DE60218724T2

DE60218724T2 - Entladelampenbetriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE60218724T2
Application number: DE60218724T
Authority: DE
Inventors: Susumu Ohkura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JPWO2003039208A1; WO2003039208A1; EP1448028A4; JP4434737B2; DE60218724D1; EP1448028B1; EP1448028A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entladungslampe, die für Scheinwerfer von Motorfahrzeugen, für Beleuchtungen innerhalb und außerhalb von Anlagen, Warenhäusern und Fabriken oder für Straßenlampen verwendet wird, und insbesondere eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung einer Entladungslampe mit hoher Intensität (HID). Eine Vorrichtung dieser Art ist aus US 6,034,490 bekannt.
STAND DER TECHNIK
Bisher war eine fahrzeugmontierte Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung bekannt, wie sie in 1 gezeigt wird.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung, die eine fahrzeugmontierte Batterie 1 als ihre Stromversorgung verwendet, enthält einen DC/DC-Konverter 2 zur Verstärkung der Spannung der Batterie, und einen Umsetzerschaltkreis 3, der vier Schaltervorrichtungen enthält, die in einer H-artigen Brücke verbunden sind. Der Umsetzerschaltkreis 3 konvertiert die vom DC/DC-Konverter 2 verstärkte Spannung in eine Wechselspannung und lässt die Entladungslampe 4 durch das Anlegen der Spannung aufleuchten.
In dem herkömmlichen Beispiel werden, wenn einer der Ausgangsanschlüsse 5 der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung (Ausgangsanschluss der Entladungslampe 4) mit einer Versorgungsspannungsseite kurzgeschlossen wird (von nun an "Batterieseitiger Kurzschluss" genannt), Ströme durch die in 2 mit gepunkteten Linienpfeilen angezeigten Pfade fließen. Wegen der parasitären Dioden fließt der Strom durch den oberen Pfad (A) unabhängig vom Ein/Aus-Zustand der zwei oberen FETs (Feldeffekttransistoren). Im Gegensatz dazu fließen die Ströme durch die unteren Pfade (B) und (C) nur dann, wenn die unteren FETs im Ein-Zustand sind.
Andere herkömmliche Beispiele werden in der japanischen Patentanmeldung, offen gelegt unter den Nummern 11-67483/1999 und 11-329767/1999, veröffentlicht. Das vorhergehende Beispiel schützt die Beleuchtungsvorrichtung, wenn ihr Ausgangsendpunkt mit der Masse kurzgeschlossen wird, und das zuletzt genannte Beispiel schaltet den Umsetzerschaltkreis in seiner Gesamtheit aus, wenn es einen masseseitigen Kurzschluss entdeckt.
Jedoch haben die herkömmlichen Beispiele ein Problem darin, dass, wenn ein batterieseitiger Kurzschluss stattfindet, eine Schaltkreiskomponente, so wie der H-Brückenschaltkreis, beschädigt werden kann. Der Schaden kann durch einen batterieseitigen Kurzschlussstrom verursacht werden, der von einer batterieseitigen Kurzschlussposition zu GND fließt (Masse: obwohl sie gewöhnlich gegenüber einem Potentialnullpunkt wie der Erde eingerichtet wird, wird eine Pseudomasse gegenüber dem Fahrzeuggehäuse errichtet).
Aus dem japanischen Patentabstrakt, Vol. 1995 Nr. 3, 28. April 1995 entsprechend JP 06348350 A , ist ein Schutzschaltkreis 3 mit einem Schaltelement, eingefügt zwischen einer Gleichstromversorgung und einem Hauptschaltkreis, bekannt. Ein Komparator steuert das Schaltelement basierend auf der Spannung quer über das Schaltelement, so dass Ströme, das Schaltelement in die Gegenrichtung passierend, verhindert werden können.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, einen Defekt der Vorrichtung auf Grund des batterieseitigen Kurzschlusses zu verhindern.
Die Aufgabe wird im Einklang mit der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen festgelegt.
OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung einschließlich einer Gleichstromversorgung geliefert; ein Verstärkerschaltkreis zur Verstärkung eines Gleichstroms, eingespeist von der Gleichstromversorgung; ein Umsetzerschaltkreis zum Konvertieren des durch den Verstärker verstärkten Gleichstroms in einen Wechselstrom; und ein Masseanschluss, und gekennzeichnet durch das Enthalten von Gegenstromschutzmitteln, die zwischen dem Umsetzerschaltkreis und dem Masseanschluss zwischengeschaltet sind. Daher kann sie den Defekt der Komponenten innerhalb des Umsetzerschaltkreises beim batterieseitigen Kurzschluss verhindern.
Hier können die Gegenstromschutzmittel aus einer Gegenstromschutzdiode bestehen, so dass es den Rückstrom mit einer einfachen Konfiguration verhindern kann.
Zusätzlich könnten sie einen batterieseitigen Kurzschlussdetektor zur Erkennung des batterieseitigen Kurzschlusses über die Kathodenspannung der Gegenstromschutzdiode enthalten, so dass es den batterieseitigen Kurzschluss definitiv erkennen kann.
Weiterhin könnten sie einen Kondensator zur Absorption der Stoßspannung enthalten, der an der Gegenstromschutzdiode auftritt, so dass es verhindern kann, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird.
Ansonsten könnten sie einen Stoßklemmschaltkreis gegen die Stoßspannung enthalten, die an der Gegenstromschutzdiode auftritt, so dass es verhindern kann, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierter Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird.
