DE19940579A1 - Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last (2) beinhaltet ein Schaltelement (6), welches in einem Stromzufuhrpfad von einer Gleichstrom-Energiequelle (4) zu der elektrischen Last (2) angeordnet ist. Ein Fühlwiderstand (8), der in Serienschaltung mit der Schaltvorrichtung (6) angeordnet ist, arbeitet dahingehend, einen Laststrom in Form eines Spannungswertes zu erfassen. Der Laststrom fließt über die Schaltvorrichtung (6) in die elektrische Last (2). Eine Signalerzeugungsvorrichtung (10) erzeugt ein Trapezwellensignal in Antwort auf von außen anliegenden Befehlssignalen, um die elektrische Last (2) ein- und auszuschalten. Das Trapezwellensignal ändert sich allmählich von einer ersten bestimmten Spannung auf eine zweite bestimmte Spannung, wenn die elektrische Last eingeschaltet wird. Weiterhin ändert sich das Trapezwellensignal allmählich von der zweiten bestimmten Spannung auf die erste bestimmte Spannung, wenn die elektrische Last ausgeschaltet wird. Eine Steuervorrichtung arbeitet dahingehend, das von der Signalerzeugungsvorrichtung erzeugte Trapezwellensignal und den Spannungswert vom Fühlwiderstand zu vergleichen, um die Schaltvorrichtung in Antwort auf ein Vergleichsergebnis zu steuern, so daß sich der Laststrom abhängig von dem Trapezwellensignal ändert.

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 7 bzw. 8. Insbesondere betrifft diese Er­ findung eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last, beispielsweise einer Spule, einer Induktivität, einer Lampe etc., deren Innenwiderstand sich bei einer Energie­ versorgung oder Erregung ändert.

Wenn eine elektrische Last, beispielsweise eine Spule oder eine Lampe erregt oder mit Energie versorgt wird, er­ wärmt sich diese Last und somit wächst ihr Innenwiderstand an. Allgemein gesagt, ein Schaltelement wird verwendet, um die elektrische Last ein- und auszuschalten. Es ist be­ kannt, ein Schaltelement oder eine Stromeinstellvorrichtung zu verwenden, um die Größe eines Stromes zu steuern, der durch die elektrische Last fließt. Zu Beginn der Energie­ versorgung oder Erregung der elektrischen Last ist der In­ nenwiderstand der elektrischen Last niedrig und somit fließt ein hoher Strom durch die Last. Ein derartiger hoher Strom wird als ein Einschaltstrom oder Einschaltstromstoß bezeichnet. In manchen Fällen kann ein derartiger Ein­ schaltstrom das Schaltelement oder die Stromeinstellvor­ richtung beschädigen.

Die US-PS-4,987,384 - entsprechend der ungeprüften ja­ panischen patentanmeldungs-Veröffentlichung 3-256407 - be­ schreibt einen doppelpegeligen Strombegrenzungs-Steuer­ schaltkreis, der es einem halbleitergesteuerten Leistungs­ schalter mit beschränkter Leistungshandhabungsfähigkeit er­ möglicht, nahe der inneren Grenze der sicheren Betriebsbe­ reichcharakteristik des Leistungsschalters (SOA = save ope­ rating area) zu arbeiten. Dieser bekannte Steuerschaltkreis ist insbesondere dahingehend nützlich, als er den Ein­ schaltstromstoß einer Glühlampe (Last) begrenzt, der über den Halbleiter-Leistungsschalter läuft. Der Steuerschalt­ kreis beinhaltet einen Serienschaltkreis bestehend aus dem Leistungsschalter, einem Stromabtastwiderstand oder Strom­ fühlwiderstand und einer aus der Lampe bestehenden Last, die mit den Anschlüssen einer Spannungsversorgungsquelle verbunden ist. Erste und zweite Vergleichsschaltkreise, die zur Bereitstellung erster und zweiter unterschiedlicher Stromgrenzwerte für den Steuerschaltkreis angeordnet sind, sind mit dem Abtastwiderstand verbunden. Ein dritter Ver­ gleichsschaltkreis vergleicht die Lastspannung mit einer Referenzspannung, um einen Wahlschaltkreis zu steuern, der den Ausgang des ersten oder zweiten Vergleichsschaltkreises als Funktion des Wertes oder der Höhe der Lastspannung aus­ wählt. Der Ausgang des ausgewählten Vergleichsschaltkreises wird über einen Rückkopplungsschaltkreis einer Steuerelek­ trode des Leistungsschalters zugeführt, um den Laststrom auf die ersten und zweiten Stromgrenzwerte einzustellen, welche in Antwort auf die Lastspannung ausgewählt wurden.

Bei dem Steuerschaltkreis der US-PS 4.987,348 wird der Laststrom auf die ersten und zweiten Stromgrenzwerte einge­ stellt. Wenn die Last oder Lampe eingeschaltet wird, steigt der Laststrom abrupt auf den oberen Stromgrenzwert an. Ein derartiger abrupter Anstieg im Laststrom neigt dazu, Stö­ rungen, beispielsweise Impulsspitzen (spike noise), d. h. hochfrequentes Rauschen zu bewirken. Wenn die Last oder Lampe abgeschaltet wird, fällt der Laststrom abrupt auf ei­ nen Nullwert. Ein derartiger abrupter Laststromabfall neigt ebenfalls dazu, hochfrequentes Rauschen oder Impulsspitzen­ rauschen zu bewirken. Dieses Störrauschen kann einen feh­ lerhaften Betrieb einer anderen Steuervorrichtung bewirken, wenn es sich bis zu dieser anderen Vorrichtung fortpflanzen kann.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last, beispielsweise einer Spule oder einer Lampe zu schaffen, welche Impulsspitzenrauschen beim Ein- und Ausschalten der elektrischen Last unterdrücken oder verhindern kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 7 bzw. 8 angegebenene Merkmale; vor­ teilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last geschaffen, mit: einer Schaltvorrichtung, welche in einem Stromzufuhrpfad von einer Gleichstrom-Energiequelle zu der elektrischen Last geschaltet ist; einem Fühlwiderstand, der in Serienschaltung mit der Schaltvorrichtung verbunden ist, um einen Laststrom als Spannungswert zu erkennen, wobei der Laststrom über die Schaltvorrichtung in die elektrische Last fließt; einer Signalerzeugungsvorrichtung zur Erzeu­ gung eines Trapezwellensignales in Antwort auf von außen anliegenden Befehlssignalen, um die elektrische Last ein- und auszuschalten, wobei sich das Trapezwellensignal all­ mählich von einer ersten bestimmten Spannung zu einer zwei­ ten bestimmten Spannung ändert, wenn die elektrische Last eingeschaltet wird und wobei sich das Trapezwellensignal allmählich von der zweiten bestimmten Spannung zur ersten bestimmten Spannung ändert, wenn die elektrische Last abge­ schaltet wird; und einer Steuervorrichtung zum Vergleichen des von dem Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis erzeugten Trapezwellensignales und des vom Fühlwiderstand erzeugten Spannungswertes und zum Steuern der Schaltvorrichtung in Antwort auf ein Ergebnis des Vergleichs, so daß sich der Laststrom abhängig von dem Trapezwellensignal ändert.

