DE19711183A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 14.

I. Technisches Gebiet

Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt im Bereich der Kraftfahrzeugbe­ leuchtung. Seit einiger Zeit gibt es Bestrebungen, die bisher zur Erzeugung des Schlußlichtes, des Bremslichtes und des Blinklichtes gebräuchlichen Glühlampen durch Entladungslampen, insbesondere durch Neongasentla­ dungslampen oder Leuchtstofflampen zu ersetzen. Die vorgenannten Entla­ dungslampen bieten gegenüber Glühlampen den Vorteil einer erheblichen kürzeren Ansprechzeit, so daß beispielsweise bei Verwendung einer Neon­ gasentladungslampe zur Erzeugung des Bremslichtes das Bremslicht bei Betätigung des Bremspedals im Kraftfahrzeug wesentlich früher aufleuchtet als dieses bei der Verwendung einer Glühlampe als Bremslicht der Fall wä­ re. Der Unterschied in den Ansprechzeiten beträgt ungefähr 0,2 s zugunsten der Entladungslampen, was einem Bremsweg von ca. 6 m bei einer Ge­ schwindigkeit von 100 km/h entspricht. Außerdem zeichnen sich die Entla­ dungslampen gegenüber den Glühlampen auch durch eine hohe Lichtaus­ beute und eine lange Lebensdauer aus. Ferner kann das Entladungsgefäß der Entladungslampen problemlos dem gewünschten Leuchtendesign und der Form der Heckpartie der Kraftfahrzeugkarosserie angepaßt werden.

Zum Betrieb der Entladungslampen werden allerdings Vorschaltgeräte be­ nötigt, die die zur Zündung und zum Betrieb der Entladungslampen erfor­ derlichen Spannungen aus der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges ge­ nerieren.

II. Stand der Technik

Ein dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechendes Verfahren zum Betrieb einer Entladungslampe ist beispielsweise in der europäischen Pa­ tentanmeldung EP 0 700 074 offenbart. Diese Druckschrift beschreibt ein Be­ triebsverfahren für eine Neongasentladungslampe, die ein mit einer Leucht­ stoffschicht versehenes Entladungsgefäß besitzt und die zwei unterschiedli­ che Funktionen erfüllt. Die Neongasentladungslampe dient sowohl zur Er­ zeugung eines roten Bremslichtes als auch zur Erzeugung eines orangefar­ benen Blinklichtes. Zum Betrieb der Neongasentladungslampe wird ein Pulsgenerator verwendet, der Spannungsimpulse für die Elektroden der Entladungslampe generiert. Zur Erzeugung des roten Bremslichtes werden die Pulslänge und der Pulsabstand der Spannungsimpulse so eingestellt, daß das an der Gasentladung beteiligte Neon im wesentlichen nur zur Abgabe von rotem Licht angeregt wird. Während zur Erzeugung des orangefarbenen Blinklichtes die Pulslänge und der Pulsabstand der Spannungsimpulse der­ art gewählt werden, daß das an der Gasentladung beteiligte Neon zusätzlich zum roten Licht vermehrt auch zur Abgabe von UV-Strahlung angeregt wird, die ihrerseits von der Leuchtstoffschicht in grünes Licht konvertiert wird, so daß die Neongasentladungslampe insgesamt in dieser Betriebswei­ se ein orangefarbenes Licht emittiert. Die Licht- bzw. Strahlungsemission des Neongases wird hier durch eine Variation der Pulslänge und des Puls­ abstandes verändert, so daß der Farbort des emittierten Lichtes in gewissen Grenzen einstellbar ist.

