[发明专利]具有火花间隙的辅助点火电极点火装置

说明书

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、用于驱动或点亮高压放电灯的装置、具有这种装置的灯座和照明系统以及用于驱动高压放电灯的方法。

I.技术背景

例如在WO 98/18297中公开了这样的装置。该公开文献描述了一个用于配备有辅助点火电极的高压放电灯、特别是用于汽车前灯高压放电灯的脉冲点火装置。该脉冲点火装置具有火花间隙、点火电容器和点火变压器作为主要部件。为了触发在高压放电灯中的气体放电对点火电容器充电，以便在达到火花间隙的击穿电压时通过火花间隙并通过点火变压器的初级线圈放电，从而在点火变压器的次级绕组中感应出高压脉冲，其经过辅助点火电极馈入高压放电灯并且导致触发在该压放电灯中的气体放电。在触发气体放电之后以具有交变极性的高频电流驱动高压放电灯，该高频电流的频率在兆赫兹范围内。上述的点火电路与高压放电灯的驱动电路电隔离地布置。驱动电路和点火电路都由同一个推挽逆变器提供能量。具有两个次级绕组的变压器用于在点火电路和驱动电路之间进行电隔离以及用于耦合到逆变器，两个次级绕组分别布置在点火电路中和驱动电路中。在成功触发高压放电灯中的气体放电之后借助于一个可控半导体开关截止点火电路或点火装置。

II.发明内容

本发明的任务是提供一个具有简化结构的相应类型的装置。

根据本发明通过权利要求1的特征解决该任务。在从属权利要求中描述本发明的特别有益的实施形式。

用于驱动或点亮配备有辅助点火电极的高压放电灯的本发明装置具有一个用于对辅助点火电极施加高压放电灯的点火电压的、依赖电压的开关元件，其中依赖电压的开关元件的开关阈值电压大于或等于为了触发在高压放电灯中的气体放电所需要的点火电压。在这种关系中对点火电压理解为在辅助点火电极和所属主电极之间所需要的电压，为了触发在高压放电灯中的气体放电该电压是必须的。由此可以实现用于具有辅助电极的高压放电灯的点火装置，其在不应用点火变压器的情况下也可以产生点火电压脉冲。此外也可以省掉用于在成功触发在高压放电灯中的气体放电之后截止点火装置的可控半导体开关和用于电气隔离点火电路与驱动电路的变压器。因此本发明装置具有与根据目前技术背景的装置相比简化的结构。

为了能够产生如此高的电压、比如为了触发在备有辅助电极的高压放电灯中的气体放电所必须的电压，依赖电压的开关元件优选包含至少一个火花间隙。可以通过改变其电极的间距或者所应用的填充气体的压力，把开关阈值电压、也就是说火花间隙的击穿电压调整到所希望的值或调整到大于或等于高压放电灯的点火电压的值。代替一个火花间隙也可以替换地应用多个串联的火花间隙或一个具有附加点火电极的可外触发的火花间隙。可是另外的依赖电压的开关元件、例如可控硅或依赖电压的电阻或上述元件的组合也可以代替火花间隙。

在本发明装置中优选设置一个可以充电到开关阈值电压的电荷存储元件，以便为击穿依赖电压的开关元件提供能量。上述的电荷存储元件优选涉及一个或多个设计用于高电压的电容器。

根据本发明的优选实施例，优选借助于谐振电路或电压加倍电路或压电变压器或它们的组合将电荷存储元件充电到依赖电压的开关元件的开关阈值电压。借助于在点火阶段接近于其谐振运行的谐振电路或借助于电压加倍电路以相对简单的方式可以产生几千伏的所需高压。例如可以通过在灯电路中连接的变压器或谐振电路给电压加倍电路提供能量。

有益地设置一个变压器，用于确保在高压放电灯的点火阶段从市电电压、例如从230伏的低压交流电网、或从汽车的车用电源给依赖电压的开关元件供电，并且保证给高压放电灯提供交变极性的电流。借助于该变压器可以实现不同的运行模式，以便在高压放电灯的点火阶段并且在结束点火阶段之后的灯运行阶段满足高压放电灯的不同需求。优选借助于该变压器在高压放电灯的点火阶段产生用于依赖电压的开关元件的第一供电电压，并且在成功触发高压放电灯中的气体放电之后产生第二供电电压用于生成交变极性的灯电流。

因此该变压器优选形成为逆变器或者交流电压变流器，其可以用不同的时钟或开关频率运行。为了产生上述第一和第二供电电压优选用由不同频率范围形成的开关频率驱动逆变器。由此可以以简单的方式确保，在成功触发高压放电灯中的气体放电之后在依赖电压的开关元件上只施加低于其开关阈值电压的电压，并因此不再产生另外的点火电压脉冲。

本发明装置仅仅包含少量元件并因此可以安置在高压放电灯的灯座中。因此本发明装置能够特别有益地应用在汽车前灯的备有辅助点火电极的卤素金属蒸汽高压放电灯中，也特别可以用在汽车前灯的无汞的卤素金属蒸汽高压放电灯中。