JP2000502502A - 高圧放電ランプ作動用回路装置ならびに高圧放電ランプおよび高圧放電ランプ用作動装置を有する照明システム - Google Patents

高圧放電ランプ作動用回路装置ならびに高圧放電ランプおよび高圧放電ランプ用作動装置を有する照明システム

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、高圧放電ランプを作動させるための回路装置に関し、電圧変換器(T1、T2)特にプッシュプル変換器と、電圧変換器(T1、T2)の出力端に接続されている変圧器(TR1)と、パルス点弧装置と、直列共振回路(L1、C1)として構成され高圧放電ランプ(LP)が接続されている負荷回路とを有する。変圧器(TR1)は少なくとも2つの二次巻線(wlc、wld)を有し、第1の二次巻線(wlc)が負荷回路に接続されており、第2の二次巻線(wld)がパルス点弧装置の電圧入力端に接続されている。パルス点弧装置の点弧電圧出力端が高圧放電ランプ(LP)の点弧補助電極(ZE)への接続のために設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧放電ランプ作動用回路装置ならびに高圧放電ランプおよび高圧放電ランプ用 作動装置を有する照明システム 本発明は請求項1の前文による高圧放電ランプを作動させるための回路装置な らびに高圧放電ランプおよび高圧放電ランプに対する作動装置を有する照明シス テムに関する。 I.技術分野 特に本発明はたとえば自動車前照燈に使用され、典型的に約35ワットの定格 電力を有する低電力のハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプを作動させるための回 路装置に関し、また低ワットのハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプおよびそれに 適合された作動装置から成る照明システムに関する。 高圧放電ランプは、石英ガラスから成り、モリブデン箔封入部により気密に閉 じられ、外側管球により囲まれている放電容器を有する。放電空間内に、モリブ デン箔封入部を介して外部の給電部と電気的に接続されている2つの気体放電電 極が突出している。このランプの放電空間内に閉じ込められているイオン化可能 な充填物はキセノンおよび金属ハロゲン化物から成っている。 自動車前照燈に使用される高圧放電ランプを作動させるための作動装置または 作動装置に内蔵されている回路装置は、一般に自動車の主電源から電気エネルギ ーを供給される。すなわち、回路装置は典型的に12Vまたは24Vの直流電圧 を有する低圧電圧源から給電される。回路装置を使用してこの主電源から供給さ れた直流電圧は、ランプを作動させるために必要な条件を満足するように昇圧さ れなければならない。たとえば高圧放電ランプを冷たい状態で点弧させるために は数キロボルトの点弧電圧が必要とされ、他方において同一の高圧放電ランプの ホット再点弧のためには、すなわちまだ熱い状態で点弧させるためには、約20 kVの点弧電圧が必要である。点弧が行われた後に高圧放電ランプの作動電圧、 すなわちアーク放電を維持するために必要な放電間隙における電圧降下は約80 Vないし100Vに過ぎない。 II.従来の技術 ヨーロッパ特許第 0294604号明細書には、低圧電圧源において高圧放電ランプ を作動させるための、特に自動車の12V主電源において35W-ハロゲン-金属 蒸気-高圧放電ランプを作動させるための回路装置が開示されでいる。この回路 装置は、2つの交互に開閉する電力用トランジスタおよび2つの変圧器により構 成されている自己発振形プッシュプル変換器を有する。一方の変圧器は電力用ト ランジスタに対する駆動装置の構成部分であり、他方の変圧器はプッシュプル変 換器の中間周波数の振動を直列共振回路に伝達する役割をする。高圧放電ランプ またはその放電間隙は直列共振回路の共振コンデンサに対する並列回路の中に接 続されている。駆動装置に属する変圧器の一次巻線は、作動すべきランプへのプ ッシュプル変換器の駆動の適合を可能にするため、直列共振回路に給電する変圧 器の二次巻線に対して直列に接続されている。さらに回路装置は、一方では作動 電圧変化の際のランプ電力の安定化を保証するため、また他方では高圧放電ラン プのバーンイン相の間に高められた始動電流を与えるため、プッシュプル変換器 の制御回路の時定数を変更するための装置を有する。