Bevorzugt ist der Fühlwiderstand in einem Stromzufuhr­ pfad von dem Gleichstrom-Energiequelle zu der Schaltvor­ richtung geschaltet.

Weiterhin bevorzugt weist die Schaltvorrichtung einen Transistor mit einem Steueranschluß auf, wobei der Transi­ stor den Laststrom in Antwort auf eine Eingangsspannung am Steueranschluß steuert und wobei die Steuervorrichtung ei­ nen Operationsverstärker zur Erzeugung eines Spannungssi­ gnales abhängig von einer Spannungsdifferenz zwischen dem Trapezwellensignal von dem Erzeugungsschaltkreis und dem Spannungswert von dem Fühlwiderstand erzeugt, wobei weiter­ hin eine Vorrichtung zum Steuern der Eingangsspannung an den Steueranschluß des Widerstandes in Abhängigkeit von ei­ ner Ausgangsspannung des Operationsverstärkers vorhanden ist.

Hierbei weist bevorzugt der Operationsverstärker Vor­ richtungen zur Erzeugung einer Offset-Spannung auf, welche es der Schaltvorrichtung ermöglichen, sicher in den Schalt­ zustand AUS zu gehen, wenn die elektrische Last abgeschal­ tet werden soll.

Der Operationsverstärker weist weiterhin bevorzugt ei­ nen Differenzvestärkerschaltkreis auf, der eine Eingangs­ stufe bildet, wobei der Differenzverstärkerschaltkreis Ein­ gangsanschlüsse und Lasttransistoren aufweist, welche den jeweiligen Eingangsanschlüssen entsprechen, wobei die Last­ transistoren unterschiedliche Größe zueinander haben, um die Offset-Spannung geeignet zu bestimmen.

Bevorzugt weist wobei die Signalerzeugungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Trapezwellensignales in Abhängigkeit von einem Impulssignal mit einem Taktzyklus auf, welches gesteuert wird, um eine pulsweitenmodulierte Steuerung des Laststromes durchzuführen.

Gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last geschaffen, mit: Vorrichtungen zum allmählichen Anheben ei­ nes Laststromes, der durch die elektrische Last fließt, von einem Nullwert auf einen bestimmten Wert in Abhängigkeit von einem ersten Teil einer Trapezwellenform, wenn die elektrische Last eingeschaltet werden soll; und Vorrichtun­ gen zum allmählichen Absenken des Laststromes von dem be­ stimmten Wert auf den Nullwert abhängig von einem letzten Abschnitt der Trapezwellenform, wenn die elektrische Last abgeschaltet werden soll.

Gemäß eines dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last geschaffen, mit: Vorrichtungen zum Erzeugen eines ersten Signales, wenn die elektrische Last abgeschaltet werden soll, wobei das erste Signal eine Wellenform entsprechend einem vorderen Abschnitt einer Trapezwellenform hat; Vor­ richtungen zum Erzeugen eines zweiten Signales entsprechend eines Laststromes, der durch die elektrische Last fließt; Vorrichtungen, welche auf das erste Signal und das zweite Signal ansprechen, um, wenn die elektrische Last einzu­ schalten ist, den Laststrom von einem Nullwert auf einem bestimmten Wert abhängig von der Wellenform des ersten Si­ gnales auf Rückkopplungssteuerungsbasis anzuheben; Vorrich­ tungen zum Erzeugen eines dritten Signales, wenn die elek­ trische Last abzuschalten ist, wobei das dritte Signal eine Wellenform entsprechend einem letzten Abschnitt der Trapez­ wellenform hat; und Vorrichtungen, welche auf das zweite Signal und das dritte Signal ansprechen, um, wenn die elek­ trische Last abzuschalten ist, den Laststrom von dem be­ stimmten Wert auf den Nullwert abhängig von der Wellenform des dritten Signales auf Rückkopplungssteuerungsbasis abzu­ senken.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 den Schaltkreisaufbau einer Vorrichtung zum Be­ treiben einer elektrischen Last gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm des Zustandes eines Schalters, der Spannungsverläufe und eines Laststromes in der Vorrich­ tung von Fig. 1;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm eines Schaltezustandes, Span­ nungszuständen und eines Laststromes, welche in einem ange­ nommenen Fall auftreten;

Fig. 4 den Aufbau eines Operationsverstärkers aus Fig. 1, und

Fig. 5 die Verschaltung von Transistoren in Fig. 4.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird nachfolgend eine Vorrich­ tung zum Betreiben einer elektrischen Last gemäß einer er­ sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie­ ben, mit der eine elektrische Last ein- und ausschaltbar ist. Besagte elektrische Last sei beispielsweise eine Lampe 2, welche in Antwort auf ein Befehlssignal von außen her zu betätigen ist. Die Lampe 2 ist beispielsweise in einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Die Vorrich­ tung von Fig. 1 beinhaltet einen n-Kanal Leistungs-MOSFET 6, der als ein an hohem Potential liegender Schalter wirkt. Der FET 6 ist zwischen eine Energieversorgungsleitung, die sich vom positivem Anschluß einer Batterie 4 zu einem An­ schluß oder einem Ende der Lampe 2 erstreckt, geschaltet. Der negative Anschluß der Batterie 4 und das andere Ende der Lampe 2 liegen auf Masse. Genauer gesagt, der Drain-An­ schluß des FET 6 ist mit einem Ende eines Stromtast- oder Stromfühlwiderstandes 8 verbunden. Das andere Ende des Stromfühlwiderstandes 8 ist mit dem positiven Anschluß der Batterie 4 verbunden. Der Source-Anschluß des FET 6 ist mit einem Ende der Lampe 2 verbunden. Das andere Ende der Lampe liegt auf Masse. Ein von der Batterie 4 erzeugter Laststrom fließt durch den Stromfühlwiderstand 8, den Drain/Source- Pfad des FET 6 und die Lampe 2. Der Widerstand 8 fühlt oder erfaßt den Laststrom. Genauer gesagt, der Widerstand 8 er­ zeugt eine Signalspannung, welche den Laststrom darstellt. Der Laststrom wird in Antwort auf eine Spannung am Gate-An­ schluß des FET 6 gesteuert.

