專利名稱：用于操作高壓放電燈的電路裝置以及具有高壓放電燈的照明系統(tǒng)和用于高壓放電燈的操 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及用于操作一低瓦數(shù)的高壓鹵素金屬蒸汽放電燈的電路裝置，其使用于例如汽車車輛的頭燈中及其額定功率典型的約35瓦，以及由低瓦特高壓鹵素金屬蒸汽放電燈組成的照明系統(tǒng)及與其對(duì)應(yīng)的操作裝置。
高壓放電燈具有一由石英玻璃制造的放電容器，其憑借鉬箔密封以氣型方式封閉，并由一外部燈管圍繞。兩個(gè)放電電極延伸進(jìn)放電空間內(nèi)，并經(jīng)鉬箔密封導(dǎo)電連接至外面的電源引線。包含于此燈的放電空間中的可電離充填物由氙和金屬鹵化物組成。
操作裝置或包含在操作裝置中的電路裝置，為了操作一使用于汽車車輛頭燈中的高壓放電燈，通常是由汽車車輛的車上電氣系統(tǒng)供應(yīng)電能。即該電路裝置是由一低壓電壓源饋送一典型為12伏(V)或24V的直流(DC)電壓。通過(guò)電路裝置的協(xié)助此車上電氣系統(tǒng)供應(yīng)的DC電壓必須升高以使其滿足燈操作所必需的條件。例如數(shù)千伏的點(diǎn)火電壓用于高壓放電燈在冷卻狀態(tài)下的點(diǎn)火，而大約20kV的點(diǎn)火電壓必須用于同樣的高壓放電燈的熱再點(diǎn)火，也就是說(shuō)仍在熱狀態(tài)中的點(diǎn)火。點(diǎn)火后的高壓放電燈的操作電壓，即必需用于維持電弧放電橫跨放電路徑的電壓降僅是約80V至100V。
先前技術(shù)歐洲專利EP 0294604公開(kāi)了用于在低電壓電壓源上操作一高壓放電燈的電路裝置，特別是用于在12V汽車輛的車上電氣系統(tǒng)以操作一35W(瓦)的高壓鹵素金屬蒸汽放電燈。此電路裝置具有一自起動(dòng)的推挽變換器，其配備有二個(gè)交替轉(zhuǎn)換的功率晶體管及二個(gè)變壓器。一變壓器是用于功率晶體管的驅(qū)動(dòng)器件之一的組件部分，而另一變壓器用于傳輸推挽變換器的中頻振蕩至一串聯(lián)諧振電路。高壓放電燈或高壓放電燈的放電路徑連接至一具有串聯(lián)諧振電路的諧振電容器的并聯(lián)電路。屬于驅(qū)動(dòng)器件的變壓器的初級(jí)繞組與含有串聯(lián)諧振電路的變壓器的次級(jí)繞組串聯(lián)，以使推挽變換器的驅(qū)動(dòng)能匹配于待操作的燈。另外，此電路裝置具有一用于改變推挽變換器的控制電路的時(shí)間常數(shù)的裝置，一方面能保證在操作電壓改變時(shí)燈功率的穩(wěn)定，另一方面在高壓放電燈的點(diǎn)火階段提供一增加的起始電流。為了點(diǎn)亮高壓放電燈，具有45KHz頻率及大約到18kV波幅的正弦AC電壓是通過(guò)串聯(lián)諧振電路的諧振電容器上增加的諧振所產(chǎn)生，其中，AC電壓在6ms(毫秒)的時(shí)間間隔內(nèi)點(diǎn)亮此燈。
美國(guó)專利US 5，036，256則描述了用于高壓放電燈的一電路裝置，其能使用于例如一汽車車輛的頭燈中。此電路裝置具有一由低壓電壓源饋電的推挽變換器及二個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管和一個(gè)變壓器。推挽變換器的變壓器傳輸其高頻輸出至其中連接有高壓放電燈的負(fù)載電路中。此輸出電壓的頻率大約為20kHz。在推挽式變換器的變壓器的次級(jí)繞組上的高頻感應(yīng)電壓通過(guò)一橋式整流器切換成一DC電壓以用于高壓放電燈的DC操作。由于要點(diǎn)亮高壓放電燈，此電路裝置具有一脈沖點(diǎn)火器件，其具有一火花間隔、一脈沖能量?jī)?chǔ)存電容器及一脈沖變壓器，并在主電極橫跨高壓放電燈的放電路徑上產(chǎn)生高達(dá)30kV的點(diǎn)火電壓脈沖。脈沖變壓器的次級(jí)繞組串聯(lián)連接于高壓放電燈的放電路徑，其結(jié)果是在燈點(diǎn)亮后全部操作電流流通脈沖變壓器的次級(jí)繞組。由于要提供用于可靠的自輝光放電到電弧放電的轉(zhuǎn)移能量，此US專利揭露的電路裝置另外具有一倍壓器，其由多個(gè)二極管及電容器組成，及一連接于該倍壓器之后的儲(chǔ)存電容器。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的目的是提供用于操作一高壓放電燈的一改進(jìn)的電路裝置。特別是使此電路裝置能使用在汽車車輛頭燈中的高壓放電燈的無(wú)閃爍操作，并保證可靠地使燈冷與熱地點(diǎn)亮，以及自輝光放電至電弧放電的快速與可靠的轉(zhuǎn)變。
