DE4129557A1

DE4129557A1 - Beleuchtungsschaltung fuer eine fahrzeug-entladungslampe

Info

Publication number: DE4129557A1
Application number: DE4129557A
Authority: DE
Inventors: Soichi Yagi; Atsushi Toda; Akiyoshi Ozaki; Akihiro Matsumoto
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 2011-09-06
Also published as: GB9119023D0; JP2587716B2; DE4129557C2; US5295036A; GB2248986B; FR2667213A1; GB2248986A; FR2667213B1; JPH04133296A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine neue Be leuchtungsschaltung für eine Fahrzeug-Entladungslampe. Ins besondere betrifft diese Erfindung eine neue Beleuchtungs schaltung für eine Fahrzeug-Entladungslampe, die einen anor malen Zustand der Schaltung für einen Schutz gegen eine mög liche Beschädigung feststellen kann, und die es verhindern kann, daß ein Benutzer einen elektrischen Schlag erhält, wenn er die Lampe austauscht.

Bei einer Beleuchtungsschaltung für eine Glühlampe, eine weitverbreitete Lichtquelle für Fahrzeugscheinwerfer, wird eine Relaisspule über einen Beleuchtungsschalter zwischen die Klemmen einer Batterie geschaltet, und die Glühlampe wird über einen Relaiskontakt zwischen die Batterieklemmen geschaltet.

Tritt eine Störung im Betriebszustand einer derartigen Be leuchtungsschaltung für eine Glühlampe auf infolge des Endes der Lebensdauer der Lampe oder dergleichen, so bestände die schlimmstmögliche Folge darin, daß der Glühfaden keine Ver bindung mehr aufweist. Üblicherweise wird keine besondere Schutzschaltung vorgesehen.

Kürzlich wurde Metallhalogenidlampen eine größere Beachtung als einer neuen Lichtquelle geschenkt, welche die Glühlampe ablösen kann. Zum Einsatz einer derartigen Metallhalogenid lampe als Fahrzeugscheinwerfer ist es erforderlich, die Lam pe sofort zum Leuchten zu bringen oder diese wiederum zum Leuchten zu bringen. Die Aktivierungsspannung für diesen Vor gang ist sehr hoch (etwa 10 bis 20 kV).

Wenn das Einschalten des Beleuchtungsschalters nicht die Lampe einschaltet, weil die Lampe einen anormalen Zustand aufweist, infolge der abgelaufenen Lebensdauer der Lampe oder dergleichen, so steht immer noch zwischen den Ausgangs klemmen der Beleuchtungsschaltung eine Hochspannung an. Dies führt dazu, daß eine dielektrische Entladung in den Anschluß klemmen auftreten kann, die in dem Sockel vorgesehen sind, in welchem die Lampe installiert wird, und dies kann zum Brand führen. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, daß ein Benutzer einen elektrischen Schlag empfängt, der die fehler hafte Lampe austauscht, ohne zu wissen, daß an der Lampe ei ne Hochspannung anliegt.

Weiterhin können infolge des Ausgangsstroms oder der Aus gangsspannung einer Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschal tung, einer Komponente der Beleuchtungsschaltung, die Schal tungselemente beschädigt werden, oder die Beleuchtungsschal tung kann infolge der Beschädigung eine Fehlfunktion aufwei sen, wodurch eine Hochspannung erzeugt wird (die zu Schwie rigkeiten führt infolge elektromagnetischer Störungen), und wodurch die Lampe beschädigt wird.

Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer verbesserten Beleuchtungsschaltung für eine Fahrzeug-Entladungslampe, welche die voranstehenden Schwierigkeiten überwinden kann.

Zur Erzielung dieses Vorteils wird gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtungsschaltung für ei ne Fahrzeug-Entladungslampe zur Verfügung gestellt, die eine Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung aufweist, um eine Eingangsspannung von einer Gleichspannungs-Eingangsquelle her aufzusetzen, mit einem Stromdetektor zum Erhalten eines Nach weissignals, welches einen Ausgangsstrom der Gleichspannungs- Spannungserhöhungsschaltung betrifft, einem Spannungsdetektor zum Erhalt eines Nachweissignals, welches eine Ausgangsspan nung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung betrifft, mit einer Abnormitätsbeurteilungsschaltung, um Pegel der Nach weissignale von dem Stromdetektor und dem Spannungsdetektor miteinander zu vergleichen, um zu bestimmen, ob sich die Be leuchtungsschaltung in einem anormalen Status befindet oder nicht, und mit einer Leistungsabschaltschaltung, um eine Stromversorgung der Entladungslampe nach Empfang eines Sig nals von der Abnormitätsbeurteilungsschaltung, welches einen abnormen Zustand in der Beleuchtungsschaltung repräsentiert, zu unterbinden.

Dieser Anordnung ist es möglich festzustellen, ob die Beleuch tungsschaltung normal oder nicht normal ist, auf der Grund lage der Korrelation zwischen der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschal tung, und die Strom- oder Leistungsversorgung der Entladungs lampe wird unterbrochen, wenn festgestellt wird, daß irgend eine Anormalität aufgetreten ist. Es ist daher möglich, die Beleuchtungsschaltung und die Entladungslampe zu schützen, und es ist ebenso möglich, aus der Anormalität herrührende Beschädigungen zu verhindern. Zusätzlich kann dies erreicht werden, ohne daß es erforderlich ist, eine Anormalitätsnach weisschaltung für jegliche Ursache der Anormalität zur Ver fügung zu stellen, was einen vereinfachten Schaltungsaufbau sicherstellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Es zeigt:

Fig. 1 bis 5 eine Erläuterung einer Ausführungsform einer Beleuchtungsschaltung für eine Fahrzeug-Entladungs lampe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des allgemeinen Schaltungsaufbaus;

Fig. 2 ein Schaltbild wesentlicher Abschnitte der Beleuch tungsschaltung;

Fig. 3 einen Graphen, welcher die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom einer Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung darstellt;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm, welches zur Erläuterung der Neigung einer Beurteilungslinie verwendet wird; und

Fig. 5 ein Schaltbild mit einer Darstellung einer Modifika tion einer Anormalitätsbeurteilungsschaltung.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Be leuchtungsschaltung für eine Fahrzeug-Entladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die erläuterte Ausfüh rungsform stellt eine Beleuchtungsschaltung dar, die insbe sondere für eine Metallhalogenidlampe für Kraftfahrzeuge aus gelegt ist.

Unter Bezug auf Fig. 1 werden einzelne Bauteile einer Beleuch tungsschaltung 1 kurzgefaßt nachstehend beschrieben. Die Be leuchtungsschaltung 1 weist eine Batterie 2 auf, die zwischen Eingangsklemmen 3 und 3′ angeschlossen ist, einem Beleuch tungsschalter 5, eine Leistungsabschalt-Relaisschaltung 6, eine Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7, eine Hoch frequenz-Erhöhungsschaltung 8, eine Zündschaltung 9, eine Steuerschaltung 12, einen Gatetreiber 16, eine Zeitgeberschal tung 17, eine Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18, einen Doppelschutzschalter 19, und einen Ausgangsstrom-Anormali tätsdetektor 20. Bezugsziffern 4 und 4′ bezeichnen Gleich spannungsversorgungsleitungen. Der Beleuchtungsschalter 5 ist mit der positiven Leitung 4 verbunden.

Die Leistungsabschalt-Relaisschaltung 6 ist vorgesehen, um die Zuführung einer Batteriespannung an Schaltkreise in nach folgenden Stufen zu unterbinden, wenn in der Beleuchtungs schaltung 1 eine Anormalität auftaucht. Im einzelnen schal tet die Leistungsabschalt-Relaisschaltung 6 ihr Relais, um hierdurch einen Relaiskontakt 6a zu öffnen, der auf der po sitiven Leitung 4 vorgesehen ist, wenn Signale von der Anor malitätsbeurteilungsschaltung 18, der Doppelschutzschaltung 19 und dem Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor 20 empfangen werden, die sämtlich nachstehend noch im einzelnen beschrie ben werden.

Die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7, die in der nachfolgenden Stufe der Leistungsabschalt-Relaisschal tung 6 vorgesehen ist, erhöht eine Batteriespannung unter der Erhöhungssteuerung der Steuerschaltung 12 (die nachste hend beschrieben wird).

