DE60125933T2

DE60125933T2 - Gerät zur ansteuerung einer entladungslampe

Info

Publication number: DE60125933T2
Application number: DE60125933T
Authority: DE
Inventors: Takashi Ohsawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: DE01908217T1; JP4493914B2; US6680584B2; EP1289346A4; EP1289346B8; WO2002071814A1; DE60125933D1; US20030107329A1; JPWO2002071814A1; EP1289346B1; EP1289346A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, in der eine an eine elektrische Entladungslampe angelegte Spannung erzeugt wird unter Verwendung eines Transformators.
TECHNISCHER HINTERGRUND
1 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine herkömmliche elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung zeigt, die in der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-12273 offenbart ist. In 1 kennzeichnet 1 eine Gleichstromquelle (12V). 2 kennzeichnet ein LC-Filter. 3a kennzeichnet eine primäre Wicklung bzw. Primärwicklung, die verbunden ist mit der Gleichstromquelle 1. 4a kennzeichnet eine primäre Wicklung, die verbunden ist mit der Gleichstromquelle 1. 3b kennzeichnet eine sekundäre Wicklung bzw. Sekundärwicklung zum Ansteigenlassen einer Höhe einer Spannung, die erzeugt wird in der primären Wicklung 3a. 4b kennzeichnet eine sekundäre Wicklung zum Ansteigenlassen einer Höhe einer Spannung, die in der primären Wicklung 4a erzeugt wird. 3 kennzeichnet einen Transformator. 4 kennzeichnet einen Transformator.
5 kennzeichnet eine Glättungsschaltung zum Glätten einer Höhe einer Spannung, die erzeugt wird in der sekundären Wicklung 3b und einer Höhe der Spannung, die erzeugt wird in der sekundären Wicklung 4b. 6 kennzeichnet eine H-Brückenschaltung zum Invertieren einer Polarität eines Stroms, der zugeführt wird an eine elektrische Entladungslampe 8. 7 kennzeichnet eine Hochspannungserzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Hochspannung (ungefähr 20 kV), die benötigt wird zum Entzünden der elektrischen Entladungslampe 8. 8 kennzeichnet die elektrische Entladungslampe (HID), die sich auf einem Fahrzeug befindet. Beispielsweise weist eine Halogenlampe, die im Allgemeinen als eine elektrische Entladungslampe verwendet wird, eine Luminanz bzw. Lichtstärke auf, die sich in dem Bereich von 1000 bis 1500 lm befindet. Im Gegensatz dazu weist die elektrische Entladungslampe 8 eine Luminanz von 3200 lm auf, so dass die elektrische Entladungslampe 8 eine sehr helle Lampe ist. 9 kennzeichnet einen Transistor zum Ausführen eine An-Aus-Steuerung, um eine Spannung oder keine Spannung an die primäre Wicklung 3a anzulegen. 10 kennzeichnet einen Transistor zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung, um eine Spannung oder keine Spannung an die primäre Wicklung 4a anzulegen. 11 kennzeichnet einen Inverter zum Invertieren einer unterbrochenen Welle bzw. Chopping-Welle. 12 kennzeichnet eine Rückkopplungsschaltung zum Erzeugen einer Rückkopplungsspannung. 13 kennzeichnet eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen einer Spannungshöhe der unterbrochenen Welle bzw. Chopping-Welle und einer Höhe der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12 und Ausgeben eines Steuersignals an den Transistor 9. 14 kennzeichnet eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen einer Spannungshöhe der Chopping-Welle, invertiert durch den Inverter 11 und mit einer Höhe der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsspannung 12 und Ausgeben eines Steuersignals an den Transistor 9.
Als Nächstes wird ein Betrieb unten beschrieben werden.
Eine Leistungsquellenspannung der Direktstromquelle 1 wird angelegt an die primären Wicklungen 3a und 4a des Transformators 3 und 4. Wenn eine An-Aus-Steuerung (oder eine Chopping-Steuerung) für die Leistungsquellenspannung ausgeführt wird durch die Transistoren 9 und 10, wird dann eine angestiegene Spannung höher als die Leistungsquellenspannung in den sekundären Wicklungen 3b und 4b der Transformatoren 3 und 4 erzeugt. Ein Strom der angestiegenen Spannung höher als die Leistungsquellenspannung, die erzeugt wird in den sekundären Wicklungen 3b und 4b der Transformatoren 3 und 4, wird geglättet in der Glättungsschaltung 5 und die angestiegene Spannung wird angelegt an die elektrische Entladungslampe 8, während einem Invertieren der Polarität des Stroms der angestiegenen Spannung in der H-Brückenschaltung 6. Ferner wird, weil eine Hochspannung von 29 kV benötigt wird zum Entzünden der elektrischen Entladungslampe 8, die angestiegene Spannung angelegt an die elektrische Entladungslampe 8 durch die Hochspannungserzeugungsschaltung 7.
Hier werden Steuersignale für die Transistoren 9 und 10 wie folgt erstellt.
Eine Chopping-Welle, die verwendet wird als eine Referenzwelle, wird invertiert in dem Inverter 11 und wird zugeführt an die Vergleichsschaltung 14. In der Vergleichsschaltung 13 wird eine Spannungshöhe der Chopping-Welle, die nicht invertiert ist, verglichen mit einer Höhe der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12, und ein Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 9. Ferner wird in der Vergleichsschaltung 14 eine Spannungshöhe der Chopping-Welle, die invertiert ist in dem Inverter 11, verglichen mit einer Höhe der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12, und eine Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 10.
Deshalb weisen die Steuersignale Phasen auf, die voneinander um 180 Grad verschoben sind und werden zugeführt an die Transistoren 9 und 10.
Weil die herkömmliche elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung die oben beschriebene Konfiguration aufweist, wird die Chopping-Welle, die als eine Referenzwelle verwendet wird, invertiert in dem Inverter 11 zum Erzeugen der Steuersignale mit Phasen, die von einander um 180 Grand verschoben sind und zum Zuführen der Steuersignale an die Transistoren 9 und 10. Jedoch kann die Chopping-Welle bevorzugt nicht invertiert werden in dem Inverter 11.
Es gibt auch eine andere Konfiguration, in der ein Operationsverstärker (oder ein invertierender Verstärker) verwendet wird anstatt des Invertierers 11 zum Invertieren der Chopping-Welle, die als eine Referenzwelle in dem Operationsverstärker verwendet wird. Jedoch wird es verlangt, um eine invertierte Chopping-Welle symmetrisch zu der Chopping-Welle zu erhalten, die als eine Referenzwelle verwendet wird, eine Inversionsoperation auszuführen, innerhalb einer Zeitperiode, in der der Operationsverstärker der Chopping-Welle folgen kann. Deshalb kann, wenn eine Chopping-Welle mit einer Hochfrequenz eingegeben wird in den Operationsverstärker, der Operationsverstärker nicht einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke der Chopping-Welle folgen, die verstärkte Chopping-Welle mit einer Höhe, die allmählich verändert ist, wird ausgegeben von dem Operationsverstärker, ein Wellenhöhenwert der invertierten Chopping-Welle wird verringert und die Symmetrie zwischen der invertierten Chopping-Welle und der Chopping-Welle, die verwendet wird als die Referenzwelle, wird leider verloren.
Im Allgemeinen wird in einem weit verwendeten Operationsverstärker, der mit geringen Kosten hergestellt wird, zum Erhalten einer invertierten Chopping-Welle symmetrisch zu der Chopping-Welle, die als eine Referenzwelle verwendet wird, das Maximum einer Frequenz der Chopping-Welle begrenzt auf einige zehn kHz. Zum Betreiben der herkömmlichen elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, gezeigt in 1, wird es dazu im Gegensatz benötigt, die herkömmliche elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung bei einer hohen Geschwindigkeit zu betreiben, entsprechend zu einer Frequenz, die höher ist als einige zehn kHz. Zum Folgen von jedem Eingangspuls einer Chopping-Welle mit einer Hochfrequenz wird es leider benötigt, einen teuren Operationsverstärker zu verwenden, der betriebsfähig bei hohen Frequenzen ist.
