WO2008064715A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zum zünden einer hochdruckentladungslampe - Google Patents

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WO2008064715A1
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circuit
cascade
terminal
ignition
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PCT/EP2006/068973
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Friedrich Witzani
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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Definitions

  • the present invention relates to a circuit arrangement for igniting a high-pressure discharge lamp, which has a main combustion chamber with a first and a second main electrode and an auxiliary combustion chamber, with an inverter having at least a first and a second electronic switch and a first and a second output terminal, a drive circuit for driving the electronic switch of the inverter, a Zündangesscrien having a first and a second input terminal, wherein the first input terminal to the first output terminal of the inverter ⁇ and the second input terminal to the second output terminal of the inverter ⁇ alternating is coupled, a first output terminal for connecting the first main electrode of the high pressure discharge lamp, a second output terminal for An ⁇ closing the second main electrode of the Hochlichentla- dungslampe, and an auxiliary electrode z to induce a Zündangesschreib in the auxiliary combustion chamber, wherein the auxiliary electrode is arranged on the side of the first Congressanschlus ⁇ ses. It also relates to a method for ign
  • Such generic circuits are used for example in rear projections in the TV area.
  • the high-pressure discharge lamp is operated with a constant rectangular current or else stepped rectangular currents.
  • a typical operating frequency is 100 Hz currently two different variants are to ignite the high pressure discharge lamp is ⁇ sets.
  • the resonance ignition which can be implemented with relatively little effort, but the great disadvantage of a long reignition of the hot high pressure discharge lamp of approximately 120 s identifies.
  • ei ⁇ ner resonance ignition for example, an LC circuit is brought to resonance and used by the resonance overshoot high voltage for ignition.
  • reindeer On the other for the pulse ignition so-called reindeer known as ⁇ by distinguished in that a device, such as a sidac or a spark discharge gap, to be brought by ⁇ break. It has a relatively short re ⁇ ignition time of 10 s to 20 s. Unfortunately circuits draw with impulse ignition by a significant increase in implementation complexity, which wishes in uner ⁇ high cost results.
  • the object of the present invention is to develop a generic circuit arrangement or a generic method such that the re-ignition of the still hot high-pressure discharge lamp is made possible with the shortest possible Wiederzündzeit and pos ⁇ lichst low implementation costs.
  • This object is achieved by a circuit arrangement having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 9.
  • the present invention is based on the finding that the above object can be achieved when a Resonanzzündsystem is used as a base, which is supplemented to create a po ⁇ lar identifyde high voltage by a support circuit which is adapted to the correct phase to achieve maximum tension between the auxiliary electrode and the opposite main electrode of the high-pressure discharge lamp is applied.
  • the auxiliary ignition circuit comprises a cascade circuit which provides at its output a voltage for igniting the high-pressure discharge lamp, wherein the output of the cascade circuit is formed by the auxiliary electrode and the second output terminal of the auxiliary ignition circuit.
  • the auxiliary ignition circuit needs to be designed only for very low currents, which ultimately results in a very reliable ignition system in combination with short Wiederzünd réelle at low cost.
  • the ignition circuit further comprises a resonant capacitor coupled between the first and the second input terminal of the auxiliary ignition circuit, wherein the first check circuit of the resonance capacitor to the first output ⁇ connection of the support circuit and the second terminal of the resonant capacitor to the second réellean ⁇ conclusion of the auxiliary ignition circuit is coupled.
  • the auxiliary ignition circuit further comprises a first cascade capacitor, a first cascade diode and a second cascade diode, wherein the first terminal of the resonant capacitor is further coupled via the series connection of the first cascade capacitor and the second cascade diode ⁇ diode with the auxiliary electrode, wherein the connection point of the first cascade capacitor is coupled to the anode of the second cascade diode and to the cathode of the first cascade diode , and wherein the anode of the first cascade diode is coupled to the second terminal of the resonant capacitor.
  • an ignition cascade is realized which generates a high voltage in a clever manner and applies it to the auxiliary electrode.
  • an excimer discharge is produced in the auxiliary combustion chamber, which discharges the ignition in the main combustion chamber.
  • the voltage applied to the resonance capacitor can be approximately tripled.
  • an ignition voltage of up to 7.5 kV can accordingly be generated by the procedure according to the invention.
  • This auxiliary voltage is applied between the auxiliary electrode and the opposite main electrode.
  • the auxiliary ignition circuit further comprises an ohmic resistor which is coupled between the second terminal of the resonance capacitor and the cathode of the second cascade diode.
  • an ohmic resistor which is coupled between the second terminal of the resonance capacitor and the cathode of the second cascade diode.
  • the auxiliary ignition circuit further comprises a second cascade capacitor whose first terminal is coupled to the cathode of the first cascade diode and whose second terminal is coupled to the auxiliary electrode. Characterized the system-inherent capacitance between the auxiliary electrode and the opposite Hauptelekt ⁇ rode can be increased. This reduces the ripple of the voltage and shortens the Wiederzündzeit.