Die Vorrichtung von Fig. 1 beinhaltet weiterhin einen Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 und einen Laststrom- Steuerschaltkreis 20. Der Trapezwellen-Erzeugungsschalt­ kreis 10 erzeugt einen Signalzug mit Trapez-Wellenform in Antwort auf ein Befehlssignal von außen. Der Trapezwellen- Erzeugungsschaltkreis 10 gibt das Trapezwellensignal an den Laststrom-Steuerschaltkreis 20 aus. Der Laststrom-Steuer­ schaltkreis 20 ist mit dem Stromfühlwiderstand 8 verbunden. Der Laststrom-Steuerschaltkreis 20 erhält die Signalspan­ nung entsprechend des Laststromes von dem Stromfühlwider­ stand 8. Der Laststrom-Steuerschaltkreis 20 ist mit dem Gate-Anschluß des FET 6 verbunden. Der Laststrom-Steuer­ schaltkreis 20 vergleicht die Spannung des Trapezwellensi­ gnales und die Signalspannung entsprechend des Laststromes. Der Laststrom des Steuerschaltkreises 20 stellt eine Span­ nung am Gate-Anschluß des FET 6 in Antwort auf ein Ergebnis des Spannungsvergleiches derart ein, daß sich der Laststrom als Trapez-Wellenform entsprechend dem Trapezwellensignal ändert. Mit anderen Worten, der Laststrom-Steuerschaltkreis 20 stellt den Laststrom in Wellenform übereinstimmend mit dem Trapezwellensignal auf einer Rückkopplungs-Steuerbasis ein.

Das von dem Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 er­ zeugte Trapezwellensignal ändert sich wie folgt die Span­ nung des Trapezwellensignales beginnt von einem Massepegel aus in Antwort auf ein Befehlssignal zum Einschalten der Lampe anzusteigen. Die Spannung des Trapezwellensignales steigt allmählich mit einer gewissen Steigung oder einer gegebenen Rate an, bis ein bestimmter Referenzwert oder Re­ ferenzpegel (eine bestimmte Referenzspannnung) VBB/n er­ reicht wird. Die Spannung des Trapezwellensignales bleibt nach Erreichen des Referenzpegels VBB/n stabil. Die Refe­ renzspannung VBB/n wird durch Dividieren einer Batterie­ spannung VBB, d. h. der Spannung an der Batterie 4 erzeugt. Die Spannung des Trapezsignal beginnt von dem Referenzpegel VBB/n aus in Antwort auf ein Befehlssignal zum Abschalten der Lampe 2 abzusinken. Die Spannung des Trapezwellensigna­ les sinkt allmählich mit einer gegebenen Steigung oder ei­ ner gegebenen Rate, bis Massepegel erreicht ist. Nach Er­ reichen des Massepegels verbleibt die Spannung des Trapez­ wellensignales kontinuierlich stabil auf diesem Wert.

Der Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 beinhaltet Spannungsteilerwiderstände R1 und R2, einen NPN-Transistor Tr1 und einen PNP-Transistor Tr2. Ein Ende des Widerstands R1 ist mit einer positiven Energieversorgungsleitung ver­ bunden, welche vom positiven Anschluß der Batterie 4 aus läuft. Das andere Ende des Widerstands R2 ist mit einer Masseleitung (einer auf Masse liegenden Leitung) verbunden. Die Widerstände R1 und R2 teilen die Batteriespannung VBB, so daß an einem Verbindungspunkt oder Knoten zwischen ihnen die Referenzspannung VBB/n erzeugt wird. Der Kollektor des Transistors Tr1 ist mit der positiven Energieversorgungs­ leitung verbunden. Die Basis des Transistors Tr1 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderstän­ den R1 und R2 verbunden. Der Emitter des Transistors Tr1 ist über einen Widerstand R3 mit der Masseleitung verbun­ den. Der Emitter des Transistors Tr2 ist mit einer Trapez­ wellen-Ausgangsleitung verbunden, welche zu dem Laststrom- Steuerschaltkreis 20 führt. Auf der Trapezwellen-Ausgangs­ leitung ist ein Punkt "a" definiert. Das Trapezwellensignal von dem Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 erscheint auf der Trapezwellen-Ausgangsleitung. Die Basis des Transistors Tr2 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R3 und dem Emitter des Transistors Tr1 verbunden. Der Kol­ lektor des Transistors Tr2 ist mit der Nasseleitung verbun­ den.

Der Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 weist weiter­ hin einen Kondensator C1, einen Schalter SW1 und Konstant­ stromschaltkreise 12 und 14 auf. Der Kondensator C1 ist zwischen den Emitter und den Kollektor des Transistors Tr2 geschaltet. Somit ist der Kondensator C1 zwischen die Tra­ pezwellen-Ausgangsleitung und Masseleitung geschaltet. Ein Eingangsende des Konstantstromkreises 12 ist mit der posi­ tiven Energieversorgungsleitung verbunden. Ein Ausgangsende des Konstantstromschaltkreises 12 ist mit der Trapezwellen- Ausgangsleitung oder der Verbindung zwischen dem Kondensa­ tor C1 und dem Emitter des Transistors Tr2 verbunden. Der Konstantstromschaltkreis 12 bewirkt, daß ein konstanter Strom "i" von der positiven Energieversorgungsleitung in Richtung des Kondensators C1 fließt. Ein Eingangsende des Konstantstromschaltkreises 14 ist mit der Trapezwellen-Aus­ gangsleitung oder der Verbindung zwischen dem Konstant­ stromschaltkreis 12, dem Kondensator C1 und dem Emitter des Transistors Tr2 verbunden. Ein Ausgangsende des Konstant­ stromkreises 14 ist über den Schalter SW1 mit der Masselei­ tung verbunden. Wenn der Schalter SW1 geschlossen ist, d. h., wenn der Schalter SW1 im Zustand EIN ist, bewirkt der Konstantstromschaltkreis 14, daß ein Konstantstrom "2i" in Richtung der Masseleitung fließt. Der Konstantstrom "2i" ist beispielsweise zweimal so groß wie der Konstantstrom "i" vom Konstantstromschaltkreis 12. Der Schalter SW1 wird in Antwort auf ein von außen kommendes Steuersignal oder Befehlssignal geschlossen und geöffnet (d. h. zwischen den Schaltzuständen EIN und AUS umgeschaltet). Wenn das Be­ fehlssignal das Einschalten der Lampe 2 anfordert, wird der Schalter SW1 geöffnet (d. h. in den Schaltzustand AUS ge­ bracht). Wenn das Befehlssignal das Abschalten der Lampe 2 anfordert, wird der Schalter SW1 geschlossen (d. h. in den Schaltzustand EIN gebracht).