此目的根據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1的特征部分的特性完成。本發(fā)明的特殊有利的設(shè)計(jì)皆說(shuō)明于從屬權(quán)利要求中。
根據(jù)本發(fā)明的電路裝置具有一電壓變換器，其產(chǎn)生一AC電壓，一變壓器，其連接至電壓變換器并傳輸由電壓變換器產(chǎn)生的AC電壓至負(fù)載電路，此電路構(gòu)成一串聯(lián)諧振電路用于高壓放電燈，及一脈沖點(diǎn)火器件，用于高壓放電燈。根據(jù)本發(fā)明，連接于電壓變換器的變壓器具有至少二個(gè)次級(jí)繞組，第一個(gè)次級(jí)繞組連接至構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的負(fù)載電路，第二個(gè)次級(jí)繞組連接至脈沖點(diǎn)火器件的電壓輸入。脈沖點(diǎn)火器件的點(diǎn)火電壓輸出提供用于連接待操作的高壓放電燈之一的輔助點(diǎn)火電極。脈沖點(diǎn)火器件及負(fù)載電路的電壓電源連接至電壓變換器的變壓器的二個(gè)次級(jí)繞組以使點(diǎn)火器件與負(fù)載電路的解耦成為可能，負(fù)載電路中連接有串聯(lián)諧振電路及高壓放電燈，其結(jié)果是高壓放電燈的操作電流不會(huì)在燈點(diǎn)火后流經(jīng)點(diǎn)火器件。這使能夠設(shè)計(jì)更為顯著小型的點(diǎn)火器件，這是因?yàn)辄c(diǎn)火器件的組件在起動(dòng)階段及在燈的照明操作階段時(shí)不須承受操作電流的相當(dāng)高的電流強(qiáng)度。在點(diǎn)火階段及在隨后的高壓放電燈的起動(dòng)階段，所需自輝光放電至電弧放電轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)移能量是通過(guò)在諧振電容器的諧振增大的方法使串聯(lián)諧振電路用于高壓放電燈。根據(jù)本發(fā)明如上所述的點(diǎn)火器件與負(fù)載電路的解耦在此電路裝置的情況下尤其有利地用于汽車車輛頭燈中的高壓放電燈，在此起動(dòng)階段中施加特別高的電流以縮短此起動(dòng)階段。在本實(shí)施例中概念“起動(dòng)階段”是指自燈點(diǎn)火直至一穩(wěn)定電弧放電已形成在燈中的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)操作狀態(tài)。在一具有大約35W的電能消耗的高壓鹵素金屬蒸汽放電燈中，如習(xí)慣使用于汽車車輛頭燈中的情況，諧振增大的中頻AC電壓具有一在500V與1500V之間的電壓波幅，是用于自輝光放電至電弧放電的轉(zhuǎn)變的點(diǎn)火及起動(dòng)階段時(shí)有利地提供在諧振電容器上。
有利地電壓變換器是一具有二個(gè)開(kāi)頭晶體管的推挽式變換器，并一起有一變壓器連接于其輸出，能使在一低電壓的電壓源上操作高壓放電燈，其特別用于汽車車輛頭燈中的高壓放電燈。由于此推挽式變換器及此變壓器的協(xié)助，例如一汽車車輛的車上電氣系統(tǒng)供應(yīng)電壓，典型為12V或24V電壓的低電壓提升至在變壓器次級(jí)側(cè)上的約500V的電壓波幅的中頻AC電壓。此AC電壓頻率有利地大于200kHz并最佳位于500kHz與3MHz之間。特殊無(wú)閃爍操作在此最佳頻率界限內(nèi)成為可能，特別是用于低瓦特高壓放電燈如使用于汽車車輛內(nèi)的情況。此外，在此頻率界限中，電路裝置的充分無(wú)線電干擾抑制仍能以盡可能的手段得到保證。
連接至推挽變換器的變壓器具有兩個(gè)初級(jí)繞組，其中供應(yīng)電流在推挽變換器的切換周期中交替地流通。一電容器有利地與此變壓器的初級(jí)繞組并聯(lián)連接，并與變壓器的初級(jí)繞組形成一諧振電路。此電容器的電容量有利地與變壓器的電感量相協(xié)調(diào)，其方式是在電容器兩端在推挽式變換器的高切換頻率下產(chǎn)生一正弦波電壓。結(jié)果是推挽式變換器的晶體管上的切換損失可相當(dāng)大地減小。
