Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum
Betrieb mindestens einer Entladungslampe gemäß den Oberbegriffen der
Patentansprüche 1 und 14.
I. Technisches Gebiet
Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt im Bereich der Kraftfahrzeugbeleuchtung.
Seit einiger Zeit gibt es Bestrebungen, die bisher zur Erzeugung
des Schlußlichtes, des Bremslichtes und des Blinklichtes gebräuchlichen
Glühlampen durch Entladungslampen, insbesondere durch Neongasentladungslampen
oder Leuchtstofflampen zu ersetzen. Die vorgenannten Entladungslampen
bieten gegenüber Glühlampen den Vorteil einer erheblichen
kürzeren Ansprechzeit, so daß beispielsweise bei Verwendung einer Neongasentladungslampe
zur Erzeugung des Bremslichtes das Bremslicht bei
Betätigung des Bremspedals im Kraftfahrzeug wesentlich früher aufleuchtet
als dieses bei der Verwendung einer Glühlampe als Bremslicht der Fall wäre.
Der Unterschied in den Ansprechzeiten beträgt ungefähr 0,2 s zugunsten
der Entladungslampen, was einem Bremsweg von ca. 6m bei einer Geschwindigkeit
von 100 km/h entspricht. Außerdem zeichnen sich die Entladungslampen
gegenüber den Glühlampen auch durch eine hohe Lichtausbeute
und eine lange Lebensdauer aus. Ferner kann das Entladungsgefäß
der Entladungslampen problemlos dem gewünschten Leuchtendesign und
der Form der Heckpartie der Kraftfahrzeugkarosserie angepaßt werden.
Zum Betrieb der Entladungslampen werden allerdings Vorschaltgeräte benötigt,
die die zur Zündung und zum Betrieb der Entladungslampen erforderlichen
Spannungen aus der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges generieren.
II. Stand der Technik
Ein dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entspechendes Verfahren zum
Betrieb einer Entladungslampe ist beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung
EP 0 700 074 offenbart. Diese Druckschrift beschreibt ein Betriebsverfahren
für eine Neongasentladungslampe, die ein mit einer Leuchtstoffschicht
versehenes Entladungsgefäß besitzt und die zwei unterschiedliche
Funktionen erfüllt. Die Neongasentladungslampe dient sowohl zur Erzeugung
eines roten Bremslichtes als auch zur Erzeugung eines orangefarbenen
Blinklichtes. Zum Betrieb der Neongasentladungslampe wird ein
Pulsgenerator verwendet, der Spannungsimpulse für die Elektroden der
Entladungslampe generiert. Zur Erzeugung des roten Bremslichtes werden
die Pulslänge und der Pulsabstand der Spannungsimpulse so eingestellt, daß
das an der Gasentladung beteiligte Neon im wesentlichen nur zur Abgabe
von rotem Licht angeregt wird. Während zur Erzeugung des orangefarbenen
Blinklichtes die Pulslänge und der Pulsabstand der Spannungsimpulse derart
gewählt werden, daß das an der Gasentladung beteiligte Neon zusätzlich
zum roten Licht vermehrt auch zur Abgabe von UV-Strahlung angeregt
wird, die ihrerseits von der Leuchtstoffschicht in grünes Licht konvertiert
wird, so daß die Neongasentladungslampe insgesamt in dieser Betriebsweise
ein orangefarbenes Licht emittiert. Die Licht- bzw. Strahlungsemission
des Neongases wird hier durch eine Variation der Pulslänge und des Pulsabstandes
verändert, so daß der Farbort des emittierten Lichtes in gewissen
Grenzen einstellbar ist.
III. Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung
zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe anzugeben, so daß
dieselbe Entladungslampe in einem Kraftfahrzeug für zwei unterschiedliche
Funktionen, nämlich einerseits zur Erzeugung eines Schlußlichtes und andererseits
auch zur Erzeugung eines Signallichtes, verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
der Patentansprüche 1 und 14 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren für die mindestens eine Entladungslampe
zeichnet sich dadurch aus, daß die mindestens eine Entladungslampe
zur Erzeugung des Schlußlichtes mit einer ersten, geringeren elektrischen
Leistung und zur Erzeugung des Signallichtes mit einer zweiten, höheren
elektrischen Leistung betrieben wird. Dadurch ist auch die Helligkeit
der mindestens einen Entladungslampe während des Betriebes als Signallicht
entsprechend größer als während ihres Betriebes als Schlußlicht. Um
einen möglichst signifikanten Helligkeitsunterschied zwischen den beiden
unterschiedlichen Betriebsweisen zu gewährleisten, ist die zweite, höhere
elektrische Leistung für den Signallichtbetrieb vorteilhafterweise mindestens
doppelt so groß wie die erste, elektrische Leistung für den Schlußlichtbetrieb
der mindestens einen Entladungslampe. Bei dem Signallicht handelt es sich
vorteilhafterweise um das Bremslicht des Kraftfahrzeuges, das die gleiche
Lichtfarbe wie das Schlußlicht besitzt.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren läßt sich vorteilhafterweise auf
Leuchtstofflampen oder auf Entladungslampen mit neonhaltiger ionisierbarer
Füllung oder besonders vorteilhaft auf Neongasentladungslampen anwenden.
Alle drei vorgenannten Lampentypen bieten die Vorteile einer langen
Lebensdauer, einer hohen Lichtausbeute und einer kurzen Ansprechzeit.
Darüber hinaus ist die Verwendung von Leuchtstofflampen vorteilhaft zur
Erzeugung beliebiger Lichtfarben für das Signallicht, die einfach durch die
Wahl der Leuchtstoffbeschichtung des Entladungsgefäßes eingestellt werden
können. Dagegen ist eine Entladungslampe mit einer neonhaltigen ionisierbaren
Füllung vorteilhaft zur Erzeugung von rotem Licht, da das Neon in
der Gasentladung zur Abgabe von rotem Licht angeregt wird. Besonders
vorteilhaft ist die Verwendung einer Neongasentladungslampe für das erfindungsgemäße
Betriebsverfahren, insbesondere dann, wenn es sich bei
dem Signallicht um ein Bremslicht handelt, für das ebenso wie für das
Schlußlicht ein Licht roter Farbe generiert werden muß, weil die ionisierbare
Füllung von Neongasentladungslampen ausschließlich aus Neon besteht
und damit keine umweltschädliche Stoffe wie beispielsweise Quecksilber
enthält und auch keine Leuchtstoffe zur Erzeugung des roten Lichtes erforderlich
sind.
Die mindestens eine Entladungslampe wird vorteilhafterweise mit einer
mittelfrequenten Wechselspannung, deren Frequenz vorzugsweise mindestens
20 kHz beträgt, gespeist wird, wobei ein Betriebsparameter der mindestens
einen Entladungslampe ― vorzugsweise der über die Entladungsstrecke
fließende Lampenstrom oder der Spannungsabfall über der Lampe
― während ihres Betriebs mittels der Methode der Pulsweiten-Modulation
geregelt wird, indem ein Soll-Ist-Wert-Vergleich für ein zu diesem
Betriebsparameter proportionales Spannungssignal durchgeführt wird. Diese
Überwachung und Regelung des Betriebsparameters der mindestens einen
Entladungslampe ermöglicht es, auf einfache Weise durch Anwendung
der Methode der Pulsweiten-Modulation die elektrische Leistung der mindestens
einen Entladungslampe für beide Betriebsarten jeweils auf einen
annähernd konstanten Wert, nämlich während des Betriebes als Schlußlicht
auf den ersten, geringeren Wert und während des Betriebes als Signallicht
auf den zweiten, höheren Wert, zu regeln und zwar weitgehend unabhängig
von Änderungen oder Schwankungen der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges.
