CN103120026A - 用于点燃高压放电灯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助于点燃器来点燃高压放电灯的方法，所述点燃器具有点燃电容器、点燃开关和点燃变压器，所述方法具有下述在时间上相继地进行的步骤：-将点燃电容器充电到预设的电压，-将点燃开关闭合，-在流过点燃开关的电流的基波振荡第一次达到零之前，将点燃开关打开。在此，点燃开关在有电流的情况下被有效地切断，这导致了高的点燃电压。

Description

用于点燃高压放电灯的方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助于点燃器来点燃高压放电灯的方法。
背景技术
本发明基于一种根据独立权利要求的用于借助于带有点燃变压器的点燃器来点燃高压放电灯的方法。
从DE19909529A1中已知这种点燃器和点燃方法。已知的点燃器具有点燃变压器、点燃电容器和作为点燃开关的火花间隙。初级线圈与点燃电容器并且与火花间隙串联。次级线圈接入到待点燃的高压放电灯的电流路径中。与点燃电容器并联地施加充电电压。如果所述充电电压超过火花间隙的开关电压，那么接通所述火花间隙，并且在点燃变压器的初级线圈中出现短暂的、高的电流脉冲，所述电流脉冲被升压变换并且通过次级线圈施加到高压放电灯上。如果初级电流低于确定的值，那么在火花间隙中的放电电弧熄灭并且所述火花间隙再次断开。在此，接通持续时间不是最优的，因为火花间隙不能够被有效切断并且因此导通，直到点燃电流下降到保持阈值之下，并且因此火花间隙被切断。因此，所述接通持续时间明显长于最优的接通持续时间。
从DE19712258A1中已知带有可控点燃开关的点燃器。所述点燃器由预设的点燃频率控制，以便生成点燃高压放电灯的点燃脉冲群。因此，接通持续时间是固定的，并且通常选择为使得开关在续流二极管与开关并联地导通的阶段中被切断。所述切断在点燃电容器达到其第一负向电压最高值后的时间点发生。由此，在接通时的损耗被保持较低。在这种情况下，在接通点燃开关时实现最大的点燃脉冲高度（接通点燃脉冲）。
然而，所产生的点燃脉冲形状对点燃高压放电灯而言不是最优的。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于借助于点燃器来点燃高压放电灯的方法，所述点燃器产生与现有技术相比更好的点燃脉冲形状。
根据本发明，所述目的的解决方案通过用于借助于点燃器来点燃高压放电灯的方法得以实现，所述点燃器具有点燃电容器、点燃开关和点燃变压器，其特征在于下述在时间上一个接一个地进行的步骤：
-将点燃电容器充电到预设的电压；
-将点燃开关闭合；
-在流过点燃开关的电流的基波振荡第一次达到零之前，将点燃开关打开。
在此，在不存在更高频率的振荡的情况下，点燃开关电流的基频被视为基波振荡。所述高频率的振荡能够导致，在点燃开关电流的基波振荡变为零之前，流过点燃开关的电流暂时为零。根据本发明，点燃开关被有效地切断，并且在此，短暂地维持接通持续时间，使得点燃开关在有电流的情况下被切断。借助于所述措施，能够实现具有更大的重复精度的更高的点燃电压。
点燃开关优选在与点燃电容器的当前电压有关的切断时间点打开。借助于所述措施实现了点燃开关的更简单的控制。
在这种情况下，切断时间点特别优选位于从点燃电容器的正向充电电压的60%直到点燃电容器的在下一个负向电压最大值中实现的充电电压的90%的电压范围中。在所述范围中，根据所使用的电路布置的配置和所使用的灯的配置以及在电路布置和灯之间的导线长度，在打开开关时所生成的电压比在闭合开关时生成的电压更高。
对于特定的电路布置而言合适的、用于切断时间点的范围能够在研发所述电路布置时借助于下述方法获得：
-在上面限定的大的切断范围内改变切断时间点；
-测量高压放电灯上的点燃电压；
-缓存带有到目前为止最大的点燃电压的切断时间点；
-当经过整个切断范围时，存储确定的切断时间点；
-在上面限定的大的切断范围内改变切断时间点；
-测量高压放电灯上的点燃电压；
-缓存第一切断时间点，所述第一切断时间点产生最高点燃电压的80%并且在时间上位于带有最高点燃电压的切断时间点之前；
-缓存第二切断时间点进行，所述第二切断时间点产生最高点燃电压的80%并且在时间上位于带有最高点燃电压的切断时间点之后；
-在第一切断时间点和第二切断时间点之间限定合适的切断范围。
只要点燃电压本身或者与点燃电压相关的变量能够被测量，那么所述方法也能够由电路布置在工作期间实施。在此，对绝对点燃电压变量进行测量不一定是必需的，能够相对地测量点燃电压的高度就足够了。
