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Die
Erfindung betrifft ein Zündgerät für
eine Hochdruckgasentladungslampe mit einem Filter, das zum Schutz
eines elektronischen Vorschaltgeräts geeignet und eingerichtet
ist, wobei das Zündgerät an das elektronische
Vorschaltgerät angeschlossen werden kann.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift mit der Veröffentlichungsnummer
DE 199 24 095 A1 ist eine
Schaltung zum Betreiben einer Wechselstrom-Hochdruckgasentladungslampe
für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Schaltung umfasst ein
elektronisches Vorschaltgerät und ein Zündgerät,
welches als Überlagerungszündgerät ausgestaltet
ist.
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Das
Zündgerät hat zwei Anschlüsse für
eine niederfrequente Betriebspannung zur Versorgung der Hochdruckgasentladungslampe
durch das elektronische Vorschaltgerät mit elektrischer
Energie. Niederfrequent ist die Betriebsspannung im Vergleich zu
einer Zündspannung, die in dem Zündgerät
zum Zünden der Gasentladungslampe erzeugt wird. Die Zündspannung
wird als Zündimpuls an zwei Anschlüssen des Zündgeräts
für die Hochdruckgasentladungslampe bereitgestellt. Zum
Erzeugen der Zündspannung bzw. des Zündimpulses
wird dem Zündgerät vom elektronischen Vorschaltgerät über einen
Anschluss eine Zündhilfsspannung zugeführt.
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Das
Zündgerät weist einen ersten Kondensator auf,
der geeignet und eingerichtet ist mittels der Zündhilfsspannung
aufgeladen zu werden, um elektrische Energie für den Zündimpuls
zu speichern. Das Zündgerät weist ferner einen
Transformator zum Übertragen des Zündimpulses
von dem ersten Kondensator zu den Anschlüssen des Zündgeräts
für die Hochdruckgasentladungslampe auf. Ein Schaltelement
dient dazu einen Stromkreis mit dem ersten Kondensator und einer
Primärspule des Transformators zum Übertragen
des Zündimpulses zu schließen.
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Es
ist ferner ein Bauelement zur Begrenzung einer an den Anschlüssen
des Zündgeräts für die niederfrequente
Betriebsspannung auftretenden Spannung, insbesondere beim Zünden
auftretenden Spannung vorgesehen.
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Die
Filterinduktivitäten und Filterkapazität des bekannten
Zündgeräts wirken speziell während der
Stromkommutierung, um die Übertragung von hochfrequenten
Störungen auf das elektronische Vorschaltgerät
zu vermindern. Die Filterinduktivitäten werden durch Drosseln
realisiert, die hochspannungsfest sind und deren Isolierungen extrem
aufwändig und teuer sind.
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Diese
und andere bekannten Filterlösungen gegen hochfrequente
elektromagnetische Störungen aufgrund der Stromkommutierung
haben einen hohen Platzbedarf und sind im Vergleich zu den übrigen Komponenten
des Zündgeräts teuer. Außerdem ist die
Filterwirkung nicht in jedem Betriebfall ausreichend. Aufgrund des
hohen Platzbedarfs passen die Bauelemente der bekannten Filterlösungen
wegen ihrer Größe nicht in normierte Gehäuse
der Zündgeräte.
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Außerdem
kann mit den bekannten Filterlösungen eine Rückwirkung
auf das elektronische Vorschaltgerät bei Spannungsüberschlagen
im Filter nicht vermieden werden. Es besteht daher die Gefahr der
Zerstörung des elektronischen Vorschaltgeräts bei
Spannungsüberschlägen im Filter.
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Außerdem
können während der Zündung an den Anschlüssen
für den Anschluss der Betriebspannung hoher Spannungen
auftreten, die Spannungsüberschläge an der blendennahen
rückführenden Lampenleitung zur Folge haben. Diese
erzeugen elektromagnetische Störungen, die die Kraftfahrzeugelektronik
stören oder sogar zerstören können.
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Der
Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, ein Zündgerät
mit einem Filter vorzuschlagen, welches aus preiswerten Komponenten
hergestellt und möglichst platzsparend gestaltet werden kann.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass zwischen den beiden Anschlüssen für die Betriebsspannung
ein erstes Bauelement mit einer geringen Impedanz für eine
hochfrequente Spannung und einer hohen Impedanz für die
niederfrequente Betriebspannung aufweist. Eine zum Beispiel bei
Zünden entstehende hochfrequente Spannung zwischen den
Anschlüssen der Betriebspannung kann durch das erste Bauelement
abgeleitet werden, ohne dass das elektronische Vorschaltgerät Schaden
nimmt.
