CN101536612A - 用于高压放电灯的点燃装置以及具有点燃装置的高压放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于放电灯(100)的点燃装置，具有螺旋线脉冲发生器(104)和用于对该螺旋线脉冲发生器充电的充电电路，其中在充电电路中设置有用于对充电电流进行整流的装置(108)。由此，配备有螺旋线脉冲发生器(104)的点燃装置适于高频工作。尤其是，该点燃装置可以安置在车辆前灯高压放电灯的灯头中。

Description

用于高压放电灯的点燃装置以及具有点燃装置的高压放电灯

本发明涉及一种用于放电灯的点燃装置，该点燃装置配备有螺旋线脉冲发生器，该螺旋线脉冲发生器生成对点燃放电灯中的气体放电所需的点燃电压。

I.现有技术

例如在US 4,325,004 B1和US 4,325,012 B1中公开了这种点燃装置。

在US 4,325,004 B1中描述了一种用于设置有点燃辅助电极的放电灯的点燃装置，其中点燃装置拥有螺旋线脉冲发生器，该螺旋线脉冲发生器的高压端子与点燃辅助电极连接。放电灯和点燃装置以电网交流电压来驱动。火花隙与螺旋线脉冲发生器的设置在充电电路中的接触部或者端子并联，一旦在螺旋线脉冲发生器上的电荷达到该火花隙的击穿电压，则该火花隙就击穿。

US 4,325,012 B1描述了一种用于高压放电灯的点燃装置，其中该点燃装置具有螺旋线脉冲发生器，该螺旋线脉冲发生器的高压端子与高压放电灯的气体放电电极相连。高压放电灯和点燃装置以电网交流电压来驱动。火花隙与螺旋线脉冲发生器的设置在充电电路中的接触部或者端子并联，一旦在螺旋线脉冲发生器上的电荷达到该火花隙的击穿电压，则该火花隙就击穿。

上面所描述的点燃装置的缺点在于，点燃装置只能以具有比较低的频率的电网交流电压来驱动，并且不适于高频范围中的工作，例如在兆赫兹范围中的工作。

II.发明内容

本发明的任务是提供一种上述类型的点燃装置，该点燃装置也适于高频工作，以及提供一种具有这种点燃装置的放电灯。

根据本发明，该任务通过权利要求1或者9的特征来解决。本发明的特别有利的实施形式在从属权利要求中予以描述。

根据本发明的点燃装置包括螺旋线脉冲发生器和用于对螺旋线脉冲发生器充电的充电电路，其中根据本发明在充电电路中设置有用于对充电电流进行整流的装置。通过对充电电流进行整流的装置，保证了螺旋线脉冲发生器在高频工作期间被充电到足够高的电压，以便在其充电接触部短路时或者在其放电时能够产生幅度足够大的脉冲，这些脉冲能够实现点燃放电灯中的气体放电。尤其是，上述的对充电电流进行整流的装置保证了，螺旋线脉冲发生器的充电过程在点燃装置和放电灯的高频工作的情况下可以持续高频交流电压的多个周期。连接到充电电路中的用于对螺旋线脉冲发生器的充电电流进行整流的装置由此能够实现的是，螺旋线脉冲发生器在高压放电灯的高频工作的情况下(例如在0.1MHz至5MHz的范围中的频率的情况下)可以用作点燃脉冲发生器，用以产生对点燃高压放电灯中的气体放电所需的点燃电压脉冲。除了所说明的频率范围之外，更高的频率也是可能的，例如放电灯在13.56MHz和27.12MHz左右的ISM频段(ISM频段：工业、科研、医疗频段)中的工作是可能的。尤其是，高的工作频率能够实现放电灯工作在其声学谐振之上，这是特别有利的，因为在此不会出现由于声学谐振引起的负面影响，比如所发出的光的闪烁或者灯的使用寿命缩短。因此，根据灯的大小可以选择在大约300kHz(对于大功率的灯，例如额定功率为250W的灯)以上至大约2MHz(对于小灯，例如额定功率为20W的灯)的工作频率。有利的是，用于对螺旋线脉冲发生器的充电电流进行整流的装置包括至少一个二极管。借助所述至少一个二极管可以以简单且成本低廉的方式保证对充电电流的整流，并且实现对螺旋线脉冲发生器的充电可以持续高频交流电压的多个周期，以便能够实现对螺旋线脉冲发生器进行充分的充电。

