WO2013135518A1 - Ignition device with semiconductor switch for a high-pressure discharge lamp and operating device with such an ignition device - Google Patents

Ignition device with semiconductor switch for a high-pressure discharge lamp and operating device with such an ignition device Download PDF

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WO2013135518A1
WO2013135518A1 PCT/EP2013/054301 EP2013054301W WO2013135518A1 WO 2013135518 A1 WO2013135518 A1 WO 2013135518A1 EP 2013054301 W EP2013054301 W EP 2013054301W WO 2013135518 A1 WO2013135518 A1 WO 2013135518A1
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WO
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ignition
discharge lamp
pressure discharge
ignition device
transformer
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/054301
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German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Boenigk
Original Assignee
Osram Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches
    • H05B41/042—Starting switches using semiconductor devices

Definitions

  • the invention relates to an ignition device according to the preamble of claim 1 and an operating device for a high-pressure discharge lamp with such Zündvorrich ⁇ tion.
  • Such an ignition device and operating device is disclosed, for example, in EP 0 975 007 A1.
  • This document ⁇ ment describes an ignition device, which is designed as a pulse starting device for a high pressure discharge lamp and has an ignition transformer to produce the required for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp ignition voltage.
  • This ignition device has a firing capacitor and a spark gap, which are arranged together with the primary winding of the ignition transformer in a DC path, that the ignition capacitor is charged during the ignition phase of the high pressure discharge lamp to the breakdown voltage ⁇ of the spark gap and then intermittently over the spark gap and the primary winding discharges.
  • FIG. 1 shows the components of the operating device and ignition device according to FIG The prior art somewhat more detailed than shown in EP 0 975 007 AI.
  • This prior art pulse ignition apparatus includes an ignition transformer having a primary winding N2 and a secondary winding Nl, a firing capacitor Cl, and a spark gap FS.
  • the series ⁇ circuit consisting of the secondary winding Nl of the ignition transformer and the discharge path of Hochdruckentla ⁇ tion lamp L is connected in the bridge branch of a full-bridge inverter, which is essentially formed by the transistors Tl, T2, T3, T4 and an input voltage of +400V is connected.
  • the pulse ignition device is supplied by means of an additional terminal with a DC voltage ⁇ 600 V with negative polarity.
  • the Be ⁇ reference symbols Jl, J2, J3 denote in Figure 1 connections between the igniter and the other components of the operating device.
  • the ignition device according to the prior art is relatively expensive in terms of the number of components required and the cost.
  • the maximum repetition frequency of the ignition pulses is severely limited by technical constraints. However, this is the prerequisite for improving the ignition in many discharge lamp systems.
  • the ignition device according to the invention has a Zündtrans ⁇ formator for generating the ignition voltage required for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp, wherein the ignition transformer has at least one primary winding which is inductively coupled to at least one secondary winding of the ignition ⁇ transformer.
  • the ignition device ⁇ a controllable with high-frequency control signals semiconductor switch, by means of the switching path of the current flow through the at least one primary winding during the ignition phase of the high pressure discharge lamp with high frequency on and off.
  • the controllable semiconductor switch allows control by means of high-frequency control signals, so that its switching ⁇ distance in short time intervals is electrically conductive or not electrically conductive.
  • the current flow through the primary winding in correspondingly short Zeitvalval ⁇ len on or off.
  • a high-voltage pulse is induced in the secondary winding of the ignition transformer. Therefore, a group of high voltage pulses clamping ⁇ is induced with a correspondingly high frequency by high frequency switching on and off of the controllable semiconductor switch in the secondary winding of the ignition transformer, leading to the ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp.
  • high frequency or “high frequency” or “high frequency” in this patent application denotes a frequency range of 100 kHz to 10 MHz.
  • the controllable with high-frequency control signals semiconductor switch of the ignition device or operating device according to the invention is therefore controllable with control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz, so that by means of its switching path of the current flow through the at least one primary winding of the ignition ⁇ transformer of the ignition during the ignition phase of High-pressure discharge lamp with a correspondingly high frequency on and off is.
  • the ignition device according to the invention requires neither a spark gap nor a starting capacitor and therefore requires less high-performance components than the ignition device according to the prior art and is therefore simpler and more cost-effective.
  • the ignition device according to the invention has a timing clock for controlling the switching operations of the semiconductor switch.
  • high-frequency switching signals for controlling the switching operations of the semiconductor switch can be generated by simple means.
  • the time clock Made possible in particular to light the time clock to generate in recurring time intervals further consequences of high-frequency switching signals if induced by each vorangegan- gene sequence of switching signals group has not led high-voltage pulses in the secondary winding of the ignition transformer to ignite the gas discharge in the high pressure discharge lamp ,
  • the semiconductor scarf ⁇ ter of the ignition device according to the invention is designed such that it has a control electrode to which the timing contact ⁇ encoder is connected.
  • the clock is preferably designed such that it can generate high-frequency control signals, that is control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz, for controlling the switching operations of the controllable semiconductor switch of the ignition device according to the invention to generate correspondingly high-frequency high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp can.
  • the semiconductor switch is sistor as transit and particularly preferably as a bipolar transistor with iso ⁇ profiled control electrode or gate electrode (IGBT) or a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) trained det. As a result, it is very robust, tolerates high electrical power and allows almost powerless control.
  • the ignition device according to the invention has ei ⁇ ne rectifier bridge, which is provided as reverse polarity protection for the semiconductor switch.
  • the ignition device according to the invention can be used both in operating devices which provide a positive supply voltage for the ignition device and in operating devices which provide a negative supply voltage for the ignition device.
  • ⁇ makes the rectifier bridge, that in both cases the voltage has the proper polarity at the terminals of the semiconductor switch.
  • the ignition device has at least one capacitor which is connected in parallel to the primary winding or secondary winding of the ignition transformer.
  • the at least one capacitor in the form of high voltage pulses can be changed or for igniting the gas- ⁇ charge in the high pressure discharge lamp, the Re ⁇ sonanzfrequenz of the ignition transformer are compared, to thereby improve the ignitability of the high pressure discharge lamp.
  • the ignition device according to the invention is preferably designed as Be ⁇ part of an operating device for a Hochdruckentla ⁇ tion lamp.
  • the components of the ignition device according to the invention can be accommodated together with the components of the operating device in the interior of a lamp cap of the high-pressure discharge lamp.
  • the components of the ignition device according to the invention can be accommodated together with the components of the operating device in the housing of a Be ⁇ drive device arranged separately to the high-pressure discharge lamp.
  • Kings ⁇ nen the components of the ignition device according to the invention be arranged separated from the components of the operating device.
  • the components of the erfindungsge ⁇ MAESSEN ignition device may be housed in the interior of a lamp base of the high pressure discharge lamp, and the components of the operating device may be housed in the housing of which is arranged separately from the high pressure discharge lamp lighting device.
  • the operation device preferably comprises a full bridge inverter to, in the bridge branch of the Hochdruckent- discharge lamp and the igniter according to the invention are ge ⁇ on.
  • the polarity of the lamp current changes in the switching cycle of the transistors of the full-bridge inverter and a separation of positive negative ions in the discharge plasma of the high-pressure discharge lamp is avoided.
  • the ignition device according to the invention can be used instead of the conventional pulse ignition device in the known operating devices.
  • At least one capacitor is connected in parallel with the discharge path of the high-pressure discharge lamp.
  • the at least one capacitor in the form of high voltage pulses can be changed for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp or the Resonanzfre acid sequence of the ignition transformer are changed, and the parallel to the discharge path of the high pressure discharge lamp maralte- te capacitor can additionally or alternatively be referred to the above , be used parallel to the primary or secondary winding of the ignition transformer switched capacitor.
  • the ignition device according to the invention can be used particularly advantageously for high-pressure discharge lamps which have a capacitive starting aid in the form of an electrically conductive coating on their lamp vessel. Through this capacitive The ignition aid reduces the ignition voltage required to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. High-frequency high-voltage pulses having a relatively low amplitude of only approximately 7 kV to 10 kV are sufficient to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp.
  • the ignition device according to the invention is used to Zün ⁇ the gas discharge in a metal halide high-pressure discharge lamp, which serves as a light source in a motor vehicle headlight.
  • Figure 1 is a circuit diagram of an operating device
  • Ignition device according to the prior art Figure 2 A circuit diagram of an operating device
  • Figure 3 is a circuit diagram of an operating device
  • FIG 4 shows the time course of three groups of Zündnapssimpulsen which were generated by means of the ignition device according to the invention
  • FIG. 5 The time profile of a group of ignition voltage pulses, which by means of the invention
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of the operating device and ignition device for a high-pressure discharge lamp according to FIG 0
  • the operation ⁇ and ignition device and the high-pressure discharge lamp are components of an automotive headlamp.
  • the operating device has a full-bridge inverter, which is essentially formed by four transistors T1, T2, T3, T4 and their control circuits (not shown).
  • the transistors Tl, T4 and T2, T3 each form a synchronously switching transistor pair Tl, T4 and T2, T3.