Im Fall des Betriebs einer elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung mit den Transformatoren 3 und 4 und den Transistoren 9 und 10, gezeigt in 1, wird, wenn ein Arbeitsverhältnis des Steuersignals, das verwendet wird für eine An-Aus-Steuerung des Transistors 9, sich beträchtlich von einem Arbeitsverhältnis des Steuersignals unterscheidet, das verwendet wird für die An-Aus-Steuerung des Transistors 10, eine elektrische Leistung und Verlust, die auf den Transformator 3 geladen wird, unbalanciert mit dieser auf dem Transformator 4. Deshalb wird leider benötigt, die Transformatoren 3 und 4 und die Transistoren 9 bzw. 10 zu verwenden mit einer übermäßigen Größe für den Betrieb der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung und ein Problem tritt auf, dass eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung mit einer kleinen Größe nicht bei geringen Kosten hergestellt werden kann.
Als weitere technische Literatur hinsichtlich des Stands der Technik ist die veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. H10-25775 (1998) bekannt.
Die vorliegende Erfindung wird bereitgestellt zum Lösen des oben beschriebenen Problems, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die mit geringen Kosten hergestellt wird und betrieben wird bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb ohne Verwendung einer Schaltung zum Invertieren einer Chopping-Welle, die als Referenzwelle verwendet wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 1 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST" enthält eine Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Referenzrechteckswelle, eine Integrierschaltung zum Integrieren der Referenzrechteckswelle, die in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung erzeugt wird, eine erste Integrierschaltung und eine zweite Integrierschaltung zum Integrieren eines Pegels bzw. einer Höhe der Referenzrechteckswelle, erzeugt in der Referenzrechteckswellenerzeugungsvorrichtung und einen Pegel der Rechteckswelle, die invertiert wird in der Invertierschaltung und entsprechendes Herstellen von Chopping-Wellen, und eine erste Vergleichsschaltung und eine zweite Vergleichsschaltung zum Vergleichen von Pegeln der Chopping-Wellen, hergestellt in der ersten Integrierschaltung und der zweiten Integrierschaltung mit einer Rückkopplungsspannung, die gesendet wird von einer Rückkopplungsschaltung und Ausgeben von Steuersignalen an eine erste Umschaltschaltung bzw. eine zweite Umschaltschaltung.
Deshalb kann, weil die Chopping-Wellen, die invertiert sind zueinander, hergestellt werden in der ersten Integrierschaltung und der zweiten Integrierschaltung, nachdem die Referenzrechteckswelle invertiert wird in der Invegtierschaltung, eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, betreibbar bei hoher Geschwindigkeit, erhalten werden mit geringen Kosten ohne eine Schaltung zu verwenden zum Invertieren irgendeiner Chopping-Welle.
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 2 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST" enthält eine Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Referenzrechteckswelle, eine Flip-Flop-Schaltung zum Dividieren bzw. Teilen einer Frequenz der Referenzrechteckswelle durch Zwei und Herstellen einer nichtinvertierten Rechteckswelle und einer invertierten Rechteckswelle, eine erste Integrierschaltung und eine zweite Integrierschaltung zum Integrieren von Pegeln bzw. Höhen der invertierten Rechteckswelle und der nicht-invertierten Rechteckswelle, hergestellt in der Flip-Flop-Schaltung und entsprechendes Herstellen von Chopping-Wellen, sowie eine erste Vergleichsschaltung und eine zweite Vergleichsschaltung zum Vergleichen von Pegeln der Chopping-Wellen, die hergestellt werden in der ersten Integrierschaltung und der zweiten Integrierschaltung mit einer Rückkopplungsspannung, die gesendet wird von einer Rückkopplungsschaltung und Ausgeben von Steuersignalen an eine erste Umschaltschaltung bzw. eine zweite Umschaltschaltung.
Deshalb kann, weil eine nicht-invertierte Chopping-Welle und eine invertierte Chopping-Welle hergestellt werden in der ersten Integrierschaltung und der zweiten Integrierschaltung, nachdem die nicht-invertierte Rechteckswelle und die invertierte Rechteckswellen hergestellt werden in der Flip-Flop-Schaltung, eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, betreibbar bei hoher Geschwindigkeit, erhalten werden mit geringen Kosten, ohne eine Schaltung zu verwenden, zum Invertieren irgendeiner Chopping-Welle. Ferner wird, weil eine Frequenz der Referenzrechteckswelle dividiert bzw. geteilt wird durch Zwei in der Flip-Flop-Schaltung, ein Arbeitsverhältnis bzw. relative Einschaltdauer der Rechteckswelle, hergestellt in der Flip-Flop-Schaltung, auf 50 % gesetzt. Deshalb tritt kein DC-Offset bzw. Versatz in den hergestellten Chopping-Wellen auf, und die Steuersignale, die eingestellt werden mit hoher Genauigkeit, können ausgegeben werden.
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 3 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST", enthält eine Vergleichsleistungsquelle zum Erzeugen einer Vergleichsspannung, eine dritte Vergleichsschaltung und eine vierte Vergleichsschaltung zum Vergleichen der Vergleichsspannung mit einer ersten Chopping-Welle und einer zweiten Chopping-Welle, entsprechend, und eine RS-Flip-Flop-Schaltung zum Empfangen von Ausgangssignalen der dritten Vergleichsschaltung und der vierten Vergleichsschaltung und Herstellen einer nicht-invertierten Rechteckswelle und einer invertierten Rechteckswelle, eine erste Integrierschaltung und eine zweite Integrierschaltung zum Integrieren von Pegeln der invertierten Rechteckswelle und der nicht-invertierten Rechteckswelle, die hergestellt werden in der RS-Flip-Flop-Schaltung, zum Produzieren bzw. Herstellen der ersten Chopping-Welle und der zweiten Chopping-Welle und Zuführen der ersten Chopping-Welle und der zweiten Chopping- Welle an die dritte Vergleichsschaltung bzw. die vierte Vergleichsschaltung, und eine erste Vergleichsschaltung und eine zweite Vergleichsschaltung zum Vergleichen der Pegel bzw. Höhen der Chopping-Wellen, die hergestellt werden in der ersten Integrierschaltung bzw. der zweiten Integrierschaltung mit einer Rückkopplungsspannung, die gesendet wird von einer Rückkopplungsschaltung und Ausgeben von Steuersignalen an eine erste Umschaltschaltung bzw. eine zweite Umschaltschaltung.
Deshalb kann, weil eine nicht-invertierte Chopping-Welle und eine invertierte Chopping-Welle hergestellt werden in der ersten Integrierschaltung und der zweiten Integrierschaltung, nachdem die nicht-invertierte Rechteckswelle und die invertierte Rechteckswelle hergestellt werden in der RS-Flip-Flop-Schaltung, eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, betreibbar bei hoher Geschwindigkeit, erhalten werden mit geringen Kosten, ohne eine Schaltung zu verwenden zum Invertieren irgendeiner Chopping-Welle. Ferner wird ein Ergebnis erhalten eines Vergleichs zwischen der ersten hergestellten Chopping-Welle und der Vergleichsspannung, sowie ein Ergebnis erhalten eines Vergleichs zwischen der zweiten hergestellten Chopping-Welle und der Vergleichsspannung, und eine selbstoszillierende Art wird adoptiert durch Rückkoppeln der Vergleichsergebnisse zu der RS-Flip-Flop-Schaltung. Deshalb tritt kein DC-Offset zwischen den Chopping-Wellen auf, aufgrund von jedem Teilelement der ersten und zweiten Integrierschaltungen, die nicht korrekt gesetzt werden auf eine entworfene Funktion.
