Beschreibung
Elektrische Schaltung zum Zünden einer Entladungslampe und Verfahren zum Zünden der Entladungslampe
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung zum Zünden mindestens einer Entladungslampe durch Anlegen mindestens eines Spannungsimpulses an eine Elektrode der Entladungslampe. Eine derartige elektrische Schaltung ist beispielsweise in einem sogenannten elektronischen Vorschaltgerät (EVG) realisiert. Ein EVG formt eine elektrische Energie aus einer verfügbaren Netzspannung so um, dass die Entladungslampe in ihrem optimalen Spannungs-, Strom- und Frequenzbereich betrieben werden kann. Neben der elektrischen Schaltung wird auch ein Verfahren zum Zünden einer Entladungslampe durch Anlegen mindestens eines Spannungsimpulses an eine Elektrode der Entladungslampe angegeben .
Aus der US 5 945 786 sind eine elektrische Schaltung und ein
Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Die Entladungslampe ist eine Hochdruckgasentladungslampe.
Die Entladungslampe wird mit einem sinusförmigen Wechselstrom betrieben (Betriebsstrom) . Eine Frequenz (Betriebsfrequenz) des Wechselstroms beträgt beispielsweise 50 Hz. Zum Zünden wird die Entladungslampe über die elektrische Schaltung mit einer entsprechenden, sinusförmigen Wechselspannung (Initialspannung) von beispielsweise 115 V angesteuert (Frequenz 50 Hz) . Die InitialSpannung wird mit
Spannungsimpulsen von 2.500 V bis 10.000 V überlagert. Die Spannungsimpulse werden dabei induktiv mit Hilfe eines Transformators erzeugt. Eine Dauer eines Spannungsimpulses beträgt mindestens eine μs .
Die Spannungsimpulse sind mit den Spannungs-Maxima und - Minima der sinusförmigen Initialspannung synchronisiert. Nur
die Spannungs-Maxima und -Minima werden jeweils mit einem Spannungsi puls überlagert. Dies bedeutet, dass pro Periode der Initialspannung maximal zwei Spannungsimpulse auftreten. Nach dem Zünden der Entladungslampe wird die elektrische Schaltung derart geändert, dass keine weiteren Spannungsimpulse erzeugt werden.
Durch das Zünden wird ein Gas der Entladungslampe ionisiert. Es entsteht ein elektrisch leitfähiges Plasma. Dieses Plasma verursacht das Leuchten der Entladungslampe. Zum
Aufrechterhalten des Leuchtens wird die Entladungslampe nach dem Zünden mit dem Betriebsstrom angesteuert.
Heutige EVGs weisen an ihrem Ausgang einen sinusförmigen Wechselstrom mit einer Frequenz von etwa 50 kHz auf. Dies führt über die Zuleitung zur Entladungslampe zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung. Um eine Belastung einer Umgebung mit dieser Strahlung zu reduzieren, ist es wünschenswert, die Entladungslampe nicht mit einem sinusförmigen Wechselstrom, sondern mit einem rechteckformigen Wechselstrom niedriger Frequenz zu betreiben. Bei einem derartigen Wechselstrom tritt nur beim Umschalten des Stroms (Wechsel der Stromrichtung) ein kurzzeitiges (breitbandiges) Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf.
Die aus der US 5 945 786 bekannte elektrische Schaltung ist nicht dazu geeignet, eine Entladungslampe zu zünden, die mit einem rechteckformigen Wechselstrom betrieben wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es aufzuzeigen, wie eine Entladungslampe gezündet werden kann, die mit einem rechteckformigen Wechselstrom betrieben wird.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine elektrische Schaltung zum Zünden mindestens einer Entladungslampe durch Anlegen mindestens eines Spannungsi pulses an eine Elektrode der
Entladungslampe angegeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung derart ausgestaltet ist, dass zum Zünden der Entladungslampe mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Spannungsimpulse mit einem aus dem Bereich von einschließlich 2,5 ns bis einschließlich 5 μs ausgewählten Impulsabstand erzeugt werden können.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Zünden einer Entladungslampe durch Anlegen mindestens eines Spannungsimpulses an eine Elektrode der Entladungslampe angegeben. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Spannungsimpulse mit einem aus dem Bereich von einschließlich 2,5 ns bis einschließlich 5 μs ausgewählten Impulsabstand erzeugt werden, die an die Elektrode der Entladungslampe weitergeleitet werden.
