DE102007024467A1 - Entladungslampen-Betriebsschaltung - Google Patents

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Abstract

Eine Entladungslampen-Betriebsschaltung umfasst einen Leistungszuführteil und einen Steuerteil. Der Steuerteil erzeugt ein Steuersignal zum Steuern der Größe der elektrischen Leistung auf der Basis einer Lampenspannung der Entladungslampe. Der Leistungszuführteil führt die elektrische Leistung auf der Basis des Steuersignals aus dem Steuerteil zu der Entladungslampe zu. Der Steuerteil umfasst einen Differentialberechnungsteil zum Differenzieren eines Lampenspannungs- Entsprechungssignals in Bezug auf die Zeit und zum Erzeugen eines ersten Differentialsignals sowie einen Integralberechnungsteil zum Integrieren eines zweiten Differentialsignals, das sich monoton erhöht und vermindert, wenn sich das erste Differentialsignal in Bezug auf die Zeit erhöht und vermindert, und zum Erzeugen eines ersten Integralsignals, wobei der Steuerteil das Steuersignal derart erzeugt, dass die elektrische Leistung vermindert wird, wenn sich das erste Integralsignal erhöht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung gibt eine Entladungslampen-Betriebsschaltung an.
  • Eine Entladungslampe wie etwa eine Metallhalogenlampe in einem Fahrzeugscheinwerfer wird wie im Folgenden beschrieben betrieben. Zuerst wird ein Hochspannungsimpuls (mit einer Spannung von z.B. mehreren zehn kV) zum Herbeiführen eines dielektrischen Zusammenbruchs zwischen den Elektroden angelegt, wobei ein Entladungsbogen zwischen den Elektroden erzeugt wird und der Teil zwischen den Elektroden in einen leitenden Zustand versetzt wird. Dann wird eine relativ große elektrische Leistung zugeführt, um die Lichtemissionsintensität schnell zu erhöhen. Danach wird eine Spannung (Lampenspannung) zwischen den Elektroden der Entladungslampe erhöht, während sich die Lichtemissionsintensität durch eine Verdampfung eines in einer Röhre eingeschlossenen Metalls erhöht, sodass die zugeführte elektrische Leistung allmählich in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Lampenspannung vermindert wird. Auf diese Weise erreicht die Lichtemissionsintensität der Entladungslampe schnell eine vorbestimmte Intensität, wobei ein übermäßiger Betrieb verhindert wird.
  • Derzeit ist eine kleine Menge von Quecksilber in einer Entladungslampe wie etwa der Metallhalogenlampe eingeschlossen. Es wird jedoch eine quecksilberfreie Entladungslampe entwickelt, um eine Verunreinigung der Umwelt bei der Entsorgung zu vermeiden. 14(a) ist ein Kurvendiagramm, das ein typisches Beispiel für die Veränderungen (ab dem Betriebsstart) des Leuchtflusses (Kurve G10), der Lampenspannung (Kurve G11) und der zugeführten elektrischen Leistung (Kurve G12) in einer herkömmlichen Entladungslampe, in der Quecksilber eingeschlossen ist, zeigt. Weiterhin ist 14(b) eine Kurvendiagramm, das typische Beispiele für die Veränderungen (ab dem Betriebsstart) des Leuchtflusses (Kurve G13), der Lampenspannung (Kurve G14) und der zugeführten elektrischen Leistung (Kurve G15) in einer quecksilberfreien Entladungslampe zeigt.
  • Bei der herkömmlichen Entladungslampe, in der Quecksilber eingeschlossen ist, beträgt die Lampenspannung unmittelbar nach dem Betriebsstart ungefähr 27 V und erhöht sich allmählich zu ungefähr 85 V, wobei die Lichtemissionsintensität wie in 14(a) gezeigt zunimmt. Eine Ladeschaltung vermindert die zugeführte elektrische Leistung von ungefähr 70 W auf ungefähr 35 W in Übereinstimmung mit einer Änderung (Änderungsgröße: 58 V) in der Lampenspannung. Bei der quecksilberfreien Entladungslampe dagegen ist die Lampenspannung unmittelbar nach dem Betriebsstart ungefähr gleich derjenigen bei der Entladungslampe mit Quecksilber (ungefähr 27 V), wobei sich die Lampenspannung zu ungefähr 45 V erhöht, wenn die Lichtemissionsintensität zunimmt, wobei aber die Änderung (18 V) wie in 14(b) gezeigt kleiner als bei der Entladungslampe mit Quecksilber ist. Weiterhin weist der Lampenspannungswert unmittelbar nach dem Betriebsstart oder die Änderungsgröße in der Lampenspannung bei einer Erhöhung der Lichtemissionsintensität Variationen auf, die von einer langfristigen Änderung oder einer individuellen Differenz abhängen. Wenn die Änderungsgröße in der Lampenspannung klein ist, wird der Einfluss der Variationen durch die langfristige Änderung oder die individuelle Differenz relativ groß, sodass es in einem Verfahren zum Steuern der zugeführten elektrischen Leistung in Übereinstimmung mit dem Lampenspannungswert schwierig wird, die Lichtemissionsintensität schnell zu erreichen und dabei eine Übersteuerung zu vermeiden.
  • Um das vorstehend geschilderte Problem der elektrischen Leistungszufuhr zu der quecksilberfreien Lampe zu lösen, versucht eine Entladungslampenvorrichtung wie zum Beispiel in der japanischen Patentreferenz JP-A-2003-338390 beschrieben, den Einfluss von Variationen in der Lampenspannung von einzelnen Entladungslampen auf die Steuerung der elektrischen Leistung zu reduzieren, indem eine Lampenspannung (anfängliche Lampenspannung) unmittelbar nach dem Betriebsstart gespeichert wird und die zugeführte elektrische Leistung auf der Basis der Änderungsgröße in der Lampenspannung von dieser anfänglichen Lampenspannung gesteuert wird.
  • Die in JP-A-2003-338390 beschriebene Entladungslampenvorrichtung weist jedoch die folgenden Probleme auf. Wie oben beschrieben, wird für den Betrieb einer Entladungslampe zuerst ein Hochspannungsimpuls zum Herbeiführen eines dielektrischen Zusammenbrauchs zwischen den Elektroden angelegt. Die Lampenspannung unmittelbar nach dem Betriebsstart wird durch den Hochspannungsimpuls beeinflusst und wird unstabil, sodass in einem Verfahren, das die Lampenspannung unmittelbar nach dem Betriebsstart als anfängliche Lampenspannung verwendet, der Wert der gespeicherten anfänglichen Lampenspannung bei jeder Operation variiert und auch die Änderungsgröße in der berechneten Lampenspannung in jeder Operation variiert. Deshalb ist es bei der in JP-A-2003-338390 beschriebenen Entladungslampenvorrichtung schwierig, die Zufuhr der elektrischen Leistung mit einer guten Reproduzierbarkeit zu steuern.
  • Die vorliegende Erfindung nimmt auf das oben beschriebene Problem Bezug. In einigen Anwendungen kann die im Folgenden beschriebene Entladungslampen-Betriebsschaltung die zugeführte elektrische Leistung mit einer guten Reproduzierbarkeit steuern und dabei den Einfluss von Variationen in einer Spannung zwischen den Elektroden aufgrund einer langfristigen Änderung oder einer individuellen Differenz in einer Entladungslampe unterdrücken.
  • Um das oben geschilderte Problem zu lösen, wird unter anderem eine Entladungslampen-Betriebsschaltung zum Zuführen von elektrischer Leistung für den Betrieb einer Entladungslampe angegeben. Die Schaltung umfasst einen Steuerteil zum Erzeugen eines Steuersignals, das die Größe der elektrischen Leistung auf der Basis einer Spannung zwischen den Elektroden der Entladungslampe steuert, sowie einen Leistungszuführteil, der die elektrische Leistung auf der Basis des Steuersignals aus dem Steuerteil zu der Entladungslampe zuführt. Der Steuerteil weist einen Differentialberechnungsteil, der ein Signal in Übereinstimmung mit der Spannung zwischen den Elektroden in Bezug auf die Zeit differenziert und ein erstes Differentialsignal erzeugt, sowie einen ersten Integralberechnungsteil auf, der ein zweites Differentialsignal integriert, das sich monoton erhöht und vermindert, wenn sich das erste Differentialsignal in Bezug auf die Zeit erhöht und vermindert, und ein erstes Integralsignal erzeugt, wobei der Steuerteil das Steuersignal derart erzeugt, dass die elektrische Leistung vermindert wird, wenn sich das erste Integralsignal erhöht.
  • Die Erfinder haben festgestellt, dass eine starke Korrelation, die einen extrem kleinen Einfluss einer langfristigen Änderung oder einer individuellen Differenz in einer Entladungslampe aufweist, zwischen einer Änderung in der Lichtemissionsintensität und einem Differentialwert und einem Integralwert einer Spannung zwischen den Elektroden auch dann besteht, wenn die Änderungsgröße in der Spannung zwischen den Elektroden der Entladungslampe bei einer Erhöhung in der Lichtemissionsintensität kleiner ist und Variationen in der Größe der Spannung zwischen den Elektroden gegeben sind. In der oben beschriebenen Lampenbetriebsschaltung differenziert ein Steuerteil ein Signal in Übereinstimmung mit der Spannung zwischen den Elektroden in Bezug auf die Zeit und erzeugt ein erstes Differentialsignal, integriert ein zweites Differentialsignal, das sich monoton erhöht und vermindert, wenn sich das erste Differentialsignal in Bezug auf die Zeit erhöht und vermindert, und erzeugt ein erstes Integralsignal, wobei der Steuerteil weiterhin ein Steuersignal derart erzeugt, dass sich die elektrische Leistung vermindert, wenn sich das erste Integralsignal erhöht. Folglich kann die Zufuhr der elektrischen Leistung gesteuert werden, wobei ein Einfluss von Variationen in der Spannung zwischen den Elektroden aufgrund einer langfristigen Änderung oder einer individuellen Differenz in der Entladungslampe unterdrückt wird.
  • In einigen Implementierungen der oben beschriebenen Entladungslampen-Betriebsschaltung wird die Zufuhr der elektrischen Leistung auf der Basis des ersten Integralsignals gesteuert, in dem das zweite Differentialsignal integriert ist, sodass auch wenn eine Spannung zwischen den Elektroden unmittelbar nach einem Betriebsstart durch einen Hochspannungsimpuls beeinflusst wird und variiert, der Einfluss auf die Steuerung der elektrischen Leistung durch das Mitteln der Variationen reduziert werden kann. Die Zufuhr der elektrischen Leistung kann also während jeder Operation mit guter Reproduzierbarkeit gesteuert werden.
  • In einigen Implementierungen integriert der erste Integralberechnungsteil das erste Differentialsignal in Bezug auf die Zeit und erzeugt weiterhin ein zweites Integralsignal, wobei der Steuerteil das Steuersignal auf der Basis des ersten Integralsignals an den Leistungszuführteil gibt, nachdem das zweite Integralsignal einen ersten vorbestimmten Wert erreicht hat. Folglich kann die oben beschriebene Steuerung der elektrischen Leistung unter der bestimmten Bedingung gestartet werden, dass ein Integralwert des ersten Differentialsignals den ersten vorbestimmten Wert erreicht, sodass auch wenn eine individuelle Differenz in einer Spannung zwischen den Elektroden unmittelbar nach dem Betriebsstart groß ist, der Einfluss der individuellen Differenz effektiver unterdrückt werden kann.
  • Weiterhin kann der erste Integralberechnungsteil einen ersten Wandlungsteil zum Wandeln des zweiten Differentialsignals zu einem zweiten Stromsignal, einen zweiten Wandlungsteil zum Wandeln des ersten Differentialsignals zu einem ersten Stromsignal, ein erstes Kapazitätselement zum Laden des ersten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das erste Kapazitätselement als zweites Intergralsignal sowie zum Laden des zweiten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das erste Kapazitätselement als erstes Integralsignal sowie einen ersten Stromsteuerteil zum Steuern der Zufuhr des ersten und des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement auf der Basis der Spannung über das erste Kapazitätselement umfassen, wobei der erste Stromsteuerteil das erste und das zweite Stromsignal derart steuert, dass das erste Stromsignal zuerst zu dem ersten Kapazitätselement zugeführt wird und das zweite Stromsignal dann zu dem ersten Kapazitätselement zugeführt wird, nachdem die Spannung über das erste Kapazitätselement den ersten vorbestimmten Wert oder einen entsprechenden Wert erreicht hat.
