WO2010060830A1 - Integrated gas discharge lamp and method, containing incremental frequency increase, for operating an integrated gas discharge lamp - Google Patents

Integrated gas discharge lamp and method, containing incremental frequency increase, for operating an integrated gas discharge lamp Download PDF

Info

Publication number
WO2010060830A1
WO2010060830A1 PCT/EP2009/065321 EP2009065321W WO2010060830A1 WO 2010060830 A1 WO2010060830 A1 WO 2010060830A1 EP 2009065321 W EP2009065321 W EP 2009065321W WO 2010060830 A1 WO2010060830 A1 WO 2010060830A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas discharge
discharge lamp
frequency
operating
burner
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/065321
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Siessegger
Original Assignee
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102008059561A external-priority patent/DE102008059561A1/en
Priority claimed from DE102008059635A external-priority patent/DE102008059635A1/en
Application filed by Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung filed Critical Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Publication of WO2010060830A1 publication Critical patent/WO2010060830A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/292Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2928Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • FIG. 1 is a sectional view of an integrated gas discharge lamp according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 10 shows a perspective view of an ignition transformer of the integrated gas discharge lamp
  • 25 is a circuit topology for a straight arc discharge operation in a third embodiment
  • 34 is a flow chart of a second embodiment of a method for operating an integrated gas discharge lamp.
  • the plastic base is enclosed by an electrically conductive housing 72 made of a conductive material, such as metal.
  • the metal may be, for example, a corrosion-protected sheet iron or even a non-ferrous metal such as aluminum, magnesium or brass.
  • a sealing ring 71 commonly referred to as an O-ring, which accomplishes a seal towards the reflector.
  • the cooling of a base located in the ignition and operating electronics 910, 920 is significantly better and easier than with a conventional structure in which the gas discharge lamp 5 is installed in a dense headlight, in which only one weak cooling convection can take place.
  • the approximately stationary air within the described, dense headlamp causes a so-called heat accumulation, which leads to significantly higher temperatures of the operating electronics, as in the proposed embodiment, in which the lamp is on the side facing away from the light exit surface side into the open, for example in the engine compartment ,
  • An electrically conductive shielding surface between the ignition electronics 910 and the operating electronics 920 may alternatively be effected by a metallic sheet, which is introduced between the two printed circuit boards and advantageously electrically conductively connected to the electrically conductive housing 72. If this shielding surface also serves to cool the ignition transformer 80, then it is advantageous if the metallic sheet also has a good thermal connection, for example, by a heat conducting foil or heat conducting paste to the electrically conductive housing 72.
  • the printed circuit board for the operating electronics 920 is clamped between the base 70 and the base plate 74.
  • the printed circuit board for the operating electronics 920 has on its circumference in each case on the top and bottom of a circumferential ground trace, so-called Masserin- ge, which are electrically connected to each other due to vias. These vias are commonly referred to as vias, and are electrical contacts that run through the circuit board. These Masseringe put through the
  • FIG. 3 shows a sectional view of a second embodiment of the integrated gas discharge lamp 5.
  • the second embodiment is similar to the first embodiment, therefore, only the differences from the first embodiment will be described.
  • the ignition electronics 910 and the operating electronics 920 are arranged in a common plane on a printed circuit board as overall operating electronics 930.
  • the base of the gas discharge lamp 5 according to the invention can be made flat, whereby a headlight which uses this gas discharge lamp 5 likewise has less depth.
  • the ignition transformer 80 sits centrally under the gas discharge lamp burner. In this case, the center of the ignition transformer 80 is preferably in the longitudinal axis of the gas discharge lamp burner 50.
  • the power supply for the sockelnahe gas discharge lamp burner electrode protrudes into the central part of the ignition transformer inside.
  • the ignition transformer is not mounted on the printed circuit board, but sits with its end remote from the gas discharge lamp burner at approximately the same level as the side of the printed circuit board remote from the gas discharge lamp burner.
  • the printed circuit board of the overall operating electronics 930 is recessed at this point, so that the ignition transformer 80 is inserted into the circuit board of the overall operating electronics 930.
  • the housing for example, by webs of aluminum sheet or mu-metal, be provided with walls and chambers and thereby carried an electrical, magnetic and electromagnetic shielding of different circuit parts against each other and against the environment.
  • the shielding can also be achieved by other measures, in particular the
  • the ignition electronics 910 fit on an overlying printed circuit board, and are electrically connected to the operating electronics 920 by suitable measures. This can be accomplished by spring contacts or plug contacts, but also by running in the socket traces or on the inside of the base printed conductors, which are connected to the ignition electronics 910 and the operating electronics 920.
  • the base plate 74 is realized by a on the inside, and thus, as in the previous embodiment, also on one side, stocked metal core board.
  • the base plate 74 is not a plate as in Fig. 4 but a base cup with raised side walls.
  • the baseplate is therefore referred to below as a socket cup.
  • the base cup may also consist of a thermally highly conductive material. Particularly suitable are metal alloys, which can be well formed, for example by deep drawing. Also suitable is a thermally highly conductive plastic, which can be brought into shape by injection molding.
  • the two parts can be connected by crimping as a coffee can or tin. But it can also, as shown in FIG. 9, only a plurality of flaps of the base cup are crimped onto the base in order to produce a mechanically and electrically good connection.
  • the known soldering and welding methods can be used for the preparation of the compound but also the known soldering and welding methods.
  • the interaction between integrated gas discharge lamp 5 and headlamp 3 is shown in FIG.
  • the gas discharge lamp 5 in the second embodiment has a special electrical interface through which it is supplied with electric power.
  • the electrical interface is designed such that upon insertion of the gas discharge lamp 5 in a headlight 3, this is not only mechanically connected to the headlight 3, but also at the same time electrically.
  • a similarly constructed interface is also used in modern halogen incandescent lamps for automobile headlamps, and e.g. sold by Osram under the name "Snap Lite.” Will the integrated
  • connections reduced by freely oscillating cables. Furthermore, the number of required connection cables per headlamp is reduced, thereby reducing the risk of confusion during manufacture. In addition, this measure also allows a higher degree of automation in the production of the headlamp, since fewer cables must be assembled by hand.
  • all light sources in the headlight are to be supplied with energy by means of a plug plugged onto the lamp socket and provided with a connection cable. In the case of the headlamp according to the invention, it is sufficient to provide existing electrical supply contacts of the lamp
  • the system of the headlight interface of the second embodiment is also suitable for realizing a further simplified wiring in modern bus systems. Sieren.
  • the integrated gas discharge lamp 5 next to the two electrical contacts 210, 220 further contacts 230, 240, via which a communication with the on-board electronics of the motor vehicle.
  • the connection element 35 has two slots 351, 352 with correspondingly 2 mating contacts each.
  • only three electrical contacts on the lamp are present, two are essentially used to supply the electrical lamp power, and a logic input, also referred to as a remote enable pin, with the help of the lamp by the on-board electronics of the motor vehicle can be switched on and off almost without power.
  • FIG. 31 shows a further fifth embodiment with a conventional interface to the headlight.
  • the integrated gas discharge lamp 5 with the reference surface 702 is pressed by means of a retaining clip 705 onto a corresponding mating surface of the headlight receptacle.
  • the integrated gas discharge lamp 5 is electrically connected to the headlight in a conventional manner.
  • the mounting bracket 705 ensures that the integrated gas discharge lamp 5 with its reference surface 702 is well connected to the receptacle in the headlight, and thus a precise alignment of the electrodes is given in the optical system of the headlamp.
  • the electrodes 504 of the gas discharge lamp burner 50 of the integrated gas discharge lamp 5 are adjusted in the manufacturing process of the integrated gas discharge lamp 5 with respect to the reference surface 702.
  • the arc of the integrated gas discharge lamp 5 in the reflector assumes a defined position when it is inserted into the headlight, which enables a precise optical imaging. Due to the spring action of the retaining clip 705, this image is ensured even under difficult conditions, such as vibrations, which can occur in an automobile headlight.
  • the retaining clip is hooked on the headlight side in a groove 7051, which holds it securely, from which it can nevertheless be easily unhooked when the lamp is replaced.
  • the retaining clip 705 engages with two bulges 7053 in the base plate 74 a. But it is also conceivable that the retaining clip 705 has no bulges and therefore rests on the ribs of the base plate.
  • the construction of the ignition transformer 80 of the integrated gas discharge lamp 5 will now be explained below.
  • 10 shows a perspective view of the ignition transformer 80 in a first embodiment in which the Ignition transformer 80 has a square flat shape.
  • the ignition transformer 80 may have a round, hexagonal, octagonal or other suitable shape.
  • the shape is understood to be the shape of the base area of the essentially prismatic outer dimensions of the ignition transformer, the curves at the body edges being neglected.
  • the prism has a small height, in particular a height which is smaller than 1/3 of the diagonal or the diameter of the geometry forming the base surface.
  • a primary winding 86 which consists of a formed from sheet metal stamped and bent part.
  • the sheet is preferably made of a non-ferrous metal such as copper, bronze or brass.
  • the sheet is preferably elastically deformable and resilient.
  • the primary winding 86 is essentially a long band extending externally between both ferrite core halves 811 and 812.
  • the primary winding 86 is in a first variant with only one turn over 3 corners of the ignition transformer 80, the fourth corner is open.
  • the sheet metal strip of the primary winding 86 is thus wrapped around a three-quarters turn around the outer contour of the ignition transformer and ends in each case a small piece in front of the fourth corner.
  • the sheet metal strip of the primary winding 86 has the above-mentioned tabs 866, 867, 868 and 869, which are mounted in the lateral direction of the sheet metal strip.
  • the four tabs are used for mechanical attachment of the ignition transformer 80, this can be soldered to a board of the ignition electronics 910 as a flat SMD tab or Lötfahne. But the tabs can also have a further 90 ° bend, the tabs are then inserted through the board of the ignition electronics 910, and on the other side verclincht, twisted or soldered, as shown in Fig. 12.
  • the two ends of the sheet metal strip of the primary winding 86 are bent with a radius of about 180 ° to the outside, so that the ends again point away from the fourth corner.
  • the contact body 85 at two opposite sides of the burner distal end, two roof surfaces 851 and 852, which are tilted saddle-roof-shaped against each other, and at the ends where the two roof surfaces touch are formed so that a power supply wire 56 of the high-pressure gas discharge lamp burner 50 is clamped centered.
  • the two roof surfaces 851 and 852 are provided with a V-shaped contour at the ends, at which the two roof surfaces 851, 852 touch.
  • the contour can also be round or worked out in another suitable way.
  • Fig. 12 shows a perspective view of the lower part of the ignition transformer.
  • the figure shows, inter alia, the second ferrite core half 812, which is shaped identically to the first ferrite core half 811. Also, it is made up of a square side wall 8122, protruding from the middle to the inside half a cylinder 8120. The inside of the square side wall 8122 has outwardly inwardly extending elongated recesses 81221.
  • the burner near side of the contact body 85, with its hexagonal open shape, and the passing power supply wire 56 is visible. If the two halves are assembled, a hollow cylinder is formed inside, into which the contact body is inserted.
  • Ignition transformer can cause. This also increases the efficiency of the ignition transformer, in particular the amount of achievable ignition significantly.
  • the secondary winding 87 is made of an insulated metal strip which is wound on the film coil ferrite core like a film having a predetermined number of turns, the high voltage leading end being inside, passed through the center core of the ferrule core and electrically connected to the contact body 85 ,
  • the insulation can be applied on all sides to the metal strip, but it can also consist of an insulating film, which with the Metal band is wound up together.
  • the insulating film is preferably wider than the metal strip in order to ensure a sufficient isolation distance.
  • the secondary winding 87 is connected at its inner high-voltage-carrying end 871 with the contact body 85.
  • the outer low-voltage-carrying end 872 of the secondary winding 87 is connected to the primary winding 86.
  • the connections can be made by soldering, welding or other suitable connection method.
  • the joints are laser welded.
  • two welding points are applied per end, which connect the two parts safely and electrically conductive with each other.
  • the inner end 871 of the secondary winding 87 passes through the two hollow cylinder halves 8110, 8120 of the ferrite core 81, and is clamped by them.
  • the outer end 872 of the secondary winding 87 is connected to the end of the primary winding 86, that the Wickelsinn the
  • Secondary winding 87 is directed against the winding sense of the primary winding 86 opposite. Depending on the requirement, however, the outer end of the secondary winding 87 can also be connected to the other end of the primary winding 86, so that the winding sense of the primary and the secondary winding is the same.
  • the diameter and the height of the ignition transformer 80 which is housed in the integrated gas discharge lamp 5, largely independent of its geometry and based on the dimensions of the ferrite core to be defined, for a simpler description distinguished.
  • the height of the ignition transformer is understood to mean the distance between the two outer surfaces of the two side walls which are remote from the winding, which corresponds approximately to the sum of twice the thickness of a side wall and the width of the winding. Below the diameter of the ignition transformer 80 is understood below regardless of the shape of the side walls, the longest distance within one of the two side walls, wherein the Stecke lies within any plane, said plane being parallel to the outer surface of the respective side wall.
  • FIG. 15 shows a sectional view of the second embodiment of the ignition transformer 80.
  • the structure of the ferrite core 81 is easy to understand.
  • the slot 823 can be seen, through which the inner end of the secondary winding 87 is passed.
  • the ignition transformer 80 is clamped here between the base 70 and the base plate 74.
  • the base plate 74 has for this purpose a base plate dome 741, an increase on the base plate, which clamps the ignition transformer 80 in the installed state.
  • the advantage of this design is the good heat dissipation of the ignition transformer 80. This can be very hot during operation because it sits very close to the gas discharge lamp burner 50 of the integrated gas discharge lamp 5. Due to the thermally highly conductive base plate 74, a part of the heat that is introduced from the gas discharge lamp burner 50 into the ignition transformer 80, be discharged again and the ignition transformer 80 are effectively cooled.
  • FIG. 17 shows a sectional view of the ignition transformer 80 in a third round embodiment with a two-winding primary winding. Again, this sectional view shows very well the core structure of the ferrite core 82.
  • the ferrite core 82 is composed of three parts, as in the second embodiment, a center core 824 and two plates 825, 826.
  • the center core 824 is also hollow cylindrical and has one end a shoulder 827 which engages a round cutout of the first plate 825 and fixes it on the center core 824.
  • a second plate 826 also has a round cutout whose inner radius corresponds to the outer radius of the center core 824. This plate is attached after mounting the secondary and the primary winding on the center core and thereby fixed. The plate is plugged in until it comes to rest on the secondary winding in order to achieve the best possible magnetic flux in the ignition transformer 80.
  • FIG. 18 a shows the schematic circuit diagram of an asymmetrical pulse ignition device according to the prior art.
  • the ignition transformer T IP is connected to one of the supply lines of the gas discharge lamp burner 50, which is shown here as an equivalent circuit diagram.
  • a firing pulse which depends on the ground reference potential, which is usually with the other Zulei- tion of the gas discharge lamp burner, generates only in one 'direction' a voltage; In other words, either a voltage pulse which is positive with respect to the ground reference potential or a voltage pulse which is negative with respect to the ground reference potential is generated.
  • the operation of an unbalanced pulse ignition device is well known and will not be explained further here.
  • the unbalanced voltage is well suited for single-ended lamps, as the ignition voltage is applied only to one of the two gas discharge lamp burner electrodes.
  • the pedestal near electrode is chosen regularly, since it is not touchable and thus in case of improper use is no hazard to humans.
  • At the normally open guided return conductor is not dangerous for humans voltage, thus ensuring a powered with a single-ended ignitor lamp ensures a certain security.
  • the asymmetrical ignitor has the disadvantage of applying the complete ignition voltage to a gas discharge lamp electrode. This increases the losses due to corona discharges and other effects caused by the high voltage. This means that only part of the generated ignition voltage is actually applied to the gas discharge lamp burner 50. Thus, a higher ignition voltage must be generated than necessary, which is complicated and expensive.
  • Fig. 18b shows the schematic diagram of a symmetrical Impulszündilless according to the prior art.
  • the symmetrical pulse ignition device has an ignition transformer T IP , which has two secondary windings, which are magnetically coupled together with the primary winding are. The two secondary windings are oriented so that the generated voltage of both secondary windings adds to the lamp. Thus, the voltage is distributed in about half of the two gas discharge lamp electrodes.
  • the losses are reduced by corona discharges and other parasitic effects.
  • the cause of the i. A. Higher ignition voltage in the case of symmetrical pulse ignition is only apparent after a closer look at the parasitic capacitances.
  • the lamp equivalent circuit diagram of the gas discharge lamp burner 50 is considered in FIG. 18b.
  • a large, if not the largest portion of the parasitic lamp capacitance C La is not caused by the lamp itself, but by the connection between the lamp and the ignition unit, for example by the lamp lines. However, these not only have parasitic capacitances from conductor to conductor, but also between conductor and environment.
  • the parasitic capacitances between the two conductors and the two gas discharge lamp electrode to C La , 2 summarize, as shown in Fig. 18b.
  • the respective parasitic capacitances present between the conductor and the environment are modeled by C La , i and C La , 3 , respectively.
  • the potential of the environment for example of the housing, is regarded as spatially constant and represented by the grounding symbol, even if this does not have to match the PE or PEN in the sense of a low-voltage network.
  • a symmetrical structure and thus of C La , i C La , 3.
  • the parasitic Lamp capacity results according to the extended equivalent circuit diagram C La , 2 + 1/2 C La , i-
  • Another advantage of the symmetrical ignition is the lower required insulation resistance to the environment, since the occurring voltages Ui so i, i and Ui so i, 2 have only half the value compared to the voltage Ui so i in the case of asymmetrical ignition.
  • This also shows the disadvantage of symmetrical impulse ignition and the reason why they are often not In the case of symmetrical ignition, both lamp terminals carry high voltage, which is often inadmissible for safety reasons, since in many lamp or base constructions one of the two lamp terminals, usually the lamp remote, which is then referred to as "lamp back", touched can be .
  • the number of primary windings n p of the ignition transformer T ⁇ P is preferably between 1 and 4, the sum of the number of turns of both secondary windings IPSH and IPSR is preferably between 40 and 380.
  • the pulse ignition unit Z in FIG. 19 is well known from the prior art and will therefore not be explained in detail here. It consists of at least one capacitor, which is connected via a switching element to the primary winding of the ignition transformer. In this case, a switching element with a nominal tripping voltage between 350V and 1300V is preferably used. This can be a switching spark gap or a thyristor with a corresponding drive circuit.
  • the ignition transformer T IP has a transmission ratio ni PP : nip SR : ni PSH of 1: 50: 150 turns, with an ignition unit Z based on a 400 V spark gap, ie with a nominal spark gap Trigger voltage of 400 V, is operated.
  • the ignition transformer T ⁇ P supplies a peak voltage of +5 kV to earth at the non-pedestal electrode of the gas discharge lamp burner 50 and a peak voltage of -15 kV to ground at the base near the electrode of the gas discharge lamp burner 50.
  • the inference capacitor C RS forms together men with a return conductor choke L R a low pass. This counteracts electromagnetic interference and protects the ECG output from excessive voltages.
  • the extended circuit also has a current-compensated inductor L S ⁇ , which also counteracts electromagnetic interference.
  • a suppressor diode D Tr also called a clamping diode, limits the voltage generated at the operating circuit 20 due to the ignition process and thus protects the output of the operating circuit 20.
  • the gas discharge lamp burner 50 of the integrated gas discharge lamp 5 is fastened to the base 70 by means of a metal clip 52 and four retaining plates 53 (see, for example, FIG. 1).
  • this metal clip 52 is now grounded, ie, laid in an integrated gas discharge lamp for automobiles, for example, on body ground.
  • the earthing of the metal clamp reliably prevents a flashover from the metal clamp to the headlight, since both parts are at the same potential during ignition.
  • the earthing of the metal clip produces a particularly good capacitive coupling to an ignition auxiliary coating located on the gas discharge lamp burner vessel.
  • Such primer coatings are often applied to high pressure discharge lamp burners to reduce the high ignition voltages.
  • Metal clip additionally comprise a metallic coating 54 on the outer bulb, as indicated in Fig. 21.
  • the coating can be applied to the outside and / or on the inside of the outer bulb.
  • the coating consists of electrically conductive, for example, metallic material and is preferably mounted in a strip parallel to the return conductor.
  • the metallic coating 54 does not appear optically and, moreover, there is a minimum distance and thus a maximum coupling capacity for the auxiliary ignition coating on the burner vessel.
  • the coating on the outer bulb may be capacitively or galvanically coupled to the metal clip.
  • the electrical contacting of the outer coating with the metal clip takes place by fixing the burner in the metal clip, which can be realized without additional overhead by a common assembly technique according to the prior art.
  • the coating preferably extends over 1% to 20% of the outer envelope circumference.
  • the positive effect of the grounded metal clamp on the ignition voltage of a gas discharge lamp is due to the following physical context: the fact that with a grounded metal clamp and an asymmetric pulse ignition between the metal clamp and both Gas discharge lamp electrodes is applied a high voltage, a dielectrically impeded discharge in the outer bulb is favored in the vicinity of both gas discharge lamp electrodes.
  • the dielectrically impeded discharge in the outer bulb favors a breakdown in the burner vessel. This is promoted by the UV light, which arises in the dielectrically impeded discharge and is hardly absorbed by the burner vessel, and favors the generation of free charge carriers at the electrodes and in the discharge space and thus reduces the ignition voltage.
  • the base consists of 2 parts.
  • a first part with an already adjusted gas discharge lamp burner 50, which is embedded by means of the metal bracket 52, and the retaining plates 53 in a base made of plastic, which has a metal-reinforced reference plane as described above.
  • This first part is with connected to a second part, which contains the ignition and operating electronics.
  • the connections for the lamp as well as the power supply lines can be accomplished by welding, soldering, or by a mechanical connection such as a plug contact or an insulation displacement contact.
  • Cold pressure of the xenon gas is in the range of 1.3 megapascals to 1.8 megapascals. It has been found that thereby the decrease of the luminous flux with the operating time of the gas discharge lamp burner 50 and the increase of the burning voltage of the gas discharge lamp burner 50 can be reduced with its service life. That is, the gas discharge lamp burner 50 has improved luminous flux maintenance compared with a prior art gas discharge lamp burner and exhibits a longer life due to the lower increase of the operating voltage over the operating life. Except- the gas discharge lamp burner 50 shows over its service life only a small shift of the color location of the light emitted by it. In particular, the color locus migrates only within the limits allowed by ECE Rule 99.
  • Both the comparatively high cold pressure of the xenon and the comparatively high proportion by weight of the halides of the zinc contribute significantly to the setting of the burning voltage of the gas discharge lamp burner 50, that is to say the voltage which occurs after the ignition phase has ended in the quasi-stationary operating state over the discharge path of the gas discharge lamp burner 50.
  • the halides of indium are present in such a small proportion by weight that they contribute to adjusting the color locus of the light emitted by the gas discharge lamp burner, but do not make a significant contribution to adjusting the burning voltage of the gas discharge lamp burner 50.
  • the halides of indium in the gas discharge lamp burner 50, as well as the halides of sodium and scandium mainly serve the light emission.
  • the weight fraction of halides of zinc ranges from 0.88 micrograms to 2.67 micrograms per 1 mm 3 discharge vessel volume and the weight percent of indium halides ranges from 0.026 micrograms to 0.089 micrograms per 1 mm discharge vessel volume.
  • halides iodides, bromides or chlorides can be used.
  • the volume of the discharge vessel is advantageously less than 23 mm 3 in order to come as close as possible to the ideal of a point light source.
  • the light emitting part of the discharge vessel 502 that is, the discharge space with the electrodes enclosed therein, should have the smallest possible dimensions.
  • the light source should be punctiform in order to position it at the focal point of an optical imaging system.
  • the inventive high-pressure discharge lamp 5 comes closer to this ideal than a high-pressure discharge lamp according to the prior art, since it preferably has a discharge vessel 502 with a smaller volume.
  • the volume of the discharge vessel 502 of the high-pressure discharge lamp 5 is therefore advantageously in the range of greater than or equal to 10 mm to less than 26 mm.
  • the distance between the electrodes 504 of the gas discharge lamp burner is preferably less than 5 millimeters in order to come as close as possible to the ideal of a point light source.
  • the electrode spacing is preferably 3.5 millimeters.
  • the thickness or the diameter of the electrodes 502 of the gas discharge lamp burner is advantageously in the range of 0.20 millimeters to 0.36 millimeters. Electrodes with a thickness in this range of values can still be embedded sufficiently reliably in the quartz glass of the discharge vessel and at the same time have sufficient current-carrying capacity, which is particularly important during the so-called start-up phase of the high-pressure discharge lamp, during which they have 3 to 5 times their rated power and rated current is operated.
  • the electrodes are in each case connected to a molybdenum foil 506 embedded in the material of the discharge vessel, which enables a gas-tight current feedthrough, and the smallest distance between the respective molybdenum foil 506 and the end of the electrode connected to it in the interior of the discharge vessel 502 is advantageously at least 4.5 mm, in order to ensure the greatest possible distance between the respective molybdenum foil 506 and the on the projecting into the discharge vessel 502 electrode tips gas discharge.
  • Gas discharge lamps in particular high-pressure discharge lamps, in the case of incorrect operation, generally tend to break the arc when the lamp current changes direction, the so-called commutation, which is due to a too low temperature of the electrodes.
  • high pressure discharge lamps are operated with a low frequency square wave current, which is also called “wobbly DC operation.”
  • a substantially rectangular current with a frequency of typically 100 Hz up to a few kHz is applied to the lamp and negative driving voltage, which is essentially provided by the operating electronics, the lamp current commutates, resulting in a momentary zero of the lamp current This operation ensures that the electrodes of the lamp are uniformly loaded despite a quasi-DC operation.
  • the arc approach that is, the approach of the arc on the electrode is fundamentally problematic in the operation of a gas discharge lamp with alternating current.
  • the cathode becomes an anode during commutation and, conversely, an anode becomes a cathode.
  • the transition cathode-anode is inherently relatively unproblematic, since the temperature of the electrode has approximately no influence on their anodic operation.
  • the ability of the electrode to supply a sufficiently high current depends on its temperature. If this is too low, the arc changes during commutation, mostly at least after the zero crossing, from a punctiform arc approach mode to a diffuse arc approach mode. This change is accompanied by an often visible collapse of the light emission, which can be perceived as flickering.
  • commutation is considered to be the process in which the polarity of the driving voltage of the gas-discharge lamp burner 50 changes, and therefore, a large current or voltage change occurs. In a substantially symmetrical operation of the lamp is at the middle of the commutation of the voltage or current zero crossing. It should be noted that the voltage commutation usually always runs faster than the current commutation.
  • Fig. 22 shows the diagram of a first embodiment of the method, in which the operating frequency of the gas discharge lamp burner is plotted over its burning time. It is easy to see that the operating frequency remains constant at 400 Hz for a burning time of 500 h, then gradually increased by 0.5 Hz / h to 900 Hz during the firing time of 500 h to 1500 h, and then off to stay at 900 Hz.
  • the frequency increase in the range 500 h to 1500 h does not have to be continuous, but can also be done in stages.
  • the Frequency increased by 4 Hz.
  • the frequency is increased until 128 increments have been made. Then the frequency has - starting from the original start value of 400 Hz - the Value reaches 912 Hz.
  • the second variant of the first embodiment of the method is particularly suitable for implementation by means of digital logic, for example by a microcontroller or a digital circuit in an ASIC, since it requires only discrete time and frequency steps.
  • the frequency is doubled in one step from 400 Hz to 800 Hz. Subsequently, the lamp is always operated at the high frequency. In contrast to the second variant of the first embodiment, only a single frequency step takes place.
  • the above method is combined with a flicker detecting circuit (not shown) to enable the frequency to be adapted as needed to the requirements of the lamp torch.
  • the circuit arrangement for detecting flickers is based on a detection circuit which uses the lamp voltage and / or the lamp current for detection. Alternatively, suitable correlating variables can be used before the inverter for detection.
  • Ballast as it is usually used in the motor vehicle and may be included as operating electronics 920 in the integrated gas discharge lamp 5, has a two-stage structure consisting of DC voltage converter and inverter via a
  • the counter reading of the Flacker minimum search is increased by one and the frequency is increased further until the triple value the first upper limit frequency, in this case 2700 Hz, the so-called second upper limit frequency is reached. Thereafter, the frequency is selected from the entire measured range between the lower limit frequency and the second upper limit frequency at which the slightest flicker has occurred.
  • the flicker intensity associated with the slightest flickering is multiplied by a factor greater than 1 and the so-called flicker limit is stored as the new permissible threshold value.
  • Flacker too is. If this is the case, jump to the frequency which has shown the second lowest flicker intensities in the previously described examination of the lamp in the context of this method. At this frequency, the lamp is then operated while continuing to monitor and measure the flicker remains activated. If the current flicker intensity is again above the current flicker limit, the frequency with the third lowest Flicker intensity is changed. If, in the subsequent operation, the current flicker intensity is also above the current flicker limit, the count of the flicker minimum search is again increased by one and a new cycle of the minimum search is started, the entire frequency range between the lower limit frequency and the second upper limit frequency is examined.
  • the count of how often the flicker minimum search has already been activated as well as the current flicker limit are stored in the nonvolatile memory of the operating electronics (920, 930). These two values can be read out via the communication interface of the integrated gas discharge lamp, for example via a LIN bus. As part of the maintenance of the motor vehicle, for example in the context of inspection after expiry of a service interval, or because the motor vehicle is due to a defect in the workshop, the two values are read and compared with limits representing the still tolerated values.
  • the limits can also be stored in the integrated gas discharge lamp and read out via the communication bus, but are stored in the preferred embodiment in the diagnostic device of the workshop for the sake of simplicity.
  • the integrated gas discharge lamp (5) must be replaced with a new integrated gas discharge lamp. This procedure increases the availability the lighting system significantly, without causing significant costs, since the lamp is not unnecessarily replaced early and during maintenance no significant additional time required, since the vehicle is already connected to the diagnostic device.
  • the procedure is analogous to the second embodiment, however, in particular in order to save storage space in the microcontroller, in the search described above, only the value of the previously minimal flicker intensity and the associated operating frequency are stored. This means that instead of a real mapping, only a minimum search with respect to flicker intensity is performed. If, during the first search operation, no aborted search has been carried out up to the first upper limit frequency, then, as in the second embodiment, it will also be up to the second upper one
  • the lamp can be advantageously connected to the higher level control system, e.g. communicate with a light module in a car.
  • various information about the integrated gas discharge lamp 5 can be transmitted to the higher-level control system via the communication interface.
  • This information is stored in a non-volatile memory in the lamp.
  • the production of the integrated gas discharge lamp 5 produces a variety of information which can be collected by the production plant and programmed towards the end of the production of the lamp in the non-volatile memory of the lamp.
  • the information can also be written directly into the nonvolatile memory of the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5, therefore a communication interface for this purpose is not absolutely necessary.
  • a unique serial number or alternatively a production batch number can be stored in the non-volatile memory of the lamp in order to ensure traceability.
  • the data stored in the integrated gas discharge lamp 5 parts can be queried with all available data via a database maintained by the manufacturer to identify the affected lamps in production errors of individual parts can.
  • further parameters measured during lamp operation and stored in the nonvolatile memory of the integrated gas discharge lamp 5 can be interrogated and also stored via the on-board electronics by means of the communication interface. It may be useful, for example, to store the data of the optical system of which the headlight is made in the integrated gas discharge lamp 5, since it can thus control the power of the gas discharge lamp burner 50 in such a way that a uniformly high light output of the headlight system is achieved.
  • the communication interface is preferably a LIN bus or alternatively a CAN bus. Both interface protocols are widely used in the automotive sector and introduced. If the integrated gas discharge lamp 5 is not used in an automobile, the communication interface of the integrated gas discharge lamp 5 can also have a protocol that is widely used in general lighting, such as DALI or EIB / Instabus.
  • the higher-level control system present in the motor vehicle can be used e.g. calculate the expected replacement time of the integrated gas discharge lamp 5. At an inspection date of the vehicle can then be decided whether the integrated gas discharge lamp 5 will work properly until the next inspection date, or whether it must be replaced, for example, a poor quality of light or even a failure of the lamp must be feared.
  • the lamp can be used at any time in its lifetime calculations
  • the nonvolatile memory of the operating electronics are data stored, from which the production period can be opened. In this way, any defective productions or defects detected later in a batch can still be exchanged in the field before the lamp fails. This is of very great use for the user of the motor vehicle, because in particular when using the integrated gas discharge lamp in a headlight, it is a particularly safety-relevant application. If data stored in the non-volatile memory of the operating electronics, by means of which the integrated gas discharge lamp is uniquely identified, the data stored in a database during production can be simply and reliably assigned to the lamp.
  • one or more numbers are preferably stored in the non-volatile memory, which increase monotonically with the burning time and / or with the number of ignitions of the gas discharge lamp.
  • the burning time of the gas discharge lamp burner is detected, added up and stored as a cumulative burning time in the nonvolatile memory of the operating electronics.
  • the cumulative fuel duration is preferably stored as a number in nonvolatile memory.
  • the burning time can also be weighted by operating parameters and stored in the nonvolatile memory of the operating electronics as a number, this number then corresponding to the cumulative weighted burning time. The different types of cumulative burning time will be discussed in more detail below.
  • the previous burning time can be reliably compared with the specified life of the manufacturer, and an accurate statement about the remaining life of the lamp are made.
  • the lifetime specified by the manufacturer can be a function of further data likewise read from the nonvolatile memory, so that it can depend, for example, on the number of starts or the required luminous flux of the lamp.
  • the decision as to whether the integrated lamps must be replaced can also be made for economic reasons by the data stored in the diagnostics device of the service workshop, which were determined in the context of the previous workshop visits, and thus, for example, the information on how intensive the light used within the previous service intervals was included in the decision to be made.
  • the decision to replace the integrated gas discharge lamp is preferably made when the cumulative burning time and / or the cumulative weighted burning time and / or the number of ignitions of the gas discharge lamp burner is above a certain limit.
  • the limit value preferably depends on the production period and / or on the data which permit a clear identification of the integrated gas discharge lamp. This makes a reliable and simple decision about the replacement of the integrated gas discharge lamp possible.
  • the information stored in the non-volatile memory of the integrated gas discharge lamp 5 can also be be used to keep the light output of the integrated gas discharge lamp 5 constant over its lifetime.
  • the light output at nominal power of gas discharge lamps changes over their lifetime.
  • the efficiency of the lamp decreases due to blackening and devitrification of the discharge vessel, as a result of the burn-back of the electrodes and the consequent change in the discharge arc.
  • the operating electronics are designed to operate the gas discharge lamp torch 50 with under or over power.
  • a weight function ⁇ is stored in the operating electronics, which represents a factor which depends on the over- or underpower.
  • FIG. 28 shows the weight function ⁇ for an integrated gas discharge lamp 5 designed for use in the headlight of a motor vehicle.
  • the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5 must include this aging in the cumulative weighted burning time t kg . This can be achieved, for example, by
  • an advanced control system comprising the gas discharge lamp burner 50 with over or under can also implement an advanced communication with the higher-level control unit. This can be expressed to the effect that the higher-level control unit no longer requests a specific power from the integrated gas discharge lamp 5, but rather a predetermined amount of light.
  • a dimming curve is stored in the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5.
  • FIG. 29 shows such a dimming curve ⁇ using the example of an integrated gas discharge lamp 5 for the automotive industry.
  • the dimming curve shows the dependence of the luminous flux ⁇ SoU emitted by the gas discharge lamp burner 50 or, as shown in FIG. 29, the luminous flux normalized to the nominal luminous flux ⁇ N.
  • FIG. 29 is thus merely a section through the characteristic diagram for a cumulative weighted burning time t kg of the gas discharge lamp burner of 100 h.
  • the characteristic map for determining the lamp power can be calculated in addition to the luminous flux and the cumulative Weighted burning time contain other dimensions, such as the burning time since the last ignition of the lamp or the estimated burner temperature in particular effects in the range up to a few minutes after ignition, due to thermal transients during the so-called "run-up" of the lamp in which it
  • the dimming curve does not necessarily have to be stored as a characteristic diagram in the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5, it can also be stored as a function, so that it can be calculated by a microcontroller integrated in the operating electronics
  • the underlying function or the corresponding characteristic field can be expressed approximately by a product, wherein as factors in addition to the nominal power P N of the gas discharge lamp burner every single factor describes the influence of one of the above sizes.
  • the required burner power P La for a given amount of light can be exemplified by the following formula
  • the function ß may also include the aging of the optical system, these data are preferably communicated via the communication interface of the integrated gas discharge lamp, so that these influences can also be considered in the calculation of the operating electronics of the integrated gas discharge lamp.
  • the amount of light predetermined by the control unit can be, for example, the speed of a motor vehicle depend in which the integrated gas discharge lamp 5 is operated. For example, when driving slowly, the lamp is operated in dimmed mode, whereas at high speeds, it is operated slightly above the rated power, for example on the motorway, in order to ensure a clear view and a good illumination of the road.
  • the previous combustion duration of the gas discharge lamp burner 50 can also or additionally be taken into account during operation.
  • the operating electronics may operate the burner at a rate that causes it to age least, thus effectively extending its life compared to conventional operation.
  • FIG. 30 shows such an exemplary burner curve in which the luminous flux quotient 1 lies above the cumulative normalized lifetime - is plotted.
  • the latter is calculated from the lamp burn time t k divided by the rated life t N of the lamp of, for example, 3,000 hours.
  • the gas-discharge lamp burner 50 is operated at 1.2 times its rated power to condition and burn-up the gas discharge lamp burner 50. Thereafter, the gas discharge lamp burner 50 is operated at rated power for a long time. If the gas discharge lamp burner 50 reaches 80% of its service life, the power is successively increased to approximately 0.8 times the nominal reduced.
  • the weight function in Fig. 28 discloses, on closer inspection, that the lamp is spared the most in operation at approximately 0.8 times its rated power.
  • the diagnostic device based on the nominal data associated with each serial number from the manufacturer database. For example, the rated life t N of a lamp with a given serial number is stored in the manufacturer database. In the case of product defects this would be correspondingly low.
  • these parameters can also be compared with the manufacturer's database, which then contains, for example, the number of nominal ignitions for each lamp. A read from the operating electronics high number of ignitions that comes in the vicinity of the nominal ignitions, thus leading to the decision that the lamp is replaced, although, for example, the rated life of the lamp has not yet been reached. By using such criteria, the availability of the light source increases in an economical manner.
  • the first bit of the serial number of the lamp encodes the lamp manufacturer to ensure that the serial number remains unique, although, if appropriate, several lamp manufacturers make interchangeable products.
  • nominal data such as the rated service life or the nominal ignitions from the Manufacturer database
  • the transmitted data from the operating electronics data on the operation of the lamp manufacturer.
  • an operating electronics 920 is used, which has a topology according to FIG. 23. has.
  • the operating electronics 920 has a DC-DC converter 9210, which is supplied by the battery voltage of an automobile.
  • the DC-DC converter 9210 is connected downstream via an intermediate circuit capacitor C zw an inverter 9220, which supplies a lamp circuit comprising a gas discharge lamp burner 50 with an AC voltage.
  • the lamp circuit consists of an output capacitor C A and the ignition electronics 910, with the primary winding of the ignition transformer in the lamp circuit, and the gas discharge lamp burner 50th
  • a first important advantage is the better thermal budget of the gas discharge lamp burner 50, obtained by a more uniform thermal wall load of the burner vessel. This leads to a better thermal utilization and thus longer life of the burner vessel.
  • a second significant advantage is a contracted arc that has reduced diffusivity. With such a 'narrower' bow, e.g. The optics of a headlight can be made more precise and the light output of the headlight can be increased significantly.
  • the ignition and operating electronics 910, 920 or the overall operating electronics 930 are inseparably connected to the gas discharge lamp torch 50, the operating electronics can calibrate themselves on the gas discharge lamp burner 50 to create a stable burning straight arc. Since due to the inseparability of operating electronics 920, 930 and gas discharge lamp burner 50 of the operating electronics 920, 930 and the burning time of the gas discharge Lambrenners 50 is known, aging effects of the gas discharge lamp burner 50 may affect the operation of the gas discharge lamp burner 50.
  • the basic procedure for straightening the arc of the integrated gas discharge lamp 5 is as follows:
  • the operating electronics 920, 930 when switched on for the first time, measure the gas discharge lamp burner 50 with respect to acoustic resonances and detect the frequencies suitable for bowing. This is done by scanning the frequency ranges between a minimum frequency and a maximum frequency. The frequencies are modulated to the operating frequency of the integrated gas discharge lamp burner. During scanning, the impedance of the gas discharge lamp burner is measured and the lowest impedance at the corresponding frequency is stored in each case. This frequency with the lowest impedance characterizes the maximum achievable arc straightening. Depending on the lamp type, the minimum frequency can drop to a frequency of 8OkHz, the maximum frequency can reach a frequency of about 30OkHz.
  • the minimum frequency is about 110 kHz and the maximum frequency is about 160 kHz.
  • the measurement is necessary to compensate for manufacturing tolerances of the gas discharge lamp burner 50.
  • the typical aging with respect to the resonance frequencies of the lamp is in a microcontroller (not shown) of the operating electronics 920, 930, for example, stored in a table.
  • the values in the table may be stored depending on the operation of the gas discharge lamp burner (cycle shape, start-up or dimmed operation).
  • the controlled operation may be extended by a controlled modulation mode having a modulation frequency in a narrow range around the calculated frequency (in accordance with the controlled operation).
  • the calculated frequency is modulated with a modulation frequency of eg 1 kHz in order to prevent possible flicker phenomena by excitation of acoustic resonances in the gas discharge lamp burner 50.
  • a modulation frequency eg 1 kHz
  • An advantage over previous prior art devices is that the frequency range (within which the frequency may be varied) is now very small, and the problems with dimming lamps or unstable regulator behavior are smaller. Nevertheless, it may be useful for certain lamp types to measure the frequency ranges by the actual modulation frequency with respect to their Flacker s to ensure stable lamp operation can.
  • the circuit arrangement is used for detecting flickering, and measures frequencies lying close to the modulation frequency for their flicker behavior.
  • the frequency of the DC-DC converter 9210 is now selected equal to the modulation frequency.
  • the DC link capacitor C zw remains a high-frequency ripple as aufmodulator high-frequency AC voltage on the DC-DC converter 9210th output DC voltage.
  • the DC voltage with the modulated high-frequency AC voltage serves as the input voltage for the inverter 9220.
  • the inverter 9220 is designed here as a full bridge, which converts the DC voltage into a rectangular AC voltage.
  • the amplitude of the modulation signal ie the modulated high-frequency alternating voltage, is determined by the dimensioning of the output filter of the full bridge (output capacitor C A ) and by the inductance of the secondary winding (IPSH, IPSR) of the pulse ignition transformer. Because these components are inseparably connected to each other in the integrated gas discharge lamp 5, a good matching of the components to the desired mode of operation is possible. Due to the superimposed high-frequency voltage, the desired straightening of the discharge arc occurs.
  • the disadvantage of this embodiment is the fixed-frequency operation of the DC-DC converter, which does not allow effective switching discharge, so that the losses of the system increase.
  • the superimposed high-frequency voltage is generated by a signal generator 9230.
  • This couples in the high-frequency voltage in the lamp circuit between a choke L ⁇ and the primary winding of the ignition transformer of the ignition electronics 910 a.
  • the coupling in front of the ignition transformer is important, since the Signal Generator 9230 would otherwise have to be designed with high voltage resistance.
  • the throttle is used to decouple the DC link capacitor C z ⁇ , otherwise he would steam the coupled high-frequency voltage too much.
  • the inductance should also be Ignition transformer 910 should be as small as possible.
  • the signal generator can be designed so that the frequency of the injected high-frequency voltage is in turn modulated in order to achieve a safer and flicker-free operation of the gas discharge lamp burner 50.
  • the signal generator is integrated with the ignition electronics 910.
  • the gas discharge lamp burner 50 is started by a resonance ignition.
  • the ignition electronics has a designed for high-frequency operation ignition transformer Ti R , which is controlled by a signal generator, which is designed as a class-E converter.
  • the ignition transformer T ⁇ R is to be dimensioned so that the at least the fundamental of the occurring high frequency and identical to the switching frequency of the class E converter is still sufficiently well transmitted, in particular its efficiency at this frequency is better than 10%.
  • the switching frequency of the class E converter during ignition is between 80 kHz and 10 MHz.
  • the frequency is chosen above 300 kHz because a small design is possible here and below 4 MHz since the achievable efficiencies are particularly high.
  • the ignition transformer is controlled via a galvanically isolated primary winding.
  • the secondary winding is divided into two galvanically isolated windings, each connected between a lamp electrode and the inverter 9220.
  • the signal generator generates here a high-frequency current through the primary winding of the ignition transformer T ⁇ R , on the secondary side excites a resonance in a resonant circuit which causes the gas discharge lamp burner 50 to break.
  • the resonant circuit consists of the secondary inductance of the ignition transformer T ⁇ R and a lying over the lamp capacitance C R 2. Since the capacitance C R 2 is very small, it does not necessarily have to be integrated as a component in the ignition electronics 910, but can by structural measures are generated.
  • the mode of operation of the signal generator is changed over, so that it now injects a high-frequency signal via the ignition transformer Ti R , which is modulated onto the lamp voltage for arc straightening.
  • This has the advantage that the frequency and the amplitude of the modulated voltage is relatively freely adjustable, without having to forego an optimized operation of the DC-DC converter 9210 or the inverter 9220.
  • this circuit topology can be provided by the ignition electronics 910 also generated via the resonant circuit increased transfer voltage for the gas discharge lamp burner 50, so that it does not have to be generated by the DC-DC converter 9210.
  • the operation of the DC-DC converter 9210 can be further optimized because the necessary output voltage range of the DC-DC converter 9210 is smaller. Also, the inverter 9220 must implement less power, as part of the lamp power is coupled in via the modulated lamp voltage. This embodiment thus offers the greatest freedom in the implementation of the operating parameters, so that an optimized and reliable operation of the Gas discharge lamp burner 50 is possible with straightened discharge arc.
  • FIG. 26 shows an embodiment of a DC-DC converter 9210 which is simplified in comparison to the prior art.
  • the DC-DC converters for ballasts which can be operated on an electrical system of an automobile and which are customary in the prior art have a flyback converter topology, which is also referred to as flyback. Since the on-board voltage of 12V must be increased to a higher voltage. Because of that in the integrated circuit
  • the DC-DC converter is constructed in the usual way. It consists of an input side EMI filter, an input capacitor Cl, a converter switch Q, designed as an autotransformer inductance T FB , which operates via a diode D to the intermediate circuit capacitor C zw .
  • This converter is considerably less expensive than the blocking transducers used in the prior art, thus the integrated gas discharge lamp 5 is considerably more cost-effective compared to a lamp system according to the prior art, with a gas discharge lamp and an external electronic operating device in the system consideration.