Die Entladungslampe kann eine Hochdruckgasentladungslampe sein. Vorzugsweise ist die Entladungslampe eine Niederdruckgasentladungslampe. Zum Zünden der Entladungslampe wird eine Initialspannung an der Entladungslampe angelegt. Die Initialspannung wird an die Elektrode (Lampenelektrode beziehungsweise Lampengegenelektrode) der Entladungslampe angelegt. Die InitialSpannung kann eine pulsierende oder geglättete Gleichspannung sein. Insbesondere ist die
Initialspannung eine rechteckförmige WechselSpannung. Eine Amplitude dieser WechselSpannung beträgt beispielsweise 230 V. Eine Frequenz (Umschaltfrequenz) der rechteckformigen Wechselspannung beträgt beispielsweise 130 Hz. Die Initialspannung kann dabei die Betriebsspannung der
Entladungslampe sein. Denkbar ist aber auch, dass die InitialSpannung von der Betriebsspannung verschieden ist.
Die InitialSpannung wird mit mehreren Spannungsimpulsen überlagert, wobei es zur Bildung des elektrisch leitfähigen Plasmas in der Entladungslampe kommt. Ein Spannungsimpuls ist ein einmaliger Spannungsstoß. Der Spannungsstoß zeichnet sich
durch seine Form, seine Amplitude und seine Dauer aus. Die Spannungsimpulse, mit denen die InitialSpannung überlagert wird, kann eine beliebige Form aufweisen (gaußförmig, rechteckförmig, ... ) . Die Amplitude des Spannungsimpulses beträgt beispielsweise 600 V bei einer Halbwertsbreite von beispielsweise 50 ns .
Der Impulsabstand zweier zeitlich nachfolgender Spannungsimpulse ergibt sich beispielsweise durch die zeitliche Verzögerung des Auftretens von Spannungsmaxima und/oder -Minima der Spannungsimpulse. Denkbar ist auch die zeitliche Verzögerung des Zeitpunkts des stärksten Anstiegs (Abfalls) der Spannung (Maxima der 1. Ableitung nach der Zeit) .
Anstelle eines einmaligen SpannungsStoßes mit einer sehr hohen Voltzahl über 1000 V im Maximum wird auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung die Entladungslampe mit Hilfe eines hochfrequenten Spannungspulses (Paket aus einer Vielzahl von Spannungsimpulsen) gezündet. Je höher eine Folgefrequenz ist, mit der die Spannungsimpulse erzeugt werden, desto leichter lässt sich die Entladungslampe zünden. Vorzugsweise beträgt die Amplitude eines Spannungsimpulses unter 1000 V.
Zum Zünden der Entladungslampe werden vorzugsweise Spannungsimpulse mit einer Folgefrequenz erzeugt, die aus dem Bereich von einschließlich 100 kHz bis einschließlich 200 MHz ausgewählt wird. Die Spannungsimpulse können eine hochfrequent pulsierende Gleichspannung bilden, wobei die
Spannungen zeitlich einander folgender Spannungsimpulse ein gleiches Vorzeichen aufweisen. Insbesondere ist eine hochfrequente Wechselspannung denkbar, bei der die Spannungen zeitlich einander folgender Spannungsimpulse ein unterschiedliches Vorzeichen aufweisen.
