啟動氣體放電燈的方法和控制電路技術

本發明專利技術涉及一種方法，用來在從無電弧的閉合狀態轉換到穩定地產生光線的狀態時運行氣體放電燈（16），在此方法中，升壓-電容器（C2）在緊接著點火電壓脈沖后面的接續階段中通過電路放電，該電路傳導了流經氣體放電燈（16）的電流，并且在該電路中，電感（L1）與至少一個開關（S5）串聯。該方法的特征在于，所述升壓電容器（C2）通過所述開關（S5）的多次交替地閉合和開啟來有節奏地放電。獨立權利要求涉及一種用來實施該方法的控制電路。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種按權利要求I前序部分所述的方法，并涉及一種按獨立的裝置權利要求的前序部分所述的控制電路。
技術介紹
這種方法和這種控制電路分別是已知的。在運行氣體放電燈時，尤其在運行用在機動車的照明裝置中的氣體放電燈時，在兩個電極之間在充滿了氣體的玻殼中產生電弧。當從無電弧的閉合狀態轉換到穩定地產生光線的狀態時，可區分為多個階段，它們稱為點火、接續、開動。接在后面的是電弧穩定燃燒的正常運行。為了點火，點火電壓脈沖首先施加到電極上。該點火電壓脈沖非常短，并且使氣體 微團在電極之間的電場進行離子化。在商業上通用的用于機動車前大燈的氣體放電燈中，脈沖狀的點火電壓的高度在20和30千伏。隨后在稱為接續的階段中，存儲在升壓電容器中的能量用來如此強烈地加速離子化的氣體微團，使得通過沖擊離子化在電極之間產生雪崩狀的載流子擊穿，它點燃并保持電弧。在此，先前充電達約400伏的升壓-電容器C2的電壓下降至在穩定的運轉狀態下出現的燃燒電壓。對于含汞的燈來說，該燃燒電壓約為80伏。無汞燈以43伏的燃燒電壓來運轉。通常適用的是，燃燒電壓按燈的規格可在30伏和120伏之間。該接續階段例如長幾百微秒。接在接續階段后面的是氣體放電燈16的開動以及短暫的直流運行，該直流運行用來快速地加熱電極。直流電階段的典型長度約為50微秒。在第一直流電階段之后，通常是具有反向極性的長度相同的第二直流電階段。隨后，氣體放電燈在正常運轉中以頻率為250Hz至800Hz、尤其為400Hz的交流電壓運行，并以兩個電極之間的燃燒電壓運行，該燃燒電壓的值與燈的規格有關并且在30和120伏之間。借助交流電壓的運轉用來限制電極燒損。在此上下文中，本專利技術涉及升壓電容器的被稱為接續的放電階段，借助此階段由于充電加速和沖擊離子化為雪崩式擊穿提供能量。接續這一概念指在電弧中的過渡。此外，氣體放電燈的接續性能還與在接續階段過程能量有關。為了實現安全可重復的接續，也就是說，為了可靠地構建電弧，必要的是，源自升壓電容器的放電電流的電流流動的持續時間超過預先設定的最小值，并且放電電流的電流強度在此持續時間內既不低于預先設定的最小值，也不超出預先設定的最大值。在最大值上的限定用來保護氣體放電燈和引導放電電流的電路元件，以免遭受高得不允許的電流負荷。相反，不低出最小值和最少的持續時間是必要的，以便避免在升壓電容器放電之后電弧的熄滅。當氣體放電燈從無電弧的閉合狀態轉換到穩定產生光線的狀態時，升壓電容器在緊接在點火電壓脈沖后面的接續階段中通過電路放電，該電路傳導了流經氣體放電燈的電流，并且在該電路中電感與至少一個開關串聯。在現有技術中，該電感由提供點火脈沖的點火變壓器的次級電感構成，并且放電電流通過與升壓電容器串聯的放電電阻流出。升壓電容器因此作為能源施加到由放電電阻和氣體放電燈構成的串聯電路上。該放電電阻因此提高了放電電流回路中的電阻,這在時間上拖延了放電，并且減少了放電電流的高度。在這種電路中，存儲在升壓電容器中的能量在放電時與放電電阻和氣體放電燈的阻抗成比例地分布在放電電阻和氣體放電燈上。放電電阻的一部分能量在該處轉換成熱量，并因此不能用來構建和保持電弧。在氣體放電燈冷起動時，它具有比放電電阻更小的值，因此放電電阻中大部分存儲的能量無用地轉化成熱量。尤其在電阻的環境溫度擴展為150°C時，在技術和經濟上很難為放電電阻設定適宜的尺寸。
技術實現思路
