201043095 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及整合式氣體放電 燈之用來產生點燃電壓之點燃變壓器，其具有鐵素體 (Ferrit)核心和至少一主繞組以及至少一個二次繞組，該至 少一個二次繞組是由絕緣的金屬帶所形成，該金屬帶配置 在該鐵素體核心上，使該至少一個二次繞組之導引高壓用 的末端配置在內部中。 【先前技術】 本發明涉及一種依據申請專利範圍獨立項所述之整合 式氣體放電燈及整合式氣體放電燈之點燃變壓器。 由DE 199 13 942 C1中已知一種整合式氣體放電燈， 其整合式點燃裝置具有環形鐵心變壓器。此環形鐵心變壓 器以二次繞組來捲繞且然後以主繞組來捲繞。由於主繞組 爲了使變壓器達成良好的耦合作用而須覆蓋二次繞組之廣 大的範圍，則主繞組導線的絕緣須設計成使二次繞組所產 生的整個點燃電壓都可被隔離。然而，這樣很費功夫且昂 貴，此乃因並不是須設置一種構造上的措施來使該點燃電 壓被隔離，而是導線本身之絕緣須能使該點燃電壓被隔離。 由DE 10 2004 044 368 A1中已知一種改良的點燃變壓 器，其鐵素體具有盆形鐵心形式，且二次繞組由金屬帶構 成。然而，此變壓器的生產很昂貴，此乃因二次繞組不是 捲繞在鐵素體上而是須捲繞在一種心軸上且可置入至盆形 鐵心形式之鐵素體中以作爲製成的線軸。由於製程上的容 許度，則此處可使用的線軸不能良好地被使用且耦合亦不 -4 - 201043095 能達到最佳化。 【發明內容】 本發明的目的是提供一種整合式氣體放電燈之已改良 的點燃變壓器’其可產生—種點燃電壓且具有鐵素體、至 乂主繞組和至少-個一次繞組，該至少—個二次繞組是 ‘由絕緣的金屬帶所形成’該金屬帶配置在該鐵素體核心 上，使該至少一個二次繞組之導引高壓用的末端配置在內 部中。 Ο 發明的描述 本發明的上述目的中有關該點燃變壓器的部份是藉由 一種點燃變壓器來達成’其可產生—種用於一整合式氣體 放電燈之點燃電壓且具有鐵素體核心 '至少一主繞組和至 少一個二次繞組，該至少一個二次繞組是由絕緣的金屬帶 所形成，該金屬帶配置在該鐵素體核心上，使該至少一個 二次繞組之導引高壓用的末端配置在內部中。該鐵素體核 心具有一種膜捲軸的形式，且該二次繞組就像膜一樣捲繞 〇 在鐵素體核心上。這樣可確保該點燃變壓器可簡易地且成 本有利地製成。 上述目的中與整合式氣體放電燈有關的部份是藉由一 種具有點燃變壓器之整合式氣體放電燈來達成。 當該鐵素體核心具有二個平行的側壁和一個中央核心 且該二個側壁之外形是圓形或正方形時’則該二次繞組可 直接捲繞在該鐵素體核心上。 該鐵素體核心較佳是由二個鐵素體核心半部所構成’ 其共同形成一種膜捲軸的形式’其中該鐵素體核心之中央 201043095 核心具有中空圓柱形的形式且由二個半部構成，每—個鐵 素體核心半部分別具有一側壁和一中央核心半部。藉由此 種配置，則該二次繞組之位於內部之末端可挾在中央核心 半部之間，這樣可使該二次繞組之線軸簡化。然而，該鐵 * 素體核心亦可具有三個部份，其以中央互相重疊的方式而 . 形成一種膜捲軸的形式，其中該三個部份之二個部份基本 上相同且形成該膜捲軸之二個側壁，第三部份具有中空圓 柱之形式，其形成該膜捲軸之中央核心，中空圓柱形的該 〇 第三部份具有一縱向的狹縫。於是，該二次繞組較狹窄地 由該鐵素體核心所圍繞著，這樣可使該點燃變壓器達成較 佳的耦合作用。 若該點燃變壓器具有一接觸體且此接觸體位於該鐵素 體核心之中空圓柱區域之內部中，則該二次繞組之金屬帶 之起始端可向內導入至該二個核心半部之間或經由該狹縫 而向內導入至中空圓柱形的該第三部份中且在該處與該接 觸體形成電性連接。該接觸體又可與高壓放電燈點燃器之 Q 電流導線形成電性連接。這樣可使該點燃變壓器有效地以 較短方式連接至該氣體放電燈點燃器中。 該接觸體較佳是由彎曲的片部所構成，其中該彎曲的 片部是由基本上爲矩形之面所構成，該面以圓柱形方式而 彎曲地形成且具有二個橫向突出的連接板，各連接板以彎 曲的狀態而互相面對著且就像二個屋頂面一樣互相傾斜 著，此二個連接板形成在該二個屋頂面相接觸處之末端 上，使高壓放電燈電極之電流導線可集中地被夾緊。於是， 氣體放電燈點燃器之電流導線之接觸作用可特別簡單地達 -6- 201043095 成。 若該點燃變壓器之主繞組具有至少一繞組且此至少一 繞組是以帶形之具有彈性的沖製彎曲件來形成，則可藉由 主繞組之彈力來固定該二次繞組，且該二次繞組之外部末 • 端是與該主繞組形成電性連接，使該點燃變壓器可更簡易 . 地被製成而更容易操控。 若該主繞組之沖製彎曲件以圓形或多角形來形成，其 中在以角形方式構成時在末端上該沖製彎曲件具有圓柱形 0 之指向內的圓形部且圓形部中夾著背鐵-鐵素體，則該點燃 變壓器可特別緊密且在以角形方式構成時可設有一種閉合 之磁性背鐵。 該主繞組之沖製彎曲件在特別有利的情況下具有至少 二個螺旋形互相重疊的繞組，其可在點燃之瞬間使主電路 中的電流通量獲得改良。 當該主繞組之沖製彎曲件具有橫向形成的第一連接板 且該第一連接板用來使該點燃變壓器達成機械上的固定 〇 時，則該點燃變壓器可簡單而安全地固定在電路板或類似 物上。若該主繞組之沖製彎曲件在二個末端上具有指向外 部之圓形部，以使橫向地形成在各別末端上的第二連接板 達成機械上的去載（unload)且第二連接板又用來與一種點 燃電路形成電性連接，則電性接觸區的焊接位置可受到保 護。該焊接位置特別是在大的溫度變動下亦不會斷裂。 該點燃變壓器較佳是以一適當的媒體（特別是一種浸 漬漆）來浸濕或以澆注物質來澆注，以使電性絕緣強度和機 械穩定性提高。 201043095 當該點燃變壓器之側壁在面向繞組之此側上具有由外 部向內部延伸之長形的凹口時，可使上述之浸濕或澆注更 加容易很多。結果，可使該浸漬漆或澆注物質之侵入性獲 得改良。 ' 鐵素體核心之直徑相對於高度之比較佳是大於1且小 - 於9，特別是大於1 .5且小於5。因此，該點燃變壓器保持 緊密狀且達成一種高的電性效率。 本發明之整合式氣體放電燈和該點燃變壓器之其它有 〇 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 C) 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 201043095 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。 〇 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 個固定片53上。固定片澆注在或噴銨在燈座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 Q 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，則塑料燈座須以一種由導電材料（例 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 201043095 頭燈系統，而不須將該燈完全安裝至—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。 〇 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 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5 0、點燃電路9 1 0 和操作電路920可不分離地互相連接至整合式氣體放電燈 Q 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 -10- 201043095 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或外殻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9 1 0，920之功能造成不良 0 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7〇內部中設有二個面，其容納該點燃_ Q 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 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 毎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 201043095 別位於二個電路板之上側和下側上以及內部中 爲了清楚之故在變壓器80外部未顯示其它的 構件於電路板上。