DE19615665A1

DE19615665A1 - Rückkopplungssteuersystem für eine Last

Info

Publication number: DE19615665A1
Application number: DE19615665A
Authority: DE
Inventors: Maeng-Ho Seo
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Fairchild Korea Semiconductor Ltd
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: TW322678B; CN1141569A; JP3903394B2; US5726534A; DE19615665B9; DE19615665B4; CN1084135C; KR0163903B1; JPH08330078A; KR970004972A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückkopplungs steuersystem für eine Last bzw. ein Vorschaltgerät in einem Beleuchtungssystem und insbesondere ein Rückkopplungssteu ersystem für eine Beleuchtungssystemlast für Beleuchtungs körper, wie zum Beispiel Leuchtstofflampen, welches die An zahl von Lampen, die an die Last angeschlossen sind, erfaßt und welches eine integrierte Schaltung verwendet, um die Last zu steuern.

Eine herkömmliche Beleuchtungssystemlast wird zu Beginn unter Bezugnahme auf den Stromlaufplan, der in Fig. 9 dar gestellt ist, beschrieben. Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, beinhaltet eine herkömmliche Last zwei Schalttransistoren M1 und M2, die mit Dioden D1 bzw. D2 zusammengeschaltet sind, die sich zwischen ihren Source- und Drainelektroden ausdehnen. Kondensatoren C1 bzw. C2 und C4 bzw. C5 sind über die Transistoren M1 bzw. M2 geschaltet und eine Dros sel bzw. ein Induktor Lr und eine Lampe sind zwischen einem Kontaktpunkt zwischen den Kondensatoren C1 und C2 und einem Kontaktpunkt zwischen den Kondensatoren C4 und C5 in Reihe geschaltet. Ein Kondensator C3 ist an beide Enden der Lampe angeschlossen.

Eine Last, die diese Elemente aufweist, ist ein schal tender LC-Resonanzwandler. Ansteuersignale Out1 bzw. Out2 werden an die Gates der Schalttransistoren M1 bzw. M2 ange legt, um dadurch den Pfad eines Stroms von einer Direktan schlußspannung E durch die Lampe zu steuern.

Die Einschalt/Ausschaltfrequenz der Schalttransistoren M1 bzw. M2 wird als die Schaltfrequenz bezeichnet. Die Last kann durch ein Steuern der Schaltfrequenz in einer Be triebsart eines anfänglichen Vorwärmens, einer Betriebsart einer augenblicklichen Entladung und einer Betriebsart ei ner andauernden Entladung betrieben werden.

Die LC-Resonanzfrequenz für eine gegebene Last kann durch bekannte Gleichungen bestimmt werden, wobei angenom men wird, daß L die Induktivität der Drossel Lr ist und C die Ersatzkapazität der Kondensatoren C1 bis C5 ist.

Wenn bei dieser Last die Schaltfrequenz so gesteuert wird, daß sie höher als die LC-Resonanzfrequenz ist, ändert sich die Ausgangsleistung aus der Vorrichtung umgekehrt proportional zu der Schaltfrequenz. Deshalb sollte bei der Betriebsart des anfänglichen Vorwärmens, bei der eine ver hältnismäßig niedrige Leistung benötigt wird, die Schalt frequenz verhältnismäßig hoch sein, wohingegen bei der Be triebsart der andauernden Entladung, bei der die gesamte Leistung benötigt wird, die Schaltfrequenz niedriger sein sollte.

Es gibt zwei bekannte Weichstart-Laststeuersysteme: ei ne Vorwärtskopplungssteuerung, um eine Eingangsspannung zu erfassen, und eine Programmsteuerung, um eine feste Ansteu erfrequenz einzustellen. Ein Problem bei Weichstart-Steuer systemen besteht jedoch darin, daß sie die Last nicht genau steuern können, wenn es eine große Änderung von äußeren Zu ständen gibt, zum Beispiel, wenn es eine große Änderung der Eingangsspannung gibt. Desweiteren können Weichstart-Steu ersysteme die Last während einer Laständerung nicht zweck mäßig steuern, wie zum Beispiel dann, wenn sich die Anzahl von Lampen ändert, und können nicht arbeiten, wenn die Vor wärtskopplung nicht zweckmäßig eingestellt ist.

