201043094 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ' 本發明涉及一種依據申請專利範圍獨立項之類型所述之 整合式氣體放電燈，其具有整合在基座中的點燃電路，此 點燃電路具有一種點燃變壓器、點燃電容器、以及一受控 制的開關元件。 【先前技術】 由US 5 03 6 25 6中已知一種具有對稱的脈衝點燃器之電 Ο 路配置，其具有一種點燃變壓器20以及一受控制的開關元 件。該點燃變壓器之二次繞組分成二個部份，且該二次繞 組之每一個半部可分別作用於該氣體放電燈之一個電極。 ' 該對稱的脈衝點燃器很有效率，但卻有下述缺點：氣體放 電燈點燃器的基座亦應同樣具有對稱性，以便在該燈被點 燃時可防止飛弧現象。 由DE 198 03 189A1中已知一種具有整合式點燃裝置之 氣體放電燈，其可達成一種不對稱的脈衝點燃。一種點燃 0 變壓器具有二次繞組，其作用在該氣體放電燈之一電極 上。此種點燃方案通常用在單側設有基座的氣體放電燈， 此乃因總點燃電壓下降在一電極上，且於另一電極上，在 點燃的瞬間只有很小的電壓降。該電極是遠離該基座的電 極且經由所謂返回導線（return wire)而與點燃電路或操作 電路相連接。此種電路形式所顯示的缺點爲：總點燃電壓 下降在靠近基座的的電極（亦稱爲熱電極）上，這樣會由於 電容效應和電暈放電而造成較大的損耗》 201043094 【發明內容】 本發明的目的是提供一蓆整合式氣體放電燈，其具有整 合在基座中的點燃電路，此點燃電路具有一種點燃變壓 器、點燃電容器、以及一受控制的開關元件。此種氣體放 電燈可防止上述缺點。 發明的描述 本發明的上述目的是藉一種整合式氣體放電燈來達成， 其具有整合在基座中的點燃電路，此點燃電路具有一種點 燃變壓器、點燃電容器、以及一受控制的開關元件，其中 整合式點燃電路設計成用來產生不對稱的點燃脈波，且靠 近基座之第一燈電極和遠離基座之第二燈電極之間的電壓 比可由2 2 : 1而達到5 ·· 4。 不對稱的點燃脈波之第一振盪半周期較佳是在10奈秒 和1 〇〇微秒之間的範圍中，特別是在40奈秒和1微秒之 間。靠近基座之第一燈電極上可藉由該不對稱的點燃脈波 所產生的電壓因此是在4仟伏至25仟伏之間’遠離基座之 第二燈電極上可藉由該不對稱的點燃脈波所產生的電壓是 在〇. 5仟伏至8仟伏之間。這樣可確保氣體放電燈點燃器 能安全而可靠地被點燃。 該點燃變壓器較佳是具有一種分成二個部份的二次繞 組，其中第一部份配屬於第一燈電極’第二部份配屬於第 二燈電極，且繞組比n S 1 : n S 2適合以下的關係式： nS2 = 0.04..0.8*nSl。這樣可確保該靠近基座之第—燈電極 和該遠離基座之第二燈電極上的電壓之間有適量的比例。 -4- 201043094 該點燃變壓器較佳是具有1至4個主線圈以及40至380個 二次線圈。藉此種線圈數，能安全且可靠地將氣體放電燈 點燃器點燃。 在一較佳的實施形式中，該點燃電路具有一種門限値開 關’其切換電壓是在350伏和1300伏之間。此外，在一較 佳的實施形式中，該點燃電路具有：二個電感器，其分別 連接在一個燈電極和該點燃變壓器之高壓側的第二終端之 間；以及一個點燃電容器，其連接在二個燈電極之間，其 中該點燃電容器之電容小於22pF，該電容較佳是在3 pF 和15 pF之間。此種措施可確保：高頻干擾可儘可能地在 其產生之位置被衰減，且因此對已相連接的電路不會有危 險性。該高頻干擾是在該整合式氣體放電燈之氣體放電燈 點燃器之放電弧突發時發生。 當該點燃電路具有一背鐵（back iron)-電容器，其連接在 該點燃變壓器之低壓側之第二終端之間，且具有68 pF至 22 nF之間的電容，可濾除大致上可到達該點燃電路之輸入 端的干擾。在一較佳的實施形式中’該點燃電路可具有一 返回導線抗流圈，其與該背鐵-電容器一起形成低通濾波 器。這樣可使濾波作用進一步提高’且濾除來自氣體放電 燈點燃器之高頻干擾。 當該點燃電路具有一電流補償的抗流圈’且該電流補償 的抗流圈連接在該點燃電路的輸入端時’此電路配置之電 磁相容性可進一步獲得改良。爲了濾除電壓尖峰’該點燃 電路較佳是具有一種TVS -二極體’其連接在該點燃電路之 201043094 輸入端之間。 爲了確保該返回導線在被施加電壓時可不被接觸，該氣 體放電燈較佳是具有一種基座，其在插入至一反射器時同 時以機械方式來固定且同時亦可達成電性上的接觸。 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。 機械整合 圖1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 201043094 ， 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，其它成本、電纜費用和錯誤源（source)亦不需 要。以下亦稱氣體放電燈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 %β 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910，92 0之一側上。除了金 屬層以外，亦可對金屬導體或金屬編織物進行濺鑛，以形 〇 成一種位於燈座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，塑料燈座即須以一種由導電材料（例 如，金屬）構成的導電外殼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 稱爲〇_環）位於導電外殻72之點燃器側的終端上，該密封 環71將反射器密封。藉由此種措施’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，因此，位於燈座中的點燃-和操作電路9 1 0， 201043094 92 0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 面的一側上處於獨立室（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之一側 上。燈座板74較佳是由導熱性及導電性良好的材料（例如， Ο 鋁或鎂）構成。爲了與該燈座70形成機械連接且與該導電 外殼72形成電性連接，該外殼72在遠離該燈點燃器50之 一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，且因此形成所需的連 接。又，藉由此種連接技術，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 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 201043094 靠性提高以及重量下降。 燈座板較佳是由鋁壓鑄件或鎂壓鑄件製成。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 在燈座70和燈座板74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70和燈座板74，使此二構 件可互相扣合，且於扣合位置處，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5 0之一側上確保該燈座 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5 0且容納了 〇 具有點燃變壓器80之點燃電路910。稍後將說明該點燃變 壓器8 0之構造。較大的第二面容納該氣體放電燈點燃器 5〇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 的電路板。電子組件和形成該點燃-和操作電路之構件可分 201043094 別位於二個電路板之上側和下側上以及內部中。圖1中爲 了清楚之故在變壓器80外部未顯示其它電子組件或構件 於電路板上。只要該點燃電路910之電路板和該操作電路 920之電路板由相同材料所構成，各電路板即能以相同效 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70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，於該點燃-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一側上 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，即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50而受到特別高的熱負載。該點燃電路 -10- 201043094 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殼72相連接。若該屏蔽面亦用來使該 點燃變壓器80冷卻，有利的即係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。 該操作電路920用之電路板夾在燈座70和燈座板74之 間。該操作電路920用之電路板在其周圍分別於上側和下 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70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92 0與可導 電的外殻72形成接地連接。 圖2顯示第一實施形式中之整合式氣體放電燈5之機械 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 由包含電路之外殼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，此時外殻邊緣上的圓 形可忽略。