WO2012037973A2 - Verfahren zum zünden einer hochdruckentladungslampe - Google Patents

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    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the invention relates to a method for igniting a high-pressure discharge lamp by means of an ignition device.
  • the invention is based on a method for igniting a high-pressure discharge lamp by means of an ignition device with an ignition transformer according to the preamble of the main claim.
  • the known ignition device has an ignition transformer, a starting capacitor and a spark gap as the ignition switch.
  • the primary winding is maral ⁇ tet serially to the ignition capacitor and the spark gap.
  • the secondary winding is connected in the current path of the high-pressure discharge lamp to be ignited.
  • a charging voltage is applied in parallel to the ignition capacitor. If this exceeds the switching voltage of the spark gap, so this turns on and there is a short, high current ⁇ shock in the primary winding of the ignition transformer, which is up-converted and is applied via the secondary winding to the high-pressure discharge lamp. If the primary current falls below a certain value, the discharge arc in the spark gap goes out and this switches off again.
  • the duty cycle is not optimal because the spark gap can not be actively switched off and conducts until the ignition current falls below a holding ⁇ threshold and the spark gap switches off. The Duty cycle is therefore significantly longer than the optimal Einsehaltdauer.
  • the object is achieved according to the invention by a method for igniting a high-pressure discharge lamp by means of an ignition device having a starting capacitor, an ignition switch and an ignition transformer, characterized by the following steps taking place one behind the other:
  • the fundamental frequency here is the fundamental frequency of the ignition switch current without higher-frequency vibrations. These high frequency oscillations can cause the current through the ignition switch to momentarily become zero before the fundamental of the ignition switch current becomes zero.
  • the ignition switch is inventively actively ⁇ on and doing the duty cycle is so short ⁇ th held that the ignition switch is turned under power. With this measure, a higher ignition voltage can be achieved with greater repeatability.
  • the ignition switch is opened at a switch-off time, which depends on the current voltage of the ignition capacitor. With this measure, a simpler control of the ignition switch is achieved.
  • the switch-off time is in the voltage range of 60% of the positive charging voltage of
  • Ignition capacitor up to 90% of the charging voltage of the Zündkon ⁇ capacitor which is achieved in the subsequent negative voltage maximum.
  • the voltage generated when the switch opens can be higher than the voltage generated when the switch is closed.
  • a meaningful area for the switch-off time points for a particular circuit arrangement can be during the development the circuit arrangement can be obtained by the following method:
  • This method can also be carried out by the circuit arrangement during operation, if the ignition ⁇ voltage itself or a value correlating with the ignition voltage magnitude can be measured.
  • the measurement of an absolute Zündnapssucc is not absolutely necessary, it is sufficient if the height of the ignition voltage can be measured relatively.
  • the circuit arrangement preferably generates a plurality of ignition pulses by repeatedly closing and reopening the switch.
  • the switch-off time point is particularly preferably varied within the meaningful switch-off range found above.
  • the switch-off time is varied within the Ausschalt Symposium Editions until the high pressure discharge lamp has ignited, and this from ⁇ switching time is then stored to start during your next ⁇ th ignition phase with this switch-off.
  • the circuit arrangement for igniting a high-pressure discharge lamp has an ignition transformer having a primary and a secondary winding, wherein the secondary winding is connected to the lamp to be ignited and the primary winding with an ignition switch, wherein the ignition switch is controllable to a through the primary winding of Ignition switch active current active, and the circuit arrangement executes the above method and the switch-off of the switch varies in a predetermined Be ⁇ rich.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement with an ignition device which has a controlled switch which can carry out the method according to the invention
  • Fig. 3 shows a first Zündpulsform invention
  • Fig. 5 is a graph for the optimum
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement known per se for operating high-pressure discharge lamps which comprise a half-bridge lamp.
  • Bridge with the series-connected half-bridge switches S2 and S3, at the center of a series circuit of a lamp inductor L3, the secondary winding L2 of a Zünd ⁇ transformer TR and a high-pressure discharge lamp 5 is connected.
  • the free end of the high-pressure discharge lamp 5 is connected to the connection point of a series connection of two coupling capacitors C 1 and C 2.