  • the two pairs of transistors Tl, T4 and T2, T3 are switched on and off alternately, usually with a comparatively low frequency of about 500 Hz.
  • the bridge branch of the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4 an ignition ⁇ transformer of the ignition device for the high-pressure discharge lamp LA1 are connected.
  • the discharge are ⁇ distance L of the high pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding Nl ⁇ arranged in series in the bridge branch.
  • ei ⁇ ne DC power supply in the amount of 400 V for the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4 is provided.
  • the electric potential at terminal 0 V corresponds to the stale ⁇ tung internal ground reference potential.
  • the DC power supply is in a known manner (not shown) by means of a boost Stel ⁇ coupler from the vehicle system voltage of a motor vehicle generated.
  • the additionally existing connection - 600 V of the operating device is not required for the ignition device according to the first exemplary embodiment of the invention and is therefore not used by the ignition device. That is, the compound Jl is ACCORDING not ge uses ⁇ from the igniter to the first embodiment of the invention. _
  • the ignition device which is connected at the connection points J2, J3 (FIG. 2) to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, essentially consists of a transistor T5, in particular an insulated bipolar transistor Gate electrode (IGBT), and a timing clock (not till ⁇ forms) for controlling the switching operations of the transistor T5 and an ignition transformer, each having a primary winding N2 and a secondary winding Nl.
  • the primary winding N2 of the ignition transformer is connected in series with the switching path of the transistor T5.
  • the secondary winding of the ignition Nl ⁇ transformer is connected in series with the discharge path L of the high pressure discharge lamp ⁇ LAl.
  • the transistor T5 of the ignition device according to the first embodiment of the invention for the turn-on of the transistor pair Tl, T4 of the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4 means of the clock, for example by means of a timer type NE555 a duration of about 16 ys with high-frequency switching signals of 500 kHz applied, so that the switching path of the transistor T5 is turned on and off eight times during this period.
  • the transistor T5 is turned on and off eight times, so that during this period eight high-voltage pulses are induced in the secondary winding N1 of the ignition transformer.
  • Each of these eight high-voltage pulses is a high-voltage ⁇ vibration with high frequency and a decaying amplitude.
  • FIG. 5 shows such a group of eight high-voltage pulses.
  • the transistor T5 is switched off permanently by means of the clock generator and disables the ignition device characterized. After ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp LAl the lamp current flowing over the Se ⁇ kundärwicklung Nl of the ignition transformer and the now elekt ⁇ driven conductive discharge path L of the high-pressure discharge lamp LAl.
  • the polarity of the lamp current is reversed at the switching frequency of the transistor pairs Tl, T4 and T2, T3 of the full-bridge inverter periodically with a comparatively ⁇ as low frequency of 500 Hz.
  • the transistor T5 becomes active for a period of about 100 ys during the switch-on duration of the transistor pair T1, T4 of the full-bridge inverter T1, T2, T3 , T4 again by means of the timing clock for a further period of about 16 ys with high-frequency switching signals of 500 kHz beauf- so as to induce again a group of eight Hochspan ⁇ tion pulses in the secondary winding Nl, thereby igniting the gas discharge in the Hoch horrentla - triggering lamp LA1.
  • a total of three groups of eight high voltage pulses are shown which ys successive fol ⁇ gene.
  • the ignition device according to egg ner certain number of unsuccessful ignition attempts by means of the clock generator and the transistor T5 off.
  • FIG. 3 schematically shows a circuit diagram of the operating device and ignition device for a high-pressure discharge lamp according to the second exemplary embodiment of the invention.
  • the operating and ignition device and the high ⁇ pressure discharge lamp are components of a motor vehicle ⁇ headlamp.
  • the operating device has a full-bridge inverter, which is essentially formed by four transistors T1, T2, T3, T4 and their control circuits (not shown).
  • the transistors Tl, T4 and T2, T3 each form a synchronously switching transistor pair Tl, T4 and T2, T3.
  • the two pairs of transistors Tl, T4 and T2, T3 are switched on and off alternately, usually with a comparatively low frequency of about 500 Hz.
  • the high pressure discharge lamp LA1 ⁇ and the secondary winding Nl of an ignition ⁇ transformer are connected in the ignition device for the high-pressure discharge lamp LA1.
  • the discharge are length L of the high pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding Nl ⁇ arranged in series in the bridge branch.
  • ei ⁇ ne DC power supply in the amount of 400 V for the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4 is provided.
  • the electric potential at terminal 0 V corresponds to the stale ⁇ tung internal ground reference potential.
  • the DC voltage supply is in a known manner by means of a boosting Lers (not shown) from the vehicle electrical system voltage of a power ⁇ vehicle generated.
  • the additional connection 600 V of the operating device is not required for the ignition device according to the second exemplary embodiment of the invention and is therefore not used by this ignition device. That is, the connection Jl is not used by the ignition device according to the second embodiment of the invention.
  • the ignition device which is connected at the connection points J2, J3 (FIG. 3) to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, essentially consists of a transistor T5, in particular a bipolar transistor with insulated gate. Electrode (IGBT), and a timing clock ST for controlling the switching operations of the transistor T5 and a Zünd ⁇ transformer, each having a primary winding N2 and a secondary winding Nl.
  • the primary winding of the ignition transformer is N2 ge ⁇ connected in series with the switching path of the transistor T5.
  • the secondary winding Nl of the ignition transformer is connected in series with the discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1.
  • the ignition device comprises a four-diode rectifier bridge Dl, D2, D3, D4, which serves as reverse polarity protection for the transistor T5 and for the control of the transistor T5 by means of the timing clock ST.
  • a terminal of the timing clock ST and the series circuit consisting of the primary winding N2 and the switching path of the transistor T5 are connected.
  • the voltage inputs of the rectifier bridge D1, D2, D3, D4 are connected to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4.
  • the ignition device in accordance with the two ⁇ th embodiment of the invention has the advantage that during can generate the duty cycle of the transistor pair Tl, T4 and during the duty cycle of the other pair of transistors T2, T3 high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp LA1 both.
  • the Zünd ⁇ device works according to the second embodiment of the invention in the same manner as the ignition device according to the first Embodiment of the invention.
  • the transistor T5 of the ignition device is supplied with high-frequency switching signals of 500 kHz for a duration of approximately 16 ys, so that the switching path of the transistor T5 is turned on and off eight times during this period.
  • ⁇ off state of the switching path of the transistor T5 is the primary winding N2 of the ignition transformer over the DC ⁇ rectifier bridge Dl, D2, D3, D4 and either the Transis ⁇ torfind Tl, T4 or the other pair of transistors T2, T3 of the full bridge inverter with the DC power supply connected to the terminals 0 V and +400 V of the full-bridge inverter, so that a direct current flows through the primary winding Nl.
  • the transistor T5 is the Current flow through the primary winding N2 interrupted. This switch-off process causes a voltage increase in accordance with the law of induction.
  • This voltage appears at the secondary winding corresponding to the Nl Windungsver consent- nis N1 / N2 highly transformed and is an electrode of the high pressure discharge lamp LA1 as ignition voltage pulse supplied ⁇ leads is to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1.
  • the transistor T5 is turned on and off eight times, so that during this period eight high-voltage pulses are induced in the secondary winding Nl of the ignition transformer.
  • Each of these eight high voltage pulses is a high voltage oscillation with decaying amplitude.
  • FIG. 5 shows such a group of eight high-voltage pulses.
  • the gas ⁇ discharge in the high pressure discharge lamp LA1 successfully ignited
  • the Tran ⁇ sistor T5 is permanently switched off by means of the clock generator ST and the igniter ge ⁇ Gurss activated by de- to the second embodiment of the invention
  • the lamp current flows via the secondary winding Nl of the ignition transformer and the now electrically conductive discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1.
  • the polarity of the lamp current is the switching frequency of the transistor pairs Tl, T4 and T2, inverter periodically reversed T3 of the full-bridge with a comparatively niedri ⁇ gene frequency of 500 Hz.
  • the transistor T5 becomes active for a period of about 100 ys during the switch-on duration of the transistor pair T1, T4 of the full-bridge inverter T1, T2, T3 , T4 again
  • the timing clock ST for a further duration of about 16 ys with high-frequency switching signals of 500 kHz applied so as to induce again a group of eight high-voltage pulses ⁇ in the secondary winding Nl and thereby trigger the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1.
  • a total of three groups of eight high voltage pulses are shown which ys successive fol ⁇ gene.
  • the ignition device according to the second embodiment of the invention after a certain number of unsuccessful ignition attempts by means of the clock generator ST and the transistor T5 off.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described in greater detail above.
  • the numerical values for the switching frequency of the transistor pairs of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4 mentioned in the exemplary embodiments are the switching frequency of the transistor T5 of the ignition device and the resulting number of turn-on and turn-off operations of the transistor T5 during each one Ignition test and the pause duration between two groups of high-frequency high-voltage pulses or between two ignition tests only as examples.
