DD296991A5 - Elektronisches zuendgeraet zu einer hochdruck-entladungslampe - Google Patents

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein elektronisches Zuendgeraet zu einer Hochdruck-Entladungslampe, welches in dem sogenannten Dreipunktsystem, in Reihenschaltung realisiert ist und in welchem eine erste Eingangsklemme durch einen Vorschalt (2) und eine zweite Eingangsklemme unmittelbar auf ein Speisenetz angeschlossen ist, wobei der ersten Eingangsklemme ein Pol eines Hochfrequenz-Filterkondensators (5) zugeschaltet ist, parallel mit dem letzteren ein mit einer Primaerwicklung (9) eines Hochspannung-Impulstransformators (8) in Reihe geschalteter Kondensator * zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter (11) eingebaut sind und die Sekundaerwicklung (12) des Hochspannung-Impulstransformators (8) einer ersten Ausgangsklemme angeschlossen ist, der Ausgangsklemme eine Elektrode (4) einer Hochdruck-Entladungslampe (3) zugeschaltet ist, der zweiten Eingangsklemme der andere Pol des Hochfrequenz-Filterkondensators (5) und damit parallel der zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter (11) eingefuegt und einer zweiten Ausgangsklemme zugefuehrt sind, zu welcher die zweite Elektrode der Hochdruck-Entladungslampe (3) zugeschaltet ist. Nach der Erfindung sind die Primaerwicklung (9) des Hochspannungs-Impulstransformators (8) und der mit der letzteren in Reihe geschaltete Kondensator (10) mit einem ersten Widerstand (6) parallel ueberbrueckt und ist parallel zum SIDAC Halbleiterschalter (11) ein zweiter Widerstand (7) eingeschaltet. Fig. 1{Hochdruck; Entladungslampe; Zuendgeraet; Dreipunktsystem; Hochspannung; Impulstransformator; Hochfrequenz; Filterkondensator; SIDAC; Halbleiterschalter; Primaerwicklung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Die Anmeldung betrifft ein elektronisches Zündgerät zu einer Hochdruck-Entladungslampe, welches in dem sogenannten Dreipunktsystem, in Reihenschaltung realisiert ist und in welchem eine erste Eingangsklemme durch einen Vorschalt und eine zweite Eingangsklemme unmittelbar auf ein Speisenetz angeschlossen ist, wobei der ersten Eingangsklemme ein Pol eines Hochfrequenz-Filterkondensators zugeschaltet ist, parallel mit dem letzteren ein mit einer Primärwicklung eines Hochspannung-Impulstransformators in Reihe geschalteter Kondensator, zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter eingebaut sind und die Sekundärwicklung des Hochspannung-Impulstransformators einer ersten Ausgangsklemme angeschlossen ist, der Ausgangsklemme eine Elektrode einer Hochdruck-Entladungslampe zugeschaltet ist, der zweiten Eingangsklemme der andere Pol des Hochfrequenz-Filterkondensators und damit parallel der zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter eingefügt und einer zweiten Ausgangsklemme zugeführt sind, zu welcher die zweite Elektrode der Hochdruck-Entladungslampe zugeschaltet ist. Die elektronischen Zündgeräte, welche bei den Hochdruck-Entladungslampen Anwendung finden, wird zur Erzeugung eines Zündimpulses oder einer Serie von Zündimpulsen vorgesehen und die Zündimpulse dienen zur Ionisierung des sich zum Innenraum der Hochdruck-Entladungslampe befindenden Gases. Nach erfolgter Zündung der Hochdruck-Entladungslampe nimmt das Zündgerät einen passiven Zustand auf, d. h. ist es weiter bis zur neuen Zündung zur Erzeugung von Zündimpulsen unfähig.

Das wichtigste Erfordernis gegen das Zündgerät einer Hochdruck-Entladungslampe besteht darin, daß jenes mit der Phase der Speisespannung harmonisiert die mit hohem Energieinhalt und hoher Spannung gekennzeichneten Zündimpulse erzeugen soll, jedoch ist mit kleiner Anzahl von nicht kostspieligen Schaltelementen so aufzubauen, daß der Energieverbrauch aus dem Netz so niedrig wie möglich ist.