Demgemäß können die Chopping-Wellen, die miteinander symmetrisch sind mit Bezug auf den Wellenhöhenwert erhalten werden, und die Steuersignale, die eingestellt werden mit hoher Genauigkeit, können ausgegeben werden.
In einer elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 4 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST" enthält die erste Integrierschaltung ein erstes Widerstandselement und einen gemeinsamen Kondensator, die zweite Integrierschaltung enthält ein zweites Widerstandselement und einen gemeinsamen Kondensator, und der gemeinsame Kondensator wird verbunden mit sowohl einem Ausgangsanschluss und dem ersten Widerstandselement und einem Ausgangsanschluss des zweiten Widerstandselements in einer parallelen Verbindung.
Weil der Kondensator gemeinsam verwendet wird für die erste Integrierschaltung und die zweite Integrierschaltung, verglichen mit einem Fall, wo ein Kondensator angeordnet ist in jeder der ersten Integrierschaltung und der zweiten Integrierschaltung, kann deshalb die Gesamtkonfiguration der ersten Integrierschaltung und der zweiten Integrierschaltung vereinfacht werden, und die Asymmetrie zwischen den Chopping-Wellen, aufgrund von jedem Kondensator, der nicht korrekt eingestellt ist auf eine gewünschte Funktion, kann unterdrückt werden.
In einer elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 5 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST", enthält die erste Integrierschaltung einen ersten Kondensator, in dem ein Ende verbunden ist mit dem Ausgangsanschluss des ersten Widerstandselements und das andere Ende geerdet ist, und die zweite Integrierschaltung ferner einen zweiten Kondensator umfasst, in dem ein Ende verbunden ist mit dem Ausgangsanschluss des zweiten Widerstandselements und das andere Ende geerdet ist.
Deshalb werden die Kondensatoren 34a und 35a angeordnet in den Integrierschaltungen 22 bzw. 26, um die Verzerrung der Chopping-Wellen zu verringern, und die Verzerrung der Chopping-Wellen, die auftreten, aufgrund einer Phasendifferenz zwischen der nicht-invertierten Rechteckswelle und der invertierten Rechteckswelle, produziert in der RS-Flip-Flop-Schaltung, kann verringert werden durch die Funktion der ersten und zweiten Kondensatoren. Hier können Kapazitäten der ersten und zweiten Kondensatoren eingerichtet bzw. gesetzt werden auf 34 einer Kapazität des gemeinsamen Kondensators und ein gegenläufiger Einfluss, der hervorgerufen wird durch die ersten und zweiten Kondensatoren, die nicht genau eingestellt sind auf die gewünschten Funktionen, kann verringert werden.
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 6 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST" enthält eine Umschaltschaltung, verbunden mit der dritten Vergleichsschaltung und der RS-Flip-Flop-Schaltung zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung gemäß einem Ausgangssignal der vierten Vergleichsschaltung.
Obwohl die Ausgangssignale der dritten und vierten Vergleichsschaltung eingestellt werden auf den L-Pegel zusammen mit einer Betriebsstartzeit, führt die dritte Umschaltschaltung daher eine Aus-Steuerung aus, um ein Eingangssignal der RS-Flip-Flop-Schaltung auf den H-Pegel bzw. H-Höhe zu setzen. Deshalb kann der normale Betrieb der RS-Flip-Flop-Schaltung ausgeführt werden.
In einer elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 7 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST", wird die Vergleichsleistungsquelle gebildet aus einer variablen Leistungsquelle, und die Vergleichsspannung, die erzeugt wird in der variablen Leistungsquelle, ist willkürlich anpassbar.
Deshalb können die Ausgangssignale der dritten und vierten Vergleichsschaltung angepasst werden gemäß der Anpassung der Vergleichsspannung, und der Zyklus von jeder Chopping-Welle, die erzeugt wird, kann willkürlich angepasst werden.
In einer elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, beschrieben in Anspruch 8 von "WAS BEANSPRUCHT WIRD IST" wird die RS-Flip-Flop-Schaltung gebildet aus einer Logischen-Gate-Integrierten-Schaltung. Deshalb kann die RS-Flip-Flop-Schaltung leicht gebildet werden aus der Logischen-Gate-Integrierten-Schaltung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine herkömmliche elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung zeigt.
2 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist.
3 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 zeigt eine Wellenform-Ansicht, die eine Wellenform eines Hauptteils der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 zeigt eine beispielhafte Ansicht, die einen Signalpegel eines Hauptteils der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Hier im Folgenden wird die beste Ausführungsform bzw. der beste Modus zum Ausführen der vorliegenden Erfindung beschrieben mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu beschreiben.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
2 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist.
In 2 kennzeichnet 1 eine Gleichstromquelle bzw. Gleichstromleistungsquelle (12V). 2 kennzeichnet ein LC-Filter. 3a kennzeichnet eine primäre Wicklung, verbunden mit der Gleichstromquelle 1. 4a kennzeichnet eine primäre Wicklung, verbunden mit der Gleichstromleistungsquelle 1. 3b kennzeichnet eine sekundäre Wicklung zum Ansteigenlassen eines Pegels der Spannung, die in der primären Wicklung 3a erzeugt wird. 4b kennzeichnet eine sekundäre Wicklung zum Ansteigenlassen eines Pegels der Spannung, die in der primären Wicklung 4a erzeugt wird. 3 kennzeichnet einen Transformator (oder einen ersten Transformator). 4 kennzeichnet einen Transformator (oder einen zweiten Transformator).
5 kennzeichnet eine Glättungsschaltung zum Glätten eines Pegels der Spannung, die in der sekundären Wicklung 3b erzeugt wird, und eines Pegels der Spannung, der in der sekundären Wicklung erzeugt wird 4b. 6 kennzeichnet eine H-Brückenschaltung (oder eine elektrische Entladungsspannungsanlegungsschaltung) zum Invertieren einer Polarität eines Stroms, der einer elektrischen Entladungslampe 8 zugeführt wird. 7 kennzeichnet eine Hochspannung erzeugende Schaltung bzw. Hochspannungserzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Hochspannung (ungefähr 20 kV), die benötigt wird zum Entzünden der elektrischen Entladungslampe 8. 8 kennzeichnet die elektrische Entladungslampe (HID), die sich an einem Fahrzeug befindet. Beispielsweise weist eine Halogenlampe, die im Allgemeinen als eine elektrische Entladungslampe verwendet wird, eine Luminanz bzw. Lichtstärke bzw. Leuchtkraft auf, die sich in dem Bereich von 1000 bis 1500 lm befindet. Im Gegensatz dazu weist die elektrische Entladungslampe 8 eine Luminanz von 3200 lm auf, so dass die elektrische Entladungslampe 8 eine sehr helle Lampe ist. 9 kennzeichnet einen Transistor (oder eine erste Umschaltschaltung) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung, um eine Spannung oder keine Spannung an die primäre Wicklung 3a anzulegen. 10 kennzeichnet einen Transistor (oder eine zweite Umschaltschaltung) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung, um eine Spannung oder keine Spannung an die primäre Wicklung 4a anzulegen. 12 kennzeichnet eine Rückkopplungsschaltung zum Erzeugen einer Rückkopplungsspannung.
21 kennzeichnet eine Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Referenzrechteckswelle. 22 kennzeichnet eine Integrierschaltung mit einem Integrierwiderstand 22a, einen Integrierkondensator 22b und eine Erdung 22c. In der Integrierschaltung 22 wird der Spannungspegel der Referenzrechteckswelle integriert, um eine Chopping-Welle herzustellen. 23 kennzeichnet eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen eines Spannungspegels der Chopping-Welle, die hergestellt wird in der Integrierschaltung 22 und einen Pegel der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12 und Ausgeben eines Steuersignals an den Transistor 9. 24 kennzeichnet eine Verzögerungsschaltung zum Verzögern des Steuersignals, das hergestellt wird in der Vergleichsschaltung 23 durch eine Verzögerungszeit, entsprechend 180 Grad in einer Phase des Steuersignals und Ausgeben des verzögerten Steuersignals an den Transistor 10.
