TW201028047A - Integrated gas-discharge lamp - Google Patents

Description

201028047 、 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種整合式氣體放電燈，其中氣體放電燈點 燃器及該氣體放電燈點燃器之操作電路整合在該燈中。 ' 【先前技術】 本發明涉及一種整合式氣體放電燈，其依據申請專利範 圍獨立項所述將氣體放電燈點燃器及該氣體放電燈點燃器 Λ 之操作電路整合在該燈中。 由DE 1 95 29 460中已知一種用來穩定及控制金屬化物-高壓氣體放電燈之光度特性之方法。此方法中，由燈之動 態特性而推導出光度資料，且此光度資料依據預設値而由 相對應的調整器來調整。 然而，此方法的缺點是：需要複雜的模型，以計算光度 資料。又，需要較昂貴之電路配置，以獲得該燈之動態特 性之足夠準確的測量値。 〇 【發明內容】 本發明的目的是提供一種整合式氣體放電燈，其中氣體 放電燈點燃器及該氣體放電燈點燃器之操作電路整合在該 燈中，且該操作電路進行一較簡單的方法以調整光度資料。 發明的描述 本發明的上述目的藉由一種整合式氣體放電燈來達成> 其中氣體放電燈點燃器及該氣體放電燈點燃器之操作電路 整合在該燈中’該操作電路依據氣體放電燈點燃器之點燃 201028047 期間來控制該氣體放電燈點燃器之功率，使該整合式氣體 放電燈之光發出童之値可遵循一種額定値曲線（~)。這樣 Φν 可確保一種對該燈之光度資料之成本有利的簡易控制。該 ' 整合式氣體放電燈之整個壽命期間之額定値較佳是同樣 . 大。 該整合式氣體放電燈之操作電路較佳是具有一種永久性 記憶體，且須測得該氣體放電燈點燃器之點燃期間，將各 ^ 點燃期間相加且儲存在該操作電路之永久性記憶體中以作 爲累積之點燃期間。因此，目前該操作電路可追溯到該氣 體放電燈點燃器之累積的點燃期間。 該操作電路至少由儲存在該永久性記憶體中的以下資料 來算出將發出至該氣體放電燈點燃器之功率： -累積的點燃期間， -由該操作電路所算出的點燃開始時間， -該氣體放電燈點燃器之資料， Ο •一種補償函數。藉由此種措施，則可很準確地對該整合 式氣體放電燈之氣體放電燈點燃器之光度特性進行調整。 在該整合式氣體放電燈之製造期間，該氣體放電燈點燃 器之資料較佳是寫入至該永久性記憶體中。於是，在操作 期間可追溯到該些資料且光度資料之準確性可更微細化。 在一較佳的實施形式中，該整合式氣體放電燈具有通信 介面。於是，在製造之後可將資料寫入至燈中且亦可由燈 中讀出資料。該整合式氣體放電燈因此較佳是經由該通信 201028047 介面而與上位的控制系統相連接且由該上位的控制系統來 控制。因此，該整合式氣體放電燈可接收預設値且對預設 値進行調整。當該整合式氣體放電燈經由該通信介面而由 ' 光學系統（其驅動該通信介面）接收資料且該資料可用來計 ' 算即將發出至該氣體放電燈點燃器之功率時，則該整合式 氣體放電燈不只可在壽命期間準確地調整該點燃器之光度 資料，而且亦可對整個系統之光度資料進行調整。 赢 當該整合式氣體放電燈具有通信介面時，則該氣體放電 ❹ 燈點燃器的資料在該整合式氣體放電燈之製造期間可經由 該通信介面而寫入至該永久性記憶體中。因此，該記憶體 之功能在製造期間可同時被測試。由於整合式氣體放電燈 可將資訊藉由該氣體放電燈點燃器之操作而儲存在永久性 記憶體中，則上位之控制系統可詢問該些資訊。該控制系 統因此通常藉由該整合式氣體放電燈之狀態而接收資訊。 累積的點燃期間較佳是以加權函數而加權成一種累積之 φ 已加權的點燃期間。這可大大地提高該整合式氣體放電燈 之壽命的預測，主要是當該整合式氣體放電燈設計成以過 (over)功率或欠（under)功率來操作該氣體放電燈點燃器時 可作此預設。 該整合式氣體放電燈依據： -累積之已加權的點燃期間， -由該操作電路所計算出的點燃開始時間， -氣體放電燈點燃器之資料 201028047 -補償函數， -調光曲線， 來算出功率，該功率依據上位之控制系統（其可預設一額 ' 定光電流）而施加至氣體放電燈點燃器（50)。因此’該上位 • 之控制系統可簡易地控制整個光學系統之光發出量。 該調光曲線可以是三維的特徵場，但亦可以是一種函 數，由此函數可算出三維之特徵場。這在微控制器中具有 ^ 較少記憶體空間之簡單電路配置中是有利的。 〇 本發明之整合式氣體放電燈之其它有利的形式和佈置將 描述於申請專利範圍各附屬項和以下的說明書中。 以下將依據各實施例和圖式來說明本發明之其它優點' 特徵和細節。 【實施方式】 各實施例中相同或作用相同的元件以相同的參考符號來 表示。 Q 機械整合 第1圖顯示第一實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 5之切面圖。以下，將氣體放電燈5稱爲整合式氣體放電 燈5，其已將點燃電路和操作電路整合在氣體放電燈5之 燈座中。氣體放電燈5向外因此未具有特殊之燈介面而是 可直接連接至一般已擴展的能量供應電源。在一種用作汽 車頭燈之佈置中，該整合式氣體放電燈5之介面因此是汽 車機載（airborne)電源之傳統式12伏供電處。在用作汽車燈 201028047 之另一佈置中，該整合式氣體放電燈5之介面亦可以是現 代汽車-機載電源之未來的42伏供電處。然而，該整合式 氣體放電燈5亦可設計成連接至電動車之高壓機載電源， ' 該電動車具有例如48伏、96伏、120伏直至360伏之累加 • 電壓。此外，該整合式氣體放電燈亦可設計成在供電缺乏 時以電池緩衝之低壓電源來操作。該燈同樣可用在低壓-隔 離（isolated)電源中，例如，可用在山中小屋中。目前，低 Α 壓-鹵素燈可用在傳統的低壓系統中，此處亦可使用傳統的 低壓系統。此種燈只有在可攜式的裝置（例如，手電筒）中 才顯示出優點，此乃因該燈和操作裝置之間不需電纜。由 於不需電纜，則其它成本、電纜費用和錯誤源（source)亦不 需要。一種氣體放電燈以下亦稱爲整合式氣體放電燈5, 其整體上已整合在燈本身中以便操作所需的電路，使該燈 可直接連接至傳統電源。 燈點燃器50由金.屬夾52固定著，金屬夾52安裝在4個 Q 固定片53上。固定片澆注在或噴鍍在燈座70中。燈座70 較佳是由塑料構.成且由噴鍍澆注法或澆注法製成。爲了改 良電性上的屏蔽，該燈座70之塑料可具有導電性或塗佈著 金屬層。特別有利的是，燈座的金屬層位於外側，即，位 於遠離該點燃-和操作電路910，920之此側上。除了金屬 層以外，亦可對金屬導體或金屬編織物進行濺鍍，以形成 —種位於燈座70之壁中的導電膜。若未使用導電的塑料或 塗佈金屬層的塑料，則塑料燈座須以一種由導電材料（例 201028047 如，金屬）構成的導電外殻72來包封著。此金屬可以是抗 腐蝕之鐵或有色金屬，例如，鋁、鎂或黃銅。一密封環71(亦 稱爲0-環）位於導電外殻72之點燃器側的終端上，該密封 " 環71將反射器予以密封。藉由此種措施’則可構成緊密的 • 頭燈系統，而不須將該燈完全安裝至一緊密的頭燈中。由 於該燈位於頭燈外部，則位於燈座中的點燃-和操作電路 910，920之冷卻可較傳統構造者大大地改良且更簡化，傳 統構造中該氣體放電燈5安裝在緊密的頭燈中，其中只可 ◎ 進行微弱的冷卻對流。上述緊密的頭燈中近似靜止的空氣 決定了所謂熱阻塞，其會使該操作電路的溫度較先前之實 施形式中者大大地提高。先前的實施形式中該燈在遠離光 發出面的此側上處於獨立室（例如，馬達室）中。 燈座70終止於燈座板74之遠離該燈點燃器50之此側 上。燈座板74較佳是由導熱性及導電性良好的材料（例如， 鋁或鎂）構成。爲了與該燈座70形成機械連接且與該導電 Q 外殼72形成電性連接，該外殻72在遠離該燈點燃器50之 此側上須具有多個連接板722,其在與該整合式氣體放電燈 5組合時在燈座板74上形成捲邊且因此而形成所需的連 接。又，藉由此種連接技術，則燈點燃器50、點燃電路910 和操作電路920可不分離地互相連接至整合式氣體放電燈 5。這樣對機動車之製造而言所顯示的優點在於，相較於由 操作裝置和氣體放電燈構成的傳統系統，該整合式氣體放 電燈5在安裝時只是維護側的一部份，此種較小的複雜性 201028047 使成本較少且在功能相同但佈置方式不同（大致上是該操 作裝置之不同的生產版本）的組件之間弄錯的危險可最小 化。就終端客戶（例如，機動車的車主）而言，這樣所得到 的優點在於，相對於傳統技術，此種下降的複雜性使有缺 ： 陷的整合式氣體放電燈之更換大大地簡化且更換速率更 快，使偵錯過程簡化，且進行燈的更換時只需較少的知識 和能力。組件之間電纜和插接器之省略又使成本下降，可 ©靠性提高以及重量下降。 燈座板較佳是由鋁壓注件或鎂壓注件製成。這在機械上 和電性上都是成本有利的高價値的變異形。至少表面可導 電的燈座70或外殼72和同樣可導電之燈座板74之間的導 電良好的連接對良好的電磁屏蔽是需要的。此屏蔽可防止 相鄰電機模組或電子模組之干擾。又’此屏蔽可確保各模 組不會對該點燃-和操作電路910、920之功能造成不良影 響。燈座板74和燈座70之間配置一密封環73’其可確保 ❿ 在燈座7 0和燈座板7 4之間形成防水和防空氣之連接。在 另一實施形式中’須形成燈座7〇和燈座板74 ’使此二構件 可互相扣合，且在扣合位置處在可導電的外殼72和燈座板 74之間同時存在一個或多個接觸點’以使電性屏蔽可良好 地保持著。又，在燈座和燈座板之間配置一密封環’其可 在遠離該氣體放電燈點燃器50之此側上確保該燈座之密 封性。在燈座70內部中設有二個面，其容納該點燃-和操 作電路。較小的第一面最靠近該燈點燃器50且容納了具有 201028047 點燃變壓器80之點燃電路910。稍後將說明該點燃變壓器 80之構造。較大的第二面容納該氣體放電燈點燃器50操作 時所需的操作電路920。該點燃-和操作電路能移至每一適 當形式的電路板上。傳統的電路板、金屬核心電路板、以 ' LTCC技術製成的電路板、以薄層技成製成的氧化-或塗層 的金屬板（具有導電軌）、以MID或MID熱壓鑄技術或其它 可能的技術製成的塑料電路板都適合用來製造耐溫的電路 Λ 板。電子組件和形成該點燃-和操作電路之構件可分別位於 二個電路板之上側和下側上以及內部中。第1圖中爲了清 楚之故在變壓器80外部未顯示其它的電子組件或構件於 電路板上。只要該點燃電路910之電路板和該操作電路9 20 之電路板由相同材料所構成，則各電路板能以相同效益來 製成。電路板之間可設有電橋，其在被劃分和安裝至燈座 7 0中時作爲電路板之.間的電性連接件。例如，單條線，帶 狀導線或固定式/可撓性電路板可用作電橋。因此，須形成 ❿ 二個電路板之間的電性連接，以便在熱膨脹（特別是熱循環 應力）時在該點燃-和操作電路之二個電路板之間所造成的 距離變化可未受損地被克服。於是，在外殼內可設有足夠 長度和空間的導線。或是，亦可使用一個或多個銷（pin)-和軸襯條，其被測量且配置成在該二個電路板之氣體放電 燈點燃器之縱軸方向中允許熱膨脹且在全部情況下可確保 一種電性連接。於是，該銷條之銷例如垂直於各別之電路 板表面而配置，且須測量該軸襯之導入長度，使該軸襯可 -10- 201028047 爲各銷所用的路徑可較該軸襯內部中由於熱膨脹時所需的 路徑還長。 該點燃電路910用之電路板在面向該操作電路之此側上 ' 具有可導電之屏蔽面，以使該點燃電路中由於高電壓所造 * 成的干擾儘可能遠離該操作電路。在金屬電路板或金屬核 心電路板中，該屏蔽面本來就已存在，其它電路板中較佳 是在該側上安裝一銅面或類似物。若使用金屬核心電路 板，則藉此亦可使該點燃變壓器80冷卻，其由於靠近該氣 體放電燈點燃器5 0而受到特別高的熱負載。該點燃電路 910和該操作電路920之間的可導電的屏蔽面另外亦可藉 由金屬片來作成，該金屬片安裝在該二個電路板之間且可 導電地與可導電的外殻72相連接。若該屏蔽面亦用來使該 點燃變壓器80冷卻，則當該金屬片例如可藉由導熱箔或導 熱糊而熱性良好地接合至該可導電的外殻72時是有利的。 該操作電路920用之電路板夾在燈座70和燈座板74之 ❿ 間。該操作電路920用之電路板在其周圍分別在上側和下 側上具有環形的接地導電軌（所謂接地環），其由於接觸孔 而可導電地互相連接。各接觸孔通常稱爲通孔且是經由電 路板而延伸的接觸孔。接地環藉由燈座7〇和燈座板74之 間的夾緊作用而形成一種至燈座板74之電性接觸區’這樣 可確保藉由捲邊之連接板722來使該操作電路9 20與可導 電的外殼72形成接地連接。 第2圖顯示第一實施形式中之整合式氣體放電燈5之機 -11- 201028047 械構件的分解圖。燈座爲正方形，但在原理上該燈座亦可 具有多種其它適當的形式。特別有利的其它形式是圓形、 六角形、八角形或矩形。爲了確定此實施形式的外形，須 經由包含電路之外殻部以垂直於氣體放電燈點燃器50之 ' 縱軸來進行切割且觀看所形成的外形，此時外殼邊緣上的 圓形可忽略。因此，在第1圖和第2圖所示之第一實施形 ，式中，依據所選取的切面是否更靠近該點燃電路910或更 I 靠近該操作電路920而形成二個正方形。第一實施形式因 ❿ 此是一與正方形有關的實施形式。