Die Dauer der einzelnen Spannungsimpulse ist sehr kurz. Insbesondere weisen die Spannungsimpulse eine aus dem Bereich von einschließlich 1,25 ns bis einschließlich 2,5 μs ausgewählte Halbwertsbreite auf. Als Folge davon verhält sich die Initialspannung der Entladungslampe gegenüber den Spannungsimpulsen auch im Fall der rechteckformigen WechselSpannung (Umschaltfrequenz von 0,1 Hz bis 1 kHz) als Gleichspannung.
In einer besonderen Ausgestaltung weist die elektrische
Schaltung mindestens einen primären Schwingkreis, mindestens einen sekundären Schwingkreis und mindestens ein induktives Koppelelement auf. Dabei sind der primäre Schwingkreis und der sekundäre Schwingkreis über das induktive Koppelelement zum induktiven Erzeugen der Spannungsimpulse im sekundären Schwingkreis miteinander gekoppelt. Der sekundäre Schwingkreis und die Entladungslampe sind zum Weiterleiten der Spannungsimpulse an die Lampenelektrode der Entladungslampe elektrisch leitend miteinander verbunden. Mit Hilfe des primären Schwingkreises werden im sekundären
Schwingkreis die Spannungsimpulse erzeugt. Der primäre Schwingkreis kann somit als Erregerschwingkreis angesehen werden. Der sekundäre Schwingkreis ist mit einem Lastkreis der Entladungslampe verbunden.
Vorzugsweise sind der primäre Schwingkreis und der sekundäre Schwingkreis galvanisch getrennt . Dies bedeutet, dass zwischen der beiden Schwingkreisen 10 und 20 kein Gleichstrom fließen kann. Das Erzeugen der Spannungsimpulse im sekundären Schwingkreis erfolgt allein induktiv. Dazu weist das induktive Koppelelement in einer besonderen Ausgestaltung mindestens einen Transformator mit mindestens einer Primärinduktivität und mindestens einer Sekundärinduktivität auf. Die Primärinduktivität ist dabei ein Bestandteil des primären Schwingkreises und die Sekundärinduktivitat ein Bestandteil des sekundären Schwingkreises. Die Primärinduktivitat ist eine Primärwicklung und die
Sekundärinduktivität eine Sekundärwicklung des Transformators. Die Primärwicklung und die Sekundärwicklung sind über einen magnetischen Kreis miteinander gekoppelt. Ein Maß für eine Effizienz der Kopplung ist der Kopplungsfaktor . Der Kopplungsfaktor zwischen der Primärinduktivitat und der Sekundärinduktivität beträgt maximal 1,0. Dies kann bei dem verwendeten Transformator zutreffen. Überraschenderweise hat sich aber gezeigt, dass es bezüglich der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ist, wenn der Kopplungsfaktor weniger als 1,0 beträgt. Vorzugsweise ist der Kopplungsfaktor zwischen der Primärinduktivität und der Sekundärinduktivitat des Transformators aus dem Bereich von einschließlich 0,5 bis einschließlich 1,0, insbesondere aus dem Bereich von einschließlich 0,85 bis 0,95 ausgewählt.
In einer besonderen Ausgestaltung ist der Transformator ein Abwärtstransformator, bei dem eine Induktivität der Primärinduktivitat höher ist als eine Induktivität der Sekundärinduktivität. Dies führt dazu, dass die Spannung herabgesetzt und der Strom heraufgesetzt wird. Eine geringe
Induktivität der Sekundärinduktivitat wird beispielsweise mit einer geringen Windungszahl der Sekundärwicklung realisiert. Vorzugsweise ist die Induktivität der Sekundärinduktivitat aus dem Bereich von einschließlich 0,3 μH bis einschließlich 100 μH ausgewählt.
