EP0489747A1 - Schaltungsanordnung zum betrieb einer gasentladungslampe. - Google Patents

Schaltungsanordnung zum betrieb einer gasentladungslampe.

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EP0489747A1
EP0489747A1 EP90911282A EP90911282A EP0489747A1 EP 0489747 A1 EP0489747 A1 EP 0489747A1 EP 90911282 A EP90911282 A EP 90911282A EP 90911282 A EP90911282 A EP 90911282A EP 0489747 A1 EP0489747 A1 EP 0489747A1
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EP
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discharge lamp
gas discharge
voltage
circuit arrangement
ignition
Prior art date
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EP90911282A
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Lothar Gademann
Ulrich Drews
Wolfgang Jacob
Anton Mindl
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches
    • H05B41/042—Starting switches using semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for operating a gas discharge lamp according to the preamble of the main claim.
  • an ignition circuit for a high pressure metal vapor discharge lamp is already known, in which an LC series circuit acts on the switchable primary winding of a transformer. This induces a high voltage in the secondary winding, which ignites the gas discharge lamp.
  • the secondary winding of the transformer remains switched in the lighting circuit even after the gas discharge lamp has been ignited. This results in additional losses that heat up the igniter unnecessarily.
  • the rate of rise of the ignition voltage pulses due to the inductors is relatively slow, as a result of which the immediate ignition, especially of a warm gas discharge lamp, is hindered.
  • the LC series resonant circuit must also be tuned to resonance, which requires relatively closely tolerated, high-quality components which are correspondingly expensive.
  • the circuit arrangement according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over the fact that the transformer is only actively connected to the gas discharge lamp during the ignition phase, so that the power loss of the circuit arrangement is very low.
  • the rate of rise of the ignition voltage pulses is very high.
  • the ignition energy stored in the transformer can be used for igniting the gas discharge lamp with almost no loss, so that in particular a warm gas discharge lamp can also be ignited safely.
  • Such breakover diodes have a low residual current in the blocked state and are very low-resistance when they break into the conductive state.
  • Another advantage is that the ignition is monitored by means of a light sensor. As long as the lamp is not on, the light sensor controls the control circuit to generate new ignition pulses. After the gas discharge lamp has been ignited, the light sensor suppresses the generation of further ignition pulses.
  • the signal from the light sensor can advantageously be used to monitor the lamp circuit, regulate the lamp power or the light intensity or to switch off the cooking voltage. This is particularly advantageous for safety reasons when changing the lamp.
  • Another advantage is the fact that the ignition coil of the motor vehicle engine is used instead of the transformer. As a result, existing components are used several times, so that the construction of the circuit is very inexpensive.
  • the use of a gas discharge lamp in a motor vehicle headlight is also favorable. Since the ignition is guaranteed even when the lamp is warm, the lamp can also be used as a flasher.
  • ballast is connected upstream of the ballast to support the ignition process, and its boiling voltage is decoupled from the generator with a diode.
  • a particularly simple circuit arrangement results if a second generator is used instead of the transformer.
  • FIG. 1 shows a first embodiment
  • FIG. 2 shows a second embodiment
  • FIG. 3 shows a third embodiment
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment.
  • a gas discharge lamp 1 is connected to the voltage output of an AC voltage generator 2 via the series connection of a ballast 4 and a capacitor 3, the firing circuit 10 of the circuit arrangement.
  • the alternating voltage generator 2 is connected with its second output to the second electrode of the gas discharge lamp 1, which is continued as a ground line.
  • a series circuit is arranged in parallel with the gas discharge lamp 1 and has a voltage-controlled switch 5, the secondary winding 12 of a transformer 7 and a controlled switch 9.
  • the primary winding 11 of the transformer 7 is connected by its one connection to the switched side of the secondary winding and by its second connection to a first output 13 of a control circuit 6.
  • the control circuit 6 has a second output 14, which is led to the control input of the controlled switch 9, which is expediently designed as a semiconductor switch is.
  • the control circuit 6 is controlled by a light sensor 8, the arrangement of which is selected such that it can detect the ignition of the gas discharge lamp 1. This part of the circuit is called
  • Pulse ignition part called.
  • the voltage supply to the light sensor 8, the control circuit 6 and the generator 2 takes place via common lines which are formed by the connections 15 and 16.
