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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Reduzieren des Leistungsverlustes
und der Wärmebildung
in einer Entladungslampenschaltung und zum Sicherstellen stabiler
Steuerung.
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Eine
Schaltung für
eine Entladungslampe (eine Metalldampflampe), die eine Gleichspannungs-Gleichspannungsumsetzschaltung
bzw. DC-DC-Umsetzschaltung umfasst, eine Gleichspannungs-Wechselspannungsumsetzschaltung
bzw. DC-AC-Umsetzschaltung und eine Startschaltung (eine sogenannte
Starterschaltung) ist bekannt. Angenommen, dass die Anzahl der Entladungslampen eine
ist, gibt es beispielsweise einen Aufbau, der eine DC-DC-Umsetzschaltung
umfasst, eine Halbbrückenschaltung
(eine Schaltung, die aufgebaut ist zum Bilden eines Satzes aus zwei
Halbleiterschaltelementen und abwechselnd ausführender EIN/AUS-Steuerung)
und eine Steuerschaltung dafür.
Die Ausgangsgröße des Umsetzers
wird gesteuert durch das Steuern der Schaltelemente in dem DC-DC-Umsetzer
und eine Wechselspannungsausgangsgröße, die durch den abwechselnden
Betrieb der Schaltelemente generiert wird, die die Halbbrückenschaltung
bilden, wird der Entladungslampe zugeführt. Der DC-DC-Umsetzer schließt einen
Aufbau ein, in dem ein jeder Polarität entsprechender Schaltungsabschnitt
bereitgestellt ist (eine Spannungsumsetzschaltung entsprechend der
Polarität
ist vollständig
isoliert), um Ausgangsspannungen zu erhalten mit positiver und negativer
Polarität
und einen Aufbau, in welchem die Ausgangsgrößen mit beiden Polaritäten erhalten
werden können
in einem Aufbau ohne Isolierung der Schaltungsabschnitte.
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Darüber hinaus
gibt es für
den Fall, dass die Anzahl der Entladungslampen zwei ist, den Nachteil dahingehend,
dass die Anzahl der Komponenten und Kosten nicht reduziert werden
können,
wenn jeweilige Zündschaltungen
entsprechend den Entladungslampen bereitgestellt werden zum Zünden der
Entladungslampen. Daher ist es vorzuziehen, dass die Zündschaltungen
für zwei
Entladungslampen gemeinsam ausgeführt werden. Beispielsweise
gibt es einen Aufbau, der einen DC-DC-Umsetzer umfasst und eine
Vollbrückenschaltung
(eine Schaltung, die aus vier gepaarten Halbleiterschaltelementen
besteht und abwechselnd EIN/AUS-Steuerung
zweier Paare der Elemente ausführt)
und einer zugehörigen Steuerschaltung.
Speziell wird die Ausgangsgröße des Umsetzers
gesteuert durch die Steuerung des Schaltelementes in dem DC-DC-Umsetzer.
Zudem, wenn eine rechteckwellenförmige
Ausgangsgröße, die
durch den abwechselnden Betrieb der Schaltelemente, die die Vollbrückenschaltung
bilden, bereitgestellt wird, für
die Entladungslampen, werden abwechselnd eine Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
und eine Ausgangsgröße mit einer
negativen Polarität
an die Entladungslampen angelegt (mit anderen Worten, wenn die Ausgangsgröße mit der positiven
Polarität
zugeführt
wird zu einer der Entladungslampen, wird die Ausgangsgröße mit der
negativen Polarität
zugeführt
zu der anderen Entladungslampe). Der DC-DC-Umsetzer zum Erhalten
der Ausgangsspannungen mit einer positiven Polarität und einer
negativen Polarität
schließt
den Schaltungsaufbau mit zwei Konfigurationen ein, wie sie oben
beschrieben sind.
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Um
die Entladungslampe zuverlässig
zu zünden,
wird es vorgezogen, dass ein Hilfsstromschaltkreis, einschließlich einer
Kapazität
bereitgestellt werden sollte in der nachfolgenden Stufe eines DC-DC-Umsetzers
(siehe beispielsweise
JP 9-223591
A ). Wie in dem Fall, in dem die Entladungslampe zündet, wird
die in dem Kondensator gespeicherte Energie der Entladungslampe
zugeführt,
sodass ein Übergang
zu einer Bogenentladung sanft ausgeführt werden kann.
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12 zeigt
schematisch eine Spannung (die Ausgangsgröße des DC-DC-Umsetzers, ein oberer
Teil zeigt eine Spannung mit einer positiven Polarität an, ein
unterer Teil zeigt eine Spannung mit einer negativen Polarität an und
ein Strom ”IL” in einer
mittleren Stufe zeigt den Strom der Entladungslampe), die zugeführt wird,
wenn eine Entladungslampe gezündet
wird unter der Annahme einer Zündschaltung
für die
Entladungslampe. Die Stromhilfsschaltung ist bereitgestellt für die Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
des DC-DC-Umsetzers und eine Ausgangsspannung des Umsetzers (eine
sogenannte Offenschaltkreisspannung ”O. C. V” vom englischsprachigen Ausdruck
open circuit voltage) ist auf 350 V (Volt) eingestellt, eine Begrenzung
für die
Ausgangsgröße mit einer
negativen Polarität
des DC-DC-Umsetzers ist eingestellt auf 150 V und eine Nennspannung
ist auf 85 V eingestellt.
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Angenommen
dass die Ausgangsgröße mit der
positiven Polarität
der Entladungslampe zu einer bestimmten Zeit zugeführt wird,
dann hat die Ausgangsgröße mit der
negativen Größe keinen
Pfad, durch den ein Strom fließen
könnte
und ist in einen lastfreien Zustand versetzt. Zu diesem Zeitpunkt
wird daher die Spannung (der Betrag) der Ausgangsgröße mit einer
negativen Polariät
durch den DC-DC-Umsetzer begrenzt auf 150 V.
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Wenn
die Polarität
umgedreht wird in einer folgenden Zeitperiode und die Ausgangsgröße mit einer
negativen Polarität
der Entladungslampe zugeführt
wird, hat die Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
keinen Pfad, durch den ein Strom fließen könnte und sie ist zu dieser
Zeit in einen lastfreien bzw. unbelasteten Zustand versetzt. In diesem
Fall wird daher die Spannung (der Betrag) der Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
durch den DC-DC-Umsetzer
auf 350 V eingestellt. Der oben beschriebene Betrieb wird wiederholt
gemäß der Betriebsfrequenz
einer Brückenschaltung
(eine Frequenz, mit der die Schaltoperation der Schaltelemente abgewechselt
wird) sodass eine Ausgangsgröße mit jeder
Polarität
bereitgestellt wird für
die Entladungslampe.
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Mit
dem vorstehend beschriebenen Aufbau können jedoch beispielsweise
die folgenden Nachteile bewirkt werden:
- (1)
Der Einfluss einer Wechselspannungskomponente (basierend auf einem
Impulsfluss) bei niedriger Zündfrequenz
behindert eine konstante Leistungssteuerung;
- (2) eine Erhöhung
in einer ungültigen
Leistungskomponente;
- (3) eine Erhöhung
im Verlust in einer Stromhilfsschaltung.
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Wie
in 12 gezeigt, nimmt der durch die Entladungslampe
fließende
Strom ”IL” eine Wellenform
mit Impulsfluss an.
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Der
Grund ist, dass eine Glättungsschaltung bereitgestellt
wird in der Ausgangsstufe des DC-DC-Umsetzers und elektrische Ladungen,
die in einem Glättkondensator
angesammelt werden, werden hauptsächlich entladen in einem lastfreien
Zustand. In anderen Worten, die Energie des Glättkondensators, die gespeichert
wird, um eine Spannung von hilfsweise 350 V oder –150 V zu
haben, wird entladen zu der Entladungslampe um eine Spannung von
85 V oder –85
V zu haben während
der Polaritätsumkehr
der Brückenschaltung.
Daher wird ein Strom unmittelbar nach der Polaritätsumkehr
erhöht und
der pulsierende Fluss bewirkt eine starke Schwankung in einer Ausgangsspannung,
die zu unangenehmen Wirkungen (1) bis (3) führt.
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Zuerst
wird bezugnehmend auf (1) der Strom, der zur Entladungslampe fließt, augenblicklich
ohne irgendwelche Steuerinformationen temporär erhöht, wenn die Polarität der Entladungslampe umgeschaltet
wird. Daher versucht die Steuerschaltung die Erhöhung zu erfassen, um den Stromfluss zur
Entladungslampe zu verringern. Wenn die Kapazität des Glättkondensators groß ist und
der Strom groß ist
während
der Polaritätsumschaltung
wird jedoch folglich eine höhere
Energie zugeführt
als eine erforderliche Steuerenergie. Um die Zufuhr zu vermeiden,
ist beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen zum Bereitstellen
einer Verzögerung
(einer Verzögerungsschaltung)
in einer Schaltung zum Erfassen eines Wertes eines Stromflusses
zur Entladungslampe oder eine Schaltung zur Konstantleistungssteuerung,
dadurch eine langsame Reaktion liefernd. Folglich werden die Kosten
erhöht.
Durch langsame Reaktion besteht darüber hinaus eine Möglichkeit,
dass eine Energieeingangsgröße (Spannung)
sich plötzlich ändern kann
oder eine folgende Möglichkeit
für eine Änderung
in den Bedingungen der Entladungslampe kann gestört werden. Daher ist die Möglichkeit,
dass die Entladungslampe ausgehen könnte, vergrößert, was nicht vorzuziehen
ist. Bezug nehmend auf (2), wird außerdem eine Beschreibung dargelegt
mit spezifischen Zahlenwerten. Wenn beispielsweise eine Nennleistung
auf 35 W eingestellt ist, eine elektrischstatische Kapazität des Glättkondensators
eingestellt ist auf 0,47 μF
und eine Zündfrequenz
der Brückenschaltung
eingestellt ist auf 1 kHz, speichert ein DC-DC-Umsetzer für eine Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
elektrische Ladungen in dem Glättkondensator
alle 1 ms (Millisekunde) von 85 V (Nennspannung) bis 350 V (die
O. C. V). Eine Energie ist ”0,47 × 10–6 × (3502 – 852) = 0,054)”, was einer Leistung pro Sekunden
von 0,054J × 1000
= 54 W entspricht. Um die Leistung pro Sekunde auf eine Leistung
im eingeschwungenen Zustand der Entladungslampe oder niedriger einzustellen,
ist folglich vorzuziehen, dass die Quantität des Glättkondensators oder die Zündfrequenz
geregelt werden sollten. Wie oben beschrieben, liefert eine verzerrte
Wechselspannungskomponente eine ungültige Leistungskomponente zum
Generieren eines Verlustes, der eine Belastung für den Entwurf der Wärmeableitung
ist.