  • the ignition auxiliary circuit further comprises a matching network, which is coupled between the first and the second input terminal of the Zünd ⁇ auxiliary circuit and the first and the second terminal of the resonance capacitor.
  • the matching network in this case comprises at least an inductance, in particular a first and a second inductor, where ⁇ in the first inductor in series between the first input terminal of the auxiliary ignition circuit and the first terminal of the resonance capacitor, and the second Induk ⁇ tivity in series between the second input terminal of the auxiliary ignition circuit and the second terminal of the resonance capacitor is coupled.
  • the rigid output clamping ⁇ voltage pattern of the inverter can be transformed to the power that the high pressure discharge lamp needs in operation, moreover, in a simple and lowest-loss manner.
  • the high-pressure discharge lamp is given the nöti ⁇ ge freedom to set their own power, which results in the currently offered power.
  • the at least one inductance acts as a return impact filter, which damps the disturbing influences of the high-pressure discharge lamp on the inverter and at the same time positively influences the switching operations of the inverter itself.
  • the ignition auxiliary circuit comprises at least one second Kaska ⁇ dennote, between the first cascade stage and the first output terminal, the second output terminal and the auxiliary electrode of the ignition circuit gekop ⁇ pelt is.
  • FIG. 1 in a schematic representation of the structure of a circuit arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows the time profile of three variables from FIG. 1, the second cascade diode being replaced by a short circuit
  • Fig. 3 shows the time course of the variables of Fig. 2 with inserted second cascade diode.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the structure of an embodiment of a scarf ⁇ tion arrangement according to the invention. It shows an inverter 10, to whose input terminals WE1, WE2 a DC voltage is applied, usually the so-called intermediate circuit voltage U zw .
  • the switches Sl to S4 of the inverter 10 are driven in a known manner by a control device 12 in order to generate a square wave signal between the output terminals WA1, WA2 of the inverter 10.
  • the sequence of the square wave signal is between 30 kHz and 100 kHz.
  • the inverter 10 may be implemented as a half-bridge circuit instead of a full-bridge circuit.
  • the output terminal WA1 of the inverter 10 is connected to an input terminal ZE1, the output terminal WA2 of the inverter 10 is connected to an input terminal ZE2 of a starting aid circuit 14.
  • the auxiliary ignition circuit 14 initially has a matching network comprising the inductors L1 and L2. These form together with a resonance capacitor C RE s a resonance ⁇ circle.
  • the inductors L1 and L2 can be two independent components; they can have the same value. However, they do not have to, and in particular one of the two inductances can go to zero. They may be particularly preferred reali ⁇ Siert by a combination device in which two windings on the same magnetic core are applied.
  • connection point of the inductor Ll and the Resonanzkon ⁇ densators C res designated connection point 2, the Ver ⁇ junction point of the inductance L2 to the resonance ⁇ capacitor C res as a connection point 1.
  • the connection point 2 forms a first output terminal Zal the support circuit 14
  • the auxiliary starting circuit 14 has an auxiliary electrode HiE which is disposed above an auxiliary combustion chamber of the high-pressure discharge lamp LA and is spirally formed.
  • the output terminal ZAl of the auxiliary starting circuit 14 is connected to a first main electrode HaE1, the output terminal ZA2 is connected to a second main electrode HaE2 of the high pressure discharge lamp LA, so that the first and second main electrodes HaE1, HaE2 are inserted into their main combustion chamber HaBk.
  • the connection point 2 and the auxiliary electrode HiE the series circuit of a first cascade capacitor C H vi and a second Kaska ⁇ dendiode D2 is arranged, wherein the cathode of the Kaskadendi- ode D2 as a connection point 3, the connection point Zvi ⁇ rule the first cascade condenser C H vi and the second cascade diode D2 is referred to as a connection point 5.
  • connection point 1 and the connection point 5 the series circuit of an ohmic resistor R and a first cascade diode Dl is arranged, wherein the connection point between the ohmic resistor R and the anode of the cascade diode Dl as a connection point 4 is drawing.
  • a second cascade capacitor C sys can be arranged between the connection point 4 and the connection point 3.
  • the voltage drop across the resonance capacitor C res ie the voltage dropping between the connection points 1 and 2
  • the voltage Ui 2 the voltage
  • connection point 1 Between the connection point 1 and the cathode of the second Kaska ⁇ dendiode D2, that is, the falling between the connection points 1 and 3 voltage, as a voltage U i3 designated net.
  • U 32 When the voltage between the connection points 3 and 2 referred to as U 32, then the clamping ⁇ voltage Ui 3 thus results according to the following equation:
  • Ui 3 Ui 2 - U 32 .
  • FIGS. 2 and 3. shows the temporal course of voltages U i2, U 32 and U 3, when the second cascade diode D2 is connected through a short-circuit, he ⁇ sets and Fig. 3 shows the corresponding course, wherein the second cascade diode D2 is used. Note that the joint is still zero line for the voltages U i2, U 32 and U 3 the corresponding gekennzeichne ⁇ te middle line of the graph shown in FIGS. 2 and 3.
  • the voltage U i2 is produced at the resonance capacitor C res via the series resonant circuit comprising the inductors L 1 and L 2 and the resonance capacitor C res .
