EP0875129B1 - Vorrichtung zum betreiben einer gasentladungslampe - Google Patents

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EP0875129B1
EP0875129B1 EP97947024A EP97947024A EP0875129B1 EP 0875129 B1 EP0875129 B1 EP 0875129B1 EP 97947024 A EP97947024 A EP 97947024A EP 97947024 A EP97947024 A EP 97947024A EP 0875129 B1 EP0875129 B1 EP 0875129B1
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discharge lamp
gas discharge
output
potential
reference potential
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/292—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
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    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

Definitions

  • the invention is based on a device for operation a gas discharge lamp of the genus Main claim.
  • DE-OS 42 18 647 is one High-voltage discharge lamp device known.
  • the output voltage of the step-up to DC converter the high-voltage discharge lamp with alternating switched polarities supplied.
  • the Gas discharge lamp is therefore at a voltage that rectangular between the positive and negative value of the Alternating output voltage of the DC-DC converter.
  • a constant frequency of polarity reversal is thus an average of the gas discharge lamp applied voltage, which corresponds to the reference potential. If the gas discharge lamp is housed in a housing, that also lies on this reference potential arises no potential difference, the harmful Prevents ion migration in the lamp.
  • DE-PS 41 41 804 is used to generate a Potential difference between the gas discharge lamp and the environment a part provided that compared to a Gas discharge lamp is placed positive potential. This Arrangement is however with additional manufacturing technology Associated effort.
  • the invention has for its object a device to operate a gas discharge lamp, the one enables long life of the gas discharge lamp.
  • a DC-DC converter converts one to one Reference potential related input voltage in two from Reference potential different output potentials around, which are characterized in that their amounts differ in size are.
  • Such a bipolar DC converter has some specific advantages, for example in it exist that due to cheaper stress distributions Accept the requirements for the electronic components. So circuit breakers or diodes can be lower Use dielectric strength. It also poses with alternate activation of the gas discharge lamp a medium potential with the two output potentials one that deviates from the reference potential. The so The resulting potential difference has a positive effect on the life of the gas discharge lamp than it Interactions of the gas ions with the lamp body reduced. Ion diffusions in the lamp body can be to reduce.
  • a expedient improvement provides that a first Output voltage that the first output potential on the Reference potential relates, has different polarity like a second output voltage which is the second Output potential refers to the reference potential. At constant alternating control of the Gas discharge lamp turns a medium Output voltage whose value is from the reference potential is different.
  • the Gas discharge lamp is housed in a housing, whose potential is at the reference potential. Between the Housing and the gas discharge lamp is thus a Potential difference built up, which - as already explained - Ion migration reduced.
  • the gas discharge lamp is preferably used in one Headlights of a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a Embodiment and Figure 2 a typical Voltage curve on a gas discharge lamp.
  • An input voltage 11 related to a reference potential 12 is converted into two by a DC-DC converter 10 Output potentials converted to a first Output terminal 21 and a second output terminal 22 can be tapped. Becomes the first output potential tapped at the first output terminal 21 and on the Reference potential 12 referred, so you get the first Output voltage 23, which at the second output terminal 22nd tapped second output potential on the Reference potential 12 relates to the second Output voltage 24.
  • the two output potentials are a control circuit 15 supplied, which in turn a Gas discharge lamp 16 supplied.
  • the time course of a lamp voltage 26 as it changes could set on the gas discharge lamp 16 fluctuates in constant intervals between the first Output voltage 23 and the second output voltage 24. This results in an average value 25 of this lamp voltage 26 a.
  • the device according to the invention for operating a Gas discharge lamp 16 works as follows:
  • the DC-DC converter 10 converts to that Reference potential 12 related input voltage 11 in a bipolar output voltage around. Serves as input voltage 11 for example one taken from a battery DC voltage.
  • a bipolar DC voltage converter 10 in this context a DC-DC converter 10 understood who referred to the reference potential 12 Converts input voltage 11 into two output potentials, which are different from the reference potential 12.
  • Such DC voltage converter 10 are from the relevant Technical literature known.
  • Single-ended flyback converter or single-ended forward converter can be used as well for example push-pull converters, in which one transformer isolation is carried out.
  • isolation could be a second from Reference potential 12 different output potential too can be achieved in that the flowing on the primary side Current of the transformer through a diode and one Smoothing capacitor of the first output terminal 21 while the current flowing on the secondary side of the second Output terminal 22 is supplied.
  • Output potentials form the input variables of the Control circuit 15. This ensures that the Gas discharge lamp 16 is supplied with an alternating current, since in DC the life of the gas discharge lamp 16 strong would be affected.
  • the control circuit 15 can consist of an H-bridge, for example The gas discharge lamp 16 lies diagonally. By suitable Control of the four circuit breakers is always alternately the first and the second output potential the connections of the gas discharge lamp 16 are laid. The timing in the exemplary embodiment is the same. Then ensures that a mean value 25 arises, the Potential is different from the reference potential 12. Likewise a clocked pole reversal is conceivable.
  • the control circuit 15 effects a rectangular shape Course of the lamp voltage 26 according to Figure 2.
  • the first and second output voltage 23, 24 are alternating with the same period of time on the gas discharge lamp 16.
  • the Mean 25 could also be different Duration of the activation with respect to the first and second Realize output potential. However, this increases the Control effort.
  • the gas discharge lamp 16 can be used in particular Use motor vehicles. Will the lamp holder or that Housing of the gas discharge lamp 16 to the device mass the desired potential difference is created. The negative mean value 25 related to the device mass prevents unwanted ion migration.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 42 18 647 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-PS 41 41 804 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.
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 Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels sowie Figur 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 Figur 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 (4)

  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, wobei die Gasentladungslampe (16) über eine Ansteuerschaltung (15) auf diese Ausgangspotentiale gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beträge der beiden Ausgangspotentiale unterschiedlich groß sind.
  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. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs.
EP97947024A 1996-11-13 1997-10-25 Vorrichtung zum betreiben einer gasentladungslampe Expired - Lifetime EP0875129B1 (de)

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