Bei den bekannten, in Dreipunktsystem realisierten und mit der Hochdruck-Entladungslampe in Reihe geschalteten Zündgeräten wird die in einem Kondensator ausgesammelten Ladung durch einen Schalter über einer Primärwicklung eines Hochspannung-Impulstransformators ausgeladen. In der Sekundärwicklung des Hochspannung-Impulstransformators entsteht eine transformierte Spannung, entsprechend der der Primärwicklung zugeführten Spannung, welche genug hoch zur Ionisierung des im Innenraum der Hochdruck-Entladungslampe vorhandenen Gases ist. Bei diesen Zündgeräten wird der Kondensator langsam aufgeladen und danach sehr schnell ausgeladen. Deswegen ist ein Ladungswiderstand notwendig, welcher zur bei der Aufladung des Kondensators charakteristischen hohen Leistungsdissipation zugepaßt ist. Daher zeigt diese Schaltung ziemlich hohen elektrischen Energieverbrauch.

Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein elektronisches Zündgerät zu den Hochdruck-Entladungslampen zu schaffen, welches mit niedrigem Energieverbrauch gekennzeichnet werden kann, wobei der die Vergrößerung des Energieverbrauchs bewirkende Ladungswiderstand mit einem Widerstand niedrigen Wertes ersetzt werden kann, die Anzahl der Schaltelemente niedrig ist. Die Aufgabe besteht weiter in Verwendung nicht kostspieliger Schaltelemente in einer Schaltung, welche die zuverlässige Zündung der Hochdruck-Entladungslampe auch bei extremen Parametern der Speisespannung ermöglicht. Es wurde anerkannt, daß der große, mit hoher Leistung gekennzeichnete Ladungskondensator mit einem kleineren ersetzt werden kann, falls das Zündgerät nach der Erfindung realisiert ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, die Tatsache ist zu bewerten, daß in der Primärwicklung des Hochspannung-Impulstransformators während der Aufladung des Kondensatorsein Strom fließt und bei der Ausladung dieser Strom nicht vorhanden ist. Eben diese Tatsache bewirkt, daß nach schneller Aufladung eine langsame Ausladung erfolgt. Daher kann der kostspielige, mit großen Abmessungen gekennzeichnete Ladungskondensator verlassen werden, und die hohe Leistungsdissipation erspart werden, wenn anstelle des Ladungskondensators ein Halbleiterschalter von SIDAC-Typ verwendet wird. Hier ist das Problem zu lösen, daß die Toleranz der Einschaltspannung (Durchbruchspannung) der im Handel erreichbaren SIDAC Halbleiterschaltern ziemlich groß ist. Ein Schaltelement von hoher Durchbruchspannung erzeugt eine relativ niedrige Anzahl von Zündimpulsen, da die Schaltung bei den Spitzen oder in der Nähe der Spitzen der Netzspannung erfolgt. Wird ein Halbleiterschalter vom SIDAC-Typ von niedrigerer Durchbruchspannung verwendet, so wird die Spannung der Pause in der Arbeit der Schaltung auch niedrig und das Zündgerät verbleibt nach der Aufheizung der Hochdruck-Entladungslampe weiter aktiv. Das ist schädlich für die Lampe.