在該點燃電路910附近 所形成的第一外形小於第二外形，這與該點燃電路910之 電路板之尺寸小於該操作電路板920之尺寸有關》然而， 情況未必如此，且該二個外形中的實施形式具有相同的等 級，因此只顯示唯一的外形。又，外形之二種幾何形式在 不同區域中不必相同。特別是在該點燃電路之區域中一小 的圓形外形和該操作電路之區域中一大的六角形外形顯示 Q 成特別有利的實施形式。 如上所述，該操作電路920用的電路板夾在燈座70和燈 座板74之間。密封環73就像該操作電路9 20用的電路板 —樣位於燈座70和燈座板74之間且配置在該操作電路920 用的電路板外部。 第3圖顯示第二實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 5之切面圖。第二實施形式類似於第一實施形式，因此只 描述與第一實施形式之不同點。第二實施形式中，該點燃 -12- 201028047 電路910和該操作電路9 20在一共同平面中配置在一電路 板上而成爲總操作電路9 30。藉由此種措施，則本發明之氣 體放電燈5之燈座可較平坦地形成，這樣亦可使一使用氣 ' 體放電燈5之頭燈顯示出較小的深度。該點燃變壓器80位 • 於該氣體放電燈點燃器50下方的中央。該點燃變壓器80 之中央點較佳是位於該氣體放電燈點燃器50之縱軸中。靠 近燈座之氣體放電燈點燃器電極用的電流導線向內伸入至 ©該點燃變壓器之中央部。該點燃變壓器未安裝在電路板上 而是使其遠離該氣體放電燈點燃器之末端座落於大約與電 路板之遠離該氣體放電燈點燃器之此側相同的高度處。總 操作電路930之電路板在此位置上空出，使該點燃變壓器 80可插入至該總操作電路9 30之電路板中。爲了使電磁相 容性獲得改良，則該外殼可藉由鋁或鉬金屬構成的條片而 設有多個壁和室，且因此使不同的電路組件互相之間·以及 對環境都可達成電性-、磁性-和電磁屏蔽。此屏蔽亦可藉 Q 由其它措施來達成，特別是可在濺鍍澆注過程中在燈座板 74中以及燈座70中形成空腔而容易地達成。 該整合式氣體放電燈5之外殼內部所保存的中空區（特 別是該點燃變壓器80之周圍和該總操作電路930之二側上） 中以澆注物質來塡入。這樣具有多種優點，因此可防止電 性飛弧，特別是由該點燃變壓器所產生之高壓所造成的飛 弧，且確保各電路可良好地排熱，以及可形成機械功能很 強的單元，其可良好地抵抗特殊的環境（例如，濕氣和高的 -13- 201028047 加速度）的影響。特別是爲了使重量下降，亦可只有一部份 被澆注’例如，只在該點燃變壓器80之區域中進行澆注。 第8圖是第三實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 5。第三實施形式類似於第一實施形式，因此只描述與第一 ' 實施形式之不同點。第三實施形式中，該燈座板74在外側 上設有冷卻肋。該燈座70和該可導電的外殻72亦可分別 設有冷卻肋。此外，該操作電路9 20之電路板之功能同樣 ^ 藉由燈座板來達成，此乃因燈座板在其內側上具有不導電 ❹ 的區域，例如由陽極氧化的鋁所構成的區域，其設有可導 電的結構（例如，以厚層技術製成的導電軌）且可導電地例 如藉由焊接而與總操作電路之組件相連接。藉由此種措 施，則可特別良好地使該操作電路920冷卻，此乃因其直 接安裝在一種冷卻體上》較佳是形成各冷卻肋，以便在該 整合式氣體放電燈5之組裝位置中促成自然的對流。若該 整合式氣體放電燈5應在不同的組裝位置中操作，則冷卻 〇 用的表面亦可對應地形成且例如由圓形、六角形、正方形 或矩形的指狀物來構成，以便可在多個空間方向中進行一 種自然的對流。就像第一實施形式一樣，該點燃電路910 在其上方之電路板上尋找空間且藉由適當的措施而與該操 作電路920形成電性連接。這可藉由彈簧接觸或插頭接觸 來實現，但亦.可藉由燈座中延伸之導電軌或鑄造在燈座內 側上的導電軌來實現，各導電軌是與該點燃電路910和該 操作電路920相連接。 -14- 201028047 第9圖是第四實施形式中本發明之整合式氣體放電燈5 之透視圖。第四實施形式類似於第二實施形式，因此只描 述與第二實施形式之不同點。第四實施形式中，燈座板74 藉由一在內側上且因此就像前述實施例一樣同樣是在單側 ' 上所設置的金屬核心電路板來實現。然而，燈座板74不是 像第4圖一樣的板而是一種燈座杯，其具有高拉伸的側 壁。以下，爲了清楚之故，該燈座板亦稱爲燈座杯。該燈 ^ 座杯同樣由導熱良好的材料所構成。特別適當的材料是金 屬合金，其例如可藉由深沖而良好地變形》同樣很適當的 材料是導熱良好的塑料，其可藉由噴鍍澆注而引進至一種 模中。具有參考環702和參考節703之燈座70在本實施形 式中由六角形的板構成，該參考環內部中的點燃器在燈座 70上校準且固定著。燈座杯容納該總操作電路930，其在 特定的電路板上或在該燈座杯的內底部上尋求空間。插頭 接觸區安裝在該氣體放電燈點燃器50之電流導線56和57 〇 上且在構成該燈座杯和該燈座70時接合至該燈座杯之對 應的對立接觸區中而形成可靠的接觸。 若該燈座杯和燈座70由金屬構成，則此二組件可藉由像 咖啡盒或罐頭那樣的捲邊而相連接。然而，如第9圖所示， 亦可只使燈座杯之多個連接板在燈座上形成捲邊，以產生 機械上和電性上的良好連接。然而，爲了形成連接，亦可 使用習知的焊接和熔接方法。 若燈座杯和燈座70由塑料構成，則該連接較佳是由超音 -15- 201028047 波熔接來達成。這樣可達成可靠和固定的連接，其在塑料 可導電時亦可達成可導電的連接。然而，此連接亦可藉由 適當的扣接來達成，此時須在燈座杯或燈座70上設有適當 的扣接.鼻或凹口。 ’ 以下，就該整合式氣體放電燈5之直徑（D)和高度（h)在 廣泛地與幾何形狀無關下予以定義，以便在較簡單之描述 中採用。所謂整合式氣體放電燈之高度（h)是指，參考面（以 @ 下將再詳述）至該燈座板（74)之遠離該點燃器之外側之最大 距離。所謂直徑（D)是指該整合式氣體放電燈內部中位於任 意平面中之最長路徑，其中該平面平行於該參考面而延伸。 以下的表顯示氣體放電燈5之第9圖中所示之第四實施 形式之不同形式的數個幾何數據： _ 直徑 長度或高度h 體積 質量 D/h A.50 瓦·燈 100 35 275 510 2.86 B.35 瓦-燈 100 25 196 178 4.00 C.25瓦-燈，標準變形70 25 99 139 2.80 D.18瓦-燈，超平面變形100 15 120 168 6.67 E.45瓦-燈，咖啡盒變形40 50 63 52 0.80 F.7瓦-燈，用在手電筒40 35 44 36 1.14 表中所示的不同形式之電功率7瓦至50瓦是與氣體放電 燈點燃器之標準化的電功率有關。於此，使用了構造相同 之氣體放電燈點燃器之不同的幾何形式和數據。 由第4圖可知，第二和第四實施形式中該整合式氣體放 -16- 201028047 電燈5之燈座具有六角形的形式，這樣具有多種優點。一 方面是該整合式氣體放電燈5可良好地接合，以插入至特 定位置上。另一方面，可使用該整合式總操作電路930之 ' 電路板，以產生較小的（裁剪後的）零頭料且因此可有較佳 的成本效率。藉由燈座之平面式佈置，則可形成構造上很 短之頭燈，這特別是在現代的機動車中是有利的。點對稱 的六邊形的形式在此應用中享有圓形形式的全部優點但未 具有圓形形式的缺點。 φ 如第3圖和第4圖所示，在該燈之燈座70之一側上，各 接觸區210、220在徑向中朝向該氣體放電燈點燃器50之 縱軸而由燈座向外突出。各接觸區用來使該整合式氣體放 電燈5與頭燈形成電性接觸。各接觸區在製造該燈座70時 以塑料-濺鍍澆注-方法來濺鍍而成。這樣所具有的優點 是，不需特殊的插頭系統，但仍可確保如上所述的防水性 和氣密性的包封。 φ 第5圖顯示頭燈3/整合式氣體放電燈5之間之介面的示 意圖。第二實施形式中該氣體放電燈5具有特殊之電性介 面，藉此可將電功率供應至該氣體放電燈5»須形成此電 性介面，以便在將該氣體放電燈5插入至頭燈3中時該氣 體放電燈5不只在機械上可與頭燈3相連接且電性上亦可 相連接。類似此種構造的介面亦可用在現今汽車頭燈之鹵 素白熾燈中且由公司Osram以品名” Snap Lite”來銷售。 若該整合式氣體放電燈5插入至反射器或頭燈中，則在插 -17- 201028047 入過程中依規則而操作時所需之機械上和電性上的全部接 觸區都須與頭燈中現有的對立接觸區相連接。燈座70在其 至頭燈3之介面上具有由一參考環702突出的節703,其定 義了一參考面。細部圖顯示在第7圖中。三個節在該整合 ' 式氣體放電燈5插入時定位在頭燈3之對應的對立件上。 該氣體放電燈點燃器50之電極或放電弧在該整合式氣體 放電燈5之製程中針對該參考面來調整。於是，該整合式 ^ 氣體放電燈5之弧光在該燈5插入至頭燈中時在反射器中 佔有一確定的位置，其可造成準確的光學成像作用。第3 圖和第4圖之第二實施形式中，”插入至頭燈”是藉由使 由該參考環中成橫向突出的連接板704經由該頭燈3之反 射器之底部而插通來達成。然後，使該整合式氣體放電燈 5相對於該反射器33而旋轉，該節703 (其安裝在連接板704 之燈座側的面上）隨後將該整合式氣體放電燈5向內拉且在 旋轉結束時扣接至反射.器基底上之參考面中。該密封環71 φ 因此被壓緊且在應力下使系統停止，以使該節703針對反 射器基底中存在的參考面而受到壓力。於是，可準確地針 對反射器33來調整該整合式氣體放電燈5和氣體放電燈點 燃器50之放電弧之位置且將此位置固定。在上述頭燈介面 之全部三個空間方向中較0.1 mm更佳之機械上的定位之高 的重複準確性可實現一種光學上優異之頭燈系統。在此種 頭燈系統在適當的形式中顯示出顯著而完美之確定的亮-暗-邊界之後，此種頭燈系統特別是可用在機動車中。 -18- 201028047 適當的頭燈3因此具有反射器33形式之光轉向元件、整 合式氣體放電燈5用的容納區、以及載體部35，其中在該 載體部上配置一終端元件，其設有該整合式氣體放電燈5 ' 之電性接觸區210，220，230，240所需之對立接觸區。該 • 整合式氣體放電燈5之電性接觸區210，2 20，230，240在 徑向中朝向該氣體放電燈點燃器50之縱軸而由燈座70中 突出。各接觸區用來將電能供應至總操作電路9 30。在以安 ©裝過程、而將該整合式氣體放電燈5安裝在頭燈中之後，將 各接觸區210，220，230，240配置在該終端元件35之狹 縫351，352中，如第6圖所示，其中該安裝過程是與向右 -旋轉移動之後所進行的插塞式移動有關。該些狹縫351， 352是指該整合式氣體放電燈5之各接觸區210, 220, 230, 240之對立接觸區350所需的狹縫。先前技術中用來與頭燈 中之該整合式氣體放電燈5接觸而設有連接電纜之插頭因 此可省略。該整合式氣體放電燈5之電性接觸區在插入至 〇 頭燈中時特別是可直接與載體部35上之終端元件之對立 接觸區35 0相接觸。電性終端之機械負載藉由可自由擺動 之電纜而下降。此外，每個頭燈中所需的連接電纜之數目 可下降且製程中弄錯的危險性亦可下降。又，上述措施在 頭燈的製程中亦可達成較高的自動化程度，此乃因所需安 裝的電纜較少。先前技術中，頭燈中全部之光源藉由一種 插接在燈座上且設有連接電纜之插頭來供應能量。然而， 在本發明的頭燈中使該頭燈之現有的供電接觸區連接至機 -19- 201028047 載式電源電壓，這樣即足以將能量供應至該整合式氣體放 電燈5。藉由頭燈之供電接觸區來對該頭燈中的燈供電’ 這是藉由頭燈中固定的電線來達成。頭燈3或整合式氣體 放電燈5之電線因此可大大地簡化。 ' 機械調整之另一種形式顯示在第1圖和第2圖中該燈之 第一實施形式中。此處，多個節703配置在該參考環7〇2 之面向該氣體放電燈點燃器50之此側上。此形式中，節703 ^ 位於反射器之背面上之對應的對立面上，以針對該反射器 33來定義該整合式氣體放電燈5之位置。該整合式氣體放 電燈5由後方而按壓在該反射器33之參考面上。然而，此 種形式的缺點是，光學有效之反射器內側和反射器之背面 上的參考面之間的位置之容許度（tolerance)須很準確，以達 成準確的光學成像作用。 第二實施形式之頭燈介面之系統同樣適合用來在現代的 汽車系統中實現更簡化的電纜連接。因此，該整合式氣體 G 放電燈5除了二個電性接觸區210、220以外另有接觸區 23 0、240，藉此可與機動車之機載電路相連通。該終端元 件35具有二個狹縫351、352，其分別具有對立接觸區。在 另一未顯示之實施形式中，在該燈上只存在三個電性接觸 區，其中二個用來供應該燈的電功率，且一電路-輸入端亦 稱爲遠端-致能-接腳，藉此接腳，使該燈藉由機動車之_ 載電路而可幾乎不需功率地接通或關閉。 上述” Snap Lite” -介面除了不需更換電性終端此優點 -20- 201028047 以外’另有以下的優點·· 由於該燈只有當其位於頭燈中的特定位置時才被供應以 功率’則該氣體放電燈點燃器50之遠離該燈座之電流導線 57只有當該整合式氣體放電燈5安全地由外部來操作時才 ' 被接觸。具有此種高壓放電燈之環境中的安全性因此大大 地提高。藉由將該整合式氣體放電燈5簡易地安裝至頭燈 3中’則終端客戶可置換該燈。於是，該終端客戶之整合 φ 式氣體放電燈5在成本上較有利，此乃因更換該燈時不必 尋找工作室。 