DE4017415C2 - Circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp for a vehicle headlight - Google Patents

Circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp for a vehicle headlight

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a circuit arrangement of mentioned in the preamble of claim 1.

Bei einer solchen, aus der EP-A 0 240 049 bekannten Schaltungsanordnung ist ein Gleichspannungswandler und ein nachgeschalteter Wechselrichter vorgesehen, dessen Ausgangsspannung an die Hochdruck-Entladungslampe angelegt wird. Ferner sind ein Spannungsdetektor für die Ausgangsspannung und ein Stromdetektor für den Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers sowie eine Steuerschaltung zur Steuerung der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers in Abhängigkeit von Ausgangsstrom und Ausgangsspannung vorgesehen. Obwohl diese bekannte Schaltungsanordnung ein Zünden der Entladungslampe mit Hilfe eines Gleichstroms ermöglicht, ist eine relativ lange Zeit erforderlich, um eine bestimmte Helligkeit mit der Entladungslampe erzeugen zu können. Dieses ist dadurch bedingt, daß beim sogenannten Kaltstart einer Entladungslampe, d. h. bei abgekühltem Glaskolben, es eine bestimmte Zeit benötigt, bis das Metalljodid in dem Glaskolben verdampft wird. Andererseits wird bei einer erneuten Einschaltung der Entladungslampe, nachdem diese kurzzeitig abgeschaltet war, der Druck in dem Glaskolben nach Ablauf einer bestimmten Zeit relativ hoch, wodurch auch die Entladungszündspannung hoch wird.With such a circuit arrangement known from EP-A 0 240 049 is a DC-DC converter and a downstream one Inverter provided, its output voltage is applied to the high-pressure discharge lamp. Further are a voltage detector for the output voltage and a Current detector for the output current of the DC-DC converter and a control circuit for controlling the output voltage of the DC-DC converter depending on Output current and output voltage provided. Although these known circuit arrangement igniting the discharge lamp with the help of a direct current is a relative long time required to use a certain brightness to be able to generate the discharge lamp. This is through conditional on the so-called cold start of a discharge lamp, d. H. when the glass flask has cooled, it is a certain time needed until the metal iodide evaporates in the glass bulb becomes. On the other hand, when you switch on again Discharge lamp after it was briefly switched off, the pressure in the glass bulb after a certain time Time relatively high, which also causes the discharge ignition voltage gets high.

Eine aus der DE-OS 37 19 356 bekannte Schaltungsanordnung zum hochfrequenten Betrieb einer Entladungslampe an einer Niedervolt-Gleichspannungsquelle sieht zwar bereits eine Erhöhung des Lampenanlaufstroms vor, um den normalen Betriebszustand der Entladungslampe so schnell wie möglich herzustellen, benutzt jedoch zu diesem Zweck einen parallel geschalteten Transistor, mit dem eine Widerstandsänderung und damit eine Änderung einer Zeitkonstanten ausgeführt wird. Bei einer derartigen Erhöhung des Lampenanlaufstroms wird jedoch die Regelung zur Stabilisierung der Lampenleistung außer Kraft gesetzt.A circuit arrangement known from DE-OS 37 19 356 for high-frequency operation of a discharge lamp on a Low-voltage DC voltage source already sees an increase the lamp starting current before the normal operating state the discharge lamp as quickly as possible, however, use a parallel for this purpose switched transistor with which a change in resistance  and thus a change in a time constant is carried out becomes. With such an increase in lamp starting current However, the regulation to stabilize the lamp power overridden.

Aus dem DE-Buch Sturm, C. H., Vorschaltgeräte und Schaltungen für Niederspannungs-Entladungslampen, 5. Aufl., Herausgeber: Brown, Boverie & Cie. AG, Mannheim, Verlag Girardet, Essen 1974, Seiten 418 und 419, ist es allgemein bekannt, daß bei Hochdruck-Entladungslampen die Anlaufphase dadurch verkürzt werden kann, daß während der Anlaufphase eine höhere Leistung als die Nennleistung verwendet wird. Dabei kann der Lampenstrom unmittelbar nach dem Zünden der Lampe den vierfachen Wert des Nennstromes haben. Nach etwa einer Minute beträgt die Lampenspannung etwa 50% der Nennspannung und der Lampenstrom etwa 320% des Nennstromes. Das ergibt eine momentane Leistung von etwa 160% der Nennleistung.From the DE book Sturm, C.H., ballasts and circuits for low-voltage discharge lamps, 5th edition, publisher: Brown, Boverie & Cie. AG, Mannheim, Girardet publishing house, Essen 1974, pages 418 and 419, it is generally known that in the case of high-pressure discharge lamps, the start-up phase can be shortened that during the start-up phase higher power than the nominal power is used. Here the lamp current can be immediately after the lamp has been ignited have four times the value of the nominal current. After about one Minute, the lamp voltage is approximately 50% of the nominal voltage and the lamp current is about 320% of the nominal current. That makes a current output of approximately 160% of the nominal output.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß die in einem Fahrzeugscheinwerfer verwendete Hochdruck-Entladungslampe optimal schnell ihre volle Helligkeit abgibt, andererseits aber nur im erforderlichen Maß mit einer über der Nennleistung liegenden erhöhten Leistung betrieben wird.The object of the invention is to provide a circuit arrangement further developed in the preamble of claim 1, that used in a vehicle headlight High-pressure discharge lamp optimally quickly its full brightness emits, but on the other hand only to the extent necessary a higher power than the nominal power becomes.

Bei einer Schaltungsanordnung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.In the case of a circuit arrangement of the type mentioned, this is Task by in the characterizing part of claim 1 specified features solved.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß mit Hilfe der Zeitkonstantenschaltung, die unterschiedliche Entlade- und Ladezeitkonstanten aufweist, die Lampenausschaltzeit unabhängig von der Lampeneinschaltzeit überwacht werden kann. The circuit arrangement according to the invention is characterized by this from that with the help of the time constant circuit, the has different discharge and charge time constants, the lamp switch-off time regardless of the lamp switch-on time can be monitored.  

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Schaltungsanordnung sowie ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Im einzelnen zeigen An embodiment of a conventional circuit arrangement and an embodiment of the invention Circuit arrangement are based on the drawing in detail explained. Show in detail  

Fig. 1 bis 3 eine Ausführungsform einer herkömmlichen Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Fahrzeug-Hochdruck-Entladungslampe, und zwar Figs. 1 to 3 show an embodiment of a conventional circuit arrangement for operating a vehicle high-pressure discharge lamp, and that

Fig. 1 ein Blockschaltbild des allgemeinen Schaltungsauf­ baus; Fig. 1 is a block diagram of the general Schaltungsauf construction;

Fig. 2 ein Schaltbild des Schaltungsaufbaus wesentlicher Abschnitte; Fig. 2 is a circuit diagram of the circuit structure of essential sections;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Anordnung; Fig. 3 is a diagram for explaining the operation of the arrangement;

Fig. 4 bis 10 eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe für Fahrzeuge gemäß der Erfindung; und zwar FIGS. 4 to 10 shows an embodiment of a circuit arrangement for operating a discharge lamp for a vehicle according to the invention; in fact

Fig. 4 ein Blockschaltbild des allgemeinen Schaltungsauf­ baus; Fig. 4 is a block diagram of the general circuit construction;

Fig. 5 ein Schaltbild des Schaltungsaufbaus wesentlicher Abschnitte; Fig. 5 is a circuit diagram of the circuit structure of essential sections;

Fig. 6 ein SchaItbild einer Niederspannungsrückstell­ schaltung; Fig. 6 is a SchaItbild a low voltage reset circuit;

Fig. 7A ein Schaltbild einer Hochfrequenz-Verstärkungs­ schaltung; Fig. 7A is a circuit diagram of a high frequency amplification circuit;

Fig. 7B ein schematisches Wellenformdiagramm; 7B is a schematic waveform diagram.

Fig. 8 ein Schaltbild einer Zündschaltung und einer Zündstartschaltung; Fig. 8 is a circuit diagram of an ignition circuit and a Zündstartschaltung;

Fig. 9 ein schematisches Diagramm des zeitlichen Verlaufs von Strömen und Spannungen einzelner Schaltungskom­ ponenten und des Lichtflusses von einer Lampe zur Erläuterung einer Steueroperation; und Fig. 9 is a schematic diagram of the temporal profile of currents and voltages of individual circuit components and the light flux from a lamp to explain a control operation; and

Fig. 10 ein Diagramm der Beziehung zwischen Ausgangsspan­ nung und Ausgangsstrom eines Gleichspannungs- Wandlers. Fig. 10 is a diagram of the relationship between output voltage and output current of a DC-DC converter.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Metallhalogenid-Lampe. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a circuit arrangement for operating a metal halide lamp.

Diese Schaltungsanordnung 1 weist eine Batterie 2 auf, welche eine Gleichspannung von etwa 12 Volt liefert. Die Batterie 2 ist an ein Paar Eingangsklemmen 3 und 3′ der Anordnung 1 angeschlossen.This circuit arrangement 1 has a battery 2 , which supplies a DC voltage of approximately 12 volts. The battery 2 is connected to a pair of input terminals 3 and 3 'of the arrangement 1 .

Ein Gleichspannungswandler 4 weist eine Eingangs­ klemme auf, die mit der Anschlußklemme der Batterie 2 über einen Lichtschalter 5 verbunden ist.A DC-DC converter 4 has an input terminal which is connected to the connection terminal of the battery 2 via a light switch 5 .

Ein Gleichspannungs-Wechselspannungs-Umformer 6 ist als nachfolgen­ de Stufe zum Gleichspannungswandler vorgesehen. Der Umformer 6 wandelt die Ausgangsgleichspannung des Wandlers 4 in eine sinusförmige Wechselspannung um. Eine Gegentakt-Wechselrichterschaltung kann als Umformer 6 dienen.A DC-AC converter 6 is provided as a subsequent stage to the DC converter. The converter 6 converts the DC output voltage of the converter 4 into a sinusoidal AC voltage. A push-pull inverter circuit can serve as a converter 6 .

Eine StrombegrenzungsIast- und LampenzündschaItung 7 ist als nachfolgende Stufe des Umformers vorgesehen. Eine Metallhalogenid-Lampe 8 ist an die Ausgangs­ klemmen der Schaltung 7 angeschlossen.A current limiting load and lamp ignition circuit 7 is provided as the subsequent stage of the converter. A metal halide lamp 8 is connected to the output terminals of the circuit 7 .

Eine Zündstartschaltung 9 ist an die Strombegrenzungs­ last- und Lampenzündschaltung 7 angeschlossen, um an diese ein Triggersignal zu liefern.An ignition start circuit 9 is connected to the current limiting load and lamp ignition circuit 7 in order to deliver a trigger signal to the latter.

Eine SteuerschaItung 10 erzeugt ein Impulssignal mit einem Tastverhältnis gemäß der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 4 sowie einer über einen Meßwiderstand 13 erhaltenen Spannung, gibt dann das Impulssignal an den Wandler 4, um dessen Ausgangsspannung zu steuern. Die Ausgangsspannung des Wandlers 4 wird ermittelt durch Widerstände 11 und 11′ sowie einen variablen Widerstand 12, der zur Spannungsteilung zwischen den Ausgangsklemmen des Wandlers 4 angeordnet ist. Die Spannung von dem Meßwiderstand 13 ist an eine Leitung angeschlossen, welche den Gleichspannungswandler 4 mit dem Umformer 6 verbindet, um den Ausgangsstrom des Wandlers 4 in eine Spannung umzuwandeln.A control circuit 10 generates a pulse signal with a pulse duty factor in accordance with the output voltage of the DC-DC converter 4 and a voltage obtained via a measuring resistor 13 , then outputs the pulse signal to the converter 4 in order to control its output voltage. The output voltage of the converter 4 is determined by resistors 11 and 11 'and a variable resistor 12 which is arranged for voltage division between the output terminals of the converter 4 . The voltage from the measuring resistor 13 is connected to a line which connects the DC-DC converter 4 to the converter 6 in order to convert the output current of the converter 4 into a voltage.

Wenn der Lichtschalter 5 in der Anordnung 1 geschlos­ sen wird, sendet die Zündstartschaltung 9 ein Signal zu der Strombegrenzungslast - und Lampenzündschaltung 7, um auf diese Weise einen Triggerimpuls zu erzeugen, welcher die Lampe 8 triggert. Dann führt die Steuerschaltung 10 eine benötigte Wandlung bzw. Erhöhung der Batteriespannung durch, so daß die Entladungslampe gezündet wird.When the light switch 5 in the arrangement 1 is closed, the ignition start circuit 9 sends a signal to the current limiting load and lamp ignition circuit 7 in order to generate a trigger pulse which triggers the lamp 8 . Then the control circuit 10 carries out a required conversion or increase in the battery voltage so that the discharge lamp is ignited.

Wesentliche Abschnitte der Anordnung 1 werden nach­ folgend im einzelnen beschrieben.Essential sections of the arrangement 1 are described in detail below.