只要該點燃電路910之電路 電路9 2 0之電路板由相同材料所構成，則各電 ' 同效益來製成。電路板之間可設有電橋，其在 • 裝至燈座7 0中時作爲電路板之間的電性連接件 條線，帶狀導線或固定式/可撓性電路板可用 此’須形成二個電路板之間的電性連接，以便7 0 別是熱循環應力）時在該點燃-和操作電路之二 間所造成的距離變化可未受損地被克服。於是 可設有足夠長度和空間的導線。或是，亦可使 個銷（pin)·和軸襯條，其被測量且配置成在該二 氣體放電燈點燃器之縱軸方向中允許熱膨脹且 下可確保一種電性連接。於是，該銷條之銷例 別之電路板表面而配置，且須測量該軸襯之導 該軸襯可爲各銷所用的路徑可較該軸襯內部中 q 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 上具有可導電之屏蔽面，以使該點燃電路中由 造成的干擾儘可能遠離該操作電路。在金屬電 核心電路板中，該屏蔽面本來就已存在，其它 佳是在該側上安裝一銅面或類似物。若使用金 板，則藉此亦可使該點燃變壓器80冷卻，其由 體放電燈點燃器50而受到特別高的熱負載。 910和該操作電路920之間的可導電的屏蔽面 。第1圖中 電子組件或 板和該操作 路板能以相 被劃分和安 ;。例如，單 作電橋。因 £熱膨脹（特 個電路板之 ，在外殻內 用一個或多 個電路板之 在全部情況 如垂直於各 入長度，使 由於熱膨脹 電路之此側 於高電壓所 路板或金屬 電路板中較 屬核心電路 於靠近該氣 該點燃電路 另外亦可藉 -12- 201043095 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殼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 〇 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920與可 導電的外殻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， 〇 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，此時外殻邊緣上 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 更靠近該操作電路92 0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91〇附 近所形成的第一外形小於第二外形，這與該點燃電路9 1 〇 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 -13- 201043095 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920用的電路 板一樣位於燈座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。 〇 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 燃電路910和該操作電路920在一共同平面中配置在一電 路板上而成爲總操作電路9 3 0。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 Q 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93 0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930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 -14- 201043095 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93 0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 〇 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8 0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和該可導電的外殼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 〇 藉由燈座板來達成，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，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 用的表面亦可對應地形成且例如由圓形、六角形、正方形 -15- 201043095 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92 0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。 第9圖是第四實施形式中本發明之整合式氣體放電燈 0 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 q 材料是導熱良好的塑料，其可藉由噴鑪澆注而引進至一種 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9 3 0，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 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7 0由金屬構成，則此二組件可藉由 -16 - 201043095 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 〇 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。 〇 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 1〇〇 35 275 510 2.86 Β·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i 〇〇 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 -17- 201043095 表中所示的不同形式 電燈點燃器之標準化的電 同之氣體放電燈點燃器之 . 由第4圖可知，第二 放電燈5之燈座具有六角 一方面是該整合式氣體放 特定位置上。另一方面， 〇 之電路板，以產生較小的 佳的成本效率。藉由燈座 很短之頭燈，這特別是在 稱的六邊形的形式在此應 未具有圓形形式的缺點。 如第3圖和第4圖所 各接觸區210、220在徑 〇 之縱軸而由燈座向外突出 放電燈5與頭燈形成電性 時以塑料-濺鍍澆注-方法 是，不需特殊的插頭系統 和氣密性的包封。 第5圖顯示頭燈3/整 示意圖。第二實施形式中 之電功率7瓦至50瓦是與氣體放 功率有關。於此’使用了構造相 不同的幾何形式和數據。 和第四實施形式中該整合式氣體 形的形式，這樣具有多種優點。 電燈5可良好地接合，以插入至 可使用該整合式總操作電路930 (裁剪後的）零頭料且因此可有較 之平面式佈置，則可形成構造上 現代的機動車中是有利的。點對 用中享有圓形形式的全部優點但 示，在該燈之燈座70之一側上， 向中朝向該氣體放電燈點燃器5 0 。各接觸區用來使該整合式氣體 接觸。各接觸區在製造該燈座70 來濺鍍而成。這樣所具有的優點 ，但仍可確保如上所述的防水性 合式氣體放電燈5之間之介面的 該氣體放電燈5具有特殊之電性 -18- 201043095 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〇sr am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 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 7 03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 -19- 201043095 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5 0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。 