启动气体放电灯的方法和控制电路技术

本发明专利技术涉及一种方法，用来在从无电弧的闭合状态转换到稳定地产生光线的状态时运行气体放电灯（16），在此方法中，升压-电容器（C2）在紧接着点火电压脉冲后面的接续阶段中通过电路放电，该电路传导了流经气体放电灯（16）的电流，并且在该电路中，电感（L1）与至少一个开关（S5）串联。该方法的特征在于，所述升压电容器（C2）通过所述开关（S5）的多次交替地闭合和开启来有节奏地放电。独立权利要求涉及一种用来实施该方法的控制电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按权利要求I前序部分所述的方法，并涉及一种按独立的装置权利要求的前序部分所述的控制电路。
技术介绍
这种方法和这种控制电路分别是已知的。在运行气体放电灯时，尤其在运行用在机动车的照明装置中的气体放电灯时，在两个电极之间在充满了气体的玻壳中产生电弧。当从无电弧的闭合状态转换到稳定地产生光线的状态时，可区分为多个阶段，它们称为点火、接续、开动。接在后面的是电弧稳定燃烧的正常运行。为了点火，点火电压脉冲首先施加到电极上。该点火电压脉冲非常短，并且使气体 微团在电极之间的电场进行离子化。在商业上通用的用于机动车前大灯的气体放电灯中，脉冲状的点火电压的高度在20和30千伏。随后在称为接续的阶段中，存储在升压电容器中的能量用来如此强烈地加速离子化的气体微团，使得通过冲击离子化在电极之间产生雪崩状的载流子击穿，它点燃并保持电弧。在此，先前充电达约400伏的升压-电容器C2的电压下降至在稳定的运转状态下出现的燃烧电压。对于含汞的灯来说，该燃烧电压约为80伏。无汞灯以43伏的燃烧电压来运转。通常适用的是，燃烧电压按灯的规格可在30伏和120伏之间。该接续阶段例如长几百微秒。接在接续阶段后面的是气体放电灯16的开动以及短暂的直流运行，该直流运行用来快速地加热电极。直流电阶段的典型长度约为50微秒。在第一直流电阶段之后，通常是具有反向极性的长度相同的第二直流电阶段。随后，气体放电灯在正常运转中以频率为250Hz至800Hz、尤其为400Hz的交流电压运行，并以两个电极之间的燃烧电压运行，该燃烧电压的值与灯的规格有关并且在30和120伏之间。借助交流电压的运转用来限制电极烧损。在此上下文中，本专利技术涉及升压电容器的被称为接续的放电阶段，借助此阶段由于充电加速和冲击离子化为雪崩式击穿提供能量。接续这一概念指在电弧中的过渡。此外，气体放电灯的接续性能还与在接续阶段过程能量有关。为了实现安全可重复的接续，也就是说，为了可靠地构建电弧，必要的是，源自升压电容器的放电电流的电流流动的持续时间超过预先设定的最小值，并且放电电流的电流强度在此持续时间内既不低于预先设定的最小值，也不超出预先设定的最大值。在最大值上的限定用来保护气体放电灯和引导放电电流的电路元件，以免遭受高得不允许的电流负荷。相反，不低出最小值和最少的持续时间是必要的，以便避免在升压电容器放电之后电弧的熄灭。当气体放电灯从无电弧的闭合状态转换到稳定产生光线的状态时，升压电容器在紧接在点火电压脉冲后面的接续阶段中通过电路放电，该电路传导了流经气体放电灯的电流，并且在该电路中电感与至少一个开关串联。在现有技术中，该电感由提供点火脉冲的点火变压器的次级电感构成，并且放电电流通过与升压电容器串联的放电电阻流出。升压电容器因此作为能源施加到由放电电阻和气体放电灯构成的串联电路上。该放电电阻因此提高了放电电流回路中的电阻,这在时间上拖延了放电，并且减少了放电电流的高度。在这种电路中，存储在升压电容器中的能量在放电时与放电电阻和气体放电灯的阻抗成比例地分布在放电电阻和气体放电灯上。放电电阻的一部分能量在该处转换成热量，并因此不能用来构建和保持电弧。在气体放电灯冷起动时，它具有比放电电阻更小的值，因此放电电阻中大部分存储的能量无用地转化成热量。尤其在电阻的环境温度扩展为150°C时，在技术和经济上很难为放电电阻设定适宜的尺寸。