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Außerdem
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in Reihe
zu den Anschlüssen für die niederfrequente Betriebsspannung
je ein zweites Bauelement mit einer hohen Impedanz für
die hochfrequente Spannung und einer geringen Impedanz für
die niederfrequente Betriebsspannung angeordnet ist. Eine Übertragung
einer hochfrequenten Spannung auf die Anschlüsse für
die Betriebsspannung kann dadurch vermieden werden. Dagegen kann
der niederfrequente Betriebsstrom weitgehend ungehindert passieren.
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Schließlich
ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass in Reihe
zu dem Anschluss für die Zündhilfsspannung ein
drittes Bauelement mit einer hohen Impedanz für hochfrequente
Spannung aufweist, um hochfrequente Ströme in das elektronische
Vorschaltgerät zu vermeiden.
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Das
erste Bauelement mit der geringen Impedanz für die hochfrequente
Spannung und der hohen Impedanz für die niederfrequente
Spannung kann ein Kondensator sein, der nachfolgend um ihn von dem
bereits erwähnten ersten Kondensator unterscheiden zu können,
als zweiter Kondensator bezeichnet wird. Das erste Bauelement kann
aber auch durch das Bauelement zur Begrenzung gebildet sein, wozu
dann das Bauelement zur Begrenzung eine hohe Kapazität
hat. Das Bauelement zur Begrenzung kann eine Supressordiode sein.
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Die
zweiten Bauelemente können Drosseln sein. Es ist möglich,
dass die zweiten Bauelemente Chip Ferrite Beads sind.
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Beim
dritten Bauelement kann es sich um ein ohmsches Widerstandsbauelement
handeln. Das dritte Bauelement hat vorteilhaft einer geringen Impedanz
für die Zündhilfsspannung. Das dritte Bauelement
kann auch eine Drossel sein. Das dritte Bauelement kann ferner ein
Chip Ferrite Bead sein.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einem erfindungsgemäßen
Zündgerät und einem elektronischen Vorschaltgerät.
Die Anschlüsse für die niederfrequente Betriebspannung
und der Anschluss für die Zündhilfsspannung sind über
geschirmte Leitungen mit komplementären Anschlüssen
des elektronischen Vorschaltgeräts verbunden. Das erfindungsgemäße
Zündgerät und das Vorschaltgerät sind
geschirmt und die Schirmungen der Leitungen, des Zündgerät
und des Vorschaltgeräts sind miteinander verbunden. Erfindungsgemäß sind die
komplementären Anschlüsse des Vorschaltgeräts über
je einen Kondensator mit der Schirmung des Vorschaltgeräts
verbunden.
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Anhand
der beigefügten schematischen Schaltbilder wird die Erfindung
nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine
Anordnung aus einem ersten Beispiel für ein erfindungsgemäßes
Zündgerät und einem elektronischen Vorschaltgerät,
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2 ein
zweites Beispiel für ein erfindungsgemäßes
Zündgerät,
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3 ein
drittes Beispiel für ein erfindungsgemäßes
Zündgerät und
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4 ein
viertes Beispiel für ein erfindungsgemäßes
Zündgerät.
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Die
in 1 dargestellte Anordnung umfasst ein elektronisches
Vorschaltgerät EVG, an das über geschirmte Leitungen
W ein Zündgerät ZG angeschlossen ist. An das Zündgerät
ZG ist eine Gasentladungslampe GDL angeschlossen. Von dem elektronischen
Vorschaltgerät sind nur ausgangsseitige, d. h. dem Zündgerät
zugewandte Bauelemente dargestellt. Weitere Bauelemente des elektronischen Vorschaltgeräts
EVG sind nicht dargestellt. Das elektronische Vorschaltgerät
EVG ist grundsätzlich jedoch wie ein herkömmliches
elektronisches Vorschaltgerät aufgebaut. Ein Unterschied
im Aufbau des dargestellten elektronischen Vorschaltgeräts EVG
zu herkömmlichen elektronischen Vorschaltgeräten
ist allerdings, dass Anschlüsse UZH, X1, X2 auf der Ausgangsseite
des elektronischen Vorschaltgeräts EVG über jeweils
einen Kondensator C21, C22, C23 mit dem geschirmten Gehäuse
G des elektronischen Vorschaltgeräts verbunden sind. Die
Schirmung des elektronischen Gehäuses G ist im Übrigen auch
mit der Schirmung der geschirmten Leitungen W elektrisch leitend
verbunden.
