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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wechselrichterschaltung
zum Zünden
von Entladungslampen für
die Verwendung in einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit
und dergleichen, und insbesondere auf eine Wechselrichterschaltung
mit einem hohen Leistungswirkungsgrad.
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Bei
einigen herkömmlichen
Wechselrichterschaltungen zum Zünden
von Entladungslampen kann eine Resonanzschaltung durch die Streuinduktivität auf der
Sekundärseite
eines Transformators und durch die parasitäre Kapazität in einer als Last verbundenen
Entladungslampe gebildet werden, und die Primärseite des Transformators kann
durch eine Resonanzfrequenz der so gebildeten Resonanzschaltung
betrieben werden. Ein Beispiel für
derartige Wechselrichterschaltungen ist im
US-Patent Nr. 6114814 offenbart. Eine
derartige herkömmliche Wechselrichterschaltung
zum Betreiben der Primärseite
mit der Resonanzfrequenz führt
zu einer Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom auf der Primärseite des
Transformators, so dass folglich ein günstiger Leistungswirkungsgrad
nicht erzielt werden kann.
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Um
das vorbeschriebene Problem zu bewältigen, offenbar die
japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 2003-168585 eine Wechselrichterschaltung für Entladungslampen,
bei der ein Transformator in einem Frequenzbereich betrieben wird,
in welchem die Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom auf der
Primärseite
des Transformators klein ist, wodurch ein hoher Leistungswirkungsgrad
erhalten wird, so dass der Leistungswirkungsgrad des Transformators
verbessert wird. Die in der vorgenannten
japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 2003-168585 offenbarte Wechselrichterschaltung für Entladungslampen weist
auf: einen Transformator, bei dem eine Resonanzschaltung durch die
parasitäre
Kapazität
in einer Entladungslampe und eine Hilfskapazität gebildet ist; und eine H-Brückenschaltung,
bei der die Primärseite
des Transformators bei einer Frequenz betrieben wird, die kleiner
als eine Reihenresonanzfrequenz der Resonanzschaltung ist, und bei
der die Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom auf der Primärseite des
Transformators in einen vorbestimmten Bereich von ihrem Minimum
fällt,
so dass der Leistungswirkungsgrad verbessert wird.
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Bei
einer Wechselrichterschaltung für
Entladungslampen, die in einem Flüssigkristall-Fernsehgerät (TV) verwendet
werden, das ein Beispiel für Flüssigkristall-Anzeigeeinheiten
(LCD) ist, liegt eine Zuführungsspannung
im Bereich von 12 bis 24 V. Beispielsweise wird in einem getrennten
Treiberwechselrichter, der in Verbindung mit der vorgenannten, in
der
japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 2003-168585 offenbarten Wechselrichterschaltung betrieben
wird, und der einen Transformator vom magnetischen Streuflusstyp
verwendet, eine Wechselrichtersteuer-IC, die eine Steuerschaltung
für die
Wechselrichterschaltung bildet, mit einer Zuführungsspannung von 5,0 V betrieben,
und eine H-Brückenschaltung
mit einem FET zum Betreiben eines Transformators für das Zünden von
Entladungslampen wird mit einer Spannung von 12 bis 24 V betrieben.
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In
jüngster
Zeit nimmt die Schirmgröße von Flüssigkristall-TVs
zu, und so viele wie 8 bis 24 Entladungslampen werden in einem Flüssigkristall-TV verwendet,
und auch die Länge
von Entladungslampen nimmt auf beispielsweise 1.300 mm zu. Dies führt zu einer
Erhöhung
des Leistungsverbrauchs auf bis zu 180 W. Demgemäß sind für den Fall eines großen Flüssigkristall-TVs
seine Wechselrichterschaltung und seine Entladungslampen verantwortlich
für den
größten Teil
des Leistungsverbrauchs, und daher ist eine Wechselrichterschaltung
erforderlich, die zur Senkung ihres Leistungsverbrauchs im Wirkungsgrad
weiter verbessert ist.
