EP1494509B1 - Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Hochdruckentladungslampe Download PDF

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EP1494509B1
EP1494509B1 EP04013154A EP04013154A EP1494509B1 EP 1494509 B1 EP1494509 B1 EP 1494509B1 EP 04013154 A EP04013154 A EP 04013154A EP 04013154 A EP04013154 A EP 04013154A EP 1494509 B1 EP1494509 B1 EP 1494509B1
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EP
European Patent Office
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terminal
voltage
circuit arrangement
arrangement according
pressure discharge
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EP1494509A2 (de
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Walter Bätz
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • 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
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches
    • H05B41/042—Starting switches using semiconductor devices

Definitions

  • the present invention relates to a circuit arrangement for controlling a high-pressure discharge lamp having a connection for a first voltage potential, a connection for a second voltage potential, a connection for supplying an ignition voltage, a first electrical connection which provides at its first end a first connection for a high-pressure discharge lamp and which is coupled at its second end to the terminal for the first voltage potential, a second electrical connection, which provides at its first end a second terminal for a high pressure discharge lamp and which is coupled at its second end to the terminal for the second voltage potential, a first Inductance, which is arranged in the second electrical connection and an ignition device, the input side at least to the terminal for supplying an ignition voltage and the output side with one of the connections for the Hochlichentla is coupled.
  • High-pressure discharge lamps are used for example in automobiles. In the ignited state they are operated, for example, with a square wave signal with a frequency of 400 Hz. If such a signal has steep edges, interference in the FM band at 70 to 120 MHz may occur. The disturbances arise on the line, that is to say they are so-called Conducted Disturbances. More recently, more and more automakers are moving to implement certain controls without direct mechanical or hydraulic connection between the user interface and the point of action, but to provide an input unit for a user, wherein the signals input thereto are converted into electrical signals which are subsequently transmitted via a bus system are transmitted to an actuator, which then performs the corresponding activity.
  • FIG. 1 shows a high-pressure discharge lamp 10, the associated drive circuit being accommodated in block 12.
  • Input 1 indicates the outgoing line, input 2 the return line and input 4 the ignition line.
  • the ignition device is arranged in the block 12.
  • a typical ignition voltage is about 23 kV DC, a typical operating voltage at 85 V AC, the frequency being 400 Hz, for example.
  • the return voltage of the high-pressure discharge lamp In the known circuit arrangement, although Conducted Disturbances reliably prevented, but increased by the inductance, the return voltage of the high-pressure discharge lamp. At ignition voltages up to 25 kV, the return voltage can become so high, especially immediately after ignition, that it can jump over to the reflector of the associated headlamp. As a result of the high voltages occurring thereby results in the risk of injury to car mechanics or hobbyists who happen to be in contact with the reflector when switching on the discharge lamp. Due to the high temperatures occurring - for example, a typical value for the temperature of the discharge vessel is 700 ° C, so that a nearby return conductor is still heated to 550 ° C - no plastic insulation can be used.
  • the present invention is therefore the object of developing a generic circuit arrangement such that while maintaining the required noise immunity, the risk of injury is reduced and a higher ignition safety can be ensured than in the known from the prior art solution.
  • the invention is based on the finding that no voltage is then produced at the return conductor when a further inductance is arranged in the outgoing conductor and both inductances form a current-compensated inductor, a so-called common mode choke, since this represents no inductance for the useful current.
  • a so-called common mode choke since this represents no inductance for the useful current.
  • the useful flow is not affected at any time. It follows, firstly, that no high return voltage occurs as a result of the useful current and, second, that this does not affect the ignition safety of the lamp.
  • two windings are made on a core, the winding sense being chosen so that the magnetic field lines produced by currents through both windings are opposite. Now, if two equal currents flow through the two windings in the opposite direction, their magnetic field lines cancel each other, so that no voltage is induced.
  • the first voltage potential represents a supply voltage
  • the second voltage potential represents electrical ground
  • the first electrical connection usually represents an outgoing line, while the second electrical connection represents a return line.
  • the first voltage potential is a DC voltage before ignition, after the ignition is an AC voltage.
  • the second inductor is preferably disposed between the first voltage potential terminal and the igniter or between the igniter and the high pressure discharge lamp terminal coupled to the igniter.
