WO2008046797A1 - Zündvorrichtung für eine hochdruckentladungslampe und hochdruckentladungslampe sowie verfahren zum zünden einer gasentladung in einer hochdruckentladungslampe - Google Patents

Zündvorrichtung für eine hochdruckentladungslampe und hochdruckentladungslampe sowie verfahren zum zünden einer gasentladung in einer hochdruckentladungslampe Download PDF

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WO2008046797A1
WO2008046797A1 PCT/EP2007/060930 EP2007060930W WO2008046797A1 WO 2008046797 A1 WO2008046797 A1 WO 2008046797A1 EP 2007060930 W EP2007060930 W EP 2007060930W WO 2008046797 A1 WO2008046797 A1 WO 2008046797A1
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WO
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ignition
voltage
lamp
electrode
gas discharge
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Application number
PCT/EP2007/060930
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Inventor
Bernhard Siessegger
Original Assignee
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches
    • H05B41/042—Starting switches using semiconductor devices

Definitions

  • Ignition device for a high-pressure discharge lamp and high-pressure discharge lamp and method for igniting a gas discharge in a high-pressure discharge lamp
  • the invention relates to an ignition device according to the 0- berbegriff of claim 1 and a high-pressure discharge lamp with such an ignition device and a method for igniting the gas discharge in a Hochdruckent- discharge lamp according to the preamble of claim 18.
  • Such an ignition device is disclosed, for example, in EP 1 659 835 A1.
  • This document describes an ignition device for a high-pressure discharge lamp equipped with a starting auxiliary electrode, wherein the ignition auxiliary electrode for exciting the gas discharge by means of a pulse source with voltage pulses having an amplitude of about 5-30 kV is applied.
  • a resonanzüberhöhte voltage Hil ⁇ fe a series resonant circuit during the Zündzeitraums at the voltage input of the pulse source and also through the gas discharge electrodes of the high pressure discharge lamp, in order to ensure Siche ⁇ re discharge arc transfer.
  • the ignition device according to the invention for an equipped with an auxiliary ignition electrode and with two, arranged in a discharge vessel of gas discharge electrodes high-pressure discharge lamp comprises a couplable to the Zündangeselekt ⁇ rode pulse source to the auxiliary ignition electrode during a Zündzeitraums with voltage pulses to be ⁇ open, and also comprises means, at least one of the gas discharge electrodes during the ignition period also to apply voltage pulses.
  • voltage pulses are generated at least one of the gas discharge electrodes, which overlap in time with the voltage pulses at the auxiliary ignition electrode.
  • the combination of thepulsimpul ⁇ se to the auxiliary ignition electrode with generated in the same period voltage pulses charge electrodes at least one of Gasent- already enables a secure ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp as well as a secure discharge arc transfer, so as to omit an additional resonant circuit according to the prior art can.
  • the number of components required for the ignition device according to the invention is
  • a synchronization of the voltage pulses for the auxiliary ignition electrode with the voltage pulses for the at least one gas discharge electrode can be ensured in a simple manner.
  • a transformer For coupling the pulse source to the auxiliary ignition electrode or, respectively, and to which at least one of the gas discharge electrodeless ⁇ a transformer is advantageously provided.
  • the transformer makes it possible to increase the amplitude of the voltage pulses and to synchronize the voltage pulses for the auxiliary starting electrode and for the at least one gas discharge electrode.
  • the inductance of the transformer winding can be used to limit the lamp current or to stabilize the discharge.
  • the primary winding of the transformer is connected to a voltage output of the pulse source, so that the inductive coupling between the secondary windings and the primary winding, the voltage pulses generated by the Impulsquel- Ie synchronous and given - A -
  • the amplification factor is determined by the ratio of the number of turns of the secondary windings to the primary winding.
  • a secondary winding of the transformer during the Zündzeitraums with the auxiliary ignition ver ⁇ connected and a voltage output of the pulse source is connected both to the primary winding of the transformer as well as with one of the gas discharge electrodes to both the auxiliary ignition electrode and one of the gas discharge ⁇ to apply electrodes during Zündzeitraums withactsimpul ⁇ sen.
  • only the chip are voltage pulses for the auxiliary ignition according to the win ⁇ -making speed ratio of the transformer windings enhanced while the gas discharge electrode is applied to the non ⁇ strengthened voltage pulses of the pulse source.
  • the synchronization of the voltage pulses for the auxiliary ignition and the gas discharge electrode is ensured in this case that apulsaus ⁇ transition of the pulse source is connected to both the primary winding of the transformer and the gas discharge electrode.
  • a first secondary winding of the transformer ⁇ tor is connected during the ignition period with the auxiliary ignition electrode and, at least during the ignition period, a second secondary winding of the transformer connected to a first gas discharge electrode and a third Secondary winding of the transformer connected to the second gas discharge electrode to apply both the Zündos ⁇ electrode and the gas discharge electrodes during the ignition period with voltage pulses.
  • the primary winding of the transformer is connected to a voltage output of the pulse source, so that by the inductive coupling between the secondary windings and the primary winding, the voltage pulses generated by the pulse source is passed synchronously and optionally with different amplification to the auxiliary ignition electrode and to the gas discharge electrodes.
  • the polarity of the second and third secondary winding is chosen so that the two Gasentladungselekt ⁇ clear during the Zündzeitraums with voltage pulses un- different charge are applied.
  • the impulse source at least one charge storage means such as a capacitor, and a function of the charge state of the min ⁇ least one charge storage means switchable threshold value switch on to allow an automatic triggering and shutdown of the pulse source or the ignition device.
  • a threshold is preferably a voltage-dependent switching means such case ⁇ play a spark gap, a DIAC or a combination of a DIAC with a thyristor is suitable.
  • the pulse source advantageously comprises a voltage multiplier circuit in order to be able to increase the amplitude of the voltage pulses generated by the pulse source to a sufficient extent.
  • a voltage multiplier circuit can also be a transformer be used with a smaller gear ratio and correspondingly ge ⁇ ringerer Sekundärwicklungsindukt technically for coupling Zvi ⁇ rule pulse source and auxiliary ignition or Gasentla ⁇ dung electrode.
  • Inventive ⁇ modern ignition device may comprise a plurality of pulse sources and synchronization of medium to pressurize the auxiliary ignition electrode and at least one of the gas discharge electrodes during a Zündzeitraums with each other temporally overlapping voltage pulses.
  • the ignition device according to the invention in particular those according to the particularly preferred embodiments with only a single pulse source, has only a small number of components and therefore finds space in the interior of a lamp cap of a high-pressure discharge lamp.
  • the inventive ignition devices direction may be in the base of a metal halide high-pressure discharge lamp serving as a light source in a vehicle ⁇ headlights, be accommodated.
  • the inventive method for igniting the Gasentla ⁇ tion in one with a Zündangeselektrode and with two, In a discharge vessel arranged Gasentladungselekt ⁇ roden equipped high-pressure discharge lamp comprises applying the Zündangeselektrode withCPsimpul ⁇ sen during an ignition period and is characterized in that during the ignition period at least one of the gas discharge electrodes is also applied with voltage pulses.
  • the voltage pulses for the auxiliary ignition electrode and at least one of the gas discharge ⁇ electrodes are produced by means of a pulse source which is Zündzeitraums currency ⁇ rend of the coupled both to the auxiliary ignition electrode and at least one of the gas discharge electrodes.
  • a pulse source which is Zündzeitraums currency ⁇ rend of the coupled both to the auxiliary ignition electrode and at least one of the gas discharge electrodes.
  • the coupling of the pulse source clear to the auxiliary ignition electrode or, respectively, and at least one of the Gasentladungselekt- is advantageously carried out using a Trans Forma ⁇ tors, since this result in the above-mentioned advantages it ⁇ .
  • the amplitude of the voltage pulses for the Zündos ⁇ electrode or or and the amplitude of the voltage pulse is preferably enlarged by means of a voltage multiplier circuit in order to use for the aforementioned coupling of the pulse source to the auxiliary ignition electrode and / or at least one of the gas discharge electrodes a transformer with a smaller transmission ratio and the resulting advantages already mentioned above can.
  • the ignition device advantageously has a DC separation capacitor, which is connected in the ignition device in such a way that it has a direct current flow between the auxiliary starting electrode and the DC auxiliary Main electrodes of the high-pressure discharge lamp prevents, and whose capacity is dimensioned such that it approximately represents a short circuit for the ignition pulses or for the ignition voltage. Due to the approximate short circuit, the generated ignition pulse is largely applied to the lamp and does not fall off over the DC voltage isolation capacitor.
  • the DC separation capacitor reduces the diffusion of sodium ions to the discharge vessel wall and thereby reduces the loss of sodium in the filling of the aforementioned high pressure discharge lamps.
  • Figure 1 is a block diagram of the ignition device according to the first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the ignition device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the ignition device according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the ignition device according to the fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of the ignition device according to the fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of the ignition device according to the sixth embodiment of the invention.
  • Figure 7 is a side view of a high pressure discharge lamp arranged in the lamp base ignition device
  • the block diagram shown in Figure 1 shows the principle of the ignition device according to the invention equipped with an auxiliary starting electrode for a high-pressure discharge lamp La on the basis of a first embodiment.
  • the ignition device consists of two pulse sources IQ1, IQ2 and two transformers Tri, Tr2 and a device for synchronizing the two pulse sources IQ1, IQ2.
  • the voltage outputs of the first pulse source IQ1 are connected to the primary winding LpI of the first transformer Tri.
  • the secondary winding LsI of the first transformer Tri is connected to the auxiliary starting electrode E3 of the high-pressure discharge lamp LA and to a connection of the AC voltage source Q and the gas discharge electrode E2 of the high-pressure discharge lamp LA connected.
  • the clamping ⁇ voltage outputs of the second pulse source IQ2 are connected to the primary winding Lp2 of the second transformer Tr2 connectedness the.
  • the secondary winding Ls2 of the second transformer Tr2 is connected to the gas discharge electrode El of the high pressure discharge lamp LA ⁇ and optionally connected via optional capacitor C and a terminal of the AC source ⁇ Q.
  • the capacitor C may serve the partial compensation of the secondary inductance Ls2, so that the ready ⁇ presentation end during lamp operation from the source Q reactive power is low.
  • the capacitor C prevents a possible outgoing from the source Q, damaging the lamp LA DC flow.
  • the capacitor C can be inserted anywhere in the circuit of source Q, secondary inductance Ls2 and lamp La to fulfill its function.
  • High-pressure discharge lamp is a metal-halide high-pressure discharge lamp LA for a motor ⁇ vehicle headlamp which is operated on the vehicle system voltage of the motor vehicle. Therefore, the AC voltage source Q includes one or more voltage converter which produces from the vehicle system voltage of the motor vehicle necessary for the different operating states of the high-pressure discharge lamp LA voltages.
  • This high pressure discharge lamp LA has a discharge ⁇ vessel 1 of quartz glass, in which an ionizable filling is gas-tight manner.
  • the ionizable filling contains xenon, metal halide compounds and optionally mercury.
  • the filling besides mercury, preferably consists of the iodides of the metals sodium and scandium.
  • the ionizable filling preferably consists of the iodides of the metals sodium, scandium, zinc, and indium.
  • the xenon cold filling pressure is approx. 10 bar.
  • the two ends 1a, 1b of the discharge vessel 1 are each sealed by means of a molybdenum foil sealing 2a, 2b.
  • These main electrodes El, E2 are in each case electrically conductively connected via one of the molybdenum foil melts 2a, 2b to a current lead-in 3a, 3b led out of the discharge vessel 1.
  • the discharge vessel 1 is enveloped by a glass outer bulb 5.
  • the auxiliary starting electrode E3 is formed by a thin metallic coating on the inner surface of the outer bulb 5.
  • this coating can be brought ⁇ also on the outside of the discharge vessel.
  • the thin metallic coating E3 ⁇ be sitting in the form of an elongated strip which extends from near the base end of the outer bulb 5 approximately up to the height of the discharge vessel center.
  • the lamp vessels 1, 5 are in the existing plastic O-. Berteil 411 a lamp cap 4 fixed.
  • the quaderför ⁇ -shaped part of the lamp cap 4 is surrounded by a two-part metallic casing 41, 42, which is used for electromagnetic shielding of the accommodated in the interior of the lamp cap 4 pulsed.
  • the electrical connection 40 of the high-pressure discharge lamp LA serves to supply power to the high-pressure discharge lamp and the pulse ignition device arranged in the lamp base 4.
  • the electrical connection 40 is connected to the high-pressure discharge lamp operating device Q via a shielded connection cable (not shown).
