CN101112128B - 用于操作高压气体放电灯的电路装置和方法 - Google Patents

Abstract

描述一种用于操作高压气体放电灯(2)的电路装置(1)。该电路装置(1)具有点火电路电路装置(3)，点火电路电路装置(3)具有能够通过两个端子(a₃、a₄、x₁、x₂)连接到电压供给单元(5)的电容器(C)，该电容器(C)通过开关元件(SG)与变压器(T)的初级线圈(T_P)并联连接，开关元件(SG)在高于给定电压时变为导通。电路装置(1)还具有灯电路电路装置(4)，其中高压气体放电灯(2)在一侧通过变压器(T)的次级线圈(T_S)连接到用于连接电压供给单元(5)的端子(a₁、x₁)，并且在另一侧通过电感元件连接到用于连接电压供给单元(5)的第二端子(a₂、x₂)。电感元件(L)由暴露的或封装在绝缘物质中的空心电感器或棒心电感器构成，并电感元件(L)具有等于或小于20μH的电感。还描述了一种用于操作高压气体放电灯(2)的相应方法。

Description

用于操作高压气体放电灯的电路装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作高压气体放电灯的电路装置和方法。本发明还涉及一种具有高压气体放电灯的灯单元以及这种电路装置，并且涉及一种具有这种灯单元的前灯。

背景技术

这种高压气体放电灯大体包括一个放电容器，通常设置在该放电容器的相对端处的两个电极伸出到该放电容器中，设置于该放电容器上的密封部分中的所述电极在连接到输入导体，通过提供电压的输入导体能够将灯连接到电路装置。该放电容器以相对高的压力充满气体，通常是惰性气体或惰性气体混合物。这种高压气体放电灯的典型例子是MPXL(微功率氙气)灯。这种灯主要用于车辆前灯。在这种灯中激发的电弧产生高温，实质导致惰性气体以及例如汞和金属卤化物的混和物的附加物质以发射光。通常由一个外部封套围绕该放电容器，由于在放电容器内的电弧中的物理过程，所以在期望的波长光谱区域内的光之外必然产生紫外线辐射，该外部封套的目的是吸收紫外线辐射。一般通过施加高电压脉冲，激发在灯中的电弧。在放电容器中存在的气体压力越高，这种灯的光输出一般总是越高。然而，气体的较高压力的不利影响是还要求较高的击穿电压，即，达到较高压力时，必须对灯的电极施加较高电压以点火(ignite)灯。通常，击穿电压是数千伏，并且在最近出现的气体放电灯中，例如是20kV的数量级。一旦已经点火灯，在所谓的“转换”过程中就不得不将其转换到稳态模式。在转换过程中，将灯的电极加热到典型的稳态模式的温度。为了在转换过程中和在稳态模式中保持电弧，要求一个相当低的电压。在这种情况下，施加到电极的电压通常是在对于转换为数百伏以及对于稳态模式为小于100伏的范围内的电压。

因此，首先要求一个特定的电路装置来点火高压气体放电灯，并且随后不妨碍在稳态模式中的操作。这种电路通常称为“点火模块”。

这种电路装置通常包括两种不同的电路或子电路装置。在一方面，这种电路装置一般具有点火电路电路装置(在下文中也简称为“点火电路”)，其目的是产生高压脉冲来点火高压气体放电灯。位于点火电路中的一个电容器能够通过两个端子连接到电压供给单元(通常也称为“镇流器”)。通过一个开关元件，例如火花放电器或可控硅整流器或半导体开关元件，该电容器连接到变压器的初级线圈，即，由通过切换有关的开关元件在一点处断开电容器到初级线圈的连接。

该电路装置通常还具有灯电路电路装置(在下文中也简称为“灯电路”)，其用于转换以及用于高压气体放电灯的稳态模式。在这种灯电路中，高压气体放电灯在一侧通过变压器的次级线圈连接到用于与镇流器连接的一个端子，并且在另一侧通过所谓的回路导线连接到用于与镇流器连接的第二端子，即，高压变压器的次级线圈与高压气体放电灯串联连接。从而高压气体放电灯与高压源(变压器的次级线圈)串联连接，并且连接到镇流器。由于这个原因，这种电路装置称作“串联点火模块”或“串联点火器”。镇流器是通过这个灯电路将在稳态模式中必须的操作电压提供给高压气体放电灯，在这种情况下，可以将变压器的次级线圈简单的看作低电阻和低电感的导线长度。在这种操作模式中，线圈不执行任何特别的功能。