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术的目的是，给出一种分别前述类型的方法和控制电路，它们确保，为实现成功接续，与其状态、尤其是其类型、新旧、制造商以及由制造引起的性能波动无关地将所需的能量传输到气体放电灯中，其中不会出现所述的与一个或多个放电电阻的尺寸设定有关的技术和经济困难。此目的分别借助独立权利要求中的一项的特征得以实现。在其方法角度上，本专利技术规定，升压电容器通过开关的多次交替地闭合和开启来有节奏地放电。相应地，本专利技术在它的装置角度上规定，控制电路是这样设计的，即升压电容器通过开关的多次交替地闭合和开启来有节奏地放电。因此，获得了在开关控制的节奏中出现的、在放电电流强度的上升值和下降值之间的交替。通过交替，可产生期望的平均的放电电流强度，它位于预先设定的界限值以下。因此，电流限制的目的得以实现。与现有技术的放电电阻不同的是，电感将存储于升压电容器中的能量的落在该电感上的那部分不是不可逆转地转化成热量，而是可逆转地转化成磁性的场能，该场能在开关断开时的作用是，即使在开关断开时也能保持穿过气体放电灯的电流。因此，穿过灯的电流在开关断开时只是延迟地衰减。因此结果是达到了这样的优点，即尽可能大部分存储于升压电容器中的能量可用于接续，也就是说，用来触发雪崩状击穿，并在气体放电灯的电极之间产生稳定的电弧。换言之，与现有技术相比，通过本专利技术可使更大部分的存储于升压电容器中的能量传递到气体放电灯上。与现有技术的放电电阻相比，参与的构件承受更小的热负荷，并且尺寸可设定得用于更小的载流能力，并因此更小且更便宜。升压电容器还可由于能量利用率更高而缩小。还可应用其它的电容器类型，例如电解质电容器或陶瓷层电容器，来代替在现有技术中所用的薄膜电容器。陶瓷电容器的缺点是，它的电容在高电压下只有它在更低电压值时电容的不到40%。这一点通过有节奏地放电的更高效率来补偿。此外，与现有技术相比，放电电流直接在点火之后更快地上升。这一点对接续表现有积极影响。在热点火时平均明显更高的接续电流对热点火表现有积极影响。通过改变节奏频率和/或它的节奏比例来对影响接续电流的时间进程，同样也是有利的。有节奏的升压-放电的时间控制原则上已可通过时间控制的节奏器就能实现，而不需费时费力的额外布线。从独立权利要求、说明书和附图中得出其它的优点。应理解，以上提到的以及下面还将阐述的特征不仅可在各自说明的组合中应用，而且可在其它组合或者单独地应用，而不会离开本专利技术的范围。附图说明在附图中示出了本专利技术的实施例，并在以下描述中进行详细阐述。在此，在不同附 图中用相同的附图标记分别表示相同的元件。其中分别以示意的形式示出了 图I示出了按本专利技术的控制电路的第一实施例；图2示出了按现有技术和按本专利技术的电路中的升压电容器的放电电流的变化曲线，用来说明按本专利技术的方法；以及图3示出了按本专利技术的控制电路的第二实施例。具体实施例方式图I详细地示出了控制电路10，它通过接头12、14连接到气体放电灯16上，并通过接头18、20连接到电能供应站22上。在优选的构造方案中，气体放电灯16是指机动车照明装置的气体放电灯，尤其是指具有集成点火设备的类型为Dl或D3或D5的灯。但本专利技术还可用于具有外部点火设备的类型为D2、D4或D6的灯。电能供应站22在这种情况下是指电源或机动车整车电源中的电压源，例如机动车电池。在所示的构造方案中，气体放电灯16具有燃烧器24，即充满了气体的玻壳，其具有两个电极和集成的点火设备，其中图I示出了点火变压器的次级电感26。此次级电感26与燃烧器24串联连接地位于接头12和14之间的电路中，并且设计为，作为对相应激励的反应通过点火变压器的未示出的初线线圈的磁场来产生高度为几kV (高度尤其为20至30kV)的点火电压脉冲。通过燃烧器24的电流由控制电路10的控制模块27来控制，该控制模块为此闭合了多个不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·克鲁茨，鲁迪格·劳本施泰因，克里斯蒂安·约翰，比约恩·莫斯曼，迈克尔·赫尔曼，马蒂亚斯·罗德，
申请(专利权)人：汽车照明罗伊特林根有限公司，
类型：
国别省市：