为了能够将螺旋线脉冲发生器充电到比由交流电压源所提供的供给电压更高的电压，用于对螺旋线脉冲发生器的充电电流进行整流的装置有利地包括电压倍增电路，例如电压加倍电路。

根据本发明的点燃装置有利地被设计为使得其在重要的程度上有助于限制灯电流或者有助于使气体放电稳定。这甚至在频率为兆赫兹范围的高频灯电流的情况下也如此，而无需担心由于点燃装置的电抗引起的、对镇流器的电子部件的极大负荷。为此目的，螺旋线脉冲发生器的阻抗在工作频率下有利地具有大于或者等于灯阻抗值的0.25倍的值。

优选地，至少一个电容器与螺旋线脉冲发生器串联。所述至少一个电容器提供了许多优点。对于由螺旋线脉冲发生器产生的高压被输送给放电灯的设置在放电容器外的点燃辅助电极的情况，所述至少一个电容器阻止了金属离子从放电媒质向放电容器壁的扩散。尤其是，所述至少一个电容器在卤素金属蒸气高压放电灯的情况下防止了钠离子向放电容器壁的扩散，并且因此有助于减小在放电媒质中的钠损耗。对于由螺旋线脉冲发生器产生的高压被输送给放电灯的设置在放电容器中的气体放电电极、并且在实现点燃灯中的气体放电之后高频灯电流流经螺旋线脉冲发生器的情况，所述至少一个电容器能够实现对螺旋线脉冲发生器的电感的部分补偿。通过对螺旋线脉冲发生器的电感的部分补偿，减小了在灯的驱动设备中的损耗，因为螺旋线脉冲发生器的较小的有效电感引起相应降低的无功功率(Blindleistungen)。此外，与螺旋线脉冲发生器串联的所述至少一个电感器防止了通过放电灯的直流电流，并且由此导致不进行放电等离子体的离解(Entmischung)。此外，与螺旋线脉冲发生器串联的所述至少一个电容器与螺旋线脉冲发生器一同形成串联谐振回路，该串联谐振回路由于其特性而能够借助由交流电压源提供的高频交流电压的微小的频率变化实现在大的值域上对灯电流的幅度或者耦合输入到灯中的电功率进行调节。尤其是，上述串联谐振回路能够在卤素金属蒸气高压放电灯的情况下实现所谓的功率起动，该卤素金属蒸气高压放电灯用作车辆前灯中的光源。在紧接在点燃高压放电灯中的气体放电之后进行的功率起动期间，高压放电灯被以其额定功率的三倍到五倍驱动，以便实现将金属卤化物快速地蒸发成放电等离子体。

根据本发明的一个实施例，螺旋线脉冲发生器和与螺旋线脉冲发生器串联的所述至少一个电容器构建为共同的部件。这意味着：螺旋线脉冲发生器和所述至少一个串联连接的电容器的功能通过集成的部件来实现。由此可以实现这两个元件的节约位置的布置，并且这两个元件例如可以安置在灯头中或者安置在灯的外灯泡的内部空间中。

上述共同的部件优选构建为陶瓷部件，由此该部件承受高压放电灯的高的工作温度。

有利的是，根据本发明的点燃装置具有用于使螺旋线脉冲发生器的设置在充电电路中的接触部短路的开关装置，以便能够实现螺旋线脉冲发生器的迅捷的放电，并且由此能够实现在螺旋线脉冲发生器中产生电压脉冲。

上述用于使螺旋线脉冲发生器的接触部短路的开关装置优选构建为阈值开关，例如构建为火花隙，以便能够将螺旋线脉冲发生器充电到足够高的电压，使得在螺旋线脉冲发生器放电时产生的电压脉冲能够引起点燃高压放电灯中的气体放电。

根据本发明的点燃装置优选安置在放电灯的灯头的内部或者安置在放电灯(尤其是高压放电灯)的外灯泡中，以便能够实现紧凑的结构并且避免了至灯的传导高压的线路。

为了保证在灯头中的点燃装置的节约位置的布置，螺旋线脉冲发生器构建为如下部件：该部件包围放电容器的或者放电灯的外灯泡的、伸到灯头中的灯容器区段。

III.优选实施例的描述

以下参照优选的实施例更为详细地阐述了本发明。其中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的点燃装置的电路图；