  • the full-bridge circuit is switched exactly at the zero crossing of the resonant voltage being developed.
  • the voltage O 12 is a DC-free sinusoidal AC voltage.
  • the first cascade diode Dl of the first cascade condenser C H vi charge when the connection point 1 positive Polari ⁇ ty has in relation to the connection point. 2
  • the first cascade condenser C H vi a substantially kon ⁇ stante charge, ie, the voltage U 32 is a DC voltage that its amplitude substantially non verän- changed, see the illustration in Fig. 2.
  • the clamping ⁇ voltage Ui 3 is obtained by the difference is formed between the voltage Ui 2 and the voltage U 32nd In FIG. 2, therefore, the voltage U i3 is lowered relative to the voltage U i2 by the amount of U 32 .
  • This voltage lies between the second main electrode HaE2 and the auxiliary selector. Rode HiE and supports the ignition by generating an excimer discharge in the auxiliary combustion chamber HiBk.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Schaltungsanordnung und entsprechendes Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe (LA), die eine Hauptbrennkammer (HaBK) mit einer ersten und einer zweiten Hauptelektrode (HaEl, HaE2) sowie eine Hilfsbrennkammer (HiBK) aufweist, mit einem Wechselrichter (10), einer Ansteuerschaltung zum Ansteuern der elektronischen Schalter (Sl, S2, S3, S4) des Wechselrichters (10), einer Zündhilfsschaltung (14), die aufweist: Einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss (ZEl, ZE2), einen ersten Ausgangsanschluss (ZAl) zum Anschließen der ersten Hauptelektrode (HaEl) der Hochdruckentladungslampe (LA), einen zweiten Ausgangsanschluss (ZA2) zum Anschließen der zweiten Hauptelektrode (HaE2) der Hochdruckentladungslampe (LA), und eine Hilfselektrode (HiE), zum Induzieren einer Zündhilfsspannung in der Hilfsbrennkammer (HiBk), wobei die Hilfselektrode (HiE) auf der Seite des ersten Ausgangsanschlusses angeordnet ist und wobei die Zündhilfsschaltung (14) eine Kaskadenschaltung umfasst, die an ihrem Ausgang eine Spannung zum Zünden der Hochdruckentladungslampe (LA) bereitstellt.

Description

Beschreibung
Schaltungsanordnung und Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanord¬ nung zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe, die eine Hauptbrennkammer mit einer ersten und einer zweiten Hauptelektrode sowie eine Hilfsbrennkammer aufweist, mit einem Wechselrichter, der mindestens einen ersten und einen zweiten elektronischen Schalter und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss aufweist, einer Ansteuer- Schaltung zum Ansteuern der elektronischen Schalter des Wechselrichters, einer Zündhilfsschaltung, die aufweist einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss, wobei der erste Eingangsanschluss mit dem ersten Ausgangsan¬ schluss des Wechselrichters und der zweite Eingangsan- Schluss mit dem zweiten Ausgangsanschluss des Wechsel¬ richters gekoppelt ist, einen ersten Ausgangsanschluss zum Anschließen der ersten Hauptelektrode der Hochdruckentladungslampe, einen zweiten Ausgangsanschluss zum An¬ schließen der zweiten Hauptelektrode der Hochdruckentla- dungslampe, und eine Hilfselektrode zum Induzieren einer Zündhilfsspannung in der Hilfsbrennkammer, wobei die Hilfselektrode auf der Seite des ersten Ausgangsanschlus¬ ses angeordnet ist. Sie betrifft überdies ein Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe, die eine Hauptbrennkammer mit einer ersten und einer zweiten Hauptelektrode sowie eine Hilfsbrennkammer aufweist, an einer derartigen Schaltungsanordnung. Stand der Technik
Derartige, gattungsgemäße Schaltungsanordnungen werden beispielsweise bei Rückprojektionen im TV-Bereich eingesetzt. Dabei wird die Hochdruckentladungslampe mit einem gleichbleibenden Rechteckstrom oder auch stufigen Recht- eckströmen betrieben. Eine typische Betriebsfrequenz beträgt 100 Hz. Zur Zündung der Hochdruckentladungslampe werden gegenwärtig zwei unterschiedliche Varianten einge¬ setzt: Zum einen die Resonanzzündung, die sich mit vergleichsweise wenig Aufwand realisieren lässt, die jedoch als großen Nachteil eine lange Wiederzündzeit der heißen Hochdruckentladungslampe von ca. 120 s ausweist. Bei ei¬ ner Resonanzzündung wird beispielsweise ein LC-Kreis zur Resonanz gebracht und die durch die Resonanzüberhöhung entstehende Hochspannung zur Zündung verwendet. Zum ande- ren die so genannte Impulszündung bekannt, die sich da¬ durch auszeichnet, dass ein Bauelement, beispielsweise ein Sidac oder eine Funkenentladungsstrecke, zum Durch¬ bruch gebracht wird. Sie weist eine relativ kurze Wieder¬ zündzeit von 10 s bis 20 s auf. Leider zeichnen sich Schaltungsanordnungen mit Impulszündung durch einen deutlich erhöhten Realisierungsaufwand aus, was in uner¬ wünscht hohen Kosten resultiert.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass die Wiederzündung der noch heißen Hochdruckentladungslampe bei einer möglichst kurzen Wiederzündzeit und bei mög¬ lichst niedrigen Realisierungskosten ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 9.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe gelöst werden kann, wenn als Basis ein Resonanzzündsystem verwendet wird, das ergänzt wird durch eine Zündhilfsschaltung, die ausgelegt ist eine po¬ larisierende Hochspannung zu erzeugen, die phasenrichtig zum Erzielen einer maximalen Spannung zwischen der Hilfs- elektrode und der gegenüberliegenden Hauptelektrode der Hochdruckentladungslampe angelegt wird. Zu diesem Zweck umfasst die Zündhilfsschaltung eine Kaskadenschaltung, die an ihrem Ausgang eine Spannung zum Zünden der Hochdruckentladungslampe bereitstellt, wobei der Ausgang der Kaskadenschaltung von der Hilfselektrode und dem zweiten Ausgangsanschluss der Zündhilfsschaltung gebildet wird.