  • In einigen Implementierungen wird das erste Stromsignal zuerst zu dem ersten Kapazitätselement zugeführt, sodass eine Integralberechnung des ersten Differentialsignals durchgeführt wird und das zweite Integralsignal erzeugt werden kann. Nachdem dann die Spannung über das erste Kapazitätselement (das in diesem Fall das zweite Integralsignal angibt) den ersten vorbestimmten wert oder einen entsprechenden wert erreicht hat, wird das zweite Stromsignal anstelle des ersten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement zugeführt, sodass eine Integralberechnung des zweiten Differentialsignals durchgeführt wird und das erste Integralsignal erzeugt werden kann. Weiterhin kombiniert ein Kapazitätselement (ein erstes Kapazitätselement) ein Kapazitätselement zum Integrieren des ersten Differentialsignals und zum Erzeugen des zweiten Integralsignals mit einem Kapazitätselement zum Integrieren des zweiten Differentialsignals und zum Erzeugen des ersten Integralsignals, sodass die Schaltungsgröße weiter reduziert werden kann.
  • Weiterhin umfasst in einigen Ausführungsformen der Steuerteil einen zweiten Integralberechnungsteil zum Integrieren des ersten Differentialsignals in Bezug auf die Zeit und zum Erzeugen eines zweiten Integralsignals und gibt das Steuersignal auf der Basis des ersten Integralsignals an den Stromzuführteil, nachdem das zweite Integralsignal einen ersten vorbestimmten Wert erreicht hat. Folglich kann die oben beschriebene Steuerung der elektrischen Leistung unter der bestimmten Bedingung gestartet werden, dass ein Integralwert des ersten Differentialsignals den ersten vorbestimmten Wert erreicht, sodass auch wenn eine individuelle Differenz in einer Spannung zwischen den Elektroden unmittelbar nach dem Betriebsstart groß ist, der Einfluss der individuellen Differenz effektiver unterdrückt werden kann.
  • Weiterhin kann der erste Integralberechnungsteil einen ersten Wandlungsteil zum Wandeln des zweiten Differentialsignals zu einem zweiten Stromsignal und ein erstes Kapazitätselement zum Laden des zweiten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das erste Kapazitätselement als erstes Integralsignal umfassen, während der zweite Integralberechnungsteil einen zweiten Wandlungsteil zum Wandeln des ersten Differentialsignals zu einem ersten Stromsignal und ein zweites Kapazitätselement zum Laden des ersten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das zweite Kapazitätselement als zweites Integralsignal umfassen, wobei der Steuerteil weiterhin einen ersten Stromsteuerteil zum Steuern der Zufuhr des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement umfasst, sodass das zweite Stromsignal zu dem ersten Kapazitätselement zugeführt wird, nachdem die Spannung über das zweite Kapazitätselement den ersten vorbestimmten Wert oder einen entsprechenden Wert erreicht hat.
  • Das erste Differentialsignal kann durch das zweite Kapazitätselement integriert werden und es kann das zweite Integralsignal erzeugt werden. wenn dann die Spannung über das zweite Kapazitätselement (d.h. das zweite Integralsignal) den ersten vorbestimmten Wert oder den entsprechenden Wert erreicht, wird das zweite Stromsignal gesteuert, um das zweite Stromsignal zu dem ersten Kapazitätselement zuzuführen, sodass eine Integralberechnung des zweiten Differentialsignals durchgeführt wird und das erste Integralsignal erzeugt werden kann.
  • In einigen Implementierungen weist der erste Integralberechnungsteil ein Widerstandselement, das zwischen einer Konstantspannungsquelle und dem ersten Kapazitätselement verbunden ist, und ein zweites Stromsteuerteil auf, das einen Strom von der Konstantspannungsquelle zu dem ersten Kapazitätselement zuführt, wenn eine Spannung über das erste Kapazitätselement größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist. Wenn bei dieser Entladungslampen-Betriebsschaltung die Spannung über das erste Kapazitätselement (das erste Integralsignal) den zweiten vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Strom aus der Konstantspannungsquelle über das zweite Stromsignal gelagert. Das heißt, ein Signal, das sich monoton in Abhängigkeit von nur der abgelaufenen Zeit vergrößert, wird über das erste Integralsignal gelagert.
  • Wenn einige Zeit seit dem Betriebsstart vergangen ist, wird die Änderung in einem Zustand im Inneren einer Röhre einer Entladungslampe klein, sodass die Zufuhr der elektrischen Leistung vorzugsweise auf der Basis der abgelaufenen Zeit gesteuert wird und nicht auf der Basis eines Integralwerts und eines Zeitdifferentialwerts einer Spannung zwischen den Elektroden. Bei dieser Entladungslampen-Betriebsschaltung wird das Signal, das sich monoton in Abhängigkeit von nur der abgelaufenen Zeit erhöht, über das erste Integralsignal gelagert, sodass die Entladungslampe zu einem stabilen Zustand wechseln kann, während die Zufuhr der elektrischen Leistung allmählich zu einer Zielleistung geführt wird und eine Lichtemissionsintensität nahe einer Zielintensität aufrechterhalten wird. Weiterhin wird die Startzeit der auf der abgelaufenen Zeit basierenden Leistungssteuerung auf der Basis des ersten Integralsignals definiert, sodass eine allmähliche Änderung in der Lichtemissionsintensität beim Wechseln zu der auf der abgelaufenen Zeit basierenden Leistungssteuerung erhalten werden kann.
  • In einigen Implementierungen stoppt der erste Stromsteuerteil die Zufuhr des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement, nachdem eine Spannung über das erste Kapazitätselement einen dritten vorbestimmten Wert erreicht hat, der größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, wobei der dritte vorbestimmte Wert kleiner oder gleich dem Wert der Spannung über das Kapazitätselement zu dem Zeitpunkt ist, zu dem das erste Differentialsignal sein Maximum erreicht. Eine Entladungslampe umfasst eine Einrichtung mit einer Kennlinie, bei der das erste Differentialsignal plötzlich vermindert wird, nachdem das erste Differentialsignal sein Maximum erreicht hat, sowie eine Einrichtung, die diese Kennlinie nicht aufweist. Bei dieser Entladungslampen-Betriebsschaltung wird, bevor das erste Differentialsignal sein Maximum erreicht, die Zufuhr des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement gestoppt, wobei dann nur ein Strom von einer Konstantspannungsquelle durch das erste Kapazitätselement integriert wird. Deshalb wird die Zufuhr der elektrischen Leistung nur auf der Basis eines Signals gesteuert, das sich monoton in Abhängigkeit von nur der abgelaufenen Zeit erhöht, sodass eine Beeinflussung eines Steuersignals durch Variationen in dem ersten Differentialsignal vermieden werden kann, nachdem das erste Differentialsignal sein Maximum erreicht hat.
  • Der erste Integralberechnungsteil kann einen Funktionsberechnungsteil zum Empfangen des ersten Differentialsignal und zum Erzeugen des zweiten Differentialsignals umfassen, wobei der Funktionsberechnungsteil das erste Differentialsignal zu dem zweiten Differentialsignal in Übereinstimmung mit einer Funktion wandelt, die eine positiven erste Steigung aufweist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals kleiner als ein vierter vorbestimmter Wert ist, und das erste Differentialsignal zu dem zweiten Differentialsignal in Übereinstimmung mit einer Funktion wandelt, die eine positive zweite Steigung aufweist, die kleiner als die erste Steigung ist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals größer als der vierte vorbestimmte Wert ist. Bei dieser Entladungslampen-Betriebsschaltung kann also auch in einem Zeitbereich, in dem eine Spannung zwischen den Elektroden plötzlich zunimmt, weil Metall im Inneren einer Röhre verdampft (d.h. das erste Differentialsignal größer wird), eine plötzliche Verminderung in der Zufuhr der elektrischen Leistung verhindert werden und kann die Lichtemissionsintensität schneller erreicht werden.
  • Verschiedene Vorteile können in einigen Implementierungen erhalten werden. Zum Beispiel kann die Zufuhr der elektrischen Leistung mit guter Reproduzierbarkeit gesteuert werden, wobei ein Einfluss von Variationen in einer Spannung zwischen den Elektroden aufgrund einer langfristigen Änderung oder individuellen Differenz in einer Entladungslampe unterdrückt werden kann.
  • Andere Merkmale und Vorteile werden durch die folgende ausführliche Beschreibung, die beigefügten Zeichnungen und die Ansprüche verdeutlicht.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer ersten Ausführungsform einer Entladungslampen-Betriebsschaltung gemäß der Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Kurvendiagramm, das schematisch eine Beziehung zwischen der Größe der Zufuhr von elektrischer Leistung und einer Ansteuerfrequenz eines Transistors zeigt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration im Inneren und an der Peripherie eines Leistungsberechnungsteils der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 4 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen einem Ausgabestrom und einem ersten Integralsignal zeigt, das in einen Spannung-Strom-Wandlungsteil der ersten Ausführungsform eingegeben wird.
  • 5(a) und 5(b) sind Diagramme, die die Beziehung zwischen der Lampenspannung und der Stromausgabe aus einer Stromquelle zeigen.
  • 6(a) ist ein Kurvendiagramm, das die Änderung in der Lampenspannung mit Ablauf der Zeit ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebsstart zeigt, 6(b) ist ein Kurvendiagramm, das die Änderung in einem ersten Differentialsignal mit Ablauf der Zeit ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebstart zeigt, und 6(c) ist ein Kurvendiagramm, das die Änderung in einer Spannung über ein Kapazitätselement mit Ablauf der Zeit ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebsstart zeigt.
  • 7(a) ist ein Kurvendiagramm, das die Änderung in der Zufuhr der elektrischen Leistung zu einer Entladungslampe mit Ablauf der Zeit ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebsstart zeigt, und 7(b) ist ein Kurvendiagramm, das die Änderung in der Lichtemissionsintensität der Entladungslampe mit Ablauf der Zeit ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebsstart zeigt.
  • 8 ist ein Kurvendiagramm, das ein Beispiel für eine Funktion eines ersten Differentialsignals und eines zweiten Differentialsignals zeigt, die in einem Funktionsberechnungsteil berechnet wird.
  • 9 ist ein Kurvendiagramm, das eine Änderung in einer Lampenspannung und eine Änderung in dem Zeitdifferentialwert in zwei Entladungslampen mit unterschiedlichen Kennlinien zeigt.
  • 10 ist ein Kurvendiagramm, das ein Beispiel für zeitliche Änderungen in der Lichtemissionsintensität, der Lampenspannung und des Zeitdifferentialwerts der Lampenspannung zeigt.
  • 11 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Funktionsberechnungsteils zeigt.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Steuerteils gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 13 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen einem Ausgabestrom und einem in einen Spannung-Strom-Wandlungsteil eingegebenen ersten Integralsignal der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 14(a) ist ein Kurvendiagramm, das ein typisches Beispiel für Änderungen (ab dem Betriebsstart) im Leuchtfluss (Kurve G10), in der Lampenspannung (Kurve G11) und der Zufuhr elektrischer Leistung (Kurve G12) in einer herkömmlichen Entladungslampe mit eingeschlossenem Quecksilber zeigt, und 14(b) ist ein Kurvendiagramm, das ein typisches Beispiel für Änderungen (ab dem Betriebsstart) im Leuchtfluss (Kurve G13), in der Lampenspannung (Kurve G14) und in der Zufuhr elektrischer Leistung (G15) in einer quecksilberfreien Entladungslampe zeigt.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen einer Entladungslampen-Betriebsschaltung gemäß der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei werden in der folgenden Beschreibung gleiche Bezugszeichen verwendet, um identische oder entsprechende Teile anzugeben.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel gemäß einer ersten Ausführungsform einer Entladungslampen-Betriebsschaltung der Erfindung zeigt. Die Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 von 1 ist eine Schaltung zum Zuführen von elektrischer Leistung für den Betrieb einer Entladungslampe L zu der Entladungslampe L, wobei eine Gleichspannung von einer Gleichspannungsquelle B zu einer Wechselspannung gewandelt und zu der Entladungslampe L zugeführt wird. Die Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 wird hauptsächlich in Lampenvorrichtungen wie insbesondere einem Scheinwerfer für ein Fahrzeug verwendet. Außerdem wird als Entladungslampe L zum Beispiel eine quecksilberfreie Metallhalogenlampe verwendet, wobei aber auch Entladungslampen mit einem anderen Aufbau verwendet werden können.