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Bezug
nehmend auf (3) wird die Ausgangsspannung des DC-DC-Umsetzers angehoben
oder gesenkt mit der Zündfrequenz
der Brückenschaltung. Daher
wird beispielsweise in dem Fall, in dem ein Widerstandselement verbunden
wird mit dem Kondensator in der Stromhilfsschaltung, ein Joule Wärmeverlust
generiert durch einen Stromfluss zu dem Widerstandselement.
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Im
vorstehenden Fall ist eine Entladungslampe vorgesehen. Auch in dem
Fall, in dem die Anzahl der Entladungslampen zwei ist, werden dieselben
nachteiligen Effekte produziert.
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Insbesondere
in dem Fall, in dem die eine Entladungslampe gezündet ist und die andere Entladungslampe
nicht gezündet
ist, agieren die Ausgangsspannungen des DC-DC-Umsetzers in den Ausgangsgrößen mit
positiver und negativer Polarität in
derselben Weise wie in dem Fall, in dem eine Entladungslampe bereitgestellt
ist. Wenn die Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
(oder einer negativen Polarität)
angelegt wird an die Entladungslampe, die gezündet ist, wird die negativseitige
Elektrode (oder die positivseitige Elektrode) in einen lastfreien Zustand
gebracht. Entsprechend können
in dem Fall, in dem zwei Entladungslampen vorgesehen sind und eine
Entladungslampe noch nicht gezündet
ist, dieselben Probleme auftreten, wie sie oben beschrieben worden
sind. Die
FR 2 795
284 A1 beschreibt eine Entladungslampenversorgungsschaltung,
die eine Gleichspannungs-Versorgungsschaltung zum Empfang einer
Eingangsgleichspannung und zur Ausgabe einer gewünschten Gleichspannung aufweist, eine
Gleichspannungs-Wechselspannungs-Wandlerschaltung
zur Umwandlung der Ausgangsspannung der Gleichspannungs-Versorgungsschaltung
in eine Wechselspannung, und zum Liefern der Wechselspannung an
mehrere Entladungslampen, eine Detektorschaltung zum Detektieren
der Spannung oder des Stroms in Bezug auf jede Entladungslampe,
und eine Steuerschaltung zum Kontrollieren der Schaltung, des Stroms,
oder der Versorgungsleistung jeder Entladungslampe in Reaktion auf
ein Detektorsignal von der Detektorschaltung.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, durch einen Leistungsverlust und eine
Wärmebildung
bewirkte Elementefehler zu reduzieren und eine stabile Leistungssteuerung
in einer Entladungslampenschaltung zu implementieren.
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Um
die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wird erfindungsgemäß, wenn
eine Ausgangsspannung einer DC-DC-Umsetzschaltung alternierend an eine
Entladungslampe angelegt wird, durch ein Vergleichsmittel eine Ausgangsspannung
auf einer lastfreien bzw. unbelasteten Seite von Ausgängen mit
positiver und negativer Polarität,
die nicht angelegt wird an die Entladungslampe während des Betriebs der Entladungslampe,
begrenzt um gleich einer Ausgangspannung auf einer Seite zu sein,
die angelegt wird an die Entladungslampe. Darüber hinaus wird, wenn eine
Leistung zwei Entladungslampen zugeführt wird, während abwechselnd eine Polarität einer
Ausgangsspannung durch die DC-DC-Umsetzschaltung geschaltet wird,
eine Ausgangsspannung an einer nicht belasteten Seite der Ausgänge mit
positiver und negativer Polarität,
die nicht angelegt wird an die Entladungslampe, begrenzt um gleich der
Ausgangsspannung auf der Seite zu sein, die angelegt wird an die
Entladungslampe, wenn eine der Entladungslampen gezündet ist
oder eine Instruktion ausgegeben wird zum Zünden der Entladungslampe und
die andere Entladungslampe noch nicht gezündet ist oder die Instruktion
zum Zünden
nicht ausgegeben wird für
diese Entladungslampe.
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Erfindungsgemäß wird daher
die Ausgangsspannung auf der nicht belasteten Seite begrenzt auf die
Ausgangsspannung mit einer umgekehrten Polarität davon. Folglich ist es möglich, eine
Wechselspannungskomponente während
eines Impulsflusses zu unterdrücken,
der mit einem Stromfluss zur Entladungslampe zusammenhängt.
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Nachstehend
wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert unter
Bezugnahme auf die Figuren, in denen zeigt:
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1 ein
Schaltungsblockdiagramm des Grundaufbaus einer Entladungslampenschaltung
gemäß der Erfindung;
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2 ein
Schaltungsblockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Schaltungsaufbaus
einer DC-DC-Umsetzschaltung vom Nichtisolationstyp;
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3 ein
Schaltungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels
eines Schaltungsaufbaus einer DC-DC-Umsetzschaltung vom Isolationstyp;
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4 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels
des Aufbaus einer Stromhilfsschaltung;
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5 ein
Diagramm zum Darlegen des Aufbaus einer Treiberschaltung vom Bootstrap-Typ;
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4 ein Diagramm zum Darlegen einer Spannungsbegrenzung
in einem nicht belasteten Zustand gemäß der Erfindung;
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7 ein
Schaltungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels
des Aufbaus des Hauptteiles einer Steuerschaltung;
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8 ein
Zeitdiagramm des Phasenzusammenhangs zwischen Signalen;
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9 ein
Diagramm eines Ausführungsbeispiels
eines Schaltungsaufbaus für
den Fall, in dem zwei Entladungslampen gezündet werden;
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10 ein
Diagramm eines Ausführungsbeispiels
des Aufbaus des Hauptteils der Steuerschaltung gemeinsam mit 11,
einen Logikschaltungsabschnitt darlegend zum Empfangen eines Zündsignals,
eines Zündanzeigesignals
und eines Polaritätsumschaltsignals
in der Entladungslampe;
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11 ein
Schaltdiagramm des Hauptteiles einer Schaltung, die der Antriebssteuerung
eines Schaltelementes zugeordnet ist; und
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12 ein
Diagramm zum Darlegen eines konventionellen Problems.
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben. Zuerst
wird bezugnehmend auf den Fall, in dem eine Entladungslampe vorgesehen
ist, der Aufbau einer Schaltung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme
auf 1 beschrieben.
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Eine
Entladungslampenschaltung 1 umfasst eine Gleichspannungsenergieversorgung 2,
eine Gleichspannungs-Gleichspannungs-Umsetzschaltung
bzw. DC-DC-Umsetzschaltung 3, eine DC-AC-Umsetzschaltung 4 und
eine Startschaltung 5.
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Die
DC-DC-Umsetzschaltung 3 dient zum Erhalten von Ausgangsgrößen mit
positiver und negativer Polarität
auf den Empfang einer Eingangsgleichspannung (gekennzeichnet mit ”Vin”), die
angelegt wird von der Energiequelle 2, und hat einen Transformator
und ein Schaltelement in der Schaltung. Zusätzlich wird das Schaltelement
gesteuert ansprechend auf ein Signal, das von einer Steuerschaltung 7 gesendet
wird und eine Ausgangsspannung davon wird gesteuert. Ein DC-DC-Umsetzer (vom Sperrwandlertyp)
mit dem Aufbau eines Schaltreglers wird verwendet für die DC-DC-Umsetzschaltung 3.
Wie oben beschrieben, gibt es einen Aufbau eines isolationsfreien
Typs, in dem die Schaltungen zum Erhalten beider Ausgangsgrößen mit
positiver und negativer Polarität
nicht voneinander isoliert sind und einen Aufbau vom Isolationstyp,
in dem die Ausgangspannungen mit den Polaritäten separate Ausgänge von
individuellen Schaltungen sind.
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2 und 3 zeigen
Beispiele des Aufbaus der DC-DC-Umsetzschaltung.
Zwei Schaltungen 3A und 3B sind vorgesehen auf
der Sekundärseite
in 2 und separate Schaltungen 3'A und 3'B sind vorgesehen
auf der Primär-
und Sekundärseite in 3.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel 3N eines
Nichtisolationstyps, in dem eines der Enden einer Primärwicklung
Tp eines Transformators T verbunden ist mit einem Gleichspannungseingangsanschluss ”ta”, so dass
eine Spannung Vin eingegeben wird und das andere Ende der Primärwicklung
Tp ist mit Masse verbunden über
ein Halbleiterschaltelement SW (das einfach gekennzeichnet ist als
ein Zeichen eines Schalters in der Zeichnung und für welches
ein FET (ein Feldeffekttransistor) verwendet wird) und einen Widerstand
Rs zur Stromerfassung (der Widerstand Rs ist optional und muss nicht
speziell bereitgestellt werden). Ein Signal ”Sc” wird von der Steuerschaltung 7 zu
dem Steueranschluss (ein Gate an dem FET) für das Halbleiterschaltelement SW
zugeführt,
wobei die Schaltsteuerung davon ausgeführt wird.
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Eine
Sekundärwicklung
Ts des Transformators T hat ein Ende verbunden mit einer Anode einer Diode
D1 und eine Kathode der Diode D1 ist verbunden mit einem Ende eines
Kondensators C1 und ist verbunden mit einem Anschluss ”to1”, von dem
eine Ausgangsspannung (mit Vdcp” gekennzeichnet)
erhalten wird. Das andere Ende des Kondensators C1 ist verbunden
mit einem Zentralabgriff einer Sekundärwicklung Ts und ist mit Masse
verbunden über
einen Widerstand Ri.
