DE4413946A1 - Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtsteuervorrichtung für eine hochfrequente Lichtsteuerung einer Entladungslampe, bei der eine Wechselrichterschaltung verwendet wird.

Allgemein wird in der Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe eine zum Starten der Entladung erforderliche hohe Spannung der Entladungslampe zum Starten derselben zugeführt. In dem Fall, daß die Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe so ausgelegt ist, daß sie eine Dimmer-Lichtsteuerung der Ent­ ladungslampe ausführen kann, ist es für ein Starten der Lampe im abgeschwäch­ ten oder Dimmer-Zustand erforderlich, dieser auf das Starten der Dimmer-Be­ leuchtungssteuerung hin eine Energie zuzuführen, die größer als die zur Auf­ rechterhaltung der Dimmer-Lichtsteuerung ist, und hierbei tritt das Problem auf, daß die Dimmer-Lichtsteuerung zu einem Aufblitzen führt, das mit der ge­ lieferten höheren Energie auftritt.

Insbesondere dann, wenn die Dimmer-Lichtsteuerung für eine Lichtsteuerung bei einem relativen Beleuchtungsverhältnis von weniger als 50% bezüglich der Be­ leuchtung unter der Nennbeleuchtungsaussteuerung zu 100% zu starten ist, ist das Problem eines solchen Aufblitzens beträchtlich.

Ein Beispiel der Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe für eine Licht­ steuerung der Entladungslampe mit einer hohen Frequenz, die mittels der Wech­ selrichterschaltung erzielt wird, und für eine Verbesserung der Vorrichtung bezüglich irgendeiner Eingangsstörung mittels einer Gleichstromsteller-Schal­ tung ergibt sich aus dem US-Patent Nr. 5 144 195, wonach auf das Starten hin Glühfäden der Entladungslampe während einer Periode von einem Schwingen der Wechselrichterschaltung bis zu einem Starten der Gleichstromsteller-Schaltung vorgewärmt werden, um die Lebensdauer der Entladungslampe zu verlängern und zur Zeit irgendwelcher Unregelmäßigkeiten eine Sekundärspannung zu verringern. Bei dieser Vorrichtung ist jedoch keinerlei technisches Konzept zur Ausführung einer Dimmer-Lichtsteuerung der Entladungslampe oder zur Vermeidung irgend­ eines Aufblitzens auf das Starten der Dimmer-Lichtsteuerung hin vorgesehen.

Andererseits ist ein anderes Beispiel der Lichtsteuervorrichtung einer Entla­ dungslampe, die für die Dimmer-Lichtsteuerung ausgelegt ist, in dem US-Patent Nr. 4 392 087 offenbart, wonach die Vorrichtung zur Verwirklichung der Dimmer- Steuerung mittels einer Phasensteuerung ausgelegt ist. Mit dieser Vorrichtung treten jedoch Schwierigkeiten beim Verwirklichen der Dimmer-Lichtsteuerung auf, während ein stabiler Lichtsteuerungszustand aufrechterhalten wird, und es wird auch keinerlei Gleichstromsteller-Anordnung geschaffen, die in der Lage wäre, irgendwelche Eingangsstörungen einzudämmen, und es sind auch keinerlei technische Mittel angegeben, mit denen es möglich wäre, ein Aufblitzen während des Startens der Dimmer-Lichtsteuerung zu verhindern.

Eine andere Vorrichtung zum Verringern der Sekundärspannung zur Zeit des Startens der Lichtsteuerung der Entladungslampe oder in einem lastfreien Zustand ergibt sich aus dem US-Patent Nr. 4 952 849, wonach die Sekundärspan­ nung verringert wird, indem stufenweise eine Schwingungsfrequenz der Wechsel­ richterschaltung auf das Starten hin herabgesetzt wird, so daß die Entladungs­ lampe nur durch ein Anheben der Frequenz im lastfreien Zustand gezündet wird. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch kein technisches Konzept für eine Dimmer-Lichtsteuerung aufgezeigt, die die Maßnahme zum Unterdrücken eines Aufblitzens auf das Starten der Dimmer-Steuerung hin enthält.

In einem weiteren US-Patent Nr. 4 461 980 ist die Vorrichtung dafür ausgelegt, den Effektivwert der Sekundärspannung durch ein intermittierendes Hin- und Herschalten der Wechselrichterschaltung im unbelasteten Zustand zu verringern, auch diese Vorrichtung vermag jedoch kein technisches Konzept für die Dimmer- Lichtsteuerung aufzuzeigen, die irgendeine Maßnahme zum Verhindern eines Auf­ blitzens auf ein Starten der Dimmer-Steuerung hin enthält.

Ferner ist in dem US-Patent Nr. 4 791 338 eine Vorrichtung beschrieben, bei der der Sekundärspannung auf das Starten der Beleuchtungssteuerung der Entla­ dungslampe hin eine Impulsspannung geliefert wird, hierbei trat jedoch das Problem auf, daß das auf das Starten der Dimmer-Lichtsteuerung der Lampe hin in Erscheinung tretende Aufblitzen schwer zuverlässig zu unterdrücken ist, indem nur der Sekundärspannung die Impulsspannung geliefert wird.

Überdies wird in dem US-Patent Nr. 5 170 099 vorgeschlagen, eine stabile Lichtsteuerung der Entladungslampe selbst in einem Zustand einer Dimmer-Steue­ rung geringen Lichtflusses dadurch zu verwirklichen, daß der Entladungslampe auf die Dimmer-Lichtsteuerung hin eine Gleichspannung zugeführt wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung tritt jedoch noch das Problem auf, daß ein Auf­ blitzen auf das Starten der Dimmer-Lichtsteuerung hin nicht zuverlässig ver­ mieden werden kann.

Ein erstes Ziel der Erfindung ist es daher, eine Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe zu schaffen, die in der Lage ist, die Eingangsstörung durch eine Lichtsteuerung der Entladungslampe bei einer hohen Frequenz zu verhin­ dern, das Auftreten eines Aufblitzens auf das Starten der Dimmer-Lichtsteue­ rung hin zu verhindern und damit eine stabile Dimmer-Lichtsteuerung der Ent­ ladungslampe selbst in einem solchen Zustand geringen Lichtflusses zu verwirk­ lichen, bei dem das relative Beleuchtungsverhältnis geringer als 1% ist.

Gemäß der Erfindung kann das oben angegebene Ziel durch eine Lichtsteuervor­ richtung einer Entladungslampe erreicht werden, bei der eine Wechselspannungs­ leistung von einer Wechselspannungsquelle über ein erstes Schaltmittel in eine Gleichspannungsleistung umgewandelt wird, die über ein zweites Schalt­ mittel in eine hochfrequente Leistung umgewandelt wird, ein Lastkreis mit einer Entladungslampe an die Ausgangsklemmen des zweiten Schaltmittels ange­ schlossen ist und das erste Schaltmittel dafür ausgelegt ist, nach einer An­ steuerung des zweiten Schaltmittels angesteuert zu werden, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine impulsförmige Spannung intermittierend durch ein Spannungszuführungsmittel der Entladungslampe auf deren Dimmer-Lichtsteuerung hin zugeführt wird.

Mit der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Auslegung ist es möglich, die Sekundärspannung durch das intermittierende Anlegen der impulsförmigen Span­ nung auf das Starten der Dimmer-Steuerung hin oder auf die Dimmer-Lichtsteue­ rung hin wirksam abzusenken und insbesondere auf wirksame Weise zu verhindern, daß ein Aufblitzen auf das Starten der Dimmer-Steuerung hin in Erscheinung tritt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein Schaltdiagramm der Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm, das die Betriebsweise der Lichtsteuervor­ richtung nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der Lichtsteuer­ vorrichtung einer Entladungslampe gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Betriebs-Wellenformdiagramm für die in Fig. 3 gezeigte Ausfüh­ rungsform;

Fig. 5 bis 8 Betriebs-Wellenformdiagramme für andere Ausführungsformen der Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe gemäß der Erfindung;

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm für einen weiteren Aspekt der Lichtsteuervor­ richtung einer Entladungslampe gemäß der Erfindung;

Fig. 10 bis 12 Betriebs-Wellenformdiagramme für weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe;

Fig. 13 ein Betriebs-Wellenformdiagramm für einen weiteren Aspekt der erfin­ dungsgemaßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe;

Fig. 14 ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe zeigt;

Fig. 15 ein Betriebs-Wellenformdiagramm für die Ausführungsform der Fig. 14;

Fig. 16 ein Betriebs-Wellenformdiagramm für eine weitere Ausführungsform ge­ mäß der Erfindung;

Fig. 17 bis 19 schematische Schaltdiagramme der Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe in weiteren Ausführungsformen gemäß der Erfindung;

Fig. 20 und 21 Blockschaltdiagramme einer grundlegenden Anordnung der Licht­ steuervorrichtung einer Entladungslampe bei einer weiteren Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 22 bis 26 erläuternde Wellenformdiagramme für den Betrieb bei der Anord­ nung der Fig. 20 und 21;

Fig. 27 ein Blockschaltdiagramm, das eine grundlegende Anordnung der Licht­ steuervorrichtung einer Entladungslampe bei einer weiteren Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 28 ein erläuterndes Wellenformdiagramm für den Betrieb bei der Ausfüh­ rungsform der Fig. 27;

Fig. 29 ein detailliertes Schaltdiagramm, das die grundlegende Anordnung der Fig. 27 enthält;

Fig. 30 ein Schaltdiagramm, das die Lichtsteuervorrichtung einer Entladungs­ lampe in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 31 ein Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe;

Fig. 32 ein Schaltdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe zeigt;

Fig. 33 ein erläuterndes Wellenformdiagramm zur Erläuterung des Betriebs bei der Ausführungsform der Fig. 32; und

Fig. 34 ein Flußdiagramm, das den Betrieb der in Fig. 32 dargestellten Aus­ führungsform zeigt.