图2示出了根据本发明的第二实施例的点燃装置的电路图；

图3示出了根据本发明的第三实施例的点燃装置的电路图；

图4示出了根据本发明的第四实施例的点燃装置的电路图；

图5示出了根据图4中所绘的点燃装置的螺旋线脉冲发生器和补偿电容器的布线的示意图，螺旋线脉冲发生器和补偿电容器构建为共同的陶瓷部件；

图6示出了图5中所绘的由螺旋线脉冲发生器和补偿电容器构成单元的结构的示意图；

图7示出了螺旋线脉冲发生器的层序列的示意图；

图8示出了根据本发明的第五实施例的点燃装置的电路图；

图9示出了包括驱动电路和高压放电灯的根据本发明的第十实施例的点燃装置的电路图。

图1中示意性示出的、根据本发明的第一实施例的点燃装置的电路图涉及用于高压放电灯的脉冲点燃装置，例如用于卤素金属蒸气高压放电灯的脉冲点燃装置，该高压放电灯用作车辆前灯中或者投影设备中的光源。镇流器101用于为点燃装置和高压放电灯100供给电压，该镇流器在高压放电灯的点燃阶段和随后的工作阶段期间例如从车辆的车载电网电压或者从电网交流电压中产生频率范围在大约0.1MHz到5MHz的高频输出电压。用于螺旋线脉冲发生器104的充电电路连接到镇流器101的电压输出端102、103上，在充电电路中连接有螺旋线脉冲发生器104的在内部的端子105、106、整流二极管108和电阻109。火花隙112与螺旋线脉冲发生器104的两个在内部的端子105、106并联。

螺旋线脉冲发生器104的在外部的端子107与高压放电灯100的第一电极110相连。由此，第一电极110也与镇流器101的输出端102相连。高压放电灯100的另外的电极111与镇流器101的第二电压输出端103相连。螺旋线脉冲发生器104的在外部的第二接触部108’没有连接到部件上。

螺旋线脉冲发生器104基本上是具有电容和不可忽略的电感的电容器。螺旋线脉冲发生器由两个电导体701、702构成，这些电导体彼此并联地设置、螺旋形地盘绕并且通过两个介电层703、704彼此分离并且绝缘。两个介电层703、704分别由陶瓷、尤其由所谓的LTCC陶瓷构成。缩写LTCC代表低温共烧陶瓷。电导体701、702由银构成。陶瓷层703、704的层厚优选在30μm至60μm的范围中。陶瓷经受住高达800℃的温度并且具有65的相对导磁率。银层701、702的厚度优选在1μm至17μm的范围中。螺旋线脉冲发生器104的绕制的数目n例如在10到20的范围中。螺旋线脉冲发生器104的内部直径为大约20mm，而其高度例如在4mm到6mm的范围中。螺旋线脉冲发生器104的层序列示意性地示出在图7中。图7中所绘的三明治结构螺旋形绕制并且这样形成了螺旋线脉冲发生器104。

