專利名稱：具有脈沖點(diǎn)火裝置的高壓放電燈及高壓放電燈的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序部分的高壓放電燈以及高壓放電燈的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
例如在WO 98/18297中公開了這種高壓放電燈。該公開文獻(xiàn)說明了一種高壓放電燈，其具有輔助點(diǎn)火電極和在燈座內(nèi)設(shè)置的脈沖點(diǎn)火裝置，該脈沖點(diǎn)火裝置用于觸發(fā)高壓放電燈的放電容器中的氣體放電。用于該高壓放電燈的脈沖點(diǎn)火裝置和驅(qū)動(dòng)電路用一個(gè)變壓器彼此在電流上分開。不僅脈沖點(diǎn)火裝置而且驅(qū)動(dòng)電路都為了其電壓供給而分別連接到該變壓器的副繞組上，變壓器的原繞組作為推挽變流器的組成部分來構(gòu)造。在成功觸發(fā)氣體放電后使用一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)來切斷脈沖點(diǎn)火裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種高壓放電燈，其具有用于點(diǎn)火裝置的簡(jiǎn)化的電壓供給，并給出一種相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方法。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征來解決。本發(fā)明的特別有利的實(shí)施方案在從屬權(quán)利要求中說明。
本發(fā)明的高壓放電燈具有布置在它的放電容器內(nèi)的電極，這些電極確定放電路徑；和布置在其燈座內(nèi)的、作為脈沖點(diǎn)火裝置構(gòu)造的點(diǎn)火裝置，用于觸發(fā)該放電容器內(nèi)的氣體放電；以及布置在該放電容器外的輔助點(diǎn)火電極，其中脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端按照本發(fā)明與高壓放電燈的放電路徑并聯(lián)。
由此脈沖點(diǎn)火裝置可以直接由高壓放電燈的放電路徑上的電壓降供給能量。因此取消為點(diǎn)火裝置單獨(dú)產(chǎn)生供電電壓。此外，不需要在成功觸發(fā)燈內(nèi)的氣體放電后用于去激活脈沖點(diǎn)火裝置的開關(guān)，因?yàn)樵趯?shí)現(xiàn)了氣體放電的觸發(fā)后放電路徑上的電壓降顯著下降，因此施加在脈沖點(diǎn)火裝置上的電壓不再足以產(chǎn)生點(diǎn)火電壓脈沖。
在本發(fā)明的高壓放電燈中，優(yōu)選地在與高壓放電燈的放電路徑并聯(lián)的直流路徑中設(shè)置脈沖點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火電容器。由此用于點(diǎn)火電容器的充電電流直接由高壓放電燈的放電路徑上的電壓降產(chǎn)生。在高壓放電燈的點(diǎn)火階段期間，該放電路徑是電氣絕緣的，因此點(diǎn)火電容器被充電到足夠高的電壓，以便能夠經(jīng)由火花隙或者等價(jià)的閾值元件實(shí)現(xiàn)其間歇的放電以及借助點(diǎn)火變壓器和輔助點(diǎn)火電極產(chǎn)生點(diǎn)火電壓脈沖。在點(diǎn)火階段結(jié)束后，高壓放電燈的放電路徑是導(dǎo)電的，并且該放電路徑上的電壓降僅還相應(yīng)于高壓放電燈的燃燒電壓，該燃燒電壓不再足以借助脈沖點(diǎn)火裝置產(chǎn)生另外的點(diǎn)火電壓脈沖。
優(yōu)選地在本發(fā)明的高壓放電燈的燈座內(nèi)附加地設(shè)置一個(gè)串聯(lián)諧振電路，其中至少一個(gè)電氣元件與放電路徑并聯(lián)，所述電氣元件被構(gòu)造作為該串聯(lián)諧振電路的組成部分、例如諧振電容或者諧振電感。借助該串聯(lián)諧振電路和上述與放電路徑并聯(lián)的電氣元件，至少在高壓放電燈的點(diǎn)火階段期間產(chǎn)生諧振過高(resonanzueberhoeht)的交流電壓，該交流電壓落在放電路徑上，并因此也施加在脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端上。由此高壓放電燈的電接觸件以及至高壓放電燈的饋電線可以被批量生產(chǎn)用于較小的電壓，因?yàn)樗幸龑?dǎo)高壓的電氣元件都被設(shè)置在燈座內(nèi)。此外，該串聯(lián)諧振電路還保證可靠接管，也就是說從高壓放電燈的兩個(gè)電極之間的放電路徑被首次擊穿的時(shí)刻直到利用發(fā)射熱電子的陰極而出現(xiàn)弧光放電的可靠過渡。該接管也被稱為“輝光到弧光過渡”。