DE9311775U1

DE9311775U1 - Zündgerät für eine Hochdrucklampe

Info

Publication number: DE9311775U1
Application number: DE9311775U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2003-08-07
Also published as: DE4427350A1

Description

GR 93 G 4433 DE

Siemens Aktiengesellschaft

Zündgerät für eine Hochdrucklampe
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Die Erfindung betrifft ein Zündgerät für eine Hochdrucklampe mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

In einem bekannten Zündgerät dieser Art, das in der deutschen Patentschrift 29 38 529 beschrieben ist, liegt parallel zur speisenden Gleichstromquelle eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Vorladekondensator. Erreicht die Spannung an diesem einen vorgegebenen Wert, wird ein Thyristor gezündet, der dem Kondensator über die Primärwicklung und dessen Zwischentransformator entlädt. Die auf der Sekundärseite auftretende Spannung wird gleichgerichtet und einem Ladekondensator zugeführt, der seinerseits, wenn die an ihm liegende Spannung einen bestimmten Wert erreicht hat, über eine Schaltfunkenstrecke die Primärwicklung des Hochspannungstransformators entladen wird. Mit den auf der Sekundärseite auftretenden Hochspannungsimpulsen wird eine Hochdrucklampe gezündet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zündgerät der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das bei einem geringen Störspektrum die Lampe schonend zündet.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß mit höherer Frequenz der Zündimpulse deren Energie geringer sein kann, wird erfindungsgemäß diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Während bei dem bekannten Gerät die Frequenz der die Lampe zündenden Hochspannungsimpulse bei ca. 1 Hz lag, wird mit dem neuen Gerät eine wesentlich höhere Frequenz erzeugt, mit der Folge, daß die Impulse eine kleine Amplitude haben

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können, so daß nicht nur die Funkstörung geringer ist, sondern auch die Lampe schonender gezündet wird.

Anhand der Zeichnung, in der das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung gezeigt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

Mit SQ ist eine Stromquelle bezeichnet, die an ihren Ausgangsklemmen einen Gleich- oder Wechselstrom liefert und an die über die Sekundärwicklung eines Hochspannungstransformators TR2 eine Hochdrucklampe, insbesondere eine Kurzbogen-Höchstdrucklampe HL angeschlossen ist. Es wird zunächst angenommen, daß die Lampe nicht gezündet ist, so daß die Stromquelle SQ die Leerlaufspannung liefert. Diese wird über einen Gleichrichter Gl der Reihenschaltung einer Drahtbrücke BR, eines Widerstandes Rl, einer ersten Zenerdiode Vl und einer zweiten Zenerdiode V2 zugeführt, die eine stabilisierte Hilfsspannungsquelle bilden, wobei die Hilfsspannung an der Zenerdiode V2 abgenommen wird. Parallel zu dieser liegt ein Siebkondensator C3. Zur Anpassung des Zündgerätes an eine höhere Ausgangsspannung des Vorschaltgerätes VG kann die Drahtbrücke BR durch eine Zenerdiode VIl ersetzt werden. Mit der Hilfsspannung wird ein Oszillator mit einem Operationsverstärker OPl versorgt, der die mit einem Spannungsteiler R2, R3 verringerte Hilfsspannung mit der Spannung an einem Kondensator CA vergleicht. Eine Mitkopplung über einen Widerstand R4 sowie Gegenkopplungen über einen veränderbaren Widerstand Pl und eine Diode V3 sowie einen veränderbaren Widerstand P2 und eine Diode VA bewirken ein zyklisches Umladen des Kondensators CA, wobei Frequenz und Puls-/Pausenverhältnis der entstehenden hochfrequenten Spannung mit den beiden veränderlichen Widerständen Pl, P2 eingestellt werden können. Die Frequenz kann in einem Bereich zwischen 100 und AOO kHz liegen. In einem praktisch ausgeführten Beispiel betrug sie etwa 270 kHz. Die Wechselspannung wird

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über ein RC-Glied C6, R9 der Basis eines Transistors V7 zugeführt, dessen Kollektor-Emitter-Strecke der Drain-Source-Strecke eines als Verstärker oder Schalter dienenden Feldeffekttransistors VlO, vorzugsweise vom MOS-FET-Typ, parallelgeschaltet ist. Dieser liegt in Reihe mit der Primärwicklung eines Zwischenkreistransformators TRl und mit einem Widerstand R12 am Gleichrichter Gl. In der Sekundärwicklung des Zwischenkreistransformators TRl wird dadurch eine sinus- oder rechteckförmige Wechselspannung von ca. 1 bis 1,5 kV erzeugt, die mit einer Gleichrichterkaskade V8, V9 und einem Kondensator C7 unter Verdoppelung gleichgerichtet wird. Mit der so erzeugten Spannung wird ein Ladekondensator C8 aufgeladen, zu dem die Primärwicklung des Hochspannungstransformators TR2 und eine Schaltfunkenstrecke SF parallel liegen. Erreicht die Ladespannung die Durchschlagspannung der Schaltfunkenstrecke von z. B. 2 kV, schließt diese den Kondensator C8 über die Primärwicklung des Hochspannungstransformators TR2 kurz, so daß in dessen Sekundärwicklung die zur Zündung der Lampe HL erforderliche Hochspannung von etwa 19 kV entsteht. Die Wiederholfrequenz von Ladung des Kondensators C8 und Durchschlagen der Schaltfunkenstrecke SF beträgt etwa 50 bis 60 Hz. Diese Frequenz Hochspannungsimpulse hat zur Folge, daß ein geringes Störspektrum entsteht und die Lampe schonend gezündet wird.

