DE4403025A1 - Helligkeitssteuerung für Lampen - Google Patents
Helligkeitssteuerung für LampenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lampenhelligkeitssteuerung zum Steuern der
Lämpchen in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs.
Zum Steuern der Helligkeit einer Armaturbrettbeleuchtung ist es be
kannt, von der Pulsbreitenmodulation (PWM) Gebrauch zu machen,
wobei eine in der Impulsbreite modulierte Welle zum Einstellen eines
Lämpchen-Treiberstroms benutzt wird. Das Tastverhältnis der PWM-
Welle wird von einem Benutzer eingestellt, um die Leuchtstärke des
Lämpchens oder der Lämpchen zu ändern.
Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau einer solchen Beleuchtungsstärken
steuerschaltung für Lampen oder Lämpchen.
Nach Fig. 4 erzeugt eine PWM-Steuerung 100 eine PWM-Welle, deren
Amplitude von einer Ladungspumpschaltung (Verdopplerschaltung) 300
erhöht wird, und die dann einem N-Kanal-MOSFET 400 zugeführt wird.
Der MOSFET 400 wird nach Maßgabe der ihm zugeführten PWM-
Welle ein- und ausgeschaltet, um so den Treiberstrom für ein Lämpchen
500 intermittierend zuzuführen, damit das Lämpchen mit einer der
PWM-Welle entsprechenden Helligkeit leuchtet.
Die Intensität des von dem Lämpchen 500 abgegebenen Lichts hängt ab
von dem Tastverhältnis des intermittierend zugeführten Treiberstroms.
Die PWM-Steuerung 100 enthält einen veränderlichen Widerstand 200,
der von dem Benutzer verstellt werden kann. Durch Verändern des
Widerstandswerts des veränderlichen Widerstands 200 kann das Tast
verhältnis der von der PWM-Steuerung 100 abgegebenen PWM-Welle
geändert werden. Dadurch, daß der Benutzer den veränderlichen Wider
stand 200 verändert, wird also das Tastverhältnis des Treiberstroms für
das Lämpchen 500 geändert, und entsprechend ändert sich die Intensität
des von dem Lämpchen 500 abgegebenen Lichts.
Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm einer praktischen Ausführungsform
der in Fig. 4 dargestellten Helligkeitssteuerung für Lämpchen.
In Fig. 5 bilden ein Vergleicher 101, ein Kondensator 102, eine Diode
105 und Widerstände 103, 104 gemeinsam einen Ringoszillator in der
speziellen Ausführung als Dreieckwellenoszillator 100A, welcher einen
Vergleicher 106 ansteuert, um die PWM-Steuerung 100 gemäß Fig. 4 zu
vervollständigen. Abhängig davon, daß sich der Ausgangspegel des
Vergleichers 101 abwechselnd auf "H" (hohen Pegel) und "L" (niedrigen
Pegel) ändert, wird der Kondensator 102 aufgeladen und entladen, wo
durch eine Dreieckwelle A erzeugt wird. Diese Dreieckwelle A wird auf
einen nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 106 gegeben, dessen
invertierendem Eingang eine Bezugsspannung B zugeführt wird, welche
von dem veränderlichen Widerstand 200 erhalten wird. Der veränder
liche Widerstand 200 umfaßt einen Festwiderstand 201, einen Drehschal
ter 202 und einen Widerstand 203, dessen Widerstandswert von der
Stellung des Drehschalters 202 abhängt. Eine aus den Widerständen 201
und 203 durch Teilen einer Quellenspannung + Vcc erhaltene Spannung
bildet die Bezugsspannung B. Der Vergleicher 106 erzeugt eine PWM-
Welle C, die
- - einen Zustand "H" einnimmt, wenn der Pegel der Dreieckwelle A größer als oder so groß ist wie die Bezugsspannung B und
- - den Wert "L" annimmt, wenn der Pegel der Dreieckwelle A kleiner als die Bezugsspannung B ist.
Wenn der Drehschalter 202 betätigt wird, um den Widerstandswert des
Widerstands 203 zu ändern, ändert sich die Bezugsspannung B, wodurch
das Tastverhältnis der PWM-Welle C, die von dem Vergleicher 106
abgegeben wird, variiert wird.
Während der Zeitspanne "L" der von dem Vergleicher 106 erzeugtem
PWM-Welle ist ein Gate-Potential des MOSFETs 400 geringer als dessen
Drain-Potential, und der MOSFET 400 wird nicht eingeschaltet. Damit
der MOSFET 400 während der Zeitspanne "H" der PWM-Welle C
eingeschaltet wird, muß das Gate-Potential des MOSFETs 400 größer
sein als das Drain-Potential. Die Verdopplerschaltung 300 ist erforder
lich, um den Pegel "H" der PWM-Welle C derart anzuheben, daß eine
derartige Bedingung erfüllt wird.