第一电导体701具有在内部的端子105和在外部的端子107。另外的电导体702具有在内部的端子106和在外部的接触部108’，该接触部并不用于连接部件。螺旋线脉冲发生器104的这两个在内部的端子105、106连接在充电电路中，该充电电路被供给镇流器101的高频输出电压。用于螺旋线脉冲发生器104的高频充电电流借助二极管108来整流并且被电阻109限流。对螺旋线脉冲发生器104的充电因此持续镇流器101的高频输出电压的多个周期。如果对螺旋线脉冲发生器104的充电持续到使得达到火花隙112的击穿电压，则螺旋线脉冲发生器104迅捷地通过现在导通的火花隙112放电。由此，在螺旋线脉冲发生器104中产生电压脉冲并且在外部的端子107上的电压升高，直至2·n·U₀，其中螺旋线脉冲发生器104的匝数用n表示而火花隙112的击穿电压用U₀表示。因此，在螺旋线脉冲发生器104的在外部的端子107上产生足以点燃高压放电灯100中的气体放电的电压。在实现点燃高压放电灯100中的气体放电之后，充电电路和火花隙112通过高压放电灯100的现在导通的放电段短路。高压放电灯100的高频放电电流通过端子105、107流经螺旋线脉冲发生器104的电导体701。在螺旋线脉冲发生器104的端子105和107之间可测量的阻抗在实现气体放电的点燃之后可以在灯工作期间用于限制灯电流或者用于稳定气体放电。由于螺旋线脉冲发生器104的绕制的结构，该阻抗主要是电感性的。为了能够利用螺旋线脉冲发生器104对放电的稳定作用，螺旋线脉冲发生器104被设计为使得其阻抗在灯电流的频率(或者基本振荡)的情况下对应于0.25倍到7倍的高压放电灯100的阻抗。对于螺旋线脉冲发生器104的阻抗的较小的值，通常不可能使在点燃气体放电之后通过高压放电灯100的放电段流动的灯电流稳定，并且对于螺旋线脉冲发生器100的阻抗的较大的值，有效的灯工作不再可能，因为镇流器101于是由于高的无功功率和损耗而必须提供用于灯工作地非常高的输出电压。

为了对螺旋线脉冲发生器104在其阻抗方面进行设计，相应地选择几何尺寸和所使用的材料。为了提高螺旋线脉冲发生器104的电感，该螺旋线脉冲发生器可以包含具有高的导磁率的材料，该材料穿过螺旋线脉冲发生器104的内部直径。这样，延伸通过螺旋线脉冲发生器104的铁氧体棒显著地提高了螺旋线脉冲发生器104的阻抗的电感性成分。除了铁氧体棒之外，由U芯和I芯形成的环也可以包围环形的螺旋线脉冲发生器104，其中可以通过U芯和I芯之间的空气隙来调节阻抗。

以下所描述的第六实施例给出了第一实施例的一个特别有利的实施形式，其中螺旋线脉冲发生器104的阻抗实现了气体放电的稳定。对于具有由石英玻璃构成的放电容器的并且额定功率为35W以及额定电压为45V(并且因此灯阻抗为58Ω)的无汞高压放电灯100，使用一种螺旋线脉冲发生器104，其通过180微亨的电感器和0.8Ω的欧姆电阻构成的串联电路来表示。镇流器100提供了频率为100kHz的近似正弦的电流，使得由于螺旋线脉冲发生器104的整个阻抗的小的欧姆性成分而得到特别有效的灯工作。放电灯在此工作在所谓的频率窗中，在该频率窗中并未出现由于声学谐振引起的负面影响。

以下所描述的第七实施例同样说明了第一实施例的一个特别有利的实施形式，其中螺旋线脉冲发生器104的阻抗实现了气体放电的稳定并且其中该灯工作在声学谐振之上的范围中。具有陶瓷放电容器的含有汞的高压放电灯(100)具有20W的额定功率和85V的额定燃烧电压。螺旋线脉冲发生器104通过16微亨的电感器和2.2欧姆的欧姆电阻构成的串联电路来表示。镇流器100提供了具有频率为2.45MHz的近似正弦形的电流，使得由于螺旋线脉冲发生器104的整个阻抗的小的欧姆性成分得到特别有效的灯工作。在图2中示出了根据本发明的具有所连接的高压放电灯100’的点燃装置的第二实施例的电路图。该实施例与第一实施例不同仅在于，代替高压放电灯100而将配备有点燃辅助电极113’的高压放电灯100’连接到根据本发明的点燃装置上。在图1和2中因此针对相同的部件使用了相同的参考标记。高压放电灯100’除了具有两个伸入高压放电灯100’的放电容器的内部空间中的气体放电电极110’、111’之外还具有点燃辅助电极113’，该点燃辅助电极设置在由放电容器包围的内部空间之外，并且施加有点燃电压脉冲以点燃高压放电灯100’中的气体放电。为此目的，螺旋线脉冲发生器104的第一电导体的在外部的端子107与点燃辅助电极113’相连。为了点燃高压放电灯100’中的气体放电，螺旋线脉冲发生器104被充电到火花隙112的击穿电压。在达到火花隙112的击穿电压时，螺旋线脉冲发生器104如上面已阐述的那样被放电，由此在螺旋线脉冲发生器104的在外部的端子107上产生电压脉冲，所述电压脉冲被输送给高压放电灯100’的点燃辅助电极113’，以便点燃高压放电灯100’中的气体放电。在实现高压放电灯100’中的气体放电的点燃之后，螺旋线脉冲发生器104的充电电路和火花隙112通过高压放电灯100’的现在导通的放电段短路。高压放电灯100’的放电电流在电流路径114’中的节点A1中流经高压放电灯100’的气体放电电极110’、111’。在实现高压放电灯100’中的气体放电的点燃之后，螺旋线脉冲发生器104不起作用。

