DE19843643A1

DE19843643A1 - Zündschaltung für Entladungslampe

Info

Publication number: DE19843643A1
Application number: DE19843643A
Authority: DE
Inventors: Masayasu Yamashita; Atsushi Toda
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: DE19843643B4; JPH1197195A; US6034487A

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Entladungslampen und insbesondere eine Zündschaltung, mit der eine Ver schlechterung der Zündeigenschaft einer Entladungslampe aufgrund einer Änderung der Versorgungsspannung verhin dert wird und ein gleichmäßiges Zünden der Entladungs lampe sichergestellt ist.

Eine bekannte Zündschaltung für Entladungslampen, die eine Metall-Halogen-Lampe enthalten, umfaßt beispiels weise eine Gleichstromversorgungsschaltung, die die Eingangsspannung von einer Gleichstromversorgung auf eine vorgegebene Spannung erhöht, einen Wechselrichter, der die von der Gleichstromversorgungsschaltung aus gegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung umsetzt und diese Wechselspannung an eine Entladungslampe anlegt, sowie eine Zündschaltung, die zum Zeitpunkt des Zündens der Entladungslampe einen Hochspannungs-Zündimpuls erzeugt.

Die herkömmliche Zündschaltung besitzt jedoch den Nach teil, daß bei einer sich ändernden Versorgungsspannung (z. B. bei einem anomalen Abfall der Versorgungsspannung) die Zündeigenschaft einer Entladungslampe so weit ver schlechtert wird, daß das Zünden der Entladungslampe schwierig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entla dungslampe zu schaffen, die selbst bei einer sich ändern den Versorgungsspannung eine ausgezeichnete Zündeigen schaft besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zündschaltung für eine Entladungslampe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist der Zeitverlauf, mit dem der Zündim puls an eine Entladungslampe angelegt wird, genau festge legt, wobei die Resonanz der Spule und des Kondensators, die in der Eingangsstufe der Gleichstromversorgungsschal tung vorgesehen sind, einen starken Abfall der Eingangs spannung in die Gleichstromversorgungsschaltung zum Zeitpunkt des Zündens der Entladungslampe unterdrücken kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 einen Blockschaltplan zur Erläuterung des Grund aufbaus einer Zündschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus des wesentlichen Schaltungsabschnitts der Erfin dung;

Fig. 3 einen Graphen zur Erläuterung eines Abfalls der Eingangsspannung;

Fig. 4 einen Graphen zur Erläuterung der Änderungen der Eingangsspannung und des Eingangsstroms, wenn eine Entladungslampe während der Spannungserhö hungsoperation einer Gleichstromversorgungsschal tung gezündet wird, sowie in Verbindung mit Fig. 5 zur Erläuterung des Resonanzeffekts;

Fig. 5 einen Graphen zur Erläuterung der Änderungen der Eingangsspannung und des Eingangsstroms, wenn eine Entladungslampe gezündet wird, nachdem die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschal tung auf eine vorgegebene Spannung angehoben wor den ist;

Fig. 6 einen Schaltplan zur Darstellung eines wesentli chen Abschnitts eines beispielhaften Schaltungs aufbaus;

Fig. 7 einen Graphen zur Erläuterung von Änderungen der Eingangsspannung und des Eingangsstroms zum Zeit punkt des Zündens einer Entladungslampe, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschal tung in der Schaltung von Fig. 6 einen vorgegebe nen Wert erreicht;

Fig. 8 einen Graphen zur Erläuterung von Änderungen der Eingangsspannung und des Eingangsstroms, wenn eine Entladungslampe gezündet wird, nachdem die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschal tung in der Schaltung von Fig. 6 einen vorgegebe nen Wert erreicht hat;

Fig. 9 einen Schaltplan zur Darstellung des wesentlichen Abschnitts eines weiteren beispielhaften Schal tungsaufbaus;

Fig. 10 einen Schaltplan zur Darstellung eines wesentli chen Abschnitts einer beispielhaften Schaltung, die so beschaffen ist, daß sie von einem Wechsel richter Leistung an eine Zündeinrichtung liefert;

Fig. 11 einen Schaltplan zur Darstellung eines wesentli chen Abschnitts eines weiteren Beispiels des Schaltungsaufbaus;

Fig. 12 einen Graphen zur Erläuterung des Anstiegs der Ladespannung eines Kondensators, der ein Bestand teil der Zündeinrichtung ist; und

Fig. 13 einen Graphen zur Erläuterung des Sperrens des Haltestroms, wenn in der Zündeinrichtung als Schaltelement ein Thyristor verwendet wird.

