DE19543851A1

DE19543851A1 - Circuit for igniting a high pressure gas discharge lamp

Info

Publication number: DE19543851A1
Application number: DE1995143851
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Kern
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-05-28
Also published as: WO1997020452A1

Abstract

A voltage supply circuit (1) supplies a direct voltage (U1) to generate the firing voltage for a high-pressure gas discharge lamp (7), to be used in particular in the headlights of motor vehicles. A capacitor (2) is slowly charged as soon as a voltage (U1) is applied thereto because of the high inner resistance of the voltage supply circuit. A coil (3) and a second capacitor (4), which form an oscillating circuit, are connected in series by a switching element (5) to the voltage supply circuit. A high ohmic resistance (6) is connected in parallel to the second capacitor. The high-pressure gas discharge lamp (7) is connected to the connection point between the coil and the second capacitor. According to the basic principle of the present invention, the required firing voltage is generated by connecting in series a direct voltage and an alternating voltage.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zum Zünden einer Hochdruck-Gasentladungslampe, welche insbesondere für den Einsatz in Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen vorgesehen ist, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention is based on a circuit for igniting a High pressure gas discharge lamp, which is particularly suitable for use is provided in headlights of motor vehicles in the Preamble of claim 1 defined genus.

Für die Zündung von Gasentladungslampen, insbesondere von Hochdruck-Gasentladungslampen sind generell hohe Zündspannungen notwendig. Um diese hohen Spannungen bereitzustellen sind sogenannte Impulszünder und Resonanzzünder allgemein bekannt.For the ignition of gas discharge lamps, in particular High-pressure gas discharge lamps are generally high ignition voltages necessary. To provide these high voltages so-called pulse detonators and resonance detonators are generally known.

Ein Beispiel für einen Impulszünder ist aus der DE 40 17 415 C2 bekannt. Bei dieser bekannten Zündvorrichtung ist ein Zündtransformator vorgesehen, dessen Primärwicklung ein Zündimpuls zugeführt wird. Die Sekundärwicklung transformiert diesen Zündimpuls auf diejenige Spannung hoch, die zum Zünden der Lampe notwendig ist. Auf der Primärseite ist ein Kondensator parallel zu der Reihenschaltung der Primärwicklung und eines steuerbaren Schalters, der durch einen gesteuerten Thyristor gebildet wird, angeordnet. Dieser Kondensator wird zum Zünden auf eine zu diesem Zeitpunkt dann anliegende und wirksame Spannung von eine Spannungsversorgungsschaltung aufgeladen. Bei Erreichen einer bestimmten Spannung wird der steuerbare Schalter durchgeschaltet und der Kondensator zur Abgabe des Zündimpulses entladen.An example of a pulse igniter is from DE 40 17 415 C2 known. In this known ignition device is a Ignition transformer provided, the primary winding Ignition pulse is supplied. The secondary winding is transforming this ignition pulse to the voltage required to ignite the Lamp is necessary. There is a capacitor on the primary side parallel to the series connection of the primary winding and one controllable switch by a controlled thyristor is formed, arranged. This capacitor will turn on an effective voltage then present at this point in time charged by a power supply circuit. When reached a controllable switch becomes a certain voltage switched through and the capacitor for delivering the ignition pulse unload.

Bei dieser bekannten Zündvorrichtung ist die gesamte Zündenergie und die in der kritischen Phase der Überleitung der Hochdruck-Gasentladungslampe vom Zünd- in den Brennbetrieb notwendige Energie von einem einzigen Kondensator aufzubringen. Dieser muß zum einem daher auf ein sehr hohes Spannungsniveau aufladbar sein und zum anderen die notwendige Kapazität aufweisen. Dies macht ein teures und aufwendiges Bauteil nötig, welches außerdem erheblichen Raumbedarf erfordert. Weiterhin ist bei dieser bekannten Zündvorrichtung der schaltungsmäßige Aufwand für die Überwachung der Spannung des Kondensators erheblich, um zum gewünschten Zeitpunkt den Thyristor zur Einleitung der Abgabe des Zündimpulses durch Entladung des Kondensators durchzuschalten.In this known ignition device, the total ignition energy and in the critical phase of the transition of the High pressure gas discharge lamp necessary from the ignition to the burning mode Applying energy from a single capacitor. This must on the one hand, therefore, be able to be charged to a very high voltage level and on the other hand have the necessary capacity. This does an expensive and complex component necessary, which also requires considerable space. Furthermore, this one known ignition device the circuit complexity for Monitoring the voltage of the capacitor significantly to desired time the thyristor to initiate the delivery of the Switch on the ignition pulse by discharging the capacitor.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Schaltung zum Zünden einer Hochdruck-Gasentladungslampe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil der Aufteilung der Zündspannung in zwei Teilspannungen, so daß von jeder der in Reihe geschalteten Teilschaltung nur noch ein Teil der Gesamtspannung aufzubringen ist. Dadurch sind kostengünstigere Bauelemente verwendbar. Darüber hinaus entfällt der zum Hochtransformieren der Primärspannung erforderliche Zündtransformator.The circuit according to the invention for igniting a high-pressure gas discharge lamp with the characteristic features of the Claim 1 has the advantage of dividing the Ignition voltage in two partial voltages, so that each of the in Series connected subcircuit only part of the Total tension is to be applied. This makes them cheaper Components can be used. In addition, the Step up the primary voltage required Ignition transformer.