在此背景下，本專利技術的目的是，給出一種分別前述類型的方法和控制電路，它們確保，為實現成功接續，與其狀態、尤其是其類型、新舊、制造商以及由制造引起的性能波動無關地將所需的能量傳輸到氣體放電燈中，其中不會出現所述的與一個或多個放電電阻的尺寸設定有關的技術和經濟困難。此目的分別借助獨立權利要求中的一項的特征得以實現。在其方法角度上，本專利技術規定，升壓電容器通過開關的多次交替地閉合和開啟來有節奏地放電。相應地，本專利技術在它的裝置角度上規定，控制電路是這樣設計的，即升壓電容器通過開關的多次交替地閉合和開啟來有節奏地放電。因此，獲得了在開關控制的節奏中出現的、在放電電流強度的上升值和下降值之間的交替。通過交替，可產生期望的平均的放電電流強度，它位于預先設定的界限值以下。因此，電流限制的目的得以實現。與現有技術的放電電阻不同的是，電感將存儲于升壓電容器中的能量的落在該電感上的那部分不是不可逆轉地轉化成熱量，而是可逆轉地轉化成磁性的場能，該場能在開關斷開時的作用是，即使在開關斷開時也能保持穿過氣體放電燈的電流。因此，穿過燈的電流在開關斷開時只是延遲地衰減。因此結果是達到了這樣的優點，即盡可能大部分存儲于升壓電容器中的能量可用于接續，也就是說，用來觸發雪崩狀擊穿，并在氣體放電燈的電極之間產生穩定的電弧。換言之，與現有技術相比，通過本專利技術可使更大部分的存儲于升壓電容器中的能量傳遞到氣體放電燈上。與現有技術的放電電阻相比，參與的構件承受更小的熱負荷，并且尺寸可設定得用于更小的載流能力，并因此更小且更便宜。升壓電容器還可由于能量利用率更高而縮小。還可應用其它的電容器類型，例如電解質電容器或陶瓷層電容器，來代替在現有技術中所用的薄膜電容器。陶瓷電容器的缺點是，它的電容在高電壓下只有它在更低電壓值時電容的不到40%。這一點通過有節奏地放電的更高效率來補償。此外，與現有技術相比，放電電流直接在點火之后更快地上升。這一點對接續表現有積極影響。在熱點火時平均明顯更高的接續電流對熱點火表現有積極影響。通過改變節奏頻率和/或它的節奏比例來對影響接續電流的時間進程，同樣也是有利的。有節奏的升壓-放電的時間控制原則上已可通過時間控制的節奏器就能實現，而不需費時費力的額外布線。從獨立權利要求、說明書和附圖中得出其它的優點。應理解，以上提到的以及下面還將闡述的特征不僅可在各自說明的組合中應用，而且可在其它組合或者單獨地應用，而不會離開本專利技術的范圍。附圖說明在附圖中示出了本專利技術的實施例，并在以下描述中進行詳細闡述。在此，在不同附 圖中用相同的附圖標記分別表示相同的元件。其中分別以示意的形式示出了 圖I示出了按本專利技術的控制電路的第一實施例；圖2示出了按現有技術和按本專利技術的電路中的升壓電容器的放電電流的變化曲線，用來說明按本專利技術的方法；以及圖3示出了按本專利技術的控制電路的第二實施例。具體實施例方式圖I詳細地示出了控制電路10，它通過接頭12、14連接到氣體放電燈16上，并通過接頭18、20連接到電能供應站22上。在優選的構造方案中，氣體放電燈16是指機動車照明裝置的氣體放電燈，尤其是指具有集成點火設備的類型為Dl或D3或D5的燈。但本專利技術還可用于具有外部點火設備的類型為D2、D4或D6的燈。電能供應站22在這種情況下是指電源或機動車整車電源中的電壓源，例如機動車電池。在所示的構造方案中，氣體放電燈16具有燃燒器24，即充滿了氣體的玻殼，其具有兩個電極和集成的點火設備，其中圖I示出了點火變壓器的次級電感26。此次級電感26與燃燒器24串聯連接地位于接頭12和14之間的電路中，并且設計為，作為對相應激勵的反應通過點火變壓器的未示出的初線線圈的磁場來產生高度為幾kV (高度尤其為20至30kV)的點火電壓脈沖。通過燃燒器24的電流由控制電路10的控制模塊27來控制，該控制模塊為此閉合了多個不本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彼得·克魯茨，魯迪格·勞本施泰因，克里斯蒂安·約翰，比約恩·莫斯曼，邁克爾·赫爾曼，馬蒂亞斯·羅德，
申請(專利權)人：汽車照明羅伊特林根有限公司，
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