Fig. 1 zeigt den Grundaufbau einer Zündschaltung 1 gemäß der Erfindung. Diese Zündschaltung 1 enthält eine Strom versorgung 2, eine Gleichstromversorgungsschaltung 3, einen Wechselrichter 4, eine Zündeinrichtung 5 und eine Steuereinrichtung 6.

Die von der Stromversorgung 2 gelieferte Eingangsspannung wird an die Gleichstromversorgungsschaltung 3 über eine Spule 7 und einen Kondensator 8 angelegt, die in der Eingangsstufe der Gleichstromversorgungsschaltung 3 vorgesehen sind. Die Eingangsspannung wird durch diese Schaltung 3 erhöht. Die Gleichstromversorgungsschaltung 3 kann einen Wechselrichter (oder einen Schaltregler) unterschiedlichen Typs, etwa des Zerhackertyps, des Rücklauftyps oder des Vorwärtstyps, enthalten.

Der Wechselrichter 4, der sich in der der Gleichstromver sorgungsschaltung 3 nachfolgenden Stufe befindet, setzt die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 in eine Wechselspannung (mit Rechtecksignalform, Si nussignalform oder dergleichen) um und legt die Wechsel spannung an eine Entladungslampe 11 an. Ein Beispiel eines Wechselrichters 4 ist eine Brückenschaltung, die mehrere Paare Halbleiterschaltungselemente verwendet.

Die Zündeinrichtung 5 erzeugt einen Hochspannungs-Zündim puls und legt den Impuls an die Entladungslampe 11 an. Beispielsweise besitzt die Zündeinrichtung 5 ein Schalt element, einen Kondensator und einen Impulstransformator. Der Kondensator wird mit der Spannung von der Gleich stromversorgungsschaltung 3 oder vom Wechselrichter 4 geladen. Wenn die Anschlußspannung des Kondensators einen vorgegebenen Wert erreicht, arbeitet das Schaltelement, um den Zündimpuls für die Entladungslampe 11 zu erzeugen und anzulegen.

Die Steuereinrichtung 6 bewirkt an der Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 eine variable Steuerung entsprechend einem Erfassungssignal, das die Lampenspannung oder den Lampenstrom der Entladungslampe 11 angibt, die bzw. der von einer Erfassungseinrichtung 9 erfaßt worden sind, oder entsprechend einem äquivalenten Signal, das ein Erfassungssignal ist, das die Ausgangs spannung oder den Ausgangsstrom der Gleichstromversor gungsschaltung 3 angibt, der von einer Erfassungseinrich tung 10 erfaßt worden ist. Diese Steuereinrichtung 6 kann ein bekanntes Steuersystem wie etwa eine PWM-Steuerung (Impulsbreitenmodulationssteuerung) verwenden.

Während der Periode zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der von der Zündeinrichtung 5 erzeugte Zündimpuls an die Entladungslampe 11 angelegt wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Entladungslampe 11 gezündet wird, führt die Steuereinrichtung 6 eine Steuerung aus, durch die die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 unter einer lastfreien Bedingung auf eine vorgegebene Spannung (offene Spannung) erhöht wird.

Die Entladungslampe 11 ist mit Ausgangsanschlüssen 12 und 12' der Zündschaltung 1 verbunden.

Fig. 2 zeigt den wesentlichen Abschnitt der Zündschaltung 1 in Form eines Ersatzschaltbildes. Die Spannungserhö hungsoperation der Gleichstromversorgungsschaltung 3 ist durch den EIN/AUS-Zustand eines Schalters SW1 darge stellt, während der Zündstatus der Entladungslampe 11 durch den EIN/AUS-Status eines Schalters SW2 dargestellt ist. Die Spule 7 ist mit einem Ende an den positiven Pol einer Konstantspannungsquelle 2a angeschlossen und mit dem anderen Ende über einen Kondensator 8 an den negati ven Pol der Konstantspannungsquelle 2a angeschlossen. Die Gleichstromversorgungsschaltung 3, die durch eine Serien schaltung aus dem Schalter SW1 und einem Widerstand R1 gebildet ist, ist in der nachfolgenden Stufe zum Konden sator 8 parallelgeschaltet. Die Entladungslampe 11, die durch eine Serienschaltung aus dem Schalter SW2 und einem Widerstand R2 gebildet ist, ist in der der Gleichstrom versorgungsschaltung 3 nachfolgenden Stufe zum Kondensa tor 8 parallelgeschaltet.