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Um
dem vorbeschriebenen Erfordernis nach einem verbesserten Wirkungsgrad
einer Wechselrichterschaltung für
Entladungslampen zu genügen, ist
eine Wechselrichterschaltung vorgesehen, bei der eine zu der H-Brückenschaltung
zum Zünden
von Entladungslampen gelieferte Spannung von herkömmlichen
12 bis 24 V auf beispielsweise 120 V erhöht wird. Da der in dem FET
fließende
Strom aufgrund der erhöhten
Zuführungsspannung
in der Wechselrichterschaltung herabgesetzt werden kann, kann der
Verlust aufgrund des Ein-Widerstands des FET verringert werden,
und es kann auch, da der in einer Primärwicklung eines Transformators fließende Strom
reduziert werden kann, der Kupferverlust gesenkt werden. Somit wird
ihr Wirkungsgrad verbessert. Hier werden zwei Zuführungsspannungen
verwendet: Die eine beträgt
120 V und wird zu der H-Brücke
zum Zünden
der Entladungslampen geliefert, und die andere 5 V und wird zu der
Wechselrichtersteuer-IC geliefert. Die Stehspannung des FET der
H-Brücke
muss erhöht
werden, und eine hohe Gate-Source-Spannung
ist erforderlich, um den FET mit einer hohen Stehspannung zu betreiben.
Beispielsweise muss, wenn die Stehspannung des FET der H-Brücke auf
200 V gesetzt ist, die Gate-Source-Spannung des FET der H-Brücke 10 V
oder höher sein.
Folglich kann der FET nicht mit einer Spannung von 5 V, die zu der
Wechselrichtersteuer-IC geliefert wird, betrieben werden, wenn sie
so verwendet wird, wie sie zugeführt
wird, und die gelieferte Spannung muss durch eine Entladungspumpte,
eine Bootstrapschaltung oder einen Gleichspannungs/Gleichspannungs-Stufenwandler
erhöht
werden, um den FET ordnungsgemäß zu betreiben.
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Jedoch
kompliziert die Verwendung einer Erhöhungsschaltung wie die vorgenannte
Entladungspumpe, die Bootstrapschaltung oder der Gleichspannungs/Gleichspannungs-Stufenwandler
die Schaltungsstruktur und erhöht
die Anzahl von Komponenten. Auch besteht ein anderes Problem darin,
dass eine Differenz zwischen der Frequenz einer Oszillationsschaltung
zum Betreiben der H-Brückenschaltung
und der Frequenz einer anderen Oszillationsschaltung zum Betreiben
der Erhöhungsschaltung besteht,
was eine Störung
bei einer Bezugsspannung der Wechselrichtersteuer-IC erzeugt und
somit eine stabile Operation der Schaltung unterbricht.
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Ein
Papier von Grigoriy A. Trestman (Institure of Electrical and Electronics
Engineers: "Minimizing
Cost of HID lamp electronic ballast" IECON-2002, Proceedings of the 28th Annual Conference of the IEEE Industrial
Electronics Society, Sevilla, Spain, Nov. 5–8, 2002 Annual Conference
of the IEEE Industrial Electronics Society, New York, NY: IEEE,
US, Band 1 von 4, Conf. 28, 5. November 2002 (2002-11-05), Seiten
1214–1218,
XP010632877, ISBN: 0-7803-7474-6) offenbart eine Schaltung zum Betreiben
einer Hochintensitäts-Entladungslampe (HID)
unter Verwendung eines Transformators. Die Primärseite des Transformators wird
mittels zweier kontraktierender Transistoren betrieben.
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EP 0 765 108 offenbart eine
Zündvorrichtung für Hochintensitäts-Entladungslampen,
die die Verwendung eines Vollbrücken-Gleichrichters
zu vermeiden versucht.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorgenannten Probleme
gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Wechselrichterschaltung zum Zünden
von Entladungslampen vorzusehen, die einfach strukturiert ist, eine
stabile Operation einer Schaltung ermöglicht, und die einen weiter
erhöhten
Wirkungsgrad hat, wodurch der Leistungsverbrauch herabgesetzt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Wechselrichterschaltung nach Anspruch vorgesehen.