Es ist daher eine Schaltungsanordnung notwendig, wobei ein der beliebigen Netzspannung zugepaßtes Zündgerät ohne Sortierung der Halbleiterschalter vom SIDAC-Typ mit Hinsicht auf die Schaltungspannung (Durchbruchspannung) verwirklichbar ist, welches entsprechend hohe Anzahl von Zündimpulsen zu erzeugen fähig ist und wobei die Spannung der Pause in der Arbeit genügend hoch ist. Erfindungsgemäß kann diese Teilaufgabe durch Einbau eines Spannungsteilers vor dem Halbleiterschalter vom SIDAC-Typ gelöst werden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein elektronisches Zündgerät zu einer Hochdruck-Entladungslampe erarbeitet, in welchem eine erste Eingangsklemme durch einen Vorschalt und eine zweite Eingangsklemme unmittelbar auf ein Speisenetz angeschlossen ist, wobei der ersten Eingangsklemme ein Pol eines Hochfrequenz-Filterkondensators zugeschaltet ist, parallelmit dem letzteren ein mit einer Primärwicklung eines Hochspannung-Impulstransformators in Reihe geschalteter Kondensator, zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter eingebaut sind und die Sekundärwicklung des Hochspannung-Impulstransformators einer ersten Ausgangsklemme angeschlossen ist, der ersten Ausgangsklemme eine Elektrode einer Hochdruck-Entladungslampe zugeschaltet ist, der zweiten Eingangsklemme der andere Pol des Hochfrequenz-Filterkondensators und damit parallel der zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter eingefügt und einer zweiten Ausgangsklemme zugeführt sind, zu welcher die zweite Elektrode der Hochdruck-Entladungslampe zugeschaltet ist. Erfindungsgemäß sind die Primärwicklung des Hochspannung-Impulstransformators und der mit der letzteren in Reihe geschaltete Kondensator mit einem ersten Widerstand parallel überbrückt und ist parallel zum SIDAC Halbleiterschalter ein zweiter Widerstand eingeschaltet. In einer bevorzugten Verwirklichung des erfindungsgemäßen elektronischen Zündgeräts ist der Hochspannung-Impulstransformator als ein Autotransformator ausgebildet, welcher die Primärwicklung und die Sekundärwicklung enthält. In einer weiteren vorteilhaften Verwirklichung des erfindungsgemäßen elektronischen Zündgeräts sind der erste und der zweite Widerstand in Reihe geschaltet und bilden einen parallel zum Kondensator und dem Halbleiterschalter vom SIDAC-Typ verwirklichten Spannungsteiler, wobei der Teilungspunkt des Spannungsteilers dem gemeinsamen Punkt der letzteren Elemente angeschlossen ist.

Es ist auch vorteilhaft, wenn in dem erfindungsgemäßen elektronischen Zündgerät der zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter über den Kondensator einer Abzapfung der Primärwicklung des als Autotransformator ausgebildeten Hochspannung-Impulstransformators zugeschaltet ist.

Die Erfindung wird weiter anhand von beispielsweise dargestellten Ausführungen, mit Hinweis auf die beiligende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1: die Schaltungsanordnung einer einen Hochspannung-Impulstransformator enthaltenden und einen Halbleiterschalter

vom SIDAC-Typ enthaltenden Ausführung des erfindungsgemäßen Zündgeräts, Fig. 2: die Schaltungsanordnung einer einen Hochspannung- Impulstransformator enthaltenden und mehrere

Halbleiterschalter vom SIDAC-Typ enthaltenden Ausführung des erfindungsgemäßen Zündgeräts, Fig.3: die Schaltungsanordnung einer einen als Autotransformator ausgebildeten Hochspannung-Impulstransformator enthaltenden und einen Halbleiterschalter vom SIDAC-Typ enthaltenden Ausführung des erfindungsgemäßen

Zündgeräts, und Fig. 4: die Schaltungsanordnung einer einen als Autotransformator ausgebildeten Hochspannung-Impulstransformator enthaltenden und mehrere Halbleiterschalter vom SIDAC-Typ enthaltenden Ausführung des erfindungsgemäßen Zündgeräts.

