KR100596949B1 - 방전 램프용 점화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방전 램프, 특히 자동차 헤드라이트용 고압 방전 램프에 관한 것이다. 바람직하게 펄스 점화 장치로서 설계된 점화 장치는 램프 베이스에 수용된다. 본 발명에 따라, 상기 장치는, 도전 물질로 이루어지고 베이스의 형상에 정합되고 그 상부에 적어도 점화 캐패시터(C1) 및 스파크 갭(F1)이 고정된 플레이트(1)를 포함하며, 상기 점화 캐패시터(C1)의 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부 및 스파크 갭(F1)의 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부는 상기 플레이트(1)에 도전적으로 접속된다.

Description

방전 램프용 점화 장치 {IGNITION APPARATUS FOR DISCHARGE LAMP}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점화 장치의 구조 유니트를 도시한 블록도이며, 상기 구조 유니트는 점화 캐패시터, 스파크 갭, 금속 플레이트 및 판금 스트립을 포함한다.
도 2는 발명의 바람직한 실시예에 따른 점화 장치를 가지고 일측 단부에 위치된 베이스를 구비한 고압 방전 램프의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 따른 점화 장치의 개략적 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
C1 : 점화 캐패시터 F1 : 스파크 갭
TR : 트랜스포머 1 : 플레이트
2, 3 : 판금 스트립 10 : 램프 베이스
11, 12 : 램프관 13, 14 : 가스 방전 전극
15, 16 : 전원 공급 라인 17 : 전기적 콘택
본 발명은 특허청구범위 제1항에 따른 방전 램프용 점화 장치, 및 이러한 타입의 점화 장치를 구비한 방전 램프에 관한 것이다.
특히 본 발명은 예를 들어 자동차 헤드라이트에서 사용되는 고압 방전 램프용 점화 장치에 관한 것이다. 상기 점화 장치는 이러한 고압 방전 램프의 구동 유니트의 일부이다. 상기 고압 방전 램프내에서 가스 방전을 개시하기 위해 램프가 스위칭 온 될 때 램프 전극의 양단에서 20kV 이상의 고압 펄스를 발생시킨다.
청구항 1항의 전제부에 따른 점화 장치는 국제 공개 번호 WO 97/04624호의 PCT 출원서에 개시되었다. 이러한 점화 장치는 고압 방전 램프를 위한 펄스 점화 장치이다. 상기 펄스 점화 장치는 1차 권선 및 2차 권선을 가지는 점화 트랜스포머, 점화 캐패시터, 상기 점화 캐패시터가 이것을 통해 방전되는 저항기, 및 자동 스위치를 포함한다. 2차 권선의 일측 접속부는 고압 방전 램프의 가스 방전 전극 중 하나에 접속되는 반면에, 다른 접속부는 점화 장치의 전압 입력단에 접속된다. 점화 트랜스포머의 1차 권선 및 자동 스위치의 스위칭 경로는, 점화 캐패시터의 방전 전류가 그들을 통해 흐르도록 하는 방식으로 배열된다.
독일의 공개된 특허 출원 DE 196 10 385호에는 램프 베이스에 수용되고 점화 장치를 구비한 안정기를 가지는 방전 램프, 특히 자동차 헤드라이트에서 사용하기 위한 고압 방전 램프가 개시되었다.
본 발명의 목적은 특히 방전 램프의 램프 베이스에 점화 장치를 간략하게 장착할 수 있게 하는 방전 램프용 점화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1 항의 특징부에 의해 달성된다. 특히, 본 발명의 유용한 설계는 종속항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 점화 장치는 점화 장치에 전압을 인가하기 위한 전압 입력단, 점화 전압 출력단, 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부 및 적어도 하나의 제 2 전기적 접속부를 구비한 캐패시터, 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부 및 적어도 하나의 제 2 전기적 접속부를 구비한 자동 스위치, 적어도 하나의 1차 권선과 적어도 하나의 2차 권선을 가지는 트랜스포머, 및 도전 물질로 구성되고 그 상부에 적어도 캐패시터와 자동 스위치가 고정된 플레이트를 포함하며, 상기 캐패시터의 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부와 상기 자동 스위치의 적어도 하나의 제 1 접속부는 도전적으로 플레이트에 접속된다. 도전 물질로 이루어진 플레이트를 사용함으로써, 점화 장치의 캐패시터 및 자동 스위치를 조립식 구조 유니트로서 설계할 수 있으며, 예를 들어 램프 베이스상에 장착할 수 있다. 플레이트가 도전 물질로 이루어지기 때문에, 플레이트는 캐패시터와 자동 스위치를 보유하도록 동작할 뿐만 아니라 부가적으로 이러한 부품들 사이에서의 전기적 콘택을 형성한다.