  • the Ab ⁇ screen braid of the connection cable is connected to the scarf ⁇ tion internal ground potential of the operating device and via a contact of the electrical connection 40 with the metal tallgephaseuse 41, 42, so that the metal housing 41, 42 is also at ground potential.
  • igniter IQ2 voltage pulses are with the aid of synchronously controlled pulse sources iQL generated by the transformers Tri, Tr2 amplifies the transmission ratio of the corresponding transformer, the ignition ⁇ auxiliary electrode E3 and the main electrode El are transferred. Since the pulse sources IQ1, IQ2 operate synchronously, the electrodes E3 and E1 are subjected to time-overlapping voltage pulses with amplitudes of a few kilovolts, which lead to the ignition of the gas discharge in the discharge medium of the high-pressure discharge lamp LA. After ignition of the gas discharge, the pulse sources IQ1, IQ2 are deactivated, so that no further Ren ignition pulses are generated.
  • the high pressure discharge lamp LA In the subsequent operation of the high pressure discharge lamp LA, this is fed with a na ⁇ hezu sinusoidal alternating current in the frequency range of preferably from 0.1 MHz to 10 MHz.
  • the alternating current flows through the secondary winding Ls2 of the second transformer Tr2, which is also used to limit the lamp current or to stabilize the discharge.
  • the secondary ⁇ winding Ls2 is dimensioned such that its reactance at the frequency of the lamp current 0.25 times to 7 times the impedance the high-pressure discharge lamp LA corresponds.
  • the block diagram shown in Figure 2 shows the principle of the ignition device according to the invention equipped with an auxiliary starting electrode for a high-pressure discharge lamp LA based on a second adoptedsbei ⁇ game.
  • the igniter consists of three Impulsquel ⁇ len IQ3, IQ4, IQ5 and three transformers Tr3, Tr4, Tr5 and means for synchronizing the three impulse sources IQ3, IQ4, IQ5.
  • the voltage outputs of the ers ⁇ th pulse source IQ3 are connected to the primary coil Lp3 of the first transformer Tr3.
  • the secondary winding of the first transformer Ls3 Tr3 is connected to the auxiliary starting ⁇ electrode E3 of the high pressure discharge lamp LA and to the secondary winding of the third transformer Ls5 Tr5 as well as the gas discharge electrode E2 of the high pressure discharge lamp LA.
  • the voltage outputs of the two ⁇ th pulse source IQ4 are connected to the primary winding Lp4 of the second transformer Tr4.
  • the secondary winding of the second transformer Ls4 Tr4 is connected to the gas ⁇ discharge electrode El of the high pressure discharge lamp LA and to a first terminal of the alternating voltage source Q.
  • the voltage outputs of the third pulse ⁇ source IQ5 are connected to the primary winding Lp5 of the third transformer Tr5.
  • the secondary winding of the third transformer Ls5 Tr5 is connected to the gas discharge ⁇ electrode E2 of the high pressure discharge lamp LA and to the secondary winding of the first transformer Ls3 Tr3 as well as to a second terminal of the alternating voltage source Q.
  • the three pulse sources IQ3, IQ4, IQ5 become During the firing period, that is, simultaneously triggered to ignite the gas ⁇ discharge in the high pressure discharge lamp LA.
  • voltage pulses are generated with the aid of the synchronously controlled pulse sources IQ3, IQ4, IQ5, which are boosted by the transformers Tr3, Tr4, Tr5 by the transmission ratio of the corresponding transformer the auxiliary ignition electrode E3 or the main electrode E2 and the main electrode El are transmitted. Since the pulse sources ⁇ IQ3, IQ4, IQ5 operate synchronously, the E lektroden E3, E2 and El are charged with each other temporally overlapping voltage pulses having amplitudes of several kilovolts, which lead to the ignition of the gas discharge in the discharge medium of the high pressure discharge lamp LA.
  • the transformers Tr4, Tr5 or the pulse sources IQ4, IQ5 are designed such that the main electrodes El, E2 are acted upon for igniting the gas discharge with time-overlapping voltage pulses of different polarity.
  • the pulse sources IQ3, IQ4, IQ5 are deactivated, so that no further ignition pulses are generated.
  • this is supplied with a nearly sinusoidal alternating current in the frequency range of preferably 0.1 MHz to 10 MHz.
  • the alternating current flows through the secondary windings Ls4, Ls5 of the second Tr4 and third transformer Tr5, which also limit the lamp current or the stabilization of the lamp. tion of the discharge can be used.
  • 6 shows a further detail described exporting ⁇ approximately example of the ignition device according to the invention, which is based on the principle of the shown in Figure 2 block diagram.
  • the ignition device consists of ei ⁇ ner pulse source IQ and an ignition transformer Tr.
  • the voltage inputs of the pulse source IQ are connected to the terminals of the AC voltage source Q.
  • the voltage outputs of the pulse source IQ are connected to the terminals of the primary winding Lp of the ignition transformer Tr.
  • the ignition transformer Tr has a secondary winding with a first secondary winding section Ls and a second secondary winding section Lh.
  • the first secondary winding section Ls is connected to a first terminal of the AC voltage source Q and to the electrode ⁇ El of the high-pressure discharge lamp LA and to the second secondary winding section Lh.
  • the second secondary winding section Lh of the transformer Tr is connected on the one hand via the capacitor C30 with the ignition ⁇ auxiliary electrode E3 of the high pressure discharge lamp LA and ⁇ other hand, with the first secondary winding section Ls, as well as with the electrode El of the high pressure discharge lamp LA.
  • the second electrode E2 of the high-pressure discharge lamp LA is connected to the second terminal of the AC voltage source ⁇ Q.
  • the pulse source IQ comprises a rectifier diode D, a resistor R, a firing capacitor C and a spark gap FS.
  • the series circuit consisting of the rectifier diode D, the the resistance R and the ignition capacitor C is connected in parallel to the AC voltage source Q.
  • the spark gap FS is connected in series with the primary winding Lp of the transformer Tr.
  • the ignition capacitor C is formwork processing arrangement via the rectifier diode D and the resistance R to the charged through ⁇ breakdown voltage of the spark gap FS.
  • the AC voltage source Q delivers an alternating voltage with an amplitude of 350 V. If the voltage on the ignition capacitor C, the breakdown voltage of the spark gap FS, then the ignition capacitor C discharges intermittently across the spark gap FS and the primary Wick ⁇ lung Lp of the ignition transformer Tr. High voltage pulses are thereby induced in the two sections Ls and Lh of the secondary winding.
  • the high voltage pulses generated by the first seconding ⁇ därwicklungsabites Ls are supplied to the main electrode El of the high pressure discharge lamp LA.
  • the auxiliary starting electrode E3 is acted upon by high ⁇ voltage pulses generated by the entire secondary winding of the ignition transformer Tr ⁇ the. That is, at the Zündiselektroden E3 is during the ignition period, the sum of the induced voltages of the secondary winding sections Ls and Lh, while applied to the main electrode El only the induction voltage of the first secondary winding section Ls.
  • the optional Capacitor C30 is dimensioned such that it approximately represents a short circuit for the high voltage pulses generated by the secondary winding sections Ls, Lh.
  • the capacitor C30 serves to reduce the sodium migration from the discharge vessel of the high-pressure discharge lamp LA and also prevents a direct current flow between the auxiliary starting electrode E3 and the first gas discharge electrode El.
  • the capacitor C30 can also be integrated into the circuit in the exemplary embodiments described below according to FIGS. 4 to 6 as well as in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2.
  • the points on the windings or winding sections Lp, Ls, Lh of the transformer illustrated in FIG. 3 indicate their sense of winding.
  • the voltage pulses to the auxiliary starting E3 have a higher amplitude than the voltage pulses to the main electrode El because of the larger Win ⁇ -making speed ratio. Since both Se ⁇ kundärwicklungsabitese Ls, Lh are inductively coupled to the primary winding Lp ⁇ , the electrodes El and E3 synchronously applied with voltage pulses which lead to the ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp LA are.
  • the discharge path that is to say the discharge plasma between the main electrodes El, E2 is conductive, so that the source Q is loaded more heavily, due to its internal or source impedance leads to a reduced output voltage.
  • the ignition capacitor C can therefore no longer charge to the breakdown voltage of the spark gap FS and the pulse source IQ can not generate any further voltage pulses in the high-pressure discharge lamp LA after ignition of the gas discharge.
  • high-pressure discharge lamp LA is operated by means of the AC voltage source Q with a nearly sinusoidal alternating current with a frequency of approximately 1.3 MHz.
  • the rated power of the high-pressure discharge lamp LA be ⁇ carries 30 W and the impedance of the high-pressure discharge lamp is after ignition of the gas discharge, in quasi-steady state operating condition at the aforementioned frequency about 40 ohms. From the figure 3 it can be seen that the first secondary winding section Ls is flowed through during the qua ⁇ sistationtic lamp operation of the lamp current. The secondary winding section Ls used to Begren ⁇ wetting and stabilization of the lamp current. The reactance of the secondary winding section is Ls currency rend lamp operation in the aforementioned Tunfre acid sequence 123 ohms.
  • the ignition device consists of egg ⁇ ner IQ6 pulse source and an ignition transformer Tr6.
  • the voltage outputs of the pulse source are connected to the IQ6
  • Ignition transformer Tr6 has two secondary windings Ls 61, Ls62.
  • the first secondary winding Ls ⁇ l is connected to a first terminal of the AC voltage source Q and to the electrode El of the Hochdruckent ⁇ charge lamp LA.
  • the second secondary winding Ls62 of the transformer Tr6 is connected to the auxiliary ignition electrode E3 of the high-pressure discharge lamp LA and to the second terminal of the AC voltage source Q and to the electrode E2 of the high-pressure discharge lamp LA.
  • the second electrode E2 of the high-pressure discharge lamp LA is connected to the second terminal of the AC voltage source Q.
  • the pulse source comprises two DC IQ6 ⁇ rectifier diode D41, D42, a resistor R4, two Zündkon ⁇ capacitors C41, C42, and a radio link FS4.
  • the series circuit consisting of the first rectifier diode D41 connected in parallel with the AC voltage source Q to the ers ⁇ th ignition capacitor C41 and the resistor R4.
  • the series circuit composed of the second rectifier diode D42, the second starting capacitor C42 and the resistor R4.
  • the rectifier diodes D41, D42 and the firing capacitors C41, C42 and the resistor R4 are configured as a symmetrical voltage-doubling circuit, so that across the series connection of the two capacitors C41, C42, a DC voltage are provided at double the peak voltage of the AC voltage source Q could ⁇ te when the Breaking voltage of the spark gap FS would allow this.
  • the spark gap FS4 is connected in series with the primary winding Lp6 of the transformer Tr6.
  • the series circuit of the primary winding Lp6 and FS4 spark gap is connected in parallel with the series circuit of the ignition ⁇ capacitors C41, connected 42nd Information on the dimensioning of the components are given in Table 2.
  • the starting capacitors C41, C42 are charged via the rectifier diode D41 or D42 and the resistor R4 until, above the series connection of the two capacitors C41, C42, the breakdown voltage of Spark gap FS is reached.
  • the voltage across the series circuit of the two ⁇ firing capacitors C41, C42 during the ignition phase is partly greater than the amplitude of the alternating voltage provided by the AC source Q sellag.
  • the amplitude of the AC voltage provided by the AC ⁇ source Q is during the ignition phase 700 V.
  • the firing capacitors C41, C42 discharged intermittently over the radio path FS4 and the primary winding of the ignition Lp6 ⁇ transformer Tr6.
  • Ls62 of the ignition transformer characterized ⁇ high voltage pulses are induced.
  • the high voltage pulses generated by the first secondary winding Ls ⁇ l be the main electrode El of the high pressure discharge lamp LA added ⁇ leads.
  • the auxiliary ignition electrode E3 is supplied with high voltage ⁇ pulses that are generated by the second secondary winding of the ignition transformer Tr ⁇ Ls62.
  • both secondary windings Ls ⁇ l, Ls ⁇ l are inductively coupled to the primary winding Lp ⁇ , the electrodes E1 and E3 are acted upon in synchronism with voltage pulses which lead to the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA.
  • pulses with a peak voltage of 1.7 kV and between the auxiliary starting electrode E3 and the main electrode E2 with a peak voltage of 19 kV are generated between the main electrodes E1, E2.
  • the Entladungsstre ⁇ blocks that is, the discharge plasma between the main ⁇ electrodes El, E2 conductive, so that the source Q is more stressed, resulting due to their inner and Banlimpe ⁇ danz a reduced output voltage leads.