Der EIN-Zustand des Schalters SW1 bedeutet, daß die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 den Zustand offener Spannung noch nicht erreicht hat, während der AUS-Zustand des Schalters SW1 bedeutet, daß die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 den Zustand offener Spannung aufgrund der Spannungsan hebungsoperation erreicht hat. Der EIN- Zustand des Schalters SW2 bedeutet, daß die Entladungslampe 11 gezün det wird, während der AUS-Zustand des Schalters SW2 bedeutet, daß die Entladungslampe 11 noch nicht gezündet worden ist (was mit dem obenerwähnten lastfreien Zustand äquivalent ist).

Gemäß der Erfindung wird zu dem Zeitpunkt, zu dem der von der Zündeinrichtung 5 erzeugte Zündimpuls an die Entla dungslampe 11 angelegt wird, um diese zu zünden, die Resonanz der Spule 7 und des Kondensators 8 dazu verwen det, eine Änderung der Eingangsspannung in die Zündschal tung 1 zu unterdrücken. Falls eine solche Resonanz nicht verwendet wird, wenn die Entladungslampe 11 zum Zeitpunkt t = t2on gezündet wird, steigt der Eingangsstrom (Iin) in die Gleichstromversorgungsschaltung 3 von null ausgehend an, während die Eingangsspannung (Vin) in die Gleich stromversorgungsschaltung 3 abfällt, wie in Fig. 3 ge zeigt ist. Wenn der Spannungsabfall ΔV groß ist, kann der Zündstatus der Entladungslampe 11 instabil werden.

Hingegen kann die Resonanz der Spule 7 und des Kondensa tors 8 die folgenden Vorteile schaffen:

(I) die Größe des Abfalls der Eingangsspannung zum Zeitpunkt des Zündens der Entladungslampe kann redu ziert werden;
(II) die Eingangsspannung beim Zünden der Entladungslampe nach dem Erreichen des Zustandes offener Spannung durch die Ausgangsspannung der Gleichstromversor gungsschaltung steigt vorübergehend an.

Was den in (I) beschriebenen Vorteil betrifft, so steigt der Eingangsstrom Iin (der durch die Spule 7 fließende Strom), der konstant gewesen ist, dann, wenn der Schalter SW1 geschlossen ist (während der Spannungsanhebungsopera tion) und der Schalter SW2 geschlossen ist (siehe Fig. 2), d. h. wenn die Entladungslampe 11 gezündet wird, ab dem Zeitpunkt t = t2on allmählich an, während die Eingangsspannung Vin (die Klemmenspannung des Kondensa tors 8) ab dem Zeitpunkt t = t2on abfällt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Da der Spannungsabfall ΔV gering ist, wird eine Änderung im wesentlichen unterdrückt.

Was den in (II) beschriebenen Vorteil betrifft, so steigt die Eingangsspannung Vin dann, wenn nach dem Öffnen des Schalters SW1 der Schalter SW2 geschlossen wird (siehe Fig. 2), wodurch die Entladungslampe 11 gezündet wird, vorübergehend an, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Genauer beginnt der Eingangsstrom Iin ab dem Zeitpunkt t = t1off (siehe Fig. 5) abzunehmen, während die Eingangsspannung Vin anzusteigen beginnt. Während die Eingangsspannung Vin einen Spitzenwert erreicht, wird die Entladungslampe 11 gezündet und der Eingangsstrom Iin steigt vom unteren Wert an und bleibt auf einem konstanten Wert. In diesem Fall ist der Spannungsabfall ΔV in bezug auf die Ein gangsspannung Vin vor t = t1off gering.

Was den Vorteil (I) betrifft, so wird erfindungsgemäß der Zeitpunkt, zu dem die Zündeinrichtung 5 den Zündimpuls an die Entladungslampe 11 anlegt, in der Weise bestimmt, daß Impulses angelegt wird, während die Spannungsanhebungs operation der Gleichstromversorgungsschaltung 3 durch die Steuereinrichtung 6 ausgeführt wird. Was den Vorteil (II) betrifft, so wird erfindungsgemäß der Impulsanlegezeit punkt in der Weise bestimmt, daß nach der Spannungsabhe bungsoperation der Gleichstromversorgungsschaltung 3 durch die Steuereinrichtung 6 die Zündeinrichtung 5 den Zündimpuls an die Entladungslampe 11 während einer Peri ode zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Spannung am Knoten zwischen der Spule 7 und dem Kondensator 8 einen Spitzen wert erreicht, und dem Zeitpunkt, zu dem die Resonanz der in der Eingangsstufe der Gleichstromversorgungsschaltung 3 vorgesehenen Spule 7 und des in dieser Eingangsstufe vorgesehenen Kondensators 8 beginnt, anlegt.