由于要避免在放電介質(zhì)中縱向聲頻諧振的發(fā)生所引起的對(duì)燈操作的干擾，用于高壓放電燈的由電壓變換器產(chǎn)生的AC電壓的調(diào)頻是有利的。此調(diào)頻AC電壓的中心或載波頻率有利地大于300kHz并有利地位于50kHz與2．9MHz之間。其頻率偏差有利地從10kHz至100kHz及調(diào)制頻率有利地位于100Hz與5kHz之間。
根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)包括一高壓放電燈及其有關(guān)的操作裝置，此操作裝置含有一電路裝置，其具有產(chǎn)生AC電壓的電壓變換器，一變壓器，其連接至電壓變換器并傳輸由電壓變換器產(chǎn)生的AC電壓至用于高壓放電燈的負(fù)載電路，一脈沖點(diǎn)火器件，其用于高壓放電燈，及一串聯(lián)諧振電路，其諧振電容器并聯(lián)連接于高壓放電燈的放電路徑。連接于電壓變換器的變壓器具有至少兩個(gè)次級(jí)繞組，第一個(gè)次級(jí)繞組連接至串聯(lián)諧振電路而第二個(gè)次級(jí)繞組連接至脈沖點(diǎn)火器件的電壓輸入端。
根據(jù)本發(fā)明屬于照明系統(tǒng)的高壓放電燈除設(shè)置于其放電容器內(nèi)部的電極外更具有一輔助點(diǎn)火電極，其連接至脈沖點(diǎn)火器件的點(diǎn)火電壓輸出端，并有高壓脈沖施加在其上用于點(diǎn)火高壓放電燈之用，輔助點(diǎn)火電壓有利地位于放電容器的外側(cè)，其結(jié)果是此點(diǎn)火脈沖電容性地耦合至燈中。輔助點(diǎn)火電極有利地包括一導(dǎo)電層，其施加至燈容器上，最佳在其燈管外部上圍繞高壓放電燈的放電容器。使用在汽車車輛燈頭中的高壓放電燈的實(shí)施例中，此導(dǎo)電層有利地附加構(gòu)造有一光學(xué)開(kāi)口用以產(chǎn)生一傾斜射束。
本發(fā)明利用兩個(gè)最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)解說(shuō)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置之一的線路裝置。
圖2示出了一高壓放電燈的側(cè)視圖，其具有一輔助點(diǎn)火電極，用于工作在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置上。
圖3示出了根據(jù)第二實(shí)施例的電路裝置。
優(yōu)選實(shí)施例圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的電路原理，此電路裝置是用于操作一具有一約35W電力消耗的高壓鹵素金屬蒸汽放電燈，并有一推挽變換器，由12V DC電壓電源U饋電至其輸入端，及一負(fù)載電路，待操作的高壓放電燈即連接至其中，以及一脈沖點(diǎn)火器件，用于此高壓放電燈。
推挽式變換器主要是由兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2，及其驅(qū)動(dòng)器件A及一具有兩初級(jí)繞組w1a、w1b和兩個(gè)次級(jí)繞組w1c、w1d的變壓器TR1形成。DC電壓電源U的接地負(fù)極連接至兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的源極，DC電壓電源U的正極經(jīng)一中間抽頭M一方面連接至變壓器TR1的第一個(gè)初級(jí)繞組w1a的第一接頭而另一方面連接至變壓器TR1的第二個(gè)次級(jí)繞組w1b的第一接頭。第一個(gè)初級(jí)繞組w1a的第二接頭連接至第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1的漏極端子，而第二初級(jí)繞組w1b的第二接點(diǎn)連接至第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管T2的漏極端子。第一個(gè)次級(jí)繞組w1c連接至負(fù)載電路中，而此時(shí)變壓器TR1的第二個(gè)次級(jí)繞組w1d連接至點(diǎn)火器件。