  • the ignition capacitors C41, C42 can therefore no longer charge to the breakdown voltage of the spark gap FS4 and the pulse source IQ6 can generate no further voltage pulses after ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA.
  • high-pressure discharge lamp LA is driven by means of the alternating voltage source Q. operated a nearly sinusoidal alternating current with a frequency of about 3 MHz.
  • the rated power of the high-pressure discharge lamp LA is 35 W and the impedance of the high-pressure discharge lamp is about 50 ohms after ignition of the gas discharge, in the quasi-steady state operating condition at the aforementioned frequency.
  • the first secondary winding Ls ⁇ 1 flows through the lamp current during quasi-stationary lamp operation.
  • the first secondary winding Ls ⁇ l serves to limit or stabilize the lamp current.
  • the reactance of the first secondary winding Ls ⁇ l is 94 ohms during lamp operation at the aforementioned operating ⁇ frequency.
  • FIG. 4 also shows the circuit construction of the ignition device according to the fifth embodiment of the invention.
  • the fifth embodiment differs from the fourth embodiment only by a different dimensioning of the components of the ignition device.
  • Table 3 shows a dimensioning of the electrical components of the ignition device according to the fifth embodiment. The ignition of the gas discharge proceeds similarly, as has already been explained above in the fourth embodiment.
  • the Komditionsquel ⁇ le generates an alternating voltage with an amplitude of 400 V to ignite the gas discharge in the high pressure discharge lamp LA are formed between the main electrodes El, E2 impulses with a peak voltage of 4.5 kV and between of the auxiliary starting electrode E3 and the main electrode E2 having a peak voltage of 15 kV.
  • the gas discharge high-pressure discharge lamp LA is operated by means of the AC voltage source Q with a nearly sinusoidal alternating current with a frequency of about 0.6 MHz.
  • the rated power of the high-pressure discharge lamp LA is 35 W and the impedance of the high ⁇ discharge lamp is after ignition of the gas discharge, in the quasi-steady state operating condition at the aforementioned frequency about 200 ohms.
  • the first secondary winding Ls ⁇ 1 flows through the lamp current during quasi-stationary lamp operation.
  • the first secondary winding Ls ⁇ l serves to limit or stabilize the lamp current.
  • the reactance of the first secondary winding Ls ⁇ l is 57 ohms during lamp operation at the aforementioned operating ⁇ frequency. It takes over the stabilization of the discharge together with the source impedance or source impedance of the source Q.
  • the ignition device consists of a pulse source IQ7 and an ignition transformer Tr7.
  • the voltage inputs of the pulse source IQ7 are connected to the terminals of the AC power source Q.
  • the voltage outputs of the pulse source are connected to the iQ7 An ⁇ circuiting the primary winding of the ignition transformer LP7 Tr7.
  • the ignition transformer Tr7 has a secondary winding Ls7 and a primary winding Lp7.
  • the primary winding Lp7 is connected to a first terminal of the AC voltage source Q and to the electrode El High-pressure discharge lamp LA and connected to theistsaus ⁇ transition of the pulse source IQ7.
  • the secondary winding Ls7 is connected to the second terminal of the AC source ⁇ Q and to the electrode E2 of the high-pressure discharge lamp LA and verbun with the auxiliary ignition electrode E3 ⁇ .
  • the pulse source comprises four iQ7 Gleichrichterdio ⁇ D51, D52, D53, D54, a resistor R5, four capacitors C51, C52, C53, C54, and a radio link FS5.
  • the capacitors C51, C52, C53, C54 and diodes D51, D52, D53, D54 are arranged in a cascade circuit, also known as the Cockroft-Walton circuit, for voltage multiplication.
  • the voltage output of the cascade circuit or the pulse source IQ7 forms the spark gap FS5.
  • the voltage provided by the AC voltage source Q at the voltage input of the cascade circuit is rectified by the cascade circuit and further increased so that the breakdown voltage of the spark gap FS5 is reached.
  • the spark gap FS5 is connected in series with the primary winding Lp7 of the transformer Tr7, so that the capacitors C53 and C54 discharge when breaking the spark gap FS5 via the primary winding Lp7.
  • Parallel to the AC source ⁇ source Q is connected a return capacitor C55, which represents a short circuit for high-frequency pulses and thus protects the AC voltage source Q from the pulses of the pulse source and the ignition transformer Tr7.
  • the capacitor C55 is optional and therefore shown in Figure 5 only with dashed lines.
  • a conclusion capacitor can also be a bidirectional transil, which is sometimes also referred to as be ⁇ suppressor diode, or two oppositely in series overall switched zener diodes find use.
  • the resulting threshold voltage of this Schutzele ⁇ ment is higher than the open circuit voltage of the supplying source Q to choose in order to prevent unwanted operation of the protection element.
  • the capacitors C53 and C54 of the voltage multiplier circuit are charged until the breakdown voltage is reached at the spark gap FS5. Then, the capacitors C53 and C54 discharge abruptly across the spark gap FS5 and the primary winding Lp7 of the ignition transformer Tr7. In the secondary winding Ls7 of the ignition transformer Tr7 thereby high-voltage ⁇ pulses are induced, which are supplied to the auxiliary ignition electrode E3 of the high-pressure discharge lamp LA.
  • the points on the windings Lp7, Ls7 of the transformer Tr7 shown in FIG. 5 indicate their sense of winding.
  • the main electrode El of the high-pressure discharge lamp LA is supplied with the voltage pulses generated by the voltage multiplier circuit C51, C52, C53, C54, D51, D52, D53, D54, R5. These voltage pulses are synchronous with the high voltage pulses generated by the secondary winding Ls7.
  • the Entladungsstre ⁇ blocks that is, the discharge plasma between the main ⁇ electrodes El, E2 conductive, so that the source Q is more stressed, resulting due to their inner and Banlimpe- danz a reduced output voltage leads.
  • Capacitors C53 and C54 can therefore no longer be charged to the breakdown voltage of the spark gap FS5 and the pulse source IQ7 can not generate any further voltage pulses after ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA.
  • After ignition of the gas discharge high-pressure discharge lamp LA is operated by means of the AC voltage source Q with a nearly sinusoidal alternating current. It can be seen from FIG. 5 that the primary winding Lp7 flows through the lamp current during quasi-stationary lamp operation. The primary winding Lp7 serves to limit or stabilize the lamp current.
  • the ignition device consists of a pulse source IQ8 and an ignition transformer Tr8.
  • the voltage outputs of the pulse source are connected to the IQ8 An ⁇ circuiting the primary winding of the ignition transformer lp8 Tr8.
  • the ignition transformer Tr8 has a first secondary winding Ls81 and a second secondary winding Ls82 and a third winding having a first winding section Lp8 and a second winding section Ls83.
  • the primary winding is formed lp8 the third winding of the transformers ⁇ tors Tr8 coupling portion of the first Wick-.
  • the second winding portion LS83 the third winding of the transformer forms a Tr8 drit ⁇ te secondary winding LS83, which is connected to the main electrode El of the high pressure discharge lamp LA and to a terminal of the spark gap FS6.
  • the primary winding Lp8 is also connected to this terminal of the spark gap Fs6 and to a first terminal of the AC power source Q.
  • the first secondary winding is LS81 one hand to the auxiliary ignition electrode E3 and the other hand connected to the main electrode E2, as well as with the second Se ⁇ kundärwicklung LS82.
  • the second secondary winding LS82 is connected on the one hand to the main electrode E2 of the high pressure discharge lamp LA and the first secondary winding ⁇ and secondly to the second terminal of AC voltage source Q.
  • the pulse source ⁇ IQ8 includes four rectifier diodes D61, D62, D63, D64, a resistor R6, four capacitors C61, C62, C63, C64, and a radio link FS6.
  • the condensers ⁇ ren C61, C62, C63, C64 and diodes D61, D62, D63, D64 are arranged in a two-stage cascade circuit for voltage multiplication.
  • the voltage output of the cascade circuit or the pulse source IQ8 forms the Fun ⁇ kenumble FS8.
  • the voltage provided by the AC voltage source Q at the voltage input of the cascade circuit is rectified by the cascade circuit and increased so far that the breakdown voltage of the spark gap FS6 is reached.
  • the spark gap FS6 is connected in series with the primary winding Lp8 of the transformer Tr8, so that the capacitors C63 and C64 discharge when the spark gap FS6 breaks through the primary winding Lp8.
  • Parallel to the AC source ⁇ Q is a return capacitor C65 is connected, which represents a short circuit for high-frequency pulses and thus the AC voltage source Q before the pulses of the pulse source IQ8 and the ignition transformer Tr8 protects.
  • the capacitor C65 is optional and therefore dashed in Figure 6 only with dashed lines.
  • the capacitors C63 and C64 of the voltage multiplier circuit are charged until the breakdown voltage is reached at the spark gap FS6. Then, the capacitors C63 and C64 discharge intermittently across the spark gap FS6 and the primary winding Lp8 of the ignition transformer Tr8. In the first secondary winding of the ignition transformer LS81 Tr8 characterized ⁇ high voltage pulses are induced, which are supplied to the auxiliary ignition electrode E3 of the high pressure discharge lamp LA.
  • the simultaneity of the voltage pulses is achieved by there ⁇ that all secondary windings LS81, LS82, LS83 are inductively coupled to the primary winding LP8.
  • the points on the windings Lp8, Ls81, Ls82, Ls83 of the transformer Tr8 shown in FIG. 6 indicate their sense of winding.
  • the winding sense of the secondary windings Ls82, Ls83 is designed such that the main electrodes E1, E2 of the high-pressure discharge lamp LA are subjected to voltage pulses of different polarity during the ignition phase.
  • the voltage pulses to the auxiliary starting E3 have a higher amplitude than the voltage pulses to the main electrodes El and E2 due to the larger Win ⁇ -making speed ratio.
  • the discharge path that is, the discharge plasma between the main electrodes El, E2 conductive, so that the source Q is more heavily loaded, which leads to a reduced output voltage due to their internal or source impedance.
  • the capacitors C61, C62, C63, C64 then can no longer charge on the breakdown voltage of the spark gap FS6 and the pulse source IQ8 can after ignition of the gas discharge not generate wide ⁇ ren voltage pulses in the high pressure discharge lamp LA therefore.
  • After ignition of the gas discharge high pressure discharge lamp LA is operated by the AC voltage source Q with an almost sinusförmi ⁇ gen AC.
  • the transformers ⁇ tors Tr8 is flowed through by the lamp current during steady-state lamp operation.
  • the second secondary winding Ls82 and the third winding Lp8 and Ls83 serve to limit or stabilize the lamp current.
  • Particularly soft magnetic materials are suitable for the core of the ignition transformer of the ignition devices according to the invention.
  • Particularly advantageous are nickel-zinc ferrites, since they have a very high specific resistance and thus make it easier to isolate the generated high voltage.
  • the ignition transformer advantageously has a far ⁇ continuously closed in the soft magnetic core material circle. If, during the subsequent lamp operation, the ignition transformer is switched off after ignition of the gas charge, contributes to the stabilization of the discharge, an air gap in the core is required.
  • the ignition transformer serves during operation as a lamp inductor, that is, the winding or windings of the Zündtransforma- sector, which are traversed by the lamp AC, act as an inductor to stabilize the discharge and to limit the lamp current or the stabilization ⁇ tion of the discharge.
  • This requires energy storage in the transformer, which is made possible by the air gap.
  • the air gap must not be too large, since otherwise due to stray fields a poor electromagnetic compatibility and a ge ⁇ ring efficiency due to high losses in the circuit result. For this reason, the air gap or the sum of all air gap lengths in the core in the range of 0.1 percent should be up to 30 percent of the total average magneti ⁇ 's length of the core.
  • Table 2 Dimensioning of the components of the Zündvor ⁇ direction according to the fourth embodiment ( Figure 4)
  • Table 3 Dimensioning of the components of the Zündvor ⁇ direction according to the fifth embodiment ( Figure 4)
  • Tr6 annular core of nickel zinc ferrite with an outer diameter of 32 mm, an inner diameter of 19mm and with an air gap of ⁇ 0, 7 mm FS4 600 V

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine mit einer Zündhilfselektrode (E3) und mit zwei, in einem Entladungsgefäß (1) angeordneten Gasentladungselektroden (E1, E2) ausgestattete Hochdruckentladungslampe (LA), wobei die Zündvorrichtung eine an die Zündhilfselektrode (E3) koppelbare Impulsquelle (IQ1) umfasst, um die Zündhilfselektrode (E3) während eines Zündzeitraums mit Spannungsimpulsen zu beaufschlagen. Erfindungsgemäß sind Mittel (IQ2, Tr2) vorgesehen, um mindestens eine der Gasentladungselektroden (E1) während der Zündphase ebenfalls mit Spannungsimpulsen zu beaufschlagen. Außerdem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Zündverfahren und eine Hochdruckentladungslampe mit einer im Lampensockel integrierten Zündvorrichtung.