以以下步骤发生高压气体放电灯的点火。在点火电路中的电容器通过开关元件与变压器的初级线圈并联，首先通过镇流器对该电容器充电。在这种情况中，高于那里的特定电压，开关元件转换为导通，但是如果镇流器是匹配设计的，那么还能够在给定时间内以它转换为导通的方式控制它。因此，在当前的例子中，由镇流器预设转换电压，高于该转换电压，开关元件转换为导通。一旦在电容器处达到了给定电压，电容器就通过开关元件向高压变压器的初级线圈放电。电容器向灯电路中的变压器的初级线圈的放电产生了期望的高压脉冲，该高压脉冲随后使灯点火。一旦在灯中发生击穿，就由镇流器通过变压器的次级线圈以及通过回路导线给灯提供电能，由此将灯转换到稳态模式。在稳态模式中，点火电路和相关组件不执行任何另外的功能，直到灯再次放电。在US5986413中描述了这种电路的一个例子。

然而，这种设计存在的问题在于，由于在该电路装置中高压电势非常快的改变，所以产生具有仅几纳秒的持续时间和数百伏的幅度的一个瞬时脉冲。在这种情况下在点火模块的端子处达到高于1000V的电压。该瞬时脉冲还通常称为“闪信号(glitch)”。这种闪信号脉冲可以在镇流器的方向上沿着连接线传播，并且损坏或者完全毁坏镇流器或其组件。当冷启动灯时，尤其会发生这个问题。

发明内容

本发明的一个目的是进一步开发在本文开始段落中说明的这种电路装置以及方法，由此显著的降低或很大程度上防止毁坏与该电路装置接触的或位于其附近的其它电气组件的危险、以及特别是毁坏镇流器的危险，所述危险是由在点火期间发生的高压电势中的快速改变所导致的。

由依照本发明原理实现的电路装置和方法实现上述的目的。

为此目的，采用呈空心电感器或棒心电感器形式、具有电感小于或等于20μH的电感元件，连接在与次级线圈相对的高压气体放电灯的一侧(低压侧)上，即，连接到不与高压变压器的次级线圈连接的电极。

如以下将更详细说明的，在许多高成本的研究中已经发现，闪信号脉冲的参数主要取决于电路装置中或在电路装置与周围之间的寄生电容。令人惊讶的，在这种情况下还发现，使用具有小于或等于20μH的适当电感值的简单的空心电感器或棒心电感器，充分的降低闪信号脉冲，从而可靠地防止对电压供给单元的任何损坏。由于电感元件是空心电感器或棒心电感器，所以确保了即使非常高的电流，这种电感元件也不进入饱和状态。由于在高电流时它们的饱和特性，所以在另一方面已经证明，例如环形磁心电感器或铁氧体磁珠(ferritebeads)的具有闭合磁路的电感元件仅是限制的适用于上述目的，保护镇流器不受闪信号脉冲的影响。对于本发明的目的，“空心电感器”意味着任何不填充磁性材料而是简单的填充例如空气或一些其它电介质的电感器，从而使用介电填充物质增加介电强度。

还发现，当使用具有超过20μH电感的电感元件时，在高压气体放电灯与空心或棒心电感器之间的导线上的高电压不会衰减的足够快，从而增加在高压气体放电灯的回路导线与灯周围的其它部件之间出现跳火(flashover)的可能性，跳火是在点火之后短暂地处于高电位，跳火可能随后导致对机动车辆的前灯反射器涂层的损坏，并且在前灯系统中导致其它不期望的光学影响。