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 〇 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930。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210，220，230，24 0配置在該終端元件 35之狹縫351，3 52中，如第6圖所示，其中該安裝過程 C) 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350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。 -20- 201043095 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。 0 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702 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 Q 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、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 -21- 201043095 機載電路而可幾乎不需功率地接通或關閉。 ±述’’Snap Lite，’_介面除了不需更換電性終端此優點 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5 0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 〇 燈3中’則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 0 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殻7 2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7 1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殻表面上之接觸面 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7 02藉由 -22- 201043095 一在頭燈容納區之對應的對立面上的固定夾705而 著。該整合式氣體放電燈5以傳統方式而與頭燈形 連接。固定護圈7〇5用來使該整合式氣體放電燈5 中的容納區上之參考面7 02良好地連接著，且因此 • 設定該頭燈之光學系統中電極的方位。該整合式氣 . 燈5之點燃器50之電極5 04在該整合式氣體放電燈 程中須針對該參考面702來調整。在插入至頭燈中 整合式氣體放電燈5之弧光在反射器33中佔有一確 0 置，其可達成準確的光學成像作用。藉由該固定夾 彈簧作用，則在複雜的條件（例如，機動車之頭燈中 的振動）下亦可確保該成像作用。該固定夾在頭燈側 一導槽7051中，該固定夾固定於該導槽中，但在燈 時可輕易地由該導槽中取出。該固定夾705在底側 隆起70 5 3而接合至燈座板74中。然而，該固定夾 可不具備隆起且因此定位在燈座板之肋條上。藉由 之氣體放電燈5之第五實施形式，則可對該頭燈達 Q 簡易且成本有利的接合作用，其對頭燈之光學系統 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 構造。桌10圖顯不第一實施形式之點燃變壓器80 圖，其中該點燃變壓器80具有正方形之平面形式。 其它實施形式亦是可能的，其中該點燃變壓器80可 形、六角形、八角形或其它適當的形式。其它實施 下將再詳述。所謂形式此處是指該點燃變壓器之棱 被按壓 成電性 與頭燈 準確地 體放電 5之製 時，該 定的位 705之 會發生 鉤掛至 的更換 以二個 705亦 本發明 成一種 中的定 壓器之 之透視 然而， 具有圓 形式以 柱形的 -23- 201043095 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 〇 • 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 1 2 所組成。該點燃變壓器8 0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 〇 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 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。藉由這些凹口，則浸漬漆或澆注物 〇 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8 1 1，8 1 2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—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80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 -24- 201043095 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之電路板而插接著且在另一側上旋轉或焊接著， 〇 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 8 620或8 64 0來表示。在該片帶之外端上分別安裝一橫向 突出的連接板862，864，其作爲電性接觸用。第12圖中 顯示該二個連接板862, 8 64之另一實施形式。藉由二個半 徑8 62 0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 〇 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8 62, 8 64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8 7由弧形的片部 -25- 201043095 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8 5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5 0之電流導線5 6集中地被夾 緊。於此，該二個頂蓋面8 5 1和8 5 2在該二個頂蓋面相接 〇 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，且到達一預定的狀 態，然後較佳是藉由雷射而與該接觸體85相焊接著。 第12圖顯示該點燃變壓器之下部的透視圖。第12圖 亦顯示第二鐵素體核心半部812，其與第一鐵素體核心半 部8 1 1的形式相同，且亦由正方形的側壁8 1 2 2構成，半個 中空圓柱8120在中央向內而由該側壁8122突出。正方形 Q 的側壁8122之內側具有由外向內延伸的長形的凹口 81 22卜第12圖中可看出該接觸體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814。第二和第三角隅同樣設有第二背鐵·鐵素 -26- 201043095 體815和第二背鐵-鐵素體816。此三個背鐵·鐵素體 組86固定著。於此，該主繞組86之片帶在三個角 有朝向內部之圓柱形的圓形件861，863和865，其 輛鐵_鐵素體814至816。該三個背鐵·鐵素體814至 •生產時藉由彈性可變形的材料而可靠地保持在其位 - 背鐵-鐵素體是該點燃變壓器80之磁性背鐵，藉此 線保持在磁鐵材料中，且在該點燃變壓器外部不會 擾。這樣又可使該點燃變壓器之效率提高，特別是 〇 的點燃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， 見的二次繞組87，其設置於該點燃變壓器80之第 體核心半部812中。