicht auf einen Flüssigkri
stallprojektor beschränkt; vielmehr kann es sich bei ihr um
eine beliebige Beleuchtungseinheit handeln, die eine Beleuch
tungsvorrichtung 1 mit Hochdruckentladungslampe enthält, wie
in Fig. 1 gezeigt, oder eine Beleuchtungsvorrichtung 20 mit
Hochdruckentladungslampe, wie in Fig. 3 gezeigt, in dem Be
leuchtungseinheithauptkörper 23.
Da in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform die Pro
jektionslichtquelle 26 die Hochdruckentladungslampe 7 umfaßt,
welche die optimale Energie ansprechend auf den Zustand der
Lampentemperatur empfängt, erfolgt der Lichtflußanstieg rasch
und die Standzeit der Lampe ist verlängert, so daß es möglich
ist, eine Beleuchtungseinheit 22 bereitzustellen, die zahl
reiche vorteilhafte Eigenschaften aufweist, und so gut wie
keinen Aufwand beim Austausch der Lampe erfordert.
Fig. 5A zeigt eine Vorderansicht eines Fahrzeugs, auf welches
die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ange
wendet ist, und Fig. 5B zeigt schematisch eine Querschnittan
sicht des in Fig. 5A gezeigten Scheinwerfers.
Bei dem in Fig. 5A gezeigten Fahrzeug 31 handelt es sich um
ein Kraftfahrzeug, das vier Scheinwerfer umfaßt, die ein Paar
von Fahrlichtern bzw. Aufblendlichtern 33, 33 und ein Paar
von Standlichtern bzw. Abblendlichtern 34, 34 auf der Vorder
seite der Fahrzeugkarosserie 32 bilden.
Die Scheinwerfer 33, 33 für das Aufblendlicht enthalten Halo
genlampen und die Scheinwerfer 34, 34 für das Standlicht ent
halten Hochdruckentladungslampen 35.
Außerdem ist die in Fig. 1 gezeigte Stromversorgungsvorrich
tung 16 für eine Hochdruckentladungslampe oder die in Fig. 3
gezeigte entsprechende Vorrichtung 21 unter dem Scheinwerfer
34 für das Standlicht vorgesehen.
Wie in Fig. 5B gezeigt, umfaßt der Scheinwerfer 34 für das
Standlicht eine Linse 37 auf der Vorderseite des Gehäuses 36
und die Hochdruckentladungslampe 35 ist in dem Gehäuse 36
über einen Lampensockel 38 aufgenommen.
Die Hochdruckentladungslampe 35 wird durch die Stromversor
gungsvorrichtung 16 oder 21 mit Hochdruckentladungslampe in
der vorstehend genannten Weise mit Energie versorgt und ein
geschaltet.
Das heißt, daß die vorliegende Erfindung in Übereinstimmung
mit der vierten Ausführungsform es möglich macht, dem
Fahrzeug 31 eine hohe Zuverlässigkeit zu verleihen, weil die
vorliegende Erfindung die Beleuchtungsvorrichtung 16 oder 21
mit Hochdruckentladungslampe umfaßt, die eine optimale
Energie bzw. Leistung entsprechend dem Zustand der
Lampentemperatur der Hochdruckentladungslampe 35 beim Starten
zuführen kann, die den Lichtfluß in vorbestimmter bzw.
gewünschter Weise ansteigen lassen kann und die Standzeit der
Lampe länger machen kann.
Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der
Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kondensa
tors eingestellt und in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer
beim Starten des Betriebs verringert wird, kann der Hoch
druckentladungslampe optimale Energie zugeführt werden.
Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in Über
einstimmung mit dem Zustand der Lampentemperatur optimale
Energie zugeführt werden kann, kann der Leucht- bzw. Licht
fluß rasch erhöht werden und die Standzeit der Lampe kann
verlängert werden.
Da außerdem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
der Sollenergiewert durch die Sollenergieeinstelleinrichtung
in Übereinstimmung mit der getakteten Dauer aktualisiert
wird, wird der Hochdruckentladungslampe optimale Energie zu
geführt, wodurch die Standzeit der Lampe verlängert werden
kann.