Die Tastverhältnisse der durch die Pulsweiten-Modulation generierten
Signale unterscheiden sich in den beiden Betriebsarten der mindestens
einen Entladungslampe erheblich. Vorteilhafterweise liegt der Quotient τ2/τ1
aus dem Tastverhältnis τ1 des Pulsweiten-Modulationssignales während des
Lampenbetriebs mit der ersten, niedrigeren elektrischen Leistung und dem
Tastverhältnis τ2 des Pulsweiten-Modulationssignales während des Lampenbetriebs
mit der zweiten, höheren elektrischen Leistung zwischen 1,2
und 3.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Betriebsverfahrens weist vorteilhafterweise einen, vorzugsweise
als Gegentaktwandler ausgebildeten Spannungswandler, der die mittelfrequente
Versorgungsspannung für die mindestens eine Entladungslampe
aus der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges erzeugt, und eine Ansteuerungsvorrichtung
für den Spannungswandler, die die Pulsweiten-Modulations-Ansteuerung
des Spannungswandlers durchführt, auf. Der Soll-Ist-Wert-Vergleich
für den zu überwachenden und zu regelnden Betriebsparameter
der mindestens einen Entladungslampe läßt sich vorteilhafterweise
auf relativ einfache Weise mit Hilfe eines Operationsverstärkers und eines
zwischen zwei Einstellungen umschaltbaren Spannungsteilers realisieren.
Der Wechsel zwischen den beiden Betriebsarten der mindestens einen Entladungslampe
erfolgt dann einfach durch eine Umschaltung des Spannungsteilers
zwischen seinen zwei Einstellungen. Zur Umschaltung des Spannungsteilers
wird vorteilhafterweise ein elektronischer Schalter verwendet.
Die Ansteuerungsvorrichtung des Spannungswandlers ist vorteilhafterweise
als Integrierter Schaltkreis ausgebildet, der die Pulsweiten-Modulations-Ansteuerung
des Spannungswandlers bewirkt und in den vorteilhafterweise
auch der vorgenannte Operationsverstärker integriert ist.
IV. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens
- Figur 2
- einen detaillierten Schaltplan des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aus Figur 1
Die Figur 1 illustriert das Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
zum Betrieb einer am Heck eines Kraftfahrzeuges angeordneten Neongasentladungslampe
LP. Diese Schaltungsanordnung besitzt einen Gegentaktwandler,
der in bekannter Weise aus zwei Schalttransistoren T1, T2 und
einem Transformator mit zwei Primär- W1, W2 und einer Sekundärwicklung
W3 aufgebaut ist, und einen Lastkreis, in den die Neongasentladungslampe
LP, die Sekundärwicklung W3 des Transformators und ein Stromfühlerwiderstand
R23 geschaltet sind, sowie eine Ansteuerungsvorrichtung
IC für die Schalttransistoren T1, T2 des Gegentaktwandlers. Die Ansteuerungsvorrichtung
ist als Integrierter Schaltkreis IC, insbesondere als Pulsweiten-Modulations-Baustein
IC ausgeführt, der auch einen Operationsverstärker
OP enthält. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist ferner
einen Widerstand R24, einen Spannungsteiler R21, R20, einen Transistorschalter
Q, einen Rückkoppelungszweig Z, eine Gleichrichterdiode D3, einen
Pufferkondensator C und zwei Schottky-Dioden D1, D2 auf. Die beiden
Schottky-Dioden schützen die Shaltungsanordnung, falls beim Anschließen
an das Bordnetz Plus- und Minuspol miteinander vertauscht werden.