  • a third inductor which is magnetically coupled to the first and the second inductance, is arranged in the electrical connection between the connection for supplying an ignition voltage and the associated connection for the high-pressure discharge lamp.
  • the return conductor and the forward conductor are connected via a diode branch. This one serves for safety.
  • the voltage between terminal 1 and terminal 2 is always less than 1000 V.
  • Due to the parasitic capacitance of the diodes a noise current flows from the return conductor to the rear conductor and via the capacitor C1, which represents a short circuit for high-frequency signals, to the terminal 4.
  • This interference current can be largely suppressed by the third winding.
  • the mode of operation is based on the fact that the impedance for the interference current is also high at terminal 4 as a result of this measure.
  • the first and second inductors comprise electrical wires wound on a common ferrite core.
  • a common ferrite core can also work in the high temperature range, that is at 150 ° C plus their self-heating.
  • the ferrite core is preferably made of highly insulating material. This allows the wires to have the only insulation copper enamel. Since further insulation can be omitted, this in turn results in a space savings.
  • connection 1 is provided for the connection of a DC potential before the ignition and for the connection of an AC voltage after the ignition, the connection 2 serves for the connection of ground. Both lines are connected to each other via a current-compensated throttle 22. Via the terminal 4, an ignition signal, preferably an ignition voltage, can be fed.
  • the output signals of the current-compensated choke 22 and the ignition voltage applied to the terminal 4 enter a block 24, which on the one hand comprises an ignition circuit, on the other hand is designed so that its high-pressure discharge lamp 14 can be supplied with voltage after its ignition during operation via its outputs 26 and 28 ,
  • FIG. 3 again shows the three input terminals 1. 2 and 4 and furthermore the first 30 and the second inductance 32 of the current-compensated choke 22. It can be clearly seen that both inductors are wound on a common core 34 and oriented opposite ,
  • the circuit further includes a branch between lines 36 and 38 in which a first 40 and a second diode 42 are connected in anti-parallel. This branch serves to protect the operating device of the lamp, in particular an electric ballast. Between the lines 36 and 39, the series connection of two ohmic resistors R1 and R2 is arranged, which serve for discharging the ignition capacitor C after ignition.
  • the ignition capacitor C1 which is arranged parallel thereto, is charged for ignition with a certain voltage which is sufficient to ignite a spark gap FS.
  • the voltage pulse is transmitted via a transformer Tr to the terminal 26 for the high-pressure discharge lamp 14, which then ignites.
  • power supply and Ignition device coupled.
  • the circuit arrangement according to the invention can be realized with the disadvantage of greater space requirement without any problem even if the power supply and ignition device are designed separately.
  • the ignition line 4 that is to say in the line between the connection for supplying an ignition voltage and the ignition device, a third inductance 31 is arranged with the first and second inductance is magnetically coupled. In practice, therefore, three inductors are wound on a core. This embodiment reduces the parasitic interference current that would flow in the embodiment shown in Figure 3 via the diode branch of line 38 to line 36 and the ignition capacitor C1 to terminal 4.
  • FIG. 5 shows some embodiments of current-compensated chokes, as they can be used in a circuit arrangement according to the invention, wherein the respective cores are wound for clarity with 2 windings.
  • a ferrite core 46 is provided with two windings which form the first 30 and the second inductance 32 of the current-compensated choke 22. The beginning of the winding is marked with A, the end with E. If a high-insulating ferrite is selected, wires can be wound on it, which are insulated from each other only by commercially available insulating varnish. No additional carrier is needed, i. The wound ferrite core can be used directly, for example in SMD technology, in the circuit. This results in a significant space savings.
  • Figure 5b shows the use of a toroidal core 48 on which the two windings are wound.
  • Figure 5c another variant with ferrite core 46 is shown.
  • Figures 5d, 5e and 5g show an implementation variant with three chokes 30, 31, 32 on a ferrite core, wherein Figure 5d is a side view, Figure 5e is a plan view and Figure 5g is a perspective view.
  • Figure 5f shows a variant with ring core 48 and a winding which differs from that shown in Figure 5b.
  • Figures 6a and 6b show a further variant of a current-compensated choke with toroidal core 600.
  • This variant has 3 chokes 601, 602 and 603.
  • Figure 6a shows the top view.
  • Figure 6b shows a spatial representation. In the spatial representation of the sake of clarity, only the ferrite body is shown without throttle windings.
