DE19646861C1

DE19646861C1 - Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe

Info

Publication number: DE19646861C1
Application number: DE19646861A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinrich Preis; Robert Kern
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: WO1998021920A1; JP2000503469A; EP0875129B1; ES2142692T3; US6078149A; EP0875129A1; KR19990077118A; DE59701000D1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE 42 18 647 A1 ist eine Hochspannungs-Entladungslampeneinrichtung bekannt. Hierbei wird die Ausgangsspannung des Aufwärts-Gleichspannungs-Wandlers der Hochspannungs-Entladungslampe mit abwechselnd umgeschalteten Polaritäten zugeführt. An der Gasentladungslampe liegt somit eine Spannung an, die rechteckförmig zwischen dem positiven und negativen Wert der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers abwechselt. Bei einer gleichbleibenden Frequenz der Polaritätsumkehr ergibt sich somit ein Mittelwert der an der Gasentladungslampe anliegenden Spannung, der dem Bezugspotential entspricht. Ist die Gasentladungslampe in einem Gehäuse untergebracht, das ebenfalls auf diesem Bezugspotential liegt, stellt sich keine Potentialdifferenz ein, die schädliche Ionenwanderungen in der Lampe unterbindet.

In der DE 41 41 804 C1 ist zur Erzeugung einer Potentialdifferenz zwischen Gasentladungslampe und Umgebung ein Teil vorgesehen, das auf ein im Vergleich zur Gasentladungslampe positives Potential gelegt wird. Diese Anordnung ist jedoch mit zusätzlichem fertigungstechnischen Aufwand verbunden.

Aus der gattungsbildenden WO 89/08880 ist eine elektronische Ansteuerschaltung für eine Entladungslampe bekannt. Ein AC-DC-Konverter versorgt die Ansteuerschaltung mit positivem und negativem Potential deren Beträge gleich groß sind. Diese Potentiale werden alternierend lediglich über einen ersten Anschluß der Gasentladungslampe zugeführt, während der zweite Anschluß ständig auf Bezugspotential liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe anzugeben, die eine hohe Lebensdauer der Gasentladungslampe ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Ein Gleichspannungswandler wandelt eine auf ein Bezugspotential bezogene Eingangsspannung in zwei vom Bezugspotential verschiedene Ausgangspotentiale um, die sich dadurch auszeichnen, daß ihre Beträge unterschiedlich groß sind. Ein solcher bipolarer Gleichspannungswandler weist einige spezifische Vorteile auf, die beispielsweise darin bestehen, daß aufgrund günstigerer Spannungsaufteilungen die Anforderungen an die elektronischen Bauteile abnehmen. So können Leistungsschalter oder Dioden geringerer Spannungsfestigkeit Verwendung finden. Darüber hinaus stellt sich bei wechselweiser Ansteuerung der Gasentladungslampe mit den beiden Ausgangspotentialen ein mittleres Potential ein, das von dem Bezugspotential abweicht. Die so entstehende Potentialdifferenz wirkt sich insofern positiv auf die Lebensdauer der Gasentladungslampe aus, als sie Wechselwirkungen der Gasionen mit dem Lampenkörper vermindert. Ionendiffusionen in den Lampenkörper lassen sich reduzieren.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen möglich. Eine zweckmäßige Verbesserung sieht vor, daß eine erste Ausgangsspannung, die das erste Ausgangspotential auf das Bezugspotential bezieht, unterschiedliche Polarität besitzt wie eine zweite Ausgangsspannung, die das zweite Ausgangspotential auf das Bezugspotential bezieht. Bei gleichdauernder wechselweiser Ansteuerung der Gasentladungslampe stellt sich eine mittlere Ausgangsspannung ein, deren Wert vom Bezugspotential verschieden ist.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Gasentladungslampe in einem Gehäuse untergebracht wird, dessen Potential auf dem Bezugspotential liegt. Zwischen dem Gehäuse und der Gasentladungslampe wird somit eine Potentialdifferenz aufgebaut, die - wie bereits ausgeführt - Ionenwanderungen reduziert.

Bevorzugte Verwendung findet die Gasentladungslampe in einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs.

Zeichnung

Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels sowie Fig. 2 einen typischen Spannungsverlauf an einer Gasentladungslampe.

Eine auf ein Bezugspotential 12 bezogene Eingangsspannung 11 wird durch einen Gleichspannungswandler 10 in zwei Ausgangspotentiale umgewandelt, die an einer ersten Ausgangsklemme 21 und an einer zweiten Ausgangsklemme 22 abgegriffen werden können. Wird das erste Ausgangspotential an der ersten Ausgangsklemme 21 abgegriffen und auf das Bezugspotential 12 bezogen, so erhält man die erste Ausgangsspannung 23, das an der zweiten Ausgangsklemme 22 abgegriffene zweite Ausgangspotential auf das Bezugspotential 12 bezogen ergibt die zweite Ausgangsspannung 24. Die beiden Ausgangspotentiale werden einer Ansteuerschaltung 15 zugeführt, die wiederum eine Gasentladungslampe 16 versorgt.