III. Darstellung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Schaltungsanord­ nung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe anzugeben, so daß dieselbe Entladungslampe in einem Kraftfahrzeug für zwei unterschiedliche Funktionen, nämlich einerseits zur Erzeugung eines Schlußlichtes und ande­ rerseits auch zur Erzeugung eines Signallichtes, verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkma­ le der Patentansprüche 1 und 14 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführun­ gen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren für die mindestens eine Entla­ dungslampe zeichnet sich dadurch aus, daß die mindestens eine Entladungs­ lampe zur Erzeugung des Schlußlichtes mit einer ersten, geringeren elektri­ schen Leistung und zur Erzeugung des Signallichtes mit einer zweiten, hö­ heren elektrischen Leistung betrieben wird. Dadurch ist auch die Helligkeit der mindestens einen Entladungslampe während des Betriebes als Sig­ nallicht entsprechend größer als während ihres Betriebes als Schlußlicht. Um einen möglichst signifikanten Helligkeitsunterschied zwischen den beiden unterschiedlichen Betriebsweisen zu gewahrleisten, ist die zweite, höhere elektrische Leistung für den Signallichtbetrieb vorteilhafterweise mindestens doppelt so groß wie die erste, elektrische Leistung für den Schlußlichtbetrieb der mindestens einen Entladungslampe. Bei dem Signallicht handelt es sich vorteilhafterweise um das Bremslicht des Kraftfahrzeuges, das die gleiche Lichtfarbe wie das Schlußlicht besitzt.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren läßt sich vorteilhafterweise auf Leuchtstofflampen oder auf Entladungslampen mit neonhaltiger ionisierba­ rer Füllung oder besonders vorteilhaft auf Neongasentladungslampen an­ wenden. Alle drei vorgenannten Lampentypen bieten die Vorteile einer lan­ gen Lebensdauer, einer hohen Lichtausbeute und einer kurzen Ansprechzeit. Darüber hinaus ist die Verwendung von Leuchtstofflampen vorteilhaft zur Erzeugung beliebiger Lichtfarben für das Signallicht, die einfach durch die Wahl der Leuchtstoffbeschichtung des Entladungsgefäßes eingestellt werden können. Dagegen ist eine Entladungslampe mit einer neonhaltigen ionisier­ baren Füllung vorteilhaft zur Erzeugung von rotem Licht, da das Neon in der Gasentladung zur Abgabe von rotem Licht angeregt wird. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Neongasentladungslampe für das er­ findungsgemäße Betriebsverfahren, insbesondere dann, wenn es sich bei dem Signallicht um ein Bremslicht handelt, für das ebenso wie für das Schlußlicht ein Licht roter Farbe generiert werden muß, weil die ionisierbare Füllung von Neongasentladungslampen ausschließlich aus Neon besteht und damit keine umweltschädliche Stoffe wie beispielsweise Quecksilber enthält und auch keine Leuchtstoffe zur Erzeugung des roten Lichtes erfor­ derlich sind.

Die mindestens eine Entladungslampe wird vorteilhafterweise mit einer mittelfrequenten Wechselspannung, deren Frequenz vorzugsweise minde­ stens 20 kHz beträgt, gespeist wird, wobei ein Betriebsparameter der min­ destens einen Entladungslampe - vorzugsweise der über die Entladungs­ strecke fließende Lampenstrom oder der Spannungsabfall über der Lam­ pe - während ihres Betriebs mittels der Methode der Pulsweiten-Modu­ lation geregelt wird, indem ein Soll-Ist-Wert-Vergleich für ein zu diesem Betriebsparameter proportionales Spannungssignal durchgeführt wird. Die­ se Überwachung und Regelung des Betriebsparameters der mindestens ei­ nen Entladungslampe ermöglicht es, auf einfache Weise durch Anwendung der Methode der Pulsweiten-Modulation die elektrische Leistung der min­ destens einen Entladungslampe für beide Betriebsarten jeweils auf einen annähernd konstanten Wert, nämlich während des Betriebes als Schlußlicht auf den ersten, geringeren Wert und während des Betriebes als Signallicht auf den zweiten, höheren Wert, zu regeln und zwar weitgehend unabhängig von Änderungen oder Schwankungen der Bordnetzspannung des Kraftfahr­ zeuges. Die Tastverhältnisse der durch die Pulsweiten-Modulation generier­ ten Signale unterscheiden sich in den beiden Betriebsarten der mindestens einen Entladungslampe erheblich. Vorteilhafterweise liegt der Quotient τ₂/τ₁ aus dem Tastverhältnis τ₁ des Pulsweiten-Modulationssignales während des Lampenbetriebs mit der ersten, niedrigeren elektrischen Leistung und dem Tastverhältnis τ₂ des Pulsweiten-Modulationssignales während des Lam­ penbetriebs mit der zweiten, höheren elektrischen Leistung zwischen 1,2 und 3.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Betriebsverfahrens weist vorteilhafterweise einen, vorzugs­ weise als Gegentaktwandler ausgebildeten Spannungswandler, der die mit­ telfrequente Versorgungsspannung für die mindestens eine Entladungslam­ pe aus der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges erzeugt, und eine An­ steuerungsvorrichtung für den Spannungswandler, die die Pulsweiten-Mo­ dulations-Ansteuerung des Spannungswandlers durchführt, auf. Der Soll- Ist-Wert-Vergleich für den zu überwachenden und zu regelnden Betriebspa­ rameter der mindestens einen Entladungslampe läßt sich vorteilhafterweise auf relativ einfache Weise mit Hilfe eines Operationsverstärkers und eines zwischen zwei Einstellungen umschaltbaren Spannungsteilers realisieren. Der Wechsel zwischen den beiden Betriebsarten der mindestens einen Ent­ ladungslampe erfolgt dann einfach durch eine Umschaltung des Spannungs­ teilers zwischen seinen zwei Einstellungen. Zur Umschaltung des Span­ nungsteilers wird vorteilhafterweise ein elektronischer Schalter verwendet. Die Ansteuerungsvorrichtung des Spannungswandlers ist vorteilhafterweise als Integrierter Schaltkreis ausgebildet, der die Pulsweiten-Modulations- Ansteuerung des Spannungswandlers bewirkt und in den vorteilhafterweise auch der vorgenannte Operationsverstärker integriert ist.