  • the circuit arrangement essentially has two circuits for the operation of the gas discharge lamp.
  • the first circuit is formed by the generator 2, the capacitor 3 and the ballast 4 in connection with the gas discharge lamp 1.
  • the generator 2 supplies the operating voltage necessary to maintain the burning operation of the gas discharge lamp 1.
  • the necessary operating voltage is e.g. 60 to 120 volts.
  • the operating frequency of the generator 2 is advantageously in the kilo-Hz range, because this makes the components and the generator smaller and less expensive to manufacture, and additionally the luminous efficacy of the gas discharge lamp in it
  • Frequency range is particularly large.
  • the lamp is connected in parallel to an ignition circuit which essentially has the voltage-controlled switch 5, the transformer 7 and the controlled switch 9.
  • the control circuit 6 is provided, which can be activated via the light sensor 8.
  • the control circuit 6 contains switching elements,
  • the switch 9 is first closed, so that the primary winding 11 of the transformer 7 can charge via the first output of the control circuit 6. After charging, the switch 9 is opened so that a voltage is induced in the secondary winding 12. With a suitable transmission ratio of the two windings, the induced voltage for igniting the gas discharge lamp 1 is sufficiently high.
  • the voltage-controlled switch 5 is initially blocked when the voltage is low. If the induced voltage rises above the threshold value of the switch 2, then it becomes practically abruptly conductive, so that a high voltage amplitude is available at the combustion electrodes for igniting the gas discharge lamp.
  • a breakover diode was used as voltage-controlled switch 5.
  • Toggle diodes have the advantage that they are very high-resistance below their threshold voltage, which is adapted to the ignition voltage requirement of the lamp and is, for example, 20,000 volts, so that the losses caused by leakage currents are very low. If the threshold voltage is exceeded, the breakover diode becomes very low-resistance so that it can transmit the energy stored in the transformer 7 to the gas discharge lamp 1. Here, the gas discharge lamp 1 is switched on by the ballast 4
  • the capacitor 3 is provided to support the ignition process in the combustion circuit. Since the capacitor 3 is further charged with each unsuccessful attempt to ignite, it can also transfer its energy to the hot electrode of the gas discharge lamp via the ballast during the ignition process and support the successful last attempt to ignite. In particular in the case of a warm gas discharge lamp, this also supports safe ignition and promotes the coupling of the lighting circuit.
  • the generator 2 can also be followed by a diode 42, of which a capacitor 41 can be connected to a connecting terminal 15, 16, preferably to ground (see FIG. 4).
  • the ignition circuit was dimensioned in such a way that a single ignition pulse has about a few microseconds. If this pulse was not sufficient to ignite the lamp, then further ignition pulses are generated, with the voltage at the capacitor 3 and at the gas discharge lamp 1 continuously increasing with each ignition pulse.
  • the charging voltage of the capacitor 3 is determined by the ignition energy transmitted by the voltage-controlled switch 5 during the ignition process. The charging voltage of the capacitor 3 is increased continuously since the capacitor was not discharged if the ignition attempt was unsuccessful.
  • the control circuit 6 keeps the switch 9 open, so that the primary winding 11 of the transformer 7 is prevented from being recharged.
  • the voltage-controlled switch 5 returns, as after each ignition pulse, to its high-resistance state and thus decouples the ignition circuit from the gas discharge lamp 1.
  • the 3running operation is now maintained by the generator 2.
  • the ballast 4, in conjunction with the capacitor 3, limits the current, since the gas discharge lamp 1 has a low resistance during the burning process.
  • a resonance tuning between the capacitor 3 and the ballast 4, which is necessary in known ignition circuits, is not necessary here.
  • ignition coils or corresponding transformers of a motor vehicle engine can also be provided.
  • control circuit 66 As a light sensor 8, photo transistors or photo resistors can be used. They recognize the optical radiation from the gas discharge lamp 1 and emit a corresponding electrical signal which can be used to control the control circuit 6.
  • the control circuit 66 also has switching devices, for example comparators for current measurement, which, in the event of a missing gas discharge lamp 1 or a short circuit in the lines, cause an unwanted ignition
  • control circuit 6 can regulate the combustion current of the gas discharge lamp in a light-dependent manner.
  • a thyristor or a spark gap can also be used as a voltage-controlled switch.