另外，分别涉及本发明的特定优选实施例和精炼方案。具体的，用于操作高压气体放电灯的方法也以与在对应于电路装置的优选方式相同的方式实现。

对于电感元件的电感，特别优选的是小于大约5μH，并且特别优选为1μH。在大量系列实验中已经发现，即使是具有小于5μH电感、并且特别是具有1μH电感的空心电感器或棒心电感器，就足以降低即修正闪信号脉冲，以足够排除对镇流器的损害。另一方面，使用在回路导线上的这种低电感，在灯中产生的电势非常快的降低，从而能够可靠的防止在回路导线与周围部件之间的跳火。

作为电感元件，特别优选的是具有高频铁氧体棒心的棒心电感器，因为这种电感元件就其效率而言是最佳的，并且因此能够使用小结构外部尺寸的电感器。

基本上，不考虑共用的高压变压器，灯电路和点火电路可以是两个单独的电路，具有它们各自的用于连接到镇流器的端子。原则上，还能够对每个电路提供其自己的单独的镇流器。然而，对于电路装置特别优选的是具有三个连接到镇流器的端子，并且在这种情况下这样构成，在构成点火电路电路装置中，第一端子连接到电容器，并且连接到变压器的初级线圈，和第二端子连接到电容器的另一端，并且通过开关元件连接到初级线圈的另一侧。在构成灯电路电路装置中，第一端子随后通过变压器的次级线圈也连接到高压气体放电灯的一侧，即，第一电极，高压气体放电灯在另一侧由其第二电极通过所述电感元件连接到第三端子。这种设计与具有单独电路的设计相比更节省空间，并且特别是要求更少的端子。

不管所使用的电路装置是具有总共四个电极的两个单独电路或是上述优选的仅具有三个电极的电路装置，在优选实施例中，灯电路装置的端子通过限压元件连接在一起，限压元件在高电压时变为导通，所述限压元件例如跨越(transil diode)二极管或稳压二极管。这种限压元件同样参与在点火之后尽可能快地减少在灯电路的端子之间的高压，从而减少镇流器失效的风险。作为可替换的方案，代替跨越二极管或稳压二极管，还能够用于此目的的是适合的电容元件，例如具有从几百pF到几nF电容量的电容器。

基本上，根据本发明的电路装置可以与高压气体放电灯分离的构成，并且可以具有适合的端子，高压气体放电灯可分离的连接到这些端子。这意味着随后能够从电路装置中单独地替换高压气体放电灯。

然而，作为特别优选的，使用该电路装置，高压气体放电灯构成灯单元，并且灯单元能够作为一个完整的单元装配到例如机动车辆的前灯中，并且灯单元还能够作为共用组件进行替换。在这种情况下，该电路装置的整体优选的包括在高压气体放电灯的基座外壳。

这种灯单元通常还称为“具有整体点火模块的灯”。在这种情况下，根据本发明使用的电感元件还优选的设置在基座外壳内。在另一种优选的可能变化中，电感元件直接包括在从高压气体放电灯的一个电极达到基座外壳的回路导线中，其中该电路装置的其它组件位于基座外壳中，所述电极设置为远离基座外壳。