  • Die Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 umfasst einen Leistungszuführteil 2 zum Empfangen einer Leistungsquellenzufuhr aus der Gleichspannungsquelle B und zum Zuführen einer Wechselspannung zu der Entladungslampe L, sowie einen Steuerteil 10a zum Steuern der Größe der zu der Entladungslampe L zugeführten elektrischen Leistung auf der Basis einer Spannung zwischen den Elektroden der Entladungslampe L (nachfolgend als Lampenspannung bezeichnet).
  • Der Leistungszuführteil 2 führt elektrische Leistung mit einer Größe auf der Basis eines Steuersignals Sc aus dem weiter unten beschriebenen Steuerteil 10a zu der Entladungslampe L zu. Der Leistungszuführteil 2 ist mit der Gleichspannungsquelle B (z.B. einer Batterie) über einen Schalter 20 für den Leuchtbetrieb verbunden, empfängt eine Gleichspannung VB von der Gleichspannungsquelle B und führt eine Wechselspannungswandlung und eine Hochstufung durch. Der Leistungszuführteil 2 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Startschaltung 3 zum Anlegen eines Hochspannungsimpulses an der Entladungslampe L zum Zeitpunkt des Betriebsstarts, zwei Transistoren 5a und 5b und eine Brückenansteuerschaltung 6 zum Ansteuern der Transistoren 5a und 5b. Als Transistoren 5a und 5b können zum Beispiel N-Kanal-MOSFETs verwendet werden, wobei aber auch andere FETs oder bipolare Transistoren verwendet werden können. In der Ausführungsform ist der Drain-Anschluss des Transistors 5a mit dem Plus-Anschluss der Gleichspannungsquelle B verbunden, ist der Source-Anschluss des Transistors 5a mit dem Drain-Anschluss des Transistors 5b verbunden und ist der Gate-Anschluss des Transistors 5a mit der Brückenansteuerschaltung 6 verbunden. Weiterhin ist der Source-Anschluss des Transistor 5b mit der Erdpotentialleitung GND (d.h. mit dem Minus-Anschluss der Gleichspannungsquelle B) verbunden und ist der Gate-Anschluss des Transistors 5b mit der Brückenansteuerschaltung 6 verbunden. Die Brückenansteuerschaltung 6 versetzt die Transistoren 5a und 5b alternierend in einen leitenden Zustand.
  • Der Leistungszuführteil 2 der Ausführungsform umfasst weiterhin einen Umsetzer 7, einen Kondensator 8 und ein Induktionselement 9. Der Umsetzer 7 ist vorgesehen, um einen Hochspannungsimpuls an der Entladungslampe L anzulegen, elektrische Leistung zu übertragen und die elektrische Leistung hochzustufen. Weiterhin wird eine Reihenresonanzschaltung durch den Umsetzer 7, den Kondensator 8 und das Induktionselement 9 gebildet. Das heißt, eine Primärwicklung 7a des Umsetzers 7, das Induktionselement 9 und der Kondensator 8 sind miteinander in Reihe verbunden. Dabei ist ein Ende der Reihenschaltung mit dem Source-Anschluss des Transistors 5a und dem Drain-Anschluss des Transistors 5b verbunden, während das andere Ende mit der Erdpotentialleitung GND verbunden ist. Bei dieser Konfiguration wird die Resonanzfrequenz durch die Kapazität des Kondensator 8 und die kombinierte Reaktanz aus der Induktivität des Induktionselements 9 und aus der Leckinduktivität der Primärwicklung 7a des Umsetzers 7 bestimmt. Außerdem wird die Reihenresonanzschaltung nur durch die Primärwicklung 7a und den Kondensator 8 gebildet, wobei das Induktionselement 9 weggelassen werden kann. Weiterhin kann der Aufbau derart beschaffen sein, dass die Induktivität der Primärwicklung 7a extrem viel kleiner gesetzt wird als diejenige des Induktionselements 9 und dass die Resonanzfrequenz im wesentlichen durch die Kapazität des Kondensators 8 und die Induktivität der Primärwicklung 7a bestimmt wird.
  • In dem Leistungszuführteil 2 wird unter Verwendung eines Reihenresonanzphänomens eines Induktionselements (einer Induktionskomponente) und des Kondensators 8 die Ansteuerfrequenz der Transistoren 5a und 5b an einem Wert dieser Reihenresonanzfrequenz oder höher bestimmt, wobei die Transistoren 5a und 5b alternierend eingeschaltet werden und eine Wechselspannung in der Primärwicklung 7a des Umsetzers 7 erzeugt wird. Diese Wechselspannung wird hochgestuft, zu einer Sekundärwicklung 7b des Umsetzers 7 übertragen und zu der Entladungslampe L zugeführt, die mit der sekundären Wicklung 7b verbunden ist. Außerdem steuert die Brückenansteuerschaltung 6 jeden der Transistoren 5a und 5b reziprok an, sodass keiner der Transistoren 5a und 5b in den verbundenen Zustand versetzt wird.
  • Weiterhin variiert die Impedanz dieser Reihenresonanzschaltung in Abhängigkeit von der Ansteuerfrequenz der Brückenansteuerschaltung 6 für die Transistoren 5a und 5b. Deshalb kann die Größe der zu der Entladungslampe L zugeführten Wechselspannung gesteuert werden, indem die Ansteuerfrequenz geändert wird. 2 ist ein Kurvendiagramm, das schematisch die Beziehung zwischen der Größe der zugeführten elektrischen Leistung und der Ansteuerfrequenz der Transistoren 5a und 5b zeigt. Wie in 2 gezeigt, erreicht die Größe der zu der Entladungslampe L zugeführten elektrischen Leistung einen Maximalwert Pmax, wenn die Ansteuerfrequenz gleich einer Reihenresonanzfrequenz fo ist, und vermindert sich, wenn die Ansteuerfrequenz höher (oder niedriger) als die Reihenresonanzfrequenz fo wird. Wenn jedoch die Ansteuerfrequenz niedriger als die Reihenresonanzfrequenz fo ist, wird der Schaltverlust groß und vermindert sich die Effizienz der elektrischen Leistung. Deshalb wird die Größe der Ansteuerfrequenz der Brückenansteuerschaltung 6 in einem Bereich (Bereich A in 2) gesteuert, der höher als die Reihenresonanzfrequenz fo ist. In dieser Ausführungsform wird die Ansteuerfrequenz der Brückenansteuerschaltung 6 in Übereinstimmung mit einer Impulsfrequenz des Steuersignals Sc (einschließlich einer frequenzmodulierten Impulsfolge) aus dem Steuerteil 10a gesteuert, der mit der Brückenansteuerschaltung 6 verbunden ist.
  • Die Startschaltung 3 ist eine Schaltung zum Anlegen eines Hochspannungsimpulses zum Starten der Entladungslampe L, wobei wenn die Auslösespannung und der Strom von der Startschaltung 3 an dem Umsetzer 7 angelegt werden, ein Hochspannungsimpuls über eine in der Sekundärwicklung 7b des Umsetzers 7 erzeugte Wechselspannung gelagert werden. In der Startschaltung 3 der Ausführungsform ist ein Ausgangsanschluss mit der Mitte der Primärwicklung 7a des Umsetzers 7 verbunden und ist der andere Ausgabeanschluss mit einem Erdpotentialanschluss der Primärwicklung 7a verbunden. Eine Eingangsspannung zu der Startschaltung 3 kann zum Beispiel von einer Hilfswicklung (nicht gezeigt) zum Starten oder von der Sekundärwicklung 7b des Umsetzers 7 erhalten werden oder kann von einer Hilfswicklung erhalten werden, indem die Hilfswicklung des Umsetzers zusammen mit dem Induktionselement 9 angeordnet wird.
  • Der Steuerteil 10a steuert die Größe der Zufuhr der elektrischen Leistung zu der Entladungslampe L auf der Basis einer Lampenspannung der Entladungslampe L. Der Steuerteil 10a der Ausführungsform umfasst einen Leistungsberechnungsteil 11 zum Berechnen der Größe der zu der Entladungslampe L zuzuführenden elektrischen Leistung, einen Fehlerverstärker 12 zum Verstärken und Ausgeben einer Differenz zwischen einer vorbestimmten Bezugsspannung und einer Ausgabespannung Sp1 von dem Leistungsberechnungsteil 11 sowie einen Spannung-Frequenz-Wandlungsteil 13 zum Vornehmen einer Spannung-Frequenz-Wandlung eines Signals Sp2, das ein analoges Signal aus dem Fehlerverstärker 12 ist, und zum Erzeugen des Steuersignals Sc.
  • Der Leistungsberechnungsteil 11 weist Eingangsenden 11a und 11b und ein Ausgangsende 11c auf. Das Eingangsende 11a ist mit einem Zwischenpunkt der Sekundärwicklung 7b über eine Spitzenhalteschaltung 21 verbunden, um ein Signal (nachfolgend als Lampenspannungs-Entsprechungssignal bezeichnet) VS einzugeben, das die Größe einer Lampenspannung VL der Entladungslampe L angibt. Das Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS wird zum Beispiel bei dem 0,35-fachen des Spitzenwerts der Lampenspannung VL gesetzt. Das Eingangsende 11b ist mit einem Ende eines Widerstandselements 4 verbunden, das angeordnet ist, um einen Lampenstrom der Entladungslampe L durch eine Spitzenhalteschaltung 22 und einen Puffer 23 zu erfassen. Ein Ende des Widerstandselements 4 ist weiterhin mit einer Elektrode der Entladungslampe L über einen Ausgabeanschluss der Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 verbunden, während das andere Ende des Widerstandselements 4 mit der Erdpotentialleitung GND verbunden ist. Dann wird ein Lampenstrom-Entsprechungssignal IS, das die Größe des Lampenstroms angibt, aus dem Puffer 23 ausgegeben. weiterhin ist das Ausgangsende 11c mit dem Fehlerverstärker 12 verbunden.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration im Inneren und an der Peripherie des Leistungsberechnungsteils 11 der Ausführungsform zeigt. Wie in 3 gezeigt, umfasst der Leistungsberechnungsteil 11 einen Differentialberechnungsteil 15, einen Integralberechnungsteil (ersten Integralberechnungsteil) 16, einen Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 und Stromquellen 18 und 19.
  • Der Differentialberechnungsteil 15 ist ein Schaltungsteil zum Berechnen eines Zeitdifferentialwerts (dVS/dt) des Lampenspannungs-Entsprechungssignals VS und zum Erzeugen eines ersten Differentialsignals Sd1. Ein Eingangsende 15a des Differentialberechnungsteils 15 ist mit dem Eingangsende 11a des Leistungsberechnungsteils 11 verbunden. Ein Ausgangsende 15b des Differentialberechnungsteils 15 ist mit dem Integralberechnungsteil 16 verbunden. Außerdem wird ein derartiger Differentialberechnungsteil 15 durch zum Beispiel eine Differenzierungsschaltung gebildet, die das Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS als Eingabe verwendet.
  • Der Integralberechnungsteil 16 ist ein Schaltungsteil zum Integrieren eines zweiten Differentialsignals Sd2, das sich monoton erhöht und vermindert, wenn sich das erste Differentialsignal Sd1 in Bezug auf die Zeit erhöht und vermindert, und ein erstes Integralsignal Si1 erzeugt. Ein Eingangsende 16a des Integralberechnungsteil 16 ist mit dem Ausgangsende 15b des Differentialberechnungsteils 15 verbunden. Ein Ausgangsende 16b des Integralberechnungsteils 16 ist mit dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 verbunden.
  • Der Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 ist ein Schaltungsteil zum Subtrahieren eines ersten vorbestimmten Werts E0 (weiter unten beschrieben) von dem ersten Integralsignal Si1 und zum Wandeln des subtrahierten Werts zu einem Stromsignal I1. Ein Eingangsende 17a des Spannung-Strom-Wandlungsteils 17 ist mit dem Ausgangsende 16b des Integralberechnungsteils 16 verbunden. Ein Ausgangsende 17b des Spannung-Strom-Wandlungsteils 17 ist mit dem Eingangsende 11b des Leistungsberechnungsteils 11 über ein Widerstandselement 24 verbunden. Außerdem ist ein derartiger Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 zum Beispiel mit einem Spannung-Strom-Wandler und einem Differentialverstärker verbunden, die das erste Integralsignal Si1 und den vorbestimmten Wert E0 als Eingabe verwenden.