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Die
Wechselrichterschaltung weist auf: einen Transformator mit einer
Resonanzschaltung, die durch eine parasitäre Kapazität einer Entladungslampe gebildet
wird; eine H-Brückenschaltung
zum Betreiben einer Primärseite
des Transformators bei einer Frequenz, die niedriger als eine Reihenresonanzfrequenz
der Resonanzschaltung ist, und bei der die Phasendifferenz zwischen
Spannung und Strom auf der Primärseite
des Transformators in einen vorbestimmten Bereich von seinem Minimum
fällt;
eine logische Schaltung zum Erzeugen von Torsignalen zum Betreiben
der H-Brückenschaltung
auf der Grundlage eines Ausgangssignals einer Oszillationsschaltung;
und eine Erhöhungsschaltung
zum Erhöhen
einer Zuführungsgleichspannung
auf der Grundlage eines anderen Ausgangssignals der Oszillationsschaltung,
und zum Zuführen
der erhöhten
Zuführungsgleichspannung
als eine Zuführungsspannung
zum Erzeugen der Torsignale zu der logischen Schaltung. Somit erfordert
die Erhöhungsschaltung keine
Oszillationsschaltung, die für
diese bestimmt ist, wodurch die Anzahl der Komponenten verringert wird
und wodurch der FET mit hoher Stehspannung der H-Brückenschaltung
durch eine vereinfachte Schaltung mit verringerten Kosten gesteuert
werden kann. Folglich kann die Zuführungsspannung zu der H-Brückenschaltung
erhöht
werden, und daher wird ermöglicht,
dass der in dem FET fließende
Strom gesenkt wird, wodurch der Verlust aufgrund des Ein-Widerstands
des FET mit der vereinfachten Schaltung verringert wird. Auch kann,
da das Erhöhungsverhältnis des
Transformators gesenkt werden kann, der Strom auf der Primärseite des
Transformators herabgesetzt werden, und daher kann der Kupferverlust verringert
werden, wodurch der Wirkungsgrad für eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs
verbessert werden kann. Weiterhin wird, da eine Oszillationsschaltung
für gemeinsame
Verwendung vorgesehen ist, eine bei der Bezugsspannung erzeugte
Störung
verhindert, wodurch ein stabiler Schaltungsbetrieb erzielt wird.
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Die
Oszillationsschaltung kann durch die parasitäre Kapazität der Entladungslampe und eine Hilfskapazität, die parallel
zu der Entladungslampe geschaltet ist, gebildet werden. Folglich
kann eine gewünschte
Oszillationsfrequenz gemäß der Hilfskapazität leicht
erhalten werden.
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Die
Erhöhungsschaltung
kann aufweisen: einen Fehlerverstärker zur Ausgabe einer Spannung gemäß einer
Ausgangsspannung der Erhöhungsschaltung;
und eine PWM-Schaltung zur Ausgabe einer Impulsspannung mit einer
Impulsbreite entsprechend der von dem Fehlerverstärker auf
der Grundlage des Ausgangssignals der Oszillationsschaltung ausgegebenen
Spannung. Folglich kann eine konstante und stabile Spannung leicht
ausgegeben werden.
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Die
Erhöhungsschaltung
kann weiterhin eine mit der PWM-Schaltung verbundene Langsamstartschaltung
aufweisen. Folglich wird verhindert, dass eine übermäßige Übergangsspannung an einem Ausgang
der Erhöhungsspannung
erzeugt wird.
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Die
in der Erhöhungsschaltung
vorgesehene Langsamstartschaltung kann eine kürzere Anstiegszeit als eine
Langsamstartschaltung zum Starten der H-Brückenschaltung haben. Folglich
kann die logische Schaltung stabil hochfahren, und daher kann auch
die mit der logischen Schaltung verbundene H-Brücke stabil hochfahren.
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Die
Wechselrichterschaltung kann weiterhin eine Schutzschaltung zum
Anhalten einer Operation der Erhöhungsschaltung
aufweisen, wenn ein anomaler Zustand auf einer mit der Entladungslampe versehenen
Seite des Transformators erfasst wird. Weiterhin kann, da eine Bezugsspannungsschaltung zum
Beliefern von Schaltungen mit von den Schaltungen benötigten Bezugsspannungen,
eine stabile Wechselrichterschaltung, die frei von einer Fehlfunktion
ist, vorgesehen werden. In der Wechselrichterschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Transformator mit einer Frequenz betrieben, die niedriger
als die Resonanzfrequenz ist, wodurch der Einfluss einer Frequenz
hoher Ordnung vermieden wird, so dass es einfacher wird, einen Transformator zu
entwerfen.
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1 ist
ein Blockschaltbild einer Wechselrichterschaltung zum Zünden von
Entladungslampen gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Diagramm, das eine Frequenzcharakteristik der Admittanz /Y/
einer Primärseite
eines Transformators zeigt, wenn eine Resonanzschaltung auf einer
Sekundärseite
von diesem in der Wechselrichterschaltung nach 1 gebildet
ist, und eine andere Frequenzcharakteristik der Phasendifferenz θ von Spannung
und Strom in der Wechselrichterschaltung nach 1 zeigt;
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3 ist
ein Blockschaltbild einer Erhöhungsschaltung
in der Wechselrichterschaltung nach 1;
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4 ist
ein Wellenformdiagramm von Ausgangssignalen von jeweiligen Langsamstartschaltungen,
die in der Erhöhungsschaltung
und einer PWM-Schaltung in der Wechselrichterschaltung nach 1 verwendet
werden;
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5A bis 5E sind
Arbeitszeitdiagramme der Wechselrichterschaltung nach 1;
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6A bis 6F sind
Zeitdiagramme von Torsignalen in der Wechselrichterschaltung nach 1;
und
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7 ist
ein erläuterndes
Diagramm der Arbeitsweise einer Schutzschaltung in der Wechselrichterschaltung
nach 1.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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Ein
Blockschaltbild einer Wechselrichterschaltung für Entladungslampen gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Zum leichteren Verständnis
wird zuerst eine Erläuterung
eines Falles gegeben, in welchem eine vorbestimmte Spannung Va eines
Anschlusses 28a nicht an einen invertierenden Eingangsanschluss 11a eines
Fehlerverstärkers 11 angelegt
ist, wodurch eine Lichtmodulation nicht stattfindet.