Durch diese Maßnahme braucht die Zündhilfsschaltung nur für sehr geringe Ströme ausgelegt werden, was schließlich in einem sehr zuverlässigen Zündsystem in Kombination mit kurzen Wiederzündzeiten bei niedrigen Kosten resultiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zündschaltung weiterhin einen Resonanzkondensator, der zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss der Zündhilfsschaltung gekoppelt ist, wobei der erste An- Schluss des Resonanzkondensators mit dem ersten Ausgangs¬ anschluss der Zündhilfsschaltung und der zweite Anschluss des Resonanzkondensators mit dem zweiten Ausgangsan¬ schluss der Zündhilfsschaltung gekoppelt ist.
Bevorzugt umfasst die Zündhilfsschaltung weiterhin einen ersten Kaskadenkondensator, eine erste Kaskadendiode und eine zweite Kaskadendiode, wobei der erste Anschluss des Resonanzkondensators weiterhin über die Serienschaltung des ersten Kaskadenkondensators und der zweiten Kaskaden¬ diode mit der Hilfselektrode gekoppelt ist, wobei der Verbindungspunkt des ersten Kaskadenkondensators mit der Anode der zweiten Kaskadendiode und mit der Kathode der ersten Kaskadendiode gekoppelt ist, und wobei die Anode der ersten Kaskadendiode mit dem zweiten Anschluss des Resonanzkondensators gekoppelt ist. Damit wird eine Zünd- kaskade realisiert, die auf geschickte Art und Weise eine hohe Spannung erzeugt und an die Hilfselektrode anlegt. Dadurch wird in der Hilfsbrennkammer eine Excimer-Ent- ladung erzeugt, die die Zündung in der Hauptbrennkammer auslöst .
Bei geeigneter Dimensionierung lässt sich die am Resonanzkondensator anliegende Spannung etwa verdreifachen. Ausgehend von einer Spannung am Resonanzkondensator von ca. 2,5 kV lässt sich demnach durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine Zündspannung von bis zu 7,5 kV erzeu- gen. Diese Hilfsspannung liegt zwischen der Hilfselektrode und der gegenüberliegenden Hauptelektrode an.
Bevorzugt umfasst die Zündhilfsschaltung weiterhin einen ohmschen Widerstand, der zwischen den zweiten Anschluss des Resonanzkondensators und die Kathode der zweiten Kas- kadendiode gekoppelt ist. Dadurch lässt sich die Ge¬ schwindigkeit steuern, mit der der erste Kaskadenkondensator aufgeladen wird, sowie die Restspannung, die im regulären Betrieb der Hochdruckentladungslampe bestehen bleibt. Dabei kann der Wert des ohmschen Widerstands je- doch auch gegen Null gehen. Bevorzugt umfasst die Zündhilfsschaltung weiterhin einen zweiten Kaskadenkondensator, dessen erster Anschluss mit der Kathode der ersten Kaskadendiode gekoppelt ist und dessen zweiter Anschluss mit der Hilfselektrode gekoppelt ist. Dadurch kann die systembedingte Kapazität zwischen der Hilfselektrode und der gegenüberliegenden Hauptelekt¬ rode erhöht werden. Dies reduziert die Welligkeit der Spannung und verkürzt die Wiederzündzeit .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zünd- hilfsschaltung weiterhin ein Anpassnetzwerk, das zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss der Zünd¬ hilfsschaltung und dem ersten und dem zweiten Anschluss des Resonanzkondensators gekoppelt ist. Bevorzugt umfasst das Anpassnetzwerk dabei mindestens eine Induktivität, insbesondere eine erste und eine zweite Induktivität, wo¬ bei die erste Induktivität seriell zwischen dem ersten Eingangsanschluss der Zündhilfsschaltung und dem ersten Anschluss des Resonanzkondensators, und die zweite Induk¬ tivität seriell zwischen dem zweiten Eingangsanschluss der Zündhilfsschaltung und dem zweiten Anschluss des Resonanzkondensators gekoppelt ist. Die mindestens eine In¬ duktivität bildet zusammen mit dem Resonanzkondensator den Resonanzkreis, der der vorliegenden Zündhilfsschal¬ tung zugrunde liegt. Dadurch lässt sich überdies auf ein- fache und verlustärmste Weise das starre Ausgangsspan¬ nungsmuster des Wechselrichters in den Strom umformen, den die Hochdruckentladungslampe im Betrieb braucht. Gleichzeitig wird der Hochdrucksentladungslampe die nöti¬ ge Freiheit gegeben, ihre eigene Spannung einzustellen, die sich bei dem gerade angebotenen Strom ergibt. Überdies wirkt die mindestens eine Induktivität als Rück- schlagsfilter, das die störenden Einflüsse der Hochdruckentladungslampe auf den Wechselrichter bedämpft und das gleichzeitig die Umschaltvorgänge des Wechselrichters selbst positiv beeinflusst.
