KR20010006732A - 적어도 하나의 고압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로장치 및 방법 - Google Patents

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아른울프 루프
게르빈 티엘
귄터 히르쉬만
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타실로 다우너
파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하
랄프 프레준
요아힘 베르너
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Abstract

본 발명은 고주파 교류 전압에 의해 적어도 하나의 고압 방전램프를 동작시키기 위한 회로에 관한 것이며, 상기 회로 장치는 교류 전압 출력 (j10, j11)을 가지는 전압 컨버터 (W), 교류 전압 출력 (j10, j11)에 연결되고 적어도 하나의 램프 인덕터 (L1), 커플링 캐패시터 (C1) 및 적어도 하나의 고압 방전 램프(LP)를 위한 단자 (j12, j13)들을 가지는 부하 회로, 및 적어도 하나의 고압 방전 램프(LP) 내에서 가스 방전을 시동하기 위한 고전압원과 고전압 DC 출력 (j14, j15)을 가지는 스타터 (Z)를 포함한다. 본 발명에 따른 커플링 캐패시터 (C1)는 충전 저항기 (R1)를 통해서 고전압 DC 출력 (j14, j15)에 연결된다.

Description

적어도 하나의 고압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로 장치 및 방법 {CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD FOR OPERATING AT LEAST ONE HIGH-PRESSURE DISCHARGE LAMP}
본 발명은 특허청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 적어도 하나의 고압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로 장치와 고압 방전 램프에 대한 동작 방법에 관한 것이다.
이런 종류의 회로 장치는 예를 들어 국제특허출원 WO 98/18297 에 개시되어 있다. 이 공개 명세서는 고압 방전 램프의 고주파 동작을 위한 회로장치 즉, 주파수 200 kHz 이상, 바람직하게 500 kHz 이상의 교류 전압에서 고압 방전 램프를 동작시키기 위한 회로 장치를 개시한다. 회로 장치는 출력에서 고주파 교류 전압을 생성하는 전압 컨버터를 포함한다. 이 전압 컨버터 출력은 변압기의 두 개의 2차 권선에 의해 형성된다. 첫 번째 2차 권선은 직렬 공진 회로로 설계되고 램프 단자를 가진 부하 회로에 연결되고, 반면에 두 번째 2차 권선은 스타터의 전압 입력에 연결된다. 스타터는 시동 단계(starting phase) 동안, 보조(auxiliary) 시동 전극에 의해 고압 방전 램프에 단극성 고전압 펄스를 인가하는 펄스 스타터이다. 이런 종류의 교류 고전압 주파수에 의한 램프 동작의 경우에, 테슬라(Tesla) 변압기에 의해 고압 방전 램프에 필요한 기본 시동 전압을 발생시키는 것이 어려운데, 왜냐하면, 변압기의 2차 권선들은 이 2차 권선들의 극히 높은 내부 임피던스와 이 때문에 초래되는 부적절하게 낮은 전력 전송율 때문에, 이런 고주파수에서 낮은 인덕턴스만을 갖기 때문이다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 고압 방전 램프내에서 가스 방전을 시동하기 위한 개선된 스타터를 포함하는 고주파 교류 전압에 의해 적어도 하나의 고압 방전램프를 동작시키기 위한 회로 장치를 제공하고, 고주파 교류 전압이 공급된 고압 방전램프를 위한 개선된 동작 및 시동 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 회로 장치의 첫 번째 실시예에 대한 개략도.
도 2는 직렬공진회로로 설계된 부하회로를 포함하는 본 발명에 따른 회로 장치의 두 번째 실시예에 대한 개략도.
도 3은 램프 인덕터 상에 2차 권선을 가지는 스타터를 포함하는 도 1 또는 2에 따른 회로 장치 개략도.
도 4는 전압 배가를 위한 캐스캐이드 회로를 가지는 스타터를 포함하는 도 1 또는 2에 따른 회로 장치 개략도.