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Ein
Ausgangssignal einer Zerhackerwelle 7 einer Oszillationsschaltung 4 wird
in eine PWM-Schaltung 8 eingegeben. Eine Entladungslampe 9 für die Hintergrundbeleuchtung
einer Flüssigkristallanzeige
(LCD) ist in einer LCD-Einheit 2 angeordnet, die auf einer
Sekundärseite
eines Transformators 1 vorgesehen ist (in der Praxis werden
mehrere Entladungslampen und Transformatoren verwendet, aber nur
jeweils eine(r) hiervon ist zum Zwecke der Erläuterung illustriert), und ihre
Spannung 9a wird an dem vorgenannten invertierenden Eingangsanschluss 11a des
Fehlerverstärkers 11 mittels
einer Strom/Spannungs-Wandlerschaltung 10, die den in der
Entladungslampe 9 fließenden
Strom in eine Spannung umwandelt, eingegeben. Eine Reihenoszillationsschaltung
wird durch die parasitäre
Kapazität 3 an
der Entladungslampe 9, Kondensatoren 31 und 32,
die parallel zu der Entladungslampe 9 geschaltet sind,
und die Streuinduktivität
des Transformators 1 gebildet. Die Kondensatoren 31 und 32 wirken
als eine Hilfskapazität
für die
parasitäre
Kapazität 3.
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Der
Fehlerverstärker 11 gibt
eine Ausgangsspannung 12 gemäß dem Strom der Entladungslampe 9 zu
der PWM-Schaltung 8 aus,
und die PWM-Schaltung 8 vergleicht die Zerhackerwelle 7 und
die Ausgangsspannung 12 des Fehlerverstärkers 11 und gibt
ein Impulssignal 13 zu einer Zählerschaltung 14 aus.
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Eine
Langsamstartschaltung 34 gibt ein Ausgangssignal eines
Starttreibersignals 56 für einen vergleichsweise gemäßigten Anstieg
zu der PWM-Schaltung 8 aus, wodurch die Erzeugung einer augenblicklichen Überspannung
zur Zeit des Starts verhindert wird.
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Die
Zerhackerwelle 7, die ein Ausgangssignal der Oszillationsschaltung 4 ist,
wird durch Werte eines Widerstands 5 und eines Kondensators 6 bestimmt,
und ein Ausgangsimpulssignal 16 der Oszillationsschaltung 4,
das mit der Zerhackerwelle 7 synchronisiert ist, wird in
die Zählerschaltung 14 und 15 sowie
eine logische Schaltung 29 eingegeben. Gemäß dem Ausgangsimpulssignal 16 der
Oszillationsschaltung 4 und den Ausgangsimpulssignalen
der Zählerschaltungen 14 und 15 erzeugt
die logische Schaltung 29, die durch eine von einer Erhöhungsschaltung 100 gelieferte
Zuführungsspannung 76 von
10 V gespeist wird, Torsignale 18, 19, 20 und 21 mit
einer Impulsamplitude von 10 V, die in eine H-Brückenschaltung 17 einzugeben
sind.
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Die
H-Brückenschaltung 17 ist
so strukturiert, dass eine Reihenschaltung, die aus PMOS (A1) und
NMOS (B2) besteht, und eine Reihenschaltung, die aus PMOS (A2) und
NMOS (B1) besteht, zueinander parallel geschaltet sind, und sie
arbeitet gemäß den Torsignalen 18, 19, 20 und 21.
Eine Zuführungsgleichspannung
Vb von 120 V zum Zünden
der Entladungslampe 9 wird durch die Torsignale 18, 19, 20 und 21 mit
einer Impulsamplitude von 10 V in der H-Brückenschaltung 17 umgewandelt
und zündet
die Entladungslampe 9 über
den Transformator 1.