  • the ferrite body has extensions 604, which serve to receive the wire ends of the inductor windings. This can be saved a bobbin.
  • the extensions are shaped so that an SMD assembly of the current-compensated choke is possible.
  • the extensions on recesses, which should prevent slippage of the applied wire ends.
  • inductor winding 6 is not limited to three inductor windings. Rather, a different number of inductor windings can be realized. If necessary, then the number of extensions must be adjusted. Even in the embodiment according to Figure 6 maintained axis symmetry is not mandatory. Rather, the inductor windings can be arranged arbitrarily on the toroidal core, for example to comply with desired voltage intervals or couplings between the windings.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Hochdruckentladungslampe mit einem Anschluss für ein erstes Spannungspotential, einem Anschluss für ein zweites Spannungspotential, einem Anschluss zur Zuführung einer Zündspannung, einer ersten elektrischen Verbindung, die an ihrem ersten Ende einen ersten Anschluss für eine Hochdruckentladungslampe bereitstellt und die an ihrem zweiten Ende mit dem Anschluss für das erste Spannungspotential gekoppelt ist, einer zweiten elektrischen Verbindung, die an ihrem ersten Ende einen zweiten Anschluss für eine Hochdruckentladungslampe bereitstellt und die an ihrem zweiten Ende mit dem Anschluss für das zweite Spannungspotential gekoppelt ist, einer ersten Induktivität, die in der zweiten elektrischen Verbindung angeordnet ist und einer Zündvorrichtung, die eingangsseitig zumindest an den Anschluss zur Zuführung einer Zündspannung und die ausgangsseitig mit einem der Anschlüsse für die Hochdruckentladungslampe gekoppelt ist.
    • Stand der Technik
  • Hochdruckentladungslampen werden beispielsweise in Automobilen eingesetzt. Im gezündeten Zustand werden sie beispielsweise mit einem Rechtecksignal mit einer Frequenz von 400 Hz betrieben. Hat ein derartiges Signal steile Flanken, können Störungen im FM-Band bei 70 bis 120 MHz entstehen. Die Störungen entstehen auf der Leitung, das heißt es handelt sich um sogenannte Conducted Disturbances. In jüngerer Zeit gehen mehr und mehr Autohersteller dazu über, bestimmte Bedienelemente ohne direkte mechanische oder hydraulische Verbindung zwischen der Benutzerschnittstelle und dem Wirkungsort zu realisieren, sondern eine Eingabeeinheit für einen Benutzer vorzusehen, wobei die darin eingegebenen Signale in elektrische Signale umgewandelt werden, die anschließend über ein Bussystem an einen Aktuator übertragen werden, der dann die entsprechende Aktivität vornimmt. Diese Entwicklung ist unter dem Begriff "Drive-by-Wire" geläufig und wird beispielsweise bei der Lenkung, der Bremse und dem Gaspedal eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Hierbei ist offensichtlich, dass es zu keinerlei Störungen kommen darf, da dadurch Fehlfunktionen mit verheerenden Folgen ausgelöst werden könnten. Im Stand der Technik wurde hierzu bei gattungsgemäßen Schaltungsanordnungen für Hochdruckentladungslampen eine Induktivität seriell in den Rückleiter eingebracht. Figur 1 zeigt eine Hochdruckentladungslampe 10, wobei die zugehörige Ansteuerschaltung im Block 12 untergebracht ist. Eingang 1 bezeichnet die Hinleitung, Eingang 2 die Rückleitung und Eingang 4 die Zündleitung. In dem Block 12 ist unter anderem die Zündvorrichtung angeordnet. Die Hochdruckentladungslampe 14, die in einen Glasmantel 16 eingegossen ist, weist einen Rückleiter 18 auf, der mittels eines Keramikröhrchens 20 isoliert ist. Eine typische Zündspannung liegt bei etwa 23 kV DC, eine typische Betriebsspannung bei 85 V AC, wobei die Frequenz beispielsweise 400 Hz beträgt.