도 5는 공진으로 동작하는 싱글-엔드 컨버터로 설계된 전압 컨버터를 포함하는 도 2에 따른 회로 장치 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
j10, j11 : 교류 전압 출력 j14, j15 : 고전압 DC 출력
LP : 고압 방전 램프 L1 : 램프 인덕터
C1 : 커플링 캐패시터 C2 : 공진 캐패시터
Z : 스타터 R1 : 충전 저항기
W : 전압 컨버터 D : 트랜실 다이오드
본 발명에 따르면, 이 목적은 특허청구범위 제 1 항의 특징부에 의해 달성된다. 특히 본 발명에 따른 장점을 가지는 실시예들은 종속 항에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 회로 장치는 교류 전압 출력에서 고주파 교류 전압을 발생시키기 위한 전압 컨버터, 교류 전압 출력에 연결되고 적어도 하나의 램프 인덕터, 커플링(coupling) 캐패시터 및 적어도 하나의 고압 방전램프를 위한 단자들을 가지는 부하 회로, 및 적어도 하나의 고압 방전 램프내에서 가스 방전을 시동하기 위한 스타터를 포함하고, 고전압원과 DC 고전압 출력이 스타터에 제공된다. 커플링 캐패시터는 충전 저항기를 통해 고전압 DC 출력에 연결된다. 이에 의하여, 시동 단계 동안, 커플링 캐패시터는 스타터에 의해 발생된 DC 고전압으로 충전되고, 부하 회로와 특히 적어도 하나의 고압 방전램프를 위한 전압원 기능을 한다. 적어도 하나의 고압 방전램프에서 가스 방전이 시동된 후에, 커플링 캐패시터는 적어도 하나의 고압 방전 램프내에서 도전성 방전 경로를 통해서 방전된다. 커플링 캐패시터로부터 적어도 하나의 고압 방전램프를 통해서 흐르는 방전 전류는 적어도 하나의 고압 방전 램프내에서 방전 아크(arc)의 생성과 안정화에 상당한 기여를 한다. 특히, 커플링 캐패시터로부터 적어도 하나의 고압 방전 램프를 통해서 흐르는 방전 전류는 램프 전극에 손상을 주는 원하지 않는 글로우(glow) 방전에서 아크 방전에 이르기까지 전이 시간을 단축시켜준다.
스타터의 고전압원은 바람직하게 전압 컨버터의 출력 전압을 배가시키기 위한 캐스캐이드 회로, 또는 전압 배가를 위한 다운스트림(downstream) 캐스캐이드 회로를 가질 수 있는 램프 인덕터에 유도적으로 결합되는 2차 권선으로 설계된다. 전압 컨버터가 과도하게 높은 시동 전압에 의해 파괴되는 것을 방지하기 위해, 전압 제한 소자는 전압 컨버터의 교류 전압 출력과 병렬로 바람직하게 연결된다. 사용된 전압 제한 소자들은 바람직하게, 예를 들어 트랜실(transil) 다이오드와 같은 쌍방향 다이오드, 또는 바리스터들이다. 왜냐하면, 전압 제한 소자들은 높은 전기적 출력의 부하를 가지기 때문이다.
전압 컨버터의 부하 회로는 또한 바람직하게 램프 인덕터와 함께 직렬 공진 회로를 형성하는 공진 캐패시터를 가진다. 결과적으로, 공진 강화의 방법 또한 방전 아크 전달 에너지를 공급하고 적어도 하나의 고압 방전램프를 위한 동작 전압을 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 공진 캐패시터는 커플링 캐패시터와 적어도 하나의 고압 방전램프를 포함하는 직렬회로와 병렬로 연결된다. 그 결과, 적어도 하나의 고압 방전램프를 위한 시동 전압은 커플링 캐패시터 사이에 존재하는 DC 고전압 및 공진 캐패시터 사이에 존재하는 전압 컨버터로 부터의 공진 강화된 고주파 교류 전압(resonance-enhanced high-frequency alternating voltage)의 부가적인 중첩(additive superimposition)에 의해 형성된다.
