DE4332059A1 - Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe,
bei der insbesondere eine Wechselrichtereinheit verwendet wird, um eine
Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie umzuwandeln.
Bei der Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe, bei der der Wechsel
richterkreis einer Halbbrücken-Anordnung verwendet wird, sind üblicherweise
zwei Schaltelemente wie MOS-Feldeffekttransistoren in Reihe zwischen die bei
den Klemmen einer Gleichspannungsquelle E geschaltet, während ein Lastkreis,
der zumindest einen Resonanzkreis aus einer Induktionsspule und einem Konden
sator und eine Entladungslampe als eine Last enthält, über einen eine Gleich
stromkomponente abtrennenden Kondensator mit den beiden Enden eines der beiden
Schaltelemente verbunden ist. In diesem Fall werden die Schaltelemente unter
der Steuerung einer Steuerschaltung abwechselnd ein- und ausgeschaltet, um
eine Spannung von der Gleichspannungsquelle E in eine der Entladungslampe zu
zuführende Hochfrequenzspannung umzuwandeln, und die Entladungslampe ist einer
Hochfrequenz-Lichtsteuerung unterworfen. Ferner ist es bei der Bereitstellung
der Energieversorgung für die Last, was bedeutet, daß ein Ausgangssignal des
Wechselrichterkreises in dieser Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungs
lampe variabel sein soll, für den in Rede stehenden Zweck ausreichend, die
Schaltfrequenz der beiden Schaltelemente variieren zu können, so daß, anders
ausgedrückt, die Entladungslampe einer Lichtsteuerung zur Erzielung eines
Dimmer-Effekts unterworfen werden kann.
In dem Fall, daß die Schaltfrequenz der jeweiligen Schaltelemente höher gewählt
wird als eine Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, wird sich die Schaltfre
quenz mit einer Änderung auf niedrigere Werte an die Resonanzfrequenz annähern,
so daß eine Spannung über dem Kondensator ansteigen wird und die der Entla
dungslampe zugeführte Energie ansteigt, während die Schaltfrequenz mit einer
Änderung auf höhere Werte sich von der Resonanzfrequenz entfernt, wodurch die
Spannung über dem Kondensator verringert wird und die der Entladungslampe zu
geführte Energie abnimmt.
In der US-A-4 504 895 (Steigerwald) ist ein Wechselrichterkreis beschrieben,
der im wesentlichen die gleiche Funktion wie die vorhergehende bekannte Vor
richtung von Henz u. a. aufweist, und es ist eine Entladungssteuerung für eine
Röntgenröhre gezeigt, die dadurch verwirklicht ist, daß die Betriebsfrequenz
eines Stromwandlers verändert wird.
Im Falle dieses bekannten Wechselrichterkreises tritt jedoch das Problem auf,
daß beim Erhalt einer Gleichspannung durch eine Gleichrichtung und Glättung
einer Wechselquellenspannung die veränderte Schaltfrequenz der Schaltelemente
bewirkt, daß eine hohe Frequenz auf der Seite der Wechselspannungsquelle
durchgelassen wird. Während ein Filter zum Verhindern des Hindurchtretens
einer Hochfrequenzkomponente zu der Seite der Wechselstromquelle am Eingangs
ende oder dergleichen einer Diodenbrücke zum Gleichrichten der Wechselquellen
spannung vorgesehen ist, bringt die Verwendung eines solchen Filters zur Be
seitigung der Hochfrequenzkomponente selbst auf eine Änderung der Betriebsfre
quenz der Schaltelemente hin ein weiteres Problem mit sich, das darin besteht,
daß der Schaltungsentwurf noch komplizierter wird. Wird die Betriebsfrequenz
des Wechselrichterkreises mit der Bereitstellung der Quellenspannung für die
Entladungslampe als Last verändert, so wird auch das von der Entladungslampe
ausgestrahlte Licht in der Frequenz geändert, und hierbei tritt das weitere
Problem auf, daß andere Vorrichtungen wie Infrarot-Fernsteuervorrichtungen
dadurch gestört werden.
Ferner kann in einem Fall, bei dem eine HID-Lampe als Entladungslampe verwen
det wird, aufgrund einer Änderung der Ausgangsfrequenz ein akustisches Reso
nanzphänomen auftreten, das zu einer Zerstörung der Entladungslampe oder der
gleichen führt. D.h., daß mit einem Höherstellen der Betriebsfrequenz des
Wechselrichterkreises mit hoher Wahrscheinlichkeit der Fall eintritt, daß die
Betriebsfrequenz mit einer Frequenz zusammenfällt, bei der die HID-Lampe gera
de eine akustische Resonanz aufweist.
Es ist auch bereits eine Gegenmaßnahme für das obengenannte Problem bekanntge
worden, das auf der wie folgt bezeichneten These beruht: "Off-Line Application
of Fixed-Frequency Clamped Mode Series Resonant Converter", von J.A. Sabat´
u. a., IEEE Transaction on Power Electronics, Bd. 6, Nr. 1, Januar 1991. Danach
sind zwei Serienkreise aus jeweils zwei Schaltelementen zu einer Gleichspan
nungsquelle parallelgeschaltet, wobei ein Lastkreis mit wenigstens einem LC-
Resonanzkreis und einer Last zwischen die beiden Verbindungspunkte der jewei
ligen Schaltelemente der beiden Serienkreise geschaltet ist und die Schaltele
mente in den jeweiligen Serienkreisen abwechselnd so ein- und ausgeschaltet
werden, daß sie nicht gleichzeitig eingeschaltet sind, während eine Einschalt/
Ausschalt-Phase der Schaltelemente in einem Serienkreis bezüglich der Ein
schalt/Ausschalt-Zeitgabe der Schaltelemente in dem anderen Serienkreis va
riiert wird. Eine solche Anordnung ist z. B. in der US-A-4 855 888 (Henz u. a.)
offenbart.
Überdies ist aus der US-A-4 951185 (Schutten u. a.) ein Schaltkreis bekannt,
der auf stabile Weise bei der Betriebsfrequenz von Schaltelementen betrieben
wird, die variabel gehalten wird, solange die Frequenz innerhalb eines Be
triebsfrequenzbereichs liegt, wobei die Ausgangsspannung des Schaltkreises
durch eine Variation der Betriebsphase gesteuert wird, wenn die Frequenz den
Grenzen des Betriebsfrequenzbereichs benachbart ist. Überdies ist in der
US-A-3 750004 (Walker) eine Vorrichtung offenbart, die im Betrieb vor jedem
Überstrom geschützt ist, der während der vorhergehenden Steuerung des Aus
gangssignals über eine Variation der Betriebsphase auftritt, wobei die Schutz
funktion während der Periode erfüllt wird, bei der der Überstrom fließt, ohne
daß die Ausgangsspannung in allen Phasen des Wechselrichterkreises verringert
wird, indem die Betriebszeit nur derjenigen Leistungsschaltelemente, durch die
der Überstrom fließt, mittels eines statischen Wechselrichterkreises mit einer
Stufenwelle als Schutzfunktion verkürzt wird.
Bei diesen Anordnungen tritt jedoch das Problem auf, daß bei deren Verwendung
in der Lichtsteuervorrichtung in einer Entladungslampe der gezündete Zustand
bzw. die Lichtsteuerung nicht aufrechterhalten werden kann, wenn die der Ent
ladungslampe zugeführte Energie bei geringen Temperaturen verringert wird, so
daß die Lampe ausfällt oder flackert.
In dem europäischen Patent EP 0 39 01 285 ist eine Anordnung beschrieben, bei
der zur Beseitigung einer Fehlfunktion oder eines Flackerns der Entladungslam
pe zu der Zeit eines geringen Lichtflusses auf eine Begrenzung der der Lampe
zugeführten Ausgangsleistung hin dem der Entladungslampe zugeführten Hochfre
quenz-Wechselstrom ein Gleichstrom mit einem solchen Pegel überlagert wird,
daß die Entladung in dem Zustand eines geringen Lichtflusses aufrechterhalten
wird, wobei ein stabiler Leuchtbetrieb in dem Zustand eines geringen Licht
flusses ermöglicht wird. Ferner ist in dem japanischen Patent Nr. 64-3 318 eine
weitere Maßnahme angegeben, um den Leuchtbetrieb mit der Überlagerung eines
Gleichstromes zu stabilisieren, um damit das Flackern durch eine Wanderung zu
verhindern.
Bei jeder der zuvor genannten bekannten Anordnungen bleibt jedoch das Problem,
daß in dem Fall, daß die Anordnung als die Lichtsteuervorrichtung für eine
Entladelampe vorgesehen ist, der Lichtsteuerbereich zur Erzielung eines Dimmer-
Effektes der Entladungslampe dadurch eingeschränkt ist, daß die Entladungslam
pe in dem Zustand versagen kann, bei dem die der Entladungslampe zuzuführende
Energie bei geringen Temperaturen auf einen kleinen Wert begrenzt wird.