Description

Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe und Hochdruckentladungslampe sowie Verfahren zum Zünden einer Gasentladung in einer Hochdruckentladungslampe
Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung gemäß dem 0- berbegriff des Anspruchs 1 und eine Hochdruckentladungs¬ lampe mit einer derartigen Zündvorrichtung sowie ein Verfahren zum Zünden der Gasentladung in einer Hochdruckent- ladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
I . Stand der Technik
Eine derartige Zündvorrichtung ist beispielsweise in der EP 1 659 835 Al offenbart. Diese Schrift beschreibt eine Zündvorrichtung für eine mit einer Zündhilfselektrode ausgestattete Hochdruckentladungslampe, wobei die Zünd- hilfselektrode zum Zünden der Gasentladung mittels einer Impulsquelle mit Spannungsimpulsen mit einer Amplitude von ca. 5-30 kV beaufschlagt wird. Außerdem wird mit Hil¬ fe eines Serienresonanzkreises während des Zündzeitraums am Spannungseingang der Impulsquelle und auch über den Gasentladungselektroden der Hochdruckentladungslampe eine resonanzüberhöhte Spannung bereitgestellt, um eine siche¬ re Entladungsbogenübernahme zu gewährleisten.
II . Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Zünd¬ vorrichtung mit einem vereinfachten Aufbau und ein ent- sprechendes Verfahren zum Zünden der Gasentladung in einer Hochdruckentladungslampe bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 18 gelöst. Besonders vor¬ teilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung für eine mit einer Zündhilfselektrode und mit zwei, in einem Entladungsgefäß angeordneten Gasentladungselektroden ausgestattete Hochdruckentladungslampe umfasst eine an die Zündhilfselekt¬ rode koppelbare Impulsquelle, um die Zündhilfselektrode während eines Zündzeitraums mit Spannungsimpulsen zu be¬ aufschlagen, und weist außerdem Mittel auf, um mindestens eine der Gasentladungselektroden während des Zündzeitraums ebenfalls mit Spannungsimpulsen zu beaufschlagen. Durch die vorgenannten Mittel werden an mindestens einer der Gasentladungselektroden Spannungsimpulse erzeugt, die sich zeitlich mit den Spannungsimpulsen an der Zündhilfselektrode überlappen. Die Kombination der Spannungsimpul¬ se an der Zündhilfselektrode mit im gleichen Zeitraum erzeugten Spannungsimpulsen an mindestens einer der Gasent- ladungselektroden ermöglicht bereits eine sichere Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe sowie eine sichere Entladungsbogenübernahme, so dass auf einen zusätzlichen Resonanzkreis gemäß dem Stand der Technik verzichtet werden kann.
Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zum Beaufschlagen der mindestens einen Gasentladungselektrode mit Span¬ nungsimpulsen während des Zündzeitraums die Impulsquelle, die auch die Spannungsimpulse für die Zündhilfselektrode generiert. Dadurch wird die Anzahl der für die erfin- dungsgemäße Zündvorrichtung erforderlichen Bauteile ge- ring gehalten und außerdem kann dadurch auf einfache Weise eine Synchronisation der Spannungsimpulse für die Zündhilfselektrode mit den Spannungsimpulsen für die mindestens eine Gasentladungselektrode gewährleistet werden.
Zur Kopplung der Impulsquelle an die Zündhilfselektrode oder bzw. und an die mindestens eine der Gasentladungs¬ elektroden ist vorteilhafterweise ein Transformator vorgesehen. Der Transformator ermöglicht eine Erhöhung der Amplitude der Spannungsimpulse und eine Synchronisation der Spannungsimpulse für die Zündhilfselektrode und für die mindestens eine Gasentladungselektrode. Außerdem kann, wenn zumindest eine Transformatorwicklung nach erfolgter Zündung der Gasentladung während des nachfolgenden Lampenbetriebs vom Lampenwechselstrom durchflössen wird, die Induktivität der Transformatorwicklung zur Begrenzung des Lampenstroms bzw. zur Stabilisierung der Entladung genutzt werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine erste Sekundärwicklung des Transformators wäh- rend des Zündzeitraums mit der Zündhilfselektrode verbun¬ den und eine zweite Sekundärwicklung des Transformators zumindest während des Zündzeitraums mit einer der Gasent¬ ladungselektroden verbunden, um sowohl die Zündhilfselektrode als auch eine der Gasentladungselektroden wäh- rend des Zündzeitraums mit Spannungsimpulsen zu beauf¬ schlagen. Die Primärwicklung des Transformators ist dabei mit einem Spannungsausgang der Impulsquelle verbunden, so dass durch die induktive Kopplung zwischen den Sekundärwicklungen und der Primärwicklung die von der Impulsquel- Ie generierten Spannungsimpulse synchron und gegebenen- - A -
falls mit unterschiedlicher Verstärkung an die Zündhilfselektrode und an mindestens eine der Gasentladungselekt¬ roden weitergegeben wird. Der Verstärkungsfaktor ist dabei durch das Verhältnis der Windungszahlen der Sekundär- Wicklungen zu der Primärwicklung festgelegt.
Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Sekundärwicklung des Transformators während des Zündzeitraums mit der Zündhilfselektrode ver¬ bunden und ein Spannungsausgang der Impulsquelle sowohl mit der Primärwicklung des Transformators als auch mit einer der Gasentladungselektroden verbunden, um sowohl die Zündhilfselektrode als auch eine der Gasentladungs¬ elektroden während des Zündzeitraums mit Spannungsimpul¬ sen zu beaufschlagen. In diesem Fall werden nur die Span- nungsimpulse für die Zündhilfselektrode gemäß dem Win¬ dungszahlenverhältnis der Transformatorwicklungen verstärkt, während die Gasentladungselektrode mit den unver¬ stärkten Spannungsimpulsen der Impulsquelle beaufschlagt wird. Die Synchronisation der Spannungsimpulse für die Zündhilfselektrode und die Gasentladungselektrode wird in diesem Fall dadurch gewährleistet, dass ein Spannungsaus¬ gang der Impulsquelle sowohl mit der Primärwicklung des Transformators als auch mit der Gasentladungselektrode verbunden ist.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine erste Sekundärwicklung des Transforma¬ tors während des Zündzeitraums mit der Zündhilfselektrode verbunden und, zumindest während des Zündzeitraums, eine zweite Sekundärwicklung des Transformators mit einer ers- ten Gasentladungselektrode verbunden sowie eine dritte Sekundärwicklung des Transformators mit der zweiten Gasentladungselektrode verbunden, um sowohl die Zündhilfs¬ elektrode als auch die Gasentladungselektroden während des Zündzeitraums mit Spannungsimpulsen zu beaufschlagen. Die Primärwicklung des Transformators ist dabei mit einem Spannungsausgang der Impulsquelle verbunden, so dass durch die induktive Kopplung zwischen den Sekundärwicklungen und der Primärwicklung die von der Impulsquelle generierten Spannungsimpulse synchron und gegebenenfalls mit unterschiedlicher Verstärkung an die Zündhilfselektrode und an die Gasentladungselektroden weitergegeben wird. Die Polung der zweiten und dritten Sekundärwicklung ist dabei so gewählt, dass die beiden Gasentladungselekt¬ roden während des Zündzeitraums mit Spannungsimpulsen un- terschiedlicher Polarität beaufschlagt werden.
Vorteilhafterweise weist die Impulsquelle mindestens ein Ladungsspeichermittel, beispielsweise einen Kondensator, und ein in Abhängigkeit von dem Ladungszustand des min¬ destens einen Ladungsspeichermittels schaltbaren Schwell- wertschalter auf, um ein selbsttätiges Auslösen und Abschalten der Impulsquelle bzw. der Zündvorrichtung zu ermöglichen. Als Schwellwertschalter eignet sich vorzugsweise ein spannungsabhängiges Schaltmittel, wie zum Bei¬ spiel eine Funkenstrecke, ein DIAC oder eine Kombination aus einem DIAC mit einem Thyristor.
Die Impulsquelle umfasst vorteilhafterweise eine Span- nungsvervielfacherschaltung, um die Amplitude der von der Impulsquelle erzeugten Spannungsimpulse in ausreichendem Maß erhöhen zu können. Durch den Einsatz einer Spannungs- Vervielfacherschaltung kann außerdem ein Transformator mit kleinerem Übersetzungsverhältnis und entsprechend ge¬ ringerer Sekundärwicklungsinduktivität zur Kopplung zwi¬ schen Impulsquelle und Zündhilfselektrode bzw. Gasentla¬ dungselektrode verwendet werden. Dadurch kann die Sekun- därwicklung nach erfolgter Zündung der Gasentladung zusätzlich auch als Lampendrossel, das heißt, zur Begren¬ zung des Lampenstroms bzw. der Stabilisierung der Entladung, genutzt werden, und zwar selbst im Fall eines hochfrequenten Lampenstroms mit Frequenzen im Megahertz- bereich, ohne dass durch den Blindwiderstand der Sekundärwicklung erhebliche Belastungen der elektronischen Bauteile zu befürchten sind.
Anstelle einer einzigen Impulsquelle kann die erfindungs¬ gemäße Zündvorrichtung mehrere Impulsquellen und Synchro- nisationsmittel aufweisen, um die Zündhilfselektrode und mindestens eine der Gasentladungselektroden während eines Zündzeitraums mit einander zeitlich überlappenden Spannungsimpulsen zu beaufschlagen.
Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung, insbesondere die gemäß den besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen mit nur einer einzigen Impulsquelle, weist nur eine geringe Anzahl von Bauteilen auf und findet daher Platz im Innenraum eines Lampensockel einer Hochdruckentladungslampe. Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Zündvor- richtung im Sockel einer Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe, die als Lichtquelle in einem Fahrzeug¬ scheinwerfer dient, untergebracht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zünden der Gasentla¬ dung in einer mit einer Zündhilfselektrode und mit zwei, in einem Entladungsgefäß angeordneten Gasentladungselekt¬ roden ausgestattete Hochdruckentladungslampe umfasst das Beaufschlagen der Zündhilfselektrode mit Spannungsimpul¬ sen während eines Zündzeitraums und zeichnet sich dadurch aus, dass während des Zündzeitraums mindestens eine der Gasentladungselektroden ebenfalls mit Spannungsimpulsen beaufschlagt wird. Durch das zeitgleiche Beaufschlagen der Zündhilfselektrode und mindestens einer der Gasentla¬ dungselektroden mit Spannungsimpulsen kann eine sichere Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe sowie eine sichere Entladungsbogenübernahme erreicht wer¬ den, so dass auf eine zusätzliche, resonanzüberhöhte Spannung an den Gasentladungselektroden gemäß dem Stand der Technik verzichtet werden kann.
Vorteilhafterweise werden die Spannungsimpulse für die Zündhilfselektrode und mindestens eine der Gasentladungs¬ elektroden mittels einer Impulsquelle erzeugt, die wäh¬ rend des Zündzeitraums sowohl an die Zündhilfselektrode als auch an mindestens eine der Gasentladungselektroden gekoppelt ist. Wie bereits oben erläutert wurde, kann die Anzahl der Bauteile durch Verwendung einer einzigen Impulsquelle gering gehalten werden.
Die Kopplung der Impulsquelle an die Zündhilfselektrode oder bzw. und an mindestens eine der Gasentladungselekt- roden wird vorteilhafterweise mit Hilfe eines Transforma¬ tors durchgeführt, da sich hierdurch die bereits oben er¬ wähnten Vorteile ergeben.
Die Amplitude der Spannungsimpulse für die Zündhilfs¬ elektrode oder bzw. und die Amplitude der Spannungsimpul- se für die mindestens eine der Gasentladungselektroden wird vorzugsweise mittels einer Spannungsvervielfacher- schaltung vergrößert, um zur vorgenannten Kopplung der Impulsquelle an die Zündhilfselektrode oder bzw. und an mindestens eine der Gasentladungselektroden einen Transformator mit kleinerem Übersetzungsverhältnis und den daraus resultierenden, bereits oben aufgeführten Vorteilen verwenden zu können.