전압 컨버터는 싱글 엔드(single-ended) 컨버터 또는 푸시-풀 컨버터, 예를 들어 푸시-풀 인버터로서 바람직하게 설계된다. 이 전압 컨버터들은 특히 상대적으로 낮은, 예를 들어 모터 장치에 일반적인 12V 내지 24V의 DC 전압을 약 500V의 진폭과 500kHz 이상의 주파수를 가지는 고주파 교류 전압으로 변환하기에 적합하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 회로의 블록선도를 도시한다. 이 블록선도는 전압원에 의해 전원이 공급되며 교류 전압 출력 (j10, j11)에서 고압 방전 램프(LP)의 고주파 동작을 위한 고주파 교류 전압을 제공하는 전압 컨버터 (W)를 포함한다.
램프 인덕터 (L1), 커플링 캐패시터 (C1), 고압 방전 램프 (LP)를 위한 두 단자 (j12, j13) 및 예를 들어, 두 개의 직렬 이극 제너 다이오드 또는 트랜실 다이오드 (D)로 구성된 쌍방향 다이오드 회로 (D)를 포함하는 부하 회로는 전압 컨버터 (W)의 교류 전압 출력 (j10, j11)에 연결된다. 고압 방전램프가 연결될 때, 두 단자 (j12, j13)는 각각 램프 전극 (E1, E2)에 연결된다. 이 후, 램프 인덕터 (L1), 커플링 캐패시터 (C1) 및 램프 전극 (E1, E2) 사이의 방전 경로는 직렬로 연결된다. 트랜실 다이오드 (D)는 교류전압출력 (j10, j11)과 병렬로 연결된다.
도 1에 도시된 회로 장치는 또한 고전압원과 고전압 DC 출력 (j14, j15)을 가지는 스타터 (Z)를 포함한다. 고전압 DC 출력 (j14, j15)은 충전 저항기 (R1)를 통해서, 램프 인덕터 (L1)와 커플링 캐패시터 (C1)를 포함하는 직렬회로 (L1, C1)에 연결된다. 이를 위하여 도 1에 따르면, 고전압 DC 출력의 양극 단자 (j14)는 전압 컨버터 (W)의 교류 전압 출력 단자(j10) , 램프 인덕터 (L1) 및 트랜실 다이오드 (D)에 연결된다. 고전압 DC 출력의 음극 단자 (j15)는 충전 저항기 (R1)를 통해서 커플링 캐패시터 (C1)와 램프 단자 (j12)에 연결된다. 두 번째 램프 단자 (j13)는 교류 전압 출력 단자 (j11)와 트랜실 다이오드에 연결된다. 커플링 캐패시터는 1.1nF의 캐패시턴스를 가지고 램프 인덕터의 인덕턴스는 45μH이다.