Ein wesentliches Ziel der Erfindung ist es daher, eine Lichtsteuervorrichtung
für eine Entladungslampe zu schaffen, bei der die zuvor genannten Probleme
beseitigt sind und die der Entladungslampe zugeführte Energie ohne eine Varia
tion der Frequenz regulierbar ist, ein stabiler Betrieb selbst in dem Zustand
gegeben ist, bei dem die der Entladungslampe zugeführte Energie auf kleine
Werte begrenzt wird, und bei der die der Erzielung eines Dimmer-Effektes die
nende Lichtsteuerung der Entladungslampe in einem relativ weiten Bereich ver
wirklicht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Lichtsteuervorrichtung für
eine Entladungslampe vorgesehen, bei der zwei Serienkreise aus jeweils zwei
Schaltelementen zu einer Gleichspannungsquelle parallelgeschaltet sind, ein
Lastkreis aus wenigstens einem LC-Resonanzkreis und einer Entladungslampe zwi
schen die beiden Verbindungspunkte der jeweiligen Schaltelemente in den beiden
Serienkreisen geschaltet ist und die jeweiligen Schaltelemente in den beiden
Serienkreisen abwechselnd so ein- und ausgeschaltet werden, daß sie nicht
gleichzeitig eingeschaltet sind, während bezüglich der Einschalt/Ausschalt-
Zeitgabe der Schaltelemente in einem Serienkreis die Einschalt/Ausschalt-
Zeitgabe der Schaltelemente in dem anderen Serienkreis in einem Bereich von
einem gleichphasigen Zustand bis zu einem um 180° phasenverschobenen Zustand
veränderbar ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Einschalt-Perioden-
Verhältnis der beiden Schaltelemente in zumindest einem Serienkreis verschie
den gemacht wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug
nahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Licht
steuervorrichtung für eine Entladungslampe,
Fig. 2 bis 10 Wellenformdiagramme zur Erläuterung verschiedener Betriebs
aspekte der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
Fig. 11 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 12 und 13 Wellenformdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der in
Fig. 11 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 14 ein detailliertes Schaltbild einer Steuerschaltung der Ausfüh
rungsform der Fig. 11,
Fig. 15 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Steuer
schaltung von Fig. 14,
Fig. 16 bis 18 Wellenformdiagramme zur Erläuterung weiterer Betriebs
aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 19 und 20 anhand von Schaltbildern weitere Betriebsaspekte der Er
findung,
Fig. 21 und 22 einen weiteren Betriebsaspekt der in Fig. 11 gezeigten
Schaltung,
Fig. 23 und 24 Schaltbilder, die weitere Ausführungsformen der erfindungs
gemäßen Vorrichtung zeigen, und
Fig. 25 und 26 Diagramme zur Erläuterung von Betriebsaspekten der Vorrich
tung der in Fig. 24 gezeigten Ausführungsform der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung ge
zeigten Ausführungsformen naher beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf diese
Ausführungsformen beschränkt.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrich
tung für eine Entladungslampe gezeigt, bei der eine in eine Wechselspannung
umgewandelte Gleichspannung verwendet wird. Im vorliegenden Fall sind zwei
Serienkreise aus jeweils zwei Schaltelementen S1 und S2 bzw. S3 und S4 zu
einer Gleichstromquelle E parallelgeschaltet, während ein Lastkreis mit einem
Serienresonanzkreis aus einer Induktionsspule L1 und einem Kondensator C2 so
wie einer zum Kondensator C2 parallelen Entladungslampe Z zwischen eine Ver
bindungsstelle zwischen den Schaltelementen S1 und S2 und die andere Verbin
dungsstelle zwischen den Schaltelementen S3 und S4 dieser beiden Serienkreise
geschaltet ist. D.h., die vorliegende Lichtsteuervorrichtung für eine Entla
dungslampe ist in einer sogenannten Vollbrücken-Anordnung vorgesehen, in der
die Schaltelemente S1-S4 in einer Brückenschaltung enthalten sind, in der all
gemein einander diagonal gegenüberliegende Paare der Schaltelemente S1 und S4
sowie S2 und S3 durch eine Steuerschaltung 11 abwechselnd ein- und ausgeschal
tet werden, um dadurch den Lastkreis mit einem Wechselstrom zu versorgen.
Überdies sei hier angenommen, daß die Schaltelemente S1-S4 MOS-Feldeffekt
transistoren sind, die parasitäre Dioden aufweisen, die einen Stromfluß in der
umgekehrten Richtung bewirken.
Bei der vorhergehenden Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe wird
angenommen, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, zu einer Zeit t0 Steuersignale V1 und
V4 von der Steuerschaltung 11 zu den Schaltelementen S1 und S4 einen hohen
Pegel annehmen, während Steuersignale V2 und V3 zu den Schaltelementen S2 und
S3 einen geringen Pegel annehmen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Schaltelemen
te S1 und S4 eingeschaltet, wie dies durch Wellenformen (a) und (d) der Fig. 2
gezeigt ist, während die anderen Schaltelemente S2 und S3 ausgeschaltet wer
den, wie dies durch Wellenformen (b) und (c) der Fig. 2 gezeigt ist, wodurch
ein Stromfluß von der Gleichstromquelle E durch das Schaltelement S1, die
Induktionsspule L1, den Kondensator C2, die Entladungslampe Z und das Schalt
element S4 bewirkt und der Strom dem Ladekreis zugeführt wird. Im nächsten
Zeitpunkt t2 besitzen die Steuersignale V1 und V4 den niedrigen Pegel, während
die Steuersignale V2 und V3 einen hohen Pegel aufweisen, worauf die Schaltele
mente S1 und S4 ausgeschaltet werden, wie dies durch die Wellenformen (a) und
(d) gezeigt ist, während die Schaltelemente S2 und S3 eingeschaltet werden,
wie dies durch die Wellenformen (b) und (c) gezeigt ist. Falls die Schaltfre
quenz der Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe in einem Bereich ge
wählt wird, der höher als eine Resonanzfrequenz des Lastkreises ist, der die
Induktionsspule L1, den Kondensator C2 und eine Last enthält, so bewirkt nun
die in dem Resonanzkreis gespeicherte Energie einen Stromfluß über einen Pfad
aus der Induktionsspule L1, der Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und
der Entladungslampe Z, der parasitären Diode des Schaltelements S3, der Gleich
stromquelle E und der parasitären Diode des Schaltelements S2. Ab einer Zeit,
zu der der Strom in dem Resonanzkreis auf Null gebracht wird, sind die Schalt
elemente S2 und S3 in positiver Richtung eingeschaltet, und es wird ein Strom
fluß von der Quelle E in einer Richtung umgekehrt zu der des vorherigen Flus
ses über einen Pfad bewirkt, der das Schaltelement S3, die Parallelschaltung
aus dem Kondensator C2 und der Entladungslampe Z, die Induktionsspule L1 und
das Schaltelement S2 enthält.
Wird der Zeitpunkt t4 erreicht, so nehmen die Steuersignale V1 und V2 der
Steuerschaltung 11 wieder den hohen Pegel an, gleich wie zur Zeit t0, während
die Steuersignale V2 und V3 den niedrigen Pegel annehmen, so daß die Schalt
elemente S1 und S4 eingeschaltet und die anderen Schaltelemente S2 und S3 aus
geschaltet werden. Auch zu diesem Zeitpunkt bewirkt eine in dem Resonanzkreis
gespeicherte Energie einen Stromfluß über einen Pfad, der die Induktionsspule
L1, die parasitäre Diode des Schaltelements S1, die Gleichstromquelle E, die
parasitäre Diode des Schaltelements S4 und die Parallelschaltung aus dem Kon
densator C2 und der Entladungslampe Z enthält. Ab dem Zeitpunkt, zu dem der
Strom in dem Resonanzkreis auf Null gebracht wird, fließt der Strom wiederum
über einen Pfad aus der Gleichstromquelle E, dem Schaltelement S1, der Induk
tionsspule L1, der Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und der Entladungs
lampe Z, und dem Schaltelement S4, und der Lastkreis wird mit Strom versorgt.
Solange für die Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe ein gleich
bleibender Betrieb vorgesehen ist, wird der Laststrom in positiver Richtung
auch zur Zeit t0 durch die Schaltelemente S1 und S4 geführt, nach dem Strom
fluß durch die parasitären Dioden der Schaltelemente S1 und S4. Überdies ist
ein solcher Aufbau auch möglich, um Dioden in umgekehrter Richtung zu den
Schaltelementen S1 bis S4 eines bipolaren Transistors parallelzuschalten und
für einen Energiefluß in dem Resonanzkreis zu sorgen.
Darüber hinaus kann die Anordnung, wie in Fig. 3 gezeigt, auch so getroffen
werden, daß zwischen der Zeitvorgabe für das Ein- und Ausschalten der Serien
schaltung aus den Schaltelementen S3 und S4, wie dies anhand der Wellenformen
(c) und (d) zu sehen ist, und der Zeitvorgabe für das Ein- und Ausschalten der
anderen, in Serie geschalteten Schaltelemente S1, S2, wie dies anhand der Wel
lenformen (a) und (b) zu sehen ist, eine zeitliche Verzögerung auftritt, und
die beiden Serienkreise aus S1, S2 und S3, S4, die zu den beiden Enden der
Gleichstromquelle E parallelgeschaltet sind, werden abwechselnd ein- und aus
geschaltet. Setzt man hier voraus, daß die Schaltfrequenz wie zuvor höher als
die Resonanzfrequenz gewählt ist, so sind die Schaltelemente S2 und S4 zur
Zeit t0 eingeschaltet, wie dies durch die Wellenformen (e) und (d) gezeigt
ist, während die Schaltelemente S1 und S3 ausgeschaltet sind, wie dies durch
die Wellenformen (a) und (c) gezeigt ist, und dem Lastkreis wird keine Span
nung zugeführt. Wird der Zeitpunkt t1 erreicht, so wird das Schaltelement S3
eingeschaltet, während das Schaltelement S4 ausgeschaltet wird, wie dies in
den Wellenformen (c) und (d) zu sehen ist, wodurch der Laststrom von der Quel
le E über das Schaltelement S3, die Parallelschaltung aus dem Kondensator C2
und der Entladungslampe Z, die Induktionsspule L1 und die Schaltelemente S2
geführt wird. Zum Zeitpunkt t2 wird das Schaltelement S2 ausgeschaltet, wie
dies in der Wellenform (b) zu sehen ist, und die an die Last angelegte Span
nung verschwindet. Zu der gleichen Zeit, zu der das Schaltelement S2 abge
schaltet wird, wird das Steuersignal VI von der Steuerschaltung 11 geliefert,
um das Schaltelement S1 einzuschalten, wie dies in der Wellenform (a) zu sehen
ist. In diesem Fall bewirkt die in dem Resonanzkreis gespeicherte Energie
einen Stromfluß in der gleichen Richtung wie die des vorherigen Stromflusses
über einen Pfad aus der Induktionsspule L1, der parasitären Diode des Schalt
elements S1, der parasitären Diode des Schaltelements S3, dem Kondensator C2
und der Entladungslampe Z.
Zum Zeitpunkt t3 wird das Schaltelement S3 abgeschaltet, wie dies in der Wel
lenform (c) von Fig. 3 zu sehen ist, worauf das Steuersignal V4 von der Steu
erschaltung 11 geliefert wird, um das Schaltelement S4 einzuschalten, wie dies
in der Wellenform (d) gezeigt ist. Daraus ergibt sich, daß stets dann, wenn in
dem Resonanzkreis noch Energie verbleibt, ein Stromfluß über einen Pfad bewirkt
wird, der die Induktionsspule L1, die parasitäre Diode des Schaltelements S1,
die Gleichstromquelle E, die parasitäre Diode des Schaltelements S4 und die
Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und der Entladungslampe Z enthält.