  • the switching frequency of the transistor pairs of the Voll stipulaten prompt- judge Tl, T2, T3, T4 is usually low, in the loading range from approximately 100 Hz to 1 kHz, chosen to reverse the polarity of the lamp current through the high-pressure discharge lamp with entspre ⁇ accordingly low frequency periodically so that no acoustic resonances in the discharge plasma of the high-pressure discharge lamp are excited.
  • the switching frequency of the transistor T5 of the ignition device is in the high frequency range, that is in the range of about 100 kHz to 10 MHz, to corresponding high frequency ignition voltage pulses or high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp to create.
  • the switching frequency of the transistor T5 is tuned to the impedance of the ignition transformer Nl, N2.
  • a capacitor (not from ⁇ formed) can be switched to change the shape and amplitude of high voltage pulses, as well as the resonant frequency.
  • the switching frequency of the transistor T5 may be particularly tuned to the resonant frequency of the resonant circuit formed by the transformer windings Nl, N2 and the aforementioned capacitor, the ignition or the complete Be ⁇ drive device including ignition device may be underweight body ⁇ introduced in the lamp base to be operated high pressure discharge lamp.

Abstract

The invention relates to an ignition device for a high-pressure discharge lamp comprising an ignition transformer for generating the ignition voltage necessary to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp (LA1), wherein the ignition transformer has at least one primary winding (N2), which is coupled inductively to at least one secondary winding (N1) of the ignition transformer and wherein the ignition device has a semiconductor switch (T5) controllable with high-frequency control signals, said semiconductor switch having a contact gap by means of which the current flow can be switched on and off by the at least one primary winding (N2) at high frequency during the ignition phase of the high-pressure discharge lamp (LA1).

Description

Beschreibung description
ZÜNDVORRICHTUNG MIT HALBLEITER - SCHALTER , FÜR EINE  IGNITION DEVICE WITH SEMICONDUCTOR SWITCH, FOR ONE
HOCHDRUCKENTLADUNGSLAMPE, UND BETRIEBSVORRICHTUNG MIT EINER DERARTIGEN  HIGH-PRESSURE DISCHARGE LAMP, AND OPERATING DEVICE WITH SUCH A
ZÜNDVORRICHTUNG  detonator
Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Betriebsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe mit einer derartigen Zündvorrich¬ tung . The invention relates to an ignition device according to the preamble of claim 1 and an operating device for a high-pressure discharge lamp with such Zündvorrich ¬ tion.
I . Stand der Technik Eine derartige Zündvorrichtung und Betriebsvorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 975 007 AI offenbart. Dieses Doku¬ ment beschreibt eine Zündvorrichtung, die als Impulszündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe ausgebildet ist und einen Zündtransformator zum Erzeugen der zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erforderlichen Zündspannung besitzt. Diese Zündvorrichtung besitzt einen Zündkondensator und eine Funkenstrecke, die zusammen mit der Primärwicklung des Zündtransformators derart in einem Gleichstrompfad angeordnet sind, dass der Zündkondensator während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe auf die Durch¬ bruchsspannung der Funkenstrecke aufgeladen wird und sich anschließend über die Funkenstrecke und die Primärwicklung stoßweise entlädt. Dadurch werden in der Sekundärwicklung des Zündtransformators Hochspannungsimpulse induziert, die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe führen. Die Hochdruckentladungslampe und die Impulszündvorrich¬ tung gemäß der EP 0 975 007 AI sind in den Brückenzweig eines Vollbrückenwechselrichters einer Betriebsvorrichtung für die Hochdruckentladungslampe geschaltet. In Figur 1 sind die Kom- ponenten der Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik etwas detaillierter als in der EP 0 975 007 AI dargestellt. Diese Impulszündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik umfasst einen Zündtransformator mit einer Primärwicklung N2 und einer Sekundärwicklung Nl, einen Zündkondensator Cl sowie eine Funkenstrecke FS. Die Serien¬ schaltung bestehend aus der Sekundärwicklung Nl des Zündtransformators und der Entladungsstrecke der Hochdruckentla¬ dungslampe L ist in den Brückenzweig eines Vollbrückenwech- selrichters geschaltet, der im Wesentlichen von den Transis- toren Tl, T2, T3, T4 gebildet wird und an eine Eingangsspannung von +400 V angeschlossen ist. Die Impulszündvorrichtung wird mittels eines zusätzlichen Anschlusses mit einer Gleich¬ spannung von 600 V mit negativer Polarität versorgt. Die Be¬ zugszeichen Jl, J2, J3 in Figur 1 bezeichnen Verbindungen zwischen der Zündvorrichtung und den anderen Komponenten der BetriebsVorrichtung . I. PRIOR ART Such an ignition device and operating device is disclosed, for example, in EP 0 975 007 A1. This document ¬ ment describes an ignition device, which is designed as a pulse starting device for a high pressure discharge lamp and has an ignition transformer to produce the required for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp ignition voltage. This ignition device has a firing capacitor and a spark gap, which are arranged together with the primary winding of the ignition transformer in a DC path, that the ignition capacitor is charged during the ignition phase of the high pressure discharge lamp to the breakdown voltage ¬ of the spark gap and then intermittently over the spark gap and the primary winding discharges. As a result, high voltage pulses are induced in the secondary winding of the ignition transformer, which lead to the ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp. The high-pressure discharge lamp and the Impulszündvorrich ¬ device according to EP 0 975 007 AI are connected in the bridge branch of a full-bridge inverter of an operating device for the high-pressure discharge lamp. FIG. 1 shows the components of the operating device and ignition device according to FIG The prior art somewhat more detailed than shown in EP 0 975 007 AI. This prior art pulse ignition apparatus includes an ignition transformer having a primary winding N2 and a secondary winding Nl, a firing capacitor Cl, and a spark gap FS. The series ¬ circuit consisting of the secondary winding Nl of the ignition transformer and the discharge path of Hochdruckentla ¬ tion lamp L is connected in the bridge branch of a full-bridge inverter, which is essentially formed by the transistors Tl, T2, T3, T4 and an input voltage of +400V is connected. The pulse ignition device is supplied by means of an additional terminal with a DC voltage ¬ 600 V with negative polarity. The Be ¬ reference symbols Jl, J2, J3 denote in Figure 1 connections between the igniter and the other components of the operating device.
Die Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist vergleichsweise aufwendig hinsichtlich der Anzahl der erforderlichen Bauteile und der Kosten. Außerdem ist die maximale Wiederholfrequenz der Zündimpulse durch technische Randbedingungen stark begrenzt. Gerade dieses aber ist Voraussetzung für die Zündverbesserung bei vielen Entladungslampensystemen. The ignition device according to the prior art is relatively expensive in terms of the number of components required and the cost. In addition, the maximum repetition frequency of the ignition pulses is severely limited by technical constraints. However, this is the prerequisite for improving the ignition in many discharge lamp systems.
11. Darstellung der Erfindung 11. Presentation of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Zündvor¬ richtung mit einem vereinfachten Aufbau und verbesserter Zündfähigkeit bereitzustellen. It is an object of the invention to provide a generic Zündvor ¬ direction with a simplified structure and improved ignitability.
Diese Aufgabe wird durch eine Zündvorrichtung mit den Merkma¬ len des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestal¬ tungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben . Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung besitzt einen Zündtrans¬ formator zum Erzeugen der zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erforderlichen Zündspannung, wobei der Zündtransformator mindestens eine Primärwicklung besitzt, die induktiv an mindestens eine Sekundärwicklung des Zünd¬ transformators gekoppelt ist. Erfindungsgemäß weist die Zünd¬ vorrichtung einen mit hochfrequenten Steuersignalen steuerbaren Halbleiterschalter auf, mittels dessen Schaltstrecke der Stromfluss durch die mindestens eine Primärwicklung während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe mit hoher Frequenz ein- und ausschaltbar ist. This object is achieved by an ignition device with the Merkma ¬ len of claim 1. Particularly advantageous Ausgestal ¬ tions of the invention are described in the dependent claims. The ignition device according to the invention has a Zündtrans ¬ formator for generating the ignition voltage required for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp, wherein the ignition transformer has at least one primary winding which is inductively coupled to at least one secondary winding of the ignition ¬ transformer. According to the ignition device ¬ a controllable with high-frequency control signals semiconductor switch, by means of the switching path of the current flow through the at least one primary winding during the ignition phase of the high pressure discharge lamp with high frequency on and off.