  • Der Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 gibt einen Strom I1 in Übereinstimmung mit einer in 4 gezeigten Funktion aus. Das heißt, der Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 setzt das Stromsignal I1 auf null, wenn das erste Integralsignal Si1 gleich dem ersten vorbestimmten Wert E0 oder kleiner ist, und gibt das Stromsignal I1 mit einer Größe proportional zu einem Wert aus, der durch das Subtrahieren von E0 von dem ersten Integralsignal Si1 erhalten wird, wenn das erste Integralsignal Si1 gleich dem ersten vorbestimmten Wert E0 oder größer ist.
  • Die Stromquellen 18 und 19 sind ein Schaltungsteil zum Steuern einer gleichmäßigen Leistung (zum Beispiel 35 W) und zum Zuführen von elektrischer Leistung (zum Beispiel 75 W) unmittelbar nach dem Betriebsstart. Eingangsenden 18a, 19a der Stromquellen 18, 19 sind mit dem Eingangsende 11a des Leistungsberechnungsteils 11 verbunden. Ausgangsenden 18b, 19b der Stromquellen 18, 19 sind mit einem Eingangsende 12a des Fehlerverstärkers 12 über das Ausgangsende 11c des Leistungsberechnungsteils 11 verbunden. Außerdem ist das andere Eingangsende 12b des Fehlerverstärkers 12 mit einer vorbestimmten Spannungsquelle 14 zum Erzeugen einer vorbestimmten Bezugsspannung verbunden.
  • Die Stromquelle 18 gibt einen Strom I2 in Übereinstimmung mit einer zum Beispiel in 5(a) gezeigten Funktion aus. Das heißt, die Stromquelle 18 setzt das Stromsignal I2 auf null, wenn das Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS gleich einem vorbestimmten Wert V1 oder kleiner ist, und setzt das Stromsignal I2 auf einen konstanten Wert, wenn das Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS gleich einem vorbestimmten Wert V2 (>V1) oder größer ist, und gibt das Stromsignal I2 mit einer Größe proportional zu dem Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS aus, wenn das Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS gleich V1 oder größer und V2 oder kleiner ist. Weiterhin gibt die Stromquelle 19 einen Strom I3 in Übereinstimmung mit einer Funktion aus, die zum Beispiel in 5(b) gezeigt ist. Das heißt, die Stromquelle 19 gibt das Stromsignal I3 mit einer Größe proportional zu dem Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS aus, wobei der Proportionalkoeffizient derart gesetzt ist, dass er klein wird, wenn das Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS hoch wird.
  • Der Integralberechnungsteil 16 wird im Folgenden ausführlicher beschrieben. Der Integralberechnungsteil 16 der Ausführungsform umfasst einen Funktionsberechnungsteil 161, Spannung-Strom-Wandlungsteile 162 und 163, einen Stromsteuerteil 165 und ein Kapazitätselement (erstes Kapazitätselement) 166.
  • Der Funktionsberechnungsteil 161 ist ein Schaltungsteil zum Erzeugen des zweiten Differentialsignals Sd2, das sich monoton erhöht oder vermindert, wenn sich das erste Differentialsignal Sd1 erhöht oder vermindert. Ein Eingangsende 161a des Funktionsberechnungsteils 161 ist mit dem Ausgangsende 15b des Differentialberechnungsteils 15 über das Eingangsende 16a des Integralberechnungsteils 16 verbunden. Ein Ausgangsende 161b des Funktionsberechnungsteils 161 ist mit dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 162 verbunden.
  • Der Spannung-Strom-Wandlungsteil 162 ist ein erster Wandlungsteil in der Ausführungsform und wandelt das zweite Differentialsignal Sd2, das ein Spannungssignal ist, zu einem zweiten Stromsignal Id2. Ein Eingangsende 162a des Spannung-Strom-Wandlungsteils 162 ist mit dem Ausgangsende 161b des Funktionsberechnungsteils 161 verbunden. Ein Ausgangsende 162b des Spannung-Strom-Wandlungsteils 162 mit einem Ende des Kapazitätselements 166 über einen Schalter 164a verbunden. Das andere Ende des Kapazitätselements 166 ist mit der Erdpotentialleitung GND verbunden.
  • Der Spannung-Strom-Wandlungsteil 163 ist ein zweiter Wandlungsteil in der Ausführungsform und wandelt das erste Differentialsignal Sd1, das ein Spannungssignal ist, zu einem ersten Stromsignal Id1. Ein Eingangsende 163a des Spannung-Strom-Wandlungsteils 163 ist mit dem Ausgangsende 15b des Differentialberechnungsteils 15 über das Eingangsende 16a des Integralberechnungsteils 16 verbunden. Ein Ausgangsende 163b des Spannung-Strom-Wandlungsteils 163 ist mit einem Ende des Kapazitätselements 166 über einen Schalter 164b verbunden.
  • Der Stromsteuerteil 165 ist ein erster Stromsteuerteil in der Ausführungsform und steuert das erste Stromsignal Id1 und das zweite Stromsignal Id2 auf der Basis einer Spannung V über das Kapazitätselement 166. Der Stromsteuerteil 165 wird gebildet, indem zum Beispiel ein Fenstervergleicher 165a und ein Vergleicher 165b vorgesehen werden. Ein Eingangsende des Fenstervergleichers 165a ist mit einem Ende des Kapazitätselements 166 verbunden, und ein Ausgangsende ist mit einem Steueranschluss des Schalters 164a verbunden. Der Fenstervergleicher 165a gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 0 aus, wenn eine Eingangsspannung (d.h. die Spannung V über das Kapazitätselement 166) kleiner als ein vorbestimmter Wert E0 (erster vorbestimmter Wert) ist oder die Eingangsspannung größer als ein vorbestimmter Wert E2 (dritter vorbestimmter Wert) ist, und gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 aus, wenn die Eingangsspannung größer als der vorbestimmte Wert E0 und kleiner als der vorbestimmte Wert E2 ist. Weiterhin ist ein Eingangsende des Vergleichers 165b mit einem Ende des Kapazitätselements 166 verbunden und ist ein Ausgangsende mit einem Steueranschluss des Schalters 164b verbunden. Der Vergleicher 165b gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 aus, wenn eine Eingangsspannung (d.h. die Spannung V über das Kapazitätselement 166) kleiner als der vorbestimmte Wert E0 ist, und gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 0 aus, wenn die Eingangsspannung größer als der vorbestimmte Wert E0 ist. Außerdem werden die Schalter 164a und 164b in einen verbundenen Zustand versetzt, wenn die Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 an dem Steueranschluss eingegeben wird, und in einen nicht verbundenen Zustand versetzt, wenn die Spannung in Entsprechung zu einer logischen 0 an dem Steueranschluss eingegeben wird.
  • Außerdem steuert der Stromsteuerteil 165 der Ausführungsform die Zufuhr des ersten Stromsignals Id1 und des zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 durch die Schalter 164a und 164b, wobei aber der Stromsteuerteil 165 das zweite Stromsignal Id2 steuern kann, indem er direkt den Funktionsberechnungsteil 161 oder den Spannung-Strom-Wandlungsteil 162 steuert, und weiterhin das erste Stromsignal Id1 steuern kann, indem er direkt den Spannung-Strom- Wandlungsteil 163 steuert. Weiterhin umfasst der Stromsteuerteil 165 der Ausführungsform den Fenstervergleicher 165, um das zweite Stromsignal Id2 zu steuern, wobei aber das zweite Stromsignal Id2 auch gesteuert werden kann, indem die zwei Vergleicher unabhängig voneinander gesteuert werden. Weiterhin können die oben beschriebenen Schalter 164a und 164b in geeigneter Weise durch einen Transistor wie etwa einen FET implementiert werden.
  • Der Integralberechnungsteil 16 umfasst weiterhin einen Schalter 167, ein Widerstandselement 168 und einen Vergleicher 169 zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration. Der Schalter 167 und das Widerstandselement 168 sind in Reihe zwischen einer Konstantspannungsquelle Vdd und einem Ende des Kapazitätselements 166 verbunden. Der Schalter 167 wird in geeigneter Weise durch einen Transitor wie etwa einen FET implementiert. Weiterhin ist der Vergleicher 169 ein zweites Stromsteuerteil in der Ausführungsform und führt Strom von der Konstantspannungsquelle Vcc zu dem Kapazitätselement 166 zu, wenn die Spannung V über das Kapazitätselement 166 größer als ein vorbestimmter Wert E1 (zweiter vorbestimmter Wert) ist. Konkret ist ein Eingangsende des Vergleichers 169 mit einem Ende des Kapazitätselements 166 verbunden, und ist ein Ausgangsende mit einem Steueranschluss des Schalters 167 verbunden. Der Vergleicher 169 gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 0 aus, wenn eine Eingangsspannung (d.h. die Spannung V über das Kapazitätselement 166) kleiner als der vorbestimmte Wert E1 ist, und gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 aus, wenn die Eingangsspannung größer als der vorbestimmte Wert E1 ist. Außerdem wird der Schalter 167 in einen verbunden Zustand versetzt, wenn die Spannung in Entsprechung zu der logischen 1 an dem Steueranschluss eingegeben wird, und wird in einen nicht verbundenen Zustand versetzt, wenn die Spannung in Entsprechung zu der logischen 0 an dem Steueranschluss eingegeben wird.
  • Im Folgenden wird der Betrieb der Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 mit der oben beschriebenen Aufbau beschrieben. 6(a) bis 6(c) zeigen jeweils Änderungen in der Lampenspannung VL (6(a)), in dem ersten Differentialsignal Sd1 (=dVS/dt) (6(b)) und in der Spannung V über das Kapazitätselement 166 (6(c)) im Zeitablauf ab einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebsstart. Weiterhin zeigen 7(a) und 7(b) jeweils Änderungen in der Zufuhr der elektrischen Leistung (7(a)) zu der Entladungslampe L und in der Lichtemissionsintensität (7(b)) der Entladungslampe L im Zeitablauf ab einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebsstart.
  • Während zuerst die Brückenansteuerschaltung 6 von 1 die Transistoren 5a und 5b mit einer vorbestimmten Ansteuerfrequenz ansteuert, wird ein Hochspannungsimpuls von mehreren zehn kV zwischen den Elektroden der Entladungslampe L angelegt und führt einen dielektrischen Zusammenbruch der Startschaltung 3 herbei. Unmittelbar danach wird die Ansteuerfrequenz der Brückenansteuerschaltung 6 zu einer Ansteuerfrequenz gesteuert, bei der die vorbestimmte maximale elektrische Leistung (75 W bei einem Kaltstart) in Übereinstimmung mit einem Steuersignal Sc aus dem Steuerteil 10a erhalten wird. In dem Steuerteil 10a wird eine Ausgabespannung Sp1 zu dem Fehlerverstärker 12 durch Stromsignale I2, I3 gesteuert, die aus den Stromquellen 18, 19 (siehe 3) des Leistungsberechnungsteils 11 ausgegeben werden. Dann wird die Spannung-Frequenz-Wandlung einer Ausgabespannung Sp2, die einer Differenz zwischen dieser Ausgabespannung Sp1 und einer vorbestimmten Bezugsspannung entspricht, von dem Fehlerverstärker 12 in dem Spannung-Frequenz-Wandlungsteil 13 durchgeführt und wird die Ausgabespannung Sp2 zu der Brückenansteuerschaltung 6 als Steuersignal Sc gegeben.
  • Außerdem wird eine Spannung über das Kapazitätselement 166 des Integralberechnungsteils 16 zu im wesentlichen einem Erdpotential unmittelbar nach dem Betriebsstart, sodass der Fenstervergleicher 165a des Stromsteuerteils 165 den Schalter 164a zu einem nicht verbundenen Zustand versetzt und der Vergleicher 165b den Schalter zu einem verbundenen Zustand versetzt. Weiterhin versetzt der Vergleicher 169 den Schalter 167 zu einem nicht verbundenen Zustand.