Die Verdopplerschaltung 300 enthält eine Diode 309, einen Kondensator
302 und Widerstände 303 und 304. Wenn der Ausgang des Vergleichers
101 des Dreieckwellenoszillators 100A den Wert "L" annimmt, wird der
Kondensator 302 über die Diode 301 auf + Vcc aufgeladen. Zu dieser
Zeit wird der Kondensator 102 in dem Dreieckwellenoszillator 100A
über die Diode 105 und den Widerstand 106 abrupt entladen, allerdings
ist dieser Ladevorgang nicht derart abrupt, daß die Aufladung des Kon
densators 302 in der Verdopplerschaltung 300 behindert wird. Wenn der
Ausgang des Vergleichers 101 in dem Dreieckwellenoszillator 100A den
Wert "H" annimmt, wird eine Ladespannung des Kondensators 102
angehoben, wodurch die von dem Vergleicher 106 kommende PWM-
Welle C den Wert "H" annimmt. Hinzugefügt zu einem Potential dieses
Werts "H" der PWM-Welle C wird eine Ladespannung des Kondensa
tors 302, und zwar über den Widerstand 303, so daß das Gate-Potential
des MOSFETs 400 derart angehoben wird, daß es das Drain-Potential
übersteigt. Folglich wird der MOSFET 400 eingeschaltet.
Aufgrund dieser Ausgestaltung läßt sich durch Betätigen des Drehschal
ters 202 zum Ändern der Bezugsspannung B das Tastverhältnis der von
dem Vergleicher 106 erzeugten PWM-Welle C und damit das Ein-/Aus-
Tastverhältnis des MOSFETs 400 ändern. Im Ergebnis verändert sich die
Lichtstärke der Lampe 500 gemäß Fig. 4.
Bei der oben beschriebenen Schaltung muß die Verdopplerschaltung 300
das Ein-/Aus-Steuern des MOSFETs bewirken. Genauer gesagt, eine an
die in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs untergebrachte Lampe
500 angelegte Spannung beträgt 12 V, und diese Spannung ergibt das
Drain-Potential des N-Kanal-MOSFETs 400. Deshalb wird die Quellen
spannung + Vcc auf 12 V eingestellt. Um den MOSFET 400 einzu
schalten, muß das Gate-Potential ausreichend höher sein als das Drain-
Potential. Da aber der Vergleicher 106 mit der Quellenspannung + Vcc
betrieben wird, ergibt sich als resultierendes Potential für "H" der
PWM-Welle C maximal der Wert + Vcc. Wenn also lediglich das
Potential von "H" der PWM-Welle C ohne weiteres an das Gate des
MOSFETs 400 gelegt würde, würde der MOSFET 400 nicht eingeschal
tet werden. Aus diesem Grund ist die Verdopplerschaltung 300 vorgese
hen, damit sie die Spannung für den Wert "H" der PWM-Welle C auf
etwa das Doppelte der Quellenspannung heraufsetzt.
Allerdings macht die Verdopplerschaltung 300 insofern Probleme, als sie
relativ viel Raum beansprucht und die Baugröße der gesamten Steuer
einrichtung heraufsetzt. Die Hinzufügung der Verdopplerschaltung 300
erhöht die Teilezahl und die Fertigungskosten.
Außerdem erfordert die oben erläuterte Schaltung zwei Vergleicher als
wesentliche Bestandteile, nämlich den Vergleicher 101 des Dreieckwel
lenoszillators 100A und den Vergleicher 106 zum Erzeugen der PWM-
Welle. Der Umstand, daß diese Vergleicher jeweils eine komplizierte
Schaltung sind, welche viele Teile enthält, setzt die Gesamtzahl von
Teilen weiter hinauf und erhöht Kosten und Größe der herkömmlichen
Steuerung.
Für den Fall, daß also beispielsweise die Scheinwerfer von Kraftfahr
zeugen automatisch ein- und ausgeschaltet werden, indem man die Hel
ligkeit der Umgebung erfaßt, wäre ein Schalter erforderlich, um eine
Armaturenbrett-Beleuchtungslampe oder dergleichen ein- und auszuschal
ten, nachdem gleichzeitig die Scheinwerfer geschaltet wurden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Helligkeitssteuerung für Lampen
anzugeben, die eine vergleichsweise geringe Teilezahl, niedrige Kosten
und geringe Baugröße aufweist.