Im Fall von Hochdruckentladungslampen, deren Füllung Nat- rium enthält, und insbesondere im Fall von Halogen- Metalldampf-Hochdruckentladungslampen, weist die Zündvorrichtung vorteilhafterweise einen Gleichspannungstren- nungskondensator auf, der derart in die Zündvorrichtung geschaltet ist, dass er einen Gleichstromfluss zwischen der Zündhilfselektrode und den Hauptelektroden der Hochdruckentladungslampe verhindert, und dessen Kapazität derart dimensioniert ist, dass er für die Zündimpulse bzw. für die Zündspannung näherungsweise einen Kurz- schluss darstellt. Durch den näherungsweise Kurzschluss steht der erzeugte Zündimpuls weitestgehend an der Lampe an und fällt nicht über dem Gleichspannungstrennungskon- densator ab. Der Gleichspannungstrennungskondensator verringert die Diffusion der Natriumionen, zur Entladungsgefäßwand und reduziert dadurch den Verlust von Natrium in der Füllung der vorgenannten Hochdruckentladungslampen.
III . Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 Ein Blockschaltbild der Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 2 Ein Blockschaltbild der Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 3 Eine Schaltskizze der Zündvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 4 Eine Schaltskizze der Zündvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 5 Eine Schaltskizze der Zündvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 6 Eine Schaltskizze der Zündvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Figur 7 Eine Seitenansicht einer Hochdruckentladungslampe mit im Lampensockel angeordneter Zündvorrichtung
Das in Figur 1 abgebildete Blockschaltbild zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung für eine mit einer Zündhilfselektrode ausgestattete Hochdruckent¬ ladungslampe LA anhand eines ersten Ausführungsbeispiels. Die Zündvorrichtung besteht aus zwei Impulsquellen IQl, IQ2 und zwei Transformatoren Tri, Tr2 sowie einer Einrichtung zum Synchronisieren der beiden Impulsquellen IQl, IQ2. Die Spannungsausgänge der ersten Impulsquelle IQl sind mit der Primärwicklung LpI des ersten Transformators Tri verbunden. Die Sekundärwicklung LsI des ersten Transformators Tri ist mit der Zündhilfselektrode E3 der Hochdruckentladungslampe LA und mit einem Anschluss der Wechselspannungsquelle Q sowie der Gasentladungselektrode E2 der Hochdruckentladungslampe LA verbunden. Die Span¬ nungsausgänge der zweiten Impulsquelle IQ2 sind mit der Primärwicklung Lp2 des zweiten Transformators Tr2 verbun- den. Die Sekundärwicklung Ls2 des zweiten Transformators Tr2 ist mit der Gasentladungselektrode El der Hochdruck¬ entladungslampe LA und gegebenenfalls über den optionalen Kondensator C mit einem Anschluss der Wechselspannungs¬ quelle Q verbunden. Der Kondensator C kann der partiellen Kompensation der Sekundärinduktivität Ls2 dienen, so dass die während des Lampenbetriebes von der Quelle Q bereit¬ zustellende Blindleistung gering ist. Zudem verhindert der Kondensator C einen möglicherweise von der Quelle Q ausgehenden, die Lampe LA schädigenden Gleichstromfluss . Der Kondensator C kann an einer beliebigen Stelle in den Stromkreis aus Quelle Q, Sekundärinduktivität Ls2 und Lampe La eingefügt werden um seine Funktion zu erfüllen. Bei der in Figur 7 schematisch dargestellten Hochdruckentladungslampe gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine Halogen- Metalldampf-Hochdruckentladungslampe LA für einen Kraft¬ fahrzeugscheinwerfer die an der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs betrieben wird. Die Wechselspannungsquelle Q beinhaltet daher einen oder mehrere Spannungswandler, die aus der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs die für die unterschiedlichen Betriebszustände der Hochdruckent¬ ladungslampe LA erforderlichen Spannungen erzeugt.
Diese Hochdruckentladungslampe LA besitzt ein Entladungs¬ gefäß 1 aus Quarzglas, in dem eine ionisierbare Füllung gasdicht eingeschlossen ist. Die ionisierbare Füllung enthält Xenon, Metallhalogenidverbindungen und gegebenenfalls Quecksilber. Im Fall einer Hochdruckentladungslampe LA mit einer quecksilberhaltigen ionisierbaren Füllung besteht die Füllung neben Quecksilber vorzugsweise aus den Jodiden der Metalle Natrium und Scandium. Im Fall einer Hochdruckentladungslampe LA mit einer quecksilber¬ freien ionisierbaren Füllung besteht die ionisierbare Füllung vorzugsweise aus den Jodiden der Metalle Natrium, Scandium, Zink und Indium.
Der Xenon-Kaltfülldruck beträgt ca. 10 bar. Die beiden Enden Ia, Ib des Entladungsgefäßes 1 sind jeweils mittels einer Molybdänfolien-Einschmelzung 2a, 2b abgedichtet. Im Innenraum des Entladungsgefäßes 1 befinden sich zwei E- lektroden El, E2, zwischen denen sich während des Lampen- betriebes der für die Lichtemission verantwortliche Ent- ladungsbogen ausbildet. Diese Hauptelektroden El, E2 sind jeweils über eine der Molybdänfolien-Einschmelzungen 2a, 2b elektrisch leitend mit einer aus dem Entladungsgefäß 1 herausgeführten Stromzuführung 3a, 3b verbunden. Das Ent- ladungsgefäß 1 wird von einem gläsernen Außenkolben 5 umhüllt. Die Zündhilfselektrode E3 wird hier bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung von einer dünnen metallischen Beschichtung auf der inneren Oberfläche des Außenkolbens 5 gebildet. Alternativ kann diese Beschichtung aber auch auf der Außenseite des Entladungsgefäßes 1 an¬ gebracht sein. Die dünne metallische Beschichtung E3 be¬ sitzt die Form eines lang gestreckten Streifens, der sich vom sockelnahen Ende des Außenkolbens 5 ungefähr bis auf die Höhe des Entladungsgefäßmittelpunktes erstreckt. Die Lampengefäße 1, 5 sind im aus Kunststoff bestehenden O- berteil 411 eines Lampensockels 4 fixiert. Der quaderför¬ mige Teil des Lampensockels 4 ist von einem zweiteiligen metallischen Gehäuse 41, 42 umgeben, das zur elektromagnetischen Abschirmung der im Innenraum des Lampensockels 4 untergebrachten Impulszündvorrichtung dient. Der elektrische Anschluss 40 der Hochdruckentladungslampe LA dient zur Spannungsversorgung der Hochdruckentladungslampe und der im Lampensockel 4 angeordneten Impulszündvorrichtung. Der elektrische Anschluss 40 ist über ein abgeschirmtes Verbindungskabel (nicht abgebildet) mit dem Betriebsgerät Q für die Hochdruckentladungslampe verbunden. Das Ab¬ schirmgeflecht des Verbindungskabels ist mit dem schal¬ tungsinternen Massepotential des Betriebsgerätes und über einen Kontakt des elektrischen Anschlusses 40 mit dem Me- tallgehäuse 41, 42 verbunden, so dass das Metallgehäuse 41, 42 ebenfalls auf Massepotential liegt.
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA mittels der in Figur 1 abgebildeten Zündvorrichtung werden mit Hilfe der synchron angesteuerten Impuls- quellen IQl, IQ2 Spannungsimpulse erzeugt, die durch die Transformatoren Tri, Tr2, um das Übersetzungsverhältnis des entsprechenden Transformators verstärkt, an die Zünd¬ hilfselektrode E3 bzw. die Hauptelektrode El übertragen werden. Da die Impulsquellen IQl, IQ2 synchron arbeiten, werden die Elektroden E3 und El mit einander zeitlich ü- berlappenden Spannungsimpulsen mit Amplituden von einigen Kilovolt beaufschlagt, die zum Zünden der Gasentladung in dem Entladungsmedium der Hochdruckentladungslampe LA führen. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung werden die Impulsquellen IQl, IQ2 deaktiviert, so dass keine weite- ren Zündimpulse erzeugt werden. Im anschließenden Betrieb der Hochdruckentladungslampe LA wird diese mit einem na¬ hezu sinusförmigen Wechselstrom im Frequenzbereich von vorzugsweise 0,1 MHz bis 10 MHz gespeist. Während dieses quasistationären Lampenbetriebs fließt der Wechselstrom durch die Sekundärwicklung Ls2 des zweiten Transformators Tr2, die zudem zur Begrenzung des Lampenstroms bzw. der Stabilisierung der Entladung verwendet wird. Falls ausschließlich die Induktivität der Sekundärwicklung Ls2 des zweiten Transformators Tr2 zur Begrenzung bzw. Stabilisierung des Lampenstroms genutzt wird, wird die Sekundär¬ wicklung Ls2 derart dimensioniert, dass ihr Blindwiderstand bei der Frequenz des Lampenstroms dem 0,25-fachen bis 7-fachen der Impedanz der Hochdruckentladungslampe LA entspricht. Für kleinere Werte des Blindwiderstands der Sekundärwicklung Ls2 ist im allgemeinen keine Stabilisierung des nach der Zündung der Gasentladung über die Entladungsstrecke der Hochdruckentladungslampe LA fließenden Lampenstroms möglich, und für größere Werte des Blindwi- derstands der Sekundärwicklung Ls2 ist kein effizienter Lampenbetrieb mehr möglich, da die Wechselspannungsquelle Q dann wegen der hohen Blindleistung und Verluste im Transformator Tr2 eine sehr hohe Ausgangsspannung für den Lampenbetrieb bereitstellen muss. Der optionale Kondensa- tor C dient während dieses quasistationären Lampenbe¬ triebs zur partiellen Kompensation der Induktivität der Sekundärwicklung Ls2. Er kann weggelassen werden, wenn eine partielle Kompensation der Induktivität der Sekun¬ därwicklung Ls2 nicht erforderlich ist. In den Figuren 3 bis 5 sind weitere, ausführlicher beschriebene Ausfüh¬ rungsbeispiele der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung dar- gestellt, die auf dem Prinzip des in Figur 1 abgebildeten Blockschaltbilds beruhen.
Das in Figur 2 abgebildete Blockschaltbild zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung für eine mit einer Zündhilfselektrode ausgestattete Hochdruckent¬ ladungslampe LA anhand eines zweiten Ausführungsbei¬ spiels. Die Zündvorrichtung besteht aus drei Impulsquel¬ len IQ3, IQ4, IQ5 und drei Transformatoren Tr3, Tr4, Tr5 sowie einer Einrichtung zum Synchronisieren der drei Im- pulsquellen IQ3, IQ4, IQ5. Die Spannungsausgänge der ers¬ ten Impulsquelle IQ3 sind mit der Primärwicklung Lp3 des ersten Transformators Tr3 verbunden. Die Sekundärwicklung Ls3 des ersten Transformators Tr3 ist mit der Zündhilfs¬ elektrode E3 der Hochdruckentladungslampe LA und mit der Sekundärwicklung Ls5 des dritten Transformators Tr5 sowie mit der Gasentladungselektroden E2 der Hochdruckentladungslampe LA verbunden. Die Spannungsausgänge der zwei¬ ten Impulsquelle IQ4 sind mit der Primärwicklung Lp4 des zweiten Transformators Tr4 verbunden. Die Sekundärwick- lung Ls4 des zweiten Transformators Tr4 ist mit der Gas¬ entladungselektrode El der Hochdruckentladungslampe LA und mit einem ersten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die Spannungsausgänge der dritten Impuls¬ quelle IQ5 sind mit der Primärwicklung Lp5 des dritten Transformators Tr5 verbunden. Die Sekundärwicklung Ls5 des dritten Transformators Tr5 ist mit der Gasentladungs¬ elektrode E2 der Hochdruckentladungslampe LA und mit der Sekundärwicklung Ls3 des ersten Transformators Tr3 sowie mit einem zweiten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die drei Impulsquellen IQ3, IQ4, IQ5 werden während des Zündzeitraums, das heißt, zum Zünden der Gas¬ entladung in der Hochdruckentladungslampe LA gleichzeitig angesteuert .