Abstract

The invention relates to an integrated gas discharge lamp and to a method for operating an integrated gas discharge lamp (5), wherein a gas discharge lamp burner (50) and operating electronics for the gas discharge lamp burner (50) are integrated in a lamp, wherein the operating frequency of the integrated gas discharge lamp (5) is increased starting from a lower limit frequency at a low cumulative burning time (tk) over the burning time of the gas discharge lamp burner (50) of the integrated gas discharge lamp (5) to a final value at a cumulative burning time that is close to the specified lifetime of the gas discharge lamp burner (50) of the integrated gas discharge lamp (5).

Description

Beschreibung description
INTEGRIERTE GASENTLADUNGSLAMPE UND VERFAHREN, BEINHALTEND SCHRITTWEISE FREQUENZERHOHUNG, ZUM BETREIBEN EINER INTERGRIERTEN GASENTLADUNGSLAMPEINTEGRATED GAS DISCHARGE LAMP AND METHOD, INCLUDING STEP-BY-STEP FREQUENCY HOLDING, FOR OPERATING AN INTERGRATED GAS DISCHARGE LAMP
Technisches GebietTechnical area
[2] Die Erfindung geht aus von einer integrierten Gas- entladungslampe bei der ein Gasentladungslampenbrenner und eine Betriebselektronik für den Gasentladungslampenbrenner in einer Lampe integriert sind und einem Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe.[2] The invention is based on an integrated gas discharge lamp in which a gas discharge lamp burner and an operating electronics for the gas discharge lamp burner are integrated in a lamp and a method for operating an integrated gas discharge lamp.
Stand der TechnikState of the art
[3] Die Erfindung geht aus von einer integrierten Gasentladungslampe bei der ein Gasentladungslampenbrenner und eine Betriebselektronik für den Gasentladungslampenbrenner in einer Lampe integriert sind und einem Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on an integrated gas discharge lamp in which a gas discharge lamp burner and an operating electronics for the gas discharge lamp burner are integrated in a lamp and a method for operating an integrated gas discharge lamp according to the preamble of the main claim.
[4] Gasentladungslampen neigen bei fortgeschrittener Brenndauer zum Flackern. Dies resultiert aus einem einerseits größeren Elektrodenabstand, andererseits aus einer verformten und zerklüfteten Elektrodenspitze, die keinen sauberen Bogenansatz mehr gewährleistet. Durch den größeren Elektrodenabstand sinkt der Strom, und die Elektrode wird weniger geheizt, was sich in einer erhöhten Flackerneigung niederschlägt.[4] Gas discharge lamps tend to flicker with extended burning time. This results from a larger electrode spacing, on the one hand, and from a deformed and fissured electrode tip, for example, which no longer guarantees a clean arc approach. The larger electrode gap decreases the current, and the electrode is heated less, which is reflected in an increased flickering.
[5] Aus der EP 0 792 570 Bl ist ein Betriebsverfahren für eine Gasentladungslampe bekannt, die eine gleichmäßige Elektrodentemperatur gewährleisten soll. Die Schrift schlägt eine Variation der Vollbrücken-Frequenz beim niederfrequenten Rechteckbetrieb während des Anlaufs und des Normalbetriebs vor. Die Frequenz wird dabei mittels einer im MikroController hinterlegten Funktion aus Elektrodentemperatur und Lampenstrom bestimmt. Die Elektrodentemperatur wird dabei aus einem Modell abgeleitet. Dieses Verfahren soll ein Erlöschen der Lampe direkt nach der Kommutierung verhindern, da die Anode vor der Kommutierung immer eine genügend hohe Temperatur besitzt, um nach der Kommutierung ausreichend Elektronen emittieren zu können. Nachteil des Verfahrens ist die aufwendige Berechnung der Elektrodentemperatur nach dem Modell. Hinzu kommt, dass der Elektrodenabstand im Modell nicht berücksichtigt ist.[0005] EP 0 792 570 B1 discloses an operating method for a gas discharge lamp which is intended to ensure a uniform electrode temperature. The document proposes a variation of the full-bridge frequency during low-frequency square-wave operation during startup and normal operation. The frequency is thereby using a stored in the microcontroller function of electrode temperature and lamp current determined. The electrode temperature is derived from a model. This method is intended to prevent the lamp from extinguishing immediately after the commutation, since the anode always has a sufficiently high temperature before commutation in order to be able to emit sufficient electrons after the commutation. Disadvantage of the method is the complex calculation of the electrode temperature according to the model. In addition, the electrode spacing is not included in the model.
Aufgabetask
[7] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5), bei der ein Gasentladungslampenbrenner (50) und eine Betriebselektronik für den Gasentladungslampenbrenner (50) in einer Lampe integriert sind anzugeben.It is an object of the invention to provide an improved method for operating an integrated gas discharge lamp (5), in which a gas discharge lamp burner (50) and an operating electronics for the gas discharge lamp burner (50) are integrated in a lamp.
[8] Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, eine verbes- serte integrierte Gasentladungslampe anzugeben, die das Verfahren ausführt.[8] It is also an object of the invention to provide an improved integrated gas discharge lamp which carries out the method.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
[9] Die Lösung der Aufgabe bezüglich der integrierten Gasentladungslampe erfolgt durch eine integrierte Gasent- ladungslampe, die ein im folgenden beschriebenes Verfahren ausführt.[9] The solution to the problem with respect to the integrated gas discharge lamp is provided by an integrated gas discharge lamp, which carries out a method described below.
[10] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens erfolgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe, bei der ein Gasentladungslampenbrenner und eine Betriebselektronik für den Gasentladungslampenbrenner in einer Lampe integriert sind, wobei die Betriebsfrequenz der integrierten Gasent- ladungslampe ausgehend von einer unteren Grenzfrequenz bei einer niedrigen kumulierten Brenndauer über die Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners der integrierten Gasentladungslampe bis zu einem Endwert bei einer kumulierten Brenndauer, die in der Nähe der spezifizier- ten Lebensdauer des Gasentladungslampenbrenners der integrierten Gasentladungslampe liegt, erhöht wird. Durch die Erhöhung der Frequenz erhöht sich auch die minimale Elektrodentemperatur des Gasentladungslampenbrenners, was wiederum die Wahrscheinlichkeit des Flackerns deutlich verkleinert.The solution of the problem with respect to the method is carried out according to the invention with a method of operation an integrated gas discharge lamp, in which a gas discharge lamp burner and operating electronics for the gas discharge lamp burner are integrated in a lamp, wherein the operating frequency of the integrated gas discharge lamp from a lower limit frequency at a low cumulative burning time over the burning time of the gas discharge lamp burner of the integrated gas discharge lamp to a final value is increased at a cumulative burn time that is close to the specified life of the gas discharge lamp burner of the integrated gas discharge lamp. Increasing the frequency also increases the minimum electrode temperature of the gas discharge lamp torch, which in turn significantly reduces the likelihood of flicker.
[11] Wenn die Betriebsfrequenz bei einer ersten Ausführungsform bis zu einer kumulierten Brenndauer von etwa 10% - 20% der Nennlebensdauer des Gasentladungslampenbrenners (50) konstant bei einer unteren Grenzfrequenz bleibt, dann während der kumulierten folgenden Brenndauer bis 40% - 60% sukzessive um etwa 0,5 Hz/h bis auf eine erste obere Grenzfrequenz erhöht wird, um ab dann bei der ersten oberen Grenzfrequenz zu bleiben, dann ist eine optimale Elektrodentemperatur gewährleistet, bei der ein Flackern nicht mehr auftritt. Bevorzugt bleibt die Betriebsfrequenz dabei bis zu einer kumulierten Brenndauer von etwa 500 h konstant bei etwa 400 Hz, um dann während der kumulierten Brenndauer von etwa 500 h bis etwa 1500 h kontinuierlich um 0,5 Hz/h bis auf etwa 900 Hz zu stei- gen, und ab dann bei etwa 900 Hz zu bleiben. [12] In einer zweiten Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe vorgeschlagen, das mit folgenden Schritten arbeitet.[11] If, in a first embodiment, the operating frequency remains constant at a lower cut-off frequency up to a cumulative burn time of about 10% -20% of the nominal life of the gas discharge lamp burner (50), then to 40% -60% successively during the cumulative following burn time 0.5 Hz / h is increased to a first upper limit frequency to stay from then at the first upper cutoff frequency, then an optimum electrode temperature is ensured at which a flicker no longer occurs. Preferably, the operating frequency remains constant at about 400 Hz up to a cumulative burning time of about 500 h, and then continuously increases by 0.5 Hz / h to about 900 Hz during the cumulative burning period of about 500 h to about 1500 h. and then stay at about 900 Hz. In a second embodiment, a method for operating an integrated gas discharge lamp is proposed, which operates with the following steps.
1. Erhöhen der Betriebsfrequenz ab einer kumulierten ersten Brenndauer um eine vorbestimmte erste Frequenz,1. increasing the operating frequency from a cumulative first burning time by a predetermined first frequency,
2. Warten für eine vorbestimmte Zeit,2. wait for a predetermined time,
3. Erhöhen der Betriebsfrequenz um eine vorbestimmte erste Frequenz,3. increasing the operating frequency by a predetermined first frequency,
4. n-maliges wiederholen der Schritte 2 und 3 Durch das mehrmalige erhöhen der Frequenz um diskrete4. Repeat steps 2 and 3 n times Repeatedly increase the frequency by discrete
Schritte ist das Verfahren gut in einer digitalen Logik implementierbar, was kosten spart und mit modernen Schaltungsanordnungen ausführbar ist. Wenn dabei die kumulierte ersten Brenndauer zwischen 10% und 20% der Nennlebens- dauer des Gasentladungslampenbrenners beträgt, die vorbestimmte Zeit 1 h - 20 h beträgt, die erste Frequenz zwischen 1 Hz und 50 Hz beträgt, und n = 16...256 ist, so ist das Verfahren besonders sicher. In einer besonders effizienten Ausführungsform wird die Betriebsfrequenz ab einer kumulierten Brenndauer von 2097152 s immer nachSteps, the method is well implemented in a digital logic, which saves costs and executable with modern circuitry. Here, when the cumulative first burning time is between 10% and 20% of the rated life of the gas discharge lamp burner, the predetermined time is 1h-20h, the first frequency is between 1Hz and 50Hz, and n = 16 ... 256 so the process is especially safe. In a particularly efficient embodiment, the operating frequency always decreases after a cumulative burning time of 2097152 s
Ablauf von 32768 s 128 mal um je 4 Hz bis zu einem Endwert von 912 Hz erhöht. Dies kann besonders gut in einer digitalen binären Logik ausgeführt werden, da die Zahlenlogik aus Zweiererpotenzen besteht.Sequence of 32768 s 128 times increased by 4 Hz each up to a final value of 912 Hz. This can be done particularly well in digital binary logic, since the number logic consists of powers of two.
[13] In einer besonders einfachen Ausführungsform wird die Betriebsfrequenz ab einer kumulierten zweiten Brenndauer in einem Schritt von einer unteren Grenzfrequenz auf eine erste obere Grenzfrequenz erhöht. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Variante des Ver- fahrens, die die Flackerneigung auch deutlich reduzieren kann. Besonders bevorzugt beträgt dabei die die kumulier- te zweite Brenndauer zwischen 5% und 20% der Nennlebensdauer des Gasentladungslampenbrenners, die untere Grenzfrequenz zwischen 100 Hz und 500 Hz, und die erste obere Grenzfrequenz zwischen 600 Hz und 900 Hz. Mit diesen Werten werden die besten Ergebnisse bei einer Xenon Hochdruckentladungslampe für Automobilscheinwerfer erzielt. Wenn die Betriebsfrequenz ab einer kumulierten Brenndauer von 1048576 s in einem Schritt von einer Frequenz von 400 Hz auf eine Frequenz von 800 Hz erhöht wird, so kann das Verfahren wieder besonders effizient mittels einer digitalen binären logik ausgeführt werden.In a particularly simple embodiment, the operating frequency is increased from a cumulative second burning duration in one step from a lower cutoff frequency to a first upper cutoff frequency. This is a particularly simple and cost-effective variant of the method, which can also significantly reduce the tendency to flare. Particularly preferred is the cumulative second firing time between 5% and 20% of the nominal life of the gas discharge lamp burner, the lower cutoff frequency between 100 Hz and 500 Hz, and the first upper cutoff frequency between 600 Hz and 900 Hz. These values achieve the best results in a xenon high pressure discharge lamp for automobile headlights , If the operating frequency is increased from a frequency of 400 Hz to a frequency of 800 Hz in one step from a cumulative burning time of 1048576 s in one step, the method can again be carried out particularly efficiently by means of a digital binary logic.
[14] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Betriebselektronik eine Detektionsschaltung zum Detektieren von Flackern des Lichtbogens des Gasentla- dungslampenbrenners auf, und ab einer kumulierten Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners von etwa 16% der Nennlebensdauer werden folgende Schritte durchgeführt:[14] In a further preferred embodiment, the operating electronics have a detection circuit for detecting flickering of the arc of the gas discharge lamp burner, and the following steps are carried out starting from a cumulative burning time of the gas discharge lamp burner of about 16% of the rated service life:
- Schrittweise Erhöhung der Betriebsfrequenz des Gasentladungslampenbrenners ausgehend von der unteren Grenzfre- quenz auf die erste obere Grenzfrequenz,Stepwise increasing the operating frequency of the gas discharge lamp burner from the lower limit frequency to the first upper limit frequency,
- Messung der Flackerintensität des Lichtbogens des Gasentladungslampenbrenners bei der gewählten Betriebsfrequenz,Measurement of the flicker intensity of the arc of the gas discharge lamp burner at the selected operating frequency,
- Abspeichern der gemessenen Flackerintensität und der korrelierten Betriebsfrequenz,Storing the measured flicker intensity and the correlated operating frequency,
- Einstellen der Betriebsfrequenz auf die Frequenz mit der geringsten Flackerintensität.- Setting the operating frequency to the frequency with the lowest flicker intensity.
Damit kann ein Flackern auch bei schwierigen Lampen gut unterdrückt werden.Thus, a flicker can be well suppressed even with difficult lamps.
[15] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Betriebselektronik eine Detektionsschaltung zum Detektieren von Flackern des Lichtbogens des Gasentladungslampenbrenners aufweist, und führt ab einer kumulierten Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners von etwa 16% der Nennlebensdauer folgende Schritte wiederholt durch:[15] In a further preferred embodiment, the operating electronics has a detection circuit for Detecting flickers of the arc of the gas discharge lamp burner, and performs the following steps repeatedly from a cumulative burning time of the gas discharge lamp burner of about 16% of the rated life:
- Schrittweise Erhöhung der Betriebsfrequenz des Gasentladungslampenbrenners ausgehend von der unteren Grenzfrequenz bis zu einer zweiten oberen Grenzfrequenz,Stepwise increasing the operating frequency of the gas discharge lamp burner from the lower limit frequency up to a second upper limit frequency,
- Messung der Flackerintensität des Lichtbogens des Gasentladungslampenbrenners bei der gewählten Betriebsfrequenz,Measurement of the flicker intensity of the arc of the gas discharge lamp burner at the selected operating frequency,
- Sobald die Flackerintensität eine vorbestimmte Schwelle unterschreitet Einstellen der Betriebsfrequenz auf die aktuelle Frequenz und Beendigung des Verfahrens. Dies ist eine vereinfachte Version des vorhergehenden Verfahrens, die ebenso gut funktioniert und auch mit einer einfache- reren Logik mit wenig Speicher durchgeführt werden kann. Die zweite obere Grenzfrequenz beträgt dabei bevorzugt zwischen 600 Hz und 900 Hz. In einer weiteren Ausfüh- rungsform wird bei einem fehlenden Unterschreiten der vorbestimmten Schwelle der Flackerintensität die zweite obere Grenzfrequenz verdreifacht. Dies trägt ebenso zum Verhindern von Lampenflackern auch bei Lampen bei, die sich ihrem Lebensdauerende nähern.- As soon as the Flackerintensität falls below a predetermined threshold setting the operating frequency to the current frequency and termination of the process. This is a simplified version of the previous method that works equally well and can be done with a simpler, low memory logic. In this case, the second upper limit frequency is preferably between 600 Hz and 900 Hz. In a further embodiment, the second upper limit frequency is tripled in the event of a failure to fall below the predetermined threshold of flicker intensity. This also helps to prevent lamp flicker even with lamps approaching their end of life.
[16] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen integrierte Gasentladungslampe und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung .[16] Further advantageous developments and refinements of the integrated gas discharge lamp according to the invention and of the method according to the invention emerge from further dependent claims and from the following description.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en) [17] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen :Short description of the drawing (s) [17] Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and with reference to the drawings, in which the same or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen integrierten Gasentladungslampe in einer ersten Ausführungsform,1 is a sectional view of an integrated gas discharge lamp according to the invention in a first embodiment,
Fig. 2 eine Explosionsansicht der mechanischen Bauteile der integrierten Gasentladungslampe in der ersten Ausführungsform,FIG. 2 is an exploded view of the mechanical components of the integrated gas discharge lamp in the first embodiment; FIG.
Fig. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen integrierten Gasentladungslampe in einer zwei- ten Ausführungsform,3 shows a sectional view of an integrated gas discharge lamp according to the invention in a second embodiment,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen integrierten Gasentladungslampe in einer zweiten Ausführungsform,4 shows a perspective view of an integrated gas discharge lamp according to the invention in a second embodiment,
Fig. 5 eine Ansicht der Schnittstelle Scheinwer- fer/Gasentladungslampe,5 is a view of the interface headlamp / gas discharge lamp,
Fig. 6 eine Detailansicht der elektrischen Kontaktie- rung,6 shows a detailed view of the electrical contacting,
Fig. 7 eine Detailansicht der mechanischen Kontaktie- rung,7 shows a detailed view of the mechanical contacting,
Fig. 8 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der integrierten Gasentladungslampe, Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen integrierten Gasentladungslampe in einer vierten Ausführungsform,8 is a sectional view of a third embodiment of the integrated gas discharge lamp, 9 shows a perspective view of an integrated gas discharge lamp according to the invention in a fourth embodiment,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Zündtrans- formators der integrierten Gasentladungslampe,10 shows a perspective view of an ignition transformer of the integrated gas discharge lamp,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des oberen Teils des Zündtransformators,11 is a perspective view of the upper part of the ignition transformer,
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht des unteren Teils des Zündtransformators,12 is a perspective view of the lower part of the ignition transformer,
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des unteren Teils des Zündtransformators mit sichtbarer Sekundärwicklung,13 is a perspective view of the lower part of the ignition transformer with visible secondary winding,
Fig. 14 eine Explosionsansicht des Zündtransformators in einer zweiten runden Ausführungsform,14 is an exploded view of the ignition transformer in a second round embodiment,
Fig. 15 eine Schnittansicht des Zündtransformators in einer zweiten runden Ausführungsform,15 is a sectional view of the ignition transformer in a second round embodiment,
Fig. 16 eine Explosionsansicht des Zündtransformators in einer dritten runden Ausführungsform mit zweiwindiger Primärwicklung,16 is an exploded view of the ignition transformer in a third round embodiment with two-winding primary winding,
Fig. 17 eine Schnittansicht des Zündtransformators in einer dritten runden Ausführungsform mit zweiwindiger Primärwicklung,17 is a sectional view of the ignition transformer in a third round embodiment with two-winding primary winding,
Fig. 18a ein schematisches Schaltbild einer unsymmetrischen Impulszündung nach dem Stand der Technik, Fig. 18b ein schematisches Schaltbild eines symmetrischen Impulszündgerätes nach dem Stand der Technik,18a is a schematic circuit diagram of a single-ended pulse ignition according to the prior art, 18b is a schematic circuit diagram of a symmetrical Impulsekündgerätes according to the prior art,
Fig. 19 ein schematisches Schaltbild eines asymmetri- sehen Impulszündgerätes,19 is a schematic diagram of an asymmetric see pulse ignition device,
Fig. 20 ein schematisches Schaltbild einer erweiterten Schaltung der integrierten Gasentladungslampe,20 is a schematic circuit diagram of an extended circuit of the integrated gas discharge lamp,
Fig. 21 eine Schnittansicht des Gasentladungslampenbrenners der integrierten Gasentladungslampe mit der Sockelkonstruktion,21 is a sectional view of the gas discharge lamp burner of the integrated gas discharge lamp with the base construction,
Fig. 22 ein Diagramm der Betriebsfrequenz des Gasentladungslampenbrenners über seiner Brenndauer,22 shows a diagram of the operating frequency of the gas discharge lamp burner over its burning time,
Fig. 23 eine Schaltungstopologie für eine Betriebsweise mit begradigtem Entladungsbogen in einer ersten Ausführungsform,FIG. 23 is a circuit topology for a straight arc discharge operation in a first embodiment; FIG.
Fig. 24 eine Schaltungstopologie für eine Betriebsweise mit begradigtem Entladungsbogen in einer zweiten Ausführungsform,24 is a circuit topology for a straight arc discharge operation in a second embodiment;
Fig. 25 eine Schaltungstopologie für eine Betriebsweise mit begradigtem Entladungsbogen in einer dritten Ausführungsform,25 is a circuit topology for a straight arc discharge operation in a third embodiment;
Fig. 26 eine Schaltungstopologie für eine vereinfachte Betriebsweise eines Gleichspannungswandlers,26 shows a circuit topology for a simplified operation of a DC-DC converter,
Fig. 27 eine Graphik, die den funktionalen Zusammenhang zwischen der normierten Sollbrennleistung und der kumulierten gewichteten Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners darstellt, Fig. 28 eine graphische Darstellung der Gewichtsfunktion γ,FIG. 27 is a graph showing the functional relationship between the normalized target burn power and the cumulative weighted burn time of the gas discharge lamp burner. FIG. 28 is a graphical representation of the weighting function γ,
Fig. 29 eine graphische Darstellung der Funktion α,29 is a graphical representation of the function α,
Fig. 30 eine graphische Darstellung des normierten Solllichtstromes in Abhängigkeit von der normierten kumulierten Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners,30 is a graphical representation of the normalized nominal luminous flux as a function of the normalized cumulative burning time of the gas discharge lamp burner,
Fig. 31 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen integrierten Gasentladungslampe in einer fünf- ten Ausführungsform,31 shows a sectional view of an integrated gas discharge lamp according to the invention in a fifth embodiment,
Fig. 32 ein Ablaufdiagramm einer Variante einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe,32 shows a flow chart of a variant of a first embodiment of a method for operating an integrated gas discharge lamp,
Fig. 33 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform des Verfahrens zum33 is a flow chart of another variant of the first embodiment of the method for
Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe,Operating an integrated gas discharge lamp,
Fig. 34 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer in- tegrierten Gasentladungslampe.34 is a flow chart of a second embodiment of a method for operating an integrated gas discharge lamp.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Mechanische Integration Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der integrierten Gasentladungslampe 5. Als integrierte Gasentladungslampe 5 wird im Folgenden eine Gasentladungslampe 5 bezeichnet, die sowohl die Zünd- elektronik als auch die Betriebselektronik im Lampensockel der Gasentladungslampe 5 integriert hat. Die integrierte Gasentladungslampe 5 weist also nach außen hin keine spezifische Lampenschnittstelle mehr auf, sondern kann direkt an allgemein übliche und weit verbreitete Energieversorgungsnetze angeschlossen werden. In einer Ausgestaltung als Automobilscheinwerferlampe ist die Schnittstelle der integrierten Gasentladungslampe 5 somit die herkömmliche 12 V Versorgung des Automobilbordnetzes. In einer anderen Ausgestaltung als Automobillampe kann die Schnittstelle der integrierten Gasentladungslampe 5 auch eine zukünftige 42V-Versorgung eines modernen Automobil-Bordnetzes sein. Die integrierte Gasentladungslampe 5 kann aber ebenso dazu ausgelegt sein, an das Hochvoltbordnetz eines Elektroautos mit einer Akkuspannung von z.B. 48V, 96V, 120V bis hinauf zu beispielhaften 360V angeschlossen zu werden. Weiterhin kann die integrierte Gasentladungslampe dazu ausgelegt sein, an einer Notstromversorgung mit einem batteriegepufferten Niedervoltnetz zu arbeiten. Ebenso kann diese Lampe in Niedervolt- Inselnetzen zum Einsatz kommen, wie sie z.B. auf Berghütten verwendet werden. Auch konventionelle Niedervoltsysteme, in denen bisher Niedervolt-Halogenlampen zum Einsatz kamen sind hier als Anwendung denkbar. Selbst in tragbaren geraten wie Taschenlampen ist solch eine Lampe von Vorteil, da keine Verkabelung zwischen Lampe und Betriebsgerät notwendig ist. Dadurch, dass das Kabel entfällt, entfallen zusätzliche Kosten, Verkabelungsauf- wand und unnötige Fehlerquellen. Als integrierte Gasentladungslampe 5 ist also im Folgenden eine Gasentladungslampe gemeint, die sämtliche zum Betrieb notwendige Elektronik in der Lampe selbst integriert hat, so dass sie direkt an eine konventionelle Netzversorgung angeschlossen werden kann.Mechanical integration 1 shows a sectional view of a first embodiment of the integrated gas discharge lamp 5. In the following, a gas discharge lamp 5, which has integrated both the ignition electronics and the operating electronics in the lamp base of the gas discharge lamp 5, is referred to as the integrated gas discharge lamp 5. The integrated gas discharge lamp 5 therefore has no specific lamp interface to the outside, but can be connected directly to common and widespread power grids. In one embodiment, as an automobile headlamp, the interface of the integrated gas discharge lamp 5 is thus the conventional 12 V supply of the automotive on-board network. In another embodiment, as an automotive lamp, the interface of the integrated gas discharge lamp 5 may also be a future 42V supply of a modern automotive electrical system. However, the integrated gas discharge lamp 5 can also be designed to be connected to the high-voltage electrical system of an electric car with a battery voltage of eg 48V, 96V, 120V up to exemplary 360V. Furthermore, the integrated gas discharge lamp can be designed to work on an emergency power supply with a battery-backed low-voltage network. Likewise, this lamp can be used in low-voltage island networks, as used for example in mountain huts. Even conventional low-voltage systems, in which low-voltage halogen lamps used to date, are conceivable as an application here. Even in portable such as flashlights such a lamp is an advantage, since no wiring between the lamp and the control gear is necessary. The fact that the cable is omitted eliminates additional costs, cabling. wall and unnecessary sources of error. As an integrated gas discharge lamp 5, a gas discharge lamp is thus meant below, which has integrated all necessary for the operation electronics in the lamp itself, so that it can be connected directly to a conventional power supply.
Ein Lampenbrenner 50 wird von einer Metallklammer 52 gehaltert, die an 4 Halteblechen 53 angebracht ist. Die Haltebleche 53 sind in einen Lampensockel 70 eingegossen beziehungsweise eingespritzt. Der Lampensockel 70 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, und wird über ein Spritzgussverfahren oder über ein Gießverfahren hergestellt. Um die elektrische Abschirmung zu verbessern, kann der Kunststoff des Lampensockels 70 elektrisch leitfähig oder metallisiert sein. Besonders vorteilhaft ist eine Metallisierung des Lampensockels auf der Außenseite, folglich auf dem der Zünd- und Betriebselektronik 910, 920 abgewandten Seite. Neben einer Metallisierung ist auch das Umspritzen von metallischen Leitern oder eines metalli- sehen Geflechts möglich, so dass eine in der Wand des Lampensockels 70 befindliche elektrisch leitende Haut entsteht. Wird kein leitfähiger oder metallisierter Kunststoff verwendet, so ist der Kunststoffsockel mit einem elektrisch leitfähigen Gehäuse 72 aus einem leitfä- higen Material wie z.B. Metall umschlossen. Das Metall kann z.B. ein korrosionsgeschütztes Eisenblech oder aber auch ein Buntmetall wie Aluminium, Magnesium oder Messing sein. Am brennerseitigen Abschluss des elektrisch leitfähigen Gehäuses 72 sitzt ein Dichtring 71, landläufig auch als O-Ring bezeichnet, der eine Abdichtung zum Reflektor hin bewerkstelligt. Durch diese Maßnahme kann ein dichtes Scheinwerfersystem aufgebaut werden, ohne die Lampe komplett in einen abgedichteten Scheinwerfer einbauen zu müssen. Dadurch, dass die Lampe außen am Scheinwerfer sitzt, ist die Kühlung einer im Sockel befindlichen Zünd- und Betriebselektronik 910, 920 bedeutend besser und einfacher als mit einem herkömmlichen Aufbau, bei dem die Gasentladungslampe 5 in einen dichten Scheinwerfer eingebaut wird, bei dem nur eine schwach ausgeprägte kühlende Konvektion stattfinden kann. Die näherungsweise stehende Luft innerhalb des beschriebenen, dichten Scheinwerfers bedingt einen sogenannten Wärmestau, der zu deutlich höheren Temperaturen der Betriebselektronik führt, als in der vorgeschlagenen Ausführung, bei der die Lampe auf der von der Lichtaustrittsfläche abgewandten Seite ins Freie, beispielsweise in den Motorraum, steht.A lamp burner 50 is supported by a metal bracket 52 which is attached to 4 retaining plates 53. The retaining plates 53 are cast or injected into a lamp cap 70. The lamp cap 70 is preferably made of plastic, and is manufactured by an injection molding method or a casting method. In order to improve the electrical shield, the plastic of the lamp cap 70 may be electrically conductive or metallized. Particularly advantageous is a metallization of the lamp cap on the outside, consequently on the ignition and operating electronics 910, 920 side facing away. In addition to a metallization, the encapsulation of metallic conductors or a metallic mesh is also possible, so that an electrically conductive skin located in the wall of the lamp cap 70 is formed. If no conductive or metallized plastic is used, the plastic base is enclosed by an electrically conductive housing 72 made of a conductive material, such as metal. The metal may be, for example, a corrosion-protected sheet iron or even a non-ferrous metal such as aluminum, magnesium or brass. At the burner end of the electrically conductive housing 72 sits a sealing ring 71, commonly referred to as an O-ring, which accomplishes a seal towards the reflector. By this measure, a dense Headlight system can be constructed without having to install the lamp completely in a sealed headlight. The fact that the lamp is located on the outside of the headlamp, the cooling of a base located in the ignition and operating electronics 910, 920 is significantly better and easier than with a conventional structure in which the gas discharge lamp 5 is installed in a dense headlight, in which only one weak cooling convection can take place. The approximately stationary air within the described, dense headlamp causes a so-called heat accumulation, which leads to significantly higher temperatures of the operating electronics, as in the proposed embodiment, in which the lamp is on the side facing away from the light exit surface side into the open, for example in the engine compartment ,
Der Sockel 70 wird auf der dem Lampenbrenner 50 abgewandten Seite von einer Sockelplatte 74 abgeschlossen. Die Sockelplatte 74 besteht vorzugsweise aus einem thermisch wie elektrisch gut leitfähigem Material wie z.B. Alumini- um oder Magnesium. Um eine mechanische Verbindung mit dem Sockel 70 sowie eine elektrische Verbindung mit dem elektrisch leitfähigen Gehäuse 72 herzustellen, weist dieses an der dem Lampenbrenner 50 abgewandten Seite mehrere Laschen 722 auf, die beim Zusammenbau der integ- rierten Gasentladungslampe 5 auf die Sockelplatte 74 umgebördelt werden, und so die benötigten Verbindungen herstellen. Unter anderem durch diese Art der Verbindungstechnik werden Lampenbrenner 50, Zündelektronik 910 und Betriebselektronik 920 untrennbar miteinander zu einer integrierten Gasentladungslampe 5 verbunden. Dies hat für den Kraftfahrzeug-Hersteller den Vorteil, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, die aus Betriebsgerät und Gasentladungslampe bestehen, die integrierte Gasentladungslampe 5 von Seiten der Logistik als auch bei der Montage nur noch ein Teil ist, die geringere Komple- xität führt zu reduzierten Kosten und eine Verwechslungsgefahr zwischen Komponenten mit gleicher Funktion aber unterschiedlicher Ausgestaltung, wie etwa unterschiedlichen Produktversionen der Betriebsgeräte, ist eliminiert. Für den Endkunden, beispielsweise den Fahrzeugeigentümer, ergibt sich hieraus der Vorteil, dass die reduzierte Komplexität den Austausch einer defekten integrierten Gasentladungslampe gegenüber dem Stand der Technik deutlich vereinfacht und beschleunigt, die Fehlersuche erleichtert und geringere Kenntnisse und Fähigkeiten für die Durchführung eines Lampenwechsels erforderlich sind. Der Wegfall der Kabel sowie Steckverbinder zwischen den Komponenten reduziert zudem die Kosten, erhöht die Zuverlässigkeit und reduziert das Gewicht.The base 70 is closed on the lamp burner 50 side facing away from a base plate 74. The base plate 74 is preferably made of a thermally and electrically good conductive material such as aluminum or magnesium. In order to establish a mechanical connection with the base 70 and an electrical connection to the electrically conductive housing 72, this has a plurality of tabs 722 on the side facing away from the lamp burner 50, which are flanged onto the base plate 74 during assembly of the integrated gas discharge lamp 5, and make the necessary connections. Among other things, this type of connection technology lamp torch 50, 910 ignition electronics and 920 operating electronics are inseparably connected to an integrated gas discharge lamp 5. This has the advantage for the motor vehicle manufacturer that in the Contrary to conventional systems consisting of control gear and gas discharge lamp, the integrated gas discharge lamp 5 from the logistics as well as the assembly is only one part, the lower complexity leads to reduced costs and a likelihood of confusion between components with the same function but different Design, such as different product versions of the operating devices is eliminated. For the end customer, such as the vehicle owner, this results in the advantage that the reduced complexity significantly simplifies and speeds up the replacement of a defective integrated gas discharge lamp over the prior art, facilitates troubleshooting and less knowledge and skills required to perform a lamp replacement. The elimination of cables and connectors between components also reduces costs, increases reliability and reduces weight.
Die Sockelplatte ist bevorzugt aus Aluminiumdruckguss oder aus Magnesiumdruckguss ausgeführt. Dies ist eine ebenso kostengünstige wie mechanisch sowie elektrisch hochwertige Variante. Eine elektrisch gut leitfähige Verbindung zwischen dem zumindest oberflächlich elektrisch leitfähigen Lampensockel 70 oder dem elektrisch leitfähigen Gehäuse 72 und der ebenfalls elektrisch leitfähigen Sockelplatte 74 ist insbesondere für eine gute elektromagnetische Abschirmung erforderlich. Diese Abschirmung verhindert die Störung benachbarter elektrischer oder elektronischer Baugruppen. Darüber hinaus gewährleistet die Abschirmung, dass die Baugruppen keinen negativen Einfluss auf die Funktion der Zünd- und Be- triebselektronik 910, 920 haben. Zwischen die Sockelplatte 74 und den Sockel 70 ist ein Dichtungsring 73 angeordnet, der eine wasser- und luftdichte Verbindung zwischen dem Sockel 70 und der Sockelplatte 74 gewährleistet. In einer alternativen Ausführungsform ist der Sockel 70 sowie die Sockelplatte 74 derart ausgebildet, dass beide Teile ineinander einrastbar sind und in Rastlage gleichzeitig ein oder mehrere Kontaktpunkte zwischen dem elektrisch leitfähigem Gehäuse 72 und der Sockelplatte 74 bestehen, um eine gute Anbindung für die elektrischeThe base plate is preferably made of die-cast aluminum or die-cast magnesium. This is an inexpensive as well as mechanically and electrically high-quality variant. An electrically good conductive connection between the at least superficially electrically conductive lamp base 70 or the electrically conductive housing 72 and the likewise electrically conductive base plate 74 is particularly required for a good electromagnetic shielding. This shield prevents the interference of adjacent electrical or electronic assemblies. In addition, the shielding ensures that the assemblies do not negatively affect the function of ignition and drive electronics 910, 920 have. Between the base plate 74 and the base 70, a sealing ring 73 is arranged, which ensures a water and airtight connection between the base 70 and the base plate 74. In an alternative embodiment, the base 70 and the base plate 74 is formed such that both parts are latched into each other and in detent position simultaneously one or more contact points between the electrically conductive housing 72 and the base plate 74 are made to a good connection for the electrical
Abschirmung zu generieren. Auch hier ist wieder zwischen Sockel und Sockelplatte ein Dichtungsring angeordnet, der die Dichtheit des Sockels auf der dem Gasentladungslampenbrenner 50 abgewandten Seite gewährleistet . Im Inneren des Sockels 70 sind zwei Ebenen vorgesehen, die die Zünd- und Betriebselektronik aufnehmen. Eine erste kleinere Ebene, die dem Lampenbrenner 50 am nächsten liegt, nimmt die Zündelektronik 910 mit dem Zündtransformator 80 auf. Auf die Konstruktion des Zündtransformators 80 wird später noch eingegangen werden. Eine zweite größere Ebene nimmt die für den Betrieb des Entladungslampenbrenners 50 notwendige Betriebselektronik 920 auf. Die Zünd- sowie die Betriebselektronik kann auf jeder geeigneten Art von Leiterplatte, auch Platine genannt, angesiedelt sein. In Frage kommen konventionelle Leiterplatten, Metallkernleiterplatten, Leiterplatten in LTCC-Technologie, oxidierte oder beschichtete Metallplatten mit Leiterbahnen in Dickschichttechnik, Kunststoffleiterplatten in MID oder MID Heißprägetechnik oder geeignete andere mögliche Technologien zur Herstellung von temperaturfesten Leiterplatten. Die elektronischen Komponenten und Bauelemente welche die Zünd- und Betriebselektronik bilden, können sich dabei jeweils auf der Ober- und Unterseite sowie im Inneren der beiden Leiterplatten befinden. In der Figur 1 sind der Übersichtlichkeit halber außer dem Transformator 80 keine weiteren elektronischen Komponenten oder Bauele- mente, auf der Leiterplatte dargestellt. Sofern dieShielding to generate. Again, between the base and base plate, a sealing ring is arranged, which ensures the tightness of the base on the gas discharge lamp burner 50 side facing away. Inside the base 70, two levels are provided, which receive the ignition and operating electronics. A first smaller plane closest to the lamp burner 50 receives the ignition electronics 910 with the ignition transformer 80. The construction of the ignition transformer 80 will be discussed later. A second, larger level accommodates the operating electronics 920 necessary for the operation of the discharge lamp burner 50. The ignition and the operating electronics can be located on any suitable type of circuit board, also called circuit board. Conventional PCBs, metal-core PCBs, LTCC technology PCBs, thick-layered, oxidized or coated metal plates, MID or MID hot-stamping PCBs, or any other suitable technology for producing temperature-resistant printed circuit boards are possible. The electronic components and components that make up the ignition and operating electronics can each are located on the top and bottom and inside the two circuit boards. For reasons of clarity, in FIG. 1, apart from the transformer 80, no further electronic components or components are shown on the printed circuit board. Unless the
Leiterplatte für die Zündelektronik 910 und die Leiterplatte für die Betriebselektronik 920 aus demselben Material bestehen, können sie vorteilhafter Weise auf demselben Nutzen gefertigt werden. Dabei können zwischen den Platinen Brücken bestückt werden, die beim Vereinzeln und Einbringen in den Lampensockel 70 als elektrische Verbindungen zwischen den Platinen dienen. Als Brücken können beispielsweise Einzeldrähte, Flachbandleitungen oder starr-flexible Leiterplatten dienen. Die elektrische Verbindung der beiden Leiterplatten wird dabei so ausgeführt, dass sie eine Abstandsänderung zwischen den beiden Leiterplatten der Zünd- und Betriebselektronik durch thermische Ausdehnung, insbesondere durch eine thermische Zyklenbeanspruchung, unbeschadet übersteht. Hierzu sind beispielsweise die Drähte mit ausreichender Länge und entsprechender Verlegung innerhalb des Gehäuses zu versehen. Alternativ können beispielsweise eine oder mehrere Stift- und Buchsenleisten verwendet werden, die so bemessen und angeordnet sind, dass sie eine thermische Ausdeh- nung in Richtung der Längsachse des Gasentladungslampenbrenners der beiden Leiterplatten zulassen und dennoch in allen Fällen eine elektrische Verbindung gewährleisten. Hierzu sind beispielsweise die Stifte der Stiftleiste senkrecht zur jeweiligen Leiterplattenoberfläche angeord- net und die Einführlänge der Buchsen so bemessen, dass sie mehr Weg für die Stifte zur Verfügung stellen, als diese bedingt durch die thermische Ausdehnung innerhalb der Buchsen benötigen.PCB for the ignition electronics 910 and the circuit board for the operating electronics 920 made of the same material, they can be advantageously manufactured on the same benefit. In this case, bridges can be fitted between the boards, which serve as electrical connections between the boards during separation and introduction into the lamp cap 70. As bridges, for example, single wires, ribbon cables or rigid-flexible circuit boards can be used. The electrical connection of the two printed circuit boards is designed so that it survives a change in distance between the two circuit boards of the ignition and operating electronics by thermal expansion, in particular by a thermal cycle stress, unscathed. For this purpose, for example, the wires are to be provided with sufficient length and appropriate installation within the housing. Alternatively, for example, one or more male and female headers may be used which are sized and arranged to permit thermal expansion in the direction of the longitudinal axis of the gas discharge lamp burner of the two circuit boards and still provide electrical connection in all cases. For this purpose, for example, the pins of the pin header are arranged perpendicular to the respective circuit board surface and the insertion length of the sockets is dimensioned such that they provide more travel for the pins than These require due to the thermal expansion within the sockets.
Die Leiterplatte für die Zündelektronik 910 weist auf der der Betriebselektronik zugewandten Seite eine elektrisch leitende Abschirmfläche auf, um Störungen, die durch die Hochspannung in der Zündelektronik zustande kommen, möglichst von der Betriebselektronik fernzuhalten. Bei einer metallischen oder Metallkernplatine ist diese Fläche inhärent vorhanden, bei anderen Platinenmateria- lien wird vorzugsweise eine Kupferfläche oder Ähnliches auf dieser Seite aufgebracht. Wird eine Metallkernplatine verwendet, so kann mit dieser auch der Zündtransformator 80 gekühlt werden, der aufgrund der Nähe zum Gasentladungslampenbrenner 50 einer besonders hohen thermischen Belastung ausgesetzt ist. Eine elektrisch leitende Abschirmfläche zwischen der Zündelektronik 910 und der Betriebselektronik 920 kann alternativ auch durch ein metallisches Blech erfolgen, das zwischen den beiden Leiterplatten eingebracht ist und vorteilhafter Weise elektrisch leitend mit dem elektrisch leitfähigen Gehäuse 72 verbunden ist. Soll diese Abschirmfläche auch zur Kühlung des Zündtransformators 80 dienen, so ist es von Vorteil, wenn das metallische Blech auch eine gute thermische Anbindung beispielsweise durch eine Wärmeleitfolie oder Wärmeleitpaste an das elektrisch leitfähige Gehäuse 72 aufweist.The circuit board for the ignition electronics 910 has on the side facing the operating electronics on an electrically conductive shielding to disturbances caused by the high voltage in the ignition electronics, as far as possible to keep away from the operating electronics. In the case of a metal or metal core board, this surface is inherently present; in the case of other board materials, preferably a copper surface or the like is applied to this side. If a metal core board is used, it can also be used to cool the ignition transformer 80, which is exposed to a particularly high thermal load due to its proximity to the gas discharge lamp burner 50. An electrically conductive shielding surface between the ignition electronics 910 and the operating electronics 920 may alternatively be effected by a metallic sheet, which is introduced between the two printed circuit boards and advantageously electrically conductively connected to the electrically conductive housing 72. If this shielding surface also serves to cool the ignition transformer 80, then it is advantageous if the metallic sheet also has a good thermal connection, for example, by a heat conducting foil or heat conducting paste to the electrically conductive housing 72.
Die Leiterplatte für die Betriebselektronik 920 ist zwischen dem Sockel 70 und der Sockelplatte 74 eingeklemmt. Die Leiterplatte für die Betriebselektronik 920 weist an Ihrem Umfang jeweils auf der Ober- und Unterseite eine umlaufende Masseleiterbahn, so genannte Masserin- ge auf, die aufgrund von Durchkontaktierungen elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Diese Durchkontaktierungen werden üblicherweise als Vias bezeichnet, und sind elektrische Kontaktierungen, die durch die Leiter- platte verlaufen. Diese Masseringe stellen durch dieThe printed circuit board for the operating electronics 920 is clamped between the base 70 and the base plate 74. The printed circuit board for the operating electronics 920 has on its circumference in each case on the top and bottom of a circumferential ground trace, so-called Masserin- ge, which are electrically connected to each other due to vias. These vias are commonly referred to as vias, and are electrical contacts that run through the circuit board. These Masseringe put through the
Einklemmung zwischen dem Sockel 70 und der Sockelplatte 74 einen elektrischen Kontakt zur Sockelplatte 74 her, wodurch die Masseanbindung der Betriebselektronik 920 zum elektrisch leitfähigem Gehäuse 72 über die umgebördelten Laschen 722 gewährleistet ist.Einklemmung between the base 70 and the base plate 74 an electrical contact to the base plate 74 ago, whereby the ground connection of the operating electronics 920 is ensured to the electrically conductive housing 72 via the flanged tabs 722.
Fig. 2 zeigt eine Explosionsansicht der mechanischen Bauteile der integrierten Gasentladungslampe 5 in der ersten Ausführungsform. Hier ist der Sockel quadratisch, im Prinzip kann er aber auch viele andere geeignete Formen aufweisen. Besonders günstige weitere Ausführungsformen wären rund, sechseckig, achteckig oder rechteckig. Zur Bestimmung der Außenkontur der Ausführungsform wird in Gedanken ein Schnitt senkrecht zur Längsachse des Gasentladungslampenbrenners 50 durch das die Elektronik beinhaltende Gehäuseteil durchgeführt, und die sich ergebende Außenkontur betrachtet, wobei Rundungen an den Gehäusekanten zu vernachlässigen sind. Im Fall der in Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform ergeben sich abhängig davon ob sich die gewählte Schnittfläche näher bei der Zündelektronik 910 oder näher bei der der Betriebselektronik 920 befindet, zwei Quadrate. Bei der ersten Ausführungsform handelt es sich deshalb um eine quadratische Ausführungsform. Die erste sich ergebende Außenkontur in der Nähe der Zündelektronik 910 ist klei- ner als die zweite, was im Wesentlichen dadurch bedingt ist, dass die Leiterplatte der Zündelektronik 920 gerin- gere Abmessungen besitzt als die der Betriebelektronik 910. Dies muss jedoch nicht zwingend der Fall sein und eine Ausführungsform in der beiden Außenkonturen die gleiche Größe besitzen und es folglich nur eine Einzige Außenkontur gibt, ist möglich. Auch müssen die beiden2 shows an exploded view of the mechanical components of the integrated gas discharge lamp 5 in the first embodiment. Here the pedestal is square, but in principle it can also have many other suitable shapes. Particularly favorable further embodiments would be round, hexagonal, octagonal or rectangular. In order to determine the outer contour of the embodiment, a section perpendicular to the longitudinal axis of the gas discharge lamp burner 50 is carried out by the housing part containing the electronics, and the resulting outer contour is considered, wherein roundings at the edges of the housing are negligible. In the case of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, depending on whether the selected cut surface is closer to the ignition electronics 910 or closer to the operating electronics 920, there are two squares. The first embodiment is therefore a quadratic embodiment. The first resulting outer contour in the vicinity of the ignition electronics 910 is smaller than the second, which is essentially due to the fact that the circuit board of the ignition electronics 920 are low. However, this does not necessarily have to be the case and an embodiment in the two outer contours have the same size and consequently there is only a single outer contour is possible. Also, the two have to
Geometrien der Außenkonturen in den verschiedenen Bereichen nicht identisch sein. Insbesondere eine im Bereich der Zündelektronik kleine, runde und eine im Bereich der Betriebselektronik größere, sechseckige Außenkontur erscheint als eine besonders vorteilhafte Ausführungsform.Geometries of the outer contours in the different areas may not be identical. In particular, in the field of ignition electronics small, round and larger in the field of operating electronics, hexagonal outer contour appears as a particularly advantageous embodiment.
Die Platine für die Betriebselektronik 920 ist dabei, wie oben schon dargelegt, zwischen den Sockel 70 und die Sockelplatte 74 eingeklemmt. Der Dichtungsring 73 kommt wie die Leiterplatte für die Betriebselektronik 920 zwischen dem Sockel 70 und der Sockelplatte 74 zu liegen, und ist außerhalb der Leiterplatte für die Betriebselektronik 920 angeordnet.The board for the operating electronics 920 is, as already stated above, clamped between the base 70 and the base plate 74. The sealing ring 73, like the printed circuit board for the operating electronics 920, lies between the base 70 and the base plate 74, and is arranged outside the circuit board for the operating electronics 920.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausfüh- rungsform der integrierten Gasentladungslampe 5. Die zweite Ausführungsform ist ähnlich zur ersten Ausführungsform, es werden daher lediglich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. In der zweiten Ausführungsform sind die Zündelektronik 910 und die Be- triebselektronik 920 in einer gemeinsamen Ebene auf einer Leiterplatte als Gesamtbetriebselektronik 930 angeordnet. Durch diese Maßnahme kann der Sockel der erfindungsgemäßen Gasentladungslampe 5 flacher Ausfallen, wodurch auch ein Scheinwerfer, der diese Gasentladungslampe 5 verwen- det ebenfalls weniger Tiefe zeigt. Der Zündtransformator 80 sitzt dabei mittig unter dem Gasentladungslampenbren- ner 50. Dabei liegt der Mittelpunkt des Zündtransformators 80 bevorzugt in der Längsachse des Gasentladungslampenbrenners 50. Die Stromzuführung für die sockelnahe Gasentladungslampenbrennerelektrode ragt dabei in den mittleren Teil des Zündtransformators hinein. Der Zündtransformator ist nicht auf der Leiterplatte montiert, sondern sitzt mit seinem gasentladungslampenbrennerfernen Ende in etwa auf gleicher Höhe wie die gasentladungslam- penbrennerabgewandte Seite der Leiterplatte. Die Leiter- platte der Gesamtbetriebselektronik 930 ist dazu an dieser Stelle ausgespart, so dass der Zündtransformator 80 in die Leiterplatte der Gesamtbetriebselektronik 930 eingesetzt ist. Zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit kann das Gehäuse, beispielsweise durch Stege aus Aluminiumblech oder Mu-Metall, mit Wänden und Kammern versehen sein und hierdurch eine elektrische, magnetische und elektromagnetische Schirmung von unterschiedlichen Schaltungsteilen gegeneinander sowie gegen die Umgebung erfolgen. Die Schirmung kann auch durch andere Maßnahmen erzielt werden, insbesondere ist die3 shows a sectional view of a second embodiment of the integrated gas discharge lamp 5. The second embodiment is similar to the first embodiment, therefore, only the differences from the first embodiment will be described. In the second embodiment, the ignition electronics 910 and the operating electronics 920 are arranged in a common plane on a printed circuit board as overall operating electronics 930. By virtue of this measure, the base of the gas discharge lamp 5 according to the invention can be made flat, whereby a headlight which uses this gas discharge lamp 5 likewise has less depth. The ignition transformer 80 sits centrally under the gas discharge lamp burner. In this case, the center of the ignition transformer 80 is preferably in the longitudinal axis of the gas discharge lamp burner 50. The power supply for the sockelnahe gas discharge lamp burner electrode protrudes into the central part of the ignition transformer inside. The ignition transformer is not mounted on the printed circuit board, but sits with its end remote from the gas discharge lamp burner at approximately the same level as the side of the printed circuit board remote from the gas discharge lamp burner. The printed circuit board of the overall operating electronics 930 is recessed at this point, so that the ignition transformer 80 is inserted into the circuit board of the overall operating electronics 930. To improve the electromagnetic compatibility, the housing, for example, by webs of aluminum sheet or mu-metal, be provided with walls and chambers and thereby carried an electrical, magnetic and electromagnetic shielding of different circuit parts against each other and against the environment. The shielding can also be achieved by other measures, in particular the
Ausbildung von Kavitäten in der Sockelplatte 74 sowie im Lampensockel 70 im Rahmen des Spritzgussverfahrens leicht realisierbar .Formation of cavities in the base plate 74 and in the lamp cap 70 as part of the injection molding process easily feasible.
Die verbleibenden Hohlräume innerhalb des Gehäuses der integrierten Gasentladungslampe 5, insbesondere um denThe remaining cavities within the housing of the integrated gas discharge lamp 5, in particular around the
Zündtransformator 80 und auf beiden Seiten der Gesamtbetriebselektronik 930, sind mit Vergussmasse ausgefüllt. Dies hat mehrere Vorteile, so werden beispielsweise elektrische Überschläge, insbesondere durch die vom Zündtransformator erzeugte Hochspannung, sicher verhindert, eine gute Entwärmung der Elektronik gewährleistet, sowie eine mechanisch sehr robuste Einheit geschaffen, die insbesondere Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und hohen Beschleunigungen sehr gut widersteht. Insbesondere zur Reduktion des Gewichts kann jedoch auch nur ein teilweiser Verguss, beispielsweise im Bereich des Zündtransformators 80, realisiert werden.Ignition transformer 80 and on both sides of the total operating electronics 930, are filled with potting compound. This has several advantages, such as electrical flashovers, in particular by the high voltage generated by the ignition transformer safely prevented, ensures good cooling of the electronics, as well as a mechanically very robust unit that resists environmental influences such as moisture and high accelerations very well. In particular, in order to reduce the weight, however, only a partial encapsulation, for example in the region of the ignition transformer 80, can be realized.