Die Helligkeitssteuerung für die Lampe soll zuverlässig und sicher arbei
ten.
Außerdem soll eine Helligkeitssteuerung für Lampen geschaffen werden,
die keine Schalteinrichtungen zum Einschalten und zum Ausschalten
einer Armaturenbrettlampe oder dergleichen erfordert und folglich eine
gesonderte Tätigkeit zum Ein-/Ausschalten der Lampe entbehrlich
macht.
Um dies zu erreichen, enthält gemaß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung eine Helligkeitssteuerung für eine Lampe einen Multivibrator
mit einer Einrichtung zum Variieren von dessen Schwingungsfrequenz,
und einen P-Kanal-MOSFET, der von einer von dem Multivibrator
ausgegebenen Rechteckwellenspannung ein-aus-geschaltet wird, wodurch
der Lampe über den MOSFET ein Strom zugeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Helligkeits
steuerung für Lampen einen Multivibrator mit einer Einrichtung zum
Variieren der Schwingungsfrequenz des Multivibrators,
einen Wechselrichter zum Umsetzen einer von dem Multivibrator ausge gebenen Recheckwellenspannung, und
einen P-Kanal-MOSFET, dessen Gate die von dem Wechselrichter ausgegebene Rechteckwellenspannung zugeführt wird,
wobei der MOSFET eine Source hat, welcher eine Quellenspannung zugeführt wird, und einen Drain besitzt, der an ein Lampe angeschlos sen ist, wobei der MOSFET gesteuert durch die Rechteckwellenspan nung ein-/ausgeschaltet wird.
einen Wechselrichter zum Umsetzen einer von dem Multivibrator ausge gebenen Recheckwellenspannung, und
einen P-Kanal-MOSFET, dessen Gate die von dem Wechselrichter ausgegebene Rechteckwellenspannung zugeführt wird,
wobei der MOSFET eine Source hat, welcher eine Quellenspannung zugeführt wird, und einen Drain besitzt, der an ein Lampe angeschlos sen ist, wobei der MOSFET gesteuert durch die Rechteckwellenspan nung ein-/ausgeschaltet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Helligkeits
steuerung für Lampen einen Multivibrator mit Mitteln zum Variieren der
Schwingungsfrequenz des Multivibrators,
einen Invertierer zum Invertieren einer von dem Multivibrator ausge gebenen Rechteckwellenspannung,
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate die von dem Invertierer ausge gebene Rechteckwellenspannung gelegt wird; und
eine parallel zu dem MOSFET geschaltete Schutzschaltung zum Schützen des MOSFETs gegen einen Überstrom,
wobei der MOSFET eine Source besitzt, an die eine Quellenspannung angelegt wird, und einen Drain besitzt, an welchen eine Lampe ange schlossen ist, wobei der MOSFET durch die Rechteckwellenspannung gesteuert ein-/ausgeschaltet wird.
einen Invertierer zum Invertieren einer von dem Multivibrator ausge gebenen Rechteckwellenspannung,
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate die von dem Invertierer ausge gebene Rechteckwellenspannung gelegt wird; und
eine parallel zu dem MOSFET geschaltete Schutzschaltung zum Schützen des MOSFETs gegen einen Überstrom,
wobei der MOSFET eine Source besitzt, an die eine Quellenspannung angelegt wird, und einen Drain besitzt, an welchen eine Lampe ange schlossen ist, wobei der MOSFET durch die Rechteckwellenspannung gesteuert ein-/ausgeschaltet wird.
Gemaß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält
eine Helligkeitssteuerung für Lampen einen Multivibrator mit Mitteln
zum Variieren der Schwingungsfrequenz des Multivibrators,
einen Negator zum Umsetzen einer Rechteckwellenspannung, die von dem Multivibrator geliefert wird,
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate die Rechteckwellenspannung gelegt wird, die von dem Negator stammt,
eine Quellenspannung, die an eine Source des MOSFETs gelegt wird, und
eine an den Drain des MOSFETs angeschlossene Lampe,
wobei der MOSFET gesteuert durch die Rechteckwellenspannung ein- /ausgesteuert wird.
einen Negator zum Umsetzen einer Rechteckwellenspannung, die von dem Multivibrator geliefert wird,
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate die Rechteckwellenspannung gelegt wird, die von dem Negator stammt,
eine Quellenspannung, die an eine Source des MOSFETs gelegt wird, und
eine an den Drain des MOSFETs angeschlossene Lampe,
wobei der MOSFET gesteuert durch die Rechteckwellenspannung ein- /ausgesteuert wird.