예를 들어, 전압 컨버터의 전압 입력상에 존재하는 12V, 24V 또는 42V의 DC 저전압으로부터, 전압 컨버터 (W)는 약 500V의 진폭과 500kHz이상의 주파수를 갖는 고주파 교류전압을 발생시키고, 고압 방전 램프(LP)를 동작시키기 위해, 교류 전압 출력 (j10, j11)에 이 고주파 교류 전압을 인가한다. 그러나, 이 교류 전압은 고압 방전 램프 (LP) 내에서 가스 방전을 일으키기엔 부족하다. 그래서, 전압 컨버터의 교류 전압 출력 (j10, j11)에 연결된 부하회로는 처음에 두 램프 전극 (E1, E2) 사이에서 개입된다. 스타터 (Z)는 고전압 DC 출력 (j14, j15)상에, 고압 방전 램프 (LP) 내에서 가스 방전을 시동하기에 충분한 최대 25kV의 전압을 발생시킨다. 커플링 캐패시터 (C1)는 충전 저항기 (R1)와 램프 인덕터 (L1)를 통해서 스타터 (Z)에 의해 발생된 DC 고전압으로 충전된다. 시동 단계 동안, 커플링 캐패시터 (C1)는 부하회로와 특히 고압 방전램프에 대해 고전압원 기능을 한다. 고압 방전 램프(LP) 내에서 가스 방전이 시동된 후에, 두 램프 전극 (E1, E2) 사이의 방전 경로는 전도성이 된다. 이 때, 커플링 캐패시터 (C1)는 고압 방전 램프 (LP)의 새로운 전도성 방전 경로를 통해서 방전되고, 이에 의하여, 램프 전극 (E1, E2) 사이의 방전 아크의 형성과 안정화, 및 고압 방전 램프 (LP)의 준비 단계(warm-up phase) 감축에 기여한다. 게다가, 가스 방전이 시동된 후에, 부하회로는 더 이상 개입되지 않고, 그래서, 전압 컨버터 (W)에 의해 생성된 고주파 교류 전압은 고주파 교류 전류가 고압 방전 램프 (LP)의 방전 경로 (E1-E2)를 통해 흐르는 것을 허용한다. 트랜실 다이오드 (D)는 전압 컨버터 (W)를 위한 과전압 보호 기능을 한다. 만일 커플링 캐패시터 (C1) 사이의 전압 강하가 트랜실 다이오드 (D)에 의해 결정된 임계값을 초과하면, 트랜실 다이오드 (D)는 도전성을 띠게 되고, 커플링 캐패시터 (C1)는 고압 방전 램프 (LP)의 방전 경로 (E1-E2) 대신, 주로 트랜실 다이오드 (D)에 의해 방전된다.
도 2는 직렬 공진 회로로 설계된 부하회로를 포함하는 본 발명에 따른 회로 장치의 블록선도를 도시한다. 이 회로 장치는 공진 캐패시터 (C2)가 추가된 점이 도 1에 도시된 회로 장치와는 다른데, 이 공진 캐패시터는 램프 인덕터와 함께 공진 회로를 형성하고 커플링 캐패시터 (C1)와 고압 방전 램프 (LP)를 포함하는 직렬 공진 회로에 병렬로 연결된다. 공진 캐패시터 (C2)의 캐패시턴스는 80pF이다. 추가된 공진 캐패시터 (C2)로 인해, 도 2에 따른 회로 장치 상의 고압 방전 램프(LP)의 동작 방법은 도 1에 따른 회로 장치 상의 고압 방전 램프(LP)의 동작 방법과 조금 다르다. 전압 컨버터 (W)가 교류 전압 출력 (j10, j11)에 고주파 교류 전압을 가하자마자, 고주파 교류전류는 직렬 공진 회로로 설계된 부하회로를 통해서 즉, 램프 인덕터 (L1)과 공진 캐패시터 (C2)를 통해서 흐른다. 고압 방전 램프(LP) 내에서 가스 방전을 시동하기 위해서, 스타터 (Z)는 DC 고전압을 스타터의 DC 출력 (j14, j15)에 발생시키고 충전 저항기 (R1)을 통해, 최대 25kV의 DC 고전압으로 커플링 캐패시터 (C1)를 충전시킨다. 시동 단계 동안, 커플링 캐패시터 (C1)와 고압 방전 램프 (LP)의 공진 캐패시터 (C2) 둘 다 전압원 기능을 한다. 