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Demgemäß wird,
wenn eine Burstschaltung 22 nicht arbeitet, wodurch das
Anlegen der vorbestimmten Spannung Va von dem Anschluss 28a an dem
invertierenden Eingangsanschluss 11a des Fehlerverstärkers 11 nicht
ermöglicht
wird, das Licht nicht moduliert, und der Strom der Entladungslampe 9 wird an
dem invertierenden Eingangsanschluss 11a eingegeben, und
somit wird die Entladungslampe 9 rückkopplungsgesteuert und gezündet.
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Gemäß 2 fließt ein Wechselstrom
innerhalb einer durch A angezeigten Frequenz auf der Primärseite des
Transformators 1, und eine Konstantstromsteuerung wird
innerhalb eines hohen Leistungswirkungsgradbereichs erzielt, um
die in die 1 gezeigte Entladungslampe 9 zu
zünden.
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Es
wird nun die Arbeitsweise der Erhöhungsschaltung 100 diskutiert.
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Die
Erhöhungsschaltung 100 erhöht eine
Zuführungsgleichspannung
Vcc von 5 V und liefert die erhöhte
Gleichspannung als die vorgenannte Zuführungsspannung 76 zu
der logischen Schaltung 29. Die Zerhackerwelle 7,
die das Ausgangssignal der Oszillationsschaltung 4 ist
und die zum Steuern der H-Brückenschaltung 17 verwendet
wird, wird auch in die Erhöhungsschaltung 100 eingegeben.
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Gemäß 3 wird
die vorgenannte Zuführungsgleichspannung
Vcc von 5 V an die Erhöhungsschaltung 100 angelegt,
durch eine Zerhackerschaltung vom Erhö hungstyp erhöht, die
durch einen Transistor 73 zum Betätigen der Zerhackerwelle 7,
eine Induktivität 74 und
eine Diode 77 gebildet wird, dann durch einen Kondensator 78 in
eine Gleichspannung von 10 V geglättet und von der Erhöhungsschaltung 100 als
die Zuführungsgleichspannung 76 für die logische
Schaltung 29 ausgegeben.
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In
der Erhöhungsschaltung 100 wird
eine PWM-Steuerung durch Verwendung eines Fehlerverstärkers 71 und
einer PWM-Schaltung 72 durchgeführt, und eine konstante Ausgangsspannung
wird erhalten. Eine Ausgangsspannung der Erhöhungsschaltung 100 wird
durch Widerstände 81 und 82 erfasst
und mit einer Bezugsspannung Ve durch den Fehlerverstärker 71 verglichen,
der dann eine Spannung gemäß der Ausgangsspannung
der Erhöhungsschaltung 100 ausgibt.
In der PWM-Schaltung 72 wird das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 71 mit
der von der Oszillationsschaltung 4 ausgegebenen Zerhackerwelle 7 verglichen,
und ein Impulssignal, dessen Impulsbreite rückführungsgesteuert ist, wird von
der PWM-Schaltung 72 ausgegeben. Dieses Impulssignal bewirkt,
dass der Transistor 73 geschaltet wird, wodurch die Zuführungsgleichspannung 76 mit
einem konstanten Wert ausgegeben wird. Somit wird die logische Schaltung 29 mit
der Zuführungsspannung 76 beliefert
und hierdurch in die Lage versetzt, die Torsignale 18, 19, 20 und 21 mit
einer hohen Spannung auszugeben, die in der Lage ist, einen in der
H-Brückenschaltung 17 verwendeten FET
mit hoher Stehspannung zu betreiben.
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Da
die von der Oszillationsschaltung 4 ausgegebene Zerhackerwelle 7 gemeinsam
zum Steuern der H-Brückenschaltung 17 und
der Erhöhungsschaltung 100 verwendet
und von den beiden Schaltungen geteilt wird, benötigt die Erhöhungsschaltung 100 keine
unabhängige
Oszillationsschaltung, die für sie
bestimmt ist, wodurch die Erhöhungsschaltung 100 vereinfacht
wird. Da auch die H-Brückenschaltung 17 und
die Erhöhungsschaltung 100 die
Verwendung der von der Oszillationsschaltung 4 ausgegebenen
Zerhackerwelle 7 teilen, stimmen die Arbeitsfrequenzen
beider Schaltungen miteinander überein,
wodurch eine Störung,
die bei einer Bezugsspannung auftritt, wenn die Arbeitsfrequenzen
einander unterschiedlich sind, vermieden werden kann, wodurch ein
instabiler Schaltungsbetrieb eliminiert und ein stabiler Schaltungsbetrieb
sichergestellt werden kann.