  • Bei der bekannten Schaltungsanordnung werden zwar Conducted Disturbances zuverlässig verhindert, jedoch erhöht sich durch die Induktivität die Rückleiterspannung der Hochdruckentladungslampe. Bei Zündspannungen bis 25 kV kann die Rückleiterspannung so hoch werden, insbesondere direkt nach dem Zünden, dass sie auf den Reflektor des zugeordneten Scheinwerfers überspringen kann. Infolge der hohen auftretenden Spannungen ergibt sich dadurch die Gefahr von Verletzungen für Kfz-Mechaniker oder Bastler, die zufälligerweise beim Einschalten der Entladungslampe mit dem Reflektor in Berührung sind. Aufgrund der hohen auftretenden Temperaturen - beispielsweise ist ein typischer Wert für die Temperatur des Entladegefäßes 700° C, so dass ein sich in der Nähe befindender Rückleiter noch immerhin auf 550° C erhitzt wird - können keine Kunststoffisolierungen verwendet werden. Eingesetzt werden beispielsweise Keramikröhrchen, die einerseits Spiel haben müssen, da die Ausdehnung bei hohen Temperaturen zu berücksichtigen ist, und andererseits leicht brechen können, so dass der Rückleiter gänzlich ungeschützt ist. Gewöhnlich bleibt, wie in Figur 1 gezeigt, ein Teil des Rückleiters selbst bei intaktem Keramikröhrchen sogar gänzlich unisoliert. Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösung besteht darin, dass sich die für die Lampe vorgesehene Zündspannung auf die Lampe und die im Rückleiter angeordnete Induktivität aufteilt. Auch die Zündenergie, die nach einem, durch die Zündspannung verursachten Überschlag in der Lampe für den weiteren Zündvorgang zur Verfügung steht, ist im Stand der Technik reduziert. Damit steht nur eine reduzierte Zündspannung und Zündenergie für die Lampe zur Verfügung, wodurch sich die Zündsicherheit der Lampe verschlechtert
  • Aus der US 5,416,386 , die zur Formulierung des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs herangezogen wurde, ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der die in der dortigen Figur 3a gezeigte Induktivität Le1 zusammen mit der Induktivität Le2 keine stromkompensierte Drossel bildet, da hierfür die Orientierung der Induktivität Le1 genau umgekehrt sein müsste, vgl. hierzu die den Wicklungssinn kennzeichnenden Punkte in Figur 3a der US 5, 416, 386 sowie der Figur 3 der vorliegenden Erfindung. In der genannten Druckschrift wirkt lediglich die Streuinduktivität, die ein Maß für die Nicht-Idealität jeder magnetischen Kopplung darstellt, zwischen den Induktivitäten Le1 und Le2 als sehr kleine common-mode Drossel. Dies ist aber nur ein Nebeneffekt, der eigentlich durch den angegebenen Wicklungssinn realisierten differential-mode Drossel. Aufgrund dieses Unterschieds würden die Induktivitäten Le1, Le2 der D1 auch nicht geeignet sein, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen.
  • Überdies gibt es in der genannten Druckschrift für die Kombination aus Le1 und Le2 nur zwei mögliche Positionen, und zwar vor dem Eingangsgleichrichter oder danach. Wird sie vor dem Gleichrichter angeordnet, fließt durch sie nur der reine Netzwechselstrom, und zwar unabhängig vom Zustand der Lampe. Wird sie nach dem Gleichrichter angeordnet, fließt durch sie eine Kombination aus Gleichstrom und Wechselstromanteil mit doppelter Netzfrequenz, wobei dies ebenfalls unabhängig vom Zustand der Lampe ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass unter Beibehaltung der geforderten Störsicherheit das Verletzungsrisiko reduziert wird und eine höhere Zündsicherheit gewährleistet werden kann als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung.
    • Darstellung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dann am Rückleiter keine Spannung entsteht, wenn eine weitere Induktivität im Hinleiter angeordnet wird und beide Induktivitäten eine stromkompensierte Drossel, eine sogenannte Common Mode Choke bilden, da diese für den Nutzstrom keine Induktivität darstellt. Dadurch wird der Nutzstrom zu keiner Zeit beeinflusst. Hieraus folgt erstens, dass keine hohe Rückleiterspannung infolge des Nutzstroms auftritt und zweitens, dass dadurch keine Beeinträchtigung der Zündsicherheit der Lampe stattfindet.