Darüber hinaus könnten sie die FETs im Umsetzerschaltkreis am batterieseitigen Kurzschluss bevorzugt ausschalten, so dass es den batterieseitigen Kurzschlussstrom daran hindern kann, von der gegenüberliegenden Seite der Gegenstromschutzdiode zu fließen.
Zusätzlich könnten sie einen Schaltkreis mit konstantem Strom enthalten, der parallel zur Gegenstromschutzdiode geschaltet ist, und den Schaltkreis mit dem konstanten Strom als Antwort auf die Erkennung des batterieseitigen Kurzschlusses ausschalten, so dass es verhindern kann, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird.
Weiterhin könnten sie eine Zenerdiode enthalten, die parallel zur Gegenstromschutzdiode geschaltet ist, so dass sie verhindern kann, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird.
Bevorzugt ist das Gegenstromschutzmittel ein FET zwischen dem Umsetzerschaltkreis und dem Masseanschluss. Daher kann es einen Defekt der Komponenten innerhalb des Umsetzerschaltkreises beim batterieseitigen Kurzschluss verhindern.
Hier könnten sie eine Gegenstromschutzdiode in der Stromversorgungsleitung zum Steuerschaltkreis enthalten, zur Steuerung des Gegenstromschutz-FETs, so dass sie verhindern kann, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird.
Zusätzlich könnten sie das Referenzpotential des Steuerschaltkreises des Umsetzerschaltkreises vom Massepotential des anderen Schaltkreises trennen, so dass sie verhindern können, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird.
Schließlich könnten sie nur die FETs auf dem Strompfad von der batterieseitigen Kurzschlussposition zur Masse im Umsetzerschaltkreis ausschalten, so dass sie verhindern können, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine herkömmliche Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung zeigt;
2 ist ein Schaltkreisdiagramm, das Ströme zeigt, die von einem batterieseitigen Kurzschluss in der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung verursacht werden;
3 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform 1 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform 2 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Schnittstellenschaltkreis zur Erkennung der Kathodenspannung zeigt;
6 ist ein Schaltkreisdiagramm, das die Platzierung der Stoß absorbierenden Kondensatoren in einer Ausführungsform 3 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen integrierten Schaltkreis für einen Treiberschaltkreis zeigt;
8 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform 4 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform 6 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform 7 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Driverschaltkreis in einer Ausführungsform 8 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Platzierung einer Gegenstromschutzdiode in der Ausführungsform 8 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Stromversorgung zu einer Stromversorgungsleitung von einem Driverschaltkreis bei einem batterieseitigen Kurzschluss in der Ausführungsform 8 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Schaltkreis mit konstantem Strom in einer Ausführungsform 9 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Schaltkreis mit konstantem Strom in einer Ausführungsform 10 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung in einer Ausführungsform 11 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist ein Schaltkreisdiagramm, das die Platzierung in einem Fahrzeug der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung in einer Ausführungsform 11 im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigt; und
18 ist ein Flussdiagramm, das die Start/Stopp-Steuerung des Umsetzerschaltkreises darstellt.
DIE BESTE ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nun wird die beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Darstellungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu präsentieren.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
3 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration der vorliegenden Erfindung zeigt.
In der 3 enthält die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung, die eine fahrzeugmontierte Batterie 1 als ihre Stromversorgung verwendet, einen DC/DC-Konverter 2 zur Verstärkung der Spannung der Batterie 1, und einen Umsetzerschaltkreis 3, der vier Schalteinrichtungen enthält, die in einer H-artigen Brücke verbunden sind. Der Umsetzerschaltkreis 3 konvertiert die vom DC/DC-Konverter 2 verstärkte Spannung in eine Wechselspannung und schaltet eine Entladungslampe 4 durch Lieferung des Stroms ein.
Um den batterieseitigen Kurzschlussstrom, angezeigt durch den Pfad (A) im herkömmlichen Beispiel der 2, auszuschalten, wird eine Gegenstromschutzdiode 6 eingefügt. Da ein Vorwärtsstrom während der normalen Beleuchtung durch die Diode 6 fließt, wird eine Diode (Schottky-Sperrdiode) mit einer kleinen Vorwärtsspannung Vf verwendet. Da eine beträchtliche Menge des Stroms (0.4 A, z.B.) während der normalen Beleuchtung durch die Diode 6 fließt, wird eine große Vorwärtsspannung Vf einen Verlust- und Erwärmungswert verstärken, dabei entsprechende Nachteile mit sich bringend.
Während des Schaltens des Umsetzerschaltkreises 3 können alle vier FETs augenblicklich unterbrochen werden, wobei in diesem Fall der Strom unterbrochen ist und eine Stoßspannung auf der Kathodenseite der Diode 6 erzeugt wird. Daher muss die Stehspannung der Diode 6 von einer Größenordnung sein, die der Stoßspannung standhalten kann.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
In der vorhergehenden Ausführungsform 1 wird die Gegenstromschutzdiode 6 eingefügt. In der gegenwärtigen Ausführungsform 2 wird, wie in 4 gezeigt, falls ein batterieseitiger Kurzschluss an den Ausgangsanschlüssen (beiden Ausgangsanschlüssen der Entladungslampe) der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung auftritt, die Kathodenspannung der Gegenstromschutzdiode 6 gleich der batterieseitigen Kurzschlussspannung (tatsächlich fällt sie um einen Betrag der Vorwärtsspannung Vf der parasitären Diode des FETs des Umsetzerschaltkreises 3). Daher kann der batterieseitige Kurzschluss mit einem Schaltkreis zur Überwachung der Spannung (Kathodenspannungsdetektor 7) erkannt werden.