該二次繞組87由一絕緣金屬帶 該金屬帶就像一具有預定繞組數的膜一樣捲繞在薄 形式的鐵素體核心上，其中導引高壓用的末端位於 貫通該薄膜捲軸形式的鐵素體核心之中央核心且與 體8 5形成電性連接。絕緣層可在所有側面上施加在 Q 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8 7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 該接觸體85相連接。二次繞組87之用來導引低壓 末端872是與主繞組86相連接。該些連接可藉由烤 由主繞 隅上具 中夾著 816在 置上。 使磁場 造成千 可達成 具有可 二鐵素 構成， 膜捲軸 內部、 該接觸 金屬帶 屬帶一 一足夠 位於該 間隙， 因此可 處是與 之外部 ί接、熔 -27- 201043095 接或其它適當的連接方式來形成。本實施形式中，該些連 接以雷射熔接來達成。每一末端較佳是施加二個熔接點， 其將二個部份可靠地在電性上互相連接。二次繞組8 7之內 部末端87 1經由鐵素體核心81之二個中空圓柱半部8110, • 8120且由其所夾住。二次繞組87之外部末端872因此須 . 與主繞組86之末端相連接，使該二次繞組87之捲繞方向 與主繞組86之捲繞方向相反。然而，依據需求，該二次繞 組87之外部末端亦可與主繞組86之另一末端相連接，使 〇 主繞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中已安裝的點燃變 壓器80之直徑和高度在廣泛地與氣體放電燈5之幾何形式 無關下以基於鐵素體之尺寸來定義，以進行簡單的描述。 所謂點燃變壓器的高度是指二個側壁之各別遠離繞組之二 個外表面之間的距離，其接近於一側壁之二倍厚度和繞組 寬度所形成之和（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’ 〇 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Kapt on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 -28- 201043095 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。 • 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 〇 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 應力。電性接觸用的二個連接板862，8 64以相同的方式構 成且在徑向中配置在該點燃變壓器80之周圍。第二實施例 之鐵素體核心82以三部份構成且具有中空圓柱形的中央 核心821，其在二個末端上由圓形板822來封閉。圓形板 D 822位於中空圓柱821之中央，因此形成上述之薄膜捲軸 形式。該中空圓柱具有狹縫823(圖中不能看見），以便經由 二次繞組的內部末端而至該中空圓柱之內部。 第15圖是第二實施形式中該點燃變壓器80之切面 圖。此處，該鐵素體核心81之構造可良好地拉伸。此圖中 亦可辨認出狹縫823，藉此可貫通該二次繞組87之內部末 端。 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。由於第三實施形式之點燃變壓 -29- 201043095 器80很類似於第二實施形式，以下只描述 之不同處。第三實施形式中，該點燃變壓器 有二個繞組。主繞組86之金屬帶因此幾乎 器二次。在二個末端上又安裝著連接板以 • 80形成電性接觸，各連接板以SMD-形式 . 形式中用來使該點燃變壓器80達成機械 不需要。該點燃變壓器8 0因此須另外以機 這例如可藉由將該點燃變壓器80予以夾緊 〇 圖所示》該點燃變壓器80夾緊在燈座70 間。燈座板74因此具有燈座板圓頂741， 突起且在安裝狀態下壓抑著該點燃變壓器 優點是使該點燃變壓器80可良好地排熱 80在操作時變成很熱，此乃因其很靠近該 燈5之氣體放電燈點燃器5 0。藉由導熱良 則由氣體放電燈點燃器50進入至該點燃賴 —部份又被排出而使該點燃變壓器80有穷 Q 第17圖是第三實施形式中該點燃變 圖，其顯示出二繞組式之主繞組。此切面 素體核心82之核心構造。鐵素體核心82 式一樣是由三個部份構成，即，由一個中 個板82 5，826構成。中央核心824同樣是 —末端上具有一配件827，其抓握在第一; 段中且將第一板固定在中央核心824上。 具有圓形區段，其內直徑等於該中央核心 第二板在安裝該二次繞組和主繞組之後插 與第二實施形式 $ 80之主繞組具 圍繞該點燃變壓 對該點燃變壓器 來形成。本實施 固定之連接板已 械方式來固定。 來達成，如第3 和燈座板74之 其是燈座板上的 8〇。此種構造之 。該點燃變壓器 整合式氣體放電 好的燈座板7 4， §壓器80之熱之 〔地冷卻。 壓器80之切面 圖良好地顯示鐵 就像第二實施形 央核心824和二 中空圓柱狀且在 阪825之圓形區 第二板826同樣 824之外直徑。 塞在該中央核心 -30- 201043095 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。 第18a圖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 Ο 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 〇 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 -31- 201043095 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 因此會下降。在對稱之脈衝點燃中造成較高的點燃電壓之 〇 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。燈的 寄生電容CLa2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CLa,2，如第1 8 圖b所示。存在於導體和環境之間的寄生電容藉由CLa>1 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CLaj+mCLU。 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） -32- 201043095 且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 同點開始。在忽略電壓UW時，在不對稱點燃的情況下CLa, i 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CLa>1和CLa,3分別充電至點燃電壓之一 . 半處。在假設一種對稱的構造下，即，，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>> CLa, 2時，在與第18 〇 圖b比較下，第18圖a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UIs()1，i和UIS()1，2只有不對稱點 燃時所生的電壓UIS()1之一半的値。這同時顯示了對稱脈衝 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 Q 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 -33- 201043095 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 〇 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 Q 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 -34- 201043095 燃，此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。藉由該點燃變壓器TIP之背面導體-二次繞 〇 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， 艮卩，nIPSR:nipsH = 2:23…8:17。