GleichspannungswandlerDC converter

Der Gleichspannungswandler 4 ist als ein Zerhacker-Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler ausgebildet, umfaßt eine Spule 15, die mit einer positiven Leitung 14 ver­ bunden ist, einen n-Kanal-Feldeffekttransistor (FET) 16, eine Gleichrichterdiode 17 und einen Glättungskondensator 18. Der FET 16 ist in der auf die Spule 15 folgenden Stufe angeordnet und an die positive Leitung 14 und eine Erdleitung 14′ ange­ schlossen. Der FET 16 führt seine Schaltoperation durch in Reaktion auf einen Steuerimpuls von der Steuerschaltung 10. Die Anode der Gleichrichterdiode 17 ist mit dem Drain des FET 16 an der positiven Leitung 16 verbunden. Der Glättungskon­ densator 18 ist mit der Kathode der Gleichrichterdiode 17 und der Erdleitung 14′ verbunden.The DC-DC converter 4 is designed as a chopper DC-DC converter, includes a coil 15 , which is connected to a positive line 14 , an n-channel field effect transistor (FET) 16 , a rectifier diode 17 and a smoothing capacitor 18th The FET 16 is arranged in the stage following the coil 15 and connected to the positive line 14 and an earth line 14 '. The FET 16 performs its switching operation in response to a control pulse from the control circuit 10 . The anode of the rectifier diode 17 is connected to the drain of the FET 16 on the positive line 16 . The Glättungskon capacitor 18 is connected to the cathode of the rectifier diode 17 and the ground line 14 '.

Bei der in der beschriebenen Art aufgebauten Wandlerschaltung 4 speichert die Spule 15 Energie, wenn der FET 16 leitend wird in Reaktion auf einen Steuerimpuls von der Steuerschal­ tung 10. Wenn der FET 16 nichtleitend wird, gibt die Spule 15 die gespeicherte Energie frei mit der folgenden Überlagerung der entsprechenden Spannung auf die Eingangsspannung, wodurch die Gleichspannung angehoben wird.In the converter circuit 4 constructed in the manner described, the coil 15 stores energy when the FET 16 becomes conductive in response to a control pulse from the control circuit 10 . When the FET 16 becomes non-conductive, the coil 15 releases the stored energy with the subsequent superimposition of the corresponding voltage on the input voltage, which increases the DC voltage.

SteuerschaltungControl circuit

Die Steuerschaltung 10 umfaßt einen Spannungsberechnungsbe­ reich 19, einen Stromberechnungsbereich 20 und einen PWM-Be­ reich (Impulsdauermodulation) 21. Der Spannungsberechnungsbe­ reich 19 ermittelt die Ausgangsspannung von der Wandlerschal­ tung 4 und führt eine Differenzverstärkung durch. Der Stromberechnungsbereich 20 ermittelt eine Spannung entspre­ chend dem Ausgangsstrom von der Wandlerschaltung 4 und führt eine Differenzverstärkung durch. Der PWM-Bereich 21 er­ zeugt einen Rechteckimpuls mit einem Tastverhältnis entspre­ chend den Signalen von den Berechnungsbereichen 19 und 20 und sendet den Impuls zu dem Gate des FET 16 der Wandlerschaltung 4.The control circuit 10 includes a voltage calculation area 19 , a current calculation area 20, and a PWM area (pulse width modulation) 21 . The voltage calculation area 19 determines the output voltage from the converter circuit 4 and performs differential amplification. The current calculation area 20 determines a voltage corresponding to the output current from the converter circuit 4 and performs differential amplification. The PWM region 21 it generates a rectangular pulse with a duty cycle corresponding to the signals from the calculation regions 19 and 20 and sends the pulse to the gate of the FET 16 of the converter circuit 4th

SpannungsberechnungsbereichStress calculation range

Eine Differenzverstärkerschaltung 22 wird gebildet aus einem Differenzverstärker 24 und einem Widerstand 23, welche in einer Gegenkopplungsanordnung verbunden sind. Ein nichtinvertierender Eingang des Operationsverstärkers 24 der Differenzverstärkerschaltung 22 ist mit dem Abgriff des veränderlichen Widerstandes 12 der vorerwähnten Spannungsteilung über einen Widerstand 25 verbunden. Ein Widerstand 26 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang und der Erdleitung verbunden. Dem invertierenden Eingang des Operati­ onsverstärkers 24 wird eine vorbestimmte erste Bezugsspannung (bezeichnet als V1 (V)) zugeführt, welche durch Spannungstei­ lungswiderstände 27 und 28 bestimmt wird.A differential amplifier circuit 22 is formed from a differential amplifier 24 and a resistor 23 , which are connected in a negative feedback arrangement. A non-inverting input of the operational amplifier 24 of the differential amplifier circuit 22 is connected to the tap of the variable resistor 12 of the aforementioned voltage division via a resistor 25 . A resistor 26 is connected to the non-inverting input and the ground line. The inverting input of the operational amplifier 24 is supplied with a predetermined first reference voltage (referred to as V 1 (V)) which is determined by voltage division resistors 27 and 28 .

StromberechnungsbereichCurrent calculation area

Eine Verstärkerschaltung 29 umfaßt einen Operationsverstärker 31 und einen Widerstand 30, welche in einer Gegenkopplungsan­ ordnung verbunden sind. Der invertierende Eingang der Ver­ stärkerschaltung 29 ist über einen Widerstand 32 mit dem Ende des Meßwiderstandes 13 verbunden, welcher sich auf der Seite des Kondensators 18 befindet. Der nichtinvertierende Eingang der Verstärkerschaltung 29 ist mit dem anderen Ende des Meßwiderstandes 13 verbunden. Die Verstärkerschaltung 29 dient der Verstärkung der Spannung, die an dem Meßwiderstand 13 erzeugt wird entsprechend dem Ausgangsstrom der Wandler­ schaltung 4 und gibt die verstärkte Spannung ab.An amplifier circuit 29 comprises an operational amplifier 31 and a resistor 30 which are connected in a negative feedback arrangement. The inverting input of the amplifier circuit 29 is connected via a resistor 32 to the end of the measuring resistor 13 , which is located on the side of the capacitor 18 . The non-inverting input of the amplifier circuit 29 is connected to the other end of the measuring resistor 13 . The amplifier circuit 29 serves to amplify the voltage which is generated at the measuring resistor 13 in accordance with the output current of the converter circuit 4 and outputs the amplified voltage.

Ein Tiefpaßfilter (LPF) 33 ist in der auf die Verstärker­ schaltung 29 folgenden Stufe zur Gleichrichtung vorgesehen.A low pass filter (LPF) 33 is provided in the amplifier circuit 29 following stage for rectification.

Eine Differenzverstärkerschaltung 34 umfaßt einen Operati­ onsverstärker 36 und einen Widerstand 35, welche in einer Gegenkopplungsanordnung verbunden sind. Der nichtinvertie­ rende Eingang der Schaltung 34 ist mit der Ausgangsklemme des Tiefpaßfilters 33 über einen Widerstand 37 verbunden. Ein Widerstand 38 ist an den nichtinvertierenden Eingang der Schaltung 34 und die Erdleitung angeschlossen. Dem invertie­ renden Eingang der Schaltung 34 wird eine vorbestimmte zweite Bezugsspannung (bezeichnet als V2 (V)) zugeführt, welche durch einen veränderlichen Widerstand 39 spezifiziert wird.A differential amplifier circuit 34 comprises an operational amplifier 36 and a resistor 35 , which are connected in a negative feedback arrangement. The non-inverting input of the circuit 34 is connected to the output terminal of the low-pass filter 33 via a resistor 37 . A resistor 38 is connected to the non-inverting input of circuit 34 and the ground line. A predetermined second reference voltage (referred to as V 2 (V)) is supplied to the inverting input of the circuit 34 , which is specified by a variable resistor 39 .

Der Stromberechnungsbereich 20 umfaßt ferner einen Kondensa­ tor 40, welcher dem Rückkopplungswiderstand parallel geschal­ tet ist, um das Ansprechen zu verlangsamen.The current calculation section 20 further includes a capacitor 40 which is connected in parallel with the feedback resistor to slow the response.

PWM-BereichPWM area

Der PWM-Bereich 21 umfaßt einen Komparator 41, einen Aus­ gangsmoduswähler 43 und eine Gateansteuerschaltung 45. Die Minuseingangsklemme des Komparators 41 ist ODER-verknüpft mit den Ausgängen der Operationsverstärker 24 und 36, und seinem positiven Eingang wird eine Sägezahnspannung von einem Oszil­ lator (OSC) 42 zugeführt.The PWM region 21 comprises a comparator 41 , an output mode selector 43 and a gate drive circuit 45 . The minus input terminal of the comparator 41 is OR-linked to the outputs of the operational amplifiers 24 and 36 , and its positive input is supplied with a sawtooth voltage from an oscillator (OSC) 42 .

Der Ausgangsmoduswähler 43 ist mit der Ausgangsklemme des Komparators 41 verbunden, um von diesem Ausgangssignale zu wählen. Das Ausgangssignal des Wählers 43 wird zu einem Puf­ fer 44 gesendet.The output mode selector 43 is connected to the output terminal of the comparator 41 to select output signals therefrom. The output signal of the selector 43 is sent to a buffer 44 .

Der Eingang der Gateansteuerschaltung 45 ist mit dem Ausgang des Puffers 44 verbunden und sein Ausgang mit dem Gate des FET 16 der Wandlerschaltung 4 verbunden. Die Gateansteuer­ schaltung 45 dient zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Schaltoperation des FET 16.The input of the gate drive circuit 45 is connected to the output of the buffer 44 and its output is connected to the gate of the FET 16 of the converter circuit 4 . The gate drive circuit 45 serves to increase the speed of the switching operation of the FET 16 .

Mit dem geschilderten Aufbau erzeugt der PWM-Bereich 21 ein lmpulssignal mit einem Tastverhältnis entsprechend den Aus­ gangsspannungen der Differenzverstärker 22 und 34, welche Fehlerverstärkern entsprechen, und führt den Impuls zurück zu dem Gate des FET 16 der Wandlerschaltung 4. Obzwar nicht ge­ zeigt, ist auch eine Schaltung zum Spezifizieren des Maximal­ wertes des Arbeitszyklus dieses Impulssignals vorgesehen, welche angewendet wird, um das Erhöhungsverhältnis der Wandler­ schaltung 4 zu steuern.With the structure described, the PWM region 21 generates a pulse signal with a pulse duty factor corresponding to the output voltages of the differential amplifiers 22 and 34 , which correspond to error amplifiers, and leads the pulse back to the gate of the FET 16 of the converter circuit 4 . Although not shown ge, a circuit for specifying the maximum value of the duty cycle of this pulse signal is provided, which is used to control the increase ratio of the converter circuit 4 .

Die Arbeitsweise der Anordnung wird jetzt beschrie­ ben.The operation of the arrangement is now described ben.

Fig. 3 zeigt schematisch die zeitlichen Veränderungen der Ausgangsspannung V0 (V) und des Ausgangsstromes I0 (A) des Gleichspannungswandlers 4, das Potential Ve (V) an den Ausgangsklemmen der Operationsverstärker 24 und 36, den Lampenstrom IL (A), die Lampenspannung V1 (V) und den Licht­ fluß L (lm) der Lampe 8. Der Ursprung der Zeitachse ent­ spricht dem Zeitpunkt, bei dem der Lichtschalter 5 geschlos­ sen wird. Fig. 3 shows the temporal changes of the output voltage V shows schematically 0 (V) and output current I 0 (A) of the DC-DC converter 4, the potential V e (V) at the output terminals of the operational amplifiers 24 and 36, the lamp current I L (A) , The lamp voltage V 1 (V) and the light flow L (lm) of the lamp 8th The origin of the time axis corresponds to the time at which the light switch 5 is closed.

Wie aus den mit ausgezogenen Linien gezeigten Kurven in Fig. 3 ersichtlich, ist zum Zeitpunkt des Kaltstarts, da die Lam­ penspannung VL unmittelbar nach dem Zünden der Entladungs­ lampe niedrig ist, der Ausgangsstrom I0 der Wandlerschaltung 4 niedrig. Folglich wird das Tastverhältnis des lmpulssignals von dem PWM-Bereich 21 durch das verstärkte Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung 22 so eingestellt, daß es den Maximalwert annimmt. Dies erhöht die Ausgangsspannung V0 der Wandlerschaltung 4 auf einen vorbestimmten Pegel und er­ höht den Lampenstrom IL, wodurch die Lichtemission von der Lampe 8 angetrieben wird.As can be seen from the curves shown in solid lines in FIG. 3, at the time of the cold start, since the lamp voltage V L is low immediately after the discharge lamp is ignited, the output current I 0 of the converter circuit 4 is low. Accordingly, the duty ratio of the pulse signal from the PWM section 21 is adjusted by the amplified output of the differential amplifier circuit 22 to take the maximum value. This increases the output voltage V 0 of the converter circuit 4 to a predetermined level and increases the lamp current I L , whereby the light emission from the lamp 8 is driven.

Mit Zunahme des Lichtflusses L der Lampe 8 steigt die Lampen­ spannung VL, was zu einer Zunahme des Ausgangsstromes I0 der Wandlerschaltung 4 führt. Wenn dieser Ausgangsstrom I0 einen vorbestimmten Pegel erreicht entsprechend der Bezugs­ spannung V2 des Differenzverstärkers 34, wird das Tastverhältnis des Impulssignals von dem PWM-Bereich 21 dann durch das verstärkte Ausgangssignal des Differenzverstärkers 34 spezifiziert, so daß dieses Tastverhältnis mit einer Zunahme der Spannung Ve abnimmt. Folglich nimmt die Ausgangsspannung V0 der Wandlerschaltung 4, welche auf einem hohen Wert gehal­ ten worden ist, allmählich ab mit der Zunahme des Ausgangs­ stromes I0, und der Ausgangsstrom I0 erreicht schließlich einen normalen Pegel. Dementsprechend steigt der Lichtfluß L der Lampe am Beginn des Leuchtens der Lampe steil an und ver­ ändert sich dann, um den Nennwert zu erreichen.With an increase in the light flux L of the lamp 8 , the lamp voltage V L increases , which leads to an increase in the output current I 0 of the converter circuit 4 . When this output current I 0 reaches a predetermined level corresponding to the reference voltage V 2 of the differential amplifier 34 , the duty cycle of the pulse signal from the PWM region 21 is then specified by the amplified output signal of the differential amplifier 34 , so that this duty cycle with an increase in the voltage V e decreases. Consequently, the output voltage V 0 of the converter circuit 4 , which has been kept at a high value, gradually decreases with the increase in the output current I 0 , and the output current I 0 finally reaches a normal level. Accordingly, the luminous flux L of the lamp rises steeply at the beginning of the lamp lighting and then changes to reach the nominal value.