Die Hochfrequenzerhöhungsschaltung 8 ist in der folgenden Stufe der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 vor gesehen. Diese Erhöhungsschaltung 8 wandelt die Gleichspan nung der Gleichspannungs-Erhöhungsschaltung 7 in eine sinus förmige Wechselspannung. Eine Inverterschaltung des Gegen takttyps kann als die Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 die nen.

Die Zündschaltung 9 ist in der folgenden Stufe der Hochfre quenz-Erhöhungsschaltung 8 vorgesehen. Zwischen die Wechsel spannungsausgangsklemmen 10 und 10′ der Schaltung 9 ist eine Metallhalogenidlampe 11 geschaltet, die eine nominelle Lei stung von 35 W aufweist.

Die Steuerschaltung 12 dient zum Steuern der Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7. Die Steuer schaltung 12 empfängt ein Spannungsnachweissignal, welches der Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschal tung 7 entspricht, welches durch Spannungsteilerwiderstände 13 und 13′ ermittelt wird, die zwischen den Ausgangsklemmen der Erhöhungsschaltung 7 vorgesehen sind. Die Steuerschaltung 12 empfängt weiterhin ein Stromnachweissignal, welches dem Ausgangsstrom der Erhöhungsschaltung 7 entspricht, über ei nen Verstärker 15. Bevor es in den Verstärker 15 gelangt, wurde dieses Nachweissignal in eine Spannung gewandelt durch einen Stromnachweiswiderstand 14, der auf der Masseleitung 4′ vorgesehen ist, welche die Gleichspannungs-Spannungserhö hungsschaltung 7 und die Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 verbindet. Die Steuerschaltung 12 erzeugt ein Steuersignal entsprechend dieser Nachweissignale, und sendet das Steuer signal an die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 über den Gatetreiber 16, um die Ausgangsspannung der Schal tung 7 zu steuern.

Die Steuerschaltung 12 empfängt weiterhin die Ausgangsspan nung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 über die Zeitgeberschaltung 17. In dem Fall, in welchem die Lampe wiederum eingeschaltet wird, ist die Steuerschaltung 12 so ausgelegt, daß sie eine Zeitverschiebung durchführt, um ei nen Übergang auf eine Steuerung mit konstanter Leistung der Lampe sicherzustellen, nachdem ein Zeitraum vergangen ist, der einer Abschaltzeit der Lampe entspricht, nachdem die Lam pe abgeschaltet wurde.

Die Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18 empfängt die Aus gangsspannung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 und ein Signal von dem Verstärker 15, welches dem Ausgangs strom der Schaltung 7 entspricht. Die Beurteilungsschaltung 18 beurteilt, ob eine Anormalität in der Beleuchtungsschal tung aufgetreten ist, und zwar aus dem Pegelunterschied zwi schen der Ausgangsspannung der Erhöhungsschaltung 7 und dem verstärkten Signal, und sendet ihr Ausgangssignal an die Lei stungsabschalt-Relaisschaltung 6. Die anormalen Zustände der Beleuchtungsschaltung können eine Beleuchtungsanormalität der Metallhalogenidlampe 11 einschließen (Kurzschluß oder Unter brechungszustand der Lampe) sowie die Unterbrechung der Hoch frequenz-Erhöhungsschaltung 8 in der Ausgangsstufe. Wenn ein derartiger anormaler Zustand der Beleuchtungsschaltung 1 fest gestellt wird, so sendet die Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18 ihr Ausgangssignal an die Leistungsabschalt-Relaisschaltung 6, um die Strom- oder Leistungsversorgung von der Batterie 2 an die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 abzu schneiden.

Die Doppelschutzschaltung 19 dient als Schutzmaßnahme gegen den schlimmsten Fall, in welchem aus irgendwelchen Gründen die Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18 nicht funktioniert, ob wohl in der Beleuchtungsschaltung 1 ein anormaler Zustand auf getreten ist. Diese Schutzschaltung 19 empfängt das Nachweis signal, welches den Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Span nungserhöhungsschaltung 7 betrifft, über den Verstärker 15. Die Schaltung 19 vergleicht das empfangene Signal mit einem Referenzwert, und stellt fest, daß eine Anormalität aufgetre ten ist, wenn der Zustand des Ausgangsstroms der Erhöhungs schaltung 7, die kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, für einen vorbestimmten Zeitraum oder länger anhält. In diesem Falle sendet die Schaltung 19 ihr Ausgangssignal an die Leistungsabschalt-Relaisschaltung 6, um die Stromversor gung von der Batterie 2 an die Erhöhungsschaltung 7 zu unter binden.

Der Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor 20 ist vorgesehen, um die Schaltung zu schützen, wenn die Ausgangsstufe der Hoch frequenz-Erhöhungsschaltung 8 einen Kurzschluß aufweist. Im einzelnen empfängt der Anormalitätsdetektor 20 ein Nachweis signal, welches den Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Span nungserhöhungsschaltung 7 betrifft, über den Verstärker 15, und stellt das Auftreten einer Anormalität fest, wenn der Ausgangsstrom der Erhöhungsschaltung 7 größer oder gleich einem Referenzwert wird, und sendet sein Ausgangssignal an die Leistungsabschalt-Relaisschaltung 6, um die Spannungs versorgung von der Batterie 2 an die Erhöhungsschaltung 7 zu unterbinden.

Der Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor 20 überwacht ständig die Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung 7, um zu unterscheiden, ob sich die Metallhalo genidlampe 11 in einem Zustand befindet, in welchem die Beleuchtung gerade begonnen hat, oder ob sie sich in einem normalen Zustand befindet. Entsprechend dem Ergebnis der Ent scheidung ändert der Anormalitätsdetektor 20 den Referenz wert, der zum Vergleich mit dem Ausgangsstrom der Erhöhungs schaltung 7 verwendet wird, und zwar aus dem folgenden Grund. Da der Ausgangsstrom der Erhöhungsschaltung 7 zu Beginn des Leuchtens der Metallhalogenidlampe 11 groß ist, ist es er forderlich, die Möglichkeit zu verringern, daß dieser Fall fälschlicherweise so beurteilt wird, als wäre er aufgrund eines Kurzschlusses der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 zum normalen Zeitpunkt aufgetreten, und um deutlich den Wert des Ausgangsstroms von dem Referenzwert zu unterscheiden.

Wesentliche Teile der Lampenbeleuchtungsschaltung 1 werden nachstehend im einzelnen unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben.

Leistungsabschalt-Relaisschaltung

Eine Leistungsversorgungsklemme 21 ist über eine Schutzdiode 22 zum Schutz gegen eine umgekehrte Spannung mit der ausgangs seitigen Klemme des Beleuchtungsschalters 5 verbunden.

Ein Relais 23 weist eine Spule 23a auf, deren eines Ende mit der Leistungsversorgungsklemme 21 verbunden ist, und deren anderes Ende an den Kollektor eines NPN-Transistors 24 ange schlossen ist. Der Kontakt 6a ist offen oder geschlossen ent sprechend der Anregung/Abregung der Spule 23a.

Eine Signalhalteschaltung 25 empfängt Signale an ihrer Ein gangsklemme 25a von der Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18, der Doppelschutzschaltung 19, und dem Ausgangsstrom-Anormali tätsdetektor 20. Nimmt die Eingangsklemme 25a einen H-Pegel an, so hält die Schaltung 25 diesen Pegel und schaltet den Transistor 24 ab.

Dies führt dazu, daß das Relais 23 abgeschaltet wird, und daß die Stromversorgung zur Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung 7 abgeschaltet wird. Dieser Zustand hält solange an, bis der Beleuchtungsschalter wiederum eingeschaltet wird, nachdem er zeitweilig ausgeschaltet wurde.

Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung

Die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7, die als ein geschalteter Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler auf gebaut ist, weist eine Induktivität 26 auf, die mit der posi tiven Leitung 4 verbunden ist, einen N-Kanal-FET 27, eine Gleichrichterdiode 28, und einen Glättungskondensator 29. Der FET 27 befindet sich in der folgenden Stufe der Induktivität 26 und ist zwischen die positive Leitung 4 und die Masselei tung 4′ geschaltet. Der FET 27 führt seinen Schaltbetrieb in Reaktion auf einen Steuerimpuls durch, der über den Gatetrei ber 16 von der Steuerschaltung 12 abgeschickt wird. Die Ano de der Gleichrichterdiode 28 ist mit dem Drain des FET 27 auf der positiven Leitung 4 verbunden. Der Glättungskondensator 29 ist zwischen die Kathode der Gleichrichterdiode 28 und die Masseleitung 4′ geschaltet. Die Induktivität 26 speichert Energie, wenn der FET 27 leitend wird, in Reaktion auf den Steuerimpuls, der über den Gatetreiber 16 von der Steuerschal tung 12 abgeschickt wird. Wenn der FET 27 nicht leitend wird, so gibt die Induktivität 26 die gespeicherte Energie ab, mit einer sich hieraus ergebenden Überlagerung der entsprechenden Spannung und der Eingangsspannung, wodurch die Gleichspannung erhöht wird. Dies bedeutet, daß das Erhöhungsverhältnis ent sprechend der Einschaltdauer des Steuerimpulses gesteuert wird.