根据本发明下面所述的实施例，将说明本发明的这些和其它方面，并且它们是显而易见的。在附图中，相同的附图标记表示相同的组件。

附图说明

在附图中，

图1是根据本发明的灯布置的第一实施例的简化电路图，具有独立的点火电路和灯电路。

图2是本发明的第二实施例的简化电路图，具有数量减少的端子。

图3是具有高压气体放电灯的灯单元和根据本发明的电路装置的简化表示，所述电路装置包括在高压气体放电灯的基座外壳中。

图4a示意性的表示了在电路装置与周围接地之间的寄生电容，以及示意性的表示了由此导致的在图2的电路装置中的闪信号脉冲传播。

图4b示意性的表示了与变压器的次级线圈并联的寄生电容，以及示意性的表示了由此导致的在图2的电路装置中的闪信号脉冲传播。

图5示出了在图2中所示的电路装置中阻抗作为频率的函数的测量结果。

图6a是出现在与图2所示类似的常规电路装置的端子处的闪信号脉冲的示波器描迹。

图6b是在如图2所示根据本发明利用20μH的棒心电感器调整了电路装置之后，用于与图6a比较的测量。

图6c示出了在如图2所示根据本发明利用2.7μH的棒心电感器调整了电路装置之后，用于与图6a比较的测量结果。

具体实施方式

图1中所示的根据本发明的电路1的实施例是一个线路图(layout)，其中点火电路3和灯电路4分别具有它们自己的两个端子a₃、a₄和a₁、a₂。这意味着，不考虑初级线圈T_P设置在点火电路3中而次级线圈T_S设置在点火电路4中的变压器T，作为图1中的外侧电路的灯电路4和作为内侧电路的点火电路3是彼此完全分开的。因此，这个线路图与图2中所示的线路图相比不是很复杂并且容易理解。

通过端子a₁、a₂、a₃、a₄，灯电路4和点火电路3分别连接到镇流器5。在图1和图2中仅以示意的形式示出了镇流器5。连接在镇流器5与高压气体放电灯2之间的电路装置1通常还称作“点火模块”。

图1中的灯电路4大体包括串联的高压变压器T的次级线圈T_S和高压气体放电灯2、以及电感元件L，所述电感元件L连接在与次级线圈T_S相对的高压气体放电灯2的一侧上。根据本发明，该电感元件L是具有电感小于等于20μH的空心电感器或棒心电感器。还由跨越二极管D将灯电路4的端子a₁、a₂连接在一起。如上已经提到的，可以使用具有从几百pF到几nF的电容量的电容器代替跨越二极管。

首先连接到点火电路3的端子a₃、a₄的是电容器C。与后者并联连接的是电阻器R。在一端，电容器C直接连接到变压器T的初级线圈T_P的第一端子。在另一端，电容器C通过开关元件连接到初级线圈T_P的第二端子，在这种情况下所述开关元件是火花放电器(SG)。除了火花放电器SG导致的断路之外，在某种意义上，电容器C还因此与变压器T的初级线圈T_P并联连接。

图2示出了一种可替换的线路图，其中对于两个电路，即，对于点火电路和灯电路，仅需要三个端子x₁、x₂、x₄。将在下文中作为基础的内容主要是图2中所示的用于点火模块的线路图，但不将本发明限制于此。

在这种情况下，在端子x₁和x₄之间形成有点火电路3，通过电容器C、设置为与电容器C并联连接的电阻器R以及高压变压器T的初级线圈T_P以基本上与在图1中所示的线路图相同的方式构成点火电路3，其中初级线圈T_P与所述前两个组件(电容器C和电阻器R)并联连接，电容器C通过火花放电器SG再次连接到初级线圈T_P。

然而，同时，第一端子x₁也连接到变压器T的次级线圈T_S，另一方面，后者再次与高压气体放电灯2串联连接，并且还与根据本发明选择的电感元件L串联连接，从而构成灯电路3。通过指向远离灯2的端子，电感元件L在其另一侧连接到端子x₂。这种系列的点火模块的端子x₁、x₂、x₄依次连接到镇流器5。

还是如图2中所示，是点火模块的封装和/或EMC屏蔽S(EMC＝电磁兼容性)，其处于地电位M，并且围绕点火模块以及灯2。通常，处于地电位的封装也出现在图1所示的实施例中。

在图3中以示意的形式示出了包括这种点火模块和灯的灯单元(具有整体的点火模块的灯)的机械结构。这里可以看出，高压气体放电灯2大体包括形成放电容器7的内封套(envelope)，两个电极8、9从相对端伸出到放电容器7。当点火灯2时，在电极8、9之间发出火花，并且随后在它们之间发展为电弧。通常包括惰性气体以及金属卤化物与汞的混合物的混合物，位于相对高压力的放电容器7中。(与此同时，也存在无汞灯。)外封套6包围放电容器7，尤其是，外封套6用作屏蔽(screen)，预防在期望的光辐射之外产生的UV辐射。在外封套6和放电容器7之间空间优选的是真空的、或在低压或正常环境压力下填充空气或一些其它气体或例如惰性气体混合物的气体混合物。

