JPH11504758A - 高圧ガス放電ランプの点弧用回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ブリッジ回路（１０）を有する高圧ガス放電ランプの点弧用回路装置であって、少なくとも１つの分岐中に、２つの被制御スイッチングトランジスタ（１１，１２）が設けられている。前記高圧ガス放電ランプ（１）は、ブリッジ回路（１０）のブリッジ分岐を介して点弧−及び作動エネルギの供給を受け、ブリッジ回路（１０）のブリッジ分岐（１３〜１６）中にトランス（７）の１次巻線（９）が設けられており、トランスの２次側（６）に、振動回路（６，８）が設けられており、該振動回路によっては、高圧ガス放電ランプ（１）は、２次側の振動回路（６，８）から作動及び点弧エネルギの供給を受け、また、作動過程及び点弧過程が高周波励振されるように構成されている。高圧ガス放電ランプ（１）の点弧のためのトランス（７）の変成比（ＵＥ_Z）が高圧ガス放電ランプ（１）の連続（定常）作動の際生じている変成比（ＵＥ_B）に比して高められるように構成されている。このことは、点弧の際の変成比（ＵＥ_Z）の増大のためトランス（７）の１次巻線（９）の巻回の一部（９Ｋ）の短絡により行われる。前記の短絡は、特にトランジスタ（３０）により制御される。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧ガス放電ランプの点弧用回路装置 技術水準 本発明は、請求の範囲１の上位概念にて規定された高圧ガス放電ランプの点弧 用回路装置に関する。 ＤＥ３７２９３８３Ａ１から公知の高圧ガス放電ランプ作動用回路装置は、ブ リッジ回路を有し、該ブリッジ回路では、少なくとも１つの分岐中にて２つの被 制御スイッチングトランジスタが設けられており、また、前記高圧ガス放電ラン プは、ブリッジ回路のブリッジ分岐を介して点弧及び作動エネルギの供給を受け る。 前記の公知の回路装置では高圧ガス放電ランプは、直接的に、容量性ハーフブ リッジとして構成されたブリッジ回路中に設けられており、ここで当該ランプと 直列に、さらに、チョークコイルが設けられている。更に、前記回路配置構成体 と直列に、点弧トランスの２次巻線が設けられている。ランプの給電電流は、ス イッチングトランジスタのオン、オフ比ないしデューティレシオの変化により制 御され、そして、スタートの際所定のように変化される。バイポーラ（両極性） の給電電流パルスのパルス繰り返し周波数は、例えば、ナトリウムランプの場合 ほぼ３００Ｈｚであり、そ れには、さらに、３０〜７０ＫＨｚの比較的高周波の電圧が重畳される。スター ト−オン、オフ比ないしデューティレシオは、ほぼ０．７に調整セッティングさ れ、定常動作−オン、オフ比ないしデューティレシオは、ほぼ０．５に調整セッ ティングされている。 上記公知の回路装置を、自動車内に組み込まれ得、低い電圧値例えば６又は１ ２Ｖの低い電圧値の搭載直流電圧源から給電を受ける高圧ガス放電ランプのスタ ート及び作動に使用しているか、又は、使用し得るかを看取できない。 一般的に上記公知の回路装置に対して云えることは、使用された構成素子は一 方では多数設けられており、他方では、使用された構成素子自体は、著しく大型 サイズであり、また、大型サイズでなければならないということである。それと いうのは、低い周波数のもとでの作動に対して設計されなければならないからで ある。このことは、不都合なことにも高圧ガス放電ランプのスタート及び作動の ためのその種の回路装置の可及的に安価なコストの構成設計及び作動の要請に反 する。 ２つの異なった方式で作動する、自動車における使用向けの高圧ガス放電ラン プが市販されている。一方の方式では、スタートも作動ないし連続（定常）作動 も所謂共振モードで実施される。ここで、スタート周波数は、即ちランプの点弧 の際、ほぼ８０ＫＨｚのと ころにあり、そして、定常−又は連続−作動周波数はほぼ８〜１６ＫＨｚである 。他方の方式では、ランプは所謂振動的直流動作モードで作動される、即ち、直 流の極性が何度も切り換えられる。極性切換周波数は、ほぼ４００Ｈｚである。 ランプの点弧は、別個のパルス点弧装置を介して行われる。使用されたランプは 、所謂キセノンランプであり、それの高圧は、ほぼ８０ｂａｒである。アークの 点弧のためには、最も劣悪なトレランス条件に鑑みて２４ＫＶの高電圧が必要で ある。定常作動中、所要の電圧は、ほぼ８５Ｖである。 上記の両方式における基本的欠点の根拠となる点は、次の通りである、即ち、 この場合にも、比較的多数の構成部分及び特別な点弧装置が必要であり、更に、 構成部分が相当大型サイズであり、高電圧に対する耐量を有しなければならない からである。