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Gasentladungslampe 5. Die dritte Ausführungsform ist ähnlich zur ersten Ausführungsform, daher werden nur die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. In der dritten Ausführungsform ist die Sockelplatte 74 auf ihrer Außenseite mit Kühlrippen versehen. Es ist auch denkbar, dass auch der Lampensockel 70 und das elektrisch leitfähige Gehäuse 72 jeweils mit Kühlrippen versehen werden. Zudem wird die Funktion der Leiterplatte der Betriebselektronik 920 ebenfalls durch die Sockelplatte erfüllt, da diese auf ihrer Innenseite elektrisch nicht leitende Bereiche aufweist, beispielsweise Bereiche aus anodisch oxidiertem Aluminium, die mit leitenden Strukturen versehen sind, beispielsweise Leiterbahnen in Dickschichttechnik, und die mit den Bauelementen der Gesamtbetriebselektronik elektrisch leitend, beispielsweise durch Löten, verbunden sind. Durch diese Maßnahme wird die Betriebselektronik 920 besonders gut gekühlt, da sie direkt auf einem Kühlkörper aufgebracht ist. Die Kühlrippen sind vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine natürliche Konvektion in Einbaulage der integrierten Gasentladungslampe 5 begünstigt wird. Soll die integrierte Gasentladungslampe 5 in verschiedenen Einbau- lagen betrieben werden können, so kann die kühlendeFig. 8 shows a third embodiment of the integrated gas discharge lamp 5 according to the invention. The third embodiment is similar to the first embodiment, therefore, only the differences from the first embodiment will be described. In the third embodiment, the base plate 74 is provided on its outside with cooling fins. It is also conceivable that the lamp base 70 and the electrically conductive housing 72 are each provided with cooling fins. In addition, the function of the printed circuit board of the operating electronics 920 is also fulfilled by the base plate, as this has on its inside electrically non-conductive areas, such as areas of anodized aluminum, which are provided with conductive structures, such as printed conductors in thick film technology, and those with the components the total operating electronics electrically conductive, for example by soldering, are connected. By this measure, the operating electronics 920 cooled particularly well, since it is applied directly to a heat sink. The cooling fins are preferably designed such that natural convection in the installation position of the integrated gas discharge lamp 5 is favored. If the integrated gas discharge lamp 5 can be operated in various installation positions, then the cooling
Oberfläche auch dementsprechend ausgestaltet sein und z.B. aus runden, Hexagonalen, quadratischen oder rechteckigen Fingern bestehen, so dass eine natürliche Konvek- tion in mehreren Raumrichtungen stattfinden kann. Die Zündelektronik 910 findet wie bei der ersten Ausführungs- form auf einer darüber liegenden Leiterplatte Platz, und ist mit der Betriebselektronik 920 durch geeignete Maßnahmen elektrisch verbunden. Dies kann durch Federkontakte oder Steckkontakte bewerkstelligt werden, aber auch durch in dem Sockel verlaufende Leiterbahnen oder auf der Innenseite des Sockels aufgeprägte Leiterbahnen, die mit der Zündelektronik 910 und der Betriebselektronik 920 verbunden werden.Surface also be designed accordingly and For example, round, hexagonal, square or rectangular fingers, so that a natural Konvek- tion in several spatial directions can take place. As in the first embodiment, the ignition electronics 910 fit on an overlying printed circuit board, and are electrically connected to the operating electronics 920 by suitable measures. This can be accomplished by spring contacts or plug contacts, but also by running in the socket traces or on the inside of the base printed conductors, which are connected to the ignition electronics 910 and the operating electronics 920.
Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen integrierten Gasentladungslampe 5. Die vierte Ausführungsform ist ähnlich zur zweiten Ausführungsform, daher werden nur die Unterschiede zur zweiten Ausführungsform beschrieben. In der vierten Ausführungsform wird die Sockelplatte 74 durch eine auf der Innenseite, und damit wie im vorherigen Ausführungsbeispiel ebenfalls einseitig, bestückte Metallkernplatine realisiert. Die Sockelplatte 74 ist jedoch keine Platte wie in Fig. 4 mehr sondern ein Sockelbecher mit hochgezogenen Seitenwänden. Im Folgenden wird die Sockelplatte daher aus Gründen der Übersichtlichkeit als Sockelbecher bezeich- net. Der Sockelbecher kann ebenfalls aus einem thermisch gut leitfähigem Material bestehen. Besonders gut geeignet sind Metalllegierungen, die gut, z.B. durch Tiefziehen, umgeformt werden können. Ebenfalls gut geeignet ist ein thermisch gut leitender Kunststoff, der durch Spritzgie- ßen in Form gebracht werden kann. Der Sockel 70 mit dem Referenzring 702 und den Referenznoppen 703 besteht in dieser Ausführungsform im wesentlichen aus einer hexago- nalen Platte, auf der der Brenner innerhalb des Referenzrings einjustiert und befestigt ist. Der Sockelbecher beherbergt die Gesamtbetriebselektronik 930, die auf einer eigenen Leiterplatte oder am Innenboden des Sockelbechers Platz findet. An den Stromzuführungen 56, 57 des Gasentladungslampenbrenners 50 sind Steckkontakte angebracht, die beim Zusammenbau des Sockelbechers und des Sockels 70 in entsprechende Gegenkontakte des Sockelbe- chers eingreifen und einen zuverlässigen Kontakt herstellen .9 shows a fourth embodiment of the integrated gas discharge lamp 5 according to the invention. The fourth embodiment is similar to the second embodiment, therefore, only the differences from the second embodiment will be described. In the fourth embodiment, the base plate 74 is realized by a on the inside, and thus, as in the previous embodiment, also on one side, stocked metal core board. However, the base plate 74 is not a plate as in Fig. 4 but a base cup with raised side walls. For reasons of clarity, the baseplate is therefore referred to below as a socket cup. The base cup may also consist of a thermally highly conductive material. Particularly suitable are metal alloys, which can be well formed, for example by deep drawing. Also suitable is a thermally highly conductive plastic, which can be brought into shape by injection molding. The base 70 with the reference ring 702 and the reference knobs 703 is in this embodiment essentially of a hexagonal plate on which the burner within the reference ring is adjusted and fixed. The base cup houses the total operating electronics 930, which fits on a separate circuit board or on the inner bottom of the base cup. At the power supply lines 56, 57 of the gas discharge lamp burner 50 plug contacts are mounted, which engage in the assembly of the socket cup and the base 70 in corresponding mating contacts of the Sockelbe- cher and establish a reliable contact.
Sind der Sockelbecher und der Sockel 70 aus Metall, so können die beiden Teile durch Umbördeln wie bei einer Kaffeedose oder Konservendose verbunden werden. Es können aber auch, wie in der Fig. 9 gezeigt, lediglich mehrere Laschen des Sockelbechers auf den Sockel aufgebördelt werden, um eine mechanisch wie elektrisch gute Verbindung zu erzeugen. Zur Herstellung der Verbindung können aber auch die bekannten Löt- und Schweißverfahren verwendet werden.Are the base cup and the base 70 made of metal, the two parts can be connected by crimping as a coffee can or tin. But it can also, as shown in FIG. 9, only a plurality of flaps of the base cup are crimped onto the base in order to produce a mechanically and electrically good connection. For the preparation of the compound but also the known soldering and welding methods can be used.
Sind der Sockelbecher und der Sockel 70 aus Kunststoff, so kann die Verbindung bevorzugt durch Ultraschallschweißen erfolgen. Dies hat eine zuverlässige und feste Verbindung zur Folge, die im Falle eines leitfähigen Kunst- Stoffes auch eine leitfähige Verbindung nach sich zieht. Die Verbindung kann aber ebenso durch entsprechende Verrastungen erfolgen, dazu sind dann am Sockelbecher beziehungsweise dem Sockel 70 entsprechende Rastnasen beziehungsweise Vertiefungen vorzusehen. Im Folgenden soll der Durchmesser (D) und die Höhe (h) der integrierten Gasentladungslampe 5 weitgehend unabhängig von der Geometrie definiert werden, um in eine einfachere Beschreibung vornehmem zu können. Unter der Höhe (h) der integrierten Gasentladungslampe wird der maximale Abstand der Referenzebene, auf die weiter unten näher eingegangen wird, zur brennerabgewandten Außenseite der Sockelplatte (74) verstanden. Unter dem Durchmesser (D) wird die längste Strecke innerhalb der integrierten Gasentladungslampe verstanden, wobei die Stecke innerhalb einer beliebigen Ebene liegt, wobei diese Ebene parallel zur Referenzebene verläuft.If the base cup and the base 70 are made of plastic, then the connection can preferably be effected by ultrasonic welding. This results in a reliable and firm connection, which in the case of a conductive synthetic material also leads to a conductive connection. However, the connection can also take place by means of corresponding latching, for this purpose corresponding latching lugs or depressions are then to be provided on the base cup or the base 70. In the following, the diameter (D) and the height (h) of the integrated gas discharge lamp 5 are to be defined largely independently of the geometry, in order to be able to make a simpler description. Under the height (h) of the integrated gas discharge lamp, the maximum distance of the reference plane, which will be discussed in more detail below, to the burner facing away outside of the base plate (74) understood. The diameter (D) is understood to mean the longest distance within the integrated gas discharge lamp, the plug lying within an arbitrary plane, this plane extending parallel to the reference plane.
Nachfolgende Tabelle zeigt einige geometrische Größen verschiedener Ausgestaltungen der in Fig. 9 dargestellten vierten Ausführungsform der Gasentladungslampe 5:The following table shows some geometric variables of different embodiments of the fourth embodiment of the gas discharge lamp 5 shown in FIG. 9:
Durchmesser Länge bzw. Höhe h Volumen Masse D/hDiameter length or height h volume mass D / h
A. 50W-LampeA. 50W lamp
100 35 275 510 2,86100 35 275 510 2.86
B. 35W-LampeB. 35W lamp
100 25 196 178 4,00100 25 196 178 4.00
C. 25W-Lampe, Variante StandardC. 25W lamp, standard version
70 25 99 139 2,8070 25 99 139 2.80
D. 18W-Lampe, Variante superflachD. 18W lamp, variant super flat
100 15 120 168 6,67100 15 120 168 6.67
E. 45W-Lampe, Variante KaffeedoseE. 45W lamp, variant coffee can
40 50 63 52 0,8040 50 63 52 0.80
F. 7W-Lampe, für Einsatz in TaschenlampeF. 7W lamp, for use in flashlight
40 35 44 36 1 ,14 Die in der Tabelle aufgeführten elektrischen Leistungen von 7 W bis 50 W der unterschiedlichen Ausgestaltungen beziehen sich auf die nominelle elektrische Leistung des Gasentladungslampenbrenners. Dabei werden unterschiedli- che Geometrien und Größen des bauartgleichen Gasentladungslampenbrenners verwendet.40 35 44 36 1, 14 The listed in the table electrical power from 7 W to 50 W of different configurations relate to the nominal electric power of the gas discharge lamp burner. Different geometries and sizes of the same type gas discharge lamp burner are used.
Wie in Fig. 4 gut zu sehen ist, weist der Lampensockel der integrierten Gasentladungslampe 5 gemäß der zweiten und der vierten Ausführungsform eine hexagonale Form auf, die mehrere Vorteile mit sich bringt. Einerseits ist die integrierte Gasentladungslampe 5 so gut zu greifen, um sie an ihrem Bestimmungsort einzusetzen. Andererseits kann der Nutzen der Leiterplatte der integrierten Gesamtbetriebselektronik 930 so gestaltet werden, dass ein nur geringer Verschnitt auftritt und so eine gute Kosteneffizienz möglich wird. Durch die flache Ausgestaltung des Sockels kann ein sehr kurz bauender Scheinwerfer gestaltet werden, was insbesondere bei modernen Kraftfahrzeugen von Vorteil ist. Die punktsymmetrische hexagonale Form genießt in dieser Anwendung alle Vorteile einer runden Form, ohne aber deren Nachteile aufzuweisen.As can be clearly seen in Fig. 4, the lamp base of the integrated gas discharge lamp 5 according to the second and fourth embodiments has a hexagonal shape, which brings several advantages. On the one hand, the integrated gas discharge lamp 5 is so easy to grasp to use it at its destination. On the other hand, the utility of integrated circuit integrated-circuit electronics board 930 may be such that only a small amount of waste occurs and good cost efficiency becomes possible. Due to the flat design of the base, a very short-built headlights can be designed, which is particularly advantageous in modern motor vehicles. The point-symmetric hexagonal shape enjoys in this application all the advantages of a round shape, but without having their disadvantages.
Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ragen an einer Seite des Sockels 70 der Lampe Kontakte 210, 220 radial zur Längsachse des Gasentladungslampenbrenners 50 aus dem Sockel heraus. Sie dienen der elektrischen Kontaktierung der integrierten Gasentladungslampe 5 mit einem Scheinwerfer. Diese Kontakte werden bei der Herstellung des Lampensockels 70 in Rahmen eines Kunststoff-Spritzguss-Verfahrens umspritzt. Dies hat den Vorteil, dass kein besonders Steckersystem erforderlich ist, aber dennoch die wasser- und luftdichte Kapselung, wie sie bereits weiter oben beschrieben wurde, gewährleistet werden kann.As shown in FIGS. 3 and 4, on one side of the base 70 of the lamp, contacts 210, 220 protrude radially outward from the base to the longitudinal axis of the gas discharge lamp burner 50. They serve the electrical contacting of the integrated gas discharge lamp 5 with a headlight. These contacts are encapsulated in the manufacture of the lamp cap 70 in a plastic injection molding process. This has the advantage that no special plug system is required, but nevertheless the water and airtight encapsulation, as already described above, can be ensured.
ScheinwerferschnittstelleDas Zusammenspiel zwischen integrierter Gasentladungslampe 5 und Scheinwerfer 3 ist in Fig. 5 gezeigt. Die Gasentladungslampe 5 in der zweiten Ausführungsform besitzt eine spezielle elektrische Schnittstelle, über die sie mit elektrischer Leistung versorgt wird. Die elektrische Schnittstelle ist derart ausgebildet, dass beim Einsetzen der Gasentladungslampe 5 in einen Scheinwerfer 3 diese nicht nur mechanisch mit dem Scheinwerfer 3 verbunden wird, sondern auch gleichzeitig elektrisch. Eine ähnlich aufgebaute Schnittstelle wird auch in modernen Halogenglühlampen für Automobilscheinwerfer verwendet und z.B. von der Fa. Osram unter dem Namen „Snap Lite" vertrieben. Wird die integrierteHeadlamp Interface The interaction between integrated gas discharge lamp 5 and headlamp 3 is shown in FIG. The gas discharge lamp 5 in the second embodiment has a special electrical interface through which it is supplied with electric power. The electrical interface is designed such that upon insertion of the gas discharge lamp 5 in a headlight 3, this is not only mechanically connected to the headlight 3, but also at the same time electrically. A similarly constructed interface is also used in modern halogen incandescent lamps for automobile headlamps, and e.g. sold by Osram under the name "Snap Lite." Will the integrated
Gasentladungslampe 5 also in einen Reflektor oder Scheinwerfer eingesetzt, so werden beim Vorgang des Einsetzens alle für den ordnungsgemäßen Betrieb benötigten mechanischen und elektrischen Kontakte mit ihren im Scheinwerfer 3 vorhandenen entsprechenden Gegenkontakten verbunden. Der Sockel 70 weist an seiner Schnittstelle zum Scheinwerfer 3 aus einem Referenzring 702 heraustretende Noppen 703 auf, die eine Referenzebene definieren. Eine Detaildarstellung ist in Fig. 7 gezeigt. Diese drei Noppen liegen beim Einsetzen der integrierten Gasentladungslampe 5 am entsprechenden Gegenstück des Scheinwerfers 3 an. Die Elektroden beziehungsweise der Entladungsbogen des Gasentladungslampenbrenners 50 werden im Fertigungspro- zess der integrierten Gasentladungslampe 5 gegenüber der Referenzebene justiert. Dadurch nimmt der Lichtbogen der integrierten Gasentladungslampe 5 im Reflektor bei ihrem Einsetzen in den Scheinwerfer eine definierte Position ein, die eine präzise optische Abbildung ermöglicht. Das Einsetzen in den Scheinwerfer erfolgt in der zweiten Ausführungsform nach Fig. 3 & 4 durch ein Hindurchstecken der vom Referenzring lateral abstehenden Laschen 704 durch den Reflektorboden eines Reflektors 33 des Scheinwerfers 3. Danach erfolgt eine Drehung der integrierte Gasentladungslampe 5 relativ zum Reflektor 33, woraufhin die Noppen 703, die an der sockelseitigen Fläche der Laschen 704 angebracht sind, die integrierte Gasentladungslampe nach innen ziehen und am Ende der Drehung in dafür vorgesehene Referenzflächen am Reflektorgrund einrasten. Der Dichtungsring 71 wird dabei zusammenge- presst und hält das System so auf Spannung, dass die Noppen 703 gegen die im Reflektorgrund befindlichenGas discharge lamp 5 thus used in a reflector or headlight, so all required for proper operation mechanical and electrical contacts are connected to their present in the headlight 3 corresponding mating contacts in the process of insertion. The base 70 has at its interface to the headlight 3 from a reference ring 702 emerging nubs 703, which define a reference plane. A detailed illustration is shown in FIG. 7. These three nubs are at the onset of the integrated gas discharge lamp 5 on the corresponding counterpart of the headlamp 3. The electrodes or the discharge arc of the gas discharge lamp burner 50 are adjusted in the manufacturing process of the integrated gas discharge lamp 5 with respect to the reference plane. As a result, the arc of the integrated gas discharge lamp 5 takes in the reflector at her Insert a defined position in the headlamp, which allows a precise optical image. The insertion into the headlamp takes place in the second embodiment according to FIGS. 3 & 4 by inserting the tabs laterally projecting from the reference ring 704 through the reflector bottom of a reflector 33 of the headlamp 3. Thereafter, the integrated gas discharge lamp 5 is rotated relative to the reflector 33, whereupon the knobs 703, which are attached to the base-side surface of the tabs 704, pull the integrated gas discharge lamp inwards and engage at the end of the rotation in designated reference surfaces on the reflector base. The sealing ring 71 is thereby pressed together and holds the system in tension so that the knobs 703 are located opposite to those in the reflector base
Referenzflächen gedrückt werden. Damit ist die Lage der integrierten Gasentladungslampe 5 und damit des Entla- dungsbogens des Gasentladungslampenbrenners 50 gegenüber dem Reflektor 33 präzise justiert und fixiert. Die hohe Wiederholgenauigkeit der mechanischen Positionierung von typischerweise besser als 0,1mm in allen drei Raumrichtungen der beschriebenen Scheinwerferschnittstelle ermöglicht die Realisierung eines optisch hervorragenden Scheinwerfersystems. Ein solches Scheinwerfersystem kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden, nachdem es sich in der entsprechenden Ausgestaltung durch eine ausgeprägte und wohl definierte Hell-Dunkel-Grenze auszeichnet .Reference surfaces are pressed. Thus, the position of the integrated gas discharge lamp 5 and thus of the discharge arc of the gas discharge lamp burner 50 relative to the reflector 33 is precisely adjusted and fixed. The high repeat accuracy of the mechanical positioning of typically better than 0.1 mm in all three spatial directions of the described headlight interface allows the realization of an optically excellent headlamp system. Such a headlamp system can be found in particular in a motor vehicle application, after it is characterized in the corresponding embodiment by a pronounced and well-defined cut-off.
Ein geeigneter Scheinwerfer 3 weist hierzu ein Lichtlenk- mittel in Form eines Reflektors 33, eine Aufnahme für die integrierte Gasentladungslampe 5, und ein Trägerteil 35 auf, wobei auf dem Trägerteil ein mit Gegenkontakten für die elektrischen Kontakte 210, 220, 230, 240 der integrierten Gasentladungslampe 5 versehenes Anschlusselement angeordnet ist. Die elektrischen Kontakte 210, 220, 230, 240 der integrierten Gasentladungslampe 5 ragen radial zur Längsachse des Gasentladungslampenbrenners 50 aus dem Lampensockel 70 heraus. Sie dienen der Versorgung der Gesamtbetriebselektronik 930 mit elektrischer Energie. Nach der Montage der integrierten Gasentladungslampe 5 im Scheinwerfer durch einen Montagevorgang, der im Wesentlichen auf einer Steckbewegung gefolgt von einer Rechts- Drehbewegung beruht, sind ihre Kontakte 210, 220, 230, 240 in den Schlitzen 351, 352 des Anschlusselements 35 angeordnet, wie in der Detailzeichnung in Fig. 6 zu sehen ist. Bei diesen Schlitzen 351, 352 handelt es sich um die Schlitze für die elektrischen Gegenkontakte 350 zu den Kontakten 210, 220, 230, 240 der integrierten Gasentladungslampe 5. Dadurch entfallen die mit Anschlusskabeln versehenen Stecker zur Kontaktierung der integrierten Gasentladungslampe 5 im Scheinwerfer gemäß dem Stand der Technik. Insbesondere werden die elektrischen Kontakte der integrierten Gasentladungslampe 5 beim Einsetzen in den Scheinwerfer unmittelbar mit ihren Gegenkontakten 350 des Anschlusselements auf dem Trägerteil 35 kontaktiert. Dadurch wird die mechanische Belastung der elektrischenFor this purpose, a suitable headlight 3 has a light-guiding means in the form of a reflector 33, a receptacle for the integrated gas discharge lamp 5, and a carrier part 35 on, wherein on the support part with a mating contacts for the electrical contacts 210, 220, 230, 240 of the integrated gas discharge lamp 5 provided connection element is arranged. The electrical contacts 210, 220, 230, 240 of the integrated gas discharge lamp 5 protrude radially outward from the lamp cap 70 to the longitudinal axis of the gas discharge lamp burner 50. They serve to supply the total operating electronics 930 with electrical energy. After mounting the integrated gas discharge lamp 5 in the headlamp by a mounting operation based essentially on a mating motion followed by a rightward rotation, its contacts 210, 220, 230, 240 are disposed in the slots 351, 352 of the terminal 35, as in FIG the detail drawing in Fig. 6 can be seen. These slots 351, 352 are the slots for the electrical mating contacts 350 to the contacts 210, 220, 230, 240 of the integrated gas discharge lamp 5. This eliminates the provided with connecting cables plug for contacting the integrated gas discharge lamp 5 in the headlight according to the state of the technique. In particular, the electrical contacts of the integrated gas discharge lamp 5 when inserted into the headlight are contacted directly with their mating contacts 350 of the connection element on the carrier part 35. This will reduce the mechanical load on the electrical
Anschlüsse durch frei schwingende Kabel reduziert. Ferner wird die Anzahl der benötigten Anschlusskabel pro Scheinwerfer verringert und damit auch die Verwechslungsgefahr während der Fertigung reduziert. Zusätzlich ermöglicht diese Maßnahme auch einen höheren Automatisierungsgrad bei der Fertigung des Scheinwerfers, da weniger Kabel von Hand montiert werden müssen. Anstatt wie bisher gemäß dem Stand der Technik alle Lichtquellen im Scheinwerfer mittels einem auf den Lampensockel aufgesteckten und einem Anschlusskabel versehenen Stecker mit Energie zu versorgen, genügt es, beim erfindungsgemäßen Scheinwer- fer, vorhandene elektrische Versorgungskontakte desConnections reduced by freely oscillating cables. Furthermore, the number of required connection cables per headlamp is reduced, thereby reducing the risk of confusion during manufacture. In addition, this measure also allows a higher degree of automation in the production of the headlamp, since fewer cables must be assembled by hand. Instead of as before according to the According to the prior art, all light sources in the headlight are to be supplied with energy by means of a plug plugged onto the lamp socket and provided with a connection cable. In the case of the headlamp according to the invention, it is sufficient to provide existing electrical supply contacts of the lamp
Scheinwerfers an die Bordnetzspannung anzuschließen, um die integrierte Gasentladungslampe 5 mit Energie zu versorgen. Die Versorgung der im Scheinwerfer vorhandenen Lampen durch die Versorgungskontakte des Scheinwerfers ist durch eine feste Verdrahtung im Scheinwerfer gegeben. Dadurch wird die Verkabelung des Scheinwerfers 3 bzw. der integrierten Gasentladungslampe 5 erheblich vereinfacht.To connect headlamps to the vehicle electrical system voltage to power the integrated gas discharge lamp 5 with energy. The supply of existing lamps in the headlamps through the supply contacts of the headlamp is given by a fixed wiring in the headlamp. As a result, the wiring of the headlamp 3 and the integrated gas discharge lamp 5 is considerably simplified.
Eine andere Variante der mechanischen Justierung zeigt die erste Ausführungsform der Lampe in den Fig. 1 & 2. Hier sind die Noppen 703 an der dem Gasentladungslampenbrenner 50 zugewandten Seite des Referenzringes 702 angeordnet. In dieser Variante kommen die Noppen 703 auf entsprechenden Gegenflächen an der Rückseite des Reflektors zu liegen, um dadurch die Lage der integrierten Gasentladungslampe 5 gegenüber dem Reflektor 33 zu definieren. Die integrierte Gasentladungslampe 5 wird dabei von hinten an die Referenzflächen des Reflektors 33 gepresst. Diese Variante birgt aber den Nachteil, dass die Lage zwischen der optisch wirksamen Reflektorinnen- seite und den Referenzflächen an der Rückseite des Reflektors sehr genau toleriert sein muss, um eine präzise optische Abbildung zu erreichen.Another variant of the mechanical adjustment shows the first embodiment of the lamp in Figs. 1 & 2. Here, the studs 703 are arranged on the gas discharge lamp burner 50 side facing the reference ring 702. In this variant, the knobs 703 come to lie on corresponding mating surfaces on the back of the reflector, thereby defining the position of the integrated gas discharge lamp 5 with respect to the reflector 33. The integrated gas discharge lamp 5 is pressed from behind against the reference surfaces of the reflector 33. However, this variant has the disadvantage that the position between the optically effective reflector inside and the reference surfaces on the back of the reflector must be tolerated very accurately in order to achieve a precise optical imaging.
Das System der Scheinwerferschnittstelle der zweiten Ausführungsform ist ebenfalls geeignet, in modernen Bus- Systemen eine weiter vereinfachte Verkabelung zu reali- sieren. So besitzt die integrierte Gasentladungslampe 5 neben den beiden elektrischen Kontakten 210, 220 weitere Kontakte 230, 240, über die eine Kommunikation mit der Bordelektronik des Kraftfahrzeugs erfolgt. Das Anschluss- element 35 besitzt zwei Schlitze 351, 352 mit entsprechend je 2 Gegenkontakten. In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur drei elektrische Kontakte an der Lampe vorhanden, zwei die im Wesentlichen zur Zuführung der elektrischen Lampenleistung dienen, und ein Logik-Eingang, auch als Remote-Enable-Pin bezeichnet, mit dessen Hilfe die Lampe durch die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs nahezu leistungslos ein- und ausgeschaltet werden kann.The system of the headlight interface of the second embodiment is also suitable for realizing a further simplified wiring in modern bus systems. Sieren. Thus, the integrated gas discharge lamp 5 next to the two electrical contacts 210, 220 further contacts 230, 240, via which a communication with the on-board electronics of the motor vehicle. The connection element 35 has two slots 351, 352 with correspondingly 2 mating contacts each. In a further embodiment, not shown, only three electrical contacts on the lamp are present, two are essentially used to supply the electrical lamp power, and a logic input, also referred to as a remote enable pin, with the help of the lamp by the on-board electronics of the motor vehicle can be switched on and off almost without power.
Diese „Snap Lite"-Schnittstelle weist neben dem Vorteil dass ein vertauschen von elektrischen Anschlüssen ausgeschlossen ist noch einen weiteren Vorteil auf: Dadurch, dass die Lampe erst dann mit Leistung versorgt wird wenn sie sich an ihrem bestimmungsgemäßen Platz im Scheinwerfer befindet, kann die dem Sockel abgewandte Stromzufüh- rung 57 des Gasentladungslampenbrenners 50 nur dann berührt werden, wenn die integrierte Gasentladungslampe 5 sicher außer Betrieb ist. Die Sicherheit im Umgang mit solch einer Hochdruckentladungslampe wird dadurch drastisch erhöht. Durch die einfache Installation der integ- rierten Gasentladungslampe 5 im Scheinwerfer 3 wird der Endkunde in die Lage versetzt, eine solche Lampe zu ersetzen. Dadurch ist die integrierte Gasentladungslampe 5 für den Endkunden kostengünstiger, da zum Lampenwechsel keine Werkstatt aufgesucht werden muss. Durch das Einsetzen der integrierten Gasentladungslampe 5 in den Reflektor 33 wird zudem die Masseanbindung der Lampe mit dem Scheinwerfergehäuse realisiert. Dies kann beispielsweise durch am Reflektor 33 befestigte und mit dem Massepotenzial des Fahrzeugs verbundene Federblechstreifen realisiert werden. Beim Einsetzen der Lampe in den Schweinwerfer berühren die Federblechstreifen die elektrisch leitende Gehäuseoberfläche der integrierten Gasentladungslampe 5 und stellen eine elektrische Verbin- düng zwischen der Fahrzeugmasse und der internen Masse bzw. dem Masseschirm der integrierten Gasentladungslampe her. Diese Kontaktierung kann beispielsweise an der Seitenwand oder an der Stirnseite des Gehäuses 72 erfolgen. Im vorliegenden Falle erfolgt die Masseanbindung mittels des Dichtringes 71, der leitfähig ist. Ist dieThis "Snap Lite" interface has in addition to the advantage that a swap of electrical connections is excluded yet another advantage: the fact that the lamp is only supplied with power when it is in its intended place in the headlight, the can The power supply 57 of the gas discharge lamp burner 50, which faces away from the base, is only touched when the integrated gas discharge lamp 5 is safely out of operation the end customer will be able to replace such a lamp, making the integrated gas discharge lamp 5 more cost-effective for the end customer, as there is no need to visit a workshop to replace a lamp. By inserting the integrated gas discharge lamp 5 in the reflector 33, the ground connection of the lamp is also realized with the spotlight housing. This can be achieved, for example, by means of spring strip fastened to the reflector 33 and connected to the ground potential of the vehicle. When inserting the lamp into the headlamp, the spring strips contact the electrically conductive housing surface of the integrated gas discharge lamp 5 and establish an electrical connection between the vehicle mass and the internal ground or the ground shield of the integrated gas discharge lamp. This contacting can take place, for example, on the side wall or on the front side of the housing 72. In the present case, the ground connection by means of the sealing ring 71, which is conductive. Is the
Gehäuseoberfläche nicht oder nicht vollständig elektrisch leitfähig, erfolgt die Kontaktierung der Federblechstreifen an einer Kontaktfläche auf der Gehäuseoberfläche der integrierten Gasentladungslampe. Diese Kontaktfläche oder diese Kontaktflächen weisen eine elektrisch leitendeHousing surface is not or not completely electrically conductive, the contacting of the spring steel strip takes place at a contact surface on the housing surface of the integrated gas discharge lamp. This contact surface or these contact surfaces have an electrically conductive
Verbindung zur internen Masse bzw. dem Masseschirm der integrierten Gasentladungslampe auf.Connection to the internal ground or the ground shield of the integrated gas discharge lamp.
Eine weitere fünfte Ausführungsform mit einer konventionellen Schnittstelle zum Scheinwerfer zeigt Fig. 31. Hier wird die integrierte Gasentladungslampe 5 mit der Referenzfläche 702 mittels einer Halteklammer 705 auf eine entsprechende Gegenfläche der Scheinwerferaufnahme gedrückt. Die Integrierte Gasentladungslampe 5 wird in konventioneller Weise elektrisch mit dem Scheinwerfer verbunden. Der Haltebügel 705 sorgt dafür, dass die integrierte Gasentladungslampe 5 mit ihrer Referenzfläche 702 gut an die Aufnahme im Scheinwerfer angebunden ist, und damit eine präzise Ausrichtung der Elektroden im optischen System des Scheinwerfers gegeben ist. Die Elektroden 504 des Gasentladungslampenbrenners 50 der integrierten Gasentladungslampe 5 werden im Fertigungs- prozess der integrierten Gasentladungslampe 5 gegenüber der Referenzfläche 702 justiert. Dadurch nimmt der Lichtbogen der integrierten Gasentladungslampe 5 im Reflektor bei ihrem Einsetzen in den Scheinwerfer eine definierte Position ein, die eine präzise optische Abbildung ermöglicht. Durch die Federwirkung der Halteklammer 705 wird diese Abbildung auch bei erschwerten Bedingungen wie Vibrationen, die in einem Automobilscheinwerfer auftreten können, sichergestellt. Die Halteklammer wiederum ist Scheinwerferseitig in einer Nut 7051 eingehakt, die sie sicher hält, aus der sie bei Lampenwechsel aber trotzdem leicht ausgehakt werden kann. Bodenseitig greift die Halteklammer 705 mit zwei Ausbuchtungen 7053 in die Sockelplatte 74 ein. Es ist aber auch denkbar, dass die Halteklammer 705 keine Ausbuchtungen aufweist und daher auf den Rippen der Sockelplatte aufliegt. Mit der fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasentladungslampe 5 ist eine einfache und kostengünstige Anbindung an einen Scheinwerfer realisierbar, die bezüglich der Positionier- genauigkeit im optischen System des Scheinwerfers keinerlei Einschränkungen aufweist.FIG. 31 shows a further fifth embodiment with a conventional interface to the headlight. Here, the integrated gas discharge lamp 5 with the reference surface 702 is pressed by means of a retaining clip 705 onto a corresponding mating surface of the headlight receptacle. The integrated gas discharge lamp 5 is electrically connected to the headlight in a conventional manner. The mounting bracket 705 ensures that the integrated gas discharge lamp 5 with its reference surface 702 is well connected to the receptacle in the headlight, and thus a precise alignment of the electrodes is given in the optical system of the headlamp. The electrodes 504 of the gas discharge lamp burner 50 of the integrated gas discharge lamp 5 are adjusted in the manufacturing process of the integrated gas discharge lamp 5 with respect to the reference surface 702. As a result, the arc of the integrated gas discharge lamp 5 in the reflector assumes a defined position when it is inserted into the headlight, which enables a precise optical imaging. Due to the spring action of the retaining clip 705, this image is ensured even under difficult conditions, such as vibrations, which can occur in an automobile headlight. The retaining clip, in turn, is hooked on the headlight side in a groove 7051, which holds it securely, from which it can nevertheless be easily unhooked when the lamp is replaced. On the bottom side, the retaining clip 705 engages with two bulges 7053 in the base plate 74 a. But it is also conceivable that the retaining clip 705 has no bulges and therefore rests on the ribs of the base plate. With the fifth embodiment of the gas discharge lamp 5 according to the invention, a simple and cost-effective connection to a headlight can be realized, which has no restrictions with respect to the positioning accuracy in the optical system of the headlight.
Zündtransformatorignition transformer
Im Folgenden wird nun die Konstruktion des Zündtransformators 80 der integrierten Gasentladungslampe 5 erklärt. Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zündtransformators 80 in einer ersten Ausführungsform, in der der Zündtransformator 80 eine quadratische flache Form hat. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen denkbar, in denen der Zündtransformator 80 eine runde, sechseckige, achteckige oder eine andere geeignete Form haben kann. Weitere Ausführungsformen werden weiter unten beschrieben. Unter der Form wird hierbei die Form der Grundfläche der im Wesentlichen prismatischen Außenabmessungen des Zündtransformators verstanden, wobei die Rundungen an den Körperkanten vernachlässigt werden. In der hier darge- stellten besonders vorteilhaften Ausführungsform besitzt das Prisma eine geringe Höhe, insbesondere eine Höhe die kleiner als 1/3 der Diagonalen bzw. dem Durchmesser der die Grundfläche bildenden Geometrie ist.The construction of the ignition transformer 80 of the integrated gas discharge lamp 5 will now be explained below. 10 shows a perspective view of the ignition transformer 80 in a first embodiment in which the Ignition transformer 80 has a square flat shape. However, other embodiments are conceivable in which the ignition transformer 80 may have a round, hexagonal, octagonal or other suitable shape. Other embodiments will be described below. In this case, the shape is understood to be the shape of the base area of the essentially prismatic outer dimensions of the ignition transformer, the curves at the body edges being neglected. In the particularly advantageous embodiment shown here, the prism has a small height, in particular a height which is smaller than 1/3 of the diagonal or the diameter of the geometry forming the base surface.
Der Zündtransformator 80 weist einen Ferritkern 81 auf, der aus einer ersten Ferritkernhälfte 811 und einer identischen zweiten Ferritkernhälfte 812 zusammengesetzt ist. Der Zündtransformator 80 weist an den Seiten mehrere nach außen weisende Laschen 868, 869 auf, die der mechanischen Befestigung des Zündtransformators 80 dienen.The ignition transformer 80 has a ferrite core 81 composed of a first ferrite core half 811 and an identical second ferrite core half 812. The ignition transformer 80 has on the sides of a plurality of outwardly facing tabs 868, 869, which serve the mechanical attachment of the ignition transformer 80.
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht des oberenFig. 11 shows a perspective view of the upper
Teils des Zündtransformators, bei der die Primärwicklung und die zweite Ferritkernhälfte 812 nicht sichtbar sind. Die erste Ferritkernhälfte 811 ist aus einer quadratischen Seitenwand 8112 aufgebaut, aus der mittig nach innen ein halber Hohlzylinder 8110 herausragt. Die Innenseite der quadratischen Seitenwand 8112 weist von außen nach innen verlaufende längliche Vertiefungen 81121 auf der der Wicklung zugewandten Seite auf. Durch diese Vertiefungen kann ein Tränklack oder eine Vergussmasse, in den oder die der Zündtransformator 80 nach Komplettierung zur Hochspannungsisolierung eingebracht wird, von außen nach innen in den Zündtransformator 80 eindringen, um alle Windungen des Zündtransformators 80 gleichmäßig zu benetzen.Part of the ignition transformer in which the primary winding and the second ferrite core half 812 are not visible. The first ferrite core half 811 is made up of a square side wall 8112, from which half a hollow cylinder 8110 protrudes centrally inwards. The inside of the square side wall 8112 has outward-inwardly extending elongated recesses 81121 on the winding-facing side. Through these depressions, a impregnating lacquer or a potting compound into which or the ignition transformer 80 is introduced after completion for high-voltage insulation of penetrate outside into the ignition transformer 80 to evenly wet all turns of the ignition transformer 80.
Am äußeren Rand zwischen den beiden Ferritkernhälften 811, 812 sitzt eine Primärwicklung 86, die aus einem aus Blech geformten Stanzbiegeteil besteht. Das Blech ist vorzugsweise aus einem Buntmetall wie Kupfer, Bronze oder Messing gefertigt. Das Blech ist dabei bevorzugt elastisch verformbar und federnd. Die Primärwicklung 86 ist im Wesentlichen ein langes Band, das außen zwischen beiden Ferritkernhälften 811 und 812 verläuft. Die Primärwicklung 86 geht in einer ersten Variante mit nur einer Windung über 3 Ecken des Zündtransformators 80, die vierte Ecke ist offen. Das Blechband der Primärwicklung 86 ist also eine dreiviertel Windung um die Außenkontur des Zündtransformators herumgelegt und endet jeweils ein Stückchen vor der vierten Ecke. Das Blechband der Primärwicklung 86 weist die oben schon erwähnten Laschen 866, 867, 868 und 869 auf, die in lateraler Richtung des Blechbandes angebracht sind. Die vier Laschen dienen der mechanischen Befestigung des Zündtransformators 80, dazu können sie z.B. auf eine Platine der Zündelektronik 910 als flache SMD-Lasche oder Lötfahne aufgelötet werden. Die Laschen können aber auch eine weitere 90°-Biegung aufweisen, wobei die Laschen dann durch die Platine der Zündelektronik 910 hindurch gesteckt werden, und auf der anderen Seite verclincht, verdreht oder verlötet werden, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Die beiden Enden des Blechbandes der Primärwicklung 86 sind mit einem Radius um etwa 180° nach Außen umgebogen, so dass die Enden wieder von der vierten Ecke weg weisen. In Fig. 12 sind die beiden Enden um ca. 90° nach Außen gebogen und die Radien mit 8620 beziehungsweise 8640 gekennzeichnet. Am äußeren Ende des Blechbandes ist je eine lateral abstehende Lasche 862, 864 angebracht, die der elektrischen Kontaktierung dient. In Fig. 12 ist eine alternative Ausführungsform der beiden Laschen 862, 864 gezeigt. Durch die weiche Anbindung mittels des 180° Radius der beiden Radien 8620 beziehungsweise 8640 werden Spannungen in der Verbindung zwischen Primärwicklung und Platine, die durch Temperaturschwankungen entstehen können, aufgefangen. Die Laschen werden bevorzugt wie ein SMD- Bauelement auf die Platine der Zündelektronik 910 aufgelötet. Durch die zuvor beschriebene 180° Biegung des Blechbandes wird die Lötstelle nicht mit den beschriebe- nen mechanischen Spannungen belastet, und die Bruch- und Ermüdungsgefahr der Lötstelle ist sehr stark vermindert. Die alternative Ausführungsform der Laschen 862, 864 hat einen weiteren 270° Radius in der Lasche selbst, der die mechanischen Spannungen im zusammengebauten Zustand weiter vermindert.At the outer edge between the two ferrite core halves 811, 812 sits a primary winding 86, which consists of a formed from sheet metal stamped and bent part. The sheet is preferably made of a non-ferrous metal such as copper, bronze or brass. The sheet is preferably elastically deformable and resilient. The primary winding 86 is essentially a long band extending externally between both ferrite core halves 811 and 812. The primary winding 86 is in a first variant with only one turn over 3 corners of the ignition transformer 80, the fourth corner is open. The sheet metal strip of the primary winding 86 is thus wrapped around a three-quarters turn around the outer contour of the ignition transformer and ends in each case a small piece in front of the fourth corner. The sheet metal strip of the primary winding 86 has the above-mentioned tabs 866, 867, 868 and 869, which are mounted in the lateral direction of the sheet metal strip. The four tabs are used for mechanical attachment of the ignition transformer 80, this can be soldered to a board of the ignition electronics 910 as a flat SMD tab or Lötfahne. But the tabs can also have a further 90 ° bend, the tabs are then inserted through the board of the ignition electronics 910, and on the other side verclincht, twisted or soldered, as shown in Fig. 12. The two ends of the sheet metal strip of the primary winding 86 are bent with a radius of about 180 ° to the outside, so that the ends again point away from the fourth corner. In Fig. 12 are the two ends bent by about 90 ° to the outside and the radii with 8620 or 8640 marked. At the outer end of the sheet metal strip each a laterally projecting tab 862, 864 is mounted, which serves the electrical contact. In Fig. 12, an alternative embodiment of the two tabs 862, 864 is shown. The soft connection by means of the 180 ° radius of the two radii 8620 and 8640 voltages in the connection between the primary winding and the circuit board, which can be caused by temperature fluctuations, collected. The tabs are preferably soldered onto the circuit board of the ignition electronics 910 like an SMD component. Due to the above-described 180 ° bending of the sheet metal strip, the soldering point is not loaded with the described mechanical stresses, and the risk of breakage and fatigue of the solder joint is greatly reduced. The alternative embodiment of the tabs 862, 864 has a further 270 ° radius in the tab itself which further reduces the mechanical stresses in the assembled condition.
In der Mitte des hohlzylindrischen inneren Teils des Ferritkerns ist ein Kontaktkörper 85 eingebracht, der den elektrischen Kontakt zwischen dem Gasentladungslampenbrenner 50 und dem inneren Ende der Sekundärwicklung 87 (nicht gezeigt) herstellt. Der Kontaktkörper 85 besteht aus einem gebogenen Blechteil, welches mit der sockelnahen Stromzuführung 56 des Gasentladungslampenbrenners 50 verbunden ist. Der Kontaktkörper 85 weist an seinem brennerfernen Ende zwei Dachflächen zum Kontaktieren der Hochdruckentladungslampenelektrode auf. Bevorzugt weist der Kontaktkörper 85 an zwei gegenüberliegenden Seiten des brennerfernen Endes zwei Dachflächen 851 und 852 auf, die satteldachförmig gegeneinander geneigt sind, und an den Enden, an denen sich die beiden Dachflächen berühren so ausgeformt sind, dass ein Stromzuführungsdraht 56 des Hochdruckgasentladungslampenbrenners 50 zentriert geklemmt wird. Dazu sind die beiden Dachflächen 851 und 852 an den Enden, an denen sich die beiden Dachflächen 851, 852 berühren, mit einer V-förmigen Kontur versehen. Die Kontur kann aber ebenso rund oder in einer anderen geeig- neten Weise ausgearbeitet sein. Zur Montage wird derIn the center of the hollow cylindrical inner part of the ferrite core, a contact body 85 is introduced, which establishes the electrical contact between the gas discharge lamp burner 50 and the inner end of the secondary winding 87 (not shown). The contact body 85 consists of a bent sheet-metal part, which is connected to the socket-near power supply 56 of the gas discharge lamp burner 50. The contact body 85 has at its burner remote end two roof surfaces for contacting the high-pressure discharge lamp electrode. Preferably, the contact body 85 at two opposite sides of the burner distal end, two roof surfaces 851 and 852, which are tilted saddle-roof-shaped against each other, and at the ends where the two roof surfaces touch are formed so that a power supply wire 56 of the high-pressure gas discharge lamp burner 50 is clamped centered. For this purpose, the two roof surfaces 851 and 852 are provided with a V-shaped contour at the ends, at which the two roof surfaces 851, 852 touch. However, the contour can also be round or worked out in another suitable way. For mounting the
Stromzuführungsdraht 56 durch den Kontaktkörper 85 hindurch gesteckt, auf einen vorbestimmten Überstand abgelängt, und dann bevorzugterweise mittels Laser mit dem Kontaktkörper 85 verschweißt.Power supply wire 56 inserted through the contact body 85 through, cut to a predetermined supernatant, and then preferably welded by laser to the contact body 85.
Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht des unteren Teils des Zündtransformators. Die Figur zeigt unter anderem die zweite Ferritkernhälfte 812, die identisch zur ersten Ferritkernhälfte 811 geformt ist. Auch sie ist aus einer quadratischen Seitenwand 8122 aufgebaut, aus der mittig nach innen ein halber Hohlzylinder 8120 herausragt. Die Innenseite der quadratischen Seitenwand 8122 weist von außen nach innen verlaufende längliche Vertiefungen 81221 auf. In der Figur ist die brennernahe Seite des Kontaktkörpers 85, mit seiner hexagonalen offenen Form, und dem hindurchlaufenden Stromzuführungsdraht 56 sichtbar. Werden die beiden Hälften zusammengesetzt, entsteht innen ein Hohlzylinder, in den der Kontaktkörper eingebracht ist. Der Ferritkern 81 besitzt nach dem Zusammensetzen die Form einer Tonband- oder Filmspule, nur dass die Außenkontur nicht rund ist, sondern quadratisch mit abgerundeten Ecken. An der ersten Ecke weist der Zündtransformator einen ersten Rückschlussferrit 814 auf. Die zweite sowie dritte Ecke ist ebenfalls mit einem zweiten Rückschlussferrit 815 sowie dritten Rückschlussferrit 816 versehen. Die drei Rückschlussferrite werden von der Primärwicklung 86 gehalten. Dazu weist das Blechband der Primärwicklung 86 an den drei Ecken zylinderförmige, nach innen weisende Rundungen 861, 863 und 865 auf, in die die Rückschluss- ferrite 814-816 eingeklemmt sind. Durch das federnd elastisch verformbare Material bleiben die drei Rückschlussferrite 814-816 während der Produktion sicher an ihrem Platz. Die Rückschlussferrite stellen den magnetischen Rückschluss des Zündtransformators 80 dar, durch den die magnetischen Feldlinien im Magnetmaterial gehal- ten werden, und somit keine Störungen außerhalb desFig. 12 shows a perspective view of the lower part of the ignition transformer. The figure shows, inter alia, the second ferrite core half 812, which is shaped identically to the first ferrite core half 811. Also, it is made up of a square side wall 8122, protruding from the middle to the inside half a cylinder 8120. The inside of the square side wall 8122 has outwardly inwardly extending elongated recesses 81221. In the figure, the burner near side of the contact body 85, with its hexagonal open shape, and the passing power supply wire 56 is visible. If the two halves are assembled, a hollow cylinder is formed inside, into which the contact body is inserted. The ferrite core 81 has the shape of a tape or film spool after assembly, except that the outer contour is not round, but square with rounded corners. At the first corner, the ignition transformer has a first return ferrite 814. The second and third corners are also provided with a second return ferrite 815 and third return ferrite 816. The three return ferrites are held by the primary winding 86. For this purpose, the sheet metal strip of the primary winding 86 at the three corners cylindrical, inwardly facing curves 861, 863 and 865, in which the return ferrite 814-816 are clamped. The spring elastically deformable material keeps the three 814-816 return ferrite securely in place during production. The return ferrites represent the magnetic return of the ignition transformer 80, by which the magnetic field lines are held in the magnetic material, and thus no disturbances outside of the magnet
Zündtransformators verursachen können. Dies erhöht zudem die Effizienz des Zündtransformators, insbesondere auch die Höhe der erreichbaren Zündspannung deutlich.Ignition transformer can cause. This also increases the efficiency of the ignition transformer, in particular the amount of achievable ignition significantly.
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht des unteren Teils des Zündtransformators 80 mit sichtbarer Sekundärwicklung 87, wie sie in die zweite Ferritkernhälfte 812 des Zündtransformators 80 eingelegt ist. Die Sekundärwicklung 87 besteht aus einem isolierten Metallband, das wie ein Film mit einer vorbestimmten Windungszahl auf den filmspulenförmigen Ferritkern aufgewickelt wird, wobei das hochspannungsführende Ende innen zu liegen kommt, durch den Mittelkern des filmspulenförmigen Ferritkerns hindurchgeführt ist und elektrisch leitend mit dem Kontaktkörper 85 verbunden wird. Die Isolation kann allsei- tig auf das Metallband aufgebracht sein, sie kann aber auch aus einer isolierenden Folie bestehen, die mit dem Metallband zusammen aufgewickelt wird. Die isolierende Folie ist dabei vorzugsweise breiter als das Metallband, um einen ausreichenden Isolationsabstand zu gewährleisten. Die Metallfolie ist dabei so mit der isolierenden Folie aufgewickelt, dass sie in der Mitte der isolierenden Folie zum liegen kommt. Dadurch entsteht im Wickelkörper ein spiralförmiger Spalt, der nach dem Tränken beziehungsweise Vergießen mit dem Tränklack beziehungsweise der Vergussmasse gefüllt ist und so eine exzellente Isolierung der Sekundärwicklung 87 bewirkt.13 shows a perspective view of the lower part of ignition transformer 80 with visible secondary winding 87, as it is inserted into second ferrite core half 812 of ignition transformer 80. The secondary winding 87 is made of an insulated metal strip which is wound on the film coil ferrite core like a film having a predetermined number of turns, the high voltage leading end being inside, passed through the center core of the ferrule core and electrically connected to the contact body 85 , The insulation can be applied on all sides to the metal strip, but it can also consist of an insulating film, which with the Metal band is wound up together. The insulating film is preferably wider than the metal strip in order to ensure a sufficient isolation distance. The metal foil is wound with the insulating film so that it comes to rest in the middle of the insulating film. This results in the winding body, a spiral gap, which is filled after impregnation or potting with the impregnating lacquer or the potting compound and thus causes an excellent insulation of the secondary winding 87.
Die Sekundärwicklung 87 ist an ihrem inneren hochspannungsführenden Ende 871 mit dem Kontaktkörper 85 verbunden. Das äußere niederspannungsführende Ende 872 der Sekundärwicklung 87 ist mit der Primärwicklung 86 verbun- den. Die Verbindungen können durch Löten, Schweißen oder eine andere geeignete Verbindungsart hergestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Verbindungen lasergeschweißt. Dazu werden pro Ende vorzugsweise zwei Schweißpunkte appliziert, die die beiden Teile sicher und elektrisch leitend miteinander verbinden. Das innere Ende 871 der Sekundärwicklung 87 geht dabei durch die beiden Hohlzylinderhälften 8110, 8120 des Ferritkerns 81 hindurch, und wird von ihnen beklemmt. Das äußere Ende 872 der Sekundärwicklung 87 ist dabei so mit dem Ende der Primärwicklung 86 verbunden, dass der Wickelsinn derThe secondary winding 87 is connected at its inner high-voltage-carrying end 871 with the contact body 85. The outer low-voltage-carrying end 872 of the secondary winding 87 is connected to the primary winding 86. The connections can be made by soldering, welding or other suitable connection method. In the present embodiment, the joints are laser welded. For this purpose, preferably two welding points are applied per end, which connect the two parts safely and electrically conductive with each other. The inner end 871 of the secondary winding 87 passes through the two hollow cylinder halves 8110, 8120 of the ferrite core 81, and is clamped by them. The outer end 872 of the secondary winding 87 is connected to the end of the primary winding 86, that the Wickelsinn the
Sekundärwicklung 87 dem Wickelsinn der Primärwicklung 86 entgegen gerichtet ist. Je nach Anforderung kann das äußere Ende der Sekundärwicklung 87 aber auch mit dem anderen Ende der Primärwicklung 86 verbunden werden, so dass der Wickelsinn der Primär- und der Sekundärwicklung gleich ist. Im Folgenden soll der Durchmesser und die Höhe des Zündtransformators 80 welcher in der der integrierten Gasentladungslampe 5 untergebracht ist, weitgehend unabhängig von seiner Geometrie und basierend auf den Abmessungen des Ferritkerns definiert werden, um eine einfachere Beschreibung vornehmem zu können. Unter der Höhe des Zündtransformators wird der Abstand zwischen den beiden jeweils wicklungsfernen Außenflächen der beiden Seitenwände verstanden, was näherungsweise der Summe aus der doppelten Dicke einer Seitenwand sowie der Wicklungsbreite entspricht. Unter dem Durchmesser des Zündtransformators 80 wird im Folgenden unabhängig von der Form der Seitenwände die längste Strecke innerhalb einer der beiden Seitenwände verstanden, wobei die Stecke innerhalb einer beliebigen Ebene liegt, wobei diese Ebene parallel zur Außenfläche der jeweiligen Seitenwand verläuft.Secondary winding 87 is directed against the winding sense of the primary winding 86 opposite. Depending on the requirement, however, the outer end of the secondary winding 87 can also be connected to the other end of the primary winding 86, so that the winding sense of the primary and the secondary winding is the same. Hereinafter, the diameter and the height of the ignition transformer 80 which is housed in the integrated gas discharge lamp 5, largely independent of its geometry and based on the dimensions of the ferrite core to be defined, for a simpler description distinguished. The height of the ignition transformer is understood to mean the distance between the two outer surfaces of the two side walls which are remote from the winding, which corresponds approximately to the sum of twice the thickness of a side wall and the width of the winding. Below the diameter of the ignition transformer 80 is understood below regardless of the shape of the side walls, the longest distance within one of the two side walls, wherein the Stecke lies within any plane, said plane being parallel to the outer surface of the respective side wall.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung besitzt der Ferritkern des Zündtransformators eine Höhe von 8 mm und einen Durchmesser von 26 mm. Dabei besitzen die Seiten- wände einen Durchmesser von 26 mm und eine Dicke von 2 mm und der Mittelkern einen Durchmesser von 11,5 mm bei einer Höhe von 6 mm. Die Sekundärwicklung besteht aus 42 Windungen einer Kaptonfolie mit 5,5 mm Breite und 55 μm Dicke auf die eine in Längsrichtung zentrierte 4 mm breite und 35 μm dicke Kupferschicht aufgebracht ist. In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung wird die Sekundärwicklung aus zwei getrennten, über einander gelegten Folien gewickelt, wobei eine 75 μm dicke Kupferfolie und eine 50 μm dicke Kaptonfolie verwendet wird. In beiden Ausführungen ist die Sekundärwicklung elektrisch leitend mit der eine Windung umfassenden Primärwicklung verbunden, wobei die Primärwicklung mit einer eine 800 V Funkenstrecke umfassenden Impulserzeugungseinheit angesteuert wird.In a particularly advantageous embodiment, the ferrite core of the ignition transformer has a height of 8 mm and a diameter of 26 mm. The side walls have a diameter of 26 mm and a thickness of 2 mm and the center core a diameter of 11.5 mm with a height of 6 mm. The secondary winding consists of 42 turns of a Kapton film 5.5 mm wide and 55 microns thick on a centered in the longitudinal direction 4 mm wide and 35 microns thick copper layer is applied. In a further particularly advantageous embodiment, the secondary winding is wound from two separate, superimposed films, wherein a 75 micron thick copper foil and a 50 micron thick Kapton foil is used. In both embodiments, the secondary winding is electrically conductive with the one turn comprehensive primary winding connected, wherein the primary winding is driven by a pulse generating unit comprising a 800 V spark gap.