Als Nächstes wird ein Betrieb unten beschrieben.
Eine Leistungsquellenspannung der Gleichstromleistungsquelle 1 wird angelegt an die primären Wicklungen 3a und 4a der Transformatoren 3 und 4. Wenn eine An-Aus-Steuerung (oder eine Chopping-Steuerung) für die Leistungsquellenspannung ausgeführt wird durch die Transistor 9 und 10, wird eine angestiegene Spannung höher als die Leistungsquellenspannung in der sekundären Wicklung 3b und 4b der Transformatoren 3 und 4 erzeugt. Ein Strom der angestiegenen Spannung, die höher ist als die in den sekundären Wicklungen 3b und 4b der Transformatoren 3 und 4 erzeugten Leistungsquellenspannung, wird geglättet in der Glättungsschaltung 5, und die angestiegene Spannung wird angelegt an die elektrische Entladungslampe 8, während einem Invertieren der Polarität des Stroms der angestiegenen Spannung in der H-Brückenschaltung 6. Auch wird, wenn die elektrische Entladungslampe 8 entzündet wird, eine Hochspannung von 20 kV benötigt. Deshalb wird die angestiegene Spannung angelegt an die elektrische Entladungslampe 8 durch die Hochspannungserzeugungsschaltung 7.
Hier werden Steuersignale für die Transistoren 9 und 10 wie folgt hergestellt.
Eine Referenzrechteckswelle wird erzeugt in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung 21. In der Integrierschaltung 22 wird der Spannungspegel der Referenzrechteckswelle integriert, um eine Chopping-Welle zu produzieren. In der Vergleichsschaltung 23 wird ein Spannungspegel der Chopping-Welle, produziert in der Integrierschaltung 22, verglichen mit einem Pegel der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12, und ein Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 9. In der Verzögerungsschaltung 24 wird auch das Steuersignal, das in der Vergleichsschaltung 23 produziert wird, verzögert durch eine Verzögerungszeit entsprechend 180 Grad in einer Phase des Steuersignals, um ein verzögertes Steuersignal zu produzieren, ohne ein Arbeitsverhältnis des verzögerten Steuersignals in einer An-Aus-Steuerung des Transistors 10 zu verändern, und das verzögerte Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 10.
Deshalb weisen das Steuersignal und das verzögerte Steuersignal Phasen auf, die voneinander um 180 Grad verschoben sind, und zugeführt werden an die Transistoren 9 und 10.
Wie oben beschrieben, kann in der ersten Ausführungsform eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, betreibbar bei hoher Geschwindigkeit ohne ein Verwenden einer Schaltung zum Invertieren der Chopping-Welle, die hergestellt wird in der Integrierschaltung 22, mit geringen Kosten erhalten werden.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
3 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 3 kennzeichnet 25 einen Invertierer (oder eine Invertierschaltung) zum Invertieren der Referenzrechteckswelle, die erzeugt wird in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung 21. 22 kennzeichnet die Integrierschaltung (oder eine erste Integrierschaltung) mit dem integrierenden Widerstand 22a, dem integrierenden Kondensator 22b und der Erdung 22c. In der Integrierschaltung 22 wird die Spannungshöhe bzw. Spannungspegel der Referenzrechteckswelle integriert, um eine Chopping-Welle herzustellen. 26 kennzeichnet eine Integrierschaltung (oder eine zweite Integrierschaltung) mit einem Integrierwiderstand bzw. integrierenden Widerstand 26a, einen Integrierkondensator bzw. integrierenden Kondensator 26b und einer Erdung 26c. In der Integrierschaltung 26 wird der Spannungspegel der Referenzrechteckswelle, die invertiert wird in dem Invertierer 25, integriert, um eine andere Chopping-Welle zu produzieren. 23 kennzeichnet die Vergleichsschaltung (oder eine erste Vergleichsschaltung) zum Vergleichen eines Spannungspegels der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 22 und einen Pegel der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12 und Ausgeben eines Steuersignals an den Transistor 9. 27 kennzeichnet eine andere Vergleichsschaltung (oder eine zweite Vergleichsschaltung) zum Vergleichen eines Spannungspegels der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 26 und einen Pegel der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12 und Ausgeben eines anderen Steuersignals an den Transistor 10. Die anderen Teilelemente der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung sind die gleichen, wie die in 2 gezeigten, und eine zusätzliche Beschreibung dieser Teilelemente wird weggelassen.
Als Nächstes wird unten ein Betrieb beschrieben.
In der ersten Ausführungsform wird das verzögerte Steuersignal, verzögert um 180 Grad in Phase produziert unter Verwendung der Verzögerungsschaltung 24. Jedoch werden, um das Steuersignal ohne ein Ändern des Arbeitsverhältnisses des verzögerten Steuersignals in der An-Aus-Steuerung zu verzögern, viele Elemente der Verzögerungsschaltung 24 benötigt, und es wird benötigt, einen erlaubten Fehler von jedem der Widerstände und Kondensatoren, die die Verzögerungsschaltung 24 in der Herstellung zusammensetzen, zu begrenzen.
Deshalb werden Steuersignale für die Transistoren 9 und 10 in der zweiten Ausführungsform wie folgt produziert.
Die Referenzrechteckswelle, die erzeugt wird in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung 21 wird invertiert in dem Invertierer 25. Der Spannungspegel der Referenzrechteckswelle, die erzeugt wird in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung 21, wird integriert in der Integrierschaltung 22, um eine Chopping-Welle zu produzieren, und der Spannungspegel der Referenzrechteckswelle, die invertiert wird in dem Invertierer 25, wird integriert in der Integrierschaltung 26, um eine andere Chopping-Welle zu produzieren. In der Vergleichsschaltung 23 wird ein Spannungspegel der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 22, verglichen mit einem Pegel der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12 und ein Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 9. Auch wird in der Vergleichsschaltung 27, ein Spannungspegel der Chopping-Welle, produziert in der Integrierschaltung 26, verglichen mit einem Pegel der Rückkopplungsspannung, die erzeugt wird durch die Rückkopplungsschaltung 12, und ein anderes Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 10.
Deshalb weisen die Steuersignale Phasen auf, die voneinander um 180 Grad verschoben sind und zugeführt werden an die Transistoren 9 und 10.
Wie oben beschrieben wird in der zweiten Ausführungsform die Referenzrechteckswelle invertiert in dem Invertierer 25, und die Chopping-Wellen mit einer invertierten Beziehung zueinander werden produziert in den Integrierschaltungen 22 und 26. Deshalb kann eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, die betreibbar bei hoher Geschwindigkeit ist, erhalten werden mit niedrigen Kosten ohne ein Verwenden einer Schaltung zum Invertieren irgendeiner Chopping-Welle.
Es gibt auch keine Konfiguration zur Verzögerung des Steuersignals. Deshalb wird die Verzögerungsschaltung 24 nicht verwendet, und es wird nicht benötigt, eine Funktion von jedem Widerstand oder Kondensator zu betrachten, die die Verzögerungsschaltung 24 zusammensetzen, die nicht akkurat eingestellt ist auf eine entworfene Funktion.