Obgleich die Erfindung nun unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung darge­ stellten jeweiligen Ausführungsformen erläutert wird, ist festzustellen, daß sie nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist und vielmehr sämtliche Änderungen, Abwandlungen und äquivalente Anordnungen enthält, die insbesondere im Bereich der Ansprüche liegen.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe, und Fig. 2 zeigt Betriebs-Wellenformen für diese Aus­ führungsform, bei der eine Booster-Gleichstromstellerschaltung 11 während einer Periode t₁ nach einem Schließen eines Quellenschalters SW bezüglich einer Wechselspannungsquelle AC in einem Stillstands-Zustand gehalten wird. Hier ist dafür gesorgt, daß eine geglättete Gleichspannung Vc1, die über Mittel DB zum Gleichrichten einer Wechselquellenspannung zu einer Gleichspan­ nung einer Wechselrichterschaltung 12 zugeführt wird, einen Spitzenwert Vp besitzt, während eine einer Entladungslampe 15 zugeführte Spannung V₅ hin­ sichtlich der Amplitude kleingehalten wird, derart, daß der Entladungslampe 15 ein hinreichender Vorwärmstrom geliefert wird, ohne daß die Lampe dazu gebracht wird, die Entladung zu starten. Nach diesem Vorwärmen der Entladungs­ lampe 15 wird die Booster-Gleichstromstellerschaltung 11 aktiviert, um die geglättete Gleichspannung Vp für die Wechselrichterschaltung 12 auf eine Spannung Vdc anzuheben. In dieser Hinsicht ist die Anordnung so ausgelegt, daß die Spannung in einem Verhältnis eines Pegels angehoben wird, bei dem die Entladungslampe 15 nicht gezündet wird, oder, selbst wenn das Anhebungsver­ hältnis groß gemacht wird, die EIN-Periode der Schaltelemente Q2 und Q3 in der Wechselrichterschaltung 12 so gesteuert ist, daß die Spannung auf einen Pegel begrenzt ist, bei dem die Entladung nicht gestartet wird. Danach wird die Spannung V₅ nur jede Periode t₃ erhöht, um eine impulsförmige Spannung zu erhalten, die der Entladungslampe 15 über den Wechselrichter 12 intermit­ tierend zugeführt wird, wobei diese impulsförmige Spannung so gesteuert wird, daß ihr Pegel stufenweise bis zum Erreichen einer Spannung erhöht wird, bei der die Entladungslampe 16 mit der Entladung beginnt.

Die vorliegende Ausführungsform wird einschließlich des Betriebs der gesamten, in Fig. 1 gezeigten Schaltung näher erläutert. Nachdem der Quellenschalter SW eingeschaltet ist, wird die Wechselquellenspannung von der Quelle AC nun durch die Gleichrichtungsmittel DB gleichgerichtet, und die durch einen Kondensator C1 geglättete Gleichspannung wird über eine Diode D1 der Wechselrichterschal­ tung 12 zugeführt. Zu dieser Zeit wird ein in der Gleichstromstellerschaltung 11 enthaltenes Schaltelement Q1 in einem nichtleitenden Zustand gehalten, und es wird kein Gleichstromsteller-Vorgang ausgeführt. Da die Spannung am Konden­ sator C1 der Wechselrichterschaltung 12 zugeführt wird, empfangt hier ein Kondensator C2 diese Spannung über einen Widerstand R1, um dadurch aufgeladen zu werden. Erreicht die Ladespannung in dem Kondensator C2 eine Überschlag­ spannung eines DIAC Q4, so wird die in dem Kondensator C2 gespeicherte Ladung über die Basis und den Emitter, des Schaltelements Q3 entladen, wodurch dieses Schaltelement Q3 eingeschaltet wird. Danach werden Rückkopplungsströme von Sekundärwicklungen n2 und n3 eines Stromrückkopplungstransformators CT über Widerstände R2 bzw. R3 an die jeweilige Basis der Schaltelemente Q2 und Q3 geliefert, wodurch diese Schaltelemente Q2 und Q3 abwechselnd ein- und ausge­ schaltet werden.

Zu dieser Zeit wird eine solche Spannung, die in einem Gleichstromsystem ge­ schaltet wird, zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Schaltelements Q3 erzeugt, und diese Spannung wird über einen Kopplungskondensator C9 einer Pri­ märwicklung eines Transformators T3 zugeführt. Mit diesem Kopplungskondensator C9 wird jegliche Gleichstromkomponente abgetrennt, und eine Hochfrequenz-Wech­ selstromkomponente kann durch eine Sekundärwicklung des Transformators T3 fließen. Entsprechend wird auf diese Weise eine Hochfrequenz-Wechselspannung an der Sekundärwicklung des Transformators T3 erhalten, die durch einen Wider­ stand R8 und einen Kondensator C6 gleichgerichtet und geglättet wird, und es kann eine Treiberleistung für eine Gleichstromstellersteuerschaltung 13 er­ halten werden. Indem die Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators T3 hinsichtlich der Anzahl von Windungen optimal gewählt werden, ist es möglich, für die Gleichstromstellersteuerschaltung 13 eine solche Treiberleistung als eine Gleichspannung e₀ zu erhalten.

Wird die Gleichstromstellersteuerschaltung 13 aktiviert, so wird das Schalt­ element Q1 in der Booster-Gleichstromstellerschaltung 11 ein- und ausgeschal­ tet. Mit diesem Aktivieren der Gleichstromstellerschaltung 11 bewirkt deren relativ hohe Ausgangsspannung, daß die Wechselrichterschaltung 12 angesteuert wird. In dem Fall, daß die Schaltung zu dieser Zeit ihren stationären Zustand einnimmt, wird eine relativ hohe Spannung hoher Frequenz über einen Resonanz­ kreis, der durch eine Induktionsspule L2 und Kondensatoren C3 und C4 gebildet ist, der mit einem Vorwärmkondensator C5 versehenen Entladungslampe 15 zuge­ führt.

Genauer kann die vorhergehende Steuerung der impulsförmigen Spannung dadurch verwirklicht werden, daß die Einschalt-Periode des Schaltelements Q3 in der Wechselrichterschaltung 12 in Übereinstimmung mit einer impulsförmigen Signal­ spannung V6 variiert wird, die einer zugeordneten Wechselrichtersteuerschal­ tung 14 zugeführt wird, um intermittierende Schwingungen zu erhalten. D.h., das Schaltelement Q3 kann zwangsweise ausgeschaltet werden, indem ein Schalt­ element Q5 innerhalb der Einschalt-Periode des Schaltelements Q3 umgeschaltet wird, wobei das Element Q5 zwischen die Basis des Schaltelements Q3 und die Schaltung 14 eingesetzt ist, so daß die Einschalt-Periode des Schaltelements Q3 variiert werden kann. Aufgrund dieser Variation sind die Einschalt-Perioden der beiden Schaltelemente Q2 und Q3 unausgeglichen, während die Schwingungs­ frequenz ebenfalls variiert wird, und das Ausgangssignal der Wechselrichter­ schaltung 12 kann über einen weiten Bereich hinweg variiert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Dimmer-Steuerung ohne Herbei­ führung eines Aufblitzens selbst unter dem schwachen Lichtfluß des relativen Beleuchtungsverhältnisses kleiner als 0,5% zu starten.