Fig. 14 zeigt eine Explosionsansicht des Zündtransforma- tors 80 in einer zweiten Ausführungsform. Da die zweite Ausführungsform ähnlich zur ersten Ausführungsform des Zündtransformators 80 ist, werden im Folgenden lediglich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. Der Zündtransformator 80 in der zweiten Ausführungsform hat eine runde Form, ähnlich wie bei einer Filmspule. Durch die runde Form entfallen die Rückschlussferrite 814-816, und die Primärwicklung 86 weist eine einfachere Form auf. Die Lateral abstehenden Laschen für die mechanische Befestigung des Transformators sind hier als SMD- Laschen ausgeführt, die eine 270°-Biegung aufweisen, um die Lötstellen vor zu großen mechanischen Spannungen zu schützen. Die beiden Laschen 862, 864 zur elektrischen Kontaktierung sind in gleicher Weise ausgeführt und radial am Umfang des Zündtransformators 80 angeordnet. Der Ferritkern 82 der zweiten Ausführungsform ist dreiteilig ausgeführt, er weist einen hohlzylinderförmigen Mittelkern 821 auf, der an seinen beiden Enden von runden Platten 822 abgeschlossen wird. Die runden Platten 822 kommen zentrisch auf dem Hohlzylinder 821 zu liegen, somit ergibt sich die oben beschriebene Filmspulenform.14 shows an exploded view of the ignition transformer 80 in a second embodiment. Since the second embodiment is similar to the first embodiment of the ignition transformer 80, only the differences from the first embodiment will be described below. The ignition transformer 80 in the second embodiment has a round shape, similar to a film coil. The round shape eliminates the return ferrite 814-816, and the primary winding 86 has a simpler shape. The laterally extending tabs for the mechanical attachment of the transformer are here designed as SMD tabs, which have a 270 ° bend to protect the solder joints from excessive mechanical stresses. The two tabs 862, 864 for electrical contacting are designed in the same way and arranged radially on the circumference of the ignition transformer 80. The ferrite core 82 of the second embodiment is formed in three parts, it has a hollow cylindrical center core 821, which is completed at its two ends by round plates 822. The circular plates 822 come to lie centrally on the hollow cylinder 821, thus resulting in the above-described film coil form.
Der Hohlzylinder weist einen Schlitz 823 auf (in der Fig. nicht zu sehen) , um das Innere Ende der Sekundärwicklung 87 ins Innere des Hohlzylinders hindurchführen zu können.The hollow cylinder has a slot 823 (not visible in the figure) in order to be able to pass the inner end of the secondary winding 87 into the interior of the hollow cylinder.
Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht der zweiten Ausfüh- rungsform des Zündtransformators 80. Hier ist der Aufbau des Ferritkerns 81 gut nachzuvollziehen . In dieser An- sieht ist auch der Schlitz 823 zu erkennen, durch den das innere Ende der Sekundärwicklung 87 hindurchgeführt wird.15 shows a sectional view of the second embodiment of the ignition transformer 80. Here, the structure of the ferrite core 81 is easy to understand. In this see also the slot 823 can be seen, through which the inner end of the secondary winding 87 is passed.
Fig. 16 zeigt eine Explosionsansicht des Zündtransformators in einer dritten runden Ausführungsform mit zweiwin- diger Primärwicklung. Da die dritte Ausführungsform sehr ähnlich zur zweiten Ausführungsform des Zündtransformators 80 ist, werden im Folgenden lediglich die Unterschiede zur zweiten Ausführungsform beschrieben. In der dritten Ausführungsform weist der Zündtransformator 80 eine Primärwicklung mit zwei Windungen auf. Das Metallband der Primärwicklung 86 geht also knapp zweimal um den Zündtransformator herum. An den beiden Enden sind wiederum Laschen zur elektrischen Kontaktierung des Zündtransformators 80 angebracht, die als SMD-Variante ausgeführt sind. Die Laschen zur mechanischen Befestigung des Zündtransformators 80 fehlen in dieser Ausführungsform, der Zündtransformator 80 muss also anderweitig mechanisch fixiert werden. Dies kann zum Beispiel durch eine Einklemmung des Zündtransformators 80 bewerkstelligt werden, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Der Zündtransformator 80 ist hier zwischen den Sockel 70 und die Sockelplatte 74 geklemmt. Die Sockelplatte 74 weist hierzu einen Sockelplattendom 741 auf, eine Erhöhung auf der Sockelplatte, die den Zündtransformator 80 im eingebauten Zustand beklemmt. Der Vorteil dieser Bauweise ist die gute Entwärmung des Zündtransformators 80. Dieser kann im Betrieb sehr heiß werden, da er sehr nahe am Gasentladungslampenbrenner 50 der integrierten Gasentladungslampe 5 sitzt. Durch die thermisch gut leitfähige Sockelplatte 74 kann ein Teil der Wärme, die vom Gasentladungslampenbrenner 50 in den Zündtransformator 80 eingebracht wird, wieder abgeführt werden und der Zündtransformator 80 wirksam gekühlt werden.16 shows an exploded view of the ignition transformer in a third round embodiment with a two-turn primary winding. Since the third embodiment is very similar to the second embodiment of the ignition transformer 80, only the differences from the second embodiment will be described below. In the third embodiment, the ignition transformer 80 has a primary winding with two turns. The metal strip of the primary winding 86 thus passes almost twice around the ignition transformer. At the two ends in turn tabs for electrical contacting of the ignition transformer 80 are mounted, which are designed as an SMD variant. The tabs for mechanical attachment of the ignition transformer 80 are missing in this embodiment, the ignition transformer 80 must therefore be otherwise mechanically fixed. This can be accomplished, for example, by pinching the ignition transformer 80, as indicated in FIG. 3. The ignition transformer 80 is clamped here between the base 70 and the base plate 74. The base plate 74 has for this purpose a base plate dome 741, an increase on the base plate, which clamps the ignition transformer 80 in the installed state. The advantage of this design is the good heat dissipation of the ignition transformer 80. This can be very hot during operation because it sits very close to the gas discharge lamp burner 50 of the integrated gas discharge lamp 5. Due to the thermally highly conductive base plate 74, a part of the heat that is introduced from the gas discharge lamp burner 50 into the ignition transformer 80, be discharged again and the ignition transformer 80 are effectively cooled.
Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht des Zündtransformators 80 in einer dritten runden Ausführungsform mit zweiwindi- ger Primärwicklung. Diese Schnittansicht zeigt wiederum sehr gut den Kernaufbau des Ferritkerns 82. Der Ferritkern 82 ist wie in der zweiten Ausführungsform aus drei Teilen aufgebaut, aus einem Mittelkern 824 und zwei Platten 825, 826. Der Mittelkern 824 ist ebenfalls Hohl- zylindrisch und weist an einem Ende einen Absatz 827 auf, der in einen runden Ausschnitt der ersten Platte 825 eingreift und diese auf dem Mittelkern 824 fixiert. Eine zweite Platte 826 weist ebenfalls einen runden Ausschnitt auf, dessen Innenradius dem Außenradius des Mittelkerns 824 entspricht. Diese Platte wird nach der Montage der Sekundär- und der Primärwicklung auf dem Mittelkern aufgesteckt und dadurch fixiert. Die Platte wird soweit aufgesteckt, bis sie auf der Sekundärwicklung zu liegen kommt, um einen möglichst guten magnetischen Fluss im Zündtransformator 80 zu erreichen.17 shows a sectional view of the ignition transformer 80 in a third round embodiment with a two-winding primary winding. Again, this sectional view shows very well the core structure of the ferrite core 82. The ferrite core 82 is composed of three parts, as in the second embodiment, a center core 824 and two plates 825, 826. The center core 824 is also hollow cylindrical and has one end a shoulder 827 which engages a round cutout of the first plate 825 and fixes it on the center core 824. A second plate 826 also has a round cutout whose inner radius corresponds to the outer radius of the center core 824. This plate is attached after mounting the secondary and the primary winding on the center core and thereby fixed. The plate is plugged in until it comes to rest on the secondary winding in order to achieve the best possible magnetic flux in the ignition transformer 80.
Asymmetrischer ZündpulsAsymmetrical ignition pulse
Im Folgenden wird die Arbeitsweise des Zündgerätes der integrierten Gasentladungslampe 5 erklärt.The operation of the ignitor of the integrated gas discharge lamp 5 will be explained below.
Fig. 18a zeigt das schematische Schaltbild eines unsym- metrischen Impulszündgerätes nach dem Stand der Technik. Beim unsymmetrischen Zündgerät ist der Zündtransformator TIP in eine der Zuleitungen des Gasentladungslampenbrenners 50, der hier als Ersatzschaltbild dargestellt ist, geschaltet. Dies hat einen Zündpuls zur Folge, der vom Massebezugspotential, das meistens mit der anderen Zulei- tung des Gasentladungslampenbrenners verbunden ist, nur in eine , Richtung' eine Spannung erzeugt; es wird also entweder ein gegenüber dem Massebezugspotential positiver Spannungspuls oder ein gegenüber dem Massebezugspotential negativer Spannungspuls erzeugt. Die Funktionsweise eines unsymmetrischen Impulszündgerätes ist weithin bekannt und soll hier nicht weiter erläutert werden. Die unsymmetrische Spannung ist für einseitig gesockelte Lampen gut geeignet, da die Zündspannung lediglich an einer der beiden Gasentladungslampenbrennerelektroden anliegt.FIG. 18 a shows the schematic circuit diagram of an asymmetrical pulse ignition device according to the prior art. In the case of the asymmetrical ignitor, the ignition transformer T IP is connected to one of the supply lines of the gas discharge lamp burner 50, which is shown here as an equivalent circuit diagram. This results in a firing pulse, which depends on the ground reference potential, which is usually with the other Zulei- tion of the gas discharge lamp burner, generates only in one 'direction' a voltage; In other words, either a voltage pulse which is positive with respect to the ground reference potential or a voltage pulse which is negative with respect to the ground reference potential is generated. The operation of an unbalanced pulse ignition device is well known and will not be explained further here. The unbalanced voltage is well suited for single-ended lamps, as the ignition voltage is applied only to one of the two gas discharge lamp burner electrodes.
Hierfür wird regelmäßig die sockelnahe Elektrode gewählt, da sie nicht berührbar ist und somit bei einer unsachgemäßen Nutzung kein Gefährdungspotential für den Menschen darstellt. Am üblicherweise offen geführten Rückleiter liegt keine für den Menschen gefährliche Spannung an, somit gewährleistet eine mit einem unsymmetrischen Zündgerät betriebene Lampe eine gewisse Sicherheit. Das unsymmetrische Zündgerät weist jedoch den Nachteil auf, die komplette Zündspannung an eine Gasentladungslampen- elektrode anzulegen. Damit steigen die Verluste durch Koronaentladungen und andere durch die Hochspannung bedingten Effekte. Dies bedeutet, dass nur ein Teil der erzeugten Zündspannung wirklich am Gasentladungslampenbrenner 50 anliegt. Es muss somit eine höhere Zündspan- nung erzeugt werden als notwendig, was aufwendig und teuer ist.For this purpose, the pedestal near electrode is chosen regularly, since it is not touchable and thus in case of improper use is no hazard to humans. At the normally open guided return conductor is not dangerous for humans voltage, thus ensuring a powered with a single-ended ignitor lamp ensures a certain security. However, the asymmetrical ignitor has the disadvantage of applying the complete ignition voltage to a gas discharge lamp electrode. This increases the losses due to corona discharges and other effects caused by the high voltage. This means that only part of the generated ignition voltage is actually applied to the gas discharge lamp burner 50. Thus, a higher ignition voltage must be generated than necessary, which is complicated and expensive.
Fig. 18b zeigt das schematische Schaltbild eines symmetrischen Impulszündgerätes nach dem Stand der Technik. Das symmetrische Impulszündgerät weist einen Zündtransforma- tor TIP auf, der zwei Sekundärwicklungen besitzt, die zusammen mit der Primärwicklung magnetisch gekoppelt sind. Die beiden Sekundärwicklungen sind so orientiert, dass sich die erzeugte Spannung beider Sekundärwicklungen an der Lampe aufaddiert. Damit ist die Spannung in etwa hälftig auf die beiden Gasentladungslampenelektroden verteilt.Fig. 18b shows the schematic diagram of a symmetrical Impulszündgerätes according to the prior art. The symmetrical pulse ignition device has an ignition transformer T IP , which has two secondary windings, which are magnetically coupled together with the primary winding are. The two secondary windings are oriented so that the generated voltage of both secondary windings adds to the lamp. Thus, the voltage is distributed in about half of the two gas discharge lamp electrodes.
Wie oben schon erwähnt, verringern sich damit die Verluste durch Koronaentladungen und andere parasitäre Effekte. Die Ursache für die i. A. höhere Zündspannung bei der symmetrischen Impulszündung wird erst bei einer näheren Betrachtung der parasitären Kapazitäten ersichtlich. Dazu wird das Lampenersatzschaltbild des Gasentladungslampenbrenners 50 in Fig. 18b betrachtet. Ein großer, wenn nicht sogar der größte Anteil der parasitären Lampenkapazität CLa wird nicht durch die Lampe selbst, sondern durch die Verbindung zwischen Lampe und Zündeinheit verursacht, beispielsweise durch die Lampenleitungen. Diese besitzen jedoch nicht nur parasitäre Kapazitäten von Leiter zu Leiter, sondern auch zwischen Leiter und Umgebung. Geht man vereinfachend von einer Beschreibung mit konzentrierten Energiespeichern aus, lassen sich die parasitären Kapazitäten zwischen den beiden Leitern bzw. den beiden Gasentladungslampenelektrode zu CLa,2 zusammenfassen, wie in Fig. 18b gezeigt. Die jeweils zwischen Leiter und Umgebung vorhandenen parasitären Kapazitäten werden durch CLa,i bzw. CLa,3 modelliert. Im Folgenden wird das Potential der Umgebung, beispielsweise des Gehäuses, als räumlich konstant angesehen und durch das Erdungssymbol dargestellt, auch wenn dies nicht mit dem PE bzw. PEN im Sinne eines Niederspannungsnetzes übereinstimmen muss. Darüber hinaus soll von einem symmetrischen Aufbau und damit von CLa,i = CLa,3 ausgegangen werden. Die parasitäre Lampenkapazität ergibt sich nach dem erweiterten Ersatzschaltbild zu CLa,2 + 1/2 CLa,i-As mentioned above, the losses are reduced by corona discharges and other parasitic effects. The cause of the i. A. Higher ignition voltage in the case of symmetrical pulse ignition is only apparent after a closer look at the parasitic capacitances. For this purpose, the lamp equivalent circuit diagram of the gas discharge lamp burner 50 is considered in FIG. 18b. A large, if not the largest portion of the parasitic lamp capacitance C La is not caused by the lamp itself, but by the connection between the lamp and the ignition unit, for example by the lamp lines. However, these not only have parasitic capacitances from conductor to conductor, but also between conductor and environment. Assuming a simplification of a description with concentrated energy storage, the parasitic capacitances between the two conductors and the two gas discharge lamp electrode to C La , 2 summarize, as shown in Fig. 18b. The respective parasitic capacitances present between the conductor and the environment are modeled by C La , i and C La , 3 , respectively. In the following, the potential of the environment, for example of the housing, is regarded as spatially constant and represented by the grounding symbol, even if this does not have to match the PE or PEN in the sense of a low-voltage network. In addition, it should be assumed that a symmetrical structure and thus of C La , i = C La , 3. The parasitic Lamp capacity results according to the extended equivalent circuit diagram C La , 2 + 1/2 C La , i-
Der Unterschied zwischen der unsymmetrischen Impulszündung und der symmetrischen Impulszündung wird deutlich, wenn man berücksichtigt, dass auch der Wandler sowie die Zündeinheit parasitäre Kapazitäten gegenüber der Umgebung aufweisen. Diese werden teilweise absichtlich erhöht (z. B. Netzfilter) und sind im Allgemeinen wesentlich größer als die oben betrachteten parasitären Kapazitäten der Lampe gegenüber der Umgebung, und daher kann vereinfachend für die Betrachtung der Zündung von einer auf Umgebungspotential befindlichen Elektronik ausgegangen werden. Unter Vernachlässigung der Spannung UW sind damit im Fall der unsymmetrischen Zündung CLa,i und CLa,2 auf die Zündspannung aufzuladen, wohingegen bei der symmetrischen Zündung CLa,2 auf die Zündspannung und CLa,i sowie CLa,3 jeweils auf die halbe Zündspannung aufzuladen sind. Unter der Annahme eines symmetrischen Aufbaus, d.h. CLa,i = CLa,3, ist damit für die Aufladung der parasitären Kapazi- täten bei der symmetrischen Impulszündung weniger Energie erforderlich als für die unsymmetrische Variante. Im Extremfall CLa,i = CLa,3 >> CLa,2 hat die Zündeinheit nach Fig. 18a, verglichen mit der nach Fig. 18b, nahezu die doppelte Energie bereit zu stellen.The difference between the unbalanced pulse ignition and the symmetrical pulse ignition is clear, taking into account that the converter and the ignition unit also have parasitic capacitances with respect to the environment. These are in part intentionally increased (eg, line filters) and are generally much larger than the parasitic capacitances of the lamp as viewed above with respect to the environment, and therefore, for simplicity, consideration can be given to ignition from ambient potential electronics. Neglecting the voltage UW, in the case of the asymmetrical ignition C La , i and C La , 2 are therefore charged to the ignition voltage, whereas in the case of the symmetrical ignition C La , 2 to the ignition voltage and C La , i and C La , 3 respectively are to be charged half the ignition voltage. Assuming a symmetrical structure, ie C La , i = C La , 3, less energy is required for the charging of the parasitic capacitances in the symmetric pulse ignition than for the asymmetrical variant. In the extreme case C La , i = C La , 3 >> C La , 2, the ignition unit according to Fig. 18a, compared with that of Fig. 18b, to provide almost twice the energy.
Ein weiterer Vorteil der symmetrischen Zündung liegt in der geringeren erforderlichen Isolationsfestigkeit gegenüber der Umgebung, da die auftretenden Spannungen Uisoi,i und Uisoi,2 nur den halben Wert im Vergleich zur Spannung Uisoi im Fall der unsymmetrischen Zündung aufweisen. Dies zeigt zugleich den Nachteil der symmetrischen Impulszündung und den Grund dafür, weshalb sie häufig nicht einge- setzt werden kann: Im Fall der symmetrischen Zündung führen beide Lampenanschlüsse Hochspannung, was oftmals aus Sicherheitsgründen unzulässig ist, da bei vielen Lampen- bzw. Sockelkonstruktionen einer der beiden Lam- penanschlüsse, üblicherweise der Lampenferne, der dann als „Lampenrückleiter" bezeichnet wird, berührt werden kann .Another advantage of the symmetrical ignition is the lower required insulation resistance to the environment, since the occurring voltages Ui so i, i and Ui so i, 2 have only half the value compared to the voltage Ui so i in the case of asymmetrical ignition. This also shows the disadvantage of symmetrical impulse ignition and the reason why they are often not In the case of symmetrical ignition, both lamp terminals carry high voltage, which is often inadmissible for safety reasons, since in many lamp or base constructions one of the two lamp terminals, usually the lamp remote, which is then referred to as "lamp back", touched can be .
Dies zeigt, dass das symmetrische Zündverfahren optimal für zweiseitig gesockelte Gasentladungslampen geeignet ist, die schon vom mechanischen Aufbau her symmetrisch ausgelegt sind. Bei einer einseitig gesockelten Gasentladungslampe besteht, wie vorher schon erwähnt, das Problem der Zündspannung, die an der offenen, vom Benutzer erreichbaren sockelfernen Gasentladungslampenelektrode anliegt. Ein weiteres Problem ist die an der sockelfernen Gasentladungslampenelektrode anliegende Spannung bezüglich des Potentials des Reflektors. Der Reflektor, in den die Gasentladungslampe eingebaut ist, ist üblicherweise geerdet. Somit liegt im Zündmoment eine hohe Spannung zwischen dem Rückleiter der sockelfernen Elektrode und dem Reflektor an. Dies kann zu Überschlägen auf den Reflektor führen, die Fehlfunktionen zur Folge haben. Aus diesen Gründen ist eine symmetrische Zündung für einseitig gesockelte Gasentladungslampen ungeeignet.This shows that the symmetrical ignition method is optimally suited for double-ended gas discharge lamps, which are designed to be symmetrical in terms of mechanical design. In a single ended gas discharge lamp, as previously mentioned, there is the problem of ignition voltage applied to the open user-reachable gas discharge lamp electrode. Another problem is the voltage applied to the remote base gas discharge lamp electrode voltage with respect to the potential of the reflector. The reflector in which the gas discharge lamp is installed is usually grounded. Thus, a high voltage between the return conductor of the base remote electrode and the reflector is in the ignition. This can lead to flashovers on the reflector, resulting in malfunction. For these reasons, symmetrical ignition is unsuitable for single capped gas discharge lamps.
Darüber hinaus ist anzumerken, dass der Isolationsaufwand nichtlinear mit der zu isolierenden Spannung ansteigt. Bedingt durch nichtlineare Effekte in Isolierstoffen muss typischerweise bei einer Verdoppelung der Spannung der Abstand zwischen zwei Leitern mehr verdoppelt werden um keinen Überschlag/Durchschlag zu erhalten. Neben dem oben betrachteten, rein kapazitiven Verhalten der Umgebung bzw. der beteiligten Isolierstoffe, kann, ab einer bestimmten Spannung bzw. den sich ergebenden Feldstärken in den Isolierstoffen sowie an deren Grenzflä- chen, eine Wirkleistungsumsetzung in den Isolierstoffen z.B. durch Koronaentladungen, Teilentladungen etc. nicht mehr vernachlässigt werden. In den obigen Ersatzschaltbildern sind parallel zu den Kapazitäten zusätzliche nichtlineare Widerstände zu ergänzen. Auch unter diesem Aspekt ist die symmetrische Impulszündung der unsymmetrischen vorzuziehen.In addition, it should be noted that the insulation effort increases non-linearly with the voltage to be isolated. Due to non-linear effects in insulating materials, when the voltage is doubled, the distance between two conductors typically has to be doubled more in order to avoid flashover. In addition to the above-considered, purely capacitive behavior of the environment or the insulating materials involved, can, from a certain voltage or the resulting field strengths in the insulating materials and at their Grenzflä- chen, a real power conversion in the insulating materials eg by corona discharges, partial discharges, etc. no longer be neglected. In the above equivalent circuit diagrams, additional non-linear resistors are to be added parallel to the capacitances. From this point of view, too, the symmetrical pulse ignition is preferable to the unbalanced one.
Abschließend sei die Beobachtung angeführt, dass ab einer bestimmten Spannungsbelastung des Isolierstoffes dieser erheblich schneller altert und daher im Fall einer ge- ringfügigen Spannungsreduktion bereits mit einer deutlich erhöhten Lebensdauer gerechnet werden kann.Finally, the observation should be made that, after a certain stress load of the insulating material, it ages considerably faster and, in the case of a slight reduction in stress, a significantly longer service life can therefore already be expected.
Einen guten Kompromiss, der die Vorteile beider Zündverfahren in sich vereint, stellt die asymmetrische Impulszündung dar, wie sie in Fig. 19 in schematischer Darstel- lung zu sehen ist. Sie besitzt einen ähnlichen Aufbau wie eine symmetrische Zündung, allerdings besitzen die beiden Sekundärwicklungen unterschiedlich große Windungszahlen. Der Nachteil des symmetrischen Zündverfahrens ist ja vor allem, dass ein versehentliches Berühren des Rückleiters während der Zündung und damit die Berührung eines hochspannungsführenden Metallteils durch den Anwender nicht ausgeschlossen werden kann. Bei der integrierten Gasentladungslampe 5, die die oben beschriebene Scheinwerferschnittstelle nach Fig. 5 aufweist, kann dies ausge- schlössen werden, da die Spannungsversorgung der Elektronik erst mit dem Einsetzen in den Scheinwerfer erfolgt. Somit ist es unmöglich, bei intaktem Scheinwerfer den Rückleiter der sockelfernen Elektrode zu berühren, wenn er Spannung führt. Wie oben schon erwähnt, ist eine symmetrische Zündung auch hier nicht möglich, da Über- schlage auf den üblicherweise geerdeten Reflektor befürchtet werden müssen. Es wird daher eine asymmetrische Zündung vorgeschlagen, die z.B. Η der Zündspannung auf die sockelnahe Elektrode gibt, und z.B. 1^ der Zündspannung auf die sockelferne Elektrode. Das genaue Spannungs- Verhältnis zwischen den Elektroden des Gasentladungslampenbrenners 50, also der der sockelnahen ersten Lampenelektrode und der sockelfernen zweiten Lampenelektrode hängt dabei von vielen Faktoren, der Lampengröße und der Sockelkonstruktion ab. Das Spannungsverhältnis zwischen der sockelnahen ersten Lampenelektrode und der sockelfernen zweiten Lampenelektrode kann dabei von 22:1 bis zu 5:4 reichen. Über der Rückleiter-Sekundärwicklung IPSR des Zündtransformators TΣP werden bevorzugt Spannungen von 2..8 kV erzeugt, und über der Hinleiter- Sekundärwicklung IPSH des Zündtransformators TΣP werden bevorzugt Spannungen von 23..17 kV erzeugt. Damit ergeben sich bevorzugte Übersetzungsverhältnisse zwischen den beiden Sekundärwicklungen ungleich 1, nämlich niPSR : niPSH = 2:23 ... 8:17. Dies kann auch als Gleichung nIPSR = 0, 04..0, 8*nIPSH ausgedrückt werden. Damit ist der Aufbau zwar dem eines symmetrischen Zünders ähnlich, allerdings sind die Sekundärwicklungen nicht gleichmäßig verteilt.A good compromise, which combines the advantages of both ignition methods in itself, is the asymmetric pulse ignition, as can be seen in Fig. 19 in a schematic representation. It has a similar structure as a symmetrical ignition, but the two secondary windings have different numbers of turns. The disadvantage of the symmetrical ignition method is, above all, that an accidental contact with the return conductor during ignition and thus the contact of a high-voltage-carrying metal part by the user can not be excluded. In the case of the integrated gas discharge lamp 5, which has the above-described headlight interface according to FIG. 5, this can be ruled out since the power supply of the electronics does not take place until it has been inserted into the headlight. Thus, it is impossible to touch the return conductor of the remote base electrode with intact headlight when it leads to voltage. As already mentioned above, a symmetrical ignition is not possible here as well, since surges on the usually grounded reflector must be feared. It is therefore proposed an asymmetric ignition, for example, Η the ignition voltage on the base near the electrode, and eg 1 ^ the ignition voltage to the base remote electrode. The exact voltage ratio between the electrodes of the gas discharge lamp burner 50, that is, the socket near the first lamp electrode and the socket remote second lamp electrode depends on many factors, the lamp size and the base construction. The voltage ratio between the sockelahen first lamp electrode and the sockelfernen second lamp electrode can range from 22: 1 to 5: 4. On the return conductor secondary winding of the ignition transformer T IPSR ΣP voltages from 2..8 kV are preferably generated, and the Hinleiter- secondary winding of the ignition transformer T IPSH ΣP voltages of 23..17 kV are preferably generated. This results in preferred transmission ratios between the two secondary windings not equal to 1, namely ni PSR : ni PSH = 2:23 ... 8:17. This can also be expressed as the equation n IPSR = 0, 04..0, 8 * n IPSH . Thus, the structure is similar to that of a symmetrical igniter, but the secondary windings are not evenly distributed.
Die Zahl der Primärwindungen np des Zündtransformators TΣP liegt dabei bevorzugt zwischen 1 und 4, die Summe der Windungszahlen beider Sekundärwicklungen IPSH und IPSR liegt bevorzugt zwischen 40 und 380. Die Impulszündeinheit Z in Fig. 19 ist aus dem Stand der Technik weithin bekannt und wird hier somit nicht näher erläutert. Sie besteht dabei aus mindestens einem Kondensator, welcher über ein Schaltelement an die Primärwick- lung des Zündtransformators geschaltet wird. Dabei wird bevorzugt ein Schaltelement mit einer Nenn- Auslösespannung zwischen 350V und 1300V verwendet. Dies kann eine Schaltfunkenstrecke oder ein Thyristor mit entsprechender Ansteuerschaltung sein. In der vorliegen- den ersten Ausführungsform besitzt der Zündtransformator TIP ein Übersetzungsverhältnis niPP: nipSR: niPSH von 1:50:150 Windungen, der mit einer Zündeinheit Z basierend auf einer 400 V Funkenstrecke, das heißt mit einer Funkenstrecke mit einer nominellen Auslösespannung von 400 V, betrieben wird. Der Zündtransformator TΣP liefert an der sockelfernen Elektrode des Gasentladungslampenbrenners 50 eine Spitzenspannung von +5 kV gegen Erde und an der sockelnahen Elektrode des Gasentladungslampenbrenners 50 eine Spitzenspannung von -15 kV gegen Erde.The number of primary windings n p of the ignition transformer T ΣP is preferably between 1 and 4, the sum of the number of turns of both secondary windings IPSH and IPSR is preferably between 40 and 380. The pulse ignition unit Z in FIG. 19 is well known from the prior art and will therefore not be explained in detail here. It consists of at least one capacitor, which is connected via a switching element to the primary winding of the ignition transformer. In this case, a switching element with a nominal tripping voltage between 350V and 1300V is preferably used. This can be a switching spark gap or a thyristor with a corresponding drive circuit. In the present first embodiment, the ignition transformer T IP has a transmission ratio ni PP : nip SR : ni PSH of 1: 50: 150 turns, with an ignition unit Z based on a 400 V spark gap, ie with a nominal spark gap Trigger voltage of 400 V, is operated. The ignition transformer T ΣP supplies a peak voltage of +5 kV to earth at the non-pedestal electrode of the gas discharge lamp burner 50 and a peak voltage of -15 kV to ground at the base near the electrode of the gas discharge lamp burner 50.
In einer weiteren zweiten Ausführungsform ist der Zündtransformator mit einem Übersetzungsverhältnis von 3:50:100 Windungen ausgeführt, und wird mit einer Zündeinheit Z basierend auf einer 800 V Funkenstrecke betrieben. Dieser liefert an der sockelfernen Elektrode des Gasentladungslampenbrenners 50 eine Spitzenspannung von - 8 kV gegen Erde und an der sockelnahen Elektrode des Gasentladungslampenbrenners 50 eine Spitzenspannung von +16 kV gegen Erde.In a further second embodiment, the ignition transformer is implemented with a gear ratio of 3: 50: 100 turns, and is operated with an ignition unit Z based on an 800 V spark gap. This supplies a peak voltage of -8 kV to earth at the base-remote electrode of the gas-discharge lamp burner 50 and a peak voltage of +16 kV to ground at the base-near electrode of the gas-discharge lamp burner 50.
Fig. 20 zeigt das schematische Schaltbild einer erweiter- ten Schaltung der integrierten Gasentladungslampe 5. Hier sind eine oder zwei nichtsättigende Drosseln LNSi und LNS2 jeweils zwischen das hochspannungsführende Ende jeweils einer Sekundärwicklung und dem jeweiligen Brenneran- schluss geschaltet, um Störimpulse mit hohen Spannungsspitzen (sogenannte Glitches) zu verhindern. Dabei werden Induktivitätswerte von 0,5uH bis 25uH, vorzugsweise von IuH bis 8uH verwendet. Darüber hinaus kann direkt parallel zum Gasentladungslampenbrenner und somit zwischen den Gasentladungslampenbrenner und die nichtsättigenden Drosseln ein hochspannungsfester Kondensator CB (ein sogenannter „Brenner-Kondensator") geschaltet werden.FIG. 20 shows the schematic circuit diagram of an extended circuit of the integrated gas discharge lamp 5. Here, one or two non-saturating inductors L NS i and L NS 2 are shown each switched between the high-voltage end of each of a secondary winding and the respective Brenneran- circuit to prevent glitches with high voltage spikes (so-called glitches). Inductance values of 0.5uH to 25uH, preferably of 1uH to 8uH are used. In addition, a high-voltage-resistant capacitor C B (a so-called "burner capacitor") can be connected directly in parallel with the gas discharge lamp burner and thus between the gas discharge lamp burner and the non-saturating reactor.
Dieser besitzt üblicherweise eine Kapazität kleiner 22pF um den Zündimpuls nicht zu stark zu bedampfen. Vorzugsweise weist er eine Kapazität zwischen 3pF und 15pF auf. Der Kondensator kann konstruktiv durch eine entsprechende Anordnung und Ausgestaltung der umspritzen Lampenstromzu- führungen beispielsweise in Form von Platten realisiert werden. Der Kondensator hat zwei positive Einflüsse: Zum einen ist er für das EMV-Verhalten der Lampe von Vorteil, da hochfrequente Störungen die durch die Lampe erzeugt werden direkt am Ort der Entstehung kurzgeschlossen werden, zum anderen gewährleistet er einen niederohmige- ren Durchbruch des Brenners, was insbesondere eine Übernahme durch die Betriebsschaltung 20 erleichtert.This usually has a capacity of less than 22pF in order not to steam the ignition pulse too much. Preferably, it has a capacity between 3pF and 15pF. The capacitor can be structurally realized by a corresponding arrangement and design of the encapsulated Lampenstromzu- guides, for example in the form of plates. The capacitor has two positive influences: on the one hand, it is advantageous for the EMC behavior of the lamp since high-frequency disturbances which are generated by the lamp are short-circuited directly at the place of formation, on the other hand it ensures a lower-resistance breakthrough of the burner, which facilitates in particular a takeover by the operating circuit 20.
Mittels eines Rückschluss-Kondensators CRS, mit einem Kapazitätswert, der vorzugsweise zwischen 68pF und 22nF liegt, wird für die durch den Zündtransformator TΣP erzeugten sehr schnellen Pulse ein Abschluss des Impulszünders gegenüber dem EVG erreicht, der eine sehr niedrige Impedanz aufweist. Dadurch liegen die erzeugten Hochspan- nungszündimpulse in sehr guter Näherung vollständig amBy means of a conclusion capacitor C RS , with a capacitance value which is preferably between 68pF and 22nF, for the very fast pulses generated by the ignition transformer T ΣP a termination of the pulse igniter is achieved with respect to the ECG, which has a very low impedance. As a result, the generated high-voltage ignition pulses are fully absorbed in a very good approximation
Brenner an. Der Rückschluss-Kondensator CRS bildet zusam- men mit einer Rückleiterdrossel LR einen Tiefpass. Dieser wirkt elektromagnetischen Störungen entgegen und schützt den EVG-Ausgang vor unzulässig hohen Spannungen. Die erweiterte Schaltung weist ebenfalls eine stromkompen- sierte Drossel LSκ auf, die ebenfalls elektromagnetischen Störungen entgegen wirkt. Eine Suppressordiode DTr, auch Klemmdiode genannt, begrenzt die aufgrund des Zündvorgangs an der Betriebsschaltung 20 entstehende Spannung und schützt somit den Ausgang der Betriebsschaltung 20.Burner on. The inference capacitor C RS forms together men with a return conductor choke L R a low pass. This counteracts electromagnetic interference and protects the ECG output from excessive voltages. The extended circuit also has a current-compensated inductor L S κ, which also counteracts electromagnetic interference. A suppressor diode D Tr , also called a clamping diode, limits the voltage generated at the operating circuit 20 due to the ignition process and thus protects the output of the operating circuit 20.
Der Gasentladungslampenbrenner 50 der integrierten Gasentladungslampe 5 wird mittels einer Metallklammer 52 und vier Halteblechen 53 am Sockel 70 befestigt (siehe z.B. Fig. 1) . Wie in Fig. 20 schon angedeutet, wird nun diese Metallklammer 52 geerdet, d.h. bei einer integrierten Gasentladungslampe für Automobile z.B. auf Karosseriemasse gelegt. Durch die Erdung der Metallklammer wird ein Überschlag von der Metallklammer zum Scheinwerfer sicher unterbunden, da sich beide Teile auch während der Zündung auf demselben Potenzial befinden. Weiterhin wird durch die Erdung der Metallklammer eine besonders gute kapazitive Kopplung zu einer auf dem Gasentladungslampenbren- nergefäß befindlichen Zündhilfsbeschichtung hergestellt. Solche Zündhilfsbeschichtungen werden bei Hochdruckentla- dungslampenbrennern oftmals aufgebracht, um die hohen Zündspannungen zu senken. Diese Maßnahme erhöht die zündspannungssenkende Eigenschaft der auf dem Gasentla- dungslampenbrennergefäß befindlichen Zündhilfsbeschichtung. Besonders Vorteilhaft ist es, wenn der kapazitive Einfluss der Metallklammer auf den Gasentladungslampen- brenner (gegebenenfalls inklusive seiner Zündhilfsbe- schichtung) erhöht wird. Hierzu werden weitere elektrisch leitende Teile galvanisch oder kapazitiv an der Metallklammer angekoppelt. Dadurch ergibt sich eine Art „dritte Elektrode", welche aus mehreren „miteinander gekoppelten Einzelelektroden" besteht und einseitig geerdet ist. Beispielsweise kann diese dritte Elektrode neben derThe gas discharge lamp burner 50 of the integrated gas discharge lamp 5 is fastened to the base 70 by means of a metal clip 52 and four retaining plates 53 (see, for example, FIG. 1). As already indicated in FIG. 20, this metal clip 52 is now grounded, ie, laid in an integrated gas discharge lamp for automobiles, for example, on body ground. The earthing of the metal clamp reliably prevents a flashover from the metal clamp to the headlight, since both parts are at the same potential during ignition. Furthermore, the earthing of the metal clip produces a particularly good capacitive coupling to an ignition auxiliary coating located on the gas discharge lamp burner vessel. Such primer coatings are often applied to high pressure discharge lamp burners to reduce the high ignition voltages. This measure increases the ignition voltage lowering property of the ignition assist coating located on the gas discharge lamp burner vessel. It is particularly advantageous if the capacitive influence of the metal clip on the gas discharge lamp burner (possibly including its Zündhilfsbe- coating) is increased. For this purpose, more electric conductive parts galvanically or capacitively coupled to the metal bracket. This results in a kind of "third electrode", which consists of several "coupled together individual electrodes" and is grounded on one side. For example, this third electrode in addition to the
Metallklammer zusätzlich eine metallische Beschichtung 54 auf dem Außenkolben umfassen, wie dies in Fig. 21 angedeutet ist. Die Beschichtung kann dabei auf der Außenseite und/oder auf der Innenseite des Außenkolbens aufge- bracht sein. Die Beschichtung besteht aus elektrisch leitfähigem beispielsweise metallischem Material und ist vorzugsweise in einem Streifen parallel zum Rückleiter angebracht. Dadurch tritt die metallische Beschichtung 54 optisch nicht in Erscheinung und zudem ergibt sich ein minimaler Abstand und damit eine maximale Koppelkapazität zur Zündhilfsbeschichtung auf dem Brennergefäß. Die Beschichtung auf dem Außenkolben kann kapazitiv oder galvanisch an die Metallklammer angekoppelt sein. Für eine galvanische Kopplung ist es besonders vorteilhaft wenn die elektrische Kontaktierung der äußeren Beschichtung mit der Metallklammer durch das Fixieren des Brenners in der Metallklammer erfolgt, was ohne zusätzliche Mehraufwand durch eine gängige Montagetechnik nach dem Stand der Technik realisiert werden kann. Die Beschich- tung erstreckt sich vorzugsweise über 1% bis 20% des Außenkolbenumfangs .Metal clip additionally comprise a metallic coating 54 on the outer bulb, as indicated in Fig. 21. The coating can be applied to the outside and / or on the inside of the outer bulb. The coating consists of electrically conductive, for example, metallic material and is preferably mounted in a strip parallel to the return conductor. As a result, the metallic coating 54 does not appear optically and, moreover, there is a minimum distance and thus a maximum coupling capacity for the auxiliary ignition coating on the burner vessel. The coating on the outer bulb may be capacitively or galvanically coupled to the metal clip. For a galvanic coupling, it is particularly advantageous if the electrical contacting of the outer coating with the metal clip takes place by fixing the burner in the metal clip, which can be realized without additional overhead by a common assembly technique according to the prior art. The coating preferably extends over 1% to 20% of the outer envelope circumference.
Die positive Wirkung der geerdeten Metallklammer auf die Zündspannung einer Gasentladungslampe entsteht durch folgenden physikalischen Zusammenhang: Dadurch dass bei einem geerdeten Metallklammer und einer asymmetrischen Impulszündung zwischen der Metallklammer und beiden Gasentladungslampenelektroden eine hohe Spannung anliegt, wird in der Nähe beider Gasentladungslampenelektroden eine dielektrisch behinderte Entladung im Außenkolben begünstigt. Die dielektrisch behinderte Entladung im Außenkolben begünstigt einen Durchschlag im Brennergefäß. Dieser wird durch das UV-Licht begünstigt, welches bei der dielektrisch behinderten Entladung entsteht und durch das Brennergefäß kaum absorbiert wird, und an den Elektroden sowie im Entladungsraum die Erzeugung freier La- dungsträger begünstigt und somit die Zündspannung reduziert .The positive effect of the grounded metal clamp on the ignition voltage of a gas discharge lamp is due to the following physical context: the fact that with a grounded metal clamp and an asymmetric pulse ignition between the metal clamp and both Gas discharge lamp electrodes is applied a high voltage, a dielectrically impeded discharge in the outer bulb is favored in the vicinity of both gas discharge lamp electrodes. The dielectrically impeded discharge in the outer bulb favors a breakdown in the burner vessel. This is promoted by the UV light, which arises in the dielectrically impeded discharge and is hardly absorbed by the burner vessel, and favors the generation of free charge carriers at the electrodes and in the discharge space and thus reduces the ignition voltage.
Die Metallklammer und die Referenzebene zum Reflektor der integrierten Gasentladungslampe 5 können aus einem Metallteil bestehen, welches entsprechende Anker besitzt, die durch Kunststoff umspritzt werden und eine gute mechanische Verbindung zum Sockel 70 sicherstellen. Die Erdung der Metallklammer erfolgt dann automatisch durch das Einsetzen der Lampe in den Reflektor respektive in den Scheinwerfer. Dies macht die Referenzebene nun robus- ter gegenüber mechanischer Abnutzung, was bedingt durch das erhöhte Gewicht einer integrierten Gasentladungslampe 5, vorteilhaft ist. Die Ausbildung nach dem Stand der Technik sieht nur ein Kunststoff-Spritzgussteil als Referenzebene vor.The metal bracket and the reference plane to the reflector of the integrated gas discharge lamp 5 may consist of a metal part, which has corresponding armature, which are encapsulated by plastic and ensure a good mechanical connection to the base 70. The grounding of the metal clip is then carried out automatically by inserting the lamp in the reflector respectively in the headlight. This makes the reference plane now more robust against mechanical wear, which is advantageous due to the increased weight of an integrated gas discharge lamp 5. The training according to the prior art provides only a plastic injection molded part as a reference plane.
In einer bevorzugten Ausbildung der integrierten Gasentladungslampe 5 besteht der Sockel aus 2 Teilen. Einem ersten Teil mit einem bereits justiertem Gasentladungslampenbrenner 50, der mittels der Metallklammer 52, und den Halteblechen 53 in einen Sockel aus Kunststoff einge- bettet ist, der wie oben beschrieben eine metallverstärkte Referenzebene aufweist. Dieses erste Teil wird mit einem zweiten Teil verbunden, welches die Zünd- und Betriebselektronik enthält. Die Verbindungen für die Lampe sowie die Stromzuführungen können durch Schweißen, Löten, oder durch eine mechanische Verbindung wie einem Steckkontakt oder einem Schneidklemmkontakt bewerkstelligt werden.In a preferred embodiment of the integrated gas discharge lamp 5, the base consists of 2 parts. A first part with an already adjusted gas discharge lamp burner 50, which is embedded by means of the metal bracket 52, and the retaining plates 53 in a base made of plastic, which has a metal-reinforced reference plane as described above. This first part is with connected to a second part, which contains the ignition and operating electronics. The connections for the lamp as well as the power supply lines can be accomplished by welding, soldering, or by a mechanical connection such as a plug contact or an insulation displacement contact.
Fig. 21 zeigt einen Gasentladungslampenbrenner 50, der im Folgenden beschrieben wird. Der Gasentladungslampenbrenner 50 ist bevorzugt ein quecksilberfreier Gasentladungs- lampenbrenner, es kann jedoch ebenfalls ein quecksilberhaltiger Gasentladungslampenbrenner verwendet werden. Der Gasentladungslampenbrenner 50 beherbergt ein gasdicht verschlossenes Entladungsgefäß 502, in dem Elektroden 504 und eine ionisierbare Füllung zwecks Erzeugung einer Gasentladung eingeschlossen sind, wobei die ionisierbare Füllung vorzugsweise als quecksilberfreie Füllung ausgebildet ist, die Xenon und Halogenide der Metalle Natrium, Scandium, Zink und Indium umfasst, und das Gewichtsverhältnis der Halogenide von Zink und Indium im Bereich von 20 bis 100, vorzugsweise bei 50, liegt und wobei derFig. 21 shows a gas discharge lamp burner 50 which will be described below. The gas discharge lamp burner 50 is preferably a mercury-free gas discharge lamp burner, however, a mercury-containing gas discharge lamp burner may also be used. The gas discharge lamp burner 50 accommodates a gas-tight discharge vessel 502 in which electrodes 504 and an ionizable filling are enclosed for generating a gas discharge, wherein the ionizable filling is preferably formed as a mercury-free filling comprising xenon and halides of the metals sodium, scandium, zinc and indium , and the weight ratio of the halides of zinc and indium in the range of 20 to 100, preferably 50, and wherein the
Kaltfülldruck des Xenongases im Bereich von 1,3 Megapas- cal bis 1,8 Megapascal liegt. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Abnahme des Lichtstroms mit der Betriebsdauer des Gasentladungslampenbrenners 50 und die Zunahme der Brennspannung des Gasentladungslampenbrenners 50 mit ihrer Betriebsdauer verringert werden können. Das heißt, der Gasentladungslampenbrenner 50 besitzt im Vergleich zu einem Gasentladungslampenbrenner gemäß dem Stand der Technik eine verbesserte Lichtstrom-Maintenance und zeigt, aufgrund des geringeren Brennspannungsanstiegs über die Betriebsdauer, eine längere Lebensdauer. Außer- dem zeigt der Gasentladungslampenbrenner 50 über seine Betriebsdauer nur eine geringe Verschiebung des Farbortes des von ihm emittierten Lichts. Insbesondere wandert der Farbort nur innerhalb der gemäß der ECE Regel 99 erlaub- ten Grenzen. Sowohl der vergleichsweise hohe Kaltfülldruck des Xenons als auch der vergleichsweise hohe Gewichtsanteil der Halogenide des Zinks tragen wesentlich zur Einstellung der Brennspannung des Gasentladungslampenbrenners 50, das heißt der Spannung, die sich nach Beendigung der Zündphase, im quasistationären Betriebszustand über der Entladungsstrecke des Gasentladungslampenbrenners 50 einstellt, bei. Die Halogenide des Indiums sind in einem so geringen Gewichtsanteil vertreten, dass sie zwar zur Einstellung des Farbortes des von dem Gas- entladungslampenbrenner emittierten Lichts beitragen, aber keinen nennenswerten Beitrag zur Einstellung der Brennspannung des Gasentladungslampenbrenners 50 leisten. Die Halogenide des Indiums dienen bei dem Gasentladungslampenbrenner 50, ebenso wie die Halogenide von Natrium und Scandium, hauptsächlich der Lichtemission.Cold pressure of the xenon gas is in the range of 1.3 megapascals to 1.8 megapascals. It has been found that thereby the decrease of the luminous flux with the operating time of the gas discharge lamp burner 50 and the increase of the burning voltage of the gas discharge lamp burner 50 can be reduced with its service life. That is, the gas discharge lamp burner 50 has improved luminous flux maintenance compared with a prior art gas discharge lamp burner and exhibits a longer life due to the lower increase of the operating voltage over the operating life. Except- the gas discharge lamp burner 50 shows over its service life only a small shift of the color location of the light emitted by it. In particular, the color locus migrates only within the limits allowed by ECE Rule 99. Both the comparatively high cold pressure of the xenon and the comparatively high proportion by weight of the halides of the zinc contribute significantly to the setting of the burning voltage of the gas discharge lamp burner 50, that is to say the voltage which occurs after the ignition phase has ended in the quasi-stationary operating state over the discharge path of the gas discharge lamp burner 50. at. The halides of indium are present in such a small proportion by weight that they contribute to adjusting the color locus of the light emitted by the gas discharge lamp burner, but do not make a significant contribution to adjusting the burning voltage of the gas discharge lamp burner 50. The halides of indium in the gas discharge lamp burner 50, as well as the halides of sodium and scandium, mainly serve the light emission.
Vorteilhafterweise liegt der Gewichtsanteil der Halogenide von Zink im Bereich von 0,88 Mikrogramm bis 2,67 Mikrogramm pro 1 mm3 Entladungsgefäßvolumen und der Gewichtsanteil der Halogenide von Indium im Bereich von 0,026 Mikrogramm bis 0,089 Mikrogramm pro 1 mm Entladungsgefäßvolumen. Als Halogenide können Jodide, Bromide oder Chloride verwendet werden.Advantageously, the weight fraction of halides of zinc ranges from 0.88 micrograms to 2.67 micrograms per 1 mm 3 discharge vessel volume and the weight percent of indium halides ranges from 0.026 micrograms to 0.089 micrograms per 1 mm discharge vessel volume. As halides, iodides, bromides or chlorides can be used.
Der Gewichtsanteil der Halogenide von Natrium liegt vorteilhafterweise im Bereich von 6,6 Mikrogramm bis 13,3 Mikrogramm pro 1 mm3 des Entladungsgefäßvolumens und der Gewichtsanteil der Halogenide von Scandium im Bereich von 4,4 Mikrogramm bis 11,1 Mikrogramm pro 1 mm3 des Entladungsgefäßvolumen, um zu gewährleisten, dass der Gasentladungslampenbrenner 50 weißes Licht mit einer Farbtempe- ratur von ca. 4000 Kelvin erzeugt und der Farbort während der Lebensdauer des Gasentladungslampenbrenners 50 im Bereich des weißen Lichts, vorzugsweise in engen Grenzen bleibt. Bei einem geringeren Gewichtsanteil können die Verluste an Natrium (bedingt durch Diffusion durch die Gefäßwand des Entladungsgefäßes) und Scandium (bedingt durch chemische Reaktion mit dem Quarzglas des Entladungsgefäßes) nicht mehr ausgeglichen werden und bei einem höheren Gewichtsanteil werden der Farbort und die Farbtemperatur verändert.The proportion by weight of the halides of sodium is advantageously in the range of 6.6 micrograms to 13.3 micrograms per 1 mm 3 of the discharge vessel volume and Weight fraction of halides of scandium in the range of 4.4 micrograms to 11.1 micrograms per 1 mm 3 of the discharge vessel volume to ensure that the gas discharge lamp burner 50 produces white light with a color temperature of about 4000 Kelvin and the color locus during the Life of the gas discharge lamp burner 50 in the white light range, preferably remains within narrow limits. At a lower weight fraction, the losses of sodium (due to diffusion through the vessel wall of the discharge vessel) and scandium (due to chemical reaction with the quartz glass of the discharge vessel) can no longer be compensated, and at a higher weight fraction, the color location and the color temperature are changed.
Das Volumen des Entladungsgefäßes ist vorteilhafterweise kleiner als 23 mm3, um dem Ideal einer Punktlichtquelle möglichst nahe zu kommen. Für die Verwendung als Lichtquelle in einem Fahrzeugscheinwerfer oder einem anderen optischen System, sollte der lichtemittierende Teil des Entladungsgefäßes 502, das heißt, der Entladungsraum mit den darin eingeschlossenen Elektroden, möglichst geringe Abmessungen besitzen. Idealerweise sollte die Lichtquelle punktförmig sein, um sie im Brennpunkt eines optischen Abbildungssystems anordnen zu können. Die erfindungsgemä- ße Hochdruckentladungslampe 5 kommt diesem Ideal näher als eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem Stand der Technik, da sie vorzugsweise ein Entladungsgefäß 502 mit einem kleineren Volumen aufweist. Das Volumen des Entladungsgefäßes 502 der Hochdruckentladungslampe 5 liegt daher vorteilhafterweise im Bereich von größer gleich 10 mm bis kleiner als 26 mm . Der Abstand zwischen den Elektroden 504 des Gasentladungslampenbrenners ist vorzugsweise kleiner als 5 Millimeter, um dem Ideal einer Punktlichtquelle möglichst nahe zu kommen. Für die Verwendung als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer beträgt der Elektrodenabstand vorzugsweise 3,5 Millimeter. Dadurch ist der Gasentladungslampenbrenner 50 optimal an die Abbildungsverhältnisse im Fahrzeugscheinwerfer angepasst.The volume of the discharge vessel is advantageously less than 23 mm 3 in order to come as close as possible to the ideal of a point light source. For use as a light source in a vehicle headlight or other optical system, the light emitting part of the discharge vessel 502, that is, the discharge space with the electrodes enclosed therein, should have the smallest possible dimensions. Ideally, the light source should be punctiform in order to position it at the focal point of an optical imaging system. The inventive high-pressure discharge lamp 5 comes closer to this ideal than a high-pressure discharge lamp according to the prior art, since it preferably has a discharge vessel 502 with a smaller volume. The volume of the discharge vessel 502 of the high-pressure discharge lamp 5 is therefore advantageously in the range of greater than or equal to 10 mm to less than 26 mm. The distance between the electrodes 504 of the gas discharge lamp burner is preferably less than 5 millimeters in order to come as close as possible to the ideal of a point light source. For use as a light source in a motor vehicle headlight, the electrode spacing is preferably 3.5 millimeters. As a result, the gas discharge lamp burner 50 is optimally adapted to the imaging conditions in the vehicle headlight.