AUSFÜHRUNGSFORM 3
4 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 4 kennzeichnet 22a den Integrierwiderstand (oder ein erstes Widerstandselement). 26a kennzeichnet den Integrierwiderstand (oder ein zweites Widerstandselement). 28 kennzeichnet einen Integrierkondensator (oder einen gemeinsamen Kondensator), in dem beide Enden verbunden werden mit Ausgangsanschlüssen des Integrierwiderstands 22a bzw. dem Integrierwiderstand 26a in einer parallelen Verbindung. Eine erste Integrierschaltung umfasst den Integrierwiderstand 22a, den Integrierkondensator 28 und die Erdung 22c. Eine zweite Integrierschaltung umfasst den Integrierwiderstand 26a, den Integrierkondensator 28 und die Erdung 26c. Die anderen Teilelemente der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung sind die gleichen, wie die in 3 gezeigten und eine zusätzliche Beschreibung dieser Teilelemente wird weggelassen.
Als Nächstes wird unten ein Betrieb beschrieben.
In der zweiten Ausführungsform werden die Integrierschaltungen 22 und 26 unabhängig voneinander verwendet. Jedoch gibt es eine Möglichkeit, dass eine Pegelneigung oder ein Wellenhöhewert der Chopping-Welle, produziert in der Integrierschaltung 22 oder 26, nicht korrekt eingestellt ist auf einen entworfenen Wert, weil ein Fehler von jedem Teilelement der Integrierschaltung 22 oder 26 in der Herstellung auftritt. In diesem Fall können die Chopping-Wellen nicht perfekt symmetrisch zueinander erhalten werden.
Deshalb wird in der Integrierschaltung 22 oder 26 gemäß der dritten Ausführungsform der für die erste und zweite Integrierschaltung gemeinsam verwendete Integrierkondensator 28 angeordnet anstatt der Integrierkondensatoren 22b und 26b, die unabhängig voneinander angeordnet sind. In jedem Ende des Integrierkondensators 28 wird die Referenzrechteckswelle oder die konvertierte Referenzrechteckswelle integriert. Deshalb werden die Referenzrechteckswelle und die konvertierte bzw. umgewandelte Referenzrechteckswelle entsprechend transformiert in Chopping-Wellen, die symmetrisch zueinander sind, an beiden Enden des Integrierkondensators 28.
Wie oben beschrieben wird, können in der dritten Ausführungsform, weil der Integrierkondensator 28 angeordnet ist, der verwendet wird für die erste und zweite Integrierschaltung, die Gesamtkonfiguration der Integrierschaltungen 22 und 26 vereinfacht werden. Die Asymmetrie zwischen den Chopping-Wellen, die produziert werden in den Integrierkondensatoren 22b und 26b, die nicht akkurat gesetzt sind, auf die entworfenen Funktionen, können unterdrückt werden. Hier bleibt die Asymmetrie zwischen den Chopping-Wellen aufgrund der Integrierwiderstände 22a und 26a, die nicht akkurat auf die entworfene Funktion gesetzt werden, erhalten. Jedoch ist der Einfluss der Integrierwiderstände 22a und 26a, die nicht akkurat eingestellt werden auf die entworfenen Funktionen auf die Asymmetrie zwischen den Chopping-Wellen beträchtlich gering, verglichen mit dem Einfluss der Integrierkondensatoren 22b und 26b, die nicht akkurat eingestellt werden auf die entworfenen Funktionen.
AUSFÜHRUNGSFORM 4
5 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 5 kennzeichnet 29 eine T-Flip-Flop-Schaltung (oder ein Flip-Flop) zum Empfangen der Referenzrechteckswelle, die erzeugt wird in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung 21, Dividieren bzw. Teilen einer Frequenz der Referenzrechteckswelle durch Zwei und Produzieren einer nichtinvertierten Rechteckswelle und einer invertierten Rechteckswelle. Die anderen Teilelemente der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung sind die gleichen, wie diese, die in 4 gezeigt sind, und eine zusätzliche Beschreibung dieser Teilelemente wird weggelassen.
Als Nächstes wird unten ein Betrieb beschrieben.
In der ersten bis dritten Ausführungsform tritt, falls das Arbeitsverhältnis der Referenzrechteckswelle, erzeugt in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung 21, nicht gleich 50 ist, ein DC-Offset bzw. Gleichstrom-Offset zwischen den Chopping-Wellen auf, die produziert werden in den Integrierschaltungen 22 und 26, und eine Durchschnittsspannung von jeder Chopping-Welle unterscheidet sich unerwünschtermaßen von einer Durchschnittsspannung der Referenzrechteckswelle.
Deshalb werden Steuersignale für die Transistoren 9 und 10 in der vierten Ausführungsform wie folgt produziert.
In der T-Flip-Flop-Schaltung 29 wird die Referenzrechteckswelle empfangen, die erzeugt wird in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung 21, eine Frequenz der Referenzrechteckswelle wird durch Zwei geteilt und eine nicht-invertierte Rechteckswelle und eine invertierte Rechteckswelle werden produziert. Hier wird in der T-Flip-Flop-Schaltung 29 die Frequenz der Referenzrechteckswelle durch Zwei geteilt, und eine nicht-invertierte Rechteckswelle und eine invertierte Rechteckswelle werden produziert. Deshalb kann, obwohl die Frequenz der Referenzrechteckswelle halbiert wird, das Arbeitsverhältnis von jeder Rechteckswelle, die hergestellt bzw. produziert wird in der T-Flip-Flop-Schaltung 29, eingestellt werden auf 50%, selbst wenn das Arbeitsverhältnis der Referenzrechteckswelle nicht gleich 50 ist.
Danach wird der Spannungspegel der nicht-invertierten Rechteckswelle integriert in der Integrierschaltung 26, um eine Chopping-Welle zu produzieren, und der Spannungspegel der invertierten Rechteckswelle wird integriert in der Integrierschaltung 22, um eine andere Chopping-Welle zu produzieren. In der Vergleichsschaltung 23 wird ein Spannungspegel der Chopping-Welle, produziert in der Integrierschaltung 22, verglichen mit einem Pegel der Rückkopplungsspannung, und ein Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 9. In der Vergleichsschaltung 27 wird auch ein Spannungspegel der Chopping-Welle, produziert in der Integrierschaltung 26, verglichen mit einem Pegel der Rückkopplungsspannung, und ein anderes Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 10.
Deshalb haben die Steuersignale Phasen, die voneinander um 180 Grad verschoben sind und werden zugeführt an die Transistoren 9 und 10.
Wie oben beschrieben, wird in der vierten Ausführungsform die Referenzrechteckswelle invertiert in der T-Flip-Flop-Schaltung 29, und die Chopping-Wellen mit einer invertierten Beziehung zueinander werden produziert in den Integrierschaltungen 22 und 26. Demgemäß kann eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, die betreibbar ist bei hoher Geschwindigkeit, erhalten werden mit geringen Kosten ohne ein Verwenden einer Schaltung zum Invertieren irgendeiner Chopping-Welle.
Weil die Frequenz der Referenzrechteckswelle durch Zwei geteilt wird in der T-Flip-Flop-Schaltung 29, kann das Arbeitsverhältnis von jeder Rechteckswelle, die produziert wird in der T-Flip-Flop-Schaltung 29, auch auf 50 % gesetzt werden. Deshalb tritt kein DC-Offset zwischen den produzierten Chopping-Wellen auf. Demgemäß kann die Durchschnittsspannung von jeder Chopping-Welle übereinstimmen mit der Durchschnittsspannung der Referenzrechteckswelle, und die Steuersignal mit Pegeln, die mit einer hohen Genauigkeit gesetzt sind, können ausgegeben werden.
AUSFÜHRUNGSFORM 5
6 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 6 kennzeichnet 30 eine Vergleichsleistungsquelle zum Erzeugen einer Vergleichsspannung. 31 kennzeichnet eine Vergleichsschaltung (oder eine dritte Vergleichsschaltung) zum Vergleichen eines Spannungspegels der Vergleichsspannung und den Spannungspegel der Chopping-Welle, produziert in der Integrierschaltung 22. 32 kennzeichnet eine Vergleichsschaltung (oder eine vierte Vergleichsschaltung) zum Vergleichen eines Spannungspegels der Vergleichsspannung mit dem Spannungspegel der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 26. 33 kennzeichnet einen RS-Flip-Flop zum. Empfangen von Ausgangssignalen der Vergleichsschaltungen 31 und 32 und Produzieren einer nicht-invertierten Rechteckswelle und einer invertierten Rechteckswelle. Die anderen Teilelemente der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung sind die gleichen, wie die in 5 gezeigten, und eine zusätzliche Beschreibung dieser Teilelemente wird weggelassen.