IV. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Betriebsver­ fahrens

Fig. 2 einen detaillierten Schaltplan des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aus Fig. 1

Die Fig. 1 illustriert das Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltungsanord­ nung zum Betrieb einer am Heck eines Kraftfahrzeuges angeordneten Neon­ gasentladungslampe LP. Diese Schaltungsanordnung besitzt einen Gegen­ taktwandler, der in bekannter Weise aus zwei Schalttransistoren T1, T2 und einem Transformator mit zwei Primär- W1, W2 und einer Sekundärwick­ lung W3 aufgebaut ist, und einen Lastkreis, in den die Neongasentladungs­ lampe LP, die Sekundärwicklung W3 des Transformators und ein Strom­ fühlerwiderstand R23 geschaltet sind, sowie eine Ansteuerungsvorrichtung IC für die Schalttransistoren T1, T2 des Gegentaktwandlers. Die Ansteue­ rungsvorrichtung ist als Integrierter Schaltkreis IC, insbesondere als Puls­ weiten-Modulations-Baustein IC ausgeführt, der auch einen Operationsver­ stärker OP enthält. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist fer­ ner einen Widerstand R24, einen Spannungsteiler R21, R20, einen Transistor­ schalter Q, einen Rückkoppelungszweig Z, eine Gleichrichterdiode D3, einen Pufferkondensator C und zwei Schottky-Dioden D1, D2 auf. Die beiden Schottky-Dioden schützen die Schaltungsanordnung, falls beim Anschließen an das Bordnetz Plus- und Minuspol miteinander vertauscht werden.

Der Gegentaktwandler ist während des Lampenbetriebes über den Anschluß A3 mit dem negativen Pol der Kraftfahrzeugspannungsquelle und über die parallel angeordneten Anschlüsse A1 und/oder A2, je nach Stellung der ihnen zugeordneten Schalter S1, S2, mit dem positiven Pol der Kraftfahr­ zeugspannungsquelle verbunden. Er wandelt die von der Kraftfahrzeug­ spannungsquelle gelieferte Niedervolt-Gleichspannung in eine mittelfre­ quente Wechselspannung mit einer Frequenz von ca. 35 kHz um. Mit Hilfe des Transformators W1, W2, W3 wird diese Wechselspannung auf die zur Zündung und zum Betrieb der Lampe LP erforderlichen Spannungswerte hochtransformiert. Die Zündspannung der Neongasentladungslampe be­ trägt ungefähr 6 kV. Die Effektivwerte der Betriebsspannung der Lampe und des über die Entladungsstrecke fließenden Lampenstromes betragen unge­ fähr 850 V und 17 mA.