上面所描述的具有设置在由放电容器包围的内部空间之外的点燃辅助电极113’的灯是具有电容性耦合的点燃辅助电极的灯。如果点燃辅助电极以其他方式耦合，则可以相应地应用根据本发明的电路。例如，在具有电流耦合的辅助电极的灯中，其中点燃辅助电极一直伸入到由放电容器包围的内部空间中。

在图3中示意性地示出了根据本发明的点燃装置的第三实施例的电路图。第三实施例与第一实施例不同在于，在螺旋线脉冲发生器104的充电电路中设置有电压加倍电路308、310、311，这些电压加倍电路在螺旋线脉冲发生器104的内部端子105、106上提供镇流器101的双倍的、被整流的输出电压。因此在图1和3中相同的部件设置有相同的参考标记。电压加倍电路由整流二极管308、310和电容器311构成。借助电压加倍电路308、310、311，由镇流器101的端子102、103上所提供的高频输出电压而在螺旋线脉冲发生器104的在内部的端子105、106上产生达到双倍于镇流器101的输出电压的幅度的直流电压。只要火花隙312的击穿电压同样被设计得相应地更高，则螺旋线脉冲发生器104由此可以被充电到比在第一实施例的情况下明显更高的电压。螺旋线脉冲发生器104的在内部的端子105、106上的输入电压的电压加倍导致了用于高压放电灯100的电极110的、在螺旋线脉冲发生器104的在外边的端子107上可供使用的点燃电压脉冲的点燃电压的加倍。根据第三实施例的点燃装置的和螺旋线脉冲发生器104的功能在不考虑电压加倍的情况下与上面所描述的根据本发明的点燃装置的第一实施例的功能相同。作为电压倍增电路，除了在此所示的不对称的电压加倍电路(也称作单级级联电路)之外，可以使用对称的电压加倍电路或者可替选地使用多级级联电路。级联电路通常也称作Cockroft-Walton电路。在图4中示出了根据本发明的点燃装置的第四实施例的电路图。该第四实施例与第一实施例不同之处仅仅在于，在螺旋线脉冲发生器104的在外部的端子107与高压放电灯100的电极110之间连接有电容器400。在所有其他细节方面，根据第一和第四实施例的点燃装置相互一致。因此，在图1和4中对于相同的部件使用了相同的参考标记。对于由螺旋线脉冲发生器104产生的并且在端子107上提供的、用于点燃高压放电灯100中的气体放电的高电压脉冲，电容器400良好近似地表示短路。这意味着：所产生的点燃电压脉冲被仅仅少地衰减，并且尽管有电容器400，但在电极110上的点燃脉冲的幅度大于在端子107上的电压脉冲的幅度的70％。当高频灯电流流过螺旋线脉冲发生器104的第一导体701时，电容器400用于在高压放电灯100的点燃阶段结束之后在灯工作期间部分补偿螺旋线脉冲发生器104的电感。在点燃阶段期间，根据第四实施例的点燃装置的工作方式与上面所描述的根据第一实施例的点燃装置的工作方式相同。在实现高压放电灯100中的气体放电的点燃之后，高频电流流经螺旋线脉冲发生器104的电导体701并且通过补偿电容器400以及高压放电灯100的放电段。螺旋线脉冲发生器104的电感用于限制该电流。然而，大电感(其在点燃阶段期间由于伴随大电感经常出现的、值得追求的螺旋线脉冲发生器的特性而可以是非常希望的)在点燃阶段结束之后的灯工作阶段期间引起镇流器中的损耗。因此，电容器400与螺旋线脉冲发生器104的导体701串联，该电容器的电容被设计为，使得其在点燃阶段期间良好近似于对点燃电压脉冲的短路，并且在随后的灯工作期间灯电流流经的螺旋线脉冲发生器104的有效电感减小。