Diese Zeitsteuerung unterdrückt eine Reduzierung der Eingangsspannung, wodurch verhindert wird, daß die Zündeigenschaft der Entladungslampe durch die abgefallene Eingangsspannung verschlechtert wird. Es ist daher mög lich, die Häufigkeit, mit der Zündfehler oder dergleichen auftreten, zu reduzieren.

Der Zeitverlauf des Anlegens des Zündimpulses wird durch geeignete Setzung der Konstanten der Schaltungselemente der Zündeinrichtung oder durch die Anordnung einer geeig neten Zeitverlauf-Steuereinrichtung für die Zündeinrich tung gesteuert.

Damit die Wirkung der Resonanz der Spule 7 und des Kon densators 8 aus dem im folgenden genannten Grund ein größeres Ausmaß erhält, wird zweckmäßig der Eingangsstrom Iin während der Zeit, in der die Spannungserhöhungsopera tion der Gleichstromversorgungsschaltung 3 ausgeführt wird, so weit wie möglich erhöht. Die Energiequelle, die die Resonanz hervorruft, hängt vom Pegel des Ein gangsstroms Iin ab, der in der Gleichstromversorgungs schaltung 3 verbraucht wird, während die Ausgangspannung der Schaltung 3 den Zustand offener Spannung erreicht. Obwohl die Erhöhung des Eingangsstroms Iin das Ausmaß der Resonanz erhöht, muß die Spannungserhöhungsoperation so schnell ausgeführt werden, wie dies die Leistung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 zuläßt.

Die Stromversorgung der Zündeinrichtung 5 wird folgender maßen erzielt:

(A) Verwenden des Ausgangs der Gleichstromversorgungs schaltung; oder
(B) Verwenden des Ausgangs des Wechselrichters.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für den Fall (A) und stellt nur die Gleichstromversorgungsschaltung 3 sowie den Schal tungsabschnitt dar, der sich in der der Schaltung 3 nachfolgenden Stufe befindet.

Die Zündeinrichtung 5 enthält einen Impulstransformator 13, einen Kondensator 14 und ein Schaltelement 15, wobei der Impulstransformator 13 in einer Verbindungsleitung 16, die einen der Ausgangsanschlüsse des Wechselrichters 4 mit dem Ausgangsanschluß 12 verbindet, eine Sekundär wicklung 13b besitzt. Der andere Ausgangsanschluß des Wechselrichters 4 ist mit einem Ausgangsanschluß 12' durch eine Verbindungsleitung 16' verbunden.

Die Primärwicklung 13a des Impulstransformators 13 ist mit einem Ende an den Kondensator 14 und mit dem anderen Ende an das Schaltelement 15 angeschlossen, wobei ein Knoten zwischen dem Kondensator 14 und dem Schaltelement 15 geerdet ist.

Die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 wird an einem. Punkt A in Fig. 6 geteilt, wovon ein Spannungsanteil an den Eingangsanschluß des Wechselrich ters 4 angelegt wird, während der andere Spannungsanteil über eine Diode 17 und einen Widerstand 18 an den Konden sator 14 angelegt wird. Wenn der Kondensator 14 geladen wird und seine Klemmenspannung einen vorgegebenen Wert erreicht, wird das Schaltelement 15 geschlossen und daher leitend. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung des Impul ses, der in der Primärwicklung 13a des Impulstransforma tors 13 erzeugt wird, erhöht, wobei der Impuls mit erhöh ter Spannung der Ausgangsspannung des Wechselrichters 4 in der Sekundärwicklung 13b überlagert wird. Die resul tierende Spannung wird an die Entladungslampe 11 ange legt.

In diesem Fall kann ein Funkenstrecken-Element oder ein Halbleiterelement, das einen Thyristor enthält, als Schaltelement 15 verwendet werden. Der letztere Fall hat den Vorteil, daß der Zeitverlauf, mit dem eine für das Halbleiterelement vorgesehene Steuerschaltung einen Zündimpuls erzeugt, genauer definiert werden kann.