Der Gegentaktwandler ist während des Lampenbetriebes über den Anschluß
A3 mit dem negativen Pol der Kraftfahrzeugspannungsquelle und über die
parallel angeordneten Anschlüsse A1 und / oder A2, je nach Stellung der
ihnen zugeordneten Schalter S1, S2, mit dem positiven Pol der Kraftfahrzeugspannungsquelle
verbunden. Er wandelt die von der Kraftfahrzeugspannungsquelle
gelieferte Niedervolt-Gleichspannung in eine mittelfrequente
Wechselspannung mit einer Frequenz von ca. 35 kHz um. Mit Hilfe
des Transformators W1, W2, W3 wird diese Wechselspannung auf die zur
Zündung und zum Betrieb der Lampe LP erforderlichen Spannungswerte
hochtransformiert. Die Zündspannung der Neongasentladungslampe beträgt
ungefähr 6 kV. Die Effektivwerte der Betriebsspannung der Lampe und
des über die Entladungsstrecke fließenden Lampenstromes betragen ungefähr
850 V und 17 mA.
Um die Neongasentladungslampe LP in ihrer Funktion als Schlußlicht zu
betreiben, muß der Schalter S1 geschlossen werden, während der Schalter S2
geöffnet bleibt. Dann sind der Gegentaktwandler und seine Ansteuerungsvorrichtung
über die Anschlüsse A1 und A3 an die Niedervolt-Spannungsquelle
des Kraftfahrzeuges angeschlossen, so daß die vom Integrierten
Schaltkreis IC alternierend angesteuerten Schalttransistoren T1, T2 des Gegentaktwandlers
mit Hilfe des Transformators W1, W2, W3 die von der Kfz-Batterie
gelieferte Niedervolt-Gleichspannung in eine mittelfrequente Wechselspannung
mit einer Frequenz von ca. 35 kHz, die zur Zündung und zum
Betrieb der Lampe ausreicht, hochtransformiert. Die Ansteuerungsvorrichtung
IC erzeugt Pulsweiten-Modulations-Signale zur Ansteuerung der Gate-Elektroden
der beiden Schalttransistoren T1, T2. Mit Hilfe der Pulsweiten-Modulation
werden einerseits Änderungen oder Schwankungen der Batteriespannung
im Kraftfahrzeug ausgeregelt und andererseits wird über den
im Integrierten Schaltkreis enthaltenen Operationsverstärker OP und über
den Widerstand R24 sowie über den Rückkoppelungszweig Z des Operationsverstärkers
OP eine Leistungsregelung der Neongasentladungslampe LP
durchgeführt. Die elektrische Leistungsaufnahme der Lampe LP wird während
ihres Betriebes als Schlußlicht auf einen Wert von ungefähr 6 W geregelt
Zu diesem Zweck wird über einen Verzweigungspunkt V1 im Lastkreis
mit Hilfe des Widerstandes R24 ein zum Lampenstrom proportionales
Spannungssignal erzeugt, aus dem Lastkreis ausgekoppelt und in Vorwärtsrichtung
über die Gleichrichterdiode D3, den Mittenabgriff V2 des
Spannungsteilers P21, P20 und über den Spannungsteilerwiderstand R20
zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP geführt. Außerdem
ist der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP an
eine Hilfsspannungsquelle U angeschlossen, die eine konstante Referenzspannung
liefert, und der Ausgang des Operationsverstärkers OP ist über
einen Rückkoppelungszweig Z zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
OP rückgekoppelt. Auf diese Weise wird durch den Operationsverstärker
OP, den Rückkoppelungszweig Z und die Widerstände R20,
R24 ein Regelkreis zur Regelung des Lampenstromes und damit auch zur
Regelung der Lampenleistung gebildet. Während des Regelungsvorganges
führt der Operationsverstärker einen Soll-Ist-Wert-Vergleich seiner Eingangssignale
durch. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP beeinflußt
das Tastverhältnis der vom IC-Baustein IC generierten Pulsweiten-Modulationssignale,
die zur Ansteuerung der Schalttransistoren T1, T2 des
Gegentaktwandlers dienen. Das Tastverhältnis der Pulsweiten-Modulationssignale
ist außerdem auch von der momentanen Bordnetzspannung
des Kraftfahrzeuges abhängig. Mit Hilfe des oben beschriebenen Regelkreises
kann die Lampenleistung weitgehend unabhängig von Änderungen
der Bordnetzspannung auf einen annähernd konstanten Wert von ca.