Das Laststeuersystem dieser Erfindung schafft ein Steu ern der Frequenz in Übereinstimmung mit der Anzahl von Lam pen bei der Betriebsart eines anfänglichen Vorwärmens, der Betriebsart einer augenblicklichen Entladung und der Be triebsart einer andauernden Entladung. Dieses Lastrückkopp lungssteuersystem schafft viele Vorteile. Es kann die Last gegenüber unregelmäßigen Lastcharakteristiken der Lampe stabil steuern, ist ergiebig bezüglich Energie und verlän gert die effektive Lebensdauer der Lampe.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, ein Dauerrückkopplungslaststeuersystem zu schaffen, welches die Anzahl von Lampen in dem System erfaßt. Insbe sondere besteht die Aufgabe dieser Erfindung darin, ein Weichstartsignal und ein Gesamtausgangsleistungssignal un ter Verwendung eines Rückkopplungssteuersystems in Überein stimmung mit der Anzahl von Lampen bei der Weichstart- und Gesamtleistungsbetriebsart vorzusehen, um die zuvor erwähn ten technischen Probleme zu überwinden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lastrück kopplungssteuersystem nach Anspruch 1 und Anspruch 12 ge löst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Um die vorhergehende Aufgabe zu lösen, beinhaltet ein schaltendes Laststeuersystem gemäß der vorliegenden Erfin dung eine Erfassungseinrichtung, um die Anzahl von Lampen zu erfassen, eine Referenzspannungserzeugungseinrichtung, welche eine Referenzspannung erzeugt, die der Anzahl von Lampen entspricht, die von der Erfassungseinrichtung erfaßt wird, und eine Weichstart-Steuereinrichtung, welche einen Strom erzeugt, der der Anzahl von Lampen entspricht, die von der Erfassungseinrichtung erfaßt wird. Eine Rückkopp lungseinheit und eine Hauptsteuereinheit, welche einen Strom, der von der Rückkopplungseinheit erzeugt wird, zu einem Vorwärtskopplungsstrom von der Direktanschlußspannung addiert, sind vorgesehen und bestimmen eine Steuerfrequenz eines Ansteuersignals der Last aus diesem addierten Strom.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Beleuchtungslast steuersystems gemäß einem bevorzugten Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 einen detaillierten Stromlaufplan des Steu erblocks in Fig. 1;

Fig. 3 und 4 die von der Weichstart-Steuereinrichtung in Fig. 1 gesteuerten Strom- und Leistungscha rakteristiken;

Fig. 5 einen detaillierten Stromlaufplan der Weichstart-Steuereinrichtung in Fig. 1;

Fig. 6 die Stromcharakteristik durch die Weich start-Steuereinrichtung in Fig. 1;

Fig. 7 einen detaillierten Stromlaufplan des Er fassungsblocks für n Lampen in Fig. 1, wel cher die Anzahl von Lampen in der Last schaltung erfaßt;

Fig. 8A bis 8D Wellenformen von Ausgangssignalen der An steuerschaltung in Fig. 2; und

Fig. 9 einen detaillierten Stromlaufplan einer herkömmlichen Beleuchtungslastschaltung.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist beinhaltet ein bevorzugtes Lastrückkopplungssteuersystem dieser Erfindung eine Last bzw. ein Vorschaltgerät 1, an welcher bzw. welchem eine Lampe Lp angebracht ist. Eine Erfassungseinrichtung 5 für n Lampen, welche die Anzahl von Lampen Lp in der Schaltung erfaßt, ist vorgesehen. Eine Referenzspannungserzeugungs einrichtung 6 nimmt von der Erfassungseinrichtung 5 für n Lampen ein Signal n auf, das die Anzahl von Lampen Lp in der Schaltung anzeigt, und erzeugt eine Referenzspannung nVref. Eine Weichstart-Steuereinrichtung 4 nimmt ebenso ein Signal n auf, das die Anzahl von Lampen Lp in der Schaltung anzeigt, und nimmt ein Signal von einer Zeitsteuereinrich tung 41 auf.

Eine Direktanschlußspannung E wird an die Last 1 ange legt. Die Direktanschlußspannung E und ein Rückkopplungs strom nifb von der Last werden in einen Multiplizierer 21 eingegeben, welcher durch ein Multiplizieren dieser zwei Eingabewerte einen Ausgangsstrom imo erzeugt. Der Ausgangs strom imo kann durch die Gleichung imo = km × nifb × E aus gedrückt werden, wobei km eine Multiplikationkonstante ist. Das Ausgangssignal imo von dem Multiplizierer 21 wird in einen Addierer 22 eingegeben.

Die Erfassungseinrichtung 5 für n Lampen erfaßt die An zahl von Lampen Lp, die an der Last 1 angebracht sind, und gibt das Ausgangssignal n aus, dessen Spannung sich in Übereinstimmung mit der Anzahl von erfaßten Lampen Lp än dert. Diese Ausgangsspannung n wird in die Referenzspan nungserzeugungseinrichtung 6 und die Weichstart-Steuerein richtung 4 eingegeben.

Die Referenzspannungserzeugungseinrichtung 6 erzeugt die Referenzspannung nVref, die dem Ausgangssignal n aus der Erfassungseinrichtung 5 für n Lampen entspricht. Die Referenzspannung nVref wird verwendet, um die Eingangslei stung der Last 1 zu bestimmen und wird in einen Addierer 24 eingegeben.

Die Weichstart-Steuereinrichtung 4 erzeugt ein Stromsi gnal nip aus dem Ausgangssignal n aus der Erfassungsein richtung 5 für n Lampen und einem Ausgangssignal aus der Zeitsteuereinrichtung 41, welche eine zur Zeit proportio nale Spannung ausgibt. Dieses Ausgangssignal nip wird in einen Addierer 22 eingegeben. Die Weichstart-Steuereinrich tung 4 steuert die Höhe des Ausgangsstroms nip, welcher bei der Periode eines anfänglichen Vorwärmens, der Periode ei ner augenblicklichen Entladung und der Periode einer andau ernden Entladung benötigt wird. Eine detaillierte Erklärung dieser Funktionsweise folgt.