  • the half-bridge is connected in parallel with the series connection of the coupling capacitors.
  • the supply voltage U_B (425V in this exemplary embodiment) is applied to this parallel circuit.
  • the anode of the freewheeling diode and a connection of the ignition capacitor C3 are connected to the reference ⁇ potential of the supply voltage U_B.
  • a charging resistor Rl for charging the ignition capacitor C3 is connected between the other terminal of the ignition capacitor C3 and the Ver ⁇ supply potential of the supply voltage U_B .
  • a charging resistor Rl for charging the ignition capacitor C3 is connected. On this resistance of the ignition capacitor C3 is charged until the voltage applied to it a plausible ⁇ agreed charging voltage exceeds U_C3. If this is the case, then the ignition switch Sl is turned on at the time t 1, ie conducting, as shown in Fig. 2.
  • a circuit current begins to flow through the components C3, LI and S1 / D2, and the circular current is transformed by the ignition transformer TR secondary side into an ignition voltage Uz.
  • the ignition switch is turned off again.
  • the voltage at the ignition capacitor C3 shows channel 1.
  • Channel 2 shows the voltage at the ignition switch Sl, channel 3, the current ii through the primary winding LI of the ignition transformer TR.
  • Channel 4 finally shows the ignition voltage Uz ⁇ whose maximum at about 3kV is OFF ignition pulse here.
  • FIG. 3 shows an ignition pulse shape generated by the method according to the invention and the courses of relevant quantities.
  • the ignition voltage at switch-off ignition pulse here is 5, 2kV.
  • the optimal switch-off time lies in the time range in which the ignition capacitor C3 at its first discharge the voltage range of + 60% of the charging voltage until reaching 90% of the charging voltage of the subsequent negative voltage maximum (-90%), which would be achieved without actively switching off the ignition switch (see FIG.
  • the charging voltage is the voltage applied to the ignition switch before switching on the ignition switch.
  • the maximum is reached during Zündpulsdorf Power off ⁇ th of the ignition switch. This is called a switch-off ignition pulse.
  • the amount of ignition voltage is higher than the ignition voltage when switching on the switch, which is called igniting pulse.
  • a total particularly effective ignition pulse is also achieved insbeson ⁇ particular that an equally high or higher Ausschaltzündpuls is generated, which follows in Zündspan ⁇ tion course directly to the Einschaltzündpuls.
  • the turn-on ignition pulse is about 4 kV
  • the turn-off spark, as written above is about 5, 2 kV.
  • the optimum time for switching off depends on the lamp cable length as well as on the cable capacitance and inductance.
  • the lamp cable length, Jardinkapazi ⁇ ty and inductance vary depending on the application.
  • the duty cycle of Zündschal ⁇ ters during the ignition phase of the electronic ballast is varied in a time range so that the optimal duration is swept for any in the application confi ⁇ guration.
  • This method is particularly particularly advantageous with a microcontroller feasible.
  • This can vary during the ignition phase the switch-off in a reasonable Be ⁇ rich, in order to generate a firing pulse of optimum height in each case.
  • the switch-off time which are stored generated the highest firing pulse in order to meet to ⁇ future ignition phases with this switch-off time , The procedure can be repeated as needed or at regular intervals.
  • FIG. 4a shows an ignition pulse generated by the method according to the invention and the courses of relevant variables for a switch-on duration of the ignition switch which is at the upper limit of the switch-on duration according to the invention.
  • the naming of the relevant variables is the same as in Fig. 3.
  • the Einschaltzündpuls here is approximately 4 kV, the off ⁇ schaltzündpuls at about 3, 6 kV.
  • FIG. 4b shows the situation with a switch-on duration of the ignition switch which lies at the lower limit of the switch-on duration according to the invention.
  • the naming of the relevant variables is the same as in Fig. 3.
  • the turn ⁇ ignition pulse here is approximately 4 kV, the Ausschaltzündpuls at about 3, 3 kV.
  • FIG. 5 shows the curves of FIG. 2 with a graphical representation of the optimal AuschhaltZeit Vietnameses invention of the ignition switch Sl.