Während bei der vorhergehenden Ausführungsform der Fig. 1 und 2 die Anord­ nung verwendet wurde, bei der die Wechselrichterschaltung in einem seriellen System verschaltet ist, ist sie auch für die Verwendung einer Einfachstein (einfaches Schaltelement)-Wechselrichterschaltung oder eines Systems einer Gegentaktschaltung geeignet.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemaßen Lichtsteuer­ vorrichtung einer Entladungslampe gezeigt, die bei solchen Wellenformen wie in Fig. 4 gezeigt betrieben wird, und diese Ausführungsform weist insbesondere eine Impulserzeugerschaltung 17 auf, die in den die Entladungslampe 15 enthal­ tenden Lastkreis eingesetzt ist. Auch in diesem Fall wird die Wechselrichter­ schaltung 12 vor der Gleichstromstellerschaltung 11 auf einen Anschluß der Wechselspannungsquelle AC hin oder danach angesteuert, und es ist dafür gesorgt, daß der Vorwärmstrom zu der Entladungslampe 15 fließt. Danach wird die Gleichstromstellerschaltung 11 so angesteuert, daß die geglättete Gleich­ spannung Vc1 angehoben wird. Hier wird die der Entladungslampe 15 zugeführte Spannung V₅₁ auf einen niedrigen Wert gebracht, indem das Spannungsanhebungs­ verhältnis der Gleichstromstellerschaltung 11 geringgehalten oder die Ein­ schaltperiode des Schaltelements in der Wechselrichterschaltung 12 kurzgehal­ ten wird, so daß die der Entladungslampe 15 zugeführte Energie relativ klein­ gehalten wird. Nun wird zu dieser Spannung V₅₁ eine impulsförmige Spannung V₅₂ mittels der Impulserzeugerschaltung 17 hinzuaddiert, worauf die Lampenspannung V₅ auf V₅ = V₅₁ + V₅₂ gebracht wird, und es kann der gleiche Effekt wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 erzielt werden. Die impulsförmige, der Ent­ ladungslampe 15 zugeführte Spannung kann mit dem Ausgangssignal der Wechsel­ richterschaltung 12 synchronisiert sein oder, ohne eine solche Synchroni­ sation, eine Spannung mit einer großen Impulsbreite sein. Überdies kann die Wechselrichterschaltung 12 bei der Ausführungsform der Fig. 3 auch bestimmte andere Schaltungsanordnungen wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 enthalten.

Fig. 5 ist ein Wellenformdiagramm für eine weitere Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Während bei der vorhergehenden Ausführungsform der Fig. 4 die Wechselrichterschaltung 12 aktiviert wird, um die Entladungslampe 15 zuvor vorzuwärmen und danach die Gleichstromstellerschaltung 11 in Betrieb gesetzt wird, um die der Entladungslampe 15 zugeführte impulsförmige Spannung zu er­ halten, erfolgt bei der vorliegenden Ausführungsform das Vorwärmen der Entla­ dungslampe 15 über die Wechselrichterschaltung 12 nach dem Anschluß der Quelle AC, und anschließend das Anlegen der impulsförmigen Spannung. Mit diesem Anle­ gen der impulsförmigen Spannung ist es möglich, den Start einer Lichtsteuerung mit geringem Lichtfluß auf sanfte Weise zu verwirklichen. Als nächstes wird die Gleichstromstellerschaltung 11 angesteuert, wenn der Wert der impulsförmi­ gen Spannung stabil wird. Mit dem Aktivieren der Gleichstromstellerschaltung 11 mit einer solchen Zeitvorgabe beginnt die Entladungslampe 15 mit dem Ent­ laden, und, da die Entladungslampe bereits einen Zustand annimmt, in dem eine stabile Lichtsteuerung möglich ist, arbeitet die Gleichstromstellerschaltung 11 auf eine relativ stabile Weise. Da die Entladungslampe 15 überdies in dem gezündeten Zustand der Dimmer-Steuerung mit geringem Lichtfluß ist und elek­ trische Energie verbraucht, kann eine Überspannung, die auftritt, wenn die Ausgangsspannung Vc1 der Gleichstromstellerschaltung 11 auf die angehobene Spannung Vdc ansteigt, kaum erzeugt werden. Es ist festzustellen, daß die obige Anordnung nicht nur bei der vorhergehenden Anordnung der Fig. 1 oder 3, sondern auch in jeder anderen Schaltung verwendbar ist, wobei mit einer Übernahme der Auslegung für die Dimmer-Lichtsteuerung derselbe Effekt erzielt werden kann.

Fig. 6 zeigt Betriebs-Wellenformen für eine weitere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe, bei der, wie sich aus den Wellenformen ergibt, die Gleichstromstellerschaltung 11 zu der glei­ chen Zeit aktiviert wird, zu der auch die impulsförmige Spannung angelegt wird. Mit dem Betrieb der Schaltung bei dieser Zeitvorgabe wird die impulsför­ mige Spannung ab dem Startpunkt der Gleichstromstellerschaltung 11 angelegt, so daß die dem Lastkreis zugeführte Energie erhöht wird, und es ist möglich, zu verhindern, daß die bei der Gleichstromsteller-Ausgangsspannung Vc1 auftre­ tende Überspannung nach einem Starten der Gleichstromstellerschaltung 11 in Erscheinung tritt. Da überdies die Gleichstromstellerschaltung 11 zur gleichen Zeit gestartet wird, zu der auch die impulsförmige Spannung angelegt wird, wird der Effektivwert der angelegten Spannung für die Entladungslampe 15 nach einem Beitrag zum vorhergehenden Vorwärmen sanft vergrößert. Daher wird zu­ sätzlich zu der Verbesserung der Startfähigkeit als Ergebnis des Anlegens der impulsförmigen Spannung auch der Pegel der Grundbeaufschlagung stufenweise er­ höht, und es kann eine noch sanftere Lichtsteuerung als beim vorhergehenden Betrieb, auf den im Hinblick auf Fig. 2 verwiesen wurde, verwirklicht werden.

In Fig. 7 sind Betriebs-Wellenformen für eine weitere Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe gezeigt, bei der, wie sich auch aus den Wellenformen ergibt, die Wechselrichterschaltung 12 nach dem Anschluß der Quelle für das vorhergehende Vorwärmen der Entladungslampe 15 aktiviert und dann das Anlegen der impulsförmigen Spannung eingeleitet wird, und bei dem Verfahren, bei dem der Spitzenwert der impulsförmigen Spannung stufenweise ansteigt, der Betrieb der Gleichstromstellerschaltung 11 ausgelöst wird. Nachdem der Schaltungsbetrieb mit einer solchen Zeitvorgabe ausgeführt wird, hat das Anlegen der impulsförmigen Spannung zu der Zeit bereits begon­ nen, zu der die Gleichstromstellerschaltung 11 gestartet wird, so daß die dem Lastkreis zugeführte Energie groß ist, wobei die Überspannung, die auf das Ansteigen der Ausgangsspannung Vc1 der Gleichstromstellerschaltung auf die angehobene Spannung Vdc hin in Erscheinung tritt, vergleichsweise kaum auf­ tritt. Da überdies bei der vorliegenden Ausführungsform die Ausgangsspannung Vc1 der Gleichstromstellerschaltung 11 bei dem Verfahren einer stufenweisen Vergrößerung der impulsförmigen Spannung vergrößert ist, ist es möglich, das sanfte Starten der Entladung in einer Weise durchzuführen, die der im Zusam­ menhang mit der vorhergehenden Ausführungsform der Fig. 6 vergleichbar ist. Da ferner die Amplitude der Grundwelle an einer Stelle erhöht ist, bei der eine Differenz zwischen dem Spitzenwert der impulsförmigen Spannung und der Span­ nung der Grundwelle vorliegt und die Differenz zwischen den Spannungen nicht sehr groß gehalten werden kann, können irgendwelche Belastungen der Schaltung verringert und das Auftreten irgendeines Rauschens oder dergleichen wirksam verhindert werden.