負(fù)載電路除開(kāi)次級(jí)繞組w1c外，含有一諧振電感器L1、一諧振電容器C1及用于待操作的高壓放電燈LP的兩個(gè)端子。諧振電感器L1及諧振電容器C1形成一串聯(lián)諧振電路，其供應(yīng)有來(lái)自變壓器TR1的次級(jí)繞組w1c的中頻AC電壓。高壓鹵素金屬蒸汽放電燈LP連接到負(fù)載電路，其方式是使由其主電極界定的放電路徑E1、E2與諧振電路C1并聯(lián)連接。第一個(gè)次級(jí)繞組w1c的一個(gè)接點(diǎn)經(jīng)諧振電感器L1和接合點(diǎn)V1連接至諧振電容器C1的一個(gè)端子及至高壓放電燈的電極E1。第一個(gè)次級(jí)繞組w1c的另一個(gè)端子經(jīng)接合點(diǎn)V2連接至諧振電容器C1的另一端子及至高壓放電燈LP的電極E2。
脈沖點(diǎn)火器件含有一火花間隙FS、一脈沖能量?jī)?chǔ)存電容器C3、一脈沖變壓器TR2、一整流器二極體D1、一歐姆電阻器R1、一場(chǎng)效應(yīng)晶體管T3及一變壓器TR1的第二個(gè)次級(jí)繞組w1d。此第二個(gè)次級(jí)繞組w1d的第一接頭連接至整流器二極體D1的陰極。整流器二極體D1的陽(yáng)極經(jīng)接合點(diǎn)V3連接至火花間隙FS的第一端子并至脈沖變壓器TR2的次級(jí)繞組w2a的第一接頭。次級(jí)繞組w2a的第二接頭經(jīng)接合點(diǎn)V4連接至脈沖變壓器TR2的次級(jí)繞組w2b的第一接頭并且至脈沖能量?jī)?chǔ)存電容器C3的一個(gè)端子。另一脈沖能量?jī)?chǔ)存電容器C3的端子經(jīng)接合點(diǎn)V5連接至火花間隙FS的第二端子并且至歐姆電阻器R1。接合點(diǎn)V5有和接合點(diǎn)V2相同的電位，歐姆電阻器R1經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管T3的源極漏極路徑連接至變壓器TR1的第二個(gè)次級(jí)繞組w1d的第二接頭。脈沖變壓器TR2的次級(jí)繞組w2b的第二接頭形成脈沖點(diǎn)火器件的點(diǎn)火電壓輸出，其連接至高壓放電燈LP的輔助點(diǎn)火電極ZE。示于圖2中的高壓放電燈LP是一高壓鹵素金屬蒸汽放電燈LP，在其一端有一基座并且其有大約35V的電力消耗，與其相對(duì)應(yīng)及有根據(jù)本發(fā)明如圖1中示出的電路裝置的操作裝置一起形成一能使用于汽車車輛頭燈中的照明系統(tǒng)。燈LP具有一以石英玻璃制造的放電容器，其中可電離的充氣含有氙及金屬鹵化物。放電容器1的兩端1a、1b分別藉由鉬箔密封2a、2b封閉。在燈操作期間，其間有負(fù)責(zé)形成光線發(fā)射的放電電弧的兩個(gè)電極E1、E2位于放電容器1的內(nèi)部。這兩個(gè)主電極E1、E2在每一實(shí)施例中經(jīng)鉬箔密封2a、2b之一以電感應(yīng)方式連接至燈基座4的電源引線3a、3b。放電容器1由一外部玻璃燈管5緊密封裝。燈LP的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說(shuō)明是在公開(kāi)的歐洲專利申請(qǐng)EP 0696046中描述，例如在本發(fā)明的此實(shí)施例中，輔助點(diǎn)火電極ZE在此由一在外部燈管5的外表面上的一薄金屬涂層形成。此薄金屬涂層ZE具有一伸長(zhǎng)狹條的形狀，其自外部燈管5大約接近基座的末端延伸至放電容器的中央點(diǎn)水平為止，其結(jié)果是遠(yuǎn)離基座的輔助點(diǎn)火電極ZE的末端大約是在與電極E1、E2二者相同距離之外。