Der Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 arbeitet wie folgt da die von den Spannungsteilewiderständen R1 und R2 erzeugte Referenzspannung VBB/n an die Basis des Transi­ stors Tr1 angelegt wird, ist der Transistor Tr1 im Schalt­ zustand EIN. Die Spannung (VBB/n - Vf) am Emitter des Tran­ sistors Tr1 ist gleich der Referenzspannung VBB/n minus der Basis/Emitter-Spannung Vf (≈ 0,7V) des Transistors Tr1. Die Spannung (VBB/n - Vf) am Emitter des Transistors Tr1 wird an die Basis des Transistors Tr2 angelegt.

In dem Fall, daß der Schalter SW1 offen (AUS) bleibt, d. h., für den Fall, in welchem die Lampe 2 eingeschaltet ist, arbeitet der Konstantstromschaltkreis 14 nicht, so daß der Kondensator C1 von dem Konstantstrom "i" weiterhin ge­ laden wird, der von dem Konstantstromschaltkreis 12 gelie­ fert wird. Im Ergebnis steigt die Spannung am Emitter des Transistors Tr2 über die Spannung an dessen Basis an. Somit fließt ein Basisstrom durch den Transistor Tr2 und der Transistor Tr2 geht in den Schaltzustand EIN über. Wenn der Transistor Tr2 im Schaltzustand EIN ist, ist die Spannung am Emitter des Transistors Tr2 gleich der Spannung an der Basis hiervon plus der Emitter/Basis-Spannung Vf.

Somit ist die Spannung am Emitter des Transistors Tr2 gleich dem Referenzwert VBB/n. Damit ist gemäß Fig. 2 die Spannung auf der Trapezwellen-Ausgangsleitung (die Spannung am Punkt "a") stabil gleich dem Referenzwert VBB/n, wenn der Schalter SW1 offen (AUS) bleibt.

In einem Moment "tAUS" (vergl. Fig. 2) wird der Schal­ ter SW1 geschlossen oder in den Schaltzustand EIN gebracht, um die Lampe 2 abzuschalten. Wenn der Schalter SW1 ge­ schlossen wird, beginnt der Konstantstromschaltkreis 14 mit seinem Betrieb und der Kondensator C1 beginnt mit seiner Entladung. In diesem Fall fließt ein konstanter Entlade­ strom (ein Konstantstrom "2i") durch den Konstantstrom­ schaltkreis 14 und den Schalter SW1. Wenn der Kondensator C1 entladen wird, fällt die Spannung auf der Trapezwellen- Ausgangsleitung (der Spannung am Punkt "a" von dem Refe­ renzwert VBB/n ab und ein Basisstrom durch den Transistor Tr2 nimmt ab. Somit geht der Transistor Tr2 in den Schalt­ zustand AUS und die Spannung auf der Trapezwellen-Ausgangs­ leitung (die Spannnung am Punkt all) fällt auf Massewert. Somit nimmt in dem Fall, in welchem der Schalter SW1 in den Schaltzustand EIN gebracht wird, die Spannung auf der Tra­ pezwellen-Ausgangsleitung (die Spannung am Punkt "a" all­ mählich vom Referenzwert VBB/n auf Massepegel mit einer ge­ gebenen Steigung oder einer gegebenen Rate ab, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Steigung oder Rate des Spannungsabfalles wird vom Konstantstrom "2i" durch den Konstantstromschalt­ kreis 14 und auch durch die Kapazität des Kondensators C1 bestimmt. Die Spannung auf der Trapezwellen-Ausgangsleitung (die Spannung am Punkt "a") verbleibt nach Erreichen des Massepegels stabil auf diesem Wert.

In einem Moment "tEIN" (vergleiche Fig. 2), wird der Schalter SW1 geöffnet oder in seinen Schaltzustand AUS ge­ bracht, um die Lampe 2 einzuschalten. Wenn der Schalter SW1 geöffnet wird, wird der Betrieb der Konstantstromquelle 14 eingestellt und der Kondensator C1 beginnt mit seinem Lade­ vorgang. In diesem Fall fließt ein konstanter Ladestrom (ein Konstantstrom "i") über den Konstantstromschaltkreis 12 in den Kondensator C1. Wenn der Kondensator C1 geladen wird, steigt die Spannung auf der Trapezwellen-Ausgangslei­ tung (die Spannung am Punkt "a") von Massepegel aus an und ein Basisstrom beginnt durch den Transistor Tr2 zu fließen. Somit ändert sich der Transistor Tr2 in den Schaltzustand EIN und die Spannung auf der Trapezwellen-Ausgangsleitung (die Spannung am Punkt "a") steigt auf den Referenzwert VBB/n. Für den Fall, in welchem der Schalter SW1 in den Schaltzustand AUS gebracht wird, steigt somit die Spannung auf der Trapezwellen-Ausgangsleitung (die Spannung am Punkt "a") allmählich von Massepegel auf den Referenzwert VBB/n mit einer gegebenen Steigung oder einer gegebenen Rate an, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Steigung oder Rate des Span­ nungsabstieges wird durch den Konstantstrom "i" durch den Konstantstromschaltkreis 12 und auch durch die Kapazität des Kondensators C1 bestimmt. Die Spannung auf der Trapez­ wellen-Ausgangsleitung (die Spannung am Punkt "a") ver­ bleibt nach Erreichen des Referenzwertes oder Referenzpe­ gels VBB/n stabil auf diesem Wert oder Pegel.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist der Laststrom-Steuer­ schaltkreis 20 einen Spannungswandlerabschnitt 22 und einen Steuerabschnitt 24 auf. Der Spannungswandlerabschnitt 22 erhält das Trapezwellensignal von dem Trapezwellen-Erzeu­ gungsschaltkreis 10. Der Basispegel des empfangenen Trapez­ wellensignales ist gleich dem Massepegel. Der Spannungs­ wandlerschaltkreis 22 invertiert das empfangene Trapezwel­ lensignal in ein zweites Trapezwellensignal, dessen Basis­ pegel gleich der positiven Batteriespannung VBB ist (vergl. Fig. 2). Das zweite Trapezwellensignal erscheint an einem Punkt "b" auf einer Signalleitung, welche den Spannungs­ wandlerabschnitt 22 und den Steuerabschnitt 24 verbindet. Der Steuerabschnitt 24 empfängt das zweite Trapezwellensi­ gnal vom Spannungswandlerabschnitt 22. Der Steuerabschnitt 24 empfängt weiterhin eine Signalspannung an einem Verbin­ dungspunkt (einem Punkt "c") zwischen dem Stromfühlwider­ stand 8 und dem FET 6, welche den Laststrom darstellt oder anzeigt. Der Steuerabschnitt 24 vergleicht das zweite Tra­ pezwellensignal und die Signalspannung. Der Steuerabschnitt 24 stellt eine Spannung an dem Gate-Anschluß des FET in Antwort auf ein Ergebnis des Vergleichs so ein, daß die Si­ gnalspannung mit dem zweiten Trapezwellensignal überein­ stimmt.