Wenn der erste Kaskadenkondensator, die erste Kaskadendiode und die zweite Kaskadendiode eine erste Kaskadenstufe bilden, so kann weiterhin bevorzugt vorgesehen werden, dass die Zündhilfsschaltung mindestens eine zweite Kaska¬ denstufe umfasst, die zwischen die erste Kaskadenstufe und den ersten Ausgangsanschluss, den zweiten Ausgangsan- schluss und der Hilfselektrode der Zündschaltung gekop¬ pelt ist. Durch serielle Aneinanderreihung mehrerer Kaskadenstufen kann die am Ausgang der Zündhilfsschaltung bereitgestellte Spannung beliebig hoch eingestellt wer- den.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen .
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schaltungsanord¬ nung erwähnten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten, soweit anwendbar, entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; Fig. 2 den zeitlichen Verlauf dreier Größen von Fig. 1, wobei die zweite Kaskadendiode durch einen Kurz- schluss ersetzt ist; und
Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Größen von Fig. 2 bei eingesetzter zweiter Kaskadendiode.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schal¬ tungsanordnung. Sie zeigt einen Wechselrichter 10, an dessen Eingangsanschlüssen WEl, WE2 eine Gleichspannung anliegt, üblicherweise die so genannte Zwischenkreisspan- nung Uzw. Die Schalter Sl bis S4 des Wechselrichters 10 werden in bekannter Weise von einer Steuervorrichtung 12 angesteuert, um zwischen den Ausgangsanschlüssen WAl, WA2 des Wechselrichters 10 ein Rechtecksignal zu erzeugen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Sequenz des Rechtecksignals zwischen 30 kHz und 100 kHz. Wie für den Fachmann offensichtlich, kann der Wechselrichter 10 anstelle einer Vollbrückenschaltung auch als Halbbrückenschaltung realisiert sein.
Der Ausgangsanschluss WAl des Wechselrichters 10 ist mit einem Eingangsanschluss ZEl, der Ausgangsanschluss WA2 des Wechselrichters 10 mit einem Eingangsanschluss ZE2 einer Zündhilfsschaltung 14 verbunden. Die Zündhilfsschaltung 14 weist zunächst ein Anpassnetzwerk auf, das die Induktivitäten Ll und L2 umfasst. Diese bilden zusammen mit einem Resonanzkondensator CREs einen Resonanz¬ kreis. Dabei können die Induktivitäten Ll und L2 zwei unabhängige Bauteile sein, sie können den gleichen Wert ha- ben, müssen es jedoch nicht, wobei insbesondere eine von beiden Induktivitäten gegen Null gehen kann. Sie können besonders bevorzugt auch durch ein Kombibauteil reali¬ siert sein, bei dem zwei Wicklungen auf ein und demselben magnetischen Kern aufgebracht sind. Vorliegend ist der Verbindungspunkt der Induktivität Ll und des Resonanzkon¬ densators Cres mit Verbindungspunkt 2 bezeichnet, der Ver¬ bindungspunkt der Induktivität L2 mit dem Resonanz¬ kondensator Cres als Verbindungspunkt 1. Der Verbindungs- punkt 2 bildet einen ersten Ausgangsanschluss ZAl der Zündhilfsschaltung 14, der Verbindungspunkt 1 einen Ausgang ZA2 der Zündhilfsschaltung 14. Die Zündhilfsschaltung 14 weist überdies eine Hilfselektrode HiE auf, die über einer Hilfsbrennkammer der Hochdruckentladungslampe LA angeordnet ist und spiralförmig ausgeführt ist. Der Ausgangsanschluss ZAl der Zündhilfsschaltung 14 ist mit einer ersten Hauptelektrode HaEl, der Ausgangsanschluss ZA2 mit einer zweiten Hauptelektrode HaE2 der Hochdruckentladungslampe LA verbunden, so dass die erste und die zweite Hauptelektrode HaEl, HaE2 in deren Hauptbrennkammer HaBk eingeführt sind. Zwischen dem Verbindungspunkt 2 und der Hilfselektrode HiE ist die Serienschaltung eines ersten Kaskadenkondensators CHvi und einer zweiten Kaska¬ dendiode D2 angeordnet, wobei die Kathode der Kaskadendi- ode D2 als Verbindungspunkt 3, der Verbindungspunkt zwi¬ schen dem ersten Kaskadenkondensator CHvi