由驅(qū)動(dòng)器A驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2以大約800kHz的切換頻率交替地轉(zhuǎn)換，其結(jié)果，在不考慮電容器C2的情況下，變壓器TR1的兩個(gè)次級(jí)繞組w1a、w1b交替地連接至12V的DC電壓電源U。其頻率相當(dāng)于推挽變換器的切換頻率的交流電流因此流通過(guò)次級(jí)繞組w1a、w1b。電容器C2的電容量與次級(jí)繞組w1a、w1b的電感量協(xié)調(diào)，其方式能使次級(jí)繞組w1a、w1b與電容器C2形成在推挽變換器T1、T2的切換頻率下的諧振電路，憑借諧振電路的協(xié)助，在場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)晶體管T1、T2中的切換損失得已降低。橫跨電容器C2的電壓降實(shí)際上是正弦波形。每一實(shí)施例中在次級(jí)繞組w1a、w1b上的電壓的輪廓描述一正弦波的半周，其峰值因諧振的增大約為24V。兩個(gè)次級(jí)繞組w1a、w1b是電感式地耦合至變壓器TR1的兩個(gè)次級(jí)繞組w1c、w1c。次級(jí)繞組w1a、w1b的每一個(gè)皆有3圈，而次級(jí)繞組w1c、w1d的每一個(gè)皆有40圈，其結(jié)果是由推挽式變換器T1、T2產(chǎn)生的AC電壓以大約13∶1的圈數(shù)比傳輸，以此第一個(gè)次級(jí)繞組w1c連至負(fù)載電路中并且第二個(gè)次級(jí)繞組w1d連至脈沖點(diǎn)火器件中。感應(yīng)在次級(jí)繞組w1c、w1d中的峰值電壓約是500V。在負(fù)載電路及點(diǎn)火器件中感應(yīng)電壓的頻率相當(dāng)于由推挽變換器T1、T2所產(chǎn)生的AC電壓的頻率。
由于要點(diǎn)火此高壓鹵素金屬蒸汽放電燈LP，脈沖點(diǎn)火器件通過(guò)切換晶體管T3啟動(dòng)。為此，場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)晶體管T3的柵極是由一集成電路(未圖示)所驅(qū)動(dòng)，其特別是一定時(shí)電路。當(dāng)晶體管T3接通時(shí)，儲(chǔ)存在電容器C3中的脈沖能量經(jīng)整流二極體D1和脈沖變壓器TR2的初級(jí)繞組w2a充電，這是因?yàn)橐诿恳淮位鸹ㄩg隙FS的崩潰電壓達(dá)到時(shí)能再次放電。電容器C3的脈沖放電電流流經(jīng)脈沖變壓器TR2的初級(jí)繞組w2a并由于次級(jí)繞組w2b切換成高壓脈沖，再被饋送至高壓鹵素金屬蒸汽放電燈LP的輔助點(diǎn)火電極ZE，并電容耦合至燈LP。這些自次級(jí)繞組w2b傳輸至輔助點(diǎn)火電極ZE的高壓點(diǎn)火脈沖是單極性的并在本實(shí)施例中為正極性。其達(dá)到約30kV的峰值。由于脈沖能量?jī)?chǔ)存電容器C3和初級(jí)繞組w2a構(gòu)成一諧振電路，故在每次電容器C3放電時(shí)，不僅有一個(gè)點(diǎn)火電壓脈沖產(chǎn)生，而且整個(gè)疊加的高壓脈沖被釋放至輔助點(diǎn)火電極ZE。
變壓器TR1的第一個(gè)次級(jí)繞組w1c供電負(fù)載電路，其含有諧振電路組件L1，C1及用于高壓放電燈LP的有大約500V輸入電壓的端子。在此，輸入電壓約500V至1500V的諧振增大是通過(guò)串聯(lián)諧振電路L1、C1形成。儲(chǔ)存在諧振電路L1、C1中的能量在燈LP點(diǎn)火后立刻成為可用于燈LP，如用于保證燈的快速起動(dòng)的能量轉(zhuǎn)移，并特別是一快速的自輝光放電至電弧放電的轉(zhuǎn)變。諧振電路組件C1、L1的大小使轉(zhuǎn)移能量能最佳化配合待操作的燈LP。在此解釋的35W高壓鹵素金屬蒸汽放電燈的實(shí)施例中，諧振電容器C1有330PF的電容量，而諧振電感器L1有50μH的電感量，其結(jié)果使諧振電路L1、C1有1．2MHz的諧振頻率。燈LP的供電電壓，即橫跨其電極E1、E2的電壓降在該燈的點(diǎn)火及起動(dòng)階段時(shí)早被頻率調(diào)變。載波頻率及頻率偏差以及調(diào)變頻率如此選擇，可用的轉(zhuǎn)移能量最佳化地與待操作的燈LP協(xié)調(diào)。
在高壓鹵素金屬蒸汽放電燈LP的點(diǎn)火及起動(dòng)階段之后，燈即以調(diào)頻AC電壓操作。此調(diào)整AC電壓的載波頻率或中心頻率大約是800KHz，而其頻率偏差約為100kHz，其結(jié)果是燈的操作電壓的頻率周期性地在700kHz與900kHz間變動(dòng)。調(diào)變頻率大約是1．5kHz。此調(diào)變頻率具有三角形波形。不閃爍的穩(wěn)定放電電弧由此調(diào)變形成。