それにより、不都合にも相当高いコスト、相当高い損失電力及び著 しい所要スペースを来す。 本出願と同時になされる本出願人による名称”高圧ガス放電ランプの作動用回 路装置”では、ブリッジ回路のブリッジ分岐中にトランスの１次巻線が設けられ ており、トランスの２次側に、振動回路が設けられており、該振動回路によって は高圧ガス放電ランプは、２次側の振動回路から作動及び点弧エネルギの供給を 受け、また、作動過程及び点弧過程の双方が高周波励 振されるように構成されている。ここで、点弧時の周波数は、定常作動時の周波 数より著しく高く選定されている。 上記回路装置では、トランスの２次、１次コイル間の変成比は、次のように選 定されている、即ち、定常作動モード、即ち、高圧ガス放電ランプの作動状態モ ードと、当該ランプの作動がスタートされる点弧モードとの間で妥協的、折り合 いのつく設計仕様のなされるように選定される。そこでの変成比ＵＥは、固定的 なもにである。定常作動の場合は、小さなＵＥで十分であったが、一方、点弧の 場合はＵＥは大でなければならなかった。双方の作動モードの要求を充足する固 定的変成比ＵＥを見出すという上記の妥協的設計仕様は、見出し難い。このこと は、殊に、上方に向かっての構成サイズが制限されている場合成立つ。 発明の効果 本発明の高圧ガス放電ランプの点弧用回路装置において、請求の範囲１の特徴 事項の構成要件により得られる利点とするところは、構成素子は、それのサイズ 及び設計仕様選定の点で小さな変成比の場合は作動モードのみに適合化され得る 、即ち、高圧ガス放電ランプの作動状態を最適化することができることである。 このことは、本発明により、次のようにして達成され、即ち、高圧ガス放電ラ ンプの点弧のためのトランスの変成比が高圧ガス放電ランプの励振作動の際生じ ている変成比に比して高められるように構成されているのである。換言すれば、 点弧の場合に対してＵＥ_Z〉ＵＥ_E、又は、ＵＥ_Z》ＵＥ_Bが成り立つようにしたの である。 更なるクレーム中に規定した手段により、請求の範囲１に規定した回路装置の 有利な発展形態及び改善が可能である。 本発明の有利な実施形態では、点弧の際の変成比の増大のためトランスの１次 巻線の巻回の一部が短絡されるように構成されているのである。ここで本発明の 有利な発展形態では、被制御トランジスタを用いて短絡が実施される。 本発明の特に有利な発展形態では、トランジスタは、１次巻線の一部分の短絡 のため制御ロジック、ないしマイクロコントローラからそれの制御パルスを受け 取り、前記のマイクロコントローラは、ブリッジ回路の被制御スイッチングトラ ンジスタをも制御するように構成されているのである。 本発明を、図示の１つ／複数の実施例に即して以降の記載において説明する。 図１は、本発明により構成された回路装置のブロック接続図である。 図２は、点弧過程中及びその後の時間に関するランプ電圧の特性経過を示すダ イヤグラムである。 実施例 図１には、本発明により構成される回路装置のブロック接続図を略示する。 高圧ガス放電ランプ１は、それの電極２及び３がトランス７の２次巻線６の両 端４及び５に接続されている。電極２と３間に、高圧ガス放電ランプ１に並列に コンデンサ８が接続されている。コンデンサ８の容量及びトランス７の２次巻線 ６のインダクタンスとにより、それの２次側に振動回路が形成されており、該振 動回路により、高圧ガス放電ランプ１は、作動及び点弧エネルギの供給を受ける 。 トランス７の１次巻線９は、ブリッジ回路１０の分岐中に設けられている。図 示のブリッジ回路１０は、所謂容量性ハーブブリッジであり、該ハーフブリッジ では、１つの分岐、ここでは左方の分岐中に２つの被制御スイッチングトランジ スタ１１及び１２が設けられている。両スイッチングトランジスタ１１及び１２ の接続点１３は、ブリッジ分岐の一方の端子を形成する。他方の分岐である右方 分岐中にはコンデンサ１４、１５が設けられている。両コンデンサ１４、１５の 接続点１６は、ブリッジ分岐の第２端子を形成する。該ブリッジ分岐中には、端 子１３、１９間にトランス７の既述の１次巻線９が設けられている。スイッチン グトランジスタ１１及びコンデンサ１４は、端子１７にて相互に接続されている 。スイッチングトランジスタ１２及びコンデンサ１５は、端子１８にて相互に 接続されており、また、給電電圧源のアース電位０にも接続されており、また、 正極＋とアース電位０との間に電池電圧Ｕ_Bが加わる。回路装置の制御ロジック を具現化するマイクロコントローラ１９は、それの端子２０及び２１が給電電圧 Ｕ_Bの正極＋ないしアース電位０に接続されている。