Falls die Lampe 8 wieder gezündet wird, nachdem sie zeitwei­ lig einige Sekunden lang ausgeschaltet war, ist der Glaskol­ ben der Lampe 8 noch heiß. Wie aus den Kurven hervorgeht, die mit punkt-strichlierten Linien gezeigt sind, ist die Lampenspannung VL unmittelbar nach dem Wiederzünden der Lampe 8 hoch, und der Ausgangsstrom I0 der Wandlerschal­ tung 4 ist hoch. Folglich ist das Tastverhältnis des Impuls­ signals des PWM-Bereichs 21 klein, so daß die Ausgangsspan­ nung V0 der Wandlerschaltung 4 unmittelbar nach dem Zünden der Lampe auf nahezu den normalen Spannungspegel abnimmt. Der Lampenstrom IL erfährt eine ähnliche Veränderung. Der Licht­ fluß L erreicht schnell den Nennflußpegel.If the lamp 8 is ignited again after it was temporarily switched off for a few seconds, the glass bulb of the lamp 8 is still hot. As can be seen from the curves shown with dotted lines, the lamp voltage V L is high immediately after the lamp 8 is re-ignited, and the output current I 0 of the converter circuit 4 is high. Consequently, the pulse duty factor of the PWM region 21 is small, so that the output voltage V 0 of the converter circuit 4 decreases to almost the normal voltage level immediately after the lamp has been ignited. The lamp current I L undergoes a similar change. The light flow L quickly reaches the nominal flow level.

Falls die Lampe wieder eingeschaltet wird nach Ablauf von einigen zehn Sekunden, nachdem sie ausgeschaltet worden ist, wird eine Rückkopplungssteuerung in der Weise durchgeführt, daß I0, Ve, IL, VL und L die Werte annehmen, die in Fig. 3 durch die mit zwei Punkten gestrichelten Linien angezeigt sind, welche zwischen der ausgezogenen Linie und der mit einem Punkt gestrichelten Linie für die vorherigen zwei Fälle liegen.If the lamp is turned on again a few tens of seconds after it has been turned off, feedback control is performed so that I 0 , V e , I L , V L and L assume the values shown in FIG. 3 are indicated by the dotted lines between the solid line and the dotted line for the previous two cases.

Die Anordnung 1 führt die Steuerung so aus, daß der Maximalwert des Lampenstromes IL bei Beginn des Zündens der Lampe 8 zum Zeitpunkt des Kaltstarts, für welchen die Ingangsetzungszeit besonders wichtig ist, durch den Spannungsberechnungsbereich 19 spezifiziert wird, und die Lichtemissionssteuerung für die Lampe 8 wird danach an dem Stromberechnungsbereich 20 angewendet, um zuzulassen, daß der Ausgangsstrom I0 der Wandlerschaltung 4 schnell einen vorbe­ stimmten Pegel erreicht. Diese Steuerung verhindert, daß die Ingangsetzungszeit und die Wiederingangsetzungszeit bedeutend lang werden aufgrund des physikalischen Zustandes der Lampe 8 (der Temperatur und des Innendrucks des Glaskolbens usw.), der Umgebungsbedingungen, wie der Umgebungstemperatur oder des Einflusses äußerer Ursachen, wie zum Beispiel einer Verände­ rung der Batteriespannung. Es ist daher möglich, den Licht­ fluß der Lampe in einer kurzen Zeitspanne auf den normalen stabilen Zustand anzuheben. Es ist auch möglich, den Maximal­ wert des Lampenstromes I0 zum Zeitpunkt des Kaltstarts leicht einzustellen und bei Beginn des Leuchtens der Lampe einen um ein Vielfaches über dem Nennstrompegel der Lampe liegenden Strom anzuwenden. Diese herkömmliche Anordnung kann daher für eine Lampe verwendet werden, deren Lichtfluß langsam ansteigt. The arrangement 1 carries out the control so that the maximum value of the lamp current I L at the start of ignition of the lamp 8 at the time of the cold start, for which the starting time is particularly important, is specified by the voltage calculation area 19 , and the light emission control for the lamp 8 is then applied to the current calculation section 20 to allow the output current I 0 of the converter circuit 4 to quickly reach a predetermined level. This control prevents the start-up time and the restart time from becoming significantly long due to the physical condition of the lamp 8 (the temperature and the internal pressure of the glass bulb, etc.), the environmental conditions such as the ambient temperature or the influence of external causes such as a change the battery voltage. It is therefore possible to raise the light flow of the lamp to the normal stable state in a short period of time. It is also possible to easily set the maximum value of the lamp current I 0 at the time of the cold start and to apply a current which is many times higher than the nominal current level of the lamp when the lamp begins to light up. This conventional arrangement can therefore be used for a lamp whose light flux increases slowly.

Die bevorzugte Ausführungsform einer Schaltungsanordnung für eine Fahrzeug-Entladungslampe gemäß der Erfindung wird nun im einzelnen anhand der Fig. 4 bis 10 beschrie­ ben. The preferred embodiment of a circuit arrangement for a vehicle discharge lamp according to the invention will now be described in detail with reference to FIGS. 4 to 10.

In Fig. 4 weist eine Anordnung 101 eine Batterie 102 auf, welche eine Gleichspannung von 12 Volt liefert. Die Bat­ terie 102 ist an die Gleichspannungs-Eingangsklemmen 103 und 103′ der Anordnung 101 angeschlossen.In Fig. 4 101 includes an arrangement of a battery 102 which supplies a DC voltage of 12 volts. The Bat terie 102 is connected to the DC input terminals 103 and 103 'of the arrangement 101 .

Die Bezugszeichen 104 und 104′ bezeichnen Gleichspannungs-An­ schlußleitungen. Ein Lichtschalter 105 ist mit der positiven Leitung 104 verbunden.The reference numerals 104 and 104 'denote DC voltage supply lines. A light switch 105 is connected to the positive line 104 .

Bei Empfang eines Signals von einem Abnormalitätsdetektor (der später beschrieben wird), wenn eine Unregelmäßigkeit in dem Lampenstromkreis auftritt, öffnet eine Stromabschaltre­ lais-Schaltung 106 einen Relaiskontakt 106a, der in der posi­ tiven Leitung 104 angeordnet ist, um die Stromver­ sorgung zu Schaltungen zu unterbrechen, die in nach­ folgenden Stufen angeordnet sind.Upon receipt of a signal from an abnormality detector (which will be described later) when an abnormality occurs in the lamp circuit, a current cut-off relay circuit 106 opens a relay contact 106 a which is arranged in the positive line 104 to supply power to circuits to interrupt, which are arranged in the following stages.

Eine Stromanschlußklemme 107 ist vorgesehen zum Abziehen einer Stromversorgungsspannung über eine Diode 108 bei der auf den Relaiskontakt 106a folgenden Stufe. Diese Netzan­ schlußspannung B (V) wird einer Steuerschaltung usw. zuge­ führt, welche später beschrieben wird.A power terminal 107 is provided for withdrawing a power supply voltage via a diode 108 at the stage following the relay contact 106 a. This Netzan circuit voltage B (V) is supplied to a control circuit, etc., which will be described later.

Ein Gleichspannungswandler 109 ist bei der auf die Stromabschaltrelais-Schaltung 106 folgenden Stufe vorgesehen. Diese Wandlerschaltung 109 hebt die Batteriespannung an unter Kontrolle der Steuerschaltung (die später beschrieben wird).A DC-DC converter 109 is provided at the stage following the current cut-off relay circuit 106 . This converter circuit 109 raises the battery voltage under the control of the control circuit (which will be described later).

Ein Gleichspannungs-Wechselspannungs-Umformer 110 ist in der auf den Gleichspannungswandler 109 folgenden Stufe vorgese­ hen. Dieser Umformer 110 wandelt die Ausgangsgleich­ spannung der Wandlerschaltung 109 in eine sinusförmige Wechselspannung um. Eine Gegentakt-Wechselrichterschaltung kann zum Beispiel als Umformer 110 dienen. A DC-AC converter 110 is provided in the stage following the DC-DC converter 109 . This converter 110 converts the DC output voltage of the converter circuit 109 into a sinusoidal AC voltage. A push-pull inverter circuit can serve as converter 110 , for example.

Eine Zündschaltung 111 erzeugt einen Lampentriggerimpuls bei Empfang eines Signals von einer Zündstartschaltung (die spä­ ter beschrieben wird) bei Beginn des Zündens einer Lampe und legt das lmpulssignal an die Primärwicklung 112a des Trigger­ transformators 112 an.An ignition circuit 111 generates a lamp trigger pulse upon receipt of a signal from an ignition start circuit (which will be described later) at the start of lamp ignition and applies the pulse signal to the primary winding 112a of the trigger transformer 112 .

Wechselspannungs-Ausgangsleitungen 113 und 113′ verbinden die Ausgangsklemmen des Umformers 110 mit Wechselspannungs-Ausgangsklemmen 114 und 114′. Die Leitung 113 ist mit einer Sekundärwicklung 112b eines Triggertrans­ formators 112 verbunden, der an der Leitung 113 vorgesehen ist, während die andere Leitung 113′ mit einem Kondensator 115 verbunden ist. Der Kondensator 115 bildet zusammen mit der Sekundärwicklung 112b eine Strombegrenzungslast, dient aber auch zur Ermittlung des Lampenstromes.AC voltage output lines 113 and 113 'connect the output terminals of the converter 110 to AC voltage output terminals 114 and 114 '. The line 113 is connected to a secondary winding 112 b of a trigger transformer 112 , which is provided on the line 113 , while the other line 113 'is connected to a capacitor 115 . The capacitor 115 forms a current limiting load together with the secondary winding 112 b, but also serves to determine the lamp current.

Eine Metallhalogenid-Lampe 116 mit einer Nennleistung von 35 W ist mit den Wechselspannungs-Ausgangsklemmen 114 und 114′ verbunden.A metal halide lamp 116 with a nominal power of 35 W is connected to the AC output terminals 114 and 114 '.

Eine Zündstartschaltung 117 ermittelt auf der Grundlage des durch den Kondensator 115 ermittelten Lampenstromes, ob die Lampe 116 eingeschaltet ist oder nicht, und liefert ein Signal zur Erzeugung eines Triggerimpulssignals an die Zünd­ schaltung 111, wenn die Lampe sich in ungezündetem Zustand befindet.An ignition start circuit 117 determines whether the lamp 116 is on or not based on the lamp current detected by the capacitor 115 , and supplies a signal to generate a trigger pulse signal to the ignition circuit 111 when the lamp is in the non-ignited state.

Eine Steuerschaltung 118 erzeugt einen Steuerimpuls Ps mit einem Tastverhältnis entsprechend der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 109 sowie einer über einen Stromermittlungswiderstand 120 angelegten Spannung, sendet dann das Signal Ps zum Gleichspannungswandler 109 über eine Gateansteuerschaltung 121, um die Ausgangsspan­ nung des Wandlers 109 zu steuern. Die Ausgangsspan­ nung des Wandlers 109 wird bei Beginn des Leuchtens ermittelt durch Spannungsteilungswiderstände 119 und 119′, die zwischen den Ausgängen des Wandlers 109 angeord­ net sind. Der Widerstand 120 ist mit einer Erdleitung verbun­ den, die einen der Ausgänge des Wandlers 109 und einen Eingang des Umformers 110 verbin­ det, um den Ausgangsstrom des Wandlers 109 in eine Spannung umzuwandeln.A control circuit 118 generates a control pulse Ps with a duty cycle corresponding to the output voltage of the DC / DC converter 109 and a voltage applied via a current detection resistor 120 , then sends the signal Ps to the DC / DC converter 109 via a gate drive circuit 121 to control the output voltage of the converter 109 . The output voltage of the converter 109 is determined at the beginning of the lighting by voltage dividing resistors 119 and 119 ', which are net angeord between the outputs of the converter 109 . The resistor 120 is connected to a ground line which connects one of the outputs of the converter 109 and an input of the converter 110 to convert the output current of the converter 109 into a voltage.

Die Steuerschaltung 118 verändert in Reaktion auf die durch eine Zeitsteuerung 122 erhaltene Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 109 den Steuermodus auf Konstantstromsteuerung für die Lampe nach Ablauf einer Zeit­ spanne, die bestimmt wird gemäß der Abschaltzeit der Lampe, nachdem das Zünden der Lampe gestartet worden ist. Dieser Steuerungsübergang wird bewirkt, da die Startzeit länger wäre, wenn die Konstantstromsteuerung durchgeführt würde, un­ mittelbar nachdem das Leuchten der Lampe begonnen hat. Dies wird mehr im einzelnen unten beschrieben.The control circuit 118 changes in response to the output voltage of the DC-DC converter 109 obtained by a timing controller 122 , the control mode to constant current control for the lamp after a period of time, which is determined according to the switch-off time of the lamp after the ignition of the lamp has been started. This control transition is effected because the start time would be longer if the constant current control were performed immediately after the lamp started to light. This is described in more detail below.