這亦可表示成方程式n1PSR = 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np的數目較佳是在1和4 之間，二個二次繞組IPS Η和IPS R之繞組數之和較佳是在 Q 40和3 8 0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1 3 00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 :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， -35- 201043095 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 : 5 0 ·· 1〇〇之繞組來構成，且以800伏之火花放電爲基準的點燃 單元Z來操作。該點燃變壓器TIP對氣體放電燈點燃器50 〇 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1^51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。 Q 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 -36- 201043095 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 〇 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而固定在燈座70上（請參閱圖1)。 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 Q 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 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 -37- 201043095 容性地耦合至該金屬夾。於是形成一種”第三電極，’ 多個”互相耦合之單一電極”構成且有一側接地。例 第三電極除了金屬夾之外在外燈泡上另具有金屬層 第21圖所示。此層可施加在該外燈泡之外側及/或 此層由可導電之（例如）金屬材料構成且較佳是安裝 . 面導體平行的條片中。於是，該金屬層54在光學上 在點燃器燈管上且另外對該點燃輔助層形成最小的 因此形成最大的耦合電容。該外燈泡上的此層可電 ❹ 或以電鍍方式而耦合至金屬夾。當外部之此層藉由 器固定在金屬夾中而與該金屬夾形成電性接觸時， 方式而耦合特別有利，這可藉由先前技術中一般的 術來達成而不需額外的耗費。該層較佳是經由外燈 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 用是藉由以下之物理上的關聯來達成：在金屬夾和 電燈之二個電極之間在金屬夾接地及進行不對稱的 〇 燃時施加一種高電壓，則在靠近氣體放電燈之二個 會在該外燈泡中促成一種介電質阻障式放電。此種 阻障式放電使該點燃器燈管中形成一種擊穿現象。 由在該介電質阻障式放電中形成的紫外-光來促成， -光幾乎未被該點燃器燈管所吸收，且在電極上和放 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 可由金屬部構成，金屬部具有對應的固定件，其由 鍍而成且可確保對燈座70可達成良好的機械連接。 ，其由 如，此 54，如 內側。 在與背 未顯露 距離且 容性地 該點燃 以電鍍 安裝技 泡周圍 利的作 氣體放 脈衝點 電極處 介電質 這是藉 該紫外 電空間 參考面 塑料濺 金屬夾 -38- 201043095 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5 0，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 〇 份是與第二部份相連接。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薗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 〇 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、銃、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5〇。氣氣 之冷塡充壓力是在1.3百萬（meg a)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5〇之 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 -39- 201043095 —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 〇 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5 0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中就像鈉和航之鹵化物一 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 0.0 89微克之間。可使用碘化物、溴化物或氯化物作爲鹵化 〇 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5 〇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 -40- 201043095 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 Ο 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502之厚度或直徑較佳是在 〇 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钍來摻雜的 -41- 201043095 鎢。 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5 06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 〇 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 Q 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 -42- 201043095 切換中，對燈電流進行整流，這樣會造成一種在短時間內 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 〇 關。若溫度太低，則在整流期間弧光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，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。 〇 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 optical observations”中已知：在冷電極和漫射式弧光 -43- 201043095 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 況一樣，其中由於法規上的規定而必須在4秒後達成80% 〇 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 Q 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tk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 -44- 201043095 測量時間，因此在多個電極之間點燃一種弧光。由於閃燦 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 Ο 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 5〇〇赫的頻率。