因此，在圖1和圖2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或更靠近該 操作電路910而形成二個正方形。第一實施形式因此是一 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 -11- 201043094 之尺寸小於該操作電路板920之尺寸有關。然而’情 必如此，且該二個外形中的實施形式具有相同的等級 ' 此只顯示唯一的外形。又，外形之二種幾何形式在不 域中不必相同。特別是在該點燃電路之區域中一小的 外形和該操作電路之區域中一大的六角形外形顯示成 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 座板74之間。密封環73就像該操作電路920用的電 〇 —樣，位於燈座70和燈座板74之間，且配置在該操 路920用的電路板外部。 圖3顯示第二實施形式中本發明之整合式氣體放電 之切面圖。第二實施形式類似於第一實施形式，因此 述與第一實施形式之不同點。第二實施形式中，該點 路910和該操作電路92 0於一共同平面中配置在一電 上而成爲總操作電路930。藉由此種措施，本發明之 放電燈5之燈座可較平坦地形成，這樣亦可使一使用 〇 放電燈5之頭燈顯示出較小的深度。該點燃變壓器80 該氣體放電燈點燃器50下方的中央。該點燃變壓器 中央點較佳是位於該氣體放電燈點燃器50之縱軸中。 燈座之氣體放電燈點燃器電極用的電流導線向內伸入 點燃變壓器之中央部。該點燃變壓器未安裝在電路 而是使其遠離該氣體放電燈點燃器之末端座落於大 路板之遠離該氣體放電燈點燃器之一側相同的高度 操作電路93 0之電路板在此位置上空出，使該點燃 況未 ，因 同區 圓形 特別 和燈 路板 作電 :燈5 只描 燃電 路板 氣體 氣體 位於 80之 靠近 至該 :上， '與電 ^。總 丨壓器 -12- 201043094 80可插入至該總操作電路93 0之電路板中。爲了使電磁相 容性獲得改良，該外殼可藉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 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。 圖8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
Q 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920之電路板之功能同樣藉 燈座板來達成，此乃因燈座板在其內側上具有不導電的區 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，可 特別良好地使該操作電路920冷卻，此乃因其直接安裝在 -13- 201043094 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，冷卻用的表面即 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， %J 但亦可藉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。 圖9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。於第四實施形式中，燈座板74 藉由一在內側上且因此就像前述實施例，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 〇 * 圖4 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，亦稱該燈座板爲燈座杯。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93 0，其在特 -14- 201043094 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 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，如圖9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，該連接較佳即由超音波 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 ❹ 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之圖9中所示之第四實施形 式之不同形式的數個幾何數據： -15- 201043094 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 1〇〇 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。 由圖4可知，第二和第四實施形式中該整合式氣體放電 燈5之燈座具有六角形的形式，這樣有多種優點。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，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無圓形形 式的缺點。 如圖3和圖4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 -16 - 201043094 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。 ' 圖5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4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 Ο 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，在 插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7 02突出的節703, 其定義一參考面。細部圖顯示在圖7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 〇 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之弧光於該燈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。於 圖3和圖4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703 之燈座側的面上）隨後將該整合式氣體放電燈5向內拉，且 -17- 201043094 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。於 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。 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, 220, 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93 0。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，如圖6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 -18- 201043094 至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3 5 0相接觸。電性終端之機械負載藉可自由擺動 ' 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，頭燈中全部光源藉一種插 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供電接觸區連接至機載式 ^ 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。藉頭燈之供電接觸區來對該頭燈中的燈供電，這是藉頭 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圖1和圖2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 02之面 向該氣體放電燈點燃器50之一側上。於此形式中，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 〇 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 放電燈5除了二個電性接觸區210、22 0以外另有接觸區 -19- 201043094 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、3 52，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 機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之優點 外，另有以下優點： 由於該燈只有當其位於頭燈中的特定位置時才被供應功 率，因此，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，終端客戶可置換該燈。於是，該終端客戶之整合 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 可使該燈與頭燈外殼形成接地連接。