Gemaß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Helligkeits
steuerung für Lämpchen einen mit Mitteln zum Variieren seiner Schwin
gungsfrequenz ausgestatteten Multivibrator,
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate eine von dem Multivibrator ausgegebene Rechteckwellenspannung gelegt,
eine Schutzschaltung, die parallel zu dem MOSFET geschaltet ist, um den MOSFET gegen einen Überstrom zu schützen,
eine an eine Source des MOSFETs gelegte Quellenspannung,
eine an einen Drain des MOSFETs angeschlossene Lampe, und
eine Treiberschaltung, die an die Ausgangsseite des Multivibrators ange schlossen ist, um den Multivibrator anzutreiben und zu stoppen,
wobei der MOSFET gesteuert durch die Rechteckwellenspannung ein- /ausgeschaltet wird.
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate eine von dem Multivibrator ausgegebene Rechteckwellenspannung gelegt,
eine Schutzschaltung, die parallel zu dem MOSFET geschaltet ist, um den MOSFET gegen einen Überstrom zu schützen,
eine an eine Source des MOSFETs gelegte Quellenspannung,
eine an einen Drain des MOSFETs angeschlossene Lampe, und
eine Treiberschaltung, die an die Ausgangsseite des Multivibrators ange schlossen ist, um den Multivibrator anzutreiben und zu stoppen,
wobei der MOSFET gesteuert durch die Rechteckwellenspannung ein- /ausgeschaltet wird.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Hellig
keitssteuerung für Lämpchen:
einen mit Mitteln zum Variieren seiner Schwingungsfrequenz ausgestat teten Multivibrator,
einen Negator zum Umsetzen einer von dem Multivibrator ausgegebenen Rechteckspannung,
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate die von dem Negator gelieferte Rechteckwellenspannung gelegt wird,
eine Schutzschaltung, die parallel zu dem MOSFET geschaltet ist, um den MOSFET gegen einen Überstrom zu schützen,
eine Quellenspannung, die an die Source des MOSFETs gelegt wird, und
eine Lampe, die an einen Drain des MOSFETs angeschlossen ist, wo durch der MOSFET mit der Rechteckwellenspannung ein-/ausgeschaltet wird.
einen mit Mitteln zum Variieren seiner Schwingungsfrequenz ausgestat teten Multivibrator,
einen Negator zum Umsetzen einer von dem Multivibrator ausgegebenen Rechteckspannung,
einen P-Kanal-MOSFET, an dessen Gate die von dem Negator gelieferte Rechteckwellenspannung gelegt wird,
eine Schutzschaltung, die parallel zu dem MOSFET geschaltet ist, um den MOSFET gegen einen Überstrom zu schützen,
eine Quellenspannung, die an die Source des MOSFETs gelegt wird, und
eine Lampe, die an einen Drain des MOSFETs angeschlossen ist, wo durch der MOSFET mit der Rechteckwellenspannung ein-/ausgeschaltet wird.
Durch Ändern der Schwingungsfrequenz des Multivibrators wird ein
Ein-/Aus-Wiederholungszyklus des MOSFETs geändert, und damit wird
die Menge an Strom geändert, der durch die Lampe fließt, so daß
schließlich die Helligkeit der Lampe geändert wird.
Im Fall eines P-Kanal-MOSFETs kann dieser ein-/ausgesteuert werden,
indem man sein Gate-Potential in dem Bereich unterhalb eines Potentials
ändert, folglich läßt sich die an das Gate angelegte Rechteckwellenspan
nung unter die Quellenspannung einstellen, was bedeutet, daß eine Ver
dopplerschaltung, wie sie in der oben erläuterten Schaltung eingesetzt
ist, nicht erforderlich ist. Außerdem kann die Rechteckwellenspannung
zum Treiben des MOSFETs ohne jegliche Komparatoren erzeugt
werden.
Dadurch, daß man dafür sorgt, daß das Lämpchen automatisch dann
eingeschaltet wird, wenn ein Schalter zum Einschalten der Scheinwerfer
geschlossen wird, ist es möglich, die Mittel fortzulassen, die zum Er
leuchten der Armaturenbrettbeleuchtung oder dergleichen dienen. Es
entstehen also keine Schwierigkeiten beim getrennten Einschalten und
Ausschalten der Lampe.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform einer
Helligkeitssteuerung für Lampen gemäß der Erfin
dung;
Fig. 2 ein Impulsdiagramm zum Veranschaulichen des Be
triebs eines Teils der Helligkeitssteuerung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des äußeren Erschei
nungsbilds der Lampen-Helligkeitssteuerung nach Fig.