  • spark gaps have the disadvantage that they emit high levels of interference, which may be undesirable, and they are also subject to wear.
  • the use of a breakover diode has the advantage that when the breakover voltage is reached, the breakover diode is sufficiently fast, i.e. changes to the conductive state within a few nanoseconds.
  • breakover diodes have already been proposed in patent application EP 88/00456.
  • FIG. 2 A second exemplary embodiment of the circuit arrangement is shown in FIG. 2.
  • the control of the transformer 7 is changed here.
  • the primary winding 11 of the transformer 7 is preceded by a second capacitor 20 which is charged via a diode 21 from the output 13 of the control circuit 6.
  • a switch 9 is connected to ground between the capacitor 20 and the diode 21. After the capacitor 20 has been charged, this switch 9 is closed via the output 14 of the control circuit 6, as a result of which the ignition voltage is induced in the secondary winding 12 of the transformer 7. After reaching the breakover voltage, the voltage-controlled switch 5 becomes conductive and very quickly transmits the energy stored in the transformer 7 to the gas discharge lamp 1.
  • the circuit arrangement is dimensioned such that the capacitor 3 can receive several charging pulses until the ignition voltage for the gas discharge lamp 1 is reached. After the ignition, the generator 2 takes over the energy supply for the Gas discharge lamp 1 while the transformer 7 remains switched off.
  • a high-voltage generator 30 for example an ignition transformer, which charges a capacitor 32, which can be connected in parallel to the gas discharge lamp 1 via the voltage-controlled switch 5, via a diode 31.
  • the energy stored in the capacitor 32 switches through the controllable switch 5 for igniting the gas discharge lamp 1 when the breakover voltage is reached.
  • the proposed exemplary embodiments can also be operated on a DC voltage network if the available DC voltage, for example from the battery of a motor vehicle, is clocked to generate a pulsed cooking voltage.
  • a DC voltage network if the available DC voltage, for example from the battery of a motor vehicle, is clocked to generate a pulsed cooking voltage.
  • Such chopper circuits are known and need not be described in detail.
  • the generator 2 can be replaced by a battery.
  • the capacitor 3 is to be replaced by a capacitor connected to ground.

Landscapes

  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gasentladungslampe
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gasentladungslampe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 31 08 548 ist schon eine Zündschaltung für eine Hochdruckmetalldampfentladungslampe bekannt, bei der ein LC-Reihenschvingkreis auf die schaltbare Primärwicklung eines Transformators einwirkt. Dadurch wird in der Sekundärwicklung eine hohe Spannung induziert, die die Gasentladungslampe zündet.
Bei dieser Schaltungsanordnung bleibt die Sekundärwicklung des Transformators auch nach der Zündung der Gasentladungslampe im Brennkreis geschaltet. Dadurch ergeben sich zusätzliche Verluste, die das Zündgerät unnötig aufheizen. Hinzu kommt, daß die Anstiegsgeschwindigkeit der Zundspannungsimpulse durch die Induktivitäten relativ langsam ist, wodurch die sofortige Zündung insbesondere einer warmen Gasentladungslampe behindert wird.
Auch muß der LC-Reihenschwingkreis auf Resonanz abgestimmt werden, was relativ eng tolerierte Bauelemente hoher Güte erfordert, die entsorechend teuer sind. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Kauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß der Transformator nur während der Zündphase mit der Gasentladungslampe aktiv verbunden ist, so daß die Verlustleistung der Schaltungsanordnung sehr gering ist.
Besonders vorteilhaft ist auch, daß die Anstiegsgeschwindigkeit der Zündspannungsimpulse sehr groß ist. Dadurch wird die im Transformator gespeicherte Zündenergie nahezu verlustfrei zur Zündung der Gasentladungslampe nutzbar, so daß insbesondere auch eine warme Gasentladungslampe sicher gezündet werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist auch in der Entkopplung des Zündkreises mit dem Brennkreis zu sehen, die durch den spannungsgesteuerten Schalter erreicht wird. Ein unerwünschtes Übersprechen der ZundspannungsImpulse auf den Brennkreis wird dadurch vermieden. Besonders vorteilhaft ist auch, daß zur Erhöhung der Zündspannung kein Sesonanzschwingkreis benötigt wird. Dadurch ist der Schaltungsaufbau kostengünstig herstellbar.
