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Die
Erfindung betrifft eine neuartige Schaltungsanordnung zum Starten
und Betreiben einer Entladungslampe, welche mit einer Steuerfunktion ausgestattet
ist, um einer Entladungslampe eine die Nennleistung übersteigende
Leistung zuzuführen, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der Druckschrift
DE
43 32 112 A1 ist bereits eine solche Schaltungsanordnung
bekannt. Die Schaltung weist einen Strom-/Leistungssollwertgeber
auf, wobei nach dem Zünden
der Lampe über eine
vorbestimmte Zeit zusätzlich
Leistung zugeführt wird.
Die Zeit wird von einer Zeitsteuerung derart festgelegt, dass es
zu keiner Überhitzung
kommt. Der Eingang der Zeitsteuerung ist mit einem Schalter zum
Einschalten eines Vorschaltgerätes
verbunden. Somit wird die Zeitsteuerung beim Einschalten des Vorschaltgerätes gestartet.
Aus der
US 5 523 656
A ist es bereits bekannt die Startzeit der Lampe auf eine
bestimmte Zeit zu begrenzen. Aus der Druckschrift
FR 2 646 538 A1 ist eine
Entladungslampe bekannt, mit einer Einrichtung, die einen Kurzschluss detektieren
kann und die die Versorgung der Lampe unterbricht, wenn eine zu
hohe Spannung über
eine vorbestimmte Integrationszeit gemessen wird. Das bedeutet,
dass hier bei einem Kurzschluss die Spannungszufuhr abgebrochen
wird.
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Es
ist somit eine Schaltungsanordnung bekannt für eine Entladungslampe wie
eine Halogenmetalldampf lampe, welche einer Entladungslampe mehr
Leistung als die Nennleistung liefert in einem Übergangszustand von dem Beginn
des Leuchtens der Entladungslampe bis zu dem Übergang zu einer Konstantleistungssteuerung,
um die Zündzeit
zu verkürzen
und dadurch das Leuchten voranzutreiben.
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In
dem Fall, in dem bei der Nutzungsdauer einer Entladungslampe in
ihrem letzten Stadium die Lampenspannung unter Konstantleistungssteuerung nicht
in den richtigen Spannungsbereich fällt oder aus ihm herausgeht,
liefert die herkömmliche
Schaltungsanordnung an die Entladungslampe eine die Nennleistung übersteigende
Leistung. Wenn dieser Zustand über
eine lange Zeitspanne andauert, tritt eine Wärmeerzeugung von der Schaltung
oder ein anderer durch zu hohe Leistung hervorgerufener Mangel auf,
und schlimmstenfalls kann die Schaltungsanordnung beschädigt werden.
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Eine
Lösung
dieses Problems besteht darin zu prüfen, ob die Lampenspannung
oder der Lampenstrom einer Entladungslampe von einem vorbestimmten
Bereich ab weicht, und die Leistungszufuhr zu der Entladungslampe
zu stoppen, wenn diese Tatsache eintritt.
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Dieses
Verfahren hindert jemanden, der beabsichtigt hat die Entladungslampe
einzuschalten, daran, den Grund für das Ausschalten der Lampe
zu kennen, oder erfordert eine Einrichtung, um die Person über den
Grund zu informieren.
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Dementsprechend
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Schaltungsanordnung
bereitzustellen, die ermöglicht,
dass selbst, wenn während des
Betriebs die Lampenspannung unter einer Konstantleistungssteuerung
nicht in den richtigen Spannungsbereich fällt oder aus ihm herausgeht,
ein stabiles Leuchten ohne thermische Zerstörung des Beleuchtungsstromkreises
wiederhergestellt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Dieser
gemäß der Erfindung
vorgesehene Aufbau kann zulassen, dass die Leuchtbeschleunigungssteuerung
beendet wird, bevor die vorbestimmte Zeit abläuft, so dass die Leuchtbeschleunigungssteuerung
für eine
Entladungslampe nicht mehr als erforderlich fortfährt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen gezeigten
Ausfürungsbeispiels
näher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild zum Erläutern
des Grundaufbaus der Erfindung;
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2 ein
Diagramm zum Erläutern
der Steuerkennlinie, die mit der Lampenspannung und dem Lampenstrom
einer Entladungslampe verknüpft
ist;
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3 ein
Blockschaltbild, das schematisch eine Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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4 ein
Schaltbild eines Beispiels für
eine Konstantleistungssteuerung;
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5 ein
Schaltbild eines weiteren Beispiels für die Konstantleistungssteuerung;
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6 ein
Schaltbild einer Leuchtbeschleunigungssteuerung;
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7 ein
Schaltbild eines Beispiels für
eine Zeitsteuereinrichtung;
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8 ein
Schaltbild eines weiteren Beispiels für eine Zeitsteuereinrichtung;
und
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9 ein
Schaltbild einer Zeitsteuereinrichtung, die aktiviert wird, wenn
ein Spannungsermittlungssignal Sv aus einem vorbestimmten Bereich
herausgeht.