Der Addierer 22 addiert den Strom nip der Weichstart- Steuereinrichtung 4 mit dem Ausgangssignal imo des Multi plizierers 21. Dieses addierte Ausgangssignal imo1 wird in einen Strom/Spannungswandler 23 eingegeben, welcher den Eingangsstrom imo1 in eine Spannung vmo wandelt und die Spannung vmo zu einem Addierer 24 ausgibt.

Der Addierer 24 erzeugt durch ein Subtrahieren der Aus gangsspannung vmo des Strom/Spannungswandlers 23 von der Referenzspannung nVref der Referenzspannungserzeugungsein richtung 6 eine Fehlerspannung Verr. Die Fehlerspannung Verr wird in einen Spannungs/Stromwandler 25 eingegeben.

Der Spannungs/Stromwandler 25 ist aus einem Fehlerver stärker ausgebildet, welcher eine Steilheit Gm aufweist und welcher die Eingangsspannung Verr in einen Strom Iin wan delt. Der Strom Iin wird in einen Steuerblock 3 eingegeben.

Der Steuerblock 3 erzeugt ein Ansteuersignal f1 für die Last 1 aus einem Vorwärtskopplungsstrom ie der Direktan schlußspannung E in einer Drosselschaltung 31 und dem Aus gangsstrom Iin aus dem Spannungs/Stromwandler 25. Das An steuersignal f1 wird in die Last 1 eingegeben.

Der Steuerblock 3 weist Lastschaltelemente auf, die durch ein Bestimmen der Steuerfrequenz des Ansteuersignals f1 in Übereinstimmung mit dem Ansteuersignal f1 geschaltet werden. Eine detaillierte Erklärung des Steuerblocks 3 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 gegeben, welche einen de taillierten Stromlaufplan des Steuerblocks 3 darstellt.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, beinhaltet der Steuer block 3 einen Integrierer 311, welcher den Eingangsstrom Iin integriert, und eine spannungsgesteuerte Stromquelle 312, welche aus der integrierten Spannung Vin einen Strom i1 erzeugt. Ein Addierer 313 erzeugt einen Gesamtausgangs strom it durch eine Addieren eines internen Referenzstroms Iref und des Vorwärtskopplungsstroms ie aus der Drossel schaltung 31 und ein Subtrahieren des Ausgangsstroms i1 aus der spannungsgesteuerten Stromquelle 312. Eine Oszillator- und Ansteuerschaltung 314 erzeugt das Ansteuersignal f1 der Last 1 aus dem Gesamtausgangsstrom it des Addierers 313.

Die Funktionsweise des Steuerblocks 3 wird nun erklärt. Der Ausgangsstrom Iin aus dem Spannungs/Stromwandler 25 wird in dem Integrierer 311 integriert, welcher die Span nung Vin zu einer spannungsgesteuerten Stromquelle 312 aus gibt. Die spannungsgesteuerte Stromquelle 312 gibt den Strom i1 aus, der der Spannung Vin entspricht, die von dem Integrierer 311 erzeugt wird.

Der Ausgangsstrom i1 der spannungsgesteuerten Strom quelle 312 wird zusammen mit dem Ausgangsstrom ie aus der Drosselschaltung 31 und dem internen Referenzstrom iref in den Addierer 313 eingegeben. Der Addierer 313 addiert den Ausgangsstrom ie der Drosselschaltung 31 mit dem Referenz strom Iref und subtrahiert den Ausgangsstrom i1 der span nungsgesteuerten Stromquelle 312, um den Gesamtstrom it zu erzeugen. Dieser Gesamtstrom it wird in die Oszillator- und Ansteuerschaltung 314 eingegeben.

Die Oszillator- und Ansteuerschaltung 314 gibt durch ein Laden eines Kondensators Ct mit dem Gesamtstrom it ein Ansteuersignal f1 aus und bestimmt die Steuerfrequenz des Ansteuersignals f1.

Die Steuerfrequenz des Ansteuersignals f1 bestimmt die Eingangsleistung der Last 1. Diese Eingangsleistung ist proportional zu dem Rückkopplungsstrom nifb der Last 1, was es ermöglicht, daß das Steuersystem der Last 1 durch ein Rückkopplungssteuern gesteuert wird.

Wie es zuvor beschrieben worden ist, wird die Referenz spannung nVref der Referenzspannungserzeugungseinrichtung 6 verwendet, um die Eingangsleistung zu bestimmen.

Die Änderung des Rückkopplungsstroms nifb und der Di rektanschlußspannung E, welche verwendet werden, um die Spannung vmo zu bestimmen, wird so gesteuert, daß die Aus gangsspannung vmo aus dem Strom/Spannungswandler 23 gleich der Referenzspannung nVref ist.

Wenn sich der Strom nip der Weichstart-Steuereinrich tung 4 erhöht, wird deshalb der Ausgangsstrom imo des Mul tiplizierers 21 in dem Addierer 22 verringert.

Wenn die Direktanschlußspannung E konstant ist, wird der Rückkopplungsstrom nifb verringert. Diese Verringerung des Rückkopplungsstroms nifb bedeutet, daß die Steuerfre quenz des Ansteuersignals f1 im Steuerblock 3 so gesteuert wird, daß die Spannungsaufnahme des Lastsystems verringert wird.