1;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Beispiels für eine bereits
konzipierte Lampen-Helligkeitssteuerung; und
Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm einer praktischen Ausgestal
tung der Lampen-Helligkeitssteuerung nach Fig. 4.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 soll im folgenden ein Ausführungs
beispiel der Erfindung erläutert werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält ein Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Lampen-Helligkeitssteuerung einen astabilen Multivibra
tor 1 mit einem veränderlichen Widerstand 2, einen Negator 3, der an
den Ausgangsanschluß des Multivibrators 1 angeschlossen ist, eine
Bezugsspannungsquelle 12 mit Widerständen 13 und 14 und zum Bereit
stellen einer Spannungsversorgung für den Multivibrator 1, eine erste
Treiberschaltung 4, die an den Ausgangsanschluß des Negators 3 ange
schlossen ist und einen P-Kanal-MOSFET 5 sowie einen Widerstand 6
enthält, eine Lampe 7, die von einem von der ersten Treiberschaltung 4
gelieferten Strom gespeist wird, eine Schutzschaltung 8, bestehend aus
einem Temperaturfühler 9, einem Vergleicher 10 und einem Widerstand
11′ eine zweite Treiberschaltung 15, bestehend aus Widerständen 16 und
17, Dioden 18 und 19 und einem Vergleicher 20, einen Scheinwerfer
21, der von einem seitens der zweiten Treiberschaltung 15 gelieferten
Strom gespeist wird, und einen Schalter 22.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, liefert der astabile Multivibrator 1 eine Recht
eckwelle vorbestimmter Frequenz (Fig. 2a), welche von dem Negator 3
invertiert wird (Fig. 2b), um dann an ein Gate des P-Kanal-MOSFETs 5
in der ersten Treiberschaltung 4 angelegt zu werden. Der MOSFET 5
wird während einer "L"-Zeitspanne der von dem Negator 3 kommenden
Rechteckwelle eingeschaltet, so daß ein Strom von einer Spannungs
quelle + Vdd, die an seine Source geschaltet ist, in die an seinen Drain
angeschlossene Lampe 7 gelangt, während die Lampe bei der "H"-Zeit
spanne der Rechteckwelle ausgeschaltet wird (Fig. 2c). Durch Ändern
des Widerstandswerts des veränderlichen Widerstands 2 in dem astabilen
Multivibrator 1 läßt sich die Zykluszeit der von dem astabilen Multivi
brator 1 gelieferten Rechteckwelle und mithin das Ein-/Ausschalten des
MOSFETs 5 ändern. Als Ergebnis läßt sich die Menge des durch die
Lampe 7 fließenden Stroms ändern, wodurch sich die Beleuchtungsstärke
der Lampe 7 ändert.
Im Fall eines P-Kanal-MOSFETs läßt sich dieser dadurch ein-/aus
steuern, daß man sein Gate-Potential in dem Bereich unterhalb seines
Source-Potentials ändert, wobei an die Source die Quellenspannung+
Vdd geliefert wird. Die Quellenspannung + Vdd wird über den Wider
stand 6 an das Gate des MOSFETs 5 gelegt, die Spannungen während
der Zeitspannen "H" und ,′L" der von dem Negator 3 gelieferten Recht
eckwelle werden in der richtigen Weise eingestellt, und außerdem wird
der Wert des Widerstandes 6 derart eingestellt, daß eine an das Gate des
MOSFETs 5 über den Widerstand 6 gelangende Spannung den MOSFET
5 während der Zeitspanne "L" der Rechteckwelle einschaltet, den
MOSFET jedoch nicht während der Zeitspannung "H" der Rechteckwel
le einschaltet.
Damit kann der MOSFET 5 direkt durch das Rechteckwellensignal ein-
und ausgeschaltet werden, welches von dem Negator 3 invertiert und
von dem astabilen Multivibrator 1 ausgegeben wird. Folglich kann man
die in Verbindung mit der oben erläuterten Schaltung benötigte Verdopp
lerschaltung (Ladungspumpschaltung) weglassen.
Da außerdem das Rechteckwellensignal zum Ein-/Aussteuern des
MOSFETs 5 durch den astabilen Multivibrator 1 erzeugt wird, sind die
Vergleicher 101 und 106 der oben erläuterten Schaltung zum Erzeugen
des Rechteckwellensignals nicht notwendig.