und der zweiten Kaskadendiode D2 als Verbindungspunkt 5 bezeichnet ist. Zwischen dem Verbindungspunkt 1 und dem Verbindungspunkt 5 ist die Serienschaltung eines ohmschen Widerstands R und einer ersten Kaskadendiode Dl angeordnet, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem ohmschen Widerstand R und der Anode der Kaskadendiode Dl als Verbindungspunkt 4 be- zeichnet ist. Zwischen dem Verbindungspunkt 4 und dem Verbindungspunkt 3 kann optional ein zweiter Kaskadenkondensator Csys angeordnet sein. Wie in Fig. 1 angedeutet, wird die am Resonanzkondensator Cres abfallende Spannung, d.h. die zwischen den Verbindungspunkten 1 und 2 abfallende Spannung, als Spannung Ui2 bezeichnet. Die zwischen dem Verbindungspunkt 1 und der Kathode der zweiten Kaska¬ dendiode D2, d.h. die zwischen den Verbindungspunkten 1 und 3 abfallende Spannung, wird als Spannung Ui3 bezeich- net . Wenn die Spannung zwischen den Verbindungspunkten 3 und 2 als U32 bezeichnet wird, so ergibt sich die Span¬ nung Ui3 damit nach folgender Gleichung:
Ui3 = Ui2 - U32.
Die Ermittlung der Spannung Ui3 auf diese Weise ist nö- tig, da die Spannung Ui3 sehr hochohmig und damit schwie¬ rig zu messen ist - im Gegensatz zu den Spannungen O12 und U32.
Zur Beschreibung der Funktionsweise wird weiterhin Bezug genommen auf die Fig. 2 und 3, wobei Fig. 2 den zeitli- chen Verlauf der Spannungen Ui2, U32 und Ui3 zeigt, wenn die zweite Kaskadendiode D2 durch einen Kurzschluss er¬ setzt ist und Fig. 3 den entsprechenden Verlauf, wobei die zweite Kaskadendiode D2 eingesetzt ist. Zu bemerken ist weiterhin, dass die gemeinsame Nulllinie für die Spannungen Ui2, U32 und Ui3 die entsprechend gekennzeichne¬ te mittlere Linie des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Diagramms ist.
Über den Serienresonanzkreis, der die Induktivitäten Ll und L2 sowie den Resonanzkondensator Cres umfasst, ent- steht am Resonanzkondensator Cres die Spannung Ui2. Hierzu ist Folgendes anzumerken: Durch den Betrieb der Vollbrü- ckenschaltung bei einem Drittel, einem Fünftel oder einem Siebtel der Resonanzfrequenz, die durch die Bauelemente Ll, L2 und Cres definiert ist, wird die Vollbrückenschal- tung genau im Nulldurchgang der sich ausbildenden Resonanzspannung umgeschaltet. Diese Umschaltzeitpunkte sind in den Fig. 2 und 3 dadurch zu erkennen, dass die entstehenden Resonanzspannungen ein positives oder negatives Maximum annehmen. Dazwischen wird dem Resonanzkreis keine Energie zugeführt und die Spannungen klingen nach einer Exponentialfunktion ab. Durch diese Stimulation mittels einer Rechteckspannung wird die Resonanzspannung am Resonanzkondensator Cres als Sinusspannung ausgebildet.
Die Spannung O12 ist eine gleichstromfreie sinusförmige Wechselspannung. Durch diese Spannung wird über den ohm- schen Widerstand R, der als Ladewiderstand wirkt, und die erste Kaskadendiode Dl der erste Kaskadenkondensator CHvi aufgeladen, wenn der Verbindungspunkt 1 positive Polari¬ tät im Verhältnis zum Verbindungspunkt 2 aufweist. Ohne Vorhandensein der Diode D2, d. h. die Verbindungspunkte 5 und 3 sind durch einen Kurzschluss verbunden, weist der erste Kaskadenkondensator CHvi eine im Wesentlichen kon¬ stante Ladung auf, d. h. die Spannung U32 ist eine Gleichspannung, die ihre Amplitude nahezu nicht verän- dert, siehe hierzu die Darstellung in Fig. 2. Die Span¬ nung Ui3 ergibt sich, indem die Differenz gebildet wird zwischen der Spannung Ui2 und der Spannung U32. In Fig. 2 ist daher die Spannung Ui3 gegenüber der Spannung Ui2 um den Betrag von U32 abgesenkt. Diese Spannung liegt zwi- sehen der zweiten Hauptelektrode HaE2 und der Hilfselekt- rode HiE an und unterstützt die Zündung durch Erzeugen einer Excimer-Entladung in der Hilfsbrennkammer HiBk.