  • the ignition switch is turned on at time tl.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe mittels eines Zündgerätes aufweisend einen Zündkondensator, einen Zündschalter und einen Zündtransformator, mit folgenden zeitlich hintereinander ablaufenden Schritten: - Aufladen des Zündkondensators auf eine vorbestimmte Spannung, - Schließen des Zündschalters, - Öffnen des Zündschalters, bevor der Strom durch den Zündschalter in seiner Grundschwingung das erste mal zu null wird. Der Zündschalter wird dabei aktiv unter Strom ausgeschaltet, was eine hohe Zündspannung zur Folge hat.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe mittels eines Zündgerätes.
Hintergrund
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe mittels eines Zündgerätes mit einem Zündtransformator nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der DE 199 09 529 AI ist solch ein Zündgerät und ein Zündverfahren bekannt. Das bekannte Zündgerät weist einen Zündtransformator, einen Zündkondensator und eine Funkenstrecke als Zündschalter auf. Die Primärwicklung ist seriell zum Zündkondensator und zur Funkenstrecke geschal¬ tet. Die Sekundärwicklung ist in den Strompfad der zu zündenden Hochdruckentladungslampe geschaltet. Parallel zum Zündkondensator wird eine Ladespannung angelegt. Überschreitet diese die Schaltspannung der Funkenstrecke, so schaltet diese ein und es entsteht ein kurzer, hoher Strom¬ stoß in der Primärwicklung des Zündtransformators, der hochtransformiert wird und über die Sekundärwicklung an die Hochdruckentladungslampe angelegt wird. Unterschreitet der Primärstrom einen bestimmten Wert, so erlischt der Entla- dungsbogen in der Funkenstrecke und diese schaltet wieder ab. Dabei ist die Einschaltdauer nicht optimal, da die Funkenstrecke nicht aktiv ausgeschaltet werden kann und so lange leitet, bis der Zündstrom unterhalb einer Halte¬ schwelle fällt und die Funkenstrecke damit ausschaltet. Die Einschaltdauer ist daher deutlich länger als die optimale Einsehaltdauer .
Aus der DE 197 12 258 AI ist ein Zündgerät mit einem ge¬ steuerten Zündschalter bekannt. Dieser wird mit einer vor- bestimmten Zündfrequenz angesteuert, um Zündpulspakete zu generieren, die die Hochdruckentladungslampe zünden. Die Einschaltdauer ist daher fix und üblicherweise e so ge¬ wählt, dass der Schalter in der Phase, in der die Freilauf¬ diode parallel zum Schalter leitet ausgeschaltet wird. Das Ausschalten erfolgt zu einem Zeitpunkt nachdem der Zündkondensator sein erstes negatives Spannungsmaximum erreicht hat. Dadurch werden die Verluste beim Schalten gering gehalten. Die maximale Zündpulshöhe wird hierbei beim Ein¬ schalten des Zündschalters erreicht (Einschaltzündpuls ) . Die resultierende Zündpulsform ist jedoch nicht optimal für die Zündung von Hochdruckentladungslampen.
Aufgabe
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe mittels eines Zündgerätes anzugeben, welches eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Zündpulsform generiert.
Zusammenfassung
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe mittels eines Zündgerätes aufweisend einen Zündkondensator, einen Zündschalter und einen Zündtransformator, gekennzeichnet durch folgende zeitlich hintereinander ablaufende Schritte:
- Aufladen des Zündkondensators auf eine vorbestimmte Span¬ nung, - Schließen des Zündschalters,
- Öffnen des Zündschalters, bevor der Strom durch den Zündschalter in seiner Grundschwingung das erste mal zu null wird .
Als Grundschwingung ist hier die Grundfrequenz des Zündschalterstromes ohne höherfrequente Schwingungen anzusehen. Diese hochfrequenten Schwingungen können dazu führen, dass der Strom durch den Zündschalter kurzzeitig zu Null wird, bevor die Grundschwingung des Zündschalterstromes zu null wird. Der Zündschalter wird erfindungsgemäß aktiv ausge¬ schaltet und dabei wird die Einschaltdauer so kurz gehal¬ ten, dass der Zündschalter unter Strom ausgeschaltet wird. Mit dieser Maßnahme lässt sich eine höhere Zündspannung mit größerer Wiederholgenauigkeit erreichen.