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1 zeigt
den Grundaufbau einer Schaltungsanordnung 1 gemäß der Erfindung.
Die Schaltungsanordnung 1 ist derart konstruiert, dass
eine Lieferspannung von einer Energieversorgung 2 über Eingangsklemmen 3 und 3' und einen Lichtschalter 4 einer
Lichtsteuereinrichtung 5 zugeführt wird, deren Ausgangsgröße von Ausgangsklemmen 6 und 6' einer Entladungslampe 7 zugeführt wird.
Die Energieversorgung 2 kann eine Gleichspannung oder einer Wechselspannung
erzeugen. Der Lichtschalter 4 kann manuell oder automatisch
eingeschaltet werden.
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Die
Lichtsteuereinrichtung 5 dient dazu, die Entladungslampe 7 zu
aktivieren und der Entladungslampe 7 Energie zuzuführen, und
wird gesteuert durch ein Ausgangssignal von einer Leistungssteuereinrichtung 8.
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Die
Leistungssteuereinrichtung 8 führt eine Leistungszufuhrsteuerung
durch während
des Übergangs
von dem Zeitpunkt der Aktivierung der Entladungslampe 7 in
einen stetigen Zustand oder eine Konstantleistungssteuerung mit
der Nennleistung der Entladungslampe 7 auf der Grundlage
der Lampenspannung oder des Lampenstromes der Entladungslampe 7,
die bzw. der in der Lichtsteuereinrichtung 5 ermittelt
wird, oder eines der Lampenspannung oder dem Lampenstrom äquivalenten
Signals. Zu diesem Zweck weist die Leistungssteuereinrichtung 8 eine Leuchtbeschleunigungs-Steuereinrichtung 8a und eine
Konstantleistungs-Steuereinrichtung 8b auf.
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Die
Konstantleistungs-Steuereinrichtung 8b führt eine
Konstantleistungssteuerung an der Entladungslampe 7 mit
der Nennleistung aus, um ein stabiles Leuchten der Entladungslampe 7 sicherzustellen.
Die Leuchtbeschleunigungs-Steuereinrichtung 8a führt der
Entladungslampe 7 eine größere Leistung als die Nennleistung
zu, um das Leuchten der Entladungslampe 7 voranzutreiben
oder zu beschleunigen während
einer Übergangszeitspanne von
dem Beginn der Aktivierung der Entladungslampe 7, in der
die Entladungslampe 7 unter Konstantleistungssteuerung
kommt, oder wenn die Entladungslampe 7 der Herrschaft der
Konstantleistungs-Steuereinrichtung 8b entgeht. Um ein
Problem zu verhindern, das entsteht aus der Fortsetzung einer solchen
Leuchtbeschleunigungssteuerung über
eine lange Zeitspanne (zum Beispiel Wärmeerzeugung von dem Stromkreis,
die verursacht wird, wenn eine Entladungslampe in dem letzten Stadium
der Lebensdauer der Konstantleistungssteuerung entkommt), ist die
Leuchtbeschleunigungs-Steuereinrichtung 8a mit einer Zeitsteuereinrichtung
versehen, um zu verhindern, dass die Leuchtbeschleunigungssteuerung über eine
vorbestimmte Zeit oder länger fortgesetzt
wird.
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2 belegt
die Steuerkennlinie der Leistungssteuereinrichtung 8 mit
der Lampenspannung VL als Abszisse und dem Lampenstrom IL als Ordinate.
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Eine
Hyperbel f, die in der Figur durch eine strichpunktierte Linie angezeigt
wird, zeigt eine Konstantleistungskurve, welche die Nennleistung
der Entladungslampe 7 angibt. Von einer Steuerlinie g zeigt
ein Abschnitt gb, der zu einem Bereich B gehört, die Steuerkennlinie der
Konstantleistungs-Steuereinrichtung 8b. Das heißt, "gb" umfasst ein Liniensegment
oder eine Polygonlinie, die mit einem Teil der Konstantleistungskurve
f zusammenfällt
oder durch lineare Approximation an diesen Teil erfasst wird.
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Ein
Abschnitt ga der Steuerlinie g, welcher zu einem Bereich A gehört, gibt
die Steuerkennlinie der Leuchtbeschleunigungs-Steuereinrichtung 8a wieder.
Dieser Abschnitt ga ist in der Weise ausgelegt, dass ein großer Lampenstrom
(in der Figur durch Imax angedeutet) fließt, wenn die Lampenspannung niedrig
ist und der Lampenstrom IL allmählich
kleiner wird, so dass der Abschnitt ga einstückig wird mit dem Abschnitt
gb, wenn die Lampenspannung VL bis zu einem bestimmten Pegel zunimmt.
Der Übergang von
dem Liniensegment von IL = Imax zu der Linie gb kann auf verschiedene
Weise erreicht werden, wie durch Verbinden beider Linien durch eine
Gerade oder durch Vorsehen einer Schaltung mit einer vorbestimmten
Zeitkonstante, um die Verbindung durch eine Kurve herzustellen,
die von der vorherigen Linie exponentiell abnimmt. Mit anderen Worten
kann der Abschnitt ga irgendeine Gestalt annehmen, solange er über der
Konstantleistungskurve f gelegen ist.