這例如可藉固定在該 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之可導電的外殻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間 形成電性連接。該接觸例如可在該外殼7 2之側壁上或正側 上達成。於目前情況下，藉由可導電的密封環71來達成接 -20- 201043094 地連接。若該外榖表面不能導電或不能完全導電，彈簧條 片即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圖 31中。此處，該整合式氣體放電燈5及參考面7 02藉一在 頭燈容納區之對應的對立面上的固定夾705按壓。該整合 式氣體放電燈5以傳統方式與頭燈形成電性連接。固定護 圈70 5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702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504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，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7〇5 1 中，該固定夾固定於該導槽中，但在燈更換時，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。藉本發明之氣體放電燈5之 第五實施形式，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絕不會造成限 制。 -21- 201043094 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。圖10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、 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。所謂形式在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。於此 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（F err it)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 1 2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 板868，869，其用來使該點燃變壓器80達成機械上的固 定作用。 圓11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812不能被看見。第一鐵素體核心半 部8 1 1是由正方形的側壁8 1 1 2組成’半個中空圓柱8 1 1 0 在中央向內而由側壁突出。正方形的側壁8112之內側在面 向繞組的一側上具有由外向內延伸的長形的凹口 81121。 該點燃變壓器80在完成高壓的絕緣之後被帶領至浸漬漆 或澆注物質中。藉這些凹口，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 -22- 201043094 80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 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8 6在第一種形式中只以一繞組經由該點燃變壓 器80之3個角隅延伸，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 片帶具有上述連接板866，867，868和869，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 之電路板插接，且在另一側上旋轉或焊接著，如圖12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。圖12中該 二個末端向外彎曲成大約90度且半徑以8620或8640來表 示。在該片帶之外端上分別安裝一橫向突出的連接板8 62, 8 64,其作爲電性接觸用。圖12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，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 -23- 201043094 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，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板本身中具有 另外的270°半徑，其在組裝的狀態下可進一步使機械應力 下降。 在鐵素體核心之中空圓柱形內部之中央安裝一接觸體 85，其在該氣體放電燈點燃器50和二次繞組87(未顯示） 之內部終端之間形成電性接觸。該接觸體87由弧形的片部 所構成，該片部是與該氣體放電燈點燃器50之靠近燈座之 電流導線56相連接。該接觸體85在其遠離該點燃器之末 端上具有二個頂蓋面，以與高壓放電燈電極相接觸。該接 觸體85較佳是在遠離該點燃器之末端之二個相面對的側 面上具有二個頂蓋面851和852，其互相傾斜成鞍形屋頂 形式，且該接觸體85形成在該二個頂蓋面相接觸的末端 上，使高壓氣體放電燈點燃器50之電流導線56集中地被 夾緊。於此，該二個頂蓋面851和852在該二個頂蓋面相 接觸的末端上，設有一種V-形的輪廓（contour)。然而，此 輪廓同樣是圓形或以其它適當的方式來加工。在安裝時， 電流導線56經由該接觸體85而插接著，且到達預定的狀 態，然後較佳是藉由雷射而與該接觸體85相焊接著。 圖12顯示該點燃變壓器之下部的透視圖。圖12亦顯示 第二鐵素體核心半部812，其與第一鐵素體核心半部811 的形式相同，且亦由正方形的側壁8122構成，半個中空圓 -24- 201043094 柱8 120在中央向內而由該側壁8122突出。正方形的側壁 8122之內側具有由外向內延伸的長形的凹口 81221。圖12 ' 中可看出該接觸體85之靠近該點燃器之此側，其具有六角 形的敞開形式及貫通的電流導線5 6。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 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 〇 樣又可使該點燃變壓器之效率提高，特別是可達成的點燃 電壓之大小提高很多。 圖13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8〇之第二鐵素體核 心半部812中。該二次繞組87由—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 -25- 201043094 85形成電性連接。絕緣層可在所有側面上施加在 上，但絕緣層亦可由絕緣箔來構成，該絕緣箔與金 ' 起捲繞著。絕緣箔較佳是比該金屬帶還寬，以確保 的絕緣距離。金屬箔因此須以絕緣箔來捲繞，使其 絕緣箔的中央。於是，在捲繞體中形成一螺旋形的 其在浸漬或澆注之後以浸漬漆或澆注物質來塡入且 使二次繞組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 ^ 觸體85相連接。二次繞組87之用來導引低壓之外 8 72與主繞組86相連接。該些連接可藉由焊接、熔 它適當的連接方式來形成。於本實施形式中，該些 雷射熔接來達成。每一末端較佳是施加二個熔接點 二個部份可靠地在電性上互相連接。二次繞組87之 端87 1經由鐵素體核心81之二個中空圓柱半部811 且由其所夾住。二次繞組87之外部末端8 72因此須 組86之末端相連接，使該二次繞組87之捲繞方向 〇 組8 6之捲繞方向相反。然而，依據需求，該二次彳 之外部末端亦可與主繞組86之另一末端相連接，使 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 金屬帶 屬帶一 一足夠 位於該 間隙， 因此可 與該接 部末端 接或其 連接以 ，其將 內部末 0, 8120 與主繞 與主繞 堯組8 7 主繞組 燃變壓 形式無 述。所 之二個 繞組寬 -26- 201043094 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箔繞組所構成， 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。 圖14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，因 此，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8 0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，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 2 70度的彎曲，以保護各焊接位置使不會受到大的機械應 力。電性接觸用的二個連接板862，864以相同的方式構成 -27- 201043094 且在徑向中配置在該點燃變壓器80之周圍。第二實施 鐵素體核心82以三部份構成且具有中空圓柱形的中 心821，其在二個末端上由圓形板822來封閉。圓形相 位於中空圓柱821之中央，因此形成上述薄膜捲軸形 該中空圓柱具有狹縫82 3 (圖中不能看見），以便經由二 組的內部末端而至該中空圓柱之內部。 圖15是第二實施形式中該點燃變壓器80之切面圖 處，該鐵素體核心81之構造可良好地拉伸。此圖中亦 認出狹縫823，藉此可貫通該二次繞組87之內部末端 圖16是第三實施形式中該點燃變壓器之分解圖，其 出二繞組式之主繞組。