Fig. 8 zeigt die Betriebs-Wellenformen einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe, bei der, was sich ohne weiteres aus den Wellenformen ergibt, die Wechselrichterschaltung 12 nach dem Anschluß der Quelle für das vorhergehende Vorwärmen der Entladungs­ lampe 15 aktiviert wird, dann die impulsförmige Spannung vor der Aktivierung der Gleichstromstellerschaltung 11 weiter angelegt bleibt, wobei diese Akti­ vierung der Schaltung 11 erfolgt, bevor der Spitzenwert der impulsförmigen Spannung stabilisiert ist, und die angehobene Ausgangsspannung Vdc der Gleich­ stromstellerschaltung 11 nach der Stabilisierung der impulsförmigen Spannung stabilisiert wird. Mit dem Betrieb der Vorrichtung bei dieser Zeitvorgabe kann das Auftreten der Überspannung wirksam verhindert werden, die auf das Anstei­ gen der Ausgangsspannung Vc1 der Gleichstromstellerschaltung auf die angeho­ bene Spannung Vdc hin in Erscheinung tritt. Überdies erfolgt bei der vorlie­ genden Ausführungsform die Betätigung der Gleichstromstellerschaltung 11 zu der Zeit, zu der der Spitzenwert der impulsförmigen Spannung den Maximalwert erreicht, so daß die angelegte Spannung V₅ für die Entladungslampe 15 als der Effektivwert vergrößert wird. Entsprechend wird der Effektivwert der Lampen­ spannung V₅ bei einem Punkt nahe dem Starten der Entladung durch das Anlegen der impulsförmigen Spannung bei einem solchen Zustand wie einem Zustand ge­ ringer Temperatur oder dergleichen erhöht, bei dem die Entladung schwer zu starten ist, und der Lichtsteuerbetrieb kann selbst bei geringen Temperaturen oder einem ähnlichen Zustand sanft erfolgen. Ferner kann die Dimmer-Licht­ steuerung bei geringem Lichtfluß durch das Anlegen der impulsförmigen Spannung auf das Starten der Lichtsteuerung hin auf eine stabile Weise ohne das Herbei­ führen irgendeines Flackerns wirksam aufrechterhalten werden. In diesem Fall, wie auch in Fig. 9 gezeigt, kann die Vorrichtung so ausgelegt sein, daß die impulsförmige Spannung den Spitzenwert an einem Punkt nahe dem Starten der Entladungs-Lichtsteuerung erreicht, und derselbe Effekt kann solange erreicht werden, wie die Zeitvorgabe des Betriebs der Gleichstromstellerschaltung 11 gleich wie zuvor angenommen werden kann.

Fig. 10 zeigt Betriebs-Wellenformen bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe, bei der die Anordnung so getroffen ist, daß zur Zeit der Dimmer-Lichtsteuerung mit schwa­ chem Lichtfluß die Lichtsteuerung schwachen Lichtflusses durch das Anlegen der gleichen impulsförmigen Spannung wie der für das Starten der Lichtsteuerung stabil aufrechterhalten werden kann. Wie in der Zeichnung gezeigt, wird der Effektivwert der der Entladungslampe zugeführten Spannung durch eine wahlweise Variation der Lampenspannung V₅₁ variiert, womit ein aufeinanderfolgendes Ab­ schwächen bis zu dem geringen Lichtfluß möglich ist und selbst während der Lichtsteuerung geringen Lichtflusses ein stabiler Lichtsteuerzustand aufrecht­ erhalten werden kann.

Fig. 11 zeigt Betriebs-Wellenformen einer weiteren Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe. Nach der Ausfüh­ rungsform der Fig. 10 kann die Verwendung der gleichen impulsförmigen Spannung zur Zeit sowohl der Dimmer-Steuerung geringen Lichtflusses als auch des Star­ tens der Lichtsteuerung die Gefahr mit sich bringen, daß der Spitzenwert des Impulses sehr hoch wird, wobei die von der Entladungslampe auf das Anlegen der impulsförmigen Spannung hin verbrauchte Leistung ansteigt und die Dimmer- Lichtsteuerung geringen Lichtflusses in einem Zustand unterhalb eines vorbe­ stimmten Dimmer-Verhältnisses selbst dann unmöglich wird, wenn der Pegel der Lampenspannung Vs1 abgesenkt wird. In dieser Hinsicht erfolgt das Anlegen einer Spannung auf das Starten der Dimmer-Lichtsteuerung hin bei einem hierfür erforderlichen Pegel, während die Spannung nach dem Zünden der Entladungslampe stufenweise wie in Fig. 11 gezeigt bis zu dem minimal erforderlichen Pegel der impulsförmigen Spannung zur Aufrechterhaltung der stabilen Lichtsteuerung der Entladungslampe zu der Zeit der Dimmer-Lichtsteuerung geringen Lichtflusses variiert wird, und der Bereich des geringen Lichtflusses, mit dem die Licht­ steuerung aufrechterhalten werden kann, kann hinreichend erweitert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Dimmer-Lichtsteue­ rung ohne das Herbeiführen eines plötzlichen Aufleuchtens selbst bei dem ge­ ringen Lichtfluß des relativen Beleuchtungsverhältnisses geringer als 0,5% zu starten und eine kontinuierliche Abschwächung bis zu dem geringen Lichtfluß des relativen Beleuchtungsverhältnisses unter 0,5% zu verwirklichen.

In Fig. 12 sind Betriebs-Wellenformen einer weiteren Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe gezeigt, bei der die Anordnung so getroffen ist, daß auf die Dimmer-Lichtsteuerung hin eine höhere impulsförmige Spannung als für das Starten der Lichtsteuerung angelegt wird. In jedem Fall, bei dem die in Fig. 12 gezeigte impulsförmige Spannung angelegt wird, ist es nun möglich, eine Lichtsteuerung der Entladungslampe zu erhalten, bei der eine Abschwächung bei einem bestimmten Lichtsteuerverhältnis vorliegt, und, wenn die impulsförmige Spannung auf die Lichtsteuerung hin wahlweise variiert wird, ist es auch möglich, das Lichtsteuerverhältnis in Übereinstimmung mit der impulsförmigen Spannung zu variieren.

Während bei den jeweiligen vorhergehenden Ausführungsformen die impulsförmigen Spannungen für das Starten der Beleuchtungssteuerung und für die Dimmer-Be­ leuchtungssteuerung als symmetrisch bezüglich der positiven und negativen Seiten dargestellt wurden, ist auch eine solche asymmetrische impulsförmige Spannung, wie sie in Fig. 13 gezeigt ist, verwendbar.

In Fig. 14 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe gezeigt, bei der im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 3 ein Serienkreis aus einer Gleich­ spannungsquelle Va und einer Diode D7 in den Lastkreis parallel zu der Impuls­ erzeugerschaltung 17 eingesetzt ist. In diesem Fall bewirkt ein Anlegen ir­ gendeiner Spannung, die höher als die Quellengleichspannung Va von der Im­ pulserzeugerschaltung 17 ist, daß diese höhere Spannung durch die Diode D7 blockiert wird, so daß verhindert wird, daß irgendeine Spannung, die die Quellengleichspannung Va übersteigt, der Entladungslampe zugeführt wird (siehe Fig. 15). Ist die der Entladungslampe 15 zugeführte Spannung V₅ die Spannung, die zum Starten der Lichtsteuerung der Entladungslampe erforderlich ist, so kann die Betriebs-Zeitvorgabe für die Gleichstromstellerschaltung 11 und die Impulserzeugerschaltung 17 die gleiche sein wie bei den vorhergehenden Aus­ führungsformen. Für die impulsförmige Spannung, die während der Dimmer-Licht­ steuerung geringen Lichtflusses anzulegen ist, kann auch die asymmetrische impulsförmige Spannung zugeführt werden, gleich wie in dem Fall des Startens der Lichtsteuerung, solange die Spannung den erforderlichen Spannungspegel für die Dimmer-Lichtsteuerung geringen Lichtflusses aufweist, und die symmetrische impulsförmige Spannung auf die Dimmer-Lichtsteuerung mit einer vorgesehenen Rücksetzfunktion angelegt wird. Ferner kann bei einer Quellengleichspannung von Va = 0 eine solche wahlweise symmetrische impulsförmige Spannung, wie in Fig. 16 gezeigt, der Entladungslampe 15 nur in einer Richtung zugeführt werden.

In Fig. 17 ist ein Blockdiagramm der Lichtsteuervorrichtung einer Entladungs­ lampe einer weiteren erfindungsgemäßen, Ausführungsform gezeigt, bei der eine Ausgangsspannung der Wechselrichterschaltung 12 über einen Serienkreis aus Induktionsspulen L21 und L22 einem Parallelkreis aus der Entladungslampe 15 und dem Kondensator C5 zugeführt wird. Den mit der Entladungslampe 15 in Reihe geschalteten Induktionsspulen L21 und L22 wird eine Ausgleichsspannung einer Verringerung der Lampenspannung V₅ zugeführt, die die Entladungslampe 15 über die Ausgangsspannung der Wechselrichterschaltung 12 erhält. In diesem Fall ist es möglich, die Intensität des Magnetfeldes, das von der Induktionsspule als einem Strombegrenzungselement erzeugt wird, das in die beiden Induktionsspulen L21 und L22 unterteilt ist, im Vergleich zu einem Fall abzuschwächen, bei dem eine einzige Induktionsspule verwendet wird, und das bei der Entladungslampe oder deren Umgebungselementen auftretende Rauschen kann beträchtlich herabge­ setzt werden. Obgleich hier beispielhaft die Unterteilung der Induktionsspule in zwei angegeben ist, kann die Induktionsspule als das Strombegrenzungsele­ ment ferner in n Elemente unterteilt werden, die mehr als drei sind, so daß ein auf die Ausführung der Dimmer-Lichtsteuerung hin erzeugtes Rauschen be­ trächtlich eingeschränkt werden kann.