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，還有利地設(shè)置一個(gè)隔直電容器，以便減少由鈉離子到放電容器壁的擴(kuò)散引起的放電等離子體中的鈉損耗。在此，這樣確定隔直電容器的電容尺寸，使得一方面給輔助點(diǎn)火電極施加足夠高的用于點(diǎn)火氣體放電的電壓，而另一方面充分減少上述鈉擴(kuò)散。在隔直電容器的電容過大或者泄漏電流過大時(shí)不能實(shí)現(xiàn)充分減少鈉擴(kuò)散，而在電容過小時(shí)不能給輔助點(diǎn)火電極施加足夠高的用于觸發(fā)氣體放電的電壓。優(yōu)選地，隔直電容器連接在點(diǎn)火變壓器的副繞組和輔助點(diǎn)火電極之間。


下面根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
圖1表示具有脈沖點(diǎn)火裝置的本發(fā)明高壓放電燈的電路示意圖，圖2表示圖1的具有脈沖點(diǎn)火裝置的細(xì)節(jié)的電路圖，圖3表示具有脈沖點(diǎn)火裝置的本發(fā)明高壓放電燈的第一實(shí)施例的電路示意圖，
圖4表示具有脈沖點(diǎn)火裝置的本發(fā)明高壓放電燈的第二實(shí)施例的電路示意圖，圖5以示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的高壓放電燈的側(cè)視圖，圖6表示具有脈沖點(diǎn)火裝置的本發(fā)明高壓放電燈的第三實(shí)施例的電路示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖5中示意性表示的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的高壓放電燈是用于機(jī)動(dòng)車前燈的金屬鹵化物高壓放電燈。
該高壓放電燈La具有由石英玻璃制造的放電容器1，可離子化的填充物被氣密地封閉在該放電容器內(nèi)。該被離子化的填充物包含氙和金屬鹵化物混合物，優(yōu)選地金屬鈉、鈧、鋅和銦的碘化物，并且該可離子化的填充物優(yōu)選地不包含汞。氙冷填充壓力約為10巴。放電容器1的兩端1a、1b分別借助于鉬膜密封件2a、2b密封。兩個(gè)電極E1、E2位于放電容器1的內(nèi)腔，在這兩個(gè)電極之間在燈運(yùn)行期間構(gòu)成負(fù)責(zé)光輻射的放電電弧。這些主電極E1、E2分別通過鉬膜密封件2a、2b之一與從放電容器1引出的饋電線3a、3b導(dǎo)電連接。放電容器1被外部玻璃燈泡5包圍。在此，輔助點(diǎn)火電極ZE在本發(fā)明的這一實(shí)施例中由外部燈泡5的內(nèi)表面上的薄金屬鍍膜構(gòu)成。但是作為替代方案，該鍍膜也可以被涂覆在放電容器1的外側(cè)。該薄金屬鍍膜ZE具有縱向延伸的條帶的形狀，該條帶從外部燈泡5的靠近燈座一端大約延伸至放電容器中點(diǎn)的高度。燈容器1、5被固定在燈座4的由塑料組成的上部411中。燈座4的長(zhǎng)方六面體形的部分被由兩部分組成的金屬殼體41、42包圍，該由兩部分組成的金屬殼體用于電磁屏蔽在燈座4的內(nèi)腔中設(shè)置的脈沖點(diǎn)火裝置。高壓放電燈La的電連接端子40用于給高壓放電燈和布置在燈座4內(nèi)的脈沖點(diǎn)火裝置供電。該電連接端子40通過一根被屏蔽的連接電纜(未示出)與用于高壓放電燈的驅(qū)動(dòng)設(shè)備EVG(未示出)連接。該連接電纜的屏蔽編織層與驅(qū)動(dòng)設(shè)備的電路內(nèi)部的地電位連接，并通過電連接端子40的觸點(diǎn)與金屬殼體41、42連接，使得金屬殼體41、42同樣位于地電位。
在圖1中示出本發(fā)明高壓放電燈、布置在燈座4內(nèi)的脈沖點(diǎn)火裝置(在圖1中被表示為脈沖源)和驅(qū)動(dòng)設(shè)備EVG的電路示意圖。驅(qū)動(dòng)設(shè)備EVG用作高壓放電燈和在燈座4內(nèi)設(shè)置的脈沖點(diǎn)火裝置的交流電壓源Q。驅(qū)動(dòng)設(shè)備EVG通過一根被屏蔽的連接電纜(未示出)與高壓放電燈的電連接端子40連接，因此給高壓放電燈La的電極E1、E2和脈沖點(diǎn)火裝置(脈沖源)的電壓輸入端施加由驅(qū)動(dòng)設(shè)備EVG產(chǎn)生的交流電壓。脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端與由電極E1、E2確定的高壓放電燈的放電路徑并聯(lián)。脈沖點(diǎn)火裝置的脈沖變壓器T的副繞組n2與高壓放電燈La的輔助點(diǎn)火電極ZE連接。