又’將該整合式氣體放電燈5插入至反射器33中，藉此 可使該燈與頭燈外殻形成接地連接。這例如可藉由固定在 該反射器33上且與該機動車之接地電位相連接的彈簧條 片來實現。在將該燈插入至頭燈中時，彈簧條片將與該整 合式氣體放電燈5之可導電的外殼表面相接觸且在機動車 接地處和該整合式氣體放電燈5之內部接地處或接地罩之 〇 間形成電性連接。該接觸例如可在該外殼72之側壁上或正 側上達成。目前的情況下，藉由可導電的密封環71來達成 接地連接。若該外榖表面不能導電或不能完全導電，則彈 簧條片是在該整合式氣體放電燈之外殼表面上之接觸面上 達成接觸作用。該接觸面可形成一種至該整合式氣體放電 燈之內部接地處或接地罩之可導電的連接。 具有一種至頭燈之傳統介面的第五實施形式顯示在第 31圖中。此處，該整合式氣體放電燈5及參考面702藉由 -21- 201028047 一在頭燈容納區之對應的對立面上的固定夾705而被按壓 著。該整合式氣體放電燈5以傳統方式而與頭燈形成電性 連接。固定護圈7 05用來使該整合式氣體放電燈5與頭燈 中的容納區上之參考面7 02良好地連接著，且因此準確地 ' 設定該頭燈之光學系統中電極的方位。該整合式氣體放電 燈5之點燃器50之電極5 04在該整合式氣體放電燈5之製 程中須針對該參考面702來調整。在插入至頭燈中時，該 φ 整合式氣體放電燈5之弧光在反射器33中佔有一確定的位 置，其可達成準確的光學成像作用。藉由該固定夾705之 彈簧作用，則在複雜的條件（例如，機動車之頭燈中會發生 的振動）下亦可確保該成像作用。該固定夾在頭燈側鉤掛至 一導槽7051中，該固定夾固定於該導槽中，但在燈的更換 時可輕易地由該導槽中取出。該固定夾705在底側以二個 隆起7053而接合至燈座板74中。然而，該固定夾705亦 可不具備隆起且因此定位在燈座板之肋條上。藉由本發明 © 之氣體放電燈5之第五實施形式，則可對該頭燈達成一種 簡易且成本有利的接合作用，其對頭燈之光學系統中的定 位準確性而言絕不會造成限制。 點燃變壓器 以下，將詳述該整合式氣體放電燈5之點燃變壓器之構 造。第10圖顯示第一實施形式之點燃變壓器80之透視圖， 其中該點燃變壓器80具有正方形之平面形式。然而，其它 實施形式亦是可能的，其中該點燃變壓器80可具有圓形、 -22- 201028047 六角形、八角形或其它適當的形式。其它實施形式以下將 再詳述。所謂形式此處是指該點燃變壓器之棱柱形的外部 尺寸之基面的形式，其中各邊緣上的圓形可忽略。此處所 ' 示之特別有利的實施形式中，該棱鏡具有小的高度，其特 • 別是小於形成該基面之幾何形式之對角線或直徑之1/3。 該點燃變壓器80具有鐵素體（Ferrit)核心81，其由第一 鐵素體核心半部8 1 1和相同的第二鐵素體核心半部8 12所 組成。該點燃變壓器80在側面上具有多個朝向外部之連接 ❹ 板868, 8 69,其用來使該點燃變壓器80達成機械上的固定 作用。 第11圖顯示該點燃變壓器之上部之透視圖，其中主繞組 和第二鐵素體核心半部8 1 2不能被看見。第一鐵素體核心 半部811是由正方形的側壁8112組成，半個中空圓柱8110 在中央向內而由側壁突出。正方形的側壁8112之內側在面 向繞組的此側上具有由外向內延伸的長形凹口 81121。該點 Q 燃變壓器80在完成高壓的絕緣之後被帶領至浸漬漆或澆 注物質中。藉由這些凹口，則浸漬漆或澆注物質可由外向 內而侵入至該點燃變壓器80中，以均勻地使該點燃變壓器 8 0之全部繞組沾濕。 在該二個鐵素體核心半部811，812之間的外邊緣上有一 主繞組86，其由一片帶所形成的沖製彎曲部所構成。該片 帶較佳是由有色金屬（例如，銅、黃銅或青銅）所製成。該 片帶較佳是具有彈性而可變形。主繞組86基本上是一種長 -23- 201028047 帶，其在該二個鐵素體核心半部811’ 812之間的外部延伸。 主繞組86在第一種形式中只以一繞組而經由該點燃變壓 器80之3個角隅而延伸，第四角隅是敞開的。該主繞組86 之片帶因此是一種圍繞該點燃變’壓器之外形的一種四分之 ' 三繞組且有一小配件分別終止於第四角隅之前。該主繞組 86之片帶具有上述之連接板8 66，8 67，868和8 69，其安 裝在該片帶之橫向中。此四個連接板用來使該點燃變壓器 朱 80達成機械上的固定，其因此可焊接在該點燃電路910之 電路板上而成爲平坦的SMD-連接板或焊接旗。然而，各連 接板亦可另具有90度-彎曲，其中各連接板經由該點燃電 路910之電路板而插接著且在另一側上旋轉或焊接著，如 第12圖所示。主繞組86之片帶之二個末端以一種半徑而 向外彎曲成大約180度，使各末端又由第四角隅指向外部。 第12圖中該二個末端向外彎曲成大約90度且半徑以8 62 0 或8 640來表示。在該片帶之外端上分別安裝一橫向突出的 〇 連接板862，864，其作爲電性接觸用。第12圖中顯示該二 個連接板862，864之另一實施形式。藉由二個半徑8620 或8640之180度活動範圍所形成的軟性接合區，則主繞組 和電路板之間的連接中藉由溫度變動所造成之應力可被吸 收。各連接板較佳是像SMD-組件一樣焊接在該點燃電路 910之電路板上。藉由上述片帶之180度彎曲，則焊接位置 未負載著上述機械應力，且使焊接位置之斷裂-和疲勞之危 險性大大地下降。連接板862，864之另一實施形式在連接 -24- 201028047 板本身中具有另外的270°半徑，其在組裝的: 步使機械應力下降。 在鐵素體核心之中空圓柱形內部之中央5 85’其在該氣體放電燈點燃器50和二次繞組 ' 內部終端之間形成電性接觸。該接觸體85由 構成，該片部是與該氣體放電燈點燃器50之 流導線56相連接。該接觸體85在其遠離該 I 上具有二個頂蓋面以與髙壓放電燈電極相接 〇 85較佳是在遠離該點燃器之末端之二個相面 有二個頂蓋面851和852，其互相傾斜成鞍形 該接觸體85形成在該二個頂蓋面相接觸的末 氣體放電燈點燃器50之電流導線56集中地1 該二個頂蓋面 851和852在該二個頂蓋面 上，設有一種V-形的輪廊（contour)。然而， 圓形或以其它適當的方式來加工。在安裝時 φ 經由該接觸體85而插接著，且到達一預定的 佳是藉由雷射而與該接觸體85相焊接著。 第12圖顯示該點燃變壓器之下部的透視遣 顯示第二鐵素體核心半部812’其與第一鐵 811的形式相同’且亦由正方形的側壁8122 空圓柱8120在中央向內而由該側壁8122突 側壁8 1 2 2之內側具有由外向內延伸的長形的 第12圖中可看出該接觸體85之靠近該點燃 吠態下可進一 定裝一接觸體 87(未顯示）之 弧形的片部所 靠近燈座之電 點燃器之末端 觸。該接觸體 對的側面上具 屋頂形式，且 端上，使高壓 疫夾緊。於此， 相接觸的末端 此輪廓同樣是 ，電流導線56 狀態，然後較 0。第12圖亦 素體核心半部 構成，半個中 出。正方形的 J 凹口 81221 。 器之此側，其 -25- 201028047 具有六角形的敞開形式及貫通的電流導線56。若該二個半 部相組合，則可在內部中形成中空圓柱’其中安裝著該接 觸體。該鐵素體核心81在組合之後具有陶土帶-或薄膜捲 ' 軸之形式，且外形不是圓形而是具有圓形化的角隅之正方 • 形。 在第一角隅上，該點燃變壓器具有第一背鐵（back iron)-鐵素體81 4。第二和第三角隅同樣設有第二背鐵-鐵素體815 和第三背鐵-鐵素體816。此三個背鐵-鐵素體由主繞組86 〇 固定著。於此，該主繞組86之片帶在三個角隅上具有朝向 內部之圓柱形的圓形件861，863和865，其中夾著背鐵-鐵素體814至816。該三個背鐵-鐵素體814至816在生產 時藉由彈性可變形的材料而可靠地保持在其位置上。背鐵-鐵素體是該點燃變壓器80之磁性背鐵，藉此使磁場線保持 在磁鐵材料中，且在該點燃變壓器外部不會造成干擾。這 樣又可使該點燃變壓器之效率提高，特別是可達成的點燃 φ 電壓之大小提高很多。 第13圖是該點燃變壓器80之下部之透視圖，具有可見 的二次繞組87’其設置於該點燃變壓器80之第二鐵素體核 心半部812中。該二次繞組87由一絕緣金屬帶構成，該金 屬帶就像一具有預定繞組數的膜一樣捲繞在薄膜捲軸形式 的鐵素體核心上’其中導引高壓用的末端位於內部、貫通 該薄膜捲軸形式的鐵素體核心之中央核心且與該接觸體85 形成電性連接。絕緣層可在所有側面上施加在金屬帶上， -26- 201028047 但絕緣層亦可由絕緣箔來構成，該絕緣箔與金屬帶 繞著。絕緣箔較佳是比該金屬帶還寬，以確保一足 緣距離。金屬箔因此須以絕緣箔來捲繞，使其位於 ' 箔的中央。於是，在捲繞體中形成一螺旋形的間隙 * 浸漬或澆注之後以浸漬漆或澆注物質來塡入且因此 次繞組87達成極佳的絕緣。 二次繞組87在其用來導引高壓的內部末端871處 _ 接觸體85相連接。二次繞組87之用來導引低壓之 ❹ 端872是與主繞組86相連接》該些連接可藉由焊接 或其它適當的連接方式來形成。本實施形式中，該 以雷射熔接來達成。每一末端較佳是施加二個熔接 將二個部份可靠地在電性上互相連接。二次繞組87 末端87 1經由鐵素體核心81之二個中空圓柱半部 8120且由其所夾住。二次繞組87之外部末端872因 主繞組86之末端相連接，使該二次繞組87之捲繞 φ 主繞組86之捲繞方向相反。然而，依據需求，該二 87之外部末端亦可與主繞組86之另一末端相連接， 組和二次繞組之捲繞方向相同。 以下，將對該整合式氣體放電燈5中已安裝的點 器80之直徑和高度在廣泛地與氣體放電燈5之幾何 關下以基於鐵素體之尺寸來定義，以進行簡單的描 謂點燃變壓器的高度是指二個側壁之各別遠離繞組 外表面之間的距離，其接近於一側壁之二倍厚度和 一起捲 夠的絕 該絕緣 ，其在 可使二 是與該 外部末 、熔接 些連接 點，其 之內部 8110, 此須與 方向與 次繞組 使主繞 燃變壓 形式無 述。所 之二個 繞組寬 -27- 201028047 度所形成之和（sum)。所謂點燃變壓器80之直徑在與側壁 的形式無關下是指二個側壁之一的內部中的最長路徑，其 中此路徑位於任意的平面中，該平面平行於各別的側壁之 外表面而延伸。 * 在一特別有利的形式中，該點燃變壓器之鐵素體核心具 有8毫米的高度和26毫米之直徑。各側壁具有26毫米的 直徑和2毫米的厚度，且中央核心具有11.5毫米之直徑而 ^ 高度爲6毫米。二次繞組由42個Kapton箱繞組所構成， 箔寬度爲5.5毫米且厚度爲55微米。箔上施加一種集中在 縱向之4毫米寬且35微米厚之銅層。在另一特別有利的形 式中，二次繞組由二個隔開之重疊之箔捲繞而成，其中使 用75微米厚的銅箔和50微米厚的Kapton箔。此二種形式 中，二次繞組可導電地與包含一繞組之主繞組相連接。該 主繞組以一種包含800伏之火花間隙之脈衝產生單元來控 制。 〇 第14圖是第二實施形式中該點燃變壓器80之分解圖。 由於點燃變壓器80之第二實施形式類似於第一實施形 式’則以下只描述與第一實施形式的不同處。第二實施形 式的點燃變壓器80具有圓形的形式，類似於薄膜捲軸中的 形式。藉由圓形的形式，則不需背鐵-鐵素體814至816, 且主繞組86具有較簡單的形式。用來對變壓器作機械固定 用的橫向突出的連接板此處是以SMD -連接板來構成，其具 有270度的彎曲’以保護各焊接位置使不會受到大的機械 -28- 201028047 應力。電性接觸用的二個連接板862，864以相同的方 成且在徑向中配置在該點燃變壓器80之周圍。第二實 之鐵素體核心82以三部份構成且具有中空圓柱形的 核心821，其在二個末端上由圓形板822來封閉。圓 ‘ 822位於中空圓柱821之中央，因此形成上述之薄膜捲 式。該中空圓柱具有狹縫823 (圖中不能看見），以便經 次繞組87的內部末端而至該中空圓柱之內部。 Λ 第15圖是第二實施形式中該點燃變壓器80之切面 〇 此處，該鐵素體核心81之構造可良好地拉伸。此圖中 辨認出狹縫823，藉此可貫通該二次繞組87之內部末 第16圖是第三實施形式中該點燃變壓器之分解圖， 示出二繞組式之主繞組。由於第三實施形式之點燃變 80很類似於第二實施形式，以下只描述與第二實施形 不同處。第三實施形式中，該點燃變壓器80之主繞組 二個繞組。主繞組86之金屬帶因此幾乎圍繞該點燃變 G 二次。在二個末端上又安裝著連接板以對該點燃變壓 形成電性接觸，各連接板以SMD-形式來形成。本實施 中用來使該點燃變壓器80達成機械固定之連接板已 要。該點燃變壓器80因此須另外以機械方式來固定。 如可藉由將該點燃變壓器80予以夾緊來達成，如第3 示。該點燃變壓器80夾緊在燈座70和燈座板74之間 座板74因此具有燈座板圓頂741，其是燈座板上的突 在安裝狀態下壓抑著該點燃變壓器80。此種構造之優 式構 施例 中央 形板 軸形 由二 圖。 亦可 端。 其顯 壓器 式之 具有 壓器 器80 形式 不需 這例 圖所 。燈 起且 點是 -29- 201028047 使該點燃變壓器80可良好地排熱。該點燃變壓器80 作時變成很熱，此乃因其很靠近該整合式氣體放電燈 氣體放電燈點燃器50。藉由導熱良好的燈座板74，則 體放電燈點燃器50進入至該點燃變壓器80之熱之一 ‘ 又被排出而使該點燃變壓器80有效地冷卻。 第17圖是第三實施形式中該點燃變壓器80之切面 其顯示出二繞組式之主繞組。