Ein Spannungsabfalldetektor 123 für die zugeführte Spannung sendet ein Signal zu der Steuerschaltung 118, wenn die Span­ nung an der Anschlußklemme 107 unter einen vorbestimmten Pegel abfällt, wodurch die Lampe 116 mit einer Steuerleistung unterhalb der Nennleistung gesteuert wird.A voltage drop detector 123 for the supplied voltage sends a signal to the control circuit 118 when the voltage at the terminal 107 drops below a predetermined level, whereby the lamp 116 is controlled with a control power below the rated power.

Ein Abnormalitätsdetektor 124 ermittelt eine Abnormalität des Schaltungszustandes aus der Beziehung zwischen der Ausgangs­ spannung und dem Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers 109. Bei Ermittlung einer Abnormalität sendet der Abnormalitätsdetektor ein Signal zu der Stromabschaltrelais- Schaltung 106, um die Stromzufuhr abzuschalten; Der Abnorma­ litätsdetektor 124 weist eine Niederspannungs-Rückstellschal­ tung 124a auf, welche ein Signal zu der Stromabschaltrelais- Schaltung 106 sendet, um die Lampe abzuschalten, wenn die Batteriespannung abnormal niedrig wird, um auf diese Weise das Leuchten der Lampe aufrechtzuerhalten. Wenn die Batterie­ spannung wiederhergestellt ist auf einen Pegel gleich oder über dem vorbestimmten Pegel, beginnt der Lampenzündvorgang von neuem.An abnormality detector 124 detects an abnormality of the circuit state from the relationship between the output voltage and the output current of the DC-DC converter 109 . Upon detection of an abnormality, the abnormality detector sends a signal to the power off relay circuit 106 to turn off the power; The abnormality detector 124 has a low voltage reset circuit 124 a, which sends a signal to the power cut-off relay circuit 106 to turn off the lamp when the battery voltage becomes abnormally low so as to keep the lamp lit. When the battery voltage is restored to a level equal to or above the predetermined level, the lamp ignition process starts again.

Wesentliche Abschnitte der Anordnung 101 werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.Essential sections of the arrangement 101 are described in detail below.

GleichspannungswandlerDC converter

Der Gleichspannungswandler 109, der durch einen Zerhacker-Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler gebildet wird, umfaßt eine Spule 125, die mit der positiven Leitung 104 verbunden ist, einen n-Kanal-FET 126, eine Gleichrichter­ diode 127 und einen Glättungskondensator 128. Der FET 126 ist in der auf die Spule 125 folgenden Stufe angeordnet und ist an die positive Leitung 104 und die Erdleitung 104′ ange­ schlossen. Der FET 126 führt seine Schaltoperation aus in Re­ aktion auf einen Steuerimpuls Ps, der durch die Gateansteuer­ schaltung 121 von der Steuerschaltung 118 gesendet wird. Die Anode dieser Gleichrichterdiode 127 an der positiven Leitung 104 ist mit dem Drain des FET 126 verbunden. Der Glättungs­ kondensator 128 ist an die Kathode der Gleichrichterdiode 127 und die Erdleitung 104′ angeschlossen. In dem Gleichspan­ nungswandler speichert die Spule 125 Energie, wenn der FET 126 leitend wird in Reaktion auf den Steuerimpuls Ps von der Steuerschaltung 118 über die Gateansteuerschaltung 121. Wenn der FET 128 nichtleitend wird, gibt die Spule 125 die gespeicherte Energie frei mit der darauf folgenden Über­ lagerung der entsprechenden Spannung auf die Eingangsspan­ nung, wodurch die Gleichspannung angehoben wird.The DC-DC converter 109 , which is formed by a chopper-DC-DC converter, comprises a coil 125 connected to the positive line 104 , an N-channel FET 126 , a rectifier diode 127 and a smoothing capacitor 128 . The FET 126 is arranged in the stage following the coil 125 and is connected to the positive line 104 and the ground line 104 '. The FET 126 performs its switching operation in response to a control pulse Ps sent from the control circuit 118 by the gate drive circuit 121 . The anode of this rectifier diode 127 on the positive line 104 is connected to the drain of the FET 126 . The smoothing capacitor 128 is connected to the cathode of the rectifier diode 127 and the ground line 104 '. In the DC-DC converter, the coil 125 stores energy when the FET 126 becomes conductive in response to the control pulse Ps from the control circuit 118 via the gate drive circuit 121 . When the FET 128 becomes non-conductive, the coil 125 releases the stored energy with the subsequent superimposition of the corresponding voltage on the input voltage, thereby increasing the DC voltage.

SteuerbereichTax area

Ein Spannungsdetektor 129 ermittelt die Ausgangsspan­ nung des Gleichspannungswandlers 109 über die Span­ nungsteilungswiderstände 119 und 119′, vergleicht die ermit­ telte Spannung mit einem vorbestimmten Bezugswert und gibt die Spannungsdifferenz als ein Fehlersignal aus. A voltage detector 129 determines the output voltage of the DC-DC converter 109 via the voltage dividing resistors 119 and 119 ', compares the determined voltage with a predetermined reference value and outputs the voltage difference as an error signal.

Der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers 130, der als Fehlerverstärker dient, ist zwischen den Span­ nungsteilungswiderständen 119 und 119′ angeschlossen über einen Widerstand 131, und seinem invertierenden Eingang wird eine vorbestimmte erste Bezugsspannung V1 (V) zugeführt, die durch die Spannungsteilungswiderstände 132 und 132′ spezifiziert wird. An ein Ende des Widerstandes 132 ist eine vorbestimmte Spannung +Vcc (V) von einer (nicht gezeigten) Stromversor­ gungsschaltung angelegt.The non-inverting input of an operational amplifier 130 , which serves as an error amplifier, is connected between the voltage dividing resistors 119 and 119 'connected via a resistor 131 , and its inverting input is supplied with a predetermined first reference voltage V 1 (V) which is generated by the voltage dividing resistors 132 and 132 'Is specified. A predetermined voltage + Vcc (V) is applied to one end of the resistor 132 from a power supply circuit (not shown).

Ein Rückkopplungswiderstand 133 ist an den Ausgang und an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 130 an­ geschlossen.A feedback resistor 133 is connected to the output and to the non-inverting input of the operational amplifier 130 .

Ein Stromdetektor 134 ermittelt den Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers 109 als einen in eine Span­ nung umgewandelten Wert durch den Stromermittlungswiderstand 120, vergleicht den ermittelten Wert mit einem vorbestimmten Bezugswert und gibt die Spannungsdifferenz als ein Fehler­ signal aus.A current detector 134 determines the output current of the DC-DC converter 109 as a value converted into a voltage by the current detection resistor 120 , compares the determined value with a predetermined reference value and outputs the voltage difference as an error signal.

Eine Verstärkerschaltung 135 wird gebildet durch einen Opera­ tionsverstärker 137 und einen Widerstand 136, welche in einer Gegenkopplungsanordnung verbunden sind. Der nichtinvertie­ rende Eingang des Operationsverstärkers 137 ist über einen Widerstand 138 mit einem Ende (auf der nichtgeerdeten Seite) des Widerstands 120 verbunden, und sein invertierender Ein­ gang ist über einen Widerstand 139 geerdet.An amplifier circuit 135 is formed by an operational amplifier 137 and a resistor 136 , which are connected in a negative feedback arrangement. The non-inverting input of operational amplifier 137 is connected through a resistor 138 to one end (on the ungrounded side) of resistor 120 , and its inverting input is grounded through a resistor 139 .

Der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers 140, der als Fehlerverstärker dient, ist über einen Wider­ stand 141 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 137 ver­ bunden, und seinem invertierenden Eingang wird eine zweite Bezugs­ spannung V2 (V) durch einen Bezugsspannungsgenerator 143 zugeführt. The non-inverting input of an operational amplifier 140 , which serves as an error amplifier, is connected via a resistor 141 to the output of the operational amplifier 137 , and its inverting input is supplied with a second reference voltage V 2 (V) by a reference voltage generator 143 .

Ein Rückführwiderstand 142 verbindet den Ausgang und den in­ vertierenden Eingang des Operationsverstärkers 140.A feedback resistor 142 connects the output and the in-going input of operational amplifier 140 .

Der Bezugsspannungsgenerator 143 umfaßt einen Widerstand 144, einen variablen Widerstand 145 und einen Widerstand 144′, welche in Reihe geschaltet sind, sowie einen Spannungspuffer 146, welcher die Spannung zwischen dem veränderlichen Wider­ stand 145 und dem Widerstand 144′ erhält. Die Ausgangsspan­ nung des Spannungspuffers 146 wird dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 140 über einen Widerstand 147 eingegeben. An ein Ende des Widerstands 144 ist eine vor­ bestimmte Spannung +Vcc von der (nicht gezeigten) Stromver­ sorgungsschaltung angelegt.The reference voltage generator 143 comprises a resistor 144 , a variable resistor 145 and a resistor 144 ', which are connected in series, and a voltage buffer 146 , which stood the voltage between the variable opponent 145 and the resistor 144 '. The output voltage of the voltage buffer 146 is input to the non-inverting input of the operational amplifier 140 through a resistor 147 . At one end of resistor 144 , a predetermined voltage + V cc is applied from the power supply circuit (not shown).

ZeitsteuerungTime control

Die Zeitsteuerung 122 ist vorgesehen, um einen Übergang auf Konstantleistungssteuerung sicherzustellen nach Ablauf einer Zeitspanne, die der Ausschaltzeit der Lampe entspricht, nachdem das Zünden der Lampe begonnen hat. Diese Zeitsteue­ rung 122 umfaßt eine aktive Schalteinrichtung und eine Zeitkonstantenschaltung.The timer 122 is provided to ensure a transition to constant power control after a period of time corresponding to the lamp turn-off time after the lamp has started to ignite. This timing control 122 comprises an active switching device and a time constant circuit.

Der Kollektor eines npn-Transistors 148 ist mit dem positiven Ausgang des Gleichspannungswandlers 109 verbunden, und sein Emitter ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 140 über einen Widerstand 149 verbun­ den.The collector of an npn transistor 148 is connected to the positive output of the DC-DC converter 109 , and its emitter is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 140 via a resistor 149 .

Die Basis des Transistors 148 ist mit der Anode einer Diode 150 verbunden, deren Kathode durch einen Kondensator 151 geerdet ist (wobei seine elektrostatische Kapazität durch C151 bezeichnet wird).The base of transistor 148 is connected to the anode of a diode 150 , the cathode of which is grounded by a capacitor 151 (its electrostatic capacitance being denoted by C 151 ).

Ein Widerstand 152 (mit einem Widerstand R152) ist an die Basis und den Kollektor des Transistors 148 angeschlossen, und ein Widerstand 153 (mit einem Widerstand R152) ist an die Kathode der Diode 150 und den Kollektor des Transistors 148 angeschlossen.A resistor 152 (with a resistor R 152 ) is connected to the base and the collector of the transistor 148 , and a resistor 153 (with a resistor R 152 ) is connected to the cathode of the diode 150 and the collector of the transistor 148 .

PWM-BereichPWM area

Der PWM-Bereich 154 umfaßt einen Komparator 155, welcher die Eingangsspannung mit einer Sägezahnspannung von einem Oszil­ lator 156 vergleicht. Auf der Basis des Vergleichsergebnisses erzeugt der PWM-Bereich 154 den Steuerimpuls Ps mit einem Tastverhältnis, das gemäß der Eingangsspannung bestimmt wird. Mehr im einzelnen ist der negative Eingang des Komparators 155 verbunden mit den Ausgängen der Operationsverstärker 130 und 140, und sein positiver Eingang ist mit dem Ausgang des Oszillators 156 verbunden. Das Ausgangssignal des Komparators 155 wird durch einen Puffer 157 zu der Gateansteuerschaltung 121 gesendet. Bei dem geschilderten Aufbau erzeugt der PWM- Bereich 154 den Steuerimpuls Ps mit einem Tastverhältnis ent­ sprechend der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 130 oder 140 und führt den lmpuls zurück zu dem Gate des FET 120 des Gleichspannungswandlers 109, um dadurch deren Ausgangsspannung zu steuern. Obwohl nicht gezeigt, ist auch eine Schaltung zum Spezifizieren des Maximalwertes des Tastverhältnis dieses Impulssignals vorgesehen.The PWM region 154 comprises a comparator 155 which compares the input voltage with a sawtooth voltage from an oscillator 156 . On the basis of the comparison result, the PWM region 154 generates the control pulse Ps with a duty cycle that is determined in accordance with the input voltage. More specifically, the negative input of comparator 155 is connected to the outputs of operational amplifiers 130 and 140 and its positive input is connected to the output of oscillator 156 . The output signal of the comparator 155 is sent to the gate drive circuit 121 through a buffer 157 . In the construction described, the PWM region 154 generates the control pulse Ps with a duty cycle corresponding to the output voltage of the differential amplifier 130 or 140 and leads the pulse back to the gate of the FET 120 of the DC-DC converter 109 , to thereby control its output voltage. Although not shown, a circuit for specifying the maximum value of the duty cycle of this pulse signal is also provided.

Der Spannungsabfalldetektor 123 verändert eine Bezugsspannung V2 in dem Stromdetektor 134 gemäß einer Verminderung in der Stromversorgungsspannung B, um die an die Lampe 116 angelegte Spannung zu steuern.The voltage drop detector 123 changes a reference voltage V 2 in the current detector 134 according to a decrease in the power supply voltage B to control the voltage applied to the lamp 116 .