Da außerdem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
der Kondensator mit dem Strom in Übereinstimmung bzw. in Kor
relation mit dem Sollenergiewert geladen wird, wird der
Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kondensa
tors durch die Sollenergieeinstelleinrichtung beim Starten
eingestellt und der Sollenergiewert wird variiert bzw. verän
dert (verringert) und zwar in Übereinstimmung mit der Dauer
der Betriebsabläufe. Die vorliegende Erfindung vermag deshalb
eine Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentladungslampe be
reitzustellen, welche optimale Energie in Übereinstimmung mit
dem Zustand der Lampentemperatur der Hochdruckentladungslampe
zuzuführen vermag.
Da außerdem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
die quecksilberfreie Lampe, die kein Quecksilber enthält, als
Hochdruckentladungslampe (bevorzugt) verwendet wird, kann
eine mit Quecksilber verbundene Umweltverschmutzung verhin
dert werden. Da außerdem der Anstieg des Lichtflusses rascher
in der quecksilberfreien Lampe verläuft als in der Quecksil
ber-enthaltenden Lampe, kann die Zeitdauer der Überspannung
bzw. Überenergie, die der Lampe zugeführt wird, beim Starten
verkürzt werden.
Außerdem umfaßt die vorliegende Erfindung eine Stromversor
gung für eine Hochdruckentladungslampe, die optimale Energie
ansprechend auf den Zustand der Lampentemperatur der Lampe
zuzuführen vermag, den Lichtfluß rasch zum Ansteigen bringen
kann und die Standzeit der Lampe verlängert. Die vorliegende
Erfindung vermag deshalb ein Fahrzeug (in bezug auf dessen
Beleuchtung) mit hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen erschließen sich dem
Fachmann auf diesem Gebiet der Technik, da die Erfindung
nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsformen
beschränkt, sondern zahlreichen Abwandlungen in dem Umfang
der Erfindung zugänglich ist, wobei der Umfang durch die
anliegenden Ansprüche festgelegt ist.
Claims (10)
1. Stromversorgungsvorrichtung für eine Hochdruckentla
dungslampe, aufweisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Aus gang, aufweisend einen Halbleiterschalter (Tr) zum Zer hacken von Gleichstrom, und mit einer Ausgangsseite, die mit einer Hochdruckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anlegen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals von der Energiewandlungs einrichtung (3), um die Hochdruckentladungslampe (7) einzuschalten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu aus gelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewandlungseinrichtung (6) der Hochdruckentla dungslampe (7) zugeführt werden soll,
eine Energieermittlungseinrichtung (15) zum Ermitteln der Elektrizitätsmenge in Übereinstimmung mit der Hoch druckentladungslampe (7) zugeführter Energie,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters (Tr) der Stromwandlungseinrichtung derart, daß der Sollenergiewert, der durch die Sollener gieeinstelleinrichtung (11) eingestellt wird, ungefähr der Elektrizitätsmenge entspricht, welche durch die Energieermittlungseinrichtung (15) ermittelt wird, und
eine Ladeschaltung (12) mit einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden, der durch die Soll energieeinstelleinrichtung (11) eingestellt wird, wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) den Soll energiewert auf Grundlage einer Ladespannung des Konden sators (C2) in der Ladeschaltung (12) einstellt, wenn der (Lampen)betrieb gestartet wird, und den Sollenergie wert in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer verrin gert.
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Aus gang, aufweisend einen Halbleiterschalter (Tr) zum Zer hacken von Gleichstrom, und mit einer Ausgangsseite, die mit einer Hochdruckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anlegen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals von der Energiewandlungs einrichtung (3), um die Hochdruckentladungslampe (7) einzuschalten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu aus gelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewandlungseinrichtung (6) der Hochdruckentla dungslampe (7) zugeführt werden soll,
eine Energieermittlungseinrichtung (15) zum Ermitteln der Elektrizitätsmenge in Übereinstimmung mit der Hoch druckentladungslampe (7) zugeführter Energie,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters (Tr) der Stromwandlungseinrichtung derart, daß der Sollenergiewert, der durch die Sollener gieeinstelleinrichtung (11) eingestellt wird, ungefähr der Elektrizitätsmenge entspricht, welche durch die Energieermittlungseinrichtung (15) ermittelt wird, und
eine Ladeschaltung (12) mit einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden, der durch die Soll energieeinstelleinrichtung (11) eingestellt wird, wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) den Soll energiewert auf Grundlage einer Ladespannung des Konden sators (C2) in der Ladeschaltung (12) einstellt, wenn der (Lampen)betrieb gestartet wird, und den Sollenergie wert in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer verrin gert.