Folglich benötigt die Steuerung nach dieser Ausführungsform keine
Verdopplerschaltung mehr, auch keinen Vergleicher, die eine große
Anzahl von Bauteilen, einen komplexen Schaltungsaufbau und beträcht
lichen Platzbedarf bedingen. Es läßt sich also eine Kostenverringerung
ebenso erreichen wie eine Verkleinerung der Baugröße und eine Schaf
fung mehrerer Funktionen.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbilds
der Helligkeitssteuerung nach dieser Ausführungsform. Genauer gesagt,
zeigt Fig. 3 eine Einheit zum Speisen einer Armaturenbrett-Beleuch
tungslampe, welche angepaßt ist an die elektrische Anlage für Kraftfahr
zeuge (die Anlage befindet sich in erster Linie innerhalb des Armaturen
bretts).
Die dargestellte Einheit besitzt eine Baugröße, welche vergleichbar ist
mit der eines Hybrid-ICs, was bedeutet, daß die Einheitengröße sich auf
1/3 im Vergleich zur herkömmlichen Ausbildung der Steuerung ver
kleinern läßt.
Da außerdem die Helligkeitssteuerung für Lampen ausgebildet wird,
ohne daß eine Verdopplerschaltung und zwei Vergleicher benötigt
werden, läßt sich die Einheit mit der Hälfte der Fertigungskosten für die
herkömmliche Einheit herstellen.
Die Schutzschaltung dient zum Schutz des MOSFETs 5 gegen Kurz
schluß und enthält den Temperaturfühler 9, beispielsweise in Form eines
Thermistors, und den Vergleicher 10. In der Bezugsspannungsquelle 12
wird die Eingangs-Quellenspannung + Vcc über Punkte A, A1 an die
Widerstände 13 und 14 geliefert, welche die Quellenspannung teilen, um
eine Bezugsspannung a zu erhalten. In der Schutzschaltung 8 gelangt
diese Bezugsspannung a an den einen Eingang des Vergleichers 10,
während die Spannung am Punkt A1 außerdem durch den Tempera
turfühler 9 und den Widerstand 11 geteilt und die dadurch erhaltene
geteilte Spannung b an den anderen Eingang des Vergleichers 10 gelegt
wird.
Im Normalzustand hat der MOSFET 5 eine niedrige Temperatur,
während der Widerstandswert des Temperaturfühlers 9 groß ist, was zu
der Beziehung a < b führt. Deshalb ist der Ausgang des Vergleichers
10 auf "H", d. h. hoher Impedanz, so daß der MOSFET 5 durch das
Ausgangssignal des Negators 3 ein-/ausgesteuert wird. Für den Fall
einer Abnormalität, beispielsweise eines Kurzschlusses, im MOSFET 5
entsteht die Relation a < b als Ergebnis der erhöhten Temperatur des
MOSFETs und eines entsprechend erhöhten Widerstandswerts des Tem
peraturfühlers 9, so daß der Ausgang des Vergleichers 10 den Zustand
"L" einnimmt und demzufolge der MOSFET 5 ausgeschaltet bleibt. Der
MOSFET 5 wird also nicht mit Strom gespeist, so daß seine Temperatur
abnimmt. Hierdurch wird er wirksam geschützt.
Wenn die Schutzschaltung nicht vorgesehen wäre, würde der MOSFET
häufiger zerstört, und entsprechend mühsam wäre der Austausch des
beschädigten MOSFETs durch ein neues Bauteil, was außerdem die
Sicherheit des Fahrzeugbetriebs beeinträchtigen würde.
Die zweite Treiberschaltung 15 dient zum Steuern des Betriebs und des
Ruhezustands des astabilen Multivibrators 1, und die zweite Treiber
schaltung enthält die Widerstände 16, 17, die Dioden 18 und 19 und den
Vergleicher 20. Wenn der Ausgang des Vergleichers 20 den Zustand
"H" einnimmt, ist die Diode 19 in Sperrichtung gepolt, wobei die Quellenspannung
+ Vcc vom Punkt A in der Bezugsspannungsquelle 12 an
einen Punkt A3 gelegt wird und deshalb der astabile Multivibrator 1 in
einen Betriebszustand gelangt. Wenn hingegen das Ausgangssignal des
Vergleichers 20 den Zustand "L" einnimmt, ist die Diode 19 in Durch
laßrichtung geschaltet, und der Betrieb des astabilen Multivibrators 1
wird angehalten.