Wie sich aus einem Vergleich des zeitlichen Verlaufs der Spannung U32 in Fig. 3 und der Spannung U32 in Fig. 2 er- gibt, kann durch Einsetzen einer zweiten Kaskadendiode D2 erreicht werden, dass die Spannung U32 ebenfalls sinus¬ förmig verläuft, wobei die kleinste Amplitude der Span¬ nung U32 in Fig. 2 entspricht. Dadurch wird erreicht, dass der zeitliche Verlauf der Spannung Ui3 nunmehr nicht mehr bis auf Null absinkt, sondern einen deutlich führenden Mittelwert bildet. Dadurch wird die Entstehung einer Excimer-Entladung in der Hilfsbrennkammer sehr begünstigt, wodurch sich Verkürzungen der Wiederzündzeit gegenüber Schaltungsanordnungen ohne einer erfindungsgemäßen Zündhilfsschaltung von bis zu 50 % erzielen lassen.
Zum Unterschied zwischen den Figuren 2 und 3: Zunächst zur Fig. 2, d.h. der Variante ohne zweiten Kaskadendiode: Liegt über der ersten Kaskadendiode Dl eine positive Halbwelle an, so wird dadurch der erste Kaskadenkondensa- tor CHVI geladen. Liegt über der ersten Kaskadendiode Dl eine negative Halbwelle an, so wird dadurch der zweite Kaskadenkondensator Csys aufgeladen. Ohne zweite Kaskadendiode D2 wird jedoch bei der nächsten positiven Halbwelle an der ersten Kaskadendiode Dl der Kondensator Csys wieder entladen. Dadurch wird Ui2 gleich U32, wodurch die Span¬ nung Ui3 Nullstellen aufweist. Durch die zweite Kaskadendiode D2 wird die Entladung des zweiten Kaskadenkondensa¬ tors Csys verhindert. Dadurch wird verhindert, dass Ui2 gleich U32 wird, wodurch Ui3 nunmehr keine Nullstellen mehr aufweist. Anstelle des Vorsehens eines diskreten zweiten Kondensa¬ tors Csys kann dieser auch entfallen, da dieser systembedingt zwischen der Hilfselektrode HiE und den Hauptelekt¬ roden HaEl, HaE2 ohnehin vorhanden ist.
Nach dem Durchzünden der Lampe LA wird der Resonanzkreis schlagartig stark gedämpft. Dieser Umstand wird von der Steuerung 12 des Wechselrichters 10 erkannt, woraufhin die Hochdruckentladungslampe nunmehr mit ihren Dauerbe¬ triebsparametern betrieben wird.
Dass bereits die Realisierung ohne zweite Kaskadendiode D2 eine deutliche Verbesserung gegenüber einer einfachen Resonanzzündung ergibt, zeigt ein Vergleich der Spannungen Ui2 und Ui3 in den Fig. 2 und 3.

Claims

Ansprüche
1. Schaltungsanordnung zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe (LA) , die eine Hauptbrennkammer (HaBK) mit einer ersten und einen zweiten Hauptelektrode (HaEl, HaE2) sowie eine Hilfsbrennkammer (HiBk) aufweist, mit einem Wechselrichter (10), der mindestens einen ersten und einen zweiten elektronischen Schalter (Sl, S2, S3, S4) und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss (WAl, WA2) aufweist; • einer Ansteuerschaltung (12) zum Ansteuern der e- lektronischen Schalter (Sl, S2, S3, S4) des Wechselrichters (10); einer Zündhilfsschaltung (14), die aufweist: einen ersten und einen zweiten Eingangsan- Schluss (ZEl, ZE2), wobei der erste Ein- gangsanschluss (ZEl) mit dem ersten Ausgangs¬ anschluss (WAl) des Wechselrichters (10) und der zweite Eingangsanschluss (ZE2) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (WA2) des Wechsel- richters (10) gekoppelt ist; einen ersten Ausgangsanschluss (ZAl) zum Anschließen der ersten Hauptelektrode (HaEl) der Hochdruckentladungslampe (LA) ; einen zweiten Ausgangsanschluss (ZA2) zum An- schließen der zweiten Hauptelektrode (HaE2) der
Hochdruckentladungslampe (LA) ; und eine Hilfselektrode (HiE) , zum Induzieren einer Zündhilfsspannung in der Hilfsbrennkammer (HiBk) , wobei die Hilfselektrode (HiE) auf der Seite des ersten Ausgangsanschlusses (ZAl) an¬ geordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfsschaltung (14) eine Kaskadenschal- tung umfasst, die an ihrem Ausgang eine Spannung zum Zünden der Hochdruckentladungslampe (LA) bereit¬ stellt, wobei der Ausgang der Kaskadenschaltung gebildet wird von der Hilfselektrode (HiE) und dem zweiten Ausgangsanschluss (ZA2) der Zündhilfsschal- tung (14) .