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Das
andere Ende der Sekundärwicklung
Ts ist verbunden mit einer Kathode einer Diode D2 und eine Anode
der Diode D2 ist verbunden mit einem Kondensator C2 und einem Anschluss ”to2”, von dem eine
Ausgangsspannung (mit ”Vdcn” gekennzeichnet)
erhalten wird durch den Anschluss.
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Der
Widerstand Ri ist ein Stromerfassungselement zum Erhalten eines
Erfassungssignals (eines äquivalenten
Signals), das einem Stromfluss zu einer Entladungslampe 6 zugeordnet
ist und dient zum Erfassen eines Stroms durch Konvertieren eines Stromflusses
durch den Widerstand in eine Spannung. Ein Erfassungsanschluss ”toi” ist verbunden mit
einem Knoten des Widerstandes Ri und den Kondensatoren C1 und C2,
von welchem ein Erfassungssignal ”Vi” generiert wird.
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Wie
oben beschrieben, hat die DC-DC-Umsetzschaltung 3N einen
Aufbau, dass Spannungen Vdcp und Vdcn mit positiver und negativer
Polarität separat
ausgegeben werden aus den beiden Ausgangsanschlüssen ”to1” und ”to2”.
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Ein
Zeichen ”•”, das den
Wicklungen des Transformators T zugeordnet ist, zeigt einen Wicklungsstart
an und das Zeichen ”•” ist beispielsweise jeweils
hinzugefügt
zu einem Verbindungsende mit der Diode D2 und einem Wicklungsstartende
am Zentralabgriff für
die Sekundärwicklung
Ts. Darüber hinaus
bilden die Kondensatoren C1 und C2 eine Glättungsschaltung und sind äquivalent
zu Kondensatoren, die unter Bezugnahme auf 12 beschrieben
worden sind.
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3 zeigt
ein Beispiel der Konfiguration des Isolationstyps. Eine DC-DC-Umsetzschaltung 3M hat
zwei Transformatoren T1 (eine Primärwicklung T1p und eine Sekundärwicklung
T1s) und T2 (eine Primärwicklung
T2p und eine Sekundärwicklung T2s).
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Einer
der Anschlüsse
der Primärwicklungen T1p
und T2p der Transformatoren ist verbunden mit dem DC-Eingangsanschluss
ta und der andere Anschluss ist mit Masse verbunden über die
Schaltelemente SW1 bzw. SW2 (für
die ein Halbleiterschaltelement verwendet wird und die einfach gekennzeichnet
sind als ein Zeichen eines Schalters in der Zeichnung). Diese Schaltelemente
SW1 und SW2 werden separat EIN/AUS-gesteuert ansprechend auf Steuersignale
Sc1 und Sc2 von der Steuerschaltung 7, so dass jeder Sekundärausgang
variabel unabhängig gesteuert
werden kann.
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Ein
parallel zu den Primärwicklungen
T1p und T2p vorgesehener Kondensator C0 hat ein Ende verbunden mit
dem Gleichspannungseingangsanschluss ta und das andere Ende mit
Masse.
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Die
Schaltung 3'A schließt den Transformator
T1 und das Schaltelement SW1 ein, die Gleichrichtungsdiode D1 und
den Glättkondensator
C1, die verbunden sind mit der Sekundärwicklung T1s, und einen Widerstand
Ri1 für
die Stromerfassung. Mit anderen Worten, die Sekundärwicklung
T1s hat ein Ende verbunden mit der Anode der Diode D1 und die Kathode
der Diode D1 ist verbunden mit dem Ausgangsanschluss tot und einem
Ende des Kondensators C1. Das andere Ende des Kondensators C1 ist verbunden
mit einem Anschluss an der wicklungsstartendigen Seite der Sekundärwicklung
T1s und ist gegen Masse geschaltet durch den Widerstand Ri1 zur
Stromerfassung.
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In
einer solchen Schaltung wird demgemäss ein Stromfluss zu der Primärwicklung
T1p des Transformators T1 gesteuert durch die EIN/AUS-Steuerung
des Schaltelements SW1 basierend auf dem Steuersignal Sc1 und eine
Spannung Vdcp mit einer positiven Polarität wird angelegt von der Sekundärwicklung
T1s an den Ausgangsanschluss to1 über die Diode D1 und den Kondensator
C1. Ein Anschluss ”toi1” ist ein
Stromerfassungsanschluss, der verbunden ist mit einem Knoten des
Kondensators C1 und des Widerstands Ri1 zur Stromerfassung und ein
Erfassungssignal ”Vi1” wird von
demselben Anschluss generiert.
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Andererseits
schließt
die Schaltung 3'B den Transformator
T2 und das Schaltelement SW2 ein, die Gleichrichterdiode D2 und
den Glättkondensator C2,
die verbunden sind mit der Sekundärwicklung T2sd und einen Widerstand
Ri2 zur Stromerfassung. Mit anderen Worten, die Sekundärwicklung
T2s hat ein Ende (einen Anschluss an der wicklungsstartendigen Seite)
verbunden mit der Kathode der Diode D2 und die Anode der Diode D2
ist verbunden mit dem Ausgangsanschluss to2) und einem der Enden des
Kondensators D2. Das andere Ende des Kondensators C2 ist verbunden
mit einem Anschluss auf der Anschlussseite der Sekundärwicklung
T2s und ist gegen Masse geschaltet über den Widerstand Ri2 zur
Stromerfassung.
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In
einer solchen Schaltung wird entsprechend ein Stromfluss zur Primärwicklung
T2p des Transformators T2 gesteuert durch die EIN/AUS-Steuerung
des Schaltelementes SW2 basierend auf dem Steuersignal Sc2 und eine
Spannung Vdcn wird angelegt von der Sekundärwicklung T2s an den Ausgangsanschluss
to2 durch die Diode D2 und den Kondensator C2. Ein Anschluss ”toi2” ist ein
Stromerfassungsanschluss, verbunden mit einem Knoten des Kondensators
C2 und des Widerstandes Ri2 zur Stromerfassung und ein Erfassungssignal ”Vi2” wird generiert
von demselben Anschluss.
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Eine
Stromhilfsschaltung 8 (siehe 1), die in
der Ausgangsstufe der DC-DC-Umsetzschaltung 3 vorgesehen
ist, dient zum Unterstützen
des Zuführens
einer Energie, die gespeichert ist in einem kapazitiven Element
(Kondensator), das bereitgestellt ist in derselben Schaltung, zu
der Entladungslampe 6, wenn die Entladungslampe 6 gestartet
wird, hierbei zuverlässig
einen Übergang
von einer Glühentladung zu
einer Bogenentladung ausführend.
Während
die Stromhilfsschaltung vorgesehen ist auf der Positivpolaritätsausgangsseite
in 1, ist der Grund, dass die Polarität einer
Spannung, die zuzuführen
ist zu der Entladungslampe 6 zu definieren ist, um eine
positive Elektrode zu haben vor dem Starten der Entladungslampe 6 (das
heißt,
in dem Fall, in dem die Polarität
der zugeführten
Spannung definiert ist als negativ, ist vorzuziehen, dass die Stromhilfsschaltung zusätzlich vorgesehen
sein sollte auf der Negativelektrodenseite).
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Die 4A bis 4C zeigen
einige Ausführungsbeispiele
der Stromhilfsschaltung.
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In
dem in 4A gezeigten Aufbau bilden ein
Widerstand Ra und ein Kondensator Ca einen Serienschaltkreis und
der Widerstand Ra hat ein Ende verbunden mit dem Ausgangsanschluss
to1 und das andere Ende an Masse geschaltet durch den Kondensator
Ca.
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In
dem in 4B gezeigten Aufbau bilden darüber hinaus
ein Kondensator Cb und eine Zenerdiode ZD eine Serienschaltung,
der Kondensator Cb hat ein Ende verbunden mit dem Ausgangsanschluss tot
und das andere Ende verbunden mit einer Kathode der Zenerdiode CD
und eine Anode der Zenerdiode ZD und eine Anode der Zenerdiode ZD
ist an Masse geschaltet.
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In
dem in 4C gezeigten Aufbau hat ein Widerstand
Rc ein Ende verbunden mit dem Ausgangsanschluss toi und das andere
Ende gegen Masse geschaltet über
eine Serienschaltung aus einem Kondensator Cc und einem Widerstand
Rd und eine Diode D ist parallel verbunden mit dem Widerstand Rd
(die Diode D hat eine Kathode verbunden zwischen dem Kondensator
Cc und dem Widerstand Rd und eine Anode gegen Masse geschaltet).
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Die
DC-AC-Umsetzschaltung 4 (siehe 1) in der
nachfolgenden Stufe der DC-DC-Umsetzschaltung 3 ist vorgesehen
zum Umsetzen der Ausgangsspannung der DC-DC-Umsetzschaltung 3 in eine Wechselspannung
und zum Zuführen
dieser Wechselspannung an die Entladungslampe 6 und die Spannungen
mit positiver und negativer Polarität werden jeweils separat gesendet
von zwei Ausgangsanschlüssen
der DC-DC-Umsetzschaltung 3. Um
die Ausgangsspannung Vdcp des Schaltungsabschnittes (Umsetzers) 3A oder 3'A zu schalten
und die Ausgangsspannung Vdcn des Schaltungsabschnittes (Umsetzer) 3B oder 3'B zu schalten,
führt ein
Halbleiterschaltungselementepaar sw1 und sw2, die in der DC-AC-Umsetzschaltung 4 vorgesehen sind
(für welche
ein Feldeffektransistor verwendet wird und die einfach gekennzeichnet
sind durch ein Zeichen eines Schalters in der Zeichnung) einen Wechselbetrieb
aus durch eine Treiberschaltung DRV davon und eine Wechselspannung,
die derart generiert wird, wird an die Entladungslampe 6 angelegt.