Der zeitliche Verlauf einer Lampenspannung 26, wie er sich an der Gasentladungslampe 16 einstellen könnte, schwankt in zeitlich gleichbleibenden Abständen zwischen der ersten Ausgangsspannung 23 und der zweiten Ausgangsspannung 24. Hierbei stellt sich ein Mittelwert 25 dieser Lampenspannung 26 ein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe 16 arbeitet folgendermaßen:
Der Gleichspannungswandler 10 wandelt die auf das Bezugspotential 12 bezogene Eingangsspannung 11 in eine bipolare Ausgangsspannung um. Als Eingangsspannung 11 dient beispielsweise eine einer Batterie entnommene Gleichspannung. Als bipolarer Gleichspannungswandler 10 wird in diesem Zusammenhang ein Gleichspannungswandler 10 verstanden, der die auf das Bezugspotential 12 bezogene Eingangsspannung 11 in zwei Ausgangspotentiale umwandelt, die vom Bezugspotential 12 verschieden sind. Solche Gleichspannungswandler 10 sind aus der einschlägigen Fachliteratur bekannt. Eintakt-Sperrwandler oder Eintakt-Durchflußwandler können ebenso Verwendung finden wie beispielsweise Gegentakt-Wandler, bei denen eine transformatorische Potentialtrennung erfolgt. Neben einer transformatorischen Potentialtrennung könnte ein zweites vom Bezugspotential 12 verschiedenes Ausgangspotential auch dadurch erreicht werden, daß der primärseitig fließende Strom des Transformators über eine Diode und einem Glättungskondensator der ersten Ausgangsklemme 21, während der sekundärseitig fließende Strom der zweiten Ausgangsklemme 22 zugeführt wird.

Diese beiden vom Bezugspotential 12 verschiedenen Ausgangspotentiale bilden die Eingangsgrößen der Ansteuerschaltung 15. Diese sorgt dafür, daß der Gasentladungslampe 16 ein Wechselstrom zugeführt wird, da im Gleichstrom die Lebensdauer der Gasentladungslampe 16 stark beeinträchtigt würde. Die Ansteuerschaltung 15 kann beispielsweise aus einer H-Brücke bestehen, in deren Diagonale die Gasentladungslampe 16 liegt. Durch geeignete Ansteuerung der vier Leistungsschalter wird immer abwechselnd das erste und das zweite Ausgangspotential an die Anschlüsse der Gasentladungslampe 16 gelegt. Die Taktung im Ausführungsbeispiel erfolgt gleichbleibend. Dann ist gewährleistet, daß sich ein Mittelwert 25 einstellt, dessen Potential unterschiedlich ist zum Bezugspotential 12. Ebenso ist eine getaktete Umpolschaltung denkbar.

Die Ansteuerschaltung 15 bewirkt einen rechteckförmigen Verlauf der Lampenspannung 26 gemäß Fig. 2. Die erste und zweite Ausgangsspannung 23, 24 liegen abwechselnd mit der gleichen Zeitdauer an der Gasentladungslampe 16 an. Der Mittelwert 25 ließe sich ebenso durch unterschiedliche Zeitdauern der Ansteuerung bezüglich des ersten und zweiten Ausgangspotentials realisieren. Damit erhöht sich jedoch der Aufwand für die Ansteuerung.

Die Gasentladungslampe 16 läßt sich insbesondere bei Kraftfahrzeugen einsetzen. Wird die Lampenfassung oder das Gehäuse der Gasentladungslampe 16 auf die Gerätemasse gelegt, so entsteht die gewünschte Potentialdifferenz. Der negative Mittelwert 25 bezogen auf die Gerätemasse verhindert die unerwünschten Ionenwanderungen.

Claims

1. Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe (16), mit einem Gleichspannungswandler (10), der eine auf ein Bezugspotential (12) bezogene Eingangsspannung (11) in zumindest zwei vom Bezugspotential (12) verschiedene Ausgangspotentiale umwandelt, und mit einer Ansteuerschaltung (15), die die Ausgangspotentiale des Gleichspannungswandlers (10) abwechselnd an die Gasentladungslampe (16) anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Beträge der beiden Ausgangspotentiale unterschiedlich groß sind, und daß die Ansteuerschaltung (15) beide Anschlüsse der Gasentladungslampe (16) mit wechselnder Polung mit jeweils einem der beiden Ausgangspotentiale beaufschlagt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Ausgangsspannung (23), die das erste Ausgangspotential auf das Bezugspotential (12) bezieht, unterschiedliche Polarität besitzt wie eine zweite Ausgangsspannung (24), die das zweite Ausgangspotential auf das Bezugspotential (12) bezieht.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungslampe (16) in einem Gehäuse untergebracht ist, dessen Potential auf dem Bezugspotential (12) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungslampe (16) in einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.