시동 단계 동안, 커플링 캐패시터 (C1)의 DC 고전압과 공진 캐패시터 (C2)의 고주파 교류 전압은 고압 방전 램프 (LP) 상에 더해져서 중첩된다. 고압 방전 램프의 시동 단계와 준비 단계 동안, 전압 컨버터 (W)는 그 주파수가 직렬 공진 회로의 공진 주파수에 가까운 고주파 교류 전압을 발생시키도록 바람직하게 동작한다. 그 결과, 공진 강화 고주파 교류 전압은 공진 캐패시터 (C2) 사이에 발생되는데, 이 공진 캐패시터는 고압 방전 램프 (LP) 내에서 방전 아크의 형성과 안정도를 높일 뿐만 아니라, 가스 방전이 시동된 후에, 직접적으로 동작단계인 고압 방전 램프 (LP)의 준비 단계도 줄이는데, 그 단계 동안, 고압 방전램프의 빛 발산을 도운 이온화 가능한 충전재(filling)들은 증발한다. 가스 방전이 고압 방전 램프 (LP) 내에서 시동된 후에, 커플링 캐패시터 (C1)는 램프의 도전성 방전 경로 (E1-E2)를 통해서 방전된다. 고압 방전 램프 (LP)의 준비 단계의 종료시점에서, 다시 말해서, 램프 (LP)의 모든 충전재들이 동일한 부분적 압력을 이룰 때, 전압 컨버터 (W)는 교류 전압 출력 (j10, j11) 상에, 그 주파수가 직렬 공진 회로의 공진 주파수와 충분한 여유를 가지는 고주파 교류 전압을 발생시키도록 제어되고, 그래서, 램프 인덕터 (L1)와 공진 캐패시터 (C2) 상에서 더 이상의 공진 강화는 일어나지 않는다. 이 때, 트랜실 다이오드 (D)는 시동 단계 동안, 커플링 캐패시터 (C1) 또는 공진 캐패시터 (C2) 상에 있는 전압에 의한 전압 과부하으로부터 전압 컨버터 (W)를 보호하는 기능도 한다.
도 3 과 4는 본 발명에 따른 회로 장치의 도 1과 2에 도시된 실시예 모두 즉, 공진 캐패시터 (C2)가 없는 부하 회로와 있는 부하 회로에 대해 적용될 수 있는 스타터 (Z)에 대한 두 가지 다른 실시예를 도시한다. 이런 이유로, 공진 캐패시터 (C2)는 각각의 경우에 도 3과 4에서 점선으로 도시된다. 도 3에 따른 스타터 (Z)는 램프 인덕터 (L1)에 유도적으로 결합된 2차 권선 (L2), 2차 권선 (L2)과 직렬로 연결된 정류 다이오드 (D1) 및 2차 권선 (L2)과 정류 다이오드 (D1)를 포함하는 직렬 회로에 병렬로 배열된 캐패시터 (C3)로 구성된다. 2차 권선 (L2)은 스타터 (Z)에 대해 고전압원 기능을 한다. 전압 컨버터 (W)가 스위치 온 될 때, 고전압은 2차 권선(L)에 유도되고 다이오드 (D1)에 의해 정류된다. 이 정류된 고전압은 이미 전에 기술된 대로, 저항기 (R1)를 통해 커플링 캐패시터 (C1)에 공급된다.
도 4에서, 스타터 (Z)는 교류 전압 출력 (j10, j11)에서 전압 컨버더 (W)에 의해 공급된 교류 전압의 전압 배가를 위한 캐스캐이드 회로로 설계된다. 캐스캐이드 회로는 전압 컨버더 (W)에서 인가된 500V의 교류 전압을 20kV의 DC 전압으로 바꾸기 위해 예를 들어, 20 단으로 구성되는데, 그 20 단 중 첫 번째와 마지막 단이 도 4에 도시되어 있다. 캐스캐이드 회로의 전압 입력은 전압 컨버터 (W)의 교류 전압 출력 (j10, j11)에 연결된다. 캐스캐이드 회로로부터의 고전압 출력은 충전 저항기 (R1)를 통해 커플링 캐패시터 (C1)와 램프 단자 (j12)에 연결된다. 전압 배가를 위한 캐스캐이드 회로의 구성과 기능은 예를 들어, 저자 하 회거 에프 켈러와 게 바익트에 의해 하 슈탐 게엠베하 출판사가 제 7 판으로 펴낸 「전자 소자들과 그 소자들의 기본 회로들」이라는 책의 220쪽에 개시되어 있다.