Um die Neongasentladungslampe LP in ihrer Funktion als Schlußlicht zu betreiben, muß der Schalter S1 geschlossen werden, während der Schalter S2 geöffnet bleibt. Dann sind der Gegentaktwandler und seine Ansteuerungs­ vorrichtung über die Anschlüsse A1 und A3 an die Niedervolt-Spannungs­ quelle des Kraftfahrzeuges angeschlossen, so daß die vom Integrierten Schaltkreis IC alternierend angesteuerten Schalttransistoren T1, T2 des Ge­ gentaktwandlers mit Hilfe des Transformators W1, W2, W3 die von der Kfz-Batterie gelieferte Niedervolt-Gleichspannung in eine mittelfrequente Wech­ selspannung mit einer Frequenz von ca. 35 kHz, die zur Zündung und zum Betrieb der Lampe ausreicht, hochtransformiert. Die Ansteuerungsvorrich­ tung IC erzeugt Pulsweiten-Modulations-Signale zur Ansteuerung der Gate- Elektroden der beiden Schalttransistoren T1, T2. Mit Hilfe der Pulsweiten- Modulation werden einerseits Änderungen oder Schwankungen der Batte­ riespannung im Kraftfahrzeug ausgeregelt und andererseits wird über den im Integrierten Schaltkreis enthaltenen Operationsverstärker OP und über den Widerstand R24 sowie über den Rückkoppelungszweig Z des Operati­ onsverstärkers OP eine Leistungsregelung der Neongasentladungslampe LP durchgeführt. Die elektrische Leistungsaufnahme der Lampe LP wird wäh­ rend ihres Betriebes als Schlußlicht auf einen Wert von ungefähr 6 W gere­ gelt. Zu diesem Zweck wird über einen Verzweigungspunkt V1 im Lastkreis mit Hilfe des Widerstandes R24 ein zum Lampenstrom proportionales Spannungssignal erzeugt, aus dem Lastkreis ausgekoppelt und in Vor­ wärtsrichtung über die Gleichrichterdiode D3, den Mittenabgriff V2 des Spannungsteilers R21, R20 und über den Spannungsteilerwiderstand R20 zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP geführt. Außer­ dem ist der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP an eine Hilfsspannungsquelle U angeschlossen, die eine konstante Referenz­ spannung liefert, und der Ausgang des Operationsverstärkers OP ist über einen Rückkoppelungszweig Z zum invertierenden Eingang des Operati­ onsverstärkers OP rückgekoppelt. Auf diese Weise wird durch den Operati­ onsverstärker OP, den Rückkoppelungszweig Z und die Widerstände R20, R24 ein Regelkreis zur Regelung des Lampenstromes und damit auch zur Regelung der Lampenleistung gebildet. Während des Regelungsvorganges führt der Operationsverstärker einen Soll-Ist-Wert-Vergleich seiner Ein­ gangssignale durch. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP be­ einflußt das Tastverhältnis der vom IC-Baustein IC generierten Pulsweiten- Modulationssignale, die zur Ansteuerung der Schalttransistoren T1, T2 des Gegentaktwandlers dienen. Das Tastverhältnis der Pulsweiten- Modulationssignale ist außerdem auch von der momentanen Bordnetzspan­ nung des Kraftfahrzeuges abhängig. Mit Hilfe des oben beschriebenen Re­ gelkreises kann die Lampenleistung weitgehend unabhängig von Änderun­ gen der Bordnetzspannung auf einen annähernd konstanten Wert von ca. 6 W geregelt werden.