  • Wenn dann ein Ausgabesignal aus dem Differentialberechnungsteil 15 des Leistungsberechnungsteils 11 stabil wird (zum Zeitpunkt t0 von 6(c)), wird ein erstes Differentialsignal Sd1 (=dVS/dt) aus dem Differentialberechnungsteil 15 zu einem Stromsignal Id1 in dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 163 des Integralberechnungsteils 16 gewandelt und über den Schalter 164b in das Kapazitätselement 166 geladen. Folglich wird das erste Differentialsignal Sd1 in Bezug auf die Zeit in dem Kapazitätselement 166 integriert. Dabei wird die Spannung V über das Kapazitätselement 166 durch die folgende mathematische Formel (1) ausgedrückt und gibt die Größe eines zweiten Integralsignals an. V = ∫(dVS/dt)dt (mathematische Formel 1)
  • Wenn dann die Spannung V über das Kapazitätselement 166 (in diesem Fall ein zweites Integralsignal) einen vorbestimmten Wert E0 erreicht (zum Zeitpunkt t1 von 6 und 7), wird der Schalter 164b durch den Vergleicher 165b zu einem nicht verbundenen Zustand versetzt und wird die Zufuhr des ersten Stromsignals Id1 zu dem Kapazitätselement 166 gestoppt, wobei gleichzeitig der Schalter 164a durch den Fenstervergleicher 165a zu einem verbunden Zustand versetzt wird und die Zufuhr eines zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 gestartet wird. Das heißt, das erste Differentialsignal Sd1 aus dem Differentialberechnungsteil 15 wird durch den Funktionsberechnungsteil 161 zu einem zweiten Differentialsignal Sd2 gewandelt und das zweite Differentialsignal Sd2 wird in dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 162 zu dem zweiten Stromsignal Id2 gewandelt und über den Schalter 164a in das Kapazitätselement 166 geladen. Folglich wird das zweite Differentialsignal Sd2 in Bezug auf die Zeit in dem Kapazitätselement 166 integriert. Dabei wird die Spannung V über das Kapazitätselement 166 durch die folgende mathematische Formel (2) ausgedrückt und gibt die Größe eines ersten Integralsignals Si1 wieder. Außerdem gibt f(x) in der mathematischen Formel eine in dem Funktionsberechnungsteil 161 berechnete Funktion wieder. V = ∫f(dVs/dt)dt + E0 (mathematische Formel 2)
  • 8 ist ein Kurvendiagramm, das ein Beispiel der Funktion f(x) des ersten Differentialsignals Sd1 und des zweiten Differentialsignals Sd2 zeigt, die in dem Funktionsberechnungsteil 161 der Ausführungsform berechnet wurden. Wie in 8 gezeigt, wandelt der Funktionsberechnungsteil 161 das erste Differentialsignal Sd1 zu dem zweiten Differentialsignal Sd2 in Übereinstimmung mit einer Funktion f1, die eine bestimmte positive Steigung (eine erste Steigung, die in dem Beispiel von 8 gleich 1 ist) aufweist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals Sd1 kleiner als ein vorbestimmter Wert (als ein vierter vorbestimmter Wert, der in dem Beispiel von 8 gleich 0,3 V/s ist) ist, und wandelt das erste Differentialsignal Sd1 zu dem zweiten Differentialsignal Sd2 in Übereinstimmung mit einer Funktion f2, die eine positive Steigung (eine zweite Steigung, die in dem Beispiel von 8 gleich 0,2 9 ist) aufweist, die kleiner als die erste Steigung ist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals Sd1 größer als der vorbestimmte Wert ist. Außerdem zeigt 8 eine Proportionalfunktion als Beispiel für die Funktionen f1, f2, wobei die Funktionen f1, f2 aber auch Funktionen sein können, deren Steigung in Übereinstimmung mit dem ersten Differentialsignal Sd1 variiert.
  • Die Spannung V über das Kapazitätselement 166 wird aus dem Integralberechnungsteil 16 als erstes Integralsignal Si1 ausgegeben und in den Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 eingegeben. Dann wird der vorbestimmte Wert E0 (d.h. der zweite Term auf der rechten Seite der mathematischen Formel (2)) von dem ersten Integralsignals Si1 subtrahiert und wird der Spannungswert nach der Subtraktion zu einem Stromsignal I1 gewandelt. In dem Leistungsberechnungsteil 11 der Ausführungsform fließt ein Stromsignal I4, das durch die Kombination des Stromsignals I1 aus dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 17 mit den Stromsignalen I2, I3 aus den Stromquellen 18, 19 gebildet wird, zu einem Eingangsende des Puffers 23 über das Widerstandselement 24 wie in 3 gezeigt. Weiterhin fließt ein Lampenstrom IL in dem Widerstandselement 4, sodass ein Spannungsabfall in diesem Widerstandselement 4 an einem Ausgangsende des Puffers 23 als Lampenstrom-Entsprechungssignal IS auftritt. Das heißt, die Ausgabespannung Sp1 aus dem Leistungsberechnungsteil 11 wird durch das Stromsignal I4 und den Lampenstrom IL bestimmt. Wenn sich das erste Integralsignal Si1 allmählich erhöht ( 6(c)), erhöht sich das Stromsignal I1, sodass ein Spannungsabfall in dem Widerstandselement 24 größer wird und die Frequenz des Steuersignals Sc aus dem Spannungs-Frequenz-Wandlungsteil 13 allmählich hoch wird. Folglich wird die zu der Entladungslampe L zugeführte elektrische Leistung allmählich reduziert (7(a)).
  • Wenn folglich die Spannung V über das Kapazitätselement 166 (das erste Integralsignal Si1) einen vorbestimmten Wert E1 erreicht (zum Zeitpunkt t2 von 6 und 7), wird der Schalter 167 durch den Vergleicher 169 zu einem verbundenen Zustand versetzt. Folglich wird ein Strom aus einer Konstantspannungsquelle Vcc über das zweite Stromsignal Td2 gelagert und durch das Kapazitätselement 166 integriert ( 6(c)). Das heißt, ein Signal (nachfolgend als g(t) bezeichnet), das sich monoton in Abhängigkeit von nur der abgelaufenen Zeit erhöht, wird auf einen Integralwert des zweiten Differentialsignals Sd2 gelagert, und die Spannung V über das Kapazitätselement 166 nimmt einen Wert an, der durch die folgende mathematische Formel (3) wiedergegeben wird. Diese Spannung V über das Kapazitätselement 166 wird als das erste Integralsignal Si1 ausgegeben, und die Leistung in Übereinstimmung mit diesem ersten Integralsignal Si1 wird von der zugeführten elektrischen Leistung zu der Entladungslampe L reduziert (7(a)). V = ∫f(dVs/dt)dt + g(t) + E0 (mathematische Formel 3)
  • Wenn folglich die Spannung V über das Kapazitätselement 166 (das erste Integralsignal Si1) einen vorbestimmten Wert E2 (>E1) erreicht (zum Zeitpunkt t3 von 6 und 7), wird der Schalter 164a durch den Fenstervergleicher 165a zu einem nicht verbundenen Zustand versetzt und wird die Zufuhr des zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 gestoppt. Folglich wird nur der Strom aus der Konstantstromquelle Vcc zu dem Kapazitätselement 166 zugeführt. Das heißt, die Zufuhr der elektrischen Leistung zu der Entladungslampe L wird in Übereinstimmung mit nur einer Zeitfunktion g(t) reduziert und erreicht allmählich eine Zielleistung (zum Beispiel 35 W) (7(a)). Außerdem ist der vorbestimmte Wert E2 vorzugsweise kleiner oder gleich dem Spannungswert V über das Kapazitätselement 166 (Wert E3 in 6(c)) zu dem Zeitpunkt, zu dem das erste Differentialsignal Sd1 sein Maximum erreicht.
  • Durch die Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform werden die folgenden Effekte erzielt. Wie zu Beginn mit Bezug auf den Stand der Technik erläutert, ist in einer quecksilberfreien Entladungslampe die Änderungsgröße in der Lampenspannung ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Betriebsstart etwa so klein wie ungefähr 18 V, wobei der Einfluss von Variationen aufgrund einer langfristigen Änderung oder individuellen Differenzen relativ groß wird. Die Erfinder haben festgestellt, dass eine starke Korrelation mit einer extrem kleinen Beeinflussung durch die Zeit oder individuelle Differenzen zwischen einer Änderung in der Lichtemissionsintensität und einem Differentialwert und einem Integralwert einer Lampenspannung auch dann besteht, wenn die Änderungsgröße in der Lampenspannung klein ist und Variationen in der Größe der Lampenspannung auftreten. In der Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 der Ausführungsform differenziert der Steuerteil 10a das Lampenspannungs-Entsprechungssignal VS in Bezug auf die Zeit, erzeugt das erste Differentialsignal Sd1 und integriert das zweite Differentialsignal Sd2, das sich monoton erhöht und vermindert, wenn sich das erste Differentialsignal Sd1 in Bezug auf die Zeit erhöht und vermindert, und erzeugt weiterhin das Steuersignal Sc, sodass eine Ansteuerfrequenz hoch wird (das heißt, die zugeführte elektrische Leistung vermindert wird), wenn das erste Integralsignal Si1 erhöht wird. Folglich kann die Zufuhr der elektrischen Leistung entsprechend gesteuert werden, wobei der Einfluss von Variationen in der Lampenspannung VL aufgrund einer langfristigen Änderung oder einer individuellen Differenz in der Entladungslampe L unterdrückt werden kann.
  • Weiterhin steuert der Steuerteil 10a der Ausführungsform die Zufuhr der elektrischen Leistung auf der Basis des ersten Integralsignals Si1, in dem das zweite Differentialsignal Sd2 integriert ist, sodass auch wenn die Lampenspannung VL unmittelbar nach dem Betriebsstart durch einen Hochspannungsimpuls aus der Startschaltung 3 beeinflusst wird und variiert, der Einfluss auf die Steuerung der elektrischen Leistung reduziert werden kann, indem die Variationen gemittelt werden. Deshalb kann bei der Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 der Ausführungsform die Zufuhr der elektrischen Leistung in jeder Operation mit guter Reproduzierbarkeit gesteuert werden.
  • Weiterhin integriert in der Ausführungsform der Integralberechnungsteil 16 vorzugsweise das erste Differentialsignal Sd1 in Bezug auf die Zeit und erzeugt ein zweites Integralsignal, wobei der der Steuerteil 10a das Steuersignal Sc auf der Basis des ersten Integralsignals Si1 an den Leistungszuführteil 2 gibt, nachdem das zweite Integralsignal den vorbestimmten Wert E0 erreicht hat. Folglich kann die Steuerung der elektrischen Leistung auf der Basis des ersten Integralsignals Si1 unter der bestimmten Bedingung gestartet werden, dass der Integralwert (das zweite Integralsignal) des ersten Differentialsignals Sd1 den vorbestimmten Wert E0 erreicht, sodass auch wenn eine individuelle Differenz in der Lampenspannung VL unmittelbar nach dem Betriebsstart groß ist, der Einfluss der individuellen Differenz effektiver unterdrückt werden kann.
  • In der Ausführungsform wird der Integralberechnungsteil 16 vorzugsweise gebildet, indem die Spannung-Strom-Wandlungsteile 162 und 163, der Stromsteuerteil 165 und das Kapazitätselement 166 vorgesehen werden. Der Stromsteuerteil 165 steuert dabei vorzugsweise das erste und das zweite Stromsignal Id1 und Id2, sodass das erste Stromsignal Id1 zuerst zu dem Kapazitätselement 166 zugeführt wird und das zweite Stromsignal Id2 dann zu dem Kapazitätselement 166 zugeführt wird, nachdem die Spannung V über das Kapazitätselement 166 den vorbestimmten Wert E0 erreicht hat.
  • Das erste Stromsignal Id1 wird also zuerst zu dem Kapazitätselement 166 zugeführt, sodass die Integralberechnung des ersten Differentialsignals Sd1 durchgeführt wird und das zweite Integralsignal entsprechend erzeugt werden kann. Nachdem dann die Spannung V über das Kapazitätselement 166 (das zweite Integralsignal) den vorbestimmten Wert E0 erreicht hat, wird das zweite Stromsignal Id2 anstelle des ersten Stromsignals Id1 zu dem Kapazitätselement 166 zugeführt, sodass die Integralberechnung des zweiten Differentialsignals Sd2 durchgeführt wird und das erste Integralsignal Si1 entsprechend erzeugt werden kann. In Übereinstimmung mit dem Integralberechnungsteil 16 kombiniert also ein Kapazitätselement 166 ein Kapazitätselement zum Integrieren des ersten Differentialsignals Sd1 und zum Erzeugen des zweiten Integralsignals mit einem Kapazitätselement zum Integrieren des zweiten Differentialsignals Sd2 und zum Erzeugen des ersten Integralsignals Si1, sodass die Schaltungsgröße weiter reduziert werden kann.