此切面圖良好地顯示鐵 0 核心82之核心構造。鐵素體核心82就像第二實施形 樣是由三個部份構成，即，由一個中央核心824和二 8 25，826構成。中央核心824同樣是中空圓柱狀且在 端上具有一配件8 27,其抓握在第一板8 25之圓形區段 將第一板固定在中央核心824上。第二板826同樣具 形區段，其內直徑等於該中央核心824之外直徑。第 在安裝該二次繞組和主繞組之後插塞在該中央核心上 此固定著。對該第二板進行插塞，直至其位於二次繞 ❹ 爲止，以便在該點燃變壓器80中達成儘可能充足的 量。 不對稱的點燃脈波 以下，對該整合式氣體放電燈5之點燃器之操作方 行說明。 第18a圖是先前技術中不對稱之脈衝點燃器之連接 在不對稱的點燃器中，該點燃變壓器TIP連接至該氣體 燈點燃器50(此處以等效電路圖來表示）之導線之一。 在操 5之 由氣 部份 圖， 素體 式一 個板 一末 中且 有圓 二板 且因 組上 磁通 式進 圖。 放電 這樣 -30- 201028047 可造成一種點燃脈波，其只在一“方向”中由接地參考電 位產生一種電壓，其中該接地參考電位大部份情況都與該 氣體放電燈點燃器之另一導線相連接；於是，產生一種對 該接地參考電位爲正的電壓脈波或產生一種對該接地參考 * 電位爲負的電壓脈波。不對稱之脈波點燃器之作用方式亦 已爲人所知，此處不再說明。不對稱的電壓適用於單側有 燈座的燈，此乃因點燃電壓只施加至該氣體放電燈點燃器 Φ 之二個電極之一。於是，通常選取靠近燈座的電極，此乃 因其不可被接觸且因此在不當的使用中對人類不會形成危 險的電位。在通常敞開的返回（return)導體上未施加對人類 有危險性的電壓，因此，以不對稱的點燃器來操作的燈可 確保某種程度的安全性。然而，不對稱的點燃器具有以下 缺點：使完整的點燃電壓施加至氣體放電燈的電極。因此， 由電暈放電及其它與高壓有關的效應所造成的損耗將增 加。這表示：所產生的點燃電壓中只有一部份可有效地施 ❹ 加至該氣體放電燈點燃器50。於是，需要時應產生高的點 燃電壓，這樣較費力且昂貴。 第18b圖是先前技術中對稱之脈衝點燃器之連接圖。對 稱的脈波點燃器具有點燃變壓器TIP，其二個二次繞組一起 與主繞組形成磁性耦合。須對此二個二次繞組進行定向， 使二個二次繞組所產生的電壓在該燈上相加。於是，此電 壓在氣體放電燈之二個電極上劃分成大約一半。 如上所述，由電暈放電和其它寄生效應所造成的損耗因 -31- 201028047 此會下降。在對稱之脈衝點燃中造成較高的點燃電壓之原 因只有在更詳細地考慮寄生電容時才會清楚。於是，考慮 第18b圖中該氣體放電燈點燃器50之燈等效電路。鐙的寄 生電容Cu之較大成份甚至最大成份不是由燈本身所造成 ' 而是由燈和點燃單元之間的連接所造成，例如’由燈導線 所造成。然而，寄生電容不只包括導體至導體之寄生電容， 而且亦包括導體和環境之間的寄生電容。若簡單地由集中 φ 式能量儲存器之描述開始，則二個導體之間或氣體放電燈 的二個電極之間的寄生電容可組合成Cb.2，如第1 8b圖所 示。存在於導體和環境之間的寄生電容藉由（：^^和Cu,3 來模型化。以下，環境（例如，外殼）之電位在空間中視爲 定値且由接地符號來表示，當這不必與低壓電源之觀念中 的PE或PEN —致時亦如此。又，應由對稱的構造開始且 因此由開始。燈的寄生電容依據擴大的等效電路 而成爲 C L ϋ , 2 + 1 / 2 C L a , 1。 ❹ 在考慮到轉換器和點燃單元相對於環境都具有寄生電容 時，不對稱的脈衝點燃和對稱的脈衝點燃之間的不同將變 成很明顯。這有一部份是故意提高（例如，電源濾波器）且 通常較上述所％慮到的燈相對於環境之寄生電容大很多， 且因此在考慮處於環境電位處的電路之點燃時可由不同點 開始。在忽略電壓UW時，在不對稱點燃的情況下Cu.i和 c“,2充電至點燃電壓。反之，在對稱點燃的情況下Cu,2充 電至點燃電壓且（：^^和Cuj分別充電至點燃電壓之一半 -32- 201028047 處。在假設一種對稱的構造下’ β卩’ Cm = C!_a,3，則在對稱 的脈衝點燃時寄生電容的充電所需的能量少於不對稱時的 情況。在極端情況，在與第18b圖比 較下，第18a圖之點燃單元幾乎須耗費二倍的能量。 * 對稱點燃的其它優點在於，對環境所需的絕緣強度較 小，此乃因所產生的電壓Uu。!，i和Uw〇u 2只有不對稱點燃 時所生的電壓UIS131之一半的値。這同時顯示了對稱脈衝點 赢 燃之缺點和原因，因此其通常不可被使用：在對稱點燃時， 燈的二個終端會傳送高壓，高壓通常由於安全原因而不被 允許，此乃因在很多燈構造或燈座構造中可接觸燈的二個 終端之一，通常是可接觸該些燈的遠端（亦稱爲燈的背面 (rear)導體）。 這顯示：對稱的點燃方法可最佳化地適用於二側都有燈 座的氣體放電燈，其機械構造設計爲對稱。在單側有燈座 的氣體放電燈中，如上所述該點燃電壓會有問題，該點燃 Q 電壓施加至可由使用者達到且遠離燈座之敞開的氣體放電 燈電極。另一問題是相對於反射器的電位而施加至遠離燈 座之氣體放電燈電極上的電壓。反射器安裝在氣體放電燈 中且通常被接地。因此，在點燃瞬間有一高壓存在於遠離 燈座之電極的背面導體和該反射器之間。這樣會在該反射 器上造成飛弧，因此造成錯誤功能。由於此一原因，對稱 的點燃不適用於單側有燈座的氣體放電燈。 此外，須注意：絕緣上的耗費隨著待絕緣的電壓而非線 -33- 201028047 性地升高。依據絕緣材料中非線性的效應，在電壓加倍時 二個導體之間的距離須變成較原來的2倍還大，使不會形 成飛弧/擊穿現象。 除了環境或所加入的絕緣材料之以上所考慮的純電容特 " 性以外，由一特定的電壓或絕緣材料中所形成的場強度開 始以及在界面上，絕緣材料中由於電暈放電、部份放電等 所造成的有效功率的轉換不再可忽略。在上述的等效電路 0 圖中，須與電容並聯而另外加上非線性的電阻。在此種觀 點下，對稱的脈衝點燃優於不對稱的脈衝點燃。 最後，須注意：由該絕緣材料之特定的電壓負載開始， 該絕緣材料快速地老化且因此在電壓只下降很少的情況下 該絕緣材料的壽命可提高很多。 一種良好的取捨（其結合上述二種點燃方法的優點）是採 用非對稱脈衝點燃方式，如第19圖所示，其具有一種類似 於對稱點燃的構造，當然亦具有不同的大繞組數之二個二 © 次繞組。對稱點燃的缺點主要在於，點燃期間背面導體會 無意地被使用者接觸到，且使用者因此會無意地接觸到高 壓的金屬部份。在具有第5圖所示的頭燈介面之整合式氣 體放電燈5中，上述接觸現象不會發生，此乃因只以插入 至頭燈中的方式來達成電路的電壓供應。因此，在頭燈未 受損時不可能與遠離燈座的電極之背面導體（其用來導引 電壓）相接觸。如上所述，此處亦不可能使用一種對稱點 燃，此乃因必須考慮到一般已接地的反射器上的飛弧。因 -34- 201028047 此’建議一種不對稱的點燃，其例如對靠近燈座的電極發 出該點燃電壓之3/4,且例如對遠離燈座的電極發出該點燃 電壓之1/4。氣體放電燈點燃器50之各電極（即，靠近燈座 的第一電極和遠離燈座的第二電極）之間準確的電壓比率 ' 因此是與很多因素、燈的大小和燈座構造有關。靠近燈座 的第一電極和遠離燈座的第二電極之間的電壓比率可由 22 : 1至5 : 4。藉由該點燃變壓器TIP之背面導體-二次繞 φ 組IPSR而產生2…8 kV之電壓，且藉由該點燃變壓器ΤΙΡ 之引入導體-二次繞組IPSH而產生23…17 kV之電壓。因 此，該二個二次繞組之間較佳的轉換比（ratio)不等於1， 即，nipSR:nipsH = 2:23…8:17。這亦可表示成方程式 iiipsr = 0.04…0.8*nIPSH。於是，此構造類似於對稱的點燃器，二 次繞組當然不是均勻地分佈著。 該點燃變壓器TIP之主繞組Up的數目較佳是在1和4之 間，二個二次繞組IPSH和IPSR之繞組數之和較佳是在40 〇 和3 80之間。 第19圖中的脈衝點燃單元Z由先前技術中已爲人所知， 此處因此不再說明。其由至少一個電容器所構成，該電容 器經由開關元件而連接至該點燃變壓器之主繞組。因此， 較佳是使用一種開關元件，其額定-觸發電壓是在350伏和 1300伏之間。此開關元件可以是火花放電裝置或閘流體 (Thyristor)，其具有對應的控制電路。第一實施形式中，該 點燃變壓器TIP具有轉換比nIPP: nIPSR:nIPSH=l:5 0:1 50之繞 -35- 201028047 組，其以400伏之火花放電爲基準的點燃單元Z來操作， 即，以具有標準化之觸發電壓400伏之火花放電裝置來操 作。該點燃變壓器T1P對氣體放電燈點燃器50之遠離燈座 之電極提供一種對接地電位是+5 kV之尖峰電壓，且對氣體 ' 放電燈點燃器50之靠近燈座之電極提供一種對接地電位 是-15 kV之尖峰電壓。 在第二實施形式中，該點燃變壓器以轉換比是3 : 50 : _ 100之繞組來構成，且以800伏之火花放電爲基準的點燃單 ❿ 元Z來操作。該點燃變壓器TIP對氣體放電燈點燃器50之 遠離燈座之電極提供一種對接地電位是-8 kV之尖峰電 壓，且對氣體放電燈點燃器50之靠近燈座之電極提供一種 對接地電位是+16 kV之尖峰電壓。 第20圖是整合式氣體放電燈5之擴大式電路之連接圖。 此處，在二次繞組之高壓端和各別的點燃終端之間分別連 接一個或二個未飽和之抗流圈LnS1和LNS2，以便以高壓尖 G 峰（所謂Glitch)來防止各種干擾脈衝。於是，應使用0.5微 亨（uH)至25微亨之電感値，較佳是1微亨至8微亨。又， 在氣體放電燈點燃器和未飽和的抗流圈之間可直接與該氣 體放電燈點燃器並聯地連接一高壓穩定的電容器Cb(所謂 “點燃器-電容器”），其電容通常小於22 pF，以使該點燃 脈衝不會受到太大的衰減。該電容器之電容値較佳是在3 pF和15 pF之間。該電容器在構造上可藉由濺鍍之燈電流 導線來適當地配置和佈置成板的形成。該電容器具有二種 -36- 201028047 有利（positive)的影響：其中一種是對該燈的電磁相容-特性 有利，此乃因由該燈所產生的高頻干擾直接在所產生的位 置處短路；另一種是可確保該點燃器之低歐姆的擊穿作 用，這特別是可藉由操作電路20來吸收。 ' 背鐵-電容器CRS之電容値較佳是在68皮法（pF)和22奈 法（nF)之間，藉由背鐵-電容器Crs，則對該點燃變壓器TIP 所產生之很快速的脈波而言可使脈衝點燃器針對具有低阻 φ 抗的電子式安、定器（EVG)而關閉。於是，所產生的高壓點燃 脈衝可很靠近該點燃器。該背鐵-電容器CRS與背面（rear) 導體抗流圈U —起形成低通濾波器，其可對抗電磁干擾且 保護該電子式安定器-輸出端不受不允許的高壓的影響。擴 大的電路同樣具有一種電流補償式抗流圈Lsk，其同樣可對 抗電磁干擾。一種抑制二極體Dt!：(亦稱爲箝位（clamp)二極 體）限制了由於點燃過程而在該操作電路20上所產生的電 壓且因此可保護該操作電路20之輸出。 G 該整合式氣體放電燈5之氣體放電燈點燃器50藉由金屬 夾52和四個固定片53而固定在燈座70上（請參閱第1圖）。 如第20圖所示，該金屬夾52接地，即，在汽車用之整合 式氣體放電燈中該金屬夾52例如位於車身接地電位。藉由 該金屬夾的接地，則能可靠地抑制該金屬夾至頭燈的飛 弧，此乃因該二個部份在點燃期間位於相同的電位。又， 藉由該金屬夾的接地，則可對存在於氣體放電燈點燃器燈 管上的點燃輔助層形成一特別佳的電容耦合。這些點燃輔 -37- 201028047 助層通常施加在高壓氣體放電燈點燃器中，以使高的點燃 電壓下降。此種措施使位於氣體放電燈點燃器燈管上的點 燃輔助層之點燃電壓下降特性提高。特別有利的情況是， 當金屬夾對氣體放電燈點燃器（可包括其點燃輔助層）之電 容性影響提高時。此處’其它的導電部份以電鍍方式或電 容性地耦合至該金屬夾。於是形成一種“第三電極”，其 由多個“互相耦合之單一電極”構成且有一側接地。例 0 如，此第三電極除了金屬夾之外在外燈泡上另具有金屬層 5 4，如第2 1圖所示。此層可施加在該外燈泡之外側及/或 內側。此層由可導電之（例如）金屬材料構成且較佳是安裝 在與背面導體平行的條片中。於是，該金屬層54在光學上 未顯露在點燃器燈管上且另外對該點燃輔助層形成最小的 距離且因此形成最大的耦合電容。該外燈泡上的此層可電 容性地或以電鍍方式而耦合至金屬夾。當外部之此層藉由 該點燃器固定在金屬夾中而與該金屬夾形成電性接觸時， Q 以電鍍方式而耦合特別有利，這可藉由先前技術中一般的 安裝技術來達成而不需額外的耗費。該層較佳是經由外燈 泡周圍之1%至20%而延伸。 已接地的金屬夾對氣體放電燈之點燃電壓的有利的作用 是藉由以下之物理上的關聯來達成：在金屬夾和氣體放電 燈之二個電極之間在金屬夾接地及進行不對稱的脈衝點燃 時施加一種高電壓，則在靠近氣體放電燈之二個電極處會 在該外燈泡中促成一種介電質阻障式放電。此種介電質阻 -38- 201028047 障式放電使該點燃器燈管中形成一種擊穿現象。這是藉由 在該介電質阻障式放電中形成的紫外-光來促成，該紫外_ 光幾乎未被該點燃器燈管所吸收，且在電極上和放電空間 中將產生自由電荷載體且因此使該點燃電壓下降。 ' 該整合式氣體放電燈5之金屬夾和對反射器的參考面可 由金屬部構成，金屬部具有對應的固定件，其由塑料濺鍍 而成且可確保對燈座70可達成良好的機械連接。