Bei Betätigung des Bremspedals im Kraftfahrzeug wird der Schalter S2 ge­ schlossen. Das hat zur Folge, daß die Neongasentladungslampe LP nun, un­ abhängig von der Stellung des Schalters S1, als Bremslicht betrieben wird. Der Gegentaktwandler T1, T2, W1, W2, W3 und seine Ansteuerungsvorrich­ tung IC sind über die Anschlüsse A2 und A3 an die Niedervolt-Spannungs­ quelle, das heißt an die Batterie oder die Lichtmaschine, des Kraftfahrzeuges angeschlossen, so daß die vom Integrierten Schaltkreis IC alternierend an­ gesteuerten Schalttransistoren T1, T2 des Gegentaktwandlers mit Hilfe des Transformators W1, W2, W3 die von der Kfz-Batterie gelieferte Niedervolt- Gleichspannung in eine mittelfrequente Wechselspannung mit einer Fre­ quenz von ca. 35 kHz, die zur Zündung und zum Betrieb der Lampe aus­ reicht, hochtransformiert, wie es bereits weiter oben bei der Erläuterung der Schlußlichtfunktion der Neongasentladungslampe beschrieben wurde. Die Ansteuerungsvorrichtung IC erzeugt auch während des Bremslichtbetriebes der Neongasentladungslampe Pulsweiten-Modulations-Signale zur Ansteue­ rung der Gate-Elektroden der beiden Schalttransistoren T1, T2. Mit Hilfe der Pulsweiten-Modulation werden einerseits Änderungen oder Schwankungen der Batteriespannung im Kraftfahrzeug ausgeregelt und andererseits wird über den im Integrierten Schaltkreis enthaltenen Operationsverstärker OP und über den Widerstand R24 sowie über den Rückkoppelungszweig Z des Operationsverstärkers OP eine Leistungsregelung der Neongasentladungs­ lampe LP durchgeführt. Die elektrische Leistungsaufnahme der Lampe LP wird während ihres Betriebes als Bremslicht auf einen Wert von ungefähr 20 W geregelt. Zu diesem Zweck wird über den Verzweigungspunkt V1 im Lastkreis mit Hilfe des Widerstandes R24 ein zum Lampenstrom proportio­ nales Spannungssignal erzeugt, aus dem Lastkreis ausgekoppelt und in Vorwärtsrichtung über die Gleichrichterdiode D3, den Mittenabgriff V2 des Spannungsteilers R21, R20 und über den Spannungsteilerwiderstand R20 zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP geführt. Aller­ dings wird ein Teil des aus dem Lastkreis ausgekoppelten Spannungssignals über den Spannungsteilerwiderstand R21 und die nun leitfähige Kollektor- Emitter-Strecke des Transistorschalters Q zum negativen Pol der Bordspan­ nungsquelle des Kraftfahrzeuges abgeführt, so daß der invertierende Ein­ gang des Operationsverstärkers OP nun während des Bremslichtbetriebes der Lampe LP ein im Vergleich zum Schlußlichtbetrieb reduziertes Signal erhält, weil bei geschlossenem Schalter S2 und beliebiger Stellung des Schalters S1 der Basisanschluß des Transistorschalters Q mit einem Steuersi­ gnal beaufschlagt wird, das ein Durchschalten der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistorschalters Q zur Folge hat. Der Operationsverstärker OP, der Rückkoppelungszweig Z und die Widerstände R20, R24 bilden auch wäh­ rend des Bremslichtbetriebes einen Regelkreis zur Regelung des Lampen­ stromes bzw. zur Regelung der Lampenleistung. Während des Regelungs­ vorganges führt der Operationsverstärker OP wiederum einen Soll-Ist-Wert- Vergleich seiner Eingangssignale durch, allerdings mit einem gegenüber dem Schlußlichtbetrieb veränderten Eingangssignal am invertierenden Ein­ gang des Operationsverstärkers OP. Das Ausgangssignal des Operations­ verstärkers OP beeinflußt das Tastverhältnis der vom lC-Baustein IC gene­ rierten Pulsweiten-Modulationssignale, die zur Ansteuerung der Schalttran­ sistoren T1, T2 des Gegentaktwandlers dienen. Mit Hilfe des oben beschrie­ benen Regelkreises wird die Lampenleistung während des Bremslichtbetrie­ bes weitgehend unabhängig von Änderungen der Bordnetzspannung auf einen annähernd konstanten Wert von ca. 20 W geregelt werden. Das Tastverhältnis der Pulsweiten-Modulationssignale ist außerdem aber auch von der momentanen Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges abhängig.