  • In der Ausführungsform umfasst der Integralberechnungsteil 16 vorzugsweise das Widerstandselement 168, das zwischen der Konstantspannungsquelle Vcc und dem Kapazitätselement 166 verbunden ist, und den zweiten Stromsteuerteil (Vergleicher 169) zum Zuführen eines Stroms aus der Konstantspannungsquelle Vcc zu dem Kapazitätselement 166, wenn die Spannung V über das Kapazitätselement 166 (das erste Integralsignal Si1) größer als der vorbestimmte Wert E1 ist. Wenn dann die Spannung V über das Kapazitätselement 166 (das erste Integralsignal Si1) den vorbestimmten Wert E1 erreicht, wird das Signal g(t), das sich monoton in Abhängigkeit von nur der abgelaufenen Zeit erhöht, vorzugsweise auf das erste Integralsignal Si1 gelagert.
  • In einer Anfangsphase des Betriebsstarts, ist die Änderung des Zustands im Inneren einer Röhre der Entladungslampe groß, sodass die Zufuhr der elektrischen Leistung auf der Basis eines Integralwerts und eines Zeitdifferentialwerts der Lampenspannung VL (eines Integralwerts und eines Zeitdifferentialswerts dVS/dt des Lampenspannung-Entsprechungssignals VS in der Ausführungsform) mit einer hohen Korrelation zu der Lichtemissionsintensität gesteuert wird, sodass Variationen in der Lampenspannung VL berücksichtigt werden und die Zufuhr der elektrischen Leistung entsprechend gesteuert werden kann. Wenn jedoch eine gewisse Zeit ab dem Betriebsstart abgelaufen ist, wird die Änderung in dem Zustand im Inneren der Röhre der Entladungslampe L klein, sodass die Zufuhr der elektrischen Leistung vorzugsweise auf der Basis der abgelaufenen Zeit anstatt auf der Basis der Integralwerts und des Zeitdifferentialwerts der Lampenspannung VL gesteuert wird. Bei der Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 der Ausführungsform wird das Signal g(t), das sich monoton in Abhängigkeit von nur der abgelaufenen Zeit erhöht, über das erste Integralsignal Si1 gelagert, sodass die Entladungslampe L in einen stetigen Zustand versetzt werden kann, während die Zufuhr der elektrischen Leistung allmählich zu einer Zielleistung geführt wird und eine Lichtemissionsintensität nahe der Zielintensität aufrechterhalten wird. Weiterhin wird die Startzeit der Steuerung der elektrischen Leistung auf der Basis der abgelaufenen Zeit (vorbestimmter wert E1) auf der Basis des ersten Integralsignals Si1 definiert, sodass eine allmähliche Änderung in der Lichtemissionsintensität bei einem Wechsel zu der Steuerung der elektrischen Leistung auf der Basis der abgelaufenen Zeit erhalten werden kann.
  • Wenn der Integralberechnungsteil 16 das Widerstandselement 168 und den Vergleicher 169 umfasst, stoppt der Stromsteuerteil 165 vorzugsweise die Zufuhr des zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166, nachdem die Spannung V über das Kapazitätselement 166 den vorbestimmten Wert E2 erreicht hat, der größer als der vorbestimmte Wert E1 ist. Dabei ist der vorbestimmte Wert E2 vorzugsweise kleiner oder gleich der Spannung V über dem Kapazitätselement 166 (dem ersten Integralsignal Si1) zu dem Zeitpunkt, zu dem das erste Differentialsignal Sd1 ein Maximum erreicht.
  • 9 ist ein Kurvendiagramm, das schematisch eine Änderung in der Lampenspannung VL und eine Änderung in dem Zeitdifferentialwert (dVL/dt) in zwei Entladungslampen mit unterschiedlichen Kennlinien zeigt. In 9 gibt die Ordinatenachse die Lampenspannung VL oder den Zeitdifferentialwert an, und gibt die Abszissenachse die seit dem Betriebsstart abgelaufene Zeit an. Weiterhin geben die Kurven G1 und G2 jeweils eine Lampenspannung VL einer bestimmten Entladungslampe und den Zeitdifferentialwert wieder, und geben die Kurven G3 und G5 jeweils eine Lampenspannung VL einer anderen Entladungslampe und den Zeitdifferentialwert wieder. Wie in den Kurvendiagrammen gezeigt, umfasst die Entladungslampe eine Einrichtung (Kurve G4), die eine Kennlinie aufweist, bei der sich ein Zeitdifferentialwert der Lampenspannung VL plötzlich vermindert, nachdem der Zeitdifferentialwert ein Maximum erreicht hat, und eine Einrichtung (Kurve G2), die eine Kennlinie aufweist, bei der sich der Zeitdifferentialwert relativ allmählich vermindert. Wenn die Steuerung der elektrischen Leistung auf der Basis des zweiten Differentialsignals Sd2 fortgesetzt wird, kann die Lichtemissionsintensität der Entladungslampe mit der Kennlinie der Kurven G3 und G4 zu stark ansteigen, wenn der Steuerteil 10a unter Verwendung der Entladungslampe mit den Kennlinien der Kurven G1 und G2 eingestellt wird. Wenn der Steuerteil 10a umgekehrt unter Verwendung der Entladungslampe mit der Kennlinie der Kurven G3 und G4 eingestellt wird, kann die Lichtemissionsintensität der Entladungslampe mit der Kennlinie der Kurven G1 und G2 zu wenig stark ansteigen.
  • Bei der Entladungslampen-Betriebsschaltung 1 der Ausführungsform dagegen wird, bevor das erste Differentialsignal Sd1 sein Maximum erreicht, die Zufuhr des zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 gestoppt, wobei dann nur ein Strom aus der Konstantspannungsquelle Vcc durch das Kapazitätselement 166 integriert wird. Deshalb wird die Zufuhr der elektrischen Leistung nur auf der Basis des Signals g(t) gesteuert, das sich monoton nur in Abhängigkeit von der abgelaufenen Zeit erhöht, wobei eine Beeinflussung des Steuersignals Sc durch Variationen in dem ersten Differentialsignal Sd1 vermieden werden kann, nachdem das erste Differentialsignal Sd1 sein Maximum erreicht hat.
  • Wie in 8 gezeigt, wandelt der Funktionsberechnungsteil 161 des Integralberechnungsteils 16 vorzugsweise das erste Differentialsignal Sd1 zu dem zweiten Differentialsignal Sd2 in Übereinstimmung mit der Funktion f1, die eine gewisse positive Steigung aufweist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals Sd1 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und wandelt das erste Differentialsignal Sd1 zu dem zweiten Differentialsignal Sd2 in Übereinstimmung mit der Funktion f2, die eine kleinere positive Steigung aufweist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals Sd1 größer als der vorbestimmte Wert ist. Wenn die elektrische Leistung wie in 10 gezeigt auf der Basis des ersten Differentialsignals Sd1 ohne eine Wandlung durch den Funktionsberechnungsteil 161 gesteuert wird, wird in einer Zeitzone, in der die Lichtemissionsintensität plötzlich durch eine Verdampfung von Metall im Inneren einer Röhre erhöht wird, d.h. in einer Zeitzone (einem Bereich C von 10), in dem die Lampenspannung VL plötzlich erhöht wird, mehr als nötig reduziert, wodurch einer Erhöhung der Lichtemissionsintensität verzögert wird. Wenn dagegen das erste Differentialsignal Sd1 (=dV/dt) einen vorbestimmten Wert überschreitet, werden die Funktionen f1, f2, in denen eine Erhöhung des Stromsignals zu dem Kapazitätselement 166 unterdrückt wird, auf das erste Differentialsignal Sd1 angewendet, wobei auch in einem Zeitbereich, in dem sich die Lampenspannung VL plötzlich erhöht (d.h. sich das erste Differentialsignal Sd1 erhöht), verhindert werden kann, dass sich die elektrische Leistung mehr als nötig vermindert, und die gewünschte Lichtemissionsintensität schneller erreicht werden kann.
  • Im Folgenden wird ein konkretes Beispiel für den Funktionsberechnungsteil 161 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Das folgende Beispiel ist ein Beispiel für eine konkrete Schaltungskonfiguration zum Implementieren des Funktionsberechnungsteils 161 gemäß der Ausführungsform, wobei der Funktionsberechnungsteil 161 aber auch durch andere Schaltungskonfiguration als die nachfolgend beschriebene Schaltungskonfiguration realisiert werden kann.
  • 11 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel für den Funktionsberechnungsteil 161 zeigt. Wie in 11 gezeigt, umfasst dieser Funktionsberechnungsteil 161 eine Verstärkungsschaltung 201, Ausgabesteuerschaltungen 202 und 203, und eine Saugpufferschaltung 204. Die Verstärkungsschaltung 201 umfasst einen Verstärker 211. Ein nicht-invertierendes Eingangsende 211a des Verstärkers 211 ist mit einem Eingangsende 161a des Funktionsberechnungsteils 161 verbunden. Ein invertierendes Eingangsende 211b des Verstärkers 21 ist mit einem Ausgangsende 211c des Verstärkers 211 über ein Widerstandselement 212 verbunden und ist über ein Widerstandselement 213 geerdet. Weiterhin ist das invertierende Eingangsende 211b mit einem Ausgangsende 201a der Verstärkungsschaltung 201 verbunden.
  • Die Ausgangsschaltung 202 umfasst eine NICHT-ODER-Schaltung 216 und einen Transistor 214 wie etwa einen FET. der Drain-Anschluss des Transistors 214 ist mit dem Ausgangsende 201a der Verstärkungsschaltung 201 verbunden. Der Source-Anschluss des Transistors 214 ist geerdet, und der Gate-Anschluss ist mit einem Ausgangsende der NICHT-ODER-Schaltung 26 über ein Widerstandselement 215 verbunden. Ein Eingangsende der NICHT-ODER-Schaltung 216 ist mit einem Ausgangsende eines Vergleichers 165c verbunden. Außerdem ist der Vergleicher 165c einer der Vergleicher, wenn der Fenstervergleicher 165a der ersten Ausführungsform in zwei unabhängige Vergleicher unterteilt ist, und gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 aus, wenn eine Spannung V über das Kapazitätselement (siehe 3) größer als ein vorbestimmter Wert E0 ist. Ein Signal SVL, das zu einer logischen 1 wird, wenn eine Lampenspannung VL einen bestimmten Bezugswert überschreitet, wird an dem anderen Eingangsende der NICHT-ODER-Schaltung 26 eingegeben.
  • Die Ausgabesteuerschaltung 203 umfasst einen Transstor 211 wie etwa einen FET. Der Drain-Anschluss des Transistors 221 ist mit dem Ausgangsende 201a der Verstärkungsschaltung 201 verbunden. Der Source-Anschluss des Transistors 211 ist geerdet, und der Gate-Anschluss ist mit einem Ausgangsende eines Vergleichers 165d über ein Widerstandselement 222 verbunden. Außerdem ist der Vergleicher 165d der andere der Vergleicher, wenn der Fenstervergleicher 165a der ersten Ausführungsform in zwei unabhängige Vergleicher unterteilt wird, und gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 aus, wenn eine Spannung V über das Kapazitätselement 166 (siehe 3) größer als ein vorbestimmter Wert E2 ist.
  • Die Saugpufferschaltung 204 umfasst einen Verstärker 231 und eine Diode 232. Eine vorbestimmte Spannung E4 (in Entsprechung zu einem vierten vorbestimmten Wert), in der die Widerstandsspannungsteilung vorgenommen wird, wird an einem nicht-invertierenden Eingangsende 231a des Verstärkers 231 eingegeben. Ein invertierendes Eingangsende 231b des Verstärkers 231 ist mit der Anode der Diode 232 verbunden, und ein Ausgangsende 231c des Verstärkers 231 ist mit der Kathode der Diode 232 verbunden. Weiterhin ist die Anode der Diode 232 mit dem Ausgangsende 201a der Verstärkungsschaltung 201 über ein Widerstandselement 233 und ein Widerstandselement 218 verbunden. Außerdem ist ein Verbindungspunkt zwischen dem Widerstandselement 233 und dem Widerstandselement 218 mit einem Ausgangsende 161b des Funktionsberechnungsteils 161 verbunden.