高圧放電ランプを点弧させ るためには、直列共振回路の共振コンデンサにおける共振ピークにより45kH zの周波数および約18kVまでの振幅を有する正弦波状の交流電圧が発生され 、この交流電圧がランプを6msの間に点弧させる。 米国特許第 5,036,256号明細書に、たとえば自動車前照燈に使用され得る高圧 放電ランプに対する回路装置が記載されている。この回路装置は低圧電圧源から 給電される、2つのスイッチングトランジスタおよび1つの変圧器を有するプッ シュプル変換器を有する。プッシュプル変換器の変圧器はその高い周波数の出力 電圧を、高圧放電ランプが接続されている負荷回路に伝達する。この出力電圧の 周波数は約20kHzである。プッシュプル変換器の変圧器の二次巻線における 高い周波数の誘導電圧は、整流器ブリッジ回路により高圧放電ランプの直流作動 のための直流電圧に変換される。高圧放電ランプを点弧させるため回路装置は、 火花間隙、衝撃コンデンサおよびパルス変圧器を有し、また主電極に高圧放電ラ ンプの放電間隙を介して30kVまでの点弧電圧パルスを発生するパルス点弧装 置を有する。パルス変圧器の二次巻線は高圧放電ランプの放電間隙に対して直列 に接続されているので、ランプの点弧が行われた後にすべての作動電流はパルス 変圧器の二次巻線を通って流れる。グロー放電からアーク放電への確実な移行の ために必要な遷移エネルギーを供給するため、この米国特許明細書に開示されて いる回路装置はさらに、複数個のダイオードおよびコンデンサから成る電圧増倍 回路を有し、その出力側にメモリコンデンサが接続されている。 III.発明の説明 本発明の課題は、高圧放電ランプを作動させるための改良された回路装置を提 供することである。特に本回路装置は自動車前照燈に使用され得る高圧放電ラン プのちらつきのない作動を可能にしなければならず、またこのランプの確実なコ ールド点弧およびホット点弧ならびにグロー放電からアーク放電への迅速かつ確 実な移行を保証しなければならない。 この課題は、本発明によれば、請求項1にあげられている特徴により解決され る。本発明の特に有利な実施形態は従属請求項にあげられている。 本発明による回路装置は、交流電圧を発生する電圧変換器と、電圧変換器に接 続されており、電圧変換器から発生された交流電圧を直列共振回路として構成さ れている高圧放電ランプに対する負荷回路に伝達する変圧器と、高圧放電ランプ に対するパルス点弧装置とを有する。電圧変換器に接続されている変圧器は本発 明により少なくとも2つの二次巻線を有し、その際に第1の二次巻線は直列回路 として構成されている負荷回路に接続されており、また第2の二次巻線はパルス 点弧装置の電圧入力端に接続されている。パルス点弧装置の点弧電圧出力端は作 動させるべき高圧放電ランプの点弧補助電極への接続のために設けられている。 電圧変換器に接続されている変圧器の2つの二次巻線によるパルス点弧装置およ び負荷回路の電圧供給は、直列共振回路および高圧放電ランプが接続されている 負荷回路からの点弧装置の脱結合を可能にするので、ランプ点弧が行われた後に 高圧放電ランプに対する作動電流は点弧装置を通って流れなくてよい。それによ り点弧装置が本質的によりコンパクトに構成され得る。なぜならば、点弧装置の 構成要素が始動相の間およびランプ点灯作動の間の作動電流の比較的高い電流の 強さに耐えなくてよいからである。点弧相の間およびそれに続く始動相の間に高 圧放電ランプは直列共振回路を使用して共振コンデンサにおける共振ピークの方 法によりグロー放電からアーク放電への移行のために必要な遷移エネルギーを与 えられる。点弧装置および負荷回路の上記の本発明による脱結合は、自動車前照 燈に使用される高圧放電ランプに対する回路装置において特に有利である。なぜ ならば、これらのランプはそれらの始動相の間に、始動相を短くするために、特 に高い電流を与えられからである。始動相という用語は、ここではランプの点弧 から、安定なアーク放電がランプのなかに生じている準定常的な作動状態の到達 までの時間を意味する。