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungs- lampe LA mittels der in Figur 2 abgebildeten Zündvorrichtung werden mit Hilfe der synchron angesteuerten Impulsquellen IQ3, IQ4, IQ5 Spannungsimpulse erzeugt, die durch die Transformatoren Tr3, Tr4, Tr5 um das Übersetzungsverhältnis des entsprechenden Transformators verstärkt, an die Zündhilfselektrode E3 bzw. die Hauptelektrode E2 bzw. die Hauptelektrode El übertragen werden. Da die Impuls¬ quellen IQ3, IQ4, IQ5 synchron arbeiten, werden die E- lektroden E3, E2 und El mit einander zeitlich überlappenden Spannungsimpulsen mit Amplituden von einigen Kilovolt beaufschlagt, die zum Zünden der Gasentladung in dem Entladungsmedium der Hochdruckentladungslampe LA führen. Die Transformatoren Tr4, Tr5 oder die Impulsquellen IQ4, IQ5 sind dabei derart ausgebildet, dass die Hauptelektroden El, E2 zum Zünden der Gasentladung mit einander zeitlich überlappenden Spannungsimpulsen unterschiedlicher Polarität beaufschlagt werden. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung werden die Impulsquellen IQ3, IQ4, IQ5 deaktiviert, so dass keine weiteren Zündimpulse erzeugt werden. Im anschließenden Betrieb der Hochdruckentladungslampe LA wird diese mit einem nahezu sinusförmigen Wechselstrom im Frequenzbereich von vorzugsweise 0,1 MHz bis 10 MHz gespeist. Während dieses quasistationären Lampenbetriebs fließt der Wechselstrom durch die Sekundärwicklungen Ls4, Ls5 des zweiten Tr4 und dritten Transformators Tr5, die zudem zur Begrenzung des Lampenstroms bzw. der Stabili- sierung der Entladung verwendet werden. In der Figur 6 ist ein weiteres, ausführlicher beschriebenes Ausfüh¬ rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung dargestellt, das auf dem Prinzip des in Figur 2 abgebildeten Blockschaltbilds beruht.
Die Zündvorrichtung gemäß dem in Figur 3 abgebildeten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus ei¬ ner Impulsquelle IQ und einem Zündtransformator Tr. Die Spannungseingänge der Impulsquelle IQ sind mit den An- Schlüssen der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die Spannungsausgänge der Impulsquelle IQ sind mit den An¬ schlüssen der Primärwicklung Lp des Zündtransformators Tr verbunden. Der Zündtransformator Tr weist eine Sekundärwicklung mit einem ersten Sekundärwicklungsabschnitt Ls und einem zweiten Sekundärwicklungsabschnitt Lh auf. Der erste Sekundärwicklungsabschnitt Ls ist mit einem ersten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q und mit der Elekt¬ rode El der Hochdruckentladungslampe LA sowie mit dem zweiten Sekundärwicklungsabschnitt Lh verbunden. Der zweite Sekundärwicklungsabschnitt Lh des Transformators Tr ist einerseits über den Kondensator C30 mit der Zünd¬ hilfselektrode E3 der Hochdruckentladungslampe LA und an¬ dererseits mit dem ersten Sekundärwicklungsabschnitt Ls sowie mit der Elektrode El der Hochdruckentladungslampe LA verbunden. Die zweite Elektrode E2 der Hochdruckentla¬ dungslampe LA ist mit dem zweiten Anschluss der Wechsel¬ spannungsquelle Q verbunden. Die Impulsquelle IQ umfasst eine Gleichrichterdiode D, einen Widerstand R, einen Zündkondensator C und eine Funkenstrecke FS. Die Serien- Schaltung bestehend aus der Gleichrichterdiode D, dem Wi- derstand R und dem Zündkondensator C ist parallel zu der Wechselspannungsquelle Q geschaltet. Die Funkenstrecke FS ist in Serie zur Primärwicklung Lp des Transformators Tr geschaltet. Die Serienschaltung aus Primärwicklung Lp und Funkenstrecke FS ist parallel zu dem Zündkondensator C geschaltet. Angaben zur Dimensionierung der Bauteile sind in der Tabelle 1 angegeben.
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA mittels der in der Figur 3 abgebildeten Schal- tungsanordnung wird der Zündkondensator C über die Gleichrichterdiode D und den Widerstand R auf die Durch¬ bruchsspannung der Funkenstrecke FS aufgeladen. Während der Zündphase liefert die Wechselspannungsquelle Q eine Wechselspannung mit einer Amplitude von 350 V. Erreicht die Spannung am Zündkondensator C die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS, so entlädt sich der Zündkondensator C stoßweise über die Funkenstrecke FS und die Primärwick¬ lung Lp des Zündtransformators Tr. In den beiden Ab¬ schnitten Ls und Lh der Sekundärwicklung werden dadurch Hochspannungsimpulse induziert. Die von dem ersten Sekun¬ därwicklungsabschnitt Ls generierten Hochspannungsimpulse werden der Hauptelektrode El der Hochdruckentladungslampe LA zugeführt. Die Zündhilfselektrode E3 wird mit Hoch¬ spannungsimpulsen beaufschlagt, die von der gesamten Se- kundärwicklung des Zündtransformators Tr generiert wer¬ den. Das heißt, an der Zündhilfselektroden E3 liegt während des Zündzeitraums die Summe der Induktionsspannungen der Sekundärwicklungsabschnitte Ls und Lh an, während an der Hauptelektrode El nur die Induktionsspannung des ers- ten Sekundärwicklungsabschnitts Ls anliegt. Der optionale Kondensator C30 ist derart dimensioniert, dass er für die von den Sekundärwicklungsabschnitten Ls, Lh erzeugten Hochspannungsimpulse näherungsweise einen Kurzschluss darstellt. Der Kondensator C30 dient zur Reduktion der Natriummigration aus dem Entladungsgefäß der Hochdruckentladungslampe LA und verhindert ferner einen Gleich- stromfluss zwischen der Zündhilfselektrode E3 und der ersten Gasentladungselektrode El. Der Kondensator C30 kann auch bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungs- beispielen gemäß den Figuren 4 bis 6 sowie auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 in die Schaltung integriert werden. Die Punkte an den in Figur 3 dargestellten Wicklungen bzw. Wicklungsabschnitten Lp, Ls, Lh des Transformators geben deren Wicklungssinn an. Da der Wicklungssinn der Abschnitte Ls und Lh gleichsinnig ist, werden die Elektroden El und E3 zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA mit Span¬ nungsimpulsen gleicher Polarität, beispielsweise positi¬ ver Polarität, beaufschlagt. Die Spannungsimpulse an der Zündhilfselektrode E3 besitzen aufgrund des größeren Win¬ dungszahlenverhältnisses eine höhere Amplitude als die Spannungsimpulse an der Hauptelektrode El. Da beide Se¬ kundärwicklungsabschnitte Ls, Lh induktiv an die Primär¬ wicklung Lp gekoppelt sind, werden die Elektroden El und E3 synchron mit Spannungsimpulsen beaufschlagt, die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA führen. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA ist die Entladungsstrecke, das heißt, das Entladungsplasma zwischen den Hauptelekt- roden El, E2 leitfähig, so dass die Quelle Q stärker belastet wird, was aufgrund ihrer Innen- bzw. Quellimpedanz zu einer reduzierten Ausgangsspannung führt. Der Zündkondensator C kann sich daher dann nicht mehr auf die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS aufladen und die Impulsquelle IQ kann nach erfolgter Zündung der Gasentla- düng in der Hochdruckentladungslampe LA keine weiteren Spannungsimpulse generieren. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung wird Hochdruckentladungslampe LA mittels der Wechselspannungsquelle Q mit einem nahezu sinusförmigen Wechselstrom mit einer Frequenz von ca. 1,3 MHz betrie- ben. Die Nennleistung der Hochdruckentladungslampe LA be¬ trägt 30 W und die Impedanz der Hochdruckentladungslampe beträgt nach erfolgter Zündung der Gasentladung, im quasistationären Betriebszustand bei der vorgenannten Frequenz ca. 40 Ohm. Aus der Figur 3 ist ersichtlich, dass der erste Sekundärwicklungsabschnitt Ls während des qua¬ sistationären Lampenbetriebs vom Lampenstrom durchflössen wird. Der Sekundärwicklungsabschnitt Ls dient zur Begren¬ zung bzw. Stabilisierung des Lampenstroms. Der Blindwiderstand des Sekundärwicklungsabschnitts Ls beträgt wäh- rend des Lampenbetriebs bei der vorgenannten Betriebsfre¬ quenz 123 Ohm.
Die Zündvorrichtung gemäß dem in Figur 4 abgebildeten vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus ei¬ ner Impulsquelle IQ6 und einem Zündtransformator Tr6. Die Spannungseingänge der Impulsquelle IQ6 sind mit den An¬ schlüssen der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die Spannungsausgänge der Impulsquelle IQ6 sind mit den An¬ schlüssen der Primärwicklung Lp6 des Zündtransformators Tr6 verbunden. Der Zündtransformator Tr6 weist zwei Se- kundärwicklungen Ls 61, Ls62 auf. Die erste Sekundärwick- lung Lsβl ist mit einem ersten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q und mit der Elektrode El der Hochdruckent¬ ladungslampe LA verbunden. Die zweite Sekundärwicklung Ls62 des Transformators Tr6 ist mit der Zündhilfselektro- de E3 der Hochdruckentladungslampe LA und mit dem zweiten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q sowie mit der E- lektrode E2 der Hochdruckentladungslampe LA verbunden. Die zweite Elektrode E2 der Hochdruckentladungslampe LA ist mit dem zweiten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die Impulsquelle IQ6 umfasst zwei Gleich¬ richterdiode D41, D42, einen Widerstand R4, zwei Zündkon¬ densatoren C41, C42 und eine Funkenstrecke FS4. Während einer Halbperiode der von der Wechselspannungsquelle Q bereitgestellten Wechselspannung ist die Serienschaltung bestehend aus der ersten Gleichrichterdiode D41, dem ers¬ ten Zündkondensator C41 und dem Widerstand R4 parallel zu der Wechselspannungsquelle Q geschaltet. Während der an¬ deren Halbperiode der von der Wechselspannungsquelle Q bereitgestellten Wechselspannung ist die Serienschaltung bestehend aus der zweiten Gleichrichterdiode D42, dem zweiten Zündkondensator C42 und dem Widerstand R4 parallel zu der Wechselspannungsquelle Q geschaltet. Die Gleichrichterdioden D41, D42 und die Zündkondensatoren C41, C42 sowie der Widerstand R4 sind als symmetrische Spannungsverdopplungsschaltung ausgebildet, so dass über der Serienschaltung der beiden Kondensatoren C41, C42 eine Gleichspannung in doppelter Höhe der Spitzenspannung der Wechselspannungsquelle Q bereitgestellt werden könn¬ te, wenn die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS dieses erlauben würde. Die Funkenstrecke FS4 ist in Serie zur Primärwicklung Lp6 des Transformators Tr6 geschaltet. Die Serienschaltung aus Primärwicklung Lp6 und Funkenstrecke FS4 ist parallel zur Serienschaltung der Zünd¬ kondensatoren C41, 42 geschaltet. Angaben zur Dimensionierung der Bauteile sind in der Tabelle 2 angegeben.