  • Wenn die Spannung V über das Kapazitätselement 166 den vorbestimmten Wert E0 (in Entsprechung zu dem Zeitpunkt t1 von 6(c)) in diesem Funktionsberechnungsteil 161 überschreitet, wird der Transistor 214 in einen nicht verbundenen Zustand versetzt, wobei sich ein Potential in Übereinstimmung mit einem ersten Differentialsignal Sd1 in dem Ausgangsende 201a der Verstärkungsschaltung 201 entwickelt. Wenn dabei das Potential des Ausgangsendes 201a der Verstärkungsschaltung 201 gleich der vorbestimmte Spannung E4 oder kleiner ist, versucht der Verstärker 231 einen Strom durch die Widerstandselemente 233 und 218 zu führen, wobei der Strom jedoch durch die Diode 232 blockiert wird. Deshalb wird ein Potential (das zweite Differentialsignal Sd2) des Ausgangsendes 161b beinahe gleich dem ersten Differentialsignal Sd1 (in Entsprechung zu der Funktion f1 von 8). Wenn danach das Potential des Ausgangsendes 201a der Verstärkungsschaltung 201 die vorbestimmte Spannung E4 überschreitet, saugt die Saugpufferschaltung 204 einen Strom durch die Widerstandselemente 218 und 233, sodass der Wert des zweiten Differentialsignals Sd2 gleich dem Wert wird, der in der folgenden mathematischen Formel (4) ausgedrückt wird (in Entsprechung zu der Funktion f2 von 8). Sd2 = E4 + (Sd1 – E4)·R233/(R233 + R218) = sd1∙R233/(R233 + R218) + E4·R218/(R233 + R218) [mathematische Formel 4]
  • Dabei geben R218 und R233 in der mathematischen Formel (4) jeweils Widerstandswerte der Widerstandselemente 218 und 233 wieder. Wenn danach die Spannung V über das Kapazitätselement 166 den vorbestimmten Wert E2 überschreitet, wird der Transistor 221 in einen leitenden Zustand versetzt, wird das Ausgangsende 201a der Verstärkungsschaltung 201 geerdet und wird eine Signalausgabe aus dem Ausgangsende 161b gestoppt.
  • Im Folgenden wird ein weiteres Beispiel eines Steuerteils gemäß einer zweiten Ausführungsform einer Entladungslampen-Betriebsschaltung der Erfindung beschrieben. 12 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Steuerteils 10b der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Steuerteil 10b der Ausführungsform umfasst einen Leistungsberechnungsteil 31 anstelle des Leistungsberechnungsteils 11 der ersten Ausführungsform. Der Leistungsberechnungsteil 31 weist Eingangsenden 31a und 31b sowie ein Ausgangsende 31c auf. Das Eingangsende 31a ist mit einem Zwischenteil einer Sekundärwicklung 7b (siehe 1) über eine Spitzenhalteschaltung 21 verbunden. Das Eingangsende 31b ist mit einem Ende eines Widerstandselements 4 (siehe 1) verbunden, das zum Erfassen eines Lampenstroms IS einer Entladungslampe L über eine Spitzenhalteschaltung 22 und einen Puffer 23 verbunden ist. Das Ausgangsende 31c ist mit einem Eingangsende 12a eines Fehlerverstärkers 12 verbunden.
  • Der Leistungsberechnungsteil 31 umfasst einen Differentialberechnungsteil 15, einen ersten Integralberechnungsteil 32, einen zweiten Integralberechnungsteil 33, einen Stromsteuerteil 34, einen Spannung-Strom-Wandlungsteil 35 und Stromquellen 18 und 19. Der Differentialberechnungsteil 15 und die Stromquellen 18 und 19 sind denjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich, sodass sie hier nicht nochmals im Detail beschrieben werden.
  • Der erste Integralberechnungsteil 32 ist ein Schaltungsteil zum Integrieren eines zweiten Differentialsignals Sd2 auf der Basis eines ersten Differentialsignals Sd1, das von dem Differentialberechnungsteil 15 eingegeben wird, in Bezug auf die Zeit und zum Erzeugen eines ersten Integralsignals Si1. Ein Eingangsende 32a des Integralberechnungsteils 32 ist mit einem Ausgangsende 15b des Differentialberechnungsteils 15 verbunden. Ein Ausgangsende 32b des Integralberechnungsteils 32 ist mit dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 35 verbunden.
  • Der erste Integralberechnungsteil 32 umfasst einen Funktionsberechnungsteil 161, einen Spannung-Strom-Wandlungsteil 162 (einen ersten Wandlungsteil), einen Schalter 164a, ein Kapazitätselement (erstes Kapazitätselement) 166, einen Schalter 167, ein Widerstandselement 168 und einen Vergleicher 169 (zweiten Stromsteuerteil). Diese Konfigurationen sind denjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich.
  • Der zweite Integralberechnungsteil 33 ist ein Schaltungsteil zum Integrieren eines ersten Differentialsignals Sd1 in Bezug auf die Zeit und zum Erzeugen eines zweiten Integralsignals Si2. Der zweite Integralberechnungsteil 33 umfasst einen Spannung-Strom-Wandlungsteil 331 (einen zweiten Wandlungsteil) zum Wandeln des ersten Differentialsignals Sd1, das ein Spannungssignal ist, zu einem ersten Stromsignal Id1, und ein Kapazitätselement 332 (ein zweites Kapazitätselement) zum Laden des ersten Stromsignals Id1. Ein Eingangsende 331a des Spannung-Strom-Wandlungsteils 331 ist mit dem Ausgangsende 15b des Differentialberechnungsteils 15 verbunden. Ein Ausgangsende 331b des Spannung-Strom-Wandlungsteils 331 ist mit einem Ende des Kapazitätselements 332 verbunden. Außerdem ist das andere Ende des Kapazitätselements 332 geerdet.
  • Der Stromsteuerteil 34 ist ein erster Stromsteuerteil in der Ausführungsform und steuert die Zufuhr eines zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 auf der Basis einer Spannung V über das Kapazitätselement 166 (des ersten Integralsignals Si1) und einer Spannung über das Kapazitätselement 332 (des zweiten Integralsignals Si2). Der Stromsteuerteil 34 wird zum Beispiel durch Vergleicher 341 und 342 und eine UND-Schaltung 343 gebildet. Ein Eingangsende des Vergleichers 341 ist mit einem Ende des Kapazitätselements 332 des zweiten Integralberechnungsteils 33 verbunden, und ein Ausgangsende ist mit einem Eingangsende der UND-Schaltung 343 verbunden. Der Vergleicher 341 gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 0 aus, wenn eine Eingangsspannung (d.h. die die Spannung über das Kapazitätselement 332) kleiner als ein vorbestimmter Wert E0 (erster vorbestimmter Wert) ist, und gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 aus, wenn die Eingangsspannung größer als der vorbestimmte Wert E0 ist. Weiterhin ist ein Eingangsende des Vergleichers 342 mit einem Ende des Kapazitätselements 166 verbunden, und ist ein Ausgangsende mit dem anderen Eingangsende der UND-Schaltung 343 verbunden. Der Vegleicher 342 gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 aus, wenn eine Eingangsspannung (das heißt die Spannung V über das Kapazitätselement 166) kleiner als ein vorbestimmter Wert E2 ist, und gibt eine Spannung in Entsprechung zu einer logischen 0 aus, wenn die Eingangsspannung größer als der vorbestimmte Wert E0 ist. Außerdem ist ein Eingangsende der UND-Schaltung 343 mit einem Steueranschluss des Schalters 164a verbunden. Der Schalter 164a wird in einen Verbindungszustand versetzt, wenn die Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 in den Steueranschluss eingegeben wird, und wird zu einem nicht-Verbindungszustand versetzt, wenn die Spannung in Entsprechung zu einer logischen 1 in den Steueranschluss eingegeben wird.
  • Außerdem steuert der Stromsteuerteil 34 der Ausführungsform das Zuführen des zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 über den Schalter 164a, wobei aber der Stromsteuerteil 34 das zweite Stromsignal Id2 auch durch das direkte Steuern des Funktionsberechnungsteils 161 oder des Spanung-Strom-Wandlungsteils 162 steuern kann.
  • Der Spannung-Strom-Wandlungsteil 35 ist ein Schaltungsteil zum Wandeln des ersten Integralsignals Si1 zu einem Stromsignal I1. Ein Eingangsende 35a des Spannung-Strom-Wandlungsteils 35 ist mit dem Ausgangsende 32b des ersten Integralberechnungsteils 32 verbunden. Ein Ausgangsende 35b des Spannungs-Strom-Wandlungsteils 35 ist mit dem Eingangsende 31b des Leistungsberechnungsteils 31 über ein Widerstandselement 24 verbunden. Der Spannung-Strom-Wandlungsteil 31 gibt den Strom I1 in Übereinstimmung mit zum Beispiel einer in 13 gezeigten Funktion aus. Das heißt, der Spannung-Strom-Wandlungsteil 35 gibt das Stromsignal I1 mit einer Größe proportional zu dem ersten Integralsignal Si1 aus.
  • Im Folgenden wird der Betrieb des Leistungsberechnungsteils 31 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau mit Bezug auf 6 und 7 beschrieben. Wenn ein Ausgabesignal aus dem Differentialberechnungsteil 15 nach einem Betriebsstart stabil wird (zum Zeitpunkt t0 von 6(c)), wird ein erstes Differentialsignal Sd1 (=dVS/dt) aus dem Differentialberechnungsteil 15 in dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 311 des zweiten Integralberechnungsteils 33 zu einem Stromsignal Id1 gewandelt und in das Kapazitätselement 322 geladen. Folglich wird das erste Differentialsignal Sd1 in Bezug auf die Zeit in dem Kapazitätselement 332 integriert und wird ein zweites Integralsignal Si2 erzeugt.
  • Wenn dann eine Spannung über das Kapazitätselement 332 (d.h. das zweite Integralsignal Si2) einen vorbestimmten Wert E0 erreicht (zum Zeitpunkt t1 von 6 und 7), wird die Ausgabe aus dem Vergleicher 341 zu einer logischen 1, wird der Schalter 164a zu einem verbundenen Zustand gesteuert und wird die Zufuhr eines zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 gestartet. Das heißt, das erste Differentialsignal Sd1 aus dem Differentialberechnungsteil 15 wird durch den Funktionsberechnungsteil 161 zu einem zweiten Differentialsignal Sd2 gewandelt, und das zweite Differentialsignal Sd2 wird zu einem zweiten Stromsignal Id2 in dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 162 gewandelt und über den Schalter 164a in das Kapazitätselement geladen. Dann wird das zweite Differentialsignal Sd2 in dem Kapazitätselement 166 in Bezug auf die Zeit integriert und wird ein erstes Integralsignal Si1 erzeugt.
  • Das erste Integralsignal Si1 wird aus dem ersten Integralberechnungsteil 32 ausgegeben und in den Spannung-Strom-Wandlungsteil 35 eingegeben. Dann wird das erste Integralsignal Si1 in dem Spannung-Strom-Wandlungsteil 35 zu dem Stromsignal I1 gewandelt. Wenn sich das erste Integralsignal Si allmählich erhöht (6(c)), erhöht sich das Stromsignal I1, sodass ein Spannungsabfall in dem Widerstandselement 24 größer wird und eine Frequenz eines Steuersignals Sc aus dem Spannung-Frequenz-Wandlungsteil 13 (siehe 1) allmählich hoch wird. Folglich wird die Zufuhr der elektrischen Leistung zu der Entladungslampe L allmählich reduziert (7(a)).
  • Wenn dann eine Spannung V über das Kapazitätselement 166 (da erste Integralsignals Si1) einen vorbestimmten Wert E1 erreicht (zum Zeitpunkt t2 von 6 und 7), wird der Schalter 167 durch den Vergleicher 169 zu einem leitenden Zustand versetzt. Folglich wird ein Strom aus einer Konstantspannungsquelle Vcc auf das zweite Stromsignal Id2 gelagert und wird die Spannung V über das Kapazitätselement 166 zu einem Wert, in dem eine Zeitfunktion g(t) über einen Integralwert des zweiten Differentialsignals Sd2 gelagert wird. Die Spannung V über das Kapazitätselement 166 wird als das erste Integralsignal Si1 ausgegeben, und die Leistung in Übereinstimmung mit diesem ersten Integralsignal Si1 wird von der zugeführten elektrischen Leistung zu der Entladungslampe L reduziert (7(a)).