Nach dem Zeitpunkt, zu dem der Strom in dem Resonanzkreis zu Null gebracht
wird, werden beide Schaltelemente S1 und S4 in positiver Richtung eingeschal
tet, und es wird ein Laststromfluß in einer zur vorhergehenden Richtung umge
kehrten Richtung über einen Pfad bewirkt, der die Gleichstromquelle E, das
Schaltelement S1, die Induktionsspule L1, die Parallelschaltung aus dem Kon
densator C2 und der Entladungslampe Z und das Schaltelement S4 enthält. Zu dem
Zeitpunkt, zu dem der Strom in dem Resonanzkreis auf Null gebracht und dem
Steuersignal V4 der Steuerschaltung 11 ein hoher Pegel verliehen wird, wird
gleichzeitig das Schaltelement S4 in positiver Richtung eingeschaltet. Da in
diesem Fall das Schaltelement S1 zu dieser Zeit t3 bereits eingeschaltet wur
de, fließt der Laststrom über den Pfad aus der Quelle E3, dem Schaltelement
S1, der Induktionsspule L1, der Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und
der Entladungslampe Z sowie dem Schaltelement S4.
Ist der Zeitpunkt t4 erreicht, so wird die Zufuhr des Laststromes über den
vorhergehenden Pfad unterbrochen. Zur gleichen Zeit wird das Steuersignal V2
zum Einschalten des Schaltelements S2 angelegt, und durch die in dem Resonanz
kreis gespeicherte Energie wird ein Stromfluß über einen Pfad bewirkt, der die
Induktionsspule L1, die Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und der Last
Z, das Schaltelement S4 und die parasitäre Diode des Schaltelements S2 enthält.
Überdies wird bei Erreichen des Zeitpunktes t5 das Schaltelement S4 ausge
schaltet, und es wird ein solches, einen hohen Pegel aufweisendes Steuersignal
V3 der Steuerschaltung 11 geliefert, wie dies durch die Wellenform (c) gezeigt
ist. Solange die Energie zu dieser Zeit in dem Resonanzkreis verbleibt, fließt
ein Strom über einen Pfad aus der Induktionsspule L1, der Parallelschaltung
aus dem Kondensator C2 und der Entladungslampe Z, der parasitären Diode des
Schaltelements S3, der Spannungsquelle E und der parasitären Diode des Schalt
elements S2. Wird die Energie des Resonanzkreises Null, so wird der Laststrom
über den Pfad geliefert, der die Versorgungsquelle E, das Schaltelement S3,
die Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und der Entladungslampe Z, die
Induktionsspule L1 und das Schaltelement S2 enthält.
Eine Reihe vorhergehender Vorgänge wird wiederholt, und die Gleichspannung von
der Gleichspannungsquelle E wird in eine dem Lastkreis zugeführte Wechselspan
nung umgewandelt. Bei dem unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen Betriebs
aspekt wurde die Einschaltzeit der einander diagonal gegenüberliegenden Paare
von den Schaltelementen S1, S4 und S2, S3 kürzer als bei dem in bezug auf
Fig. 2 behandelten Aspekt gewählt, und die dem Lastkreis zugeführte Leistung
kann verringert werden. Hier sollte die Schaltfrequenz vorzugsweise so gewählt
werden, daß sie in einem Bereich liegt, der höher als die Resonanzfrequenz
ist, und zumindest dem geringsten Wert innerhalb dieses Bereiches benachbart
ist.
Im einzelnen wurde mit der vorhergehenden Ausbildung die Möglichkeit geschaf
fen, die dem Lastkreis für die Entladungslampe zugeführte Leistung dadurch zu
variieren, daß die Ein-/Ausschaltphase der Schaltelemente S3 und S4 bezüglich
der Zeitvorgabe für das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente S1 und S2 va
riiert wird, d. h. der Einschalt/Ausschalt-Betrieb zwischen einem Serienkreis
aus den Schaltelementen S1 und S2 und dem anderen Serienkreis aus den Schalt
elementen S3 und S4 variiert wird, die Schaltfrequenz dieser Schaltelemente S1
bis S4 jedoch unverändert bleibt. Entsprechend ist eine einfachere Auslegung
insbesondere des Filters (nicht gezeigt) und der dieses umgebenden Elemente
möglich. Da die Schaltfrequenz nicht variiert wird, ist es überdies möglich,
jegliche Einwirkung auf weitere Ausrüstungsteile wie Infrarot-Fernsteuereinrich
tungen und dergleichen zu vermeiden. Da die Ausgangsfrequenz selbst dann un
verändert bleibt, wenn als Entladungslampe eine HID-Lampe verwendet wird, ist
es auch möglich, jegliche Gefahr eines Herbeiführens des Phänomens einer aku
stischen Resonanz zu verringern, das leicht auftreten kann, wenn die Frequenz
variiert wird.
Während beim vorhergehenden Betriebsaspekt darauf Bezug genommen wurde, daß
die Schaltphase der Schaltelemente S2 und S3 gegenüber der Schaltphase der
Schaltelemente S1 und S4 verzögert wird, kann im wesentlichen die gleiche
Funktion wie oben auch dann erhalten werden, wenn im Gegensatz dazu die
Schaltphase der Schaltelemente S2 und S3 voreilt.
Gemäß einer Besonderheit der Erfindung kann eine Anordnung vorgesehen sein,
um eine Fehlfunktion der einer Lichtsteuerung unterworfenen Entladungslampe
selbst dann zu vermeiden, wenn die der Entladungslampe zugeführte Energie er
heblich begrenzt ist, um bei niedrigen Temperaturen kleingehalten zu werden,
und um den Lichtsteuerbereich der Entladungslampe hinreichend zu vergrößern.
In diesem Zusammenhang und unter Bezugnahme auf Fig. 4 werden die Schaltele
mente S1 und S2 in dem Verhältnis ihrer Einschalt-Periode, d. h. der Einschalt
dauer, voneinander verschieden ausgelegt. Überdies sind die Schaltelemente S1
und S2 für einen zueinander entgegengesetzten Ein-/Ausschalt-Betrieb vorgese
hen, während die restlichen Schaltelemente S3 und S4 so ausgelegt sind, daß
sie ein gleiches Einschalt-Perioden-Verhältnis aufweisen.
Im vorliegenden Fall werden die Schaltelemente S1 und S4 so ausgelegt, daß sie
in der Periode vor dem Zeitpunkt t0 gemeinsam eingeschaltet sind, so daß ein
Laststromfluß über einen Pfad bewirkt wird, der die Gleichstromquelle E, das
Schaltelement S1, die Induktionsspule L, die Parallelschaltung aus dem Konden
sator C2 und der Entladungslampe Z, und das Schaltelement S4 enthält. Ist der
Zeitpunkt t0 erreicht, wird das Schaltelement S4 abgeschaltet, so daß der
Laststrom in dem obengenannten Pfad fließt. Zu diesem Zeitpunkt t0 wird das
einen hohen Pegel aufweisende Steuersignal V3 von der Steuerschaltung 11 an
das Schaltelement S3 geliefert, wodurch bewirkt wird, daß die in dem Resonanz
kreis gespeicherte Energie entladen wird, um einen Strompfad zu bilden, der
durch die Induktionsspule, die Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und
der Entladungslampe Z, und die jeweiligen parasitären Dioden der Schaltelemen
te S3 und S1 führt. Zum nächsten Zeitpunkt t1 wird das Schaltelement S1 ausge
schaltet, um den obengenannten Strompfad zu unterbrechen, während das einen
hohen Pegel aufweisende Steuersignal V2 von der Steuerschaltung 11 zur glei
chen Zeit an das Schaltelement S2 geliefert wird, zu der das Schaltelement
ausgeschaltet wird, und ein anderer Strompfad wird durch die in dem Resonanz
kreis gespeicherte Energie gebildet, der durch die Induktionsspule L1, die
Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und der Entladungslampe Z, die para
sitäre Diode des Schaltelements S3, die Gleichspannungsquelle E und die para
sitäre Diode des Schaltelements S2 führt. Zu der Zeit, zu der der Strom in dem
Resonanzkreis Null geworden ist, fließt der Laststrom über den Pfad aus der
Gleichspannungsquelle E, dem Schaltelement S3, der Parallelschaltung aus dem
Kondensator C2 und der Entladungslampe Z, der Induktionsspule L1 und dem
Schaltelement S2.
Ist der Zeitpunkt t2 erreicht, so werden beide Schaltelemente S2 und S3 abge
schaltet, und die Laststromversorgung über den obengenannten Pfad wird unter
brochen. Zur gleichen Zeit werden die Steuersignale V1 und V4 von der Steuer
schaltung 11 an die Schaltelemente S1 und S4 geliefert, um diese einzuschalten,
und die in dem Resonanzkreis gespeicherte Energie führt dann zu einem Strom
pfad über die parasitäre Diode des Schaltelements S1, die Spannungsquelle E,
die parasitäre Diode des Schaltelements S4 und die Parallelschaltung aus dem
Kondensator C2 und der Entladungslampe Z. Zu der Zeit, zu der der Strom von
dem Resonanzkreis Null wird, fließt der Laststrom über einen Pfad aus der
Energiequelle E, dem Schaltelement S1, der Induktionsspule L, der Parallel
schaltung aus dem Kondensator C2 und der Entladungslampe Z und dem Schaltele
ment S4. Ist der Zeitpunkt t3 erreicht, so wird das Schaltelement S4 abge
schaltet, wobei der Laststrom durch den obengenannten Pfad unterbrochen wird,
und zu diesem Zeitpunkt wird die Energie in dem Resonanzkreis über die parasitäre
Diode des Schaltelements S3 auf die gleiche Weise wie zum Zeitpunkt t0
entladen.
Bei dem oben erwähnten, im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Betriebs
aspekt werden die Schaltelemente S1 und S2 hinsichtlich des Verhältnisses der
Einschalt-Periode voneinander verschieden ausgelegt, so daß eine Periode, bei
der die Schaltelemente S1 und S4 gleichzeitig eingeschaltet sind, länger ge
wählt wird als eine Periode, bei der die Schaltelemente S2 und S3 gleichzeitig
eingeschaltet sind, wodurch die Periode, bei der der Laststrom fließt, bezüg
lich der gleichzeitigen Einschalt-Periode der Schaltelemente S1 und S4 und der
gleichartigen Periode der Schaltelemente S2 und S3 verschieden gemacht wird,
und dabei ein Unterschied hinsichtlich der in diesen Einschalt-Perioden in dem
Resonanzkreis gespeicherten Energie auftritt. In dem Fall, daß die Einschalt-
Periode des Schaltelements S2 kürzer als die des Schaltelements S1 gewählt
wird, wie beim vorliegenden Aspekt, wird die in dem Resonanzkreis während der
gleichzeigen Einschalt-Periode der Schaltelemente S1 und S2 gespeicherte Ener
gie erhöht, und eine die Energie begleitende Gleichstromkomponente wird dem
Lastkreis zugeführt.