此外，电容器400防止了直流电流流经放电灯，并且由此负责不出现放电等离子体的离解。当镇流器101基本上由半桥电路构成，其中电压输出端102与半桥的中点相连而电压输出端103与半桥的正的供给电源或者负的供给电压相连时，会出现后一种情况。电容器400在此情况下具有直流电压阻塞电容器(Gleichspannungs-Abblock-Kondensator)的任务。

此外，与螺旋线脉冲发生器串联的电容器400与螺旋线脉冲发生器一同形成串联谐振回路，该串联谐振回路基于其特性而能够借助由交流电压源提供的高频交流电压的微小的频率变化实现在大的值域上对灯电流的幅度或耦合输入到灯中的电功率进行调节。尤其是，前述串联谐振回路能够在卤素金属蒸气高压放电灯的情况下实现所谓功率起动，该卤素金属蒸气高压放电灯用作车辆前灯中的光源。在紧接着点燃高压放电灯中的气体放电之后进行的功率起动期间，高压放电灯被提供其额定功率的三倍到五倍，以便实现金属卤化物快速蒸发成放电等离子体。

以下所描述的第八实施例给出了第四实施例的一个特别有利的实施形式，其中使用来自第七实施例中的高压放电灯100。然而与第七实施例不同，现在使用了一种螺旋线脉冲发生器104，该螺旋线脉冲发生器可以产生明显更高的18kV的点燃电压。然而，该螺旋线脉冲发生器在端子105与107之间具有明显更高的246微亨的电感和5.5欧姆的欧姆电阻。借助30皮法的补偿电容器400，可以在由镇流器101提供具有大约2.5MHz的频率的灯电流的情况下实现整个系统的有效的工作。在此情况下也实现通过点燃装置使放电稳定。以下所描述的第九实施例给出了第四实施例的一个特别有利的实施形式，其中使用来自第六实施例中的高压放电灯100。与第六实施例不同，现在使用了一种螺旋线脉冲发生器104，该螺旋线脉冲发生器可以产生明显更高的25kV的点燃电压。该螺旋线脉冲发生器在端子105与107之间具有51微亨的电感和0.8欧姆的欧姆电阻。借助270皮法的补偿电容器(400)，可以在高压放电灯静态工作中在由镇流器101提供具有1.85MHz的频率的灯电流的情况下实现整个系统的有效的工作。在此情况下也通过点燃装置实现使放电稳定。在此如前面的实施例那样通过改变由镇流器101提供的灯电流的频率或者工作频率来实现灯功率的调节。在点燃之后并且由此在灯的起动的开始，首先输送三倍的额定功率。在数秒内，所输送的功率连续地减小直至额定功率，这通过将工作频率从大约1.4MHz开始提高到1.85MHz来实现。

在图8中示出了带有所连接的高压放电灯100’的根据本发明的点燃装置的第五实施例的电路图。该实施例与第二实施例的不同之处仅仅在于，在螺旋线脉冲发生器104的第一电导体的在外部的端子107和点燃辅助电极112’之间连接有电容器800。因此在图2和图8中对相同的部件使用了相同的参考标记。电容器800阻止了金属离子从放电媒质扩散至放电容器壁。尤其是，电容器在卤素金属蒸气高压放电灯的情况下防止了钠离子扩散至放电容器壁，并且由此有助于减小放电媒质中的钠损耗。电容器800的该功能在所有具有点燃辅助电极(尤其是这种具有电感性或者电流耦合的点燃辅助电极)的灯中是有效的，而与图8中示出具有电感性耦合的点燃辅助电极的灯无关。根据第五实施例的点燃装置和螺旋线脉冲发生器104的功能在不考虑电容器800的情况下与上面所描述的根据本发明的点燃装置的第二实施例相同。