金屬夾的 ^ 接地可自動地藉由將該燈插入至各別的頭燈中的反射器中 來達成。這樣可使該參考面更不易受到機械上的損耗，該 損耗是與整合式氣體放電燈5之增大的重量有關。以先前 技術來形成時只將塑料-濺鍍澆注部設爲參考面。 在氣體放電燈5之一較佳的形式中，該燈座由2個部份 組成。第一部份具有已調整的氣體放電燈點燃器50，其藉 由金屬夾52和固定片53而埋置於由塑料構成的燈座中， 該燈座如上所述具有以金屬來強化的參考面。第一部份是 〇 與第二部份相連接。第二部份包括點燃-和操作電路。燈和 電流導線的連接可藉由熔接、焊接或藉由機械連接（例如， 插接或切削式夾接）來達成。 第21圖是氣體放電燈點燃器50之切面圖，其顯示出燈 座構造。氣體放電燈點燃器50較佳是一種無水銀之氣體放 電燈點燃器，但亦可使用一種含有水銀的氣體放電燈點燃 器。氣體放電燈點燃器50可容納一以氣密式封閉之放電管 5 02,其中包含有電極5 04和可離子化的塡料以產生氣體放 -39- 201028047 電，該可離子化的塡料較佳是以無水銀的塡料來形成，# 含有氙和金屬鈉、钪、鋅和銦之鹵化物，且鋅和銦之_化 物之重量比是在20至100之間，較佳是50。氙氣之冷塡充 壓力是在1.3百萬（mega)巴至1.8百萬巴之間。已顯示的事 ' 實是，光電流之衰減隨著氣體放電燈點燃器50之操作期間 而下降，且氣體放電燈點燃器50之點燃電壓之增加量隨著 操作期間而減少。即，在與先前技術之氣體放電燈點燃器 φ 比較下，該氣體放電燈點燃器50具有較佳的光電流-維護 性且由於操作期間較小的點燃電壓增加量而顯示一較長的 壽命。又，氣體放電燈點燃器50在其操作期間顯示由其所 發出之光之彩色位置的偏移量較小。特別是該彩色位置只 在依據ECE規則99所允許之極限內偏移。氙之較高的冷塡 充壓力和鋅之鹵化物之較高的重量成份主要是用來對氣體 放電燈點燃器50之點燃電壓進行調整，即，該點燃電壓是 在氣體放電燈點燃器50之放電區段上在準（quasi)靜止操作 G 狀態下在點燃相位結束之後進行調整。銦之鹵化物以較小 的重量成份存在著，使其可對氣體放電燈點燃器50所發出 之光之彩色位置進行調整，但不能對氣體放電燈點燃器50 之點燃電壓的調整作出重要的貢獻。銦之鹵化物在氣體放 電燈點燃器50中就像鈉和銃之鹵化物一樣主要是用來發 光。 鋅之鹵化物之重量成份較佳是在每1立方毫米（mm3)放 電管體積0.88微克至2.67微克之間，且銦之鹵化物之重量 -40- 201028047 成份是在每1立方毫米（mm3)放電管體積0.0 26微克至0.089 微克之間。可使用碘化物、溴化物或氯化物作爲鹵化物。 鈉之鹵化物之重量成份是在每1立方毫米（mm3)放電管 ' 體積6.6微克至13.3微克之間。钪之鹵化物之重量成份是 ' 在每1立方毫米放電管體積4.4微克至11.1微克之間。以 確保該氣體放電燈點燃器50可發出色溫大約是4000K之白 光且在該氣體放電燈點燃器50之壽命期間彩色位置保持 ^ 在白光的範圍中，較佳是保持在窄的極限內。在重量成份 © 較小時，鈉之損耗（取決於經由放電管之管壁之擴散）和抗 之損毫（取決於與放電管之石英玻璃之化學反應）不能受到 補償，且在重量成份較高時彩色位置和色溫會變化。 放電管的體積小於23立方毫米時較有利，以便儘可能接 近理想的點光源。就用作機動車的頭燈或其它光學系統中 的光源而言，放電管5 02的發光部，即，包含電極的放電 空間，應具有儘可能小的尺寸。理想方式是，光源應是點 〇 形式的光源，以便可配置在光學成像系統之焦點中。本發 明的高壓放電燈5較先前技術者更接近於此一理想，此乃 因本發明中的放電管502具有較小的體積。高壓放電燈5 之放電管502之體積較有利的方式是在大於10立方毫米至 小於26立方毫米之範圍中。 氣體放電燈點燃器之各電極504之間的距離較佳是小於 5毫米，以便儘可能接近理想的點光源。就用作機動車之 頭燈中的光源而言，電極距離較佳是3.5毫米。因此，氣 -41- 201028047 體放電燈點燃器50可最佳地適應於機動車的頭燈中的成 像特性。 氣體放電燈點燃器之電極502之厚度或直徑較佳是在 0.20毫米至0.36毫米之間。具有此種厚度値之電極可足夠 ' 安全地埋置於放電管的石英玻璃中且同時具有足夠的電流 承載性，這特別是在該高壓放電燈之起動相位（phase)期間 是很重要的，此時該燈是以3至5倍之額定功率和額定電 ^ 流來操作。在電極較薄時，在無水銀的塡料之本實施形式 中不能確保足夠之電流承載性，且在較厚的電極504的情 況下，放電管中會有形成裂痕的危險性，這與放電管材料 的很不相同的熱膨脹係數所造成的機械應力有關。放電管 材料是石英玻璃，電極材料是鎢或以钍或氧化灶來摻雜的 鶴。 各電極分別與埋置於放電管之材料中的鉬箔506相連 接，各電極可氣密地導引電流，且各別的鉬箔506至與鉬 ® 箔相連接的電極之向內伸入至放電管502之內部空間中的 末端之間的最小距離較佳是至少4.5毫米，以確保各別的 鉬箔506和發生在電極尖端（其向內伸入至該放電管502中） 上的氣體放電之間有一儘可能大的距離。於是，鉬箔506 和氣體放電之間所設定的較大的最小距離所顯示的優點 是，藉由可離子化的塡料之鹵素化合物中的鹵化物而使鉬 箔506受到較小的熱負載及較小的腐蝕危險性。 頻率適應性 -42 * 201028047 以下將描述一種防止閃爍現象的方法，其由整合式氣體 放電燈5之操作電路來進行。 此處所述的氣體放電燈須以交流電流來操作，其主要是 由該操作電路9 20產生。此交流電流可以是髙頻的交流電 ' 流，其頻率特別是高於該氣體放電燈中所產生的聲頻共 振，該頻率在此處所述的燈中等於燈電流之高於1 MHz之 頻率。然而，吾人通常使用的是低頻之矩形操作方式，如 ^ 下所述。 〇 在失真的操作方式中，氣體放電燈（特別是高壓氣體放電 燈）在燈電流的方向發生切換（所謂整流）時通常會使弧光消 除，電極因此回到一種太低的溫度。通常，以低頻的矩形 電流來操作高壓放電燈，這亦稱爲“不穩的直流操作”。 於此，一種頻率是100赫至數仟赫（kHz)之矩形電流施加至 該燈。在正電壓和負電壓之間每一由該操作電路來進行的 切換中，對燈電流進行整流，這樣會造成一種在短時間內 Ο 成爲零的燈電流。此種操作可確保該燈的電極在準-直流操 作時亦可均勻地受到負載。 電極上的弧光在以交流電流來操作氣體放電燈時會有問 題。在以交流電流來操作時，在整流期間陰極會變成陽極 或反之使陽極變成陰極。陰極-陽極的轉換基本上較無問 題’此乃因電極的溫度幾乎不影響陽極的操作。在陽極-陰 極轉換時，電極之提供足夠高的電流之能力是與溫度有 關。若溫度太低，則在整流期間弧光至少在零穿越點之後 -43- 201028047 由點形式的弧光操作方式切換成漫射式（diffuse)的弧光操 作方式。此種切換通常會對所發出的光帶來一種可看見的 缺口（notch)，其可被認爲閃爍。 因此，該燈以點形式的弧光操作方式來操作時是有意義 ' 的，此乃因此時弧光很小且因此很熱。結果，由於在小的 發生點上較高的溫度而使所需的電壓較小，能提供足夠的 電流。 0 以下，所述的過程被視爲整流，其中該氣體放電燈點燃 器50之操作電壓之極性發生切換，且發生大的電流·或電 壓變化。在該燈之對稱的操作方式中，在整流時間的中點 處存在有電壓-或電流零穿越點。此處須注意，電壓整流通 常較電流整流進行得更快。 由 0. Langenscheidt et al., J. Phys D 40 (2007)，page 415-431 中之 “The boundary layers of ac-arcs at HID-electrodes: phase resolved electrical measurements and O optical observations”中已知：在冷電極和漫射式弧光中， 電壓在整流之後首先將上升，此乃因待冷卻的電極只能藉 由較高的電壓來提供所需的電流。若操作該氣體放電燈用 的裝置可不提供該電壓，則會發生所謂閃爍。 切換用的弧光模式所涉及之問題主要是與氣體放電燈有 關，氣體放電燈相對於額定功率相同之相類似的燈而言具 有較大的電極。典型上當需要“立即光”時，氣體放電燈 以過載方式來操作，就像機動車-領域中氙-放電燈中的情 -44- 201028047

況一樣，其中由於法規上的規定而必須在4秒後達成80% 的發光量。在所謂“快速起動”期間（亦稱爲起動相位）該 些燈須以較額定功率大很多的功率來操作，以符合適當的 汽車規範或規則。因此，電極的尺寸須能達成高的起始功 率，但此起始功率對正常操作狀態而言太大。由於電極主 要是藉由所流過的燈電流來加熱，則閃爍的問題主要是在 老化的氣體放電燈中發生，其點燃電壓在燈的壽命末期將 增大。由於增大的點燃電壓，則所流過的燈電流較小，此 乃因在燈的靜止操作期間該操作電路藉由調整器而使燈功 率保持固定，氣體放電燈的電極在壽命末期時因此不再被 足夠地加熱。 在整合式氣體放電燈中存在一種優點，即：該操作電路 不可分離地與氣體放電燈點燃器相連接，使至目前爲止的 點燃期間（亦稱爲整流點燃期間U)可由該操作電路以簡易 的方式來測得，其中該整流點燃期間U是氣體放電燈點燃 器操作時的全部期間之和，雖然介於操作期間存在著未操 作的期間。上述“測得”例如可藉由具有永久記憶體的時 間測量器來進行，其通常在該氣體放電燈點燃器50操作時 測量時間，因此在多個電極之間點燃一種弧光。由於閃爍 的問題主要發生在老化的燈中，因此建議一方法，其中該 氣體放電燈點燃器之操作頻率須依據該氣體放電燈點燃器 之點燃期間來調整，以便隨著點燃期間的增長而使該操作 頻率亦增高。這樣所顯示的優點是，陽極和陰極的操作相 -45- 201028047 位的切換可在較髙的頻率時較快速地完成，此種切換會使 電極尖端發生溫度調變。因此，在較高的頻率時電極尖端 之溫度上升値由於熱的慣性而較小。意外地，已顯示的情 況是：在電極溫度超過燈電極之“臨界的最小溫度”時， ' 閃燦現象不發生。 當然，頻率不可任意地提高，否則會在燈中激發各種聲 頻共振，其會使弧光和閃爍發生變形。此種效應由頻率1 Φ 仟赫開始時即可能發生。因此，在正常操作時（即，在點燃 -和起動相位之後的靜止操作相位中）通常選擇400赫或500 赫的頻率。此頻率以下稱爲下限頻率。以下將“低的累積 點燃期間”視爲該氣體放電燈5之點燃器50未顯示老化效 應或只顯示少許的老化效應時的點燃期間。這是指以下情 況：直至已累積的點燃期間爲止，該氣體放電燈5已達成 特定壽命的最初的10%。此槪念”在特定壽命附近”以下 被視爲一種壽命，其中已累積的點燃期間慢慢地達到該特 ❹ 定壽命，例如，該槪念“在特定壽命附近”是指在該特定 壽命之90%至100%之間。由製造者所給的壽命被視爲特定 壽命。 第22圖是上述方法之第一實施形式的圖解，其中顯示該 氣體放電燈點燃器在點燃期間之操作頻率。第22圖中可辨 認出該操作頻率直至500小時的點燃期間爲止在400赫時 仍保持定値，在500小時至1 500小時之點燃期間連續地以 0.5赫/小時之方式增高至900赫，以便在隨後仍保持在900 -46- 201028047 赫。 然而，在500赫至1 500赫之範圍中頻率不必連續地增加 而是能以步進的方式增加。因此，在本方法之第一實施形 ' 式的第二種變形中，如第32圖所示，由2097 1 52秒的累積 • 的點燃期間.（大約等於5 83小時）開始，通常在進行32768 秒（大約9.1小時）之後該頻率提高了 4赫。此頻率在一段時 間中提高，直至進行了 128次提高爲止。然後，由原來的 ^ 起始値400赫開始，該頻率到達912赫。第一實施形式的 ❹ 第二種變形特別適合以數位邏輯電路來達成，例如，可藉 由微控制器或數位電路而以ASIC來達成，此乃因本方法只 需不連續的時間-和頻率步進値。 在第一實施形式的第三種變形中，如第33圖所示，使用 —特別簡易的方式。此處，在1048576秒（大約291小時） 之後該頻率在一步驟中由400赫倍增至8 00赫。然後，該 燈通常以高的頻率來操作。相對於第二種變形而言，只針 〇 對唯一的頻率步進値來進行。 在第二實施形式中，如第34圖所示，上述方法與一種偵 測閃爍用的電路配置（未顯示）相組合，以依據需求將頻率 依據燈點燃器之需要來調整。該電路配置因此以一種偵測 電路爲主，其用來偵測燈電壓及/或燈電流。或是，適當的 相關値亦可在整流器之前用來偵測。一種電子式操作器或 安定器通常用在機動車中且亦可包含在該整合式氣體放電 燈5中以作爲該操作電路920,該電子式安定器可具有由直流 -47- 201028047 電壓轉換器和整流器構成之二級構造，此二級經由直流電 壓中間電路而互相耦合，其中此直流電壓中間電路之電壓 時變率及/或由中間電路向內流至整流器中的電流之時變 率可視爲該燈之閃爍之大小。 ' 偵測閃爍用的電路配置偵測出該燈中是否發生閃爍。若 如此且該燈目前的點燃期間大於500小時，則進行一種閃 燦-測量方法。 ^ 此方法包括以下步驟： 〇 -將閃爍-最小-搜尋之計數器狀態提髙1， -由下限頻率開始，將氣體放電燈點燃器之操作頻率以步 進方式提高， -測量所選取之操作頻率中之閃爍強度。 於此，在所選取之操作頻率中分別至少儲存該閃爍強 度。