由於第三實施形式之點燃變壓 很類似於第二實施形式，以下只描述與第二實施形式 同處。第三實施形式中，該點燃變壓器80之主繞組具 個繞組。主繞組86之金屬帶因此幾乎圍繞該點燃變壓 次。在二個末端上又安裝著連接板以對該點燃變壓器 成電性接觸，各連接板以SMD-形式來形成。本實施形 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夾緊來達成，如圖3所元 點燃變壓器8 0夾緊在燈座7 0和燈座板7 4之間。燈 74因此具有燈座板圓頂741，其是燈座板上的突起， 安裝狀態下壓抑著該點燃變壓器80。此種構造之優點 該點燃變壓器80可良好地排熱。該點燃變壓器80在 時變成很熱’此乃因其很靠近該整合式氣體放電燈5 例之 央核 L 822 式。 次繞 。此 可辨 〇 顯示 器80 之不 有二 器二 80形 式中 不需 這例 卜該 :座板 且在 ,是使 :操作 之氣 -28- 201043094 體放電燈點燃器50。藉由導熱良好的燈座板74，由氣體放 電燈點燃器50進入至該點燃變壓器80之熱之一部份又被 排出而使該點燃變壓器80有效地冷卻。 圖17是第三實施形式中該點燃變壓器80之切面圖，其 顯示出二繞組式之主繞組。此切面圖良好地顯示鐵素體核 心82之核心構造。鐵素體核心82就像第二實施形式一樣 是由三個部份構成，即，由一個中央核心824和二個板 82 5，826構成。中央核心824同樣是中空圓柱狀且在一末 端上具有一配件827，其抓握在第一板825之圓形區段中 且將第一板固定在中央核心824上。第二板8 26同樣具有 圓形區段，其內直徑等於該中央核心8 24之外直徑。第二 板在安裝該二次繞組和主繞組之後插塞在該中央核心上且 因此固定著。對該第二板進行插塞，直至其位於二次繞組 上爲止，以便在該點燃變壓器80中達成儘可能充足的磁通 量。 不對稱的點燃脈波 以下，對該整合式氣體放電燈5之點燃器之操作方式進 行說明。 圖18a是先前技術中不對稱之脈衝點燃器之連接圖。在 不對稱的點燃器中，該點燃變壓器TIP連接至該氣體放電 燈點燃器50(此處以等效電路圖來表示）之導線之一。這樣 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於大部份情況下都與 該氣體放電燈點燃器之另一導線相連接；於是，產生一種 -29- 201043094 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。 圖18b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 0 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 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 圓18b中該氣體放電燈點燃器50之燈等效電路。燈的寄生 電容CLa之較大成份甚至最大成份不是由燈本身所造成， -30- 201043094 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 式能量儲存器之描述開始，二個導體之間或氣體放電燈的 二個電極之間的寄生電容即可如圖18b所示，組合成 CLa,2。存在於導體和環境之間的寄生電容藉由Clu和CLa，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 Ο 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<^8,2+1/201^」。 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）， 其通常較上述所考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 〇 同點開始。於忽略電壓UW時，在不對稱點燃的情況下CLa>1 和cLa,2充電至點燃電壓。反之，在對稱點燃的情況下，cLa,2 充電至點燃電壓且CLaj和CLa,3分別充電至點燃.電壓之一 半處。於假設一種對稱的構造下，即，CLa.^CLa」’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。於極端情況CLa,1：=CLa,3 >> CLa，3時’在與圖 18b比較下，圖18a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 -31- 201043094 小，此乃因所產生的電壓UIS(),1和UIs(),2只有不對稱點燃時 所生的電壓Uls Μ之一半的値。這同時顯示對稱脈衝點燃之 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 Ο 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 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 〇 w 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 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 -32- 201043094 所造成的有效功率的轉換不再可忽略。在上述等效電 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，如圖19所示，其具有一種類似於 〇 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。在具有圖5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 C) w 乃因必須考慮到一般已接地的反射器上的飛弧。因此，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。藉該點燃變壓器TIP之背面導體-二次繞組IPSR而 -33- 201043094 產生2…8 kV之電壓，且藉由該點燃變壓器TlP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 niPSR = 0.04…0.8*ηΙΡ5Η。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ΤΙΡ之主繞組ηρ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 和3 8 0之間。 圖19中的脈衝點燃單元Ζ由於先前技術中已爲人所 知，因此此處不再說明。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。於第一實施形式 中，該點燃變壓器 T1P 具有轉換比 ηΙΡΡ: niPSR:nipsH=l:50:150之繞組’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+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: 1〇〇之繞組來構成，且以800伏之火花放電爲基準的點燃 -34- 201043094 單元Z來操作。該點燃變壓器ΤΙΡ對氣體放電燈點燃器5 0 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。 圖20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圏LNS1和LNS2,以便以高壓尖峰 (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1 5 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。該電容器具有二種有 利（positive)的影響：其中一種是對該燈的電磁相容-特性有 ❹ 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，藉背鐵-電容器CRS，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 -35- 201043094 體抗流圈LR—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DTr(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。 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固定在燈座70上（請參閱圖1)。如 Ο 圖20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，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，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 〇 層之點燃電Μ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。例如，此第三電極除 了金屬夾外’在外燈泡上另具有金屬層54,如圓21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 -36- 201043094 片中。於是’該金屬層54在光學上未顯露在點燃器燈管 上’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 式耦合至金屬夾。