도 5에서, 두 번째 실시예(도 2)의 전압 컨버터 (W)는 공진적으로 동작하는 싱글 엔드 컨버터로 설계된다. 싱글 엔드 컨버터 (W)는 전계 효과 트랜지스터(T1), 1 차 권선 (n1)과 2 차 권선 (n2)을 가지는 변압기 (TR), 전계 효과 트랜지스터 (T1)를 위한 구동 장치(도시되지 않음) 및 캐패시터 (C4)를 포함한다. 전계 효과 트랜지스터 (T1)의 1차 권선 (n1)과 드레인 소스 접합부는 직렬로 연결된다. 변압기 (TR)의 2차 권선 (n2)은 싱글 엔드 컨버터 (W)의 교류 전압 출력 단자 (j10, j11)에 연결된다. 컨버터는 부하 회로에 대해 고주파 교류 전압원 기능을 한다. 전계 효과 트랜지스터 (T1)의 게이트 전극은 구동 장치에 연결된다. 캐패시터 (C4)는 전계 효과 트랜지스터 (T1)의 드레인 소스 접합부에 병렬로 배열된다. 전계 효과 트랜지스터 (T1)의 스위칭 주기가 2차 권선에서 생성된 유도 전압 주파수를 결정한다. 고압 방전 램프(LP)의 시동 단계와 준비 단계 동안, 전계 효과 트랜지스터 (T1)는 구동 장치에 의해서 2차 권선 (n2)상에서 발생된 유도 전압 주파수가 직렬 공진 회로 (C2)의 공진 주파수 가까이에 위치하도록 구동된다. 결과적으로, 상기 동작 단계 동안, 공진 강화된 고주파 교류 전압은 공진회로 소자 (L1)와 (C2) 상에서 발생한다. 직렬 공진회로 (L1, C2)의 공진 주파수는 이 소자들의 상기 수치를 토대로, 대략 2.653 MHz 이다. 시동 단계와 준비 단계가 끝난 후에, 고압 방전 램프(LP)는 약 1MHz의 고주파 교류 전압으로 동작된다. 방전 플라즈마에서 음향 공진의 발생을 방지하기 위해, 이 동작 주파수는 100kHz의 주파수로 변환되고, 그래서 램프 전압 주파수는 0.9MHz에서 1.1MHz가 된다. 준비 단계가 끝난 후에, 고압 방전램프 (LP)의 동작 전압은 대략 80V이다.
고압 방전 램프(LP)는 전압을 사용하는 차량 헤드램프에서 동작되는 약 35와트의 전력을 소비하는 금속 할로겐화물 고압 방전램프이다. 도 1부터 5에서, 동일한 소자들은 같은 도면부호로 표기된다. 표 1은 회로소자에 적절한 수치를 명시한다.
본 발명은 위에서 더 상세히 설명된 구체적 실시예에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 싱글 엔드 컨버터 대신에(도 5), 푸시-풀 컨버터, 예를 들어, 푸시-풀 인버터도 사용될 수 있고, 상기 푸시-풀 인버터의 전압 출력이 변압기의 2차 권선에 의해 형성된다.
본 발명은 방전 램프 내에서 방전 아크의 생성과 안정화를 향상시키고, 특히, 상기 방전 전류는 전이 시간, 준비 단계를 단축시켜주는 효과를 가진다.