  • Wenn dann die Spannung V über das Kapazitätselement 166 (das erste Integralsignal Si1) einen vorbestimmten Wert E2 (>E1) erreicht (zum Zeitpunkt t3 von 6 und 7), wird eine Ausgabe des Vergleichers 342 zu einer logischen 0, wird der Schalter 164a zu einem nicht verbundenen Zustand versetzt und wird die Zufuhr des zweiten Stromsignals Id2 zu dem Kapazitätselement 166 gestoppt. Folglich wird nur der Strom aus der Konstantstromquelle Vcc zu dem Kapazitätselement 166 zugeführt und wird die zu der Entladungslampe L zugeführte elektrische Leistung in Übereinstimmung mit nur der Zeitfunktion g(t) reduziert und allmählich zu einer Zielleistung (von zum Beispiel 35 W) geführt (7(a)).
  • Im Folgenden werden die Effekte genannt, die durch einige Implementierungen der Entladungslampen-Betriebsschaltung (Steuerteil 10b) der oben beschriebenen Ausführungsform erzielt werden können. Die zugeführte elektrische Leistung kann gesteuert werden, wobei der Einfluss von Variationen in der Lampenspannung VL aufgrund einer langfristigen Änderung oder einer individuellen Differenz in der Entladungslampe L ähnlich wie in der ersten Ausführungsform unterdrückt werden kann. Auch wenn die Lampenspannung VL unmittelbar nach dem Betriebsstart durch einen Hochspannungsimpuls aus der Startschaltung 3 beeinflusst wird und variiert, kann der Einfluss auf die Steuerung der elektrischen Leistung reduziert werden, indem die Variationen gemittelt werden, wobei die Zufuhr der elektrischen Leistung bei jeder Operation mit guter Reproduzierbarkeit gesteuert werden kann.
  • In der Ausführungsform kann der Steuerteil 10b den zweiten Integralberechnungsteil 33 zum Integrieren des ersten Differentialsignals Sd1 in Bezug auf die Zeit und zum Erzeugen des zweiten Integralsignals Si2 aufweisen und kann das Steuersignal Sc auf der Basis des ersten Integralsignals Si1 zu dem Leistungszuführteil 2 (siehe 1) geben, nachdem das zweite Integralsignal Si1 den vorbestimmten Wert E0 erreicht hat. Folglich kann die Steuerung der elektrischen Leistung auf der Basis des ersten Integralsignals Si1 unter der bestimmten Bedingung gestartet werden, dass ein Integralwert (das zweite Integralsignal Si2) des ersten Differentialsignals Sd1 den vorbestimmten Wert E0 erreicht, sodass auch wenn die individuelle Differenz in der Lampenspannung VL unmittelbar nach dem Betriebsstart groß ist, der Einfluss der individuellen Differenz effektiver unterdrückt werden kann.
  • In der Ausführungsform kann der erste Integralberechnungsteil 32 den Spannung-Strom-Wandlungsteil 162 und das Kapazitätselement 166 umfassen, und kann der zweite Integralberechnungsteil 33 den Spannung-Strom-Wandlungsteil 331 und das Kapazitätselement 332 umfassen, wobei der Stromsteuerteil 34 das zweite Stromsignals Id2 derart steuern kann, dass das zweite Stromsignal Id2 zu dem Kapazitätselement 166 geführt wird, nachdem die Spannung über das Kapazitätselement 332 (d.h. das zweite Integralsignal Si2) den vorbestimmten Wert E0 erreicht hat.
  • Bei dieser Konfiguration wird das erste Differentialsignal Sd1 durch das Kapazitätselement 332 integriert und kann das zweite Integralsignal Si2 erzeugt werden. Dann wird das zweite Stromsignal Id2 derart gesteuert, dass das zweite Stromsignal Id2 zu dem Kapazitätselement 166 geführt wird, nachdem die Spannung über das Kapazitätselement 332 (d.h. das zweite Integralsignal Si2) den vorbestimmten Wert E0 erreicht, sodass die Integralberechnung des zweiten Differentialsignals Sd2 durchgeführt wird und das erste Integralsignal Si1 erzeugt werden kann.
  • Die Entladungslampen-Betriebsschaltung gemäß der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt, wobei verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können. Zum Beispiel kann in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der Steuerteil (insbesondere der Leistungsberechnungsteil) durch eine analoge Schaltung gebildet werden, wobei der Steuerteil (insbesondere der Leistungsberechnungsteil) der Erfindung jedoch auch implementiert werden kann, indem eine vorbestimmte Software in einem Computer mit einer CPU und einem Speicher ausgeführt wird.
  • Die Erfindung kann durch weitere andere Ausführungsformen realisiert werden, ohne dass der Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims (10)

  1. Entladungslampen-Betriebsschaltung zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Entladungslampe, wobei die Entladungslampen-Betriebsschaltung umfasst: einen Steuer-Schaltungsaufbau (10a) zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern der Größe der elektrischen Leistung auf der Basis einer Spannung zwischen den Elektroden der Entladungslampe (L), und einen Leistungszuführ-Schaltungsaufbau (2) zum Zuführen der elektrischen Leistung zu der Entladungslampe (L) auf der Basis des Steuersignals aus dem Steuer-Schaltungsaufbau (10a), wobei der Steuer-Schaltungsaufbau (10a) umfasst: einen Differentialberechnungs-Schaltungsaufbau (15) zum Differenzieren eines Signals in Übereinstimmung mit der Spannung zwischen den Elektroden in Bezug auf die Zeit und zum Erzeugen eines ersten Differentialsignals, und einen ersten Integralberechnungs-Schaltungsaufbau (16) zum Integrieren eines zweiten Differentialsignals, das sich monoton erhöht und vermindert, wenn sich das erste Differentialsignal in Bezug auf die Zeit erhöht und vermindert, und zum Erzeugen eines ersten Integralsignals, wobei der Steuer-Schaltungsaufbau (10a) betrieben werden kann, um das Steuersignal derart zu erzeugen, dass sich die elektrische Leistung vermindert, wenn sich das erste Integralsignal erhöht.
  2. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Integralberechnungs-Schaltungsaufbau (16) betrieben werden kann, um das erste Differentialsignal in Bezug auf die Zeit zu integrieren und ein zweites Integralsignal zu erzeugen, und dass der Steuer-Schaltungsaufbau (10a) betrieben werden kann, um das Steuersignal zu dem Leistungszuführ-Schaltungsaufbau (2) auf der Basis des ersten Integralsignals zu geben, nachdem das zweite Integralsignal einen ersten vorbestimmten Wert erreicht hat.
  3. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Integralberechnungs-Schaltungsaufbau (16) eine erste Wandlungsschaltung (162) zum Wandeln des zweiten Differentialsignals zu einem zweiten Stromsignal, eine zweite Wandlungsschaltung (163) zum Wandeln des ersten Differentialsignals zu einem ersten Stromsignal, ein erstes Kapazitätselement (166) zum Laden des ersten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das erste Kapazitätselement (166) als zweites Integralsignal sowie zum Laden des zweiten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das erste Kapazitätselement (166) als erstes Integralsignal sowie eine erste Stromsteuerschaltung (165) zum Steuern der Zufuhr des ersten und des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement (166) auf der Basis der Spannung über das erste Kapazitätselement umfasst, wobei die erste Stromsteuerschaltung (165) betrieben werden kann, um das erste und das zweite Stromsignal zu steuern, sodass zuerst das erste Stromsignal zu dem ersten Kapazitätselement (166) geführt wird und dann das zweite Stromsignal zu dem ersten Kapazitätselement (166) geführt wird, nachdem die Spannung über das erste Kapazitätselement (166) den ersten vorbestimmten Wert oder einen entsprechenden Wert erreicht hat.
  4. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuer-Schaltungsaufbau (10a) weiterhin einen zweiten Integralberechnungs-Schaltungsaufbau (33) zum Integrieren des ersten Differentialsignals in Bezug auf die Zeit und zum Erzeugen eines zweiten Integralsignals sowie zum Geben des Steuersignals an den Leistungszuführ-Schaltungsaufbau (2) auf der Basis des ersten Integralsignals, nachdem das zweite Integralsignal einen ersten vorbestimmten Wert erreicht hat, umfasst.
  5. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Integralberechnungs-Schaltungsaufbau (16) eine erste Wandlungsschaltung (162) zum Wandeln des zweiten Differentialsignals zu einem zweiten Stromsignal und ein erstes Kapazitätselement (166) zum Laden des zweiten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das erste Kapazitätselement als erstes Integralsignal umfasst, dass der zweite Integralberechnungs-Schaltungsaufbau (32) eine zweite Wandlungsschaltung (331) zum wandeln des ersten Differentialsignals zu einem ersten Stromsignal und ein zweites Kapazitätselement (332) zum Laden des ersten Stromsignals und zum Ausgeben einer Spannung über das zweite Kapazitätselement (332) als zweites Integralsignal umfasst, und dass der Steuer-Schaltungsaufbau (10a) weiterhin eine erste Stromsteuerschaltung (165) zum Steuern der Zufuhr des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement (166) umfasst, sodass das zweite Stromsignal zu dem ersten Kapazitätselement (166) zugeführt wird, nachdem die Spannung über das zweite Kapazitätselement den ersten vorbestimmten Wert oder einen entsprechenden Wert erreicht hat.
  6. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Integralberechnungs-Schaltungsaufbau umfasst: ein Widerstandselement (168), das zwischen einer Konstantspannungsquelle (Vcc) und dem ersten Kapazitätselement (166) verbunden ist, und eine zweite Stromsteuerschaltung (169) zum Zuführen einer Stroms aus der Konstantspannungsquelle (Vcc) zu dem ersten Kapazitätselement (166), wenn eine Spannung über das erste Kapazitätselement (166) größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.
  7. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromsteuerschaltung (165) betrieben werden kann, um die Zufuhr des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement (166) zu stoppen, nachdem eine Spannung über das erste Kapazitätselement (166) einen dritten vorbestimmten Wert erreicht hat, der größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, wobei der dritte vorbestimmte Wert kleiner oder gleich dem Wert der Spannung über das erste Kapazitätselement (166) ist, wenn das erste Differentialsignal sein Maximum erreicht.
  8. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Integralberechnungs-Schaltungsaufbau umfasst: ein Widerstandselement (168), das zwischen einer Konstantspannungsquelle (Vcc) und dem ersten Kapazitätselement (166) verbunden ist, und eine zweite Stromsteuerschaltung (169) zum Zuführen eines Stroms aus der Konstantspannungsquelle (Vcc) zu dem ersten Kapazitätselement (166), wenn eine Spannung über das erste Kapazitätselement (166) größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.
  9. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromsteuerschaltung (165) betrieben werden kann, um die Zufuhr des zweiten Stromsignals zu dem ersten Kapazitätselement (166) zu stoppen, nachdem eine Spannung über das erste Kapazitätselement (166) einen dritten vorbestimmten Wert erreicht hat, der größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, wobei der dritte vorbestimmte Wert kleiner oder gleich einem Wert der Spannung über dem ersten Kapazitätselement (166) ist, wenn das erste Differentialsignal seinen Maximalwert erreicht.
  10. Entladungslampen-Betriebsschaltung nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Integralberechnungs-Schaltungsaufbau (16) eine Funktionsberechnungsschaltung (161) zum Empfangen des ersten Differentialsignals und zum Erzeugen des zweiten Differentialsignals umfasst, wobei die Funktionsberechnungsschaltung (161) betrieben werden kann, um das erste Differentialsignal zu dem zweiten Differentialsignal in Übereinstimmung mit einer Funktion zu wandeln, die eine positive erste Steigung aufweist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals kleiner als ein vierter vorbestimmter Wert ist, und um das erste Differentialsignal zu dem zweiten Differentialsignal in Übereinstimmung mit einer Funktion zu wandeln, die eine positive zweite Steigung aufweist, die kleiner als die erste Steigung ist, wenn die Größe des ersten Differentialsignals größer als der vierte vorbestimmte Wert ist.
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