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Ein
Bereich C rechts von dem Bereich B befindet sich dort, wo eine mit
dem Lampenstrom verknüpfte
Steuerung durchgeführt
wird, wenn die Lampenspannung hoch ist. In dieser Erfindung ist
die Gestalt einer Steuerlinie gc in diesem Bereich C nicht wesentlich.
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Um
die Entladungslampe 7 aus dem kalten Zustand in Betrieb
zu setzen, wird unter Verwendung dieser Steuerlinie g der Entladungslampe 7 ein
hoher Strom zugeführt
an einem optionalen Punkt P1, bei dem IL = Imax, wonach der Lampenstrom
IL allmählich
vermindert wird, wenn die Lampenspannung VL zu einem Arbeitspunkt
P2 zunimmt, bei dem die Konstantleistungssteuerung durchgeführt wird.
Wenn der Zustand der Entladungslampe 7, die eine Konstantleistungssteuerung
bei dem Arbeitspunkt P2 mitgemacht hat, sich aus dem Bereich B zu
dem Bereich A verschiebt, wird der Entladungslampe 7 eine
höhere Leistung
als die Nennleistung zugeführt,
wie zum Beispiel bei einem Arbeitspunkt P3 angedeutet.
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Eine
Leuchtbeschleunigungssteuerung kann durch die Zeitsteuereinrichtung 9 auf
folgende Weisen verhindert werden:
- (I) durch
Stoppen der Leuchtbeschleunigungssteuerung, bis eine vorbestimmte
Zeit vergeht von dem Punkt, bei dem das Leuchten der Entladungslampe
begonnen hat. Dieses Verfahren entspricht nicht der vorliegenden
Erfindung und dient lediglich der allgemeinen Erläuterung.
- (II) durch Stoppen der Leuchtbeschleunigungssteuerung, bis eine
vorbestimmte Zeit vergeht von dem Punkt, bei dem die Betriebsart
(der Modus) der Entladungslampe von der Konstantleistungssteuerung
zu der Leuchtbeschleunigungssteuerung übergegangen ist.
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Gemäß dem Verfahren
(I), das nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, wird die Leuchtbeschleunigungssteuerung
durchgeführt,
bevor eine vorbestimmte Zeit vergeht von dem Beginn des Leuchtens
der Entladungslampe, und wird danach nicht durchgeführt. Vorzugsweise
wird die Zeit der Zeitsteuereinrichtung 9 eingestellt unter
Berücksichtigung
der Zeit für
die Lampenspannung oder den Lampenstrom der Entladungslampe zum
Erreichen des Nennbereichs in dem Fall des sogenannten Kaltstarts,
durch den die Entladungslampe aus dem kalten Zustand in Betrieb
gesetzt wird. (Die Zeit wird berücksichtigt,
da dann, wenn die Entladungslampe bis zu einem gewissen Ausmaß warm ist,
die Zeit für
die Lampenspannung oder den Lampenstrom zum Erreichen des Nennbereichs
kürzer
ist als die Zeit in dem Kaltstartfall.) Es ist zu beachten, dass
der "Beginn des
Leuchtens der Entladungslampe" den
Punkt bedeutet, bei dem ein Befehl zum Leuchten der Entladungslampe
erteilt worden ist, oder den Punkt, in dem die Entladungslampe tatsächlich aktiviert
oder angemacht wird. Wenn die Entladungslampe sich in dem letzten
Stadium der Lebensdauer befindet, wird gemäß diesem Verfahren die Leuchtbeschleunigungssteuerung
innerhalb der vorbestimmten Zeit beendet, selbst wenn die Steuerung
nicht auf die Konstantleis tungssteuerung übergeht. Dieses Verfahren ist
daher in dem anfänglichen
Leuchtstadium der Entladungslampe wirksam.
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Das
Verfahren (II), das der vorliegenden Erfindung entspricht, ist so
ausgelegt, dass es mit einer Veränderung
des Leuchtzustands der Entladungslampe zurechtkommt und kann auf
die folgenden zwei Weisen ausgeführt
werden:
- (II-a) durch Stoppen der Leuchtbeschleunigungssteuerung,
bevor eine vorbestimmte Zeit vergeht von dem Punkt, bei dem die
Lampenspannung und/oder der Lampenstrom der Entladungslampe aus
dem Nennbereich herauskommt.
- (II-b) durch Stoppen der Leuchtbeschleunigungssteuerung, bevor
eine vorbestimmte Zeit vergeht von dem Punkt, bei dem eine Zunahme
der Größe der Leistung,
die der Entladungslampe zuzuführen
ist, ermittelt wird.