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA mittels der in der Figur 4 abgebildeten Schaltungsanordnung werden die Zündkondensatoren C41, C42 über die Gleichrichterdiode D41 bzw. D42 und den Widerstand R4 aufgeladen, bis über der Serienschaltung der beiden Kon- densatoren C41, C42 die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS erreicht ist. Die Spannung über der Serien¬ schaltung der beiden Zündkondensatoren C41, C42 ist während der Zündphase zeitweise größer als die Amplitude der von der Wechselspannungsquelle Q bereitgestellten Wech- selspannung. Die Amplitude der von der Wechselspannungs¬ quelle Q bereitgestellten Wechselspannung beträgt während der Zündphase 700 V. Erreicht die Spannung an der Serienschaltung der beiden Zündkondensatoren C41, C42 die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS4, so entladen sich der Zündkondensatoren C41, C42 stoßweise über die Funkenstrecke FS4 und die Primärwicklung Lp6 des Zünd¬ transformators Tr6. In den beiden Sekundärwicklungen Lsβl, Ls62 des Zündtransformators werden dadurch Hoch¬ spannungsimpulse induziert. Die von der ersten Sekundär- wicklung Lsβl generierten Hochspannungsimpulse werden der Hauptelektrode El der Hochdruckentladungslampe LA zuge¬ führt. Die Zündhilfselektrode E3 wird mit Hochspannungs¬ impulsen beaufschlagt, die von der zweiten Sekundärwicklung Ls62 des Zündtransformators Trβ generiert werden. Die Punkte an den in Figur 4 dargestellten Wicklungen Lpβ, Lsβl, Ls62 des Transformators Tr6 geben deren Wick¬ lungssinn an. Aufgrund des Wicklungssinns der Sekundär¬ wicklungen Lsβl und Ls62 werden die Elektroden El und E3 zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungs- lampe LA mit Spannungsimpulsen gleicher Polarität, beispielsweise positiver Polarität, beaufschlagt. Die Span¬ nungsimpulse an der Zündhilfselektrode E3 besitzen auf¬ grund des größeren Windungszahlenverhältnisses eine höhe¬ re Amplitude als die Spannungsimpulse an der Hauptelekt- rode El. Da beide Sekundärwicklungen Lsβl, Lsβl induktiv an die Primärwicklung Lpβ gekoppelt sind, werden die E- lektroden El und E3 synchron mit Spannungsimpulsen beaufschlagt, die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA führen. Zum Zünden der Gasentla- düng in der Hochdruckentladungslampe LA werden zwischen den Hauptelektroden El, E2 Impulse mit einer Spitzenspannung von 1,7 kV und zwischen der Zündhilfselektrode E3 und der Hauptelektrode E2 mit einer Spitzenspannung von 19 kV erzeugt. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA ist die Entladungsstre¬ cke, das heißt, das Entladungsplasma zwischen den Haupt¬ elektroden El, E2 leitfähig, so dass die Quelle Q stärker belastet wird, was aufgrund ihrer Innen- bzw. Quellimpe¬ danz zu einer reduzierten Ausgangsspannung führt. Die Zündkondensatoren C41, C42 können sich daher dann nicht mehr auf die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS4 aufladen und die Impulsquelle IQ6 kann nach erfolgter Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA keine weiteren Spannungsimpulse generieren. Nach er- folgter Zündung der Gasentladung wird Hochdruckentladungslampe LA mittels der Wechselspannungsquelle Q mit einem nahezu sinusförmigen Wechselstrom mit einer Frequenz von ca. 3 MHz betrieben. Die Nennleistung der Hochdruckentladungslampe LA beträgt 35 W und die Impedanz der Hochdruckentladungslampe beträgt nach erfolgter Zündung der Gasentladung, im quasistationären Betriebszustand bei der vorgenannten Frequenz ca. 50 Ohm. Aus der Figur 4 ist ersichtlich, dass die erste Sekundärwicklung Lsβl während des quasistationären Lampenbetriebs vom Lampenstrom durchflössen wird. Die erste Sekundärwicklung Lsβl dient zur Begrenzung bzw. Stabilisierung des Lampenstroms. Der Blindwiderstand der ersten Sekundärwicklung Lsβl beträgt während des Lampenbetriebs bei der vorgenannten Betriebs¬ frequenz 94 Ohm.
Das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung besitzt dieselbe Schaltungsanordnung wie das vierte Ausführungsbeispiel. Die Figur 4 zeigt daher auch den Schaltungsaufbau der Zündvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom vierten Aus- führungsbeispiel nur durch eine andere Dimensionierung der Bauteile der Zündvorrichtung. In Tabelle 3 ist eine Dimensionierung der elektrischen Bauteile der Zündvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel angegeben. Die Zündung der Gasentladung läuft ähnlich ab, wie oben beim vierten Ausführungsbeispiel bereits erläutert wurde. Während der Zündphase generiert die Wechselspannungsquel¬ le eine Wechselspannung mit einer Amplitude von 400 V. Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA werden zwischen den Hauptelektroden El, E2 Im- pulse mit einer Spitzenspannung von 4,5 kV und zwischen der Zündhilfselektrode E3 und der Hauptelektrode E2 mit einer Spitzenspannung von 15 kV erzeugt. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung wird Hochdruckentladungslampe LA mittels der Wechselspannungsquelle Q mit einem nahezu si- nusförmigen Wechselstrom mit einer Frequenz von ca. 0,6 MHz betrieben. Die Nennleistung der Hochdruckentladungslampe LA beträgt 35 W und die Impedanz der Hoch¬ druckentladungslampe beträgt nach erfolgter Zündung der Gasentladung, im quasistationären Betriebszustand bei der vorgenannten Frequenz ca. 200 Ohm. Aus der Figur 4 ist ersichtlich, dass die erste Sekundärwicklung Lsβl während des quasistationären Lampenbetriebs vom Lampenstrom durchflössen wird. Die erste Sekundärwicklung Lsβl dient zur Begrenzung bzw. Stabilisierung des Lampenstroms. Der Blindwiderstand der ersten Sekundärwicklung Lsβl beträgt während des Lampenbetriebs bei der vorgenannten Betriebs¬ frequenz 57 Ohm. Er übernimmt zusammen mit der Innen- o- der Quellimpedanz der Quelle Q die Stabilisierung der Entladung.
Die Zündvorrichtung gemäß dem in Figur 5 abgebildeten sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einer Impulsquelle IQ7 und einem Zündtransformator Tr7. Die Spannungseingänge der Impulsquelle IQ7 sind mit den Anschlüssen der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die Spannungsausgänge der Impulsquelle IQ7 sind mit den An¬ schlüssen der Primärwicklung Lp7 des Zündtransformators Tr7 verbunden. Der Zündtransformator Tr7 weist eine Sekundärwicklung Ls7 und eine Primärwicklung Lp7 auf. Die Primärwicklung Lp7 ist mit einem ersten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q und mit der Elektrode El der Hochdruckentladungslampe LA sowie mit dem Spannungsaus¬ gang der Impulsquelle IQ7 verbunden. Die Sekundärwicklung Ls7 ist mit dem zweiten Anschluss der Wechselspannungs¬ quelle Q und mit der Elektrode E2 der Hochdruckentla- dungslampe LA sowie mit der Zündhilfselektrode E3 verbun¬ den. Die Impulsquelle IQ7 umfasst vier Gleichrichterdio¬ den D51, D52, D53, D54, einen Widerstand R5, vier Kondensatoren C51, C52, C53, C54 und eine Funkenstrecke FS5. Die Kondensatoren C51, C52, C53, C54 und Dioden D51, D52, D53, D54 sind in einer Kaskadenschaltung, die auch als Cockroft-Walton-Schaltung bekannt ist, zur Spannungsvervielfachung angeordnet. Den Spannungsausgang der Kaskadenschaltung bzw. der Impulsquelle IQ7 bildet die Funkenstrecke FS5. Die von der Wechselspannungsquelle Q am Spannungseingang der Kaskadenschaltung bereitgestellte Spannung wird durch die Kaskadenschaltung gleichgerichtet und so weiterhöht, dass die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS5 erreicht wird. Die Funkenstrecke FS5 ist in Serie zur Primärwicklung Lp7 des Transformators Tr7 geschaltet, so dass die Kondensatoren C53 und C54 beim Durchbrechen der Funkenstrecke FS5 sich über die Primärwicklung Lp7 entladen. Parallel zu der Wechselspannungs¬ quelle Q ist ein Rückschlusskondensator C55 geschaltet, der für hochfrequente Impulse einen Kurzschluss darstellt und somit die Wechselspannungsquelle Q vor den Impulsen der Impulsquelle und des Zündtransformators Tr7 schützt. Der Kondensator C55 ist optional und daher in Figur 5 nur mit gestrichelten Linien dargestellt. Anstelle eines Rückschlusskondensators kann auch eine bidirektionale Transildiode, die mitunter auch als Suppressordiode be¬ zeichnet wird, oder zwei entgegengesetzt in Reihe ge- schaltete Z-Dioden Verwendung finden. In Fall eines Schutzes der Quelle Q durch einen oder mehrere Halbleiter ist die resultierende Schwellenspannung dieses Schutzele¬ ments höher als die LeerlaufSpannung der versorgenden Quelle Q zu wählen, um ein ungewolltes Ansprechen des Schutzelements zu verhindern.
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA mittels der in der Figur 5 abgebildeten Schaltungsanordnung werden die Kondensatoren C53 und C54 der Spannungsvervielfacherschaltung aufgeladen, bis an der Funkenstrecke FS5 die Durchbruchsspannung erreicht ist. Dann entladen sich der Kondensatoren C53 und C54 stoßweise über die Funkenstrecke FS5 und die Primärwicklung Lp7 des Zündtransformators Tr7. In der Sekundärwicklung Ls7 des Zündtransformators Tr7 werden dadurch Hochspannungs¬ impulse induziert, die der Zündhilfselektrode E3 der Hochdruckentladungslampe LA zugeführt werden. Die Punkte an den in Figur 5 dargestellten Wicklungen Lp7, Ls7 des Transformators Tr7 geben deren Wicklungssinn an. Die Hauptelektrode El der Hochdruckentladungslampe LA wird mit den von der Spannungsvervielfacherschaltung C51, C52, C53, C54, D51, D52, D53, D54, R5 generierten Spannungsimpulsen beaufschlagt. Diese Spannungsimpulse sind synchron zu den von der Sekundärwicklung Ls7 generierten Hochspan- nungsimpulsen . Nach erfolgter Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA ist die Entladungsstre¬ cke, das heißt, das Entladungsplasma zwischen den Haupt¬ elektroden El, E2 leitfähig, so dass die Quelle Q stärker belastet wird, was aufgrund ihrer Innen- bzw. Quellimpe- danz zu einer reduzierten Ausgangsspannung führt. Die Kondensatoren C53 und C54 können sich daher dann nicht mehr auf die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS5 aufladen und die Impulsquelle IQ7 kann nach erfolgter Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA keine weiteren Spannungsimpulse generieren. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung wird Hochdruckentladungslampe LA mittels der Wechselspannungsquelle Q mit einem nahezu sinusförmigen Wechselstrom betrieben. Aus der Figur 5 ist ersichtlich, dass die Primärwicklung Lp7 während des quasistationären Lampenbetriebs vom Lampenstrom durchflössen wird. Die Primärwicklung Lp7 dient zur Begrenzung bzw. Stabilisierung des Lampenstroms.
Die Zündvorrichtung gemäß dem in Figur 6 abgebildeten siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus ei- ner Impulsquelle IQ8 und einem Zündtransformator Tr8. Die Spannungseingänge der Impulsquelle IQ8 sind mit den An¬ schlüssen der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die Spannungsausgänge der Impulsquelle IQ8 sind mit den An¬ schlüssen der Primärwicklung Lp8 des Zündtransformators Tr8 verbunden. Der Zündtransformator Tr8 weist eine erste Sekundärwicklung Ls81 und eine zweite Sekundärwicklung Ls82 sowie eine dritte Wicklung mit einem ersten Wicklungsabschnitt Lp8 und einem zweiten Wicklungsabschnitt Ls83 auf. Die Primärwicklung wird von dem ersten Wick- lungsabschnitt Lp8 der dritten Wicklung des Transforma¬ tors Tr8 gebildet. Der zweite Wicklungsabschnitt Ls83 der dritten Wicklung des Transformators Tr8 bildet eine drit¬ te Sekundärwicklung Ls83, die mit der Hauptelektrode El der Hochdruckentladungslampe LA und mit einem Anschluss der Funkenstrecke FS6 verbunden ist. Die Primärwicklung Lp8 ist ebenfalls mit diesem Anschluss der Funkenstrecke Fs6 sowie mit einem ersten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die erste Sekundärwicklung Ls81 ist einerseits mit der Zündhilfselektrode E3 und anderer- seits mit der Hauptelektrode E2 sowie mit der zweiten Se¬ kundärwicklung Ls82 verbunden. Die zweite Sekundärwicklung Ls82 ist einerseits mit der Hauptelektrode E2 der Hochdruckentladungslampe LA und mit der ersten Sekundär¬ wicklung verbunden sowie andererseits mit dem zweiten Anschluss der Wechselspannungsquelle Q verbunden. Die Im¬ pulsquelle IQ8 umfasst vier Gleichrichterdioden D61, D62, D63, D64, einen Widerstand R6, vier Kondensatoren C61, C62, C63, C64 und eine Funkenstrecke FS6. Die Kondensato¬ ren C61, C62, C63, C64 und Dioden D61, D62, D63, D64 sind in einer zweistufigen Kaskadenschaltung zur Spannungsvervielfachung angeordnet. Den Spannungsausgang der Kaskadenschaltung bzw. der Impulsquelle IQ8 bildet die Fun¬ kenstrecke FS8. Die von der Wechselspannungsquelle Q am Spannungseingang der Kaskadenschaltung bereitgestellte Spannung wird durch die Kaskadenschaltung gleichgerichtet und so weit erhöht, dass die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS6 erreicht wird. Die Funkenstrecke FS6 ist in Serie zur Primärwicklung Lp8 des Transformators Tr8 geschaltet, so dass die Kondensatoren C63 und C64 beim Durchbrechen der Funkenstrecke FS6 sich über die Primärwicklung Lp8 entladen. Parallel zu der Wechselspannungs¬ quelle Q ist ein Rückschlusskondensator C65 geschaltet, der für hochfrequente Impulse einen Kurzschluss darstellt und somit die Wechselspannungsquelle Q vor den Impulsen der Impulsquelle IQ8 und des Zündtransformators Tr8 schützt. Der Kondensator C65 ist optional und daher in Figur 6 nur mit gestrichelten Linien gestrichelt.