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 Q 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 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 -45- 201043095 辨認出該操作頻率直至5 0 0小時的點燃期間爲止在4 0 0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2097152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32768 〇 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 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 用一特別簡易的方式。此處，在1 04 8576秒（大約291小時） Q 之後該頻率在一步驟中由400赫倍增至800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 -46- 201043095 電燈中以作爲該操作電路920，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，則進行一種 閃爍-測量方法。 〇 此方法包括以下步驟： -將閃爍-最小-搜尋之計數器狀態提高一， -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 Q 生的統計上的波動。在第二實施形式中，例如設定一種20 至3 0分鐘之測量時間。此頻率因此每次以1 〇 〇赫而增加， 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，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。 若該閃爍在頻率已提高至第一上限時仍未被消除或該 -47- 201043095 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爍強度乘以一種大於1 的因數且儲存所謂實際之閃燦邊界値以作爲新容許的門限 値。 〇 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 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-搜尋之計數器狀態重新增加一且以該最小搜尋之新 ζ) 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 -48- 201043095 放電燈中且經由通信匯流排而讀出。然而，爲了 各邊界値在較佳的實施形式中儲存在汽車間I 中。已讀出的値之一若大於所屬的邊界値，則 體放電燈（5)須更換成新的整合式氣體放電燈。 • 地提高了照明系統之可用性而不會造成大量的 . 因該燈在需要時可提早更換且在維護期間不需 耗費，因爲此時該機動車通常都連接至診斷裝 由該操作電路之永久性記憶體所讀出的資 〇 値相比較，各邊界値可依據同樣由永久性記憶 積之點燃期間（u)或累積之已加權的點燃期 化，老化的燈之閃爍邊界値因此須大於不必 者。邊界値與燈的點燃期間的相依性是由燈製 機動車製造者，使資料能以表格或矩陣的形式 診斷裝置中。 在第三實施形式中，類似於第二實施形式 別是須節省微控制器中之記憶體空間。在上述 Q 儲存目前爲止已發生之最小的閃爍強度和所 率。即，只進行該閃爍強度之最小搜尋以取代闫 在第一次搜尋至第一上限頻率時若不應中斷該 像第二實施形式一樣亦繼續搜尋至第二上限頻 後，直接跳至最小記憶體中所儲存的頻率。接 此頻率中操作至少30分鐘且在此期間中決定 爍強度。若該閃爍強度較原來強度所高出的値 許的因數（例如’ 20%) ’則在最可能的操作頻率 的搜尋，且因此如上所述來進行。 簡單之故， 的診斷裝置 該整合式氣 此方式大大 成本，此乃 大量的時間 置。 料將與邊界 體讀出的累 間（tkg)而變 更換的新燈 造者提供給 而載入至該 來進行，特 的搜尋中只 屬的操作頻 P時的測量。 捜尋，則就 率爲止。然 著，該燈在 此期間的閃 大於一可容 :之後開始新 -49- 201043095 藉由氣體放電燈點燃器之操作頻率在點燃期間被提 高，則該點燃器之閃爍傾向可大大地下降’而不需在電路 配置本身耗費大量的成本。由於該整合式氣體放電燈5之 操作電路包含微控制器，則整個方法可在該微控制器之軟 體中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 Ο 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 少一通信介面，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，則該燈能以有利的方式來與機動車中 〇 的上位之控制系統（例如，光模組）通信。於此，經由該通 信介面可將多種資訊經由該整合式氣體放電燈5而傳送至 上位之控制系統。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5 0例如被準確地測量且 -50- 201043095 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 〇 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，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 Q 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，此乃因可控制該資料， 因此亦可控制該氣體放電燈點燃器5 0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， -51 - 201043095 -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， 〇 -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 Q 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（Proto col)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。 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 -52- 201043095 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 〇 永久性記億體中時’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 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 Q 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 -53- 201043095 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。 〇 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 -54- 201043095 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。提則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 Ο 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。 流明（發光量）固定 然而，儲存在該整合式氣體放電燈5之永久性記億體 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 〇 成之放電弧的變化而下降。整個光學系統的效率會更加惡 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（tk)和已加權的累積的點燃期間（tkg)，其中該 已加權的累積的點燃期間（tkg)是由以下將詳述之加權函數 γ來加權。 -55- 201043095 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5 0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Pla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β可儲存在該操作電 路中，如第2 7圖所示。此處，該燈之已加權的累積的點燃 期間tkg繪成該氣體放電燈點燃器50之燈功率PLA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 〇 方區域中，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5 0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 〇〇小時的已加權的累積的點燃期間tkg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 終端時可達到燈功率Pla，其大於該點燃器之已設定的額 Q 定功率之1〇%。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 率或過（over)功率來操作。然而，若氣體放電燈點燃器50 -56- 201043095 不是以額定功率來操作’則其以不同於以額定 時的方式而老化。這在計算該累積的點燃期間 慮。於此，在該操作電路中儲存一種加權函數 種與欠功率和過功率有關的因數。第28圖是設 • 之頭燈中的整合式氣體放電燈5之加權函數γ . 氣體放電燈點燃器5 0以過功率來操作，則老化 此乃因電極太熱且電極材料將蒸發。若氣體放 5 0以低很多的欠功率來操作，則老化速率同樣 〇 因電極太冷，結果會使電極材料凝聚，因此須 電極材料剝蝕，這是不期望的，此乃因這樣會 和光效益下降。因此，整合式氣體放電燈5之 將老化一起計算在已加權的累積的點燃期間tk 由以下的公式來算出⑺=]/⑺;函數 oh 該點燃函數，即，只要該氣體放電燈點燃器5 0 f(r) = l。若該氣體放電燈點燃器50未操作，則 該整合式氣體放電燈5以過功率或欠功率來操 〇 化速率更快速地到達1 〇倍。 在一種先進的控制系統中，其以過功率或 作該氣體放電燈點燃器5 0，此控制系統中亦可 上位控制器之間先進之通信。這以下述方式來 控制器不再需要該整合式氣體放電燈5之特定 是需要一預定的光量。爲了達成此一目的，在 體放電燈5之操作電路中須儲存一種調光曲線 汽車技術用之整合式氣體放電燈之一例子中的 之圖解。此調光曲線顯示該氣體放電燈點燃器 功率來操作 時須予以考 γ，其是一 置在機動車 之圖解。若 速率較快， 電燈點燃器 較快，此乃 以濺鍍來將 使燈的壽命 操作電路須 g中。這可藉 ί"(τ)只表示 在操作，則 f(T) = 0。若 作，則其老 欠功率來操 實現一種與 說明：上位 的功率，而 該整合式氣 。第29圖是 調光曲線α 5 0所發出之 -57- 201043095 光電流Φ8£)11或如第29圖所示已對額定光電流ΦΝ形成正規 化的光電流%•、與點燃器功率PLa，s或如第29圖所示已對 Φν 點燃器額定功率ΡΝ形成正規化的點燃器功率¥之相依 性。第29圖中，該相依性顯示在該氣體放電燈點燃器50 之1 00小時的已加權的累積的點燃期間tkg中。就該氣體放 ' 電燈點燃器5 0之另一已加權的累積的點燃期間tkg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 0 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1 00小時的已加權的累積的點燃期間 tkg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 (Dimension)，例如，使該燈之最近開始點燃的點燃期間或 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”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 〇 V 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 PLa例如由以下的公式來表示：);因數（}此 Φν -58- 201043095 處考慮了該氣體放電燈點燃器50之老化。此函數β 含光學系統的老化，其中上述資料較佳是藉由該整 體放電燈之通信介面來告知，使該影響同樣可在該 氣體放電燈之操作電路進行計算時被考慮。由控制 ' 設之光量例如與機動車的速率有關，該整合式氣體 - 5在機動車中操作。在較慢速的運行中，該燈被調 到驅動。反之，機動車在高速公路上快速運行時， 由額定功率來操作，以確保運行時的軌道可廣泛地 〇 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 作電路中，在操作時亦可考慮該氣體放電燈點燃器 前的點燃期間。當已加權的累積的點燃期間tkg接近 放電燈點燃器之特定的壽命終端時，該操作電路能 功率來驅動該點燃器，此功率使該燈的老化程度最 此可有效地使該燈的壽命較傳統操作方式更長。第 示此種點燃器曲線，其中顯示光電流之商^相對於 Φν Ο 之累積的壽命之關係。後者是由燈的點燃期間tk 燈之額定壽命tN(例如，3 000小時）而算出。直至額 之3 %爲止’該氣體放電燈點燃器5 0是以額定功琴 倍來操作’以對該氣體放電燈點燃器5 0設定條件且 入。然後，該氣體放電燈點燃器50以額定功率來操 較長時間。若該氣體放電燈點燃器5 0達到其壽命；^ 則功率連續地下降至該額定功率之0.8倍。第28圓 權函數在詳細觀看時揭示了 ：該燈在操作時以最多 定功率之〇_8倍而受到保護。因此，該整合式氣體尤 亦可包 合式氣 整合式 器所預 放電燈 光而受 該燈藉 被看見 進之操 5 〇.之目 該氣體 以一種 少且因 30圖顯 正規化 除以該 ,定壽命 g 的 1.2 .進行燒 !作一段 ^ 8 0% > ]中的加 ，是其額 i文電燈5 -59- 201043095 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，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，則可讀出該檢查時所需的燈資料， 〇 特別是已儲存的剩餘壽命。依據已讀出之剩餘壽命，則另 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， Q 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 -60- 201043095 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，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 通信連接（例如，網際網路）來對該製造者資料庫詢問額定 Ο 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v IN (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 Q 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，其具有第 23圖所示的形式。該操作電路92 0具有直流電壓轉換器 -61 - 201043095 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 '9 1 0構成，該點燃電路9 1 0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。 〇 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5 0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 9 10，920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5 0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 間亦已爲人所知’則氣體放電燈點燃器5 0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 -62- 201043095 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 〇 最小頻率大約是no仟赫，該最大頻率大約是16〇仟赫。 