Der Spannungsabfalldetektor 123 umfaßt eine Zenerdiode 158 und einen Spannungspuffer 160. Die Kathode der Zenerdiode 158 ist mit einer Stromversorgungsklemme 107 verbunden, und ihre Anode ist über Widerstände 159 und 159′ geerdet. Die Ausgangsklemme des Spannungspuffers, welcher die Spannung zwischen den Widerständen 159 und 159′ erhält, ist mit der Kathode einer Diode 161 verbunden. Die Anode dieser Diode 161 ist über einen Widerstand 162 zwischen den veränderlichen Wi­ derstand 145 und den Widerstand 144′ des Bezugsspannungsgene­ rators 143 angeschlossen.The voltage drop detector 123 includes a zener diode 158 and a voltage buffer 160 . The cathode of the Zener diode 158 is connected to a power supply terminal 107 , and its anode is grounded through resistors 159 and 159 '. The output terminal of the voltage buffer, which receives the voltage between the resistors 159 and 159 ', is connected to the cathode of a diode 161 . The anode of this diode 161 is connected via a resistor 162 between the variable resistor 145 and resistor 144 'of the reference voltage generator 143 .

Die Niederspannungs-Rückstellschaltung 124a erhält die Strom­ versorgungsspannung von der positiven Leitung 104, um eine Verminderung der Batteriespannung zu ermitteln.The low-voltage reset circuit 124 a receives the power supply voltage from the positive line 104 to determine a decrease in the battery voltage.

Eine Stromversorgungsklemme 163 ist über eine Diode 164 mit der positiven Leitung in der auf den Lichtschalter 105 fol­ genden Stufe verbunden.A power supply terminal 163 is connected via a diode 164 to the positive line in the stage following the light switch 105 .

Die Schaltung 124a umfaßt einen Widerstand 165, eine Zenerdi­ ode 168 und einen Komparator 169. Das eine Ende des Wider­ standes 165 ist mit der Stromversorgungsklemme 163 verbunden, und sein anderes Ende ist über Widerstände 166 und 167 geer­ det. Die Kathode der Zenerdiode 168, die den Widerständen 166 und 167 parallel geschaltet ist, ist zwischen den Widerstän­ den 165 und 166 angeschlossen, und ihre Anode ist geerdet. Der negative Eingang des Komparators 169 ist über einen Wi­ derstand 170 zwischen den Widerständen 166 und 167 ange­ schlossen, und seinem positiven Eingang wird eine Spannung zugeführt, die durch Spannungsteilung der an die Stromversor­ gungsklemme 163 angelegten Spannung mittels Spannungstei­ lungswiderständen 171 und 172 erhalten wird.The circuit 124 a comprises a resistor 165 , a Zenerdi ode 168 and a comparator 169th One end of the opposing stand 165 is connected to the power supply terminal 163 , and its other end is geer det via resistors 166 and 167 . The cathode of Zener diode 168 , which is connected in parallel with resistors 166 and 167 , is connected between resistors 165 and 166 , and its anode is grounded. The negative input of the comparator 169 is connected via a resistor 170 between the resistors 166 and 167 , and its positive input is supplied with a voltage which is obtained by dividing the voltage applied to the power supply terminal 163 by means of voltage dividing resistors 171 and 172 .

Das Ausgangssignal des Komparators 169 wird der Stromab­ schaltrelais-Schaltung 106 zugeführt.The output signal of the comparator 169 is the current switching relay circuit 106 supplied.

Gleichspannungs-Wechselspannungs-UmformerDC-AC converter

Ein selbsterregender Gegentakt-Wechselrichter, der die entge­ gengesetzten Operationen von zwei FETs nutzt, wie in Fig. 7A gezeigt, wird als Umformer 110 ver­ wendet. A self-energizing push-pull inverter that uses the opposite operations of two FETs as shown in FIG. 7A is used as converter 110 .

Das eine Ende einer Drosselspule 173 ist mit der positiven Ausgangsklemme des Gleichspannungswandlers 109 ver­ bunden, und ihr anderes Ende ist mit dem Mittelabgriff einer Primärwicklung 174a eines Transformators 174 verbunden.One end of a choke coil 173 is connected to the positive output terminal of the DC / DC converter 109 , and its other end is connected to the center tap of a primary winding 174 a of a transformer 174 .

Die Source-Anschlüsse von zwei n-Kanal-FETs 175 und 176 sind mit der Erdleitung 104′ über einen Widerstand 120 zur Stromermittlung verbunden. Das Drain des FET 175 ist mit einem Ende der Primärwicklung 174a des Transformators 174 verbunden, während das Drain des anderen FET 176 mit dem an­ deren Ende der Primärwicklung 174a verbunden ist.The source connections of two n-channel FETs 175 and 176 are connected to the ground line 104 'via a resistor 120 for current determination. The drain of the FET 175 is connected to one end of the primary winding 174 a of the transformer 174 , while the drain of the other FET 176 is connected to that at the end of the primary winding 174 a.

Das eine Ende einer Rückkopplungswicklung 177 ist über einen Widerstand 178 mit dem Gate des FET 176 verbunden, und ihr anderes Ende ist über einen Widerstand 179 mit dem Gate des FET 175 verbunden.One end of a feedback winding 177 is connected to the gate of FET 176 via a resistor 178 , and the other end is connected to the gate of FET 175 via a resistor 179 .

Ein Kondensator 180 und Zenerdioden 181, die in entgegenge­ setzten Vorspannungsrichtungen verbunden sind, sind zwischen dem Gate und dem Source des FET 175 vorgesehen. Ein Kondensa­ tor 180′ und Zenerdioden 181′, die ebenso in entgegengesetz­ ten Vorspannungsrichtungen verbunden sind, sind zwischen dem Gate und dem Source des FET 175 vorgesehen. Die Zenerdioden 181 und 181′ sind zum Schutz gegen Stoßspannungen vorgesehen.A capacitor 180 and zener diodes 181 connected in opposite bias directions are provided between the gate and source of the FET 175 . A capacitor 180 'and Zener diodes 181 ', which are also connected in opposite bias directions, are provided between the gate and the source of the FET 175 . The Zener diodes 181 and 181 'are provided to protect against surge voltages.

Konstantstromdioden 182 und 182′ dienen dazu, eine Vorspan­ nung für die FETs 175 und 176 konstant zu machen, um den Zeitablauf für die Schaltoperation zu steuern, wodurch der Leistungsverlust vermindert wird. Die Diode 182 ist zwischen das Gate des FET 175 und das Ende der Drosselspule 173 einge­ fügt, welches mit der Primärwicklung 174a des Transformators 174 verbunden ist. Die andere Diode 182′ ist zwischen dieses Ende der Drosselspule 173 und das Gate des FET 176 eingefügt.Constant current diodes 182 and 182 'serve to make a bias voltage for FETs 175 and 176 constant to control the timing of the switching operation, thereby reducing power loss. The diode 182 is inserted between the gate of the FET 175 and the end of the choke coil 173 , which is connected to the primary winding 174 a of the transformer 174 . The other diode 182 'is inserted between this end of the choke coil 173 and the gate of the FET 176 .

Ein Widerstand 183 ist an das Gate und das Source des FET 175 angeschlossen. Ein Widerstand 183′ ist an das Gate und das Source des FET 176 angeschlossen. Resistor 183 is connected to the gate and source of FET 175 . A resistor 183 'is connected to the gate and source of the FET 176 .

Ein Kondensator 184 ist an die beiden Enden der Primärwick­ lung 174a des Transformators 174 angeschlossen, und ein Kon­ densator 185 ist an die beiden Enden einer Sekundärwicklung 174b angeschlossen.A capacitor 184 is connected to the two ends of the primary winding 174 a of the transformer 174 , and a capacitor 185 is connected to the two ends of a secondary winding 174 b.

ln der so aufgebauten Hochfrequenz-Boosterschaltung 110 wird die Steuerung zum Schalten der FETs 175 und 176 in den entge­ gengesetzten Richtungen durch die Rückkopplungswicklung 177 durch­ geführt, um auf diese Weise eine sinusförmige Ausgangsspan­ nung durch den Transformator 174 zu liefern.In the thus-constructed high-frequency booster circuit 110, the control is performed for switching the FETs 175 and 176 in the entge gengesetzten directions through the feedback winding 177 through, in order in this way a sinusoidal output clamping voltage to be supplied by the transformer 174th

Fig. 7B stellt die Spannungswellenformen der einzelnen Bereiche in dem Umformer 110 dar. A in der Figur zeigt die Eingangsspannung VIN und die Spannung V173 bei der auf die Drosselspule 173 folgenden Stufe, und B zeigt das Vorspannungspotential VB (mit gestrichelter Linie) und das Gatepotential VG des FET 175 (oder 176). FIG. 7B shows the voltage waveforms of the different areas in the converter 110.. A in the figure shows the input voltage V IN and the voltage V 173 in the choke coil 173 of the following stage, and B shows the bias potential V B (dashed line) and the gate potential V G of the FET 175 (or 176 ).

In der oben beschriebenen Schaltung wird die an die FETs 175 und 176 angelegte Vorspannung von der auf die Drosselspule 173 folgenden Stufe genommen, um zu verhindern, daß eine Schwankung in der Vorspannung die FETs 175 und 176 schwierig abzuschalten macht, was dazu führt, daß beide FETs gleichzei­ tig eingeschaltet werden. Solch ein Problem würde zu einem Anhalten der Schwingung und zur Beschädigung der FETs auf­ grund des resultierenden Überstromes führen.In the circuit described above, the bias voltage applied to FETs 175 and 176 is removed from the stage following choke coil 173 to prevent a variation in the bias voltage from making FETs 175 and 176 difficult to turn off, resulting in both FETs are switched on at the same time. Such a problem would cause the vibration to stop and damage the FETs due to the resulting overcurrent.

Dies wird mehr im einzelnen beschrieben. Die an die FETs 175 und 176 anzulegende Vorspannung wird von der auf die Drossel­ spule 173 folgenden Stufe genommen durch die Konstantstromdi­ oden 182 und 182′ und die Widerstände 183 und 183′, so daß die Spannung V173 eine Wellenform aufweist, welche eine völ­ lig gleichgerichtete sinusförmige Wellenform ist. Daher weist die Wellenform des Vorspannungspotentials VB ein Wellental auf, das den Wellentälern der Spannung V173 entspricht, so daß das Vorspannungspotential VB zeitweilig abfällt, wodurch die FETs in einen AUS-Zustand versetzt werden. Diese Wirkung verhindert, daß beide FETs sich in einem EIN-Zustand befinden aufgrund einer Veränderung der Eingangsspannung VIN, womit eine stabile Schwingung sichergestellt wird.This is described in more detail. The bias voltage to be applied to the FETs 175 and 176 is taken from the stage following the choke coil 173 by the constant current diodes 182 and 182 'and the resistors 183 and 183 ', so that the voltage V 173 has a waveform which is a completely lig rectified sinusoidal waveform. Therefore, the waveform of the bias potential V B has a wave trough corresponding to the wave troughs of the voltage V 173 , so that the bias potential V B temporarily drops, causing the FETs to be in an OFF state. This effect prevents both FETs from being in an ON state due to a change in the input voltage V IN , thereby ensuring stable oscillation.

Zündschaltung und ZündstartschaltungIgnition circuit and ignition start circuit ZündschaltungIgnition circuit

Die Primärwicklung 112a und die Sekundärwicklung 112b des Triggertransformators 112 sind an ihrem einen Ende miteinan­ der verbunden, und das gemeinsame Ende ist mit einem Ausgang des Umformers 110 verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung 112b ist mit der Wechselspannungs- Ausgangsklemme 114 verbunden, und das andere Ende der Primär­ wicklung 112a ist mit der Anode eines Thyristors 186 verbun­ den.The primary winding 112 a and the secondary winding 112 b of the trigger transformer 112 are connected at one end to each other, and the common end is connected to an output of the converter 110 . The other end of the secondary winding 112 b is connected to the AC voltage output terminal 114 , and the other end of the primary winding 112 a is connected to the anode of a thyristor 186 .

Ein Kondensator 187 und ein Widerstand 188 sind zwischen dem Gate und der Kathode des Thyristors 186 parallelgeschaltet.A capacitor 187 and a resistor 188 are connected in parallel between the gate and the cathode of the thyristor 186 .

Die Anode einer Zenerdiode 189 ist mit dem Gate des Thyri­ stors 186 über einen Widerstand 190 verbunden, und ihre Kathode ist mit der Wechselspannungs-Ausgangsleitung 113 ver­ bunden.The anode of a zener diode 189 is connected to the gate of the thyristor 186 via a resistor 190 , and its cathode is connected to the AC output line 113 .

Das eine Ende eines Widerstandes 191 ist mit der Kathode der Zenerdiode 189 verbunden, und sein anderes Ende ist mit der Kathode des Thyristors 186 verbunden.One end of a resistor 191 is connected to the cathode of zener diode 189 and the other end is connected to the cathode of thyristor 186 .

Ein Kondensator 192 ist parallel zu dem Widerstand 191 ange­ ordnet.A capacitor 192 is arranged in parallel with the resistor 191 .

ZündstartschaltungIgnition start circuit

Die Anode einer Diode 193 ist mit der Wechselspannungs- Ausgangsklemme 114′ verbunden, und ihre Kathode ist mit der Wechselspannungs-Ausgangsleitung 113′ über einen Widerstand 194 und einen Kondensator 195 verbunden. Die Diode 193, der Widerstand 194, und der Kondensator 195 sind dem Kondensator 115 parallel geschaltet.The anode of a diode 193 is connected to the AC output terminal 114 'and its cathode is connected to the AC output line 113 ' via a resistor 194 and a capacitor 195 . Diode 193 , resistor 194 , and capacitor 195 are connected in parallel with capacitor 115 .

Eine Zenerdiode 196 ist dem Kondensator 195 parallelgeschal­ tet.A zener diode 196 is connected to the capacitor 195 in parallel.