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Zunächst ist
das Verfahren (II-a) so ausgelegt, dass es immer die Lampenspannung
und/oder den Lampenstrom der Entladungslampe oder ein zu der ersteren
oder dem letzteren äquivalentes
Signal oder zu ihnen äquivalente
Signale überwacht,
feststellt, ob ein solcher Parameter in den Nennbereich fällt, und,
falls eine Abweichung des Parameters oder der Parameter von dem
Nennbereich auftritt, die Leuchtbeschleunigungssteuerung beendet,
bevor die vorbestimmte Zeit von dem Punkt der Abweichung vergangen
ist. Dieses Verfahren ist wirksam in dem anfänglichen Leuchtstadium der
Entladungslampe sowie zu der Zeit, in dem der Zustand der Entladungslampe
sich nach der Aktivierung verändert.
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Das
Verfahren (II-b) ist so ausgelegt, dass es die Leuchtbeschleunigungssteuerung
stoppt, bevor die vorbestimmte Zeit vergeht von dem Punkt, bei dem
ermittelt wird, dass eine Zunahme der der Entladungslampe zuzuführenden
Leistung gleich einem vorbestimmten Wert oder größer wird, angesichts einer
kleinen Veränderung
der der Entladungslampe unter der Konstantleistungssteuerung zuzuführenden
Leistung. Gemäß diesem
Verfahren wird eine Zunahme der der Entladungslampe zuzuführenden Leistung
erfasst als eine Änderung
des Produkts einer Spannung und eines Stromes im Lauf der Zeit aus
der Lampenspannung und dem Lampenstrom der Entladungslampe oder
ihrer äquivalenten
Signale, oder wird erfasst durch die Summe der Produkte einer Änderung
der Spannung oder des Stromes mit der Zeit und dem Strom oder der
Spannung. Falls der Zustandsübergang
der Entladungslampe von der Konstantleistungssteuerung zu der Leuchtbeschleunigungssteuerung
bedeutet, dass eine Zunahme der der Entladungslampe zuzuführenden
Leistung gleich einem vorbestimmten Wert oder größer ist, kann jedoch der Punkt
des Auftretens solch einer Zunahme der Leistung leicht festgestellt
werden durch Ermitteln des Übergangspunktes
von der Konstantleistungssteuerung zu der Leuchtbeschleunigungssteuerung.
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In
beiden Verfahren beruht die Hinderung (Sperrung) der Leuchtbeschleunigungssteuerung
auf der Voraussetzung, dass die Leuchtbeschleunigungssteuerung ausgeführt wird,
wenn das Leuchten der Entladungslampe beginnt oder der Zustand der Entladungslampe
sich ändert,
und eine solche Hinderung findet nicht statt, wenn die Steuerung
unmittelbar auf die Konstantleistungssteuerung übergeht wie in dem Fall, in
dem jemand die Entladungslampe unmittelbar nach ihrer Abschaltung
einschalten will. Es ist zu beachten, dass lediglich die Leuchtbeschleunigungssteuerung
gestoppt wird, nachdem sie eine bestimmte Zeit ausgeführt worden
ist (die gleich oder kleiner ist als die durch die Zeitsteuereinrichtung 9 eingestellte
Zeit), und die Stromzufuhr zu der Entladungslampe nicht gestoppt
wird.
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Natürlich können die
Verfahren (I) und (II) kombiniert werden. Während es vorzuziehen ist, dass
bei dem Verfahren (I) allein die Leuchtbeschleunigungssteuerung überhaupt
nicht ausgeführt
werden sollte, wenn der Zustand der Entladungslampe unter der Konstantleistungssteuerung
verändert
wird, kann die Kombination des Verfahrens (I) und des Verfahrens
(II-a) oder (II-b) es zulassen, die Leuchtbeschleunigungssteuerung
innerhalb einer vorbestimmten Zeit durchzuführen, selbst wenn solch eine Zustandsänderung
auftritt.
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Wenn
der vorerwähnte
Bereich C angesehen werden kann als Teil des Leuchtbeschleunigungsbereichs
(das heißt,
wenn die Steuerlinie gc über
der Konstantleistungskurve f liegt), kann die Zeitbeschränkung auf
die Leuchtbeschleunigungssteuerung durch das Verfahren (I) und/oder
das Verfahren (II) übernommen
werden unter der Bedingung, dass die Bereiche A und C in dem Leuchtbeschleunigungsbereich
eingeschlossen sind.
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Die 3 bis 9 belegen
diese Erfindung in Anpassung an eine Schaltungsanordnung für eine Fahrzeug-Entladungslampe.
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In
einer Schaltungsanordnung 10, gezeigt in 3,
ist eine Batterie 11 als Gleichspannungsquelle mit Eingangsklemmen 12 und 12' verbunden,
und ein Lichtschalter 14 ist vorgesehen an einer (13)
der Stromleitungen 13 und 13'.
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Eine
Gleichspannungsschaltung 15 hebt die Batteriespannung an
oder vermindert sie. Ein Wechselrichter 16 wandelt die
Ausgangsgröße der Gleichspannungsschaltung 15 in
eine Wechselspannung um.