當外部之此層藉該點燃器固定在金屬夾 中而與該金屬夾形成電性接觸時，以電鍍方式耦合特別有 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2 0%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 〇 是藉由以下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，其於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 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。 Ο 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能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 -37- 201043094 組成。第一部份具有已調整的氣體放電燈點燃器50,其藉 金屬夾52和固定片53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。 圖21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 〇 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 電，該可離子化的塡料較佳是以無水銀的塡料來形成，其 含有氙和金屬鈉、钪、鋅和銦之鹵化物，且鋅和銦之鹵化 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5 0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 -38- 201043094 氣體放電燈點燃器50之點燃電壓進行調整，即，該點燃電 壓是於氣體放電燈點燃器50之放電區段上，在準（quasi) 靜止操作狀態下，於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5 0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 成份是在每1立方毫米（mm3)放電管體積 0.026微克至 〇 · 〇 8 9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。銃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 銃之損耗（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 -39- 201043094 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 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1〇立方毫米至小 於26立方毫米之範圍中。 氣體放電燈點燃器之各電極5 04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 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5 02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 〇 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。於電極較薄時，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钍來摻雜 的鎢。 各電極分別與埋置於放電管之材料中的鉬箔506相連 -40- 201043094 接，各電極可氣密地導引電流，且各別的鉬箔5 06至與鉬 箔相連接的電極之向內伸入至放電管5 02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5 06和發生在電極尖端（其向內伸入至該放電管5 02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5 06受到較小的熱負載及較小的腐蝕危險性。 頻率適應性 以下將描述一種防止閃燦現象的方法，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920產生。此交流電流可以是高頻的交流電 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。 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成 -41 - 201043094 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，於整流期間，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，電極提供足夠高的電流之能力與溫度有關。若 溫度太低，在整流期間，弧光即至少在零穿越點之後由點 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，因在小的發 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。 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 4 15-431 中之 ’’The boundary 1 ayers of ac-arcs at HID-electrodes: phase resolved electrical measurements and optical observations”中已知：在冷電極和漫射式弧光 -42- 201043094 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，即會發生所謂閃爍。 切換用的弧光模式所涉及之問題主要與氣體放電燈有 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。通常當需要”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-放電燈中的情況一 樣，其中由於法規上的規定而必須在4秒後達成8 0%的發 〇 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 所流過的燈電流來加熱，因此，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，因此，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調整器保持燈功 0 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 -43 - 201043094 測量器來進行，其通常在該氣體放電燈點燃器50操作時測I 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位 的切換可在較高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，閃爍現象 不發生。 當然，頻率不可任意提高，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5 0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1〇%。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定 壽命，例如，該槪念”在特定壽命附近”是指在該特定壽命 之9 0 %至1 0 0 %之間。由製造者所給的壽命被視爲特定壽命。 圖22是上述方法之第一實施形式的圖解其中顯示該氣 -44 - 201043094 體放電燈點燃器在點燃期間之操作頻率。圖22中可辨認出 該操作頻率直至5 00小時的點燃期間爲止在400赫時仍保 持定値，在500小時至1 5 00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赫。 然而，在500赫至1500赫之範圍中頻率不必連續增加而 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，如圖32所示，由2097 1 52秒的累積的點 燃期間（大約等於5 8 3小時）開始，通常在進行3 27 6 8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4 0 0赫開始，該頻率到達912赫。第一實施形式的第二 種變形特別適合以數位邏輯電路來達成，例如，可藉微控 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，如圖33所示，使用一 特別簡易的方式。此處，於1 04.8 5 76秒（大約291小時）之 後該頻率在一步驟中由40 0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，只針對 唯一的頻率步進値來進行。 在第二實施形式中，如圖34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，以依據燈點燃器之需 要來調整頻率。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，亦可在整流器之前使 用適當的相關値來偵測。