Bevorzugt wird der Zündschalter zu einem AusschaltZeitpunkt geöffnet, der von der aktuellen Spannung des Zündkondensators abhängt. Mit dieser Maßnahme wird eine einfachere Steuerung des Zündschalters erreicht.
Besonders bevorzugt liegt der AusschaltZeitpunkt hierbei im Spannungsbereich von 60% der positiven Ladespannung des
Zündkondensators bis zu 90% der Ladespannung des Zündkon¬ densators die im darauffolgenden negativen Spannungsmaximum erreicht wird. In diesem Bereich kann die beim Öffnen des Schalters generierte Spannung je nach Konfiguration der verwendeten Schaltungsanordnung und der verwendeten Lampe sowie den Leitungslängen zwischen Schaltungsanordnung und Lampe höher ausfallen, als die beim Schließen des Schalters generierte Spannung.
Ein für eine bestimmte Schaltungsanordnung sinnvoller be- reich für die AusschaltZeitpunkte kann bei der Entwicklung der Schaltungsanordnung mit folgendem Verfahren gewonnen werden :
- variieren des AusschaltZeitpunktes innerhalb des großen oben definierten Ausschaltbereiches,
- Messen der Zündspannung an der Hochdruckentladungslampe,
- Zwischenspeichern des AusschaltZeitpunktes mit der bisher höchsten Zündspannung,
- Speichern des festgestellten AusschaltZeitpunktes wenn der gesamte Ausschaltbereich durchlaufen wurde,
- - variieren des AusschaltZeitpunktes innerhalb des großen oben definierten Ausschaltbereiches,
- Messen der Zündspannung an der Hochdruckentladungslampe,
- Zwischenspeichern eines ersten AusschaltZeitpunktes , der 80% der höchsten Zündspannung generiert, und der zeitlich vor dem AusschaltZeitpunkt mit der höchsten Zündspannung liegt,
- Zwischenspeichern eines zweiten AusschaltZeitpunktes , der 80% der höchsten Zündspannung generiert, und der zeitlich nach dem AusschaltZeitpunkt mit der höchsten Zündspannung liegt,
- Definieren des sinnvollen Ausschaltbereiches zwischen dem ersten AusschaltZeitpunkt und dem zweiten AusschaltZeit¬ punkt .
Dieses Verfahren kann auch von der Schaltungsanordnung während des Betriebes durchgeführt werden, sofern die Zünd¬ spannung selbst oder eine mit der Zündspannung korrelierende Größe gemessen werden kann. Die Messung einer absoluten Zündspannungsgröße ist dabei nicht unbedingt erforderlich, es reicht, wenn die Höhe der Zündspannung relativ gemessen werden kann. Vorzugsweise erzeugt die Schaltungsanordnung während einer Zündphase mehrere Zündpulse durch mehrmaliges Schließen und wieder Öffnen des Schalters.
Besonders bevorzugt wird dabei der AusschaltZeitpunkt in- nerhalb des oben gefundenen sinnvollen Ausschaltbereiches variiert. Damit können Unterschiede bei der Zündspannung durch verschieden lange Kabel und unterschiedliche Lampen¬ typen ausgeglichen werden, so dass mindestens ein Zündpuls die maximale Zündpulshöhe erreicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Ausschaltzeitpunkt innerhalb des Ausschaltbereiches variiert, bis die Hochdruckentladungslampe gezündet hat, und dieser Aus¬ schaltzeitpunkt wird dann abgespeichert, um bei der nächs¬ ten Zündphase mit diesem AusschaltZeitpunkt zu starten. Die Schaltungsanordnung zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe weist einen Zündtransformator, der eine Primär- und eine Sekundärwicklung hat, auf, wobei die Sekundärwicklung mit der zu zündenden Lampe und die Primärwicklung mit einem Zündschalter verbunden ist, wobei der Zündschalter steuerbar ist, um einen durch die Primärwicklung des Zündtransformators fließenden Strom aktiv abzuschalten, und die Schaltungsanordnung obiges Verfahren ausführt und die Ausschaltzeitpunkte des Schalters in einem vorbestimmten Be¬ reich variiert. Dadurch kann für alle Konfigurationen der Schaltungsanordnung mit verschiedenen Lampen und Leitungslängen ein optimaler Zündpuls erzielt werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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 identi¬ schen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
Fig.l eine Schaltungsanordnung mit einem Zündgerät, das einen gesteuerten Schalter aufweist, welche das erfindungsgemäße Verfahren ausführen kann,
Fig. 2 eine bekannte Zündpulsform und die Verläufe rele¬ vanter Größen,
Fig. 3 eine erste erfindungsgemäße Zündpulsform und die
Verläufe relevanter Größen, generiert durch ge- steuertes Ausschalten des Zündschalters,
Fig. 4a eine zweite erfindungsgemäße Zündpulsform und die
Verläufe relevanter Größen, die durch die maximale Einschaltzeit des Zündschalters charakteri¬ siert wird,
Fig. 4b eine dritte erfindungsgemäße Zündpulsform und die
Verläufe relevanter Größen, die durch die minimale Einschaltzeit des Zündschalters charakteri¬ siert wird,
Fig. 5 eine graphische Darstellung für den optimalen
Bereich für den Ausschaltzeitzeitpunkt des Zündschalters .