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Eine
Zündschaltung 17,
die bei der an den Wechselrichter 16 anschließenden Stufe
gelegen ist, erzeugt einen Aktivierungsimpuls, der an eine Entladungslampe 18 zu
senden ist, überlagert
diesen Impuls der Ausgangsspannung des Wechselrichters 16 und
liefert das resultierende Signal an die Entladungslampe 18,
die an die Wechselspannungs-Ausgangsklemmen 19 und 19' angeschlossen
ist.
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Die
Gleichspannungsschaltung 15, der Wechselrichter 16 und
die Zündschaltung 17 sind
der vorerwähnten
Lichtsteuereinrichtung 5 äquivalent.
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Bei
der Ausgangsstufe der Gleichspannungsschaltung 15 sind
ein Spannungsdetektor 20 zum Ermitteln der Ausgangsspannung
(ein der Lampenspannung VL äquivalentes
Signal) der Gleichspannungsschaltung 15 und ein Stromdetektor 21 zum
Ermitteln ihres Ausgangsstromes (ein zu dem Lampenstrom äquivalentes
Signal) vorgesehen. Diese Ermittlungssignale werden einer Steuerschaltung 22 zugeführt.
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Die
Steuerschaltung 22 umfasst eine Konstantleistungssteuerung 23,
eine Leuchtbeschleunigungssteuerung 24, eine Konstantstromsteuerung 25 und
einen Steuersignalgenerator 26, um ein Steuersignal entsprechend
dem Ermittlungssignal Sv von dem Spannungsdetektor 20 oder
ein Steuersignal entsprechend dem Ermittlungssignal Si von dem Stromdetektor 21 zu
erzeugen, das Ermittlungssignal an die Gleichspannungsschaltung 15 zu
liefern, um deren Ausgangsspannung zu steuern, eine Leistungssteuerung
auszuführen,
die mit der dem Aktivierungszustand der Entladungslampe 18 zusammenpasst,
um dadurch die Aktivierungszeit oder Reaktivierungszeit der Entladungslampe 18 zu
verkürzen,
und eine Steuerung durchzuführen,
um ein stabiles Leuchten der Entladungslampe 18 in dem
normalen Leuchtzustand sicherzustellen. Der Steuersignalgenerator 26 erzeugt
ein Rückführsignal,
das zu der Gleichspannungsschaltung 15 zu senden ist entsprechend
den Signalen von der Konstantleistungssteuerung 23, der
Leuchtbeschleunigungssteuerung 24 und der Kon stantstromsteuerung 25.
Der Aufbau dieses Steuersignalgenerators 26 wird dadurch
bestimmt, welches Steuersystem anzuwenden ist (wenn zum Beispiel
eine Steuerung mit PWM (Impulsdauermodulation) verwendet wird, erzeugt
der Steuersignalgenerator 26 ein Impulssignal mit einem Tastverhältnis entsprechend
dem Eingangssignal).
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4 zeigt
ein Beispiel für
die Konstantleistungssteuerung 23. Die vorerwähnten Ermittlungssignale
Si und Sv werden addiert nach Durchlaufen entsprechender Widerstände 28 und 28', und das resultierende
Signal wird der nichtinvertierenden Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 27 eingegeben,
während
eine vorbestimmte Bezugsspannung E1 (in der Figur durch das Symbol
einer Konstantspannungsquelle angedeutet) der invertierenden Eingangsklemme
des Operationsverstärkers 27 eingegeben
wird. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 27 wird an den
Steuersignalgenerator 26 geliefert. Dementsprechend wird
eine Konstantleistungssteuerung für die Entladungslampe 18 durchgeführt gemäß der Steuerlinie,
die erhalten wird durch lineare Approximation an die Konstantleistungskurve
f, in der Weise, dass die Summe der Ermittlungssignale Sv und Si
mit einem vorbestimmten Verhältnis
konstant wird. Ein Widerstand 29 in der Figur umfasst einen
Rückführwiderstand,
der zwischen die Ausgangsklemme und die invertierende Eingangsklemme
des Operationsverstärkers 27 eingesetzt
ist, und ein Widerstand 30 umfasst einen variablen Widerstand,
dessen eines Ende mit der invertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 27 verbunden
ist, und dessen anderes Ende geerdet ist.
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Die
Konstantleistungssteuerung 23 kann modifiziert werden,
wie beispielhaft in 5 gezeigt. In Verbindung mit
der Eingabe des Ermittlungssignals Si zu dem Operationsverstärker weist
diese Konstantleistungssteuerung 23 den gleichen Aufbau auf
wie den in 4 gezeigten. Das Ermittlungssignal
Sv wird spannungsgeteilt durch Widerstände 31, 32 und 33,
und die Klemmenspannung des Widerstandes 33 wird der invertierenden
Eingangsklemme des Operationsverstärkers eingegeben. Das Ermittlungssignal
Sv wird auch über
einen Puffer 34 und einen Widerstand 35 abgegeben,
und eine Spannung, die von einem Knotenpunkt zwischen den Widerständen 31 und 32 erfasst
wird, wird über
einen Puffer 36 und einen Widerstand 37 abgegeben.