若需要，則儲存該操作頻率中所測得之其它參數。閃 爍強度的測量須以較大的時距來進行，以補償操作時所發 Ο 生的統計上的波動。在第二實施形式中，例如設定一種20 至30分鐘之測量時間。此頻率因此每次以100赫而增加， 且然後測量該閃爍強度。在第一步中，該頻率上升至900 赫之第一上限頻率。只要該閃爍消失或該閃爍強度下降至 一可容許的門限（“^811〇1(1)値以下，則隨著頻率的提高而不 繼續進行，這樣可在一永久性的記憶體中確保將來操作時 所需的實際頻率，以便該燈下一次又導通時可同樣以最近 所操作的頻率來起動。 -48- 201028047 若該閃爍在頻率已提高至第一上限時仍未被消除或該閃 爍強度未下降至一可容許的門限値以下’則該閃爍-最小-搜尋之計數器狀態增加1且該頻率繼續增，高’直至達到第 一上限頻率之三倍値爲止，此情況下該三倍値是2700赫（所 ' 謂第二上限頻率）。然後，在該下限頻率和第二上限頻率之 間所測量的整個範圍中適當地選取該頻率’其中已顯示出 最小的閃爍。屬於該最小閃爍之閃燦強度乘以一種大於1 義 的因數且儲存所謂實際之閃爍邊界値以作爲新容許的門限 Ό 値。 以下，對閃爍進行監視和測量且周期性地測試實際的閃 爍強度是否大於實際的閃爍邊界値。若是，則跳至本方法 之上述搜尋中已顯示出第二小的閃爍強度的頻率處。以此 頻率來操作該燈，此時亦對閃爍進行監視和測量。現在， 若實際的閃爍強度又應位於實際的閃爍邊界値以上，則切 換至具有第三小的閃爍強度之頻率。在隨後的操作中若實 G 際的閃爍強度又應位於實際的閃爍邊界値以上，則該閃爍-最小-捜尋之計數器狀態重新增加1且以該最小搜尋之新的 過程開始進行，此時將搜尋該下限頻率和第二上限頻率之 間的整個頻率範圍。 通常在閃爍-最小-搜尋中已驅動的計數器狀態以及實際 上的閃爍邊界値儲存在該操作電路（920、93 0)之永久性記憶 體中》此二個値可經由整合式氣體放電燈之通信介面（例 如，LIN-匯流排（Bus))而被讀出。在機動車之維護期間，例 -49- 201028047 如，在服務-期間滿期之後的檢査時或機動車由於缺陷而放 在汽車間時，讀出上述二個値且與各邊界値比較，各邊界 値表示可容許的値。各邊界値同樣可儲存在整合式氣體放 電燈中且經由通信匯流排而讀出。然而，爲了簡單之故， ' 各邊界値在較佳的實施形式中儲存在汽車間的診斷裝置 中。已讀出的値之一若大於所屬的邊界値，則該整合式氣 體放電燈（5)須更換成新的整合式氣體放電燈。此方式大大 0 地提高了照明系統之可用性而不會造成大量的成本，此乃 因該燈在需要時可提早更換且在維護期間不需大量的時間 耗費，因爲此時該機動車通常都連接至診斷裝置。 由該操作電路之永久性記憶體所讀出的資料將與邊界値 相比較，各邊界値可依據同樣由永久性記憶體讀出的累積 之點燃期間（U)或累積之已加權的點燃期間（tke)而變化，老 化的燈之閃爍邊界値因此須大於不必更換的新燈者。邊界 値與燈的點燃期間的相依性是由燈製造者提供給機動車製 © 造者，使資料能以表格或矩陣的形式而載入至該診斷裝置 中。 在第三實施形式中，類似於第二實施形式來進行，特別 是須節省微控制器中之記億體空間。在上述的搜尋中只儲 存目前爲止已發生之最小的閃爍強度和所屬的操作頻率。 即’只進行該閃爍強度之最小搜尋以取代即時的測量。在 第一次搜尋至第一上限頻率時若不應中斷該搜尋，則就像 第一實施形式一樣亦繼續搜尋至第二上限頻率爲止。然 -50-

201028047 後，直接跳至最小記憶體中所儲存的頻率 此頻率中操作至少30分鐘且在此期間中 爍強度。若該閃爍強度較原來強度所高出 許的因數（例如，20%)，則在最可能的操作 的搜尋，且因此如上所述來進行。 藉由氣體放電燈點燃器之操作頻率在點 則該點燃器之閃爍傾向可大大地下降，而 本身耗費大量的成本。由於該整合式氣體: 電路包含微控制器，則整個方法可在該微 實現而不會造成額外的成本。第二實施形 用的電路配置在合適的設計中純粹以軟體 閃爍所需的測量値由於其它原因而施加至 是，可藉由對該些値作適當的評估而以軟 單元。硬體中所需的電路組件由於其它原 此不會造成額外的成本。 通信介面 如上所述，整合式氣體放電燈5可支配 一通信介面，其特別是能與機動車之機載 LIN-匯流排已顯示特別有利。然而，亦可i 和機載電路來與整合式氣體放電燈連結。 藉由通信介面，則該燈能以有利的方式 上位之控制系統（例如，光模組）通信。於 介面可將多種資訊經由該整合式氣體放電 。接著，該燈在 決定此期間的閃 的値大於一可容 頻率之後開始新 燃期間被提高， 不需在電路配置 放電燈5之操作 控制器之軟體中 式中偵測該閃爍 來實現。偵測該 微控制器中，於 體來實現一偵測 因而存在著且因 通信元件或至少 電路通信。一種. 瘡由CAN-匯流排 來與機動車中的 此，經由該通信 燈5而傳送至上 -51 - 201028047 位之控制系統。該些資訊儲存在該燈的永久性記憶體中。 在生產該整合式氣體放電燈5時，發生許多資訊’其可由 生產設備來搜集且在該燈生產結束時可在該燈之永久性記 憶體中進行程式化。然而，該些資訊亦可直接寫入至該整 ' 合式氣體放電燈之操作電路之永久性記憶體中’於是’此 處未必需要一通信介面。 在生產時，氣體放電燈點燃器50例如被準確地測量且在 I 相對於燈座之參考面而插在燈座70上時被固定至燈座上

G 一準確定義的位置中。這樣可確保由整合式氣體放電燈5 和頭燈3所構成的光學系統的高品質，此乃因在氣體放電 燈之多個電極504之間點燃的弧光相對於該參考面（其是對 該頭燈的介面）而言佔有準確的空間位置。生產用的機器中 例如電極的距離和位置已爲人所知。然而，電極距離對該 操作電路而言是一種重要的數値，此乃因該氣體放電燈50 之電極距離是與點燃電壓相關。又，唯一的序號或生產用 〇 的裝料編號可儲存在該燈之永久性記憶體中，以確保可再 用性。藉由該序號，則可經由製造者所管理的資料庫而以 所有可用的資料來詢問該整合式氣體放電燈5中已構成的 組件，以便在生產各別的組件發生錯誤時可找出相關的燈。 在該整合式氣體放電燈5之一較佳的實施形式中，藉由 通信介面以經由機載電路來詢問其它在燈操作時所測得之 儲存在該整合式氣體放電燈5之永久性記憶體中的參數且 亦儲存該參數。例如，構成頭燈之光學系統中之資料可儲 -52- 201028047 存在該整合式氣體放電燈5中，此乃因可控制該資料，因 此亦可控制該氣體放電燈點燃器50之功率，使該頭燈系統 可發出均勻而大量的光。 以下的通信參數特別適合用作通信參數： ' -氣體放電燈點燃器50之累積之點燃期間， •所產生之閃燦效應之次數，即，超過可容許的邊界値之 次數， ^ -開始該閃爍-最小-搜尋的次數， ❹ -實際的燈功率， -整流器之實際頻率， -燈功率之額定値（=燈之目標額定功率）， -燈功率之實際値， -電路之溫度， -序號或裝料編號， -燈熄滅器之總數和過去的時段（例如，200小時）中燈熄 〇 滅器之數目’ -未點燃的數目。 原則上，傳統式未整合在放電燈之燈座中的操作電路亦 已測得上述參數且可經由通信介面來使用上述參數。當 然，上述參數在機動車之服務範圍中不可用來作診斷，此 乃因該燈目前可被更換而與該操作電路無關且所讀出的參 數因此未必描述了由該燈和該操作電路所構成的現有的 燈》整合式氣體放電燈之上述系統未具有此種缺點，其中 -53- 201028047 一氣體放電燈點燃器及其操作電路不可互相分離地整合在 一燈中。 該通信介面較佳是LIN-匯流排或CAN-匯流排。此二種 介面規約（protocol)已廣泛擴展及應用至汽車領域中。若該 ' 整合式氣體放電燈5未用在汽車中，則該整合式氣體放電 燈5之介面亦可具有一種擴展至一般照明之規約，例如， DALI 或 EIB/Insta 匯流排。 i 由於上述資料（主要是累積之點燃期間），則存在於機動 車中的上位控制系統例如可計算該整合式氣體放電燈5之 可能的更換時間點。在機動車的檢測期限中可判定：該整 合式氣體放電燈5直至下一檢測期限爲止是否仍正常操作 或是否須更換，因爲須考慮該燈之劣化之光品質或該燈之 故障。 經由該整合式氣體放電燈之通信介面以讀出資料，則一 服務技術可由該整合式氣體放電燈中讀出資料且在需要時 〇 在故障之前可更換該燈，如上述針對有閃爍的燈中所述者。 當該整合式氣體放電燈之製程上的資料不變地儲存在永 久性記憶體中時，則目前可動用該資料來計算該燈的壽 命，即’像該整合式氣體放電燈能正常操作多久之類的時 間估計可準確很多地推算出。資料較佳是儲存在該操作電 路之永久性記憶體中，由此資料可展示製程上的時段。因 此’可能之錯誤製程或稍後在裝料中已確定的不足現象都 可在該燈故障前替換。這樣對機動車的使用者有很大的助 -54- 201028047 益’特別是將該整合式氣體放電燈用在頭燈中時涉及一種 與特殊安全有關的應用。當資料儲存在該操作電路之永久 性記憶體中時，藉此使該整合式氣體放電燈可明.確地被辨 認，則製程中儲存在資料庫中的資料可簡易且可靠地配屬 ' 於該燈。當一明確且唯一的序號儲存在該操作電路之永久 性記憶體中時在功能上特別有效。又，該序號亦包含依據 全部製造者來調整的製造者序碼，使該整合式氣體放電燈 ^ 之相同型態之不同製造者可在其各別的製程中設定一種連 續的序號，然後可確保並無第二個燈具有相同的序號。 在該整合式氣體放電燈之操作期間，在永久性記憶體中 較佳是儲存一個或多個數字，其隨著該氣體放電燈之點燃 期間及/或點燃之次數而單調地增加。於此，測得氣體放電 燈點燃器之點燃期間且予以相加而儲存在該操作電路之永 久性記憶體中以作爲累積的點燃期間。此累積的點燃期間 較佳是以數字儲存在永久性記憶體中。然而，該點燃期間 ❹ 亦可藉由上述操作參數來加權且以數字而儲存在該操作電 路之永久性記憶體中，該數字對應於已加權之累積的點燃 期間。以下將再詳述該累積的點燃期間之不同形式。因此， 目前的點燃期間能可靠地以製造者所設定的壽命來調整， 且可準確地指出該燈的剩餘壽命。製造者所設定的壽命可 以是同樣由該永久性記憶體所讀出的其它資料之函數，使 該壽命例如取決於該燈之起動次數或所需的光電流。由於 經齊上的原因，對是否須更換該整合式氣體放電燈之判定 -55- 201028047 可另外由服務-汽車間之診斷裝置中所儲存的資料來決 定，該資料是在稍後的汽車間-搜尋時被取得，且例如”稍 後之服務-期間所使用的光有多強”之類的資訊亦可對相 關的判定有影響。 • 當儲存在該操作電路之永久性記憶體中的數字指出該燈 有閃爍時，該數字特別是指閃燥·最小-搜尋或實際之閃爍 邊界之起動次數，則該整合式氣體放電燈之狀態可準確地 I 測得且在需要時被讀出。讀出的値在該整合式氣體放電燈 Ο 所在的機動車的服務中用來評估該燈的剩餘壽命。就同樣 需考慮的服務技術而言，該操作電路之永久性記憶體中所 儲存的數字是該氣體放電燈點燃器之點燃次數，此乃因該 點燃次數和點燃期間一樣都對壽命有影響。在機動車的服 務期限中，由該操作電路之永久性記憶體中讀出資料且依 據此資料而在維護時進行不同的動作。該維護因此較有效 而更佳。提前的故障現象因此較少且顧客滿意度提高。“該 〇 整合式氣體放電燈是否須更換”的判定除了以服務技術員 的經驗爲準以外亦可依據該操作電路之永久性記憶體中所 讀出的資料來達成。較佳是在該氣體放電燈點燃器之累積 的點燃期間及/或已加權的累積的點燃期間及/或點燃次數 超過特定的邊界値時作出該判定。該邊界値較佳是與製程 所需時間及/或與可用來明確地辨認該整合式氣體放電燈 的資料有關。因此，可對該整合式氣體放電燈之更換作出 可靠且簡易的判定。 -56- 201028047 流明（發光量）固定 然而，儲存在該整合式氣體放電燈5之永久性記憶體中 的資訊亦可用來將該整合式氣體放電燈5之發光量在其壽 ' 命期間保持成固定。在該氣體放電燈之額定功率時發光量 • 會在其壽命中改變。隨著點燃期間的增加，該燈的效率會 由於放電管的黑化和去玻璃化、電極的回火及因此所造成 之放電弧的變化而下降。整個光學系統的效率會更加惡 秦 化，此乃因該系統在尺寸上通常設計成用於點光源或用在 最小的電極距離時所造成的最短放電弧，且在放電弧變長 時光學系統中更多的光將消失。此光學系統本身在其操作 期間的效率亦將下降，這是由於溫度循環或汽車頭燈中所 發生的永久振動而使透鏡混濁或失焦所造成。以下將描述 燈的點燃期間（U)和已加權的累積的點燃期間（Ue)，其中該 已加權的累積的點燃期間（us)是由以下將詳述之加權函數 r來加權。 ❹ 由於該整合式氣體放電燈5之操作電路將該氣體放電燈 點燃器50之相關的參數儲存於永久性記憶體中，則施加至 該氣體放電燈點燃器50之操作功率Pl a可依據該累積的點 燃期間來調整。由於老化過程以非線性方式來進行，則在 一簡單的實施形式中一種補償函數；δ可儲存在該操作電路 中’如第27圖所示。此處，該燈之已加權的累積的點燃期 間tk«繪成該氣體放電燈點燃器50之燈功率Pu對額定功率 Pn之商的函數。在小於1〇小時之點燃期間所在之下方區域 -57- 201028047 中，該功率稍微提高。這有助於對該氣體放電燈點燃器來 設定條件（例如，溫度、濕度）。此處亦應提及該整合式氣 體放電燈5之點燃器50之“燒入”現象。若該燈已“燒入 (burning-in)” ，則能以稍微變小的功率（大約是額定功率之 • 90%)來操作，此乃因該燈的效率就像透鏡一樣亦很好。