상기 플레이트는 바람직하게 금속 플레이트 또는 판금 스트립(sheet-metal strip)으로 설계되는데, 이는 금속 플레이트 및 판금 스트립이 양호한 전기적 도전율을 가지는 한편 캐패시터와 자동 스위치를 고정시키기에 충분한 안정성을 가지며 원하는 대로 사실적으로 모양을 형성할 수 있기 때문이다. 상기 플레이트에는 그 상부에 배열된 전기 부품들에 전기 에너지를 공급하기 위하여 적어도 하나의 전기적 접속부가 제공된다. 게다가, 상기 플레이트는 바람직하게 하나 이상의 만곡부 또는 굴곡진 부분을 가진다. 결과적으로, 점화 장치의 구조 유니트는 상이하게 형성된 공동에 적용될 수 있으며, 상기 구조 유니트는 플레이트와 그것에 고정된 전기 부품을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 플레이트는 그것을 그 상부에 고정된 캐패시터 및 자동 스위치와 함께 램프 베이스의 실린더형 공동에 수용하기 위하여, 예를 들어 링 세그먼트를 형성하도록 설정된다.
게다가, 본 발명에 따른 점화 장치는 바람직하게, 캐패시터의 적어도 하나의 제 2 접속부에 고정되고 점화 장치의 부품, 예를 들어 트랜스포머에 대한 상기 캐패시터의 전기적 기계적 접속부로 동작하는 제 1 접속 수단을 포함한다. 게다가, 본 발명에 따른 점화 장치는 바람직하게, 자동 스위치의 적어도 하나의 제 2 전기적 접속부 상에 고정되고 상기 점화 장치의 부품, 예를 들어 트랜스포머에 대한 상기 자동 스위치의 전기적 기계적 접속부로 동작하는 제 2 접속 수단을 포함한다. 상기 제 1 또는 제 2 접속 수단 또는 두 수단들은 바람직하게 그 모양이 구동 유니트의 하우징 내부 또는 램프 베이스 내부의 미리 결정된 공간 조건들에 정합될 수 있는 전력 공급 와이어들, 또는 전기 접속부가 제공된 판금 스트립으로서 설계된다. 게다가, 이러한 판금 스트립 또는 전력 공급 와이어는 바람직하게 하나 이상의 U-형 부분을 가지며, 상기 부분은 그들의 열적 팽창에 기인한 기계적 스트레스를 감소시키기 위하여 응력 경감원(strain relief)으로서 동작한다. 이러한 방법은 점화 장치가 전기적으로 절연성의 경화 가능한 포팅 화합물(potting compound)로 둘러싸일 때 특히 중요하다.
본 발명에 따른 점화 장치는 방전 램프의 램프 베이스에 수용되며, 상기 방전 램프에는 방전관, 램프 베이스 및 상기 방전관 내부에서 가스 방전을 발생시키는 수단이 장착된다. 특히 유용한 방법으로, 본 발명에 따른 점화 장치는 일측 단부에 베이스를 가지는, 자동차 헤드라이트용 고압 방전 램프의 베이스에 삽입될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 예를 들어 자동차 헤드라이트에 삽입되어 약 35W의 전력을 소모하는 고압 방전 램프용 펄스 점화 장치에 관한 것이다. 이러한 점화 장치(도 3)는 병렬로 접속된 두개의 1차 권선(N1,N2)과 상기 두개의 1차 권선에 유도적으로 결합된 2차 권선(N3)을 가지는 트랜스포머(TR), 스파크 갭(F1)으로 설계된 자동 스위치, 점화 캐패시터(C1), 추가의 캐패시터(C2), 두개의 인덕터(L1,L2), DC 전압 입력단(J1,J2,J3) 및 점화 전압 출력단(J4,J5)을 포함한다. 상기 점화 캐패시터(C1) 및 스파크 갭(F1)은, 링 세그먼트의 모양으로 형성되고 이것을 사용하여 조립식 구조 유니트를 형성하는 금속 플레이트(1) 상에 고정된다. 점화 캐패시터(C1) 및 스파크 갭(F1)을 금속 플레이트(1) 상에 고정시키기 위하여, 점화 캐패시터(C1)와 스파크 갭(F1)의 전기적 접속부는 각각 하나 이상의 용접점(5)에 의해 금속 플레이트(1)에 접속된다. 이러한 구조 유니트는 두개의 판금 스트립(2,3) 및 와이어(4)를 더 포함하며, 상기 와이어(4)는 금속 플레이트(1)에 용접되어 금속 플레이트(1)를 위한 전기적 접속부의 역할을 한다. 제 1 판금 스트립(2)은 하나 이상의 용접점(6)에 의해 점화 캐패시터(C1)의 제 2 전기적 접속부에 접속된다. 제 2 판금 스트립(3)은 하나 이상의 용접점(6)에 의해 스파크 갭(F1)의 제 2 전기적 접속부에 접속된다. 제 1 판금 스트립(2) 및 제 2 판금 스트립(3)의 자유 단부에는 각각 전기적 접속부가 제공되는데, 상기 전기적 접속부는 각각 점화 캐패시터(C1)의 제 2 접속부 및 스파크 갭(F1)의 제 2 전기적 접속부에 대한 1차 권선(N1,N2)의 시작부분과 끝부분의 전기적 접속부의 역할을 한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점화 장치의 조립식 구조 유니트의 평면도를 개략적으로 도시한다. (도시되지 않은) 판금 스트립(2,3)의 전기적 접속부는 예를 들어 단자 또는 플러그 소자 이외에 솔더링된 콘택 또는 용접된 콘택으로 설계된다.