Als Nächstes wird unten ein Betrieb beschrieben.
In der vierten Ausführungsform weisen Frequenzen einer Vielzahl von Referenzrechteckswellen, die eingegeben werden in eine Vielzahl von T-Flip-Flop-Schaltungen 29, eine Vielzahl von elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtungen verschiedene Werte auf. Dies bedeutet, dass die Frequenz der Referenzrechteckswelle, eingegeben in die T-Flip-Flop-Schaltung 29, nicht korrekt gesetzt wird auf einen entworfenen Wert in der Herstellung. Auch wird eine Funktion von jedem Teilelement der Integrierschaltungen 22 und 26 nicht korrekt eingestellt bzw. gesetzt auf eine entworfene Funktion bei der Herstellung. Deshalb wird der Wellenhöhewert (oder eine P-P-Spannung) von jeder produzierten Chopping-Welle nicht korrekt gesetzt auf einen entworfenen Wert.
Deshalb werden Steuersignale für die Transistoren 9 und 10 in der fünften Ausführungsform wie folgt produziert.
In der Vergleichsleistungsquelle 30 wird eine Vergleichsspannung erzeugt. In der Vergleichsschaltung 31 wird ein Spannungspegel der Vergleichsspannung verglichen mit dem Spannungspegel der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 22. In der Vergleichsschaltung 32 wird ein Spannungspegel der Vergleichsspannung verglichen mit dem Spannungspegel der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 26.
In der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 werden die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 31 und 32 empfangen, und eine nichtinvertierte Rechteckswelle und eine invertierte Rechteckswelle werden produziert.
Danach wird der Spannungspegel der nicht-invertierten Rechteckswelle integriert in der Integrierschaltung 26, um eine Chopping-Welle zu produzieren, und der Spannungspegel der invertierten Rechteckswelle wird integriert in der Integrierschaltung 22, um eine andere Chopping-Welle zu produzieren. Danach wird die Chopping-Welle, produziert in der Integrierschaltung 22, rückgekoppelt zu der Vergleichsschaltung 31, und die Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 26, wird zurückgekoppelt zu der Vergleichsschaltung 32. Deshalb werden Wellen, die von der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 ausgegeben werden, entsprechend oszilliert bei der Inversionszeitgebung bzw. dem Inversions-Timing der RS-Flip-Flop-Schaltung 33. Dies bedeutet, dass ein Selbstoszillationstyp adoptiert wird, und Wellen, die ausgegeben werden von der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 werden entsprechend selbstoszilliert, als die nicht-invertierte Rechteckswelle und die invertierte Rechteckswelle.
In der Vergleichsschaltung 33 wird ein Spannungspegel der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 22, verglichen mit einem Pegel der Rückkopplungsspannung, und ein Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 9. In der Vergleichsschaltung 27 wird ein Spannungspegel der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 26, auch verglichen mit einem Pegel der Rückkopplungsspannung, und ein anderes Steuersignal wird ausgegeben an den Transistor 10.
Deshalb weisen die Steuersignale Phasen auf, die voneinander um 180 Grad verschoben sind und werden zugeführt an die Transistoren 9 und 10.
Wie oben beschrieben, werden in der fünften Ausführungsform die nicht-invertierte Rechteckswelle und die invertierte Rechteckswelle produziert in der RS-Flip-Flop-Schaltung 33, und die Chopping-Wellen mit einer invertierten Beziehung zueinander werden produziert in den Integrierschaltungen 22 und 26. Demgemäß kann eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, die betreibbar ist bei hoher Geschwindigkeit, erhalten werden mit geringen Kosten ohne ein Verwenden einer Schaltung zum Invertieren irgendeiner Chopping-Welle.
Ein Ergebnis eines Vergleichs zwischen der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 22 mit der Vergleichsspannung, wird auch erhalten, sowie ein Ergebnis eines Vergleichs zwischen der Chopping-Welle, die produziert wird in der Integrierschaltung 26 mit der Vergleichsspannung und ein Selbstoszillationstyp wird adoptiert durch Zurückführen von sowohl den Vergleichsergebnissen an die RS-Flip-Flop-Schaltung 33 und durch Selbstoszillieren der nichtinvertierten Rechteckswelle und der invertierten Rechteckswelle, die ausgegeben werden von der RS-Flip-Flop-Schaltung 33. Deshalb wird kein Einfluss der Frequenz der Referenzrechteckswelle, die verschoben wird von einer entworfenen Frequenz, ausgeübt auf die produzierten Chopping-Wellen, kein Einfluss einer Funktion von jedem Teilelement der Integrierschaltungen 22 und 26, die verschoben werden von einer entworfenen Funktion, wird ausgeübt auf die produzierten Chopping-Wellen und kein DC-Offset zwischen den produzierten Chopping-Wellen tritt auf. Demgemäß können die Chopping-Wellen, die symmetrisch zueinander sind, und den gleichen Wellenhöhenwert haben, erhalten werden, und die Steuersignale mit Pegeln, die mit einer hohen Genauigkeit eingestellt werden, können ausgegeben werden.
AUSFÜHRUNGSFORM 6
7 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 7 kennzeichnet 34a einen Kondensator (einen ersten Kondensator), in dem ein Ende verbunden ist mit dem Ausgangsanschluss des Integrierwiderstands 22a und das andere Ende verbunden ist mit der Erde 34b. 35a kennzeichnet einen Kondensator (oder einen zweiten Kondensator), in dem ein Ende verbunden ist mit dem Ausgangsanschluss des Integrierwiderstands 26a und das andere Ende verbunden ist mit der Erde bzw. Erdung 35b. Die anderen Teilelemente der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung sind die gleichen, wie die in 6 gezeigten, und eine zusätzliche Beschreibung dieser Teilelemente wird weggelassen.
Als Nächstes wird unten ein Betrieb beschrieben.
In der fünften Ausführungsform muss die simultane Pegeländerung in dem Paar der Ausgangswellen der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 nicht notwendigerweise ausgeführt werden. In einer Schaltungskonfiguration, die einen Invertierer enthält, tritt ein Transferabstand notwendigerweise in dem Invertierer auf.
8 zeigt eine Wellenformansicht, die eine Wellenform eines Hauptteils der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 8 gezeigt, tritt ein Abstand bzw. Verzögerungen im Paar der Ausgangswellen der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 auf, und eine Verzerrung tritt auf in den Chopping-Wellen, die produziert werden in den Integrierschaltungen 22 und 26. Weil eines der Paare der Ausgangswellen der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 hinter dem anderen herhinkt, tritt daher eine schrittförmige Verzerrung in Teilen der Chopping-Wellen auf, die in den Integrierschaltungen 22 und 26 produziert werden.
Deshalb werden in der sechsten Ausführungsform die Kondensatoren 34a und 35a angeordnet in den Integrierschaltungen 22 bzw. 26, um die Verzerrung der Chopping-Wellen zu verringern, und die Verzerrung der Chopping-Wellen wird verringert durch die Funktion der Kondensatoren 34a und 35a.
Der Einfluss der Funktionen der Kondensatoren 34a und 35a, die verschoben sind von entworfenen Funktionen, ist gleich halb von dem Einfluss der Funktionen der Integrierkondensatoren 22b und 26b (siehe 3), verschoben von entworfenen Funktionen. Deshalb ist der Einfluss der Funktionen der Kondensatoren 34a und 35a, verschoben von entworfenen Funktionen, gering.