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Eine
Langsamstartschaltung 75 gibt zu der PWM-Schaltung 72 ein
Signal aus, um dieser einen vergleichsweise gemäßigten Anstieg beim Start des Betriebs
der Erhöhungsschaltung 100 zu
befehlen, so dass das von der PWM-Schaltung 72 ausgegebene
Impulssignal davor bewahrt wird, eine zu große Breite zu haben, um hierdurch
zu verhindern, dass eine übermäßige Übergangsspannung
am Ausgang der Erhöhungsschaltung 100 erzeugt
wird.
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4 zeigt
ein Wellenformdiagramm von Ausgangssignalen der Langsamstartschaltungen 75 und 34,
die in der Erhöhungsschaltung 100 bzw.
der PWM-Schaltung 8 in der Wechselrichterschaltung nach 1 verwendet
werden, worin eine Anstiegszeit T1 der in der Erhöhungsschaltung 100 verwendeten
Langsamstartschaltung 75 kürzer eingestellt ist als eine
Anstiegszeit T2 der in der PWM-Schaltung 8 verwendeten
Langsamstartschaltung 34, so dass der logischen Schaltung 29 ermöglicht wird, durch
die Langsamstartschaltung 34 erst dann hochzufahren, nachdem
die Zuführungsspannung 76 stabilisiert
ist, wodurch die logische Schal tung 29 stabil hochfahren
kann, und daher kann auch die mit der logischen Schaltung 29 verbundene
H-Brückenschaltung 17 stabil
hochfahren.
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Die
Arbeitsweise der Burstschaltung 22, die eine Lichtsteuerung
der Entladungslampe 9 durchführt, wird mit Bezug auf die 1 und 5A bis 5E beschrieben.
Gemäß 1 kann
die Burstschaltung 22 in einem von zwei Moden eingestellt werden:
Ein Modus ist derart, dass der Widerstandswert eines Widerstands 23 auf
einen vorbestimmten Wert oder höher
eingestellt ist, wodurch ein vorbestimmtes Impulssignal 24,
das an einem Tastverhältnisanschluss 24a eingegeben
wird, von der Burstschaltung 22 als ein erstes Burstsignal 25b (siehe 5D)
ausgegeben wird; und der andere Modus ist derart, dass der Widerstandswert
des Widerstands 23 niedriger als ein vorbestimmter Wert
eingestellt ist, wodurch eine Zerhackerwellenspannung 27 (siehe 5B),
die durch den Widerstand 23 und einen Kondensator 26 bestimmt
ist, mit einer Gleichspannung 36 (siehe 5B),
die an dem Tastverhältnisanschluss 24a eingegeben
wird, verglichen wird, wodurch ein zweites Burstsignal (Impulswelle) 25a (siehe 5C)
ausgegeben wird.
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Wenn
das erste Burstsignal 25b von der Burstschaltung 22 gleich „H" ist, wird ein Transistor 28 eingeschaltet,
wodurch bewirkt wird, dass der Fehlerverstärker 11 eine Ausgangsspannung 12 gemäß dem Strom
in der Entladungslampe 9 zu der PWM-Schaltung 8 ausgibt,
wodurch ein Ausgangssignal (siehe 5E) der
H-Brückenschaltung
auf der Grundlage der in 5A gezeigten
Zerhackerwelle 7 gebildet wird, das die Entladungslampe 9 in
Betrieb versetzt. Wenn das erste Burstsignal 25b von der Burstschaltung 22 gleich „L" ist, wird der Transistor 28 ausgeschaltet,
wodurch bewirkt wird, dass der invertierende Eingangsanschluss 11a des
Fehlerverstärkers 11 zu
der zu dem Anschluss 28a gelieferten vorbestimmten Spannung
Va hochgezogen wird, wodurch der Fehlerverstärker 11 in einen Nichtbetriebszustand
versetzt wird, der bewirkt, dass die H-Brückenschaltung 17 ihren
Betrieb anhält,
wodurch die Entladungslampe 9 außer Betrieb gesetzt wird. Somit wird
bewirkt, dass die Entladungslampe 9 durch das erste Burstsignal 25b intermittierend
arbeitet, und eine Lichtsteuerung wird durchgeführt. In dieser Verbindung wird
bewirkt, dass, wenn das zweite Burstsignal 25a verwendet
wird, das Licht der Entladungslampe 9 in derselben Weise
gesteuert wird, was eine selektive Verwendung des ersten und des
zweiten Burstsignals 25b und 25a ermöglicht.