Der Vergleicher 20 empfängt als eine Eingangsgröße die von den Wider
ständen 13 und 14 der Bezugsspannungsquelle 12 gebildete Bezugsspan
nung a, und er empfängt als weitere Eingangsgröße eine Spannung c,
die an einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 16 und der
Anode der Diode 18 gebildet wird. Außerdem wird die Quellenspannung
+ Vcc von dem Punkt A in der Bezugsspannungsquelle 12 über einen
Punkt A2 an den Widerstand 16 gelegt, und die Kathode der Diode 18
ist an den Verbindungspunkt zwischen dem Schalter 22, an den eine
Batteriespannung angelegt ist, und den Scheinwerfer 21 angeschlossen.
Wenn man nun annimmt, daß der Schalter 22 ausgeschaltet ist, so ist die
Diode 18 in Durchlaßrichtung gespannt, und die aus der Quellenspan
nung + Vcc resultierende Spannung c, die über den Widerstand 16
abgefallen ist, gelangt an den Vergleicher 20, wodurch die Beziehung a
< c entsteht. Folglich nimmt der Ausgang des Vergleichers 20 den
Zustand "L" an, und der astabile Multivibrator 1 wird im Ruhezustand
gehalten. Wenn der Schalter 22 eingeschaltet wird, so daß der Schein
werfer 21 aufleuchtet, ist die Diode 18 in Sperrichtung gespannt, und
die Spannung c nimmt etwa den Wert der Quellenspannung + Vcc an,
was zu der Beziehung a < c führt. Demzufolge nimmt der Ausgang des
Vergleichers 20 den Zustand "H" an, und der astabile Multivibrator 1
wird in Betrieb gesetzt.
Damit wird das Lämpchen 20 automatisch gleichzeitig mit dem Schlie
ßen des Schalters 22 zum Einschalten des Scheinwerfers 22 eingeschal
tet. Es ist also möglich, das Einschalten der Armaturenbrettbeleuchtung
automatisch vorzunehmen, ohne daß ein getrenntes Einschalten und
Ausschalten des Armaturenbrett-Beleuchtungslämpchens erforderlich
wäre.
Wie oben beschrieben wurde, schafft die vorliegende Erfindung eine
Helligkeitssteuerung für Lampen, deren Teilezahl, Kosten und Baugröße
spürbar herabgesetzt sind.
Die Helligkeitssteuerung für Lampen arbeitet zuverlässig und sicher.
Außerdem schafft die Erfindung eine Helligkeitssteuerung für Lampen,
die keine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Armaturen
brettbeleuchtung oder dergleichen erfordert. Die Beleuchtung für das
Armaturenbrett läßt sich also ohne besondere Bedienung ein- und aus
schalten.
Claims (9)
1. Helligkeitssteuerung für Lampen, gekennzeichnet durch:
einen Multivibrator (1) mit einer Einrichtung (2) zum Verän dern der Schwingungsfrequenz des Multivibrators, und
einen P-Kanal-MOSFET (5) an dessen Gate die von dem Multi vibrator (1) gelieferte Rechteckwellen-Spannung gelegt wird,
wobei der MOSFET (5) an seiner Source eine Quellenspannung (+ Vcc) empfängt und mit seinem Drain an eine Lampe (7) angeschlossen ist, wobei der MOSFET durch die Rechteckwel lenspannung ein-/ausgesteuert wird.
einen Multivibrator (1) mit einer Einrichtung (2) zum Verän dern der Schwingungsfrequenz des Multivibrators, und
einen P-Kanal-MOSFET (5) an dessen Gate die von dem Multi vibrator (1) gelieferte Rechteckwellen-Spannung gelegt wird,
wobei der MOSFET (5) an seiner Source eine Quellenspannung (+ Vcc) empfängt und mit seinem Drain an eine Lampe (7) angeschlossen ist, wobei der MOSFET durch die Rechteckwel lenspannung ein-/ausgesteuert wird.
2. Steuerung nach Anspruch 1, bei der der Multivibrator (1) ein
astabiler Multivibrator ist.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Negator (3)
vorgesehen ist, welcher die von dem Multivibrator (1) ausgege
bene Rechteckwellenspannung invertiert.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem MOSFET (5)
eine Schutzschaltung (8) geschaltet ist, um den MOSFET gegen
einen Überstrom zu schützen.
5. Steuerung nach Anspruch 4, bei dem die Schutzschaltung (8)
gebildet wird durch einen Vergleicher (10) und einen Tempera
turfühler (9), der mit einem Eingang des Vergleichers verbun
den ist, wobei der Ausgang des Vergleichers an das Gate des
MOSFETs (5) angeschlossen ist.
6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Source des MOSFETs (5)
eine Quellenspannung (Vcc) angeschlossen ist, während die
Lampe an den Drain des MOSFETs (5) angeschlossen ist und
der MOSFET von der Rechteckwellenspannung ein-/ausgesteu
ert wird.