自動車前照燈に通常使用されるような約35ワットの定 格電力を有するハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプに対しては、点弧および始動 相の間にグロー放電からアーク放電への移行のために共振コンデンサにおいて、 有利な仕方で、共振ピークにより高められた500Vと1500Vとの間の電圧 振幅を有する中間周波数の交流電圧が発生される。 電圧変換器としては、有利な仕方で、2つのスイッチングトランジスタを有す るプッシュプル変換器を使用するのが有利であり、この変換器はその出力端に接 続されている変圧器と共同して、特に自動車前照燈での高圧放電ランプの応用に 対して有意義な低圧電圧源における高圧放電ランプの作動を可能にするプッシュ プル変換器が使用される。プッシュプル変換器および変圧器を使用して低電圧、 たとえば典型的に12Vまたは24Vの直流電圧である自動車主電源の供給電圧 が変圧器の二次側の約500Vの電圧振幅を有する中間周波数の交流電圧に昇圧 される。この交流電圧の周波数は有利な仕方で200kHzよりも高く、また好 ましくは500kHzと3MHzとの間である。この好ましい周波数範囲内で特 に自動車に使用されるような低電力の高圧放電ランプに対して特にちらつきのな い作動が可能である。さらに、この周波数範囲内で回路装置の十分なノイズ抑制 がまだ是認できる手段により保証され得る。 プッシュプル変換器に接続されている変圧器は、交互にプッシュプル変換器の 開閉サイクルで供給電流を流される2つの一次巻線を有する。この変圧器の一次 巻線に対して並列に有利な仕方で、変圧器の一次巻線と共に共振回路を形成する コンデンサが接続されている。このコンデンサのキャパシタンスは有利な仕方で 、プッシュプル変換器の高い開閉周波数においてこのコンデンサに正弦波状の電 圧が生ずるように変圧器のインダクタンスに適合されている。それによりプッシ ュ プル変換器のトランジスタにおける開閉損失が顕著に減ぜられ得る。 放電媒体のなかの縦方向の音響的共振の生起によるランプ作動の障害を防止す るため、有利な仕方で、電圧変換器から発生される高圧放電ランプに対する交流 電圧の周波数変調が行われる。周波数変調される交流電圧の中心-または搬送波 周波数は有利な仕方で300kHzよりも高く、また好ましくは500kHzと 2.9MHzとの間である。周波数偏移は有利な仕方で10kHzないし100 kHzであり、また変調周波数は有利な仕方で100Hzと5kHzとの間であ る。 本発明による照明システムは高圧放電ランプおよびそれに付属の作動装置から 成っており、その際に作動装置は、交流電圧を発生する電圧変換器と、電圧変換 器に接続されており、電圧変換器から発生された交流電圧を高圧放電ランプに対 する負荷回路に伝達する変圧器と、高圧放電ランプに対するパルス点弧装置と、 高圧放電ランプの放電間隙に対して並列に接続されている共振キャパシタンスを 有する直列共振回路とを有する回路装置を含んでいる。電圧変換器に接続されて いる変圧器は少なくとも2つの二次巻線を有し、その際に第1の二次巻線は直列 共振回路に、また第2の二次巻線はパルス点弧装置の電圧入力端に接続されてい る。 本発明による照明システムに属する高圧放電ランプはその放電容器の内部に配 置されている電極に付加して、パルス点弧装置の点弧電圧出力端に接続されてお り、また高圧放電ランプを点弧させるために高電圧パルスを与えられる点弧補助 電極を有する。点弧補助電極は有利な仕方で放電容器の外側に位置しており、従 って点弧パルスは容量結合によりランプに入結合される。有利な仕方で点弧補助 電極は、ランプ容器の上に、好ましくは高圧放電ランプの放電容器を囲む外側管 球の上に、被覆されている導電性の層から成っている。自動車前照燈に使用され る高圧放電ランプではこの導電性の層はさらに、有利な仕方で、減光した光を発 生するための光学的絞りとしても構成されている。 以下、2つの好ましい実施例により本発明を一層詳細に説明する。 図1は本発明による回路装置の概要図、 図2は本発明による回路装置において作動するための点弧補助電極を有する高 圧放電ランプの概要側面図、 図3は第2の実施例による本発明による回路装置の概要図である。 IV.好ましい実施例 図1は約35ワットの電力消費を有するハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプを 作動させるための本発明による回路装置の回路原理の概要を示す。