Die vorliegende Erfindung schlägt ein elektronisches Zündgerät 1 im Dreipunktsystem verwirklicht vor, welches in Reihe mit einer Hochdruck-Entladungslampe 3 geschaltet Verwendung findet. Eine erste Verwirklichung des Zündgeräts 1 (Fig. 1 und 2) weist eine durch einen Vorschalt 2 dem Netz zugeführte erste Eingangsklemme sowie eine zweite Eingangsklemme auf, welche unmittelbar dem Netz zugeschaltet ist. Der Ausgang des Zündgeräts 1 ist durch eine erste und eine zweite Ausgangsklemme mit einer ersten Elektrode 4 und einer nicht gezeichneten Elektrode der Hochdruck-Entladungslampe 3 verbunden, wobei der sogenannte dritte Punkt ist die zweite Eingangsklemme. Am Eingang des Zündgeräts 1 ist ein Hochfrequenz-Filterkondensator vorhanden, welcher parallel mit einer Reihenschaltung angeordnet ist, und die Reihenschaltung enthält eine Primärwicklung eines Hochspannung-Impulstransformators 8, einen Kondensator 10 und zumindest einen Halbleiterschalter 11 vom SIDAC-Typ. Der Hochspannung-Impulstransformator 8 ist durch seine Sekundärwicklung 12 einem Ausgang des Zündgeräts 1 zugeführt. Die Primärwicklung 9 des der ersten Eingangsklemme des Zündgeräts 1 zugeschalteten Hochspannung-Impulstransformators 8 und der mit dem letzteren in Reihe geschalteten Kondensators 10 sind durch einen ersten Widerstand parallel überbrückt, wobei in der Reihenschaltung die Anzahl und/oder die Durchbruchspannung der Halbleiterschalter 11 vom

SIDAC-Тур nach der Höhe der zur verwendenden Netzspannung (Speisespannung) zu wählen sind. Parallel zu dem (den) Halbleiterschalter(n) 11 ist ein zweiter Widerstand 7 angeordnet, welche mit dem ersten Widerstand 6 einen Spannungsteiler bildet. Der Teilungspunkt des Spannungsteilers ist mit dem gemeinsamen Punkt des Kondensators 10 und des Halbleiterschalters 11 (der Halbleiterschalter 11) gekoppelt. Nach den Bedingungen soll ein oder mehr Halbleiterschalter 11 in einer Reihenschaltung verwendet werden.

Eine andere Verwirklichung des vorgeschlagenen Zündgeräts 1 wurde in Fig. 3 und 4 dargestellt, worin ersichtlich ist, wie kann der Hochspannung-Impulstransformator 8 als Autotransformator ausgebildet und verwendet werden. In diesem Falle wird der Kondensator 10 vorteilhaft einer Abzapfung der Primärwicklung 9 des als Autotransformator ausgebildeten Hochspannung-Impulstransformators 8 zugeschaltet.

Die in Figuren 1 bis 4 dargestellte Schaltungsanordnung wirkt auf die folgende Weise:

Wenn das Zündgerät 1 dem die Speisespannung liefernden Netz zugeschaltet wird, fließt ein Strom in beiden Halbperioden der Netzspannung durch die Primärwicklung 9, den Kondensator 10 und den (die) Halbleiterschalter 11 in der Zeitperiode, während deren auf dem zweiten Widerstand 7 der aus den ersten und zweiten Widerständen 6 und 7 bestehenden Spannungsteilers die der Schaltspannung (Durchbruchspannung) des Halbleiterschalters 11 (der Halbleiterschalter 11) entsprechenden Spannung herrscht. Dabei erfolgt die Aufladung des Kondensators 10 durch die Primärwicklung 9 des Hochspannung-Impulstransformators 8, den zumindest einen Halbleiterschalter 11 vom SIDAC-Тур, sowie den Hochfrequenz-Filterkondensator 5. Entsprechend der Übersetzung des Hochspannung-Impulstransformators 8 entsteht ein Hochspannungsimpuls in der Sekundärwicklung 12, welche zur Zündung der Hochdruck-Entladungslampe 3 fähig ist. Der Hochfrequenz-Filterkondensator 5 vermindert die Einwirkung der Hochfrequenz-Störungen auf das Netz während der Zündung der Hochdruck-Entladungslampe 3.