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Insbesondere
bezugnehmend auf die beiden Schaltelemente sw1 und sw2, die in Serie
geschaltet sind in der Ausgangsstufe des DC-DC-Schaltkreises 3,
ist das Element sw1 verbunden mit dem Ausgangsanschluss der Schaltung 3A und
mit dem Ausgangsanschluss der Schaltung 3B durch das Element
sw2 in dem Beispiel der Zeichnung. Bezugnehmend auf die Treiberschaltung
DRV zur reziproken Steuerung des Schaltbetriebs der Schaltelemente wird
beispielsweise eine bekannte integrierte Schaltung bzw. IC (vom
englischsprachigen Ausdruck Integrated Circuit) verwendet als ein
Halbbrückentreiber. Mit
anderen Worten, der Wechselbetrieb der Halbbrücke wird derart ausgeführt, dass
das Element sw2 in einen AUS-Zustand gebracht wird, wenn das Element
sw1 in einen EIN-Zustand versetzt wird und das Element sw2 wird
in einen EIN-Zustand gebracht, wenn das Element sw1 in einen AUS-Zustand
versetzt wird als Reaktion auf ein Signal, das an die Steueranschlüsse jedes
Schaltelementes von der Treiberschaltung DRV angelegt wird und eine
Gleichspannung wird dadurch umgesetzt in eine Wechselspannung.
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5 zeigt
ein Beispiel des Aufbaus vom Bootstrap-Typ als eine Treiberschaltung
in dem Fall, in dem ein Feldeffektransistor verwendet wird für die Schaltelemente
sw1 und sw2 (ein Gleichspannungsleistungsschaltkreis in der Zeichnung
schließt
die Gleichspannungsenergiequelle 2 und die DC-DC-Umsetzschaltung 3 ein).
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In 5 ist
das Schaltelement in einem IC zum Antreiben äquivalent gekennzeichnet als
ein Zeichen eines Schalters und es ist eine Serienschaltung von
zwei Elementen Q1 und Q2 vorgesehen und eine Serienschaltung von
zwei Elementen Q3 und Q4.
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Eine
Energie wird von einem Energieanschluss Vc an die Elemente Q1 bis
Q4 angelegt und wird von dem Energieanschluss Vc zugeführt zu den Elementen
Q1 und Q2 durch eine Diode D3 und darüber hinaus wird die Energie
genau zugeführt
von dem Energieanschluss Vc zu den Elementen Q3 und Q4. Mit anderen
Worten, eine Kathode der Diode D3 ist verbunden mit einem Knoten
von N-Kanal-Feldeffektransistoren sw1 und sw2 durch einen Kondensator
C3 und ist mit dem Element Q1 verbunden. Ein Knoten der Elemente
Q1 und Q2 ist verbunden mit einem Gate des Feldeffektransistors
sw1 und ein Anschluss des Elementes Q2 auf der gegenüberliegenden
Seite des Knotens der Elemente Q1 und Q2 ist verbunden mit dem Knoten
der Feldeffektransistoren sw1 und sw2.
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Auf
der anderen Seite, bezugnehmend auf die Elemente Q3 und Q4 ist ein
Ende des Elementes Q3 verbunden mit dem Energieanschluss Vc und
ein Knoten beider Anschlüsse
ist verbunden an ein Gate des FET sw2 und ein Anschluss des Elementes
Q4 auf der gegenüberliegenden
Seite eines Knotens der Elemente Q3 und Q4 ist verbunden mit (einer
Source von) dem Feldeffektransistor sw2.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die Elemente Q1 bis Q4 gesteuert werden ansprechend auf ein Steuersignal,
das jeweils von der Steuerschaltung 7 des Treiber-ICs gesendet
wird. Um den im oberen Teil der Zeichnung in der Schaltung angeordneten Feldeffektransistor
sw1 EIN-zu schalten, ist es beispielsweise erforderlich, einmal
den Kondensator C3 von dem Energieanschluss Vc durch die Diode D3 aufzuladen
und elektrische Ladung zu speichern und denselben Feldeffektransistor
unter Verwendung der elektrischen Ladungen einzuschalten (das Element Q1
wird in einen EIN-Zustand
gebracht und das Element Q2 wird in einen AUS-Zustand gebracht.
Zu dieser Zeit ist vorzuziehen, dass das Element Q3 in den AUS-Zustand
gebracht wird und das Element Q4 sollte in den EIN-Zustand gebracht
werden, um den unteren Feldeffektransistor in den AUS-Zustand zu bringen).
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Die
Startschaltung 5 (siehe 1) ist vorgesehen
zum Generieren eines Hochspannungssignals (ein Startimpuls) zum
Starten der Entladungslampe 6 um die Entladungslampe 6 zu
starten. Das Startsignal wird einer Wechselspannung ”Vout” überlagert, die
von dem DC-AC-Umsetzschaltkreis 4 ausgegeben wird und wird
angelegt an die Entladungslampe 6. Mit anderen Worten,
die Startschaltung 5 schließt eine induktive Komponente
ein (eine Induktanzkomponente einer Sekundärwicklung eines Trigger-Transformators
und die Entladungslampe 6 hat einen der Elektrodenanschlüsse verbunden
mit einem Knoten A der beiden Schaltelemente sw1 und sw2 durch die
induktive Komponente und den anderen Elektrodenanschluss gegen Masse
geschaltet (GND vom englischsprachigen Ausdruck Ground) oder durch
einen Widerstand ”ri” zur Stromerfassung gegen
Masse geschaltet (in dem Fall, in dem der Widerstand zur Stromerfassung,
der in den 2 und 3 gezeigt
ist, nicht bereitgestellt wird) (”Vs” in 1 zeigt
ein Stromerfassungssignal an.).
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Für eine Erfassungsschaltung
zum Erfassen eines Stromflusses zu der Entladungslampe 6 ist
beispielsweise ein Stromerfassungsschaltkreis vorgesehen zum Erfassen
eines Wertes eines Stromflusses zu der Entladungslampe unter Verwendung
des Widerstandes ”Ri” oder ”ri” zur Stromerfassung.
Für eine
Spannungserfassungsschaltung zum Erfassen einer Spannung, die an
die Entladungslampe angelegt wird, kann beispielsweise darüber hinaus
eine Schaltung zum Erfassen einer Ausgangsspannung unter Verwendung
eines Spannungsteilerwiderstandes in wohlbekannter Weise vorgesehen
sein zum Generieren eines Erfassungssignals für Ausgangsspannungen (Vdcp,
Vdcn).
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Die
Steuerschaltung 7 (siehe 1) steuert eine
Energie, die anzulegen ist an die Entladungslampe auf den Empfang eines
Erfassungssignals einer Spannung, die an der Entladungslampe anliegt und
eines Stromflusses zu der Entladungslampe und steuert die Ausgangsgröße der DC-DC-Umsetzschaltung 3.
Genauer, die Steuerschaltung 7 ist vorgesehen zur Steuerung
einer Energie, die angelegt wird entsprechend dem Zustand der Entladungslampe 6 und
sendet ein Steuersignal (Sc) zu der DC-DC-Umsetzschaltung 3,
dadurch diese Ausgangsspannungen steuernd. Darüber hinaus sendet die Steuerschaltung 7 ein
Steuersignal (SD) an die Treiberschaltung DRV, dadurch die Polaritätsumschaltung
einer Brücke
steuern. Die Steuerschaltung 7 dient auch zum Anheben einer
Spannung, die an die Entladungslampe 6 anzulegen ist auf
einen bestimmten Pegel, bevor die Entladungslampe 6 gezündet wird,
dadurch Ausgangssteuerung für
ein zuverlässiges
Zünden
der Entladungslampe 6 ausführend.
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Wenn
Ausgangsspannung der DC-DC-Umsetzschaltung 3 abwechselnd
angelegt wird an die Entladungslampe 6, wird eine Spannung
(350 V, –150
V) auf der nicht belasteten Seite und ein impulsartiger Fluss für den Glättkondensator
oder den Kondensator der Stromhilfsschaltung generiert, wie beschrieben
unter Bezugnahme auf 12. Um zu verhindern, dass durch
das Generieren eine ungewünschte
Wirkung produziert wird, ist es effektiv, dass die Ausgangsspannung
auf der nicht belasteten Seite in den Ausgangsgrößen mit positiver und negativer
Polarität,
die nicht angelegt wird an die Entladungslampe, begrenzt wird, um
gleich der Ausgangsspannung auf der Seite zu sein, die angelegt
wird an die Entladungslampe während
des Zündens
der Entladungslampe.
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6 zeigt
schematisch den der 12 entsprechenden Zustand.
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Es
wird Bezug genommen auf die Ausgangsspannung der DC-DC-Umsetzschaltung 3,
in der ein oberer Teil eine Spannung zeigt mit einer positiven Polarität und ein
unterer Teil eine Spannung mit einer negativen Polarität. In jedem
Fall der Ausgestaltung ist eine Größe (ein Absolutbetrag) begrenzt
auf 85 V (eine angelegte Spannung) in dem nicht belasteten Zustand.
Wenn beispielsweise eine Spannung mit einer positiven Polarität von ”85 V” angelegt
wird an die Entladungslampe, wird eine Spannungsbegrenzung auf ”–85 V” ausgeführt an der
Negativelektrodenseite. Wenn darüber
hinaus eine Spannung mit einer negativen Polarität von ”–85 V” angelegt wird an die Entladungslampe,
wird eine Spannungsbeschränkung
auf ”85
V” ausgeführt an der
Positivelektrodenseite. Als Ergebnis hiervon nimmt der Strom IL,
der durch die Entladungslampe 6 fließt, die Form einer klaren Rechteckwelle
an ohne Wechselstromkomponente. Daher ist es möglich, die unangenehmen Effekte
von (1) bis (3) zu vermeiden (dies ist dasselbe wie bei der Steuerung
von zwei Entladungslampen, die später beschrieben werden wird).
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7 zeigt
den Hauptteil der Steuerschaltung 7. Das Ausführungsbeispiel 3M in 3 wird verwendet
als DC-DC-Umsetzschaltung.
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Jede
Kennzeichnung in der Zeichnung hat die folgende Bedeutung.