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 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 Q 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，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。 -63- 201043095 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 〇 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（IP SH，IP SR)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 Q 號產生器9 23 0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，否則該信號產生器923 0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 9 1 〇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 -64 - 201043095 作。 在第25圖之第三實施形式中，該信號產生器整合 點燃電路910中。此處，該氣體放電燈點燃器50藉由 共振點燃來起動。該點燃電路具有一用於高頻操作的 ' 變壓器TIR，其由以級別-E之轉換器構成之信號產生 . 控制。該點燃變壓器TIR之尺寸設計成使所產生之高 至少該基本振盪仍可足夠良好地被傳送，該基本振盪 率是與該級別-E之轉換器之切換頻率相同，特別是在 〇 率時的效率較1 0%還好。該級別-E之轉換器之切換頻 點燃期間是在8 0仟赫和1 0 MHz之間。然而，此頻率 是選擇爲大於3 00仟赫，此乃因在此頻率時一種小的 形式是可能的，且此頻率選擇成小於4 MHz，此乃因 頻率時可達成的效率特別高。該點燃變壓器之控制經 電鑛相分離的主繞組來達成。二次繞組劃分成以電鍍 離的二個繞組，其分別連接在燈電極和整流器9220之 信號產生器產生一種流經該點燃變壓器TIR之主繞組 Q 頻電流，其在二次側上在共振電路中激發一種共振， 振可將該氣體放電燈點燃器50點燃。此共振電路由該 變壓器T1R之二次電感和位於燈上方之電容CR2構成 於電容CR2很小，其不必以構件形式整合在該點燃電 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 操作方式改變，使其將高頻信號經由該點燃變壓器 輸入，該高頻信號在燈電壓處調變以使弧光成平直 樣所顯示的優點在於，已調變的電壓之頻率和振幅 在該 一種 點燃 器來 頻之 的頻 此頻 率在 較佳 構造 在此 由以 相分 :間。 的高 此共 點燃 。由 "10 器之 11 R而 。這 較自 -65- 201043095 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 92 2 0須使用微小的功率，此乃因燈功率的一部份經由已調 〇 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5 0可達成最佳化之可靠的操作。 第26圖是直流電壓轉換器92 10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 Q 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） -66- 201043095 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 〇 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 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 Q 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。 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 -67- 201043095 之透視圖》 第ίο圖是整合式氣體放電燈之點燃變壓器之透視圖。 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。 〇 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。 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1 8b圖是先前技術中對稱之脈衝點燃器之連接圖。 第1 9圖是不對稱之脈衝點燃器之連接圖。 Q 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 示出燈座構造。 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。 -68- 201043095 第25圖是第三實施形式中以直線式放電弧光來操作 時的電路圖。 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γ之圖解。 第29圖是函數α之圖解。 〇 第30圖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。 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。 〇 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 ΜΠΙ 觸 230 電 性 接 觸 240 電 性 接 觸 3 頭 燈 -69- 201043095
3 3 頭燈之反射 3 5 對立接觸區 3 50 對立接觸區 351 ， 352 狹縫 5 整合式氣體 5 0 氣體放電燈 502 放電管 504 電極 5 06 1目箔 52 用來固定氣 53 金屬夾之固 54 外燈泡之金 56 氣體放電燈 線 57 遠離燈座的 70 燈座 702 參考環 703 由參考環突 705 氣體放電燈 705 1 導槽 70 5 3 固定夾中之 7 1 反射器之密 72 可導電的外 722 連接板 73 燈座板和燈 器 之載體部 放電燈 點燃器 體放電燈點燃器之金屬夾 定片 屬層 點燃器靠近燈座之電流導 電流導線 出的節 用之固定夾 隆起 封環 殼 座之間的密封環 -70- 201043095 74 74 1 80 8 1 8 11 . 8 110 8 112 8 112 1 Ο 812 814-816 8 120 8 122 8 1221 82 1 822 823 〇 824 825 826 827 85 85 1 852 86 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 鐵素體核心內部之第一半部 鐵素體核心第一半部之側壁 形的凹口 鐵素體核心第二半部 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 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 8 6 1，8 6 3，8 6 5向內部的圓柱形的圓形件 201043095 862 ， 864 至電性接觸區之連接板 8620 ， 8640 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 87 二次繞組 87 1 二次繞組之內部末端 872 二次繞組之外部末端 9 10 點燃電路 920 操作電路 930 總操作電路 92 10 直流電壓轉換器 9220 整流器 92 3 0 信號產生器 ❹ -72-