Bei einer weiteren, anhand eines Blockdiagramms der Fig. 18 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungs­ lampe sind die beiden Teilinduktionsspulen L21 und L22 so eingesetzt, daß sie auf den beiden Seiten der Entladungslampe 15 liegen, wodurch die Spannung an der Entladungslampe 15 stabilisiert und das erzeugte Rauschen bei der Entla­ dungslampe 15 verringert werden kann.

Fig. 19 ist ein Schaltdiagramm, das die Lichtsteuervorrichtung einer Entla­ dungslampe in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt, bei der die beiden Teilinduktionsspulen L21 und L22 miteinander in Reihe und zwi­ schen einen Glühfaden der Entladungslampe 15 sowie den Verbindungspunkt zwi­ schen den Dioden D2 und D3 geschaltet sind, die zu dem Glättungskondensator C1 parallelgeschaltet sind, und das Rauschen kann hinreichend durch den durch die Entladungslampe fließenden Lampenstrom verringert werden.

In Fig. 20 ist durch ein Blockdiagramm eine weitere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe gezeigt, bei der ebenfalls eine Anordnung übernommen wird, um die Dimmer-Lichtsteuerung nach unten bis zu dem Bereich geringen Lichtflusses auf sanfte Weise zu verwirkli­ chen. Die Vorrichtung dieser Ausführungsform ist mit einer Hochfrequenz-Ener­ giequelle 22 und einem Gleichstromleistungs-Überlagerungsmittel 24 versehen, während Einzelheiten der Hochfrequenz-Energiequelle in Fig. 21 gezeigt sind. Damit enthält die Hochfrequenz-Energiequelle 22 die Gleichstromstellerschal­ tung 11 für ein Umwandeln der Quellenspannung von der Wechselspannungsquelle AC in eine Gleichspannung Vdc, die Wechselrichterschaltung 12 für ein Umwan­ deln der Gleichspannung Vdc in ein Hochfrequenzsignal, einen Resonanzkreis 26 zum Anlegen des Hochfrequenz-Ausgangssignals der Wechselrichterschaltung 12 an die Entladungslampe 15, eine Vorwärmschaltung 27 zum Vorwärmen der Glühfäden der Entladungslampe 15 unter Verwendung des Hochfrequenz-Ausgangssignals der Wechselrichterschaltung 12, ein Detektormittel 28 zum Erfassen der Lampenspan­ nung Vb für die Entladungslampe 15 und ein Steuermittel 32 für eine Rückkopp­ lungssteuerung der Gleichstromstellerschaltung 11 mit einem Ausgangssignal des Detektormittels 28. Das Gleichstromleistungs-Überlagerungsmittel 24 enthält einen Serienkreis aus einer Gleichspannungs-Wandlerschaltung 29 zur Erzeugung einer Gleichspannung unter Verwendung des Hochfrequenz-Ausgangssignals der Wechselrichterschaltung 12, ein Impedanzelement 30 zum Anlegen der Aus­ gangsgleichspannung der Gleichspannungs-Wandlerschaltung 29 an die Entladungs­ lampe 15, und eine Diode 31.

Diese Anordnung der Fig. 20 und 21 bringt jedoch ein Problem mit sich, das überwunden werden muß. Das heißt, daß in einem Fall, bei dem die Gleichspan­ nung Vdc wesentlich höher als die Lampenspannung Vb ist, nämlich Vdc » Vb, sich eine äquivalente Schaltung wie die in Fig. 22 gezeigte ergibt, die die Impedanz der Wechselrichterschaltung 12 und des Resonanzkreises 26 zeigt, die Z0 ist, und hier die Gleichung Vdc = Vz + Vb erfüllt wird. Dementsprechend gilt, daß, je höher die Gleichspannung Vdc gegenüber der Lampenspannung Vb wird, ein um so höherer Spannungsabfall Vz aufgrund der Impedanz Z0 auftritt, woraufhin die Gefahr auftritt, daß die der Wechselrichterschaltung 12 und dem Resonanzkreis 26 zugeführte Spannung höher wird, wobei die in diesem Schal­ tungsteil verbrauchte Energie um einen Betrag ansteigt, um den die Spannung erhöht wurde, wodurch der Wirkungsgrad der Schaltung herabgesetzt wird.

In dem Fall, daß die Gleichspannung Vdc wesentlich geringer als die Lampen­ spannung Vb ist, nämlich Vdc « Vb, wobei hierzu auf Fig. 23 Bezug genommen wird, wird die bei der Entladungslampe 15 verbrauchte Energie (Wb = Vb × Ib) im wesentlichen konstant sein, ungeachtet des Wertes der Gleichspannung Vdc, solange die Helligkeit der Entladungslampe 15 die gleiche ist. Indem hier der Entladungslampe 15 eine gleiche Energie zugeführt wird, wird der Eingangsstrom erhöht, wenn die Gleichspannung Vdc geringer ist. In einem Fall, daß die Gleichspannung Vdc geringer als die Lampenspannung Vb ist, nämlich Vdc < Vb, ist es erforderlich, die Spannung so anzuheben, daß die gewünschte Lampenspan­ nung Vb erreicht werden kann, indem die Resonanz verstärkt wird, worauf der Resonanzstrom ansteigt, um die Blindleistung zu erhöhen, und der Wirkungsgrad wird geringer. Es ist somit festzustellen, daß der Wirkungsgrad in jedem Fall herabgesetzt wird, wo die Gleichspannung Vdc übermäßig hoch oder gering ist.

Wie beschrieben wurden ist die Beziehung zwischen der Gleichspannung Vdc und dem Wirkungsgrad der Schaltung durch den Wert der Lampenspannung Vb bestimmt. Durch ein Festsetzen des Wertes der Gleichspannung Vdc in Übereinstimmung mit der Lampenspannung Vb ist es daher möglich, der Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe einen hervorragenden Schaltungs-Wirkungsgrad zu verleihen., Betrachtet man den optimalen Wert der Gleichspannung Vdc, der wie in Fig. 24 gezeigt vorgesehen ist, so ergibt sich ein mit Vx bezeichneter Effektivwert der Lampenspannung Vd, wie er in Fig. 24 durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Hier ergibt ein solches Festsetzen der Gleichspannung Vdc, daß sie Vdc = 2Vx ist, wie in der Zeichnung gezeigt den besten Wert für den Wirkungs­ grad, ohne daß die Gleichspannung Vdc bezüglich der Lampenspannung Vb über­ mäßig hoch oder klein wird. In der Praxis besitzen die Wechselrichterschaltung 12 und die Resonanzschaltung 26 jedoch die Impedanzkompenente Z0, so daß, wenn dies berücksichtigt wird, es erforderlich ist, die Gleichspannung auf Vdc = 2Vx + Vz festzulegen, und es wird praktisch ein Optimum darstellen, die Gleichspannung Vdc so festzusetzen, daß sie etwa 2,0- bis 2,5mal so hoch wie der Effektivwert Vx der Lampenspannung ist.

Bei der Ausführung der Dimmer-Lichtsteuerung wird überdies die Lampenspannung Vb in Übereinstimmung mit dem Lampenstrom Ib variiert, wie in Fig. 25 gezeigt. In diesem Fall bleibt noch die Gefahr eines Ansteigens, so daß die Wirksamkeit der Schaltung in Abhängigkeit vom Ausmaß der Dimmer-Steuerung herabgesetzt wird. Das heißt, es ist wahrscheinlich, daß die Lampenleistung zur Zeit der Dimmer-Lichtsteuerung entsprechend dem Ausmaß der Abschwächung im Vergleich mit der vollen Lichtaussteuerung verringert wird, jedoch muß die in der Wech­ selrichterschaltung 12 oder dergleichen verbrauchte Leistung weniger variiert werden, und je geringer der Lichtfluß ist, desto stärker ist die Abnahme des Wirkungsgrades. Soweit der Wert der Gleichspannung Vdc in Übereinstimmung mit dem Spitzenwert Vp (Effektivwert) des Lampenstromes Ib gesetzt wird, kann der Wirkungsgrad der Schaltung hier selbst unter dem geringen Lichtfluß hochge­ halten werden. Das heißt, daß dann, wenn der Spitzenwert bei dem Effektivwert der Lampenspannung Vb auf Vp gebracht wird, wie in Fig. 25 zu sehen, die Gleichspannung Vdc = Vp + Vz wird. In der Praxis wird die Gleichspannung Vdc so festgesetzt, daß sie etwa 2,0- bis 2,5mal so hoch wie der Spitzenwert Vp bei dem Effektivwert der Lampenspannung Vb ist.