Die Dicke beziehungsweise der Durchmesser der Elektroden 502 des Gasentladungslampenbrenners liegt vorteilhafterweise im Bereich von 0,20 Millimeter bis 0,36 Millimeter. Elektroden mit einer Dicke in diesem Wertebereich lassen sich noch hinreichend sicher im Quarzglas des Entladungsgefäßes einbetten und besitzen zugleich eine ausreichende Stromtragfähigkeit, die insbesondere während der sogenannten Anlaufphase der Hochdruckentladungslampe bedeutsam ist, während der sie mit dem 3 bis 5-fachen ihrer Nennleistung und ihres Nennstroms betrieben wird. Im Fall von dünneren Elektroden wäre bei der vorliegenden Ausfüh- rungsform mit quecksilberfreier Füllung keine ausreichende Stromtragfähigkeit mehr gewährleistet und im Fall von dickeren Elektroden 504 bestünde die Gefahr von Rissbildungen im Entladungsgefäß, bedingt durch das Auftreten von mechanischen Spannungen aufgrund der deutlich unter- schiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von dem Entladungsgefäßmaterial, bei dem es sich um Quarzglas handelt, und dem Elektrodenmaterial, bei dem es sich um Wolfram oder mit Thorium bzw. Thoriumoxid dotiertem Wolfram handelt. Die Elektroden sind jeweils mit einer im Material des Entladungsgefäßes eingebetteten Molybdänfolie 506 verbunden, die eine gasdichte Stromdurchführung ermöglichen, und der geringste Abstand der jeweiligen Molybdänfolie 506 zu dem in den Innenraum des Entladungsgefäßes 502 hineinragenden Ende der mit ihr verbundenen Elektrode beträgt vorteilhafterweise mindestens 4,5 mm, um einen möglichst großen Abstand zwischen der jeweiligen Molybdänfolie 506 und der an den in das Entladungsgefäß 502 hineinragenden Elektrodenspitzen ansetzenden Gasentladung zu gewährleisten. Dieser dadurch bedingte, vergleichsweise große Mindestabstand zwischen den Molybdänfolien 506 und der Gasentladung hat den Vorteil, dass die Molybdänfolien 506 einer geringeren thermischen Belastung und einer geringeren Korrosionsgefahr durch die Halogene in den Halogenverbindungen der ionisierbaren Füllung ausgesetzt sind.The thickness or the diameter of the electrodes 502 of the gas discharge lamp burner is advantageously in the range of 0.20 millimeters to 0.36 millimeters. Electrodes with a thickness in this range of values can still be embedded sufficiently reliably in the quartz glass of the discharge vessel and at the same time have sufficient current-carrying capacity, which is particularly important during the so-called start-up phase of the high-pressure discharge lamp, during which they have 3 to 5 times their rated power and rated current is operated. In the case of thinner electrodes in the present embodiment with mercury-free filling no sufficient current carrying capacity would be guaranteed and in the case of thicker electrodes 504 there would be a risk of cracking in the discharge vessel, due to the occurrence of mechanical stresses due to the significantly different thermal expansion coefficients from the discharge vessel material, which is quartz glass, and the electrode material, which is tungsten or tungsten doped with thorium or thoria. The electrodes are in each case connected to a molybdenum foil 506 embedded in the material of the discharge vessel, which enables a gas-tight current feedthrough, and the smallest distance between the respective molybdenum foil 506 and the end of the electrode connected to it in the interior of the discharge vessel 502 is advantageously at least 4.5 mm, in order to ensure the greatest possible distance between the respective molybdenum foil 506 and the on the projecting into the discharge vessel 502 electrode tips gas discharge. This consequent, comparatively large minimum distance between the molybdenum foils 506 and the gas discharge has the advantage that the molybdenum foils 506 are exposed to a lower thermal load and a lower risk of corrosion by the halogens in the halogen compounds of the ionizable filling.
Frequenzanpassungfrequency adjustment
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Vermeiden von FIi- cker- oder Flackererscheinungen beschrieben, das dieIn the following, a method for avoiding flicker or flicker phenomena is described, which the
Betriebselektronik der integrierten Gasentladungslampe 5 ausführt .Operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5 executes.
Die hier betrachteten Gasentladungslampen müssen mit Wechselstrom betrieben werden, der primär von der Be- triebselektronik 920 erzeugt wird. Dieser Wechselstrom kann ein hochfrequenter Wechselstrom, insbesondere mit einer Frequenz oberhalb der in Gasentladungslampen auftreten akustischen Resonanzen sein, was bei den hier betrachteten Lampen einer Frequenz des Lampenstromes oberhalb von etwa 1 MHz entspricht. Üblicherweise verwen- det man jedoch den niederfrequenten Rechteckbetrieb, der in Folgenden betrachtet wird.The gas discharge lamps considered here must be operated with alternating current, which is generated primarily by the operating electronics 920. This alternating current can be a high-frequency alternating current, in particular with a frequency above the acoustic resonances occurring in gas discharge lamps, which in the case of the lamps considered here corresponds to a frequency of the lamp current above approximately 1 MHz. Usually used However, the low-frequency square-wave operation is considered, which is considered below.
Gasentladungslampen, insbesondere Hochdruckentladungslampen neigen bei falscher Betriebsweise grundsätzlich zu Abrissen des Lichtbogens beim Richtungswechsel des Lampenstroms, der so genannten Kommutierung, was auf eine zu niedrige Temperatur der Elektroden zurückzuführen ist. Üblicherweise werden Hochdruck-Entladungslampen mit einem niederfrequenten Rechteckstrom betrieben, was auch „wa- ekelnder Gleichstrombetrieb" genannt wird. Dabei wird ein im Wesentlichen rechteckförmiger Strom mit einer Frequenz von üblicherweise 100 Hz bis zu einigen kHz an die Lampe angelegt. Bei jedem Umschalten zwischen positiver und negativer treibender Spannung, die im Wesentlichen durch die Betriebelektronik bereitgestellt wird, kommutiert der Lampenstrom, was ein kurzzeitiges zu Null werden des Lampenstromes mit sich bringt. Dieser Betrieb stellt sicher, dass die Elektroden der Lampe trotz eines Quasi- Gleichstrombetriebs gleichmäßig belastet werden.Gas discharge lamps, in particular high-pressure discharge lamps, in the case of incorrect operation, generally tend to break the arc when the lamp current changes direction, the so-called commutation, which is due to a too low temperature of the electrodes. Typically, high pressure discharge lamps are operated with a low frequency square wave current, which is also called "wobbly DC operation." In this case, a substantially rectangular current with a frequency of typically 100 Hz up to a few kHz is applied to the lamp and negative driving voltage, which is essentially provided by the operating electronics, the lamp current commutates, resulting in a momentary zero of the lamp current This operation ensures that the electrodes of the lamp are uniformly loaded despite a quasi-DC operation.
Der Bogenansatz, das heißt der Ansatz des Lichtbogens auf der Elektrode, ist beim Betrieb einer Gasentladungslampe mit Wechselstrom grundsätzlich problematisch. Beim Betrieb mit Wechselstrom wird während einer Kommutierung die Kathode zur Anode und umgekehrt eine Anode zur Katho- de. Der Übergang Kathode-Anode ist prinzipbedingt relativ unproblematisch, da die Temperatur der Elektrode näherungsweise keinen Einfluss auf ihren anodischen Betrieb hat. Beim Übergang Anode-Kathode hängt die Fähigkeit der Elektrode, einen ausreichend hohen Strom liefern zu können, von deren Temperatur ab. Ist diese zu niedrig, wechselt der Lichtbogen während der Kommutierung, meis- tens nach dem Nulldurchgang, von einer punktförmigen Bogenansatzbetriebsweise in eine diffuse Bogenansatzbe- triebsweise. Dieser Wechsel geht mit einem oft sichtbaren Einbruch der Lichtemission einher, was als Flackern wahrgenommen werden kann.The arc approach, that is, the approach of the arc on the electrode is fundamentally problematic in the operation of a gas discharge lamp with alternating current. During operation with alternating current, the cathode becomes an anode during commutation and, conversely, an anode becomes a cathode. The transition cathode-anode is inherently relatively unproblematic, since the temperature of the electrode has approximately no influence on their anodic operation. In the anode-to-cathode transition, the ability of the electrode to supply a sufficiently high current depends on its temperature. If this is too low, the arc changes during commutation, mostly at least after the zero crossing, from a punctiform arc approach mode to a diffuse arc approach mode. This change is accompanied by an often visible collapse of the light emission, which can be perceived as flickering.
Sinnvollerweise wird die Lampe also in punktförmiger Bogenansatzbetriebsweise betrieben, da der Bogenansatz hier sehr klein und damit sehr heiß ist. Das hat zur Folge, dass hier aufgrund der höheren Temperatur am kleinen Ansatzpunkt weniger Spannung benötigt wird, um ausreichend Strom liefern zu können.It makes sense that the lamp is thus operated in punctiform Bogenansatzbetriebsweise, since the bow approach here is very small and therefore very hot. As a result, due to the higher temperature at the small starting point, less voltage is required in order to be able to supply sufficient current.
Als Kommutierung wird im Folgenden der Vorgang betrachtet, bei dem die Polarität der treibenden Spannung des Gasentladungslampenbrenners 50 wechselt, und bei dem daher eine starke Strom- oder Spannungsänderung auftritt. Bei einer im Wesentlichen symmetrischen Betriebsweise der Lampe befindet sich bei der Mitte der Kommutierungszeit der Spannungs- oder Stromnulldurchgang. Hierbei ist zu bemerken, dass die Spannungskommutierung üblicherweise immer schneller abläuft als die Stromkommutierung.In the following, commutation is considered to be the process in which the polarity of the driving voltage of the gas-discharge lamp burner 50 changes, and therefore, a large current or voltage change occurs. In a substantially symmetrical operation of the lamp is at the middle of the commutation of the voltage or current zero crossing. It should be noted that the voltage commutation usually always runs faster than the current commutation.
Aus , The boundary layers of ac-arcs at HID-electrodes : phase resolved electrical measurements and optical obser- vations', O. Langenscheidt et al . , J. Phys D 40 (2007), S. 415-431 ist bekannt, dass bei einer kalten Elektrode und diffusem Bogenansatz die Spannung nach der Kommutierung zunächst ansteigt, da die zu kalte Elektrode den benötigten Strom nur durch eine höhere Spannung liefern kann. Kann die Vorrichtung zum Betrieb der Gasentladungslampe diese Spannung nicht liefern, so tritt das o.g. Flackern auf. Das Problem des wechselnden Bogenansatzmodus betrifft vor allem Gasentladungslampen, die gegenüber ähnlichen Lampen gleicher Nennleistung vergleichsweise große Elektroden besitzen. Typischerweise werden Lampen dann mit Überlast betrieben, wenn „Sofortlicht" gefordert ist, wie beispielsweise bei Xenon-Entladungslampen im KfZ-Bereich, bei denen aufgrund der gesetzlichen Bestimmungen 80% der Lichtabgabe nach 4 Sekunden erreicht sein müssen. Diese Lampen werden während einem sogenannten „Schnellstarts", auch als Anlaufphase bezeichnet, mit einer deutlich höheren Leistung als ihrer Nennleistung betrieben, um den geltenden Automobilnormen bzw. Bestimmungen gerecht zu werden. Daher ist die Elektrode auf die hohe Startleistung dimensioniert, ist aber bezogen auf den normalen Betriebszustand zu groß. Da nun die Elektrode hauptsächlich durch den durch sie hindurch fließenden Lampenstrom geheizt wird, tritt das Problem des Flackerns vor allem bei gealterten Gasentladungslampen auf, deren Brennspannung am Lebensdauerende erhöht ist. Durch die erhöhte Brennspannung fließt ein kleinerer Lampenstrom, da dieAus, The boundary layers of ac-arcs at HID-electrodes: phase resolved electrical measurements and optical observations', O. Langenscheidt et al. , J. Phys D 40 (2007), pp. 415-431, it is known that with a cold electrode and a diffuse arc approach, the voltage after commutation initially increases, since the too cold electrode can supply the required current only by a higher voltage. If the device for operating the gas discharge lamp can not supply this voltage, then the above-mentioned flickering occurs. The problem of the changing bow approach mode relates above all to gas discharge lamps, which have comparatively large electrodes compared to similar lamps of the same nominal power. Typically, lights are then overloaded when "instant light" is required, such as xenon discharge lamps in the automotive sector, where 80% of the light output must be reached after 4 seconds due to regulatory requirements. Quickstarts, also referred to as start-up phase, operated at significantly higher power than their rated power to meet the applicable automotive standards or regulations. Therefore, the electrode is dimensioned for the high starting power, but is too large in relation to the normal operating condition. Now, since the electrode is heated mainly by the lamp current flowing therethrough, the problem of flicker occurs especially in aged gas discharge lamps whose burning voltage is increased at the end of the life. Due to the increased burning voltage flows a smaller lamp current, as the
Betriebselektronik während das stationären Lampenbetriebs mittels Regelung die Lampenleistung konstant hält, weswegen die Elektroden der Gasentladungslampe am Lebensdauerende nicht mehr genügend geheizt werden.Operating electronics while stationary lamp operation keeps the lamp power constant by means of regulation, which is why the electrodes of the gas discharge lamp are not sufficiently heated at the end of life.
Bei einer integrierten Gasentladungslampe besteht nun ein Vorteil darin, dass die Betriebselektronik untrennbar mit dem Gasentladungslampenbrenner verbunden ist, so dass die bisherige Brenndauer, auch als kumulierte Brenndauer tk bezeichnet, die sich durch Summation aller Zeitdauern in denen der Gasentladungslampenbrenner betrieben wurde, ungeachtet der dazwischen liegenden Zeitdauern in denen der Gasentladungslampenbrenner nicht betrieben wurde, ergibt, von der Betriebselektronik auf einfache Weise erfasst werden kann. Diese Erfassung kann beispielsweise durch ein Zeitmessgerät mit nichtflüchtigem Speicher erfolgen, das immer dann die Zeit misst, wenn der Gasentladungslampenbrenner 50 betrieben wird, folglich ein Lichtbogen zwischen den Elektroden brennt. Da das Problem des Flackerns vornehmlich bei älteren Lampen auftritt, wird nun ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Be- triebsfrequenz, mit der der Gasentladungslampenbrenner betrieben wird, derart an die Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners angepasst wird, dass mit zunehmender Brenndauer auch die Betriebsfrequenz erhöht wird. Dies bietet folgende Vorteile: Der Wechsel von anodischer und kathodischer Betriebsphase, welcher mit einer Temperaturmodulation der Elektrodenspitzen einhergeht, erfolgt bei höherer Frequenz schneller. Folglich ist bei höherer Frequenz der Temperaturhub der Elektrodenspitzen aufgrund ihrer thermischen Trägheit geringer. Erstaunlicherweise hat sich gezeigt, dass bei einer Elektrodentemperatur, die über einer „kritischen Minimaltemperatur" der Lampenelektroden, liegt, ein Flackern unterbleibt.In an integrated gas discharge lamp, there is now an advantage in that the operating electronics are inseparably connected to the gas discharge lamp burner, so that the previous burning time, also referred to as cumulative burning time t k , which was operated by summation of all periods in which the gas discharge lamp burner, regardless of the between them lying periods in which the gas discharge lamp burner was not operated, results, can be detected by the operating electronics in a simple manner. This detection may be done, for example, by a nonvolatile memory timepiece which measures the time each time the gas discharge lamp burner 50 is operated, thus burning an arc between the electrodes. Since the problem of flicker occurs primarily in older lamps, a method is proposed in which the operating frequency with which the gas discharge lamp burner is operated is adapted to the burning time of the gas discharge lamp burner in such a way that the operating frequency is increased with increasing burning time. This offers the following advantages: The change of anodic and cathodic operating phase, which is accompanied by a temperature modulation of the electrode tips, is faster at a higher frequency. Consequently, the higher the frequency, the lower the temperature swing of the electrode tips due to their thermal inertia. Surprisingly, it has been found that at an electrode temperature above a "critical minimum temperature" of the lamp electrodes, there is no flicker.
Die Frequenz darf allerdings nicht beliebig erhöht werden, da es sonst zu einer Anregung von akustischen Reso- nanzen in der Lampe, die mit einer Deformation des Bogens sowie ebenfalls Flackern eingehen können, kommen kann. Dieser Effekt ist bereits ab Frequenzen von 1 kHz möglich, weshalb man üblicherweise für den Normalbetrieb, d.h. nach der Zündungs- und Anlaufphase im der stationä- ren Betriebsphase, eine Frequenz von 400 Hz bzw. 500 Hz wählt. Diese Frequenz wird im Folgenden als untere Grenz- frequenz bezeichnet. Im Folgenden wird der Begriff , niedrige kumulierte Brenndauer' als eine Brenndauer angesehen, in der der Brenner 50 der Gasentladungslampe 5 noch keine oder wenige Alterungseffekte zeigt. Dies ist der Fall, bis die kumulierte Brenndauer etwa die ersten 10% der spezifizierten Lebensdauer der Gasentladungslampe 5 erreicht. Der Begriff , in der Nähe der spezifizierten Lebensdauer' wird im Folgenden als eine Lebensdauer angesehen, bei der die kumulierte Brenndauer langsam die spezifizierte Lebensdauer erreicht, z.B. zwischen 90% und 100% der spezifizierten Lebensdauer liegt. Als spezifizierte Lebensdauer wird die vom Hersteller angegebene Lebensdauer angesehen.However, the frequency may not be increased arbitrarily, as otherwise excitation of acoustic resonances in the lamp, which may undergo a deformation of the arc as well as flickering, can occur. This effect is already possible from frequencies of 1 kHz, which is why one usually selects a frequency of 400 Hz or 500 Hz for normal operation, ie after the ignition and start-up phase in the stationary operating phase. This frequency will be referred to below as the lower limit designated frequency. In the following, the term "low cumulative burning time" is regarded as a burning time in which the burner 50 of the gas discharge lamp 5 shows no or only a few aging effects. This is the case until the cumulative burning time reaches approximately the first 10% of the specified life of the gas discharge lamp 5. The term 'near the specified life' is hereafter considered to be a lifetime at which the cumulative burn time slowly reaches the specified life, eg, between 90% and 100% of the specified life. The specified lifetime is considered to be the life specified by the manufacturer.
Fig. 22 zeigt das Diagramm einer ersten Ausführungsform des Verfahrens, bei dem die Betriebsfrequenz des Gasentladungslampenbrenners über seiner Brenndauer aufgetragen ist. Es ist gut zu erkennen, dass die Betriebsfrequenz bis zu einer Brenndauer von 500 h konstant bei 400 Hz bleibt, dann während der Brenndauer von 500 h bis 1500 h sukzessive um 0,5 Hz/h bis auf 900 Hz erhöht wird, um ab dann bei 900 Hz zu bleiben.Fig. 22 shows the diagram of a first embodiment of the method, in which the operating frequency of the gas discharge lamp burner is plotted over its burning time. It is easy to see that the operating frequency remains constant at 400 Hz for a burning time of 500 h, then gradually increased by 0.5 Hz / h to 900 Hz during the firing time of 500 h to 1500 h, and then off to stay at 900 Hz.
Die Frequenzerhöhung im Bereich 500 h bis 1500 h muss jedoch nicht kontinuierlich erfolgen, sondern kann auch in Stufen erfolgen. So wird in einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform des Verfahrens, die in Fig. 32 dargestellt ist, ab einer kumulierten Brenndauer von 2097152 s, was etwa 583 h entspricht, immer nach Ablauf von 32768 s, was etwa 9, 1 h entspricht, die Frequenz um 4 Hz erhöht. Es wird so lange die Frequenz erhöht, bis 128 Erhöhungen durchgeführt wurden. Dann hat die Frequenz - ausgehend vom ursprünglichen Startwert von 400 Hz - den Wert 912 Hz erreicht. Die zweite Variante der ersten Ausführungsform des Verfahrens ist insbesondere für die Realisierung mittels digitaler Logik, beispielsweise durch einen MikroController oder eine Digitalschaltung in einem ASIC, geeignet da sie nur diskrete Zeit- und Frequenzschritte erfordert.The frequency increase in the range 500 h to 1500 h, however, does not have to be continuous, but can also be done in stages. Thus, in a second variant of the first embodiment of the method shown in Fig. 32, from a cumulative burning time of 2097152 s, which corresponds to about 583 h, always after the expiration of 32768 s, which corresponds to about 9, 1 h, the Frequency increased by 4 Hz. The frequency is increased until 128 increments have been made. Then the frequency has - starting from the original start value of 400 Hz - the Value reaches 912 Hz. The second variant of the first embodiment of the method is particularly suitable for implementation by means of digital logic, for example by a microcontroller or a digital circuit in an ASIC, since it requires only discrete time and frequency steps.
In der dritten Variante der ersten Ausführungsform, die in Fig. 33 dargestellt ist, wird eine besonders einfache Realisierung angewandt. Hier wird nach einer Zeit von 1048576 s, was etwa 291 h entspricht, die Frequenz in einem Schritt von 400 Hz auf 800 Hz verdoppelt. Anschließend wird die Lampe immer mit der hohen Frequenz betrieben. Im Gegensatz zur zweiten Variante der ersten Ausführungsform erfolgt lediglich ein einziger Frequenzschritt.In the third variant of the first embodiment, which is shown in FIG. 33, a particularly simple implementation is used. Here, after a time of 1048576 s, which corresponds to about 291 h, the frequency is doubled in one step from 400 Hz to 800 Hz. Subsequently, the lamp is always operated at the high frequency. In contrast to the second variant of the first embodiment, only a single frequency step takes place.
In einer zweiten Ausführungsform, die in Fig. 34 dargestellt ist, wird das obige Verfahren mit einer Schaltungsanordnung zum Detektieren von Flackern (nicht gezeigt) kombiniert, um eine bedarfsgerechte Anpassung der Frequenz an die Erfordernisse des Lampenbrenners vorneh- men zu können. Die Schaltungsanordnung zum Detektieren von Flackern basiert dabei auf einer Detektionsschaltung, die zur Detektion die Lampenspannung und/oder den Lampenstrom heranzieht. Alternativ können auch geeignete korrelierende Größen vor dem Wechselrichter zur Detektion herangezogen werden. Ein elektronisches Betriebs- oderIn a second embodiment, shown in FIG. 34, the above method is combined with a flicker detecting circuit (not shown) to enable the frequency to be adapted as needed to the requirements of the lamp torch. The circuit arrangement for detecting flickers is based on a detection circuit which uses the lamp voltage and / or the lamp current for detection. Alternatively, suitable correlating variables can be used before the inverter for detection. An electronic operating or
Vorschaltgerät wie es üblicherweise im Kraftfahrzeug zur Anwendung kommt und als Betriebselektronik 920 in der integrierten Gasentladungslampe 5 enthalten sein kann, besitzt einen zweistufigen Aufbau bestehend aus Gleich- spannungswandler und Wechselrichter die über einenBallast as it is usually used in the motor vehicle and may be included as operating electronics 920 in the integrated gas discharge lamp 5, has a two-stage structure consisting of DC voltage converter and inverter via a
Gleichspannungszwischenkreis miteinander gekoppelt sind, wobei die zeitliche Spannungsänderung des Gleichspannungszwischenkreises und/oder die zeitliche Stromänderung des in den Wechselrichter aus den Zwischenkreis hinein fließenden Stromes als Maß für das Flackern der Lampe betrachtet werden können.DC link are coupled together, wherein the temporal voltage change of the DC intermediate circuit and / or the temporal current change of the current flowing into the inverter from the intermediate circuit can be regarded as a measure of the flickering of the lamp.
Die Schaltungsanordnung zum Detektieren von Flackern detektiert nun, ob ein Flackern bei der Lampe auftritt. Ist dies der Fall und die bisherige Brenndauer der Lampe größer als 500 h, so wird ein Flacker- Kartierungsverfahren in Gang gesetzt.The flicker detecting circuit now detects whether flickering occurs at the lamp. If this is the case and the previous burning time of the lamp is greater than 500 h, a Flacker mapping method is set in motion.
Das Verfahren umfasst folgende Schritte:The method comprises the following steps:
- Erhöhung des Zählerstands einer Flacker-Minimum-Suche um eins- Increase the count of a flacker minimum search by one
- Schrittweise Erhöhung der Betriebsfrequenz des Gasent- ladungslampenbrenners ausgehend von der unteren Grenzfrequenz,Stepwise increase of the operating frequency of the gas discharge lamp burner starting from the lower limit frequency,
- Messung der Flackerintensität bei der gewählten Betriebsfrequenz .- Measurement of Flackerintensität at the selected operating frequency.
Dabei wird jeweils mindestens die Flackerintensität bei der gewählten Betriebsfrequenz abgespeichert. Erforderlichenfalls werden weitere, bei der Betriebsfrequenz gemessene Parameter abgespeichert. Die Messung der Flackerintensität muss dabei über einen vergleichsweise großen Zeitraum erfolgen, um statistische Schwankungen, die während des Betriebes auftreten können, auszugleichen. In der zweiten Ausführungsform ist z.B. eine Messzeit von 20-30 Minuten vorgesehen. Die Frequenz wird dabei um je 100 Hz erhöht, und dann die Flackerintensität gemessen. In einer ersten Stufe wird die Frequenz bis zu einer ersten oberen Grenzfrequenz von 900 Hz erhöht. Sobald das Flackern verschwindet bzw. die Flackerintensität unter einen zulässigen Schwellwert absinkt wird mit der Erhöhung der Frequenz nicht weiter fortgefahren, die aktuelle Frequenz auch für den zukünftigen Betrieb in einem nicht- flüchtigen Speicher gesichert, so dass beim nächstenIn each case at least the Flackerintensität is stored at the selected operating frequency. If necessary, further parameters measured at the operating frequency are stored. Flicker intensity must be measured over a comparatively long period of time in order to compensate for statistical fluctuations which may occur during operation. In the second embodiment, for example, a measuring time of 20-30 minutes is provided. The frequency is increased by 100 Hz, and then measured the Flackerintensität. In a first stage, the frequency is increased up to a first upper limit frequency of 900 Hz. As soon as that Flickering disappears or the flicker intensity drops below a permissible threshold value, the increase of the frequency does not continue, the current frequency is saved for future operation in a non-volatile memory, so that at the next
Wiedereinschalten der integrierten Lampe gleich mit der zuletzt betriebenen Frequenz gestartet wird.Restarting the integrated lamp is started immediately with the last operated frequency.
Konnte das Flackern trotz einer Erhöhung bis zur ersten Obergrenze nicht beseitigt werden bzw. die Flackerinten- sität nicht unter einen zulässigen Schwellwert gesenkt werden, so wird der Zählerstand der Flacker-Minimum-Suche um eins erhöht und die Frequenz weiter erhöht, bis der dreifache Wert der ersten oberen Grenzfrequenz, in diesem Fall also 2700 Hz, der sogenannten zweiten oberen Grenz- frequenz erreicht ist. Danach wird gezielt die Frequenz aus dem gesamten gemessenen Bereich zwischen der unteren Grenzfrequenz und der zweiten oberen Grenzfrequenz ausgewählt, bei der sich das geringste Flackern gezeigt hat. Der zum geringsten Flackern gehörige Flackerintensität wird mit einem Faktor größer 1 multipliziert und als neuen zulässigen Schwellwert die sogenannte aktuelle Flackergrenze abgespeichert.If the flicker could not be removed despite an increase up to the first upper limit or the flicker intensity could not be lowered below a permissible threshold value, the counter reading of the Flacker minimum search is increased by one and the frequency is increased further until the triple value the first upper limit frequency, in this case 2700 Hz, the so-called second upper limit frequency is reached. Thereafter, the frequency is selected from the entire measured range between the lower limit frequency and the second upper limit frequency at which the slightest flicker has occurred. The flicker intensity associated with the slightest flickering is multiplied by a factor greater than 1 and the so-called flicker limit is stored as the new permissible threshold value.
Im Folgenden bleibt die Überwachung und Messung des Flackerns aktiviert und es wird periodisch überprüft ob die aktuelle Flackerintensität oberhalb der aktuellenIn the following, the monitoring and measurement of the flickering remains activated and it is checked periodically whether the current flicker intensity is above the current flicker intensity
Flackergrenze liegt. Sollte das der Fall sein, wird zur der Frequenz gesprungen, die die zweitniedrigsten Flackerintensitäten bei der zuvor beschriebenen Untersuchung der Lampe im Rahmen dieses Verfahrens gezeigt hat. Bei dieser Frequenz wird dann die Lampe betrieben wobei auch weiterhin die Überwachung und Messung des Flackerns aktiviert bleibt. Sollte nun abermals die aktuelle Flackerintensität oberhalb der aktuellen Flackergrenze liegen wird zu der Frequenz mit der drittniedrigsten Flackerintensität gewechselt. Sollte im nachfolgenden Betrieb auch hier die die aktuelle Flackerintensität oberhalb der aktuellen Flackergrenze liegen, so wird der Zählerstand der Flacker-Minimum-Suche erneut um eins erhöht und mit einem neuen Durchlauf der Minimumssuche begonnen, wobei der gesamte Frequenzbereich zwischen der unteren Grenzfrequenz und der zweiten oberen Grenzfrequenz untersucht wird.Flackergrenze is. If this is the case, jump to the frequency which has shown the second lowest flicker intensities in the previously described examination of the lamp in the context of this method. At this frequency, the lamp is then operated while continuing to monitor and measure the flicker remains activated. If the current flicker intensity is again above the current flicker limit, the frequency with the third lowest Flicker intensity is changed. If, in the subsequent operation, the current flicker intensity is also above the current flicker limit, the count of the flicker minimum search is again increased by one and a new cycle of the minimum search is started, the entire frequency range between the lower limit frequency and the second upper limit frequency is examined.
Der Zählerstand, wie oft die Flacker-Minimum-Suche bereits aktiviert wurde sowie die aktuelle Flackergrenze werden im dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselek- tronik (920, 930) abgelegt. Diese beiden Werte sind über die Kommunikationsschnittstelle der integrierten Gasentladungslampe beispielsweise über einen LIN-Bus auslesbar. Im Rahmen der Wartung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise im Rahmen der Inspektion nach Ablauf eines Service- Intervalls, oder weil sich das Kraftfahrzeug wegen eines Defekts in der Werkstatt befindet, werden die beiden Werte ausgelesen und mit Grenzwerten verglichen, welche die noch zu tolerierende Werte repräsentieren. Die Grenzwerte können ebenfalls in der integrierten Gasentladungs- lampe gespeichert sein und über den Kommunikationsbus ausgelesen werden, sind jedoch der Einfachheit halber in der bevorzugten Ausführung im Diagnosegerät der Werkstatt abgelegt. Liegt einer der ausgelesenen Werte oberhalb des zugehörigen Grenzwerts ist die integrierte Gasentladungs- lampe (5) gegen eine neue integrierte Gasentladungslampe auszutauschen. Dieses Vorgehen erhöht die Verfügbarkeit des Beleuchtungssystems erheblich, ohne dabei nennenswerte Kosten zu verursachen, da die Lampe nicht unnötig frühzeitig ausgewechselt wird und während der Wartung kein nennenswerter zeitlicher Mehraufwand entsteht, da das Fahrzeug ohnehin an das Diagnosegerät angeschlossen wird.The count of how often the flicker minimum search has already been activated as well as the current flicker limit are stored in the nonvolatile memory of the operating electronics (920, 930). These two values can be read out via the communication interface of the integrated gas discharge lamp, for example via a LIN bus. As part of the maintenance of the motor vehicle, for example in the context of inspection after expiry of a service interval, or because the motor vehicle is due to a defect in the workshop, the two values are read and compared with limits representing the still tolerated values. The limits can also be stored in the integrated gas discharge lamp and read out via the communication bus, but are stored in the preferred embodiment in the diagnostic device of the workshop for the sake of simplicity. If one of the read-out values is above the corresponding limit value, the integrated gas discharge lamp (5) must be replaced with a new integrated gas discharge lamp. This procedure increases the availability the lighting system significantly, without causing significant costs, since the lamp is not unnecessarily replaced early and during maintenance no significant additional time required, since the vehicle is already connected to the diagnostic device.
Die Grenzwerte mit denen die Daten aus dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik verglichen werden, können abhängig von der ebenfalls aus dem nichtflüchtigen Speicher ausgelesenen kumulierten Brenndauer (tk) oder der kumulierten gewichteten Brenndauer (tkg) verändert werden, so dass beispielsweise die Flackergrenze einer alten Lampe höher liegen darf als einer neuen Lampe ohne dass die Lampe ausgetauscht werden müsste. Die Abhängig- keiten der Grenzwerte abhängig von der Brenndauer der Lampe werden durch den Lampenhersteller dem Kraftfahrzeughersteller zur Verfügung gestellt, so dass dieser die Daten beispielsweise in Form einer Tabelle oder Datenmatrix in sein Diagnosegerät einpflegen kann.The limit values with which the data from the nonvolatile memory of the operating electronics are compared can be changed as a function of the cumulative burning time (t k ) or the cumulative weighted burning time (t kg ) likewise read from the nonvolatile memory, such that, for example, the flicker limit of an old one Lamp may be higher than a new lamp without the lamp would have to be replaced. The dependencies of the limit values as a function of the burning time of the lamp are made available to the motor vehicle manufacturer by the lamp manufacturer, so that the latter can enter the data in his diagnostic device, for example in the form of a table or data matrix.
In einer dritten Ausführungsform wird analog zur zweiten Ausführungsform vorgegangen, allerdings wird, insbesondere um Speicherplatz im MikroController zu sparen, bei der oben beschriebenen Suche nur der Wert der bisher minimal aufgetretenen Flackerintensität und die zugehörige Be- triebsfrequenz abgespeichert. Das heißt anstelle einer echten Kartierung wird nur eine Minimumssuche bzgl. der Flackerintensität durchgeführt. Sollte beim ersten Suchvorgang bis zur ersten oberen Grenzfrequenz keine oben ausgeführter Abbruch der Suche erfolgt sein, wird wie im zweiten Ausführungsform auch bis zur zweiten oberenIn a third embodiment, the procedure is analogous to the second embodiment, however, in particular in order to save storage space in the microcontroller, in the search described above, only the value of the previously minimal flicker intensity and the associated operating frequency are stored. This means that instead of a real mapping, only a minimum search with respect to flicker intensity is performed. If, during the first search operation, no aborted search has been carried out up to the first upper limit frequency, then, as in the second embodiment, it will also be up to the second upper one
Grenzfrequenz weitergesucht. Anschließend kann direkt an die im Minimumspeicher abgelegten Frequenz gesprungen werden. Anschließend wird die Lampe für mindestens 30 min bei dieser Frequenz betrieben und während dieser Zeit die Flackerintensität über diesen Zeitraum bestimmt. Ist diese um mehr als einen zulässigen Faktor beispielsweise 20% gegenüber dem ursprünglichen erhöht wird eine neue Suche nach der bestmöglichen Betriebsfrequenz gestartet und so verfahren wie oben beschrieben.Grenzfrequenz further searched. Subsequently, directly to the frequency stored in the minimum memory is jumped. Subsequently, the lamp is operated for at least 30 minutes at this frequency and during this time determines the Flackerintensität over this period. If this is increased by more than one permissible factor, for example 20% compared to the original one, a new search for the best possible operating frequency is started and proceeded as described above.
Durch die Erhöhung der Betriebsfrequenz des Gasentla- dungslampenbrenners über seiner Brenndauer kann eine Flackerneigung des Brenners deutlich reduziert werden, ohne dass kostenintensive Maßnahmen an der Schaltungsanordnung selbst notwendig wären. Dadurch, dass die Betriebselektronik der integrierten Gasentladungslampe 5 einen MikroController enthält, kann das gesamte Verfahren in der Software des MikroControllers implementiert werden, und verursacht somit keine zusätzlichen Kosten. Auch die Schaltungsanordnung zum Detektieren von Flackern der zweiten Ausführungsform kann bei geschickter Auslegung rein in Software ausgeführt werden. Dadurch, dass die zur Detektion von Flackern notwendigen Messgrößen aus anderen Gründen schon am MikroController anliegen, kann durch geeignete Auswertung dieser Größen eine Detektionseinheit in Software ausgeführt werden. Die in Hardware notwendi- gen Schaltungsteile sind dabei schon aus anderen Gründen vorhanden und verursachen so keine zusätzlichen Kosten.By increasing the operating frequency of the gas discharge lamp burner over its burning time, a flicker tendency of the burner can be significantly reduced, without the need for expensive measures on the circuit itself. The fact that the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5 contains a microcontroller, the entire process can be implemented in the software of the microcontroller, and thus causes no additional costs. The circuit arrangement for detecting flickering of the second embodiment can also be implemented purely in software with skillful design. Because the measured quantities necessary for the detection of flickers already rest on the microcontroller for other reasons, a detection unit can be implemented in software by suitable evaluation of these variables. The circuit components required in hardware are already present for other reasons and thus cause no additional costs.
KommunikationsschnittstelleCommunication Interface
Wie bereits oben ausgeführt, kann die integrierte Gasentladungslampen 5 über Kommunikationsmittel bzw. mindestens eine Kommunikationsschnittstelle verfügen, die insbeson- dere eine Kommunikation mit der Bordelektronik des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Besonders vorteilhaft erscheint ein LIN-Bus, aber auch die Anbindung der integrierten Gasentladungslampe mittels eines CAN-Bus and die Bordelektronik ist möglich.As already explained above, the integrated gas discharge lamps 5 can have communication means or at least one communication interface, which in particular which enables communication with the on-board electronics of the motor vehicle. Particularly advantageous appears a LIN bus, but also the connection of the integrated gas discharge lamp by means of a CAN bus and the on-board electronics is possible.
Durch die Kommunikationsschnittstelle kann die Lampe in vorteilhafter Weise mit dem übergeordneten Steuersystem, z.B. einem Lichtmodul in einem Kfz kommunizieren. Dabei können über die Kommunikationsschnittstelle vielfältige Informationen über die integrierte Gasentladungslampe 5 an das übergeordnete Steuersystem übermittelt werden. Diese Informationen sind in einem nichtflüchtigen Speicher in der Lampe abgelegt. Bei der Produktion der integrierten Gasentladungslampe 5 fallen vielfältige Informa- tionen an, die von der Produktionsanlage gesammelt werden können und gegen Ende der Produktion der Lampe in den nichtflüchtigen Speicher der Lampe programmiert werden. Die Informationen können aber auch direkt in den nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik der integrier- ten Gasentladungslampe 5 geschrieben werden, daher ist eine hierfür eine Kommunikationsschnittstelle nicht unbedingt notwendig.Through the communication interface, the lamp can be advantageously connected to the higher level control system, e.g. communicate with a light module in a car. In this case, various information about the integrated gas discharge lamp 5 can be transmitted to the higher-level control system via the communication interface. This information is stored in a non-volatile memory in the lamp. The production of the integrated gas discharge lamp 5 produces a variety of information which can be collected by the production plant and programmed towards the end of the production of the lamp in the non-volatile memory of the lamp. However, the information can also be written directly into the nonvolatile memory of the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5, therefore a communication interface for this purpose is not absolutely necessary.
Bei der Produktion wird z.B. der Gasentladungslampenbrenner 50 exakt vermessen und beim Sockeln auf den Sockel 70 gegenüber einer Referenzebene des Sockels in einer exakt definierten Lage am Sockel befestigt. Dies stellt eine hohe Güte des optischen Systems aus integrierte Gasentladungslampe 5 und Scheinwerfer 3 sicher, da der zwischen den Gasentladungslampenelektroden 504 brennende Lichtbo- gen eine exakte Raumlage gegenüber der Referenzebene, die die Schnittstelle zum Scheinwerfer darstellt, einnimmt. Der Produktionsmaschine ist dadurch z.B. der Abstand und die Lage der Elektroden bekannt. Der Elektrodenabstand kann aber für die Betriebselektronik eine wichtige Größe darstellen, da der Elektrodenabstand des Gasentladungs- lampenbrenners 50 mit der Brennspannung korreliert.During production, for example, the gas discharge lamp burner 50 is measured exactly and attached to the pedestal 70 with respect to a reference plane of the base in a precisely defined position on the base. This ensures a high quality of the optical system consisting of integrated gas discharge lamp 5 and headlight 3, since the arc burning between the gas discharge lamp electrodes 504 assumes an exact spatial position relative to the reference plane, which is the interface to the headlight. The production machine is characterized, for example, the distance and the position of the electrodes known. However, the electrode spacing can be an important variable for the operating electronics since the electrode spacing of the gas discharge lamp burner 50 correlates with the burning voltage.
Weiterhin kann eine einmalige Seriennummer oder alternativ eine Produktionschargennummer im nichtflüchtigen Speicher der Lampe abgelegt werden, um eine Rückverfolg- barkeit zu gewährleisten. Über die Seriennummer können über eine vom Hersteller gepflegte Datenbank die in der integrierte Gasentladungslampe 5 verbauten Teile mit allen verfügbaren Daten abgefragt werden, um bei Produktionsfehlern einzelner Teile die betroffenen Lampen ausfindig machen zu können.Furthermore, a unique serial number or alternatively a production batch number can be stored in the non-volatile memory of the lamp in order to ensure traceability. Via the serial number, the data stored in the integrated gas discharge lamp 5 parts can be queried with all available data via a database maintained by the manufacturer to identify the affected lamps in production errors of individual parts can.
In einer bevorzugten Ausführungsform der integrierten Gasentladungslampe 5 können weitere im Lampenbetrieb gemessene und im nichtflüchtigen Speicher der integrierten Gasentladungslampe 5 abgespeicherte Parameter über die Bordelektronik mittels der Kommunikationsschnittstel- Ie abgefragt und auch eingespeichert werden. Es kann zum Beispiel sinnvoll sein, die Daten des optischen Systems, aus dem der Scheinwerfer besteht, in der integrierten Gasentladungslampe 5 abzuspeichern, da diese damit die Leistung des Gasentladungslampenbrenners 50 so steuern kann, dass eine gleichmäßig hohe Lichtabgabe des Scheinwerfersystems erreicht wird.In a preferred embodiment of the integrated gas discharge lamp 5, further parameters measured during lamp operation and stored in the nonvolatile memory of the integrated gas discharge lamp 5 can be interrogated and also stored via the on-board electronics by means of the communication interface. It may be useful, for example, to store the data of the optical system of which the headlight is made in the integrated gas discharge lamp 5, since it can thus control the power of the gas discharge lamp burner 50 in such a way that a uniformly high light output of the headlight system is achieved.
Als Kommunikationsparameter kommen insbesondere folgende Kommunikationsparameter in Frage:As communication parameters in particular the following communication parameters come into question:
- Die kumulierte Brenndauer des Gasentladungslampenbren- ners 50,The cumulative burning time of the gas discharge lamp burner 50,
- die Anzahl der aufgetretenen Flacker-Effekte, also die Anzahl der Überschreitungen des zulässigen Grenzwertes, die Anzahl der Starts der Flacker-Minimum-Suche, die aktuelle Lampenleistung, die aktuelle Frequenz des Wechselrichters, - der Sollwert der Lampenleistung (=Lampenzielsoll- leistung) , der Istwert der Lampenleistung, die Temperatur der Elektronik, die Seriennummer beziehungsweise die Chargennummer, - die Anzahl der Lampenverlöscher insgesamt sowie die Anzahl der Lampenverlöscher innerhalb einer zurückliegenden Zeitspannung z.B. 200 h, - die Anzahl der Nicht-Zündungen.- the number of flicker effects that have occurred, ie the Number of exceedances of the permissible limit value, the number of starts of the flicker minimum search, the current lamp power, the current frequency of the inverter, - the lamp power setpoint (= target lamp power), the actual value of the lamp power, the temperature of the electronics, the serial number or batch number, - the total number of lamp extinguishers and the number of lamp extinguishers within a given time span, eg 200 h, - the number of non-ignitions.
Prinzipiell hätte auch eine herkömmliche, nicht im Lam- pensockel der Entladungslampe integrierte, Betriebselektronik diese Parameter erfassen und über eine Kommunikationsschnittstelle zur Verfügung stellen können. Allerdings wären diese Parameter für eine Diagnose im Rahmen des Service des Kraftfahrzeugs nicht brauchbar gewesen, da die Lampe jederzeit unabhängig von der Betriebselektronik hätte gewechselt werden können und die ausgelesenen Parameter folglich nicht zwingend das derzeitig vorhandenen System aus Lampe und Betriebselektronik beschreiben müssen. Diesen Nachteil besitzt das beschriebene System einer integrierten Gasentladungslampe, bei der ein Gasentladungslampenbrenner sowie eine Betriebselektronik für den Gasentladungslampenbrenner von einander untrennbar in einer Lampe integriert sind, nicht.In principle, a conventional operating electronics not integrated in the lamp socket of the discharge lamp would also have been able to detect these parameters and make them available via a communication interface. However, these parameters would not have been useful for a diagnosis in the context of the service of the motor vehicle, since the lamp could have been changed at any time independently of the operating electronics and consequently the read-out parameters need not necessarily describe the currently existing system of lamp and operating electronics. This disadvantage does not have the described system of an integrated gas discharge lamp, in which a gas discharge lamp burner and an operating electronics for the gas discharge lamp burner are integrated inseparably from each other in a lamp.
Die Kommunikationsschnittstelle ist dabei bevorzugt ein LIN-Bus oder alternativ ein CAN-Bus . Beide Schnittstellenprotokolle sind im Automobilsektor weit verbreitet und eingeführt. Wird die integrierte Gasentladungslampe 5 nicht in einem Automobil verwendet, so kann die Kommunikationsschnittstelle der integrierten Gasentladungslampe 5 auch ein in der Allgemeinbeleuchtung verbreitetes Protokoll wie DALI oder EIB/Instabus aufweisen.The communication interface is preferably a LIN bus or alternatively a CAN bus. Both interface protocols are widely used in the automotive sector and introduced. If the integrated gas discharge lamp 5 is not used in an automobile, the communication interface of the integrated gas discharge lamp 5 can also have a protocol that is widely used in general lighting, such as DALI or EIB / Instabus.
Aufgrund dieser Daten (vor allem der kumulierten Brenndauer) kann das im Kfz vorhandene übergeordnete Steuersystem z.B. den voraussichtlichen Austauschzeitpunkt der integrierten Gasentladungslampe 5 berechnen. Bei einem Inspektionstermin des Kfz kann dann entschieden werden, ob die integrierte Gasentladungslampe 5 noch bis zum nächsten Inspektionstermin ordnungsgemäß arbeiten wird, oder ob sie ausgetauscht werden muss, da beispielsweise eine schlechte Lichtqualität oder gar ein Ausfall der Lampe befürchtet werden muss.On the basis of these data (in particular the cumulative burning time), the higher-level control system present in the motor vehicle can be used e.g. calculate the expected replacement time of the integrated gas discharge lamp 5. At an inspection date of the vehicle can then be decided whether the integrated gas discharge lamp 5 will work properly until the next inspection date, or whether it must be replaced, for example, a poor quality of light or even a failure of the lamp must be feared.
Dadurch dass die Daten über eine Kommunikationsschnittstelle der integrierten Gasentladungslampe auslesbar sind kann ein Serviecetechniker die Daten aus der integrierten Gasentladungslampe auslesen und die Lampe bei Bedarf vor einem Ausfall ersetzen, wie dies bereits weiter oben im Hinblick auf eine flackernde Lampe dargestellt wurde.By virtue of the fact that the data can be read out via a communication interface of the integrated gas discharge lamp, a service technician can read the data from the integrated gas discharge lamp and replace the lamp if necessary, as described above with regard to a flickering lamp.
Wenn in dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik Daten aus der Produktion der integrierten Gasentladungslampe unabänderlich gespeichert sind, kann die Lampe in ihren Lebensdauerberechnungen jederzeit auf dieseIf data from the production of the integrated gas discharge lamp is permanently stored in the non-volatile memory of the operating electronics, the lamp can be used at any time in its lifetime calculations
Daten zurückgreifen, womit die Lebensdauerberechnungen, das heißt die Schätzung der Zeitdauer wie lange die integrierte Gasentladungslampe ordnungsgemäß arbeiten wird, deutlich genauer werden. Bevorzugterweise sind in dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik Daten gespeichert, aus denen der Produktionszeitraum erschließbar ist. Damit können eventuelle Fehlproduktionen oder erst später festgestellte Mängel in einer Charge auch im Feld noch ausgetauscht werden, bevor die Lampe ausfällt. Dies ist für den Nutzer des Kraftfahrzeugs von sehr großem Nutzen, denn insbesondere beim Einsatz der integrierten Gasentladungslampe in einem Frontscheinwerfer handelt es sich um eine besonders sicherheitsrelevante Anwendung. Wenn in dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik Daten gespeichert sind, durch die die integrierte Gasentladungslampe eindeutig identifiziert ist, können die bei der Produktion in einer Datenbank hinterlegten Daten einfach und zuverlässig der Lampe zugeordnet werden. Besonders effizient funktioniert das, wenn in dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik eine eindeutige und einmalige Seriennummer gespeichert ist. Diese beinhaltet unter anderem auch einen unter allen Herstellern abgestimmten Herstellercode, so dass verschiedene Hersteller der gleichen Type der integ- rierten Gasentladungslampe zwar eine laufende Nummer in ihrer jeweiligen Produktion vergeben können, dennoch sichergestellt ist, dass es keine zweite Lampe geben wird, die die gleiche Seriennummer besitzt.Using data, which makes the lifetime calculations, that is, the estimate of the duration of how long the integrated gas discharge lamp will work properly, become significantly more accurate. Preferably, in the nonvolatile memory of the operating electronics are data stored, from which the production period can be opened. In this way, any defective productions or defects detected later in a batch can still be exchanged in the field before the lamp fails. This is of very great use for the user of the motor vehicle, because in particular when using the integrated gas discharge lamp in a headlight, it is a particularly safety-relevant application. If data stored in the non-volatile memory of the operating electronics, by means of which the integrated gas discharge lamp is uniquely identified, the data stored in a database during production can be simply and reliably assigned to the lamp. This works particularly efficiently when a unique and unique serial number is stored in the non-volatile memory of the operating electronics. This includes, among other things, a manufacturer code agreed by all manufacturers, so that although different manufacturers of the same type of integrated gas discharge lamp can assign a serial number in their respective production, it is nevertheless ensured that there will be no second lamp which is the same Serial number owns.
Während des Betriebes der integrierten Gasentladungslampe werden in dem nichtflüchtigen Speicher bevorzugt eine oder mehrere Zahlen gespeichert, welche mit der Brenndauer und/oder mit der Anzahl der Zündungen der Gasentladungslampe monoton ansteigen. Dabei wird die Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners erfasst, aufsummiert und als kumulierte Brenndauer in den nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik gespeichert. Die kumulierte Brenn- dauer wird bevorzugt als Zahl im nichtflüchtigen Speicher abgelegt. Die Brenndauer kann aber auch durch Betriebsparameter gewichtet werden und in dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik als Zahl abgelegt werden, wobei diese Zahl dann der kumulierten gewichteten Brenndauer entspricht. Auf die verschieden Arten der kumulierten Brenndauer wird weiter unten noch näher eingegangen. Damit kann die bisherige Brenndauer zuverlässig mit der vom Hersteller spezifizierten Lebensdauer abgeglichen werden, und eine genaue Aussage über die Restlebensdauer der Lampe getroffen werden. Die vom Hersteller spezifizierte Lebensdauer kann dabei eine Funktion weiterer ebenfalls aus dem nichtflüchtigen Speicher ausgelesenen Daten ein, so dass diese beispielsweise von der Anzahl der Starts oder dem geforderten Lichtstrom der Lampe abhängen kann. Die Entscheidung darüber ob die integrierte Lampen ausgetauscht werden muss, kann aus ökonomischen Gründen zudem von dem im Diagnosegerät der Service- Werkstatt gespeicherten Daten welche im Rahmen der zu- rückliegenden Werkstatt-Besuche ermittelt wurden, erfolgen, und so kann beispielsweise die Information, wie intensiv das Licht innerhalb der zurückliegenden Service- Intervalle benutzt wurde in die zu treffenden Entscheidung mit einfließen.During operation of the integrated gas discharge lamp, one or more numbers are preferably stored in the non-volatile memory, which increase monotonically with the burning time and / or with the number of ignitions of the gas discharge lamp. In this case, the burning time of the gas discharge lamp burner is detected, added up and stored as a cumulative burning time in the nonvolatile memory of the operating electronics. The cumulative fuel duration is preferably stored as a number in nonvolatile memory. However, the burning time can also be weighted by operating parameters and stored in the nonvolatile memory of the operating electronics as a number, this number then corresponding to the cumulative weighted burning time. The different types of cumulative burning time will be discussed in more detail below. Thus, the previous burning time can be reliably compared with the specified life of the manufacturer, and an accurate statement about the remaining life of the lamp are made. The lifetime specified by the manufacturer can be a function of further data likewise read from the nonvolatile memory, so that it can depend, for example, on the number of starts or the required luminous flux of the lamp. The decision as to whether the integrated lamps must be replaced can also be made for economic reasons by the data stored in the diagnostics device of the service workshop, which were determined in the context of the previous workshop visits, and thus, for example, the information on how intensive the light used within the previous service intervals was included in the decision to be made.
Wenn eine in dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik abgelegte Zahl eine Aussage über das Flackern der Lampe macht, insbesondere der Anzahl der Starts der Flacker-Minimum-Suche oder der aktuellen Flackergrenze, so kann der Zustand der integrierten Gasentladungslampe genau erfasst werden und bei Bedarf ausgelesen werden.If a number stored in the nonvolatile memory of the operating electronics makes a statement about the flickering of the lamp, in particular the number of starts of the flicker minimum search or the current flicker limit, the state of the integrated gas discharge lamp can be accurately detected and read out as required ,
Diese Werte können bei einem Service des Kraftfahrzeugs, in dem sich die integrierte Gasentladungslampe befindet, zur Beurteilung der Restlebensdauer mit herangezogen werden. Für den Servicetechniker ebenso interessant kann die in dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektro- nik abgelegte Zahl der Anzahl der Zündungen des Gasentladungslampenbrenners sein, da die Anzahl der Zündungen ebenso Einfluss auf die Lebensdauer hat wie die Brenndauer. Bei einem Servicetermin des Kfz. werden also Daten aus dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik ausgelesen und abhängig von den Daten erfolgt ein unterschiedliches Vorgehen bei der Wartung. Die Wartung wird dadurch effizienter und besser, Frühausfälle werden selten und die Kundenzufriedenheit steigt. Die Entscheidung, ob die integrierte Gasentladungslampe ausgetauscht werden muss kann sich zusätzlich zur Erfahrung des Servicetechnikers auf die aus dem nichtflüchtigen Speicher der Betriebselektronik ausgelesenen Daten stützen. Die Entscheidung zum Austausch der integrierten Gasentladungslampe wird bevorzugt dann getroffen, wenn die kumulierte Brenndauer und/oder die kumulierte gewichtete Brenndauer und/oder die Anzahl der Zündungen des Gasentladungslampenbrenners über einem bestimmten Grenzwert liegt. Der Grenzwert hängt dabei bevorzugt von dem Produktionszeitraum und/oder von den Daten welche eine eindeutige Iden- tifikation der integrierten Gasentladungslampe zulassen, ab. Damit wird eine zuverlässige und einfache Entscheidung über den Austausch der integrierten Gasentladungslampe möglich.These values can be used in a service of the motor vehicle, in which the integrated gas discharge lamp is located, be used to assess the remaining life with. Also of interest to the service technician is the number of ignitions of the gas discharge lamp burner stored in the nonvolatile memory of the operating electronics, since the number of ignitions has as much influence on the service life as the burning time. At a service appointment of the car. Thus, data are read from the non-volatile memory of the operating electronics and depending on the data is a different approach to maintenance. This makes maintenance more efficient and better, early failures are rare and customer satisfaction increases. The decision as to whether the integrated gas discharge lamp has to be exchanged can, in addition to the experience of the service technician, be based on the data read from the nonvolatile memory of the operating electronics. The decision to replace the integrated gas discharge lamp is preferably made when the cumulative burning time and / or the cumulative weighted burning time and / or the number of ignitions of the gas discharge lamp burner is above a certain limit. The limit value preferably depends on the production period and / or on the data which permit a clear identification of the integrated gas discharge lamp. This makes a reliable and simple decision about the replacement of the integrated gas discharge lamp possible.