由 大約1 00小時的已加權的累積的點燃期間U*開始，該功率 又緩慢地上升，以便在到達3000小時之特定的壽命終端時 I 可達到燈功率Pa，其大於該點燃器之已設定的額定功率之 10%。因此，該氣體放電燈點燃器之發光量在其點燃期間保 持固定値。儲存於該操作電路中的函數會受到生產時儲存 在永久性記憶體中的點燃器參數（例如，電極距離）的影響》 先進的系統是以上位的控制系統來控制該整合式氣體放 電燈5，此種系統中可實現其它的光功能，例如，可對所 發出的光量進行與速率有關的控制。在此種先進的系統之 實施形式中，須設計該操作電路，使其能以欠（under)功率 ❹ 或過（over)功率來操作。然而，若氣體放電燈點燃器50不 是以額定功率來操作，則其以不同於以額定功率來操作時 的方式而老化。這在計算該累積的點燃期間時須予以考 慮。於此，在該操作電路中儲存一種加權函數7，其是一 種與欠功率和過功率有關的因數。第28圖是設置在機動車 之頭燈中的整合式氣體放電燈5之加權函數r之圖解。若 氣體放電燈點燃器50以過功率來操作，則老化速率較快， 此乃因電極太熱且電極材料將蒸發。若氣體放電燈點燃器 -58- 201028047 50以低很多的欠功率來操作，則老化速率同樣較快， 因電極太冷，結果會使電極材料凝聚，因此須以濺鍍 電極材料剝蝕，這是不期望的，此乃因這樣會使燈的 和光效益下降。因此，整合式氣體放電燈5之操作電 ' 將老化一起計算在已加權的累積的點燃期間中。這 由以下的公式來算出：〜; f( r )只表示該 函數，即，只要該氣體放電燈點燃器50在操作，則f( τ I 若該氣體放電燈點燃器50未操作，則f( τ ) = 0。若該 式氣體放電燈5以過功率或欠功率來操作，則其老化 更快速地到達10倍。 在一種先進的控制系統中，其以過功率或欠功率來 該氣體放電燈點燃器50，此控制系統中亦可實現一種 位控制器之間先進之通信。這以下述方式來說明：上 制器不再需要該整合式氣體放電燈5之特定的功率， 需要一預定的光量。爲了達成此一目的，在該整合式 〇 放電燈5之操作電路中須儲存一種調光曲線。第29圖 車技術用之整合式氣體放電燈之一例子中的調光曲線 圖解。此調光曲線顯示該氣體放電燈點燃器50所發出 電流么w,或如第29圖所示已對額定光電流也形成正規 光電流t 、與點燃器功率Pus或如第29圖所示已 燃器額定功率PN形成正規化的點燃器功率^之相依 第29圖中，該相依性顯示在該氣體放電燈點燃器50 2 小時的已加權的累積的點燃期間tkg中。就該氣體放電 此乃 來將 壽命 路須 可藉 點燃 )=1 ° 整合 速率 操作 與上 位控 而是 氣體 是汽 α之 之光 化的 對點 :性。 ：100 燈點 -59- 201028047 燃器50之另一已加權的累積的點燃期間而言，會有不 同的曲線外形。在理想情況下，三維的特徵場儲存在該整 合式氣體放電燈5之操作電路中，該特徵場同時考慮了該 氣體放電燈點燃器50之老化。第29圖因此只是該氣體放 ' 電燈點燃器之100小時的已加權的累積的點燃期間U*中該 特徵場的切面圖。用來確定燈功率之該特徵場除了光電流 和已加權的累積的點燃期間以外另包含其它的維度 Λ (Dimension)，例如，使該燈之最近開始點燃的點燃期間或 〇 已估計的點燃溫度以特定效果在點燃之後的數分鐘內映射 至一區域中，這取決於該燈之所謂”髙運行”期間（此時另 外會造成塡料的蒸發）的熱的短暫變動（transient)。該調光 曲線未必以特徵場的形式而儲存在整合式氣體放電燈5之 操作電路中，其亦可儲存成函數的形式，使其可由整合在 該操作電路中的微控制器來算出。爲了儘可能簡單地算出 待調整的燈功率，則基本函數或相對應的特徵場都近似地 G 以一種積（product)來表示，其中除了氣體放電燈點燃器之 額定功率Pn作爲因數以外，每一各別的因數亦描述了上述 各數値的影響。因此，在一特定的光量時所需的點燃器功 率Ph例如由以下的公式來表示：（圪=&_«($·)·外*^);因數/3 此處考慮了該氣體放電燈點燃器50之老化。此函數；8亦可 包含光學系統的老化，其中上述資料較佳是藉由該整合式 氣體放電燈之通信介面來告知，使該影響同樣可在該整合 式氣體放電燈之操作電路進行計算時被考慮。由控制器所 -60- 201028047 預設之光量例如與機動車的速率有關，該整合式氣體放電 燈5在機動車中操作。在較慢速的運行中，該燈被調光而 受到驅動。反之，機動車在高速公路上快速運行時，該燈 藉由額定功率來操作，以確保運行時的軌道可廣泛地被看 ' 見且有良好的照明。 在該整合式氣體放電燈5之另一實施形式之先進之操作 電路中，在操作時亦可考慮該氣體放電燈點燃器50之目前 I 的點燃期間。當已加權的累積的點燃期間接近該氣體放 〇 電燈點燃器之特定的壽命終端時，該操作電路能以一種功 率來驅動該點燃器，此功率使該燈的老化程度最少且因此 可有效地使該燈的壽命較傳統操作方式更長。第30圖顯示 此種點燃器曲線，其中顯示光電流之商（^)相對於正規 Φν 化之累積的壽命（f)之關係。後者是由燈的點燃期間U 除以該燈之額定壽命tN(例如，3000小時）而算出。直至額 定壽命之3 %爲止，該氣體放電燈點燃器50是以額定功率 〇 的1.2倍來操作，以對該氣體放電燈點燃器5 0設定條件且 進行燒入。然後’該氣體放電燈點燃器50以額定功率來操 作一段較長時間。若該氣體放電燈點燃器5 0達到其壽命之 80%，則功率連續地下降至該額定功率之0.8倍。第28圖 中的加權函數在詳細觀看時掲示了：該燈在操作時以最多 是其額定功率之0.8倍而受到保護。因此’該整合式氣體 放電燈5可對抗其壽命的終止而以此功率來操作，以確保 一種儘可能長的剩餘壽命且防止突然的故障（其在汽車領 -61- 201028047 域中會有致命的結果）。若不使用該燈的點燃期間u，則亦 可針對第30圖之圖解而使用已加權的累積的點燃期間tks。 該整合式氣體放電燈5由於上述之資料和計算結果而可 ' 算出其氣體放電燈點燃器之可能的剩餘壽命且將此剩餘壽 ' 命儲存在操作電路220，230之永久性記憶體中。若機動車 在汽車間進行檢查，則可讀出該檢査時所需的燈資料》特 別是已儲存的剩餘壽命。依據已讀出之剩餘壽命，則另外 康 可判定：該整合式氣體放電燈5是否須更換。亦可將該整 ❹ 合式氣體放電燈5之序號及/或氣體放電燈點燃器50之序 號儲存於該整合式氣體放電燈5中》依據該些序號，則汽 車間的機械員可經由製造者資料庫來詢問：該燈是否良好 或可能由於製造時或其中所構成的組件中的缺失而須更 換。 在該整合式氣體放電燈5之另一有利的實施形式中，與 先前之實施形式不同，在汽車間中不讀出該可能的剩餘壽 〇 命而是讀出該燈實際上應如何操作之類的資料。此資料然 後基於製造者資料庫之屬於各別序號之額定資料而由診斷 裝置來評估。因此，具有一給定之序號之燈之額定壽命tN 例如儲存於該製造者資料庫中。在製程上有缺失時，該額 定壽命較低。在其它資料（例如，點燃次數）經由操作而儲 存於該操作電路中之後，各參數可與該製造者資料庫進行 比較，該製造者資料庫例如含有每一燈之額定點燃次數。 由該操作電路所讀出之高的點燃次數接近於額定點燃次 -62- 201028047 數’這樣所造成的判定是：該燈須更換，雖然該燈的額定 壽命仍未到達。藉由使用此種準則，則能以經濟的方式使 光源的可用性提高。此種過程因此被視爲特別經濟，此乃 因該燈只有在其故障即將發生的機率變大時才更換。將該 燈之製造者編碼成該燈之序號之第一位元，以確保該序號 可明確地保持著，雖然在給定的情況下多個燈製造者可製 成互相可替換的產品。在經由汽車間和燈製造者之間之通 Φ 信連接（例如，網際網路）來對該製造者資料庫詢問額定資 料例如額定壽命或額定點燃次數時，在對策上可將該操作 電路所讀出的資料藉由操作而傳送至該燈製造者。因此， 在該燈之操作電路和製造者資料庫之間須進行雙向的資料 更換。這樣就可在現場追蹤產品，特別是可對該產品的使 用方式作統計式的調查，這樣對該產品的進一步發展很有 利。然而，除了序號以外只要該機動車之 VIN (Vehicle Identification Number) —起傳送，則各別的資料調査亦是可 © 能的。又，亦可針對產品的僞造來進行保護，這以下述方 式來達成：在產品有僞造時同樣須對該序號進行編碼，這 在最後將資料傳送至製造者時會造成表面上的資料不一 致，此乃因針對該序號所算出的操作時數不會繼續變小， 這樣可對僞造的產品下定結論》 弧光平直 以下’將描述一種使氣體放電燈點燃器之放電弧光平直 的方法，其在整合式氣體放電燈5之一實施形式中實現。 -63- 201028047 第一實施形式中，以操作電路920爲基準，其具有第23圖 所示的形式。該操作電路920具有直流電壓轉換器9210， 其由汽車的電池電壓來供電。一種整流器9220經由中間電 路電容器Czw而連接至該直流電壓轉換器9210之後。整流 ' 器9220經由燈電路而將交流電壓洪應至該氣體放電燈點燃 器50。該燈電路由一輸出電容器Ca和點燃電路910構成， 該點燃電路910具有點燃變壓器之主繞組（在燈電路中）以 φ 及該氣體放電燈點燃器50。藉由此種在先前技術中已爲人 所知的形式，則在各組件之靈活的設計中可使放電弧光平 直。 平直的放電弧光提供許多優點。最重要的優點是該氣體 放電燈點燃器50之較佳的熱耗費，這是藉由該點燃器燈管 之均勻的熱壁負載來獲得。這可造成較佳的熱使用率且因 此使該點燃器燈管有較長的壽命。第二個主要優點是一種 收縮的弧光，其具有較小的擴散性。利用此種"較狹窄的 © 弧光”，則頭燈的透鏡可較準確地設定且該頭燈之光效益 可大大地提高。 由於該整合式氣體放電燈5中該點燃-和操作電路910, 920或總操作電路930(以下同樣稱爲操作電路）不可分離地 與氣體放電燈點燃器50相連接，則可在氣體放電燈點燃器 50上對該操作電路進行校正，以產生穩定而具有點燃性的 平直弧光。由於該操作電路920、93 0及其氣體放電燈點燃 器50不可分離且該氣體放電燈點燃器50之點燃期間亦已 -64- 201028047 爲人所知，則氣體放電燈點燃器50之老化效應會影響該氣 體放電燈點燃器50之操作方式》 使該整合式氣體放電燈5之弧光平直時所用的基本方式 如下：該操作電路920、930在該氣體放電燈點燃器50第 ' 一次接通時就聲頻共振來進行測量且偵測適合使弧光平直 的頻率。這是藉由最小頻率和最大頻率之間的頻率區域之 掃描來達成。該些頻率在該整合式氣體放電燈點燃器之操 作頻率處進行調變。在掃描期間，測量該氣體放電燈點燃 Ό 器之阻抗且儲存最低之阻抗及其所屬的頻率。具有最低阻 抗之頻率表示可達成的最大弧光平直性。依據燈型，該最 小頻率可下降至80仟赫之頻率。該最大頻率可達到300仟 赫的頻率。在汽車技術用之典型高壓氣體放電燈中，該最 小頻率大約是110仟赫，該最大頻率大約是160仟赫。需 進行測量，以使氣體放電燈點燃器50之製造容許度 (tolerance)獲得補償。針對該燈之共振頻率之典型的老化資 Ο 料是儲存在該操作電路920、930之微控制器（未顯示）中的 表中。該表之値可依據該氣體放電燈點燃器之操作方式（循 環形式、起動-或調光操作）來儲存。又，在另一實施形式 中，所控制的操作可在已算出的頻率（依據受控制的操作） 附近的狹窄範圍中以一種調變頻率而擴展至一受調整的調 變操作中。該已算出的頻率以例如1仟赫的調變頻率來調 變’以預防該氣體放電燈點燃器50中由於聲頻共振之激發 所造成的閃爍現象。相較於先前技術中目前的操作裝置而 -65- 201028047 顯示出的優點在於，頻率範圍（其中須使頻率改變）很小， 且涉及熄滅的燈或不穩定的調整器特性等的問題較小。在 特定的燈型中，針對閃爍特性而在特定的調變頻率附近測 量頻率範圍時是有意義的，以確保一穩定的燈操作。於此， ' 在一實施形式中，其電路配置用來偵測閃爍，且位於該調 變頻率處的頻率亦針對閃爍特性來測量。 在第23圖之第一實施形式中，選取該直流電壓轉換器 9210之頻率使等於該調變頻率。藉由中間電路電容器Czw 之相對應的設計，則作爲已調變的高頻交流電壓之高頻漣 波保持在由該直流電壓轉換器9210所發出之直流電壓處。 具有已調變的高頻交流電壓之直流電壓作爲該整流器9220 用之輸入電壓。該整流器922 0以全橋式電路來形成，其將 直流電壓轉換成矩形的交流電壓。調變後的信號（即，已調 變的高頻交流電壓）之振幅是由該全橋式電路之輸出濾波 器（輸出電容器Ca)之尺寸以及脈衝點燃變壓器二次繞組 Q (IPSH，IPSR)之電感來決定。由於在該整合式氣體放電燈5 中該些組件不可分離地互相連接，則各組件可良好地調整 至所期望的操作方式藉由疊加之高頻電壓，則可使放電弧 光達成所期望的平直現象。此實施形式的缺點是該直流電 壓轉換器之固定頻率之操作方式，其會造成不是有效的去 載作用，使系統的損耗增加。 在第24圖之第二實施形式中，疊加的高頻電壓藉由信號 產生器9230來產生，該信號產生器9230將高頻電壓耦合 -66- 201028047 至該點燃電路910之點燃變壓器之抗流圈LK和主繞組之間 的燈電路中。此種在該點燃變壓器之前的耦合是重要的， 否則該信號產生器9230須以固定的高電壓來操作。該抗流 圈用來使中間電路電容器Czk去耦合，否則已耦合的高頻 • 電壓會受到太大的衰減。