通过环形装配配件12，由其在包括于基座外壳13中的基座上的外封套6，将高压气体放电灯2保持在适当位置。电路装置1的组件也位于这个基座外壳13中。可以由接地金属屏蔽包围灯的基座。通过在基座外壳13中的连接器14，点火模块1连接到镇流器(图3中未示出镇流器)。

设置在临近于基座的一端的灯2的电极8，通过导线，以图2中所示的方式连接到设置在基座外壳13中的次级线圈T_S。位于远离基座的一端的电极9连接到回路导线10，回路导线10穿过优选陶瓷材料的电绝缘管11返回到基座。在基座外壳13中，如图2所示，回路导线10通过以电感小于等于20μH的空心电感器或棒心电感器形式的电感元件L，连接到端子x₂。电感元件L还可以设置在沿着回路导线10的任何期望的位置。特别的，只要所述电感元件L足够小，电感元件L甚至能够设置在基座外侧或陶瓷外套管11的内侧(参见图3)。例如，如果电感元件L是具有电感小于5μH的小铁氧体棒心电感器，这是可能的。

由于在图2中所示的系列点火器是根据本发明的电路装置的优选线路图，所以将参照图2中所示的系列点火器说明该电路装置的操作及其存在的问题，确切的说在克服这些问题方面根据本发明使用的电感元件L的作用。此外，下面将以高压气体放电灯2是作为优选的MPXL灯为基础。然而，下面给出的说明还可以以相同的方式应用于图1中所示的线路图或类似线路图，并且还可以应用于其他类型的高压气体放电灯。

为了点火灯2，首先通过点火电路3的端子x₁和x₄对电容器C充电。火花放电器SG以这样的方法定制，即，在大约800V时它成为导通的。这样的结果是，充电到约800V的电容器C通过火花放电器SG放电到变压器T的初级线圈T_P。从而在变压器的次级线圈T_S中产生20kV数量级的高压，并且随后在点火前，该高压出现在变压器T与灯2之间的高压路径上。电感元件L将灯2的另一侧连接到灯的端子x₂，并且在点火前其处于相当低的电位。

通常，由点火脉冲启动灯。如果灯2没有成功的启动，点火电路3中的电容器C就再次充电，从而能够利用另外的点火脉冲启动灯。一旦在放电容器7中发生期望的击穿，灯2本身就能够认为是一个相对低阻抗的电阻器。随后通过灯电路4，对灯2施加一个操作电压，所述操作电压通常用于其驱动器的设计，例如在几十与几百伏之间的方波电压。各额定电压的一半例如可以施加到端子x₁和x₂。任何达到几百伏的期望电压可以施加到点火电路3的第二端子x₄。简言之，这个电压不必足够高以使火花放电气SG导通。在许多镇流器中，这个端子处于浮动电位。在点火模块中的电阻器R通常是高阻抗，由于安全原因安装在电路中，从而抑制来自电容器C的任何可能的剩余电荷，从而导致在端子x₄处保持的电势近似等于在端子x₄出现的处防止进一步产生不期望的点火脉冲时的电势。

这种线路图的一个问题在于，当点火高压气体放电灯2时，作为电势从接近20kV到小于几百伏的非常快速变化的结果，可以在变压器T的次级线圈T_S与灯2之间高压线上产生非常快和高的瞬时脉冲，该瞬时脉冲具有小于1ns的上升时间、仅几ns的持续时间以及1000伏或更高的幅值，该瞬时脉冲通过端子x₁、x₂和x₄进入到镇流器5，并且可能在那里导致毁坏或破坏。在这种情况下，最受影响的是端子x₂。为了确定引起这种称为闪信号脉冲的脉冲精确原因、以及为了发现对该闪信号脉冲参数的起作用可能的方法，进行了多种不同的测量，并且在此期间发现存在如下的相关性：

除了确定电路装置1的必不可少的功能的、如图2所示的组件，总是具有多个不能避免的的寄生组件，在某些条件下，它们能够影响电路1的运转状态。实际上多数这些寄生组件不起任何主要作用，因为它们的值很低以致于可以忽略它们，但是尽管如此某些寄生组件是产生闪信号脉冲的原因。在这种情况下，闪信号脉冲赖以存在的机构如下：