AC電壓的頻率調(diào)變是由以屬于驅(qū)動(dòng)器件A的頻率產(chǎn)生器(未圖示)協(xié)助而實(shí)行。由于驅(qū)動(dòng)器件A對(duì)本發(fā)明的解釋并不重要，故在此不作詳細(xì)解釋。此驅(qū)動(dòng)器件例如可由一集成電路之協(xié)助而實(shí)現(xiàn)，此集成電路的輸出端連接至場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)晶體管T1、T2的柵極端子并控制全部電路裝置中的全部的時(shí)序。此外，驅(qū)動(dòng)器件A通常能藉由推挽變換器的場(chǎng)效應(yīng)晶體管T1、T2的脈寬調(diào)變信號(hào)而使得燈LP的功率進(jìn)行調(diào)整。但是驅(qū)動(dòng)器件A亦能以一另外的變壓器的協(xié)助而施行，例如歐洲專利申請(qǐng)EP 0294604及EP 0294604所公開(kāi)的。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的第二實(shí)施例。此第二實(shí)施例與第一實(shí)施例明顯不同之處僅在于設(shè)置在負(fù)載電路中的諧振電感器，其在第二實(shí)施例中是由相等大小的兩個(gè)電感器L1＇、L1″形成。因此相同的參考數(shù)字采用與圖1及圖3的同樣組件。在第二實(shí)施例中，串聯(lián)諧振電路的組件L1＇、L1″、C1相應(yīng)于燈電極E1、E2對(duì)稱地設(shè)置。即第一諧振電感器L1＇的第一端子連接至變壓器TR1的第一次級(jí)繞組w1c的第一接頭，反之第二接頭經(jīng)接合點(diǎn)V1連接至第一燈電極E1并至諧振電容器C1的第一端子。相似的第二諧振電感器L1″的第一端子連接至第一次級(jí)繞組w1c的第二接頭，而其第二接頭經(jīng)接合點(diǎn)V2連接至第二燈電極E2并至諧振電容器C1的第二端子。其結(jié)果是儲(chǔ)存于串聯(lián)諧振電路L1＇、L1″、C1中的能量經(jīng)燈電極E1、E2二者對(duì)稱地耦合至高壓放電燈LP中，特別是在高壓放電燈的起動(dòng)階段自輝光放電轉(zhuǎn)移至電弧放電發(fā)生時(shí)。在全部其他構(gòu)件上第二實(shí)施例的構(gòu)造及功能全都與第一實(shí)施例的構(gòu)造及功能相同。
本發(fā)明并不限制于上文詳述的實(shí)施例。例如，一射頻濾波器可另加地連接在低電壓電源U與推挽變換器之輸入端之間，此濾波器抑制根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的無(wú)線電干擾，并大量減小在電壓電源由推挽變換器產(chǎn)生的高頻或中頻振蕩的擾動(dòng)回饋。更加亦可能使用不同的電壓變換器以代替推挽變換器。不用火花間隙，點(diǎn)火器件亦可用不同的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，例如四層二極體，雙向三極體，或另一種設(shè)計(jì)為臨限值開(kāi)關(guān)的半導(dǎo)體組件。此外點(diǎn)火器件的切換晶體管T3亦能以一繼電器替換。
另一替換方法，可能是將晶體管T3連接在點(diǎn)火器件中的在二極體D1與接合點(diǎn)V3之間并同時(shí)極化二極體D1使其陽(yáng)極連接至次級(jí)繞組w1d而其陰極連接至晶體管T3的漏極端子。接合點(diǎn)V5經(jīng)電阻器R1連接至次繞組w1d。
用于高壓放電燈的輔助點(diǎn)火電極ZE的各種不同實(shí)施例都是可能的。例如輔助點(diǎn)火電極也能以一在外部燈管內(nèi)側(cè)上或在放電容器之外側(cè)構(gòu)成一薄金屬涂層。另外長(zhǎng)條式的輔助點(diǎn)火電極ZE示于圖2中外部燈管的外側(cè)，其亦能加寬并亦能成形同時(shí)作為一光學(xué)開(kāi)口或遮蔽裝置，用以產(chǎn)生傾斜的射線。最后亦可使輔助點(diǎn)火電極從一導(dǎo)線產(chǎn)生，此導(dǎo)線平行延伸于燈內(nèi)側(cè)或外部燈管內(nèi)側(cè)的縱向軸，或環(huán)繞此放電容器。