6 W geregelt werden.
Bei Betätigung des Bremspedals im Kraftfahrzeug wird der Schalter S2 geschlossen.
Das hat zur Folge, daß die Neongasentladungslampe LP nun, unabhängig
von der Stellung des Schalters S1, als Bremslicht betrieben wird.
Der Gegentaktwandler T1, T2, W1, W2, W3 und seine Ansteuerungsvorrichtung
IC sind über die Anschlüsse A2 und A3 an die Niedervolt-Spannungsquelle,
das heißt an die Batterie oder die Lichtmaschine, des Kraftfahrzeuges
angeschlossen, so daß die vom Integrierten Schaltkreis IC alternierend angesteuerten
Schalttransistoren T1, T2 des Gegentaktwandlers mit Hilfe des
Transformators W1, W2, W3 die von der Kfz-Batterie gelieferte Niedervolt-Gleichspannung
in eine mittelfrequente Wechselspannung mit einer Frequenz
von ca. 35 kHz, die zur Zündung und zum Betrieb der Lampe ausreicht,
hochtransformiert, wie es bereits weiter oben bei der Erläuterung der
Schlußlichtfunktion der Neongasentladungslampe beschrieben wurde. Die
Ansteuerungsvorrichtung IC erzeugt auch während des Bremslichtbetriebes
der Neongasentladungslampe Pulsweiten-Modulations-Signale zur Ansteuerung
der Gate-Elektroden der beiden Schalttransistoren T1, T2. Mit Hilfe der
Pulsweiten-Modulation werden einerseits Änderungen oder Schwankungen
der Batteriespannung im Kraftfahrzeug ausgeregelt und andererseits wird
über den im Integrierten Schaltkreis enthaltenen Operationsverstärker OP
und über den Widerstand R24 sowie über den Rückkoppelungszweig Z des
Operationsverstärkers OP eine Leistungsregelung der Neongasentladungslampe
LP durchgeführt. Die elektrische Leistungsaufnahme der Lampe LP
wird während ihres Betriebes als Bremslicht auf einen Wert von ungefähr
20 W geregelt. Zu diesem Zweck wird über den Verzweigungspunkt V1 im
Lastkreis mit Hilfe des Widerstandes R24 ein zum Lampenstrom proportionales
Spannungssignal erzeugt, aus dem Lastkreis ausgekoppelt und in
Vorwärtsrichtung über die Gleichrichterdiode D3, den Mittenabgriff V2 des
Spannungsteilers R21, R20 und über den Spannungsteilerwiderstand R20
zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP geführt. Allerdings
wird ein Teil des aus dem Lastkreis ausgekoppelten Spannungssignals
über den Spannungsteilerwiderstand R21 und die nun leitfähige Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistorschalters Q zum negativen Pol der Bordspannungsquelle
des Kraftfahrzeuges abgeführt, so daß der invertierende Eingang
des Operationsverstärkers OP nun während des Bremslichtbetriebes
der Lampe LP ein im Vergleich zum Schlußlichtbetrieb reduziertes Signal
erhält, weil bei geschlossenem Schalter S2 und beliebiger Stellung des
Schalters S1 der Basisanschluß des Transistorschalters Q mit einem Steuersignal
beaufschlagt wird, das ein Durchschalten der Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistorschalters Q zur Folge hat. Der Operationsverstärker OP, der
Rückkoppelungszweig Z und die Widerstände R20, R24 bilden auch während
des Bremslichtbetriebes einen Regelkreis zur Regelung des Lampenstromes
bzw. zur Regelung der Lampenleistung. Während des Regelungsvorganges
führt der Operationsverstärker OP wiederum einen Soll-Ist-Wert-Vergleich
seiner Eingangssignale durch, allerdings mit einem gegenüber
dem Schlußlichtbetrieb veränderten Eingangssignal am invertierenden Eingang
des Operationsverstärkers OP. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers
OP beeinflußt das Tastverhältnis der vom IC-Baustein IC generierten
Pulsweiten-Modulationssignale, die zur Ansteuerung der Schalttransistoren
T1, T2 des Gegentaktwandlers dienen. Mit Hilfe des oben beschriebenen
Regelkreises wird die Lampenleistung während des Bremslichtbetriebes
weitgehend unabhängig von Änderungen der Bordnetzspannung auf
einen annähernd konstanten Wert von ca. 20 W geregelt werden. Das
Tastverhältnis der Pulsweiten-Modulationssignale ist außerdem aber auch
von der momentanen Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges abhängig.