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Die
Torsignale 18 (siehe 6B) und 19 (siehe 6C),
die beide durch die Zuführungsspannung 76 von
der Erhöhungsschaltung 100 in
der logischen Schaltung 29 gebildet werden und die eine
Impulsamplitude von 10 V haben, steigen jeweils abwechselnd an jeder
oberen Spitze 18u und 19u (siehe 6A)
der Zerhackerwelle 7 mittels der Zählerschaltungen 14 und 15 sowie
der logischen Schaltung 29 an, und sie fallen jeweils abwechselnd
an jedem Kreuzungspunkt 18d und 19d (siehe 6A) der
Zerhackerwelle 7 und des Ausgangssignals 12 des
Fehlerverstärkers 11 ab.
Die Gates des PMOS (A1) und des PMOS (A2) steigen jeweils an und
fallen ab durch die Torsignale 18 und 19 mit einer
Impulsamplitude von 10 V.
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Auch
die Torsignale 20 (siehe 6D) und 21 (siehe 6E),
die beide durch die Zuführungsspannung 76 von
der Erhöhungsschaltung 100 in
der logischen Schaltung 29 gebildet werden und eine Impulsamplitude von
10 V haben, steigen jeweils abwechselnd an jeder unteren Spitze 20u und 21u (siehe 6A)
der Zerhackerwelle 7 an mittels der Zählerschaltungen 14 und 15 sowie
der logischen Schaltung 29, und sie fallen jeweils abwechselnd
ab an jedem Kreuzungspunkt 20d und 21d (siehe 6A) der
Zerhackerwelle 7 und der Ausgangssignale 12 des
Fehlerverstärkers 11.
Die Gates des NMOS (B1) und des NMOS (B2) steigen jeweils an und
fallen ab durch die Torsignale 20 und 21 mit einer
Impulsamplitude von 10 V.
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Gemäß den 6B bis 6E steigen
die Torsignale 21 und 20 hinter den Torsignalen 18 bzw. 19 an,
und gemäß 6F fallen
die Torsignale 18 und 19 hinter den Torsignalen 21 bzw. 20 ab
entsprechend einer durch eine Verzögerungsschaltung 35 vorbestimmten
Zeit t1. Folglich werden der PMOS (A1)/PMOS (A2) und der NMOS (B1)/NMOS
(B2) nicht gleichzeitig eingeschaltet. Somit können die Torsignale 18, 19, 20 und 21,
die nicht zulassen, dass der PMOS (A1)/PMOS (A2) und der NMOS (B1)/NMOS
(B2) gleichzeitig eingeschaltet werden, leicht durch die Zerhackerwelle 7 und
die Ausgangsspannung 12 gebildet werden.
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Ein
Fehlerverstärker 51 für eine Spannungsrückführung vergleicht
ein angelegtes Spannungssignal 55 der Entladungslampe 9,
das an einem invertierenden Eingangsanschluss 51a eingegeben
wird, mit einer voreingestellten Wert Vc und gibt eine Ausgangsspannung 52 gemäß der an
die Entladungslampe 9 angelegten Spannung an eine Schutzschaltung 50 und
die PWM-Schaltung 8 aus. Die Schutzschaltung 50 enthält eine
Komparatorschaltung (nicht gezeigt), in die die Ausgangsspannung 52 des Fehlerverstärkers 51 für Spannungsrückführung und ein
Transformator-Ausgangsstromsignal 53 von einem Widerstand 57,
der in Reihe mit der Se kundärseite
des Transformators 1 vorgesehen ist, eingegeben werden.
Das angelegte Spannungssignal 55 wird so gebildet, dass
eine Spannung an einer Verbindung der Kondensatoren 31 und 32,
die sich auf der Ausgangsseite des Transformators 1 befinden, durch
Widerstände 58 und 59 geteilt
wird.
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Der
Fehlerverstärker 51 für Spannungsrückführung vergleicht,
wenn das angelegte Spannungssignal 55 an seinem invertierenden
Eingangsanschluss 51a eingegeben wird, das angelegte Spannungssignal 55 mit
dem voreingestellten Wert Vc und gibt die Ausgangsspannung 52 zu
der PWM-Schaltung 8 aus, und die an die Entladungslampe 9 angelegte
Spannung wird rückführungsgesteuert.