Der Wechselrichter 4 besitzt beispielsweise den Aufbau einer Brückenschaltung, die Halbleiterschalterelemente 19(i) (i = 1, 2, 3, 4) besitzt, die in dem Schaltplan durch Schaltersymbole angegeben sind. Die Halbleiter schalterelemente 19(1) und 19(4) sowie die Halbleiter schalterelemente 19(2) und 19(3) sind einander paarweise zugeordnet und werden durch ein Signal von einer nicht gezeigten Treibersteuerschaltung reziprok geschaltet.

Die Fig. 7 und 8 zeigen schematisch und beispielhaft zeitabhängige Veränderungen der Eingangsspannung Vin, des Eingangsstroms Iin und der Ausgangsspannung Vo der Gleichstromversorgungsschaltung 3. Fig. 7 zeigt den Fall, der auf den Vorteil (I) bezogen ist, während Fig. 8 den Fall zeigt, der auf den Vorteil (II) bezogen ist.

Fig. 7 zeigt die Entladungslampe 11, die zu einem Zeit punkt (= t2on) gezündet wird, zu dem die Ausgangsspannung Vo den Zustand offener Spannung (Vm) erreicht hat. Die Ausgangsspannung Vo steigt während einer Periode T1, in der t ≦ t2on ist, mit einer gegebenen Zeitkonstante an und fällt dann, wenn t < t2on ist, schnell ab, um die Lampenspannung der Entladungslampe 11 zu erreichen. Daher steigt der Eingangsstrom Iin allmählich an und nähert sich asymtotisch einem konstanten Wert, während die Eingangsspannung Vin leicht abfällt, jedoch danach wie derhergestellt wird.

Der Zündimpuls, der erzeugt wird, wenn das Schalterele ment 15 geschlossen oder leitend wird, wird an die Entla dungslampe 11 in der Periode T1 angelegt, er wird jedoch nicht erzeugt, wenn die Spannung für t < t2on abfällt. Obwohl Fig. 7 den Fall zeigt, in dem die Entladungslampe 11 gezündet wird, wenn Vo den Wert Vm am Ende der Periode T1 erreicht, fällt Vo dann, wenn die Entladungslampe 11 gezündet wird, bevor Vo = Vm ist, schnell ab, damit sie gleich der Lampenspannung der Entladungslampe 11 wird.

In Fig. 8 erreicht die Ausgangsspannung Vo zu einem Zeitpunkt t = t1off den Zustand offener Spannung Vm, wobei die Entladungslampe 11 zu einem Zeitpunkt t = t2on gezündet wird. Die Ausgangsspannung Vo steigt während einer Periode T2 mit einer gegebenen Zeit konstante an, wenn t < t1off ist, während Vo in einer Periode T3, in der t1off ≦ t ≦ t2on ist, einen gegebenen Wert Vm be sitzt, wobei Vo schnell auf die Lampenspannung der Entla dungslampe 11 abfällt, sobald t < t2on ist. Daher steigt der Eingangsstrom Iin nach einem vorübergehenden Abfall an und nähert sich allmählich und asymtotisch einem konstanten Wert an. Die Eingangsspannung Vin erreicht in der Nähe von t = t2on eine Spitze und geht dann auf einen Wert zurück, der bereits in der Periode T2 erfaßt worden ist.

Der Zündimpuls, der erzeugt wird, wenn das Schalterele ment 15 geschlossen oder leitend wird, wird an die Entla dungslampe 11 in der Periode T2 oder T3 angelegt, er wird jedoch nicht erzeugt, wenn die Spannung Vo abfällt, sobald t < t2on ist.

In diesem Fall kann daher selbst nach dem Zeitpunkt, zu dem Vo = Vm ist, die Entladungslampe 11 gezündet werden, indem der Zündimpuls an die Entladungslampe 11 angelegt wird, bis die Spannung am Knoten zwischen der Spule 7 und dem Kondensator 8 eine Spitze erreicht.