In einer besonderen Ausgestaltung ist der Transformator ein Hochfrequenz-Hochvolt (HF-HV) -Transformator . Ein derartiger Transformator wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung 102 32 952.4 vorgeschlagen. Bei diesem Transformator wird der magnetische Kreis gezielt durch mehrere Spalte eines Kerns des Transformators unterbrochen. Dadurch kann der Transformator auch bei kleiner Baugröße bei einer Folgefrequenz von bis zu 200 MHz und einer Spannung von bis zu 2.000 V betrieben werden. Dieser Transformator eignet sich besonders dazu, die Spannungsimpulse ausgehend vom primären Schwingkreis im sekundären Schwingkreis zu erzeugen. Der
Transformator zeichnet sich trotz geringer Baugröße durch einen hohen Leistungsdurchsatz aus. Ebenso kann eine hohe Güte und damit ein geringer Verluste des Transformators realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist die kleine Baugröße des HF-HV-Transformators . Der Kern des HF-HV- Transformators ist beispielsweise ein RM6-Ferrit-Kern mit einem Volumen von etwa 15 mm x 15 mm x 12 , 5 mm. Dadurch kann die gesamte elektrische Schaltung platzsparend realisiert werden.
In einer besonderen Ausgestaltung verfügt die elektrische Schaltung über einen primären Schwingkreis, aufweisend einen primären Eingangsanschluss zum Anlegen eines primären Eingangspotentials, einen primären Bezugspotentialanschluss zum Anlegen eines primären Bezugspotentials, eine
Primärkapazität mit einer Primärkapazitätselektrode und einer Primärkapazitätsgegenelektrode und die Primärinduktivitat des Transformators mit einem Primärinduktivitätsanschluss und einem weiteren Primärinduktivitätsanschluss, wobei der primäre Eingangsanschluss, der
Primärinduktivitätsanschluss der Primärinduktivitat und die Primärkapazitätselektrode der Primärkapazität einen gemeinsamen Knotenpunkt aufweisen, der weitere Primärinduktivitätsanschluss der Primärinduktivität und die Primärkapazitätsgegenelektrode der Primärkapazität einen gemeinsamen Knotenpunkt aufweisen und ein
Hochfrequenzschalter vorhanden ist zum Herstellen und/oder Unterbrechen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem primären Bezugspotentialanschluss und dem Knotenpunkt der Primärkapazitätsgegenelektrode der Primärkapazität und des weiteren Primärinduktivitätsanschlusses der Primärinduktivität .
Das primäre Eingangspotential kann in Bezug auf das primäre Bezugspotential positiv oder negativ sein. Das primäre
Bezugspotential kann das Erdpotential sein. Es ist aber auch ein beliebiges Bezugspotential denkbar.
Der Hochfrequenzschalter weist beispielsweise einen IGBT oder einen Hochfrequenz-Bipolar-Transistor auf. Insbesondere weist der Hochfrequenzschalter mindestens einen MOS-Transistor auf. Insbesondere ist der MOS-Transistor ein CoolMOS®-Transistor . Diese Transistoren sind für Hochfrequenzanwendungen geeignet. Insbesondere weist der Hochfrequenzschalter eine aus dem Bereich von einschließlich 100 KHz bis einschließlich 200 MHz ausgewählte Schaltfrequenz auf. Die Schaltfrequenz beträgt beispielsweise etwa 2,7 MHz. Eine Einschaltdauer (Dauer des hergestellten Kontakts zwischen dem primären Bezugspotentialanschluss und dem Knotenpunkt der Primärkapazitätsgegenelektrode der Primärkapazität und des weiteren Primärinduktivitätsanschlusses der Primärinduktivitat) beträgt beispielsweise etwa 70 ns . Die
Einschaltdauer ist variabel. Über die Einschaltdauer kann die Zündspannung (Amplitude der Spannungsimpulse) variiert werden.
Der Hochfrequenzschalter wird durch einen Schalttransistor verkörpert. Bei geeigneter Abstimmung der Primärkapazität, der Primärinduktivität, der Schaltfrequenz und der Einschaltdauer des Hochfrequenzschalters kann eine deutliche Schaltentlastung des Schalttransistors erzielt werden. Eine Einschaltspannung des Schalttransistors kann dabei um bis zu
80% reduziert werden. Dadurch kann nahezu ein sogenanntes Zero Voltage Switching (ZVS) realisiert werden. Es tritt bei niedriger Sperrspannungsbelastung des Schalttransistors ein niedriger Schaltverlust des Hochfrequenzschalters auf. Dies trägt zu einem hohen Wirkungsgrad der elektrischen Schaltung bei .