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Schaltungsanordnung zum Betreiben von Hochdruckentladungslampen, die eine Halbbrü- cke mit den in Serie geschalteten Halbbrückenschaltern S2 und S3 aufweist, an deren Mittelpunkt eine Serienschaltung einer Lampendrossel L3, der Sekundärwicklung L2 eines Zünd¬ transformators TR und einer Hochdruckentladungslampe 5 angeschlossen ist. Das freie Ende der Hochdruckentladungs¬ lampe 5 ist an den Verbindungspunkt einer Serienschaltung von 2 Koppelkondensatoren Cl und C2 angeschlossen. Die Halbbrücke ist parallel zur Serienschaltung der Koppelkondensatoren geschaltet. An dieser Parallelschaltung liegt die Versorgungsspannung U_B (in dieser beispielhaften Ausführungsform 425V) an. An die Primärwicklung LI sind seriell ein Zündkondensator C3 und ein Zündschalter Sl mit parallelgeschalteter Freilaufdiode D2 angeschlossen, die den Primärkreis bilden. Die Anode der Freilaufdiode sowie ein Anschluss des Zündkondensators C3 sind mit dem Bezugs¬ potential der Versorgungsspannung U_B verbunden. Zwischen den anderen Anschluss des Zündkondensators C3 und dem Ver¬ sorgungspotential der Versorgungsspannung U_B ist ein Ladewiderstand Rl zum Laden des Zündkondensators C3 geschaltet. Über diesen Widerstand wird der Zündkondensator C3 aufgeladen, bis die an ihm anliegende Spannung U_C3 eine vorbe¬ stimmte Ladespannung überschreitet. Ist dies der Fall, so wird der Zündschalter Sl zum Zeitpunkt tl eingeschaltet, d.h. leitend, wie in Fig. 2 gezeigt. Damit beginnt ein Kreisstrom durch die Bauteile C3, LI und S1/D2 zu fließen, und der Kreisstrom wird durch den Zündtransformator TR sekundärseitig in eine Zündspannung Uz transformiert. Zum fest gewähltem Zeitpunkt t2 wird der Zündschalter wieder ausgeschaltet. In der hier gezeigten Zündpulsform nach dem Stand der Technik beträgt die Einschaltdauer des Zündschal¬ ters t2 -tl = 2,6 \is . Die Spannung am Zündkondensator C3 zeigt Kanal 1. Kanal 2 zeigt die Spannung am Zündschalter Sl, Kanal 3 den Strom ii durch die Primärwicklung LI des Zündtransformators TR. Kanal 4 schließlich zeigt die Zünd¬ spannung Uz, deren Maximum beim Ausschalt zündpuls hier etwa 3kV beträgt.