Steuerschaltung und Zeitgeberschaltung

Die Steuerschaltung 12 empfängt Nachweissignale, welche die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom der Gleichspannungs- Spannungserhöhungsschaltung 7 betreffen. Die Steuerschaltung 12 führt eine PWM-Steuerung (Impulsbreitenmodulation) entspre chend dieser Signale durch, um das Schalten des FET 27 der Erhöhungsschaltung 7 zu steuern, wodurch die Ausgangsspannung der Schaltung 7 geändert wird.

Eine integrierte Schaltung 30 für die PWM-Steuerung empfängt an ihrer Eingangsklemme 30a das Spannungsnachweissignal, wel ches durch die Spannungsteilerwiderstände 13 und 13′ gewon nen wird. An seiner Eingangsklemme 30b empfängt der IC 30 ebenfalls ein Stromnachweissignal, welches über den Verstär ker 15 und einen Widerstand von dem Stromnachweiswiderstand 14 geschickt wird. Wenn diese Nachweissignale jedenfalls als Eingangssignal an zwei (nicht dargestellte) Fehlerverstärker angelegt werden, so werden sie mit einer vorbestimmten Refe renzspannung verglichen. Dann wird ein Impulssignal, welches eine Einschaltdauer aufweist, die sich aus dem Vergleich des analogen ODER-Ausgangssignals (Summensignals), das von den Fehlerausgangssignalen erhalten wird, mit einem Sägezahnsig nal ergibt, als Ausgangssignal von einer Ausgangsklemme 30c abgegeben.

Dieses Impulssignal wird dann über den Gatetreiber 16 an das Gate des FET 27 der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschal tung 7 geschickt.

Über die Zeitgeberschaltung 17 wird die Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 als Eingangs größe an die Eingangsklemme 30b des PWM-Steuer-IC 30 angelegt. Die Zeitgeberschaltung 17 weist ein aktives Schalterelement 17a und eine Konstantzeitschaltung 17b auf. Wenn ein Zeitraum, der durch die Konstantzeitschaltung 17b vorgegeben ist, (und welcher der Ausschaltzeit der Lampe entspricht), von dem Zeitpunkt aus verstrichen ist, an welchem der Beleuchtungs schalter 5 eingeschaltet wurde, wird das aktive Schaltelement 17a aktiviert, und die Ausgangsspannung der Erhöhungsschal tung 7 wird an die Eingangsklemme 30b des PWM-Steuer-IC 30 angelegt.

Anormalitätsbeurteilungsschaltung

Eine positive Eingangsklemme eines Komparators 31 ist über einen Widerstand 32 mit der Ausgangsklemme des Verstärkers 15 verbunden. Die negative Eingangsklemme des Komparators 31 wird über einen Widerstand 34 mit einer Spannung versorgt, die durch Spannungsteilung der Ausgangsspannung der Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 mittels der Spannungs teilerwiderstände 33 und 33′ erhalten wird.

Die Leistungsversorgungsspannung für den Komparator 31 kommt über eine Leistungsklemme 36 von einer darauffolgenden Stufe des Relaiskontakts 6a und gelangt über eine Diode 35.

Eine Basis eines NPN-Transistors 37, dessen Emitter an Masse angeschlossen ist, ist über einen Widerstand 38 mit der Aus gangsklemme des Komparators 31 verbunden, wobei sich ein Widerstand 39 zwischen der Basis und dem Emitter des Tran sistors 37 befindet.

Ein Ende eines Widerstandes 40 ist mit der Leistungsklemme 36 verbunden, und das andere Ende ist über einen Kondensator 41 an Masse angeschlossen sowie über einen Widerstand 42 an den Kollektor des Transistors 37.

Eine Diode 43, die parallel zu dem Widerstand 40 geschaltet ist, ist mit ihrer Kathode an die Leistungsklemme 36 ange schlossen, wogegen ihre Anode zwischen den Widerstand 40 und den Kondensator 41 geschaltet ist. Eine negative Eingangsklem me eines Komparators 44 ist über einen Widerstand 45 zwischen den Widerstand 40 und den Kondensator 41 geschaltet, und die positive Eingangsklemme des Komparators wird mit einer vorbe stimmten Referenzspannung versorgt (angedeutet durch die Kon stantspannungsquelle E₁). Die Leistungsklemme auf der posi tiven Seite des Komparators 44 ist mit der Leistungsklemme 36 verbunden.

Eine Basis eines NPN-Transistors 46, dessen Emitter an Masse angeschlossen ist, ist über einen Widerstand 47 mit der Aus gangsklemme des Komparators 44 verbunden, und der Kollektor des Transistors ist an die Leistungsklemme 36 und an die Ein gangsklemme 25a der Signalhalteschaltung 25 über eine Diode 48 angeschlossen.

Ein Widerstand 49 ist zwischen die Basis und den Emitter des Transistors 46 geschaltet.

Wenn eine von der Spannungsteilung der Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 herrührende Spannung größer als die Ausgangsspannung des Verstärkers 15 ist, dann wird in dieser Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18 das Ausgangssignal des Komparators 31 einen L-Pegel an nehmen, wodurch der Transistor 37 ausgeschaltet wird. Dies führt dazu, daß der Komparator 44 ein Signal des L-Pegels abgibt, wodurch der Transistor 46 abgeschaltet wird.

Doppelschutzschaltung

Eine positive Eingangsklemme eines Komparators 50 ist über einen Widerstand 51 mit der Ausgangsklemme des Verstärkers 15 verbunden. Die negative Eingangsklemme des Komparators 50 wird mit einer vorbestimmten Referenzspannung versorgt (angedeutet durch eine Konstantspannungsquelle E₂). Die Leistungsklemme des Komparators 15 auf der positiven Seite ist an die Leistungsklemme 36 angeschlossen.

Eine Basis eines NPN-Transistors 52, dessen Emitter an Masse angeschlossen ist, ist über einen Widerstand 53 mit der Aus gangsklemme des Komparators 50 verbunden, wobei sich ein Widerstand 54 zwischen der Basis und dem Emitter des Tran sistors 52 befindet.

Ein Ende eines Widerstands 55 ist an die Leistungsklemme 36 angeschlossen, und das andere Ende ist über einen Kondensa tor 56 geerdet und darüber hinaus über einen Widerstand 57 an den Kollektor des Transistors 52 angeschlossen.

Eine Kathode einer Diode 58 ist mit der Leistungsklemme 36 verbunden, und ihre Anode ist zwischen den Widerstand 55 und den Kondensator 56 geschaltet.

Eine negative Eingangsklemme eines Komparators 59 ist über einen Widerstand 60 zwischen den Widerstand 55 und den Kon densator 56 geschaltet, und seine positive Eingangsklemme wird mit einer vorbestimmten Referenzspannung versorgt (an gedeutet durch eine Konstantspannungsquelle E₃).

Eine Basis eines NPN-Transistors 61, dessen Emitter an Mas se gelegt ist, ist über einen Widerstand 62 an den Ausgangs anschluß des Komparators 59 angeschlossen, und sein Kollek tor ist mit der Leistungsklemme 36 und mit der Eingangsklem me 25a der Signalhalteschaltung 25 über eine Diode 63 ver bunden.

Ein Widerstand 64 ist zwischen die Basis und den Emitter des Transistors 61 geschaltet.

Wenn der Zustand, in welchem der Ausgangsstrom der Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 kleiner ist als ein vorbestimmter Pegel, über einen vorbestimmten Zeitraum oder länger andauert, dann nimmt bei dieser Doppelschutzschaltung 19 das Ausgangssignal des Komparators 50 einen L-Pegel an, wodurch der Transistor 52 abgeschaltet wird. Hierdurch wird der Kondensator 56 aufgeladen. Wenn der Spannungspegel an der negativen Eingangsklemme des Komparators 59 größer oder gleich dem vorbestimmten Referenzwert E₃ wird, so gibt der Komparator 59 ein Signal mit einem L-Pegel ab, und schaltet so den Transistor 61 ab.

Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor

Die Kathode einer Zener-Diode 65 ist an die positive Ausgangs klemme der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 an geschlossen, und deren Anode ist über die in Reihe geschalte ten Widerstände 66 und 66′ an Masse gelegt.

Eine Basis eines NPN-Transistors 67, dessen Emitter an Masse gelegt ist, ist zwischen die Widerstände 66 und 66′ gelegt, und der Kollektor des Transistors ist über einen Widerstand 67c mit der Leistungsklemme 36 verbunden.

Eine Basis eines NPN-Transistors 68, der sich in der nachfol genden Stufe des Transistors 67 befindet, und dessen Emitter an Masse angeschlossen ist, ist mit dem Kollektor des Tran sistors 67 verbunden, wobei ein Widerstand 68b zwischen die Basis und den Emitter des Transistors 68 geschaltet ist.

Widerstände 69 und 69′ sind in Reihe geschaltet. Das eine Ende des Widerstands 69 ist über einen Widerstand 70 mit ei ner Leistungsklemme 71 verbunden, und das andere Ende ist über den Widerstand 69′ an Masse angeschlossen und mit dem Kollektor des Transistors 68 verbunden.

Die Leistungsklemme 71 wird mit einer Spannung versorgt, die von einem Referenzspannungsgenerator (nicht dargestellt) er zeugt wird, der in dem PWM-Steuer-IC 30 vorgesehen ist. Die se Spannung ist stabil und wird durch eine Variation der Bat teriespannung nicht beeinflußt.

Die positive Eingangsklemme eines Komparators 72 ist über einen Widerstand 73 an die Ausgangsklemme des Verstärkers 15 angeschlossen, und seine negative Eingangsklemme ist über ei nen Widerstand 74 mit dem Widerstand 70 verbunden. Die Aus gangsklemme des Komparators 72 ist über eine Diode 75 an die Eingangsklemme 25a der Signalhalteschaltung 25 angeschlossen. Die Stromversorgungsspannung für den Komparator 72 kommt von der Leistungsklemme 36.

Wenn der Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung 7 größer wird als ein Referenzpegel, so weist das Ausgangssignal des Komparators 72 bei dem Ausgangsstrom-Anor malitätsdetektor 20 einen H-Pegel auf, jedoch wird die Refe renzspannung der negativen Eingangsseite des Komparators 72 entsprechend der Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Span nungserhöhungsschaltung 7 festgelegt. Im einzelnen führt, wenn die Ausgangsspannung der Spannungserhöhungsschaltung 7 zu Beginn des Erleuchtens der Metallhalogenidlampe 11 groß ist, die Inbetriebnahme der Zener-Diode 65 zu einem Einschal ten des Transistors 67 und zu einem Ausschalten des Transis tors 68, wodurch die Referenzspannung erhöht wird. In dem normalen Beleuchtungszustand befindet sich der Transistor 67 in einem ausgeschalteten Zustand, und der Transistor 68 wird eingeschaltet, wodurch die Referenzspannung verringert wird.

Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung

Eine selbsterregende Gegentakt-Inverterschaltung wird als die Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 eingesetzt. Ein Paar akti ver Schaltelemente, das auf der Seite der Primärwicklung des Transformators vorgesehen ist, wird in zueinander entgegen gesetzten Richtungen durch ein Signal von der Rückkopplungs wicklung des Transformators geschaltet, so daß die Eingangs gleichspannung von der Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung 7 in eine sinusförmige Wechselspannung als Ausgangs spannung der Erhöhungsschaltung 8 gewandelt wird.

Zündschaltung

Ein Triggertransformator 76 weist eine Primärwicklung 76a und eine Sekundärwicklung 76b auf. Die Sekundärwicklung 76b ist auf einer Leitung 10a vorgesehen, die eine Ausgangsklemme der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 mit einer Wechselspannungs ausgangsklemme 10 verbindet. Ein Ende der Primärwicklung 76a ist mit dem Ende der Sekundärwicklung 76b verbunden, das sich auf der Seite der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 befindet, wobei ein Funkenspaltelement 77 an der anderen Endseite der Primärwicklung 76a vorgesehen ist.

Ein Widerstand 78 ist parallel zu der Primärwicklung 76a des Triggertransformators 76 und dem Funkenspaltelement 77 ge schaltet. Ein Kondensator 79 ist dem Widerstand 78 parallel geschaltet.

Die Anode einer Diode 80 ist mit dem Spaltelement 77 verbun den, und ihre Kathode ist über einen Kondensator 81 an eine Leitung 10′a angeschlossen, welche die Ausgangsklemme der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 mit einer Wechselspannungs- Ausgangsklemme 10′ verbindet.

Die Kathode einer Diode 82 ist an die Klemme des Kondensators 79 angeschlossen die mit der Leitung 10a verbunden ist, und ihre Anode ist mit der Kathode der Diode 80 verbunden.

Die Zündschaltung 9 wird aktiviert, wenn der Lichtschalter 5 eingeschaltet wird. Die Ausgangsspannung der Erhöhungsschal tung 8 ist hoch, bis die Metallhalogenidlampe 11 erleuchtet ist. Wenn die Klemmenspannung des Kondensators 79 einen vor bestimmten Wert übersteigt, wird das Funkenspaltelement lei tend gemacht, wodurch dieses einen Hochspannungstriggerimpuls erzeugt. Diese Klemmenspannung wird der Ausgangswechselspan nung der Erhöhungsschaltung 8 überlagert, und dann an die Metallhalogenidlampe 11 angelegt. Wenn die Lampe 11 einge schaltet wird, sinkt die Ausgangsspannung der Erhöhungsschal tung 8, so daß die Klemmenspannung des Kondensators 79 das Spaltelement 77 nicht aktiviert. Dies führt dazu, daß kein Triggerimpuls erzeugt wird.

Betrieb

Nachstehend wird nunmehr unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 der Steuer- oder Regelvorgang der Beleuchtungsschaltung 1 unter Bezug auf zwei Fälle beschrieben: Der erste Fall ist der, in welchem der Schaltungszustand nicht anormal ist, und die Me tallhalogenidlampe 11 sofort erleuchtet ist, nachdem der Be leuchtungsschalter 5 eingeschaltet wurde (nachstehend als "normale Zeit" bezeichnet), und der zweite Fall ist der, in welchem eine Anormalität im Zustand der Schaltung auftaucht (nachstehend als "anormale Zeit" bezeichnet).

Fig. 3 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung V₀ der Gleichspannungs-Erhöhungsschaltung 7, auf der horizontalen Achse, und dem Ausgangsstrom I₀ der Erhöhungsschaltung 7, auf der vertikalen Achse, zeigt.

Normale Zeit (Fig. 3)

Zunächst wird eine normale Beschreibung gegeben der Zustän de zum Zeitpunkt eines Kaltstarts, in welchem das Einschal ten oder die Beleuchtung der Metallhalogenidlampe 11 von dem kalten Zustand aus beginnt.

In diesem Fall wird unmittelbar nach dem Schließen des Be leuchtungsschalters 5 die Lampe 11 durch die Zündschaltung 9 getriggert. Unmittelbar nachdem jedoch die Lampe 11 erleuch tet ist, ist die Lampenspannung niedrig, und der Ausgangs strom I₀ der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 ist gering. Daher wird die Einschaltdauer des Steuerimpulses von dem PWM-Steuer-IC 30 hauptsächlich durch das Spannungs nachweissignal von den Spannungsteilerwiderständen 13 und 13′ bestimmt.

Der Punkt "a" in Fig. 3 bezeichnet den Zustand unmittelbar nach dem Beginn des Leuchtens der Lampe. Ein Steuerbereich A_v von dem Punkt "a" bis zu dem Punkt "b", an welchem der Ausgangsstrom I₀ zunimmt, wobei die Ausgangsspannung V₀ annähernd konstant ist, steht hauptsächlich unter der Kon trolle des Spannungsnachweissignals.

Während die Ausgangsspannung V₀ der Gleichspannungs-Span nungserhöhungsschaltung 7 allmählich abnimmt, wird die Ein schaltdauer des Steuerimpulses durch das Stromnachweissignal von dem Stromnachweiswiderstand 14 bestimmt.