原理上此照明系統(tǒng)包括高壓放電燈LP和根據(jù)本發(fā)明的電路布置，并不必需是汽車車輛頭燈的一組件部分。其亦能用于其他應(yīng)用，例如用于放映機(jī)或其他光學(xué)照明之中。在此實(shí)施例中，供電電壓U并非源自一汽車車輛的車上電氣系統(tǒng)。此供電電壓U也可以是一AC電壓電源的經(jīng)過(guò)整流的AC電壓。
權(quán)利要求
1．一電路裝置，用于操作一高壓放電燈，其具有一電壓變換器(T1，T2)，其產(chǎn)生一AC電壓；一變壓器(TR1)，其連接至該電壓變換器；一脈沖點(diǎn)火器件，用于該高壓放電燈，該脈沖點(diǎn)火器件有一電壓輸入及一點(diǎn)火電壓輸出；一負(fù)載電路，其作為一諧振電路構(gòu)成，而該高壓放電燈(LP)連接在其中，其含有至少一諧振電感器(L1)及至少一諧振電容器(C1)，其特征在于該變壓器(TR1)具有至少兩個(gè)次級(jí)繞組(w1c，w1d)，第一個(gè)次級(jí)繞組(w1c)連接至該負(fù)載電路中，而該第二個(gè)次級(jí)繞組(w1d)則連接至該脈沖點(diǎn)火器件之電壓輸入；該脈沖點(diǎn)火器件的點(diǎn)火電壓輸出提供用于連接至該高壓放電燈(LP)之一的輔助點(diǎn)火電極(ZE)。
2．如權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，由該電壓變換器(T1，T2)產(chǎn)生的該AC電壓的頻率大于200千赫。
3．如權(quán)利要求2的電路裝置，其特征在于，由該電壓變換器(T1，T2)產(chǎn)生的該AC電壓的頻率位于500千赫與3兆赫之間。
4．如權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，空載的該串聯(lián)諧振電路的諧振頻率大于200千赫。
5．如權(quán)利要求4的電路裝置，其特征在于，空載的該串聯(lián)諧振電路的諧振頻率位于500千赫與3兆赫之間。
6．如權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，該脈沖點(diǎn)火器件含有一脈沖能量?jī)?chǔ)存電容器(C3)，一脈沖變壓器(TR2)及一自動(dòng)開(kāi)關(guān)(FS)。
7．如權(quán)利要求6的電路裝置，其特征在于，該自動(dòng)開(kāi)關(guān)(FS)為一火花間隙。
8．如權(quán)利要求6的電路裝置，其特征在于，該自動(dòng)開(kāi)關(guān)(FS)是一設(shè)計(jì)為臨限值開(kāi)關(guān)的半導(dǎo)體組件。
9．如權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，該點(diǎn)火器件含有一整流器(D1)。
10．如權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，該電壓變換器(T1，T2)為一推挽變換器。
11．如權(quán)利要求10的電路裝置，其特征在于該推挽變換器具有兩個(gè)切換晶體管(T1，T2)，該推挽變換器(T1，T2)的該變壓器(TR1)具有兩個(gè)初級(jí)繞組(w1a，w1b)，該每一繞組具有兩個(gè)接頭，該第一初級(jí)繞組的第一接頭經(jīng)一中間抽頭(M)連接至該第二初級(jí)繞組(w1b)的第一接頭；該第一初級(jí)繞組(w1a)的第二接頭連接至第一切換晶體管(T1)，該中間抽頭提供用于連接至一直流電壓供電(U)的正極，該第二初級(jí)繞組(w1b)的第二接頭連接至第二切換晶體管(T2)，該推挽變換器(T1，T2)具有至少一諧振電容器(C2)，其中，至少一諧振電容器(C2)的端子連接至該第一初級(jí)繞組(w1a)的第一接頭及該至少一諧振電容器(C2)的另一端子連接至該第二初級(jí)繞組(w1b)的第二接點(diǎn)。
12．一照明系統(tǒng)，具有一高壓放電燈及一用于該高壓放電燈的操作裝置，該操作裝置含有一如權(quán)利要求1的電路裝置，該高壓放電燈具有一其中設(shè)置有電極的放電容器，在燈工作期間，一氣體放電形成在該各個(gè)電極之間，其特征在于該高壓放電燈(LP)具有一輔助點(diǎn)火電極(ZE)，其導(dǎo)電地連接至該脈沖點(diǎn)火器件的點(diǎn)火電壓輸出端。