- ”SVp” ist ein
Erfassungssignal (Erfassungsspannung), die der Ausgangsspannung
mit positiver Polarität
der DC-DC-Umsetzschaltung
zugeordnet ist,
- ”SVn” ist ein
Erfassungssignal (Erfassungsspannung), die der Ausgangsspannung
der DC-DC-Umsetzschaltung mit negativer Polarität zugeordnet ist,
- ”CK” ist ein
Signal, das die Polarität
einer Spannung anzeigt, die anzulegen ist an die Entladungslampe (das
anzeigend ist bezüglich
einer positiven Polarität mit
einem hohen Logikpegel H und bezüglich
der negativen Polarität
mit einem niedrigen Logikpegel L),
- ”Sb1” ist ein
Steuersignal, das zu einer Treiberschaltung 22p des Schaltelements
SW1 der Schaltung 3'A gesendet
wird von einer Schaltung (nicht dargestellt) für die Leistungssteuerung der
Entladungslampe (welches ein Grundsignal von Sc1 ist, das heißt, ein Treibersignal
für die
positive Elektrode) und
- ”Sb2” ist ein
Steuersignal, das zu einer Treiberschaltung 22n des Schaltelements
SW1 der Schaltung 3'B gesendet
wird von einer Schaltung (nicht dargestellt) für die Leistungssteuerung der
Entladungslampe (das ein Grundsignal von Sc2 ist, das heißt, ein
Treibersignal für
die negative Elektrode ist).
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Da
es ausreichend ist, dass ein bekanntes Erfassungsverfahren unter
Verwendung einer Widerstandsspannungsteilung für die Vdcp und Vdcn verwendet
wird zum Erfassen der Spannungen, die an die SVp und die SVn angelegt
werden, wird die Beschreibung eines Schaltungsaufbaus hier weggelassen.
Bezugnehmend auf eine Schaltung zur Leistungssteuerung ist darüber hinaus
zum Beispiel eine solche Schaltungskonfiguration bekannt, die den
Pegel eines Betriebssignals basierend auf einem Spannungserfassungssignal
oder einem Stromerfassungssignal einer Entladungslampe vergleicht
mit dem einer Sägezahnwelle
in Abhängigkeit
von einem Steuerverfahren (Pulsbreitenmodulation bzw. PWM von dem
englischsprachigen Ausdruck Pulse Width Modulation, Impulsfrequenzmodulation
bzw. PFM vom englischsprachigen Ausdruck Pulse Frequency Modulation),
dadurch ein Signal mit einem Tastverhältnis generierend zum Steuern
des EIN/AUS-Zustandes eines Schaltelements und irgendein Leistungssteuerverfahren
wird für
die Erfindung verwendet. Daher wird die Beschreibung der Schaltungen zum
Generieren von Sw1 und Sw2 weggelassen (siehe beispielsweise
JP-A-4-12495 und
JP-A-2001-6891 ).
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Der
Zusammenhang zwischen dem Signal CK und den Signalen Sb1 und Sb2
ist in 8 gezeigt.
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Das
Spannungserfassungssignal positiver Polarität SVp wird dem positiven Eingangsanschluss eines
Komparators 11 zugeführt
und wird zugeführt zu
dem negativen Eingangsanschluss eines Komparators 12. Das
Ausgangssignal des Komparators 11 verzweigt in zwei Teile,
von denen einer einem Eingangsanschluss eines 2-Eingangs-ODER-Gatters 14 (logische
Summe) zugeführt
wird durch ein NICHT-Gatter 13 (logische Negation). Das
Signal CK wird zugeführt
zu dem anderen Eingangsanschluss des ODER-Gatters 14.
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Darüber hinaus
wird der andere abgezweigte Teil des Ausgangssignals des Komparators 11 exakt zugeführt an einen
der Eingangsanschlüsse
eines 2-Eingangs-ODER-Gatters 15. Das Signal CK wird zugeführt zu dem
anderen Eingangsanschluss des ODER-Gatters 15 durch ein
NICHT-Gatter 16.
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Das
Ausgangssignal des ODER-Gatters 14 und das Signal Sb1 werden
zugeführt
an ein 2-Eingangs-UND-Gatter 17 (logisches Produkt) und
das Ausgangssignal des 2-Eingangs-UND-Gatters 17 wird zugeführt an einen
der Eingangsanschlüsse
des 2-Eingangs-UND-Gatters 18.
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Das
Ausgangssignal des Komparators 12 wird dem anderen Eingangsanschluss
des UND-Gatters 18 zugeführt. Der Komparator 12 wird
bereitgestellt zum Spezifizieren eines Maximalwertes (oder eines
oberen Grenzwertes) für
eine Spannungsausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
und dient zum Vergleichen von SVp, das an einem negativen Eingang
zugeführt
wird mit einer Referenzspannung, die an einem Positiveingang zugeführt wird
(der gekennzeichnet ist als ein Zeichen einer Konstantspannungsquelle,
das heißt,
Erefp” in
der Zeichnung und ”350
V” entspricht)
und zum Ausgeben eines niedrigen Logikpegelsignals L, wenn SVp Erefp übersteigt.
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Das
Ausgangssignal des ODER-Gatters 15 und das Signal Sb2 werden
an ein 2-Eingangs-UND-Gatter 19 (logisches Produkt) angelegt und
das Ausgangssignal des 2-Eingangs-UND-Gatters 19 wird zugeführt an einen
der Eingangsanschlüsse
eines 2-Eingangs-UND-Gatters 20.
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Das
Ausgangssignal eines Komparators 21 wird an einen anderen
Eingangsanschluss des UND-Gatters 20 angelegt. Der Komparator 21 ist
vorgesehen zum Spezifizieren eines Maximalwertes (oder eines unteren
Begrenzungswertes eines Spannungswertes mit einer Signatur unter
Berücksichtigung
der Richtung einer Spannung) für
eine Spannungsausgangsgröße (eine
Größe) mit
einer negativen Polarität
und dient zum Vergleichen von SVn, das als eine negative Eingangsgröße zugeführt worden
ist mit einer Referenzspannung, die als eine positive Eingangsgröße zugeführt worden
ist), was gekennzeichnet ist als ein Zeichen einer Konstantspannungsquelle,
das heißt, ”Erefn” in der
Zeichnung und ”–150 V” entspricht)
und zum Ausgeben eines Niederlogikpegelsignals L, wenn SVn Erefn übersteigt.
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Das
Ausgangssignal des UND-Gatters 18 wird als Steuersignal
Sc1 an das Schaltelement SW1 der Schaltung (Umsetzer) 3'A gesendet für eine Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
durch die Treiberschaltung 22p zum Treiben der positiven Elektrode.
Darüber
hinaus wird das Ausgangssignal des UND-Gatters 20 als das Steuersignal
Sc2 an das Schaltelement SW2 der Schaltung (Umsetzer) 3'B gesendet für eine Ausgangsgröße mit einer
negativen Polarität
durch die Treiberschaltung 22e zum Treiben der Negativelektrode.
Diese Treiberschaltungen schließen
eine Schaltung für
Spannungspegelumsetzung ein, die erforderlich ist zum Treiben des Schaltelementes.
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Wenn
das Signal CK einen hohen Logikpegel H hat, hat in der Schaltung
das Ausgangssignal des ODER-Gatters 14 den hohen Ausgangspegel
H. Daher wird das Signal Sw1 zum Treiben der positiven Elektrode
von dem UND-Gatter 17 weitergeleitet und wird zugeführt an das
UND-Gatter 18. Zu diesem Zeitpunkt, in dem Fall, in dem
das Ausgangssignal des Komparators 12 den H-Pegel innehat, wird
das Ausgangssignal des UND-Gatters (das dasselbe ist wie das Ausgangssignal
des UND-Gatters 17) Sc1 durch die Treiberschaltung 22p.
Mit anderen Worten, das Tastverhältnis
der EIN/AUS-Steuerung des Schaltelementes SW1 wird definiert durch
das Signal Sw1. Wenn darüber
hinaus das Signal CK den L-Pegel bzw. niedrigen Logikpegel hat,
tritt ein nicht belasteter Zustand auf und ein Laststrom fließt nicht.
Daher wird das Signal Sw1 ein Signal mit einem maximalen Tastverhältnis (abhängig von
der Steuerung zum Veranlassen eines Stroms, in größerem Umfang zu
fließen).
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Andererseits
wird das Signal CK mit dem Niedriglogikpegel L logisch invertiert
von dem NICHT-Gatter 16, so dass das Ausgangssignal des ODER-Gatters 15 den
H-Pegel einnimmt. Daher wird das Signal Sw2 für die negative Elektrodenansteuerung
von dem UND-Gatter 19 weitergeleitet und wird an das UND-Gatter 20 angelegt.
Zu diesem Zeitpunkt wird in dem Fall, in dem das Ausgangssignal
des Komparators 21 den H-Pegel einnimmt, das Ausgangssignal
des UND-Gatters 20 (welches dasselbe ist wie das Ausgangssignal
des UND-Gatters 19)
Sc2 durch die Treiberschaltung 22n. Mit anderen Worten, das
Tastverhältnis
der EIN/AUS-Steuerung des Schaltelements SW1 wird definiert durch
das Signal Sb2. Wenn das Signal CK den H-Pegel einnimmt, wird ein
nicht belasteter Zustand realisiert, so dass ein Laststrom nicht
fließt.
Daher hat das Signal Sb2 ein maximales Tastverhältnis.
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Während beide
Signale Sw1 und Sw2 maximale Tastverhältnisse im nicht belasteten
Zustand haben, wird demnach eine maximale Spannung begrenzt durch
die Komparatoren 12 und 21. Wenn der Pegel von
SVp hoch ist, um Erefp zu übersteigen, sendet
der Komparator 12 beispielsweise ein L-Pegelsignal an das
UND-Gatter 18 (das
Ausgangssignal des UND-Gatters 17 wird vernachlässigt) und nimmt
Sw1 nicht an, so dass das Ausgangssignal des Gatters 18 zwangsweise
eingestellt wird, um den L-Pegel einzunehmen. Wenn die Größe von SVn Erefn übersteigt
(die Richtung einer Spannung wird nicht berücksichtigt), sendet der Komparator 21 auf ähnliche
Weise das L-Pegelsignal an das UND-Gatter 20 (das Ausgangssignal
des UND-Gatters 19 wird vernachlässigt) und nimmt Sb2 nicht
an, so dass das Ausgangssignal des Gatters 20 zwangsweise
eingestellt wird, um den L-Pegel einzunehmen. Demnach dienen die
Komparatoren 12 und 21 zum Inhibitieren jedes
Treibersignals. In einem im nicht belasteten Zustand auszuführenden
Betrieb wird entsprechend, wenn die Ausgangsspannung des Konverters
(3'A, 3'B) ansteigt
auf ein Treibersignal auf ein maximales Tastverhältnis, um eine begrenzte Spannung
davon zu erreichen, der Betrieb des Konverters gestoppt. Wenn die
Ausgangsspannung reduziert wird, wird folglich noch einmal eine
Anhebungsoperation gestartet. Demnach wird ein intermittierender
Betrieb wiederholt.