Fig. 3 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren generierte Zündpulsform und die Verläufe relevanter Größen. Hier beträgt die Einschaltdauer des Zündschalters t2 - tl = 0,8 \is . Die Zündspannung beim Ausschalt zündpuls beträgt hier 5, 2kV. Erfindungsgemäß wird der Zündschalter dabei ausgeschaltet bevor der Zündkondensator seine maximale negative Aufladung erreicht hat dass heißt bevor der Zündschalterstrom in seiner Grundschwingung (die hochfrequente Schwingung wird hierbei nicht berücksichtigt) zu null wird. Der optimale Ausschalt Zeitpunkt (siehe Fig. 5) liegt in dem Zeitbereich, in dem der Zündkondensator C3 bei seiner ersten Entladung den Spannungsbereich von + 60% der Ladespannung bis zum Erreichen von 90% der Ladespannung des darauffolgenden negativen Spannungsmaximums (-90%) , welches ohne aktives Ausschalten des Zündschalters erreicht würde (siehe Fig.
2), überstreicht. Dabei ist die Ladespannung die Spannung, die am Zündschalter vor dem Einschalten des Zündschalters anliegt .
Wird der Ausschalt Zeitpunkt des Zündschalters derart opti- mal gewählt, wird die maximale Zündpulshöhe beim Ausschal¬ ten des Zündschalters erreicht. Man spricht hier von einem Ausschalt zündpuls . Der Betrag der Zündspannung ist hierbei höher als die Zündspannung beim Einschalten des Schalters, der als Einschalt zündpuls bezeichnet wird.
Ein insgesamt besonders effektiver Zündpuls wird insbeson¬ dere auch dadurch erreicht, dass ein gleich hoher bzw. höherer Ausschaltzündpuls erzeugt wird, der im Zündspan¬ nungsverlauf unmittelbar auf den Einschaltzündpuls folgt.
In diesem Beispiel beträgt der Einschaltzündpuls etwa 4kV, und der Ausschaltzündpuls , wie oben schon geschrieben etwa 5 , 2 kV .
Der optimale Zeitpunkt für das Ausschalten hängt hierbei von der Lampenleitungslänge sowie von der Kabelkapazität und Induktivität ab. Die Lampenleitungslänge, Kabelkapazi¬ tät und Induktivität variieren je nach Applikation. Um für jede Lampenleitungslänge immer den optimalen AusschaltZeit¬ punkt zu erreichen, wird die Einschaltdauer des Zündschal¬ ters während der Zündphase des EVGs in einem Zeitbereich so variiert, dass für jede in der Applikation mögliche Konfi¬ guration die optimale Zeitdauer überstrichen wird.
Dieses Verfahren ist insbesondere besonders vorteilhaft mit einem MikroController durchführbar. Dieser kann während der Zündphase den AusschaltZeitpunkt in einem sinnvollen Be¬ reich variieren, um in jeden Fall einen Zündpuls optimaler Höhe generieren zu können. Ist die Schaltungsanordnung dazu eingerichtet, die Zündspannung zu messen, entweder direkt oder auch indirekt (z.B. über den Strom im Primärkreis der Zündeinrichtung) , so kann der Ausschaltzeitpunkt, der den höchsten Zündpuls generiert abgespeichert werden, um zu¬ künftige Zündphasen mit diesem AusschaltZeitpunkt zu bestreiten. Das Verfahren kann bei Bedarf oder in regelmäßigen Abständen wiederholt werden.
Ist die Schaltungsanordnung nicht dazu eingerichtet, die Höhe des Zündpulses zu messen, so kann der MikroController den AusschaltZeitpunkt abspeichern, bei dem die Hochdruck- entladungslampe gezündet hat. Die Fig. 4a zeigt einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren generierte Zündpuls und die Verläufe relevanter Größen bei einer Einschaltdauer des Zündschalters, die an der oberen Grenze der erfindungsgemäßen Einschaltdauer liegt. Die Benennung der relevanten Größen ist dieselbe wie in Fig. 3. Der Einschaltzündpuls liegt hier bei etwa 4kV, der Aus¬ schaltzündpuls bei etwa 3, 6kV.
Die Fig. 4b zeigt die Situation bei einer Einschaltdauer des Zündschalters, die an der unteren Grenze der erfin- dungsgemäßen Einschaltdauer liegt. Die Benennung der relevanten Größen ist dieselbe wie in Fig. 3. Der Einschalt¬ zündpuls liegt hier bei etwa 4kV, der Ausschaltzündpuls bei etwa 3 , 3kV .