Übrigens wird, da der Vorwärtsstrom während der normalen Beleuchtung durch die Diode 6 fließt, die Kathodenspannung negative, wodurch sie in der Lage ist, die Fehlererkennung des batterieseitigen Kurzschlusses zu verhindern.
5 zeigt ein Beispiel des Kathodenspannungsdetektors, der durch einen Mikrocomputers aufgebaut wird. Um eine Beschädigung des Mikrocomputers 7a in der Konfiguration zu verhindern, wenn er inaktiv ist, oder wenn die batterieseitige Kurzschlussspannung hoch ist, enthält der Kathodenspannungs-Erkennungsschnittstellenschaltkreis eine hierzu eingefügte Gegenstromschutzdiode 8.
Die Diode 8 dient dazu, den Mikroprozessor 7a vor der Stoßspannung beim Umschalten des Umsetzerschaltkreises während der normalen Beleuchtung zu schützen, wie in der vorhergehenden Ausführungsform 1 beschrieben. Zusätzlich hindert die Diode 8, sogar wenn die Kathodenspannung der Diode 6 eine negative Spannung wird, die Eingabe in den Mikrocomputer 7a wegen der Vorwärtsspannung Vf der Diode 8 daran, eine negative Spannung zu werden. Dies geschieht, weil die Widerstände, die die Spannung teilen, die Spannung am Mittelpunkt des Spannungsteilers höher als die Kathodenspannung der Diode 6 machen, und die Vorwärtsspannung Vf der Diode 8 zur Mittelpunktsspannung des Spannungsteilers addiert wird.
Um den batterieseitigen Kurzschluss zu erkennen, ist es nicht notwendig, da es genügt zu erkennen, dass die Kathodenspannung der Diode 6 größer ist, als eine spezifizierte Spannung, das obere Limit eines Spannungsbereiches nachweisbar einzustellen. Daher genügt es, die bewertete Last der Widerstände 9 und 10 dem Schnittstellenschaltkreis der 5 so zu entscheiden, dass die Stehspannung genügend sichergestellt ist, wenn der Maximalwert der Kathodenspannung (d.h., der Maximalwert der Batteriespannung) angelegt wird. Zusätzlich müssen sie in Bezug auf die Impedanzen der Widerstände, die die Spannung teilen, auf solche Werte angehoben werden, dass der von der Masse des Schnittstellenschaltkreises zur Kathode der Diode 6 fließende Strom vernachlässigbar kleiner als der zur Entladungslampe fließende Strom ist, wenn die Kathode der Lampendiode 6 auf eine negative Spannung gesetzt wird.
Sogar wenn die Spannung des Mittelpunktes des Spannungsteilers größer ist, als die Stromversorgungsspannung (5V) des Mikrocomputers 7a, wenn der Maximalwert der Batteriespannung angelegt wird, wird der Mikrocomputer 7a durch die Diode 8 geschützt. Entsprechend ist es nicht notwendig für das Spannungsteilungsverhältnis der Widerstände den gesamten Eingabebereich des Mikrocomputers 7a abzudecken.
AUSFÜHRUNGSFORM 3
Wie in der vorhergehenden Ausführungsform 1 beschrieben, wird während der normalen Beleuchtung eine Stoßspannung an die Kathode der Diode 6 angelegt. Um den Stoß zu absorbieren, enthält die vorliegende Ausführungsform 3 einen Kondensator 9a und 9b, wie in der 6 gezeigt. Dieser macht die Notwendigkeit zur Betrachtung der Stehspannung gegen die Stoßspannung der Diode 6 zunichte, dadurch die Diode 6 in die Lage versetzend, eine Diode mit einer geringen Stehspannung zu verwenden. Das Reduzieren der Stehspannung kann auch die Vorwärtsspannung Vf reduzieren, was einen Vorteil der Reduktion des Verlust- und Erwärmungswertes während der Beleuchtung bietet.
Die Reduktion der Stoßspannung durch das Addieren des Kondensators 9a und 9b, wie in der 6 gezeigt, kann die folgenden Probleme lösen, verursacht bei der Verwendung eines integrierten Modulschaltkreises einschließlich einem Treiberschaltkreis 71, wie in 7 gezeigt, sowie des Umsetzerschaltkreis 3, wie in 3 gezeigt, unter Verwendung des Treiberschaltkreises 71 zum Antreiben der FETs in dem Umsetzerschaltkreis 3:

1) Das Beschädigen des Treiberschaltkreises, wenn der Stoß die Stehspannung des integrierten Modulschaltkreises bei dem Umschalten des Umsetzerschaltkreise übersteigt; und
2) Die FETs außer Stand zu setzen eingeschaltet zu werden, wegen ungenügender Gate-Source-Spannungen Vgs auf Grund eines Anstiegs in der Stoßspannung. Sogar wenn der Stoß die Stehspannung des integrierten Modulschaltkreises nicht übersteigt, wenn das linksseitige FET in der 7 eingeschaltet wird, erhöht eine hohe Stoßspannung an der Kathode der Diode 6 (die Drainspannung des FETs) die Sourcespannung des FETs. Dies ist so, weil die Source mit dem Drain des FETs über die Drain-Source-Streukapazität gekoppelt ist. Folglich wird, obwohl der Treiberschaltkreis der Gateanschluss des FETs mit der normalen Spannung (hier 12 V) beliefert, nur ungenügende Vgs erreicht, wodurch sie unfähig sind das FET einzuschalten.