In einer besonderen Ausgestaltung verfügt die elektrische Schaltung über einen sekundären Schwingkreis, aufweisend einen sekundären Eingangsanschluss zum Anlegen eines sekundären Eingangspotentials, einen sekundären Bezugspotentialanschluss zum Anlegen eines sekundären
Bezugspotentials, die Sekundärinduktivitat des Transformators mit einem Sekundärinduktivitätsanschluss und einem weiteren Sekundärinduktivitätsanschluss, mindestens eine Sekundärkapazität mit einer Sekundärkapazitätselektrode und einer Sekundärkapazitätsgegenelektrode, mindestens eine weitere Sekundärkapazität mit einer weiteren Sekundärkapazitätselektrode und einer weiteren Sekundärkapazitätsgegenelektrode, wobei die Sekundärkapazitätselektrode der Sekundärkapazität, der Sekundärinduktivitätsanschluss der Sekundärinduktivität und eine Lampenelektrode der Entladungslampe einen gemeinsamen Knotenpunkt aufweisen, der sekundäre Eingangsanschluss, die weitere Sekundärkapazitätselektrode der Sekundärkapazität und der weitere Sekundärinduktivitätsanschluss der Sekundärinduktivitat einen gemeinsamen Knotenpunkt aufweisen und die Sekundärkapazitätsgegenelektrode der Sekundärkapazität, die weitere Sekundärkapazitätsgegenelektrode der weiteren Sekundärkapazität, der sekundäre Bezugspotentialanschluss und eine Lampengegenelektrode der Entladungslampe einen gemeinsamen Knotenpunkt aufweisen.
Das sekundäre Eingangspotential kann in Bezug auf das sekundäre Bezugspotential positiv oder negativ sein. Das sekundäre Bezugspotential kann das Erdpotential sein. Es ist aber auch ein beliebiges Bezugspotential denkbar. Denkbar ist auch, dass das sekundäre und das primäre Bezugspotential identisch sind. Beispielsweise sind dazu die beiden Bezugspotentialanschlüsse elektrisch leitend miteinander verbunden .
Die Sekundärkapazität kann auf Grund ihrer Funktion als Zündkapazität bezeichnet werden. An dieser Kapazität laufen die Spannungen der Spannungsimpulse zum Zünden der Entladungslampe auf. Die weitere Sekundärkapazität kann als Erdungskondensator bezeichnet werden.
Der sekundäre Schwingkreis weist vorzugsweise eine niedrige Impedanz auf, die in der Lage ist, einen hohen Anlaufström der Entladungslampe von einigen A zu liefern. Gleichzeitig zeichnet sich die Sekundärinduktivität durch einen niedrigen Gleichstromwiderstand aus, was im normalen Betrieb der Entladungslampe zu einem geringen Gleichstromverlust führt. Beispielsweise beträgt der Gleichstromwiderstand der Sekundärwicklung etwa 0,4 Ω mit einer daraus resultierenden Verlustleistung von etwa 100 mW.
Unter Verwendung der elektrischen Schaltung werden mit Hilfe des primären Schwingkreises im sekundären Schwingkreis die Spannungsimpulse erzeugt. Dabei ist eine kurze Zünddauer bis Zünden der Entladungslampe zugänglich. Die Zünddauer beträgt dabei unter 500 μs . Vorzugsweise wird eine Zünddauer des Zündens der Entladungslampe aus dem Bereich von einschließlich 1 μs bis einschließlich 200 μs und insbesondere aus dem Bereich von einschließlich 10 μs bis einschließlich 200 μs ausgewählt. Vorzugsweise beträgt die Zünddauer maximal 160 μs . Dies bedeutet, dass ein durch das Zünden der Entladungslampe hervorgerufenes Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf eine sehr kurze Zeit beschränkt ist.