In Fig. 3 wird ein Steuerbereich A_I von dem Punkt "b" zu dem Punkt "d", der durch den Spitzenpunkt "c" des Ausgangs stroms I₀ geht, hauptsächlich durch das Stromnachweissig nal gesteuert.

Wenn das aktive Schaltelement 17a der Zeitgeberschaltung 17 eingeschaltet wird, so geht die Steuerung über zu dem Kon stantleistungssteuermodus für die Lampe.

Da die Steuerung auf solche Weise ausgeführt wird, daß die Summe der Ausgangsspannung V₀ und des verstärkten Ausgangs signals entsprechend dem Ausgangsstrom I₀ einen konstanten Wert annimmt, bedeutet dies daher, daß eine konstante Lei stungskontrolle im Form einer linearen Approximation verwirk licht wird, wobei V₀·I₀ konstant ist.

Ein Bereich A_S von dem Punkt "d" zu dem Punkt "e" in Fig. 3 stellt einen Konstantleistungssteuerbereich dar, in welchem die nominelle Leistung der Metallhalogenidlampe 11 zugeführt wird.

Nachstehend wird nunmehr eine Beschreibung des Betriebsablaufs zum Erleuchten der Metallhalogenidlampe 11 gegeben, nachdem diese zeitweilig ausgeschaltet wurde.

Die Konstantzeitschaltung 17b der Zeitgeberschaltung 17 wird vorher festgelegt entsprechend dem Abnahmegrad der Tempera tur der Lampe, nachdem diese ausgeschaltet wurde. Wenn der Beleuchtungsschalter 5 wieder geschlossen wird, beginnt da her die Beleuchtungssteuerung von dem Betriebspunkt in dem Steuerbereich entsprechend den physikalischen Zuständen der Lampe.

Beispielsweise beginnt in einem Fall, in welchem die Lampe wiederum eingeschaltet wird, nachdem einige zehn Sekunden vergangen sind, nachdem die Lampe vorher ausgeschaltet wur de, die Beleuchtung der Lampe von dem Betriebspunkt in dem Steuerbereich A_I aus, und der Steuermodus geht über zur Konstantleistungssteuerung. In einem Fall, in welchem die Metallhalogenidlampe 11 wiederum in Betrieb gesetzt wird, nachdem sie über mehrere Sekunden ausgeschaltet war, ist die Glasröhre der Lampe 11 immer noch heiß. Die Lampenspannung und der Ausgangsstrom I₀ unmittelbar nach dem Wiederein schalten der Lampe 11 sind hoch, und die Zeitgeberschaltung wird sofort aktiviert, wodurch eine sofortige Verschiebung auf die Konstantleistungssteuerung ermöglicht wird.

Anormale Zeit (Fig. 3 und 4)

Nachstehend wird eine Beschreibung der Betriebsweise der Schaltung für den Fall gegeben, in welchem in der Beleuch tungsschaltung 1 eine Anormalität auftritt.

Feststellung des Anormalitätsstatus

Zunächst wird eine Beschreibung gegeben, wie der normale Schaltungszustand und der anormale Zustand bezüglich wel chen Referenzwertes unterschieden werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Beziehung von V₀ und I₀ zeigt eine gerade Linie l (die ausgedrückt werden kann als I₀=k·V₀) mit einer Neigung ("k") die Entscheidungslinie an, um zu entscheiden, ob der normale Zustand oder der anor male Zustand vorliegt, wodurch der Bereich durch die Linie l getrennt wird.

Mit anderen Worten repräsentiert ein beliebiger Punkt (V₀, I₀) in dem V₀-I₀-Diagramm einen Betriebszustand der Schaltung, und das Trennen der Bereiche wird durchge führt in Abhängigkeit davon, ob dieser Punkt oberhalb der Entscheidungslinie l oder darunter liegt.

Die voranstehend erwähnte Steuerkurve gehört zu dem oberen Bereich, der oberhalb der Entscheidungslinie l liegt (al so dem Bereich, der ausgedrückt wird durch I₀ < k·V₀, und der durch "B_N" bezeichnet ist) und dieser Bereich kann als ein normaler Betriebsbereich in dem Sinne angesehen werden, daß der Betriebspunkt zur normalen Zeit auf der Steuerkurve liegt.

In dem unteren Bereich, der unterhalb der Entscheidungslinie l liegt (also dem Bereich, der ausgedrückt wird durch I₀ < k·V₀, und der durch "B_A" bezeichnet ist), erhöht sich der Leistungsverlust durch den Triggertransformator 76 oder die in der Zündschaltung 9 verbrauchte Leistung in bezug auf die der Lampe zugeführte Leistung, wodurch die norma le Leistungsversorgung für die Lampe unterbunden und das Aufrechterhalten der Beleuchtung verhindert wird.

Der Grund hierfür wird unter Bezug auf Fig. 4 erläutert, die ein vereinfachtes Modell der Beleuchtungsschaltung 1 erläu tert.

In Fig. 4 sind "V₀" und "I₀" die Ausgangsspannung bzw. der Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschal tung 7, und "v₀" und "i₀" die Ausgangsspannung bzw. der Ausgangsstrom der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8, wie be reits erläutert wurde. Weiterhin bezeichnen "i₁" den Lampen strom, "i₂" den Strom, der in dem Triggerimpulserzeugungs abschnitt 9a der Zündschaltung 9 verbraucht wird (das ist der ohne den Transformator 76 verbleibende Anteil), "L" die Induktivität der Sekundärwicklung 76b des Transformators 76, und "C" die Kapazität, wenn die kapazitive Last der Zünd schaltung 9 (die Kondensatoren 79 und 81, die parallel zur Sekundärwicklung 76b geschaltet sind) äquivalent gewandelt wird als eine kapazitive Last in Reihe mit der Sekundär wicklung 76b.

Aus der Beziehung zwischen der Eingangs- und Ausgangsleistung der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 erhält man die folgende Beziehung:

V₀ · I₀ = v₀ · i₀ · cos Φ + PL₇₆ (1)

wobei cosΦ der Leistungsfaktor in bezug auf v₀ und i₀ ist, und PL₇₆ der Leistungsverlust in dem Transformator 76 ist. Da der Leistungsverlust in dem Transformator in der Hoch frequenz-Erhöhungsschaltung 8 nicht die Unterscheidung des normalen/anormalen Status beeinflußt, wird er vernachlässigt unter der Annahme, daß der Transformator ein idealer Trans formator mit einem Wandlerwirkungsgrad von 100% ist (also keine Verluste aufweist).

Da i₀, i₁ und i₂ folgende Beziehung aufweisen

i₀ = i₁ + ₂ (2)

ergibt das Einsetzen der Gleichung (2) in die Gleichung (1) und das Ausdrücken der verbrauchten Leistung in dem Trigger impulserzeugungsabschnitt 9a durch A_9a (= v₀·i₂·cosΦ)

V₀ · I₀ = v₀ · i₁ · cos Φ + A_9a + PL₇₆ (3)

Nachstehend wird eine Beschreibung gegeben, wie die Gleichung (3) in den folgenden drei anormalen Situationen ausgedrückt wird:

i) wenn die Lampe kurzgeschlossen ist;
ii) wenn sich die Lampe in einem unterbrochenen Zustand befindet;
iii) wenn sich die Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung 8 in einem unterbrochenen Zustand befindet.

Erstens ist in dem Falle i) die Last der Erhöhungsschaltung 8 die strombegrenzende Impedanz (L, C) des Triggerimpuls erzeugungsabschnitts 9a.

Dann ergibt sich die durch die Last verbrauchte Leistung "P" als

P = A_9a + v₀ + i₁ · cos Φ

Da der Beitrag von C zur Lastimpedanz kleiner ist als der von L, ist der Winkel des Leistungsfaktors Φ=π/2, was da zu führt, daß P=A_9a ist.

Daher wird die Gleichung (3) zu

V₀ · I₀ = A_9a + PL₇₆ (3i)

Diese Gleichung bedeutet, daß die Leistung V₀·I₀, die der Erhöhungsschaltung 8 zugeführt wird, beinahe in der Zündschaltung 9 verbraucht wird.

In dem Falle ii) wird deutlich, daß i₁ = 0 ist, und die verbrauchte Leistung der Last zu A_9a wird. Daher wird die Gleichung (3) umgeschrieben als

V₀ · I₀ = A_9a + PL₇₆

und dies ist dasselbe wie in dem Falle i).