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfsschaltung (14) weiterhin umfasst: einen Resonanzkondensator (Cres) , der zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss (ZEl, ZE2) der Zündhilfsschaltung (14) gekoppelt ist, wobei der erste Anschluss des Resonanzkondensators (Cres) mit dem ersten Ausgangsanschluss (ZAl) der Zündhilfs¬ schaltung (14) und der zweite Anschluss des Resonanz- kondensators (Cres) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (ZA2) der Zündhilfsschaltung (14) gekoppelt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfsschaltung (14) weiterhin umfasst: • einen ersten Kaskadenkondensator (CHvi) ; eine erste Kaskadendiode (Dl); und eine zweite Kaskadendiode (D2), wobei der erste Anschluss des Resonanzkondensators
(Cres) weiterhin über die Serienschaltung des ersten Kaskadenkondensators (CHvi) und der zweiten Kaska- dendiode (D2) mit der Hilfselektrode (HiE) gekoppelt ist; wobei der Verbindungspunkt (5) des ersten Kaskaden¬ kondensators (CHVI) mit der Anode der zweiten Kaska- dendiode (D2) und mit der Kathode der ersten Kaska¬ dendiode (Dl) gekoppelt ist; und wobei die Anode der ersten Kaskadendiode (Dl) mit dem zweiten Anschluss des Resonanzkondensators (Cres) ge¬ koppelt ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfsschaltung (14) weiterhin einen ohm- schen Widerstand (R) umfasst, der zwischen den zwei¬ ten Anschluss des Resonanzkondensators (Cres) und die Anode der ersten Kaskadendiode (D2) gekoppelt ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfsschaltung (14) weiterhin einen zweiten Kaskadenkondensator (Csys) umfasst, dessen ersten Anschluss mit der Anode der ersten Kaskadendi¬ ode (Dl) gekoppelt ist und dessen zweiter Anschluss mit der Hilfselektrode (HiE) gekoppelt ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündhilfsschaltung (14) weiterhin ein Anpassnetzwerk (Ll, L2) umfasst, das zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss (ZEl, ZE2) der Zündhilfsschaltung (14) und den ersten und den zweiten Anschluss des Resonanzkondensators (Cres) gekop¬ pelt ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassnetzwerk eine erste und eine zweite Induktivität (Ll, L2) umfasst, wobei die erste Induk¬ tivität (Ll) seriell zwischen den ersten Eingangsan- schluss (ZEl) der Zündhilfsschaltung (14) und den ersten Anschluss des Resonanzkondensators (Cres) , und die zweite Induktivität (L2) seriell zwischen den zweiten Eingangsanschluss (ZE2) der Zündhilfsschal¬ tung (14) und den zweiten Anschluss des Resonanzkondensators (Cres) gekoppelt ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der erste Kaskadenkondensator (CHvi) , die erste Kaskadendiode (Dl) und die zweite Kaskaden¬ diode (D2) eine erste Kaskadenstufe bilden, wobei die Zündhilfsschaltung (14) mindestens eine zweite Kaska¬ denstufe umfasst, die zwischen die erste Kaskadenstu¬ fe und den ersten Ausgangsanschluss (ZAl), den zwei¬ ten Ausgangsanschluss (ZA2) und die Hilfselektrode (HiE) der Zündhilfsschaltung (14) gekoppelt ist.
9. Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe (LA) , die eine Hauptbrennkammer (HaBK) mit einer ersten und einen zweiten Hauptelektrode (HaEl, HaE2) sowie eine Hilfsbrennkammer (HiBk) aufweist, an einer Schaltungsanordnung mit einem Wechselrichter (10), der mindestens einen ersten und einen zweiten elektronischen Schalter (Sl, S2, S3, S4) und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss (WEl, WE2) auf¬ weist, einer Ansteuerschaltung (12) zum Ansteuern der elektronischen Schalter (Sl, S2, S3, S4) des Wechselrichters (10), einer Zündhilfsschaltung (14) umfassend einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss
(ZEl, ZE2), wobei der erste Eingangsanschluss (ZEl) mit dem ersten Ausgangsanschluss (WAl) des Wech- selrichters (10) und der zweite Eingangsanschluss
(ZE2) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (WA2) des Wechselrichters (10) gekoppelt ist, einen ersten Aus¬ gangsanschluss (ZAl) zum Anschließen der ersten Hauptelektrode (HaEl) der Hochdruckentladungslampe (LA), einen zweiten Ausgangsanschluss (ZA2) zum Anschließen der zweiten Hauptelektrode (HaE2) der Hochdruckentladungslampe (LA) , und eine Hilfselektrode
(HiE) , zum Induzieren einer Zündhilfsspannung in der
Hilfsbrennkammer (HiBk) , wobei die Hilfselektrode (HiE) auf der Seite des ersten Ausgangsanschlusses
(ZAl) angeordnet ist; gekennzeichnet durch folgenden Schritt: a) Erzeugen einer Spannung zum Zünden der Hochdruckentladungslampe (LA) durch eine Kaskadenschal- tung, die von der Zündhilfsschaltung (14) umfasst wird; b) Bereitstellen der Spannung zum Zünden der Hochdruckentladungslampe (LA) zwischen der Hilfs- elektrode (HiE) und dem zweiten Ausgangsanschluss (ZA2) der Zündhilfsschaltung (ZE2) .
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