Nach dem Zünden wird die Entladungslampe beispielsweise mit einem Gleichstrom betrieben. Dieser Gleichstrom kann ein pulsierender Gleichstrom sein. Die Entladungslampe kann aber auch mit einem Wechselstrom betrieben werden. Vorzugsweise wird die Entladungslampe mit einem rechteckformigen Wechselstrom betrieben. Insbesondere weist der rechteckförmige Wechselstrom eine Umschaltfrequenz auf, die aus dem Bereich von einschließlich 0,1 Hz bis einschließlich 1 kHz ausgewählt wird. Eine Umschaltflankendauer ist dabei vorzugsweise aus dem Bereich von einschließlich 1 μs bis einschließlich 100 μs ausgewählt. Der recheckförmige Wechselstrom führt dazu, dass die Elektroden der Entladungslampe gleichmäßig belastet werden. Im Vergleich zu
einem Gleichstrom oder pulsierenden Gleichstrom führt dies zu einer homogenen Leuchtstärkeverteilung und zu einem gleichmäßigen Abnutzen der Elektroden der Entladungslampe.
Zusammenfassend ergeben sich mit der Erfindung folgende besonderen Vorteile:
• Mit Hilfe der elektrischen Schaltung kann eine Entladungslampe gezündet werden, die mit einem rechteckformigen Wechselstrom betrieben wird.
• Die Zünddauer zum Zünden der Entladungslampe kann sehr kurz gehalten werden.
• Eine Strahlungsbelastung während des Zündens der Entladungslampe wird auf ein Minimum reduziert.
• Die Spannungen der Spannungsimpulse, die zum Zünden der Entladungslampe notwendig sind, sind im Vergleich zum Stand der Technik deutlich niedriger.
• Durch die Verwendung eines Transformators sind der primäre Schwingkreis und der mit der Entladungslampe elektrisch verbundene sekundäre Schwingkreise galvanisch voneinander getrennt.
• Mit Hilfe des HF-HV-Transformators kann die elektrische Schaltung miniaturisiert werden.
• Aufgrund der Ausgestaltung der elektrischen Schaltung ist es darüber hinaus möglich, auch über längere elektrische Zuleitungen (mit einer Kabelinduktivität von beispielsweise 12 μH) der Entladungslampe diese Spannungsimpulse ohne Zündfunktionsverlust zu erzeugen.
Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher vorgestellt.
Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Schaltung.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Schaltung.
Figur 3 zeigt die zum Zünden der Entladungslampe mit Hilfe der elektrischen Schaltung erzeugten Spannungsimpulse .
Die Entladungslampe 50 ist eine Niederdruckgasentladungslampe, die mit einem rechteckformigen Wechselstrom mit einer Umschaltfrequenz von etwa 130 Hz betrieben wird. Zum Zünden der Entladungslampe 50 wird die elektrische Schaltung 1 verwendet, die in einem elektronischen Vorschaltgerät realisiert ist. Das Zünden der Entladungslampe 50 erfolgt mit Hilfe einer Initialspannung 70, die mit mehreren Spannungsimpulsen 30 bis 33 überlagert wird (Figur 3) . Die Initialspannung 70 der Entladungslampe 50 beträgt etwa 160 V. Die Betriebsspannung 71, mit der die Entladungslampe 50 nach dem Zünden betreiben wird, liegt bei etwa 105 V.