Wie es zuvor beschrieben worden ist, ist das Rückkopp lungssteuersystem der Last 1 bei der Betriebsart des an fänglichen Vorwärmens anwendbar. Wenn der Rückkopplungs strom nifb durch eine Erhöhung des Ausgangsstroms nip der Weichstart-Steuereinrichtung 4 verringert wird, arbeitet das Rückkopplungssteuersystem so, daß es die Lampe Lp vor wärmt, welche sich in einem nichtentladenen Zustand befin det.

Nachdem das erforderliche Vorwärmen beendet ist, wird der Rückkopplungsstrom nifb gesteuert, um durch ein Verrin gern des Stroms nip die Leistung zu erzeugen, die für die Entladung notwendig ist. Während der Periode der andauern den Entladung wird-der Strom nip auf Null gesetzt.

Auf diese Weise wird das Lastsystem optimal gesteuert, um bei den Perioden eines anfänglichen Vorwärmens, einer augenblicklichen Entladung und einer andauernden Entladung ein Dauerrückkopplungssteuern vorzusehen.

Fig. 3 bzw. 4 stellen Strom- bzw. Spannungscharakteri stiken der Schaltung dar, wenn der Strom gesteuert wird. Wie es in diesen Figuren gezeigt ist, werden der Strom nip und die Leistung nWp in Übereinstimmung mit der Anzahl von Lampen Lp in der Schaltung proportional erhöht.

Wenn der Strom nip der Weichstart-Steuereinrichtung 4 gesteuert wird, um den Strom vorzusehen, der für die Peri ode des anfänglichen Vorwärmens benötigt wird, wird die Sy stemleistung nWp der Last 1 so gesteuert, daß sie diesem Strom entspricht. Für die Periode der augenblicklichen Ent ladung nach der Periode des anfänglichen Vorwärmens wird der Strom nip verringert und die Systemleistung nWp wird erhöht.

Das Rückkopplungssteuersystem steuert den Strom während der Periode der augenblicklichen Entladung, um sicherzu stellen, daß es eine ausreichende Versorgungsleistung gibt.

Die Periode der andauernden Entladung startet, wenn der Strom nip auf Null verringert ist. Der Leistungspegel wäh rend der Periode der andauernden Entladung ist die optimal gesteuerte Leistung des Lastsystems.

Fig. 5 zeigt einen detaillierten Stromlaufplan der Weichstart-Steuereinrichtung 4 und Fig. 6 stellt die Strom charakteristiken der Weichstart-Steuereinrichtung 4 dar.

Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, beinhaltet die Weich start-Steuereinrichtung 4 n Zellen 411 bis 41n, einen Tran sistor Q7 und eine Stromquelle 42, um jeder Zelle einen Strom zuzuführen.

Die Stromquelle 42 und der Transistor Q7 führen jeder Zelle durch die Verwendung eines Stromspiegels oder einer Stromlinse einen Strom zu. Da jede Zelle identisch ist, wird lediglich die interne Struktur einer Zelle 411 nach stehend im Detail beschrieben.

In der Zelle 411 ist die Basis eines Transistors Q6 an Basis des Transistors Q7 angeschlossen. Der Emitter des Transistors Q6 ist an den Emitter des Transistors Q7 ange schlossen. Der Emitter-Kollektor-Strom ist proportional zu dem Strom der Stromquelle 42.

Der Kollektor des Transistors Q6 ist an den Kollektor eines Transistors Q5 angeschlossen, dessen Basis und Kol lektor verbunden sind. Der Emitter des Transistors Q5 ist an die Stromquelle 42 angeschlossen.

Die Basis des Transistors Q5 ist an die Basis eines Transistors Q3 angeschlossen. Die Basis des Transistors Q3 ist an den Kollektor eines Transistors Q4 angeschlossen. Die Ausgangsspannung der Erfassungseinrichtung 5 für n Lam pen wird an die Basis des Transistors Q4 angelegt. Der Emitter des Transistors Q3 ist an den Emitter des Transi stors Q4 angeschlossen. Der Transistor Q3 kann eingeschal tet werden, wenn der Transistor Q4 durch die Ausgangsspan nung der Erfassungseinrichtung für n Lampen eingeschaltet wird.

Da der Transistor Q3 und der Transistor Q5 zueinander Spiegel sind, fließt ein Strom, der proportional zu dem Strom durch den Kollektor des Transistors Q6 ist, durch den Kollektor des Transistors Q3.

Eine Konstantspannung Vr2, die an die Basis eines Tran sistors Q2 angelegt wird, wird an den Kollektor des Transi stors Q3 angelegt. Der Kollektor des Transistors Q3 ist ebenso an den Emitter des Transistors Q2 angeschlossen, welcher an den Addierer 22 angeschlossen ist. An den Kol lektor des Transistors Q3 wird die Ausgangsspannung Vcs der Zeitsteuereinrichtung 41 angelegt und er ist an den Emitter eines Transistors Q1 angeschlossen, welcher an den Kollek tor des Transistors Q6 angeschlossen ist. Ein Widerstand R1 ist zwischen dem Emitter des Transistors Q1 und dem Kollek tor des Transistors Q3 angeschlossen.

Bei diesem Aufbau wird der Kollektorstrom des Transi stors Q2 in den Addierer 22 eingegeben. Die Spannung Vcs, die proportional zu der Zeit der Zeitsteuereinrichtung 41 ist, wird in die Basis des Transistors Q1 eingegeben. Die Ausgangsspannung der Erfassungseinrichtung 5 für n Lampen, um den Betrieb der zweckmäßigen Zelle 411 zu bestimmen, wird in die Basis des Transistors Q4 eingegeben.