この回路装置 は、その入力端に12V直流電圧源から給電されるプッシュプル変換器と、作動 すべき高圧放電ランプが接続されている負荷回路と、高圧放電ランプに対するパ ルス点弧装置とを有する。 プッシュプル変換器は主として2つの電界効果トランジスタT1、T2と、それ らの駆動装置Aと、2つの一次巻線wla、wlbおよび2つの二次巻線wlc 、wldを有する変圧器TR1とから形成される。直流電圧源Uの接地された負 極は両電界効果トランジスタT1、T2のソース端子と接続されている。直流電 圧源Uの正極は中間タップMを介して一方では変圧器TR1の第1の一次巻線w laの第1の端子と、また他方では変圧器TR1の第2の一次巻線wlbの第1 の端子と接続されている。第1の一次巻線wlaの第2の端子は第1の電界効果 トランジスタT1のドレイン端子と接続されており、また第2の一次巻線wlb の第2の端子は第2の電界効果トランジスタT2のドレイン端子に導かれている 。第1の二次巻線wlcは負荷回路のなかに接続されており、他方において変圧 器TR1の第2の二次巻線wldは点弧装置に接続されている。 負荷回路は二次巻線wlcのほかに共振インダクタンスL1、共振コンデンサ C1および作動させるべき高圧放電ランプLPに対する2つの端子をも含んでい る。共振インダクタンスL1および共振コンデンサC1は、変圧器TR1の二次 巻線wlcから中間周波数の交流電圧を供給される直列共振回路を形成する。ハ ロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプLPは、それらの主電極E1、E2により定め られる放電間隙が共振コンデンサC1に対して並列に接続されているように負荷 回路に接続されている。第1の二次巻線wlcの端子は共振インダクタンスL1 および分岐点V1を介して共振コンデンサC1の1つの端子と、また高圧放電ラ ンプLPの電極E1と接続されている。第1の二次巻線wlcの他方の端子は分 岐点V2を介して共振コンデンサC1の他方の端子と、また高圧放電ランプL Pの電極E2と接続されている。 パルス点弧装置は火花間隙FS、衝撃コンデンサC3、パルス変圧器TR2、 整流器ダイオードD1、オーム抵抗R1、電界効果トランジスタT3および変圧 器TR1の第2の二次巻線wldにより形成される。第2の二次巻線wldの第 1の端子は整流器ダイオードD1の陰極と接続されている。整流器ダイオードD 1の陽極は分岐点V3を介して火花間隙FSの第1の端子と、またパルス変圧器 TR2の一次巻線w2aの第1の端子と接続されている。一次巻線w2aの第2 の端子は分岐点V4を介してパルス変圧器TR2の二次巻線w2bの第1の端子 に、また衝撃コンデンサC3の1つの端子に接続されている。衝撃コンデンサC 3の他方の端子は分岐点V5を介して火花間隙FSの第2の端子と、またオーム 抵抗R1と接続されている。分岐点V5は分岐点V2と等しい電位にある。オー ム抵抗R1は電界効果トランジスタT3のソース-ドレイン間パスを介して変圧 器TR1の第2の二次巻線wldの第2の端子と接続されている。パルス変圧器 TR2の二次巻線w2bの第2の端子はパルス点弧装置の点弧電圧出力端を形成 する。それは高圧放電ランプLPの点弧補助電極ZEに接続されでいる。 図2に示されている高圧放電ランプLPは片側に口金を有する電力消費約35 Wのハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプLPである。このランプは図1に示され ている本発明による回路装置を有するランプに適合されている作動装置と一緒に 自動車前照燈に使用可能な照明システムを形成する。ランプLPは石英ガラスか ら成る1つ放電容器1を有し、そのなかにイオン化可能な充填物が気密に封入さ れている。イオン化可能な充填物はキセノンおよび金属ハロゲン化化合物を含ん でいる。放電容器1の両端1a、1bはそれぞれモリブデン箔封入部2a、2b により密閉されている。放電容器1の内部空間のなかに2つの電極E1、E2が 位置しており、それらの間にランプ作動中に光を放出するアーク放電が生ずる。 これらの主電極E1、E2はそれぞれモリブデン箔封入部2a、2bの1つを介 してランプ口金4の電流導入部3a、3bと導電的に接続されている。放電容器 1はガラス製の外側管球5により包まれている。