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Auch
das Zündgerät ZG weist ein geschirmtes Gehäuse
G auf, dessen Schirmung mit der Schirmung der geschirmten Leitungen
W verbunden ist.
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Über
die Leitungen W wird dem Zündgerät über
die Anschlüsse UZH eine Zündhilfsspannung zugeführt.
Außerdem stellt das elektronische Vorschaltgerät
EVG über die Anschlüsse X1, X2 dem Zündgerät
ZG eine Betriebsspannung zur Verfügung, die benötigt
wird, um die Gasentladungslampe GDL zu betreiben.
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Von
der Betriebsspannung, die an den Anschlüssen X1, X2 des
Zündgeräts anliegt, wird ein Strom vom Anschluss
X1, über eine Drossel L1, der Sekundärseite eines
Transformators Tr1, die Gasentladungslampe GDL und eine Drossel
L2 zum Anschluss X2 getrieben. Dieser Strom liefert die für
den Betrieb der Gasentladungslampe nach dem Zünden notwendige
elektrische Energie. Parallel zu der Reihenschaltung aus der Sekundärseite
des Transformators Tr1 und der Gasentladungslampe GDL ist eine Suppressordiode
D1 als Mittel zur Begrenzung der Spannung über die Gasentladungslampe
und ein Kondensator C2 geschaltet. Der Kondensator C2 dient als
erstes Bauelement mit einer geringen Impedanz für einen
hochfrequenten Strom und einer hohen Impedanz für den niederfrequenten
Betriebsstrom. Der niederfrequente Betriebssstrom fließt
daher kaum oder nicht über den Kondensator C2.
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Die
Drosseln L1 und L2 bilden jeweils ein zweites Bauelement mit einer
hohen Impedanz für einen hochfrequenten Strom und einer
geringen Impedanz für den niederfrequenten Betriebsstrom,
so dass der die Gasentladungslampe GDL versorgende Strom ohne große
Verluste über die Drosseln L1, L2 geführt werden
kann. Ein Ansteigen der Spannung durch die Gasentladungslampe GDL
wird durch die Suppressordiode D1 verhindert.
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Zum
Zünden der Gasentladungslampe weist das Zündgerät
ZG einen Zündkreis auf, der über den Anschluss
UZH mit der Zündhilfsspannung versorgt wird. Die Zündhilfsspannung
liegt an einer Drossel L3 an, die mit ihrem dem Anschluss UZH entgegengesetzten
Anschluss mit einem Knoten verbunden ist, an den ein ohmscher Widerstand
R1, ein ersten Kondensator C1 und eine Reihenschaltung aus einer Funkenstrecke
FS1 und einer Primärspule des Transformators Tr1 angeschlossen
sind. Die jeweils zweiten Anschlüsse des ohmschen Widerstandselementes
R1, des ersten Kondensators C1 und der Reihenschaltung aus der Funkenstrecke
FS1 und der Primärseite des Transformators Tr1 sind ebenfalls
miteinander verbunden. Dieser zweite Knoten ist mit einem Knoten
verbunden, an den die Drossel L1, der Kondensator C2, die Suppressordiode
D1 und die Sekundärseite des Transformators Tr1 angeschlossen
sind.
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Die
Drossel L3 bildet ein Bauelement mit einer hohen Impedanz für
eine hochfrequente Spannung.
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In
dem Zündgerät wird im Zündkreis mittels der
Zündhilfsspannung auf bekannte Art und Weise ein Zündimpuls
erzeugt, der über den Transformator Tr1 auf die Gasentladungslampe
GDL übertragen wird. Beim Zündvorgang und beim
Betrieb der Gasentladungslampe GDL können Störungen
entstehen, die möglicherweise auf das elektronische Vorschaltgerät
EVG zurückwirken könnten, sofern nicht die Drosseln
L1 bis L3 und der Kondensator C2 vorgesehen wären. So werden
beispielsweise hochfrequente elektrische Störungen zwischen
den beiden Versorgungsleitungen, an die die Gasentladungslampe GDL
angeschlossen ist, durch den Kondensator C2 weitestgehend kurzgeschlossen.