一種電子式操作器或安定器通常 -45- 201043094 用在機動車中且亦可包含在該整合式氣體放電燈中以作爲 該操作電路92 0，該電子式安定器可具有由直流電壓轉換 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5 00小時，即進行一種閃 〇 爍-測量方法。 此方法包括以下步驟： -將閃爍-最小-搜尋之計數器狀態提高1， -由下限頻率開始，以步進方式將氣體放電燈點燃器之操 作頻率提高， -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，即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 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（threshold)値以下，即隨著頻率的提高而 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 -46 - 201043094 近所操作的頻率來起動。 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，該閃爍-最小-搜 尋之計數器狀態即增加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爍強度乘以一種大於1 〇 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 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，即跳至本方法 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，即切 換至具有第三小的閃爍強度之頻率。在隨後的操作中若實 0 際的閃爍強度又應位於實際的閃爍邊界値以上，該閃爍-最 小-搜尋之計數器狀態即重新增加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（920，930)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))讀出。在機動車之維護期間，例如， -47- 201043094 在服務-期間滿期之後的檢查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讀出。然而，爲了簡單之故，各邊 界値於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，該整合式氣體放電燈 (5)即須更換成新的整合式氣體放電燈。此方式大大地提 高了照明系統之可用性而不會造成大量的成本，此乃因該 〇 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（tk)或累積之已加權的點燃期間（tkg)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 〇 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憶體空間。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，即像第 二實施形式一樣，亦繼續搜尋至第二上限頻率爲止。然後， 直接跳至最小記憶體中所儲存的頻率。接著，該燈在此頻 -48- 201043094 率中操作至少3 0分鐘且在此期間中決定此期間的閃爍強 度。若該閃爍強度較原來強度所高出的値大於一可容許的 ' 因數（例如，20%)，即在最可能的操作頻率之後開始新的搜 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燃期間提高，該 點燃器之閃爍傾向可大大地下降，而不需在電路配置本身 耗費很大的成本。由於該整合式氣體放電燈5之操作電路 包含微控制器，因此，整個方法可在該微控制器之軟體中 〇 實現而不會造成額外的成本。第二實施形式中偵測該閃爍 用的電路配置在合適的設計中純粹以軟體來實現。偵測該 閃爍所需的測量値由於其它原因而施加至微控制器中，於 是，可藉由對該些値作適當的評估而以軟體來實現一偵測 單元。硬體中所需的電路組件由於其它原因而存在著且因 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可支配通信元件或至少 ^ —通信介面，其特別是能與機動車之機載電路通信。一種 LIN-匯流排已顯示特別有利。然而，亦可藉由CAN-匯流排 和機載電路來與整合式氣體放電燈連結。 藉由通信介面，該燈能以有利的方式來與機動車中的上 位之控制系統（例如，光模組）通信。於此，經由該通信介 面可經由該整合式氣體放電燈5將多種資訊傳送至上位之 控制系統。該些資訊儲存在該燈的永久性記億體中。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 -49- 201043094 設備來搜集，且可在該燈生產結束時，於該燈之永久性記 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 相對於燈座之參考面而插在燈座70上時被固定至燈座上 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5 04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 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，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 〇 件，以便在生產各別的組件發生錯誤時找出相關的燈。 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 存在該整合式氣體放電燈5中，此乃由於可控制該資料’ 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。 -50- 201043094 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’ -所產生之閃爍效應之次數，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， -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 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 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 -51- 201043094 整合式氣體放電燈5未用在汽車中，該整合式氣體放電燈 5之介面即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。 由於上述資料（主要是累積之點燃期間），因此，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。 如以上針對有閃爍的燈中所述，經由該整合式氣體放電 燈之通信介面讀出資料，一服務技術可由該整合式氣體放 電燈中讀出資料，且於需要時可在故障之前更換該燈。 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，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 〇 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， 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 -52- 201043094 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。 於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 0 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 間亦可藉由上述操作參數來加權且以數字儲存在該操作電 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億體所讀出的其它資料之函數’使 Ο 該壽命例如取決於該燈之起動次數或所需的光電流。由於 經濟上的原因，對是否須更換該整合式氣體放電燈之判定 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，該數字特別是指閃爍-最小-搜尋或實際之閃爍 -53- 201043094 邊界之起動次數，則該整合式氣體放電燈之狀態可準確地 測得且在需要時被讀出。讀出的値在該整合式氣體放電燈 ' 所在的機動車的服務中被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 〇 效而更佳。提前的故障現象因此較少且顧客滿意度提高。” 該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 Θ 作出可靠且簡易的判定。 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 的資訊亦可用來在其壽命期間將該整合式氣體放電燈5之 發光量保持成固定。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 -54- 201043094 化，此乃因該系統在尺寸上通常設計成用於點光源 最小的電極距離時所造成的最短放電弧，且在放電 ' 時光學系統中更多的光將消失。此光學系統本身在 期間的效率亦將下降，這是由於溫度循環或汽車頭 發生的永久振動而使透鏡混濁或失焦所造成。