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Die
oben beschriebene Steuerung entspricht dem Inhalt, der unter Bezugnahme
auf 12 erklärt worden
ist.
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Die
Hauptpunkte der Erfindung werden nachstehend beschrieben.
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Der
Komparator 11 setzt sich zusammen aus Vergleichsmitteln
zum Vergleichen der Größe einer positiven
Elektrodenspannung mit der einer negativen Elektrodenspannung und
vergleicht SVp mit SVn und gibt ein H-Pegel-Signal aus bei ”SVp > SVn” und gibt
ein L-Pegel-Signal aus, wenn dies nicht erfüllt ist (”SVp < SVn”).
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Wenn
das Signal CK den L-Pegel hat, das heißt, die Positivelektrodenseite
ist in den nicht belasteten Zustand versetzt, hat das Ausgangssignal des
ODER-Gatters 14 ein H-Signal,
wenn das Ausgangssignal des Komparators 11 einen L-Pegel hat. Folglich
wird ein Treibersignal mit maximalem Tastverhältnis erreicht, wenn Sw1 und
ein Signal Sc1, das darauf basiert, zu dem Schaltelement SW1 gesendet
werden. Darüber
hinaus hat in dem Fall, in dem das Ausgangssignal des Komparators 11 den H-Pegel
inne hat während
der Lastfreiheit (an der Positivelektrodenseite), das Ausgangssignal
des ODER- Gatters 14 den
L-Pegel und das Ausgangssignal des UND-Gatters 17 hat den
L-Pegel. Daher wird kein Steuersignal basierend auf dem Treibersignal
Sb1 zu dem Schaltelement SW1 gesendet. Genauer, eine Ausgangsspannung
mit positiver Polarität
wird begrenzt, um nicht eine Spannung zu übersteigen mit negativer Polarität (eine
Negativelektrodenspannung) zu einer Zeit der Lastfreiheit (an der Positivelektrodenseite).
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Dies
ist dasselbe wie in dem Fall, in dem die Negativelektrodenseite
in den nicht belasteten Zustand versetzt wird (das Signal CK hat
den H-Pegel). Im Fall, in dem das Ausgangssignal des Komparators 11 den
L-Pegel hat, hat das Ausgangssignal des ODER-Gatters 15 den
L-Pegel und das Ausgangssignal des UND-Gatters 19 hat den
L-Pegel. Daher wird kein Steuersignal basierend auf dem Treibersignal
Sb2 an das Schaltelement SW2 gesendet. Genauer, eine Ausgangsspannung
mit einer negativen Polarität
wird begrenzt, um eine Spannung nicht zu übersteigen mit einer positiven
Polarität
(eine Positivelektrodenspannung) zu einer Zeit der Lastfreiheit (auf
der Negativelektrodenseite).
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6 zeigt
einen Spannungsausgangsgrößenzustand
ohne Last in einer Zickzacklinie.
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Demnach
wird eine Spannungsbeschränkung
angewendet bei einer Spannung mit einer der Polaritäten während des
lastfreien Zustandes der anderen Polarität. Daher ist es möglich, durch
Leistungsverluste bewirkte Verschwendung zu reduzieren. Außerdem ist
eine Zusatzschaltung wie eine Verzögerung nicht erforderlich zur
Leistungssteuerung. Daher kann ein unangenehmer Effekt davon abgehalten
werden, bewirkt zu werden durch eine Störung in einem Steueransprechen.
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Um
die Schaltung der 1 auszudehnen zu einer Schaltung
zur Zündsteuerung,
die zwei Entladungslampen zugeordnet ist, wird beispielsweise der
in 3 gezeigte Aufbau als DC-DC-Umsetzschaltung zum Erhalten einer Gleichspannungsausgangsgröße mit positiver
und negativer Polarität
verwendet und eine DC-AC-Umsetzschaltung 4A mit einem Schaltungsaufbau
einer Vollbrücke
(oder einer H-Brücke)
unter Verwendung von vier Halbleiterschaltelementen wird verwendet
wie in einer Zündschaltung 1A,
die in 9 gezeigt ist.
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In
der Zeichnung, bezugnehmend auf Schaltelemente sw1 und sw2, die
einen ersten Satz bilden und zueinander in Serie geschaltet sind,
hat das Schaltelement sw1 eines seiner Enden mit dem Ausgangsanschluss
der Schaltung 3'A verbunden
und das andere Ende verbunden mit dem Ausgangsanschluss der Schaltung 3'B durch das
Schaltelement sw2. Eine erste Entladungslampe 6_1 ist verbunden mit
einem Knoten α beider
Schaltelemente durch (eine Induktivlastkomponente in) eine(r) Startschaltung 5_1.
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Darüber hinaus,
bezugnehmend auf Schaltelemente sw3 und sw4, die einen zweiten Satz
bilden und zueinander in Serie geschaltet sind, hat das Schaltelement
sw3 eines seiner Enden verbunden mit dem Ausgangsanschluss der Schaltung 3'A und das andere
Ende verbunden mit dem Ausgangsanschluss der Schaltung 3'B durch das
Schaltelement sw4. Eine zweite Entladungslampe 6_2 ist
verbunden mit einem Knoten β der
beiden Schaltelemente durch (eine Induktivlastkomponente in) eine(r)
Startschaltung 5_2.
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Alle
Elektrodenanschlüsse
der Entladungslampen 6_1 und 6_2, die nicht verbunden
sind mit den Knoten α und β sind gegen
Masse geschaltet. Falls die Widerstände Ri1 und Ri2 zur Stromerfassung
nicht verwendet werden, wird vorzugsweise ein solcher Aufbau verwendet,
dass ein Ende jeder Entladungslampe gegen Masse geschaltet ist über einen alternativen
Widerstand zur Erfassung (entsprechend ”Ri” in 1), dadurch
das Erfassungssignal jedes Widerstandes an eine Steuerschaltung 7A sendend.
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Eine
integrierte Schaltung (IC) für
einen Halbbrückentreiber
ist verwendet für
sowohl die Treiberschaltungen DRV1 als auch DRV2 und definiert die
Polarität
der Brücke
auf den Empfang eines Signals hin, das von der Steuerschaltung 7A gesendet ist.
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In
der DC-DC-Umsetzschaltung 4A mit einer Vielzahl von Schaltelementen
sw1 bis sw4 dient die Treiberschaltung DRV1 zum Ausführen der EIN/AUS-Steuerung
der Schaltelemente SW1 und SW2 und die Treiberschaltung DRV2 dient
zur Ausführung
der EIN/AUS-Steuerung der Schaltelemente sw3 und sw4. Angenommen,
dass der Zustand jedes Elementes derart definiert ist, dass das
Schaltelement sw1 in einen EIN-Zustand gebracht worden ist (oder
einen AUS-Zustand) und das Schaltelement sw2 in den AUS-Zustand
(oder den EIN-Zustand) gebracht ist durch die Treiberschaltung DRV1
zu einer bestimmten Zeit, ist der Zustand jedes Elementes derart
definiert, dass zur selben Zeit das Schaltelement sw3 in den AUS-Zustand
gebracht ist (oder den EIN-Zustand) und das Schaltelement sw4 in
den EIN-Zustand
gebracht ist (oder den AUS-Zustand) durch die Treiberschaltung DRV2.
Mit anderen Worten, die Schaltelemente sw1 und sw4 werden in denselben
Zustand versetzt und die Schaltelemente sw2 und sw3 werden in denselben
Zustand versetzt und sie führen
reziprok einen Wechselbetrieb aus.
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Durch
die EIN/AUS-Operation der beiden Schaltelementesätze wird beispielsweise entsprechend
eine Ausgangsspannung mit einer negativen Polarität angelegt
an die zweite Entladungslampe 6_2 während eine Ausgangsspannung
mit einer positiven Polarität
angelegt wird an die erste Entladungslampe 6_1 (umgekehrt,
der Ausgang mit einer positiven Polarität wird angelegt an die zweite
Entladungslampe 6_2, während
der Ausgang mit einer negativen Polarität angelegt wird an die erste
Entladungslampe 6_1.).
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Die
Steuersignale (gekennzeichnet als ”SD1” und ”SD2”) werden von der Steuerschaltung 7A zu
den Treiberschaltungen DRV1 und DRV2 durch Isolatoren 9_1 bzw. 9_2 gesendet.
Speziell, in dem in 9 gezeigten Beispiel wird eine
niederpotentialseitige Spannung in jeder Treiberschaltung eingestellt
als eine Ausgangsspannung, die angelegt wird von der Schaltung 3'B für eine Ausgangsgröße mit negativer
Polarität.
Daher sind der hohe Logikpegel bzw. H-Pegel und der niedrige Logikpegel
bzw. L-Pegel für
die Ausgangsspannung definiert und darüber hinaus wird eine Isolation
benötigt
zum Ausführen
der EIN/AUS-Steuerung
der Schaltelemente sw1 bis sw4 auf den Empfang des Steuersignals
hin (ein Binärzustandssignal).
Wenn das IC für
einen Brückentreiber
mit einer Isolationsfunktion verwendet wird für jede Treiberschaltung ist
selbstverständlich vorzuziehen,
dass das Steuersignal direkt eingegeben werden sollte in jede Treiberschaltung.