如上所述，由在变压器的次级线圈中感应的高压脉冲点火MPXL灯2。该高压脉冲的上升时间在几十与几百纳秒之间的范围内。通常，所述高压脉冲是正极性。然而这依赖于驱动电路和变压器T的设计。一旦电压达到20kV数量级的击穿值，在灯中就发生期望的击穿，并且点火灯。

在高压气体放电灯2的点火过程中，灯的电阻在几纳秒内从几乎无限大的值变化到相对低的值。因此，在次级线圈T_S与灯2之间的高压线上的电势非常快的从接近20kV衰减到小于100V的值。产生点火的高压脉冲在其中衰减的时间由灯2中的击穿过程确定，并且是几纳秒的时间。那么在次级线圈T_S与灯2之间的高压线(参见图2)上的值dU/dt是20kV/2ns＝10¹³V/s的数量级。由此导致，在高压线与点火模块和屏蔽的其它组件之间的寄生电容非常快的放电，这样在到镇流器5的连接线中，并且特别是从灯2到端子x₂的回路导线10中，产生了相对高的电流。由上述过程导致的过流或过压参数尤其还取决于所包括的特定连接线的阻抗。

在该特定实施例中，发现实际上是两个寄生电容在导致闪信号脉冲方面发挥主要影响。第一个电容在图4a中表示为电容器CP₁，并且位于从次级线圈T_S到灯2的高压线与点火模块的屏蔽外壳或周围接地S之间。在点火操作前，由点火脉冲对该寄生电容器CP₁充电到灯的点火电压。一旦在灯中发生击穿，能够将灯2本身认为是电路1中的一个相对低电阻的电阻器。电容器CP₁充电到高压，那么电容器CP₁的正充电端由灯2连接到该电路装置的其它部分。图4中由箭头示出了可能的方向，在这些方向上由电容器CP₁导致的闪信号脉冲能够传播在端子x₁、x₂、x₄的方向、以及最终传播在镇流器5的方向。在这种情况下，在端子x₄上的负载是重的。在实验中证明这个电容的存在，在实验中由一个附加屏蔽在受怀疑的点处覆盖点火模块和灯，在那些点处可能在高压电位存在突变电荷。附加屏蔽与常规屏蔽S电隔离，并且连接到回路导线，附加屏蔽位于常规屏蔽S的下面。这一步骤导致闪信号脉冲幅值的显著下降，闪信号脉冲的极性与变化前端子x₁和x₂处的相同，并且在变化后改变。由此，能够推断第二寄生电容存在于点火模块的线路图中。

主要对闪信号脉冲负责的第二寄生电容是次级线圈T_S本身的电容。在图4b中将这个电容表示为并联于次级线圈T_S的电容器CP₂。该电容器CP₂在点火脉冲的上升期间同样也充电到击穿电压。在灯2中击穿之后，该电容器CP₂的正充电端也连接到灯2的回路导线10(图3)。寄生电容器CP₂的负极端(如果点火脉冲是一种正极性；否则电容器的这端处于正电位)直接连接到端子x₁，以及通过电容器C、初级线圈TP和火花放电器SG间接连接到端子x₄。来自该寄生电容器CP₂的部分能量由跨越二极管D吸收。在移除了跨越二极管D的实验中证明了这个电容的存在。因此，在点火模块的所有端处观察到闪信号脉冲的幅值显著增加，在端子x₁和x₄处的脉冲极性与端子x₂处的极性相反。

作为两个寄生电容CP₁、CP₂的影响叠加的结果产生了实际的闪信号脉冲，在端子x₂上的负载是重的。在端子x₁和x₄处测量的脉冲具有较低的电流和电压峰值。这能够从图6a中看出。图6a示出了在镇流器5与MPLX灯2之间的50m长、50Ω同轴连接电缆上的离灯2大约20cm的一点处的闪信号脉冲的示波器描迹，一个具有大约20μH电感的标准环形磁心铁氧体电感器装配在电路装置中，代替根据本发明选择的电感元件L。这种环形磁心铁氧体电感器用于在灯的稳态操作期间减少电磁击穿(disruptions)。这也清楚的表明，由于它们的饱和特性，这种通常安装到回路导线以提高EMC特性的标准环形磁心铁氧体电感器不适于防止闪信号脉冲的问题。特别从图6a能够看出的是，在最重负荷的端子x2处的电压值能够达到高电平。在这点处的电压短时段内能够容易的超过1000伏的值。