Wenn die Ausgangssignale beider Puffer 34 und und das Ausgangssignal
von der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 27, das von
einem Knotenpunkt zwischen Widerständen 38 und 39 erfasst
wird, in mehrfachen Stufen addiert werden, ist es möglich, eine Steuerlinie
zu bilden, welche die lineare Approximation der Konstantleis tungskurve
f mit einer Mehrzahl von Liniensegmenten darstellt (in diesem Fall
drei Liniensegment).
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6 zeigt
ein Beispiel für
die Leuchtbeschleunigungssteuerung 24, in welcher das Ermittlungssignal
Sv der invertierenden Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 40 eingegeben
wird und eine vorbestimmte Bezugsspannung E2 der nichtinvertierenden
Eingangsklemme des Operationsverstärkers 40 zugeführt wird.
Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 40 ist über einen
Widerstand 41 und einen Puffer 42 verbunden mit
einem Konstantstromschaltkreis 45, der einen Widerstand 43,
einen Kondensator 44 und eine Konstantspannungsquelle E3
umfasst. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 40 wird dem
Steuersignalgenerator 26 über einen Puffer 46 und
einen Widerstand 47 zugeführt. Speziell ist dieser Schaltkreis
dafür vorgesehen,
um eine Inversion und Verstärkung des
Ermittlungssignals Sv auszuführen
und eine hohe Spannung abzugeben, wenn der Pegel des Ermittlungssignals
Sv entsprechend der Lampenspannung klein ist, so dass die durch
den Abschnitt ga der Steuerlinie g angedeutete Kennlinie erreicht
wird. Der Zeitkonstantenschaltkreis 45 definiert den Grad der
Verminderung des Lampenstromes, wenn der Lampenstrom vermindert
wird gemäß der Erhöhung des
Pegels des Ermittlungssignals Sv.
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Die
Leuchtbeschleunigungssteuerung 24 ist mit der Zeitsteuereinrichtung 9 versehen,
welche einen Aufbau gemäß 7 oder 8 annehmen kann,
um das Verfahren (I) auszuführen,
wobei das Verfahren I nicht der vorliegenden Erfindung entspricht.
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In
einer in 7 gezeigten Schaltung 48 wird eine
vorbestimmte Spannung Vc einer Klemme 49 zugeführt, wenn
das Leuchten der Entladungslampe 18 beginnt, und wird ferner
einer Leistung-ein-Rückstellschaltung
zugeführt,
welche aus einem Widerstand 50, einer diesem parallel geschalteten
Diode 51 und einem Kondensator 52 besteht, der
mit dem Widerstand 50 und der Diode 51 in Reihe
geschaltet ist. Die Klemmenspannung des Kondensators 52 wird über eine
Zenerdiode 53 der Basis eines emittergeerdeten npn-Transistors 54 zugeführt. Wenn
der Kollektor des Transistors 54 mit einem der Knotenpunkte
T1 (inver-tierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers 40),
T2 (Eingangsklemme des Puffers 42) oder T3 (Ausgangsklemme
des Puffers 42) in der Schaltung in 6 verbunden
wird, wird der Kondensator 52 geladen mit der Spannung
Vc, die bei Beginn des Leuchtens der Entladungslampe 18 geliefert
wird. Wenn die Klemmenspannung des Kondensators 52 ansteigt
und eine vorbestimmte Spannung erreicht, wird der Transistor 54 eingeschaltet,
was das Potential an einem der Knotenpunkte T1, T2 und T3 auf einen
niedrigen L-Pegel zwingt. Folglich wird die Leuchtbeschleunigungssteuerung
gestoppt. In diesem Fall wird die Zeit durch die durch den Kondensator 52 und
den Widerstand 50 gegebene Zeitkonstante und Wählen der
Zenerdiode 53 eingestellt.
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8 zeigt
ein weiteres Schaltungsbeispiel 55, das von dem in 7 gezeigten
verschieden ist. Wenn die Spannung Vc einer Klemme 56 bei
Beginn des Leuchtens der Entladungslampe 18 zugeführt wird,
wird sie dann einer Leistung-ein-Rückstellschaltung
zugeführt,
welche aus einem Kondensator 57, einem Widerstand 58 und
einer Diode 59 besteht, und das Ausgangssignal dieser Leistung-ein-Rückstellschaltung wird der Rückstellklemme
RST eines Zählers 60 eingegeben.
Der Zähler 60 startet
das Zählen
eines Taktsignals ϕ, das seiner Takteingangsklemme CK einzugeben
ist von dem Empfangspunkt des Ausgangssignals der Leistung-ein-Rückstellschaltung. Wenn der
Zählwert
einen vorbestimmten Wert annimmt, wird ein Signal von einer Zählausgangsklemme
Q abgegeben und über
einem Latch-kreis 61 der Basis des npn-Transistors 54 zugeführt. Da
der Kollektor des Transistors 54 verbunden ist mit einem
der Knotenpunkte T1, T2 und T3, wird der Transistor 54 eingeschaltet,
wenn das Ausgangssignal des Latchkreises 61 auf H geht.