Der Spannungswandlerabschnitt 22 beinhaltet Widerstände R4 und R5, einen NPN-Transistor Tr3 und einen Operations­ verstärker OP1. Ein Ende des Widerstandes R4 ist mit dem positiven Anschluß der Batterie 4 verbunden. Das andere En­ de des Widerstandes R4 ist mit dem Kollektor des Transi­ stors Tr3 verbunden. Ein Ende des Widerstandes R5 ist mit dem Emitter des Transistors Tr3 verbunden. Das andere Ende des Widerstandes R5 ist mit der Masseleitung oder einer auf Massepotential liegenden Leitung verbunden. Der nicht in­ vertierende Eingangsanschluß des Operatationsverstärkers OP1 ist mit der Trapezwellen-Ausgangsleitung (dem Punkt "a") verbunden, die von dem Trapezwellen-Erzeugungsschalt­ kreis 10 herführt. Der invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 ist mit dem Verbindungspunkt zwi­ schen dem Widerstand R5 und dem Emitter des Transistors Tr3 verbunden. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers OP1 ist mit der Basis des Transistors Tr3 verbunden. Der Operationsverstärker OP1 wird von einer Konstantspannung VDD (beispielsweise 5V) betrieben, welche geringer als die Batteriespannung VBB ist.

In dem Spannungswandlerabschnitt 22 steuert der Opera­ tionsverstärker OP1 den Transistor Tr3 so, daß die Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R5 und dem Emitter des Transistors Pr3 mit dem Trapezwellensignal übereinstimmend wird, das von dem Trapezwellen-Erzeugungs­ schaltkreis 10 ausgegeben wird. Wenn die Spannung des Tra­ pezwellensignales ansteigt, fließt ein größerer Strom durch den Transistor Tr3. Die Spannung am Kollektor des Transi­ stors Tr3, d. h., die Spannung am Verbindungspunkt (Punkt "b") zwischen dem Widerstand R4 und dem Kollektor des Tran­ sistors Tr3 ist gleich der Batteriespannung VBB minus einer Spannung entsprechend dem Trapezwellensignal (siehe Fig. 2). Somit stimmt die Spannung am Punkt "b" mit einer Umkeh­ rung des Trapezwellensignals überein. Die Spannung am Punkt "b" wird vom Spannungswandlerabschnitt 22 als ein zweites Trapezwelllensignal an den Steuerabschnitt 24 ausgegeben.

Der Steuerabschnitt 24 beinhaltet einen Operationsver­ stärker OP2, einen push-pull-Schaltkreis 24a und einen Wi­ derstand R6. Der push-pull-Schaltkreis 24a weist ein Tran­ sistorpaar bestehend aus einem NPN-Transistor Tr4 und einem PNP-Transistor Tr5 auf. Der invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP2 ist mit dem Punkt "b" im Spannungswandlerabschnitt 22 verbunden. Somit empfängt der invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP2 das zweite Trapezwellensignal von dem Spannungswandler­ abschnitt 22. Der nicht invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP2 ist mit dem Verbindungspunkt (Punkt "c") zwischen dem Widerstand 8 und dem FET 6 verbun­ den. Somit empfängt der nicht invertierende Eingangsan­ schluß des Operationsverstärkers OP2 die Signalspannung entsprechend dem Laststrom. Der Operationsverstärker OP2 spricht auf das zweite Trapezwellensignal und die Signal­ spannung an und gibt ein Signal zum Anpassen der Signal­ spannung an das zweite Trapezwellensignal aus. Der Aus­ gangsanschluß des Operationsverstärkers OP2 ist mit einer Eingangsseite des push-pull-Schaltkreises 24a verbunden. Der push-pull-Schaltkreis 24a empfängt somit das Signal vom Operationsverstärker OP2. Eine Ausgangsseite des push-pull- Schaltkreises 24a ist mit dem Gate-Anschluß des FET 6 über den Widerstand R6 verbunden. Der Operationsverstärker OP2 kann die Spannung am Gate-Anschluß des FET 6 über den push­ pull-Schaltkreis 24a steuern.

In dem push-pull-Schaltkreis 24a sind die Basen der Transistoren Tr4 und Tr5 miteinander verbunden. Zusätzlich sind die Emitter der Transistoren Tr4 und Tr5 miteinander verbunden. Der Kollektor des Transistors Tr4 ist mit einer positiven Energieversorgungsleitung, welche von einer La­ dungspumpe her führt, verbunden. Somit wird der Kollektor des Transistors Tr4 mit einer Energieversorgungsspannung VCP beaufschlagt, welche höher als die Batteriespannung VBB ist. Der Kollektor des Transistors Tr5 ist mit einer Masse­ leitung oder einer auf Massepotential liegenden Leitung verbunden. Die Basen der Transistoren Tr4 und Tr5 sind mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers OP2 verbun­ den. Die Emitter der Transistoren Tr4 und Tr5 sind über den Widerstand R6 mit dem Gate-Anschluß des FET 6 verbunden.

Der Operationsverstärker OP2 im Steuerabschnitt 24 wird von der Energieversorgungsspannung VCP versorgt, die höher als die Batteriespannung VBB ist. Auch wird der push-pull- Schaltkreis 24a von der Energieversorgungsspannung VCP ver­ sorgt. Infolgedessen kann an den Gate-Anschluß des FET 6 eine Spannung angelegt werden, welche um mindestens die Schwellenwertspannung des FET 6 höher als die Batteriespan­ nung VBB ist. Somit kann der FET 6 zuverlässig geschaltet oder gesteuert werden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R6 und dem Gate-Anschluß des FET 6 ist als Punkt "d" definiert. Der Operationsverstärker OP2 und der push­ pull-Schaltkreis 24a wirken so zusammen, daß die Spannung am Gate-Anschluß des FET 6 (d. h. die Spannung am Punkt "d") so eingestellt wird, daß die Signalspannung am Punkt "c" mit dem zweiten Trapezwellensignal übereinstimmend wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Spannung am Gate-Anschluß des FET 6 abhängig von dem Trapezwellensignal, das von dem Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 erzeugt wird, schwan­ kend. Der obere Grenzwert des Änderungsbereiches der Span­ nung am Gate-Anschluß des FET 6 wird durch die Energiever­ sorgungsspannung VCP bestimmt, während der untere Grenzwert hiervon durch den Massepegel bestimmt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, ändert sich der Laststrom abhängig vom Gate-An­ schluß des FET 6, d. h. abhängig von dem Trapezwellensignal, welches vom Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis 10 erzeugt wird.