在圖2中示出脈沖點(diǎn)火裝置(脈沖源)的細(xì)節(jié)。由交流電壓源Q提供的交流電壓被輸送給脈沖點(diǎn)火裝置的輸入端，并借助二極管D被整流，以便通過電阻器R對(duì)與高壓放電燈La的放電路徑并聯(lián)的直流路徑中的點(diǎn)火電容器C1充電?；鸹ㄏ禙S和點(diǎn)火變壓器T的原繞組n1與點(diǎn)火電容器C1并聯(lián)。如果點(diǎn)火電容器C1上的電壓達(dá)到火花隙FS的擊穿電壓，則點(diǎn)火電容器C1通過火花隙FS和原繞組n1放電。在變壓器T的與輔助點(diǎn)火電極ZE連接的副繞組n2中由此感生高電壓脈沖，其被輸送給輔助點(diǎn)火電極ZE并導(dǎo)致在高壓放電燈的放電容器1中觸發(fā)氣體放電。
在圖3中示意性地示出包括在燈座4內(nèi)設(shè)置的脈沖點(diǎn)火裝置的元件D、R、FS、C1、T和串聯(lián)諧振電路L、C2在內(nèi)的本發(fā)明高壓放電燈La的第一實(shí)施例。該串聯(lián)諧振電路的元件L、C2同樣設(shè)置在燈座4內(nèi)。諧振電容器C2與高壓放電燈La的放電路徑并聯(lián)。點(diǎn)火變壓器T的副繞組n2的第一連接端子與電路內(nèi)部的參考地電位連接。點(diǎn)火變壓器T的副繞組n2的第二連接端子與輔助點(diǎn)火電極ZE連接。在高壓放電燈La的點(diǎn)火階段期間，串聯(lián)諧振電路L、C2在諧振下運(yùn)行，以致在諧振電容C2以及因此也在高壓放電燈La的放電路徑上和在脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端上提供諧振過高的(resonanzueberhoeht)交流電壓，該交流電壓具有比由交流電壓源Q產(chǎn)生的交流電壓高2到10倍的振幅。借助脈沖點(diǎn)火裝置的元件D、R、FS、C1、T，從中產(chǎn)生用于輔助點(diǎn)火電極的電壓范圍為大約5kV到30kV的高電壓脈沖。在表1或者表2中公開了用于產(chǎn)生大約30kV的點(diǎn)火電壓或者大約5kV的點(diǎn)火電壓的、脈沖點(diǎn)火裝置和串聯(lián)諧振電路的電氣元件的合適的尺寸確定。
驅(qū)動(dòng)設(shè)備EVG是一個(gè)電壓互感器，它從機(jī)動(dòng)車的機(jī)載電網(wǎng)電壓中產(chǎn)生幾乎正弦的交流電壓，其振幅約為100V到500V，頻率在高壓放電燈的點(diǎn)火階段期間約為2.6MHz，而在點(diǎn)火階段結(jié)束后約為1MHz。
在圖4中示意性示出的本發(fā)明的第二實(shí)施例與圖3中所示實(shí)施例的區(qū)別僅在于，點(diǎn)火變壓器T的副繞組n2的第一連接端子與處于高電位的電極E1而不是與電路內(nèi)部的參考地電位連接。在所有其他的細(xì)節(jié)上圖3和圖4中所示的實(shí)施例一致。因此在這些圖中相同的元件配備有相同的附圖標(biāo)記。
在成功觸發(fā)高壓放電燈La的放電容器1中的氣體放電后，現(xiàn)在在兩個(gè)電極E1、E2之間具有導(dǎo)電能力的放電路徑構(gòu)成通向諧振電容C2和脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端的旁路，以致在放電路徑上的并由此也在脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端上的電壓取顯著較小的值。由此在點(diǎn)火電容器C1上不再達(dá)到火花隙FS的擊穿電壓，并且脈沖點(diǎn)火裝置不產(chǎn)生用于高壓放電燈La的其他點(diǎn)火脈沖。因此實(shí)現(xiàn)脈沖點(diǎn)火裝置的切斷，而無需另外的元件耗費(fèi)。
為了高壓放電燈La和在燈座4內(nèi)設(shè)置的脈沖點(diǎn)火裝置的電壓供給，在驅(qū)動(dòng)設(shè)備EVG和高壓放電燈La的連接端子40之間的雙導(dǎo)線連接就足夠了，因?yàn)槊}沖點(diǎn)火裝置直接由施加在高壓放電燈上的交流電壓供電。
在圖6中示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其與圖1中所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的不同之處僅在于隔直電容器C0，它被連接在點(diǎn)火變壓器T的副繞組n2和輔助點(diǎn)火電極ZE之間。該電容器C0的電容可以在寬廣的界限內(nèi)自由選擇，而對(duì)點(diǎn)火過程不施加值得一提的影響。優(yōu)選地這樣確定電容器C0的大小，使得在點(diǎn)火過程期間在電容器C0上的電壓降小于在輔助點(diǎn)火電極ZE和高壓放電燈La的兩個(gè)電極之間出現(xiàn)的電壓。因此對(duì)于電容器C0來說非常小的電容值、例如33pF就已足夠。不過對(duì)于電容器C0的電容來說顯著較大的值、例如10nF也是可以的。類似于此，隔直電容器C0也可以集成在按照?qǐng)D2到圖4的電路裝置中。它阻止直流流過輔助點(diǎn)火電極ZE，并且有助于減少由鈉擴(kuò)散引起的高壓放電燈La的放電容器中的鈉損耗。也即高壓放電燈La的放電容器中的可離子化的填充物除氙外還包含金屬鈉、鈧、鋅和銦的鹵化物。