In dem letzten Falle iii) wird, da i₀=0 ist, die Gleichung (3) zu

V₀ · I₀ = 0 (3iii)

(Es wird darauf hingewiesen, daß dies der Fall ist, in welchem der Transformator der Erhöhungsschaltung 8 als ein idealer Transformator angesehen wird.)

Angesichts der voranstehenden Ausführungen ist die Gleichung (3i) die wichtigste Gleichung bei der Festlegung der Entschei dungslinie l.

Nunmehr wird die Spannungsabhängigkeit von PL₇₆ oder die Be ziehung zwischen PL₇₆ und V₀ überprüft.

In bezug auf den Leistungsverlust des Triggertransformators 76 und unter Vernachlässigung des Eisenverlustes, wobei nur der Kupferverlust in Betracht gezogen wird, ergibt sich

PL₇₆ = i₁² · r (4)

wobei r (Ω) ein Leitungswiderstand der Wicklung ist.

Wenn die Lampe kurzgeschlossen wird, so ist i₁ groß gegen i₂ und 1/(ω·C) ist klein gegen ω·L für die Reaktanz, wo bei ω die Winkelfrequenz für v₀ und i₀ ist. Daher ergibt sich

Da v₀ und V₀ ausgedrückt werden können als v₀ = n·V₀, wobei n das Wicklungsverhältnis ist, ergibt das Einsetzen dieser Gleichung und der Gleichung (5) in die Gleichung (4)

Nunmehr wird A_9a betrachtet.

Während einer Halbwellenperiode, in welcher das Potential an der Wechselspannungs-Ausgangsklemme 10 negativ und das Poten tial an der Wechselspannungs-Ausgangsklemme 10′ positiv ist, wird in der Zündschaltung 9 der Kondensator 81 (dessen Kapa zität durch "C₈₁" bezeichnet wird) geladen, und die ange sammelte Ladung wird in den Kondensator 79 geladen (dessen Kapazität durch "C₇₉" bezeichnet wird) in der nächsten Halb wellenperiode.

Da C₈₁ < C₇₉, ist ein Zeitraum mehrerer Zyklen erforder lich, damit die Klemmenspannung des Kondensators 79 die Durchbruchsspannung des Funkenspaltelementes 77 erreicht. Der verbrauchte Strom i₂ in dem Triggerimpulserzeugungs abschnitt 9a kann an den Ladungsstrom des Kondensators 81 approximiert werden, unter der Voraussetzung, daß der Über gangszustand vernachlässigt wird. Dies bedeutet, da folgen de Gleichung formuliert werden kann

daß die verbrauchte Leistung A_9a in der Zündschaltung 9 ausgedrückt wird als:

A_9a = v₀ · i₂ = n² · ω · C₈₁ · V₀² (8)

Daher ergibt das Einsetzen der Gleichungen (6) und (8) in die Gleichung (3i)

wobei

Diese Gleichung (10) repräsentiert die Entscheidungslinie. (Der aktuelle Proportionalitätsfaktor ist k in der Gleichung (10) einschließlich eines Sicherheitsfaktors angesichts der Variation bezüglich der Lampen.)

Wenn die Lampe ordnungsgemäß brennt, so wird die verbrauchte Leistung P der Last zu

P = A_9a + i₁² · R (11)

wobei R ein äquivalenter Widerstand der Lampe ist. Da gilt

V₀ · I₀ = A_9a + PL₇₆ + i₁² · R (12)

ist offenbar, daß gilt

V₀ · I₀ < A_9a + PL₇₆ (13)

oder

kann als die normale Zeit ausgedrückt werden.

Schaltungsbetrieb

Der Unterscheidungsvorgang bezüglich Normalität/Anormalität der Anormalitäts-Entscheidungsschaltung 18 wird wie nachste hend geschildert ausgeführt.

Zunächst wird die Ausgangsspannung V₀ der Gleichspannungs- Spannungserhöhungsschaltung 7 durch die Spannungsteilerwider stände 33 und 33′ in der Spannung geteilt, um einen Stromwert zu erhalten, der V₀ entspricht, also einen Referenzwert für die Entscheidung betreffend den Ausgangsstrom I₀ auf der Entscheidungslinie l, und dann wird der Spannungswert eines Stromnachweissignals von dem Verstärker 15 mit diesem Referenzwert durch den Komparator 31 verglichen.

Wenn der Betriebspunkt (V₀, I₀) unterhalb der Entschei dungslinie l in dem V₀-I₀-Diagramm liegt und zu dem Be reich B_A gehört, so wird dies als eine Anormalität betrach tet (unter Bezugnahme auf die voranstehend beschriebenen Punkte (i) bis (iii)). Das Ausgangssignal des Komparators 31 nimmt einen L-Pegel an, und schaltet den Transistor 37 ab. Dies lädt den Kondensator 41, und wenn das Potential an der negativen Eingangsklemme des Komparators 44 die Re ferenzspannung E₁ überschreitet, dann nimmt das Ausgangs signal des Komparators 44 einen L-Pegel an. Dies führt da zu, daß der Transistor 46 abgeschaltet wird, um hierdurch ein H-Signal an die Signalhalteschaltung 25 zu senden, wo durch der Transistor 24 ausgeschaltet wird.

Daher wird das Relais 23 ausgeschaltet, und der Kontakt 6a ist offen, was die Versorgung der Batteriespannung für die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 abschnei det.

Wenn die Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18 nicht funktio niert, obwohl in der Beleuchtungsschaltung eine Anormalität aufgetreten ist, so wird die Schutzfunktion mit Hilfe der Doppelschutzschaltung 19 durchgeführt.

Der Spannungswert eines Stromnachweissignals des Verstärkers 15 wird mit dem der Referenzspannung E₂ durch den Komparator 50 verglichen. Wenn die Spannung des Nachweissigmals niedri ger ist als E₂, so nimmt der Ausgang des Komparators 50 ei nen L-Pegel an, und schaltet den Transistor 52 ab. Dies lädt den Kondensator 56 auf, und wenn das Potential an der Klemme des Komparators 59 dessen Referenzspannung E₃ überschreitet, wird der Transistor 61 abgeschaltet.

Dies führt dazu, daß ein H-Signal an die Signalhalteschal tung 25 geschickt wird, um hierdurch den Transistor 24 aus zuschalten. Daher wird das Relais 23 ausgeschaltet, und der Kontakt 6a ist offen, was die Versorgung der Gleichspannungs- Spannungserhöhungsschaltung 7 mit der Batteriespannung unter bricht.

Die Kapazität des Kondensators 56 ist so gewählt, daß die Doppelschutzschaltung 19 nicht reagiert, wenn der Ausgangs strom I₀ zu Beginn des Leuchtens der Lampe klein ist.

Nachstehend wird eine Beschreibung des Schutzvorgangs durch den Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor 20 in einem Fall gege ben, in welchem die Ausgangsstufe der Hochfrequenz-Erhöhungs schaltung 8 kurzgeschlossen ist.

Ein Nachweissignal, welches den Ausgangsstrom I₀ der Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 betrifft, wird über den Verstärker 15 an den Komparator 72 der Schaltung 20 geliefert, und die Referenzspannung für den Vergleich wird entsprechend des Pegels der Ausgangsspannung der Gleichspan nungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 variiert.

Da der Ausgangsstrom I₀ zu Beginn des Leuchtens der Lampe groß ist, selbst wenn die Beleuchtungsschaltung 1 normal funk tioniert, würde daher, wenn die Referenzspannung für den Ver gleich bei dem Komparator 72 fest wäre, dieser Status in feh lerhafter Weise als eine Anormalität erkannt.

Um klar zwischen dem großen Ausgangsstrom I₀ zu Beginn des Leuchtens in der normalen Zeit und dem großen Ausgangsstrom I₀ in dem normalen Zustand der Lampe zu unterscheiden (wo bei sich letzterer infolge einer Anormalität in der Schal tung ergibt), wird der Referenzwert des Komparators 72 ent sprechend der Ausgangsspannung V₀ der Gleichspannungs- Spannungserhöhungsschaltung 7 geändert; der Referenzwert wird hoch gesetzt, wenn V₀ groß ist, und niedrig gewählt, wenn V₀ klein ist.