Wie oben beschrieben, kann in der sechsten Ausführungsform die Verzerrung der Chopping-Wellen, die auftritt aufgrund einer Phasendifferenz (oder einer Phasendifferenz von 180 Grad) zwischen der nicht-invertierten Rechteckswelle und der invertierten Rechteckswelle, die produziert werden in der RS-Flip-Flop-Schaltung 33, reduziert werden durch die Funktion der Kondensatoren 34a und 35a.
AUSFÜHRUNGSFORM 7
9 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 9 kennzeichnen 36 und 37 NAND-Gates, die die RS-Flip-Flop-Schaltung 33 entsprechend zusammensetzen.
Wie oben beschrieben, kann in der siebten Ausführungsform die RS-Flip-Flop-Schaltung 33 leicht strukturiert werden durch Verwenden einer Logischen-Gates-Integrierten-Schaltung (IC).
AUSFÜHRUNGSFORM 8
10 zeigt eine Schaltungsansicht, die eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 10 kennzeichnet 38 eine variable Leistungsquelle zum Erzeugen einer Vergleichsspannung, die willkürlich anpassbar ist. 39 kennzeichnet einen Transistor (oder eine dritte Umschaltschaltung), in der ein Ende verbunden ist mit der Vergleichsschaltung 31 und ein anderes Ende verbunden ist mit der RS-Flip-Flop-Schaltung 33. Der Transistor 39 wird angeschaltet oder abgeschaltet gemäß dem Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 32, um eine An-Aus-Steuerung auszuführen. 40 kennzeichnet einen Widerstand. Die anderen Teilelemente der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung sind die gleichen, wie die in 9 gezeigten und eine zusätzliche Beschreibung dieser Teilelemente wird weggelassen.
Als Nächstes wird ein Betrieb unten beschrieben.
In der fünften bis siebten Ausführungsform gibt es, in Fällen, wo Eingangssignale der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 eingestellt bzw. gesetzt werden auf das gleiche Niveau bei einer Betriebsstartzeit in der gleichen Art und Weise wie Ausgangssignale der RS-Flip-Flop-Schaltung 33, gesetzt werden auf das gleiche Niveau bzw. Pegel, eine Möglichkeit, dass Ausgangspegel der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 immer fest sind. Als Ergebnis gibt es eine Möglichkeit, dass entweder eine nicht-invertierte Chopping-Welle oder eine invertierte Chopping-Welle nicht produziert wird in der RS-Flip-Flop-Schaltung 33.
11 zeigt eine beispielhafte Ansicht, die einen Signalpegel eines Hauptteils der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 11 gezeigt, werden Eingangssignale der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 bei einer Betriebsstartzeit auf den Niedrig-(L)-Pegel zusammengesetzt, so dass Ausgangssignale der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 fest sind zusammen auf dem hohen (H)-Pegel. Als Ergebnis wird entweder eine nicht-invertierte Chopping-Welle oder eine invertierte Chopping-Welle nicht produziert in der RS-Flip-Flop-Schaltung 33.
Deshalb ist in der achten Ausführungsform der Transistor 39 verbunden mit der Vergleichsschaltung 31 und der RS-Flip-Flop-Schaltung 33, die anzuordnen ist zwischen der Vergleichsschaltung 31 und der RS-Flip-Flop-Schaltung 33, und der Transistor 39 wird betrieben gemäß einem Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 32, das gesendet wird durch den Widerstand 40. In diesem Fall wird, sogar wenn Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 31 und 32 zusammen eingestellt werden auf den L-Pegel, der Transistor 39 so ausgeschaltet, dass ein Eingangssignal der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 auf den H-Pegel gesetzt wird. Deshalb kann der normale Betrieb der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 und der Integrierschaltungen 22 und 26 ausgeführt werden.
Die Pegel der Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 31 und 32 können auch angepasst werden durch willkürliches Anpassen der Vergleichsspannung in der variablen Leistungsquelle 38 und der Zyklus von jeder Chopping-Welle, die produziert wird in der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 kann willkürlich angepasst werden.
Wie oben beschrieben, wird, in der achten Ausführungsform, selbst wenn die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 31 und 32 zusammen eingestellt werden auf den L-Pegel, der Transistor 39 ausgeschaltet, und ein Eingangssignal der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 wird eingestellt auf den H-Pegel. Deshalb kann der normale Betrieb der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 ausgeführt werden.
Die Pegel der Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 31 und 32 können angepasst werden gemäß der Anpassung der Vergleichsspannung, die ausgeführt wird in der variablen Leistungsquelle 38, und der Zyklus von jeder Chopping-Welle, die in der RS-Flip-Flop-Schaltung 33 produziert wird, kann willkürlich angepasst werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, können in der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuersignale, die mit hoher Genauigkeit gesetzt werden, zugeführt werden an die Transistoren 9 und 10 unter Verwendung der elektrischen Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, die hergestellt wird in einer einfachen Konfiguration und mit geringen Kosten. Deshalb ist die vorliegende Erfindung passend für eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, die hergestellt wird mit geringen Kosten und betrieben wird mit hoher Geschwindigkeit.

Claims

Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, umfassend: einen ersten Transformator (3) mit sowohl einer primären Wicklung (3a), verbunden mit einer Gleichstromleistungsquelle (1) als auch einer sekundären Wicklung (3b) zum Ansteigenlassen einer Spannung in der sekundären Wicklung (3b), die in der primären Wicklung (3a) erzeugt wird; einen zweiten Transformator (4) mit sowohl einer primären Wicklung (4a), verbunden mit der Gleichstromleistungsquelle (1) als auch einer sekundären Wicklung (4b) zum Ansteigenlassen einer Spannung in der sekundären Wicklung (4b), die in der primären Wicklung (4a) erzeugt wird; eine elektrische Entladungsspannungsanlegeschaltung (6) zum Anlegen der in dem ersten Transformator (3) oder dem zweiten Transformator (4) erzeugten Spannung an eine elektrische Entladungslampe (8); eine Hochspannungserzeugungsschaltung (7) zum Entzünden der elektrischen Entladungslampe (8); eine erste Umschaltschaltung (9) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung zum Durchgehenlassen oder Unterbrechen einer an den ersten Transformator (3) angelegten Spannung; eine zweite Umschaltschaltung (10) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung zum Durchgehenlassen oder Unterbrechen einer an den zweiten Transformator (4) angelegten Spannung; eine Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung (21) zum Erzeugen einer Referenzrechteckswelle; eine Invertierschaltung (25) zum Invertieren der Referenzrechteckswelle, die in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung (21) erzeugt wird; eine erste Integrierschaltung (22) zum Integrieren eines Pegels der Referenzrechteckswelle, die in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung (21) erzeugt wird und Herstellen einer unterbrochenen Welle bzw. Chopping-Welle; eine zweite Integrierschaltung (26) zum Integrieren eines Pegels einer Rechteckswelle, die in der Invertierschaltung ((25) invertiert wird und Herstellen einer Chopping-Welle; eine erste Vergleichsschaltung (23) zum Vergleichen eines Pegels der Chopping-Welle, hergestellt in der ersten Integrierschaltung (22) und einer Rückkopplungsspannung, die von einer Rückkopplungsschaltung (12) gesendet wird, und Ausgeben eines Steuersignals an die erste Umschaltschaltung (9); und eine zweite Vergleichsschaltung (27) zum Vergleichen eines Pegels der in der zweiten Integrierschaltung (26) hergestellten Chopping-Welle und der von der Rückkopplungsschaltung (12) gesendeten Rückkopplungsspannung und Ausgeben eines Steuersignals an die zweite Umschaltschaltung (10).