Da diese Probleme gelöst werden können, kann der integrierte Modulschaltkreis, wie in 7 gezeigt, verwendet werden.
AUSFÜHRUNGSFORM 4
Wie in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben, wird, wenn ein batterieseitigen Kurzschluss in dem Schaltkreis mit der zusätzlichen Diode 6 während der Beleuchtung der Entladungslampe stattfindet, eine Stoßspannung an der Kathode der Diode 6 im Augenblick des Umschaltens des Umsetzerschaltkreises erzeugt. Da die Stoßspannung größer ist als die, die während der normalen Beleuchtung stattfindet, ist ein großer Kondensator 9a oder 9b notwendig, um die Stoßspannung mit dem Kondensator 9a oder 9b der vorhergehenden Ausführungsform 3 zu absorbieren. Angesichts dessen wird bevorzugt, ein Stoßblockierschaltkreis 10A, wie in 8 gezeigt, zur Unterdrückung des Stoßes zu installieren, um den integrierten Modulschaltkreis, wie in 7 gezeigt, vor dem batterieseitigen Kurzschluss während der Beleuchtung zu schützen.
Der Stoßblockierschaltkreis 10A kann den Stoß zur Stromversorgungsseite über eine Diode 10 vorbeileiten, wenn die Kathodenspannung der Gegenstromschutzdiode 6 die Batteriespannung übersteigt. Daher wird der integrierte Modulschaltkreis von der überhöhten Stoßspannung befreit und wird geschützt. Da die Kathodenspannung der Diode 6 nahezu gleich der Batteriespannung am batterieseitigen Kurzschluss ist, fließt der Vorwärtsstrom nicht durch die Diode 10, es sei denn, wenn sie den Stoß vorbeileitet. Außerdem hat die zusätzliche Diode 10 keinen nachteiligen Effekt auf die normale Operation, da der Rückstrom von der Stromversorgung zur Diode 6 durch die Diode 10 während der normalen Beleuchtung nicht auftritt.
AUSFÜHRUNGSFORM 5
Anstelle der Lieferung des Stoßblockierschaltkreises 10A, beschrieben in der vorhergehenden Ausführungsform 4, ist es auch möglich, die Kapazität des, in der vorhergehenden Ausführungsform 3 beschriebenen, Kondensators auf einen solchen Wert zu erhöhen, dass er die an der Kathode der Diode 6 erzeugte Stoßspannung im Augenblick des Umschaltens der Umsetzerschaltkreis beim Auftreten des batterieseitigen Kurzschlusses während der Beleuchtung absorbieren kann.
AUSFÜHRUNGSFORM 6
Die vorhergehende Ausführungsform 1, die die Gegenstromschutzdiode 6 enthält, hat ein Problem darin, dass, wenn der batterieseitige Kurzschluss an den Ausgangsendpunkten 5 der Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung auftritt, und wenn der untere FET des Umsetzerschaltkreises im eingeschalteten Zustand ist, ein Strom durch die Pfade, angezeigt durch gestrichelte Pfeile D, E und F in der 9, von der batterieseitigen Kurzschlussposition andauern kann zu fließen, nachdem der DC/DC-Konverter 2 seine Operation angehalten hat. Angesichts dessen schaltet die vorliegende Ausführungsform 6 alle FETs der Umsetzerschaltkreis 3 aus, um die Ströme abzuschalten.
In diesem Fall wird auch der Strom durch die parasitäre Diode des unteren FET des Umsetzerschaltkreises 3 ausgeschaltet.
In einem Entladungsbereitschaftszustand (zum Beispiel bei einem Erststart), in dem die Entladungslampe nicht leuchtet, kann der Strom von der batterieseitigen Kurzschlussposition durch das Entfernen aller FETs des Umsetzerschaltkreises 3 aus dem leitenden Zustand ausgeschaltet werden.
Falls der Umsetzerschaltkreis in vollem Umfang ausgeschaltet ist, wenn der DC/DC-Konverter in dem Fall, in dem kein batterieseitiger Kurzschluss stattfindet, aktiviert (gestartet) ist, wird ein überhöhter Strom in dem Moment fließen, wenn die FETs, die beim Start leitend sein sollen, eingeschaltet werden. Das Programm kann durch das Einschalten des Umsetzerschaltkreises vor dem Starten des DC/DC-Konverters erledigt werden.
Andererseits ist es, um den DC/DC-Konverter anzuhalten, vorzuziehen, dass der DC/DC-Konverter vor dem Ausschalten des gesamten Umsetzerschaltkreises gestoppt wird. Dies wird durch das Plazieren des DC/DC-Konverters in einen gesperrten Zustand erreicht, so lange sich der Umsetzerschaltkreis in vollem Umfang im ausgeschalteten Zustand befindet.
Dies wird in größerem Detail mit Bezug auf die 18 beschrieben, die Start/Stopp-Steuerung der Umsetzerschaltkreis darstellend. Die Steuerung startet beim Schritt S0 und schaltet den Umsetzer in vollem Umfang im Schritt 51 aus. Anschließend prüft die Steuerung im Schritt S2, ob ein batterieseitiger Kurzschluss auftritt oder nicht. Wenn er auftritt, schreitet die Steuerung zum Schritt S3 fort und stoppt den DC/DC-Konverter, gefolgt durch das Stoppen des Umsetzers in vollem Umfang im Schritt S4. Daher ist die Stoppsteuerung beim Schritt S5 abgeschlossen.