Die Summe des Kollektorstroms ip3 des Transistors Q1 und des Kollektorstroms ip2 des Transistors Q2 ist äquiva lent zu dem Kollektorstrom ip1 des Transistors Q3. Der Kol lektorstrom des Transistors Q3 wird durch die Stromquelle 42 bestimmt.

Der Kollektorstrom ip1, welcher durch die Stromquelle 42 und die Spiegel- oder Linsenbeziehung zwischen den Tran sistoren Q6 und Q7 bzw. den Transistoren Q3 und Q5 bestimmt wird, fließt durch den Kollektor des Transistors Q3. Zu diesem Zeitpunkt ist der Transistor Q4 durch die Ausgangs spannung n der Erfassungseinrichtung 5 für n Lampen einge schaltet, was die Transistoren Q3 und Q5 einschaltet.

Der Transistor Q1 beginnt sich einzuschalten, wenn sich die Spannung Vcs der Zeitsteuereinrichtung 41 proportional zu der Zeit so erhöht, daß sie gleich zu der Spannung Vr2 ist, die an die Basis des Transistors Q2 angelegt ist. Die ser Augenblick entspricht dem Zeitpunkt t1 in Fig. 6.

Vor dem Zeitpunkt t1 ist der Kollektorstrom ip1 des Transistors Q3 nahezu äquivalent zu dem Kollektorstrom ip2 des Transistors Q2. Nach dem Zeitpunkt t1 erhöht sich der Kollektorstrom ip3 des Transistors Q1 proportional und der Kollektorstrom ip2 verringert sich proportional. Zu diesem Zeitpunkt ist die Anstiegssteigung des Stroms ip3 umgekehrt proportional zu R1.

Wenn der Kollektorstrom ip3 des Transistors Q1 nahezu gleich dem Kollektorstrom ip1 des Transistors Q3 ist, wird der Kollektorstrom ip2 des Transistors Q2 Null. Dieser Au genblick entspricht dem Zeitpunkt t2 in Fig. 6.

Wie es zuvor beschrieben worden ist, kann eine Last durch ein Steuern des Kollektorstroms ip2 des Transistors Q2 während den Perioden des anfänglichen Vorwärmens, der augenblicklichen Entladung und der andauernden Entladung andauernd gesteuert werden.

Fig. 7 zeigt eine detaillierte Schaltung der Erfas sungseinrichtung 5 für n Lampen. Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, beinhaltet die Erfassungseinrichtung 5 für n Lampen einen Komparator bzw. Vergleicher für jede Lampe Lp und ei ne Additionseinheit. Wenn die von den Komparatoren erfaßte Spannung niedriger als eine Referenzspannung V ist, geben die Komparatoren eine Spannung Vlamp aus.

Die Ausgangsspannung Vlamp jedes Komparators wird in der Additionseinheit summiert, um eine addierte Spannung nVlamp auszubilden, welche der Anzahl von Lampen Lp ent spricht und in die Referenzspannungserzeugungseinrichtung 6 und die Weichstart-Steuereinrichtung 4 eingegeben wird.

Unter Verwendung der Weichstart-Steuereinrichtung 4 als ein Beispiel, werden 3Vlamp in die Weichstart-Steuerein richtung 4 eingegeben und Vlamp wird getrennt in drei Zel len in der Weichstart-Steuereinrichtung 4 eingegeben, wenn es drei Lampen gibt. Folglich können drei Zellen in der Weichstart-Steuereinrichtung 4 betätigt werden bzw. aktiv sein.

Fig. 8 zeigt Signalwellenformen von verschiedenen Tei len der Schaltung, die in Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 8A zeigt eine Wellenform einer Spannung, die an dem Kondensator Ct gespeichert ist, welcher an die Oszillator- und Ansteuer schaltung 314 angeschlossen ist. Fig. 8B zeigt eine Wellen form der Ausgangsspannung des Komparators in der Oszilla tor- und Ansteuerschaltung 314. Fig. 8C bzw. 8D zeigen An steuersignale Out1 bzw. Out2, die von der Oszillator- und Ansteuerschaltung 314 erzeugt werden.

Die Ansteuersignale Out1 und Out2 werden an das Gate eines Schaltelements in der Last 1 angelegt. ΔV, wie es in Fig. 8A gezeigt ist, ist die Höhe eines Sägezahnsignals. Die Beziehung des Gesamtstroms it, der Höhe ΔV des Säge zahnsignals, der Steuerfrequenz f1 des Ansteuersignals, welches von dem Steuerblock 3 erzeugt wird, und der Kapazi tät des Kondensators Ct wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

2 × f1 = it/(Ct × ΔV)

was darstellt, daß die Steuerfrequenz f1 proportional zu dem Gesamtstrom it ist.

Die gestrichelte Linie, wie sie in Fig. 8A dargestellt ist, ist eine Referenzspannung des Komparators in der Os zillator- und Ansteuerschaltung 314. Die Komparatoraus gangsspannungwellenform, wie sie in Fig. 8B gezeigt ist, wird durch ein Vergleichen der gestrichelten Linie mit der Sägezahnwelle, wie die in Fig. 8A gezeigt ist, erzielt.

