[发明专利]放电灯的点火装置的开关结构

说明书

技术领域

本发明涉及放电灯的点火装置的开关结构，该开关结构包括由三个或更多个电极形成并且与叠式变压器的初级绕组以及浪涌电容器串联的火花隙。

此外，本发明涉及具有点火脉冲发生器的高压放电灯的点火装置，该点火脉冲发生器包括：由浪涌电容器、叠式变压器的初级绕组以及开关元件形成的点火电路；以及用于给浪涌电容器充电的高压发生器。

背景技术

公知，放电灯进行工作需要例如铁芯式电抗器形式的镇流器。此外，还需要点火装置，该点火装置产生用于接通灯的高压脉冲，并且通过该高压脉冲而引发在灯中存在的气体混合物的电离。

放电灯的点火装置通常根据与特斯拉变压器相似的所谓叠加原理进行工作。已知的点火装置包括用于产生所需电压脉冲的点火脉冲发生器。点火脉冲发生器包括点火电路，该点火电路由浪涌电容器、叠式变压器的初级绕组以及开关元件组成。浪涌电容器必须充有高压以实现点火脉冲的所需电压。对于现有技术的点火装置，通过点火脉冲发生器的高压发生器来实现此目的。高压发生器通常在变压器的协助下工作以从可用线路电压产生充电所需的高压。在点火过程期间，经充电的浪涌电容器随着周期性地接通和切断开关元件通过叠式变压器的初级绕组周期性放电。在接通状态下，浪涌电容器和叠式变压器的初级绕组形成了高频谐振电路。该高频谐振在叠式变压器的与灯相连的次级绕组中被变升(transform-up)并且可用作灯的点火电压。

对于现有技术的点火装置，经常用作开关元件的是火花隙。火花隙在浪涌电容器被充电至特定启动(接通)电压时点火。火花隙持续导电，直到浪涌电容器通过叠式变压器的初级绕组放电至特定切断电压。

由于在使浪涌电容器放电时在点火电路中流动有高电流，在火花隙中电离的气体被加热到阻止消电离的程度。由此，在火花隙切断之前要花费不希望的长时间。相对较长的消电离时间产生这样的效果：仅能产生频率相对较低的点火脉冲。但是对于要适于高压放电灯的热点火的点火装置，尤其需要产生具有高压(20kV至60kV)和特别高的频率的点火脉冲，因为通常在几秒的点火时间内需要每秒多于1000个的点火脉冲，以确保按额定负载工作的高压放电灯的可靠再次点火。

从DE 86 16 255 U1中可知一种放电灯的点火装置的开关结构。采用该开关结构，实现了包括两个或更多个单个火花隙的多级火花隙。与单级火花隙相比，分成几个火花隙具有消电离时间显著减少的优点。除了别的原因以外，这可归功于采用多级结构而获得的改进的冷却效果。现有技术的开关结构特别适合用于高压放电灯的点火电路。多级火花隙允许产生高达每秒4000个的点火脉冲。

然而，现有技术已知的开关结构具有如下缺点：火花隙具有相对高成本和昂贵的设计和结构。对于现有技术的结构，火花隙的电极构成多个大块铜体，这些大块铜体沿轴向一个接一个地、共轴地排列在绝缘材料管中。单个电极之间的气体放电狭缝填充有部分地由氢气组成的特殊气体混合物。电极的正面设置有由硅酸钠和其他金属成分制成的有源层。由于电极的材料特殊并且由于气体要填充整个结构，所以现有技术的火花隙生产成本极高。因此，配备有该火花隙的放电灯的点火装置也是昂贵的。

发明内容

鉴于这种背景，本发明的目的是提供一种放电灯的点火装置的开关结构，其具有简单的构造并且可以以低成本制造。因此，该开关结构要适于允许高压放电灯的热点火的点火装置。

通过按以下方式从前述种类的开关结构发展出的本发明来实现此目的：电极呈圆柱形，圆柱轴并排且彼此平行地布置，即，按将多级空气火花隙(spark gap in air)形成为与圆柱轴垂直的方式来布置。

本发明的一个基本方面是使用尽可能容易地制造的用于火花隙的电极。根据本发明而使用的电极呈圆柱形并且可被制造成简单的旋转件。适合用作该电极的材料是V4A钢，其是可以以低成本得到的标准材料。根据本发明，在并排布置的圆柱形电极之间形成有线形气体放电狭缝，气体放电狭缝的该形状与火花隙的多级构造结合起来导致了特别好的冷却效果，从而火花隙的消电离时间特别短。因此，对于放电灯的点火，可以实现短开关时间和/或高脉冲频率。这是由以下事实促成的：根据本发明的火花隙是空气火花隙，因而其可自由通向外部。因此，可以通过空气循环和/或通过对流来散热。此外，空气火花隙具有这样的优点：不需要特殊气体混合物，因而就不需要气密外覆层。因此，本发明的开关结构的生产是简单的，并且可能以低成本实现。