以下 燈的點燃期間（u)和已加權的累積的點燃期間（tkg)， 已加權的累積的點燃期間（tkg)是由以下將詳述之加 γ來加權。 ^ 由於該整合式氣體放電燈5之操作電路將該氣體 點燃器5 0之相關的參數儲存於永久性記憶體中，因 加至該氣體放電燈點燃器50之操作功率PLA可依據 的點燃期間來調整。由於老化過程以非線性方式來 因此，在一簡單的實施形式中一種補償函數β可儲 操作電路中，如圖27所示。此處，該燈之已加權的 點燃期間tkg繪成該氣體放電燈點燃器50之燈功率 額定功率P N之商的函數。在小於1 〇小時之點燃期 〇 之下方區域中，該功率稍微提高。這有助於對該氣 燈點燃器來設定條件（例如，溫度、濕度）。此處亦 該整合式氣體放電燈5之點燃器50之”燒入”現象。 已”燒入（b u r n i n g - i η) ” ’即能以稍微變小的功率（大約 功率之90%)來操作，此乃因該燈的效率就像透鏡一 好。由大約1 0 0小時的已加權的累積的點燃期間tk; 該功率又緩慢地上升，以便在到達3000小時之特定 端時可達到燈功率PLA，其大於該點燃器之已設定 或用在 弧變長 其操作 燈中所 將描述 其中該 權函數 放電燈 此，施 該累積 進行， 存在該 累積的 PLA對 間所在 體放電 應提及 若該燈 是額定 樣亦很 s開始， 壽命終 的額定 -55- 201043094 功率之ίο%。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，即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γ，其是一種與欠 功率和過功率有關的因數。圖28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γ之圖解。若氣體放電 燈點燃器5 0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50以低很 多的欠功率來操作，老化速率即同樣較快，此乃因電極太 冷，結果會使電極材料凝聚，因此須以濺鍍來將電極材料 剝蝕，這是不期望的，此乃因這樣會使燈的壽命和光效益 下降。因此，整合式氣體放電燈5之操作電路須將老化一 起計算在已加權的累積的點燃期間tkg中。這可藉由以下的 公式來算出：tkg(t)= ； m m ί(τ)只表示該點 1 ρΝ 燃函數，即，只要該氣體放電燈點燃器5 〇在操作，則 ί(τ) = 1。若該氣體放電燈點燃器50未操作，則f(T) = 0。若 -56- 201043094 該整合式氣體放電燈5以過功率或欠功率來操作，其 速率即更快速地到達1 〇倍。 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5 0，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 放電燈5之操作電路中須儲存一種調光曲線。圖29是 技術用之整合式氣體放電燈之一例子中的調光曲線α 解。此調光曲線顯示該氣體放電燈點燃器50所發出之 流或如圖29所示已對額定光電流ΦΝ形成正規化 電流¥、與點燃器功率或如圖29所示已對點燃 Φν 定功率Ρν形成正規化的點燃器功率¥之相依性。於 中，該相依性顯示在該氣體放電燈點燃器50之1 〇〇小 已加權的累積的點燃期間tkg中。就該氣體放電燈點 5〇之另一已加權的累積的點燃期間tkg而言，會有不 曲線外形。在理想情況下，三維的特徵場儲存在該整 氣體放電燈5之操作電路中，該特徵場同時考慮該氣 電燈點燃器50之老化。圖29因此只是該氣體放電燈 器之100小時的已加權的累積的點燃期間tkg中該特徵 切面圖。用來確定燈功率之該特徵場除了光電流和已 的累積的點燃期間外，另包含其它的維度（Dimension: 如，使該燈之最近開始點燃的點燃期間或已估計的點 度以特定效果在點燃之後的數分鐘內映射至一區域中 老化 操作 與上 位控 而是 氣體 汽車 之圖 光電 的光 器額 圖29 時的 燃器 同的 合式 體放 點燃 場的 加權 ，，例 燃溫 ，這 -57- 201043094 取決於該燈之所謂”高運行”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， 基本函數或相對應的特徵場都近似地以一種積（pro duct)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， π v 在一特定的光量時所需的點燃器功率pLa例如由以下的公 式來表示：PLa= «(¥)·々(〇;因數β在此處考慮該氣體 Φν 放電燈點燃器50之老化。此函數β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 U 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’於操作時亦可考慮該氣體放電燈點燃器50之目前 的點燃期間。當已加權的累積的點燃期間tkg接近該氣體放 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。圖30顯示此 -58- 201043094 種點燃器曲線，其中顯示光電流之商（t)相對於正規化之
- TN 累積的壽命（1)之關係。後者是由燈的點燃期間U除以該 Ϊν 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是以額定功率的1.2 倍來操作，以對該氣體放電燈點燃器50設定條件且進行燒 入。然後，該氣體放電燈點燃器5 0以額定功率來操作一段 較長時間。若該氣體放電燈點燃器50達到其壽命之80%， 〇 功率即連續下降至該額定功率之〇·8倍。圖28中的加權函 數在詳細觀看時揭示：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（其在汽車領域中會有致命 的結果）。若不使用該燈的點燃期間U，即亦可針對圖3〇 之圖解而使用已加權的累積的點燃期間tkg。 該整合式氣體放電燈5由於上述之資料和計算結果而可 〇 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220，23 0之永久性記憶體中。若機動 車在汽車間進行檢査，即可讀出該檢查時所需的燈資料， 特別是已儲存的剩餘壽命。依據已讀出之剩餘壽命，另外 可判定：該整合式氣體放電燈5是否須更換。亦可將該整 合式氣體放電燈5之序號及/或氣體放電燈點燃器5〇之序 號儲存於該整合式氣體放電燈5中。依據該些序號，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 -59- 201043094 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 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 〇 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 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，能以經濟的方式提高 光源的可用性。此種過程因此被視爲特別經濟，此乃因該 燈只有在其故障，亦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 〇 w 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 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，在對策上可藉由操作 將該操作電路所讀出的資料傳送至該燈製造者。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 -60- 201043094 利。然而，除了序號以外只要該機動車之VIN (Vehicle Identification Number)—起傳送，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。 第一實施形式中，以操作電路920爲基準，其具有圖23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供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）以及 該氣體放電燈點燃器50。藉由此種於先前技術中已爲人所 知的形式，可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—種 收縮的弧光，其具有較小的擴散性。利用此種’’較狹窄的弧 -61- 201043094 光”’則頭燈的透鏡可較準確地設定且該頭燈之光效益可大 大地提闻。 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93 0(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，因此，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920，930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 亦已爲人所知，因此，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920，93 0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 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3 00仟 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 資料是儲存在該操作電路920，930之微控制器（未顯示）中 -62- 201043094 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 顯示出的優點在於，頻率範圍（其中須使頻率改變）很小， 〇 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。 