マイクロコントローラ１９ の制御出力側２２、２３は、付属の被制御スイッチングトランジスタ１１ないし １２の制御入力側に接続されている。 本発明によれば、被制御トランジスタ３０が設けられ、該被制御トランジスタ ３０の制御端子３１は、制御ロジックを具現化するマイクロコントローラ１９に 接続されている。トランジスタ３０のスイッチング区間は、トランス７の１次巻 線９内のブリッジ端子１３と接続点３２との間に設けられている。接続点３２は 、１次巻線９を部分９Ｋ（これは、点弧の際トランジスタ３０の導通制御により 短絡され得る）と、部分９Ｚ（これはその点弧の際作用する）とに分ける。点弧 後高圧ガス放電ランプ１の連続作動の場合、トランジスタ３０が阻止された際、 １次巻線全体９、即ち、９Ｋ＋９Ｚが作用する。 本発明によれば、高圧ガス放電ランプ１は、その点弧及び定常作動に対する２ つの異なる変成比ＵＥ_Z及びＵＥ_Bで動作する。トランジスタの１次巻線は次のよ うに設定されている、即ち、定常作動に十分な比較 的小さなＵＥ_Bであって、当該の場合に対して構成素子の最適化を行わせ得る当 該の比較的小さなＵＥ_Bが生じるように設定されている。この場合において、ト ランジスタ３０は、阻止状態におかれ、１次巻線９は作用状態におかれる。 高圧ガス放電ランプ１の点弧作動モードに対して所望の比較的に高い、又は遥 かに高い変成比ＵＥ_Zを達成するため、以て、所要の点弧電圧を可用にするため 、点弧作動モード中トランジスタは、導通接続される。それにより、１次巻線９ の部分９Ｋは、それの所属の巻回体が短絡されており、１次巻線９の部分９Ｚの みが、点弧作動モードにて所属の巻回体を以て作用する。上記の本発明により構 成された回路装置を用いて、殊に、小型で安価な構成素子の達成及び使用に鑑み て、有利な設計仕様を行わせ得る。 図２には、点弧過程前後の時間に関する高圧ガス放電ランプの電圧Ｕ_Lの特性 経過を示す。時間軸ｔ上には、時間μｓが示してあり、垂直軸上にはランプ電圧 Ｕ_Lが、ボルト（Ｖ）、ないし、キロボルト（ＫＶ）で示されている。電圧Ｕ_Lは 、値０から正弦波状に点弧振動回路の特性に相応して益々大になる。６μｓの経 過するか、しないうちに図示の実施例では、高圧ガス放電ランプの点弧に必要な 動作電圧に達する。しかる後、高圧ガス放電ランプには、遥かに一層低い電圧例 えば８５Ｖのみが生じる、即ち、アークの維持に必 要な作動電圧が生じる。ダイヤグラムから明らかなように、ほぼ６μｓの高圧ガ ス放電ランプの投入時間は、極めて有利な値領域にある。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 ジスタ（３０）により制御される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ブリッジ回路（１０）を有する高圧ガス放電ランプの点弧用回路装置であっ て、少なくとも１つの分岐中に、２つの被制御スイッチングトランジスタ（１１ ，１２）が設けられており、前記高圧ガス放電ランプ（１）は、ブリッジ回路（ １０）のブリッジ分岐を介して点弧−及び作動エネルギの供給を受け、ブリッジ 回路（１０）のブリッジ分岐（１３〜１６）中にトランス（７）の１次巻線（９ ）が設けられており、トランス（７）の２次側（６）に、振動回路（６，８）が 設けられており、該振動回路によっては高圧ガス放電ランプ（１）は、２次側の 振動回路（６，８）から作動及び点弧エネルギの供給を受け、また、作動過程及 び点弧過程が高周波励振されるように構成されている当該の高圧ガス放電ランプ の点弧用回路装置において、 高圧ガス放電ランプ（１）の点弧のためのトランス（７）の変成比（ＵＥ_Z ）が高圧ガス放電ランプ（１）の作動の際生じている変成比（ＵＥ_B）に比して 高められるように構成されていることを特徴とする高圧ガス放電ランプの点弧用 回路装置。 ２．点弧の際の変成比（ＵＥ_Z）の増大のためトランス（７）の１次巻線（９） の巻回の一部（９Ｋ）が短絡されるように構成されていることを特徴とする 請求の範囲１記載の装置。 ３．当該短絡は、被制御トランジスタ（３０）を用いて行われるように構成され ていることを特徴とする請求の範囲２記載の装置。 ４．前記トランジスタ（３０）は、制御ロジック、ないし、マイクロコントロー ラ（１９）からそれの制御パルスを受け取り、前記の制御ロジック、ないし、マ イクロコントローラ（１９）は、ブリッジ回路（１０）の被制御スイッチングト ランジスタ（１１，１２）をも制御するように構成されていることを特徴とする 請求の範囲３記載の装置。