  • Bei einer stromkompensierten Drossel werden zwei Wicklungen auf einem Kern vorgenommen, wobei der Wicklungssinn so gewählt wird, dass die magnetischen Feldlinien, die durch Ströme durch beide Wicklungen entstehen, entgegengerichtet sind. Wenn nun zwei gleich große Ströme die zwei Wicklungen in entgegengesetzter Richtung durchfließen, heben sich ihre magnetischen Feldlinien gegenseitig auf, so dass keine Spannung induziert wird.
  • Üblicherweise stellt das erste Spannungspotential eine Versorgungsspannung dar, während das zweite Spannungspotential elektrische Masse darstellt. Wie für den Fachmann offensichtlich kann der erfindungsgemäße Erfolg auch mit einer anderen Wahl der Spannungspotentiale erreicht werden.
  • Die erste elektrische Verbindung stellt üblicherweise eine Hinleitung dar, während die zweite elektrische Verbindung eine Rückleitung darstellt. Das erste Spannungspotential stellt vor der Zündung eine Gleichspannung, nach der Zündung eine Wechselspannung dar.
  • Die zweite Induktivität ist bevorzugt zwischen dem Anschluss für das erste Spannungspotential und der Zündvorrichtung angeordnet oder zwischen der Zündvorrichtung und dem Anschluss für die Hochdruckentladungslampe, der an die Zündvorrichtung gekoppelt ist.
  • Erfindungsgemäß ist in der elektrischen Verbindung zwischen dem Anschluss zur Zuführung einer Zündspannung und dem zugeordneten Anschluss für die Hochdruckentladungslampe eine dritte Induktivität angeordnet, die mit der ersten und der zweiten Induktivität magnetisch gekoppelt ist. Gewöhnlich ist der Rückleiter und der Hinleiter über einen Diodenzweig verbunden. Dieser dient der Sicherheit. Aus Gründen der Betriebssicherheit des Betriebsgeräts der Lampe (EVG, elektrisches Vorschaltgerät) muss sichergestellt sein, dass die Spannung zwischen Anschluss 1 und Anschluss 2 immer kleiner als 1000 V ist. Durch die parasitäre Kapazität der Dioden fließt ein Störstrom vom Rückleiter zum Hinteiter und über den Kondensator C1, der einen Kurzschluss für Hochfrequenzsignale darstellt, zum Anschluss 4. Dieser Störstrom kann durch die dritte Wicklung weitgehend unterdrückt werden. Die Wirkungsweise beruht darauf, dass durch diese Maßnahme die Impedanz für den Störstrom auch am Anschluss 4 hoch ist.
  • Bevorzugt umfassen die erste und die zweite Induktivität elektrische Drähte, die auf einen gemeinsamen Ferritkern gewickelt sind. Dadurch wird kein zusätzlicher Spulenkörper benötigt, was in einer Platzersparnis, wie sie vor allem bei Automobilscheinwerfern gewünscht ist, resultiert. Derartige Ferritkerne können überdies im Hochtemperaturbereich arbeiten, das heißt bei 150° C plus ihrer Eigenerwärmung. Der Ferritkem ist bevorzugt aus hochisolierendem Material gefertigt. Dadurch können die Drähte als einzige Isolierung Kupferlack aufweisen. Da weitere Isolierungen entfallen können, resultiert auch dies wiederum in einer Platzersparnis.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Ausführungsform einer Hochdruckentladungslampe, wie sie beispielsweise in einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird;
    Figur 2
    in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
    Figur 3
    das Ausführungsbeispiel von Figur 2 in detaillierterer Darstellung;
    Figur 4
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit einer Drossel in der Zündleitung; und
    Figur 5
    verschiedene Ausführungsformen einer stromkompensierten Drossel zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
    Figur 6
    Ausführungsform einer stromkompensierten Drossel zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit speziellem Ringkern
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • In Figur 2 ist der Anschluss 1 für den Anschluss eines Gleichspannungspotentials vor der Zündung und für den Anschluss einer Wechselspannung nach der Zündung vorgesehen, der Anschluss 2 dient für den Anschluss von Masse. Beide Leitungen sind über eine stromkompensierte Drossel 22 miteinander verbunden. Über den Anschluss 4 ist ein Zündsignal, bevorzugt eine Zündspannung, zuführbar. Die Ausgangssignale der stromkompensierten Drossel 22 sowie die am Anschluss 4 angelegte Zündspannung gelangen in einen Block 24, der einerseits eine Zündschaltung umfasst, andererseits so ausgelegt ist, dass über seine Ausgange 26 und 28 die Hochdruckentladungslampe 14 nach der Zündung im Betrieb mit Spannung versorgt werden kann.