Durch die in den Untεransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß im Brennbetrieb der Zündungsteil abgeschaltet wird, da im Brennbetrieb die hohe Zündspannung nicht benötigt wird.
Auch ist vorteilhaft, wenn als Halbleiterschalter eine Kippciode verwendet wird, die eine hohe Sperrspannung hat und erst bei
Erreichen der hohen Zündspannung leitend wird. Derartige Kippdioden haben im gesperrten Zustand einen geringen Reststrom und sind beim Durchbruch in den leitenden Zustand sehr niederohmig. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Zündung mittels eines Lichtsensors überwacht wird. Solange die Lampe nicht brennt, steuert der Lichtsensor die Steuerschaltung an, um neue Zündimpulse zu generieren. Nach der Zündung der Gasentladungslampe unterdrückt der Lichtsensor die Erzeugung weiterer Zündimpulse.
Da bei einem Defekt, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung die Lampe nicht weiterbrennt, kann vorteilhaft das Signal des Lichtsensors zur Überwachung des Lampenkreises, Regelung der Lampenleistung bzw. der Lichtstärke bzw. zur Abschaltung der Kochspannung verwendet werden. Dies ist aus Sicherheitsgründen besonders bei einem Lampenwechsel vorteilhaft.
Durch die Verwendung eines Spartransformators, dessen Primärwicklung von einem Kondensator aufladbar ist, wird für die Erzeugung der Zündspannung ein besonders kostengünstiger Aufbau der
Schaltungsanordnung erreicht.
Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß anstelle des Transformators die Zündspule des Kraftfahrzeugmotors verwendet wird. Dadurch werden vorhandene Bauelemente mehrfach genutzt, so daß der Aufbau der Schaltung sehr kostengünstig wird.
Günstig ist auch die Verwendung einer Gasentladungslampe in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer. Da die Zündung auch bei warmer Lampe gewährleistet ist, ist die Lampe auch zur Verwendung als Lichthupe verwendbar.
Es hat sich auch als günstig gezeigt, wenn dem Vorschaltgerät zur Unterstützung des Zündvorganges ein Kondensator vorgeschaltet ist, dessen Kochspannung mit einer Diode vom Generator entkoppelt ist. Eine besonders einfache Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn anstelle des Transformators ein zweiter Generator verwendet wird.
Weitere Vorteile und Verbesserungen der Erfindung sind der Beschreibung entnehmbar.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel und Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Gasentladungslampe 1 über die Reihenschaltung eines Vorschaltgerätes 4 und eines Kondensators 3, dem Brennkreis 10 der Schaltungsanordnung, mit dem Spannungsausgang eines Wechselspannungsgenerators 2 verbunden ist. Der Wechselspannungsgenerator 2 ist mit seinem zweiten Ausgang mit der zweiten Elektrode der Gasentladungslampe 1 verbunden, die als Masseleitung weitergeführt wird. Parallel zu der Gasentladungslampe 1 ist eine Reihenschaltung angeordnet, die einen spannungsgesteuerten Schalter 5, die Sekundärwicklung 12 eines Transformators 7 sowie einen gesteuerten Schalter 9 aufweist. Die Primärwicklung 11 des Transformators 7 ist mit ihrem einen Anschluß mit der geschalteten Seite der Sekundärwicklung verbunden und mit ihrem zweiten Anschluß mit einem ersten Ausgang 13 einer Stεuerschaltung 6 verbunden. Die SteuerSchaltung 6 hat einen zweiten Ausgang 14, der auf den Steuereingang des gesteuerten Schalters 9 geführt ist, der zweckmäßigerweise als Halbleiterschalter ausgebildet ist. Die Steuerschaltung 6 wird von einem Lichtsensor 8 gesteuert, dessen Anordnung so gewählt ist, daß er die Zündung der Gasentladungslampe 1 erkennen kann. Dieser Schaltungsteil wird als
Impulszündungsteil bezeichnet.
Die Spannungsversorgung des Lichtsensors 8, der Steuerschaltung 6 und des Generators 2 erfolgt über gemeinsame Leitungen, die durch die Anschlüsse 15 und 16 gebildet werden.
Im Folgenden wird die Wirkungsweise dieser Schaltung beschrieben.