Der Wechsel vom Schlußlicht- zum Bremslichtbetrieb der Neongasentladungslampe
LP wird also dadurch bewerkstelligt, daß der am invertierenden
Eingang des Operationsverstärkers wirksame Widerstand des Spannungsteilers
R21, R20 mit Hilfe des Transistorschalters Q umgeschaltet wird.
Während des Schlußlichtbetriebes ist der Spannungsteilerwiderstand R21
unwirksam, da die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistorschalters Q
hochohmig ist. Während des Bremslichtbetriebes sind die beiden Spannungsteilerwiderstände
R21, R20 wegen der nun leitfähigen Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistorschalters Q parallelgeschaltet.
Die Figur 2 zeigt das vollständige Schaltbild der Schaltungsanordnung gemäß
des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Eine geeignete Dimensionierung
der verwendeten Bauteile ist in Tabelle 2 angegeben. Die Anschlüsse
J1, J2 sind an den Pluspol und der Anschluß J3 ist an den Minuspol (Masse)
der Kfz-Batterie angeschlossen. Der Varistor V dient als Überspannungsschutz
und die Schottky-Dioden D1, D2 schützen die Schaltungsanordnung
für den Fall, daß Plus- und Minuspol beim Anschließen der Schaltungsanordnung
vertauscht werden. Die Induktivität L1 und der Kondensator C1
bilden einen LC-Tiefpaßfilter. Die Elektrolyt-Kondensatoren C2, C3 dienen
als Pufferkondensatoren zur Energieversorgung des Gegentaktwandlers und
seiner Ansteuerungsvorrichtung. Der Gegentaktwandler besteht aus den
beiden Feldeffekttransistoren T1, T2, dem Transformator TR mit seinen beiden
Primärwicklungen W1, W2 und seiner Sekundärwicklung W3 sowie aus
den Kondensatoren C11, C12, C13. Die Sekundärwicklung W3 des Transformators
TR speist den Lastkreis, an dessen Anschlüsse J4, J5 die Neongasentladungslampe
(nicht abgebildet) angeschlossen ist. Die Ansteuerungsvorrichtung
des Gegentaktwandlers besteht aus dem Integrierten Schaltkreis
IC1, der über seine mit den Gate-Elektroden der Feldeffekttransistoren T1,
T2 verbundenen Ausgänge eine Pulsweiten-Modulations-Ansteuerung des
Gegentaktwandlers durchführt. Der Integrierte Schaltkreis IC1 enthält auch
einen Operationsverstärker, an dessen nicht-invertierenden Eingang eine aus
den Bauteilen R2, R3, C6 und C7 bestehende Hilfsspannungsquelle angeschlossen
ist, die dort eine Referenzspannung von 1,8 V erzeugt. Der Verzweigungspunkt
V1 ist über die Gleichrichterdiode D3 und die Spannungsteilerwiderstände
R10 und R7 an den invertierenden Eingang des in den Integrierten
Schaltkreis IC1 integrierten Operationsverstärkers angeschlossen.
Der in den Lastkreis geschaltete Widerstand R14 dient zur Erfassung des
Lampenstromes. Er erzeugt einen zum Lampenstrom proportionalen Spannungsabfall.