도 2는 본 발명에 따른 상술한 점화 장치를 구비하고 일측 단부에 위치된 베이스를 가지는 고압 방전 램프를 도시한다. 고압 방전 램프는 플라스틱으로 이루어진 램프 베이스(10) 및 상기 베이스에 인접한 단부와 상기 베이스로부터 이격된 단부를 가지는 방전관(11)을 포함하며, 또한 방전관(11)을 둘러싸는 외부 구형관(12)을 포함하며, 상기 외부 구형관은 상기 램프 베이스(10)에 고정된다. 베이스에 인접한 전원 공급 라인(15) 및 베이스로부터 이격된 전원 공급 라인(16)을 통해 전기 에너지가 각각 인가되는 두개의 가스 방전 전극(13,14)은 방전관 내부에 배열된다. 점화 장치의 부품들은 램프 베이스(10)의 내부에 수용된다. 상기 트랜스포머(TR)는 도넛형의 코어 트랜스포머(toroidal-core transformer)로서 설계되고 두개의 램프 관(11,12)과 관련한 동축을 가지고 램프 베이스(10)내에 배열된다. 그 상부에 고정된 점화 캐패시터(C1) 및 그 상부에 고착된 스파크 갭(F1)을 가지고 링 세그먼트처럼 만곡된 금속 플레이트(1)는 램프 베이스(10) 내부의 그것에 맞추어 형성된 수용 장치 내에 배열된다. 금속 플레이트(1)에 용접된 와이어(4)는 램프 베이스(10)의 내부 벽 상의 전기적 콘택(17)에 접속된다. 제 1 판금 스트립(2)에 제공된 전기적 접속부(도 2에 도시되지 않음)는 트랜스포머(TR)의 1차 권선(N1,N2)의 시작 부분에 접속된다. 제 2 판금 스트립(3)에 제공된 전기적 접속부(도 2에 도시되지 않음)는 트랜스포머(TR)의 1차 권선(N1,N2)의 끝 부분에 접속된다.
도 3은 바람직한 실시예에 따른 점화 장치의 개략적 회로도를 도시한다. 상기 점화 장치는 3개의 DC 전압 입력단(J1( -400V의 공급 전압), J2( +600V의 공급 전압), J3(접지에 접속됨)을 가지며, 상기 전압 입력단중 두개가 선택적으로 사용된다. 상기 DC 전압 입력단(J1)은 접합점(V3,V1)을 통해 점화 캐패시터(C1)의 제 2 접속부에 접속된다. 점화 캐패시터(C1( 68nF; 1000V))의 제 1 접속부는 DC 전압 입력단(J2)에 접속되고 금속 플레이트(1)를 통해 스파크 갭(F1)의 제 1 접속부에 접속된다. 상기 접합점(V3)은 트랜스포머(TR)의 2차 권선(N3) 및 다음단에 접속된 인덕터(L1)를 통해 점화 전압 출력단(J4)에 접속된다. 접합점(V1)은 병렬로 접속된 두개의 1차 권선(N1,N2)의 시작 부분에 접속된다. 두개의 1차 권선(N1,N2)의 끝부분은 접합점(V2)을 통해 스파크 갭(F1)의 제 2 접속부에 접속된다. DC 전압 입력단(J3)은 인덕터(L2)를 통해 점화 전압 출력단(J5)에 접속된다. 점화 장치는 추가의 캐패시터(C2(4.7nF;1000V))를 더 포함하며, 상기 캐패시터의 제 1 접속부는 DC 전압 입력단(J1)에 접속되고 제 2 접속부는 DC 전압 입력단(J3)에 접속된다.