Wie aus dem als Blockschaltbild dargestellten Stromlaufplan der Figur 1 ersichtlich ist, weist die Schaltungsanordnung im wesentlichen zwei Stromkreise für den Betrieb der Gasentladungslampe auf. Der erste Stromkreis wird durch den Generator 2, den Kondensator 3 und das Vorschaltgerät 4 in Verbindung mit der Gasentladungslampe 1 gebildet. In diesem Stromkreis liefert der Generator 2 die zur Aufrechterhaltung des Brennbetriebes der Gasentladungslampe 1 notwendige Brennspannung. Die notwendige Brennspannung beträgt je nach Lampentyp z.B. 60 bis.120 Volt. Die Arbeitsfrequenz des Generators 2 liegt vorteilhaft im Kilo-Hz-Bereich, weil dadurch die Bauteile sowie der Generator kleiner und kostengünstiger herstellbar sind und zusätzlich die Lichtausbeute der Gasentladungslampe in diesem
Frequenzbereich besonders groß ist.
Da für die Zündung der Lampe jedoch mehrere Kilovolt (beispielsweise 5 bis 15 KV) benötigt werden, ist der Lampe ein Zündkreis parallel geschaltet, der im wesentlichen den spannungsgesteuerten Schalter 5, den Transformator 7 und den gesteuerten Schalter 9 aufweist. Zur Erzeugung der Zündspannung und Überwachung der Brennfunktion ist die Steuerschaltung 6 vorgesehen, die über den Lichtsensor 8 aktivierbar ist. Die Steuerschaltung 6 enthält Schaltelemente,
Taktgeber, die Spannungsversorgung für den Transformator und
Uberwachungsglieder zur Funktionsüberwachung der Gasentladungslampe und Sicher'heitsfunktionen. Zur Zündung der Gasentladungslampe 1 wird der Schalter 9 zunächst geschlossen, so daß sich die Primärwicklung 11 des Transformators 7 über den ersten Ausgang der Steuerschaltung 6 aufladen kann. Nach dem Laden wird der Schalter 9 geöffnet, so daß in die Sekundärwicklung 12 eine Spannung induziert wird. Bei geeignetem Übersetzungsverhältnis der zwei Wicklungen ist die induzierte Spannung zur Zündung der Gasentladungslampe 1 ausreichend hoch. Der spannungsgesteuerte Schalter 5 ist zunächst bei geringer induzierter Spannung gesperrt. Steigt die induzierte Spannung über den Schwellwert des Schalters 2 an, dann wird er praktisch schlagartig leitfähig, so daß an den Brennelektroden eine hohe Spannungsamplitude zur Zündung der Gasentladungslampe zur Verfügung steht. In diesem Ausführungsbei- spiel wurde als spannungsgesteuerter Schalter 5 eine Kippdiode verwendet. Kippdioden haben den Vorteil, daß sie unterhalb ihrer Schwellspannung, die an den Zündspannungsbedarf der Lampe angepaßt wird und beispielsweise bei 20000 Volt liegt, sehr hochohmig sind, so daß die durch Leckströme bedingten Verluste sehr gering sind. Wird die Schwellspannung überschritten, wird die Kippdiode sehr niederohmig, so daß sie die in dem Transformator 7 gespeicherte Energie auf die Gasentladungslampe 1 übertragen kann. Hierbei wird die Gasentladungslampe 1 durch das Vorschaltgerät 4 vom
Wechselspannungsgenerator 2 und Kondensator 3 entkoppelt.
Parallel zum Zündkreis ist zur Unterstützung des Zündvorganges im Brennkreis der Kondensator 3 vorgesehen. Da der Kondensator 3 bei jedem noch nicht erfolgreichen Zündversuch weiter aufgeladen wird, kann er seine Energie während des Zündvorganges über das Vorschaltgerät ebenfalls auf die heiße Elektrode der Gasentladungslampe geben und den erfolgreichen letzten Zündversuch unterstützen. Insbesondere bei einer warmen Gasentladungslampe wird auch hierdurch das sichere Zünden unterstützt und die Ankopplung des Brennkreises begünstigt.