Nach dem Zünden der Lampe HL wird der zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens erforderliche Strom von der Stromquelle SQ über die Sekundärwicklung des Hochspannungstransformator TR2 geliefert. Dadurch sinkt die Ausgangsspannung der Stromquelle SQ auf die Betriebsspannung der Lampe HL ab. Damit sinkt auch die Versorgungsspannung des Oszillators OPl, so daß die Schwingung abreißt und keine weiteren Zündimpulse mehr entstehen.

Zur automatischen Abschaltung bei defekter oder zündunwilliger Lampe ist ein Zeitglied vorgesehen, das den

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Feldeffekttransistor VlO nur für eine vorgegebene Zeit nach dem Einschalten des Gerätes freigibt. Dieses Zeitglied enthält einen Kondensator C5, der über einen Widerstand R6 nach dem Einschalten des Gerätes aufgeladen wird. Die an ihm anliegende Spannung wird dem invertierenden Eingang eines als Komparator arbeitenden Operationsverstärkers 0P2 zugeführt, dessen anderer Eingang an einer mittels eines Spannungsteilers R5, R7 erzeugten Bezugsspannung liegt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 0P2 liegt über einen Widerstand RIO an der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors VlO. So lange die Kondensatorspandung kleiner ist als die Bezugsspannung ist der Feldeffekttransistor VlO für das Schalten durch den Transistor V7 freigegeben, bei einer höheren Kondensatorspannung ist er gesperrt.

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Claims

GR 93 G 4433 DE Schutzansprüche

1. Zünd- und Betriebsgerät für eine Hochdrucklampe mit

- einer Stromquelle (SQ) zur Speisung der Hochdrucklampe (HL),

- einem Hochspannungstransformator (TR2), dessen Sekundärwicklung im Stromkreis der Hochdrucklampe (HL) liegt,

- einem Zwischenkreis, bestehend aus der Primärwicklung des Hochspannungstransformators (TR2), der Sekundärwicklung eines Zwischenkreistransformators (TRl), einem Gleichrichter (V8, C7, V9), einem Ladekondensator (C8) und einem mit der Primärwicklung des Hochspannungstransformators (TR2) und dem Ladekondensator (C8) in Reihe geschalteten spannungsabhängigen Schalter (SF), - einem mit der Primärwicklung des Zwischenkreistransformators (TRl) und der Stromquelle (SQ) in Reihe geschalteten Schalter (VlO) und

- einem Oszillator,
gekennzeichnet durch - der Oszillator (OPl) ist ein Hochfrequenz-Oszillator, dessen Ausgang der Steuereingang des Schalters (VlO) nachgeschaltet ist,

- der Zwischenkreistransformator (TRl) ist ein Hochfrequenztransformator und

- der vom Schalter (VlO) geschaltete Strom, der Ladekondensator (C8) und die Schaltspannung des spannungsabhängigen Schalters (SF) sind so bemessen, daß dessen Schaltfrequenz zwischen 10 und 100 Hz liegt.

2. Zünd- und Betriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfrequenz des spannungsabhängigen Schalters (SF) bis 60 Hz ist.

3. Zünd- und Betriebsgerät nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Fre-

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quenz des Oszillators (OPl) zwischen 100 und 400 kHz, vorzugsweise zwischen 250 und 300 kHz liegt.

4. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter des Zwischenkreises eine Spannungsverdopplerschaltung (V8, C7; V9, C8) ist.

5. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Ladekondensators (C8), bei welcher der spannungsabhängige Schalter (SF) schließt, etwa 2 kV ist.

6. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsspannung an der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators (TR2) etwa 19 kV ist.

7. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Zeitglied (R6, C5, 0P2), das mit dem Einschalten des Zündgerätes gestartet wird und das nach einer vorgegebenen Zeit die Zuführung der Impulse des Hochfrequenz-Oszillators (OPl) zum Schalter (VlO) sperrt.

8. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige Schalter eine Schaltfunkenstrecke (SF) ist.

9. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (VlO) ein Transistor vom MOS-FET-Typ ist.

10. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz-Oszillator (OPl) und gegebenenfalls das

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Zeitglied (C5, R6, 0P2) von einer Hilfsspannungsquelle (Rl, Vl, V2) gespeist sind.

11. Zünd- und Betriebsgerät nach Anspruch 10, d a durch gekennzeichnet, daß an die

Stromquelle (SQ) ein Widerstand (Rl), eine erste Zenerdiode (Vl) und eine zweite Zenerdiode (V2), von welcher die Hilfsspannung abgenommen wird, in Reihenschaltung angeschlossen sind.
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12. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied einen Komparator (0P2) enthält, der die Spannung an einem Kondensator (C5), der über einen Widerstand (R6) an die Hilfsspannungsquelle angeschlossen ist, mit einer Referenzspannung vergleicht.

13. Zünd- und Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 7 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Emitter-Strecke des Transistors (VlO) die

Kollektor-Emitter-Strecke eines mit den Impulsen des Hochfrequenz-Oszillators angesteuerten Transistors (V7) parallelgeschaltet ist und daß die Steuerelektrode des Transistors (VlO) an das Zeitglied angeschlossen ist. 25

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