Bei einem anderen Betriebsaspekt der Fig. 5 wird die Einschalt-Periode des
Schaltelements S2 kürzer gewählt als die des Schaltelements S1, und die gleich
zeitige Einschalt-Periode der Schaltelemente S1 und S4 oder S2 und S3 wird
dadurch variiert, daß eine Verzögerung bei der Schaltphase der Schaltelemente
S3 und S4 bezüglich der Schaltphase der Schaltelemente S1 und S2 in der anhand
von Fig. 4 beschriebenen Anordnung eingeführt wird, so daß die dem Lastkreis
zugeführte Energie variiert wird, um die Energieversorgung der Entladungslampe
Z zu verringern. In diesem Fall kann die Vorrichtung auf dieselbe Weise wie im
Fall der Fig. 4 betrieben werden, mit der Ausnahme, daß die gleichzeitige Ein
schalt-Periode der Schaltelemente S1 und S4 oder S2 und S3 kürzer als in dem
Fall der Fig. 4 gewählt wird.
Während bei dem Aspekt der Fig. 4 die Einschalt/Ausschalt-Phase der Schalt
elemente S3 und S4 bezüglich der Einschalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente
S1 und S2 verzögert ist, ist beim Betriebsaspekt der Fig. 5 vorgesehen, daß
die Einschalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S3 und S4 bezüglich der Ein
schalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S1 und S2 voreilt. Auch in diesem
Fall kann die der Entladungslampe Z zugeführte Energie wirksam verringert wer
den. Mit einer solchen Anordnung kann das Ziel ohne ein Verändern der Schalt
frequenz erreicht werden, und die in Verbindung mit einer Variation der Schalt
frequenz einhergehenden Probleme können vermieden werden. Überdies ist es mit
der gleichzeitigen Einschalt-Periode, die in der Länge bezüglich der Schalt
elemente S1 und S4 gegenüber den Schaltelementen S2 und S3 unterschiedlich
gewählt wird, möglich, die Gleichstromkomponente wirksam der Entladungslampe Z
zuzuführen. Überdies dient in dem Fall, daß die Lichtaussteuerung der als Last
verwendeten Entladungslampe Z bei geringen Temperaturen schwächer gewählt ist,
die vorhergehende, zugeführte Gleichstromkomponente dazu, den Leuchtbetrieb
bzw. die Lichtsteuerung der Entladungslampe mit dieser Gleichstromkomponente
selbst auf ein Abfallen der Wechselstromkomponente hin aufrechtzuerhalten, w<<
durch jegliche Fehlfunktion der Lichtsteuerung der Entladungslampe Z verhindert
und das Flackern aufgrund einer sogenannten Wanderung verringert wird. Folg
lich kann der Lichtsteuerbereich der Entladungslampe leichter ausgedehnt wer
den, und es kann ein stabiler Betrieb der Entladungslampe verwirklicht werden.
Bei einem weiteren, in Fig. 6 gezeigten Betriebsaspekt ist im Gegensatz zu dem
vorhergehenden Aspekt der Fig. 4 die Einschalt-Periode des Schaltelements S1
kürzer gewählt als die Einschalt-Periode des Schaltelements S2, und die Ein
schalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S3 und S4 ist bezüglich der Ein
schalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S1 und S2 verzögert. In diesem Fall
ist die gleichzeitige Einschalt-Periode der Schaltelemente S2 und S3, wie in
Fig. 6 zu sehen ist, länger gewählt als die gleichzeitige Einschalt-Periode
der Schaltelemente S1 und S4, wodurch eine Gleichstromkomponente von einer
gegenüber dem vorhergehenden Aspekt umgekehrten Polarität in der Induktions
spule L1 zu speichern ist, wobei diese Komponente auch dazu dient, jegliche
Fehlfunktion der Entladungslampe Z zu verhindern.
Bei einem Betriebsaspekt der Fig. 7 ist die Einschalt/Ausschalt-Phase der
Schaltelemente S3 und S4 bezüglich der Einschalt/Ausschalt-Phase der Schalt
elemente S1 und S2 stärker verzögert als im Fall der Fig. 6, so daß die der
Entladungslampe Z zugeführte Energie weiter verringert werden kann. In Fig. 8
ist ein weiterer Betriebsaspekt gezeigt, bei dem die Einschalt-Periode des
Schaltelements S1 länger gewählt ist als die Einschalt-Periode des Schaltele
ments S2, und die Einschalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S3 und S4 ist
bezüglich der Einschalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S1 und S2 verzö
gert. Auch mit diesem Arbeitsaspekt der Fig. 8 ist es möglich, eine Fehlfunk
tion der Lichtsteuerung der Entladungslampe Z zu verhindern und die Stromver
sorgung der Entladungslampe Z zu verringern. Überdies ist es auch möglich,
denselben Betrieb wie bei dem vorhergehenden Aspekt selbst dann zu erhalten,
wenn, wie bei einem weiteren, in Fig. 9 gezeigten Arbeitsaspekt, das Verhält
nis der Einschalt-Periode zwischen den Schaltelementen S3 und S4 variiert
wird.
Während bei den vorhergehenden Aspekten die Zufuhr der Gleichstromkomponente
zu der Entladungslampe Z dadurch erreicht wird, daß dafür gesorgt wird, daß
der Energiespeicherungszustand in dem Resonanzkreis unausgeglichen ist, wird
die der Entladungslampe Z in der Praxis zugeführte Gleichstromkomponente im
wesentlichen konstantgehalten. Hier ist der Zustand, bei dem die Fehlfunktion
der Entladungslampe Z auftreten kann, der Zustand, bei dem die Lichtsteuerung
schwach erfolgt, und es ist wünschenswert, daß die der Entladungslampe Z zuge
führte Gleichstromkomponente eher angehoben wird, wenn die der Entladungslampe
Z zugeführte Energie verringert wird. Hier ist ein Aspekt, bei dem die der
Entladungslampe Z zugeführte Energie herabgesetzt oder verringert wird, ein
Fall, bei dem die Einschalt/Ausschalt-Phasenverzögerung der Schaltelemente S3
und S4 gegenüber der der Schaltelemente S1 und S2 größer gewählt ist. In die
sem Fall ist die Anordnung so getroffen, daß die Einschalt/Ausschalt-Phasen
verzögerung der Schaltelemente S3 und S4 bezüglich der der Schaltelemente S1
und S2 größer gewählt ist, wobei das Verhältnis der Einschalt-Periode der
Schaltelemente S3 und S4 in großem Umfang variiert wird und die der Entla
dungslampe Z zugeführte Gleichspannung wirksam erhöht werden kann, wenn die
der Entladungslampe Z zugeführte Energie abnimmt.
Im einzelnen wird die Variation der Einschalt/Ausschalt-Phasenverzögerung der
Schaltelemente S3 und S4, wie z. B. in den Fig. 4 und S oder zusätzlich in
Fig. 10 gezeigt, bezüglich der Einschalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente
S1 und S2 größer gemacht, um das Einschalt-Perioden-Verhältnis zwischen den
Schaltelementen S1 und S2 in großem Umfang zu variieren, und die vorhergehende
Funktion kann dann gut erzielt werden. Dies bedeutet z. B. bezüglich des in
Fig. 3 gezeigten Zustandes, daß es mit dem Betriebsaspekt der Fig. 5 möglich
ist, die der Entladungslampe Z zugeführte Spannung zu verringern, und mit dem
Aspekt der Fig. 10 die der Entladungslampe Z zugeführte Energie weiter herab
gesetzt werden kann. Folglich wird das Einschalt-Perioden-Verhältnis zwischen
den Schaltelementen S1 und S2 beträchtlich variiert, so daß das Ausmaß des
Ungleichgewichts des Energiespeicherungszustands im Resonanzkreis zunimmt und
die der Entladungslampe Z zugeführte Gleichstromkomponente schließlich ange
hoben wird.
In Fig. 11 ist eine mehr praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor
richtung gezeigt. Im vorliegenden Fall ist, wie sich anhand der jeweiligen
Wellenformdiagramme der Fig. 12 und 13 an betreffenden Teilen der besonde
ren Ausführungsform ergibt, die Anordnung so gewählt, daß das Einschalt-Perio
den-Verhältnis zwischen den Schaltelementen S1 und S2 variiert wird und die
Einschalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S3 und S4 bezüglich der Ein
schalt/Ausschalt-Phase der Schaltelemente S1 und S2 voreilt. Hier ergibt sich
aus Fig. 13, daß die der Entladungslampe Z zugeführte Energie auf einen ver
ringerten Wert gebracht werden kann, und es kann die gleiche Funktion wie bei
den vorhergehenden Ausführungsformen verwirklicht werden.
Andererseits wird bei der in Fig. 11 gezeigten Lichtsteuervorrichtung für eine
Entladungslampe der positive Spitzenwert IL1P des durch die Induktionsspule L1
fließenden Stromes IL1 dadurch größer als der negative Spitzenwert IL1N gemacht,
daß das Einschalt-Perioden-Verhältnis zwischen den Schaltelementen S1 und S2
variiert wird, wie sich aus den Fig. 12 und 13 ergibt, wodurch auch der po
sitive Spitzenwert IZP des Lampenstromes IZ größer gemacht wird als der nega
tive Spitzenwert IZN, wie ebenfalls aus den Fig. 12 und 13 zu ersehen ist,
und die der Entladungslampe Z zugeführte Energie kann dadurch verringert wer
den, daß eine Anordnung verwendet wird, um dem Lampenstrom IZ die Gleichstrom
komponente zu überlagern.