13．如權(quán)利要求12的照明系統(tǒng)，其特征在于，該輔助點(diǎn)火電極(ZE)設(shè)置在該放電容器的外側(cè)。
14．如權(quán)利要求12的照明系統(tǒng)，其特征在于，該輔助點(diǎn)火電極(ZE)由施加至該高壓放電燈(LP)的燈容器上的一導(dǎo)電層形成。
15．如權(quán)利要求14的照明系統(tǒng)，其特征在于，該高壓放電燈具有一放電容器及一外部燈管，其完全或部分包圍該放電容器，并且該燈容器是該外部燈管。
16．如權(quán)利要求14的照明系統(tǒng)，其特征在于，該導(dǎo)電層設(shè)計(jì)為一光學(xué)開(kāi)口。
17．如權(quán)利要求12的照明系統(tǒng)，其特征在于，該高壓放電燈是一具有電功率消耗少于或等于100瓦的高壓鹵素金屬蒸汽放電燈。
18．一操作方法，用于如權(quán)利要求12的照明系統(tǒng)中，其特征在于高壓脈沖施加至該高壓放電燈(LP)的該輔助點(diǎn)火電極(ZE)，以點(diǎn)火該高壓放電燈(LP)，在該高壓放電燈(LP)的點(diǎn)火階段及在隨后的自輝光放電至電弧放電的轉(zhuǎn)變階段時(shí)，通過(guò)諧振增大產(chǎn)生的一交流電壓提供用于橫跨一串聯(lián)諧振電路(L1，C1)的該諧振電容器(C1)的該高壓放電燈(LP)。
19．如權(quán)利要求18的操作方法，其特征在于，該交流電壓的頻率大于200千赫。20．如權(quán)利要求18的操作方法，其特征在于，該交流電壓的頻率大于500千赫。
21．如權(quán)利要求18的操作方法，其特征在于，該高壓放電燈(LP)是一高壓鹵素金屬蒸汽放電燈，其具有一小于或等于100瓦的額定功率，而通過(guò)諧振增大使橫跨該串聯(lián)諧振電路(L1，C1)的該諧振電容器(C1)所產(chǎn)生的交流電壓的波幅是在500伏與1．5千伏之間。
22．如權(quán)利要求18的操作方法，其特征在于，該高壓放電燈在自輝光放電至電弧放電的轉(zhuǎn)變階段的結(jié)束以一調(diào)頻交流電壓操作。
23．如權(quán)利要求22的操作方法，其特征在于，該調(diào)頻交流電壓的載波頻率大于300千赫。
24．如權(quán)利要求23的操作方法，其特征在于，該調(diào)頻交流電壓的載波頻率在500千赫與2．9兆赫之間。
25．如權(quán)利要求22的操作方法，其特征在于，該調(diào)頻交流電壓的頻率偏差為自10千赫至100千赫。
26．如權(quán)利要求22的操作方法，其特征在于，該交流電壓的調(diào)變頻率為自100赫至5千赫。
27．如權(quán)利要求18的操作方法，其特征在于，該電路裝置為由一低電壓電壓電源供電。
28．如權(quán)利要求27的操作方法，其特征在于，該低電壓電壓電源為一直流電壓電源。
29．如權(quán)利要求28的操作方法，其特征在于，該直流電壓電源為一汽車車輛電池。
30．如權(quán)利要求27的操作方法，其特征在于，該低電壓電源的供電電壓小于50伏。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用于操作高壓放電燈的電路裝置,一具有高壓放電燈的照明系統(tǒng)及一高壓放電燈的操作裝置。本發(fā)明用于操作高壓放電燈的電路裝置具有:一電壓變換器(T1,T2),最佳是一推挽變換器,一連接至電壓變換器(T1,T2)輸出的脈沖點(diǎn)火器件,一作為串聯(lián)諧振電路(L1,C1)構(gòu)成的負(fù)載電路,其中連接高壓放電燈(LP),變壓器(TR1)具有至少兩個(gè)次級(jí)繞組(w1c,w1d),其初級(jí)繞組(w1c)是連接至負(fù)載電路中而其次級(jí)繞組(w1d)連接至脈沖點(diǎn)火器件的電壓輸入端。脈沖點(diǎn)火器件的點(diǎn)火電壓輸出提供用于連接至高壓放電燈(LP)之一的輔助點(diǎn)火電極(ZE)。
文檔編號(hào)H05B41/38GK1206544SQ97191482
公開(kāi)日1999年1月27日 申請(qǐng)日期1997年10月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月23日
發(fā)明者G·希爾施曼, S·米勒爾, M·門(mén)格勒, C·維蒂, B·勒萬(wàn)多斯基 申請(qǐng)人:電燈專利信托有限公司