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA mittels der in der Figur 6 abgebildeten Schal- tungsanordnung werden die Kondensatoren C63 und C64 der Spannungsvervielfacherschaltung aufgeladen, bis an der Funkenstrecke FS6 die Durchbruchsspannung erreicht ist. Dann entladen sich der Kondensatoren C63 und C64 stoßweise über die Funkenstrecke FS6 und die Primärwicklung Lp8 des Zündtransformators Tr8. In der ersten Sekundärwicklung Ls81 des Zündtransformators Tr8 werden dadurch Hoch¬ spannungsimpulse induziert, die der Zündhilfselektrode E3 der Hochdruckentladungslampe LA zugeführt werden. Syn¬ chron dazu werden in der zweiten Sekundärwicklung Ls82 Spannungsimpulse für die Hauptelektrode E2 und in der dritten Sekundärwicklung Ls83 Spannungsimpulse für die Hauptelektrode El der Hochdruckentladungslampe LA gene¬ riert. Die Zeitgleichheit der Spannungsimpulse wird da¬ durch erreicht, dass alle Sekundärwicklungen Ls81, Ls82, Ls83 induktiv an die Primärwicklung Lp8 gekoppelt sind. Die Punkte an den in Figur 6 dargestellten Wicklungen Lp8, Ls81, Ls82, Ls83 des Transformators Tr8 geben deren Wicklungssinn an. Der Wicklungssinn der Sekundärwicklungen Ls82, Ls83 ist derart ausgebildet, dass die Haupt- elektroden El, E2 der Hochdruckentladungslampe LA während der Zündphase mit Spannungsimpulsen unterschiedlicher Polarität beaufschlagt werden. Die Spannungsimpulse an der Zündhilfselektrode E3 besitzen aufgrund des größeren Win¬ dungszahlenverhältnisses eine höhere Amplitude als die Spannungsimpulse an den Hauptelektroden El und E2. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA ist die Entladungsstrecke, das heißt, das Entladungsplasma zwischen den Hauptelektroden El, E2 leitfähig, so dass die Quelle Q stärker belastet wird, was aufgrund ihrer Innen- bzw. Quellimpedanz zu einer reduzierten Ausgangsspannung führt. Die Kondensatoren C61, C62, C63, C64 können sich daher dann nicht mehr auf die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke FS6 aufladen und die Impulsquelle IQ8 kann nach erfolgter Zündung der Gas- entladung in der Hochdruckentladungslampe LA keine weite¬ ren Spannungsimpulse generieren. Nach erfolgter Zündung der Gasentladung wird Hochdruckentladungslampe LA mittels der Wechselspannungsquelle Q mit einem nahezu sinusförmi¬ gen Wechselstrom betrieben. Aus der Figur 6 ist ersicht- lieh, dass die zweite Sekundärwicklung Ls82 und die dritte Wicklung, bestehend aus Lp8 und Ls83, des Transforma¬ tors Tr8 während des quasistationären Lampenbetriebs vom Lampenstrom durchflössen wird. Die zweite Sekundärwicklung Ls82 und die dritte Wicklung Lp8 und Ls83 dienen zur Begrenzung bzw. Stabilisierung des Lampenstroms.
Für den Kern des Zündtransformators der erfindungsgemäßen Zündvorrichtungen eignen sich besonders weichmagnetische Materialien, insbesondere Ferrite. Besonders vorteilhaft sind Nickel-Zink-Ferrite, da diese einen sehr hohen spe- zifischen Widerstand besitzen und somit eine Isolation der erzeugten Hochspannung einfacher ermöglichen. Der Zündtransformator besitzt vorteilhafterweise einen weit¬ gehend im weichmagnetischen Kernmaterial geschlossenen Kreis. Sofern der Zündtransformator während des nachfol- genden Lampenbetriebs, nach erfolgter Zündung der Gasent- ladung, zur Stabilisierung der Entladung beiträgt, ist ein Luftspalt im Kern erforderlich. Dann dient der Zündtransformator während des Betriebs als Lampendrossel, das heißt, die Wicklung bzw. Wicklungen des Zündtransforma- tors, die vom Lampenwechselstrom durchflössen werden, wirken als Induktivität zur Stabilisierung der Entladung und zur Begrenzung des Lampenstroms bzw. der Stabilisie¬ rung der Entladung. Dazu ist eine Energiespeicherung im Transformator erforderlich, was durch den Luftspalt er- möglicht wird. Der Luftspalt darf jedoch nicht zu groß sein, da anderenfalls aufgrund von Streufeldern sich eine schlechte elektromagnetische Verträglichkeit und eine ge¬ ringe Effizienz aufgrund hoher Verluste in der Schaltung ergeben. Aus diesem Grund sollte der Luftspalt bzw. die Summe aller Luftspaltlängen im Kern im Bereich von 0,1 Prozent bis 30 Prozent der gesamten mittleren magneti¬ schen Länge des Kerns liegen.
Tabelle 1: Dimensionierung der Bauteile der Zündvor¬ richtung gemäß dem in Figur 3 abgebildeten dritten Ausführungsbeispiel
C 330 nF
R 10000 Ohm
D USlM
Lp 2 Windungen
Ls 10 Windungen, 15 μH
Lh 30 Windungen
Tr Kern aus Nickel-Zink- Ferrit mit Luftspalt
FS 300 V
C30 1 nF
Tabelle 2: Dimensionierung der Bauteile der Zündvor¬ richtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel (Figur 4)
C41, C42 70 nF
R4 47000 Ohm
Dl, D2 jeweils zwei USlM in
Reihe
Lp6 3 Windungen
Lsβl 6 Windungen, 5 μH
Ls62 88 Windungen
Tr6 Kern aus Nickel-Zink- Ferrit mit Luftspalt FS4 1200 V Tabelle 3: Dimensionierung der Bauteile der Zündvor¬ richtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel (Figur 4)
C41, C42 70 nF
R4 120000 Ohm
Dl, D2 jeweils zwei USlM in Reihe
Lp6 1 Windung
Ls61 20 Windungen, 15 μH
Ls62 60 Windungen
Tr6 Ringkern aus Nickel- Zink-Ferrit mit einem Außendurchmesser von 32 mm, einem Innendurchmesser von 19mm und mit einem Luft¬ spalt von 0, 7 mm FS4 600 V

Claims

Ansprüche
1. Zündvorrichtung für eine mit einer Zündhilfselektrode (E3) und mit zwei, in einem Entladungsgefäß (1) angeordneten Gasentladungselektroden (El, E2) ausgestattete Hochdruckentladungslampe (LA) , wobei die Zündvorrichtung eine an die Zündhilfselektrode (E3) koppelbare Impulsquelle (IQl) umfasst, um die Zündhilfselektrode (E3) während eines Zündzeitraums mit Spannungsimpulsen zu beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung Mittel (IQ2, Tr2) aufweist, um mindestens eine der Gasentladungselektroden (El) während des Zündzeitraums ebenfalls mit Spannungsimpulsen zu beauf¬ schlagen .
2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel die Impulsquelle (IQ) umfassen und die Impulsquelle
(IQ) derart ausgebildet ist, dass sie während des Zündzeitraums an die Zündhilfselektrode (E3) und an mindestens eine der Gasentladungselektroden (El) koppelbar ist.
3. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, wobei zur Kopplung der Impulsquelle (IQ) an die Zündhilfselektrode (E3) oder bzw. und an die mindestens eine der Gas¬ entladungselektrode (El) ein Transformator (Tr) vorgesehen ist.
4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Transformator (Tr) eine erste Sekundärwicklung (Lh) , die während des Zündzeitraums mit der Zündhilfselektro- de (E3) verbunden ist, und eine zweite Sekundär¬ wicklung (Ls) , die zumindest während des Zündzeit¬ raums mit einer der Gasentladungselektroden (El) verbunden ist, sowie eine Primärwicklung (Lp) auf- weist, die mit einem Spannungsausgang der Impulsquelle (IQ) verbunden ist.
5. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Transformator (Tr7) eine Sekundärwicklung (Ls7), die während des Zündzeitraums mit der Zündhilfselektro- de (E3) verbunden ist, und eine Primärwicklung (Lp7) aufweist, und wobei ein Spannungsausgang der Impulsquelle (IQ7) sowohl mit der Primärwicklung (Lp7) als auch mit einer der Gasentladungselektro¬ den (El) verbunden ist.
6. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Impulsquelle (IQ) min¬ destens ein Ladungsspeichermittel (C) und ein in Abhängigkeit von dem Ladungszustand des mindestens einen Ladungsspeichermittels (C) schaltenden Schwellwertschalter (FS) aufweist.
7. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Impulsquelle (IQ7) eine Spannungsvervielfacherschaltung umfasst .
8. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel mindestens eine weitere Impulsquelle (IQ2), die während des Zündzeitraums an mindestens eine der Gasentladungselektroden (El) gekoppelt ist, und Synchronisationsmittel zur Synchronisation der von den Impulsquellen (IQl, IQ2) erzeugten Spannungsimpulse umfassen.
9. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Impulsquelle (IQ) an dieselbe Quelle (Q) anschließbar ist wie die Lampe.
10. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Kernmaterial des Transformators ein Nickel-Zink-Ferrit ist .
11. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, wobei mindestens eine Wicklung (Ls2 bzw. Lp8, Ls83, Ls82) des Transformators derart ausgebildet ist, dass sie nach er¬ folgter Zündung der Gasentladung zur Stabilisierung der Entladung dient.
12. Zündvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Blind- widerstand der mindestens einen Wicklung (Ls2 bzw.
Lp8, Ls83, Ls82) des Transformators bei der Fre¬ quenz des quasistationären Betriebs der Lampe einen Wert im Bereich von dem 0,25-fachen bis 7-fachen der Impedanz der Hochdruckentladungslampe (LA) be- sitzt.
13. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, wobei mindestens ein Kondensator (C) in Reihe zu einer im quasistationären Betriebs der Lampe stromdurchflossenen Wicklung (Ls2) des Transformators (Tr2) geschaltet ist.
14. Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Gleichspannungstren- nungskondensator (C30) vorgesehen ist.
15. Zündvorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein An- Schluss des Gleichspannungstrennungskondensators
(C30) mit der Zündhilfselektrode (E3) verbunden ist .
16. Zündvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Gleichspannungstrennungskondensator (C30) derart geschaltet ist, dass er einen Gleichstromfluss zwi¬ schen der Zündhilfselektrode (E3) und den Haupt¬ elektroden (El, E2) verhindert, und seine Kapazität derart gewählt ist, dass er für die Zündspannungs¬ impulse näherungsweise einen Kurzschluss darstellt.
17. Hochdruckentladungslampe mit einem Lampensockel (4) und einer im Innenraum des Lampensockels (4) ange¬ ordneten Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16.
18. Verfahren zum Zünden einer Gasentladung in einer mit einer Zündhilfselektrode (E3) und mit zwei, in einem Entladungsgefäß (1) angeordneten Gasentla¬ dungselektroden (El, E2) ausgestattete Hochdruckentladungslampe (LA) , wobei die Zündhilfselektrode (E3) während eines Zündzeitraums mit Spannungsim- pulsen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zündzeitraums mindestens eine der Gasentladungselektroden (El) ebenfalls mit Spannungsimpulsen beaufschlagt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Spannungsimpulse mittels einer Impulsquelle (IQ) erzeugt wer¬ den, die während des Zündzeitraums sowohl an die Zündhilfselektrode (E3) als auch an mindestens eine der Gasentladungselektroden (El) gekoppelt ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Kopplung der Impulsquelle (IQ) an die Zündhilfselektrode (E3) oder bzw. und an die mindestens eine der Gasentla¬ dungselektroden (El) mittels eines Transformators (Tr) durchgeführt wird.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Amplitude der Spannungsimpulse für die Zündhilfselektrode (E3) oder bzw. und die Amplitude der Spannungsimpulse für die mindestens eine der Gasentladungselektroden (El) mittels einer Spannungsvervielfacherschaltung vergrößert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Impulsquelle
(IQ) und die Lampe von der derselben Spannungsquel¬ le gespeist werden.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 22, wobei mindestens eine Wicklung (Ls2) des Transformators (Tr2) nach erfolgter Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe (LA) zur Stabilisierung der Entladung verwendet wird.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Spannungsimpulse für die Zünd¬ hilfselektrode (E3) über einen Gleichspannungstren- nungskondensator (C30) geführt wird.
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