Lumenkonstanzlumen Konstanz
Die im nichtflüchtigen Speicher der integrierten Gasentladungslampe 5 abgelegten Informationen können aber auch dazu benutzt werden, die Lichtabgabe der integrierten Gasentladungslampe 5 über ihrer Lebensdauer konstant zu halten. Die Lichtabgabe bei Nennleistung von Gasentladungslampen ändert sich über deren Lebensdauer. Mit zunehmender Brenndauer sinkt der Wirkungsgrad der Lampe durch Schwärzung und Entglasung des Entladungsgefäßes, durch den Rückbrand der Elektroden und die dadurch bedingte Veränderung des Entladungsbogens . Der Wirkungsgrad des gesamten optischen Systems wird dadurch weiter ver- schlechtert, da diese Systeme üblicherweise auf eine Punktlichtquelle bzw. für den kürzesten, sich aus dem minimalen Elektrodenabstand ergebenden Entladungsbogen, dimensioniert sind, und bei einer Verlängerung des Entladungsbogens mehr Licht im optischen System verloren geht. Auch das optische System selbst verliert während seiner Betriebsdauer an Effizienz, sei es durch Linsentrübungen oder durch Defokussierung aufgrund von Temperaturzyklen oder den bei einem Automobilscheinwerfer auftretenden permanenten Vibrationen. Im Folgenden wird von einer Lampenbrenndauer tk, und von einer kumuliert gewichteten Brenndauer tkg gesprochen, wobei die kumuliert gewichtete Brenndauer tkg mit einer weiter unten erläuterten Gewichtsfunktion γ gewichtet wird.However, the information stored in the non-volatile memory of the integrated gas discharge lamp 5 can also be be used to keep the light output of the integrated gas discharge lamp 5 constant over its lifetime. The light output at nominal power of gas discharge lamps changes over their lifetime. As the burning time increases, the efficiency of the lamp decreases due to blackening and devitrification of the discharge vessel, as a result of the burn-back of the electrodes and the consequent change in the discharge arc. The efficiency of the entire optical system is thereby further worsened, since these systems are usually dimensioned for a point light source or for the shortest discharge arc resulting from the minimum electrode spacing, and more light is lost in the optical system when the discharge arc is extended , Also, the optical system itself loses efficiency during its service life, whether through lens opacification or defocusing due to temperature cycling or the permanent vibration experienced by an automotive headlamp. In the following, a lamp burn time t k , and a cumulatively weighted burn time t kg are discussed, wherein the cumulatively weighted burn time t kg is weighted with a weighting function γ explained below.
Da die Betriebselektronik der integrierten Gasentladungs- lampe 5 die relevanten Parameter des Gasentladungslampenbrenners 50 im nichtflüchtigen Speicher abgelegt hat, kann sie die am Gasentladungslampenbrenner 50 anliegende Betriebsleistung PLA an seine kumulierte Brenndauer anpassen. Da der Alterungsprozess nicht linear verläuft, ist in der Betriebselektronik in einer einfachen Ausführungsform eine Kompensationsfunktion ß abgespeichert, wie sie in Fig. 27 dargestellt ist. Hier ist die kumuliert gewichtete Brenndauer tkg der Lampe über dem Quotienten aus der Lampenleistung PLA zur Nennleistung PN des Gasentladungslampenbrenners 50 aufgetragen. Im unteren Bereich unter 10h Brenndauer ist die Leistung leicht erhöht. Dies soll helfen, denn Gasentladungslampenbrenner 50 zu kondi- tionieren. Man spricht hier auch gerne vom „Einbrennen" des Gasentladungslampenbrenners 50 der integrierten Gasentladungslampe 5. Ist die Lampe eingebrannt, wird sie mit leicht verminderter Leistung betrieben (etwa 90% der Nennleistung) , da der Wirkungsgrad der Lampe wie auch der Optik noch sehr gut ist. Ab einer kumuliert gewichteten Brenndauer tkg von etwa 100 h steigt die Leistung wieder langsam an, um bei Erreichen des spezifizierten Lebens- dauerendes von 3000 h eine Lampenleistung PLa zu erreichen, die etwa 10% über der spezifizierten nominalen Lampenbrennernennleistung liegt. Damit ist die Lichtabgabe der Gasentladungslampenbrenners über seine Brenndauer im Wesentlichen konstant. Die in der Betriebselektronik abgespeicherte Funktion kann von im nichtflüchtigenSince the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5 has stored the relevant parameters of the gas discharge lamp burner 50 in the nonvolatile memory, it can adapt the operating power P LA applied to the gas discharge lamp burner 50 to its cumulative burning time. Since the aging process is not linear, a compensation function .beta. Is stored in the operating electronics in a simple embodiment it is shown in Fig. 27. Here, the cumulative weighted burning time t kg of the lamp is plotted against the quotient of the lamp power P LA to the nominal power P N of the gas discharge lamp burner 50. In the lower range under 10h burning time the performance is slightly increased. This should help to condition gas discharge lamp burners 50. This is also known as "burning" of the gas discharge lamp burner 50 of the integrated gas discharge lamp 5. If the lamp is burned, it is operated with slightly reduced power (about 90% of the rated power), since the efficiency of the lamp as well as the optics is still very good From a cumulative weighted burning time t kg of about 100 h, the power slowly increases again to reach a lamp power P La which is about 10% higher than the specified rated nominal lamp burner power when the specified end-of-life of 3000 h The light output of the gas discharge lamp burner over its burning time substantially constant. The stored in the operating electronics function can be used in non-volatile
Speicher bei der Produktion abgelegten Brennerparametern, wie z.B. dem Elektrodenabstand beeinflusst werden.Memory in the production stored burner parameters, such. be influenced by the electrode spacing.
Bei einem fortgeschrittenem System mit einer Steuerung der integrierten Gasentladungslampe 5 durch ein überge- ordnetes Steuersystem können weitere Lichtfunktionen, wie z.B. die geschwindigkeitsabhängige Steuerung der abgegebenen Lichtmenge realisiert werden. In solch einer fortgeschrittenen Ausführungsform ist die Betriebselektronik so ausgelegt, dass sie den Gasentladungslampenbrenner 50 mit einer Unter- oder Überleistung betreiben kann. Wird der Gasentladungslampenbrenner 50 aber nicht mit Nenn- leistung betrieben, so altert er anders als bei einem Betrieb mit Nennleistung. Dies muss in der Berechnung der kumulierten Brenndauer berücksichtigt werden. Dazu ist in der Betriebselektronik eine Gewichtsfunktion γ abgespei- chert, die einen von der Über- oder Unterleistung abhängigen Faktor darstellt. Fig. 28 zeigt die Gewichtsfunktion γ für eine für den Einsatz im Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs ausgelegte integrierte Gasentladungslampe 5. Wird der Gasentladungslampenbrenner 50 mit Überleis- tung betrieben, so altert er schneller, da die Elektroden zu heiß werden und Elektrodenmaterial abdampft. Wird der Gasentladungslampenbrenner 50 mit deutlicher Unterleistung betrieben, so altert er ebenfalls schneller, da die Elektroden zu kalt sind und in Folge Elektrodenmaterial absputtert, folglich Elektrodenmaterial durch Sputtern abgetragen wird, was unerwünscht ist da dies die Lebensdauer der Lampe sowie die Lichtausbeute reduziert. Daher muss die Betriebselektronik der integrierten Gasentladungslampe 5 diese Alterung in die kumuliert gewichtete Brenndauer tkg mit einrechnen. Dies kann z.B. durch fol-In an advanced system with a control of the integrated gas discharge lamp 5 by a higher-level control system, further light functions, such as the speed-dependent control of the amount of light emitted, can be realized. In such an advanced embodiment, the operating electronics are designed to operate the gas discharge lamp torch 50 with under or over power. However, if the gas discharge lamp burner 50 is not equipped with nominal operated, it ages differently than in a nominal power operation. This must be taken into account in the calculation of the cumulative burning time. For this purpose, a weight function γ is stored in the operating electronics, which represents a factor which depends on the over- or underpower. FIG. 28 shows the weight function γ for an integrated gas discharge lamp 5 designed for use in the headlight of a motor vehicle. If the gas discharge lamp burner 50 is operated with excess power, it ages faster because the electrodes become too hot and the electrode material evaporates. If the gas discharge lamp burner 50 is operated with significant underpowering, it will also age faster because the electrodes are too cold and subsequently sputter electrode material, thus electrode material is removed by sputtering, which is undesirable because this reduces the life of the lamp and the light output. Therefore, the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5 must include this aging in the cumulative weighted burning time t kg . This can be achieved, for example, by
gende Formel bewerkstelligt werden: tkg(t)= \f(τ)-χ(—^ )dτ ;The following formula can be achieved: t kg (t) = \ f (τ) -χ (- ^) dτ;
die Funktion f (τ) steht dabei lediglich für die Brennfunktion, d.h. sobald der Gasentladungslampenbrenner 50 in Betrieb ist, ist f (τ)=l, ist der Gasentladungslampen- brenner 50 nicht in Betrieb, ist f (τ)=0. Wird die integrierte Gasentladungslampe 5 also mit Über- oder Unterleistung betrieben, so altert sie um einen Faktor, der den Wert 10 erreichen kann schneller.the function f (τ) stands for the burning function only, i. when the gas discharge lamp burner 50 is in operation, f (τ) = 1, when the gas discharge lamp burner 50 is not in operation, f (τ) = 0. If the integrated gas discharge lamp 5 is thus operated with over or under power, it ages by a factor which can reach the value 10 faster.
Bei einem fortgeschrittenen Steuerungssystem, das den Gasentladungslampenbrenner 50 mit Über- oder Unterleis- tung betreiben kann, kann auch eine fortgeschrittene Kommunikation mit dem übergeordneten Steuergerät implementiert werden. Dies kann sich dahingehend äußern, dass das übergeordnete Steuergerät nicht mehr eine bestimmte Leistung von der integrierten Gasentladungslampe 5 anfordert, sondern eine vorbestimmte Lichtmenge. Um dies bewerkstelligen zu können, ist in der Betriebselektronik der integrierten Gasentladungslampe 5 eine Dimmkurve abgespeichert. Fig. 29 zeigt eine solche Dimmkurve α am Beispiel einer integrierten Gasentladungslampe 5 für die Automobiltechnik. Die Dimmkurve zeigt die Abhängigkeit des von dem Gasentladungslampenbrenner 50 abgegebenen Lichtstroms φSoU , beziehungsweise wie in Fig. 29 dargestellt den auf den Nennlichtstrom φN normierten Licht-In an advanced control system comprising the gas discharge lamp burner 50 with over or under can also implement an advanced communication with the higher-level control unit. This can be expressed to the effect that the higher-level control unit no longer requests a specific power from the integrated gas discharge lamp 5, but rather a predetermined amount of light. In order to accomplish this, a dimming curve is stored in the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5. FIG. 29 shows such a dimming curve α using the example of an integrated gas discharge lamp 5 for the automotive industry. The dimming curve shows the dependence of the luminous flux φ SoU emitted by the gas discharge lamp burner 50 or, as shown in FIG. 29, the luminous flux normalized to the nominal luminous flux φ N.
ström , von der elektrischen Brennerleistung PLa, s,
Figure imgf000082_0001
beziehungsweise wie in Fig. 29 dargestellt die auf die elektrische Nennbrennernennleistung PN normierte elektri-
Ström, from the electric burner power P La , s ,
Figure imgf000082_0001
or, as shown in FIG. 29, the electrical current normalized to the nominal rated nominal electrical power P N
PLaS sehe Brennerleistung —— . In der Fig. 29 ist dies beiP LaS see burner performance -. In Fig. 29 this is included
einer kumuliert gewichteten Brenndauer tkg des Gasentla- dungslampenbrenners 50 von 100h aufgetragen. Für eine andere kumuliert gewichtete Brenndauer tkg des Gasentladungslampenbrenners 50 ergeben sich andere Kurvenverläufe. Im Idealfall ist in der Betriebselektronik der integrierten Gasentladungslampe 5 also ein dreidimensionales Kennfeld abgespeichert, das das Alter des Gasentladungslampenbrenners 50 mit berücksichtigt. Die Fig. 29 ist somit lediglich ein Schnitt durch das Kennfeld für eine kumuliert gewichtete Brenndauer tkg des Gasentladungslampenbrenners von 100 h. Das Kennfeld zur Bestimmung der Lampenleistung kann neben dem Lichtstrom und der kumu- liert gewichtete Brenndauer weitere Dimensionen enthalten, beispielsweise die Brenndauer seit der letzten Zündung der Lampe oder die geschätzte Brennertemperatur um insbesondere Effekte im Bereich bis zu wenigen Minuten nach der Zündung, bedingt durch thermische Transienten während des sog. „Hochlaufs" der Lampe, in dem es unter anderem zum Verdampfen der Füllung kommt, abzubilden. Die Dimmkurve muss nicht zwingend als Kennfeld in der Betriebselektronik der integrierten Gasentladungslampe 5 abgespeichert sein, sie kann auch als Funktion abgelegt werden, so dass sie von einem in der Betriebselektronik integrierten MikroController ausgerechnet werden kann. Um die Berechnung der einzustellenden Lampenleistung möglichst einfach implementieren zu können, kann die zugrun- deliegende Funktion bzw. das entsprechenden Kennlinienfeld näherungsweise durch ein Produkt ausgedrückt werden, wobei als Faktoren neben der Nennleistung PN des Gasentladungslampenbrenners jeder einzelne Faktor den Einfluss einer der oben genannten Größen beschreibt. Somit kann die erforderliche Brennerleistung PLa für eine bestimmte Lichtmenge beispielhaft durch folgende Formel dargestellta cumulative weighted burning time t kg of the gas discharge lamp burner 50 of 100 h applied. For another cumulative weighted burning time t kg of the gas discharge lamp burner 50, other curves are obtained. Ideally, a three-dimensional characteristic map is stored in the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5, which takes into account the age of the gas discharge lamp burner 50. FIG. 29 is thus merely a section through the characteristic diagram for a cumulative weighted burning time t kg of the gas discharge lamp burner of 100 h. The characteristic map for determining the lamp power can be calculated in addition to the luminous flux and the cumulative Weighted burning time contain other dimensions, such as the burning time since the last ignition of the lamp or the estimated burner temperature in particular effects in the range up to a few minutes after ignition, due to thermal transients during the so-called "run-up" of the lamp in which it The dimming curve does not necessarily have to be stored as a characteristic diagram in the operating electronics of the integrated gas discharge lamp 5, it can also be stored as a function, so that it can be calculated by a microcontroller integrated in the operating electronics To be able to implement the calculation of the lamp power to be set as simply as possible, the underlying function or the corresponding characteristic field can be expressed approximately by a product, wherein as factors in addition to the nominal power P N of the gas discharge lamp burner every single factor describes the influence of one of the above sizes. Thus, the required burner power P La for a given amount of light can be exemplified by the following formula
werden: PLa = PN ; der Faktor ß berücksichtigt
Figure imgf000083_0001
hier die Alterung des Gasentladungslampenbrenners 50. Die Funktion ß kann auch die Alterung des optischen Systems beinhalten, wobei diese Daten vorzugsweise über den Kommunikationsschnittstelle der integrierten Gasentladungslampe mitgeteilt werden, so dass diese Einflüssen ebenfalls in der Berechung von der Betriebselektronik der integrierten Gasentladungslampe berücksichtigt werden können. Die vom Steuergerät vorgegebene Lichtmenge kann dabei z.B. von der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs abhängen, in dem die integrierte Gasentladungslampe 5 betrieben wird. Bei langsamer Fahrt wird die Lampe z.B. gedimmt betrieben, wohingegen sie bei schneller Fahrt etwa auf der Autobahn etwas über der Nennleistung betrie- ben wird, um eine weite Sicht und eine gute Ausleuchtung der Fahrbahn zu gewährleisten.
are: P La = P N ; the factor ß is taken into account
Figure imgf000083_0001
Here, the aging of the gas discharge lamp burner 50. The function ß may also include the aging of the optical system, these data are preferably communicated via the communication interface of the integrated gas discharge lamp, so that these influences can also be considered in the calculation of the operating electronics of the integrated gas discharge lamp. The amount of light predetermined by the control unit can be, for example, the speed of a motor vehicle depend in which the integrated gas discharge lamp 5 is operated. For example, when driving slowly, the lamp is operated in dimmed mode, whereas at high speeds, it is operated slightly above the rated power, for example on the motorway, in order to ensure a clear view and a good illumination of the road.
Bei einer fortgeschrittenen Betriebselektronik einer weiteren Ausführungsform der integrierten Gasentladungslampe 5 kann auch oder zusätzlich die bisherige Brenndau- er des Gasentladungslampenbrenners 50 beim Betrieb berücksichtigt werden. Wenn die kumuliert gewichtete Brenndauer tkg sich dem spezifiziertem Lebensdauerende des Gasentladungslampenbrenners nähert, kann die Betriebselektronik den Brenner mit einer Leistung betreiben, die ihn am wenigsten altern lässt und somit seine Lebensdauer gegenüber einem herkömmlichen Betrieb effektiv verlängert. Fig. 30 zeigt eine solche beispielhafte Brenner- schonkurve, in der der Lichtstromquotient 1 über der
Figure imgf000084_0001
kumulierten normierten Lebensdauer — aufgetragen ist.
In an advanced operating electronics of a further embodiment of the integrated gas discharge lamp 5, the previous combustion duration of the gas discharge lamp burner 50 can also or additionally be taken into account during operation. As the cumulative weighted firing time tkg approaches the specified end-of-life of the gas discharge lamp burner, the operating electronics may operate the burner at a rate that causes it to age least, thus effectively extending its life compared to conventional operation. FIG. 30 shows such an exemplary burner curve in which the luminous flux quotient 1 lies above the
Figure imgf000084_0001
cumulative normalized lifetime - is plotted.
Letztere berechnet sich aus der Lampenbrenndauer tk geteilt durch die Nennlebensdauer tN der Lampe von beispielsweise 3.000 Stunden. Bis zu 3% seiner Nennlebensdauer wird der Gasentladungslampenbrenner 50 mit dem 1,2- fachen seiner Nennleistung betrieben, um den Gasentla- dungslampenbrenner 50 zu Konditionieren und Einzubrennen. Danach wird der Gasentladungslampenbrenner 50 für geraume Zeit mit Nennleistung betrieben. Erreicht der Gasentladungslampenbrenner 50 80% seiner Lebensdauer, wird die Leistung sukzessive auf etwa das 0,8-fache der Nennleis- tung reduziert. Die Gewichtsfunktion in Fig. 28 offenbart bei näherer Betrachtung, dass die Lampe beim Betrieb mit in etwa dem 0,8-fachen ihrer Nennleistung am meisten geschont wird. Daher wird die integrierte Gasentladungs- lampe 5 gegen Ende ihrer Lebensdauer mit dieser Leistung betrieben, um eine möglichst lange Restlebensdauer zu gewährleisten und einen plötzlichen Lampenausfall, der gerade im Automobilbereich fatale Folgen haben kann zu vermeiden. Anstelle der Lampenbrenndauer tk kann entgegen der Darstellung in der Fig. 30 auch die kumuliert gewich- tete Brenndauer tkg verwendet werden.The latter is calculated from the lamp burn time t k divided by the rated life t N of the lamp of, for example, 3,000 hours. Up to 3% of its rated life, the gas-discharge lamp burner 50 is operated at 1.2 times its rated power to condition and burn-up the gas discharge lamp burner 50. Thereafter, the gas discharge lamp burner 50 is operated at rated power for a long time. If the gas discharge lamp burner 50 reaches 80% of its service life, the power is successively increased to approximately 0.8 times the nominal reduced. The weight function in Fig. 28 discloses, on closer inspection, that the lamp is spared the most in operation at approximately 0.8 times its rated power. Therefore, the integrated gas discharge lamp 5 is operated at the end of its life with this power to ensure the longest possible residual life and a sudden lamp failure, which can have fatal consequences especially in the automotive sector. Instead of the lamp burn time t k , the cumulative weighted burning time t kg can be used, contrary to the illustration in FIG. 30.
Die integrierte Gasentladungslampe 5 kann aufgrund der oben genannten Daten und Berechnungen die voraussichtliche Restlebensdauer ihres Gasentladungslampenbrenners berechnen und in einem nichtflüchtigen Speicher derThe integrated gas discharge lamp 5 can calculate the expected remaining life of its gas discharge lamp burner based on the above-mentioned data and calculations and in a non-volatile memory of the
Betriebselektronik 220, 230 ablegen. Ist das Kraftfahrzeug bei einer Inspektion in der Werkstatt, so können für die Inspektion interessante Lampendaten, insbesondere die gespeicherte Restlebensdauer ausgelesen werden. Anhand der ausgelesenen Restlebensdauer kann dann darüber entschieden werden, ob die integrierte Gasentladungslampe 5 ausgetauscht werden muss. Es ist auch denkbar, dass in der integrierten Gasentladungslampe 5 die Seriennummer der integrierten Gasentladungslampe und/oder die Serien- nummer des Gasentladungslampenbrenners 50 abgespeichert ist. Anhand der Seriennummer kann der Mechaniker in der Werkstatt über eine Herstellerdatenbank abfragen, ob die Lampe in Ordnung ist oder evtl. aufgrund von Mängeln in der Herstellung bzw. in den in ihr verbauten Komponenten ausgetauscht werden muss. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der integrierte Gasentladungslampe 5 wird entgegen zur zuvor beschriebenen Ausführung in der Werkstatt nicht die voraussichtliche Restlebensdauer ausgelesen, sondern es werden die Daten ausgelesen wie die Lampe tatsächlich betrieben wurde. Diese Daten werden dann vom Diagnosegerät basierend auf den zur jeweiligen Seriennummer gehörigen Nenndaten aus der Herstellerdatenbank bewertet. So ist beispielsweise die Nennlebensdauer tN einer Lampe mit einer gegebenen Seriennummer in der Herstellerdatenbank hinterlegt. Im Fall von Produktmängeln wäre diese entsprechend gering. Nachdem auch weitere Daten über den Betrieb in der Betriebselektronik gespeichert werden, wie beispielsweise die Anzahl der Zündungen, können auch diese Parame- ter mit der Herstellerdatenbank verglichen werden, die dann beispielsweise die Anzahl an Nennzündungen für jede Lampe enthält. Eine aus der Betriebselektronik ausgelesene hohe Anzahl an Zündungen die in die Nähe der Nennzündungen kommt, führt so zur Entscheidung, dass die Lampe auszutauschen ist, obwohl beispielsweise die Nennlebensdauer der Lampe noch nicht erreicht ist. Durch Verwendung solcher Kriterien erhöht sich auf ökonomischer Weise die Verfügbarkeit der Lichtquelle. Dieses Vorgehen ist insbesondere deshalb als ökonomisch anzusehen, da eine Lampe erst dann ausgetauscht wird, wenn die Wahrscheinlichkeit groß wird, dass ihr Ausfall bevorsteht. In den ersten Bit der Seriennummer der Lampe wird den Hersteller der Lampe codiert, so dass sichergestellt ist, dass die Seriennummer eindeutig bleibt, obwohl gegebenen Falls mehrere Lampenhersteller gegeneinander austauschbare Produkte herstellen. Beim Abfragen von Nenndaten wie beispielsweise der Nennlebensdauer oder der Nennzündungen aus der Herstellerdatenbank, über eine Kommunikationsverbindung zwischen der Werkstatt und dem Lampenhersteller, beispielsweise über eine Internetverbindung, wird im Gegenzug die aus der Betriebselektronik ausgelesenen Daten über den Betrieb an den Lampenhersteller übermitteln. Es erfolgt somit ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen Betriebselektronik der Lampe und der Herstellerdatenbank. Dies ermöglicht zum einen die Verfolgung von Produkten im Feld insbesondere eine statistische Erhebung der Einsatz- weise des Produktes, was insbesondere für eine Produktweiterentwicklung von großem Vorteil ist, aber auch eine individuelle Datenerhebung ist möglich sofern beispielsweise neben der Seriennummer noch die VIN (Vehicle Identification Number) des Fahrzeugs mit übertragen wird. Darüber hinaus eröffnet sich die Möglichkeit des Schutz gegen Produktfälschungen. Letzterer wird dadurch erreicht, dass bei einer Produktfälschung die Seriennummer ebenfalls kopiert werden muss, was sich letztlich bei der Übermittlung der Daten an den Hersteller zu einer schein- baren Inkonsistenz der Daten führt, da beispielsweise die Betriebsstunden welche einer Seriennummer zugerechnet werden nicht wieder geringer werden können, was eine entsprechende Schlussfolgerung auf gefälschte Produkte zulässt .Store operating electronics 220, 230. If the motor vehicle is in an inspection in the workshop, interesting lamp data, in particular the stored remaining service life, can be read out for the inspection. Based on the read remaining life can then be decided whether the integrated gas discharge lamp 5 must be replaced. It is also conceivable that in the integrated gas discharge lamp 5, the serial number of the integrated gas discharge lamp and / or the serial number of the gas discharge lamp burner 50 is stored. On the basis of the serial number, the mechanic in the workshop can query via a manufacturer database whether the lamp is in order or may need to be replaced due to defects in the production or in the components installed in it. In a further advantageous embodiment of the integrated gas discharge lamp 5, contrary to the above-described embodiment in the workshop not the expected remaining life is read, but it read the data as the lamp was actually operated. These data are then evaluated by the diagnostic device based on the nominal data associated with each serial number from the manufacturer database. For example, the rated life t N of a lamp with a given serial number is stored in the manufacturer database. In the case of product defects this would be correspondingly low. After further data about the operation in the operating electronics are stored, such as the number of ignitions, these parameters can also be compared with the manufacturer's database, which then contains, for example, the number of nominal ignitions for each lamp. A read from the operating electronics high number of ignitions that comes in the vicinity of the nominal ignitions, thus leading to the decision that the lamp is replaced, although, for example, the rated life of the lamp has not yet been reached. By using such criteria, the availability of the light source increases in an economical manner. This procedure is to be regarded as economical, in particular, because a lamp is replaced only when the probability is high that its failure is imminent. The first bit of the serial number of the lamp encodes the lamp manufacturer to ensure that the serial number remains unique, although, if appropriate, several lamp manufacturers make interchangeable products. When querying nominal data such as the rated service life or the nominal ignitions from the Manufacturer database, via a communication link between the workshop and the lamp manufacturer, for example via an Internet connection, in turn, the transmitted data from the operating electronics data on the operation of the lamp manufacturer. There is thus a bidirectional data exchange between operating electronics of the lamp and the manufacturer database. This makes it possible, on the one hand, to track products in the field, in particular a statistical survey of the mode of use of the product, which is particularly advantageous for product development, but individual data collection is also possible if, for example, the VIN (Vehicle Identification Number ) of the vehicle is transmitted. In addition, the possibility of protection against counterfeiting opens up. The latter is achieved by also having to copy the serial number during a counterfeiting of the product, which ultimately leads to a seeming inconsistency in the data when transmitting the data to the manufacturer, since, for example, the operating hours attributed to a serial number are not reduced again what an appropriate conclusion on counterfeit products allows.
Bogenbegradigungarc straightening
Im Folgenden wird nun ein Verfahren zur Begradigung des Entladungsbogens des Gasentladungslampenbrenners beschrieben, welches in einer Ausführungsform der integrierten Gasentladungslampe 5 implementiert ist. Für eine erste Ausführungsform wird eine Betriebselektronik 920 zugrunde gelegt, die eine Topologie nach Fig. 23 auf- weist. Dabei weist die Betriebselektronik 920 einen Gleichspannungswandler 9210 auf, der von der Batteriespannung eines Automobils versorgt wird. Dem Gleichspannungswandler 9210 ist über einen Zwischenkreiskondensator Czw ein Wechselrichter 9220 nachgeschaltet, der über einen Lampenkreis einen Gasentladungslampenbrenner 50 mit einer Wechselspannung versorgt. Der Lampenkreis besteht aus einem Ausgangskondensator CA und der Zündelektronik 910, mit der Primärwicklung des Zündtransformators im Lampenkreis, sowie dem Gasentladungslampenbrenner 50.A method for straightening the discharge arc of the gas discharge lamp burner, which is implemented in one embodiment of the integrated gas discharge lamp 5, will now be described below. For a first embodiment, an operating electronics 920 is used, which has a topology according to FIG. 23. has. In this case, the operating electronics 920 has a DC-DC converter 9210, which is supplied by the battery voltage of an automobile. The DC-DC converter 9210 is connected downstream via an intermediate circuit capacitor C zw an inverter 9220, which supplies a lamp circuit comprising a gas discharge lamp burner 50 with an AC voltage. The lamp circuit consists of an output capacitor C A and the ignition electronics 910, with the primary winding of the ignition transformer in the lamp circuit, and the gas discharge lamp burner 50th
Mittels dieser Topologie, die aus dem Stand der Technik weithin bekannt ist, kann bei geschickter Auslegung der Komponenten eine Begradigung des Entladungsbogens erreicht werden.By means of this topology, which is well known from the prior art, with a skillful design of the components, a straightening of the discharge arc can be achieved.
Ein begradigter Entladungsbogen bietet viele Vorteile.A straightened discharge arc offers many advantages.
Ein erster bedeutender Vorteil ist der bessere thermische Haushalt des Gasentladungslampenbrenners 50, gewonnen durch eine gleichmäßigere thermische Wandbelastung des Brennergefäßes. Dies führt zu einer besseren thermischen Ausnutzung und damit längeren Lebensdauer des Brennergefäßes. Ein zweiter bedeutender Vorteil ist ein kontrahierter Lichtbogen, der eine verringerte Diffusität besitzt. Mit solch einem , schmaleren' Bogen kann z.B. die Optik eines Scheinwerfers präziser ausfallen und die Lichtausbeute des Scheinwerfers deutlich erhöht werden.A first important advantage is the better thermal budget of the gas discharge lamp burner 50, obtained by a more uniform thermal wall load of the burner vessel. This leads to a better thermal utilization and thus longer life of the burner vessel. A second significant advantage is a contracted arc that has reduced diffusivity. With such a 'narrower' bow, e.g. The optics of a headlight can be made more precise and the light output of the headlight can be increased significantly.
Da bei der integrierte Gasentladungslampe 5 die Zünd- und Betriebselektronik 910, 920 beziehungsweise die Gesamtbetriebselektronik 930 (im Folgenden ebenfalls Betriebselektronik genannt) untrennbar mit dem Gasentladungslam- penbrenner 50 verbunden ist, kann sich die Betriebselektronik auf den Gasentladungslampenbrenner 50 kalibrieren um einen stabil brennenden geraden Bogen zu erzeugen. Da aufgrund der Untrennbarkeit von Betriebselektronik 920, 930 und Gasentladungslampenbrenner 50 der Betriebselektronik 920, 930 auch die Brenndauer des Gasentladungslam- penbrenners 50 bekannt ist, können Alterungseffekte des Gasentladungslampenbrenners 50 die Betriebsweise des Gasentladungslampenbrenners 50 beeinflussen.Since in the integrated gas discharge lamp 5 the ignition and operating electronics 910, 920 or the overall operating electronics 930 (also referred to below as operating electronics) are inseparably connected to the gas discharge lamp torch 50, the operating electronics can calibrate themselves on the gas discharge lamp burner 50 to create a stable burning straight arc. Since due to the inseparability of operating electronics 920, 930 and gas discharge lamp burner 50 of the operating electronics 920, 930 and the burning time of the gas discharge Lambrenners 50 is known, aging effects of the gas discharge lamp burner 50 may affect the operation of the gas discharge lamp burner 50.
Die grundsätzliche Vorgehensweise zur Begradigung des Bogens der integrierten Gasentladungslampe 5 ist folgen- de: Die Betriebselektronik 920, 930 vermisst beim ersten Einschalten den Gasentladungslampenbrenner 50 bezüglich akustischer Resonanzen und detektiert die zur Bogenbegra- digung geeigneten Frequenzen. Dies geschieht mittels einem durchscannen der Frequenzbereiche zwischen einer Minimalfrequenz und einer Maximalfrequenz. Die Frequenzen werden auf die Betriebsfrequenz des integrierten Gasentladungslampenbrenners aufmoduliert. Während des Scannens wird die Impedanz des Gasentladungslampenbrenners vermessen und jeweils die niedrigste Impedanz mit der dazugehö- rigen Frequenz abgespeichert. Diese Frequenz mit der niedrigsten Impedanz kennzeichnet die maximal erreichbare Bogenbegradigung . Je nach Lampentyp kann die Minimalfrequenz bis auf eine Frequenz von 8OkHz sinken, die Maximalfrequenz eine Frequenz von etwa 30OkHz erreichen. Bei einer typischen Hochdruckentladungslampe für die Automobiltechnik liegt die Minimalfrequenz bei etwa 110 kHz und die Maximalfrequenz bei etwa 160 kHz. Das Vermessen ist zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen des Gasentladungslampenbrenners 50 notwendig. Die typische Alterung bezüg- lieh der Resonanzfrequenzen der Lampe ist in einem Mikro- controller (nicht gezeigt) der Betriebselektronik 920, 930 z.B. in einer Tabelle abgelegt. Die Werte in der Tabelle können gegebenenfalls abhängig von der Betriebsweise des Gasentladungslampenbrenners (Zyklenform, Anlauf- oder gedimmter Betrieb) abgelegt sein. Zusätzlich kann der gesteuerte Betrieb in einer weiteren Ausführungsform um einen geregelten Modulationsbetrieb mit einer Modulationsfrequenz in einem schmalen Bereich um die errechnete Frequenz (gemäß des gesteuerten Betriebs) erweitert werden. Die errechnete Frequenz wird mit einer Modulationsfrequenz von z.B. 1 kHz moduliert, um eventuellen Flackererscheinungen durch Anregung akustischer Resonanzen im Gasentladungslampenbrenner 50 vorzubeugen. Ein Vorteil im Vergleich zu bisherigen Betriebsgeräten nach dem Stand der Technik ist, dass nun der Frequenzbe- reich (innerhalb dessen die Frequenz variiert werden darf) sehr klein ist, und die Probleme bezüglich verlöschender Lampen oder instabilem Reglerverhalten kleiner sind. Nichtsdestotrotz kann es bei bestimmten Lampentypen sinnvoll sein, die Frequenzbereiche um die eigentliche Modulationsfrequenz bezüglich ihres Flackerverhaltens zu vermessen, um einen stabilen Lampenbetrieb gewährleisten zu können. Dazu wird in einer Ausführungsform die Schaltungsanordnung zum Detektieren von Flackern verwendet, und nahe an der Modulationsfrequenz liegenden Frequenzen auf ihr Flackerverhalten hin vermessen.The basic procedure for straightening the arc of the integrated gas discharge lamp 5 is as follows: The operating electronics 920, 930, when switched on for the first time, measure the gas discharge lamp burner 50 with respect to acoustic resonances and detect the frequencies suitable for bowing. This is done by scanning the frequency ranges between a minimum frequency and a maximum frequency. The frequencies are modulated to the operating frequency of the integrated gas discharge lamp burner. During scanning, the impedance of the gas discharge lamp burner is measured and the lowest impedance at the corresponding frequency is stored in each case. This frequency with the lowest impedance characterizes the maximum achievable arc straightening. Depending on the lamp type, the minimum frequency can drop to a frequency of 8OkHz, the maximum frequency can reach a frequency of about 30OkHz. In a typical automotive high pressure discharge lamp, the minimum frequency is about 110 kHz and the maximum frequency is about 160 kHz. The measurement is necessary to compensate for manufacturing tolerances of the gas discharge lamp burner 50. The typical aging with respect to the resonance frequencies of the lamp is in a microcontroller (not shown) of the operating electronics 920, 930, for example, stored in a table. Optionally, the values in the table may be stored depending on the operation of the gas discharge lamp burner (cycle shape, start-up or dimmed operation). In addition, in another embodiment, the controlled operation may be extended by a controlled modulation mode having a modulation frequency in a narrow range around the calculated frequency (in accordance with the controlled operation). The calculated frequency is modulated with a modulation frequency of eg 1 kHz in order to prevent possible flicker phenomena by excitation of acoustic resonances in the gas discharge lamp burner 50. An advantage over previous prior art devices is that the frequency range (within which the frequency may be varied) is now very small, and the problems with dimming lamps or unstable regulator behavior are smaller. Nevertheless, it may be useful for certain lamp types to measure the frequency ranges by the actual modulation frequency with respect to their Flackerverhaltens to ensure stable lamp operation can. For this purpose, in one embodiment, the circuit arrangement is used for detecting flickering, and measures frequencies lying close to the modulation frequency for their flicker behavior.
In einer ersten Ausführungsform nach Fig. 23 wird die Frequenz des Gleichspannungswandlers 9210 nun gleich der Modulationsfrequenz gewählt. Durch entsprechende Auslegung des Zwischenkreiskondensators Czw bleibt ein Hochfrequenzrippel als aufmodulierte hochfrequente Wechselspannung auf der vom Gleichspannungswandler 9210 ausgegebenen Gleichspannung. Die Gleichspannung mit der aufmodulierten hochfrequenten Wechselspannung dient als Eingangsspannung für den Wechselrichter 9220. Der Wechselrichter 9220 ist hier als Vollbrücke ausgebildet, die die Gleichspannung in eine rechteckförmige Wechselspannung umwandelt. Die Amplitude des Modulationssignals, also der aufmodulierten hochfrequenten Wechselspannung, ist durch die Dimensionierung des Ausgangsfilters der Vollbrücke (Ausgangskondensator CA) sowie durch die Induktivität der Sekundärwicklung (IPSH, IPSR) des Impulszündtransformators festgelegt. Dadurch, dass bei der integrierten Gasentladungslampe 5 diese Komponenten untrennbar miteinander verbunden sind, ist eine gute Abstimmung der Komponenten auf die gewünschte Betriebs- weise möglich. Durch die überlagerte hochfrequente Spannung tritt die gewünschte Begradigung des Entladungsbo- gens ein. Der Nachteil dieser Ausführungsform ist die festfrequente Betriebsweise des Gleichspannungswandlers, die keine effektive Schaltentlastung ermöglicht, so dass die Verluste des Systems steigen.In a first embodiment according to FIG. 23, the frequency of the DC-DC converter 9210 is now selected equal to the modulation frequency. By appropriate design of the DC link capacitor C zw remains a high-frequency ripple as aufmodulierte high-frequency AC voltage on the DC-DC converter 9210th output DC voltage. The DC voltage with the modulated high-frequency AC voltage serves as the input voltage for the inverter 9220. The inverter 9220 is designed here as a full bridge, which converts the DC voltage into a rectangular AC voltage. The amplitude of the modulation signal, ie the modulated high-frequency alternating voltage, is determined by the dimensioning of the output filter of the full bridge (output capacitor C A ) and by the inductance of the secondary winding (IPSH, IPSR) of the pulse ignition transformer. Because these components are inseparably connected to each other in the integrated gas discharge lamp 5, a good matching of the components to the desired mode of operation is possible. Due to the superimposed high-frequency voltage, the desired straightening of the discharge arc occurs. The disadvantage of this embodiment is the fixed-frequency operation of the DC-DC converter, which does not allow effective switching discharge, so that the losses of the system increase.
In einer zweiten Ausführungsform nach Fig. 24 wird die überlagerte hochfrequente Spannung durch einen Signalgenerator 9230 erzeugt. Dieser koppelt die hochfrequente Spannung im Lampenkreis zwischen einer Drossel Lκ und der Primärwicklung des Zündtransformators der Zündelektronik 910 ein. Die Einkopplung vor dem Zündtrafo ist wichtig, da der Signalgenerator 9230 sonst hochspannungsfest ausgeführt sein müsste. Die Drossel dient dazu, den Zwischenkreiskondensator C zu entkoppeln, da er sonst die eingekoppelte hochfrequente Spannung zu sehr bedampfen würde. Aus diesem Grund sollte auch die Induktivität des Zündtransformators der Zündelektronik 910 möglichst klein sein. Der Signalgenerator kann dabei so ausgelegt sein, dass die Frequenz der eingekoppelten hochfrequenten Spannung wiederum moduliert wird, um einen sichereren und flackerfreien Betrieb des Gasentladungslampenbrenners 50 zu erreichen.In a second embodiment according to FIG. 24, the superimposed high-frequency voltage is generated by a signal generator 9230. This couples in the high-frequency voltage in the lamp circuit between a choke L κ and the primary winding of the ignition transformer of the ignition electronics 910 a. The coupling in front of the ignition transformer is important, since the Signal Generator 9230 would otherwise have to be designed with high voltage resistance. The throttle is used to decouple the DC link capacitor C , otherwise he would steam the coupled high-frequency voltage too much. For this reason, the inductance should also be Ignition transformer 910 should be as small as possible. The signal generator can be designed so that the frequency of the injected high-frequency voltage is in turn modulated in order to achieve a safer and flicker-free operation of the gas discharge lamp burner 50.
In einer dritten Ausführungsform, die in Fig. 25 gezeigt ist, ist der Signalgenerator in die Zündelektronik 910 integriert. Hier wird der Gasentladungslampenbrenner 50 durch eine Resonanzzündung gestartet. Die Zündelektronik weist einen für hochfrequenten Betrieb ausgelegten Zündtransformator TiR auf, der von einem Signalgenerator, der als Klasse-E Wandler ausgeführt ist, angesteuert wird. Der Zündtransformator TΣR ist so zu dimensionieren, dass der zumindest die Grundschwingung der auftretenden Hochfrequenz und die identisch mit der Schaltfrequenz des Klasse-E-Wandler ist noch hinreichend gut übertragen kann, insbesondere sein Wirkungsgrad bei dieser Frequenz besser als 10% ist. Die Schaltfrequenz des Klasse-E- Wandlers während der Zündung beträgt einen Wert zwischen 80 kHz und 10 MHz. Vorzugsweise wählt man die Frequenz jedoch oberhalb von 300 kHz da hier eine kleine Bauform möglich ist und unterhalb von 4 MHz da hier die erreichbaren Wirkungsgrade besonders hoch sind. Die Ansteuerung des Zündtransformators erfolgt über eine galvanisch getrennte Primärwicklung. Die Sekundärwicklung ist auf zwei galvanisch getrennte Wicklungen aufgeteilt, die jeweils zwischen eine Lampenelektrode und den Wechselrichter 9220 geschaltet sind. Der Signalgenerator erzeugt hier einen hochfrequenten Strom durch die Primärwicklung des Zündtransformators TΣR, der auf der Sekundärseite eine Resonanz in einem Resonanzkreis anregt, die den Gasentladungslampenbrenner 50 durchbrechen lässt. Der Resonanzkreis besteht dabei aus der Sekundärinduktivität des Zündtransformators TΣR und einer über der Lampe lie- genden Kapazität CR2. Da die Kapazität CR2 sehr klein ist, muss sie nicht unbedingt als Bauteil in die Zündelektronik 910 integriert sein, sondern kann durch bauliche Maßnahmen erzeugt werden.In a third embodiment, shown in FIG. 25, the signal generator is integrated with the ignition electronics 910. Here, the gas discharge lamp burner 50 is started by a resonance ignition. The ignition electronics has a designed for high-frequency operation ignition transformer Ti R , which is controlled by a signal generator, which is designed as a class-E converter. The ignition transformer T ΣR is to be dimensioned so that the at least the fundamental of the occurring high frequency and identical to the switching frequency of the class E converter is still sufficiently well transmitted, in particular its efficiency at this frequency is better than 10%. The switching frequency of the class E converter during ignition is between 80 kHz and 10 MHz. Preferably, however, the frequency is chosen above 300 kHz because a small design is possible here and below 4 MHz since the achievable efficiencies are particularly high. The ignition transformer is controlled via a galvanically isolated primary winding. The secondary winding is divided into two galvanically isolated windings, each connected between a lamp electrode and the inverter 9220. The signal generator generates here a high-frequency current through the primary winding of the ignition transformer T ΣR , on the secondary side excites a resonance in a resonant circuit which causes the gas discharge lamp burner 50 to break. The resonant circuit consists of the secondary inductance of the ignition transformer T ΣR and a lying over the lamp capacitance C R 2. Since the capacitance C R 2 is very small, it does not necessarily have to be integrated as a component in the ignition electronics 910, but can by structural measures are generated.
Sobald der Gasentladungslampenbrenner 50 gezündet hat, wird die Betriebsweise des Signalgenerators umgestellt, so dass er nun ein hochfrequentes Signal über den Zündtransformator TiR einkoppelt, dass zur Bogenbegradigung auf die Lampenspannung aufmoduliert wird. Dies birgt den Vorteil, dass die Frequenz und die Amplitude der aufmodu- lierten Spannung relativ frei einstellbar ist, ohne dass auf eine optimierte Betriebsweise des Gleichspannungswandlers 9210 oder des Wechselrichters 9220 verzichtet werden muss. Durch diese Schaltungstopologie kann von der Zündelektronik 910 auch eine über den Resonanzkreis erzeugte erhöhte Übernahmespannung für den Gasentladungslampenbrenner 50 zur Verfügung gestellt werden, so dass diese nicht vom Gleichspannungswandler 9210 erzeugt werden muss. Mit dieser Maßnahme kann die Betriebsweise des Gleichspannungswandlers 9210 weiter optimiert werden, da der notwendige Ausgangsspannungsbereich des Gleichspannungswandlers 9210 kleiner wird. Auch muss der Wechselrichter 9220 weniger Leistung umsetzen, da ein Teil der Lampenleistung über die aufmodulierte Lampenspannung eingekoppelt wird. Diese Ausführungsform bietet somit die größte Freiheit bei der Umsetzung der Betriebsparameter, so dass ein optimierter und zuverlässiger Betrieb des Gasentladungslampenbrenners 50 bei begradigtem Entla- dungsbogen möglich wird.As soon as the gas discharge lamp burner 50 has ignited, the mode of operation of the signal generator is changed over, so that it now injects a high-frequency signal via the ignition transformer Ti R , which is modulated onto the lamp voltage for arc straightening. This has the advantage that the frequency and the amplitude of the modulated voltage is relatively freely adjustable, without having to forego an optimized operation of the DC-DC converter 9210 or the inverter 9220. By this circuit topology can be provided by the ignition electronics 910 also generated via the resonant circuit increased transfer voltage for the gas discharge lamp burner 50, so that it does not have to be generated by the DC-DC converter 9210. With this measure, the operation of the DC-DC converter 9210 can be further optimized because the necessary output voltage range of the DC-DC converter 9210 is smaller. Also, the inverter 9220 must implement less power, as part of the lamp power is coupled in via the modulated lamp voltage. This embodiment thus offers the greatest freedom in the implementation of the operating parameters, so that an optimized and reliable operation of the Gas discharge lamp burner 50 is possible with straightened discharge arc.
Fig. 26 zeigt eine gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte Ausführungsform eines Gleichspannungswandlers 9210. Die im Stand der Technik üblichen Gleichspannungswandler für Vorschaltgeräte, die an einem Bordnetz eines Automobils betreibbar sind, weisen eine Sperrwandlertopo- logie, die auch als Flyback bezeichnet wird, auf, da die Bordspannung von 12V auf eine größere Spannung hochge- setzt werden muss. Dadurch, dass bei der integriertenFIG. 26 shows an embodiment of a DC-DC converter 9210 which is simplified in comparison to the prior art. The DC-DC converters for ballasts which can be operated on an electrical system of an automobile and which are customary in the prior art have a flyback converter topology, which is also referred to as flyback. Since the on-board voltage of 12V must be increased to a higher voltage. Because of that in the integrated
Gasentladungslampe 5 die elektrische Kontaktierung erst beim Einsetzen der Lampe in den Scheinwerfer 3 erfolgt, kann ein vereinfachter Wandler in Form eines Hochsetz- stellers, auch als Boost-Wandler bezeichnet, mit einem Spartransformator TFB verwendet werden. Dies ist möglich, da bei der verwendeten elektromechanischen Schnittstelle eine versehentliche Kontaktierung des Wandlerausgangs mit Fahrzeugmasse, die eine Zerstörung des Boost-Wandlers zur Folge hätte, ausgeschlossen werden kann. Die bisher im Stand der Technik eingesetzten Gleichspannungswandler in Sperrwandlertopologie erlauben eine Unterbrechung des Energieflusses trotz ausgangsseitigem Kurzschluss. Dies ist im vorliegenden Wandlerkonzept nach Fig. 26 nicht der Fall, da hier keine galvanische Trennung im Leistungspfad des Wandlers vorhanden ist, der den Energiefluss vom Eingang, also dem 12V Bordnetz, zum Ausgang, also zur Stromzuführung des Gasentladungslampenbrenner 50 die versehentlich mit der Fahrzeugmasse verbunden wurde, unterbrechen könnte. Ansonsten ist der Gleichspannungs- wandler in üblicher Weise aufgebaut. Er besteht aus einem eingangsseitigem EMI-Filter, einem Eingangskondensator Cl, einem Wandlerschalter Q, einer als Spartransformator ausgeführten Induktivität TFB, die über eine Diode D auf den Zwischenkreiskondensator Czw arbeitet. Dieser Wandler ist gegenüber den im Stand der Technik verwendeten Sperr- wandlern erheblich kostengünstiger, somit ist die integrierte Gasentladungslampe 5 gegenüber einem Lampensystem nach dem Stand der Technik, mit einer Gasentladungslampe und einem externen elektronischen Betriebsgerät in der Systembetrachtung erheblich kostengünstiger. Gas discharge lamp 5, the electrical contact takes place only when the lamp in the headlamp 3, a simplified converter in the form of a boost converter, also referred to as a boost converter, with an autotransformer T FB can be used. This is possible because in the electromechanical interface used an accidental contacting of the converter output with vehicle ground, which would have a destruction of the boost converter result, can be excluded. The DC-DC converter used in the prior art in flyback converter topology allow an interruption of the energy flow despite output short circuit. This is not the case in the present converter concept according to FIG. 26, since there is no galvanic isolation in the power path of the converter which inadvertently mixes the energy flow from the input, ie the 12V vehicle electrical system, to the output, ie to the power supply of the gas discharge lamp burner 50 with the vehicle ground connected, could interrupt. Otherwise, the DC-DC converter is constructed in the usual way. It consists of an input side EMI filter, an input capacitor Cl, a converter switch Q, designed as an autotransformer inductance T FB , which operates via a diode D to the intermediate circuit capacitor C zw . This converter is considerably less expensive than the blocking transducers used in the prior art, thus the integrated gas discharge lamp 5 is considerably more cost-effective compared to a lamp system according to the prior art, with a gas discharge lamp and an external electronic operating device in the system consideration.
Bezugs zeichenlisteReference sign list
20 elektronisches Betriebsgerät20 electronic control gear
210 elektrischer Kontakt 220 elektrischer Kontakt210 electrical contact 220 electrical contact
230 elektrischer Kontakt230 electrical contact
240 elektrischer Kontakt240 electrical contact
3 Scheinwerfer3 headlights
33 Reflektor des Scheinwerfers 35 Trägerteil mit Gegenkontakten33 reflector of the headlamp 35 carrier part with mating contacts
350 Gegenkontakte350 mating contacts
351, 352 Schlitze351, 352 slots
5 Integrierte Gasentladungslampe5 Integrated gas discharge lamp
50 Gasentladungslampenbrenner 502 Entladungsgefäß50 gas discharge lamp burner 502 discharge vessel
504 Elektroden504 electrodes
506 Molybdänfolie506 molybdenum foil
52 Metallklammer zum Halten des Gasentladungslampenbrenners 53 Halteblech für Metallklammer52 Metal clamp for holding the gas discharge lamp burner 53 Holding plate for metal clamp
54 metallische Beschichtung des Außenkolbens54 metallic coating of the outer bulb
56 sockelnahe Stromzuführung des Gasentladungslampenbrenners56 sockelnahe power supply of the gas discharge lamp burner
57 sockelferne Stromzuführung 70 Lampensockel57 Remote power supply 70 lamp base
702 Referenzring702 reference ring
703 aus dem Referenzring heraustretende703 emerging from the reference ring
Noppenburl
705 Halteklammer für Gasentladungslampe 7051 Nut, in die die Halteklammer einhakt705 Retaining clip for gas discharge lamp 7051 Slot into which the retaining clip hooks
7053 Ausbuchtung in der Halteklammer7053 bulge in the retaining clip
71 Dichtring zum Reflektor71 sealing ring to the reflector
72 elektrisch leitfähiges Gehäuse 722 Laschen 73 Dichtungsring zwischen Sockelplatte und72 electrically conductive housing 722 tabs 73 sealing ring between base plate and
Sockelbase
74 Sockelplatte74 base plate
741 Sockelplattendom741 base plate dome
80 Zündtransformator 81 Ferritkern80 Ignition transformer 81 Ferrite core
811 erste Ferritkernhälfte811 first ferrite core half
8110 erste Hälfte des inneren Teils des Ferritkerns8110 first half of the inner part of the ferrite core
8112 Seitenwand der ersten Ferritkernhälfte 81121 längliche Vertiefungen8112 side wall of the first ferrite core half 81121 elongated recesses
812 zweite Ferritkernhälfte 814-816 Rückschlussferrite 8120 zweite Hälfte des inneren Teils des812 second ferrite core half 814-816 Conclusion ferrites 8120 second half of the inner part of the
Ferritkernsferrite core
8122 Seitenwand der zweiten Ferritkernhälfte8122 side wall of the second ferrite core half
81221 längliche Vertiefungen81221 oblong depressions
821 Hohlzylinder821 hollow cylinder
822 runde Platten822 round plates
823 Schlitz823 slot
824 hohlzylindrischer Mittelkern824 hollow cylindrical center core
825 erste Platte825 first plate
826 zweite Platte826 second plate
827 Absatz827 paragraph
85 Kontaktkörper85 contact body
851 erste Dachfläche851 first roof area
852 zweite Dachfläche852 second roof area
86 Primärwicklung86 primary winding
861, 863,861, 863,
865 Zylinderförmige nach innen weisende Rundungen865 Cylindrical inward-pointing curves
862, 864 Laschen zur el. Kontaktierung 8620,8640 Radien bzw. Rundungen am Enden des Blechbandes der Primärwicklung862, 864 Tabs for el. Contacting 8620,8640 Radii or curves at the ends of the sheet metal strip of the primary winding
866-869 Befestigungslaschen zur mech. Befestigung866-869 fastening straps for mech. attachment
87 Sekundärwicklung87 secondary winding
871 inneres Ende der Sekundärwicklung871 inner end of the secondary winding
872 äußeres Ende der Sekundärwicklung872 outer end of the secondary winding
910 Zündelektronik910 ignition electronics
920 Betriebselektronik920 operating electronics
930 Gesamtbetriebselektronik930 total operating electronics
9210 Gleichspannungswandler9210 DC-DC converter
9220 Wechselrichter9220 inverter
9230 Signalgenerator 9230 signal generator