Demgemäß kann,
wenn beispielsweise die Entladungslampe 9 nicht verbunden
oder schlecht verbunden ist, eine offene Spannung als ein voreingestellter
Wert definiert werden. Auch kann es passieren, wenn die Entladungslampe 9 nicht
verbunden oder schlecht verbunden ist, dass die Ausgangsspannung
auf der Sekundärseite
des Transformators 1 einen anomalen Wert zeigt. In einem
derartigen Fall werden die Ausgangsspannung 52 des Fehlerverstärkers 51 für Spannungsrückführung, die
in die Schutzschaltung 50 eingegeben wird, und das Transformator-Ausgangsstromsignal 53 mit
der Bezugsspannung der Komparatorschaltung (nicht gezeigt) der Schutzschaltung 50 verglichen,
und wenn die Ausgangsspannung 52 des Fehlerverstärkers 51 oder
das Transformator-Ausgangsstromsignal 53 die Bezugsspannung überschreitet,
wird bewirkt, dass die logische Schaltung 29 ihren Betrieb
anhält,
wodurch ein übermäßiger Strom
zu der Entladungslampe 9 und eine übermäßige Spannung an dem Transformator 1 verhindert
werden können.
Weiterhin wirkt die Schutzschaltung 50, wenn die Ausgangsspannung 12 des
Fehlerverstärkers 11 eingegeben
wird, zur Verhinderung eines übermäßigen Stroms
zu der Entladungslampe 9 und einer übermäßigen Spannung an dem Transformator 1.
Somit hält,
wenn ein anomaler Zustand auf einer Seite des Transformators 1 mit
der Entladungslampe 9 erfasst wird, die Schutzschaltung 50 den
Betrieb der logischen Schaltung 29 an, wodurch Schäden an dem
Transformator 1 und relevanten Schaltungen verhindert werden.
In diesem Zusammenhang ist die Schutzschaltung 50 so ausgebildet,
dass sie den Betrieb der logischen Schaltung 29 nur anhält, wenn
eine Spannung einen durch ein eingebautes Zeitglied vorbestimmten
Wert überschreitet,
wodurch verhindert wird, dass der Betrieb der logischen Schaltung 29 fälschlicherweise angehalten
wird, wenn aus bestimmten Gründen eine übermäßige Spannung
augenblicklich angelegt wird.
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Gemäß 7 wird
die Zuführungsspannung Vcc
zu der Erhöhungsschaltung 100,
der Oszillationsschaltung 4, der PWM-Schaltung 8,
den Fehlerverstärkern 11 und 51,
der Schutzschaltung 50 und der Bezugsspannungsschaltung 90 geliefert.
Die zu der Bezugsspannungsschaltung 90 gelieferte Zuführungsspannung
Vcc wird in niedrigere Bezugsspannungen Vc und Ve umgewandelt, und
die Bezugsspannung Vc wird in die Fehlerverstärker 11 und 51 sowie
die Schutzschaltung 50 eingegeben, während die Bezugsspannung Ve
in die Erhöhungsschaltung 100 eingegeben
wird.
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Wenn
die Schutzschaltung 50 eine Anomalität auf der mit der Entladungslampe 9 verbundenen Seite
des Transformators 1 erfasst, wird bewirkt, dass die logische
Schaltung 29 ihren Betrieb anhält, wodurch Schäden an dem
Transformator 1 und relevanten Schaltungen verhindert werden.
Insbesondere muss bewirkt werden, dass die H-Brückenschaltung 17,
zu der die Zuführungsspannung
Vb von 120 V zum Zünden
der Entladungslampe 9 geliefert wird, unfehlbar ihren Betrieb
anhält.
In dieser Hinsicht hält die
Schutzschaltung 50, wenn sie eine Anomalität auf der
mit der Entladungslampe 9 versehenen Seite des Transformators 1 erfasst,
den Betrieb der Bezugsspannungsschaltung 90 an, wodurch
die in die Erhöhungsschaltung 100 eingegebene
Bezugsspannung Ve auf die Spannung null reduziert wird, wodurch
die Ausgabe der von der Erhöhungsschaltung 100 gelieferten
Zuführungsspannung 76 zu
der logischen Schaltung 29 angehalten wird, was zu einem
sicheren Anhalten des Betriebs der logischen Schaltung 29 führt. Folglich
kann der Betrieb der H-Brückenschaltung 17 zuverlässig und
fehlerfrei angehalten werden.
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In
der Wechselrichterschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung können
die Schaltungen mit Ausnahme der H-Brückenschaltung 17,
des Transformators 1 und der Entladungslampe 9 durch
Wechselrichtersteuer-ICs gebildet werden.
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Während die
vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsbeispiele
von dieser illustriert und erläutert
wurde, ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung keineswegs
hierauf beschränkt
ist, sondern alle Änderungen
und Modifikationen umfasst, die innerhalb des Bereichs der angefügten Ansprüche möglich werden.