Fig. 14 zeigt einen detaillierten Schaltplan der Steuerschaltung 11 der Licht
steuervorrichtung für eine Entladungslampe der Fig. 11 mit einem Schwingkreis
12, der Rechtecksignale einer Grundfrequenz erzeugt, Ansteuerschaltungen 13
und 14 zum Ansteuern der Schaltelemente S1 und S2 entsprechend den Signalen
des Schwingkreises 12, einem Verzögerungskreis 15, durch den Signale bereit
gestellt werden, die um eine feste Periode bezüglich der Ausgangssignale des
Schwingkreises 12 verzögert sind, und Ansteuerkreisen 16 und 17 zur Ansteue
rung der Schaltelemente S3 und S4 entsprechend den Signalen von dem Verzöge
rungskreis 15. Der Schwingkreis 12 besteht aus einem Zeitgeber IC12a und dem
Zeitgeber IC12a extern zugeordneten Elementen wie einem Widerstand R12, va
riablen Widerständen VR11 und VR12, Dioden D11 und D12 und einem Kondensator
C11, wobei er solche Rechtecksignale erzeugt, wie dies durch eine Wellenform
(a) in Fig. 15 gezeigt ist. Mit einem Einstellen der variablen Widerstände
VR11 und VR12 ist es hier möglich, das Verhältnis zwischen Perioden hohen und
niedrigen Pegels der Rechtecksignale zu variieren.
Der Ansteuerkreis 13 für das Schaltelement S1 besteht aus einem Abschaltkreis
31 zum Festsetzen einer Periode bezüglich der Ausgangssignale des Schwing
kreises 12, um das Auftreten irgendeines Kurzschlusses zwischen dem Schaltele
ment S1 und der Gleichstromquelle E aufgrund eines gleichzeitigen Einschaltens
mit dem anderen Schaltelement S2 zu verhindern, sowie aus einem Pegelverschie
bekreis 32. Bei den vorhergehenden Betriebsaspekten wurde nicht angesprochen,
daß das gleichzeitige Einschalten der Schaltelemente S1 und S2 oder S3 und S4,
die mit der Gleichstromquelle E in Reihe geschaltet sind, bewirkt, daß ein
Kurzschluß bezüglich der Quelle E auftreten kann. Um dies zu verhindern, ist
die Ausschalt-Periode vorgesehen, bei der die Schaltelemente S1 und S2 oder S3
und S4 gleichzeitig zum Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens der Schaltelemente
S1 und S2 oder S3 und S4 ausgeschaltet werden. Der Ausschaltkreis 31 besteht
aus drei variablen Widerständen VR13 bis VR15, zwei Dioden D13 und D14, einem
Kondensator C12 und einem Trennverstärker B1. D.h., daß solche Signale V1 von
einer Wellenform (c) der Fig. 15 erzeugt werden, die mit dem Anstieg der Aus
gangssignale Va des Schwingkreises um ein Zeitintervall verzögert werden, das
durch eine Zeitkonstante der variablen Widerstände VR13 und VR14 und des Kon
densators C12 bestimmt ist (eine Periode von t0 bis t1 in Fig. 15).
Der Pegelverschiebekreis 32 besteht aus einem Stromspiegelkreis CM3 mit Tran
sistoren Q11 bis Q14, einem Trennverstärker B2 und einem Konstantspannungs
kreis 33, der eine Zenerdiode ZD1 und einen Kondensator C18 enthält, um die
Spannung der Gleichstromquelle E auf einem konstanten Spannungswert zu halten.
Bei diesem Pegelverschiebekreis 32 werden die Ausgangssignale des Abschalt
kreises 31 durch einen Strom bei dem Stromspiegelkreis CM3 ersetzt, um Signale
an den Trennverstärker B2 zu liefern, der bei einem verschiedenen Potential
arbeitet, und Ausgangssignale dieses Trennverstärkers B2 werden dem Schalt
element S1 als die Steuersignale VI geliefert. Die Ansteuerschaltung 14 für
das Schaltelement S2 enthält einen Abschaltkreis 41 zum Festsetzen der Ab
schalt-Periode, um den Kurzschluß zwischen der Gleichstromquelle E und dem
Schaltelement S2 aufgrund des gleichzeitigen Einschaltens mit dem Schaltele
ment S1 zu verhindern, und zwar bezüglich des Ausgangssignals Va des Schwing
kreises 12. In diesem Fall ist es möglich, dafür zu sorgen, daß ein Betriebs
bezugspotential des Schaltelements S2 mit dem Bezugspotential der Steuerschal
tung 11 zusammenfällt und der Pegelverschiebekreis 42 überflüssig ist. Der
Abschaltkreis 41 enthält ein Inverter-Glied 11, variable Widerstände VR16 bis
VR18, Dioden D15 und D16, einen Kondensator C13 und einen Trennverstarker B3.
Bei diesem Abschaltkreis 41 werden die Ausgangssignale Va des Schwingkreises
12 invertiert, wie dies durch eine Wellenform (b) in Fig. 15 gezeigt ist, und
Signale mit einem gegenüber dem Anstieg der Ausgangssignale Va des Schwing
kreises 12 verzögerten Anstieg, wie durch eine Wellenform (d) der Fig. 15
gezeigt, sind um eine Periode verzögert, die durch eine Zeitkonstante der
variablen Widerstände VR16 und VR17 und des Kondensators C13 bestimmt ist und
in Fig. 15 der Zeitdauer t4-t5 entspricht.
Der Verzögerungskreis 15 enthält allgemein einen Verzögerungsperioden-Fest
setzkreis S1 zum Festsetzen der Verzögerungsperiode des Ausgangssignals Va des
Schwingkreises 12 und einen Verzögerungssignal-Erzeugungskreis 52 zur Erzeu
gung der verzögerten Signale, wobei das Ausgangssignal Va des Schwingkreises
12 als Ganzes entsprechend der Verzögerungsperiode verzögert wird, die durch
den Verzögerungsperioden-Festsetzkreis 51 festgesetzt wurde. Im einzelnen ent
hält der Verzögerungsperioden-Festsetzkreis 51 variable Widerstände VR19 und
VR20, eine Diode B17, einen Kondensator C14 und Inverter-Glieder 13 und 14,
und die durch die Zeitkonstante des variablen Widerstands VR19 und des Konden
sators C14 bestimmte Periode, z. B. eine Periode t0-t2, wird die Verzögerungs
periode für das Ausgangssignal Va des Schwingkreises 12 sein. Genauer beginnt
die Aufladung des Kondensators C14 mit dem Anstieg des Ausgangssignals Va des
Schwingkreises 12, wie durch eine Wellenform (e) der Fig. 15 gezeigt ist, und
es ergibt sich ein Ausgangssignal Vd des Inverter-Gliedes 13, wie dies durch
eine Wellenform (f) der Fig. 15 gezeigt ist, wenn die Spannung über dem Konden
sator C14 eine Schwellenspannung des Inverter-Gliedes 13 erreicht.
Der Verzögerungssignal-Erzeugungskreis 52 enthält ein UND-Glied AND1, durch
das das Ausgangssignal Vd des Inverter-Gliedes 13 und das Ausgangssignal Va
des Schwingkreises 12 einer UND-Verknüpfung unterzogen werden, einen Verzöge
rungskondensator C15, einen Stromspiegelkreis CM1 zum Aufladen des Kondensa
tors C15 mit einem Ausgangssignal VG des UND-Gliedes AND1, einen Komparator
CP1 zum Vergleichen der Spannung über dem Kondensator C15 mit einer vorbe
stimmten Spannung, ein Inverter-Glied 12 zum Invertieren des Ausgangssignals
Va des Schwingkreises 12, ein UND-Glied AND2, durch das ein Ausgangssignal Vf
des Inverter-Gliedes 12 und ein Ausgangssignal Vi des Komparators CP1 einer
UND-Verknüpfung unterworfen werden, ein ODER-Glied OR1, durch das ein Aus
gangssignal Vj des UND-Gliedes AND2 und ein Ausgangssignal Ve des Verzöge
rungsperioden-Festsetzkreises 51 einer ODER-Verknüpfung unterworfen werden,
und einen Stromspiegelkreis CM2 zum Entladen des Kondensators C15 entsprechend
einem Ausgangssignal V1 eines UND-Gliedes AND3, durch das ein Ausgangssignal
Vk des ODER-Gliedes OR1 und das Ausgangssignal Vf des Invertergliedes 12 einer
UND-Verknüpfung unterworfen werden.
Bei dem Verzögerungssignal-Erzeugungskreis 52 wird in diesem Fall das Ausgangs
signal Vg des UND-Gliedes AND1 zum Zeitpunkt der Ausführung der UND-Ver
knüpfung zwischen einem solchen Ausgangssignal Vd des Inverter-Gliedes 13 des
Verzögerungsperioden-Festsetzkreises 51, wie durch die Wellenform (f) der
Fig. 15 gezeigt, und dem Ausgangssignal Va des Schwingkreises 12 für eine
Periode einen hohen Pegel aufweisen, die der Verzögerungsperiode entspricht,
die bei dem Verzögerungsperioden-Festsetzkreis 51 festgesetzt wurde, wie durch
eine Wellenform (i) in Fig. 15 gezeigt, und der Kondensator C15 wird durch den
Stromspiegelkreis CM1, wie durch eine Wellenform (j) in Fig. 15 gezeigt, wäh
rend dieser Periode aufgeladen, während der das Ausgangssignal Vg des UND-
Gliedes AND1 den hohen Pegel aufweist. Zu diesem Zeitpunkt wird die vorbe
stimmte Spannung, die als Bezugsspannung in dem Komparator CP1 festgesetzt
wurde, im wesentlichen auf Null Volt gesetzt, und das Komparator-Ausgangssi
gnal Vi wird auf dem hohen Pegel gehalten, wie dies durch eine Wellenform (k)
in Fig. 15 gezeigt ist.