根据图4中所绘的点燃装置的螺旋线脉冲发生器104和补偿电容器400可以有利地构建为共同的部件500。同样，根据图8所绘的点燃装置的螺旋线脉冲发生器104和电容器800可以有利地构建为共同的部件。然而以下将详细地阐述前一种情况。在图5中示意性地示出了陶瓷部件500的电路图，该陶瓷部件不仅包含螺旋线脉冲发生器501而且包含补偿电容器502。螺旋线脉冲发生器501在此为了简化电路图并未作为螺旋体示出。在陶瓷介电体中所包含的电导体503、504、505形成了螺旋线脉冲发生器501以及补偿电容器502。端子506、507形成螺旋线脉冲发生器501的在内部的端子，这些端子连接到用于螺旋线脉冲发生器501的点燃装置的充电电路。电导体503不仅属于螺旋线脉冲发生器501而且属于补偿电容器502。电导体503的在螺旋线脉冲发生器501中和在补偿电容器502中延伸的区段通过所谓的通孔5061导电地彼此连接。补偿电容器502的端子508形成陶瓷部件500的高电压输出端，该高电压输出端连接到高压放电灯100或100’的电极110或连接到点燃辅助电极113’上。

在图6中示意性地示出了通过陶瓷部件500的横截面。与图5不同，在图6中也示意性地示出了螺旋形。此外，在图6中除了电导体503、504、505之外示出了用作介电体的陶瓷层509、510以及通孔5061。介电陶瓷层509、510和电导体503、504、505形成如图7中所示的三明治结构，该三明治结构螺旋形地盘绕。陶瓷层509、510由LTCC陶瓷构成，并且电导体503、504、505以及通孔5061由银构成。通孔5061是以银填充的在陶瓷介电体中的穿通部。代替通孔也可以在两个被卷成一个绕组的并且相应金属化的介电陶瓷层内实现相应的部位的其他连接。螺旋形弯曲的电导体503、504、505在图6中用实虚线表示。

图6中的螺旋形延伸的虚线示出了其中在陶瓷层509、510之间未设置金属导体的区域。在图6的示意图中出于清楚的原因仅仅绘出了螺旋线脉冲发生器501的螺旋体的和实施为绕组电容器的补偿电容器502的几匝。

在图9中示出了第十实施例的电路图，该实施例描述了整个系统的一种紧凑型布置，该布置除了气体放电灯和根据本发明的点燃装置之外也具有包括控制单元在内的电子驱动设备。该第十实施例与图4中的实施例相同，然而还公开了镇流器101的一种特别有利的构型。在图4和图9中因此对于相同的部件使用了相同的参考标记。第十实施例使用如在第七实施例相同的、具有陶瓷放电容器和额定功率为20W的高压放电灯100。电子驱动设备在两个输入端子960和961上馈送以230V和50Hz的电网电压。电网电压通过二极管950、951、952和953整流并且对中间回路电容器940充电。由该中间回路电容器经半桥电路驱动灯100。半桥电路由两个互补地激励的MOS开关晶体管910和920构成，在这些晶体管的漏极-源极段上分别连接电容器911或者921。借助电容器911和921，晶体管的减小开关负荷的开关(ZVS)是可能的。对于两个晶体管910和920，代替两个类似的MOSFET也可以使用两个互补类型，作为场效应晶体管或者双极性晶体管来实现。半桥中点与12微亨的电感线圈901相连。该电感线圈与值为39皮法的点燃电容器900串联，并且连接到螺旋线脉冲发生器104的端子105。电感线圈901在点燃期间与电容器900一同形成串联振荡电路，该串联振荡电路产生高的交流电压，该交流电压通过二极管108来用于对螺旋线脉冲发生器104充电。在点燃期间，半桥的开关晶体管以接近2.45MHz的静态工作频率来激励。输送给电感线圈901的半桥信号含有谐波，使得该电感线圈实现了3倍工作频率的谐振回路的激发。借助螺旋线脉冲发生器104实现了点燃，该螺旋线脉冲发生器通过40微亨的电感和6欧姆的欧姆电阻的串联电路来表示。在点燃之后，通过大小为150皮法的补偿电容器400来驱动灯，该补偿电容器还防止了通过高压放电灯100的直流电流。在点燃之后的灯功率的调节通过由控制单元930改变两个开关晶体管910和920的开关频率来实现。在静态的状态中，两个开关晶体管以2.45MHz的频率激励。为了调节和监视，控制单元可以借助虚线表示的电连接和部件来获得来自驱动设备以及关于灯的信息：中间回路电压可以借助由两个电阻930和931构成的分压器来检测。借助线圈902将电感线圈901扩展成变压器提供了其他信息。为此，尤其是半桥电路的自由振荡的或者自振荡的工作也是可能的。此外通过分路电阻903可以检测灯电流。点燃电容器900、螺旋线脉冲发生器104和补偿电容器400构建为共同的陶瓷器件。由此在该实施形式中，镇流器的一部分(即点燃电容器900)通过使用使用在点燃装置中的陶瓷器件来提供。该构型类似于上面已描述的并且在图5和图6中所示的方式和方法来实现。陶瓷部件具有端子109’、105、106、107和108’。在内部的端子在此从绕组侧向引出。所包含的电导体的连接可以通过绕组中的通孔或者也可以通过电导体的侧向引出的端子来实现。