Im verbleibenden Teil der Halbperiode der Netzspannung erfolgt die Ausladung des Kondensators 10 durch den ersten Widerstand 6 und die Primärwicklung 9 des Hochspannung-Impulstransformators 8. Soll die Hochdruck-Entladungslampe 3 in dieser Halbperiode noch nicht eingezündet werden sein, so wird der obenan geschilderte Prozeß in der nächsten Halbperiode wiederholt. Nach erfolgter Zündung der Hochdruck-Entladungslampe 3 wird den Eingängen des Vorschalters 2 eine niedrigere Spannung zugeführt, welche schon unfähig ist durch den aus den ersten und zweiten Widerständen 6 und 7 bestehenden Spannungsteiler den (die) Halbleiterschalter 11 in gezündeten Stand zu setzen. Daher wird kein Impuls mehr erzeugt. Die Vorteile des erfindungsgemäß verwirklichten elektronischen Zündgeräts sind bei Verwendung mit Hochdruck-Entladungslampen die folgenden:

Der Spannungsteiler besteht aus Widerständen, welche an elektrischer Aufladung des Kondensators keinen Teil nehmen. Daher können sie als Widerstände niedriger Werte verwirklicht werden. Diese Widerstände sind nicht kostspielig. Die Anwesenheit des Spannungsteilers ist mit dem weiteren Vorteil verbunden, daß jener entsprechend jedweiler Spannung und Frequenz der Netzspannung, zumindest mit Hinsicht auf die in der Praxis gewöhnlichen Bedingungen, realisiert werden kann. So ist es ermöglicht, das Zündgerät so zu projektieren, daß die zuverlässige Zündung der Hochdruck-Entladungslampen immer gewährleistet wird. Die Zündung erfolgt in der für die Hochdruck- Entladungslampe günstigen Phase der Netzspannung, weil die Anzahl der Impulse genügend hoch ist und die Spannung der Pause der Arbeit ist auch hoch. So kann das Zündgerät mit niedrigem Energieverbrauch verwirklicht werden. Die Hochspannungsimpulse werden in beiden Halbperioden der Netzspannung erzeugt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1. Elektronisches Zündgerät zu einer Hochdruck-Entladungslampe, in welchem eine erste Eingangsklemme durch einen Vorschalt (2) und eine zweite Eingangsklemme unmittelbar auf ein Speisenetz angeschlossen ist, wobei der ersten Eingangsklemme ein Pol eines Hochfrequenz-Filterkondensators (5) zugeschaltet ist, parallel mit dem letzteren ein mit einer Primärwicklung (9) eines Hochspannung-Impulstransformators (8) in Reihe geschalteter Kondensator (10), zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter (11) eingebaut sind und die Sekundärwicklung (12) des Hochspannung-Impulstransformators (8) einer ersten Ausgangsklemme angeschlossen ist, der, erste Ausgangsklemme eine Elektrode (4) einer Hochdruck-Entladungslampe (3) zugeschaltet ist, der zweiten Hochdruck-Entladungslampe (3) zugeschaltet ist, der zweiten Eingangsklemme der andere Pol des Hochfrequenz-Filterkondensators (5) und damit parallel der zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter (11) eingefügt und einer zweiten Ausgangsklemme zugeführt sind, zu welcher die zweite Elektrode der Hochdruck-Entladungslampe (3) zugeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vereinfachung der Schaltungsanordnung und Ermöglichung der Zündung bei extremen Parametern der Speisespannung die Primärwicklung (9) des Hochspannungsimpulstransformators (8) und der mit der letzten in Reihe geschaltete Kondensator (10) mit einem ersten Widerstand (6) parallel überbrückt ist und parallel zum SIDAC-Halbleiterschalter (11) ein zweiter Widerstand (7) eingeschaltet ist.
2. 2. Elektronisches Zündgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannung-Impulstransformator (8) als ein Autotransformator ausgebildet ist, welcher die Primärwicklung (9) und die Sekundärwicklung (12) in einer Reihenschaltung enthält.
3. 3. Elektronisches Zündgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Widerstand (6,7) in Reihe geschaltet einen Spannungsteiler bilden, wobei der Teilungspunkt des Spannungsteilers dem gemeinsamen Punkt des SIDAC Halbleiterschalters (11) und des Kondensators (10) angeschlossen ist.
4. 4. Elektronisches Zündgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest ein SIDAC Halbleiterschalter (11) über den Kondensator (10) einer Abzapfung der Primärwicklung (9) des als Autotransformator ausgebildeten Hochspannung-Impulstransformators (8) zugeschaltet ist.