Zu dem obengenannten Betriebs-Zeitpunkt besitzt das Ausgangssignal Vf des In
verter-Gliedes 12 einen niedrigen Pegel, wie dies durch eine Wellenform (h) in
Fig. 15 gezeigt ist, und das Ausgangssignal Vj des UND-Gliedes AND2 wird den
niedrigen Pegel annehmen, wie dies in einer Wellenform (1) der Fig. 15 zu se
hen ist, während das Ausgangssignal Vi des Komparators CP1 während der Periode
auf dem hohen Pegel gehalten wird, während der der Kondensator 15 aufgeladen
wird. Mit dem Verschieben des Ausgangssignals Va des Schwingkreises 12 zu dem
niedrigen Pegel, wie dies in der Wellenform (a) der Fig. 15 zu sehen ist,
steigt hier das Ausgangssignal Vf des Inverter-Gliedes 12 auf den hohen Pegel
an, wie dies in der Wellenform (h) zu sehen ist, wodurch das Ausgangssignal Vj
des UND-Gliedes AND2 zum hohen Pegel verschoben wird, wie dies in der Wellen
form (1) der Fig. 15 zu sehen ist, und das Ausgangssignal Vk des ODER-Gliedes
OR1 wird dadurch selbst nach dem Abfallen des Ausgangssignals Ve des Inverter-
Gliedes 14 des Verzögerungsperioden-Festsetzkreises 51 auf den niedrigen Pegel
auf dem hohen Pegel gehalten, wie dies in einer Wellenform (m) der Fig. 15
gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt steigt das Ausgangssignal V1 des UND-Gliedes
AND3 auf den hohen Pegel an, wie dies in einer Wellenform (n) der Fig. 15 zu
sehen ist, so daß der Stromspiegelkreis CM2 betätigt wird und die Entladung
des Kondensators C15 beginnt. Der Stromspiegelkreis CM2 und der vorhergehende
Stromspiegelkreis CM1 werden so gesetzt, daß sie ein Spiegelverhältnis von 1 : 1
aufweisen, und der Kondensator C15 ist nach derselben Periode wie der, die
durch den Verzögerungsperioden-Festsetzkreis 51 gesetzt wurde, vollständig
entladen, wie dies durch die Wellenform (j) der Fig. 15 gezeigt ist.
Ist der Kondensator C15 vollständig entladen, so fällt das Ausgangssignal Vi
des Komparators CP1 auf den geringen Pegel ab, wie dies in der Welleform (k)
der Fig. 15 gezeigt ist, wodurch das Ausgangssignal Vj des UND-Gliedes AND2
auf den niedrigen Pegel gesetzt wird, wie dies in der Wellenform (1) der Fig. 15
gezeigt ist, und das Ausgangssignal Vk des ODER-Gliedes OR1 fällt ebenfalls
auf den niedrigen Pegel ab, wie dies in der Wellenform (m) der Fig. 15 zu se
hen ist. Mit diesem Ausgangssignal Vk des ODER-Gliedes OR1 fällt das Ausgangs
signal VI des UND-Gliedes AND3 auf den niedrigen Pegel ab, wie dies in der
Wellenform (n) der Fig. 15 zu sehen ist, und der Betrieb des Stromspiegelkrei
ses CM2 wird unterbrochen. D.h., daß der Verzögerungssignal-Erzeugungskreis 52
so ausgelegt ist, daß das Abfallen des Ausgangssignals Vk des ODER-Gliedes OR1
um dieselbe Periode wie die, die durch den Verzögerungsperioden-Erzeugungs
kreis 51 gesetzt wurde, verzögert wird, und die Signale werden mit dem Aus
gangssignal Va des Schwingkreises 12 als Ganzes entsprechend der gesetzten
Verzögerungsperiode des Verzögerungsperioden-Festsetzungskreises 51 verzögert.
Überdies werden auf der Basis eines solchen Ausgangssignals Vk die Ansteuer
kreise 16 und 17 betrieben, um die Schaltelemente S3 und S4 anzusteuern. Der
Ansteuerkreis 16 für das Schaltelement S3 enthält einen Abschaltkreis 61 und
einen Pegelverschiebekreis 62, während der Ansteuerkreis 17 für das Schalt
element S4 aus einem Abschaltkreis 71 besteht. Der Abschaltkreis 61 besteht
aus einem Inverter-Glied 15, variablen Widerständen VR24-VR26, Dioden D20 und
D21, einem Kondensator D17 und einem Trennverstärker B5, und er setzt eine
Abschaltperiode fest, indem er bewirkt, daß der Ansteig des invertierten Aus
gangssignals Vm des Ausgangs des ODER-Glieds OR1 um eine Periode verzögert
wird, die in Fig. 15 mit t6-t7 gezeigt ist. Überdies enthält der Pegelver
schiebekreis 62 einen Stromspiegelkreis CM4, der durch Transistoren Q15-Q18,
einen Trennverstarker B6 und einen Konstantspannungskreis 61 gebildet ist, der
aus einer Zener-Diode ZD2 und einem Kondensator C19 besteht, um die Spannung
der Gleichstromquelle E konstantzuhalten.
Der Abschaltkreis 71 enthält variable Widerstände VR21-VR23, Dioden D18 und
D19, einen Kondensator C16 und einen Trennverstarker B4, und er setzt die
Abschalt-Periode fest, indem er bewirkt, daß der Anstieg eines invertierten
Ausgangssignals des Ausgangs Vk des ODER-Gliedes OR1 um eine Periode verzögert
wird, die in Fig. 15 durch t2-t3 angegeben ist, wodurch eine Zeitdifferenz
zwischen t1 und t3 in Fig. 15 als eine Phasendifferenz zwischen der Einschalt/
Ausschalt-Zeitvorgabe der Schaltelemente S1 und S2 oder S3 und S4 gegeben ist.
Mit der variablen Gestaltung des Einschalt-Perioden-Verhältnisses der Schalt
elemente S1 und S2 genügt es für den Zweck, den Widerstandswert z. B. des va
riablen Widerstandes VR15 in Fig. 16 zu erhöhen, so daß die Abfallzeitvorgabe
des Steuersignals V1 verzögert wird.
In Fig. 16 ist ein weiterer Betriebsaspekt gezeigt, bei dem der Schaltkreis
der Fig. 11 verwendet wird. Bei den vorhergehenden Betriebsaspekten wird die
Gleichstromkomponente dem Lastkreis mit dem Einschalt-Perioden-Verhältnis zwi
schen den Schaltelementen S1 und S2 zugeführt. Wird zu diesem Zeitpunkt das
Einschalt-Perioden-Verhältnis dieser Schaltelemente S1 und S2 verändert, so
kann das Problem auftreten, daß die der Entladungslampe Z zugeführte Energie
selbst in dem Fall verringert wird, daß die Versorgungsenergie für die Entla
dungslampe groß ist, d. h. selbst in einem solchen Fall, bei dem die Lampe hin
sichtlich der Lichtsteuerung in einem voll ausgesteuerten Zustand ist. Bei dem
vorliegenden Aspekt wird die Anordnung dagegen so getroffen, daß auch das Ein
schalt-Perioden-Verhältnis der anderen Schaltelemente S3 und S4 verändert
wird, wenn das Verhältnis der Schaltelemente S1 und S2 variiert wird. In dem
Fall, daß z. B. die Einschalt-Periode des Schaltelements S1 länger gemacht ist
als die Einschalt-Periode des Schaltelements S2, wie dies in Wellenformen (a)
und (b) in Fig. 16 zu sehen ist, wird auch die Einschalt-Periode des Schalt
elements S4 so gesetzt, daß sie länger als die Einschalt-Periode des Schalt
elements S3 ist, wie dies in Wellenformen (c) und (d) gezeigt ist, so daß es
möglich ist, die gleichzeitige Einschalt-Periode der Schaltelemente S1 und S4
zu verlängern, um so die Energieversorgung für die Entladungslampe Z als Gan
zes für die Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe zu erhöhen und
damit der Entladungslampe Z die Energie im wesentlichen im gleichen Umfang wie
die bei dem Aspekt zuzuführen, bei dem das Einschalt-Perioden-Verhältnis zwi
schen den Schaltelementen S1 und S2 nicht variiert wird.
In Fig. 17 ist ein weiterer Betriebsaspekt gezeigt, bei dem die Einschalt/Aus
schalt-Zeitgabe der Schaltelemente S3 und S4 bezüglich der Einschalt/Ausschalt-
Zeitgabe der Schaltelemente S1 und S2 verzögert wird. Wenn also in diesem Fall
die Einschalt-Periode des Schaltelements S1 länger gemacht wird als die des
Schaltelements S2, wie in Wellenformen (a) und (b) der Fig. 17 zu sehen ist,
so wird die Einschalt-Periode des Schaltelements S4 so festgesetzt, daß sie
länger als die des Schaltelements S3 ist, wie durch Wellenformen (c) und (d)
der Fig. 17 gezeigt ist, wonach es möglich ist, die gleichzeitige Einschalt-
Periode der Schaltelemente S1 und S4 zu verlängern, um die Versorgungsenergie
für die Entladungslampe Z als Ganzes der Lichtsteuervorrichtung für eine Ent
ladungslampe zu erhöhen.
In Fig. 18 ist ein weiterer Betriebsaspekt gezeigt, bei dem der Schaltkreis
der Fig. 11 verwendet wird und die Anordnung so getroffen ist, daß dann, wenn
die Tendenz besteht, daß die der Entladungslampe Z zugeführte Energie während
der vollen Lichtaussteuerung der Entladungslampe bei einem Verändern des Ein
schalt-Perioden-Verhältnisses zwischen den Schaltelementen S1 und S2 in einer
gleichen Weise wie beim vorhergehenden Aspekt verringert wird, es möglich ist,
einer solchen Verringerung durch eine Änderung des Einschalt-Perioden-Verhält
nisses zwischen den Schaltelementen S3 und S4 in Übereinstimmung mit dem Ein
schalt-Perioden-Verhältnis zwischen den Schaltelementen S1 und S2 entgegenzu
wirken.
In Fig. 19 ist ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsge
mäßen Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe gezeigt, bei der ein
Vorwärmkondensator C3 zwischen die beiden auf der Lichtquellenseite vorgese
henen Enden von Leuchtfäden der Entladungslampe Z geschaltet ist, zusätzlich
zu der zu der Entladungslampe Z parallelen Resonanzkapazität C2. In diesem
Fall wird in einem nicht gezündeten Zustand der Entladungslampe Z ein Strom
fluß durch den Kondensator C3 zu den Leuchtfäden bewirkt, um die Phase der
Schaltelemente S3 und S4 bezüglich der Schaltelemente S1 und S2 zu verändern
und dadurch das Ausgangssignal zu erhöhen. Da die Spannung über dem Kondensa
tor C3 abfällt, wenn die Entladungslampe Z gezündet wird, nimmt der Strom
durch den Kondensator C3 ab, und der Kondensator C3 trägt damit zum Vorwärmen
vor dem Zünden bei. Diese Anordnung kann bei den jeweiligen vorhergehenden
Ausführungsformen verwendet werden, so daß die Entladungslampe Z einer zur
Erzielung eines Dimmer-Effekts dienenden Lichtsteuerung ohne Variation der
Schaltfrequenz der Schaltelemente S1-S4 unterworfen werden kann, während jeg
liche Fehlfunktion, ein Flackern der Entladungslampe Z oder dergleichen,
wirksam unterdrückt und deren Auftreten durch eine Variation des Einschalt-
Perioden-Verhältnisses zwischen den Schaltelementen S1 und S2 verhindert wer
den kann.