인덕터(L1,L2) 및 추가의 캐패시터(C2)는 유사하게 챔버내에 수용되거나, 램프 베이스(10)의 내부에 제공된 리세스에 수용된다.
본 발명은 상술한 상세한 설명에서 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니다. 점화 캐패시터(C1) 및 스파크 갭(F1)뿐만 아니라 추가의 다른 부품, 예를 들어 부가 캐패시터(C2) 또는 인덕터(L1,L2)는 금속 플레이트(1)에 고정될 수 있다. 제 1 판금 스트립(2) 및 제 2 판금 스트립(3) 이외에, 접속 수단으로서, 예를 들어 단자를 통해 1차 권선(N1,N2)에 접속된 전원 공급 와이어를 사용하는 것도 가능하다. 금속 플레이트(1)상에 배열된 부품은 다양한 접속 기술을 사용하여, 예를 들어 솔더링, RF 솔더링, RF 용접, 레이저 용접, 초음파 용접, 스포트 용접 또는 예를 들어 클램핑 또는 플러그형 접속과 같은 기계적 접속 기술에 의해 상기 금속 플레이트(1)에 고정될 수 있다. 점화 장치의 부품, 특히 점화 캐패시터(C1) 및 스파크 갭(F1)은 접속 와이어를 사용하거나, 또는 사용하지 않고 처리될 수 있다. 예를 들어 점화 캐패시터(C1) 또는 스파크 갭은 SMD(표면 장착 소자; Surface Mounted Device) 부품일 수도 있다. 더욱이, 판금 스트립은 또한 금속 플레이트(1) 대신에 사용될 수도 있다.
본 발명에 따라, 베이스의 형상에 정합되며 그 상부에 적어도 점화 캐패시터(C1) 및 스파크 갭(F1)이 고정된 도전 물질의 플레이트(1)를 포함하며, 상기 점화 캐패시터(C1)의 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부 및 상기 스파크 갭(F1)의 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부는 상기 플레이트(1)에 도전적으로 접속되도록 함으로써, 방전 램프의 램프 베이스에 점화 장치를 간단하게 장착할 수 있다.

Claims (13)

  1. 점화 장치에 전압을 인가하기 위한 전압 입력단(J1,J2,J3); 점화 전압 출력단(J4,J5); 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부 및 적어도 하나의 제 2 전기적 접속부를 가지는 캐패시터(C1); 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부 및 적어도 하나의 제 2 전기적 접속부를 가지는 자동 스위치(F1); 및 적어도 하나의 1차 권선(N1) 및 적어도 하나의 2차 권선(N3)을 가지는 트랜스포머(TR)를 구비한 방전 램프용 점화 장치로서,
    상기 점화 장치는 그 상부에 적어도 캐패시터(C1)와 자동 스위치(F1)가 고정되고 도전 물질로 이루어진 플레이트(1)를 포함하며, 상기 캐패시터(C1)의 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부 및 상기 자동 스위치(F1)의 적어도 하나의 제 1 전기적 접속부는 상기 플레이트(1)에 도전적으로 접속되고, 상기 플레이트(1)는 금속 플레이트 또는 판금 스트립인 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트(1)는 하나 이상의 만곡부 또는 굴곡진 부분(1a)을 가지는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 플레이트(1)는 링 세그먼트 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트(1)는 적어도 하나의 전기적 접속부(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 점화 장치는 상기 캐패시터(C1)의 적어도 하나의 제 2 접속부에 고정되어 상기 점화 장치의 부품(TR)에 대한 상기 캐패시터(C1)의 전기적 및 기계적 접속부의 역할을 하는 제 1 접속 수단(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 점화 장치는 상기 자동 스위치(F1)의 적어도 하나의 제 2 접속부에 고정되어 상기 점화 장치의 부품(TR)에 대한 상기 자동 스위치(F1)의 전기적 및 기계적 접속부의 역할을 하는 제 2 접속 수단(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 접속 수단(2,3) 중의 하나 또는 두개의 접속 수단(2,3) 모두는 전기적 접속부가 제공된 판금 스트립으로 설계되는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 접속 수단(2,3) 중의 하나 또는 두개 의 접속 수단(2,3) 모두는 전원 공급 와이어로 설계되는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 접속 수단(2,3) 중의 하나 또는 두개의 접속 수단(2,3) 모두는 하나 이상의 U자형 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 점화 장치를 포함한 방전 램프.
  12. 방전관(11), 램프 베이스(10) 및 방전관(11) 내부에서 가스 방전을 발생시키기 위한 수단을 포함하는 방전 램프로서,
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 점화 장치가 상기 램프 베이스(10)에 배열되는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 방전 램프는 일측 단부에 베이스를 가지는 것을 특징으로 점화 장치.
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