Gemäß der Erfindung wird dies prinzipiell dadurch erreicht, daß die für die Zündung notwendige Zündspannung durch Überlagerung einer Gleichspannung und einer Wechselspannung generierbar ist. According to the invention, this is principally achieved in that the ignition voltage necessary for the ignition by superposition a DC voltage and an AC voltage can be generated.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Wechselspannung eine Impuls- oder eine periodische Spannung sein.In an advantageous embodiment of the invention, the AC voltage can be a pulse or a periodic voltage.

Entsprechend einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird die Gleichspannung von dem ladbaren Kondensator aufgebracht, wobei dieser Anteil etwa die Hälfte der notwendigen Zündspannung ausmacht.According to a particularly expedient embodiment of the Invention is the DC voltage from the chargeable capacitor applied, this proportion about half of the necessary Ignition voltage.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ein Schwingkreis, bestehend aus einer Spule und einem Kondensator, vorgesehen, der zwischen dem ladbaren Kondensator und dem Schaltelement angeordnet ist, und der bei dem Durchschalten des Schaltelementes angeregt wird, wodurch der Wechselspannungsteil der Zündspannung, vorzugsweise etwa die Hälfte der notwendigen Zündspannung, generiert wird.In an advantageous development of the invention, a Resonant circuit, consisting of a coil and a capacitor, provided between the chargeable capacitor and the Switching element is arranged, and when switching the Switching element is excited, causing the AC voltage part the ignition voltage, preferably about half of the necessary Ignition voltage is generated.

In zweckmäßiger Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung ist parallel zum Kondensator des Schwingkreises ein hochohmiger Widerstand vorgesehen.In an expedient embodiment of this development of the invention is a high impedance parallel to the capacitor of the resonant circuit Resistance provided.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Spannungsversorgungsschaltung einen hohen Innenwiderstand aufweist.Another advantageous embodiment of the invention provides that the power supply circuit has a high internal resistance having.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:The invention is based on one shown in the drawing Exemplary embodiment in the following description explained. It shows:

Fig. 1 schematisch eine Schaltung gemäß der Erfindung. Fig. 1 shows schematically a circuit according to the invention.

Description of the embodiment

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung ist schematisch in Fig. 1 anhand eines Prinzipschaltbildes dargestellt. Eine Spannungsversorgungsschaltung 1 liefert eine Gleichspannung U₁. Ein Kondensator 2 wird, sobald die Spannung U₁ an ihn angelegt ist, aufgrund des hohen Innenwiderstandes der Spannungsversorgungsschaltung 1 langsam auf diese Spannung aufgeladen. Eine Spule 3 und ein zweiter Kondensator 4, die einen Schwingkreis bilden, sind in Reihe mit einem Schaltelement 5 an die Klemmen der Spannungsversorgungsschaltung 1 angeschlossen. Parallel zu dem zweiten Kondensator 4 ist ein hochohmiger Widerstand 6 angeordnet. Am Verbindungspunkt von Spule 3 und zweitem Kondensator 4 ist eine Hochdruck-Gasentladungslampe 7 angeschlossen.An exemplary embodiment of the circuit according to the invention is shown schematically in FIG. 1 using a basic circuit diagram. A voltage supply circuit 1 supplies a DC voltage U₁. As soon as the voltage U 1 is applied to it, a capacitor 2 is slowly charged to this voltage due to the high internal resistance of the voltage supply circuit 1 . A coil 3 and a second capacitor 4 , which form an oscillating circuit, are connected in series with a switching element 5 to the terminals of the voltage supply circuit 1 . A high-resistance resistor 6 is arranged in parallel with the second capacitor 4 . A high-pressure gas discharge lamp 7 is connected to the connection point of coil 3 and second capacitor 4 .