Von daher wird der durch die Lampe 2 fließende Last­ strom daran gehindert, abrupt anzusteigen, wenn die Lampe 2 eingeschaltet wird. Ein abrupter Anstieg des Laststromes ist in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Die Verhinderung ei­ nes abrupten Anstieges des Laststromes unterdrückt hochfre­ quentes Störrauschen oder Impulsspitzenrauschen. Zusätzlich ist die Verhinderung eines abrupten Anstieges des Laststro­ mes dahingehend vorteilhaft, daß hierdurch eine längere Le­ bensdauer der Lampe 2 erhalten wird. Auch wird der Last­ strom, der durch die Lampe 2 fließt, daran gehindert, ab­ rupt abzufallen, wenn die Lampe 2 abgeschaltet wird. Auch diese Verhinderung eines abrupten Abfalles im Laststrom un­ terdrückt hochfrequentes Störrauschen oder Impuls spitzen­ rauschen.

Der Stromfühlwiderstand 8 ist zwischen dem positiven Anschluß der Batterie 4 und dem Drain-Anschluß des FET 6 angeordnet. In diesem Fall erscheint die Signalspannung, welche dem Laststrom entspricht bzw. diesen anzeigt, an dem Verbindungspunkt (Punkt "c") zwischen dem Stromfühlwider­ stand oder -sensor 8 und dem Drain-Anschluß des FET 6. So­ mit ist es zum Abnehmen der Signalspannung ausreichend, ei­ ne Verbindung an dem Punkt "c" zwischen dem Stromfühlwider­ stand 8 und dem Drain-Anschluß des FET 6 bereitzustellen. Der Schaltkreis zum Abgriff der Signalspannung ist daher einfach.

Wie weiter oben erwähnt, beinhaltet der Steuerabschnitt 24 des Laststrom-Schaltkreises 20 den Operationsverstärker OP2. Der Operationsverstärker OP2 wirkt als Vorrichtung zur Steuerung des Laststromes. Genauer gesagt, der Operations­ verstärker OP2 erzeugt ein Signal abhängig von der Diffe­ renz zwischen der Spannung des zweiten Trapezwellensignals, welches von dem Spannungswandlerabschnitt 22 ausgegeben wird und der Signalspannung, welche den Laststrom anzeigt oder diesem entspricht. Somit führt der Operationsverstär­ ker OP2 einen Differenzierungsprozeß durch. Die Spannung am Gate-Anschluß des FET 6 wird abhängig von dem Differenzie­ rungsprozeß des Operationsverstärkers OP2 gesteuert. Der Differenzierungsprozeß durch den Operationsverstärker OP2 verhindert, daß der Laststrom pulsiert. Der Differenzie­ rungsprozeß ermöglicht es, daß der Laststrom sich abhängig von dem zweiten Trapezwellensignal linear ändert. Somit wird der Laststrom stabil gesteuert und das Auftreten von hochfrequenten Rauschen oder Impulsspitzenrauschen wird verhindert.

Das Ausgangssignal vom Operationsverstärker OP2 hat ei­ ne Komponente entsprechend einer Offset-Spannung. Es sei angenommen, daß die Offset-Spannung positiv ist. Unter Be­ zugnahme auf Fig. 3 ist in dem angeonommenen Fall, in wel­ chem der Schalter SW1 im Schaltzustand EIN ist und die Spannung des Trapezwellensignals vom Trapezwellen-Erzeu­ gungsschaltkreis 10 gleich dem Massepegel ist, die Spannung des Ausgangssignales des Operationsverstärkers OP2 um einen Wert entsprechend der positiven Offset-Spannung höher als der Massepegel. Zur gleichen Zeit ist die Spannung am Gate- Anschluß des FET 6 (die Spannung am Punkt "d") um einen Wert entsprechend der positiven Offset-Spannung höher als der Massepegel. Somit fließt in dem angenommenen Fall, in welchem der Schalter SW1 im Schaltzustand EIN verbleibt, ein kleiner Strom durch den FET 6 und die Lampe 2. Um ein derartiges zu erwartendes Problem zu verhindern, wird die Offset-Spannung des Operationsverstärkers OP2 negativ ge­ setzt.

Gemäß Fig. 4 wird eine vordere Stufe oder Eingangsstufe des Operationsverstärkers OP2 durch einen Differenzverstär­ kerschaltkreis gebildet, der einen Konstantstromschaltkreis 32 aufweist. Ein Eingangsende des Konstantstromschaltkrei­ ses 32 ist mit der positiven Energieversorgungsleitung ver­ bunden, welche mit der Energieversorgungsspannung VCP be­ aufschlagt ist. Ein Ausgangsende des Konstantstromschalt­ kreises 32 ist mit einem inneren Abschnitt des Differenz­ verstärkerschaltkreises verbunden. In dem inneren Abschnitt des Differenzverstärkerschaltkreises fließt ein Konstant­ strom über den Konstantstromschaltkreis 32. Der Differenz­ verstärkerschaltkreis beinhaltet Transistoren Tr11 bis Tr16, welche von dem Konstantstrom betrieben werden, der von dem Konstantstromschaltkreis 32 zugeführt wird. Der Operationsverstärker OP2 weist den nicht invertierenden Eingangsanschluß Ti(+) und den invertierenden Eingangsan­ schluß Ti(-) auf, welche zu dem Differenzverstärkerschalt­ kreis geführt sind. Eine Kombination der Transistoren Tr11 bis Tr16 arbeitet in Antwort auf Signale, welche an dem nicht invertierenden Eingangsanschluß Ti(+) und dem inver­ tierenden Eingangsanschluß Ti(-) anliegen und erzeugt ein Signal abhängig von der Spannungsdifferenz zwischen den an­ liegenden Signalen.