2. Stromversorgungsvorrichtung für eine Hochdruckentla
dungslampe, aufweisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Aus gang, aufweisend
einen Halbleiterschalter (Tr) zum Zer hacken von Gleichstrom, dessen Ausgang mit einer Hoch druckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anlegen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals aus der Energiewandlungs einrichtung (3), um die Hochdruckentladungslampe (7) einzuschalten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu aus gelegt ist, eine Energie einzustellen, die von der Energiewandlungseinrichtung (3) der Hochdruckentla dungslampe (7) zugeführt werden soll,
eine Lampenspannungsermittlungseinrichtung (4) zum Er mitteln der Lampenspannung der Hochdruckentladungslampe,
eine Lampenstromermittlungseinrichtung (5) zum Ermitteln des Lampenstroms der Hochdruckentladungslampe (7),
eine Stromberechnungseinrichtung (8) zum Teilen eines Sollenergiewerts, der durch die Sollenergieeinstellein richtung (11) eingestellt wird, durch die Lampenspan nung, welche durch die Lampenspannungsermittlungsein richtung (4) ermittelt wird, um einen Sollstromwert zu berechnen,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters (Tr) in der Energiewandlungseinrich tung (3), um den Sollstromwert, der durch die Strombe rechnungseinrichtung (8) berechnet wird, an den Lampen stromwert anzunähern, der durch die Lampenstromermitt lungseinrichtung (5) ermittelt wird, und
eine Zeitgeberschaltung (13) mit einem Widerstand (R4) und einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) dazu aus gelegt ist, den Sollenergiewert auf Grundlage der La despannung des Kondensators in der Zeitgeberschaltung (14) einzustellen, wenn der Betrieb gestartet wird, und dazu, den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Be triebsdauer zu verändern.
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Aus gang, aufweisend
einen Halbleiterschalter (Tr) zum Zer hacken von Gleichstrom, dessen Ausgang mit einer Hoch druckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anlegen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals aus der Energiewandlungs einrichtung (3), um die Hochdruckentladungslampe (7) einzuschalten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu aus gelegt ist, eine Energie einzustellen, die von der Energiewandlungseinrichtung (3) der Hochdruckentla dungslampe (7) zugeführt werden soll,
eine Lampenspannungsermittlungseinrichtung (4) zum Er mitteln der Lampenspannung der Hochdruckentladungslampe,
eine Lampenstromermittlungseinrichtung (5) zum Ermitteln des Lampenstroms der Hochdruckentladungslampe (7),
eine Stromberechnungseinrichtung (8) zum Teilen eines Sollenergiewerts, der durch die Sollenergieeinstellein richtung (11) eingestellt wird, durch die Lampenspan nung, welche durch die Lampenspannungsermittlungsein richtung (4) ermittelt wird, um einen Sollstromwert zu berechnen,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters (Tr) in der Energiewandlungseinrich tung (3), um den Sollstromwert, der durch die Strombe rechnungseinrichtung (8) berechnet wird, an den Lampen stromwert anzunähern, der durch die Lampenstromermitt lungseinrichtung (5) ermittelt wird, und
eine Zeitgeberschaltung (13) mit einem Widerstand (R4) und einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) dazu aus gelegt ist, den Sollenergiewert auf Grundlage der La despannung des Kondensators in der Zeitgeberschaltung (14) einzustellen, wenn der Betrieb gestartet wird, und dazu, den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Be triebsdauer zu verändern.
3. Stromversorgungseinrichtung für eine Hochdruckentla
dungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Kondensator (C2) eine Entladekennlinie in
Übereinstimmung mit einer Veränderung des Temperaturab
falls aufweist, nachdem die Hochdruckentladelampe (7)
ausgeschaltet ist.