还使用阻抗分析器估测两个寄生电容的大小的和。为此目的，电路1的端子x₁、x₂和x₄通过50Ω的电阻器连接到灯屏蔽。移除灯2的同时测量在变压器T的次级线圈T_S的高压端与屏蔽S之间的阻抗。图5中示出了在达到500MHz的频率范围内阻抗测量的结果。直线表示6pF的理想电容器的阻抗。该测量表明点火器电路装置1的总寄生电容是6pF的数量级。该6pF的电容与非常快变化的10¹³V/s电势一起，能够导致数十A数量级的电流脉冲。

在这种情况下，闪信号脉冲对于镇流器5表现出的潜在危险不仅取决于最大电流或最大电压，而且在相当大的程度上，取决于脉冲电流中的上升的值dI/dt，即，特别是取决于上升沿的形状。

通过在电路中使用具有电感L_i的电感元件L(同时考虑总的击穿电容(disruptive capacitance)C_p)，能够确保代替快速闪信号脉冲而发生的是具有半周期的谐振

$\mathrm{\τ}=\mathrm{\π}\sqrt{L_i{C}_p}.$

对于点火电压U，随后也产生的最大电流，最大电流的数值为

$I=U\sqrt{\frac{C_p}{L_i}}.$

这意味着，作为引入根据本发明的电感元件的结果，闪信号脉冲的上升沿和幅值能够这样控制，即，该脉冲对镇流器不具有任何不利影响，由此确保振动比原始闪信号脉冲慢，并且特别是具有不陡峭的上升沿。

如果将测量的6pF看作寄生电容C_p的值，而U＝20kV看作点火电压，那么由此将得出电感元件L具有电感L_i＝20μH、具有接近35ns的半周期长度的脉冲以及接近11A的电流，显著的低于原始闪信号脉冲的值。在图6b中示出了为此目的进行的比较测量，其中根据本发明使用具有20μH电感的铁氧体棒心电感器作为电感元件L。与图6a的比较表明，在这种情况下，闪信号脉冲现在是难于辩别的。

图6c示出了用于比较目的的进一步测量，其中使用具有2.7μH电感的铁氧体棒心电感器。该图清楚的表明，使用这种方法甚至使得闪信号脉冲已经是显著小于临界的。代替闪信号脉冲而发生的振动的上升沿基本上是非常浅的坡度。

驱动器电路可以这样设计，使得在灯周期中的谐振具有5到10ns的半周期，并且不再导致镇流器故障，这意味着能够容易的使用甚至1μH的空心电感器或棒心电感器作为电感元件L。优选的，电感元件的感应率(inductivity)应当大于大约0.1μH。

与使用20μH空心电感器或棒心电感器时35ns相比，具有1μH电感的电感器的5到10ns的较快衰减时间具有显著的益处，显著的减少跳火(flashover)的可能性以及从回路导线到灯周围内存在组件的其它高压影响。因此，使用具有小于5μH电感的电感元件是理想的妥协方案，其确保闪信号脉冲可以不毁坏或损坏镇流器和位于灯周围内的其它组件。

然而，在这种情况下，必须使用空心电感器或棒心电感器。紧凑结构的标准环形磁心电感器具有小的闭合磁路，通常是铁氧体，其以高电流进入饱和。当这种情况发生时，磁心电感器失去了它的感应特性，这意味着很大程度上减低了这种电感器的过滤特性。

最后，应当再次指出的是，在附图和说明书中实际示出和说明的电路和方法仅是描述性的实施例，本领域技术人员能够在宽的范围内对其进行改变，但不因此超出本发明的范围。特别的，它还能够不仅用于根据本发明选择使用的电感器来防止闪信号脉冲，而且能够用于使用一个或多个另外的环形磁心电感器，例如可以在改进EMC特性之外使用这些电感器。在这些另外的电感器可以进入饱和的情况下，它们可以具体的具有超过20μH电感，由于它们的饱和特性，这些电感器将不会对闪信号脉冲有任何影响。