Genauer gesagt, der Transistor Tr11 ist vom PNP-Typ. Die Basis des Transistors Tr11 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluß Ti(-) über einen Widerstand R11 verbunden. Der Kollektor des Transistors Tr11 ist mit einer Masselei­ tung oder einer auf Massepotential liegenden Leitung ver­ bunden. Der Transistor Tr12 ist vom PNP-Typ. Die Basis des Transistors Tr12 ist mit dem Emitter des Transistors Tr11 verbunden. Der Emitter des Transistors Tr12 ist mit dem Ausgangsende des Konstantstromschaltkreises 32 verbunden. Der Transistor Tr13 ist vom PNP-Typ. Die Basis des Transi­ stors Tr13 ist mit dem nicht invertierenden Eingangsan­ schluß Ti(+) über einen Widerstand R12 verbunden. Der Kol­ lektor des Transistors Cr13 ist mit Masseleitung verbunden. Der Transistor Tr14 ist vom PNP-Typ. Die Basis des Transi­ stors Tr14 ist mit dem Emitter des Transistors Tr13 verbun­ den. Der Emitter des Transistors Tr14 ist mit dem Ausgangs­ ende des Konstantstromschaltkreises 32 verbunden. Der Tran­ sistor Tr15 ist vom NPN-Typ. Der Kollektor des Transistors Tr15 ist mit dem Kollektor des Transistors Tr12 verbunden. Der Emitter des Transistors Tr15 ist mit der Masseleitung verbunden. Die Basis des Transistors Tr15 ist mit dem Kol­ lektor hiervon verbunden. Der Transistor Tr16 ist vom NPN- Typ. Der Kollektor des Transistors Tr16 ist mit dem Kollek­ tor des Transistors Tr14 verbunden. Der Emitter des Transi­ stors Tr16 ist mit der Masseleitung verbunden. Die Basis des Transistors Tr16 ist mit der Basis des Transistors Tr15 verbunden. Der Transistor Tr16 bildet einen Stromspiegel gegenüber dem Transistor Tr15.

Der Operationsverstärker OP2 beinhaltet einen NPN-Tran­ sistor Tr20 und einen Konstantstromschaltkreis 34. Der Transistor Tr20 wirkt als Signalausgabevorrichtung. Der Operationsverstärker OP2 weist den Ausgangsanschluß To auf. Ein Eingangsende des Konstantstromschaltkreises 34 ist mit der positiven Energieversorgungsleitung verbunden, die mit der Energieversorgungsspannung VCP beaufschlagt ist. Ein Ausgangsende des Konstantstromschaltkreises 34 ist mit dem Kollektor des Transistors Tr20 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Ausgangsende des Konstantstromschaltkreises 34 und dem Kollektor Tr20 ist mit dem Ausgangsanschluß To ver­ bunden. Die Basis des Transistors Tr20 ist mit der Verbin­ dung zwischen den Kollektoren der Transistoren Tr14 und Tr16 verbunden. Der Emitter des Transistors Tr20 ist mit der Masseleitung verbunden. Ein Kondensator C20 für eine Phasenkompensation ist zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors Tr20 geschaltet.

Der Emitterbereich des Transistors Tr15, der dem inver­ tierenden Eingangsanschluß Ti(-) zugeordnet ist, wird grö­ ßer als derjenige des Transistors Tr16 gemacht, der dem nicht invertierenden Eingangsanschluß Ti(+) zugeordnet ist, so daß die sich in dem Operationsverstärker OP2 ent­ wickelnde Offset-Spannung negativ ist.

Genauer gesagt besteht gemäß Fig. 5 der Transistor Tr15 aus Unter-Transistoren in Parallelschaltung und gleicher Größe, wohingegen der Transistor Tr16 durch eine parallele Kombination zweier Unter-Transistoren gleicher Größe zu denjenigen der Unter-Transistoren im Transistor Tr15 gebil­ det ist. In diesem Falle ist die Emitterfläche oder der Emitterbereich des Transistors Tr15 gleich dem Emitterbe­ reich oder der Emitterfläche des Transistors Tr16 multipli­ ziert mit einem Faktor von ungefähr 1,5. Somit ist die Offset-Spannung im Operationsverstärker OP2 negativ. Die negative Offset-Spannung im Operationsverstärker OP2 ermög­ licht es dem FET 6, mit Sicherheit in seinen idealen AUS- Zustand zu fallen, nachdem der Schalter SW1 den Schaltzu­ stand EIN eingenommen hat. Somit wird der durch die Lampe 2 fließende Laststrom nach dem Umschalten des Schalters SW1 in den Schaltzustand EIN zuverlässig auf Null gesetzt.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich zur ersten Ausführungsform mit Ausnahme der nachfolgend aufgeführten Änderungen in der Auslegung. In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der FET 6 in den Stromzufuhrpfad zwischen der Lampe 2 und der Masselei­ tung geschaltet. Der Stromfühlwiderstand 8 ist zwischen dem FET 6 und die Masseleitung geschaltet.

Eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung ist ähn­ lich zur ersten Ausführungsform oder zur zweiten Ausfüh­ rungsform mit Ausnahme der nachfolgenden Änderungen. Die dritte Ausführungsform der Erfindung verwendet eine PWM- Steuerung (PWM = Pulsbreitenmodulation), um den Effektiv­ wert oder Mittelwert des durch die Lampe 2 fließenden Last­ stromes zu ändern, wenn die Lampe 2 eingeschaltet bleibt. Änderungen im Effektivwert des Laststromes führen zu einer Änderung in der Helligkeit der Lampe 2.

Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung wird der durch die Lampe 2 fließende Laststrom in Antwort auf ein PWN-Signal (ein Impulssignal mit variabler Pulsbreite) ge­ steuert. Zusätzlich wird das Taktverhältnis oder der Takt­ zyklus des PWM-Signals variiert, um den Effektivwert des Laststromes zu ändern. Bevorzugt hat das PWM-Signal eine bestimmte Frequenz. Genauer gesagt, der Schalter SW1 wird zwischen den Schaltzuständen EIN und AUS in Antwort auf ein PWM-Signal (ein Pulssignal) umgeschaltet, welches ein va­ riables Taktverhältnis und eine bestimmte Frequenz hat. Das Taktverhältnis des PWM-Signals bestimmt das Verhältnis zwi­ schen jedem Zeitintervall, während dem der Schalter SW1 im Schaltzustand AUS verbleibt und jedem Zeitintervall, wäh­ rend dem der Schalter SW1 im Schaltzustand EIN verbleibt.

Mit anderen Worten, daß Taktverhältnis oder der Taktzyklus des PWM-Signals bestimmt das Verhältnis zwischen jedem Zeitintervall, während dem der Laststrom durch die Lampe 2 fließt und jedem Zeitintervall, während dem der Laststrom daran gehindert ist, durch die Lampe 2 zu fließen. Somit hängt der Effektivwert des Laststromes vom Taktzyklus oder Taktverhältnis des PWM-Signals ab. Es ist möglich, den Laststrom stabil zu steuern, ohne hochfrequentes Rauschen oder Impulsspitzenrauschen zu erzeugen.

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich zu den ersten, zweiten und dritten Ausführungs­ formen mit der Ausnahme, daß die Lampe 2 durch eine andere elektrische Last ersetzt ist, deren Innenwiderstand an­ wächst, wenn diese Last mit Energie versorgt oder erregt wird.