Es wird wiederum auf Fig. 21 Bezug genommen, wonach eine Rückkopplungssteue­ rung der Gleichspannung Vdc so erfolgt, daß Vdc = Vp + Vz bezüglich des Spit­ zenwertes Vp bei dem Effektivwert der Lampenspannung Vb bei der vorliegenden Ausführungsform ist, wie dies in Fig. 25 gezeigt ist. Bei der Durchführung einer Dimmer-Lichtsteuerung z. B. einer Entladungslampe (FLR-40) zeigt diese Lampe FLR-40, daß der Spitzenwert der Lampenspannung Vb unter der Dimmer- Lichtsteuerung zur Zeit einer geringen Temperatur auf etwa 180 V ansteigt. Wird der Wert der Gleichspannung Vdc (= Vp + Vz) hier auf etwa 360 V bis 450 V gesetzt, so ist es möglich, einen sehr guten Wirkungsgrad der Schaltung zu erreichen und eine kontinuierliche Dimmer-Lichtsteuerung über einen weiten Bereich hinweg auszuführen. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann überdies die verwendete Wechselrichterschaltung entweder von einem Halbbrücken-Typ oder einem Vollbrücken-Typ sein. Wird andererseits eine Wechselrichterschaltung vom Einfachstein-Typ verwendet, so besitzt diese Schaltung eine Booster-Wirkung, und die Formel Vdc = Vp + Vz ist nicht anwendbar. Obwohl die verwendete Gleichstromstellerschaltung 11 von einem Booster-Typ ist, kann ebensogut auch jede Gleichstromstellerschaltung einer anderen Anordnung verwendet werden, solange die vorbestimmte Gleichspannung Vdc dadurch aufrechterhalten werden kann.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Gleichspannung Vdc mittels des Spitzenwertes Vp der Lampenspannung Vb zur Zeit der Dimmer-Lichtsteuerung festgesetzt, so daß dann, wenn das optische Ausgangssignal der Entladungslampe 15 hoch ist (die Lampenspannung Vb ist gering), der Wirkungsgrad der Schaltung herabgesetzt ist. Trägt man dem Rechnung, so kann der Wirkungsgrad der Schal­ tung nicht nur im Bereich eines geringen Lichtflusses, sondern auch in dem Fall einer vollen Lichtaussteuerung durch Variieren der Gleichspannung Vdc mittels der Detektormittel 28 zur Erfassung des Effektivwerts Vx der Lampen­ spannung Vp erhöht werden, um stets die Beziehung Vdc = 2,0 bis 2,5 Vx zu erfüllen. Ein Beispiel der Beziehung zwischen der Gleichspannung Vdc und dem Lampenstrom Ib ist in Fig. 26 gezeigt, in der der Wert der Gleichspannung Vdc stets 2 Vb ist, ungeachtet einer Variation des Ausgangs-Lichtflusses, und die Dimmer-Lichtsteuerung herunter bis zu einem sehr kleinen Lichtfluß kann auf sanfte Weise erfolgen.

In Fig. 27 ist eine Grundanordnung der Lichtsteuervorrichtung einer Entla­ dungslampe in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt. Be­ schreibt man die Betriebsweise dieser Anordnung wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 28, so bewirkt ein Einschalten des Quellenschalters SW, daß eine Steuer­ quellenspannung Vcc durch einen Widerstand R0 ansteigt und bis zu einer Span­ nung V₂ erhöht wird. Wird der Quellenschalter SW nach dem Anheben der Spannung Vcc auf die Spannung V₂, abgeschaltet, so wird die Steuerquellenspannung Vcc verringert. Setzt man hier voraus, daß die Wechselrichterschaltung 12 ihren Betrieb zu einer Zeit t₅ aufnimmt, so wird ein Strom für die Steuerquelle von der Wechselrichterschaltung 12 über eine Diode D8 geliefert, und die Steuer­ quellenspannung Vcc wird auf den höchsten Wert Vt angehoben, der gleich der Zenerspannung einer Zenerdiode Zd2 ist. Während in Fig. 28 die Wechselrichter­ schaltung so dargestellt ist, daß sie ihren Betrieb zur Zeit t5 aufnimmt, be­ wirkt eine Einleitung des Betriebs zu einer früheren Zeit, daß die Stromver­ sorgung durch die Diode D8 bei der früheren Einleitungszeit beginnt, wodurch die Steuerquellenspannung Vcc angehoben wird.

Während einer Periode, in der die Steuerquellenspannung Vcc höher als die Spannung V₂ ist, hält der Quellenschalter SW den ausgeschalteten Zustand auf­ recht. Wird ein Licht-aus-Steuersignal zu einer Zeit t₆ eingegeben, so stoppt die Wechselrichterschaltung 12 ihren Betrieb, der Strom durch die Diode D8 hört auf zu fließen, die Steuerspannung Vcc wird aufgrund des Verbrauchs bei der Wechselrichtersteuerschaltung 14 abgesenkt, und die Spannung V₁ wird erreicht, woraufhin der Quellenschalter SW wieder eingeschaltet wird, bis die Steuerquellenschaltung Vcc dadurch angehoben wird und die Spannung V₂ er­ reicht, und der Quellenschalter SW wird ausgeschaltet, wenn die Spannung V₂ erreicht ist. Danach wird die Steuerquellenspannung Vcc zwischen den beiden Spannungen V₁ und V₂ eingesteuert. Hier ist die Spannung V₁ eine Spannung, bei der der Betrieb der Wechselrichtersteuerschaltung 14 normal erfolgt, und mit einer Spannung oberhalb dieser Spannung V₁ beginnt auch die Wechselrichter­ schaltung 12 normal zu arbeiten. Es ist festzustellen, daß mit der Ausführung einer solchen Steuerung die Steuerquellenspannung Vcc im Wartezustand so ge­ steuert werden kann, daß sie einen kleinen Wert annimmt, und der Leistungs­ verlust bei dem Widerstand R0 kann verringert werden.

In Fig. 29 ist eine konkrete Schaltungsanordnung der vorliegenden Ausführungs­ form gezeigt, bei der die Wechselspannungsquelle AC über eine Tiefpaßfilter­ schaltung mit Kondensatoren C10 und C11 und einer Filterspule FT an den Wech­ selspannungseingang des Vollwertgleichrichters DB angeschlossen ist, an dessen Ausgang der Glättungskondensator C1 parallelgeschaltet ist, und ein Serien­ kreis aus den Transistoren Q2 und Q3 ist über den Kondensator C1 geschaltet. Mit den Emittern dieser Transistoren Q2 und Q3 sind die Widerstände R10 bzw. R11 in Serie geschaltet. Mit einem Serienkreis aus dem Transistor Q2 und dem Widerstand R10 ist eine Diode D2 in Sperrichtung parallelgeschaltet, und mit einem Serienkreis aus dem Transistor Q3 und dem Widerstand R11 ist eine Diode D3 in Sperrichtung parallelgeschaltet. Mit dem Serienkreis aus dem Transistors Q2 und dem Widerstand R10 sind die sourceseitigen Klemmen der Glühdrähte der Entladungslampe 15 über die Drosselspule L2 und den Kondensator C3 angeschlos­ sen, während der Kondensator C5 zu den nicht auf der Sourceseite liegenden Klemmen der Glühdrähte der Entladungslampe 15 parallelgeschaltet ist, und die Ausgangsspannung der Wechselrichtersteuerschaltung 14 ist den Basen der Transistoren Q2 und Q3 über Treiberschaltungen 10A bzw. 11A zugeführt.

Zwischen die Enden des Glättungskondensators C1 ist über einen Strombegren­ zungswiderstand R0 und einen MOS-Transistor Q0 der Kondensator C6 geschaltet, während die Zenerdiode ZD2 zum Kondensator C6 parallelgeschaltet ist. Ferner ist zwischen die Enden des Glättungskondensators C1 über einen Widerstand R9 ein Parallelkreis aus einem Kondensator C12 und einer Zenerdiode ZD1 geschal­ tet. Ein am Kondensator C12 erhältliches Potential ist an den Gate-Anschluß des MOS-Transistors Q0 gelegt. Die Sekundärwicklung Ls der Drosselspule L2 ist an einem Ende geerdet, während das andere Ende der Wicklung Ls über eine Diode D8 an einen Kondensator C8 angeschlossen ist. Dieser Kondensator C8 ist zu dem Kondensator C6 parallelgeschaltet, um eine Energiequelle für die Wechselrich­ ter-Steuerschaltung 14 zu bilden. Zwischen die Enden des Kondensators C8 ist über einen Widerstand R17 eine Zenerdiode ZD3 sowie ein Serienkreis aus Wider­ ständen R14, R15 und R16 geschaltet. Ein Verbindungspunkt zwischen den Wider­ ständen R14 und R15 ist an die negative Eingangsklemme eines Komparators CP angeschlossen, während ein Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R17 und der Zenerdiode ZD3 mit einer positiven Eingangsklemme dieses Komparators CP verbunden ist, von dem eine Ausgangsklemme über einen Widerstand R35 an die Basis eines Transistors Q8 und über einen Widerstand R13 an die Basis eines Transistors Q7 angeschlossen ist. Der Transistor Q8 ist zu dem Widerstand R16 parallelgeschaltet, und der Transistor Q7 ist zwischen die Basis und den Emitter eines Transistors Q6 geschaltet, der an der Basis über einen Wider­ stand R12 auf das Potential der Kondensatoren C6 und C8 hochgezogen werden kann, während der Transistor Q6 zu der Zenerdiode ZD1 parallelgeschaltet ist.