Andererseits schreitet, wenn die Steuerung eine Entscheidung fällt, dass der batterieseitige Kurzschluss nicht auftritt, sie zum Schritt S6 und schaltet die Startseite des Umsetzers ein. Anschließend startet die Steuerung den DC/DC-Konverter im Schritt S7 ein. Daher ist die Startsteuerung beim Schritt S8 angeschlossen.
AUSFÜHRUNGSFROM 7
Die vorliegende Ausführungsform 7 verwendet einen Gegenstromschutz-FET 11, wie in 10 gezeigt, anstelle der Gegenstromschutzdiode 6, beschrieben in der vorhergehenden Ausführungsform 1, um den Strom daran zu hindern, von der batterieseitigen Kurzschlussposition zur Masse fortzufahren zu fließen, im Falle, dass der batterieseitige Kurzschluss an einem der Ausgangsendpunkte 5 der Beleuchtungsvorrichtung auftritt, wenn die Entladungslampe nicht leuchtet. Die Konfiguration macht es möglich, den batterieseitigen Kurzschluss zu entdecken, während der DC/DC-Konverter 2 in einem inaktiven Zustand ist. Die Bezugsziffer 101 ist ein Treiberschaltkreis des FETs 11.
Die Verwendung des FETs 11 auf diese Weise kann den Stoß verhindern, der beim Umschalten des Umsetzerschaltkreises 3 auftritt, wenn die Diode 6 verwendet wird, durch Versetzen des FETs 11 während der Beleuchtung in den Leitungszustand, dadurch in der Lage seiend die negative Auswirkung auf den integrierten Modulschaltkreis zu umgehen. Mit anderen Worten werden der den Stoß absorbierende Kondensator oder der Stoßblockierschaltkreis unnötig.
Im Gegensatz dazu, obwohl der batterieseitige Kurzschluss aus der Kathodenspannung erkannt werden kann, wenn die Diode 6 verwendet wird, ist seine Erkennung in der vorliegenden Ausführungsform 7 schwierig, die den FET 11 verwendet. Dies ist so, weil, da die Drainspannung des FETs 11, entsprechend zur Kathodenspannung, während der normalen Beleuchtung sehr niedrig ist (gegeben durch Strom x Widerstandszustand eingeschaltet), während der FET 11 im Leitungszustand ist, die Spannung fluktuiert, die durch das Verhältnis zwischen der Impedanz aus der batterieseitigen Kurzschlussposition zur Masse und zum Widerstand im eingeschalteten Zustand erkannt wird. Daher ist es für die vorliegende Ausführungsform 7 schwierig, den batterieseitigen Kurzschluss während der Beleuchtung zu erkennen.
AUSFÜHRUNGSFORM 8
Wie für den Schaltkreis, der den integrierten Modulschaltkreis als die Umsetzerschaltkreis verwendet, kann es die negative Auswirkung auf den Treiberschaltkreis im integrierten Modulschaltkreis geben, wenn die batterieseitige Kurzschlussspannung (Batteriespannung beim batterieseitigen Kurzschluss) hoch ist, da die Stehspannung des Treiberschaltkreises im integrierten Modulschaltkreis niedrig ist, wie in 7 gezeigt. Genauer gesagt, wenn die Sourcespannung des FETs die Stromversorgungsspannung 112 des integrierten Modulschaltkreises (hier 12V) übersteigt, wie in 11 gezeigt, d.h., wenn die Spannung am Punkt 111 der 11 die Stromversorgungsspannung von 12 V übersteigt, wird der Kathodenausgang die Stromversorgung des integrierten Modulschaltkreises, sowie der Schaltkreise, die die 12V-Stromversorgung innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung verwenden. Daher fließt ein starker Strom durch den Treiberschaltkreis 71, wie durch die gepunktete Linie 113 angezeigt, und er kann die Stromkapazität des Treiberschaltkreises 71 übersteigen. Als ein Ergebnis kann er im schlechtesten Fall die Muster schmelzen. Alternativ kann die Stromversorgungsspannung jenseits von 12 V die Stehspannung der Transistoren in dem Treiberschaltkreis 71 überschreiten und die Transistoren beschädigen.
Angesichts dessen, wird eine Gegenstromschutzdiode 12 in eine Stromversorgungsleitung 122 des integrierten Modulschaltkreises 121 eingefügt, wie in der 12 gezeigt, um die Sourcespannung des FETs daran zu hindern, die Stromversorgung des integrierten Schaltkreises zu werden. Daher kann die Beschädigung des Treiberschaltkreises auf Grund des überhöhten Stroms jenseits der Kapazität vermieden werden.
Darüber hinaus wird, um die Beschädigung auf Grund der Spannung jenseits der Stehspannung zu umgehen, das Referenzpotential des Treiberschaltkreises vom Massepotential der Beleuchtungsvorrichtung getrennt, wie in 13 gezeigt, wenn die Sourcespannung des FETs 12V übersteigt, um die Spannung, angelegt an den Treiberschaltkreis auf einen festen Wert (in diesem Fall 12V) zu halten, dadurch die Beschädigung des Treiberschaltkreises verhindernd.