Der Wechsel vom Schlußlicht- zum Bremslichtbetrieb der Neongasentla­ dungslampe LP wird also dadurch bewerkstelligt, daß der am invertieren­ den Eingang des Operationsverstärkers wirksame Widerstand des Span­ nungsteilers R21, R20 mit Hilfe des Transistorschalters Q umgeschaltet wird. Während des Schlußlichtbetriebes ist der Spannungsteilerwiderstand R21 unwirksam, da die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistorschalters Q hochohmig ist. Während des Bremslichtbetriebes sind die beiden Span­ nungsteilerwiderstände R21, R20 wegen der nun leitfähigen Kollektor- Emitter-Strecke des Transistorschalters Q parallelgeschaltet.

Die Fig. 2 zeigt das vollständige Schaltbild der Schaltungsanordnung ge­ mäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Eine geeignete Dimensionie­ rung der verwendeten Bauteile ist in Tabelle 2 angegeben. Die Anschlüsse J1, J2 sind an den Pluspol und der Anschluß J3 ist an den Minuspol (Masse) der Kfz-Batterie angeschlossen. Der Varistor V dient als Überspannungs­ schutz und die Schottky-Dioden D1, D2 schützen die Schaltungsanordnung für den Fall, daß Plus- und Minuspol beim Anschließen der Schaltungsan­ ordnung vertauscht werden. Die Induktivität L1 und der Kondensator C1 bilden einen LC-Tiefpaßfilter. Die Elektrolyt-Kondensatoren C2, C3 dienen als Pufferkondensatoren zur Energieversorgung des Gegentaktwandlers und seiner Ansteuerungsvorrichtung. Der Gegentaktwandler besteht aus den beiden Feldeffekttransistoren T1, T2, dem Transformator TR mit seinen bei­ den Primärwicklungen W1, W2 und seiner Sekundärwicklung W3 sowie aus den Kondensatoren C11, C12, C13. Die Sekundärwicklung W3 des Trans­ formators TR speist den Lastkreis, an dessen Anschlüsse J4, J5 die Neonga­ sentladungslampe (nicht abgebildet) angeschlossen ist. Die Ansteuerungs­ vorrichtung des Gegentaktwandlers besteht aus dem Integrierten Schaltkreis IC1, der über seine mit den Gate-Elektroden der Feldeffekttransistoren T1, T2 verbundenen Ausgänge eine Pulsweiten-Modulations-Ansteuerung des Gegentaktwandlers durchführt. Der Integrierte Schaltkreis IC1 enthält auch einen Operationsverstärker, an dessen nicht-invertierenden Eingang eine aus den Bauteilen R2, R3, C6 und C7 bestehende Hilfsspannungsquelle ange­ schlossen ist, die dort eine Referenzspannung von 1,8 V erzeugt. Der Ver­ zweigungspunkt V1 ist über die Gleichrichterdiode D3 und die Spannungs­ teilerwiderstände R10 und R7 an den invertierenden Eingang des in den In­ tegrierten Schaltkreis IC1 integrierten Operationsverstärkers angeschlossen. Der in den Lastkreis geschaltete Widerstand R14 dient zur Erfassung des Lampenstromes. Er erzeugt einen zum Lampenstrom proportionalen Span­ nungsabfall. Der Regelkreis zur Regelung des Lampenstromes und der Lampenleistung enthält außerdem auch den aus den Widerständen R7, R8, R9, R10 aufgebauten Spannungsteiler und den aus den Bauteilen R5, R6, C9, C15 bestehenden Rückkoppelungszweig, der den Ausgang des Operations­ verstärkers zu seinem invertierenden Eingang rückkoppelt. Der Wechsel vom Schlußlicht- zum Bremslichtbetrieb der Lampe erfolgt mit Hilfe des Kleinsignal-Bipolartransistors T3, dessen Kollektor an den Widerstand R8 und dessen Emitter an Masse angeschlossen ist. Der Basisanschluß des Bipo­ lartransistors T3 ist über den Basisvorstand R11 mit dem Anschluß J2 ver­ bunden. Die Bauteile R1, C5, R4, C4 dienen zur Spannungsversorgung und zur Einstellung der Taktfrequenz des Integrierten Schaltkreises IC1 auf ca. 35 kHz. Die Anschlüsse M1 bis M11 liegen alle auf Massepotential. Die Schaltungsanordnung weist ferner die zur Dimensionierung wichtigen Bau­ teile R12, C16, C14 und C8 auf.