このランプLPの構造の詳細な 説明はヨーロッパ特許出願公開第 0696046号明細書に見出される。点弧補助電極 ZEはここでは本発明のこの実施例では外側管球5の外側表面上の薄い金属層に より形成される。薄い金属層ZEは、点弧補助電極ZEの口金から遠い端が両電 極E1、E2からほぼ等しい距離に位置するように、外側管球5の口金付近の端 からほぼ放電容器中心点の高さまで延びている細長いストリップの形状を有する 。 駆動装置Aにより駆動される電界効果トランジスタT1、T2は約800kH zの開閉周波数で交互に切換わり、従って、コンデンサC2を考慮に入れなけれ ば、変圧器TR1の両一次巻線wla、wlbは交互に12V直流電圧源Uと接 続されている。従って、一次巻線wla、wlbを通って、プッシュプル変換器 の開閉周波数と一致する周波数の交流電流が流れる。コンデンサC2のキャパシ タンスは一次巻線wla、wlbのインダクタンスに同調され、一次巻線w1a 、wlbおよびコンデンサC2がプッシュプル変換器T1、T2の開閉周波数に おいて共振回路を形成し、それにより電界効果トランジスタT1、T2のなかに 生ずる開閉損失が減ぜられる。コンデンサC2における電圧降下はほぼ正弦波状 である。一次巻線wla、wlbにおける電圧経過はそれぞれ正弦波半振動を描 き、そのピーク値は共振ピークに基づいて約24Vである。両一次巻線wla、 wlbは誘導作用により変圧器TR1の両二次巻線wlc、wldに結合されて いる。一次巻線wla、wlbはそれぞれ3ターンを、また二次巻線wlc、w ldはそれぞれ40ターンを有するので、プッシュプル変換器T1、T2から発 生された交流電圧はほぼ13:1の変換比で第1の二次巻線wlcにより負荷回 路のなかに、また第2の二次巻線wldによりパルス点弧装置に伝達される。二 次巻線wlc、wldに誘起されるピーク電圧は約500Vである。負荷回路お よび点弧装置のなかの誘導電圧の周波数はプッシュプル変換器T1、T2から発 生された交流電圧の周波数と一致している。 ハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプLPを点弧させるためにはスイッチングト ランジスタT3によりパルス点弧装置が能動化される。そのために電界効果トラ ンジスタT3のゲートが集積回路(図示されていない)、特にタイマー回路、に より駆動される。トランジスタT3が導通状態に切換えられると、衝撃コンデン サC3が整流器ダイオードD1とパルス変圧器TR2の一次巻線w2aとを経て 充電される。この衝撃コンデンサC3はその後にそれぞれ火花間隙FSの放電電 圧到達の際に再び放電される。コンデンサC3の衝撃的に生ずる放電電流はパ ルス変圧器TR2の一次巻線w2aを通って流れ、二次巻線w2bにより高電圧 パルスに変換され、この高電圧パルスがハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプLP の点弧補助電極ZEに供給され、静電容量結合によりランプLPに入結合される 。二次巻線w2bから点弧補助電極ZEに伝達されるこの高電圧点弧パルスは単 極性であり、またこの実施例では正の極性である。それらは約30kVのピーク 値に達する。衝撃コンデンサC3および一次巻線w2aは振動回路として構成さ れているので、コンデンサC3の各放電の際に点弧電圧パルスが発生されるだけ でなく、点弧補助電極ZEに対する高電圧パルスの全カスケードがレリーズされ る。 変圧器TR1の第1の二次巻線wlcは共振回路構成要素L1、C1および高 圧放電ランプLPに対する端子を含んでいる負荷回路に約500Vの入力電圧を 供給する。直列共振回路L1、C1により約500Vないし1500Vのこの入 力電圧の共振ピークが得られる。共振回路L1、C1内に蓄積されたエネルギー は、ランプLPの迅速な始動および特にグロー放電からアーク放電への迅速な移 行を保証するため、ランプLPにその点弧の直後に遷移エネルギーとして利用に 供される。共振回路構成要素C1、L1の値の選定は、利用可能な遷移エネルギ ーが作動すべきランプLPに最適に適合されているように行われる。ここに説明 されている35W-ハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプの実施例では共振コンデ ンサC1は330pFのキャパシタンスを、また共振インダクタンスL1は50 μHのインダクタンスを有するので、直列共振回路L1、C1に対して1.2M Hzの共振周波数が生ずる。