Es wird nun auf die Betriebsweise dieser Schaltung der Fig. 29 Bezug genommen, wonach die über die Kondensatoren C6 und C8 erhaltene Steuerquellenspannung Vcc an den Serienkreis aus dem Widerstand R17 und der Zenerdiode ZD3 angelegt ist und eine bei der Zenerdiode ZD3 erhaltene Referenzspannung der positiven Eingangsklemme des Komparators CP zugeführt ist. Ferner wird die Steuerquel­ lenspannung Vcc bei den Widerständen R15-R16 geteilt und der negativen Ein­ gangsklemme des Komparators CP zugeführt. Wie sich aus Fig. 28 ergibt, liefert der Komparator CP ein hochpegliges Ausgangssignal, wenn Vcc < V₂, wodurch der Transistor Q7 eingeschaltet wird, während der Transistor Q6 ausgeschaltet wird, und der MOS-Transistor Q0 wird ebenfalls in den eingeschalteten Zustand versetzt. Gilt Vcc V₂, so ist der Komparator CP invertierend, so daß sein Ausgangssignal einen niedrigen Pegel annimmt, der Transistor Q7 nimmt seinen ausgeschalteten Zustand ein, während die Transistoren Q6 eingeschaltet werden, und der MOS-Transistor Q0 wird ausgeschaltet. Indem die Schaltungs-Konstante der Widerstände R14-R16 und der Zenerdiode ZD3 so festgesetzt wird, daß das Ausgangssignal des Komparators CP wieder den hohen Pegel annimmt, wenn die Steuerquellenspannung Vcc so verringert wird, daß Vcc V₂ gilt, kann die gleiche Betriebsweise wie die, auf die unter Verweis auf Fig. 28 Bezug genom­ men wurde, erzielt werden.

In Fig. 30 ist ein Schaltdiagramm eines wesentlichen Teils einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungs­ lampe gezeigt, bei der die Booster-Gleichstromstellerschaltung 11 in der oben beschriebenen Ausführungsform der Fig. 29 zwischen die Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB und den Glättungskondensator C1 eingesetzt ist. In diesem Fall ist der Glättungskondensator C1 über den Serienkreis aus der Dros­ selspule L1 und der Diode D1 mit den Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB verbunden, während ein Serienkreis aus dem MOS-Transistor Q1 und dem Wider­ stand R24 mit einem Serienkreis aus der Diode D1 und dem Kondensator C1 ver­ bunden ist. Die Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters DB ist durch einen Serienkreis aus den Widerständen R20 und R21 geteilt und an die Gleichstrom­ stellersteuerschaltung 13 angelegt. Der durch die Drosselspule L1 fließende Strom wird durch eine Sekundärwicklung dieser Drosselspule L1 erfaßt und über einen Widerstand R22 der Gleichstromstellersteuerschaltung 13 zugeführt. Das Ausgangssignal der Gleichstromstellersteuerschaltung 13 wird über einen Wider­ stand R23 dem Gate-Anschluß des MOS-Transistors Q1 zugeführt, und der damit zu diesem Transistor Q1 fließende Strom wird durch den Widerstand R24 erfaßt und der Gleichstromstellersteuerschaltung 13 zugeführt. Die Spannung an dem Kon­ densator C1 wird durch Widerstände R25 und R26 geteilt und der Gleichstrom­ stellersteuerschaltung 13 zugeführt, und diese Schaltung 13 bewirkt die EIN/ AUS-Steuerung des MOS-Transistors Q1, so daß eine vorbestimmte Spannung an dem Glättungskondensator C1 erhalten werden kann. Hier ist der in der Schaltung der Fig. 29 gezeigte MOS-Transistor Q0 mit seinem Drain-Anschluß über einen Widerstand R10 an eine Ausgangsklemme auf der Seite hohen Potentials des Voll­ weggleichrichters DB angeschlossen.

Nun wird die Beziehung zwischen der Betriebsspannung Ve und der Steuerquellen­ spannung Vcc der Gleichstromstellersteuerschaltung 13 betrachtet. Ist die Steuerquellenspannung Vcc kleiner als die Betriebsspannung Ve der Gleichstrom­ stellersteuerschaltung 13, so wird der Betrieb dieser Schaltung 13 gestoppt. In dem Fall, daß die Gleichstromstellerschaltung 11 vom Booster-Typ ist und solange die Gleichstromstellerschaltung 11 in dem Betriebszustand verbleibt, wird die Eingangsspannung zu der Wechselrichterschaltung stets auf einen hohen Wert gebracht, und die Gleichstromstellersteuerschaltung 13 führt zu einem unnötigen Leistungsverlust, so daß das Optimum dann gegeben ist, wenn die Spannung in Fig. 28 V₂ < Ve < Vt wird. Mit einer solchen Spannungsfestlegung wird der Betrieb der Gleichstromstellerschaltung 11 nach dem Starten der Wechsel­ richterschaltung 12 gestartet. Ist die Wechselrichterschaltung 12 andererseits in einem Wartezustand, so gilt die Beziehung V₁ < Vcc < V₂, und die Gleich­ stromstellerschaltung 11 stoppt ihren Betrieb automatisch.

Obgleich die Gleichstromstellerschaltung 11 bei der vorliegenden Ausführungs­ form als dem Booster-Typ zugehörig bezeichnet wurde, ist es auch möglich, eine Gleichstromstellerschaltung von irgendeinem Spannungsabfall-Typ oder irgend­ einem Booster- und Abfall-Typ zu verwenden. Wird der Abfall-Typ verwendet, so wird die Eingangsspannung zu der Wechselrichterschaltung 12 selbst dann nicht auf einen hohen Wert gesetzt, wenn die Gleichstromstellerschaltung 11 in einem konstanten Betriebszustand ist, und die Spannungen können so festgesetzt wer­ den, daß V1 < Ve gilt. Da die Spannungen aufgrund der oben verwendeten Anordnung auf ein Stoppen der Wechselrichterschaltung 12 hin die Beziehung Vcc < V₁ auf­ weisen, wird der Betrieb der Gleichstromstellerschaltung 11 fortgesetzt. Damit kann die Spannungsversorgung für die Wechselrichterschaltung 12 auf einen Neu­ start der Wechselrichterschaltung 12 hin stabil bewerkstelligt werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 31 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe ist die Anordnung so getroffen, daß die Energieversorgung für die Gleichstromstellersteuerschaltung 13 durch einen EIN/AUS-Betrieb eines Transistors Q9 gesteuert wird. Überschreitet die der Wechselrichtersteuerschaltung 14 zugeführte Steuerquellenspannung Vcc einen vorbestimmten Wert, so wird dadurch bewirkt, daß ein Strom über eine Zenerdiode ZD4 zu der Basis eines weiteren Transistors Q10 fließt, wodurch der Transistor Q9 eingeschaltet wird, und die Gleichstromstellersteuerschaltung 13 wird mit Energie versorgt. Wird die Steuerquellenspannung kleiner als der vor­ bestimmte Wert, so wird andererseits die Zenerdiode ZD4 ausgeschaltet, während auch der Transistor Q10 ausgeschaltet wird, und der Transistor Q9 wird zuver­ lässig ausgeschaltet. Entsprechend ist es mit einem geeigneten Festsetzen der Zenerspannung der Zenerdiode ZD4 möglich, zuverlässig die Energieversorgung für die Gleichstromstellersteuerschaltung 13 zu unterbrechen, wenn die Steuer­ quellenspannung Vcc geringer als der festgesetzte Wert ist.