Dies zwingt das Potential an einem der Knotenpunkte T1, T2 und T3
auf einen L-Pegel, um die Leuchtbeschleunigungssteuerung zu sperren.
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9 zeigt
als Beispiel den Aufbau der Zeitsteuereinrichtung 9 für das Verfahren
(II-a) gemäß der vorliegenden
Erfindung. In einer Schaltung 62 in 9 wird ein
durch Spannungsteilung des Ermittlungssignals Sv durch Widerstände 63 und 63' erhaltenes
Signal einer von zwei Eingangsklemmen eines Komparators 64 eingegeben,
und eine Bezugsspannung Eref entsprechend der Nennlampenspannung wird
der anderen Eingangsklemme zugeführt.
Wenn der spannungsgeteilte Wert des Ermittlungssignals Sv kleiner
wird als die Bezugsspannung Eref, gibt der Komparator 64 ein
H-Pegel-Signal ab.
Das Ausgangssignal des Komparators 64 wird über ein NICHT-Gatter 65 der
Rückstellklemme
RST eines Zählers 66 zugeführt. Ein
Ausgangssignal von der Zählausgangsklemme
Q des Zählers 66,
wenn die von dem Zähler 66 gezählte Zahl
von Taktsignalen ϕ einen vorbestimmten Wert erreicht, und
das Ausgangssignal des Komparators 64 werden einem UND-Gatter 67 eingegeben,
um ein Signal zu erfassen, welches das logische Produkt beider Eingangssignale
anzeigt. Dieses Signal wird dann der Basis des Transistors 54 über den
Latchkreis 61 zugeführt. Wenn
die Lampenspannung von der Nenn-spannung abfällt, wechselt das Ausgangssignal des
Komparators 64 von einem L-Pegel-Signal zu einem H-Pegel-Signal,
und das Zählen
beginnt von diesem Punkt aus. Wenn eine vorbestimmte Zeit danach
vergeht, wird das Ausgangssignal des Zählers 66 ein H-Pegel-Signal.
Wenn zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal des Komparators 64 ein
H-Pegel-Signal ist, wird das Ausgangssignal des Latchkreises 61 ein H-Pegel-Signal,
was den Transistor 54 einschaltet. Dies zwingt das Potential
an einem der Knotenpunkte T1, T2 und T3 auf einen L-Pegel, um die Leuchtbeschleunigungssteuerung
zu stoppen.
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Obwohl
in der Schaltung in 9 der spannungsgeteilte Wert,
der mit dem Ermittlungssignal Sv verknüpft ist, mit der Bezugsspannung
Eref verglichen wird, kann ein spannungsgeteilter Wert der Gleichspannungsschaltung 15,
der direkt erfasst worden ist, mit der Bezugsspannung Eref verglichen werden,
oder ein Komparator mit einer Hysteresecharakteristik kann dazu
verwendet werden, imstande zu sein, die Nennspannung für die Lampenspannung
einzustellen.
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Es
ist offensichtlich, dass der oben besprochene Schaltkreis dazu verwendet
werden kann, sich mit dem Ermittlungssignal Si des Lampenstromes
zu befassen. In diesem Fall sollte die Bezugsspannung Eref eingestellt
werden auf einen Spannungswert entsprechend dem Nenn-lampenstrom,
und das Ausgangssignal des Komparators 64 sollte ein H-Pegel-Signal
werden, wenn der Lampenstrom den Nennstrom übersteigt oder von dem Nennstrombereich
abgeht.
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Die
Zeitsteuereinrichtung 9 für das Verfahren (II-b) gemäß der vorliegenden
Erfindung kann leicht ausgelegt werden, indem lediglich das modifiziert wird,
was dem Komparator 64 eingegeben wird. Insbesondere wird
die Eingangsklemme des Komparators 64 mit einem der Knotenpunkte
T1, T2 und T3 verbunden, ohne die Spannungsteilungswiderstände 63 und 63' zu passieren,
so dass der verbundene Punkt der Ermittlungspunkt wird. Unter der
Leuchtbeschleunigungssteuerung, in welcher das Potential des gewählten Knotenpunktes
größer ist
als ein vorbestimmtes Potential, wird das Ausgangssignal des Komparators 64 ein
H-Pegel-Signal. Unter der Konstantleistungssteuerung umfasst andererseits
das Ausgangssignal des Komparators 64 ein L-Pegel-Signal. Wenn die
Steuerung von der Konstantleistungssteuerung auf die Leuchtbeschleunigungssteuerung übergeht,
stellt daher diese Schaltung fest, dass ein Anstieg der der Entladungslampe
zuzuführenden Leistung
immer gleich oder größer als
ein vorbestimmter Wert ist und den Zähler 66 aktiviert,
um die Leuchtbeschleunigungssteuerung zu stoppen, bevor die vorbestimmte
Zeit vergeht.