Das vorliegender Erfindung zugrunde liegende Prinzip besteht darin, die notwendige Zündspannung durch eine Serienschaltung einer Gleichspannung, im dargestellten Beispiel die Spannung U₁ der Spannungsversorgungsschaltung 1, und einer Wechselspannung zu erzeugen. Die Wechselspannung kann dabei eine Impulsspannung oder eine periodische Spannung sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Wechselspannung durch den aus Spule 3 und zweitem Kondensator 4 gebildeten Schwingkreis aufgebracht. Durch diese Serienschaltung zweier Teilschaltungen, Gleichspannungsquelle und Schwingkreis als Wechselspannungsquelle, muß jede Spannungsquelle für sich nur einen Teil der notwendigen Zündspannung, beispielsweise die Hälfte, erzeugen.The principle underlying the present invention is to generate the necessary ignition voltage by means of a series connection of a DC voltage, in the example shown the voltage U 1 of the voltage supply circuit 1 , and an AC voltage. The AC voltage can be a pulse voltage or a periodic voltage. In the exemplary embodiment shown, the alternating voltage is applied by the resonant circuit formed from coil 3 and second capacitor 4 . This series connection of two subcircuits, DC voltage source and resonant circuit as AC voltage source, means that each voltage source only has to generate part of the necessary ignition voltage, for example half.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist folgende. Die Spannungsversorgungsschaltung 1 als Gleichspannungsquelle erzeugt mit der Spannung U₁ beispielsweise die Hälfte der nötigen Zündspannung. Aufgrund des hohen Innenwiderstandes der Spannungsversorgungsschaltung 1 lädt sich der Kondensator 2 langsam auf. Da der zweite Kondensator 4 durch den hochohmigen Widerstand 6 überbrückt wird, baut sich die gleiche Spannung U₁ auch am Schaltelement 5 auf. Dieses Schaltelement 5 kann eine Funkenstrecke oder ein äquivalentes Bauelement sein, das bei Erreichen einer bestimmten Spannung leitend wird und durchschaltet. Sobald die Durchbruchspannung des Schaltelementes 5 erreicht ist, wird es schlagartig niederohmig. Dadurch wird der aus Spule 3 und zweitem Kondensator 4 gebildete Schwingkreis angeregt, die Wechselspannung generiert und zusätzlich zur Gleichspannung zur Verfügung gestellt. Somit schwingt die Spannung an der Hochdruck-Gasentladungslampe 7 von Null auf die doppelte Spannung von U₁. Erreicht diese Spannung die Durchbruchsspannung der Hochdruck-Gasentladungslampe 7 wird diese gezündet.The operation of the circuit shown in Fig. 1 is as follows. The voltage supply circuit 1 as a DC voltage source generates, for example, half the necessary ignition voltage with the voltage U 1 . Due to the high internal resistance of the voltage supply circuit 1 , the capacitor 2 slowly charges. Since the second capacitor 4 is bridged by the high-resistance resistor 6 , the same voltage U 1 also builds up on the switching element 5 . This switching element 5 can be a spark gap or an equivalent component that becomes conductive and switches through when a certain voltage is reached. As soon as the breakdown voltage of the switching element 5 is reached, it suddenly becomes low-resistance. As a result, the resonant circuit formed from coil 3 and second capacitor 4 is excited, the AC voltage is generated and made available in addition to the DC voltage. Thus, the voltage on the high-pressure gas discharge lamp 7 swings from zero to twice the voltage of U₁. If this voltage reaches the breakdown voltage of the high-pressure gas discharge lamp 7 , it is ignited.

Die Erfindung erlaubt es in vorteilhafter Weise, daß durch die Serienschaltung zweier Teilschaltungen jede nur noch einen Teil der notwendigen Gesamtspannung für die Zündung einer Hochdruck-Gasentladungslampe aufbringen muß.The invention advantageously allows that by Series connection of two subcircuits each only one part the total voltage required to ignite a High pressure gas discharge lamp must apply.

Claims

1. Circuit for igniting a high-pressure gas discharge lamp ( 7 ), which is intended in particular for use in headlights of motor vehicles, with a voltage supply circuit ( 1 ), a chargeable capacitor ( 2 ) and a switching element ( 5 ), which is reached when a specific one is reached Voltage initiates the discharge of the capacitor ( 2 ), characterized in that the ignition voltage necessary for the ignition can be generated by superimposing a direct voltage and an alternating voltage.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the AC voltage a pulse or periodic voltage can be.

3. A circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the DC voltage (U₁) from the chargeable capacitor ( 2 ) is applied, this portion making up about half of the necessary ignition voltage.

4. Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that an oscillating circuit consisting of a coil ( 2 ) and a capacitor ( 4 ) is provided, which is arranged between the chargeable capacitor ( 2 ) and the switching element ( 5 ), and the when the switching element ( 5 ) is switched on, whereby the alternating voltage part of the ignition voltage, preferably approximately half of the necessary ignition voltage, is generated.

5. A circuit according to claim 4, characterized in that a high-resistance resistor ( 6 ) is provided in parallel with the capacitor ( 4 ) of the resonant circuit.

6. Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage supply circuit ( 1 ) has a high internal resistance.