Claims (14)

  1. 고주파 교류 전압으로 적어도 하나의 고압 방전램프를 동작시키는 회로 장치에 있어서,
    - 교류 전압출력 (j10, j11)을 가지는 전압 컨버터 (W),
    - 상기 교류 전압출력 (j10, j11)에 연결되고, 적어도 하나의 램프 인덕터 (L1), 커플링 캐패시터 (C1) 및 적어도 하나의 고압 방전 램프(LP)용 단자들을 포함하는 부하 회로, 및
    - 적어도 하나의 상기 고압 방전 램프 (LP)내에서 가스 방전을 시동하기 위한 고전압원과 고전압 DC 출력 (j14, j15)을 포함하는 스타터 (Z)를 포함하며,
    상기 커플링 캐패시터 (C1)는 충전 저항기 (R1)를 통해서 상기 고전압 DC 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회로 장치는 500 kHz 이상의 교류 전압 주파수로 적어도 하나의 상기 고압 방전 램프(LP)를 고주파 동작시키기 위한 회로 장치인 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압원은 전압 배가를 위한 캐스캐이드 회로로 설계되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압원은 램프 인덕터 (L1)에 유도적으로 연결된 2차 권선으로 설계되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스타터 (Z)는 상기 2차 권선에 직렬로 연결된 정류 다이오드 (D1) 및 상기 2차 권선 (L2)과 상기 정류 다이오드 (D1)로 구성된 상기 직렬 회로에 병렬로 배열된 캐패시터 (C3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 부하 회로는 상기 램프 인덕터 (L1)와 함께 직렬 공진 회로를 형성하는 적어도 하나의 공진 캐패시터 (C2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 공진 캐패시터 (C2)는 상기 커플링 캐패시터 (C1)와 적어도 하나의 상기 고압 방전 램프(LP)를 포함하는 상기 직렬회로에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 컨버터 (W)의 상기 교류 전압 출력 (j10, j11)에 적어도 하나의 전압 제한 소자 (D)가 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전압 제한 소자는 쌍방향 다이오드 (D) 또는 바리스터인 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 컨버터 (W)는 싱글 엔드 컨버터로 설계되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 컨버터 (W)는 푸시-풀 컨버터로 설계되는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  12. 제 1 항에 따른 회로 장치에 의하여 고압 방전램프를 동작시키는 방법에 있어서,
    - 시동 단계 동안, 스타터 (Z)가 적어도 하나의 상기 고압 방전 램프 (LP)내에서 가스 방전을 시동하기 위한 고전압을 발생시키는 단계; 및
    - 전압 컨버터 (W)가 상기 고압 방전 램프 (LP)내에서 상기 가스 방전을 지속하는데 충분한 고주파 교류 전압을 교류 전압 출력 (j10, j11)에 발생시키는 단계를 포함하며;
    상기 스타터(Z)에 의해 생성된 상기 고전압은 상기 커플링 캐패시터 (C1)에 공급되고, 상기 시동 단계 동안, 상기 커플링 캐패시터 (C1)는 적어도 하나의 상기 고압 방전 램프(LP)를 위한 전압원 기능을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전압 컨버터 (W)는 적어도 500 kHz의 고주파 교류 전압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 6 항에 따른 회로 장치 상의 고압 방전 램프를 동작시키는 방법에 있어서,
    - 시동 단계 동안, 스타터(Z)가 적어도 하나의 상기 고압 방전 램프(LP)내에서 가스 방전을 시동하기 위한 고전압을 발생시키며, 시동기(Z)에 의해 생성된 고전압은 커플링 캐패시터(C1)에 공급되는 단계; 및
    - 상기 전압 컨버터 (W)는 상기 전압 컨버터의 교류 전압 출력 (j10, j11)에서, 고주파 교류 전압을 발생시켜서, 공진 강화 전압 강하가 상기 공진 캐패시터 (C2) 사이에 발생되는 단계를 포함하고;
    적어도 하나의 상기 고압 방전 램프(LP)는 상기 가스 방전을 시동하기 위해 상기 공진 캐패시터 (C2)로부터의 상기 공진 강화 전압과 상기 커플링 캐패시터 (C1)로 부터의 상기 DC 고전압 둘 다를 공급받는다는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19823641A1 (de) * 1998-05-27 2000-02-10 Bosch Gmbh Robert Zünder für eine Gasentladungslampe, insbesondere Hochdruck-Gasentladungslampe für Kraftfahrzeugscheinwerfer
DE10100037A1 (de) * 2001-01-03 2002-07-04 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Betrieb von elektrischen Lampen
DE60212402T2 (de) * 2001-07-19 2007-02-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vorschaltgerät für eine hochleistungsentladungslampe
DE10333729A1 (de) * 2003-07-23 2005-03-10 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Vorschaltgerät für mindestens eine Hochdruckentladungslampe, Betriebsverfahren und Beleuchtungssytem für eine Hochdruckentladungslampe