在圖23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，作爲已調變的高頻交流電壓之高頻漣波保持 〇 在由該直流電壓轉換器92 10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9220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（IPSΗ， 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，因此，各組件可良好地調整至 -63- 201043094 所期望的操作方式藉由疊加之高頻電壓，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。 在圖24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將高頻電壓耦合至 該點燃電路9 1 0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 Ο 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’以使 該氣體放電燈點燃器5 0達到安全且無閃爍之操作。 在圖25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 f) I 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1 0%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 -64- 201043094 可能的，且此頻率選擇成小於4 MHz，此乃因在此頻 可達成的效率特別高。該點燃變壓器之控制經由以電 _ 分離的主繞組來達成。二次繞組劃分成以電鍍相分離 個繞組，其分別連接在燈電極和整流器9220之間。信 生器產生一種流經該點燃變壓器TIR之主繞組的高 流，其在二次側上在共振電路中激發一種共振，此共 將該氣體放電燈點燃器50點燃。此共振電路由該點燃 器TIR之二次電感和位於燈上方之電容CR2構成。由 Ο 容CR2很小，因此，不必以構件形式整合在該點燃電路 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，該信號產生器之 方式即改變，使其將高頻信號經由該點燃變壓器TIR 入，該高頻信號在燈電壓處調變以使弧光成平直狀。 所顯示的優點在於，已調變的電壓之頻率和振幅可較 地調整而使該直流電壓轉換器9210或該整流器9220 佳化的操作方式仍然存在。藉由此種電路形式，則亦 ^ 該點燃電路910來支配該氣體放電燈點燃器50之由共 路所產生之高的管制（take-over)電壓，使此管制電壓 由直流電壓轉換器9210來產生。以此種措施，則該直 壓轉換器92 10之操作方式可進一步最佳化，此乃因該 電壓轉換器9210所需的輸出電壓範圍變小。該整流器 須使用微小的功率，此乃因燈功率的一部份經由已調 燈電壓而輸入。此實施形式因此在使用各操作參數時 供最大的自由度，以便在平直的放電弧光中使該氣體 率時 鍍相 的二 號產 頻電 振可 變壓 於電 9 10 操作 而輸 這樣 自由 之最 可由 振電 不必 流電 直流 9220 變的 可提 放電 -65- 201043094 燈點燃器50可達成最佳化之可靠的操作。 圖26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 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，因此，可使用一種 高設定器形式的較簡易的轉換器（亦稱爲Boost-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 出側短路時亦允許能量流之中斷。這在圖26之本案的轉換 器槪念中不屬於此種情況，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，該整合式氣體放電燈5就系統上而 -66- 201043094 言成本很有利。 【圖式簡單說明】 • 圖1是第一實施形式中本發明之整合式氣體放電燈之 切面圖。 圖2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。 圖3是第二實施形式中本發明之整合式氣體放電燈之 切面圖。 Ο 圖4是第二實施形式中本發明之整合式氣體放電燈之 透視圖。 圖5是頭燈/氣體放電燈之介面的示意圖。 圖6是電接觸的細部圖° 圖7是機械接觸的細部®I ° 圖8是第三實施形式中本發明之整合式氣體放電燈之 切面圖。 圖9是第四實施形式中本發明之整合式氣體放電燈之 ^ 透視圖。 圖10是整合式氣體放電燈之點燃變壓器之透視圖。 圖11是該點燃變壓器之上部的透視圖。 圖12是該點燃變壓器之下部的透視圖。 圖13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。 圖14是第二實施形式中該點燃變壓器之分解圖。 圖15是第二實施形式中該點燃變壓器之切面圖。 -67- 201043094 圖16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。 ' 圖17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。 圖18a是先前技術中不對稱之脈衝點燃器之連接圖。 圖18b是先前技術中對稱之脈衝點燃器之連接圖。 圖19是不對稱之脈衝點燃器之連接圖。 圖20是整合式氣體放電燈之擴大式電路之連接圖。 〇 圖21是整合式氣體放電燈之點燃器之切面圖’其顯示 出燈座構造。 圖22是氣體放電燈點燃器在點燃期間之操作頻率之 圖解。 圖23是第一實施形式中以直線式放電弧光來操作時 的電路圖。 圖24是第二實施形式中以直線式放電弧光來操作時 的電路圖。 圖25是第三實施形式中以直線式放電弧光來操作時 的電路圖。 圖26是直流電壓轉換器之已簡化的操作方式用的電 路圖。 圖27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。 圖28是加權函數γ之圖解。 圖29是函數a之圖解。 -68- 201043094 圖30是該氣體放電燈點燃器之標準化之額定光電流 和標準化之累積的點燃期間之間的關係圖。 圖31是第五實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 之切面圖。 圖32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。 圖33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。 ^ 圖34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 2 10 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 區 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 -69- 201043094
504 電 極 506 鉬 箔 52 用 來 固 定 氣 體 放電 燈 點燃器之金屬夾 53 金 屬 夾 之 固 定 片 54 外 燈 泡 之 金 屬 層 56 氣 體 放 電： 燈! 點燃器之靠近燈座之電流導線 57 遠 離 燈 座 的 電 流導 線 70 燈 座 702 參 考 環 703 由 參 考 環 突 出 的節 705 氣 體 放 電 燈 用 之固 定 夾 705 1 導 槽 705 3 固 定 夾 中 之 隆 起 7 1 反 射 器 之 密 封 rm 環 72 可 導 電 的 外 殼 722 連 接 板 73 燈 座 板 和 燈 座 之間 的 密封環 74 燈 座 板 741 燈 座 板 圓 頂 80 點 燃 變 壓 器 8 1 鐵 素 體 核 心 8 11 鐵 素 體 核 心 第 一半 部 8 110 鐵 素 體 核 心 內 部之 第 一半部 8 112 鐵 素 Bjjti 體 核 心 第 一半 部 之側壁 -70- 201043094
8 112 1 8 12 814-816 8 120 8 122 8 1221 82 1 822 823 824 825 826 827 85 85 1 852 86 861 ， 863 ， 865 862 > 864 8620 ， 8640 866-869 87 87 1 872 長形的凹口 鐵素體核心第二半部 背鐵鐵素體 鐵素體核心內部之第二半部 鐵素體核心第二半部之側壁 長形的凹口 中空圓柱 圓形板 狹縫 中空圓柱形中央核心 第一板 第二板 配件 接觸體 第一頂蓋面 第二頂蓋面 主繞組 朝向內部的圓柱形的圓形件 至電性接觸區之連接板 主繞組之片帶末端上的半徑或圓形件 作爲機械固定用之固定連接板 二次繞組 二次繞組之內部末端 二次繞組之外部末端 -71- 201043094 9 10 點 燃 電 路 920 操 作 電 路 93 0 總 操 作 電 路 92 10 直 流 電 壓 轉換器 9220 整 流 器 923 0 信 □r^ 產 生 器
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