  • Die Darstellung in Figur 3 lässt wiederum die drei Eingangsanschlüsse 1. 2 und 4 erkennen und weiterhin die erste 30 sowie die zweite Induktivität 32 der stromkompensierten Drossel 22. Gut zu erkennen ist, dass beide Induktivitäten auf einem gemeinsamen Kern 34 gewickelt sind und entgegengesetzt orientiert sind. Die Schaltung umfasst weiterhin einen Zweig zwischen den Leitungen 36 und 38, in dem eine erste 40 und eine zweite Diode 42 antiparallel geschaltet sind. Dieser Zweig dient dazu, das Betriebsgerät der Lampe, insbesondere ein elektrisches Vorschaltgerät, zu schützen. Zwischen den Leitungen 36 und 39 ist die Serienschaltung zweier Ohmscher Widerstände R1 und R2 angeordnet, die zum Entladen des Zündkondensators C nach erfolgter Zündung dienen. Der Zündkondensator C1, der parallel hierzu angeordnet ist, wird zur Zündung mit einer bestimmten Spannung aufgeladen, die ausreichend ist, um eine Funkenstrecke FS zu zünden. Der Spannungsimpuls wird über einen Transformator Tr an den Anschluss 26 für die Hochdruckentladungslampe 14 übertragen, die daraufhin zündet. In vorteilhafter Weise sind, wie dargestellt, Spannungsversorgung und Zündvorrichtung gekoppelt. Wie für den Fachmann selbstverständlich, kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit dem Nachteil größeren Platzbedarfs ohne weiteres auch bei separater Ausführung von Spannungsversorgung und Zündvorrichtung realisiert werden.
  • Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Bauteile, die denen von Figur 2 gleichen, mit identischen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben. Im Unterschied zu dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weiterhin die Zündleitung 4, das heißt in der Leitung zwischen dem Anschluss zur Zuführung einer Zündspannung und der Zündvorrichtung, eine dritte Induktivität 31 angeordnet, die mit der ersten und der zweiten Induktivität magnetisch gekoppelt ist. In der Praxis sind daher drei Induktivitäten auf einen Kern gewickelt. Diese Ausführungsform reduziert den parasitären Störstrom, der bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel über den Diodenzweig von Leitung 38 zu Leitung 36 und über den Zündkondensator C1 zum Anschluss 4 fließen würde.
  • Figur 5 zeigt einige Ausführungsformen stromkompensierter Drosseln, wie sie in einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eingesetzt werden können, wobei die jeweiligen Kerne der Übersichtlichkeit halber mit 2 Wicklungen bewickelt sind. In Figur 5a wird ein Ferritkern 46 mit zwei Wicklungen versehen, die die erste 30 und die zweite Induktivität 32 der stromkompensierten Drossel 22 bilden. Der Anfang der Wicklung ist jeweils mit A, das Ende mit E gekennzeichnet. Wird ein hochisolierender Ferrit gewählt, können darauf Drähte gewickelt werden, die lediglich durch handelsüblichen Isolierlack voneinander isoliert sind. Es ist kein zusätzlicher Träger nötig, d.h. der bewickelte Ferritkern kann direkt, zum Beispiel in SMD-Technik, in die Schaltung eingesetzt werden. Dies resultiert in einer deutlichen Platzersparnis. Abbildung 5b zeigt die Verwendung eines Ringkerns 48. auf dem die beiden Wicklungen gewickelt sind. In Abbildung 5c ist eine weitere Variante mit Ferritkern 46 dargestellt.
  • Die Abbildungen 5d, 5e und 5g zeigen eine Realisierungsvariante mit drei Drosseln 30, 31, 32 auf einem Ferritkern, wobei Abbildung 5d eine Seitenansicht, Abbildung 5e eine Draufsicht und Abbildung 5g eine räumliche Ansicht darstellt.
  • Schließlich zeigt Abbildung 5f eine Variante mit Ringkern 48 und einer Bewicklung, die sich von der in Figur 5b dargestellten unterscheidet.