Die elektrische Schaltung 1 ist derart ausgestaltet, dass zwei zeitlich aufeinander folgende Spannungsimpulse 30 und 31 einen Impulsabstand 34 von etwa 180 ns aufweisen. Diese Spannungsimpulse 30 und 31 verfügen jeweils über eine
Halbwertsbreite 35 von etwa 60 ns . Die Spannungsmaxima der Spannungsimpulse betragen etwa 800 V mit entgegengesetzten Vorzeichen. Die InitialSpannung 70 der Entladungslampe 50 wird also von einer WechselSpannung mit einer Folgefrequenz von etwa 2,7 MHz überlagert. Diese Wechselspannung aus den Spannungsimpulsen 30 bis 33 führt dazu, dass das Gas der
Entladungslampe 50 ionisiert wird. Es kommt zum Zünden der Entladungslampe 50.
Die elektrische Schaltung 1 (Figuren 1 und 2) weist einen primären Schwingkreis (Erregerschwingkreis) 10, einen sekundären Schwingkreis 20 und als induktives Koppelelement zum induktiven Koppeln der beiden Schwingkreise 10 und 20 einen Transformator 40 auf. Die beiden Schwingkreise 10 und 20 sind über den Transformator 40 galvanisch getrennt . Der Transformator 40 ist zudem ein HF-HV-Transformator mit einer Betriebsfrequenz von etwa 2,7 MHz. Die Primärinduktivität 41 des Transformators 40 ist Bestandteil des primären Schwingkreises 10. Die Sekundärinduktivitat des Transformators 40 ist Bestandteil des sekundären Schwingkreises 20. Die Induktivität der Primärinduktivität 41 beträgt etwa 24,7 μH. Die Induktivität der Sekundärinduktivität beträgt etwa 12,5 μH. Dies bedeutet, dass der Transformator 40 ein Abwärtstransformator ist. Der Kopplungsfaktor zwischen der Primärinduktivitat 41 und der Sekundärinduktivität 42 beträgt etwa 0,90. Ein
Gleichstromwiderstand der Sekundärinduktivität beträgt etwa 0,4 Ω, so dass im Betrieb der Entladungslampe 50 eine Verlustleistung von etwa 100 mW verursacht wird.
Mit Hilfe des primären Schwingkreises 10 werden über den
Transformator 40 die Spannungsimpulse 30 bis 33 im sekundären Schwingkreis 20 erzeugt und an die Elektroden 51 und 52 der Entladungslampe 50 weitergeleitet. Dazu ist der sekundäre Schwingkreis 20 mit den Elektroden 51 und 52 der Entladungslampe 50 elektrisch leidend verbunden.
Der primären Schwingkreis 10 weist einen primären Eingangsanschluss 11 zum Anlegen eines primären Eingangspotentials auf. Das primäre Eingangspotential beträgt 120 V. Am primären Bezugspotentialanschluss 12 liegt das
Erdpotential an. Darüber hinaus ist eine Primärkapazität 14 mit einer Primärkapazitätselektrode 141 und einer
Primärkapazitätsgegenelektrode 142 vorhanden. Die Primärinduktivitat 41 des Transformators 40 weist einen Primärinduktivitätsanschluss 411 und einem weiteren Primärinduktivitätsanschluss 412 auf. Der primäre Eingangsanschluss 11, der Primärinduktivitätsanschluss 411 der Primärinduktivitat 41 und die Primärkapazitätselektrode
141 der Primärkapazität 14 weisen einen gemeinsamen Knotenpunkt 101 auf. Sie sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der weitere Primärinduktivitätsanschluss 412 der Primärinduktivität 41 und die Primärkapazitätsgegenelektrode
142 der Primärkapazität 14 weisen einen gemeinsamen Knotenpunkt 102 auf. Zudem ist ein Hochfrequenzschalter 13 vorhanden zum Herstellen und/oder Unterbrechen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem primären Bezugspotentialanschluss 12 und dem Knotenpunkt 102 der
Primärkapazitätsgegenelektrode 142 der Primärkapazität 14 und des weiteren Primärinduktivitätsanschlusses 412 der Primärinduktivität 41.
Die Primärkapazität 14 weist eine Kapazität von etwa 1800 pF auf. Der Hochfrequenzschalter 13 weist einen MOS-Transistor auf. Der MOS-Transistor ist ein CoolMOS®-Transistor. Dieser Transistor wird im Beispiel mit einer Frequenz von etwa 2,7 MHz betrieben. Die Einschaltdauer zum Erzeugen der Spannungsimpulse beträgt etwa 70 ns .