Der steuerbare Halbleiterschalter erlaubt eine Ansteuerung mittels hochfrequenter Steuersignale, so dass seine Schalt¬ strecke in kurzen Zeitintervallen elektrisch leitend oder nicht elektrisch leitend ist. Dadurch wird der Stromfluss durch die Primärwicklung in entsprechend kurzen Zeitinterval¬ len ein- bzw. ausgeschaltet. Bei jedem Ausschalten des Stromflusses durch die mindestens eine Primärwicklung wird in der Sekundärwicklung des Zündtransformators ein Hochspannungsim- puls induziert. Durch hochfrequentes Ein- und Ausschalten des steuerbaren Halbleiterschalters wird daher in der Sekundärwicklung des Zündtransformators eine Gruppe von Hochspan¬ nungsimpulsen mit entsprechend hoher Frequenz induziert, die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe führen. Der Begriff "hochfrequent" oder "Hochfrequenz" oder "hohe Frequenz" bezeichnet in dieser Patentanmeldung einen Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz. Der mit hochfrequenten Steuersignalen steuerbare Halbleiterschalter der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung oder Betriebsvorrichtung ist demzufolge mit Steuersignalen im Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz steuerbar, so das mittels seiner Schaltstrecke der Stromfluss durch die mindestens eine Primärwicklung des Zünd¬ transformators der Zündvorrichtung während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe mit entsprechend hoher Frequenz ein- und ausschaltbar ist. Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung benötigt weder eine Funkenstrecke noch einen Zündkondensator und erfordert daher weniger Hochleistungsbauteile als die Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik und ist somit einfacher aufgebaut und kostengünstiger. The controllable semiconductor switch allows control by means of high-frequency control signals, so that its switching ¬ distance in short time intervals is electrically conductive or not electrically conductive. As a result, the current flow through the primary winding in correspondingly short Zeitvalval ¬ len on or off. Each time the current flow through the at least one primary winding is switched off, a high-voltage pulse is induced in the secondary winding of the ignition transformer. Therefore, a group of high voltage pulses clamping ¬ is induced with a correspondingly high frequency by high frequency switching on and off of the controllable semiconductor switch in the secondary winding of the ignition transformer, leading to the ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp. The term "high frequency" or "high frequency" or "high frequency" in this patent application denotes a frequency range of 100 kHz to 10 MHz. The controllable with high-frequency control signals semiconductor switch of the ignition device or operating device according to the invention is therefore controllable with control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz, so that by means of its switching path of the current flow through the at least one primary winding of the ignition ¬ transformer of the ignition during the ignition phase of High-pressure discharge lamp with a correspondingly high frequency on and off is. The ignition device according to the invention requires neither a spark gap nor a starting capacitor and therefore requires less high-performance components than the ignition device according to the prior art and is therefore simpler and more cost-effective.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Zündvorrichtung einen Zeittaktgeber zur Steuerung der Schaltvorgänge des Halbleiterschalters auf. Dadurch können mit einfachen Mitteln hochfrequente Schaltsignale zur Steuerung der Schaltvorgänge des Halbleiterschalters generiert werden. Insbesondere ermög¬ licht es der Zeittaktgeber, in periodisch wiederkehrenden Zeitintervallen weitere Folgen von hochfrequenten Schaltsignalen zu generieren, falls die durch die jeweils vorangegan- gene Folge von Schaltsignalen induzierte Gruppe von Hochspannungsimpulsen in der Sekundärwicklung des Zündtransformators nicht zur Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe geführt hat. Vorzugsweise ist der Halbleiterschal¬ ter der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung derart ausgebildet, dass er eine Steuerelektrode besitzt, an welche der Zeittakt¬ geber angeschlossen ist. Der Zeittaktgeber ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er hochfrequente Steuersignale, das heißt Steuersignale im Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz, zur Steuerung der Schaltvorgänge des steuerbaren Halbleiterschalters der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung generieren kann, um entsprechend hochfrequente Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erzeugen zu können. Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Halbleiterschalter als Tran- sistor und besonders bevorzugt als Bipolartransistor mit iso¬ lierter Steuerelektrode bzw. Gate-Elektrode (IGBT) oder als Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebil- det. Dadurch ist er sehr robust, verträgt hohe elektrische Leistungen und erlaubt eine nahezu leistungslose Ansteuerung. Advantageously, the ignition device according to the invention has a timing clock for controlling the switching operations of the semiconductor switch. As a result, high-frequency switching signals for controlling the switching operations of the semiconductor switch can be generated by simple means. Made possible in particular to light the time clock to generate in recurring time intervals further consequences of high-frequency switching signals if induced by each vorangegan- gene sequence of switching signals group has not led high-voltage pulses in the secondary winding of the ignition transformer to ignite the gas discharge in the high pressure discharge lamp , Preferably, the semiconductor scarf ¬ ter of the ignition device according to the invention is designed such that it has a control electrode to which the timing contact ¬ encoder is connected. The clock is preferably designed such that it can generate high-frequency control signals, that is control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz, for controlling the switching operations of the controllable semiconductor switch of the ignition device according to the invention to generate correspondingly high-frequency high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp can. According to preferred embodiments of the invention, the semiconductor switch is sistor as transit and particularly preferably as a bipolar transistor with iso ¬ profiled control electrode or gate electrode (IGBT) or a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) trained det. As a result, it is very robust, tolerates high electrical power and allows almost powerless control.
Vorzugsweise besitzt die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ei¬ ne Gleichrichterbrücke, die als Verpolungsschutz für den Halbleiterschalter vorgesehen ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Zündvorrichtung sowohl in Betriebsvorrichtungen, die eine positive Versorgungsspannung für die Zündvorrichtung bereitstellen, als auch in Betriebsvorrichtungen, die eine negative Versorgungsspannung für die Zündvorrichtung bereit- stellen, eingesetzt werden. Die Gleichrichterbrücke gewähr¬ leistet, dass in beiden Fällen die Spannung an den Anschlüssen des Halbleiterschalters die richtige Polarität besitzt. Preferably, the ignition device according to the invention has ei ¬ ne rectifier bridge, which is provided as reverse polarity protection for the semiconductor switch. As a result, the ignition device according to the invention can be used both in operating devices which provide a positive supply voltage for the ignition device and in operating devices which provide a negative supply voltage for the ignition device. Provides ¬ makes the rectifier bridge, that in both cases the voltage has the proper polarity at the terminals of the semiconductor switch.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Zündvorrichtung mindestens einen Kondensator auf, der parallel zur Primär- wicklung oder Sekundärwicklung des Zündtransformators geschaltet ist. Mit Hilfe des mindestens einen Kondensators kann die Form der Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasent¬ ladung in der Hochdruckentladungslampe verändert bzw. die Re¬ sonanzfrequenz des Zündtransformators abgeglichen werden, um dadurch die Zündwilligkeit der Hochdruckentladungslampe zu verbessern . Advantageously, the ignition device according to the invention has at least one capacitor which is connected in parallel to the primary winding or secondary winding of the ignition transformer. With the aid of the at least one capacitor in the form of high voltage pulses can be changed or for igniting the gas- ¬ charge in the high pressure discharge lamp, the Re ¬ sonanzfrequenz of the ignition transformer are compared, to thereby improve the ignitability of the high pressure discharge lamp.
Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ist vorzugsweise als Be¬ standteil einer Betriebsvorrichtung für eine Hochdruckentla¬ dungslampe ausgebildet. Die Komponenten der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung können zusammen mit den Komponenten der Betriebsvorrichtung im Innenraum eines Lampensockels der Hochdruckentladungslampe untergebracht sein. Alternativ können die Komponenten der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung zusammen mit den Komponenten der Betriebsvorrichtung im Gehäuse eines separat zur Hochdruckentladungslampe angeordneten Be¬ triebsgeräts untergebracht sein. Als weitere Alternative kön¬ nen die Komponenten der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ge- trennt von den Komponenten der Betriebsvorrichtung angeordnet sein. Beispielsweise können die Komponenten der erfindungsge¬ mäßen Zündvorrichtung im Innenraum eines Lampensockels der Hochdruckentladungslampe untergebracht sein und die Komponen- ten der Betriebsvorrichtung können im Gehäuse eines separat von der Hochdruckentladungslampe angeordneten Betriebsgerätes untergebracht sein. The ignition device according to the invention is preferably designed as Be ¬ part of an operating device for a Hochdruckentla ¬ tion lamp. The components of the ignition device according to the invention can be accommodated together with the components of the operating device in the interior of a lamp cap of the high-pressure discharge lamp. Alternatively, the components of the ignition device according to the invention can be accommodated together with the components of the operating device in the housing of a Be ¬ drive device arranged separately to the high-pressure discharge lamp. Overall as a further alternative Kings ¬ nen the components of the ignition device according to the invention be arranged separated from the components of the operating device. For example, the components of the erfindungsge ¬ MAESSEN ignition device may be housed in the interior of a lamp base of the high pressure discharge lamp, and the components of the operating device may be housed in the housing of which is arranged separately from the high pressure discharge lamp lighting device.
Die Betriebsvorrichtung weist vorzugsweise einen Vollbrücken- wechselrichter auf, in dessen Brückenzweig die Hochdruckent- ladungslampe und die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ge¬ schaltet sind. Dadurch wechselt die Polarität des Lampenstrom im Schalttakt der Transistoren des Vollbrückenwechselrichters und es wird eine Trennung von positiven negativen Ionen im Entladungsplasma der Hochdruckentladungslampe vermieden. Au- ßerdem kann dadurch die erfindungsgemäße Zündvorrichtung anstelle der herkömmlichen Impulszündvorrichtung in den bekannten Betriebsvorrichtungen eingesetzt werden. The operation device preferably comprises a full bridge inverter to, in the bridge branch of the Hochdruckent- discharge lamp and the igniter according to the invention are ge ¬ on. As a result, the polarity of the lamp current changes in the switching cycle of the transistors of the full-bridge inverter and a separation of positive negative ions in the discharge plasma of the high-pressure discharge lamp is avoided. In addition, the ignition device according to the invention can be used instead of the conventional pulse ignition device in the known operating devices.