Wenn daher die Ausgangsspannung V₀ der Spannungserhöhungs schaltung 7 größer als der vorbestimmte Wert ist, schaltet die Zener-Diode 65, wenn sie leitend gemacht wird, den Tran sistor 67 ein, und schaltet den Transistor 68 aus. Daher wird der Referenzwert für den Vergleich durch den Komparator 72 durch die Widerstände 69, 69′ und 70 festgelegt.

Wenn andererseits V₀ kleiner als der vorbestimmte Wert ist, so wird der Transistor 67 ausgeschaltet, wodurch der Tran sistor 68 eingeschaltet wird, so daß der Referenzwert des Komparators 72, der durch die Widerstände 69 und 70 festge legt ist, offensichtlich kleiner wird als im vorhergehenden Fall.

In jedem Fall wird, wenn das H-Signal von dem Komparator 72 über die Diode 75 an die Signalhalteschaltung 65 geschickt wird, der Transistor 24 ausgeschaltet, wodurch das Relais 23 ausgeschaltet wird. Dies führt dazu, daß der Relaiskontakt 6a offen ist, wodurch die Versorgung der Batteriespannung für die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 abge schnitten wird.

Kurz gefaßt wird bei der voranstehend beschriebenen Beleuch tungsschaltung 1 die Ausgangsspannung V₀ der Gleichspan nungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 festgestellt, dann wird der Wert des momemtanen Ausgangsstroms I₀ mit einem Refe renzwert für den Ausgangsstrom verglichen, der durch die Entscheidungslinie l in bezug auf V₀ ermittelt wird, und dann wird der normale oder anormale Zustand der Beleuchtungs schaltung unterschieden abhängig davon, ob der Betriebspunkt zu dem Bereich B_N oberhalb der Entscheidungslinie l oder zu dem Bereich B_A unterhalb der Linie gehört. Wenn festgestellt wird, daß eine Anormalität aufgetreten ist, so wird eine Zu führung der Batteriespannung zu den Schaltungen in den dar auffolgenden Stufen der Leistungsabschneide-Relaisschaltung 6 unterbunden, wodurch sowohl die Beleuchtungsschaltung als auch die Lampe gegen die Anormalität geschützt sind.

Da eine Beurteilung des normalen oder anormalen Zustands der Beleuchtungsschaltung unter Verwendung einer einzigen Ent scheidungslinie l getroffen werden kann, unabhängig von den voranstehend beschriebenen Fällen i) bis iii) der Anormali tät, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, Anormalitäts detektoren für die verschiedenen Anormalitätsfälle zur Ver fügung zu stellen, und dies vereinfacht den Schaltungsaufbau.

Modifikation (Fig. 5)

Fig. 5 erläutert eine Modifikation (18A) der Anormalitäts feststellschaltung.

Die voranstehend beschriebene Anormalitätsbeurteilungsschal tung 18 stellt den normalen oder anormalen Schaltungszustand dadurch fest, daß sie die Ausgangsspannung V₀ der Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 feststellt, einen Referenzwert des Ausgangsstroms I₀ ermittelt, welcher der Ausgangsspannung V₀ entspricht, und dann den Referenzwert mit dem momentanen Ausgangsstrom I₀ vergleicht. Die Anor malitätsbeurteilungsschaltung 18A beurteilt jedoch, ob eine Anormalität in der Beleuchtungsschaltung aufgetreten ist oder nicht, indem ein Referenzwert für die Ausgangsspannung V₀ ermittelt wird, welcher dem Ausgangsstrom I₀ entspricht, worauf dann dieser Wert mit der momentanen Ausgangsspannung V₀ verglichen wird. Da der normale oder anormale Betriebs zustand der Beleuchtungsschaltung aus der Korrelation zwi schen dem Ausgangsstrom entsprechend der Entscheidungslinie l und der Ausgangsspannung festgestellt wird, basierend auf einem der beiden Faktoren, muß daher mit anderen Worten ein Referenzwert für den anderen Faktor nur für einen späteren Vergleich mit diesem anderen Faktor erhalten werden.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird einer negativen Eingangsklem me eines Komparators 83 über einen Widerstand die Ausgangs spannung V₀ zugeführt, und einer positiven Eingangsklem me wird über einen Widerstand das Ausgangssignal des Verstär kers 15A zugeführt. Das Schalten des Transistors 73 wird durch das Ausgangssignal des Komparators 83 gesteuert.

Da die Schaltung in der darauffolgenden Stufe des Transistors 37 denselben Aufbau aufweist wie die korrespondierende Schal tung in der Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18, wird das Schalten des Transistors 46 durch das Ausgangssignal des Kom parators 44 gesteuert, entsprechend dem Ergebnis des Verglei ches zwischen der Klemmenspannung des Kondensators 41 und der Referenzspannung E₁.

Bei der Anormalitätsbeurteilungsschaltung 18A wird das Aus gangssignal des Verstärkers 15A so gesteuert, daß es der Referenzwert (I₀/k) für die Ausgangsspannung V₀ ist, die dem Ausgangsstrom I₀ entspricht, durch Auswahl der Ver stärkung des Verstärkers 15A, und der Komparator 83 ver gleicht den Referenzwert mit der momentanen Ausgangsspan nung V₀.

Wenn der Betriebspunkt (I₀, V₀) zu dem Bereich B_A ge hört, also wenn V₀ größer ist als I₀/k, dann ist mit anderen Worten das Potential an der negativen Eingangsklemme des Komparators 83 höher als das an der positiven Eingangs klemme, und der Transistor 37 wird durch das L-Signal von dem Komparator 83 ausgeschaltet.

Dies führt dazu, daß der Transistor 49 durch das L-Signal von dem Komparator 44 ausgeschaltet wird, der sich an der darauffolgenden Stufe des Transistors 37 befindet, und es wird ein H-Signal an die Signalhalteschaltung 25 geschickt. Dies öffnet den Relaiskontakt 6a, um eine Stromversorgung an die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung 7 zu unterbinden, und dieser Zustand hält an.

Wenn der Betriebspunkt (I₀, V₀) zu dem Bereich B_N ge hört, so ist der Betriebsablauf umgekehrt wie der voranste hend erwähnte Betriebsablauf, so daß auf seine Beschreibung verzichtet wird.

Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Beurteilung getroffen, ob die Beleuchtungsschaltung normal oder anormal ist, auf der Grundlage der Korrelation zwischen der Ausgangs spannung und dem Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungs erhöhungsschaltung, und die Strom- oder Leistungsversorgung für die Entladungslampe wird gestoppt, wenn festgestellt wird, daß eine Anormalität aufgetreten ist. Es ist daher möglich, sowohl die Beleuchtungsschaltung als auch die Entladungslampe zu schützen als auch sekundäre Schäden zu verhindern, die sich aus der Anormalität ergeben. Zusätzlich kann dieses erreicht werden, ohne daß es erforderlich ist, eine Anormalitätsfest stellschaltung für jeden Grund der Anormalität zur Verfügung zu stellen, und dies stellt einen vereinfachten Schaltungs aufbau sicher.

Zwar wurde nur eine Ausführungsform einer Beleuchtungsschal tung für eine Fahrzeug-Entladungslampe hier beschrieben, es wird jedoch Fachleuten auf diesem Gebiet deutlich werden, daß sich die vorliegende Erfindung in zahlreichen anderen bestimm ten Formen verwirklichen läßt, ohne von dem Umfang oder dem Grundprinzip der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Aus führungsform soll daher nur als Erläuterung angesehen werden, nicht jedoch als Einschränkung, und die Erfindung soll nicht auf die hier geschilderten Einzelheiten beschränkt sein, son dern kann innerhalb des Umfanges der beigefügten Ansprüche und der gesamten Anmeldeunterlagen modifiziert werden. Zwar ist die Stromabschneideschaltung in der vorhergehenden Stufe der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung vorgesehen, jedoch kann die Stromabschneide-Relaisschaltung auch vor der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung vorgesehen sein. Weiterhin ist es möglich, eine Schaltung vorzusehen, die eine Stromver sorgung für die Entladungslampe unterbindet, wenn die Oszil lation der Hochfrequenz-Erhöhungsschaltung gestoppt wird.