Bei einer weiteren, in Fig. 20 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist
eine zweite Induktionsspule L2 zum Vorwärmen der Entladungslampe Z vorgesehen.
Auch mit dieser Anordnung ist es möglich, die Leuchtfäden vor dem Zünden der
Lampe Z vorzuwärmen und zusätzlich die Gleichstromkomponente zu erhöhen, die
der der Entladungslampe Z zugeführten Energie zu überlagern ist, indem dafür
gesorgt wird, daß die gespeicherte Energie in der Induktionsspule L2 durch
eine Variation des Einschalt-Perioden-Verhältnisses der Schaltelemente S1 und
S2 verändert wird, so daß eine Fehlfunktion der Entladungslampe in dem Zustand
einer schwachen Lichtsteuerung oder dem Zustand einer starken Lichtsteuerung
bei niedrigen Temperaturen auch weiterhin hervorragend verhindert werden kann.
In Fig. 21 ist ein weiterer Betriebsaspekt der Erfindung unter Verwendung des
Schaltkreises der Fig. 11 gezeigt, bei dem die Schaltfrequenz, d. h. der
Schaltzyklus der Schaltelemente S2 und S3 gegenüber der bzw. dem der Schalt
elemente S1 und S4 verändert und überdies die Schaltelemente S2 und S3 hin
sichtlich ihrer Ausschalt-Zeitgabe mit den Schaltelementen S1 und S4 synchro
nisiert sowie bei Schaltzyklen eingeschaltet werden, die doppelt so groß wie
jene der Schaltelemente S1 und S4 sind. Es wird insbesondere auf den Betrieb
Bezug genommen, der einer Zeitgabe folgt, bei der Wellenformen sich gegenüber
jenen der vorhergehenden Aspekte ändern, wonach das Schaltelement S3 zu dem
Zeitpunkt t3 nicht eingeschaltet wird, sondern durch die in dem Schwingkreis
gespeicherte Energie eine Schwingung erzeugt wird. Zum nächsten Zeitpunkt t4
werden die Schaltelemente S1 und S4 eingeschaltet, so daß der Laststrom IZ von
der Quelle E über den Pfad fließt, der das Schaltelement S1, die Induktions
spule L1, die Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und der Entladungslam
pe Z und das Schaltelement S4 enthält. D.h., es wird der Fluß eines Ladestro
mes IZ in einem Aspekt bewirkt, bei dem die in dem Resonanzkreis gespeicherte
Energie der Quellenspannung hinzugefügt wird, und die in der Induktionsspule
L1 gespeicherte Energie wird weiter erhöht. Zum Zeitpunkt t5 werden die Steu
ersignale V2 und V3 zum Einschalten der Schaltelemente S2 und S3 geliefert,
worauf die in dem Resonanzkreis gespeicherte Energie einen Stromfluß durch die
Induktionsspule, die Parallelschaltung aus dem Kondensator C2 und der Entla
dungslampe Z, die parasitäre Diode des Schaltelements S3, die Gleichspan
nungsquelle E und die parasitäre Diode des Schaltelements S2 bewirkt, und nach
einem Aufbrauch der Energie bewirken die Schaltelemente S2 und S3, die nun in
positiver Richtung eingeschaltet sind, daß der Laststrom IZ über einen Pfad
geliefert wird, der die Gleichstromquelle E, das Schaltelement S3, die Paral
lelschaltung aus der Entladungslampe Z und den Kondensator C2, die Induktions
spule 1 und das Schaltelement S2 enthält. Überdies sind die Schaltelemente S2
und S3 so ausgelegt, daß sie innerhalb einer Periode eingeschaltet werden, in
der diese eingeschaltet werden können, wodurch dem Resonanzkreis positive und
negative Spannungen zuführbar sind.
In Fig. 22 ist ein weiterer Betriebsaspekt des in Fig. 11 gezeigten Schalt
kreises dargestellt, bei dem die Anordnung so getroffen ist, daß die Schalt
elemente S3 und S4 in der Einschalt/Ausschalt-Phase bezüglich der Schaltele
mente S1 und S2 variiert werden und die gleichzeitige Einschalt-Periode der
Schaltelemente S1 und S4 oder S2 und S3, die an einander diagonal gegenüber
liegenden Stellen vorgesehen sind, verkürzt wird, um die der Entladungslampe Z
zugeführte Energie zu verringern. Zusätzlich zu dem Umstand, daß die der Ent
ladungslampe zugeführte Energie variiert werden kann, ohne die Schaltfrequenz
zu verändern, ist es daher möglich, die Schaltfrequenz zwischen den einander
diagonal gegenüberliegenden Paaren der Schaltelemente S1, S4 und S2, S3 ver
schieden zu wählen, so daß vorzugsweise die Schaltelemente S1 und S4 eine
höhere oder geringere Schaltfrequenz besitzen als die Schaltelemente S2 und
S3. Dadurch wird bewirkt, daß die dem Resonanzkreis zugeführten positiven und
negativen Spannungen unausgeglichen sind, und die Beaufschlagung der Entla
dungslampe Z mit der Gleichspannung wird dadurch wirksam. Demgemäß kann die
Entladungslampe Z selbst in einem Zustand einer schwachen Lichtsteuerung bei
geringen Temperaturen stabil betrieben werden, wobei jegliches Flackern oder
dergleichen verhindert werden kann. Ferner ist es möglich, das Einschalt/
Ausschalt-Verhältnis zwischen dem Paar der Schaltelemente in den Serienschal
tungen, z. B. zwischen den Schaltelementen S3 und S4, zu verändern, so daß ein
Zeitverhältnis zwischen positiven und negativen Perioden einer solchen auf
erlegten Spannung VAB, wie durch eine Wellenform (e) der Fig. 22 gezeigt,
steuerbar ist, und es wurde auch die Möglichkeit geschaffen, den Gleichspan
nungs-Überlagerungspegel zu variieren.
Erfindungsgemäß kann überdies eine Anordnung vorgesehen sein, bei der die Ent
ladungslampe für das Starten des Schaltkreises der Fig. 19 besser vorgewärmt
werden kann. Allgemein besitzt die nichtgezündete Entladungslampe eine sehr
hohe Impedanz, so daß sie nicht von der Resonanzwirkung des Resonanzkreises
beeinflußt wird, und die Resonanzfrequenz nimmt ein Maximum an. Hier wird die
Schaltfrequenz der Schaltelemente der minimalen Schaltfrequenz unter solchen
Elementen S1 bis S4, wie bei der Ausführungsform der Fig. 11 gezeigt, z. B. der
Schaltelemente S2 und S3, etwas höher festgesetzt als die Resonanzfrequenz des
Resonanzkreises. Überdies wird die Phase der Einschalt/Ausschalt-Zeitgabe der
einander diagonal gegenüberliegenden Paare der Schaltelemente S1, S4 und S2,
S3 von dem um 180° nacheilenden Zustand in den gleichphasigen Zustand verän
dert, wobei die Steuersignale für die Schaltelemente der maximalen Schaltfre
quenz unter solchen Elementen S1-S4 wie bei der Ausführungsform der Fig. 11
als der Bezugswert vorgesehen sind. Folglich kann die Lichtsteuerung der Ent
ladungslampe dadurch erhalten werden, daß die gleichzeitige Einschalt-Periode
der Schaltelemente S1, S4 und S2, S3 von dem kürzeren Zustand zu dem längeren
Zustand verändert wird, wobei die Glühfäden der Lampe vorgeheizt werden, wäh
rend sie einen nichtgezündeten Zustand annimmt, und danach der Lampe eine
Entladungs-Startspannung zugeführt wird. Für das Vorwärmen und Starten der
Entladungslampe Z ist es möglich, eine Anordnung zu verwenden, bei der, in der
gleichen Weise wie im Fall von Lichtsteuervorrichtungen für eine Entladungs
lampe der normalerweise genannten Art, das Starten und die Lichtsteuerung da
durch ausgeführt werden, daß zuerst die Schaltfrequenz der Vorrichtung von
einem hohen Frequenzzustand auf einen Zustand gebracht wird, der näher bei der
Resonanzfrequenz des Resonanzkreises liegt. Ist ein konstanter Lichtsteuerungs
zustand erreicht, so wird die gleichzeitige Einschalt-Periode zwischen den
einander diagonal gegenüberliegenden Paaren von den Schaltelementen S1, S4 und
S2, S3 verändert, um die Lichtsteuerung zur Erzielung eines entsprechenden
Dimmer-Effektes zu verwirklichen.
Gemäß einem weiteren Betriebsaspekt der Erfindung sind Maßnahmen getroffen, um
zu verhindern, daß in der Entladungslampe Schwankungen aufgrund von Schwankun
gen bei der Quellenspannung auftreten. Entsprechend ist die Lichtsteuervor
richtung für eine Entladungslampe mit einem Schaltkreis zum Verhindern von
Leistungsschwankungen bezüglich der der Entladungslampe Z zugeführten Leistung
versehen. In der Praxis wird in dem Schaltkreis der Fig. 14 ein solches Ele
ment wie ein Fotokoppler oder dergleichen, dessen Widerstandswert auf der Se
kundäranschlußseite durch einen primärseitigen Strom variiert wird, zu dem
variablen Widerstand VR19 parallelgeschaltet, so daß ein Strom, der zu einem
Ausgangstransistor des Fotokopplers fließt, in Übereinstimmung mit der Schwan
kung der Quellenspannung verändert wird, wodurch der Ladestrom zu dem Konden
sator C14 variiert wird, und der durch den Verzögerungsperioden-Festsetzkreis
51 festgesetzte Zustand der Verzögerungsperiode variiert werden kann. Mit dem
Ansteigen der Quellenspannung wird der dem Fotokoppler eingegebene Strom ver
ringert, wodurch der Ausgangsstrom des Fotokopplers herabgesetzt wird, und
die für den Kondensator C14 erforderliche Ladezeit wird verlängert, wodurch
die gleichzeitige Einschalt-Periode zwischen den Schaltelementen S1, S4 und
S2, S3 verkürzt wird, und wobei der durch die Entladungslampe Z fließende
Strom wirksam unterdrückt werden kann. Fällt die Quellenspannung dagegen ab,
wird eine Stabilisierung der der Entladungslampe zugeführten Energie durch
eine Vorwärtskopplung erreicht, die mit der Verwendung des vorhergehenden
Schaltkreises zur Verhinderung von Leistungsschwankungen hinzutritt, und eine
stabile Lichtsteuerung der Entladungslampe Z kann verwirklicht werden.