In dem in Fig. 6 gezeigten Aufbau wird die Ausgangsspan nung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 unverändert an die Zündeinrichtung 5 angelegt. Statt dessen könnte die Ausgangsspannung, wie in Fig. 9 gezeigt ist, von der Sekundärwicklung eines Transformators 20 in der Gleich stromversorgungsschaltung 3 abgegriffen werden, der so beschaffen ist, daß der Schaltvorgang eines auf seiten der Primärwicklung 20a des Transformators 20 vorgesehenen Halbleiterschaltelements 21 (das in dem Schaltbild durch ein Schaltersymbol angegeben ist) durch die Steuerein richtung 6 gesteuert wird, wobei die Ausgangsspannung dann an den Kondensator 14 der Zündeinrichtung 5 angelegt werden könnte. Genauer besitzt der Transformator 20 zwei Sekundärwicklungen 20b und 20c, die für die Primärwick lung 20a vorgesehen sind, wobei die von der Sekundärwick lung 20b abgegriffene Spannung an den Wechselrichter 4 in der nachfolgenden Stufe angelegt wird, während die von der anderen Sekundärwicklung 20c abgegriffene Ausgangs spannung über einen Widerstand 24 und eine Diode 25 nach dem Durchgang durch einen Gleichrichter, der eine Diode 22 und einen Kondensator 23 enthält, an den Kondensator 14 angelegt wird. Die Diode 22 ist mit ihrer Anode an die Sekundärwicklung 20c des Transformators 20 und mit ihrer Katode an den Widerstand 24 angeschlossen und außerdem über den Kondensator 23 geerdet. Der Aufbau der Primär wicklung 13a des Impulstransformators 13 ist der gleiche wie in Fig. 6 gezeigt.

Was das Schema (B) betrifft, so können die Ausgangsspan nung des Wechselrichters 4 an den Kondensator 14 der Zündeinrichtung 5 über eine Diode 26 und einen Widerstand 27 angelegt werden, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Es wird darauf hingewiesen, daß der Aufbau der Primärwick lungseite des Impulstransformators 13 der gleiche wie in Fig. 6 ist und die Anode der Diode 26 an einen der zwei Ausgangsanschlüsse des Wechselrichters 4 angeschlossen ist.

In einer weiteren Abwandlung, die in Fig. 11 gezeigt ist, ist ein Knoten B zwischen der Sekundärwicklung 20c des in der Gleichstromversorgungsschaltung 3 enthaltenen Trans formators 20 und dem Kondensator 23 an die Verbindungs leitung 16 angeschlossen, ferner ist ein Knoten C zwi schen dem Kondensator 14, der die Zündeinrichtung 5 bil det, und dem Schaltelement 15 an die Verbindungsleitung 16' angeschlossen.

Bei dem in Fig. 10 oder in Fig. 11 gezeigten Schaltungs aufbau wird der Kondensator 14 der Zündeinrichtung 5 nur während einer Halbwellenperiode einer Periode der vom Wechselrichter 4 ausgegebenen Wechselspannung (Rechteck spannung) geladen. Selbst wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung 3 den Zustand offener Spannung erreicht, kann daher die Klemmenspannung des Kondensators 14 nicht groß genug werden, um den Zündimpuls zu erzeugen.

Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem die Umkeh rung der Polarität der Ausgangsspannung des Wechselrich ters gesperrt wird, während die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung auf die offene Spannung angehoben wird.

Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist die Polarität der Aus gangsspannung des Wechselrichters 4 (Vb) in einer Periode Ta, in der die Ausgangsspannung Vo der Gleichstromversor gungsschaltung 3 mit einer gegebenen Zeitkonstante an steigt und die offene Spannung Vm erreicht, (auf die positive Polarität im Diagramm) fixiert. Dadurch kann die Klemmenspannung des Kondensators 14 (Vc) als Antwort auf Vo ansteigen, so daß die Klemmenspannung hoch genug wird, um den Zündimpuls in der Periode Ta zu erzeugen.

Ein durch eine Zweipunkt-Strich-Linie in Fig. 12 angege bener Graph zeigt im Vergleich die zeitabhängige Änderung von Vc, wenn die Polaritätsumkehrung von Vo nicht ge sperrt wird.

Die Polaritätsumkehr-Sperreinrichtung 28, die die Umkeh rung der Polarität der Ausgangsspannung Vb des Wechsel richters 4 in der Periode Ta verhindert, in der die Ausgangsspannung Vo der Gleichstromversorgungsschaltung 3 aufgrund der Spannungsanhebungsoperation der Gleichstrom versorgungsschaltung 3 im lastfreien Zustand die vorgege bene Spannung Vm erreicht, wird durch die Steuerung des Wechselrichters 4 geschaffen. (Genauer werden die Halb leiter-Schaltelemente 19(1) und 19(4) geschlossen, wäh rend die Halbleiterschaltelemente 19(2) und 19(3) geöff net werden.) Diese Steuerung kann eine zuverlässige Erzeugung des Zündimpulses sicherstellen. Die Periode Ta kann auf der Grundlage einer Erfassung eines Erfassungs signals von Vo oder Vb geprüft werden.