Die Basis eines npn-Transistors 197, der einen geerdeten Emitter aufweist, ist über einen Widerstand 198 mit der Kathode der Zenerdiode 196 verbunden. Ein Kondensator 199 und ein Widerstand 200 sind einander parallelgeschaltet zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 197.The base of an NPN transistor 197 , which has a grounded emitter, is connected to the cathode of the Zener diode 196 via a resistor 198 . A capacitor 199 and a resistor 200 are connected in parallel between the base and the emitter of the transistor 197 .

Der Kollektor des Transistors 197 ist mit dem Gate eines Thyristors 202 und über einen Widerstand 201 mit der Anode des Thyristors 202 verbunden. Die Kathode des Thyristors 202 ist mit der Wechselspannungs-Ausgangsleitung 113′ verbunden, und ein Widerstand 203 und ein Kondensator 204 sind einander parallelgeschaltet zwischen dem Gate und der Kathode des Thyristors 202.The collector of transistor 197 is connected to the gate of a thyristor 202 and via a resistor 201 to the anode of the thyristor 202 . The cathode of the thyristor 202 is connected to the AC output line 113 ', and a resistor 203 and a capacitor 204 are connected in parallel between the gate and the cathode of the thyristor 202nd

Die Kathode einer Diode 205 ist mit der Anode des Thyristors 202 verbunden, und ihre Anode ist über einen Widerstand 206 mit der Kathode des Thyristors 186 der Zündschaltung 111 ver­ bunden.The cathode of a diode 205 is connected to the anode of the thyristor 202 , and its anode is connected via a resistor 206 to the cathode of the thyristor 186 of the ignition circuit 111 .

In der Zündstartschaltung 117 ist unmittelbar, nachdem der Lichtschalter 112 geschlossen wird und bevor die Lampe gezün­ det wird, die Klemmenspannung des Kondensators 115 Null, und der Transistor 197 ist ausgeschaltet. Der Thyristor 202 befindet sich daher im EIN-Zustand.In the ignition start circuit 117 , immediately after the light switch 112 is closed and before the lamp is lit, the terminal voltage of the capacitor 115 is zero, and the transistor 197 is turned off. The thyristor 202 is therefore in the ON state.

Dementsprechend wird der Kondensator 192 der Zündschaltung 111 allmählich geladen in einer Halbwellenperiode des Wech­ selspannungssignals des Umformers 110. Accordingly, the capacitor 192 of the ignition circuit 111 is gradually charged in a half-wave period of the AC signal of the converter 110 .

Die Klemmenspannung des Kondensators 192 wird ermittelt durch eine Schaltung, welche durch die Zenerdiode 189 und Wider­ stände 188 und 190 gebildet wird. Wenn diese Klemmenspannung ansteigt und die Zenerdiode 189 leitend gemacht wird, wird der Thyristor 186 eingeschaltet, und der Kondensator 192 wird entladen.The terminal voltage of the capacitor 192 is determined by a circuit which is formed by the Zener diode 189 and opponents 188 and 190 . When this terminal voltage rises and zener diode 189 is made conductive, thyristor 186 is turned on and capacitor 192 is discharged.

Die zu diesem Zeitpunkt erzeugte Spannung wird durch den Triggertransformator 112 so angehoben, daß sie ein Triggerim­ puls von hohem Spannungspegel ist. Dieser Triggerimpuls wird einer sinusförmigen Spannung vom Umformer 110 überlagert, und die resultierende Spannung wird an die Lampe 116 angelegt, um sie zu zünden.The voltage generated at this time is raised by the trigger transformer 112 so that it is a trigger pulse of high voltage level. This trigger pulse is superimposed on a sinusoidal voltage by converter 110 and the resulting voltage is applied to lamp 116 to fire it.

Danach wird, wenn die Lampe gezündet ist, eine Spannung eines vorbestimmten Wertes oder höher an den Kondensator 115 ange­ legt, wodurch der Transistor 197 eingeschaltet wird; Das ver­ setzt den Thyristor 202 in einen AUS-Zustand, welcher die Erzeugung des Triggerimpulses stoppt.Thereafter, when the lamp is lit, a voltage of a predetermined value or higher is applied to the capacitor 115 , thereby turning on the transistor 197 ; This ver sets the thyristor 202 in an OFF state, which stops the generation of the trigger pulse.

Da in der beschriebenen Zündstartschaltung 117 die Stromver­ sorgungsspannung (das heißt, die dem Transistor 197 und dem Thyristor 202 zuzuführende Spannung) von den Wechselspan­ nungs-Ausgangsleitungen 113 und 113′ erhalten wird, ist es möglich, die Zündschaltung 111 und die Zündstartschaltung 117 beide auf der gleichen Schaltplatte anzuordnen, und es ist überflüssig, die Stromversorgungsspannung von der Stromver­ sorgungsklemme 107 (oder der mit dieser Klemme verbundenen Stromversorgungsschaltung) zu der Zündstartschaltung 117 zu liefern, womit ein Aufbau verwirklicht wird, welcher die An­ zahl benötigter Verdrahtungsoperationen vermindert, und wel­ cher nicht leicht durch Rauschen beeinflußt wird.Since in the described ignition start circuit 117, the power supply voltage (that is, the voltage to be supplied to the transistor 197 and the thyristor 202 ) is obtained from the AC voltage output lines 113 and 113 ', it is possible to set the ignition circuit 111 and the ignition circuit 117 both on the same circuit board, and it is unnecessary to supply the power supply voltage from the power supply terminal 107 (or the power supply circuit connected to this terminal) to the ignition start circuit 117 , thereby realizing a structure which reduces the number of wiring operations required, and which is not easily affected by noise.

SteuervorgangControl process

Der Steuervorgang der Anordnung 101 wird nun anhand von zwei Fällen beschrieben: Im ersten Fall, in welchem der Schaltzustand nicht abnormal ist und die Lampe 116 unmittel­ bar gezündet wird, nachdem der Lichtschalter 105 eingeschal­ tet wird (nachfolgend als "die normale Zeit" bezeichnet), und dem zweiten Fall, in welchem eine Abnormalität in dem Schalt­ zustand auftritt (nachfolgend als "die abnormale Zeit" be­ zeichnet).The control process of the arrangement 101 will now be described with reference to two cases: In the first case, in which the switching state is not abnormal and the lamp 116 is ignited immediately after the light switch 105 is switched on (hereinafter referred to as "the normal time") , and the second case in which an abnormality occurs in the switching state (hereinafter referred to as "the abnormal time").

Fig. 9 zeigt schematisch Veränderungen der Ausgangsspannung V0 (V) und des Ausgangsstromes I0 (A) des Wandlers 109, dem Lampenstrom IL (A), der Lampenspannung VL und dem Lichtfluß L (lm) von der Lampe 116 im Zeitablauf. Der Ur­ sprung der Zeitachse t entspricht dem Zeitpunkt, in dem der Lichtschalter 195 geschlossen wird. Fig. 10 zeigt ein Dia­ gramm der Beziehung zwischen der Ausgangsspannung V0 auf der Abszisse und des Ausgangsstromes I0 auf der Ordinate. Fig. 9 changes the output voltage V 0 (V) and output current I 0 (A) schematically shows the converter 109, the lamp current I L (A), the lamp voltage V L and the luminous flux L (lm) of the lamp 116 over time . The origin of the time axis t corresponds to the point in time at which the light switch 195 is closed. Fig. 10 shows a diagram of the relationship between the output voltage V 0 on the abscissa and the output current I 0 on the ordinate.

Normale Zeit: Zuerst wird jetzt eine Beschreibung betreffend die Umgebung zum Zeitpunkt des Kaltstarts gegeben.Normal time: First, a description regarding now given the environment at the time of cold start.

In diesem Fall wird unmittelbar nach dem Schließen des Licht­ schalters 105 der Kondensator 151 der Zeitsteuerung 122 entladen, und das Emitterpotential des Transistors 148 ist niedrig. Dementsprechend wird nur die Ausgangsspannung des Verstärkers 135 an den nichtinvertierenden Eingang des Opera­ tionsverstärkers 140 in dem Ausgangsstromdetektor 134 ange­ legt.In this case, immediately after the light switch 105 is closed, the capacitor 151 of the timer 122 is discharged, and the emitter potential of the transistor 148 is low. Accordingly, only the output voltage of the amplifier 135 is applied to the non-inverting input of the operational amplifier 140 in the output current detector 134 .

Wie aus dem Diagramm mit durchgezogener Linie in Fig. 9 hervorgeht, ist jedoch, nachdem die Lampe gezündet ist, die Lampenspannung VL niedrig, ebenso wie der Ausgangsstrom I0 des Gleichspannungswandlers 109.As is apparent from the graph by a solid line in Fig. 9, however, is after the lamp has ignited, the lamp voltage V L is low, as is the output current I 0 of the DC converter 109th

Anders ausgedrückt ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 135 (entsprechend dem Ausgangsstrom I0) kleiner als die Bezugsspannung V2 von dem Bezugsspannungsgenerator 143, so daß die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 140 ein Niedrigpegel (L-Pegel) wird. In other words, the output voltage of the amplifier 135 (corresponding to the output current I 0 ) is smaller than the reference voltage V 2 from the reference voltage generator 143 , so that the output voltage of the operational amplifier 140 becomes a low level (L level).

Daher erzeugt der PWM-Bereich 154 den Steuerimpuls Ps mit einem Tastverhältnis, das durch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 130 des Spannungsdetektors 129 spezifiziert ist, und dieser Steuerimpuls wird durch die Gateansteuerschaltung 121 zu dem FET 126 des Gleichspannungs­ wandlers 109 gegeben.Therefore, the PWM section 154 generates the control pulse Ps with a duty ratio specified by the output voltage of the operational amplifier 130 of the voltage detector 129 , and this control pulse is given by the gate drive circuit 121 to the FET 126 of the DC-DC converter 109 .

Die erste Bezugsspannung V1 in dem Spannungsdetektor 129 wird so eingestellt, daß sie die Ausgangsspannung V0 der Wandlerschaltung 109 hoch macht (etwa 2,5 bis 3 mal so hoch wie die in dem Normalzustand erhaltene Spannung), wodurch die Ausgangsspannung V0 maximiert wird.The first reference voltage V 1 in the voltage detector 129 is set to make the output voltage V 0 of the converter circuit 109 high (about 2.5 to 3 times the voltage obtained in the normal state), thereby maximizing the output voltage V 0 .

Der Punkt a in Fig. 10 zeigt den Zustand unmittelbar, nach­ dem das Zünden der Lampe beginnt. Ein Steuerbereich AV von dem Punkt a zu dem Punkt b, zu welchem der Ausgangsstrom I0 allmählich ansteigt, wobei die Ausgangsspannung V0 annähernd konstant ist, befindet sich unter der Kontrolle des Spannungsdetektors 129.The point a in Fig. 10 shows the state immediately after the lamp starts lighting. A control range A V from point a to point b to which the output current I 0 gradually increases, with the output voltage V 0 being approximately constant, is under the control of the voltage detector 129 .

Dann wird der Kondensator 151 allmählich geladen, das Emit­ terpotential des Transistor 148 nimmt zu, und das Potential des nichtinvertierenden Eingangs des Operationsverstärkers 140 nimmt zu. Wenn die Zeitkonstante zu diesem Zeitpunkt t1 beträgt, dann giltThen, the capacitor 151 is gradually charged, the emitter potential of the transistor 148 increases, and the potential of the non-inverting input of the operational amplifier 140 increases. If the time constant at this time is t 1 , then the following applies

t₁ = (R152//R153) × C151,t₁ = (R 152 // R 153 ) × C 151 ,

worin "//" eine Parallelsummierung der Widerstände wieder­ gibt.where "//" is a parallel summation of the resistors again gives.

Wenn das Potential den Pegel entsprechend der zweiten Bezugsspannung V2 erreicht, wird das Tastverhältnis des Steuerimpulses Ps durch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 140 be­ stimmt.When the potential reaches the level corresponding to the second reference voltage V 2 , the duty cycle of the control pulse Ps is determined by the output voltage of the operational amplifier 140 .

Das heißt, da das Tastverhältnis des Steuerimpulses Ps mit einer Zunahme der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 140 abnimmt, nimmt die Ausgangsspannung V0 ab, welche bei dem Maximum gehalten worden ist.That is, since the duty cycle of the control pulse Ps decreases with an increase in the output voltage of the operational amplifier 140, the output voltage V 0 , which has been kept at the maximum, decreases.

Ein Steuerbereich AI von dem Punkt b zu dem Punkt d, der durch den Spitzenpunkt c des Ausgangsstromes I0 verläuft, wird durch den Ausgangsstromdetektor 134 gesteuert.A control area A I from point b to point d that passes through the peak point c of the output current I 0 is controlled by the output current detector 134 .

Wenn der Kondensator 151 völlig geladen wird, wird der Tran­ sistor 148 eingeschaltet, und sein Emitterpotential stimmt nahezu überein mit der Ausgangsspannung V0 des Gleichspan­ nungswandlers 109. Danach geht die Steuerung in den Konstantleistungs-Steuermodus über.When the capacitor 151 is fully charged, the transistor 148 is turned on and its emitter potential is almost the same as the output voltage V 0 of the DC / DC converter 109 . After that, the control goes into the constant power control mode.

Da die Steuerung derart durchgeführt wird, daß die Summe der Ausgangsspannung V0, spannungsgeteilt durch das Widerstands­ verhältnis der Widerstände 141 und 149 und das verstärkte Ausgangssignal entsprechend dem Ausgangsstrom I0 ein konstan­ ter Wert entsprechend V2 wird, heißt das, die Konstant­ leistungssteuerung wird verwirklicht in der Form einer linearen Annäherung, bei welcher V0×I0 konstant ist.Since the control is performed such that the sum of the output voltage V 0 , voltage divided by the resistance ratio of the resistors 141 and 149 and the amplified output signal corresponding to the output current I 0 becomes a constant value corresponding to V 2 , that is, the constant power control realized in the form of a linear approximation at which V 0 × I 0 is constant.