In 13, falls ein batterieseitiger Kurzschluss an einem der Ausgangsendpunkte (am oberen Endpunkt z.B.) der Beleuchtungsvorrichtung auftritt, fließt ein Strom durch den Pfad, gekennzeichnet durch einen Pfeil 131 mit gepunkteter Linie in der 13. Entsprechend wird die Spannung zwischen einem Stromversorgungsausgang 133 und der Masse 134 des integrierten Modulschaltkreises 121 an einer Zener-Spannung durch eine Zenerdiode 132 bestimmt. Daher wird ein Masseanschluss 135 des integrierten Modulschaltkreises 121 vom Potential der Masse 134 der Beleuchtungsvorrichtung getrennt. Übrigens wird eine Diode 136, die zuerst auf dem Pfad angetroffen wird, außerhalb des integrierten Modulschaltkreises 121 dargestellt, um eine parasitäre Diode im integrierten Modulschaltkreis 121 zu erklären. Auf diese Weise leidet der integrierte Modulschaltkreis 121 nicht an irgendwelchen Beeinträchtigungen, sogar wenn ein Stoß jenseits der Stehspannung des integrierten Modulschaltkreises 121 auftritt.
Die zwei Dioden 139 und 140, verbunden über den Masseanschluss 135 und die Treibersignalleitungen 137 und 138 dienen dazu, das niedrige Niveau der Treibersignalleitungen 137 und 138 zum Masseniveau des integrierten Modulschaltkreises 121 abzustimmen.
Zusätzlich werden den Strom begrenzende Widerstände 145 und 146 eingefügt, um große Ströme daran zu hindern, zu den Schaltkreismassen 143 und 144 durch die Dioden 139 und 140 und die Transistoren 141 und 142 zu fließen, wenn der Masseanschluss 135 des integrierten Modulschaltkreises 121 vom Massepotential der Beleuchtungsvorrichtung getrennt wird.
In ähnlicher Weise wird ein Schaltkreis 147 zur Verfügung gestellt, der ein hohes Niveau generiert, um das hohe Niveau der Treibersignalleitungen 137 und 138 zum Stromversorgungsniveau des integrierten Modulschaltkreises 121 abzugleichen. In dem Fall, in dem die Beleuchtungsvorrichtung inaktive ist (wenn keine Spannung von der Beleuchtungsleitung geliefert wird), muss das Treibersignal auf ein niedriges Niveau gesetzt werden, um den Umsetzer in vollem Umfang auszuschalten. Daher ist der Schaltkreis so konfiguriert, dass sie ein Rücksetzsignal 148 empfängt, um das Treibersignal auf das niedrige Niveau festzulegen, wenn das Rücksetzniveau niedrig ist.
Auf diese Weise kann der Umsetzerschaltkreis von dem Zeitpunkt an normal arbeiten, wenn der batterieseitige Kurzschluss auftritt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn er den batterieseitigen Kurzschluss entdeckt und den DC/DC-Konverter anhält.
AUSFÜHRUNGSFORM 9
Die vorliegende Ausführungsform 9 enthält einen Konstantstromkreis 13, der parallel mit der Gegenstromschutzdiode 6 verbunden ist, wie in der 14 gezeigt. Daher schützt er den Schaltkreis durch das Begrenzen des Stroms, der von der batterieseitigen Kurzschlussposition zur Masse fließt, wenn der batterieseitige Kurzschluss auftritt, und durch das Ausschalten des Konstantstromschaltkreises nach der Entdeckung des batterieseitigen Kurzschlusses.
AUSFÜHRUNGSFORM 10
Die vorliegende Ausführungsform 10 enthält eine Zenerdiode 14, die parallel mit der Gegenstromschutzdiode 6 verbunden ist. Daher schützt sie den integrierten Modulschaltkreis durch Begrenzung des oberen Limits einer Spannung, die an den integrierten Modulschaltkreis beim Auftreten eines Stoßes angelegt wird, vor Beschädigung.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die Zener-Spannung mit einem Wert ausgewählt wird, der niedriger als das untere Limit der Variationen der Stehspannung des integrierten Modulschaltkreises ist, und das untere Limit der Variationen der Zener-Spannung mit einem Wert ausgewählt wird, der größer als das obere Limit der batterieseitigen Kurzschlussspannung ist. Dies macht es möglich, die Beleuchtungsvorrichtung vor Schaden durch einen erhöhten Strom auf Grund einer Zerstörung der Zenerdiode zu bewahren, der aus einem konstanten Rückstrom resultieren kann, der durch die Zenerdiode im Falle eines batterieseitigen Kurzschlusses mit einer Spannung größer als die Zener-Spannung fließt.
AUSFRÜHRUNG 11
Die vorliegende Ausführungsform 11 enthält einen Stoßblockierungsschaltkreis, unterschiedlich von der der vorhergehenden Ausführungsform 4, wie in 8 gezeigt, darin, dass sie einen Transistor 15 zwischen der Diode 6 und der Diode 10 dazwischengeschaltet hat, um die Diode 6 von der Stromversorgungsleitung der Beleuchtungsvorrichtung zu trennen, falls notwendig.
In der 16 liefert ein Treiberschaltkreis 161 ein Signal niedrigen Niveaus an die Basis des Transistor 15, so dass der Transistor 15 eingeschaltet wird, sobald die Stoßspannung an der Kathode der Diode 6 auftritt, dadurch in der Lage seiend, den Stoß zur Primärspule des DC/DC-Konverters 2 über die Diode 10 umzuleiten. Um die Diode 6 von der Stromversorgungsleitung zu trennen, öffnet der Treiberschaltkreis 161 die Basis des Transistors 15, so dass der Transistor 15 nicht eingeschaltet werden kann.