Wenn gewünscht ist, die Polarität von Vo bei der Erzeu gung des Zündimpulses auf einer vorgegebenen Polarität zu fixieren, sollte als Schaltelement 15, das ein Bestand teil der Zündeinrichtung 5 ist, besser ein Thyristor verwendet werden. Falls ein Funkenstrecken-Element als Schaltelement 15 verwendet wird, ist jedoch nur der in Fig. 11 gezeigte Aufbau zulässig.

Falls als Schaltelement 15 ein Thyristor verwendet wird, kann es vorkommen, daß der Thyristor durch den Haltestrom nicht in den gesperrten Zustand versetzt wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß eine Steuerung verwendet werden, die die Polarität der Ausgangsspannung des Wech selrichters umkehrt, bevor die Entladungslampe gezündet wird. In diesem Fall ist der einfache Aufbau nach Fig. 10 ausreichend.

Dies wird im folgenden genauer erläutert. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist die Polarität der Ausgangsspannung Vb des Wechselrichters 4 in einer Periode Tb, in der die Ausgangsspannung Vo der Gleichstromversorgungsschaltung 3 ansteigt und Vm erreicht, festgelegt, ferner wird die Polarität von Vb zu einem Zeitpunkt umgekehrt, der vor dem Zeitpunkt des Zündens der Entladungslampe 11 liegt, der durch t = t2on gegeben ist. Da der Haltestrom nicht vom Wechselrichter 4 über die Diode 26 und den Widerstand 27 zum Thyristor fließt, wenn die Entladungslampe 11 in Fig. 10 gezündet wird, kann der Thyristor nach dem Zünden der Entladungslampe 11 in den gesperrten Zustand versetzt werden.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung der Zeitverlauf zum Anlegen des Zündimpulses an eine Entladungslampe genau bestimmt, wobei die Resonanz der Spule und des Kondensators, die in der Eingangsstufe der Gleichstromversorgungsschaltung vorgesehen sind, einen starken Abfall der Eingangsspan nung in die Gleichstromversorgungsschaltung beim Zünden der Entladungslampe verhindern kann. Es ist daher mög lich, eine Verschlechterung der Zündeigenschaft einer Entladungslampe zu verhindern, die andernfalls das Ein schalten der Entladungslampe erschweren könnte. Dadurch kann die Häufigkeit des Auftretens von Zündfehlern einer Entladungslampe ausreichend reduziert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Zünden einer Entladungslampe selbst dann, wenn die Ausgangsspan nung der Gleichstromversorgungsschaltung in einem lastfreien Zustand bereits einen vorgegebenen Wert er reicht hat, zuverlässiger verwirklicht werden, indem der Zündimpuls an die Entladungslampe zum Zünden der Lampe angelegt wird, während die Spannung an dem Knoten zwi schen der Spule und dem Kondensator, die in der Eingangs stufe der Gleichstromversorgungsschaltung vorgesehen sind, eine Spitze erreicht.

Ferner kann eine Abwandlung der Erfindung, die die Pola ritätsumkehr-Sperreinrichtung verwendet, den Nachteil vermeiden, daß die Ladespannung des Kondensators der Zündeinrichtung selbst dann, wenn die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung in einem lastfreien Zustand einen vorgegebenen Wert erreicht, nicht hoch genug wird, um den Zündimpuls zu erzeugen. Dadurch kann die Zuverlässigkeit bezüglich der Erzeugung des Zündim pulses verbessert werden.

Selbstverständlich kann der Fachmann die Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen ausführen, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung abzuwei chen. Daher sind die angegebenen Beispiele und Ausführun gen lediglich als erläuternd und nicht als beschränkend anzusehen, weiterhin ist die Erfindung nicht auf hier angegebene Einzelheiten eingeschränkt. Die Erfindung kann innerhalb des Umfangs und des Äquivalenzbereichs der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.