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5), die einen GasentladungslampenbrennerA method of operating an integrated gas discharge lamp (5) comprising a gas discharge lamp burner
(50), eine Betriebselektronik (920) und eine Zündelektronik (910) aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der integrierten Gasentladungslampe (5) ausgehend von einer unteren Grenzfrequenz bei einer niedrigen kumulierten Brenndauer (tk) über die Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners (50) der integrierten Gasentladungslampe (5) bis zu einem Endwert bei einer kumulierten Brenndauer, die in der Nähe der spezifizierten Lebensdauer des Gasentladungslampenbrenners(50), an operating electronics (920) and an ignition electronics (910), wherein the operating frequency of the integrated gas discharge lamp (5) starting from a lower limit frequency at a low cumulative burning time (t k ) over the burning time of the gas discharge lamp burner (50) integrated Gas discharge lamp (5) up to a final value at a cumulative burning time, which is close to the specified life of the gas discharge lamp burner
(50) der integrierten Gasentladungslampe (5) liegt, erhöht wird.(50) of the integrated gas discharge lamp (5) is increased.
2. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentla- dungslampe (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz bis zu einer kumulierten Brenndauer von etwa 10% - 20% der Nennlebensdauer des Gasentladungslampenbrenners (50) konstant bei einer unteren Grenzfrequenz bleibt, dann während der kumulierten folgenden Brenndauer bis 40% - 60% sukzessive um etwa 0,5 Hz/h bis auf eine erste obere Grenzfrequenz erhöht wird, um ab dann bei der ersten oberen Grenzfrequenz zu bleiben2. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 1, characterized in that the operating frequency remains constant at a lower cutoff frequency until a cumulative burning time of about 10% - 20% of the rated life of the gas discharge lamp burner (50), then during the cumulative following burning period to 40% - 60% is successively increased by about 0.5 Hz / h to a first upper limit frequency, to then stay at the first upper limit frequency
3. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentla- dungslampe (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz bis zu einer kumulierten Brenndauer von etwa 500 h konstant bei etwa3. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 2, characterized in that the operating frequency until a cumulative burning time of about 500 h constant at about
400 Hz bleibt, dann während der kumulierten Brenndauer von etwa 500 h bis etwa 1500 h kontinuierlich um 0,5 Hz/h bis auf etwa 900 Hz erhöht wird, um ab dann bei etwa 900 Hz zu bleiben.400 Hz, then continuously during the cumulative burning time of about 500 h to about 1500 h 0.5 Hz / h is increased to about 900 Hz, to stay from then at about 900 Hz.
4. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte4. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 1, characterized by the following steps
1. Erhöhen der Betriebsfrequenz ab einer kumulierten ersten Brenndauer um eine vorbestimmte erste Frequenz,1. increasing the operating frequency from a cumulative first burning time by a predetermined first frequency,
2. Warten für eine vorbestimmte Zeit, 3. Erhöhen der Betriebsfrequenz um eine vorbestimmte erste Frequenz, 4. n-maliges Wiederholen der Schritte 2 und 32. wait for a predetermined time, 3. increase the operating frequency by a predetermined first frequency, 4. repeating steps 2 and 3 n times
5. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, dass die kumulierte erste Brenndauer zwischen5. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 4, marked thereby, that the cumulative first burning time between
10% und 20% der Nennlebensdauer des Gasentladungslampenbrenners (50) beträgt, die vorbestimmte Zeit I h -10% and 20% of the rated life of the gas discharge lamp burner (50) is the predetermined time I h -
20 h beträgt, die erste Frequenz zwischen 1 Hz und 50 Hz beträgt, und n = 16...256 ist.20 h, the first frequency is between 1 Hz and 50 Hz, and n = 16 ... 256.
6. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz ab einer kumulierten Brenndauer von 2097152 s immer nach Ablauf von 32768 s 128 mal um je 4 Hz bis zu einem Endwert von 912 Hz erhöht wird.6. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 4 or 5, characterized in that the operating frequency increases from a cumulative burning time of 2097152 s always after the expiration of 32768 s 128 times by 4 Hz each up to a final value of 912 Hz becomes.
7. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz ab einer kumulierten zweiten Brenndauer in einem Schritt von einer unteren Grenzfrequenz auf eine erste obere Grenzfrequenz erhöht wird.7. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 1, characterized in that the operating frequency from a cumulative second burning time in one step from a lower Limit frequency is increased to a first upper limit frequency.
8. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- net, dass die kumulierte zweite Brenndauer zwischen 5% und 20% der Nennlebensdauer des Gasentladungslampenbrenners (50) beträgt, die untere Grenzfrequenz zwischen 100 Hz und 500 Hz beträgt, und die erste obere Grenzfrequenz zwischen 600 Hz und 900 Hz be- trägt,8. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 7, marked thereby, that the cumulative second burning time between 5% and 20% of the rated life of the gas discharge lamp burner (50), the lower cutoff frequency between 100 Hz and 500 Hz , and the first upper limit frequency is between 600 Hz and 900 Hz,
9. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz ab einer kumulierten Brenndauer von 1048576 s in einem Schritt von einer Frequenz von 400 Hz auf eine Frequenz von 800 Hz erhöht wird.9. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 8, characterized in that the operating frequency is increased from a cumulative burning time of 1048576 s in one step from a frequency of 400 Hz to a frequency of 800 Hz.
10. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebselektronik eine Detektionss- chaltung zum Detektieren von Flackern des Lichtbogens des Gasentladungslampenbrenners (50) aufweist, und ab einer kumulierten Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners von etwa 16% der Nennlebensdauer folgende Schritte durchgeführt werden: - Schrittweise Erhöhung der Betriebsfrequenz des Gasentladungslampenbrenners (50) ausgehend von der unteren Grenzfrequenz auf die erste obere Grenzfrequenz, - Messung der Flackerintensität des Lichtbogens des Gasentladungslampenbrenners (50) bei der gewählten 10. A method of operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 1, characterized in that the operating electronics comprises a detection circuit for detecting flickering of the arc of the gas discharge lamp burner (50), and from a cumulative burning time of the gas discharge lamp burner of about 16% of The following steps are carried out during the rated service life: stepwise increase of the operating frequency of the gas discharge lamp burner (50) from the lower limit frequency to the first upper limit frequency, - measurement of the flickering intensity of the arc of the gas discharge lamp burner (50) at the selected one
11. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebselektronik eine Detektionss- chaltung zum Detektieren von Flackern des Lichtbogens des Gasentladungslampenbrenners (50) aufweist, und ab einer kumulierten Brenndauer des Gasentladungslampenbrenners von etwa 16% der Nennlebensdauer folgende Schritte wiederholt durchgeführt werden:11. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 1, characterized in that the operating electronics comprises a detection circuit for detecting flickering of the arc of the gas discharge lamp burner (50), and from a cumulative burning time of the gas discharge lamp burner of about 16% of Rated life following steps are repeated:
- Schrittweise Erhöhung der Betriebsfrequenz des Gas- entladungslampenbrenners (50) ausgehend von der unteren Grenzfrequenz bis zu einer zweiten oberen Grenzfrequenz,Stepwise increasing the operating frequency of the gas discharge lamp burner (50) from the lower limit frequency up to a second upper limit frequency,
- Messung der Flackerintensität des Lichtbogens des Gasentladungslampenbrenners (50) bei der gewählten Betriebsfrequenz,Measurement of the flicker intensity of the arc of the gas discharge lamp burner (50) at the selected operating frequency,
- Sobald die Flackerintensität eine vorbestimmte Schwelle unterschreitet Einstellen der Betriebsfrequenz auf die aktuelle Frequenz und Beendigung des Verfahrens .- As soon as the Flackerintensität falls below a predetermined threshold setting the operating frequency to the current frequency and termination of the process.
12. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite obere Grenzfrequenz zwischen 600 Hz und 900 Hz beträgt. 12. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 11, characterized in that the second upper limit frequency is between 600 Hz and 900 Hz.
13. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Gasentladungslampe (5) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem fehlenden Unterschreiten der vorbestimmten Schwelle der Flackerintensität die zweite obere Grenzfrequenz verdreifacht wird.13. A method for operating an integrated gas discharge lamp (5) according to claim 11, characterized in that in the absence of falling below the predetermined threshold Flackerintensität the second upper limit frequency is tripled.
14. Integrierte Gasentladungslampe (5), die ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1-13 ausführt. 14. Integrated gas discharge lamp (5), which carries out a method according to claims 1-13.
PCT/EP2009/065321 2008-11-28 2009-11-17 Integrated gas discharge lamp and method, containing incremental frequency increase, for operating an integrated gas discharge lamp WO2010060830A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059561A DE102008059561A1 (en) 2008-11-28 2008-11-28 Integrated gas discharge lamp
DE102008059635.3 2008-11-28
DE102008059635A DE102008059635A1 (en) 2008-11-28 2008-11-28 Method for operating headlamp of automobile, involves increasing operating frequency of gas discharge lamp based on lower limit frequency at low cumulative burning time over burning time of gas discharge lamp burner to final value
DE102008059561.6 2008-11-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010060830A1 true WO2010060830A1 (en) 2010-06-03