Die Fig. 5 zeigt die Kurvenverläufe der Fig. 2 mit einer graphischen Darstellung des erfindungsgemäßen optimalen AuschhaltZeitpunkts des Zündschalters Sl. Dabei wird der Zündschalter zum Zeitpunkt tl eingeschaltet.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe mittels eines Zündgerätes, aufweisend einen Zünd¬ kondensator, einen Zündschalter und einen Zündtransformator, gekennzeichnet durch folgende zeitlich hintereinander ablaufende Schritte:
- Aufladen des Zündkondensators auf eine vorbe¬ stimmte Spannung,
- Schließen des Zündschalters,
- Öffnen des Zündschalters, bevor der Strom durch den Zündschalter in seiner Grundschwingung das erste mal zu null wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündschalter zu einem AusschaltZeitpunkt geöffnet wird, der von der aktuellen Spannung des Zündkondensators abhängt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Zündphase der Schalter mehrmals hintereinander geschlossen und wieder geöffnet wird, um mehrere Zündpulse zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der AusschaltZeitpunkt der Zündpulse innerhalb eines Ausschaltbereiches liegt, der durch einen Spannungsbereich von 60% der positiven Ladespannung des Zündkondensators bis zu 90% der Span¬ nung des Zündkondensators, die im darauffolgenden negativen Spannungsmaximum erreicht wird, definiert ist .
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der AusschaltZeitpunkt innerhalb des Aus¬ schaltbereiches variiert wird. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Variieren des AusschaltZeitpunktes innerhalb des Ausschaltbereiches ,
- Messen der Zündspannung an der Hochdruckentladungslampe oder einer anderen mit dieser korrelierten Größe,
- Zwischenspeichern des AusschaltZeitpunktes mit der bisher höchsten Zündspannung
- Speichern des festgestellten AusschaltZeitpunktes wenn der gesamte Ausschaltbereich durchlaufen wurde .
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der AusschaltZeitpunkt innerhalb des Aus¬ schaltbereiches variiert wird, bis die Hochdruck¬ entladungslampe gezündet hat, und dieser Ausschalt¬ zeitpunkt dann fest abgespeichert wird.
Schaltungsanordnung zum Zünden einer Hochdruckentladungslampe, mit einem Zündtransformator (TR) , der eine Primär- und eine Sekundärwicklung (LI, L2) aufweist, wobei die Sekundärwicklung (L2) mit der zu zündenden Lampe (5) und die Primärwicklung (LI) mit einem Zündschalter (Sl) verbunden ist, wobei der Zündschalter (Sl) steuerbar ist, um einen durch die Primärwicklung des Zündtransformators (TR) fließenden Strom aktiv abzuschalten, und die Schaltungsanordnung das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung konfigu¬ riert ist, Zündpulse durch Abschalten des Schalters (Sl) zu AusschaltZeitpunkten zu generieren, die in einem Ausschaltbereich liegen, in dem die Maximalspannungen der generierten Zündpulse zwischen 80% bis 100% der Maximalspannung des Zündpulses liegen, der mit einem Ausschalt Zeitpunkt gemäß Anspruch 6 generiert wird.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung konfigu¬ riert ist, mehrere Zündpulse mit verschiedenen Aus¬ schaltzeitpunkten innerhalb eines Ausschaltberei- ches gemäß Anspruch 9 zu generieren.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109673095B (zh) * 2018-11-20 2020-02-07 福建睿能科技股份有限公司 一种电压输出电路及驱动电路、开关电源

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19712258A1 (de) 1997-03-24 1998-10-01 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltung zur Zündung einer Hochdruckentladungslampe
DE19909529A1 (de) 1999-03-04 2000-09-07 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe mit im Sockel integrierter Zündvorrichtung

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52132563A (en) * 1976-04-30 1977-11-07 Toshiba Corp Discharge tube starter
JPS6070698A (ja) * 1983-09-27 1985-04-22 Toshiba Corp Ｘ線管フイラメント加熱装置
US4720668A (en) * 1986-06-20 1988-01-19 Lee Fred C Zero-voltage switching quasi-resonant converters
US5065072A (en) * 1989-03-31 1991-11-12 Valeo Vision Power supply circuit for an arc lamp, in particular for a motor vehicle headlight
NO913368D0 (no) * 1991-08-27 1991-08-27 Julius Hartai Frekvensmodulert driver med parallell-resonans.