Claims

1. Zündschaltung für Entladungslampe, mit
einer Gleichstromversorgungsschaltung (3), deren Eingangsstufe eine Spule (7) und einen Kondensator (8) enthält,
einem Wechselrichter (4), der die Ausgangsspan nung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) in eine Wechselspannung umsetzt und diese Wechselspannung an eine Entladungslampe (11) anlegt, und
einer Zündeinrichtung (5), die einen Zündimpuls für die Entladungslampe (11) erzeugt, gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (6), die für die Ausgangs spannung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) eine variable Steuerung in der Weise ausführt, daß sie eine Spannungsanhebungsoperation ausführt, um die Ausgangs spannung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) in einem lastfreien Zustand auf eine vorgegebene Spannung anzuhe ben, während der von der Zündeinrichtung (5) erzeugte Zündimpuls an die Entladungslampe (11) angelegt wird, um dadurch die Entladungslampe (11) zu zünden,
wobei die Zündeinrichtung (5) dann, wenn die Steuereinrichtung (6) die Spannungsanhebungsoperation für die Gleichstromversorgungsschaltung (3) ausführt, den Zündimpuls an die Entladungslampe (11) anlegt, um die Entladungslampe (11) zu zünden.

2. Zündschaltung für Entladungslampe, mit
einer Gleichstromversorgungsschaltung (3), deren Eingangsstufe eine Spule (7) und einen Kondensator (8) enthält,
einem Wechselrichter (4), der die Ausgangsspan nung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) in eine Wechselspannung umsetzt und diese Wechselspannung an eine Entladungslampe (11) anlegt, und
einer Zündeinrichtung (5), die einen Zündimpuls für die Entladungslampe (11) erzeugt, gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (6), die für die Ausgangs spannung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) eine variable Steuerung in der Weise ausführt, daß sie eine Spannungsanhebungsoperation ausführt, um die Ausgangs spannung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) in einem lastfreien Zustand auf eine vorgegebene Spannung anzuhe ben, während der von der Zündeinrichtung (5) erzeugte Zündimpuls an die Entladungslampe (11) angelegt wird, um dadurch die Entladungslampe (11) zu zünden,
wobei während einer Periode zwischen dem Zeit punkt, zu dem die Spule (7) und der Kondensator (8) nach der Ausführung der Spannungsanhebungsoperation für die Gleichstromversorgungsschaltung (3) durch die Steuerein richtung (6) in Resonanz zu treten beginnen, und dem Zeitpunkt, zu dem die Spannung an einem Knoten zwischen der Spule (7) und dem Kondensator (8) eine Spitze er reicht, die Zündeinrichtung (5) den Zündimpuls an die Entladungslampe (11) anlegt, um die Entladungslampe (11) zu zünden.

3. Zündschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Polaritätsumkehr-Sperreinrichtung (28) vorgesehen ist, die die Umkehrung der Polarität der Ausgangsspannung des Wechselrichters (4) sperrt, während die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) durch die Spannungserhöhungsoperation in einem lastfreien Zustand die vorgegebene Spannung erreichen kann,
die Zündeinrichtung (5) ein Schaltelement (15), einen Kondensator (14) und einen Impulstransformator (13) enthält und
der Kondensator (14) der Zündeinrichtung (5) mit der Spannung von der Gleichstromversorgungsschaltung (3) oder vom Wechselrichter (4) geladen wird und das Schalt element (15) dann, wenn die Klemmenspannung des Kondensa tors (14) einen vorgegebenen Wert erreicht, in der Weise arbeitet, daß der Zündimpuls erzeugt wird und an die Entladungslampe (11) angelegt wird.

4. Zündschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitverlauf für den Zündimpuls durch geeigne tes Setzen von Konstanten von Schaltungselementen der Zündeinrichtung (5) gesteuert wird.

5. Zündschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zeitverlaufsteuereinrichtung zum Steuern des Zeitverlaufs der Zündeinrichtung (5).

6. Zündschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zündeinrichtung (5) die Ausgangsspannung der Gleichstromversorgungsschaltung (3) angelegt wird.

7. Zündschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zündeinrichtung (5) die Ausgangsspannung des Wechselrichters (4) angelegt wird.

8. Zündschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß
die Gleichstromversorgungsschaltung (3) einen Transformator (20) mit einer Primärwicklung (20a) und einer Sekundärwicklung (20c) enthält und
die von der Sekundärwicklung (20c) abgegriffene Ausgangsspannung an den Kondensator (14) der Zündeinrich tung (5) angelegt wird.

9. Zündschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausgangsspannung des Wechselrichters (4) an den Kondensator (14) der Zündeinrichtung (5) über eine Diode (26) und einen Widerstand (27) angelegt wird.

10. Zündschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schaltelement (15) ein Funkenstreckenelement ist.

11. Zündschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schaltelement (15) ein Halbleiterelement ist.

12. Zündschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schalt-Halbleiterelement (15) ein Thyristor ist.