Der Regelkreis zur Regelung des Lampenstromes und der
Lampenieistung enthält außerdem auch den aus den Widerständen R7, R8,
R9, R10 aufgebauten Spannungsteiler und den aus den Bauteilen R5, R6, C9,
C15 bestehenden Rückkoppelungszweig, der den Ausgang des Operationsverstärkers
zu seinem invertierenden Eingang rückkoppelt. Der Wechsel
vom Schlußlicht- zum Bremslichtbetrieb der Lampe erfolgt mit Hilfe des
Kleinsignal-Bipolartransistors T3, dessen Kollektor an den Widerstand R8
und dessen Emitter an Masse angeschlossen ist. Der Basisanschluß des Bipolartransistors
T3 ist über den Basisvorstand R11 mit dem Anschluß J2 verbunden.
Die Bauteile R1, C5, R4, C4 dienen zur Spannungsversorgung und
zur Einstellung der Taktfrequenz des Integrierten Schaltkreises IC1 auf ca.
35 kHz. Die Anschlüsse M1 bis M11 liegen alle auf Massepotential. Die
Schaltungsanordnung weist ferner die zur Dimensionierung wichtigen Bauteile
R12, C16, C14 und C8 auf.
Diese Schaltungsanordnung erlaubt es, Änderungen der Kfz-Bordnetzspannung
im Bereich von 9 V bis 18 V auszuregeln, so daß die Lampe in diesem
Bereich für beide Betriebsweisen mit annähernd konstanter Leistung betrieben
werden kann. Die Tabelle 1 enthält eine Zusammenfassung der Betriebsdaten
der verschiedenen Betriebsbedingungen für eine Bordnetzspannung
von 13,5 V. Die Systemausbeute beträgt hier 11,7 lm/W. Der Wirkungsgrad
dieser Schaltungsanordnung ist größer als 80 %. Der Quotient der
Tastverhältnisse von Bremslicht- und Schlußlichtbetrieb beträgt gemäß der
Werte in Tabelle 1 ungefähr 1,8.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausführungsbeispiel.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren kann auch auf mehrere,
beispielsweise zwei simultan betriebene Entladungslampen angewendet
werden. Dabei können diese simultan betriebenen Entladungslampen
entweder an einem einzigen Betriebsgerät oder an zwei separaten Betriebsgeräten
mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung betrieben werden.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich nicht nur für Neongasentladungslampen,
sondern beispielsweise auch für Leuchtstofflampen.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann der Gegentaktwandler
auch durch einen anderen geeigneten Spannungswandler ersetzt
werden. Ferner kann zur Regelung der Lampenleistung anstelle des
Lampenstromes auch der Spannungsabfall über der Lampe ausgenutzt werden.
| Schlußlichtbetrieb | Bremslichtbetrieb |
elektrische Leistungsaufnahme der Lampe | 6,2 W | 20,1 W |
Tastverhältnis | 8,8 % | 16 % |
Dimensionierung der Bauteile gemäß der in Figur 2 abgebildeten
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung |
R1 | 3 kΩ |
R2 | 5,6 kΩ |
R3, R11, R12 | 10 kΩh |
R4 | 10 Ω |
R5 | 68 kΩ |
R6 | 6,8 kΩ |
R7 | 1,5 kΩ |
R8 | 12 kΩ |
R9 | 100 kΩ |
R10 | 47 kΩ |
R14 | 820 Ω |
V | S10V-S14K14 |
L1 | 100 µH |
TR | 160 µH, 160 µH, 2,3 H |
T1, T2 | BUZ71 |
T3 | BC337C |
D1, D2 | Schottky-Dioden |
D3 | 1N4148 |
C1, C4, C6, C7, C15, C16 | 100 nF |
C2 | 220 µF, 25 V |
C3 | 1000 µF, 25V |
C5 | 4,7 nF |
C8 | 1 µF |
C9 | 1 nF |
C11, C12 | 15 nF |
C13 | 150 nF |
C14 | 470 pF |
IC1 | IC-Baustein SG 2525 von SGS Thomson |