Der sekundäre Schwingkreis 20 ist mit der Entladungslampe 50 elektrisch leitend verbunden, so dass die im sekundären Schwingkreis 20 erzeugten Spannungsimpulse 30 bis 33 an die Entladungslampe 50 weitergeleitet werden. Der sekundäre
Schwingkreis 20 weist einen sekundären Eingangsanschluss (21) zum Anlegen eines sekundären Eingangspotentials auf. Das sekundäre Eingangspotential beträgt etwa 160 V. Am sekundären Bezugspotentialanschluss 22 wird das sekundäre Bezugspotential (Erdpotential) angelegt. Die
Sekundärinduktivitat 42 des Transformators 40 verfügt über einen Sekundärinduktivitätsanschluss 421 und einen weiteren
Sekundärinduktivitätsanschluss 422. Daneben ist eine Sekundärkapazität 23 (Zündkondensator) mit einer Sekundärkapazitätselektrode 231 und einer Sekundärkapazitätsgegenelektrode 232 und eine weitere Sekundärkapazität 24 (Erdungskondensator) mit einer weiteren Sekundärkapazitätselektrode 241 und einer weiteren Sekundärkapazitätsgegenelektrode (242) vorhanden. Die Sekundärkapazität weist eine Kapazität von etwa 1700 pF und die weitere Sekundärkapazität eine Kapazität von etwa 47 nF auf.
Die Sekundärkapazitätselektrode 231 der Sekundärkapazität 23, der Sekundärinduktivitätsanschluss 421 der Sekundärinduktivität 42 und eine Lampenelektrode 51 der Entladungslampe 50 sind elektrisch miteinander verbunden und weisen einen gemeinsamen Knotenpunkt 201 auf. Der sekundäre Eingangsanschluss 21, die weitere Sekundärkapazitätselektrode 241 der Sekundärkapazität 24 und der weitere Sekundärinduktivitätsanschluss 422 der Sekundärinduktivitat 42 weisen einen gemeinsamen Knotenpunkt 202 aufweisen.
Darüber hinaus sind die Sekundärkapazitätsgegenelektrode 232 der Sekundärkapazität 23, die weitere Sekundärkapazitätsgegenelektrode 242 der weiteren Sekundärkapazität 24, der sekundäre Bezugspotentialanschluss 22 und eine Lampengegenelektrode 52 der Entladungslampe 50 elektrisch miteinander verbunden und weisen einen gemeinsamen Knotenpunkt 203 auf.
In einem ersten Ausführungsbeispiel (Figur 1) sind der sekundäre Schwingkreis 20 der elektrischen Schaltung 1 und die Entladungslampe 50 über eine relativ kurze elektrische Leitung miteinander verbunden. Die Zünddauer zum Zünden der Entladungslampe 50 beträgt etwa 50 μs.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 2) sind der sekundäre Schwingkreis 20 der elektrischen Schaltung 1 und die Entladungslampe 50 über eine lange elektrische Leitung
mit eine Kabellänge von 2 x 1,5 m verbunden (Zuleitung zur Lampenelektrode 51 und Zuleitung zur Lampengegenelektrode 52). Diese lange elektrische Leitung ist im Schaltbild Figur 2 als Kabelinduktivität 60 und weitere Kabelinduktivität 61 angedeutet. Näherungsweise beträgt die Summe der
Induktivitäten der Kabelinduktivität 60 und der weiteren Kabelinduktivität 61 etwa 12 μH. Trotz der Kabellänge kann die Lampe ohne Zündfunktionsverlust und ohne
Schaltnachtrimmung betrieben werden. Die Zünddauer zum Zünden der Entladungslampe 50 ist mit etwa 160 μs länger als im ersten Ausführungsbeispiel .