Ein Bereich As von dem Punkt d zu dem Punkt e in Fig. 10 ist ein Konstantleistungsbereich, wo der Lampe 116 die Nenn­ leistung zugeführt wird.An area A s from the point d to the point e in FIG. 10 is a constant power range where the lamp 116 is supplied with the rated power.

Also steigt der Lichtfluß L steil an, unmittelbar nachdem die Lampe gezündet wird, und verschiebt sich zu dem normalen Zu­ stand, nachdem es durch ein Überschwingen gegangen ist.So the light flux L rises steeply, immediately after the Lamp is lit, and shifts to the normal close stood after going through an overshoot.

Nun wird die Operation zum Wiederzünden der Lampe 116 be­ schrieben, nachdem sie zeitweilig ausgeschaltet worden ist.The operation to reignite the lamp 116 will now be described after it has been temporarily turned off.

Während der Zeit, in der die Lampe ausgeschaltet ist, wird die in dem Kondensator 151 der Zeitsteuerung 122 ge­ speicherte Ladung allmählich entladen mit einer Zeitkonstan­ ten t2 (=R153×C151). Diese Zeitkonstante t2 wird bestimmt entsprechend der Abnahmegeschwindigkeit der Temperatur der Lampe, nachdem sie ausgeschaltet worden ist. Wenn der Licht­ schalter 105 wieder geschlossen wird, beginnt daher der Zünd­ vorgang von dem Steuerbereich entsprechend der Klemmenspan­ nung des Kondensators 151.During the time that the lamp is switched off, the charge stored in the capacitor 151 of the timer 122 is gradually discharged with a time constant t 2 (= R 153 × C 151 ). This time constant t 2 is determined according to the decrease rate of the temperature of the lamp after it has been turned off. Therefore, when the light switch 105 is closed again, the ignition process starts from the control area corresponding to the terminal voltage of the capacitor 151 .

Das heißt, die richtige Zündsteuerung wird ausgeführt gemäß der abgelaufenen Zeit, die zum Wiederzünden der Lampe benö­ tigt wird, nachdem sie einmal ausgeschaltet worden ist.That is, the correct ignition control is carried out in accordance with the elapsed time it takes to re-ignite the lamp after it has been switched off once.

Zum Beispiel beginnt in dem Fall, in welchem die Lampe wieder gezündet wird, nachdem einige zehn Sekunden seit dem vorheri­ gen Ausschalten der Lampe vergangen sind, das Zünden der Lampe von dem Arbeitspunkt in dem Steuerbereich AI, und der Steuermodus geht über zu Konstantleistungssteuerung. Daher nehmen die Ausgangsspannung V0 und der Ausgangsstrom I0 all­ mählich ab von dem Beginn des Zündens der Lampe, wie durch entsprechende mit einem Punkt gestrichelte Linien in Fig. 9 gezeigt, und der Lichtfluß L von der Lampe steigt am Beginn steil an und wird stabil nach Durchlaufen eines Überschwin­ gens.For example, in the case where the lamp is ignited again after a few tens of seconds have passed since the lamp was previously turned off, the lamp ignites from the operating point in the control area A I and the control mode goes to constant power control. Therefore, the output voltage V 0 and the output current I 0 gradually decrease from the start of lamp lighting as shown by corresponding dotted lines in Fig. 9, and the luminous flux L from the lamp rises steeply at the beginning and becomes stable after going through an overshoot.

In dem Fall, in welchem die Lampe 116 wieder gezündet wird, nachdem sie zeitweilig für einige Sekunden ausgeschaltet wor­ den ist, ist der Glaskolben der Lampe 116 noch heiß. Wie aus den Kurven hervorgeht, wie in Fig. 9 durch die mit zwei Punkten strichlierten Linien angegeben ist, ist die Lampen­ spannung VL unmittelbar nach dem Wiederzünden der Lampe 116 hoch, und der Ausgangsstrom I0 der Wandlerschaltung 109 ist hoch, wodurch ein Wechsel zu Konstantleistungssteuerung be­ wirkt wird, woraufhin der Lichtfluß L bei der Nennleistung stabil wird.In the case where the lamp 116 is re-ignited after being temporarily switched off for a few seconds, the glass bulb of the lamp 116 is still hot. As can be seen from the curves, as indicated in Fig. 9 by the two-dot chain lines, the lamp voltage V L is high immediately after the lamp 116 is re-ignited, and the output current I 0 of the converter circuit 109 is high, causing a change to constant power control is effective, whereupon the light flux L becomes stable at the nominal power.

Die Zeitsteuerung 122 ist vorgesehen, um die Startzeit zu verkürzen. Das heißt, wenn die Zeitsteuerung 122 nicht vorgesehen wäre und die Ausgangsspannung V0 des Gleich­ spannungswandlers 109 direkt an den nicht-invertie­ renden Eingang des Operationsverstärkers 140 über den Widerstand 149 angelegt würde, würde die Konstantleistungssteuerung von dem Beginn des Zündens der Lampe an durchgeführt werden ohne Rücksicht auf die physikalischen Bedingungen der Lampe, so daß die Lichtemission von der Lampe nicht durch den Steuerbereich AV oder AI hindurch fortschreiten würde. Dies würde den Anstieg des Lichtflusses L verzögern.The timer 122 is provided to shorten the start time. That is, if timing controller 122 were not provided and output voltage V 0 of DC converter 109 was applied directly to the non-inverting input of operational amplifier 140 through resistor 149 , constant power control would be performed from the start of lamp lighting regardless of the physical conditions of the lamp, so that the light emission from the lamp would not progress through the control area A V or A I. This would delay the increase in light flux L.

Abnormale Zeit: Nun wird der Fall beschrieben, in dem die Batteriespannung vermindert ist.Abnormal Time: The case where the Battery voltage is reduced.

Wenn die Batteriespannung gleich einem vorbestimmten Wert oder größer ist, zum Beispiel 10 Volt, wird die Ausgangsspan­ nung des Spannungspuffers 160 höher als die Eingangsspannung des Spannungspuffers 146 in dem Bezugsspannungsgenerator 143 (wobei die Diode 161 während dieser Zeit ausgeschaltet ist), so daß der Wert der Bezugsspannung V2 durch die Widerstände 144 und 144′ und den veränderlichen Widerstand 145 bestimmt wird.When the battery voltage is equal to or greater than a predetermined value, for example 10 volts, the output voltage of voltage buffer 160 becomes higher than the input voltage of voltage buffer 146 in reference voltage generator 143 (with diode 161 turned off during this time) so that the value the reference voltage V 2 is determined by the resistors 144 and 144 'and the variable resistor 145 .

Wenn die Batteriespannung gleich oder größer als 10 Volt ist, wird jedoch die Ausgangsspannung des Spannungspuffers 160 niedriger als die Spannung von dem Bezugsspannungsgenerator 143 und die Diode 161 wird angeschaltet, wodurch die Bezugs­ spannung V2 vermindert wird.However, when the battery voltage is equal to or greater than 10 volts, the output voltage of the voltage buffer 160 becomes lower than the voltage from the reference voltage generator 143 and the diode 161 is turned on, thereby reducing the reference voltage V 2 .

Daher wird eine kleinere Leistung als die Nennleistung (zum Beispiel 50 bis 75%) der Lampe 116 zugeführt entsprechend der Verminderung der Stromversorgungsspannung B. Wenn die Strom­ versorgungsspannung B weiter vermindert wird und die Batterie 102 das Zünden der Lampe nicht weiter aufrechterhalten kann, beginnt die Niederspannungs-Rückstellschaltung 124a zu wir­ ken. Anders ausgedrückt wird, wenn die Batteriespannung gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, zum Bei­ spiel 7 Volt, diese Spannung durch die Spannungsteilungswi­ derstände 171 und 172 ermittelt und wird durch den Komparator 169 mit einem gegebenen Wert verglichen. Der Komparator 169 gibt dann ein L-Pegel-Signal an die Stromabschaltrelais- Schaltung 106, um die Stromversorgung zu einer (nicht gezeig­ ten) Relaisspule abzuschalten, die mit den Gleichspannungs­ leitungen 104 und 104′ verbunden ist, woraufhin der Relais­ kontakt 106a geöffnet wird.Therefore, a power smaller than the rated power (for example, 50 to 75%) is supplied to the lamp 116 in accordance with the decrease in the power supply voltage B. When the power supply voltage B is further decreased and the battery 102 cannot continue to ignite the lamp, it starts Low voltage reset circuit 124 a to we ken. In other words, if the battery voltage becomes equal to or less than a predetermined value, for example 7 volts, this voltage is determined by the voltage dividing resistors 171 and 172 and is compared by the comparator 169 with a given value. The comparator 169 then outputs an L-level signal to the power cut-off relay circuit 106 in order to switch off the power supply to a (not shown) relay coil which is connected to the DC voltage lines 104 and 104 ', whereupon the relay contact 106a opens becomes.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Batteriespannung auf 7 Volt oder darüber zurückkehrt, wird das Ausgangssignal des Komparators ein H-Pegel, und der Relaiskontakt 106a wird geschlossen, so daß der Zündvorgang wieder beginnt.At the time when the battery voltage returns to 7 volts or above, the output signal of the comparator becomes an H level, and the relay contact 106 a is closed, so that the ignition process starts again.

Der Abnormalitätsdetektor 124 weist eine Schaltung auf zur Ermittlung eines abnormalen Zustands, wie beispielsweise, daß die Lampe 116 aufgrund normaler Verschlechterung an dem Ende ihrer Nutzungsdauer nicht in der Lage ist, Licht zu emittie­ ren, oder daß die Ausgangsstufe des Umformers 110 ein offener Schaltkreis wird. Obwohl der Aufbau dieser Schaltung im einzelnen übergangen wird, wird in diesem Fall der abnormale Zustand aufrechterhalten, wenn nicht der Relaiskontakt 106a geöffnet wird und der Lichtschalter 105a zeitweilig geöffnet und wieder geschlossen wird.The abnormality detector 124 has circuitry for detecting an abnormal condition, such as that the lamp 116 is unable to emit light due to normal deterioration at the end of its useful life, or that the output stage of the converter 110 becomes an open circuit . Although the structure of this circuit is omitted in detail, the abnormal state is maintained in this case unless the relay contact 106a is opened and the light switch 105a is temporarily opened and closed again.

Betriebbusiness

Hinsichtlich der beschriebenen Anordnung 101 gibt das Klemmenpotential des Kondensators 151 in der Zeitsteue­ rung 122 den Zustand nach dem Ausschalten der Lampe an, und die Leistung kann der Lampe dementsprechend zugeführt werden. Daher ist es möglich, die Ingangsetzungszeit (oder Wiederingangsetzungszeit) abzukürzen und das Zünden der Lampe zu stabilisieren.Regarding the arrangement 101 described , the terminal potential of the capacitor 151 in the timing 122 indicates the state after the lamp has been switched off, and the power can be supplied to the lamp accordingly. Therefore, it is possible to shorten the start-up time (or restart time) and stabilize the lamp ignition.

lnsbesondere wird zum Zeitpunkt des Kaltstarts, für welchen die Ingangsetzungszeit wesentlich ist, der Lampe übermäßige Leistung zugeführt, um den Anstieg des Lichtflusses zu bewir­ ken, indem zugelassen wird, daß die Steuerung durch den Steu­ erbereich AV geht, der durch den Spannungsdetektor 129 gesteuert wird, nachdem das Zünden der Lampe beginnt und durch den Steuerbereich AI, der durch den Stromdetek­ tor 134 gesteuert wird, und indem dann der Übergang zu dem normalen Zustand unter Konstantleistungssteuerung As zugelas­ sen wird. Diese Steuerung kann die Zündkennlinie verbessern.In particular, the cold start, for which the rise-up time is significant, the lamp excessive power is supplied to the time to the increase of the light flux ken to be Farming, by allowing the control heritage rich by CON A V is the controlled by the voltage detector 129 is after the ignition of the lamp begins and by the control area A I , which is controlled by the current detector 134 , and by then the transition to the normal state under constant power control A s is permitted. This control can improve the ignition characteristic.

Selbst wenn Umweltbedingungen sich verändern oder die Last­ charakteristik sich aufgrund des Ersatzes der Lampe oder am Ende der Nutzungsdauer der Lampe verändert, werden die Ausgangsspannung oder der Ausgangsstrom des Gleichspannungs­ wandlers 109 ermittelt, und ein Produkt dieser Werte (annähernd die Summe der Werte) wird konstant gemacht, wo­ durch eine Konstantleistungssteuerung in dem normalen Zustand der Lampe sichergestellt wird.Even if environmental conditions change or the load characteristic changes due to the replacement of the lamp or at the end of the lamp life, the output voltage or the output current of the DC-DC converter 109 are determined, and a product of these values (approximately the sum of the values) becomes constant made where is ensured by a constant power control in the normal state of the lamp.

Eine Temperaturveränderung kann durch eine Veränderung der Umweltbedingungen hervorgerufen werden. Dies verändert die Induktivität des Triggertransformators 112 oder verändert die Induktivität des Transformators 174 im Umformer 110 oder die elektrostatischen Kapazitäten der Resonanzkondensatoren 184 und 185, wodurch die Schwin­ gungsfrequenz verändert wird. A change in temperature can be caused by a change in the environmental conditions. This changes the inductance of the trigger transformer 112 or changes the inductance of the transformer 174 in the converter 110 or the electrostatic capacitances of the resonance capacitors 184 and 185 , whereby the oscillation frequency is changed.