JP2006528410A (ja) * 2003-07-23 2006-12-14 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング 高圧放電ランプを作動するための回路
DE10337378B4 (de) * 2003-08-13 2017-11-16 Xylem Ip Holdings Llc Elektronisches Vorschaltgerät
DE102004020499A1 (de) 2004-04-26 2005-11-10 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Schaltungsanordnung zum Betrieb von Hochdruckentladungslampen und Betriebsverfahren für eine Hochdruckentladungslampe
WO2006108645A1 (de) * 2005-04-14 2006-10-19 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Vorrichtung und verfahren zum betreiben einer hochdruckentladungslampe
WO2006108406A1 (de) * 2005-04-14 2006-10-19 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Vorrichtung zum betreiben oder zünden einer hochdruckentladungslampe, lampensockel und beleuchtungssystem mit einer derartigen vorrichtung sowie verfahren zum betreiben einer hochdruckentladungslampe
US8652286B2 (en) * 2009-01-09 2014-02-18 Reebok International Limited Stretchable applique and method for making the same
DE102011076333A1 (de) 2011-05-24 2012-11-29 Osram Ag Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben mindestens einer Hochdruckentladungslampe
CN102291916A (zh) * 2011-07-25 2011-12-21 德清县伊科爱能电子科技有限公司 一种路灯灯管寿命监控系统
DE102011087703A1 (de) 2011-12-05 2013-06-06 Osram Gmbh Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer Entladungslampe

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016080B2 (ja) * 1980-08-20 1985-04-23 ウシオ電機株式会社 直流放電灯点灯装置
NL8600813A (nl) * 1986-03-28 1987-10-16 Philips Nv Schakelinrichting voor het bedrijven van een hogedrukontladingslamp.
NL8701358A (nl) * 1987-06-11 1989-01-02 Philips Nv Schakelinrichting.
JPH038299A (ja) * 1989-06-02 1991-01-16 Koito Mfg Co Ltd 車輌用高圧放電灯の点灯回路
US5036256A (en) * 1990-06-21 1991-07-30 Gte Products Corporation Arc discharge ballast suitable for automotive applications
DE9111890U1 (de) * 1991-09-24 1991-11-14 Fender, Manfred, Prof. Dipl.-Ing., 6556 Wöllstein Schaltungsanordnung zur regelbaren Speisung einer Gasentladungslampe hoher Strahlungsleistung
US5381076A (en) * 1993-10-18 1995-01-10 General Electric Company Metal halide electronic ballast
US5426346A (en) * 1994-03-09 1995-06-20 General Electric Company Gas discharge lamp ballast circuit with reduced parts-count starting circuit
DE4442898A1 (de) * 1994-12-02 1996-06-05 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben von Hochdruck-Entladungslampen
DE19608657A1 (de) * 1996-03-06 1997-09-11 Bosch Gmbh Robert Schaltung zum Betrieb einer Hochdruckgasentladungslampe
DE19644115A1 (de) * 1996-10-23 1998-04-30 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe sowie Beleuchtungssystem mit einer Hochdruckentladungslampe und einem Betriebsgerät für die Hochdruckentladungslampe
FR2775155B1 (fr) * 1998-02-13 2000-05-05 Valeo Electronique Perfectionnements aux dispositifs pour l'alimentation d'une lampe a decharge de projecteur de vehicule automobile

Also Published As

Publication number Publication date
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HUP0000993A3 (en) 2002-11-28

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