Gemäß der Schaltkreiskonfiguration der vorhergehenden Ausführungsform 4, wie in 8 gezeigt, ist die batterieseitigen Kurzschlussposition, sogar wenn der DC/DC-Konverter als Antwort auf die Endeckung eines batterieseitigen Kurzschlusses inaktiv gesetzt wird, mit der Primärseite des DC/DC-Konverters über die Diode 10 verbunden. In diesem Fall, sogar wenn der Stromversorgungsschalter ausgeschaltet ist, setzt die Beleuchtungsvorrichtung ihre Operation fort, da die batterieseitige Kurzschlussposition als Stromversorgung zur Einspeisung einer Spannung in die integrierten Schaltkreise dient.
Mit anderen Worten kann die Beleuchtungsvorrichtung, sogar wenn der Stromversorgungsschalter in einem ausgeschalteten Zustand ist, ihre Operation als Antwort auf einen batterieseitigen Kurzschluss einer der Ausgabenendpunkte der Beleuchtungsvorrichtung starten (ein solcher Zustand ist vermeidbar, wenn der Schalter in die Masseleitung eingefügt ist).
Im Gegensatz dazu, ist die vorliegende Erfindung besonders für eine solche Konfiguration, wie in 17 gezeigt, effektiv, in der ein einzelner Schalter 173, eingefügt in eine fahrzeugseitige Versorgungsleitung, sowohl die rechte als auch linke Beleuchtungsvorrichtung 171 und 172 ein- und ausschaltet. (Im Gegensatz dazu ist es schwierig für den Schaltkreis der Ausführungsform 4, wie in der 8 gezeigt, mit den Beleuchtungsvorrichtungen, wie in 17 gezeigt, fertig zu werden).
Zusätzlich kann der Schaltkreis der Ausführungsform 4, wie in 8 gezeigt, einen Strom veranlassen, von der Kathode der Diode 6 zur Primärseite des DC/DC-Konverters über die Diode 10 zu fließen, sogar nach dem Anhalten der Beleuchtungsoperation der Entladungslampe durch das Stoppen des DC/DC-Konverters. Daher kann der Strom, sogar wenn der einzelne Stromversorgungsschalter, wie in 17 gezeigt, ausgeschaltet wird, an die andere Beleuchtungsvorrichtung über den vorhergehenden Pfad geliefert werden, wodurch er nicht in der Lage ist, die Entladungslampe zu löschen. Ansonsten wird dies einen starken Strom verursachen, durch die Diode 10 zu fließen, der einen Defekt in der Diode 10 verursacht.
Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Erfindung so konfiguriert, dass der Transistor 15 den Strompfad von der batterieseitigen Kurzschlussposition zur Primärseite des DC/DC-Konverters 2 ungehindert trennen kann. Daher kann sie die batterieseitige Kurzschlussposition daran hindern, die Stromversorgung der anderen Beleuchtungsvorrichtung zu werden, dadurch in der Lage seiend, den Defekt der Diode 10 zu vermeiden.
Wie für die FETs des Umsetzerschaltkreises in jeder der vorhergehenden Ausführungsformen, können nur die FETs auf dem Strompfad von der batterieseitigen Kurzschlussposition zur Masse ausgeschaltet werden, wenn der batterieseitige Kurzschluss auftritt.
Eine solche Konfiguration macht es möglich, die Beleuchtungsvorrichtung vor dem batterieseitigen Kurzschluss zu beschützen, sogar wenn der Treiberschaltkreis des Umsetzerschaltkreises aus einem Pulstransformator wie in den vorhergehenden Ausführungsformen besteht, und deshalb nicht alle FETs zum selben Zeitpunkt ausschalten kann.
Die vorhergehenden Ausführungsformen der Entladungslampenbeleuchtungsvorrichtung enthalten jeweils die Gleichstromversorgung; den Spannungsaufladungsschaltkreis zum Verstärken der Gleichspannung, zugeführt aus der Gleichstromversorgung; den Umsetzerschaltkreis zum Konvertieren des Gleichstroms, verstärkt durch den Spannungsverstärker zu einem Wechselstrom; und eine Masse, und sie installieren die Gegenstromschutz Diode zwischen den Umsetzerschaltkreis und der Masse. Daher können sie alle den Defekt der Komponenten innerhalb des Umsetzerschaltkreises bei dem batterieseitigen Kurzschluss verhindern.
Zusätzlich können sie den batterieseitigen Kurzschluss eindeutig erkennen, da sie den batterieseitigen Kurzschluss-Detektor zum erkennen des batterieseitigen Kurzschlusses durch die Kathodenspannung der Gegenstromschutzdiode enthalten.
Ferner können sie verhindern, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, durch den batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird, da sie den Kondensator zum Absorbieren der Stoßspannung, auftretend an der Gegenstromschutzdiode enthalten.
Ansonsten können sie verhindern, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, durch den batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird, da sie der Stoßblockierungsschaltkreis gegen die Stoßspannung, auftretend an der Gegenstromschutzdiode enthalten.
Darüber hinaus können sie den batterieseitigen Kurzschlussstrom daran hindern, dass er von der gegenüberliegenden Seite der Gegenstromschutzdiode fließt, da sie die FETs in dem Umsetzerschaltkreis beim batterieseitigen Kurzschluss ausschalten.