Diese Schaltungsanordnung erlaubt es, Änderungen der Kfz-Bordnetzspan­ nung im Bereich von 9 V bis 18 V auszuregeln, so daß die Lampe in diesem Bereich für beide Betriebsweisen mit annähernd konstanter Leistung betrie­ ben werden kann. Die Tabelle 1 enthält eine Zusammenfassung der Be­ triebsdaten der verschiedenen Betriebsbedingungen für eine Bordnetzspan­ nung von 13,5 V. Die Systemausbeute beträgt hier 11,7 lm/W. Der Wir­ kungsgrad dieser Schaltungsanordnung ist größer als 80%. Der Quotient der Tastverhältnisse von Bremslicht- und Schlußlichtbetrieb beträgt gemäß der Werte in Tabelle 1 ungefähr 1,8.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausfüh­ rungsbeispiel. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren kann auch auf meh­ rere, beispielsweise zwei simultan betriebene Entladungslampen angewen­ det werden. Dabei können diese simultan betriebenen Entladungslampen entweder an einem einzigen Betriebsgerät oder an zwei separaten Betriebs­ geräten mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung betrieben wer­ den. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich nicht nur für Ne­ ongasentladungslampen, sondern beispielsweise auch für Leuchtstoff­ lampen. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann der Gegen­ taktwandler auch durch einen anderen geeigneten Spannungswandler er­ setzt werden. Ferner kann zur Regelung der Lampenleistung anstelle des Lampenstromes auch der Spannungsabfall über der Lampe ausgenutzt wer­ den.

Tabelle 1

Dimensionierung der Bauteile gemäß der in Fig. 2 abgebildeten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
R1	3 kΩ
R2	5,6 kΩ
R3, R11, R12	10 kΩ
R4	10 Ω
R5	68 kΩ
R6	6,8 kΩ
R7	1,5 kΩ
R8	12 kΩ
R9	100 kΩ
R10	47 kΩ
R14	820 Ω
V	S10V-S14K14
L1	100 µH
TR	160 µH, 160 µH, 2,3 H
T1, T2	BUZ71
T3	BC337C
D1, D2	Schottky-Dioden
D3	1N414B
C1, C4, C6, C7, C15, C16	100 nF
C2	220 µF, 25 V
C3	1000 µF, 25 V
C5	4,7 nF
C8	1 µF
C9	1 nF
C11, C12	15 nF

Dimensionierung der Bauteile gemäß der in Fig. 2 abgebildeten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung (Fortsetzung)
C13	150 nF
C14	470 pF
IC1	IC-Baustein SG 2525 von SGS Thomson

Claims (21)

1. Verfahren zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe an der Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeuges, wobei die mindestens eine Entladungslampe ein gasdicht verschlossenes Entladungsgefäß mit darin eingeschlossener ionisierbarer Füllung und Elektroden aufweist, zwischen denen sich während des Betriebes eine Gasentladung ausbil­ det, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Entladungslam­ pe zur Erzeugung eines Schlußlichtes des Kraftfahrzeuges mit einer ersten, geringeren elektrischen Leistung und zur Erzeugung eines Si­ gnallichtes mit einer zweiten, höheren elektrischen Leistung betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, höhere elektrische Leistung mindestens doppelt so groß wie die erste, geringere elektrische Leistung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sig­ nallicht ein Bremslicht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ionisier­ bare Füllung der mindestens einen Entladungslampe Neon enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entla­ dungslampe eine Neongasentladungslampe ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die minde­ stens eine Entladungslampe eine Leuchtstofflampe ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die minde­ stens eine Entladungslampe mit einer mittelfrequenten Versorgungs­ spannung gespeist wird, wobei ein Betriebsparameter der mindestens einen Entladungslampe während des Betriebes mittels der Methode der Pulsweiten-Modulation geregelt wird, indem ein Soll-Ist-Wert- Vergleich für ein zu diesem Betriebsparameter proportionales Span­ nungssignal durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebs­ parameter der Lampe während des Betriebes der Lampe mit der ersten, geringeren elektrischen Leistung auf einen ersten, im wesentlichen konstanten Wert und während des Betriebes der Lampe mit der zwei­ ten, höheren elektrischen Leistung auf einen zweiten, im wesentlichen konstanten Wert geregelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebs­ parameter der Lampenstrom ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebs­ parameter der Spannungsabfall über der Lampe ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient τ₂/τ₁ aus dem Tastverhältnis τ₂ des Pulsweiten-Modulationssignales während des Lampenbetriebs mit der zweiten, höheren elektrischen Leistung und dem Tastverhältnis τ₁ des Pulsweiten-Modulationssig­ nales während des Lampenbetriebs mit der ersten, niedrigeren elektri­ schen Leistung zwischen 1,2 und 3 liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fre­ quenz der mittelfrequenten Versorgungsspannung mindestens 20 kHz beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektri­ sche Lampen zur Erzeugung des Schlußlichtes des Kraftfahrzeuges mit einer ersten elektrischen Leistung und zur Erzeugung des Bremslichtes mit einer zweiten, höheren elektrischen Leistung simultan betrieben werden.

14. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13.

15. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelfrequente Versor­ gungsspannung für die mindestens eine Entladungslampe (LP) aus der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges mittels eines Spannungswand­ lers (T1, T2) generiert wird und die Schaltungsanordnung eine An­ steuerungsvorrichtung (IC) aufweist, die eine Pulsweiten-Modulations- Ansteuerung des Spannungswandlers (T1, T2) durchführt.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler ein Gegentaktwandler ist.

17. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Ist-Wert-Vergleich mit Hilfe eines Operationsverstärkers (OP) und eines zwischen zwei Ein­ stellungen umschaltbaren Spannungsteilers (R21, R20) durchgeführt wird und der Wechsel zwischen den Betriebsarten mit der niedrigeren und der höheren elektrischen Leistung der mindestens einen Entla­ dungslampe durch eine Umschaltung des Spannungsteilers (R21, R20) zwischen seinen zwei Einstellungen erfolgt.

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Spannungsteilers (R21, R20) mit Hilfe eines elek­ tronischen Schalters (T3) durchgeführt wird.

19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerungsvorrichtung einen Integrierten Schaltkreis (IC) ent­ hält, der die Pulsweiten-Modulations-Ansteuerung des Spannungs­ wandlers (T1, T2) bewirkt.

20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsverstärker (OP) Bestandteil des Integrierten Schaltkrei­ ses (IC) ist.

21. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung fol­ gende Merkmale aufweist,

• - einen mit einem Transformator (W1, W2, W3) und mit mindestens einem Schalttransistor ausgestatteten Spannungswandler (T1, T2), der an die Bordnetzspannungsquelle des Kraftfahrzeuges ange­ schlossen ist, und der einen Lastkreis, in den die mindestens eine Entladungslampe (LP) geschaltet ist, mit einer Wechselspannung be­ aufschlagt,
• - einen Integrierten Schaltkreis (IC) zur Ansteuerung des mindestens einen Schalttransistors des Spannungswandlers (T1, T2), wobei der Integrierte Schaltkreis (IC) eine Pulsweiten-Modulations-Einheit ist, die mit der Steuerelektrode des mindestens einen Schalttransistors (T1, T2) verbunden ist, und einen Operationsverstärker (OP) mit zwei Signaleingängen (+, -) und einem Signalausgang enthält,
• - einen Spannungsteiler (R21, R20) mit mehreren Anschlüssen, wobei ein erster Anschluß des Spannungsteilers (R21, R20) über einen Gleichrichter (D3) mit einem Verzweigungspunkt (V1) im Lastkreis verbunden ist und ein zweiter Anschluß des Spannungsteilers (R21, R20) an den ersten Signaleingang (-) des Operationsverstärkers (OP) angeschlossen ist und ein dritter Anschluß des Spannungsteilers (R21, R20) mit der Schaltstrecke eines elektronischen Schalters (T3) verbunden ist,
• - der zweite Signaleingang (+) des Operationsverstärkers (OP) an eine Hilfsspannungsquelle (U) angeschlossen ist, die eine konstante Refe­ renzspannung erzeugt,
• - der erste Signaleingang (-) des Operationsverstärkers (OP) zu seinem Signalausgang rückgekoppelt ist.