既にランプLPの点弧および始動相の間にその供給 電圧、すなわちその電極E1、E2における電圧降下は周波数変調される。搬送 波周波数および周波数偏移ならびに変調周波数は、利用可能な遷移エネルギーが 作動すべきランプLPに最適に適合されているように選ばれている。 ハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプLPの点弧および始動相の終了後にランプ は周波数変調された交流電圧により作動させられる。この周波数変調された交流 電圧の搬送波周波数または中心周波数は約800kHzであり、また周波数偏移 は約100kHzであり、従ってランプ作動電圧の周波数は周期的に700kH zと900kHzとの間を変化する。変調周波数は約1.5kHzである。変 調信号は三角波状である。変調によりちらつきのない安定な放電アークが得られ る。 交流電圧の周波数変調は駆動装置Aに属する周波数発生器(図示されていない )を使用して実行される。駆動装置Aは本発明の理解のためには重要でないので 、ここに詳細には説明されない。駆動装置は例えば集積回路を使用して構成する ことができ、その出力端で電界効果トランジスタT1、T2のゲート端子と接続 されており、またこの集積回路は回路装置全体のなかのすべてのプロセスの時間 的経過を制御する。通常、駆動装置Aはプッシュプル変換器の電界効果トランジ スタT1、T2に対する制御信号のパルス幅変調によりランプLPの電力調節を も可能にする。しかし駆動装置Aは、ヨーロッパ特許第 02944604号および第029 4605号明細書に開示されているように、付加の変圧器を使用して構成することも できる。 図3は本発明による回路装置の第2の実施例を示す。この第2の実施例が第1 の実施例と相違する点は、負荷回路のなかに配置されている共振インダクタンス が第2の実施例では2つの等しい大きさのインダクタンスL1′、L1″により 形成されることだけである。この理由から図1および図3においで同一の構成部 分には同一の符号が選ばれた。第2の実施例では直列共振回路の構成部分L1′ 、L1″、C1はランプ電極E1、E2に関して対称に配置されている。すなわ ち、第1の共振インダクタンスL1′の第1の端子は変圧器TR1の第1の二次 巻線wlcの第1の端子と接続されており、その第2の端子は接続点、V1を介 して第1のランプ電極E1と、また共振コンデンサC1の第1の端子と接続され ている。それと類似して、第2の共振インダクタンスL1″の第1の端子は第1 の二次巻線wlcの第2の端子と接続されており、他方においてその第2の端子 は接続点V2を介して第2のランプ電極E2と、また共振コンデンサC1の第2 の端子と接続されている。それにより、特にグロー放電からアーク放電への移行 が行われる高圧放電ランプLPの始動相の間に、直列共振回路L1′、L1″、 C1内に蓄積されたエネルギーが対称に両ランプ電極E1、E2を介して高圧放 電ランプLPに入結合される。第2の実施例の構成および機能の仕方はすべての 他の部分では第1の実施例の構成および機能の仕方と一致している。 本発明は以上に詳細に説明された実施例に限定されない。たとえば低電圧電圧 源Uとプッシュプル変換器の入力端との間に更に高域通過フィルタも接続するこ とができ、このフィルタは、本発明による回路装置の無線ノイズ抑制を行い、ま たプッシュプル変換器により発生される高周波または中心周波数の振動の電圧源 への反作用を顕著に減ずる。さらに、プッシュプル変換器の代わりに他の電圧変 換器も使用され得る。点弧装置は火花間隙の代わりに他の自動スイッチ、たとえ ば四層ダイオード、トライアックまたはしきい値スイッチとして構成された他の 半導体部品をも有し得る。さらに、点弧装置のスイッチングトランジスタT3は リレーにより置換されてもよい。 しかし、トランジスタT3を点弧装置のなかのダイオードD1と分岐点V3と の間に接続し、その際ダイオードD1を、その陽極が二次巻線wldと、またそ の陰極がトランジスタT3のドレイン端子と接続されているような極性に接続す ることも可能である。分岐点V5はその場合に抵抗R1を介して二次巻線wld と接続されている。 