4. Stromversorgungseinrichtung für eine Hochdruckentla
dungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stromversorgungsvorrichtung für
die Hochdruckentladungslampe (7) außerdem eine Taktein
richtung (14) zum Takten der Dauer des Betriebs aufweist
und die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) den Soll
energiewert in Übereinstimmung mit der Dauer aktuali
siert, welche durch die Takteinrichtung (14) getaktet
ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentladungslampe,
aufweisend:
- a) Eine Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe, aufweisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Ausgang, aufweisend einen Halbleiterschalter (Tr) zum Zerhacken von Gleichstrom, dessen Ausgangsseite mit einer Hochdruckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anle gen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals von der Ener giewandlungseinrichtung (3), um die Hochdruckentla dungslampe (7) einzuschalten, und - b) die durch die Energiewandlungseinrichtung (3) mit
Energie versorgte Hochdruckentladungslampe (7),
dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrich
tung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewandlungseinrichtung (3) zuge führt wird, um an die Hochdruckentladungslampe (7) angelegt zu werden,
eine Energieermittlungseinrichtung (15) zum Ermit teln der Elektrizitätsmenge in Übereinstimmung mit der Hochdruckentladungslampe (7) zugeführter Ener gie,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters (Tr) der Stromwandlungsein richtung (3) derart, daß der Sollenergiewert, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) einge stellt wird, ungefähr der Elektrizitätsmenge ent spricht, welche durch die Energieermittlungseinrich tung (15) ermittelt wird, und
eine Ladeschaltung (12) mit einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) eingestellt wird,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) den Sollenergiewert auf Grundlage einer Ladespannung des Kondensators (C2) in der Ladeschaltung (12) ein stellt, wenn der (Lampen)betrieb gestartet wird, und den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Be triebsdauer verringert.
6. Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentladungslampe,
aufweisend:
- a) Eine Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe, aufweisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Ausgang, aufweisend einen Halbleiterschalter zum Zerhacken von Gleichstrom, und mit einer Ausgangs seite, die mit einer Hochdruckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anle gen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals von der Ener giewandlungseinrichtung (3), um die Hochdruckentla dungslampe (7) einzuschalten, und - b) die durch die Energiewandlungseinrichtung (3) mit
Energie versorgte Hochdruckentladungslampe,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrich
tung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, Energie einzustellen, welche von der Energiewandlungseinrichtung (3) der Hochdruckent ladungslampe (7) zugeführt werden soll,
eine Lampenspannungsermittlungseinrichtung (4) zum Ermitteln der Lampenspannung der Hochdruckentla dungslampe (7),
eine Lampenstromermittlungseinrichtung (5) zum Er mitteln des Lampenstroms der Hochdruckentladungs lampe (7),
eine Stromberechnungseinrichtung (8) zum Teilen eines Sollenergiewerts, der durch die Sollenergie einstelleinrichtung (11) eingestellt wird, durch die Lampenspannung, welche durch die Lampenspannungser mittlungseinrichtung (4) ermittelt wird, um einen Sollstromwert zu berechnen,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters in der Energiewandlungsein richtung (3), um den Sollstromwert, der durch die Stromberechnungseinrichtung (8) berechnet wird, an den Lampenstromwert anzunähern, der durch die Lam penstromermittlungseinrichtung (5) ermittelt wird, und
eine Zeitgeberschaltung (13) mit einem Widerstand (R4) und einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollener giewert geladen zu werden,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) dazu ausgelegt ist, den Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kondensators in der Zeitgeberschal tung (13) einzustellen, wenn der Betrieb gestartet wird, und dazu, den Sollenergiewert in Übereinstim mung mit der Betriebsdauer zu verändern.
7. Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentladungslampe
nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es
sich bei der Hochdruckentladungslampe (7) um eine queck
silberfreie Lampe handelt, die in ihrer Bogenentladungs
röhre kein Quecksilber dicht einschließt.
8. Beleuchtungseinheit aufweisend:
- a) Eine Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentla
dungslampe, aufweisend:
- a1) Eine Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe aufweisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Ausgang, aufweisend einen Halbleiterschalter (Tr) zum Zerhacken von Gleichstrom, und mit einer Ausgangsseite, die mit einer Hochdruckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anle gen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals von der Ener giewandlungseinrichtung (3), um die Hochdruckentla dungslampe (7) einzuschalten, und - a2) die durch die Energieversorgungseinrichtung (3) mit Energie versorgte Hochdruckentladungslampe (7), und
- a1) Eine Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe aufweisend:
- b) einen Beleuchtungsbefestigungshauptkörper (23) mit
einer Lichtsteuereinrichtung (1, 20) zum Steuern von
von der Hochdruckentladungslampe (7) emittiertem
Licht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsvor richtung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, einen Sollenergiewert einzustellen, der von der Energiewandlungseinrichtung (3) zuge führt wird, um an die Hochdruckentladungslampe (7) angelegt zu werden,
eine Energieermittlungseinrichtung (15) zum Ermit teln der Elektrizitätsmenge in Übereinstimmung mit der Hochdruckentladungslampe (7) zugeführter Ener gie,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters (Tr) der Stromwandlungsein richtung (3) derart, daß der Sollenergiewert, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) einge stellt wird, ungefähr der Elektrizitätsmenge ent spricht, welche durch die Energieermittlungseinrich tung (15) ermittelt wird, und
eine Ladeschaltung (12) mit einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Sollenergiewert geladen zu werden, der durch die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) eingestellt wird,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) den Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kondensators (C2) in der Ladeschaltung (12) ein stellt, wenn der (Lampen)betrieb gestartet wird, und den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Be triebsdauer verringert.