Vorteilhafterweise ist parallel zur Entladungsstrecke der Hochdruckentladungslampe mindestens ein Kondensator geschal- tet. Mit Hilfe des mindestens einen Kondensators kann die Form der Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe verändert bzw. die Resonanzfre¬ quenz des Zündtransformators verändert werden, u Der parallel zur Entladungsstrecke der Hochdruckentladungslampe geschalte- te Kondensator kann zusätzlich oder alternativ zu dem bereits oben erwähnten, parallel zur Primär- oder Sekundärwicklung des Zündtransformators geschalteten Kondensator verwendet werden . Advantageously, at least one capacitor is connected in parallel with the discharge path of the high-pressure discharge lamp. With the aid of the at least one capacitor in the form of high voltage pulses can be changed for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp or the Resonanzfre acid sequence of the ignition transformer are changed, and the parallel to the discharge path of the high pressure discharge lamp geschalte- te capacitor can additionally or alternatively be referred to the above , be used parallel to the primary or secondary winding of the ignition transformer switched capacitor.
Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ist besonders vorteil- haft für Hochdruckentladungslampen verwendbar, die eine kapazitive Zündhilfe in Form einer elektrisch leitenden Beschich- tung auf ihrem Lampengefäß besitzen. Durch diese kapazitive Zündhilfe wird die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erforderliche Zündspannung reduziert. Es genügen bereits hochfrequente Hochspannungsimpulse mit einer relativ geringen Amplitude von nur ca. 7 kV bis 10 kV, um die Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe zu zünden. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Zündvorrichtung zum Zün¬ den der Gasentladung in einer Halogen-Metalldampf- Hochdruckentladungslampe verwendet, die als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer dient. III. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele The ignition device according to the invention can be used particularly advantageously for high-pressure discharge lamps which have a capacitive starting aid in the form of an electrically conductive coating on their lamp vessel. Through this capacitive The ignition aid reduces the ignition voltage required to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. High-frequency high-voltage pulses having a relatively low amplitude of only approximately 7 kV to 10 kV are sufficient to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. Preferably, the ignition device according to the invention is used to Zün ¬ the gas discharge in a metal halide high-pressure discharge lamp, which serves as a light source in a motor vehicle headlight. III. Description of the preferred embodiments
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to two preferred embodiments. Show it:
Figur 1 Eine Schaltskizze einer Betriebsvorrichtung und Figure 1 is a circuit diagram of an operating device and
Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik Figur 2 Eine Schaltskizze einer Betriebsvorrichtung und  Ignition device according to the prior art Figure 2 A circuit diagram of an operating device and
Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung  Ignition device according to the first embodiment of the invention
Figur 3 Eine Schaltskizze einer Betriebsvorrichtung und Figure 3 is a circuit diagram of an operating device and
Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbei- spiel der Erfindung  Ignition device according to the second embodiment of the invention
Figur 4 Den zeitlichen Verlauf von drei Gruppen von Zündspannungsimpulsen, die mittels der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung erzeugt wurden Figure 4 shows the time course of three groups of Zündspannungsimpulsen which were generated by means of the ignition device according to the invention
Figur 5 Den zeitlichen Verlauf einer Gruppe von Zündspan- nungsimpulsen, die mittels der erfindungsgemäßenFIG. 5 The time profile of a group of ignition voltage pulses, which by means of the invention
Zündvorrichtung erzeugt wurde Ignition device was generated
In Figur 2 zeigt eine Schaltskizze der Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe gemäß 0 FIG. 2 shows a circuit diagram of the operating device and ignition device for a high-pressure discharge lamp according to FIG 0
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dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Betriebs¬ und Zündvorrichtung sowie die Hochdruckentladungslampe sind Bestandteile eines Kraftfahrzeugscheinwerfers. the first embodiment of the invention. The operation ¬ and ignition device and the high-pressure discharge lamp are components of an automotive headlamp.
Die Betriebsvorrichtung besitzt einen Vollbrückenwechselrich- ter, der im Wesentlichen von vier Transistoren Tl, T2, T3, T4 und deren Steuerschaltungen (nicht dargestellt) gebildet wird. Die Transistoren Tl, T4 und T2, T3 bilden jeweils ein synchron schaltendes Transistorpaar Tl, T4 bzw. T2, T3. Die beiden Transistorpaare Tl, T4 und T2, T3 werden alternierend, üblicherweise mit einer vergleichsweise geringen Frequenz von ca. 500 Hz, ein- und ausgeschaltet. In den Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 sind die Hochdruck¬ entladungslampe LA1 und die Sekundärwicklung Nl eines Zünd¬ transformators der Zündvorrichtung für die Hochdruckentla- dungslampe LA1 geschaltet. Insbesondere sind die Entladungs¬ strecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 und die Sekundär¬ wicklung Nl in Serie im Brückenzweig angeordnet. An seinen Anschlüssen, die mit 0 V und +400 V bezeichnet sind, wird ei¬ ne Gleichspannungsversorgung in Höhe von 400 V für den Voll- brückenwechselrichter Tl, T2, T3, T4 bereitgestellt. Das elektrische Potenzial am Anschluss 0 V entspricht dem schal¬ tungsinternen Massebezugspotenzial. Die Gleichspannungsversorgung wird in bekannter Weise mittels eines Hochsetzstel¬ lers (nicht abgebildet) aus der Bordnetzspannung eines Kraft- fahrzeugs generiert. Der zusätzlich vorhandene Anschluss - 600 V der Betriebsvorrichtung wird für die Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht be¬ nötigt und wird daher von der Zündvorrichtung nicht genutzt. Das heißt die Verbindung Jl wird von der Zündvorrichtung ge- mäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht ge¬ nutzt . _ The operating device has a full-bridge inverter, which is essentially formed by four transistors T1, T2, T3, T4 and their control circuits (not shown). The transistors Tl, T4 and T2, T3 each form a synchronously switching transistor pair Tl, T4 and T2, T3. The two pairs of transistors Tl, T4 and T2, T3 are switched on and off alternately, usually with a comparatively low frequency of about 500 Hz. In the bridge branch of the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4, the high-pressure ¬ discharge lamp LA1 and the secondary winding Nl an ignition ¬ transformer of the ignition device for the high-pressure discharge lamp LA1 are connected. In particular, the discharge are ¬ distance L of the high pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding Nl ¬ arranged in series in the bridge branch. At its terminals, which are denoted by 0 V and +400 V, ei ¬ ne DC power supply in the amount of 400 V for the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4 is provided. The electric potential at terminal 0 V corresponds to the stale ¬ tung internal ground reference potential. The DC power supply is in a known manner (not shown) by means of a boost Stel ¬ coupler from the vehicle system voltage of a motor vehicle generated. The additionally existing connection - 600 V of the operating device is not required for the ignition device according to the first exemplary embodiment of the invention and is therefore not used by the ignition device. That is, the compound Jl is ACCORDING not ge uses ¬ from the igniter to the first embodiment of the invention. _
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Die Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die an den Verbindungsstellen J2, J3 (Figur 2) mit dem Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 verbunden ist, besteht im Wesentlichen aus einem Transis- tor T5, insbesondere einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einem Zeittaktgeber (nicht abge¬ bildet) zur Steuerung der Schaltvorgänge des Transistors T5 sowie einem Zündtransformator mit jeweils einer Primärwicklung N2 und einer Sekundärwicklung Nl . Die Primärwicklung N2 des Zündtransformators ist in Serie zur Schaltstrecke des Transistors T5 geschaltet. Die Sekundärwicklung Nl des Zünd¬ transformators ist in Serie zur Entladungsstrecke L der Hoch¬ druckentladungslampe LAl geschaltet. The ignition device according to the first exemplary embodiment of the invention, which is connected at the connection points J2, J3 (FIG. 2) to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, essentially consists of a transistor T5, in particular an insulated bipolar transistor Gate electrode (IGBT), and a timing clock (not abge ¬ forms) for controlling the switching operations of the transistor T5 and an ignition transformer, each having a primary winding N2 and a secondary winding Nl. The primary winding N2 of the ignition transformer is connected in series with the switching path of the transistor T5. The secondary winding of the ignition Nl ¬ transformer is connected in series with the discharge path L of the high pressure discharge lamp ¬ LAl.