高圧放電ランプの点弧補助電極ZEに対しても同じく種々の実施例が可能であ る。たとえば点弧補助電極は外側管球の内面または放電容器の外面の上の薄い金 属被覆として構成されていてもよい。さらに、図2中に示されているストリップ 状の点弧補助電極ZEは外側管球の外面の上に拡幅されて、同時に減光された光 を発生するための光学的絞りまたはシェードとしての役割をし得るように構成さ れていてもよい。最後に、点弧補助電極を、ランプの長手方向軸線に対して平行 に外側管球の内側または外側を延びている、または放電容器の周りに巻き付けら れている線から作ることも可能である。 基本的には、高圧放電ランプLPおよび本発明による回路装置から成る照明シ ステムは必ずしも自動車前照燈の構成部分でなくてもよい。それは他の用途、た とえば投影器または他の光学的用途、にも利用することができる。この場合には 供給電圧Uは自動車の主電源から得られる電圧ではない。その場合には供給電圧 Uは交流電圧源の整流された交流電圧であってもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミュラー、シュテファン ドイツ連邦共和国 デー―73734 エスリ ンゲン アルプシュトラーセ 66 (72)発明者 メンゲレ、マチアス ドイツ連邦共和国 デー―81667 ミュン ヘン ピュートリッヒシュトラーセ 4 (72)発明者 ウィッティッヒ、クリスチアン ドイツ連邦共和国 デー―81545 ミュン ヘン ガイゼルガスタイクシュトラーセ 88アー (72)発明者 レワンドウスキー、ベルント ドイツ連邦共和国 デー―82340 フェル ダフィング ウィーリンガーシュトラーセ 10アー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.高圧放電ランプを作動させるための回路装置であって、 −交流電圧を発生する電圧変換器(T1、T2)と、 −電圧変換器(T1、T2)に接続されている変圧器(TR1)と、 −高圧放電ランプに対するパルス点弧装置であって、電圧入力端および点弧電圧 出力端を有するパルス点弧装置と、 −高圧放電ランプ(LP)が接続され、少なくとも1つの共振インダクタンス (L1)および少なくとも1つの共振コンデンサ(C1)を含み、直列共振回 路として構成された負荷回路と を有する回路装置において、 −変圧器(TR1)が少なくとも2つの二次巻線(wlc、wld)を有し、第 1の二次巻線(wlc)が負荷回路に接続されており、第2の二次巻線(wl d)がパルス点弧装置の電圧出力端に接続されており、 −パルス点弧装置の点弧電圧出力端が高圧放電ランプ(LP)の点弧補助電極( ZE)への接続のために設けられている ことを特徴とする高圧放電ランプ作動用回路装置。 2.電圧変換器(T1、T2)から発生される交流電圧の周波数が200kHz よりも高いことを特徴とする請求項1記載の回路装置。 3.電圧変換器(T1、T2)から発生される交流電圧の周波数が500kHz と3MHzとの間にあることを特徴とする請求項2記載の回路装置。 4.負荷されていない状態での直列共振回路の共振周波数が200kHzよりも 高いことを特徴とする請求項1記載の回路装置。 5.負荷されていない状態での直列共振回路の共振周波数が500kHzと3M Hzとの間にあることを特徴とする請求項4記載の回路装置。 6.パルス点弧装置が衝撃コンデンサ(C3)、パルス変圧器(TR2)および 自動的スイッチ(FS)を含んでいることを特徴とする請求項1記載の回路装置 。 7.自動的スイッチ(FS)が火花間隙であることを特徴とする請求項6記載の 回路装置。 8.自動的スイッチ(FS)がしきい値スイッチとして構成された半導体部品で あることを特徴とする請求項6記載の回路装置。 9.点弧装置が整流器(D1)を含んでいることを特徴とする請求項1記載の回 路装置。 10.電圧変換器(T1、T2)がプッシュプル変換器であることを特徴とする 請求項1記載の回路装置。 