In Fig. 32 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtsteuer­ vorrichtung einer Entladungslampe gezeigt, bei der in der Gleichstromsteller­ schaltung 11 vom Booster-Typ die Induktionsspule L1 und das Schaltelement Q1 mit den Gleichspannungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB in Reihe geschaltet sind und der Glättungskondensator C1 über die Diode D1 zwischen die Enden des Schaltelements Q1 geschaltet ist. Mit einer Wiederholung des EIN/AUS- Betriebs des Schaltelements Q1 bei einer hohen Frequenz zu dieser Zeit wird über der Induktionsspule L1 eine Spannung induziert, die der Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters DB überlagert ist, so daß sie über die Diode D1 in den Glättungskondensator C1 geladen wird. Die am Glättungskondensator C1 er­ haltene Spannung wird durch die Widerstände R25 und R26 geteilt und einer Rückkopplung zu der Gleichstromstellersteuerschaltung 13 unterworfen, und das Schaltelement Q1 ist für einen EIN/AUS-Betrieb ausgelegt. Die Ausgangsspannung der Gleichstromstellerschaltung 11 wird beispielsweise auf etwa 400 V festge­ setzt, und die vollweggleichgerichtete Spannung von der Wechselspannungsquelle wird der Wechselrichterschaltung 12 während einer Außer-Betrieb-Periode der Gleichstromstellerschaltung 11 zugeführt. Das heißt, daß dann, wenn die Wech­ selquellenspannung 100 V ist, die Eingangsspannung V₃ zu der Wechselrichter­ schaltung in einem solchen weiten Bereich wie 140 bis 400 V variiert wird. Angesichts dieser Eingangsspannung V₃, die über einen solchen weiten Bereich variiert, wird eine Spannung V₇, die durch ein Teilen dieser Eingangsspannung durch Widerstände R31 und R32 erhalten wird, als Referenzspannung an den Span­ nungskomparator CP für einen Vergleich mit einer Spannung V₄ geliefert, die durch das Teilen einer Spannung an einem Verbindungspunkt zwischen den Schalt­ elementen Q2 und Q3 mittels Widerständen R29 und R30 erhalten wird. Die durch Teilen der Eingangsspannung V₃ erhaltene Referenzspannung V₇ wird so gesetzt, daß sie, wie in Fig. 33 gezeigt, zwischen einer Spannung V₂₁ auf ein Einschal­ ten des Schaltelements Q2 hin und einer Spannung V₂₂ auf ein Ausschalten der Schaltelemente Q2 und Q3 hin liegt. Mit Hilfe einer solchen Festlegung folgt die Spannung V₇ des Spannungskomparators CP der Variation der Eingangsspannung V₃. Überdies ist es möglich, die Erfassung des Einschaltens des Schaltelements Q3 sowie des Ausschaltens der Schaltelemente Q2 und Q3 zuverlässig zu verwirk­ lichen (siehe Fig. 34).

Bei den jeweiligen Ausführungsformen der Fig. 3, 5-14, 16-19, 22-26, 29-32 und 34 sind alle weiteren, nicht unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrie­ benen Anordnungen die gleichen wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 oder dazu äquivalent, und es können auf gleichartige Weise die gleichen Funktionen und Effekte erzielt werden.

Claims (21)

1. Lichtsteuervorrichtung einer Entladungslampe, bei der eine Wechselspan­ nungsleistung von einer Wechselspannungsquelle über ein erstes Schaltmittel in eine Gleichspannungsleistung umgewandelt wird, die Gleichspannungsleistung über ein zweites Schaltmittel in eine Hochfrequenzleistung umgewandelt wird, ein eine Entladungslampe aufweisender Lastkreis an die Ausgangsklemmen des zweiten Schaltmittels angeschlossen ist und das erste Schaltmittel nach einem Ansteuern des zweiten Schaltmittels angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Spannungszuführungsmittel enthält, um der Entladungslampe während einer Dimmer-Lichtsteuerung dieser Lampe intermittierend eine impulsförmige Spannung zuzuführen, die einen Spitzenwert besitzt, der für ein Starten der Entladungslampe ausreicht, jedoch unzureichend ist, um das Auftreten irgend­ eines Aufblitzens zu bewirken.

2. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Spannungszuführungs­ mittel ausgelegt ist, um die impulsförmige Spannung nach dem EIN/AUS-Schalt­ betrieb des zweiten Schaltmittels zu erzeugen und die impulsförmige Spannung mit dem angehobenen Spitzenwert zu stabilisieren.

3. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Schaltelement für einen EIN/AUS-Schaltbetrieb zu der Zeit vorgesehen ist, zu der die impulsför­ mige Spannung erzeugt wird.

4. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 2, bei der das erste Schaltelement für ein Starten seines EIN/AUS-Schaltbetriebs vor der Stabilisierung hinsichtlich der Spitzenwertes der impulsförmigen Spannung vorgesehen ist.

5. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 2, bei der das erste Schaltelement für ein Starten seines EIN/AUS-Schaltbetriebs unmittelbar vor der Stabilisierung hinsichtlich des Spitzenwertes der impulsförmigen Spannung vorgesehen ist.

6. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Schaltelement für ein Starten seines EIN/AUS-Schaltbetriebs auf eine Stabilisierung hinsichtlich des Spitzenwertes der impulsförmigen Spannung hin vorgesehen ist.

7. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Schaltelement für ein Starten seines EIN/AUS-Schaltbetriebs nach einer Stabilisierung hinsicht­ lich des Spitzenwertes der impulsförmigen Spannung vorgesehen ist.

8. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Schaltelement die Gleichspannungsleistung bei einer Ausgangsgleichspannung liefert, die in einer Mehrzahl von Stufen variiert wird.

9. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Ausgangsgleichspannung bei zumindest zwei Stufen des Startens der Dimmer-Lichtsteuerung und während der Dimmer-Lichtsteuerung variiert wird.

10. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Schaltmittel für ein vorhergehendes Vorwärmen der Entladungslampe vorgesehen ist, das erste Schaltelement für einen EIN/AUS-Schaltbetrieb nach einem EIN/AUS-Schaltbetrieb des zweiten Schaltmittels vorgesehen ist, das Spannungszuführungsmittel zur Erzeugung der impulsförmigen Spannung nach dem Betrieb des ersten Schaltele­ ments und für ein stufenweises Anheben des Spitzenwertes der impulsförmigen Spannung bis zu einer Stabilisierung der Lichtsteuerung vorgesehen ist und die Vorrichtung ferner Mittel zum Variieren einer Ausgangsgleichspannung der Gleichspannungsleistung des ersten Schaltmittels enthält, um den Spitzenwert der impulsförmigen Spannung im wesentlichen konstant und gleich einem vorbe­ stimmten Ausgangssignal der Entladungslampe zu machen.

11. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Spannungszuführungs­ mittel für ein Zuführen der impulsförmigen Spannung bei einem Pegel vorgesehen ist, mit dem die Dimmer-Lichtsteuerung während der Dimmer-Lichtsteuerung auf­ rechterhalten werden kann.

12. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Spannungszuführungs­ mittel für ein Zuführen der impulsförmigen Spannung vorgesehen ist, die wäh­ rend der Dimmer-Lichtsteuerung höher als beim Starten der Dimmer-Lichtsteue­ rung ist, und zum Variieren der impulsförmigen Spannung während der Dimmer- Steuerung.

13. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Spannungszuführungs­ mittel für die impulsförmige Spannung vorgesehen ist, die auf den Seiten posi­ tiver und negativer Polarität asymmetrisch ist.

14. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Spannungszuführungs­ mittel vorgesehen ist, um den Spitzenwert der impulsförmigen Spannung auf zu­ mindest einer der Seiten positiver und negativer Polarität bei einem vorbe­ stimmten Wert aufrechtzuerhalten.

15. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Schaltmittel ein Gleichstromstellermittel vom Booster-Typ enthält und das zweite Schaltelement ein Wechselrichtermittel vom Halbbrücken-Typ enthält.

16. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Schaltmittel ein Wechselrichtermittel enthält und das Spannungszuführungsmittel vorgesehen ist, um eine Ausgangsspannung des Wechselrichtermittels zu variieren.

17. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Schaltmittel ein Gleichstromstellermittel und ein Gleichstromsteller-Steuermittel für das Ein- und Ausschalten einer Energieversorgung für das Gleichstromstellermittel ent­ hält.

18. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 17, die ferner Mittel enthält, um eine Steuerquellenspannung zu liefern, die zwischen zwei vorbestimmten Span­ nungswerten variabel ist, wobei das Gleichstromsteller-Steuermittel für einen Wechselrichterbetrieb vorgesehen ist, wenn die Steuerquellenspannung einen der vorbestimmten Spannungswerte überschreitet.

19. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Mittel enthält, um ein synchrones Signal für eine Oszillation des ersten Schaltmittels in Überein­ stimmung mit Eingangsspannungen über einen weiten Bereich zu erhalten.

20. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Mittel enthält, um eine Ausgangsspannung des ersten Schaltmittels einer Rückkopplungssteuerung bezüg­ lich des Spitzenwertes oder der Entladungslampe zugeführten Spannung zu unter­ werfen.

21. Lichtsteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Schaltelement eine Resonanz-Induktionsspule enthält, die in mehr als zwei aufgeteilt ist.