除了所描述的实施形式之外，点燃电容器(900)和螺旋线脉冲发生器(104)也可以实施成陶瓷部件。同样可能的是，在具有辅助电极的灯的情况下将点燃电容器(900)、螺旋线脉冲发生器(104)以及电容器(800)实施成与辅助电极串联。

根据本发明的点燃装置优选安置在高压放电灯(例如卤素金属蒸气高压放电灯)的灯头中，其中该高压放电灯设置为用于车辆前灯的光源。例如在EP 0 975 007 A1中公开了这种用于根据图1、图3和图4的点燃装置的卤素金属蒸气高压放电灯，并且例如在WO 98/18297 A1中描述了这种具有用于根据图2和图8的点燃装置的点燃辅助电极的卤素金属蒸气高压放电灯。螺旋线脉冲发生器104或者501的内部直径优选大于在上述公开出版物中所公开的卤素金属蒸气高压放电灯的外灯泡或放电容器的外直径。由此，螺旋线脉冲发生器104的、在卤素金属蒸气高压放电灯的灯头中节约位置的布置是可能的，更确切地说，螺旋线脉冲发生器104环状地包围外灯泡的和/或放电容器的伸入灯头中的端部区段。根据本发明的点燃装置尤其是可以有利地应用于卤素金属蒸气高压放电灯的高频工作。

此外，根据本发明的点燃装置可以优选安置在高压放电灯的外灯泡中，例如卤素金属蒸气高压放电灯或者钠高压放电灯的外灯泡中，该高压放电灯用作普通照明的光源。

Claims (11)

1.一种用于放电灯(100)的点燃装置，具有螺旋线脉冲发生器(104)和用于对该螺旋线脉冲发生器充电的充电电路，其特征在于，在充电电路中设置有用于对充电电流进行整流的装置(108)。

2.根据权利要求2所述的点燃装置，其中用于对充电电流进行整流的装置包括至少一个二极管(108)。

3.根据权利要求1或者2所述的点燃装置，其中用于对充电电流进行整流的装置包括电压倍增电路(308，310，311)。

4.根据权利要求1至3中任一项或者多项所述的点燃装置，其中至少一个电容器(400，800，900)与螺旋线脉冲发生器的高电压输出端(107)串联或者与螺旋线脉冲发生器的输入端(105)串联。

5.根据权利要求4所述的点燃装置，其中所述至少一个电容器(502，900)和螺旋线脉冲发生器(501)构建为共同的器件(500)。

6.根据权利要求5所述的点燃装置，其中所述器件构建为陶瓷器件(500)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的点燃装置，其中设置有开关装置(112)，用于使螺旋线脉冲发生器(104)的设置在充电电路中的接触部(105，106)短路，或者使螺旋线脉冲发生器(104)放电。

8.根据权利要求7所述的点燃装置，其中开关装置构建为阈值开关(104)。

9.根据权利要求1所述的点燃装置，其中在工作频率的情况下，螺旋线脉冲发生器(101)的阻抗具有大于或者等于灯阻抗的值的0.25倍的值。

10.一种放电灯，其具有灯头和根据权利要求1至9中任一项或者多项所述的设置在该灯头中的点燃装置。

11.根据权利要求10所述的放电灯，其中放电灯具有灯容器，该灯容器具有伸入灯头中的灯容器区段，并且螺旋线脉冲发生器构建为包围灯容器区段的器件。

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