为了完整起见，应当指出，不定冠词“一”或“一个”的使用不排除超过一次出现相关的多个特征的可能。

Claims (10)

1.一种用于操作高压气体放电灯(2)的电路装置(1)，包括：

-点火电路电路装置(3)，点火电路电路装置(3)具有能够通过两个端子(a₃、a₄、x₁、x₄)连接到电压供给单元(5)的电容器(C)，该电容器(C)通过开关元件(SG)与变压器(T)的初级线圈(T_P)并联连接，和

-灯电路电路装置(4)，其中高压气体放电灯(2)在一侧通过变压器(T)的次级线圈(T_S)连接到用于连接电压供给单元(5)的端子(a₁、x₁)，并且在另一侧通过电感元件(L)连接到用于连接电压供给单元(5)的第二端子(a₂、x₂)，该次级线圈(Ts)通过在其中感应高压脉冲来点燃高压气体放电灯(2)，特征在于，

电感元件(L)由具有电感等于或小于20μH的空心电感器或棒心电感器构成，用于降低在电压供给单元(5)上施加的瞬时脉冲。

2.如权利要求1所述的电路装置，特征在于：电感元件(L)的电感小于5μH。

3.如权利要求1或2所述的电路装置，特征在于：电感元件(L)由具有铁氧体棒心的棒心电感器构成。

4.如权利要求1或2所述的电路装置，特征在于：三个端子(x₁、x₂、x₄)连接到电压供给装置(5)，

-在构成点火电路电路装置(3)中，第一端子(x₁)连接到电容器(C)，并且将其并联连接到变压器(T)的初级线圈(T_P)，和第二端子(x₄)连接到电容器(C)，并且通过开关元件(SG)将其并联连接到初级线圈(T_P)，以及

-在构成灯电路电路装置(4)中，第一端子(x₁)通过变压器(T)的次级线圈(T_S)连接到高压气体放电灯(2)的一侧，高压气体放电灯(2)的另一侧通过电感元件(L)连接到第三端子(x₂)。

5.如权利要求1或2所述的电路装置，特征在于：灯电路电路装置(4)的端子(a₁、a₂、x₁、x₂)通过限压元件(D)连接在一起。

6.一种灯单元(15)，具有高压气体放电灯(2)以及具有如权利要求1到5之一所述的电路装置(1)。

7.如权利要求6所述的灯单元，特征在于：电路装置(1)的整体引入高压气体放电灯(2)的基座外壳(13)中。

8.如权利要求6或7所述的灯单元，特征在于：电感元件(L)包括在从高压气体放电灯(2)的一个电极(9)到达基座外壳(13)的回路导线(10)中，所述电极(9)设置为远离基座外壳(13)。

9.一种前灯，具有如权利要求6到8之一所述的灯单元(15)。

10.一种操作高压气体放电灯(2)的方法，包括：

-在稳态模式，电压供给单元(5)通过灯电路电路装置(4)为高压气体放电灯(2)提供给定的操作电压，在灯电路电路装置(4)中，高压气体放电灯(2)与变压器(T)的次级线圈(T_S)串联连接，

-为了点火高压气体放电灯(2)，通过对连接到电压供给单元(5)的电容器(C)充电，在次级线圈(T_S)中感应出高压脉冲，所述电容器(C)通过开关元件(SG)与变压器(T)的初级线圈(T_P)并联连接，从而形成点火电路电路装置(3)，

-电感元件(L)连接到灯电路电路装置(4)中，连接到与次级线圈(T_S)相对的高压气体放电灯(2)的一侧，其与变压器(T)的次级线圈(T_S)以及高压气体放电灯(2)串联连接，特征在于，

通过电感元件(L)降低在电压供给单元(5)上施加负载的瞬时脉冲，所述电感元件(L)为具有电感等于或小于20μH的空心电感器或棒心电感器。

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