Während die Beschreibung unter Bezugnahme auf die Lichtsteuerung einer einzi
gen Entladungslampe in irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen der
Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe erfolgte, kann die Vorrichtung
wirksam auch als die Lichtsteuervorrichtung für eine Mehrzahl von Entladungs
lampen verwendet werden. In Fig. 23 ist eine Lichtsteuervorrichtung für eine
Entladungslampe gezeigt, die für die Energieversorgung eines Paares von Ent
ladungslampen Z und Z′ durch die gleiche Vorrichtung ausgelegt ist. Bei dieser
Vorrichtung sind ein Serienkreis aus einem Kondensator C4 und einer Entladungs
lampe Z sowie ein weiterer Serienkreis aus einer weiteren Induktionsspule L2
und der weiteren Entladungslampe L′ jeweils zu dem Kondensator C2 parallelge
schaltet, so daß nur die aus der Resonanz resultierende Wechselstromkomponente
zu der Entladungslampe Z fließen kann, während dafür gesorgt ist, daß eine
Gleichstromkomponente zu der anderen Entladungslampe Z′ fließt. Indem die
Induktionsspule L2 zwischen die auf der Lichtquellenseite vorgesehenen Enden
beider Leuchtfäden der anderen Entladungslampe Z′ geschaltet ist, ist es mög
lich, einen Vorwärtsstrom zu erzeugen, der mit einer in der Induktionsspule L2
erzeugten Gleichstromkomponente durch die Leuchtfäden fließt, und eine stabile
Lichtsteuerung der Entladungslampe Z′ insbesondere bis zu einem sehr niedrigen
Lichtsteuerungspegel zu erreichen.
In Fig. 24 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuer
vorrichtung für eine Entladungslampe gezeigt, die für eine Mehrzahl von Entla
dungslampen vorgesehen ist und bei der insbesondere die Schaltelemente S1-S6
individuell durch die Steuerschaltung 11 steuerbar sind. Unter Bezugnahme auf
einen Betriebsaspekt dieser Vorrichtung der Fig. 24 ergibt sich im Zusammen
hang mit Fig. 25 folgendes: Die Schaltelemente S1 und S4 werden vom Zeitpunkt
t0 bis zum Zeitpunkt t1 eingeschaltet, die Schaltelemente S2 und S3 sind von
t1 bis t2 eingeschaltet, die Schaltelemente S1 und S6 sind von t2 bis t3 ein
geschaltet, alle Schaltelemente S1-S6 sind von t3 bis t4 eingeschaltet, die
Schaltelemente S1 und S4 sind von t4 bis t5 eingeschaltet, die Schaltelemente
S2 und S5 sind von t5 bis t6 eingeschaltet, die Schaltelemente S1 und S6 sind
von t6 bis t7 eingeschaltet, und alle Schaltelemente S1-S6 sind von t7 bis t8
eingeschaltet. Mit einer Wiederholung dieser Reihe von Vorgängen werden die
gepaarten Schaltelemente S3, S5 und S4, S6 abwechselnd eingeschaltet, so daß
die Lichtsteuerung einer Mehrzahl von Entladungslampen L und L′ durch den
gleichen Vorgang wie den bei der vorhergehenden Lichtsteuervorrichtung für
eine einzelne Entladungslampe verwirklicht werden kann.
Fig. 26 zeigt einen weiteren Betriebsaspekt der in Fig. 24 dargestellten Vor
richtung, bei dem das Schaltelement S6 in einer früheren Hälfte einer Ein
schalt-Periode des Schaltelements S1 eingeschaltet wird, während das Schalt
element S4 in einer späteren Hälfte dieser Einschalt-Periode eingeschaltet
wird, und das Schaltelement S5 wird in einer früheren Hälfte einer Einschalt-
Periode des Schaltelements S2 eingeschaltet, während das Schaltelement S3
während einer späteren Hälfte der gleichen Einschalt-Periode eingeschaltet
wird. D.h., daß die Schaltphase der Schaltelemente S3 und S4 gegenüber der
Schaltphase der Schaltelemente S1 und S2 um 90° verzögert ist, und auch die
Schaltphase der Schaltelemente S5 und S6 um 90° verzögert ist, so daß die
Lichtsteuerung der Mehrzahl von Entladungslampen durch den gleichen Vorgang
wie bei der vorhergehenden Lichtsteuervorrichtung für eine einzelne Entla
dungslampe verwirklicht werden kann.
Es ist festzustellen, daß in den Fig. 2-10, 12, 13, 16-18, 21, 22, 25 und
26 die mit einem Bezugszeichen VAB bezeichneten Wellenformen Spannungen reprä
sentieren, die dem Schaltkreis zugeführt werden, der den Lastkreis mit der
Entladungslampe zwischen den zwei Sätzen der Schaltelemente enthält. Überdies
sind in den Fig. 11, 23 und 24 die Schaltelemente S1-S6 in der Form von
Feldeffekttransistoren gezeigt, und die Beschreibung der jeweiligen Betriebs
aspekte erfolgte auch unter der Voraussetzung, daß Feldeffektransistoren
verwendet werden können. Anstelle eines Feldeffekttransistors kann die glei
che Funktion jedoch auch mit einem Schaltkreis erfüllt werden, der dadurch
gebildet wird, daß eine Diode in umgekehrter Richtung einem bipolaren Tran
sistor, Thyristor oder dergleichen parallelgeschaltet wird. Während bei den
jeweiligen Ausführungsformen auf die Verwendung einer Gleichspannungsquelle E
Bezug genommen wurde, ist es überdies auch möglich, eine gleichgerichtete
Spannungsquelle zu verwenden, die mit einer gleichgerichteten Wechselspan
nungsquelle erhalten wird.
Claims (15)
1. Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe, bei der zwei Serienkreise
aus jeweils zwei Schaltelementen zu einer Gleichspannungsquelle parallelge
schaltet sind, ein Lastkreis aus wenigstens einem LC-Resonanzkreis und einer
Last zwischen die beiden Verbindungspunkte der jeweiligen Schaltelemente in
den beiden Serienkreisen geschaltet ist und die jeweiligen Schaltelemente in
den beiden Serienkreisen abwechselnd so ein- und ausgeschaltet werden, daß sie
nicht gleichzeitig eingeschaltet sind, während bezüglich der Einschalt/Aus
schalt-Zeitgabe der Schaltelemente in einem Serienkreis die Einschalt/Aus
schalt-Zeitgabe der Schaltelemente in dem anderen Serienkreis in einem Bereich
von einem gleichphasigen Zustand bis zu einem um 180° phasenverschobenen Zu
stand veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalt-Perioden-Ver
hältnis der beiden Schaltelemente in zumindest einem Serienkreis verschieden
gemacht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Einschalt- und Änderungsmittel
ausgelegt ist, um die Einschalt/Ausschalt-Zeitgabe der Schaltelemente in dem
einen Serienkreis in einem phasenverschobenen Zustand in dem Bereich bezüglich
der Einschalt/Ausschalt-Zeitgabe der Schaltelemente in dem anderen Serienkreis
zu ändern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der phasenverschobene Zustand ein vor
eilender Zustand ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der phasenverschobene Zustand ein nach
eilender Zustand ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Einschalt-Perioden-Verhältnis der
beiden Schaltelemente in dem einen Serienkreis in Übereinstimmung mit dem Um
fang einer Phasendifferenz aufgrund des phasenverschobenen Zustandes der Ein
schalt/Ausschalt-Zeitgabe vergrößert wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Einschalt-Perioden-Verhältnis der
Schaltelemente in dem anderen Serienkreis geändert wird, wenn das Einschalt-
Perioden-Verhältnis der beiden Schaltelemente in dem einen Serienkreis verän
dert wird, so daß eine der Entladungslampe zugeführte Energie im wesentlichen
konstantgehalten wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Umschaltmittel die Schaltelemente
der beiden Serienkreise so ein- bzw. ausschaltet, daß sich hinsichtlich des
Schaltzyklus ein Unterschied zwischen den beiden Sätzen der Schaltelemente an
einander diagonal gegenüberliegenden Positionen ergibt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der jegliche Schwankung einer Quellenspan
nung von der Gleichspannungsquelle erfaßt und der phasenverschobene Zustand
zwischen den Schaltelementen der beiden Serienkreise in Übereinstimmung mit
der erfaßten Schwankung eingestellt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der jegliche Schwankung der Quellenspan
nung auf der Gleichspannungsquelle erfaßt und der phasenverschobene Zustand
zwischen den Schaltelementen der beiden Serienkreise in Übereinstimmung mit
der erfaßten Schwankung eingestellt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der ein Laststrom erfaßt wird, um darin
jegliche Schwankung zu erfassen, und bei der der phasenverschobene Zustand
zwischen den Schaltelementen der beiden Serienkreise in Übereinstimmung mit
der erfaßten Schwankung eingestellt wird, um den Laststrom so zu regeln, daß
er konstantgehalten wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Mehrzahl von Lasten zwischen die
beiden Serienkreise der Schaltelemente geschaltet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schaltelemente in dem anderen
Serienkreis nicht gleichzeitig miteinander ein- und ausgeschaltet werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Last in dem Lastkreis eine Ent
ladungslampe ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Last in dem Lastkreis eine Ent
dungslampe ist und die Schaltelemente so ausgelegt sind, daß sie eine Schalt
frequenz aufweisen, die zumindest bei nichtgezündeter Entladungslampe höher
als die Resonanzfrequenz des LC-Resonanzkreises ist, wobei die Schaltfrequenz
auf das Starten der Entladungslampe hin näher an die Resonanzfrequenz des Lc-
Resonanzkreises herangebracht wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Last in dem Lastkreis eine Ent
ladungslampe ist, die Schaltelemente so ausgelegt sind, daß sie eine Schalt
frequenz aufweisen, die zumindest bei nichtgezündeter Entladungslampe höher
als die Resonanzfrequenz des LC-Resonanzkreises ist, und der phasenverschobene
Zustand in der Einschalt/Ausschalt-Zeitgabe der Schaltelemente zwischen deren
beiden Serienkreisen auf ein Starten der Entladungslampe hin erzeugt wird.
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