11. −プッシュプル変換器が2つのスイッチングトランジスタ(T1、T2)を有し 、 −プッシュプル変換器(T1、T2)の変圧器(TR1)がそれぞれ2つの端子 を有する2つの一次巻線(wla、wlb)を有し、 −第1の一次巻線(wla)の第1の端子が中間タップ(M)を介して第2の一 次巻線(wlb)の第1の端子と接続されており、 −第1の一次巻線(wla)の第2の端子が第1のスイッチングトランジスタ (T1)に接続されており、 −直流電圧供給源(U)の正極に接続するための中間タップが設けられており、 −第2の一次巻線(wlb)の第2の端子が第2のスイッチングトランジスタ (T2)に接続されており、 −プッシュプル変換器(T1、T2)が少なくとも1つの共振コンデンサ(C2 )を有し、に少なくとも1つの共振コンデンサ(C2)の一方の端子が第1の 一次巻線(wla)の第1の端子と、また少なくとも1つの共振コンデンサ( C2)の他方の端子が第2の一次巻線(wlb)の第2の端子と接続されてい る ことを特徴とする請求項10記載の回路装置。 12.高圧放電ランプと高圧放電ランプに対する作動装置とを有し、作動装置が 請求項1による回路装置を含んでおり、高圧放電ランプが放電容器を有し、その なかに配置されている電極の間にランプの作動中に気体放電が生ずる照明システ ムにおいて、 高圧放電ランプ(LP)が、パルス点弧装置の点弧電圧出力端と導電的に接続 されている点弧補助電極(ZE)を有することを特徴とする照明システム。 13.点弧補助電極(ZE)が放電容器の外側に配置されていることを特徴とす る請求項12記載の照明システム。 14.点弧補助電極(ZE)が、高圧放電ランプ(LP)のランプ容器上に被覆 されている導電性の層により形成されることを特徴とする請求項12記載の照明 システム。 15.高圧放電ランプが放電容器と、放電容器を全面的または部分的に包囲する 外側管球とを有し、ランプ容器が外側管球であることを特徴とする請求項14記 載の照明システム。 16.導電性の層が光学的絞りとして構成されていることを特徴とする請求項1 4記載の照明システム。 17.高圧放電ランプが100Wよりも小さいまたはそれに等しい電力消費を有 するハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプであることを特徴とする請求項12記載 の照明システム。 18.請求項12による照明システムに対する作動方法において、 −高圧放電ランプ(LP)を点弧させるため高圧放電ランプ(LF)の点弧補助 電極(ZE)が高圧パルスを与えられ、 −高圧放電ランプ(LP)の点弧相の間およびそれに続くグロー放電からアーク 放電への移行相の間に直列共振回路(L1、C1)の共振コンデンサ(C1)に おいて共振ピークにより発生される交流電圧が高圧放電ランプ(LP)に対して 用意される ことを特徴とする照明システムに対する作動方法。 19.交流電圧の周波数が200kHzよりも高いことを特徴とする請求項18 記載の作動方法。 20.交流電圧の周波数が500kHzよりも高いことを特徴とする請求項18 記載の作動方法。 21.高圧放電ランプ(LP)が100Wよりも小さいまたはそれに等しい定格 電力を有する低電力のハロゲン-金属蒸気-高圧放電ランプであり、また直列共振 回路(L1、C1)の共振コンデンサ(C1)において共振ピークにより発生さ れる交流電圧が500Vと1.5kVとの間であることを特徴とする請求項18 記載の作動方法。 22.高圧放電ランプがグロー放電からアーク放電への移行相の終了後に周波数 変調された交流電圧により作動させられることを特徴とする請求項18記載の作 動方法。 23.周波数変調された交流電圧の搬送波周波数が300kHzよりも高いこと を特徴とする請求項22記載の作動方法。 24.周波数変調された交流電圧の搬送波周波数が500kHzと2.9MHz との間であることを特徴とする請求項23記載の作動方法。 25.周波数変調された交流電圧の周波数偏移が10kHzないし100kHz であることを特徴とする請求項22記載の作動方法。 26.交流電圧の変調周波数が100Hzないし5kHzであることを特徴とす る請求項22記載の作動方法。 27.回路装置が低圧電圧源から給電されることを特徴とする請求項18記載の 作動方法。 28.低圧電圧源が直流電圧源であることを特徴とする請求項27記載の作動方 法。 29.直流電圧源が自動車蓄電池であることを特徴とする請求項28記載の作動 方法。 30.低圧電圧源の供給電圧が50Vよりも低いことを特徴とする請求項27記 載の作動方法。
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