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Es
ist offenbar, dass zwei Entladungslampen in denselben Zustand versetzt
werden wie in dem Fall einer Entladungslampe, in einen Zustand,
in dem eine der Entladungslampen gezündet wird (oder einen Zustand,
in dem eine Instruktion zum Zünden ausgegeben
wird) und einen Zustand, in dem die andere Entladungslampe nicht
gezündet
ist (oder ein Zustand, in dem keine Instruktion zum Zünden ausgegeben
worden ist) (weil ein nicht belasteter Zustand eingestellt ist für einen
Ausgang mit einer Polarität,
zu der keine Leistung angewendet wird). Entsprechend wird die Spannungsreduzierung
bevorzugt derart ausgeführt,
dass die Ausgangsspannung auf der nicht belasteten Seite in den
Ausgangsgrößen mit
positiver und negativer Polarität,
die nicht angelegt wird an die Entladungslampe gleich der Ausgangsspannung
auf der Seite ist, die angelegt wird an die Entladungslampe.
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Die 10 und 11 zeigen
Ausführungsbeispiele
für den
Hauptteil der Steuerschaltung 7A und Bezugszeichen in den
Figuren haben die folgende Bedeutung.
- ”SJ1” ist ein Zustandsentscheidungssignal,
das anzeigt, ob oder nicht die erste Entladungslampe 6_1 gezündet ist
(einen H-Pegel anzeigend im Gezündet-Zustand
und einen L-Pegel im nicht gezündeten Zustand),
- ”SJ2” ist ein
Zustandsbestimmungssignal, das anzeigt, ob oder nicht die zweite
Entladungslampe 6_2 gezündet
ist (einen H-Pegel
anzeigend bei gezündeter
Lampe und einen L-Pegel bei nicht gezündeter Lampe),
- ”SL1” ist ein
Zündanzeigesignal
für die
erste Entladungslampe 6_1 (der H-Pegel zeigt ein Zünden an und
der L-Pegel zeigt ein Nichtgezündetsein
an),
- ”SL2” ist ein
Zündanzeigesignal
für die
zweite Entladungslampe 6_2 (der H-Pegel zeigt ein Zünden an und
der L-Pegel zeigt ein Nichtgezündetsein
an), und
- ”CK” ist ein
Signal, das einen H-Pegel anzeigt, wenn eine Ausgangsgröße mit positiver
Polarität
angelegt wird an die erste Entladungslampe 6_1 oder wenn eine
Ausgangsgröße mit einer
negativen Polarität
angelegt wird an die zweite Entladungslampe 6_2 und das
einen L-Pegel anzeigt im umgekehrten Fall, das heißt, wenn
die Ausgangsgröße mit einer
negativen Polarität
angelegt wird an die erste Entladungslampe 6_1 oder wenn
die Ausgangsgröße mit einer
positiven Polarität
angelegt wird an die zweite Entladungslampe 6_2 (wenn die
Anzahl von Entladungslampen reduziert ist auf eine, wird das Signal
gleich dem Signal ”CK”).
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Die
Zustandsbestimmungsschaltung der Entladungslampe schließt verschiedene
Aufbauten wie zum Beispiel eine Schaltung zum Erfassen eines Stromflusses
zur Entladungslampe ein und das Vergleichen des Stromes mit einem
Schwellwert und eine Schaltung zum Erfassen des Betrags des Lichtes
der Entladungslampe unter Verwendung eines optischen Sensors, dadurch
den Gezündet-
bzw. Nicht-Gezündet-Zustand
bestimmend. Darüber
hinaus kann das Zündanzeigesignal
leicht erhalten werden von einem Zündschalter für jede Entladungslampe
oder einer Zündschaltschaltung
basierend auf demselben Schalter.
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Da
die Schaltung mit demselben Aufbau wie dem in 7 verwendet
wird mit der Ausnahme eines Teiles in dem Ausführungsbeispiel, werden nachstehend
nur die Unterschiede beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung
wird angenommen, dass die Signal SJ1, SJ2 und CK verwendet werden. Darüber hinaus
wird ein Unterschied in dem Eingangs- und Ausgangs-Signalzusammenhang
klar beschrieben werden durch Hinzufügen einer Kennzeichnung von ”M” hinter
dem verwendeten Bezugszeichen.
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Es
ist ein Logikschaltungsabschnitt 23 einschließlich vier
2-Eingangs-UND-Gattern
vorgesehen, zweier 2-Eingangs-ODER-Gatter und eines NICHT-Gatters für die Signale
SJ1, SJ2 und CK. Speziell werden das Signal SJ1 und das Signal CK eingespeist
in ein UND-Gatter 24, das Signal SJ2 und das invertierte
Signal von CK, das von einem NICHT-Gatter 25 erhalten wird,
werden eingegeben in ein UND-Gatter 26 und die Ausgangssignale
der UND-Gatter 24 und 26 werden einem ODER-Gatter 27 bereitgestellt.
Dann wird ein Ausgangssignal (gekennzeichnet als ”S27”) des ODER-Gatters 27 bereitgestellt
an einem Eingangsanschluss eines ODER-Gatters 14M in 11.
Darüber
hinaus werden die Signale SJ2 und CK eingegeben in ein UND-Gatter 28,
das Signal SJ1 und das invertierte Signal von CK, das von dem NICHT-Gatter 25 erhalten
wird, werden eingegeben in ein UND-Gatter 29 und die Ausgangssignale
der UND-Gatter 28 und 29 werden einem ODER-Gatter 30 bereitgestellt.
Ein Ausgangssignal (gekennzeichnet als ”S30”) des ODER-Gatters 30 wird
einem Eingangsanschluss eines ODER-Gatters 15M in 11 bereitgestellt.
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Das
Ausgangssignal S27 des ODER-Gatters 27 und ein Signal,
das von dem Komparator 11 durch das NICHT-Gatter 13 gesendet wird,
werden dem ODER-Gatter 14M bereitgestellt und ein Ausgangssignal
des ODER-Gatters 14M wird einem Eingangsanschluss des UND-Gatters 17M bereitgestellt.
Das Ausgangssignal des Komparators 12 wird dem anderen
Eingangssignal des UND-Gatters 17M bereitgestellt, ein
Ausgangssignal des UND-Gatters 17M wird einem Eingangsanschluss
eines UND-Gatters 18M bereitgestellt und das UND-Gatter 18M gewinnt
ein logisches Produktsignal aus dem Ausgangssignal des UND-Gatters 17M und
dem Signal Sb1 und sendet das logische Produktsignal zu der Treiberschaltung 22p.
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Das
Ausgangssignal S30 des ODER-Gatters 30 und das Ausgangssignal
des Komparators 11 werden dem ODER-Gatter 15M bereitgestellt
und ein Ausgangssignal des ODER-Gatters 15M wird einem Eingangsanschluss
eines UND-Gatters 19M bereitgestellt. Das Ausgangssignal
des Komparators 21 wird dem anderen Eingangssignal des
UND-Gatters 19M bereitgestellt und ein Ausgangssignal des UND-Gatters 19M wird
einem der Eingangsanschlüsse
eines UND-Gatters 20M bereitgestellt und das UND-Gatter 20M erzielt
ein logisches Produktsignal aus dem Ausgangssignal des UND-Gatters 19M und dem
Signal Sb2 und sendet das logische Produktsignal zu der Treiberschaltung 22n.
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Wenn
SVp und SVn in der Schaltung den Referenzspannung Erefp und Erefn,
die hierzu festgelegt sind, erreichen, sind die Ausgänge der
Komparatoren 12 und 21 eingestellt, um den L-Pegel zu haben. Daher
ist offensichtlich, dass die Ausgangssignale der UND-Gatter 17M und 19M eingestellt
sind, um den L-Pegel zu haben und der Treiberbetrieb für die Schaltelemente
(SW1, SW2) wird gestoppt.
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Der
Schaltungsabschnitt 23 dient zum Ausgeben des H-Pegels
mit einer solchen Polaritätseinstellung,
dass die gezündete
Entladungslampe angetrieben wird. Angenommen, dass die erste Entladungslampe 6_1 gezündet ist
und die zweite Entladungslampe 6_2 beispielsweise nicht
gezündet
ist, hat der SJ1 den H-Pegel derart, dass das Ausgangssignal des
UND-Gatters 24 eingestellt
ist, um den H-Pegel zu haben und durch das ODER-Gatter 27 ausgegeben
wird, wenn CK den H-Pegel hat (mit anderen Worten das Signal CK
wird an dem ODER-Gatter 27 ausgegeben.). Zu dieser Zeit
hat das Ausgangssignal des UND-Gatters 28 den
L-Pegel und das Ausgangssignal des UND-Gatters 29 hat den
L-Pegel, so dass das Ausgangssignal des ODER-Gatters 30 den L-Pegel hat.
Mit anderen Worten, falls CK den H-Pegel inne hat, wird ein Hochpegelsignal
an das ODER-Gatter 14M angelegt auf der Positivelektrodentreiberseite
und ein Niederpegelsignal wird angelegt an das UND-Gatter 15M an
der Negativelektrodentreiberseite.
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Wenn
CK den L-Pegel bzw. Niederpegel hat, haben andererseits die Signale
der UND-Gatter 24 und 26 den L-Pegel, so dass
das Ausgangssignal des ODER-Gatters 27 den L-Pegel hat.
Darüber
hinaus hat das Ausgangssignal des UND-Gatters 29 den H-Pegel,
so dass das Ausgangssignal des ODER-Gatters 30 eingestellt
ist, den H-Pegel zu haben. Mit anderen Worten, falls CK den L-Pegel
hat, wird das L-Pegel-Signal zugeführt zu dem ODER-Gatter 14M auf
der Positivelektrodentreiberseite und das H-Pegelsignal wird zugeführt zu dem ODER-Gatter 15M auf
der Negativelektrodentreiberseite.