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Da
die Konstantstromsteuerung 25 die Gestalt der Steuerlinie
gc in dem Bereich C in 2 definiert, ist diese Ausführungsform
so ausgelegt, dass sie den Lampenstrom konstant macht ohne Rücksicht
auf die Lampenspannung VL, und die Gerade IL = Ic liegt über der
Konstantleistungskurve f, der Bereich C und der Bereich A können als
der Leuchtbeschleunigungsbereich angesehen werden, wie oben erwähnt. In
diesem Fall ist es daher vorzuziehen, die Tätigkeit der Konstantstromsteuerung 25 sowie
die Tätigkeit
der Leuchtbeschleunigungssteuerung 24 zu stoppen.
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Das
Ausgangssignal der Schaltung in 9 kann dazu
verwendet werden, die Tätigkeit
der Konstantstromsteuerung 25 zu sperren. Speziell kann
die Schaltung so ausgelegt sein, dass dann, wenn die Lampenspannung
VL höher
wird als eine vorbestimmte Spannung (die Spannung am Schnittpunkt der
Grenze zwischen den Bereichen B und C und der Steuerlinie g), der
Komparator 64 ein H-Pegel-Signal abgibt und das Potential
eines vorbestimmten Knotenpunktes auf den Signalleitungen der Konstantstromsteuerung 25 abgesenkt
wird durch das Ausgangssignal des freigegebenen Transistors 54,
welches angenommen wird nach Ablauf der durch den Zähler 66 ermittelten
vorbestimmten Zeit, wodurch die Tätigkeit der Konstantstromsteuerung 25 gestoppt
wird. Obwohl die mit dem Bereich C verknüpfte Steuersektion die Konstantstromsteuerung
genannt wird aufgrund der Funktion der Steuerlinie gc in dieser
Ausführungsform,
kann die Steuerlinie gc in dem Bereich C eingestellt werden auf
eine Gerade mit einer vorbestimmten Neigung oder eine Kurve. In solchen
Fällen
können
der Bereich C zuzüglich
des Bereichs A in dem Leuchtbeschleunigungsbereich eingeschlossen
werden, solange die geneigte Linie oder die Kurve über der
Konstantleistungskurve f liegt.
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Die
Leuchtbeschleunigungssteuerung kann innerhalb einer vorbestimmten
Zeit beendet werden, so dass die Leuchtbeschleunigungssteuerung
für eine
Entladungslampe nicht mehr als notwendig fortfährt. In dem Fall der Nutzungsdauer
einer Entladungslampe in ihrem letzten Stadium ist es zum Beispiel
möglich,
das Entstehen eines Problems zu vermeiden, wenn unter der Konstantleistungssteuerung die
Lampenspannung und/oder der Lampenstrom nicht in den richtigen Nennbereich
fällt oder
aus diesem abgeht, was anderenfalls bewirkt, dass die Leuchtbeschleunigungssteuerung
der Entladungslampe über
eine lange Zeitspanne fortfährt.
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Eine
Schaltungsanordnung kann in der Weise konstruiert sein, dass die
Leuchtbeschleunigungssteuerung innerhalb einer vorbestimmten Zeit
nach der Einleitung des Leuchtens der Entladungslampe beendet wird.
Dies vereinfacht den Schaltungsaufbau. Selbst wenn die Leuchtbeschleunigungssteuerung
nicht auf die Konstantleistungssteuerung umgestellt wird, falls
die Entladungslampe im letzten Stadium der Nutzungsdauer eingeschaltet
wird, kann die Leuchtbeschleunigungssteuerung innerhalb einer vorbestimmten
Zeit gestoppt werden, um die Entladungslampe und die Schaltungsanordnung
zu schützen.
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Gemäß der Erfindung
wird die Zeitsteuereinrichtung aktiviert von dem Zeitpunkt des Modusübergangs
einer Entladungslampe von der Konstantleistungssteuerung auf die
Leuchtbeschleunigungssteuerung, und die Leuchtbeschleunigungssteuerung wird
beendet, bevor eine vorbestimmte Zeit von dem Übergangspunkt vergeht. Diese
Schaltungsanordnung kann daher eine Änderung des Leuchtzustands der
Entladungslampe bewältigen,
nachdem die Lampe temporär
eingeschaltet ist.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
den Übergangspunkt
von der Konstantleistungssteuerung auf die Leuchtbeschleunigungssteuerung
leicht zu ermitteln durch Überprüfen, ob
der Leuchtzustand der Entladungslampe von dem Leuchtzustand in dem Nennbereich
abgeht.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
den Übergangspunkt
von der Konstantleistungssteuerung auf die Leuchtbeschleunigungssteuerung
leicht zu ermitteln durch Überprüfen, ob
die Größe des Anstiegs
der der Entladungslampe zuzuführenden
Leistung einen vorbestimmten Bereich übersteigt.