Beschrieben wurde eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last, welche ein Schaltelement aufweist, wel­ ches in einem Stromzufuhrpfad von einer Gleichstrom-Ener­ giequelle zu der elektrischen Last angeordnet ist. Ein Fühlwiderstand, der in Serienschaltung mit der Schaltvor­ richtung angeordnet ist, arbeitet dahingehend, einen Last­ strom in Form eines Spannungswertes zu erfassen. Der Last­ strom fließt über die Schaltvorrichtung in die elektrische Last. Eine Signalerzeugungsvorrichtung erzeugt ein Trapez­ wellensignal in Antwort auf von außen anliegenden Befehls­ signalen, um die elektrische Last ein- und auszuschalten. Das Trapezwellensignal ändert sich allmählich von einer er­ sten bestimmten Spannung auf eine zweite bestimmte Span­ nung, wenn die elektrische Last eingeschaltet wird. Weiter­ hin ändert sich das Trapezwellensignal allmählich von der zweiten bestimmten Spannung auf die erste bestimmte Span­ nung, wenn die elektrische Last ausgeschaltet wird. Eine Steuervorrichtung arbeitet dahingehend, das von der Signal­ erzeugungsvorrichtung erzeugte Trapezwellensignal und den Spannungswert vom Fühlwiderstand zu vergleichen, um die Schaltvorrichtung in Antwort auf ein Vergleichsergebnis zu steuern, so daß sich der Laststrom abhängig von dem Trapez­ wellensignal ändert.

Claims (8)

1. Eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last, mit:
einer Schaltvorrichtung (6), welche in einem Stromzu­ fuhrpfad von einer Gleichstrom-Energiequelle zu der elek­ trischen Last (2) geschaltet ist;
einem Fühlwiderstand (8), der in Serienschaltung mit der Schaltvorrichtung (6) verbunden ist, um einen Laststrom als Spannungswert zu erkennen, wobei der Laststrom über die Schaltvorrichtung (6) in die elektrische Last (2) fließt;
einer Signalerzeugungsvorrichtung (10) zur Erzeugung eines Trapezwellensignales in Antwort auf von außen anlie­ genden Befehlssignalen, um die elektrische Last ein- und auszuschalten, wobei sich das Trapezwellensignal allmählich von einer ersten bestimmten Spannung zu einer zweiten be­ stimmten Spannung ändert, wenn die elektrische Last einge­ schaltet wird und wobei sich das Trapezwellensignal allmäh­ lich von der zweiten bestimmten Spannung zur ersten be­ stimmten Spannung ändert, wenn die elektrische Last abge­ schaltet wird; und
einer Steuervorrichtung (20) zum Vergleichen des von dem Trapezwellen-Erzeugungsschaltkreis (10) erzeugten Tra­ pezwellensignales und des vom Fühlwiderstand (8) erzeugten Spannungswertes und zum Steuern der Schaltvorrichtung (6) in Antwort auf ein Ergebnis des Vergleichs, so daß sich der Laststrom abhängig von dem Trapezwellensignal ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Fühlwider­ stand (8) in einem Stromzufuhrpfad von der Gleichstrom- Energiequelle (4) zu der Schaltvorrichtung (6) geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltvor­ richtung (6) einen Transistor mit einem Steueranschluß auf­ weist, wobei der Transistor den Laststrom in Antwort auf eine Eingangsspannung am Steueranschluß steuert und wobei die Steuervorrichtung (20) einen Operationsverstärker zur Erzeugung eines Spannungssignales abhängig von einer Span­ nungsdifferenz zwischen dem Trapezwellensignal von dem Er­ zeugungsschaltkreis (10) und dem Spannungswert von dem Fühlwiderstand (8) aufweist, wobei weiterhin eine Vorrich­ tung zum Steuern der Eingangsspannung an den Steueranschluß des Widerstandes in Abhängigkeit von einer Ausgangsspannung des Operationsverstärkers vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Operations­ verstärker Vorrichtungen zur Erzeugung einer Offset-Span­ nung aufweist, welche es der Schaltvorrichtung (6) ermög­ licht, sicher in den Schaltzustand AUS zu gehen, wenn die elektrische Last (2) abgeschaltet werden soll.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Operations­ verstärker einen Differenzvestärkerschaltkreis aufweist, der eine Eingangsstufe bildet, wobei der Differenzverstär­ kerschaltkreis Eingangsanschlüsse und Lasttransistoren auf­ weist, welche den jeweiligen Eingangsanschlüssen entspre­ chen, wobei die Lasttransistoren unterschiedliche Größe zu­ einander haben, um die Offset-Spannung geeignet zu bestim­ men.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Signalerzeu­ gungsvorrichtung (10) eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Trapezwellensignales in Abhängigkeit von einem Impulssignal mit einem Taktzyklus aufweist, welcher gesteuert wird, um eine pulsweitenmodulierte Steuerung des Laststromes durch­ zuführen.

7. Eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last, mit:
Vorrichtungen zum allmählichen Anheben eines Laststro­ mes, der durch die elektrische Last (2) fließt, von einem Nullwert auf einen bestimmten Wert in Abhängigkeit von ei­ nem ersten Teil einer Trapezwellenform, wenn die elektri­ sche Last eingeschaltet werden soll; und
Vorrichtung zum allmählichen Absenken des Laststromes von dem bestimmten Wert auf den Nullwert abhängig von einem letzten Abschnitt der Trapezwellenform, wenn die elektri­ sche Last (2) abgeschaltet werden soll.

8. Eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Last, mit:
Vorrichtungen zum Erzeugen eines ersten Signales, wenn die elektrische Last abgeschaltet werden soll, wobei das erste Signal eine Wellenform entsprechend einem ersten Ab­ schnitt einer Trapezwellenform hat;
Vorrichtungen zum Erzeugen eines zweiten Signales ent­ sprechend eines Laststromes, der durch die elektrische Last (2) fließt;
Vorrichtungen, welche auf das erste Signal und das zweite Signal ansprechen, um, wenn die elektrische Last (2) einzuschalten ist, den Laststrom von einem Nullwert auf ei­ nem bestimmten Wert abhängig von der Wellenform des ersten Signales auf Rückkopplungssteuerungsbasis anzuheben;
Vorrichtungen zum Erzeugen eines dritten Signales, wenn die elektrische Last (2) abzuschalten ist, wobei das dritte Signal eine Wellenform entsprechend einem letzten Abschnitt der Trapezwellenform hat; und
Vorrichtungen, welche auf das zweite Signal und das dritte Signal ansprechen, um, wenn die elektrische Last (2) abzuschalten ist, den Laststrom von dem bestimmten Wert auf den Nullwert abhängig von der Wellenform des dritten Signa­ les auf Rückkopplungssteuerungsbasis abzusenken.