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LAl wird während der Einschaltdauer des Transistorpaares Tl, T4 des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 mittels des Zeittaktgebers, beispielsweise mittels eines Timers des Typs NE555, der Transistor T5 der Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Dauer von ca. 16 ys mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beaufschlagt, so dass die Schaltstrecke des Transistors T5 während dieser Dauer achtmal ein- und ausgeschaltet wird. Im einge¬ schalteten Zustand der Schaltstrecke des Transistors T5 ist die Primärwicklung N2 des Zündtransformators über die einge- schalteten Transistoren Tl, T4 des Vollbrückenwechselrichters mit der Gleichspannungsversorgung an den Anschlüssen 0 V und +400 V des Vollbrückenwechselrichters verbunden, so dass Strom durch die Primärwicklung Nl fließt. Beim Ausschalten des Transistors T5 wird der Stromfluss durch die Primärwick- lung N2 unterbrochen. Durch diesen Ausschaltvorgang kommt es zu einer Spannungsüberhöhung entsprechend dem Induktionsge¬ setz. Diese Spannung erscheint an der Sekundärwicklung Nl entsprechend dem Windungsverhältnis N1/N2 hoch transformiert und wird einer Elektrode der Hochdruckentladungslampe LAl als Zündspannungsimpuls zugeführt wird, um die Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LAl zu zünden. Während der Dauer von 16 ys wird der Transistor T5 achtmal ein- und ausgeschal- tet, so dass während dieser Dauer acht Hochspannungsimpulse in der Sekundärwicklung Nl des Zündtransformators induziert werden. Jeder dieser acht Hochspannungsimpulse ist eine Hoch¬ spannungsschwingung mit hoher Frequenz und abklingender Amplitude. In Figur 5 ist eine solche Gruppe von acht Hochspan- nungsimpulsen dargestellt. For igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LAl, the transistor T5 of the ignition device according to the first embodiment of the invention for the turn-on of the transistor pair Tl, T4 of the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4 means of the clock, for example by means of a timer type NE555 a duration of about 16 ys with high-frequency switching signals of 500 kHz applied, so that the switching path of the transistor T5 is turned on and off eight times during this period. In been ¬ off state of the switching path of the transistor T5, the primary winding N2 of the ignition transformer on it is switched transistors Tl, T4 of the full bridge inverter with the DC power supply at the terminals of 0 V and +400 V to the full bridge inverter connected so that current through the primary winding Nl flows. When turning off the transistor T5, the current flow through the primary winding N2 is interrupted. By this switch-off, there is a voltage increase according to the Induktionsge ¬ set. This voltage appears highly transformed at the secondary winding N1 in accordance with the winding ratio N1 / N2 and is supplied to an electrode of the high-pressure discharge lamp LAl as the ignition voltage pulse to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LAl. During the period of 16 ys, the transistor T5 is turned on and off eight times, so that during this period eight high-voltage pulses are induced in the secondary winding N1 of the ignition transformer. Each of these eight high-voltage pulses is a high-voltage ¬ vibration with high frequency and a decaying amplitude. FIG. 5 shows such a group of eight high-voltage pulses.
Falls innerhalb der vorgenannten Dauer von ca. 16 ys die Gas¬ entladung in der Hochdruckentladungslampe LAl erfolgreich gezündet hat, so wird mittels des Zeittaktgebers der Transistor T5 dauerhaft ausgeschaltet und die Zündvorrichtung dadurch deaktiviert. Nach dem Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LAl fließt der Lampenstrom über die Se¬ kundärwicklung Nl des Zündtransformators und die nun elekt¬ risch leitfähige Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungs¬ lampe LAl. Die Polarität des Lampenstroms wird mit der Schaltfrequenz der Transistorpaare Tl, T4 und T2, T3 des Vollbrückenwechselrichters periodisch mit einer vergleichs¬ weise niedrigen Frequenz von 500 Hz umgepolt. If successfully ignited within the aforementioned period of about 16 ys ¬ gas discharge in the high-pressure discharge lamp LAl, the transistor T5 is switched off permanently by means of the clock generator and disables the ignition device characterized. After ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp LAl the lamp current flowing over the Se ¬ kundärwicklung Nl of the ignition transformer and the now elekt ¬ driven conductive discharge path L of the high-pressure discharge lamp LAl. The polarity of the lamp current is reversed at the switching frequency of the transistor pairs Tl, T4 and T2, T3 of the full-bridge inverter periodically with a comparatively ¬ as low frequency of 500 Hz.
Falls innerhalb der oben genannten Dauer von ca. 16 ys keine Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LAl erfolgt ist, so wird der Transistor T5 nach einer Pause von ca. 100 ys während der Einschaltdauer des Transistorpaares Tl, T4 des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 abermals mittels des Zeittaktgebers für eine weitere Dauer von ca. 16 ys mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beauf- schlagt, um somit abermals eine Gruppe von acht Hochspan¬ nungsimpulsen in der Sekundärwicklung Nl zu induzieren und dadurch die Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentla- dungslampe LA1 auszulösen. In Figur 4 sind insgesamt drei Gruppen von jeweils acht Hochspannungsimpulsen dargestellt, die in einem Pausenintervall von ca. 100 ys aufeinander fol¬ gen. Im Fall eines Defekts wird die Zündvorrichtung nach ei- ner bestimmten Anzahl von vergeblichen Zündversuchen mittels des Zeittaktgebers und des Transistors T5 abgeschaltet. If no ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 has taken place within the abovementioned duration of about 16 ys, then the transistor T5 becomes active for a period of about 100 ys during the switch-on duration of the transistor pair T1, T4 of the full-bridge inverter T1, T2, T3 , T4 again by means of the timing clock for a further period of about 16 ys with high-frequency switching signals of 500 kHz beauf- so as to induce again a group of eight Hochspan ¬ tion pulses in the secondary winding Nl, thereby igniting the gas discharge in the Hochdruckentla - triggering lamp LA1. In Figure 4, a total of three groups of eight high voltage pulses are shown which ys successive fol ¬ gene. In the case of a defect is in a pause interval of about 100, the ignition device according to egg ner certain number of unsuccessful ignition attempts by means of the clock generator and the transistor T5 off.
In Figur 3 ist schematisch eine Schaltskizze der Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darge- stellt. Die Betriebs- und Zündvorrichtung sowie die Hoch¬ druckentladungslampe sind Bestandteile eines Kraftfahrzeug¬ scheinwerfers . FIG. 3 schematically shows a circuit diagram of the operating device and ignition device for a high-pressure discharge lamp according to the second exemplary embodiment of the invention. The operating and ignition device and the high ¬ pressure discharge lamp are components of a motor vehicle ¬ headlamp.
Die Betriebsvorrichtung besitzt einen Vollbrückenwechselrich- ter, der im Wesentlichen von vier Transistoren Tl, T2, T3, T4 und deren Steuerschaltungen (nicht dargestellt) gebildet wird. Die Transistoren Tl, T4 und T2, T3 bilden jeweils ein synchron schaltendes Transistorpaar Tl, T4 bzw. T2, T3. Die beiden Transistorpaare Tl, T4 und T2, T3 werden alternierend, üblicherweise mit einer vergleichsweise geringen Frequenz von ca. 500 Hz, ein- und ausgeschaltet. In den Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 sind die Hochdruck¬ entladungslampe LA1 und die Sekundärwicklung Nl eines Zünd¬ transformators der Zündvorrichtung für die Hochdruckentla¬ dungslampe LA1 geschaltet. Insbesondere sind die Entladungs- strecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 und die Sekundär¬ wicklung Nl in Serie im Brückenzweig angeordnet. An seinen Anschlüssen, die mit 0 V und +400 V bezeichnet sind, wird ei¬ ne Gleichspannungsversorgung in Höhe von 400 V für den Voll- brückenwechselrichter Tl, T2, T3, T4 bereitgestellt. Das elektrische Potenzial am Anschluss 0 V entspricht dem schal¬ tungsinternen Massebezugspotenzial. Die Gleichspannungsversorgung wird in bekannter Weise mittels eines Hochsetzstel- lers (nicht abgebildet) aus der Bordnetzspannung eines Kraft¬ fahrzeugs generiert. Der zusätzlich vorhandene Anschluss - 600 V der Betriebsvorrichtung wird für die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht be- nötigt und wird daher von dieser Zündvorrichtung nicht genutzt. Das heißt die Verbindung Jl wird von der Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht genutzt. The operating device has a full-bridge inverter, which is essentially formed by four transistors T1, T2, T3, T4 and their control circuits (not shown). The transistors Tl, T4 and T2, T3 each form a synchronously switching transistor pair Tl, T4 and T2, T3. The two pairs of transistors Tl, T4 and T2, T3 are switched on and off alternately, usually with a comparatively low frequency of about 500 Hz. In the bridge branch of the full bridge inverter Tl, T2, T3, T4, the high pressure discharge lamp LA1 ¬ and the secondary winding Nl of an ignition ¬ transformer are connected in the ignition device for the high-pressure discharge lamp LA1. In particular, the discharge are length L of the high pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding Nl ¬ arranged in series in the bridge branch. At its terminals, which are denoted by 0 V and +400 V, ei ¬ ne DC power supply in the amount of 400 V for the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4 is provided. The electric potential at terminal 0 V corresponds to the stale ¬ tung internal ground reference potential. The DC voltage supply is in a known manner by means of a boosting Lers (not shown) from the vehicle electrical system voltage of a power ¬ vehicle generated. The additional connection 600 V of the operating device is not required for the ignition device according to the second exemplary embodiment of the invention and is therefore not used by this ignition device. That is, the connection Jl is not used by the ignition device according to the second embodiment of the invention.