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, umfassend: einen ersten Transformator (3) mit sowohl einer primären Wicklung (3a), verbunden mit einer Gleichstromleistungsquelle (1) als auch einer sekundären Wicklung (3b) zum Ansteigenlassen einer Spannung in der sekundären Wicklung (3b), die in der primären Wicklung (3a) erzeugt wird; einen zweiten Transformator (4) mit sowohl einer primären Wicklung (4a), verbunden mit der Gleichstromleistungsquelle (1) und einer sekundären Wicklung (4b) zum Ansteigenlassen einer Spannung in der sekundären Wicklung (4b), die in der primären Wicklung (4a) erzeugt wird; eine elektrische Entladungsspannungsanlegeschaltung (6) zum Anlegen der in dem ersten Transformator (3) oder dem zweiten Transformator (4) erzeugten Spannung an eine elektrische Entladungslampe (8); eine Hochspannungserzeugungsschaltung (7) zum Entzünden der elektrischen Entladungslampe (8); eine erste Umschaltschaltung (9) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung zum Durchgehenlassen oder Unterbrechen einer an den ersten Transformator (3) angelegten Spannung; eine zweite Umschaltschaltung (10) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung zum Durchgehenlassen oder Unterbrechen einer an den zweiten Transformator (4) angelegten Spannung; eine Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung (21) zum Erzeugen einer Referenzrechteckswelle; eine Flip-Flop-Schaltung (29) zum Dividieren bzw. Teilen einer Frequenz der in der Referenzrechteckswellenerzeugungsschaltung (21) erzeugten Referenzrechteckswelle durch Zwei und Herstellen einer nicht-invertierten Rechteckswelle (Q) und einer invertierten Rechteckswelle (Q); eine erste Integrierschaltung (22) zum Integrieren eines Pegels der invertierten Rechteckswelle (Q), hergestellt in der Flip-Flop-Schaltung (29), und Herstellen einer unterbrochenen Welle bzw. Chopping-Welle; eine zweite Integrierschaltung (26) zum Integrieren eines Pegels der nicht-invertierten Rechteckswelle (Q), die in der Flip-Flop-Schaltung (29) hergestellt wird und Produzieren bzw. Herstellen einer Chopping-Welle; eine erste Vergleichsschaltung (23) zum Vergleichen eines Pegels der Chopping-Welle, hergestellt in der ersten Integrierschaltung (22) und einer von einer Rückkopplungsschaltung (12) gesendeten Rückkopplungsspannung, und Ausgeben eines Steuersignals an die erste Umschaltschaltung (9); und eine zweite Vergleichsschaltung (27) zum Vergleichen eines Pegels der in der zweiten Integrierschaltung (26) hergestellten Chopping-Welle und der von der Rückkopplungsschaltung (12) gesendeten Rückkopplungsspannung und Ausgeben eines Steuersignals an die zweite Umschaltschaltung.
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung, umfassend: einen ersten Transformator (3) mit sowohl einer primären Wicklung (3a), verbunden mit einer Direktstromleistungsquelle (1) als auch einer sekundären Wicklung (3b) zum Ansteigenlassen einer Spannung in der sekundären Wicklung (3b), die in der primären Wicklung (3a) erzeugt wird; einen zweiten Transformator (4) mit sowohl einer primären Wicklung (4a), verbunden mit der Direktstromleistungsquelle (1) als auch einer sekundären Wicklung (4b) zum Ansteigenlassen einer Spannung in der sekundären Wicklung (4b), die in der primären Wicklung (4a) erzeugt wird; eine elektrische Entladungsspannungsanlegeschaltung (6) zum Anlegen der in dem ersten Transformator (3) oder dem zweiten Transformator (4) erzeugten Spannung an eine elektrische Entladungslampe (8); eine Hochspannungserzeugungsschaltung (7) zum Entzünden der elektrischen Entladungslampe (8); eine erste Umschaltschaltung (9) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung zum Durchgehenlassen oder Unterbrechen einer an den ersten Transformator (3) angelegten Spannung; eine zweite Umschaltschaltung (10) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung zum Durchgehenlassen oder Unterbrechen einer an den zweiten Transformator (4) angelegten Spannung; eine Vergleichsleistungsquelle (30) zum Erzeugen einer Vergleichsspannung; eine erste Vergleichsschaltung (31) zum Vergleichen der Vergleichsspannung, die in der Vergleichsleistungsquelle (30) erzeugt wird und einer ersten unterbrochenen Welle bzw. Chopping-Welle; eine zweite Vergleichsschaltung (32) zum Vergleichen der in der Vergleichsleistungsquelle erzeugten Vergleichsspannung und einer zweiten Chopping-Welle; eine RS-Flip-Flop-Schaltung (33) zum Empfangen von sowohl einem Ausgangssignal der ersten Vergleichsschaltung als auch eines Ausgangssignals der zweiten Vergleichsschaltung und Herstellen einer nicht invertierten Rechteckswelle (Q) und einer invertierten Rechteckswelle (Q); eine erste Integrierschaltung (22) zum Integrieren eines Pegels der invertierten Rechteckswelle (Q), die in der RS-Flip-Flop-Schaltung (33) hergestellt wird, Herstellen der ersten Chopping-Welle (B) und Liefern der ersten Chopping-Welle (B) an die erste Vergleichsschaltung (31); eine zweite Integrierschaltung (26) zum Integrieren eines Pegels der nicht-invertierten Rechteckswelle (Q), die in der RS-Flip-Flop-Schaltung (33) hergestellt wird, Herstellen der zweiten Chopping-Welle (A) und Liefern der zweiten Chopping-Welle (A) an die zweite Vergleichsschaltung (32); eine dritte Vergleichsschaltung (23) zum Vergleichen eines Pegels der ersten Chopping-Welle, die in der ersten Integrierschaltung (22) hergestellt wird und einer Rückkopplungsspannung, die von einer Rückkopplungsschaltung (12) gesendet wird, und Ausgeben eines Steuersignals an die erste Umschaltschaltung (9); und eine vierte Vergleichsschaltung (27) zum Vergleichen eines Pegels der zweiten Chopping-Welle, die in der zweiten Integrierschaltung (26) hergestellt wird und der Rückkopplungsspannung, die von der Rückkopplungsschaltung (12) gesendet wird, und Ausgeben eines Steuersignals an die zweite Umschaltschaltung.
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Integrierschaltung (22) ein erstes Widerstandselement (22a) umfasst, sowie einen gewöhnlichen Kondensator (28), die zweite Integrierschaltung (26) ein zweites Widerstandselement (26a) umfasst, sowie den gewöhnlichen Kondensator (28), und der gewöhnliche Kondensator (28) mit sowohl einem Ausgangsanschluss des ersten Widerstandselements (22a) als auch einem Ausgangsanschluss des zweiten Widerstandelements (26a) in einer parallelen Verbindung verbunden ist.
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die erste Integrierschaltung (22) ferner einen ersten Kondensator (34a) umfasst, in dem ein Ende verbunden ist mit dem Ausgangsanschluss des ersten Widerstandselements (22a) und das andere Ende geerdet ist (34b), und die zweite Integrierschaltung (26) ferner einen zweiten Kondensator (35a) umfasst, in dem ein Ende verbunden ist mit dem Ausgangsanschluss des zweiten Widerstandselements (26a) und das andere Ende geerdet ist (35b).
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Umschaltschaltung (39, 40), verbunden mit der ersten Vergleichsschaltung (31), und der RS-Flip-Flop-Schaltung (33) zum Ausführen einer An-Aus-Steuerung gemäß einem Ausgangssignal der zweiten Vergleichsschaltung (32).
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Vergleichsleistungsquelle (38) aus einer variablen Leistungsquelle gebildet wird, und die Vergleichsspannung, die in der variablen Leistungsquelle erzeugt wird, willkürlich anpassbar ist.
Eine elektrische Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die RS-Flip-Flop-Schaltung (33) aus einer Logischen-Gate-(36, 36)-Integrierten-Schaltung gebildet ist.