Zusätzlich können sie verhindern, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, durch den batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird, da sie den Schaltkreis mit konstantem Strom, parallel mit der Gegenstromschutzdiode verbunden, enthalten und den Schaltkreis mit konstantem Strom ausschalten als Antwort auf die Erkennung eines batterieseitigen Kurzschlusses.
Zusätzlich können sie verhindern, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, vom batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird, da sie eine Zenerdiode enthalten, die mit der Gegenstromschutzdiode parallel verbunden ist.
Ansonsten enthalten sie die Gleichstromversorgung; den Spannungsverstärkerschaltkreis zum Verstärken der Gleichspannung, eingespeist von der Gleichstromversorgung; die Umsetzerschaltkreis zum Konvertieren des Gleichstroms, verstärkt durch die Spannungsverstärkung zu einem Wechselstrom; und eine Masse und sie installieren den Gegenstromschutz-FET zwischen die Umsetzerschaltkreis und der Masse. Daher können sie alle den Defekt der Komponenten innerhalb des Umsetzerschaltkreises bei einem batterieseitigen Kurzschluss verhindern.
Darüber hinaus können sie verhindern, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, durch den batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird, da sie die Gegenstromschutzdiode in der Stromversorgungsleitung zum Steuerschaltkreis zum Steuern des Gegenstromschutz-FETs enthalten.
Ferner können sie verhindern, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, durch den batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird, da sie das Referenzpotential des Steuerschaltkreises des Umsetzerschaltkreises vom Massepotential des anderen Schaltkreises trennen.
Schlussendlich können sie verhindern, dass der Steuerschaltkreis, so wie der integrierte Steuerschaltkreis, durch den batterieseitigen Kurzschluss beschädigt wird, da sie nur die FETs auf dem Strompfad von der batterieseitigen Kurzschlussposition zur Masse im Umsetzerschaltkreis ausschalten.
INDUSTRIELLE VERWERTBARKEIT
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Beleuchtungsvorrichtung der Entladungslampe auf die Scheinwerfer eines Motorfahrzeugs anwendbar, auf Beleuchtungen innerhalb/außerhalb von Anlagen, Warenhäusern und Fabriken oder auf Straßenbeleuchtungen.

Claims

Eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung, enthaltend einen Verstärkerschaltkreis (2) zum Empfangen einer Gleichstromversorgungsspannung von einer Batterie (1), die eines ihrer Stromversorgungsanschlüsse zur Masse verbunden hat, und zum Erhalten eines verstärkten Gleichstroms zwischen den Ausgabeknoten des Verstärkerschaltkreises (2); einen Umsetzerschaltkreis (3) zum Umsetzen des verstärkten Gleichstroms durch den Verstärkerschaltkreis in einen Wechselstrom, wobei der Umsetzerschaltkreis (3) verbunden ist, um an seinen Eingangsknoten den verstärkten Gleichstrom aus dem Verstärkerschaltkreis (2) zu empfangen; worin ein Gegenstromschutzmittel (6) zwischen einem Ausgangsknoten des Verstärkerschaltkreises (2) und einem Eingabeknoten des Umsetzerschaltkreises (3) eingefügt ist; gekennzeichnet darin, dass der Ausgabeknoten des Verstärkerschaltkreises (2), der mit dem Gegenstromschutzmittel verbunden ist, zur Masse verbunden ist.
Eine Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1, worin das Gegenstromschutzmittel eine Gegenstromschutzdiode ist.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 2, weiterhin einen Detektor für einen batterieseitigen Kurzschluss (7, 7a) zur Erkennung eines batterieseitigen Kurzschlusses als Antwort auf eine Kathodenspannung der Gegenstromschutzdiode enthaltend.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 2, weiterhin einen Kondensator (9a oder 9b) zur Absorption einer Stoßspannung enthaltend, auftretend an der Gegenstromschutzdiode.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 2, weiterhin einen Stoßklemmschaltkreis (10A) gegen eine Stoßspannung enthaltend, auftretend an der Gegenstromschutzdiode.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 2, weiterhin eine Konstantstromschaltkreis (13) enthaltend, parallel zur Gegenstromschutzdiode verbunden, worin der der Konstantstromschaltkreis ausgeschaltet ist, wenn ein batterieseitiger Kurzschluss erkannt wird.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 2, weiterhin eine Zenerdiode (14) enthaltend, parallel verbunden mit der Gegenstromschutzdiode.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1, worin das Gegenstromschutzmittel ein Gegenstromschutz FET ist.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 oder 8, weiterhin ein Gegenstromschutzdiode (12) enthaltend, die in eine Stromversorgungsleitung (122) eines Steuerschaltkreises (121) des Umsetzerschaltkreises eingefügt ist.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 oder 8, worin ein Steuerschaltkreis (121) des Umsetzerschaltkreises durch Trennen eines Referenzpotentials des Steuerschaltkreises des Umsetzerschaltkreises vom Massepotential anderer Schaltkreise geschützt wird, falls eine Stoßspannung an einer Kathode der Gegenstromschutzdiode (12) auftritt, wenn ein batterieseitiger Kurzschluss auftritt.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend den vorhergehenden Ansprüchen, worin der Umsetzerschaltkreis (3) vier FETs enthält, verbunden in einer H-artigen Brücke.
Die Entladungslampen-Beleuchtungsvorrichtung entsprechend dem Anspruch 11, worin der Umsetzerschaltkreis zumindest seine FETs ausschaltet, die auf einem Strompfad von einer batterieseitigen Kurzschlussposition zu einer Masse platziert sind, wenn ein batterieseitiger Kurzschluss auftritt.