Die Komparatorausgangsspannungwellenform, wie sie in Fig. 8B gezeigt ist, wird durch ein Flipflop in der Oszil lator- und Ansteuerschaltung 314 geteilt. Diese geteilten Signale, die verwendet werden, um die Last 1 anzusteuern, sind in Fig. 8C bzw. 8D gezeigt. Die Wellenformen, wie sie in Fig. 8C und 8D gezeigt sind, weisen auf der Grundlage einer Seite einer Wellenform die Frequenz f1 auf.

Wie es zuvor beschrieben worden ist, schafft die vor liegende Erfindung ein Lastrückkopplungssteuersystem, wel ches die Anzahl von Lampen erfassen kann und die Last durch die Verwendung einer Erfassungseinrichtung für n Lampen und einer Weichstart-Steuereinrichtung, welche den kompensier ten Strom aus dem Rückkopplungsstrom und der Direktan schlußspannung erzeugt, andauernd steuern kann.

Deshalb kann das Rückkopplungssteuersystem gemäß dieser Erfindung die Last gegenüber einer externen Laständerung, wie zum Beispiel einer Änderung einer Eingangsspannung oder einer Änderung der Anzahl von Lampen, genau steuern
Ein in der vorhergehenden Beschreibung offenbartes Rückkopplungssteuersystem für eine Last, welches eine Funk tion aufweist, daß es die Anzahl von Lampen erfaßt, und an einer integrierten Schaltung angewendet wird, um die Last für eine Leuchtstofflampe, usw. zu steuern und die Last mit dem Rückkopplungssteuersystem versieht, welches die Anzahl von Lampen erfassen kann, steuert die Last folglich mittels der Erfassungseinrichtung für n Lampen und einer Weich start-Steuereinrichtung, welche den kompensierten Strom aus dem Rückkopplungsstrom und einer Direktanschlußspannung er zeugen. Deshalb kann das Rückkopplungssteuersystem die Last in Übereinstimmung mit einer Laständerung, wie zum Beispiel der Änderung einer Eingangsspannung oder einer Anzahl von Lampen, genau steuern.

Claims

1. Schaltendes Lastrückkopplungssteuersystem, das auf weist:
eine Last (1), welche einen Rückkopplungsstrom (nifb) er zeugt;
eine Erfassungseinrichtung (5), welche ein Anzahl von Lampen (Lp) erfaßt, die an die Last (1) angeschlossen ist;
eine Referenzspannungserzeugungseinrichtung (6), welche eine Referenzspannung (nVref) erzeugt, die der Anzahl von Lampen (Lp) entspricht, die von der Erfassungseinrich tung (5) erfaßt wird;
eine Weichstart-Steuereinheit (4, 41), welche bei einer Periode eines anfänglichen Vorwärmens, einer Periode einer augenblicklichen Entladung und einer Periode ei ner andauernden Entladung einen ersten Ausgangsstrom (nip) erzeugt, der der Anzahl von Lampen (Lp) entspricht, die von der Erfassungseinrichtung (5) erfaßt wird;
eine erste Rückkopplungseinheit (21), welche den Rück kopplungsstrom (nifb) der Last (1) mit einem Direktan schlußstrom multipliziert, der an die Last (1) angelegt ist, um einen multiplizierten Strom (imo) zu erzielen, der zu dem ersten Ausgangsstrom (nip) der Weichstart- Steuereinheit (4, 41) addiert wird, um einen zweiten Aus gangsstrom (imo1) auszubilden;
eine zweite Rückkopplungseinheit (23, 24, 25), welche den zweiten Ausgangsstrom (imo1) in eine Spannung (vmo) wan delt, eine Fehlerspannung (Verr) als eine Differenz zwi schen der gewandelten Spannung (vmo) und der Referenz spannung (nVref) erzeugt, die von der Referenzspannungs erzeugungseinrichtung (6) erzeugt wird, und die Fehler spannung (Verr) in einen dritten Ausgangsstrom (Iin) wan delt; und
eine Hauptsteuereinheit (3, 31), welche den dritten Aus gangsstrom (in) der zweiten Rückkopplungseinheit (23, 24, 25) zu einem Vorwärtskopplungsstrom (je) addiert und eine Steuerfrequenz eines Ansteuersignals (f1) der Last (1) aus diesem addierten Strom (it) bestimmt.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichstart-Steuereinheit aufweist:
eine Zeitsteuereinrichtung (41), welche eine zur Zeit proportionale Spannung (Vcs) erzeugt; und
eine Weichstart-Steuereinrichtung (4), welche einen Strom (nip) in Übereinstimmung mit der Anzahl von Lampen (Lp) bei der Periode des anfänglichen Vorwärmens, der Periode der augenblicklichen Entladung und der Periode der andauernden Entladung erzeugt, wobei diese Perioden durch die Ausgangsspannung (Vcs) der Zeitsteuereinrich tung (41) unterschieden werden.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsteuereinheit aufweist:
eine Drosselschaltung (31), um eine Direktanschlußspan nung (E), die an die Last (1) angelegt ist, vorwärts zu koppeln; und
einen Steuerblock (3), welcher den dritten Ausgangsstrom (Iin) der zweiten Rückkopplungseinheit (23, 24, 25) zu dem Vorwärtskopplungsstrom (ie) der Drosselschaltung (31) ad diert und die Steuerfrequenz des Ansteuersignals (f1) aus diesem addierten Strom (it) bestimmt.

4. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die erste Rückkopplungseinheit aufweist:
einen Multiplizierer (21), welcher durch ein Multipli zieren des Rückkopplungsstroms (nifb) aus der Last (1) mit der Direktanschlußspannung (E) einen multiplizierten Strom (imo) erzeugt; und
einen Addierer (22), welcher den Ausgangsstrom (imo) des Multiplizierers (21) mit dem ersten Ausgangsstrom (nip) der Weichstart-Steuereinheit (4, 41) addiert.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rückkopplungseinheit aufweist:
einen Strom/Spannungswandler (23), welcher den zweiten Ausgangsstrom (imo1) der ersten Rückkopplungseinheit (21) in eine Spannung (vmo) wandelt;
einen Addierer (24), welcher durch ein Subtrahieren der Spannung (vmo) des Strom/Spannungswandlers (23) von der Referenzspannung (nVref) aus der Referenzspannungserzeu gungseinrichtung (6) eine Fehlerspannung (Verr) erzeugt; und
einen Spannungs/Stromwandler (25), welcher die Fehler spannung (Verr) des Addierers (24) in einen Strom (Iin) wan delt.

6. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Erfassungseinrichtung (5) n Komparatoren aufweist, welche durch das Vergleichen erfaßter Spannungen mit internen Spannungen (V) das Vorhandensein von Lampen (Lp) erfassen und n Ausgangsspannungen (Vlamp) ausgeben; und eine Additionseinheit, welche die n Ausgangsspannungen (Vlamp) der n Komparatoren addiert und die addierte Spannung (nVlamp) zu der Referenzspannungserzeugungsein richtung (5) und der Weichstart-Steuereinrichtung (4) aus gibt.

7. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichstart-Steuereinrichtung (4) aufweist:
eine Stromquelle (42, Q7), um einen geteilten Strom an n Zellen (411 bis 41n) in der Schaltung anzulegen;
n Zellen (411 bis 41n), welche in Übereinstimmung mit der Ausgangsspannung der Erfassungseinrichtung (5) für n Lampen (Lp) arbeiten, wobei die n Zellen (411 bis 41n) pro portional zu der eingegebenen Zeit der Zeitsteuerein richtung (41) einen Strom erzeugen, der der Ausgangs spannung der Erfassungseinrichtung (5) für n Lampen (Lp) entspricht, so daß die n Zellen (411 bis 41n) während der Periode des anfänglichen Vorwärmens einen Konstantstrom erzeugen, während der Periode der augenblicklichen Ent ladung einen sich proportional verringernden Strom er zeugen und während der Periode der andauernden Entla dung einen Strom von Null erzeugen.

8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (42, Q7) eine Stromversorgungseinheit aufweist, die einen Transistor (Q7) aufweist, und jede der n Zellen (411 bis 41n) einen Transistor (Q6) in Spiegel beziehung zu dem Transistor (Q7) der Stromversorgungs einheit aufweist, um den Strom an den n Zellen (411 bis 41n) zu teilen.

9. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die n Zellen (411 bis 41n) aufweisen:
einen ersten Transistor (Q6), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei der Basis des ersten Transistors (Q6) der geteilte Strom aus der Stromversorgungseinheit zugeführt wird;
einen zweiten Transistor (Q5), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei die Basis und der Kollektor des zweiten Transistors (Q5) verbunden sind und der Kollektor des zweiten Transistors (Q5) an den Kollektor des ersten Transistors (Q6) angeschlossen ist;
einen dritten Transistor (Q3), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei die Basis des dritten Transistors (Q3) an die Basis des zweiten Transistors (Q5) angeschlossen ist und dem Kollektor des dritten Transistors (Q3) der geteilte Strom aus der Stromversorgungseinheit zugeführt wird;
einen vierten Transistor (Q2), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei an der Ba sis des vierten Transistors (Q2) eine Referenzspannung (Vr2) angelegt ist, um die Entladungsperiode zu bestim men, dem Kollektor des vierten Transistors (Q2) der ge teilte Strom aus der Stromversorgungseinheit zugeführt wird und der Emitter des vierten Transistors (Q2) an den Kollektor des dritten Transistors (Q3) angeschlossen ist;
einen fünften Transistor (Q1), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei der Emitter des fünften Transistors (Q1) durch einen Widerstand (R1) an den Kollektor des dritten Transistors (Q3) ange schlossen ist, der Kollektor des fünften Transistors (Q1) an den Emitter des ersten Transistors (Q6) ange schlossen ist und an der Basis des fünften Transistors (Q1) eine Spannung (Vcs) angelegt ist, die proportional zu der Zeit der Zeitsteuereinrichtung (Q41) ist; und
einen sechsten Transistor (Q4), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei an der Ba sis des sechsten Transistors (Q4) die Ausgangsspannung der Erfassungseinrichtung (5) für n Lampen angelegt ist, der Kollektor bzw. der Emitter des sechsten Transistors an die Basis bzw. den Emitter des dritten Transistors (Q3) angeschlossen ist, und der das Ausschalten des dritten Transistors (Q3) in Übereinstimmung mit der Aus gangsspannung der Erfassungseinrichtung (5) für n Lampen steuert.

10. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (3) aufweist:
einen Integrierer (311), welcher den dritten Ausgangs strom (Iin) der zweiten Rückkopplungseinheit (23, 24, 25) in tegriert und eine Ausgangsspannung (Vin) erzeugt;
eine spannungsgesteuerte Stromquelle (312), welche in Übereinstimmung mit der Ausgangsspannung (Vin) des Inte grierers (Vin) einen Ausgangsstrom (i1) erzeugt;
einen Addierer (313), welcher den Vorwärtskopplungsstrom (ie) der Drosselschaltung (31) zu einem Referenzstrom (Iref) durch den Steuerblock (3) addiert, um einen addierten Strom auszubilden, und durch ein Subtrahieren des Aus gangsstrom (11) der spannungsgesteuerten Stromquelle (312) von dem addierten Strom einen Gesamtstrom (it) erzeugt; und
eine Oszillator- und Ansteuerschaltung (314), welche den Gesamtstrom (it) aus dem Addierer (313) aufnimmt und den Gesamtstrom (it) mit einem internen Referenzstrom ver gleicht und durch ein Teilen des Gesamtstroms (it) und des internen Referenzstroms ein Ansteuersignal (f1) er zeugt, um ein Schaltelement der Last (1) anzusteuern.

11. Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der n Zellen (411 bis 41n) aufweist:
einen ersten Transistor (Q6), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei der Basis des ersten Transistors (Q6) der geteilte Strom aus der Stromversorgungseinheit zugeführt wird;
einen zweiten Transistor (Q5), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei die Basis und der Kollektor des zweiten Transistors (Q5) verbunden sind und der Kollektor des zweiten Transistors (Q5) an den Kollektor des ersten Transistors (Q6) angeschlossen ist;
einen dritten Transistor (Q3), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei die Basis des dritten Transistors (Q3) an die Basis des zweiten Transistors (Q5) angeschlossen ist und dem Kollektor des dritten Transistors (Q3) der geteilte Strom aus der Stromversorgungseinheit zugeführt wird;
einen vierten Transistor (Q2), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei an die Ba sis des vierten Transistors (Q2) die Referenzspannung (Vr2) angelegt ist, um die Entladungsperiode zu bestim men, dem Kollektor des vierten Transistors (Q2) der ge teilte Strom aus der Stromversorgungseinheit zugeführt wird und der Emitter des vierten Transistors (Q2) an den Kollektor des dritten Transistors (Q3) angeschlossen ist;
einen fünften Transistor (Q1), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei der Emitter des fünften Transistors (Q1) durch den Widerstand (R1) an den Kollektor des dritten Transistors (Q3) angeschlossen ist, der Kollektor des fünften Transistors (Q1) an den Emitter des ersten Transistors (Q6) angeschlossen ist und an der Basis des fünften Transistors (Q1) eine Span nung (Vcs), die proportional zu der Zeit der Zeitsteuer einrichtung (41) ist, angelegt ist; und
einen sechsten Transistor (Q4), der eine Basis, einen Emitter und einen Kollektor aufweist, wobei an die Ba sis des sechsten Transistors (Q4) die Ausgangsspannung der Erfassungseinrichtung für n Lampen angelegt ist, der Kollektor bzw. der Emitter des sechsten Transistors (Q4) an die Basis bzw. den Emitter des dritten Transi stors (Q3) angeschlossen ist, und der das Ausschalten des dritten Transistors (Q3) in Übereinstimmung mit der Ausgangsspannung der Erfassungseinrichtung (5) für n Lampen steuert.

12. Lastrückkopplungssteuersystem, das aufweist:
eine Last (1), welche ein Rückkopplungssignal (nifb, E) er zeugt;
eine Erfassungseinrichtung (5), welche eine Anzahl von Lampen (Lp) erfaßt, die an die Last (1) angeschlossen ist;
eine Referenzspannungserzeugungseinrichtung (6), welche ein erstes Ausgangssignal (nVref) erzeugt, das der Anzahl von Lampen (Lp) entspricht, die von der Erfassungsein richtung (5) erfaßt wird;
eine Weichstart-Steuereinheit (4, 41), welche bei einer Periode eines anfänglichen Vorwärmens, einer Periode einer augenblicklichen Entladung und einer Periode ei ner andauern den Entladung ein zweites Ausganssignal (nip) erzeugt, das der Anzahl von Lampen (Lp) entspricht, die von der Erfassungseinrichtung (5) erfaßt wird;
eine Rückkopplungseinheit (21, 22, 23, 24, 25, 3, 31), welche das erste Ausgangssignal (nVref), das zweite Ausgangssi gnal (nip) und das Rückkopplungssignal (nifb, E) aufnimmt und ein Steuersignal (f1) erzeugt, das an die Last (1) anzulegen ist.

13. Lastrückkopplungssteuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Rückkopplungseinheit (21, 22, 23, 24, 25, 3, 31) erzeugte Steuersignal (f1) eine Fre quenz aufweist, welche sich in Übereinstimmung mit min destens entweder dem ersten Ausgangssignal (nVref), dem zweiten Ausgangssignal (nip) oder dem Rückkopplungssignal (nifb, E) ändert.