9. Beleuchtungseinheit aufweisend:
- a) Eine Beleuchtungsvorrichtung mit Hochdruckentla
dungslampe, aufweisend:
- a1) Eine Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe aufweisend:
Eine Energiewandlungseinrichtung (3) mit variablem Ausgang, aufweisend einen Halbleiterschalter (Tr) zum Zerhacken von Gleichstrom, und mit einer Aus gangsseite, die mit einer Hochdruckentladungslampe (7) verbunden ist, und
eine Hochspannungserzeugungsschaltung (6) zum Anle gen von Hochspannung an die Hochdruckentladungslampe (7) auf Grundlage des Ausgangssignals von der Ener giewandlungseinrichtung (3), um die Hochdruckentla dungslampe (7) einzuschalten, und - a2) die durch die Energiewandlungseinrichtung (3) mit Energie versorgte Hochdruckentladungslampe,
- a1) Eine Stromversorgungsvorrichtung für eine Hoch
druckentladungslampe aufweisend:
- b) einen Beleuchtungsbefestigungshauptkörper (23) mit
einer Lichtsteuereinrichtung (1, 20) zum Steuern von
von der Hochdruckentladungslampe (7) emittiertem
Licht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsvor richtung außerdem aufweist:
Eine Sollenergieeinstelleinrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, eine Energie einzustellen, die von der Energiewandlungseinrichtung (3) der Hochdruckentladungslampe (7) zugeführt werden soll,
eine Lampenspannungsermittlungseinrichtung (4) zum Ermitteln der Lampenspannung der Hochdruckentla dungslampe (7),
eine Lampenstromermittlungseinrichtung (5) zum Ermitteln des Lampenstroms der Hochdruckentla dungslampe (7),
eine Stromberechnungseinrichtung (8) zum Teilen eines Sollenergiewerts, der durch die Sollenergie einstelleinrichtung (11) eingestellt wird, durch die Lampenspannung, welche durch die Lampenspannungs ermittlungseinrichtung (4) ermittelt wird, um einen Sollstromwert zu berechnen,
eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern des Betriebs des Halbleiterschalters (Tr) in der Energiewand lungseinrichtung (3), um den Sollstromwert, der durch die Stromberechnungseinrichtung (8) berechnet wird, an den Lampenstromwert anzunähern, der durch die Lampenstromermittlungseinrichtung (5) ermittelt wird, und
eine Zeitgeberschaltung (13) mit einem Widerstand (R4) und einem Kondensator (C2), der dazu ausgelegt ist, mit Strom in Übereinstimmung mit dem Soll energiewert geladen zu werden,
wobei die Sollenergieeinstelleinrichtung (11) dazu ausgelegt ist, den Sollenergiewert auf Grundlage der Ladespannung des Kondensators (C2) in der Zeitgeber schaltung (13) einzustellen, wenn der Betrieb ge startet wird, und dazu, den Sollenergiewert in Übereinstimmung mit der Betriebsdauer zu verändern.
10. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (34) auf einem
Fahrzeug (31) angeordnet ist, und die Lichtsteuerein
richtung (16, 21) der Beleuchtungseinrichtung (34) ange
wendet ist auf ein Fahrlicht bzw. einen Scheinwerfer des
Fahrzeugs (31).
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1999
- 1999-05-28 DE DE19924516A patent/DE19924516A1/de not_active Ceased
- 1999-05-28 US US09/322,031 patent/US6163115A/en not_active Expired - Lifetime
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