Dem Generator 2 ist auch eine Diode 42 nachschaltbar, von der ein Kondensator 41 gegen eine Anschlußklemme 15,16, vorzugsweise gegen Masse schaltbar ist (vgl. Figur 4). In dem Ausführungsbeispiel wurde die Zündschaltung so dimensioniert, daß ein einzelner Zündimpuls etwa einige Mikrosekunden aufweist. Hat dieser Impuls zur Zündung der Lampe nicht ausgereicht, dann werden weitere Zündimpulse generiert, wobei sich bei jedem Zündimpuls die Spannung am Kondensator 3 wie auch an der Gasentladungslampe 1 kontinuierlich erhöht. Die Ladespannung des Kondensators 3 wird durch die während des Zündvorgangs vom spannungsgesteuerten Schalter 5 übertragene Zündenergie bestimmt. Die Ladespannung des Kondensators 3 wird kontinuierlich erhöht, da bei einem fruchtlosen Zündversuch der Kondensator nicht entladen wurde.
Nach der Zündung der Gasentladungslampe 1, die vom Lichtsensor 8 überwacht wird,- hält die Steuerschaltung 6 den Schalter 9 geöffnet, so daß ein erneutes Aufladen der Primärwicklung 11 des Transformators 7 verhindert wird. Der spannungsgesteuerte Schalter 5 kehrt, wie auch nach jedem Zündimpuls, in seinen hochohmigen Zustand zurück und koppelt damit den Zündkreis von der Gasentladungslampe 1 ab. Der 3rennbetrieb wird nun von dem Generator 2 aufrecht erhalten. Das Vorschaltgerät 4 bewirkt in Verbindung mit dem Kondensator 3 eine Strombegrenzung, da die Gasentladungslampe 1 während des Brennvorganges niederohmig ist. Eine Resonanzabstimmung zwischen dem Kondensator 3 und dem Vorschaltgerät 4, die in bekannten Zündschaltungen notwendig ist, ist hier nicht erforderlich. Anstelle des Transformators 7 sind auch Zündspulen oder entsprechende Übertrager eines Kraftfahrzeugmotors vorsehbar.
Als Lichtsensor 8 sind Fototransistoren oder Fotowiderstände ver wendbar. Sie erkennen die optische Strahlung der Gasentladungslampe 1 und geben ein entsprechendes elektrisches Signal ab, das zum Steuern der Stεuerschaltung 6 verwendbar ist. Die Steuerschaltung 66 weist weiterhin Schalteinrichtungen , beispielsweise Komparatoren zur Strommessung auf, die bei einer fehlenden Gasentladungslampe 1 oder einem Kurzschluß der Leitungen ein ungewolltes Zünden
verhindern. Dieses ist aus Sicherheitsgründen erforderlich, wenn diese Schaltungsanordnung zum Betrieb des Scheinwerfers eines Kraftfahrzeuges verwendet wird .
Mit einem nicht dargestellten Regler kann die Steuerschaltung 6 den Brennstrom der Gasentladungslampe lichtabhängig regeln.
Als spannungsgesteuerter Schalter ist auch ein Thyristor oder eine Vorfunkenstrecke verwendbar. Vorfunkenstrecken haben jedoch den Nachteil, daß sie eine hohe Störstrahlung senden, die unter Umständen unerwünscht ist, zudem unterliegen sie einem Verschleiß. Dagegen hat die Verwendung einer Kippdiode den Vorteil, daß die Kippdiode bei Erreichen der Kippspannung hinreichend schnell, d.h. innerhalb einiger Nanosekunden, in den leitenden Zustand übergeht. Derartige Kippdioden sind bereits in der Patentanmeldung EP 88/00456 vorgeschlagen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung ist in Figur 2 dargestellt. Gegenüber der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist hier die Ansteuerung des Transformators 7 geändert. Der Primärwicklung 11 des Transformators 7 ist ein zweiter Kondensator 20 vorgeschaltet, der über eine Diode 21 vom Ausgang 13 der Steuerschaltung 6 aufgeladen wird. Zwischen dem Kondensator 20 und der Diode 21 ist ein Schalter 9 gegen Masse geschaltet. Nach dem Aufladen des Kondensators 20 wird dieser Schalter 9 über den Ausgang 14 der Steuerschaltung 6 geschlossen, wodurch in die Sekundärwicklung 12 des Transformators 7 die Zündspannung induziert wird. Nach Erreichen der Kippspannung wird der spannungsgesteuerte Schalter 5 leitend und überträgt die im Transformator 7 gespeicherte Energie sehr schnell auf die Gasentladungslampe 1. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist die Schaltungsanordnung so dimensioniert, daß der Kondensator 3 mehrere Ladeimpulse erhalten kann, bis die Zündspannung für die Gasentladungslampe 1 erreicht ist. Nach der Zündung übernimmt der Generator 2 die Energieversorgung für die Gasentladungslampe 1, während der Transformator 7 abgeschaltet bleibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, gemäß der Figur 3 einen Hochspannungsgenerator 30, beispielsweise einen Zündübertrager zu verwenden, der über eine Diode 31 einen zur Gasentladungslampe 1 über den spannungsgesteuerten Schalter 5 parallel schaltbaren Kondensator 32 auflädt. Die im Kondensator 32 gespeicherte Energie schaltet bei Erreichen der Kippspannung den steuerbaren Schalter 5 zur Zündung der Gasentladungslampe 1 durch. Im übrigen arbeitet diese Schaltungsanordnung wie die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Die vorgeschlagenen Ausführungsbeispiele sind auch an einem Gleichspannungsnetz betreibbar, wenn die zur Verfügung stehende Gleichspannung, beispielsweise von der Batterie eines Kraftfahrzeuges, zur Erzeugung einer gepulsten Kochspannung getaktet wird. Derartige ZerhackerSchaltungen sind bekannt und müssen nicht näher beschrieben werden.
Werden Gasentladungslampen 1 mit niedriger Brennspannung, beispielsweise für 12 Volt verwendet, dann ist der Generator 2 durch eine Batterie ersetzbar. In diesem Fall ist der Kondensator 3 durch einen gegen Masse geschalteten Kondensator zu ersetzen.

Claims

Ansprüche
1. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gasentladungslampe an einem Spannungsgenerator mit einer Induktivität als Vorschaltgerät, einem Transformator mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung, cie-mit der Gasentladungslampe in Verbindung steht, und einer
Steuerschaltung, die auf die Primärwicklung des Transformators wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (12 ) des Transformators (7) mittels eines spannungsgesteuerten Schalters (5) parallel zum Brennkreis der Gasentladungslampe (1) verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (7) als Spartransformator geschaltet ist und dessen Primärwicklung (11) über einen zweiten Kondensator (20) schaltbar angeordnet ist.
3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (7) eine Zündspule ist.
4. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gasentladungslampe an einem Spannungsgenerator mit einer Induktivität als Vorschaltgerät und einer Steuerschaltung für den Zündvorgang der Gasentladungslampe, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (6) einen zweiten Generator (30) aufweist, daß der zweite Generator (30) einen zur Gasentladungslampe (1) parallel schaltbaren Kondensator (32) auflädt und daß der Kondensator (32) über einen spannungsgesteuerten
Schalter (5) mit der Gasentladungslampe (1) in Verbindung steht.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsgesteuerte Schalter (5) im Brennbetrieb der Gasentladungslampe (1) den Zündungsteil der
Schaltungsanordnung vom Generatorteil abkoppelt.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsgesteuerter Schalter (5). ein Halbleiterschalter, vorzugsweise eine Kippdiode schaltbar ist.
7. Schaitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (3) vorgesehen ist, der zwischen dem Generator (2) und dem Vorschaltgerät (4) angeordnet ist
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorschaltgerät (4) eine Diode (42) und ein Kondensator (41) vorgeschaltet sind, wobei der zweite Anschluß der Diode (42) mit dem. Generator (2) und der des
Kondensators (41) mit einer Anschlußklemme (15, 16), vorzugsweise mit der Masseklemme (16) verbunden ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtsensor (8) vorgesehen ist, der das Licht der Gasentladungslampe (1) aufnimmt und der bei Zündung der Gasentladungslampe (1) auf die Steuerschaltung (6) einwirkt, um den Ladevorgang zu beenden.
10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (5) den Ladevorgang unterbricht, wenn die Gasentladungslampe (1) fehlt oder einen Kurzschluß aufweist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung für einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges verwendbar ist.
EP90911282A 1989-09-01 1990-08-04 Schaltungsanordnung zum betrieb einer gasentladungslampe Expired - Lifetime EP0489747B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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