Die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die an den Verbindungsstellen J2, J3 (Figur 3) mit dem Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 verbunden ist, besteht im Wesentlichen aus einem Transistor T5, insbesondere einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einem Zeittaktgeber ST zur Steue- rung der Schaltvorgänge des Transistors T5 sowie einem Zünd¬ transformator mit jeweils einer Primärwicklung N2 und einer Sekundärwicklung Nl . Die Primärwicklung N2 des Zündtransformators ist in Serie zur Schaltstrecke des Transistors T5 ge¬ schaltet. Die Sekundärwicklung Nl des Zündtransformators ist in Serie zur Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 geschaltet. Zusätzlich weist die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine aus vier Dioden bestehende Gleichrichterbrücke Dl, D2, D3, D4 auf, die als Verpolungsschutz für den Transistor T5 bzw. für die Steu- erung des Transistors T5 mittels des Zeittaktgebers ST dient. An die Gleichspannungsausgänge der Gleichrichterbrücke Dl, D2, D3, D4 sind ein Anschluss des Zeittaktgebers ST und die Serienschaltung bestehend aus der Primärwicklung N2 und der Schaltstrecke des Transistors T5 angeschlossen. Die Span- nungseingänge der Gleichrichterbrücke Dl, D2, D3, D4 sind an den Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 angeschlossen. Dadurch fließt durch die Primärwicklung N2 bei eingeschalteter Schaltstrecke des Transistors T5 ein Gleichstrom mit einer Polarität, die unabhängig von der Polung der Spannung im Brückenzweig des Vollbrückenwechselrich- ters Tl, T2, T3, T4 ist. Die Zündvorrichtung gemäß dem zwei¬ ten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat daher den Vorteil, dass sie sowohl während der Einschaltdauer des Transistorpaars Tl, T4 als auch während der Einschaltdauer des anderen Transistorpaars T2, T3 Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 generieren kann. Abgesehen von diesem Vorteil, den die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gegenüber der Zündvorrichtung gemäß dem in Figur 2 abgebildeten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat, funktioniert die Zünd¬ vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf die gleiche Weise wie die Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. The ignition device according to the second embodiment of the invention, which is connected at the connection points J2, J3 (FIG. 3) to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, essentially consists of a transistor T5, in particular a bipolar transistor with insulated gate. Electrode (IGBT), and a timing clock ST for controlling the switching operations of the transistor T5 and a Zünd ¬ transformer, each having a primary winding N2 and a secondary winding Nl. The primary winding of the ignition transformer is N2 ge ¬ connected in series with the switching path of the transistor T5. The secondary winding Nl of the ignition transformer is connected in series with the discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1. In addition, the ignition device according to the second embodiment of the invention comprises a four-diode rectifier bridge Dl, D2, D3, D4, which serves as reverse polarity protection for the transistor T5 and for the control of the transistor T5 by means of the timing clock ST. To the DC voltage outputs of the rectifier bridge Dl, D2, D3, D4, a terminal of the timing clock ST and the series circuit consisting of the primary winding N2 and the switching path of the transistor T5 are connected. The voltage inputs of the rectifier bridge D1, D2, D3, D4 are connected to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4. As a result, flows through the primary winding N2 when switched on the switching path of the transistor T5 DC with a polarity that is independent of the polarity of the voltage in the bridge branch of the full-bridge inverter Tl, T2, T3, T4. Therefore, the ignition device in accordance with the two ¬ th embodiment of the invention has the advantage that during can generate the duty cycle of the transistor pair Tl, T4 and during the duty cycle of the other pair of transistors T2, T3 high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp LA1 both. Apart from this advantage, which has the ignition device according to the second embodiment of the invention over the ignition device according to the illustrated in Figure 2 first embodiment of the invention, the Zünd ¬ device works according to the second embodiment of the invention in the same manner as the ignition device according to the first Embodiment of the invention.
Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 mittels der in Figur 3 abgebildeten Zündvorrichtung wird während der Einschaltdauer des Transistorpaares Tl, T4 oder während der Einschaltdauer des anderen Transistorpaares T2, T3 des Vollbrückenwechselrichters mit Hilfe des Zeittaktge¬ bers ST, der beispielsweise ein Timer des Typs NE555 ist, der Transistor T5 der Zündvorrichtung für eine Dauer von ca. 16 ys mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beaufschlagt, so dass die Schaltstrecke des Transistors T5 während dieser Dauer achtmal ein- und ausgeschaltet wird. Im einge¬ schalteten Zustand der Schaltstrecke des Transistors T5 ist die Primärwicklung N2 des Zündtransformators über die Gleich¬ richterbrücke Dl, D2, D3, D4 und entweder über das Transis¬ torpaar Tl, T4 oder über das andere Transistorpaar T2, T3 des Vollbrückenwechselrichters mit der Gleichspannungsversorgung an den Anschlüssen 0 V und +400 V des Vollbrückenwechselrichters verbunden, so dass ein Gleichstrom durch die Primärwicklung Nl fließt. Beim Ausschalten des Transistors T5 wird der Stromfluss durch die Primärwicklung N2 unterbrochen. Durch diesen Ausschaltvorgang kommt es zu einer Spannungsüberhöhung entsprechend dem Induktionsgesetz. Diese Spannung erscheint an der Sekundärwicklung Nl entsprechend dem Windungsverhält- nis N1/N2 hoch transformiert und wird einer Elektrode der Hochdruckentladungslampe LA1 als Zündspannungsimpuls zuge¬ führt wird, um die Gasentladung in der Hochdruckentladungs¬ lampe LA1 zu zünden. Während der Dauer von 16 ys wird der Transistor T5 achtmal ein- und ausgeschaltet, so dass während dieser Dauer acht Hochspannungsimpulse in der Sekundärwicklung Nl des Zündtransformators induziert werden. Jeder dieser acht Hochspannungsimpulse ist eine Hochspannungsschwingung mit abklingender Amplitude. In Figur 5 ist eine solche Gruppe von acht Hochspannungsimpulsen dargestellt. Falls innerhalb der vorgenannten Dauer von ca. 16 ys die Gas¬ entladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 erfolgreich gezündet hat, so wird mittels des Zeittaktgebers ST der Tran¬ sistor T5 dauerhaft ausgeschaltet und die Zündvorrichtung ge¬ mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch de- aktiviert. Nach dem Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 fließt der Lampenstrom über die Sekundärwicklung Nl des Zündtransformators und die nun elektrisch leitfähige Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1. Die Polarität des Lampenstroms wird mit der Schaltfre- quenz der Transistorpaare Tl, T4 und T2, T3 des Vollbrücken- wechselrichters periodisch mit einer vergleichsweise niedri¬ gen Frequenz von 500 Hz umgepolt. For igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp LA1 means that depicted in Figure 3 ignition device during the switch of the transistor pair Tl, T4 or during the duty cycle of the other pair of transistors T2, T3 of the full bridge inverter with the aid of Zeittaktge ¬ bers ST, for example, a timer of the type NE555, the transistor T5 of the ignition device is supplied with high-frequency switching signals of 500 kHz for a duration of approximately 16 ys, so that the switching path of the transistor T5 is turned on and off eight times during this period. In been ¬ off state of the switching path of the transistor T5 is the primary winding N2 of the ignition transformer over the DC ¬ rectifier bridge Dl, D2, D3, D4 and either the Transis ¬ torpaar Tl, T4 or the other pair of transistors T2, T3 of the full bridge inverter with the DC power supply connected to the terminals 0 V and +400 V of the full-bridge inverter, so that a direct current flows through the primary winding Nl. When turning off the transistor T5 is the Current flow through the primary winding N2 interrupted. This switch-off process causes a voltage increase in accordance with the law of induction. This voltage appears at the secondary winding corresponding to the Nl Windungsverhält- nis N1 / N2 highly transformed and is an electrode of the high pressure discharge lamp LA1 as ignition voltage pulse supplied ¬ leads is to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1. During the period of 16 ys, the transistor T5 is turned on and off eight times, so that during this period eight high-voltage pulses are induced in the secondary winding Nl of the ignition transformer. Each of these eight high voltage pulses is a high voltage oscillation with decaying amplitude. FIG. 5 shows such a group of eight high-voltage pulses. Is within the aforementioned period if from about 16 ys, the gas ¬ discharge in the high pressure discharge lamp LA1 successfully ignited, the Tran ¬ sistor T5 is permanently switched off by means of the clock generator ST and the igniter ge ¬ Mäss activated by de- to the second embodiment of the invention , After the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1, the lamp current flows via the secondary winding Nl of the ignition transformer and the now electrically conductive discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1. The polarity of the lamp current is the switching frequency of the transistor pairs Tl, T4 and T2, inverter periodically reversed T3 of the full-bridge with a comparatively niedri ¬ gene frequency of 500 Hz.