Für die hochfrequenten Störungen stellt der Kondensator
C2 keine nennenswerte Impedanz bereit. Elektrische Störungen
zwischen den beiden Lampenversorgungsleitungen und der Zündhilfsspannung
werden im Zündgerät durch den Zündkondensator
C1 weitestgehend kurzgeschlossen. Dieses ist allerdings auch schon von
herkömmlichen Zündgeräten bekannt. Dagegen werden
Lampenstörungen, die beispielsweise durch die Stromkommutierung
entstehen, durch beide Kondensatoren C1 und C2 weitgehend kurzgeschlossen. Hochfrequente
Spannungen werden durch die Kondensatoren C1 und C2 abgeleitet.
Die Kondensatoren C1 und C2 können allerdings als Reststörquelle mit
sehr niedriger Impedanz angesehen werden. Diese niedrige Impedanz
hat bei herkömmlichen Anordnungen ohne die Drosseln L1,
L2, L3 zur Folge, dass weitere Entstörkondensatoren, wie
zum Beispiel C21, C22 und C23 im Ausgang des elektronischen Vorschaltgeräts
EVG nur geringe zusätzliche Wirkung zeigen. Wegen der geringen
Impedanz am Ausgang des elektronischen Vorschaltgeräts
EVG und am Eingang des Zündgeräts ZG fließt
bei abgeschirmten Leitungen zwischen dem elektronischen Vorschaltgerät
EVG und einem herkömmlichen Zündgerät über
die Schirmung ein verhältnismäßig großer
Störstrom, der an Stoßstellen, wie zum Beispiel
an Steckverbindungen ausgekoppelt und abgestrahlt wird. Die drei
Drosseln L1, L2, L3 des erfindungsgemäßen Zündgeräts
haben dagegen bei hohen Frequenzen eine hohe Impedanz. Es fließt
bei hohen Frequenzen daher nur noch ein kleiner Strom über
den Schirm. Entsprechend weniger Störungen werden an Verbindungsstellen
oder Stoßstellen im Schirm ausgekoppelt und abgestrahlt.
Wegen der hohen Impedanz, die über die Drosseln L1, L2,
L3 erreicht wird, können auch die Kondensatoren C21, C22
und C23 im EVG besonders gut wirken.
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Das
in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel für
ein erfindungsgemäßes Zündgerät
unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten
lediglich dadurch, dass anstelle der Drossel L3 als drittes Bauelement
ein ohmsches Widerstandsbauelement R2 eingesetzt wird. Ein derartiges
ohmsches Widerstandsbauelement kann bei hinreichender Dimensionierung
eine gleiche Wirkung zeigen, wie die Drossel L3.
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Das
Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet
sich von dem Beispiel gemäß 2 durch
den Wegfall des Kondensators C2. In der dargestellten Ausführung
gemäß der 3 wird stattdessen
eine Suppressordiode mit einer bei hohen Frequenzen hinreichend
geringen Impedanz gewählt. D. h., dass die Suppressordiode
eine hohe Eigenkapazität hat, die ausreichend ist, um den
Kondensator C2, wie er in der 1 dargestellt
ist, zu ersetzen. Außerdem ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 die
Drossel L3 durch den ein Widerstandsbauelement R2 ersetzt.
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Das
Ausführungsbeispiel gemäß 4 entspricht
weitgehend dem Ausführungsbeispiel gemäß 3,
wobei jedoch anstelle des ohmschen Widerstandbauelements R2 die
Drossel L3 am Eingang für die Zündhilfsspannung
beibehalten worden ist, so wie es aus der 1 bekannt
ist.
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- W
- geschirmte
Leitungen
- EVG
- elektronisches
Vorschaltgerät
- GDL
- Gasentladungslampe
- UZH
- Anschlüsse
für die Zündhilfsspannung
- X1,
X2
- Anschlüsse
für die Betriebsspannung
- C1
- erster
Kondensator
- C2
- zweiter
Kondensator
- C21
- Kondensator
im Ausgang des EVG
- C22
- Kondensator
im Ausgang des EVG
- C23
- Kondensator
im Ausgang des EVG
- G
- geschirmtes
Gehäuse
- L1
- Drossel
des Filters
- L2
- Drossel
des Filters
- L3
- Drossel
des Filters
- R1
- ohmscher
Widerstand
- R2
- ohmscher
Widerstand des Filters
- D1
- Suppressordiode
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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