电路布置优选在点燃阶段期间通过多次闭合和多次打开所述开关而产生多个点燃脉冲。
在此尤其优选地，在上面找到的合适的切断范围内改变切断时间点。因此能够补偿由于不同长度的电缆和不同的灯类型导致的点燃电压的差异，以至于至少一个点燃脉冲达到最大的点燃脉冲高度。
在一个优选的实施形式中，在切断范围内改变切断时间点，直到高压放电灯已经点燃，并且随后，所述切断时间点被保存，以便在下一点燃阶段中在所述切断时间点开始。
用于点燃高压放电灯的电路布置具有带有初级线圈和次级线圈的点燃变压器，其中，次级线圈与待点燃的灯连接并且初级线圈与点燃开关连接，其中，点燃开关是可控制的，以便将流过点燃变压器的初级线圈的电流有效地断开，并且所述电路布置实施上述方法，并且在预设的范围中改变开关的切断时间点。由此，对于带有不同灯和导线长度的电路布置的所有配置而言，能够实现最优的点燃脉冲。
从其他从属权利要求中以及从下述说明中得出根据本发明的、用于点燃高压放电灯的方法的其他有利的改进形式和扩展方案。
附图说明
根据实施例的下述说明以及根据附图得出本发明的其他优点、特征和细节，在所述附图中，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记，在此示出：
图1示出带有点燃器的电路布置，所述点燃器具有控制开关，所述电路布置能够实施根据本发明的方法；
图2示出已知的点燃脉冲形状和相关变量的分布曲线；
图3示出根据本发明的通过对点燃开关的可控切断而产生的第一点燃脉冲形状和相关变量的分布曲线；
图4a示出根据本发明的、第二点燃脉冲形状和相关变量的分布曲线，所述点燃脉冲形状的特征在于点燃开关的最大接通持续时间；
图4b示出根据本发明的、第三点燃脉冲形状和相关变量的分布曲线，所述点燃脉冲形状的特征在于点燃开关的最小接通持续时间；
图5示出对于点燃开关的切断时间点而言的最优范围的图解视图。
具体实施方式
图1示出用于驱动高压放电灯的本身已知的电路布置，所述电路布置具有带有串联连接的半桥开关S2和S3的半桥，在所述半桥的中心点上连接有灯扼流圈L3的、点燃变压器TR的次级线圈L2的和高压放电灯5的串联电路。高压放电灯5的自由端连接到两个耦合电容器C1和C2的串联电路的连接点上。所述半桥与耦合电容器的串联电路并联。在所述并联电路上施加有电源电压U_B（在这个示例的实施形式中为425V）。点燃电容器C3和点燃开关S1与并联连接的续流二极管D2以串联的方式连接到初级线圈L1上，这形成了初级回路。续流二极管的正极以及点燃电容器C3的一个端子与电源电压U_B的参考电势连接。在点燃电容器C3的另一端子和电源电压U_B的供电电势之间接入充电电阻R1以用于对点燃电容器C3进行充电。通过所述电阻，点燃电容器C3被充电，直到施加到所述点燃电容器上的电压U_C3超过预设的充电电压。如果这是这种情况，那么点燃开关S1在时间点t1被接通，也就是说导通，如图2中所示。因此，回路电流开始流过组件C3、L1和S1/D2，并且通过点燃变压器TR在次级侧上将回路电流转换成点燃电压UZ。在固定选出的时间点t2，点燃开关再次被切断。在这里示出的、根据现有技术的点燃脉冲形状中，点燃开关的接通持续时间为t2-t1=2.6μs。通道1示出在点燃电容器C3上的电压。通道2示出在点燃开关S1上的电压，通道3示出流过点燃变压器TR的初级线圈L1的电流i1。最后，通道4示出点燃电压UZ，在此，在切断点燃脉冲的情况下的所述点燃电压的最大值大约为3kV。
图3示出借助根据本发明的方法而产生的点燃脉冲形状和相关变量的分布曲线。在此，点燃开关的接通持续时间为t2-t1=0.8μs。在此，在切断点燃脉冲的情况下的点燃电压为5.2kV。
在此，根据本发明，在点燃电容器达到其最大负向充电之前，也就是说在点燃开关电流的基波振荡（在这种情况下不考虑最高频率的振荡）达到零之前，切断所述点燃开关。最优的切断时间点（见图5）位于下述时间范围中，在所述时间范围中，点燃电容器C3在其第一次放电时包含从充电电压的+60%直到达到紧接着的可在不有效切断点燃开关的情况下（见图2）实现的负向电压最大值（-90%）的充电电压的90%的电压范围。在此，所述充电电压是在接通点燃开关之前施加到点燃开关上的电压。
如果这样最优地选择点燃开关的切断时间点，那么在切断点燃开关时实现最大的点燃脉冲高度。在此被称为切断点燃脉冲。在这种情况下，点燃电压的值高于被称作接通点燃脉冲的接通开关时的点燃电压。