Family

ID=41511058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/065321 WO2010060830A1 (en) 2008-11-28 2009-11-17 Integrated gas discharge lamp and method, containing incremental frequency increase, for operating an integrated gas discharge lamp

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW201031273A (en)
WO (1) WO2010060830A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014502760A (en) * 2010-12-30 2014-02-03 パーキンエルマー シンガポール ピーティーイー エルティーディー Hollow cathode lamp elapsed time recording system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005038815A (en) * 2003-06-25 2005-02-10 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device and projector
JP2005310484A (en) * 2004-04-20 2005-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Discharge lamp driving device
JP2005353445A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Eye Lighting Syst Corp Discharge lamp lighting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005038815A (en) * 2003-06-25 2005-02-10 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device and projector
JP2005310484A (en) * 2004-04-20 2005-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Discharge lamp driving device
JP2005353445A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Eye Lighting Syst Corp Discharge lamp lighting device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014502760A (en) * 2010-12-30 2014-02-03 パーキンエルマー シンガポール ピーティーイー エルティーディー Hollow cathode lamp elapsed time recording system
EP2659460A4 (en) * 2010-12-30 2015-03-04 Perkinelmer Singapore Pte Ltd Hollow cathode lamp elapsed time recording system

Also Published As

Publication number Publication date
TW201031273A (en) 2010-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2351057B1 (en) Integrated gas discharge lamp and ignition transformer for an integrated gas discharge lamp
EP2351466B1 (en) Integrated gas discharge lamp with an ignition electronics integrated into the base for generating asymmetrical ignition pulses
EP2351066B1 (en) Integrated gas discharge lamp
DE69826416T2 (en) Compact fluorescent lamp, ballast fluorescent lamp and filament
EP0868833B1 (en) High-pressure discharge lamp with an auxiliary ignition electrode as well as circuitry and process for operation
DE19831042A1 (en) Lighting system with a high-pressure discharge lamp
DE69931877T2 (en) Bushing for a high-pressure discharge lamp, lighting system with power supply for such a lamp
EP2351468B1 (en) Integrated gas discharge lamp having constant light emission during the burning time
DE10028089B4 (en) Lighting device with a high-power discharge lamp
WO2010060832A1 (en) Integrated gas discharge lamp with data storage medium
DE102008059635A1 (en) Method for operating headlamp of automobile, involves increasing operating frequency of gas discharge lamp based on lower limit frequency at low cumulative burning time over burning time of gas discharge lamp burner to final value
DE102008059484A1 (en) Integrated gas discharge lamp for an ignition transformer and an ignition capacitor comprises integrated ignition electronics designed to generate an asymmetric ignition pulse
WO2010060830A1 (en) Integrated gas discharge lamp and method, containing incremental frequency increase, for operating an integrated gas discharge lamp
EP1415516A2 (en) Fluorescent lamp circuit
DE102008059495A1 (en) Integrated gas-discharge lamp for headlight of motor vehicle, has electrical contacts connected with mating contacts in optical system and arranged such that connection is established simultaneously with mechanical connections
DE102008059545A1 (en) Ignition transformer for integration into gas discharge lamp, e.g. for automobile headlight, has ferrite core, primary coil and insulated metal strip wound onto core as secondary coil
WO2010060840A1 (en) Integrated gas discharge lamp and method for straightening the discharge arc, for operating an integrated gas discharge lamp
DE102008059494A1 (en) Integrated gas discharge lamp i.e. headlamp, for automobile, has operational electronics unit with inverter, and straightening discharge arc such that high-frequency alternating current is modulated onto low-frequency square-wave current
DE3022930A1 (en) IGNITION AND OPERATING CIRCUIT FOR A LOW-PRESSURE DISCHARGE LAMP
WO2011057921A2 (en) High-pressure discharge lamp
WO2013017325A1 (en) High-pressure discharge lamp with starting aid and operating apparatus
WO2007147722A1 (en) Device and method for the operation of a high-pressure discharge lamp

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09759707

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09759707

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1