7. Helligkeitssteuerung für Lampen, umfassend:
einen Multivibrator (1) mit einer Einrichtung (2) zum Ändern der Schwingungsfrequenz des Multivibrators,
eine erste Treiberschaltung (4) mit einem P-Kanal-MOSFET (5), an dessen Gate eine von dem Multivibrator gelieferte Rechteckwellenspannung gelegt wird,
eine an eine Source des MOSFETs (5) gelegte Spannungsquelle (Vdd),
eine an den Drain des MOSFETs (5) angeschlossene Lampe (7), und
eine zweite Treiberschaltung (15), die an die Ausgangsseite des Multivibrators (1) angeschlossen ist, um den Betrieb und den Ruhezustand des Multivibrators (1) zu steuern,
wobei der MOSFET (5) von der Rechteckwellenspannung ein- /ausgesteuert wird.
einen Multivibrator (1) mit einer Einrichtung (2) zum Ändern der Schwingungsfrequenz des Multivibrators,
eine erste Treiberschaltung (4) mit einem P-Kanal-MOSFET (5), an dessen Gate eine von dem Multivibrator gelieferte Rechteckwellenspannung gelegt wird,
eine an eine Source des MOSFETs (5) gelegte Spannungsquelle (Vdd),
eine an den Drain des MOSFETs (5) angeschlossene Lampe (7), und
eine zweite Treiberschaltung (15), die an die Ausgangsseite des Multivibrators (1) angeschlossen ist, um den Betrieb und den Ruhezustand des Multivibrators (1) zu steuern,
wobei der MOSFET (5) von der Rechteckwellenspannung ein- /ausgesteuert wird.
8. Steuerung nach Anspruch 7, bei der die zweite Treiberschal
tung (15) Widerstandselemente (16, 17) aufweist, die jeweils an
eine Bezugsspannungsquelle (12) angeschlossen sind, gekenn
zeichnet durch
einen Vergleicher (20), an dessen einen Eingang eines der Widerstandselemente (16) angeschlossen ist und an dessen Ausgang das andere der Widerstandselemente (17) angeschlos sen ist,
eine erste Diode, die zwischen einen Ausgangsanschluß des Multivibrators (1) und den Eingangsanschluß des Vergleichers (20) ein Durchlaßrichtung geschaltet ist, und
eine zweite Diode (19), die in Durchlaßrichtung an den Aus gangsanschluß des Vergleichers (20) angeschlossen ist.
einen Vergleicher (20), an dessen einen Eingang eines der Widerstandselemente (16) angeschlossen ist und an dessen Ausgang das andere der Widerstandselemente (17) angeschlos sen ist,
eine erste Diode, die zwischen einen Ausgangsanschluß des Multivibrators (1) und den Eingangsanschluß des Vergleichers (20) ein Durchlaßrichtung geschaltet ist, und
eine zweite Diode (19), die in Durchlaßrichtung an den Aus gangsanschluß des Vergleichers (20) angeschlossen ist.
9. Helligkeitssteuerung für Lampen, umfassend:
einen mit Mitteln zum Verändern seiner Schwingungsfrequenz ausgestatteten Multivibrator (1),
einen die von dem Multivibrator abgegebene Rechteckwellen spannung invertierenden Negator (3),
einen P-Kanal-MOSFET (5), an dessen Gate die von dem Negator (3) kommende Rechteckwellenspannung gelegt ist,
eine parallel zu dem MOSFET geschaltete Schutzschaltung (8) zum Schützen des MOSFETs gegen Überstrom,
eine an die Source des MOSFETs (5) angeschlossene Span nungsquelle (Vdd), und
eine an den Drain des MOSFETs angeschlossene Lampe (7), wobei der MOSFET durch die Rechteckwellenspannung ein- /ausgesteuert wird.
einen mit Mitteln zum Verändern seiner Schwingungsfrequenz ausgestatteten Multivibrator (1),
einen die von dem Multivibrator abgegebene Rechteckwellen spannung invertierenden Negator (3),
einen P-Kanal-MOSFET (5), an dessen Gate die von dem Negator (3) kommende Rechteckwellenspannung gelegt ist,
eine parallel zu dem MOSFET geschaltete Schutzschaltung (8) zum Schützen des MOSFETs gegen Überstrom,
eine an die Source des MOSFETs (5) angeschlossene Span nungsquelle (Vdd), und
eine an den Drain des MOSFETs angeschlossene Lampe (7), wobei der MOSFET durch die Rechteckwellenspannung ein- /ausgesteuert wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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