Die beschriebene Schaltungsanordnung umfaßt also eine Zeitsteuereinrichtung zum Anlegen eines Signals entsprechend der Ausgangsspannung der Wandlerschaltung an den Stromdetektor nach Ablauf einer Zeitspanne, die einer Ausschaltzeit der Entladungslampe entspricht, und Addieren des Signals zu einem Signal, das dem Ausgangsstrom der Wandlerschaltung entspricht für den Über­ gang zur Konstantleistungssteuerung, um auf diese Weise das Additionsergebnis konstant zu machen, wodurch beim Zünden der Entladungslampe bei Start von einem kühlen Zustand die Operation der Zeitsteuereinrichtung nach Ausübung der Steue­ rung den Übergang zur Konstantleistungssteuerung unter Verwen­ dung der Nennleistung bewirkt, um so eine die Nennleistung übersteigende Leistung an den Spannungsdetektor und den Stromdetektor zu liefern.The circuit arrangement described thus comprises a time control device for applying a signal corresponding to the output voltage the converter circuit to the current detector after expiration a period of time that is a turn-off time of the discharge lamp and adding the signal to a signal corresponding to the Output current of the converter circuit corresponds to the over going to constant power control, so that the To make the result of the addition constant, so when igniting the discharge lamp when starting from a cool state Operation of the timing device after exercise of the tax transition to constant power control using the nominal power, so the nominal power exceeding power to the voltage detector and to deliver the current detector.

Es geht daher zum Zeitpunkt des Kaltstarts die Steuerung, nachdem die Lichtemission durch die Steuervor­ gänge, die durch den Ausgangsspannungsdetektor und den Aus­ gangsstromdetektor spezifiziert sind, in der spezifizierten Reihenfolge fortschreitet, das heißt, der Steuervorgänge zur Zufuhr von Leistung, welche die Nennleistung übersteigt, über in den Konstantleistungssteuermodus durch die Operation der Zeitsteuereinrichtung. Zu dem Zeitpunkt, in dem die Entla­ dungslampe wieder gezündet wird, wird ferner die Ausgangs­ spannung des Gleichspannungswandlers entsprechend dem physikalischen Zustand der Lampe nach ihrer Abschaltung gesteuert, was durch die Zeitsteuereinrichtung angezeigt wird. Dementsprechend kann der Lichtfluß von der Entladungs­ lampe den stabilen Nennpegel schnell erreichen.It is therefore at the time of the cold start Control after the light emission by the control device gears by the output voltage detector and the off gear current detector are specified in the specified Order progresses, that is, the tax operations to Supply of power that exceeds the nominal power, over in the constant power control mode through the operation of the Timing device. At the time when the Entla lamp is lit again, the output voltage of the DC-DC converter accordingly the physical condition of the lamp after it has been switched off controlled what is displayed by the timing device becomes. Accordingly, the light flux from the discharge lamp quickly reach the stable nominal level.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe für einen Fahrzeugscheinwerfer mit
  • - einem Gleichspannungswandler (109), der aus einer von einer Gleichspannungsquelle (102) gelieferten Eingangsspannung eine Ausgangsspannung erzeugt, die in eine Wechselspannung umgeformt und an die Hochdruck-Entladungslampe (116) angelegt wird, und
  • - einer Steuerschaltung (118) mit
    • - einem Spannungsdetektor (129), der ein Differenzsignal aus der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers (109) und einen ersten Bezugswert (V1) erzeugt,
    • - einem Stromdetektor (134), der ein Differenzsignal zwischen dem Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers (109) und einem zweiten Bezugswert (V2) erzeugt, und
    • - einer Gate-Ansteuerschaltung (154, 121), die aus den vom Spannungsdetektor (129) und vom Stromdetektor gelieferten Differenzsignalen ein Steuersignal für den Transistor (126) des Gleichspannungswandlers (109) erzeugt, das die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers (109) so steuert, daß nach einem Kaltstart der Hochdruck-Entladungslampe (116) deren Anlaufzeit verkürzt wird und daß am Ende der Anlaufzeit ein Übergang auf eine Konstantleistungssteuerung erfolgt,
  • dadurch gekennzeichnet,
  • - daß eine Zeitsteuerung (122) vorgesehen ist, die eine Zeitkonstantenschaltung (151, 152, 153) mit einer Ladezeitkonstanten und einer davon verschiedenen Entladezeitkonstanten aufweist,
  • - daß die Zeitkonstantenschaltung bei eingeschalteter Anordnung mit der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers (109) aufgeladen und bei ausgeschalteter Anordnung entladen wird,
  • - daß eine von der Zeitkonstantenschaltung gesteuerte Schalteinrichtung (148) bei am Ende der Anlaufzeit aufgeladener Zeitkonstantenschaltung (151, 152, 153) leitend wird und die Steuerschaltung veranlaßt, die Konstantleistungssteuerung durchzuführen, und
  • - daß die Steuerschaltung bei nichtleitender Schalteinrichtung (148) die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers (109) so hoch macht, daß der Hochdruck-Entladungslampe während der Anlaufzeit eine die Nennleistung übersteigende Leistung zugeführt wird.
1. Circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp for a vehicle headlight
  • - A DC voltage converter ( 109 ), which generates an output voltage from an input voltage supplied by a DC voltage source ( 102 ), which is converted into an AC voltage and applied to the high-pressure discharge lamp ( 116 ), and
  • - A control circuit ( 118 ) with
    • a voltage detector ( 129 ) which generates a difference signal from the output voltage of the direct voltage converter ( 109 ) and a first reference value (V1),
    • - A current detector ( 134 ) which generates a difference signal between the output current of the DC-DC converter ( 109 ) and a second reference value (V2), and
    • - A gate drive circuit ( 154, 121 ), which generates a control signal for the transistor ( 126 ) of the DC-DC converter ( 109 ) from the difference signals supplied by the voltage detector ( 129 ) and the current detector, which controls the output voltage of the DC-DC converter ( 109 ) so that after a cold start of the high-pressure discharge lamp ( 116 ), its start-up time is shortened and that at the end of the start-up time there is a transition to constant power control,
  • characterized,
  • - That a time control ( 122 ) is provided, which has a time constant circuit ( 151, 152, 153 ) with a charging time constant and a different discharge time constant,
  • - That the time constant circuit is charged with the output voltage of the DC-DC converter ( 109 ) when the arrangement is switched on and discharged when the arrangement is switched off,
  • - That a switching device ( 148 ) controlled by the time constant circuit becomes conductive when the time constant circuit ( 151, 152, 153 ) is charged at the end of the start-up time and causes the control circuit to carry out the constant power control, and
  • - That the control circuit with non-conductive switching device ( 148 ) makes the output voltage of the DC-DC converter ( 109 ) so high that the high-pressure discharge lamp is supplied with a power exceeding the nominal power during the start-up time.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Eingangsspannungsdetektor (123) zur Ermittlung der an die Eingangsklemme des Gleichspannungswandlers (109) angelegten Eingangsspannung und zum Ändern des zweiten Bezugswertes (V2) des Stromdetektors (134) entsprechend einer Verminderung der Eingangsspannung, so daß die Steuerschaltung (118) die der Entladungslampe (116) zugeführte Leistung aufgrund des Signals von dem Eingangsspannungsdetektor (123) niedriger als die Nennleistung macht. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized by an input voltage detector ( 123 ) for determining the input voltage applied to the input terminal of the direct voltage converter ( 109 ) and for changing the second reference value (V2) of the current detector ( 134 ) in accordance with a reduction in the input voltage, so that the Control circuit ( 118 ) which makes the power supplied to the discharge lamp ( 116 ) lower than the nominal power based on the signal from the input voltage detector ( 123 ). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Aussteuerschaltung (154, 121) ein Impulsdauer-Modulationssignal erzeugt mit einem Tastverhältnis, das den Differenzsignalen von dem Spannungsdetektor (129) und dem Stromdetektor (134) entspricht.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the gate control circuit ( 154, 121 ) generates a pulse duration modulation signal with a pulse duty factor which corresponds to the difference signals from the voltage detector ( 129 ) and the current detector ( 134 ). 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zündschaltung (111), um der Entladungslampe (116) Triggerimpulse zu liefern, bis diese nach Erhalt eines Zündstartbefehls gezündet hat, einen Kondensator (115), der mit der Entladungslampe (116) in Reihe geschaltet ist, und durch eine Zündstartschaltung (117), die aufgrund einer am Kondensator (115) ermittelten Spannung entscheidet, ob die Entladungslampe (116) gezündet hat oder nicht, und an die Zündschaltung (116) ein Signal gibt, das die Erzeugung des Triggerimpulses einstellt, wenn die Entladungslampe (116) gezündet hat.4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized by an ignition circuit ( 111 ) in order to supply the discharge lamp ( 116 ) with trigger pulses until it has ignited after receiving an ignition start command, a capacitor ( 115 ) which is connected to the discharge lamp ( 116 ) is connected in series, and by an ignition start circuit ( 117 ), which decides on the basis of a voltage determined on the capacitor ( 115 ) whether the discharge lamp ( 116 ) has ignited or not, and gives a signal to the ignition circuit ( 116 ) that the Generation of the trigger pulse stops when the discharge lamp ( 116 ) has ignited. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Gleichspannungs-Wechselspannungs-Umformer (110) zur Umformung der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers (109) in die Wechselspannung, die die Zündschaltung (111), die Entladungslampe (116) und die Zündstartschaltung (117) speist.5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized by a DC-AC converter ( 110 ) for converting the output voltage of the DC-DC converter ( 109 ) into the AC voltage which feeds the ignition circuit ( 111 ), the discharge lamp ( 116 ) and the ignition start circuit ( 117 ) . 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungs-Wechselspannungs-Umformer (110) umfaßt:
eine positive und eine negative Eingangsklemme,
einen Transformator (174) mit einer Primärwicklung (174a) und einer Rückkopplungswicklung (117),
eine Drosselspule (173), die zwischen der positiven Eingangsklemme und einer Mittelanzapfung der Primärwicklung (174a) des Transformators angeordnet ist,
ein Paar aktiver Schaltelemente (175, 176), die jeweils zwischen beiden Enden der Primärwicklung (174a) des Transformators (174) und der negativen Eingangsklemme angeordnet sind, um in Gegentakt betrieben zu werden, und
eine Vorspannungsschaltung mit einer Konstantstromeinrichtung (182, 182′), die mit dem Ende der Drosselspule (173) verbunden ist, welches mit dem Transformator (174) verbunden ist, zur Lieferung einer vorbestimmten Vorspannung an die aktiven Schaltelemente (175, 176), die aufgrund eines an einer auf die Drosselspule (174) folgenden Stufe anliegenden Potentials abgeleitet ist (Fig. 7A).6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the DC-AC converter ( 110 ) comprises:
one positive and one negative input terminal,
a transformer ( 174 ) with a primary winding ( 174 a) and a feedback winding ( 117 ),
a choke coil ( 173 ), which is arranged between the positive input terminal and a center tap of the primary winding ( 174 a) of the transformer,
a pair of active switching elements ( 175, 176 ), which are each arranged between both ends of the primary winding ( 174 a) of the transformer ( 174 ) and the negative input terminal to be operated in push-pull, and
a bias circuit having a constant current device ( 182, 182 ') connected to the end of the inductor ( 173 ) connected to the transformer ( 174 ) for providing a predetermined bias to the active switching elements ( 175, 176 ) which is derived due to a potential present at a stage following the choke coil ( 174 ) ( FIG. 7A). 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Abnormalitätsdetektor (124) zur Ermittlung einer Abnormalität des Lampenstromkreises aus einer Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers (109) und zum Abgeben eines Signals zum Abschalten der Speisespannung.7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized by an abnormality detector ( 124 ) for determining an abnormality of the lamp circuit from a relationship between the output voltage and the output current of the DC-DC converter ( 109 ) and for emitting a signal for switching off the supply voltage. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abnormalitätsdetektor (124) eine Niederspannungs-Rückstellschaltung (124a) umfaßt, um die Eingangsgleichspannung an dem Gleichspannungswandler (109) abzuschalten, wenn die Eingangsgleichspannung gleich oder niedriger als ein erster vorbestimmter Wert ist, und um zuzulassen, daß die Eingangsgleichspannung dem Gleichspannungswandler (109) wieder zugeführt wird, wenn die Eingangsgleichspannung wieder gleich oder größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the abnormality detector ( 124 ) comprises a low-voltage reset circuit ( 124 a) to switch off the DC input voltage on the DC-DC converter ( 109 ) when the DC input voltage is equal to or lower than a first predetermined value, and to allow the DC input voltage to be returned to the DC-DC converter ( 109 ) when the DC input voltage is again equal to or greater than a second predetermined value. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Stromunterbrechungsschaltung (106) zum Zulassen und Sperren der Zufuhr der Eingangsgleichspannung zu dem Gleichspannungswandler (109), wobei die Stromunterbrechungsschaltung einen Relaisschalter (106) zum Abschalten der Eingangsgleichspannung zu dem Gleichspannungswandler (109) bei Empfang eines Signals von der Niederspannungs-Rückstellschaltung (124a) umfaßt, das erzeugt wird, wenn die Eingangsgleichspannung auf oder unter den ersten vorbestimmten Wert abfällt.9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized by a current interruption circuit ( 106 ) for permitting and blocking the supply of the DC input voltage to the DC voltage converter ( 109 ), the current interruption circuit comprising a relay switch ( 106 ) for switching off the DC input voltage to the DC voltage converter ( 109 ) upon receipt of a Signals from the low-voltage reset circuit ( 124 a), which is generated when the DC input voltage drops to or below the first predetermined value.
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