总体上尤其有效率的点燃脉冲特别是也通过产生同样高的或者更高的、在点燃电压分布曲线中直接跟随接通点燃脉冲的切断点燃脉冲来实现。在所述示例中，接通点燃脉冲大约为4kV，并且如上所述，切断点燃脉冲大约为5.2kV。
在这种情况下，用于切断的最优时间点取决于灯导线长度以及电缆电容和电感。灯导线长度、电缆电容和电感根据应用而改变。为了对每个灯导线长度都总是实现最优的切断时间点，点燃开关的接通持续时间在EVG（电子镇流器）的点燃阶段期间在时间范围中改变为，使得对于每个在应用中可能的配置而言包含最优的持续时间。
所述方法尤其能够借助于微控器特别有利地实施。所述微控器能够在点燃阶段期间在合适的范围中改变所述切断时间点，以便在每种情况下都能够产生最优高度的点燃脉冲。如果电路布置设置成直接地或间接地（例如通过在点燃装置的初级回路中的电流）测量点燃电压，那么能够存储产生最高点燃脉冲的切断时间点，以便承担将来的、带有所述切断时间点的点燃阶段。所述方法能够在需要时或者以有规律的间隔重复。
如果电路布置不设置成用来测量点燃脉冲的高度，那么微控器能够存储所述切断时间点，在所述切断时间点高压放电灯已经点燃。
图4a示出在点燃开关的接通持续时间中借助于根据本发明的方法所产生的点燃脉冲和相关变量的分布曲线，所述接通持续时间位于根据本发明的接通持续时间的上限处。相关变量的命名与在图3中相同。在此，接通点燃脉冲约为4kV，切断点燃脉冲约为3.6kV。
图4b示出在点燃开关的接通持续时间中的情况，所述接通持续时间位于根据本发明的接通持续时间的下限处。相关变量的命名与在图3中相同。在此，接通点燃脉冲约为4kV，切断点燃脉冲约为3.3kV。
图5示出具有根据本发明的、点燃开关S1的最优的切断时间点的图解视图的图2的曲线分布。在此，点燃开关在时间点t1被接通。

Claims (10)

1.用于借助于点燃器来点燃高压放电灯的方法，所述点燃器具有点燃电容器、点燃开关和点燃变压器，其特征在于下述在时间上相继进行的步骤：
-将所述点燃电容器充电到预设的电压；
-将所述点燃开关闭合；
-在流过所述点燃开关的电流的基波振荡第一次达到零之前，将所述点燃开关打开。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述点燃开关在切断时间点打开，所述切断时间点取决于所述点燃电容器的当前电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在点燃阶段期间将所述开关多次连续地闭合并且再次打开，以便产生多个点燃脉冲。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述点燃脉冲的所述切断时间点位于切断范围内，所述切断范围通过从所述点燃电容器的正向充电电压的60%直到所述点燃电容器的在紧接着的负向电压最大值中实现的电压的90%的电压范围来限定。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述切断范围内改变所述切断时间点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于下述步骤：
-在所述切断范围内改变所述切断时间点；
-测量所述高压放电灯上的所述点燃电压或与所述点燃电压相关的其他变量；
-缓存带有到目前为止最大的点燃电压的切断时间点；
-当经过整个切断范围时，存储确定的切断时间点。
7.根据权利5所述的方法，其特征在于，在所述切断范围内改变所述切断时间点，直到所述高压放电灯已经点燃，并且然后持久地存储所述切断时间点。
8.用于点燃所述高压放电灯的电路布置，具有：点燃变压器（TR），所述点燃变压器具有初级线圈和次级线圈（L1、L2），其中，所述次级线圈（L2）与待点燃的灯（5）连接，并且所述初级线圈（L1）与点燃开关（S1）连接，其中，能够控制所述点燃开关（S1），以便有效地切断流过所述点燃变压器（TR）的所述初级线圈的电流，并且所述电路布置实施根据权利要求1至7之一所述的方法。
9.根据权利要求8所述的电路布置，其特征在于，所述电路布置配置为通过在切断时间点切断开关（S1）来产生点燃脉冲，所述切断时间点位于切断范围中，在所述切断范围中，所产生的点燃脉冲的最大电压位于以根据权利要求6所述的切断时间点而产生的点燃脉冲的最大电压的80%到100%之间。
10.根据权利要求9所述的电路布置，其特征在于，所述电路布置配置成在根据权利要求9所述的切断范围内产生多个带有不同切断时间点的点燃脉冲。
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