  • Die Abbildungen 6a und 6b zeigen eine weitere Variante einer stromkompensierten Drossel mit Ringkern 600. Diese Variante besitzt 3 Drosseln 601, 602 und 603. Abbildung 6a zeigt die Draufsicht. Abbildung 6b zeigt eine räumliche Darstellung. Bei der räumlichen Darstellung ist der besseren Übersichtlichkeit wegen nur der Ferritkörper ohne Drosselwicklungen dargestellt. Gegenüber den Varianten in den Abbildungen 5b und 5f weist der Ferritkörper Fortsätze 604 auf, die zur Aufnahme der Drahtenden der Drosselwicklungen dienen. Damit kann ein Wickelkörper eingespart werden. Die Fortsätze sind so ausgeformt, dass eine SMD Bestückung der stromkompensierten Drossel möglich ist. Außerdem weisen die Fortsätze Vertiefungen auf, die ein Abrutschen der aufgebrachten Drahtenden verhindern soll. Das Ausführungsbeispiel in Figur 6 ist nicht auf 3 Drosselwicklungen beschränkt. Vielmehr kann auch eine andere Anzahl von Drosselwicklungen realisiert werden. Gegebenenfalls muss dann die Anzahl der Fortsätze angepasst werden. Auch die im Ausführungsbeispiel nach Abbildung 6 eingehaltene Achsensymmetrie ist nicht zwingend. Vielmehr können die Drosselwicklungen beliebig auf dem Ringkern angeordnet sein, zum Beispiel um gewünschte Spannungsabstände oder Kopplungen zwischen den Wicklungen einzuhalten.

Claims (11)

  1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Hochdruckentladungslampe (14) mit
    - einem Anschluss (1) für ein erstes Spannungspotential;
    - einem Anschluss (2) für ein zweites Spannungspotential;
    - einem Anschluss (4) zur Zuführung einer Zündspannung;
    - einer ersten elektrischen Verbindung, die an ihrem ersten Ende einen ersten Anschluss (26) für eine Hochdruckentladungslampe (14) bereitstellt und die an ihrem zweiten Ende mit dem Anschluss (1) für das erste Spannungspotential gekoppelt ist;
    - einer zweiten elektrischen Verbindung, die an ihrem ersten Ende einen zweiten Anschluss (28) für eine Hochdruckentladungslampe (14) bereitstellt und die an ihrem zweiten Ende mit dem Anschluss (2) für das zweite Spannungspotential gekoppelt ist;
    - einer ersten Induktivität (30), die in der zweiten elektrischen Verbindung angeordnet ist;
    - einer zweiten Induktivität (32), die in der ersten elektrischen Verbindung angeordnet ist und zusammen mit der ersten Induktivität (30) eine stromkompensierte Drossel (22), bildet,
    - einer Zündvorrichtung (24), die eingangsseitig zumindest an den Anschluss (4) zur Zuführung einer Zündspannung und die ausgangsseitig mit einem der Anschlüsse (26; 28) für die Hochdruckentladungslampe gekoppelt ist;
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der elektrischen Verbindung zwischen dem Anschluss (4) zur Zuführung einer Zündspannung und dem diesem Anschluss (4) zugeordneten Anschluss (26) für die Hochdruckentladungslampe (14) eine dritte Induktivität (31) angeordnet ist, die mit der ersten und der zweiten Induktivität (30; 32) magnetisch gekoppelt ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Spannungspotential eine Versorgungsspannung darstellt.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Spannungspotential elektrische Masse darstellt.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste elektrische Verbindung eine Hinleitung darstellt.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite elektrische Verbindung eine Rückleitung darstellt.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Spannungspotential vor der Zündung eine Gleichspannung, nach der Zündung eine Wechselspannung darstellt.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Induktivität (32) zwischen dem Anschluss (1) für das erste Spannungspotential und der Zündvorrichtung (24) angeordnet ist.
  8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Induktivität (32) zwischen der Zündvorrichtung (24) und dem Anschluss (26) für die Hochdruckentladungslampe (14) angeordnet ist, der an die Zündvorrichtung (24) gekoppelt ist.
  9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste (30) und die zweite Induktivität (32) Drähte umfassen, die auf einen gemeinsamen Ferritkern (46; 48)) gewickelt sind.
  10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ferritkern (46; 48) aus hochisolierendem Material gefertigt ist.
  11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drähte als einzige Isolierung Isolierlack aufweisen.
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