由於此一原因，該點燃電路910 之點燃變壓器之電感亦應儘可能小。因此，須對該信號產 生器進行設計，使已耦合的高頻電壓之頻率又被調變’以 0 使該氣體放電燈點燃器50達到安全且無閃爍之操作。 在第25圖之第三實施形式中，該信號產生器整合在該點 燃電路910中。此處，該氣體放電燈點燃器50藉由一種共 振點燃來起動。該點燃電路具有一用於高頻操作的點燃變 壓器TIR，其由以級別-E之轉換器構成之信號產生器來控 制。該點燃變壓器TIR之尺寸設計成使所產生之高頻之至少 該基本振盪仍可足夠良好地被傳送，該基本振盪的頻率是 與該級別-E之轉換器之切換頻率相同，特別是在此頻率時 ® 的效率較10%還好。該級別-E之轉換器之切換頻率在點燃 期間是在80仟赫和10 MHz之間。然而，此頻率較佳是選 擇爲大於300仟赫，此乃因在此頻率時一種小的構造形式 是可能的，且此頻率選擇成小於4 MHz，此乃因在此頻率 時可達成的效率特別高。該點燃變壓器之控制經由以電鍍 相分離的主繞組來達成。二次繞組劃分成以電鍍相分離的 二個繞組，其分別連接在燈電極和整流器9220之間。信號 產生器產生一種流經該點燃變壓器TIR之主繞組的高頻電 -67- 201028047 流，其在二次側上在共振電路中激發一種共振，此共振可 將該氣體放電燈點燃器50點燃。此共振電路由該點燃變壓 器T1R之二次電感和位於燈上方之電容CR2構成。由於電容 CR2很小，其不必以構件形式整合在該點燃電路9 1 0中而是 ' 可藉由構造上的措施來產生。 只要該氣體放電燈點燃器已點燃，則該信號產生器之操 作方式改變，使其將高頻信號經由該點燃變壓器TIR而輸 Q 入，該高頻信號在燈電壓處調變以使弧光成平直狀。這樣 所顯示的優點在於，已調變的電壓之頻率和振幅可較自由 地調整而使該直流電壓轉換器9210或該整流器9220之最 佳化的操作方式仍然存在。藉由此種電路形式，則亦可由 該點燃電路910來支配該氣體放電燈點燃器50之由共振電 路所產生之高的管制（take-over)電壓，使此管制電壓不必由 直流電壓轉換器9210來產生。以此種措施，則該直流電壓 轉換器9210之操作方式可進一步最佳化，此乃因該直流電 ® 壓轉換器9210所需的輸出電壓範圍變小。該整流器9220 須使用微小的功率，此乃因燈功率的一部份經由已調變的 燈電壓而輸入。此實施形式因此在使用各操作參數時可提 供最大的自由度，以便在平直的放電弧光中使該氣體放電 燈點燃器50可達成最佳化之可靠的操作。 第26圖是直流電壓轉換器9210之相較於先前技術已簡 化的實施形式。先前技術中一般用於安定器（其可在汽車之 機載電源上操作）之直流電壓轉換器具有一種截止（亦稱爲 -68- 201028047

Flyback)轉換器的形式，此乃因12伏之機載電壓須提高至 較大的電壓。在該整合式氣體放電燈5中由於電性接觸只 有在使用該燈時才會發生在頭燈3中，則可使用一種高設 定器形式的較簡易的轉換器（亦稱爲Boo st-轉換器），其具有 ' 一種升壓變壓器TFB。這是可能的，此乃因在所使用的機電 介面中可將該轉換器輸出端與機動車接地處之間無意中的 接觸（其會使升壓-轉換器受損）現象排除。先前技術中目前 赢 所使用之截止轉換器形式的直流電壓轉換器在輸出側短路 ❹ 時亦允許能量流之中斷。這在第26圖之本案的轉換器槪念 中不屬此種情況，此乃因在該轉換器之功率路徑中不存在 電鍍隔離區，其可使輸入端（即，12伏之機載電源）至輸出 端（即，氣體放電燈點燃器50之電流導線）之能量流中斷， 其中該電流導線無意中可能與機動車接地處相連接。在其 它情況下，直流電壓轉換器以一般方式構成，其由一輸入 側之EMI-濾波器，一輸入電容器C1，一轉換器開關Q，一 〇 構成升壓變壓器之電感TFB等構成。電感TFB經由二極體D 而在中間電路電容器Czw上操作。此轉換器相較於先前技 術中所用的截止轉換器而言在成本上很有利。因此，相對 於先前技術中具有氣體放電燈和外部電子式操作裝置的燈 系統而言，該整合式氣體放電燈5就系統上而言成本很有 利。 【圖式簡單說明】 第1圖是第一實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 -69- 201028047 之切面圖。 第2圖是第一實施形式中之整合式氣體放電燈之機械 構件的分解圖。 第3圖是第二實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 ' 之切面圖。 第4圖是第二實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 之透視圖。 ^ 第5圖是頭燈/氣體放電燈之介面的示意圖。 〇 第6圖是電接觸的細部圖。 第7圖是機械接觸的細部圖。 第8圖是第三實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 之切面圖。 第9圖是第四實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 之透視圖。 第10圖是整合式氣體放電燈之點燃變壓器之透視圖。 φ 第11圖是該點燃變壓器之上部的透視圖。 第12圖是該點燃變壓器之下部的透視圖。 第13圖是該點燃變壓器之下部的透視圖，其顯示出可 見的二次繞組。 第14圖是第二實施形式中該點燃變壓器之分解圖。 第15圖是第二實施形式中該點燃變壓器之切面圖。 第16圖是第三實施形式中該點燃變壓器之分解圖，其 顯示出二繞組式之主繞組。 -70- 201028047 第17圖是第三實施形式中該點燃變壓器之切面圖，其 顯示出二繞組式之主繞組。 第18a圖是先前技術中不對稱之脈衝點燃器之連接圖。 * 第18b圖是先前技術中對稱之脈衝點燃器之連接圖。 ' 第19圖是不對稱之脈衝點燃器之連接圖。 第20圖是整合式氣體放電燈之擴大式電路之連接圖。 第21圖是整合式氣體放電燈之點燃器之切面圖，其顯 A 示出燈座構造。

G 第22圖是氣體放電燈點燃器在點燃期間之操作頻率之 圖解。 第23圖是第一實施形式中以直線式放電弧光來操作時 的電路圖。 第24圖是第二實施形式中以直線式放電弧光來操作時 的電路圖。 第25圖是第三實施形式中以直線式放電弧光來操作時 〇 的電路圖。 第26圖是直流電壓轉換器之已簡化的操作方式用的電 路圖。 第27圖顯示該氣體放電燈點燃器之標準化的額定點燃 功率和已加權的累積的點燃期間之間的函數關係圖。 第28圖是加權函數r之圖解。 第29圖是函數α之圖解。 第30圖是該氣體放電燈點燃器之標準化之額定光電流 -71- 201028047 和標準化之累積的點燃期間之間的關係圖。 第31圖是第五實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 之切面圖。 第32圖是第一實施形式之變異形中用來操作該整合式 氣體放電燈之方法的流程圖。 第33圖是第一實施形式之另一變異形中用來操作該整 合式氣體放電燈之方法的流程圖。 第34圖是第二實施形式中用來操作該整合式氣體放電 燈之方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 20 電 子 式 操 作 裝 置 210 電 性 接 觸 220 電 性 接 觸 230 •電 性 接 觸 240 電 性 接 觸 3 頭 燈 33 頭 燈 之 反 射 器 35 對 接 觸 1^ 之 載 體部 350 對 接 觸 區 351 ， 352 狹 縫 5 整 合 式 氣 體 放 電 燈 50 氣 體 放 電 燈 點 燃 器 502 放 電 管 -72- 201028047 504 電極 5 06 鉬箔 5 2 5 3 54 56 57 70 702 703 705 705 1 705 3 7 1 72 722 73 74 741 80 8 1 8 11

用來固定氣體放電燈點燃器之金屬夾 金屬夾之固定片 外燈泡之金屬層 氣體放電燈點燃器之靠近燈座之電 流導線 遠離燈座的電流導線 燈座 參考環 由參考環突出的節 氣體放電燈用之固定夾 導槽 固定夾中之隆起 反射器之密封環 可導電的外殼 連接板 燈座板和燈座之間的密封環 燈座板 燈座板圓頂 點燃變壓器 鐵素體核心 鐵素體核心第一半部 -73- 201028047 Ο

8110 鐵素體核心內部之第一半部 8112 鐵素體核心第一半部之側壁 81121 長形的凹口 812 鐵素體核心第二半部 814-816 背鐵鐵素體 8120 鐵素體核心內部之第二半部 8122 鐵素體核心第二半部之側壁 81221 長形的凹口 821 中空圓柱 822 圓形板 823 狹縫 824 中空圓柱形中央核心 825 第一板 826 Α^τ* fj— 第一板 827 配件 85 接觸體 851 第一頂蓋面 852 第二頂蓋面 86 主繞組 861 ， 863 ， 865 朝向內部的圓柱形的圓形件 862 ， 864 至電性接觸區之連接板 8620 ， 8640 主繞組之片帶末端上的半徑或圓形件 866-869 作爲機械固定用之固定連接板 -74- 201028047 87 二 次 繞 組 871 二 次 繞 組 之 內 部 末 端 872 二 次 繞 組 之 外 部 末 端 910 點 燃 電 路 920 操 作 電 路 930 總 操 作 電 路 9210 直 流 電 壓 轉 換 器 9220 整 流 器 9230 信 號 產 生 器

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Claims (1)

1. 201028047 七、申請專利範圍： 1. 一種整合式氣體放電燈（5)，其中氣體放電燈點燃器（50) 及該氣體放電燈點燃器（5 0)之操作電路（9 20、93 0)整合在 該燈中’其特徵爲：該操作電路（9 20、930)依據該氣體放 ' 電燈點燃器之點燃期間⑴來控制該氣體放電燈點燃器 (50)之功率，使該整合式氣體放電燈（5)之光發出量之値 可遵循一種額定値曲線（^)。 Φν Q 2.如申請專利範圍第1項之整合式氣體放電燈（5)，其中該 整合式氣體放電燈（5)之整個壽命期間的額定値通常都一 樣大。 3.如申請專利範圍第1或2項之整合式氣體放電燈（5)，其 中該整合式氣體放電燈（5)之操作電路（920、9 30)具有一種 永久性記憶體，且須測得該氣體放電燈點燃器之點燃期 間，將各點燃期間相加且儲存在該操作電路（920、930) 之永久性記憶體中以作爲累積之點燃期間（U)。 ® 4.如申請專利範圍第3項之整合式氣體放電燈（5)，其中該 操作電路（920 ' 930)至少由儲存在該永久性記憶體中的以 下資料來算出將發出至該氣體放電燈點燃器（5〇)之功率： -該累積的點燃期間（U)， -由該操作電路所算出的點燃開始時間， •該氣體放電燈點燃器之資料， -一種補償函數（Θ )。 5.如申請專利範圍第4項之整合式氣體放電燈（5)，其中在 •76- 201028047 該整合式氣體放電燈（5)之製造期間，該氣體放電燈點燃 器之資料寫入至該永久性記憶體中。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之整合式氣體放電 燈（5) ’其中該整合式氣體放電燈（5)具有通信介面。 7. 如申請專利範圍第6項之整合式氣體芦電燈（5)，其中該 整合式氣體放電燈（5)經由該通信介面而與上位的控制系 統相連接且由該上位的控制系統來控制。 0 8.如申請專利範圍第6項之整合式氣體放電燈（5)，其中該 整合式氣體放電（5)燈經由該通信介面而由光學系統，其 驅動該通信介面，接收資料且該資料可用來計算即將發 出至該氣體放電燈點燃器（50)之功率。 9.如申請專利範圍第6至8項中任一項之整合式氣體放電 燈（5)，其中該氣體放電燈點燃器的資料在該整合式氣體 放電燈（5)之製造期間可經由該通信介面而寫入至該永久 性記憶體中。 © 10.如申請專利範圍第1項之整合式氣體放電燈（5)，其中該 整合式氣體放電燈（5)可將資訊藉由該氣體放電燈點燃 器（5 0)之操作而儲存在永久性記憶體中，且上位之控制 系統可詢問該些資訊。 11. 如申請專利範圍第3至11項中任一項之整合式氣體放 電燈（5)，其中該累積的點燃期間（u)較佳是以加權函數 (r )而加權成一種累積之已加權的點燃期間（u,)。 12. 如申請專利範圍第1項之整合式氣體放電燈（5)，其中該 -77- 201028047 上位之控制系統可預設一額定光電流，該整合式氣體放 電燈之操作電路（920、930)然後依據： -累積之已加權的點燃期間（U8)， -由該操作電路所計算出的點燃開始時間， -該氣體放電燈點燃器之資料 -補償函數（々）， •調光曲線（α )， 來算出功率，該功率施加至該氣體放電燈點燃器（50)。 13. 如申請專利範圍第12項之整合式氣體放電燈（5)，其中 該調光曲線（α)是三維的特徵場》 14. 如申請專利範圍第13項之整合式氣體放電燈（5)，其中 該調光曲線（α)是一種函數，由此函數可算出三維之特 徵場。

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