Falls innerhalb der oben genannten Dauer von ca. 16 ys keine Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 erfolgt ist, so wird der Transistor T5 nach einer Pause von ca. 100 ys während der Einschaltdauer des Transistorpaares Tl, T4 des Vollbrückenwechselrichters Tl, T2, T3, T4 abermals mittels des Zeittaktgebers ST für eine weitere Dauer von ca. 16 ys mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beaufschlagt, um somit abermals eine Gruppe von acht Hochspan¬ nungsimpulsen in der Sekundärwicklung Nl zu induzieren und dadurch die Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 auszulösen. In Figur 4 sind insgesamt drei Gruppen von jeweils acht Hochspannungsimpulsen dargestellt, die in einem Pausenintervall von ca. 100 ys aufeinander fol¬ gen. Im Fall eines Defekts wird die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach einer bestimmten Anzahl von vergeblichen Zündversuchen mittels des Zeittaktgebers ST und des Transistors T5 abgeschaltet. If no ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 has taken place within the abovementioned duration of about 16 ys, then the transistor T5 becomes active for a period of about 100 ys during the switch-on duration of the transistor pair T1, T4 of the full-bridge inverter T1, T2, T3 , T4 again By means of the timing clock ST for a further duration of about 16 ys with high-frequency switching signals of 500 kHz applied so as to induce again a group of eight high-voltage pulses ¬ in the secondary winding Nl and thereby trigger the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1. In Figure 4, a total of three groups of eight high voltage pulses are shown which ys successive fol ¬ gene. In the case of a defect is in a pause interval of about 100, the ignition device according to the second embodiment of the invention after a certain number of unsuccessful ignition attempts by means of the clock generator ST and the transistor T5 off.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher be¬ schriebenen Ausführungsbeispiele. Insbesondere sind die in den Ausführungsbeispielen genannten Zahlenwerte für die Schaltfrequenz der Transistorpaare des Vollbrückenwechsel- richters Tl, T2, T3, T4, die Schaltfrequenz des Transistors T5 der Zündvorrichtung und die daraus resultierende Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge des Transistors T5 während ei- nes jeden Zündversuchs sowie die Pausendauer zwischen zwei Gruppen von hochfrequenten Hochspannungsimpulsen bzw. zwischen zwei Zündversuchen nur als Beispiele anzusehen. Die Schaltfrequenz der Transistorpaare des Vollbrückenwechsel- richters Tl, T2, T3, T4 wird üblicherweise niedrig, im Be- reich von ca. 100 Hz bis 1 kHz, gewählt, um die Polarität des Lampenstroms durch die Hochdruckentladungslampe mit entspre¬ chend geringer Frequenz periodisch umzupolen, so dass keine akustischen Resonanzen im Entladungsplasma der Hochdruckent¬ ladungslampe angeregt werden. Die Schaltfrequenz des Transis- tors T5 der Zündvorrichtung liegt im Hochfrequenzbereich, das heißt im Bereich von ca. 100 kHz bis 10 MHz, um entsprechend hochfrequente Zündspannungsimpulse bzw. Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe zu erzeugen. Die Schaltfrequenz des Transistors T5 ist auf die Impedanz des Zündtransformators Nl, N2 abgestimmt. Paral¬ lel zur Primärwicklung N2 oder zur Sekundärwicklung Nl des Zündtransformators oder parallel zur Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 kann ein Kondensator (nicht ab¬ gebildet) geschaltet sein, um die Form und Amplitude der Hochspannungsimpulse sowie die Resonanzfrequenz zu verändern. Die Schaltfrequenz des Transistors T5 kann insbesondere auf die Resonanzfrequenz des von den Transformatorwicklungen Nl, N2 und dem vorgenannten Kondensator gebildeten Schwingkreises abgestimmt sein Die Zündvorrichtung oder die komplette Be¬ triebsvorrichtung inklusive Zündvorrichtung können im Lampensockel der zu betreibenden Hochdruckentladungslampe unterge¬ bracht sein. The invention is not limited to the exemplary embodiments described in greater detail above. In particular, the numerical values for the switching frequency of the transistor pairs of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4 mentioned in the exemplary embodiments are the switching frequency of the transistor T5 of the ignition device and the resulting number of turn-on and turn-off operations of the transistor T5 during each one Ignition test and the pause duration between two groups of high-frequency high-voltage pulses or between two ignition tests only as examples. The switching frequency of the transistor pairs of the Vollbrückenwechsel- judge Tl, T2, T3, T4 is usually low, in the loading range from approximately 100 Hz to 1 kHz, chosen to reverse the polarity of the lamp current through the high-pressure discharge lamp with entspre ¬ accordingly low frequency periodically so that no acoustic resonances in the discharge plasma of the high-pressure discharge lamp are excited. The switching frequency of the transistor T5 of the ignition device is in the high frequency range, that is in the range of about 100 kHz to 10 MHz, to corresponding high frequency ignition voltage pulses or high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp to create. The switching frequency of the transistor T5 is tuned to the impedance of the ignition transformer Nl, N2. Paral ¬ lel to the primary winding N2 or to the secondary winding Nl of the ignition transformer or in parallel with the discharge path L of the high pressure discharge lamp LA1, a capacitor (not from ¬ formed) can be switched to change the shape and amplitude of high voltage pulses, as well as the resonant frequency. The switching frequency of the transistor T5 may be particularly tuned to the resonant frequency of the resonant circuit formed by the transformer windings Nl, N2 and the aforementioned capacitor, the ignition or the complete Be ¬ drive device including ignition device may be underweight body ¬ introduced in the lamp base to be operated high pressure discharge lamp.

Claims

Ansprüche claims
Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe mit einem Zündtransformator zum Erzeugen der zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe (LA1) erforderlichen Zündspannung, wobei der Zündtransformator mindestens eine Primärwicklung (N2) besitzt, die induk¬ tiv an mindestens eine Sekundärwicklung (Nl) des Zündtransformators gekoppelt ist, Ignition device for a high pressure discharge lamp having an ignition transformer for generating for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp (LA1) required ignition voltage, wherein the ignition transformer has at least one primary winding (N2), which induct ¬ tiv at least one secondary winding (Nl) of the ignition transformer is coupled,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung einen mit hochfrequenten Steuersignalen steuerbaren Halbleiterschalter (T5) aufweist, mittels dessen Schaltstrecke der Stromfluss durch die mindestens eine Primärwicklung (N2) während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe (LA1) mit hoher Frequenz ein- und ausschaltbar ist.  characterized in that the ignition device comprises a controllable with high-frequency control signals semiconductor switch (T5), by means of the switching path of the current flow through the at least one primary winding (N2) during the ignition phase of the high-pressure discharge lamp (LA1) with high frequency on and off.
Zündvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Zeittaktgeber (ST) zur Steuerung der Schaltvorgänge des Halblei¬ terschalters (T5) vorgesehen ist. Ignition device according to claim 1, wherein a timing clock (ST) for controlling the switching operations of the semicon terschalter ¬ (T5) is provided.
Zündvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Zeittaktgeber (ST) an eine Steuerelektrode des Halbleiterschal¬ ters (T5) angeschlossen und zur Erzeugung der hochfrequenten Steuersignale ausgebildet ist. Ignition device according to claim 2, wherein the clock (ST) is connected to a control electrode of the semiconductor scarf ¬ ters (T5) and designed to generate the high-frequency control signals.
Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die hochfrequenten Steuersignale als Steuersignale im Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz ausgebildet sind . Ignition device according to one of claims 1 to 3, wherein the high-frequency control signals are formed as control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz.
Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Gleichrichterbrücke (Dl, D2, D3, D4) als Verpo- lungsschutz für den Halbleiterschalter (T5) vorgesehen ist . Ignition device according to one of claims 1 to 4, wherein a rectifier bridge (Dl, D2, D3, D4) is provided as Verpol lungsschutz for the semiconductor switch (T5).
6. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein Kondensator vorgesehen ist, der parallel zur mindestens einen Primärwicklung (N2) oder mindestens einen Sekundärwicklung (Nl) des Zündtransformators geschaltet ist. 6. Ignition device according to one of claims 1 to 5, wherein at least one capacitor is provided, which is connected in parallel to at least one primary winding (N2) or at least one secondary winding (Nl) of the ignition transformer.
7. Betriebsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe (LA1) mit einer Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. 7. Operating device for a high-pressure discharge lamp (LA1) with an ignition device according to one of claims 1 to 6.
8. Betriebsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Betriebsvorrichtung einen Vollbrückenwechselrichter (Tl, T2, T3, T4) aufweist, in dessen Brückenzweig die Hoch¬ druckentladungslampe (LA1) und die Zündvorrichtung ge¬ schaltet sind. 8. Operating device according to claim 7, wherein the operation device comprises a full-bridge inverter (Tl, T2, T3, T4), in the bridge branch of the high ¬ pressure discharge lamp (LA1) and the ignition device are ge ¬ on.
9. Betriebsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei mindestens ein Kondensator vorgesehen ist, der parallel zur Entladungsstrecke (L) der Hochdruckentladungslampe (LA1) ge¬ schaltet ist. 9. Operating device according to claim 8, wherein at least one capacitor is provided in parallel with the discharge path (L) of the high pressure discharge lamp (LA1) ge ¬ on.
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