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Wenn
das H-Pegel-Signal eingegeben wird in das ODER-Gatter 14M (CK
hat den H-Pegel), ist entsprechend das Ausgangssignal desselben
Gatters eingestellt, um den H-Pegel zu haben. Daher wird, falls
das Ausgangssignal des Komparators 12 den H-Pegel hat (mit
anderen Worten, falls eine Positivelektrodenspannungsbeschränkung mit
der Spannung Erefp nicht angewendet wird) das von dem UND-Gatter 17M ausgegebene
H-Pegel-Signal zugeführt
zu dem UND-Gatter 18M, so dass das Signal Sb1 exakt bereitgestellt
wird für
die Treiberschaltung 22p (Treibersteuerung des Schaltelementes SW1
wird ausgeführt
in Übereinstimmung
mit dem Tastverhältnis
desselben Signals). Wenn das L-Pegel-Signal eingegeben wird in das
ODER-Gatter 14M (CK hat den L-Pegel) wird darüber hinaus
die Ausgangsgröße desselben
Gatters bestimmt durch ein logisches Negationssignal des Ausgangssignals
des Komparators 11. Mit anderen Worten, falls das Ausgangssignal
des Komparators 11 den H-Pegel (oder den L-Pegel) hat,
hat das Ausgangssignal des ODER-Gatters 14M den L-Pegel
(oder den H-Pegel). Falls beispielsweise SVp > SVn gilt, hat das Ausgangssignal des
Komparators 11 den H-Pegel. Daher ist das Ausgangssignal
des ODER-Gatters 14M eingestellt, um den L-Pegel zu haben
im Ansprechen auf das logische Negationssignal. Das Ergebnis hiervon
verhindert das UND-Gatter 18M das Durchreichen von Sb1
(ein Treiberstoppzustand wird durch die L-Pegel-Signalausgangsgröße von dem UND-Gatter 17 bewirkt).
Falls SVp < SVn
gilt, hat darüber
hinaus das Ausgangssignal des Komparators 11 den L-Pegel
und das Ausgangssignal des ODER-Gatters 14M hat
den H-Pegel ansprechend auf das logische Negationssignal. Als Ergebnis
hiervon wird das Ausgangssignal des UND-Gatters 17M eingestellt,
um den H-Pegel zu haben, solange das Ausgangssignal des Komparators 12 keinen
L-Pegel einnimmt. Folglich läuft
Sb1 exakt durch das UND-Gatter 18M und wird zu der Treiberschaltung 22P gesendet,
so dass die Begrenzung nicht angewendet wird.
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Daher
wird, falls die Entladungslampe 6_1 gezündet ist und die Entladungslampe 6_2 nicht
gezündet
ist, das Treibersignal Sb1 exakt zu dem Schaltelement der DC-DC-Umsetzschaltung
durch die Treiberschaltung 22p gesendet mit einer solchen Polarität, um eine
positive Polarität
auszugeben an die Entladungslampe 6_1 (CK hat den H-Pegel),
so dass der Betrieb derselben Schaltung gesteuert wird. Im Falle
umgekehrter Polarität,
das heißt,
mit einer Polarität
zum Anlegen einer negativ polarisierten Ausgangsgröße an die
Entladungslampe 6_1 (CK hat den L-Pegel), wird eine Spannungsbegrenzung derart
angewendet, dass SVp nicht SVn übersteigt (die
Begrenzung wird ausgeführt
mit einer Negativelektrodenspannung mit umgekehrter Polarität).
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Falls
SJ1 den H-Pegel hat und SJ2 den L-Pegel, wird das logische Negationssignal
von CK ausgegeben an das ODER-Gatter 30. Wenn das Ausgangssignal
des ODER-Gatters 30 den H-Pegel hat, wird daher das Signal
Sb2 zu der Treiberschaltung 22n durch das UND-Gatter 20M gesendet,
solange wie das Ausgangssignal des Komparators 21 den H-Pegel
hat. Wenn das Ausgangssignal des ODER-Gatters 30 den L-Pegel
hat und das Ausgangssignal des Komparators 11 den L-Pegel
hat (SVp < SVn),
werden die Ausgangssignale der UND-Gatter 19M und 20M eingestellt,
um den L-Pegel derart zu haben, dass die Spannungsbegrenzung angewendet
wird in derselben Weise wie oben beschrieben bei dem Treiberstopp
des Schaltelementes.
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Aus
der Symmetrie des Schaltungsaufbaus ersichtlich sind die oben beschriebenen
Inhalte dieselben, auch wenn die Positionen der beiden Entladungslampen
ausgetauscht werden, das heißt,
wenn die Entladungslampe 6_2 gezündet ist und die Entladungslampe 6_1 nicht
gezündet
ist (es ist eine Sache der Selbstverständlichkeit, dass SJ1 eingestellt
ist, um den L-Pegel
zu haben und SJ2 eingestellt ist, um den H-Pegel zu haben, um dem
Signalfluss in derselben Weise zu folgen, wie oben beschrieben,
und das Signal CK wird zu dem ODER-Gatter 30 des Schaltungsabschnitts 23 gesendet
und das logisch negierte Signal des Signals CK wird zu dem ODER-Gatter 27 gesendet.).
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Darüber hinaus
werden, falls beide Entladungslampen gezündet sind, Sc1 und Sc2 basierend auf
den Signalen Sb1 und Sb2 zu den Schaltelementen (SW1 und SW2 in 3)
gesendet, die einen Schaltungsabschnitt bilden (einen Konverter)
mit jeder Polarität
zum Bilden der DC-DC-Umsetzschaltung (3') und die Treibersteuerung wird
hierbei ausgeführt.
Mit anderen Worten, da sowohl SJ1 als auch SJ2 den H-Pegel haben,
werden beide Ausgangssignale der ODER-Gatter 27 und 30 eingestellt,
den H-Pegel zu haben.
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Falls
keine der Entladungslampen gezündet ist,
haben beide Ausgangssignale der ODER-Gatter 27 und 30 den
L-Pegel. Daher werden die Treibersignale Sb1 und Sb2 mit den Polaritäten begrenzt
auf Spannungen mit Polaritäten
entgegengesetzt zueinander. Genauer, die Spannungen beider Polaritäten werden
begrenzt auf die Referenzspannung Erefp oder Erefn, die niedriger
ist. In dem Fall, in dem die Stromhilfsschaltung 8 verwendet
wird, ist es beispielsweise unmöglich,
eine Begrenzung anzuwenden durch Einstellen unterschiedlicher Spannungswerte
für eine
Polarität
auf der Seite, auf der dieselbe Schaltung zusätzlich vorgesehen ist und eine
umgekehrte Polarität
davon. Wenn beispielsweise die Entladungslampe 6_1 gezündet ist
und die Entladungslampe 6_2 gezündet werden soll in einem solchen Zustand,
dass die Entladungslampe 2 nicht gezündet ist, wird ein Nachteil
bewirkt, wenn beispielsweise eine der Entladungslampe 6_2 bereitzustellende Spannung
beschränkt
wird durch eine Spannung, die der Entladungslampe 6_1 bereitgestellt
werden soll.
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Um
einen solchen Nachteil auszuschalten, wird SL1 anstatt SJ1 verwendet,
und SL2 wird verwendet, anstatt SJ2 in 10. Mit
anderen Worten, es wird vorgezogen, dass das Ausgangssignal des Schaltungsabschnittes 23 nicht
bestimmt werden sollte abhängig
davon, ob oder nicht jede Entladungslampe gezündet worden ist, sondern davon,
ob oder nicht eine Instruktion zum Zünden für jede Entladungslampe ausgegeben
worden ist. Wenn sowohl SL1 als auch SL2 den L-Pegel haben, sind beide Entladungslampen
nicht gezündet.
In diesem Fall braucht daher die Zündschaltung nicht betrieben
zu werden und kann entfernt werden (es ist vorzuziehen, nur den
Fall zu betrachten, in dem SL1 oder SL2 den H-Pegel hat oder beide
von ihnen den H-Pegel haben. Entsprechend ist es ausreichend, dass
die Signale SJ1 bzw. SJ2 ersetzt werden durch SL1 bzw. SL2 in der
vorstehenden Beschreibung für
den Schaltungsbetrieb.). Das Ersetzten solcher Signale impliziert,
dass das Konzept von ”eine
Periode, in der die Entladungslampe nicht gezündet ist”, nicht den Betriebszustand
einschließt,
der eingestellt wird, bevor die Entladungslampe gezündet wird,
das heißt, eine
Periode, in der ein Anzeigesignal zum Zünden der Entladungslampe ausgegeben
wird und die Entladungslampe tatsächlich gezündet wird, wird nicht betrachtet
als ”eine
Periode, in der die Entladungslampe nicht gezündet ist”. Die Zündanzeigesignale SL1 und SL2
der Entladungslampe zeigen einen konstanten Zustandswert in einem
Betrieb an vor dem Zünden
der Entladungslampe sowie während
des Zündens
der Entladungslampe (die Signale haben den H-Pegel so lange wie
eine Instruktion zum Zünden
in dem Beispiel ausgegeben wird). Wenn die Entladungslampe tatsächlich nicht
gezündet
ist, haben entsprechend die Signale SL1 und SL2 den H-Pegel bis
die Instruktion zum Zünden
ausgegeben wird. Daher wird mindestens eines der beiden Signale
eingestellt, den H-Pegel zu haben. Falls die Entladungslampe 6_1 gezündet ist
(SL1 hat den H-Pegel) und
die Entladungslampe 6_2 nicht gezündet ist (SL2 hat den L-Pegel)
und gezündet
werden soll, ist beispielsweise das Zündsignal SL2 eingestellt, um
den H-Pegel zu haben und jedes Schaltelement wird gesteuert basierend
auf den Treibersignalen Sb1 und Sb2. In diesem Fall ist eine Spannungsbegrenzung basierend
auf dem L-Pegel-Signal jedes der Komparatoren 12 und 21 wirksam
für jedes
Treibersignal. Innerhalb des Begrenzungsbereiches kann eine Spannung,
die angestiegen ist bis zu einem erforderlichen Spannungswert (O.
C. V) vor dem Zünden
als Reaktion auf ein Treibersignal bei einem maximalen Tastverhältnis der
Entladungslampe 6_2 zugeführt werden.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, kann gemäß dem ersten
und zweiten Aspekt der Erfindung der impulsartige Fluss bezüglich des
Stromflusses zur Entladungslampe unterdrückt werden durch Begrenzung
der Ausgangsspannung auf der nicht belasteten Seite durch die Ausgangsspannung
mit einer umgekehrten Polarität.
Daher ist es möglich,
konstante Leistungssteuerung davon abzuhalten, verhindert zu werden durch
den Einfluss einer Wechselstromkomponente, die durch den impulsartigen
Fluss bewirkt wird und die Verschwendung wie ein Ansteigen eines
Leistungsverlustes oder Wärmegeneration
zu reduzieren, dadurch eine stabile Leistungssteuerung implementierend.