表1圖3和圖4中所示的、用于產(chǎn)生大約30kV的點(diǎn)火電壓的電氣元件的大小確定C1 10nFC2 120pFD BY505FS 2000VL 30μH
R33k歐姆Tn1＝10匝，n2＝190匝表2圖3和圖4中所示的、用于產(chǎn)生大約5kV的點(diǎn)火電壓的電氣元件的替代的大小確定C133nFC2120pFD 兩個(gè)US1M串聯(lián)FS800VL 30μHR 10k歐姆T n1＝10匝，n2＝75匝
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈，具有布置在它的放電容器(1)中的電極(E1，E2)，這些電極為在放電容器(1)中的氣體放電規(guī)定放電路徑；并且具有布置在高壓放電燈(La)的燈座(4)內(nèi)的、作為脈沖點(diǎn)火裝置構(gòu)造的點(diǎn)火裝置，用于觸發(fā)在放電容器(1)中的氣體放電；以及具有布置在它的放電容器(1)外的、耦合到該脈沖點(diǎn)火裝置上的輔助點(diǎn)火電極(ZE)，其特征在于，脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端與高壓放電燈(La)的放電路徑并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，脈沖點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火電容器(C1)被布置在與高壓放電燈(La)的放電路徑并聯(lián)的直流路徑中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，至少一個(gè)電氣元件(C2或者L)與放電路徑并聯(lián)，該電氣元件作為串聯(lián)諧振電路(L，C2)的組成部分來構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓放電燈，其特征在于，設(shè)置有隔直電容器(C0)。
5.一種用于驅(qū)動(dòng)高壓放電燈的方法，其中，為觸發(fā)在高壓放電燈(La)的放電容器(1)中的氣體放電所需要的點(diǎn)火電壓借助脈沖點(diǎn)火裝置來產(chǎn)生，在點(diǎn)火階段期間該脈沖點(diǎn)火裝置對(duì)高壓放電燈(La)的布置在放電容器(1)外的輔助點(diǎn)火電極(ZE)施加電壓脈沖，其特征在于，高壓放電燈(La)的放電路徑上的電壓作為供電電壓被輸送給脈沖點(diǎn)火裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，用于對(duì)脈沖點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火電容器(C1)充電的電流由高壓放電燈(La)的放電路徑上的電壓產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，高壓放電燈(La)的放電路徑在觸發(fā)了在放電容器(1)中的氣體放電后構(gòu)成通向點(diǎn)火電容器(C1)的旁路。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，在高壓放電燈(La)的放電路徑上至少在高壓放電燈(La)的點(diǎn)火階段期間提供諧振過高的交流電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓放電燈，具有布置在它的放電容器(1)中的電極(E1，E2)，這些電極為在放電容器(1)中的氣體放電規(guī)定放電路徑；并且具有布置在高壓放電燈(La)的燈座(4)內(nèi)的、作為脈沖點(diǎn)火裝置構(gòu)造的點(diǎn)火裝置，用于觸發(fā)在放電容器(1)中的氣體放電；以及具有布置在它的放電容器(1)外的、耦合到該脈沖點(diǎn)火裝置上的輔助點(diǎn)火電極(ZE)，其中脈沖點(diǎn)火裝置的電壓輸入端與高壓放電燈(La)的放電路徑并聯(lián)，使得在放電路徑上的電壓根據(jù)本發(fā)明用作脈沖點(diǎn)火裝置的供電電壓。此外，還公開了一種用于這種高壓放電燈的驅(qū)動(dòng)方法。
文檔編號(hào)H05B41/38GK1802061SQ20051013805
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者G·希爾施曼, B·希澤格爾 申請(qǐng)人:電燈專利信托有限公司