Claims

1. Beleuchtungsschaltung für eine Fahrzeug-Entladungslampe mit einer Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung zur Erhöhung einer Eingangsspannung von einer Gleichspan nungs-Eingangsklemme, gekennzeichnet durch:
einen Stromdetektor zum Erhalten eines Nachweissignals, welches einen Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungs erhöhungsschaltung betrifft;
einen Spannungsdetektor zum Erhalt eines Nachweissignals, welches eine Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Span nungserhöhungsschaltung betrifft;
eine Anormalitätsbeurteilungsschaltung zum Vergleich von Pegeln der Nachweissignale von dem Stromdetektor und dem Spannungsdetektor miteinander, um festzustellen, ob sich die Beleuchtungsschaltung in einem anormalen Zustand be findet oder nicht; und
eine Stromabschneideschaltung, um eine Stromversorgung für die Entladungslampe zu unterbinden nach Empfang eines Signals von der Anormalitätsbeurteilungsschaltung, wel ches eine Anormalität in der Beleuchtungsschaltung reprä sentiert.

2. Beleuchtungsschaltung für eine Fahrzeug-Entladungslampe mit einer Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung zur Erhöhung einer Eingangsspannung von einer Gleichspannungs- Eingangsklemme, gekennzeichnet durch:
einen Detektor zum Erhalt eines Nachweissignals, welches einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung der Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung betrifft;
eine Anormalitätsbeurteilungsschaltung zur Feststellung der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstroms der Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung, zur Ermittlung eines Referenzwertes, der einen entsprechenden Ausgangs strom oder eine entsprechende Ausgangsspannung der Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung betrifft, und zum Vergleich des Referenzwertes mit dem Pegel des Nachweis signals von dem Detektor miteinander, um zu ermitteln, ob sich die Beleuchtungsschaltung in einem anormalen Zustand befindet oder nicht; und
eine Stromabschneideschaltung, um die Zuführung einer Gleichspannung zur Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung zu unterbinden, nach dem Empfang eines Signals von der Anormalitätsbeurteilungsschaltung, welches eine Anormalität in der Beleuchtungsschaltung repräsentiert.

3. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß weiterhin ein Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor vorgesehen ist, um den Wert des Nachweissignals, welches den Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung betrifft, mit einem zweiten Referenzwert zu ver gleichen, um das Auftreten einer Anormalität festzustel len, und um, nachdem festgestellt wurde, daß die Anormali tät aufgetreten ist, ein Signal mit der Wirkung an die Stromabschneideschaltung auszusenden, daß die Stromversor gung für die Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschaltung unterbunden wird.

4. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß weiterhin eine Doppelschutzschaltung vor gesehen ist, um einen Wert des Nachweissignals, welches den Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung betrifft, mit einem ersten Referenzwert zu ver gleichen, und um die Stromversorgung an die Gleichspan nungs-Spannungsversorgungsschaltung entsprechend einem Vergleichsergebnis zu unterbinden.

5. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabschneideschaltung ein Re lais aufweist, welches mit der Gleichspannungs-Spannungs erhöhungsschaltung verbunden ist, und eine Signalhalte schaltung, die eine Eingangsklemme aufweist, die mit dem Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor verbunden ist, um ei nen vorbestimmten Zustand der Eingangsklemme zu halten, um das Relais ausgeschaltet zu halten, um hierdurch die Stromversorgung für die Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung abzuschneiden.

6. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabschneideschaltung ein Re lais aufweist, welches an die Gleichspannungs-Spannungs erhöhungsschaltung angeschlossen ist, sowie eine Signal halteschaltung, die eine Eingangsklemme aufweist, die mit der Anormalitätsbeurteilungsschaltung verbunden ist, um einen vorgestimmten Zustand der Eingangsklemme zu hal ten, um das Relais ausgeschaltet zu halten, um hierdurch die Stromversorgung für die Gleichspannungs-Spannungs erhöhungsschaltung abzuschneiden.

7. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anormalitätsbeurteilungsschaltung eine Komparatoreinrichtung aufweist, um die Pegel der Nachweissignale von dem Stromdetektor und dem Spannungs detektor miteinander zu vergleichen, um zu ermitteln, ob sich die Beleuchtungsschaltung in einem anormalen Status befindet oder nicht, wobei nach Feststellung des anorma len Zustandes die Anormalitätsbeurteilungsschaltung ein Signal mit der Wirkung an die Stromabschneideschaltung aussendet, daß die Stromversorgung für die Gleichspan nungs-Spannungserhöhungsschaltung unterbunden wird.

8. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß dann, wenn ein Zustand, in welchem der Aus gangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungsschal tung kleiner als ein vorbestimmter Pegel ist, für einen vorbestimmten Zeitraum oder länger andauert, die Doppel schutzschaltung die Stromversorgung für die Gleichspan nungs-Spannungserhöhungsschaltung unterbindet.

9. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß weiterhin ein Zeitgeber vorgesehen ist, der an die Doppelschutzschaltung angeschlossen ist, um den vorbestimmten Zeitraum zu zählen und ein Ausgangssignal an die Doppelschutzschaltung zu senden.

10. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor so ausgebildet ist, daß er den zweiten Referenzwert ändern kann, um klar den Wert des Ausgangsstroms von dem zwei ten Referenzwert zu unterscheiden.

11. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß weiterhin ein Ausgangsstrom-Anormalitäts detektor vorgesehen ist, um den Wert des Nachweissignals, der den Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungser höhungsschaltung betrifft, mit einem zweiten Referenzwert zu vergleichen, um das Auftreten einer Anormalität zu ermitteln, und um dann, wenn festgestellt wird, daß die Anormalität aufgetreten ist, ein Signal mit der Wirkung an die Stromabschneideschaltung zu senden, daß die Strom versorgung für die Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung unterbunden wird.

12. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß weiterhin eine Doppelschutzschaltung vor gesehen ist, um einen Wert des Nachweissignals, welcher den Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung betrifft, mit einem ersten Referenzwert zu ver gleichen, und um eine Stromversorgung für die Gleichspan nungs-Spannungserhöhungsschaltung entsprechend einem Ver gleichsergebnis zu unterbinden.

13. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 2 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabschneideschaltung ein Relais aufweist, das an die Gleichspannungs-Spannungs erhöhungsschaltung angeschlossen ist, und eine Signal halteschaltung, die eine Eingangsklemme aufweist, die mit dem Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor verbunden ist, um einen vorbestimmten Zustand der Eingangsklemme zu halten, um das Relais ausgeschaltet zu halten, um hierdurch die Stromversorgung für die Gleichspannungs- Spannungserhöhungsschaltung abzuschneiden.

14. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 2 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Stromabschneideschaltung ein Relais aufweist, das an die Gleichspannuns-Spannungserhöhungs schaltung angeschlossen ist, und eine Signalhalteschal tung, die eine Eingangsklemme aufweist, die mit der Anor malitätsbeurteilungsschaltung verbunden ist, um einen vorbestimmten Zustand der Eingangsklemme zu halten, um hierdurch das Relais ausgeschaltet zu halten, so daß die Stromversorgung für die Gleichspannungs-Spannungs erhöhungsschaltung abgeschnitten wird.

15. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 2 oder 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anormalitätsbeurteilungsschaltung eine Komparatoreinrichtung aufweist, um die Pegel der Nachweissignale von dem Stromdetektor und dem Spannungs detektor miteinander zu vergleichen, um zu ermitteln, ob sich die Beleuchtungsschaltung in einem anormalen Zustand befindet oder nicht, wobei nach Feststellung des anorma len Zustandes die Anormalitätsbeurteilungsschaltung ein Signal mit der Wirkung an die Stromabschneideschaltung sendet, daß die Stromversorgung für die Gleichspannungs- Spannungserhöhungsschaltung unterbunden wird.

16. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß dann, wenn ein Zustand, in welchem der Ausgangsstrom der Gleichspannungs-Spannungserhöhungs schaltung kleiner als ein vorbestimmter Pegel ist, für einen vorbestimmten Zeitraum oder länger anhält, die Doppelschutzschaltung eine Stromversorgung zur Gleich spannungs-Spannungserhöhungsschaltung unterbindet.

17. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß weiterhin ein Zeitgeber vorgesehen ist, der mit der Doppelschutzschaltung verbunden ist, um den vorbestimmten Zeitraum zu zählen und ein Ausgangssignal an die Doppelschutzschaltung zu senden.

18. Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ausgangsstrom-Anormalitätsdetektor so ausgebildet ist, daß er den zweiten Referenzwert ändern kann, um den Wert des Ausgangsstroms klar von dem zweiten Referenzwert zu unterscheiden.