JPH05266983A (ja) * 1992-03-17 1993-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 放電ランプ点灯装置
JPH08153595A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Tabuchi Denki Kk 放電ランプ用直流安定化電源装置
JP2001502843A (ja) * 1997-07-22 2001-02-27 パテント―トロイハント―ゲゼルシャフト フュール エレクトリッシェ グリューラムペン ミット ベシュレンクテル ハフツング パルス電圧列の発生方法およびそのための回路装置
FR2775155B1 (fr) * 1998-02-13 2000-05-05 Valeo Electronique Perfectionnements aux dispositifs pour l'alimentation d'une lampe a decharge de projecteur de vehicule automobile
US6266230B1 (en) * 1998-06-29 2001-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multilayer ceramic capacitor
DE19923263A1 (de) * 1999-05-20 2000-11-23 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Zünden einer Lampe
US6373199B1 (en) * 2000-04-12 2002-04-16 Philips Electronics North America Corporation Reducing stress on ignitor circuitry for gaseous discharge lamps
JP3906403B2 (ja) * 2000-09-13 2007-04-18 三菱電機株式会社 放電灯点灯装置
DE10319511A1 (de) * 2003-04-30 2004-11-18 Tridonicatco Gmbh & Co. Kg Zündschaltung mit geregelter Zündspannung
DE10333729A1 (de) * 2003-07-23 2005-03-10 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Vorschaltgerät für mindestens eine Hochdruckentladungslampe, Betriebsverfahren und Beleuchtungssytem für eine Hochdruckentladungslampe
CN1895006B (zh) * 2003-12-12 2010-08-18 松下电工株式会社 用于点亮高压放电灯的装置及具有该装置的照明器具
EP1772041A1 (de) * 2004-07-21 2007-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mehrimpuls-zündschaltung für eine gasentladungslampe
DE102004045834A1 (de) * 2004-09-22 2006-03-23 Bag Electronics Gmbh Zündgerät
DE102004052299A1 (de) * 2004-10-27 2006-05-04 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Zündvorrichtung für eine Hochdruckentlandungslampe und Hochdruckentladungslampe mit Zündvorrichtung sowie Betriebsverfahren für eine Hochdruckentladungslampe
DE102004056002A1 (de) * 2004-11-19 2006-05-24 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Hochdruckentladungslampe mit Impulszündvorrichtung und Betriebsverfahren für eine Hochdruckentladungslampe
EP1686837A1 (de) * 2005-01-28 2006-08-02 TTE Germany GmbH Zündschaltung und Vorschaltgerät für eine Entladungslampe hoher Intensität
US7271545B2 (en) * 2005-10-07 2007-09-18 Delta Electronics, Inc. Ballast and igniter for a lamp having larger storage capacitor than charge pump capacitor
JP2007149473A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Toshiba Lighting & Technology Corp 放電灯用始動装置、放電灯点灯装置および照明装置
US7432663B2 (en) * 2006-09-25 2008-10-07 Osram Sylvania Inc. Circuit for igniting a high intensity discharge lamp
US8288965B1 (en) * 2007-02-23 2012-10-16 Musco Corporation Apparatus and method for switching in added capacitance into high-intensity discharge lamp circuit at preset times
WO2009060521A1 (ja) * 2007-11-07 2009-05-14 Fujitsu Media Devices Limited スイッチング電源、スイッチング電源を制御する制御回路、スイッチング電源の制御方法およびモジュール基板
DE102009019904A1 (de) * 2009-05-04 2010-11-25 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben von Entladungslampen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19712258A1 (de) 1997-03-24 1998-10-01 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltung zur Zündung einer Hochdruckentladungslampe
DE19909529A1 (de) 1999-03-04 2000-09-07 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe mit im Sockel integrierter Zündvorrichtung

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