DE102012204324A1

DE102012204324A1 - Ignition device for a high-pressure discharge lamp and operating device with such an ignition device

Info

Publication number: DE102012204324A1
Application number: DE201210204324
Authority: DE
Inventors: Michael Bönigk
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-09-19
Also published as: WO2013135518A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe mit einem Zündtransformator zum Erzeugen der zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe (LA1) erforderlichen Zündspannung, wobei der Zündtransformator mindestens eine Primärwicklung (N2) besitzt, die induktiv an mindestens eine Sekundärwicklung (N1) des Zündtransformators gekoppelt ist, und wobei die Zündvorrichtung einen mit hochfrequenten Steuersignalen steuerbaren Halbleiterschalter (T5) aufweist, mittels dessen Schaltstrecke der Stromfluss durch die mindestens eine Primärwicklung (N2) während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe (LA1) mit hoher Frequenz ein- und ausschaltbar ist.The invention relates to an ignition device for a high-pressure discharge lamp with an ignition transformer for generating the ignition voltage required for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp (LA1), wherein the ignition transformer has at least one primary winding (N2) inductively coupled to at least one secondary winding (N1) of the ignition transformer is, and wherein the ignition device comprises a controllable with high-frequency control signals semiconductor switch (T5), by means of the switching path of the current flow through the at least one primary winding (N2) during the ignition phase of the high-pressure discharge lamp (LA1) with high frequency on and off.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Betriebsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe mit einer derartigen Zündvorrichtung.The invention relates to an ignition device according to the preamble of claim 1 and an operating device for a high-pressure discharge lamp with such an ignition device.

I. Stand der TechnikI. State of the art

Eine derartige Zündvorrichtung und Betriebsvorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 975 007 A1 offenbart. Dieses Dokument beschreibt eine Zündvorrichtung, die als Impulszündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe ausgebildet ist und einen Zündtransformator zum Erzeugen der zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erforderlichen Zündspannung besitzt. Diese Zündvorrichtung besitzt einen Zündkondensator und eine Funkenstrecke, die zusammen mit der Primärwicklung des Zündtransformators derart in einem Gleichstrompfad angeordnet sind, dass der Zündkondensator während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe auf die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke aufgeladen wird und sich anschließend über die Funkenstrecke und die Primärwicklung stoßweise entlädt. Dadurch werden in der Sekundärwicklung des Zündtransformators Hochspannungsimpulse induziert, die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe führen. Die Hochdruckentladungslampe und die Impulszündvorrichtung gemäß der EP 0 975 007 A1 sind in den Brückenzweig eines Vollbrückenwechselrichters einer Betriebsvorrichtung für die Hochdruckentladungslampe geschaltet. In 1 sind die Komponenten der Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik etwas detaillierter als in der EP 0 975 007 A1 dargestellt. Diese Impulszündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik umfasst einen Zündtransformator mit einer Primärwicklung N2 und einer Sekundärwicklung N1, einen Zündkondensator C1 sowie eine Funkenstrecke FS. Die Serienschaltung bestehend aus der Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators und der Entladungsstrecke der Hochdruckentladungslampe L ist in den Brückenzweig eines Vollbrückenwechselrichters geschaltet, der im Wesentlichen von den Transistoren T1, T2, T3, T4 gebildet wird und an eine Eingangsspannung von +400 V angeschlossen ist. Die Impulszündvorrichtung wird mittels eines zusätzlichen Anschlusses mit einer Gleichspannung von 600 V mit negativer Polarität versorgt. Die Bezugszeichen J1, J2, J3 in 1 bezeichnen Verbindungen zwischen der Zündvorrichtung und den anderen Komponenten der Betriebsvorrichtung. Such an ignition device and operating device is for example in the EP 0 975 007 A1 disclosed. This document describes an ignition device which is designed as a pulse ignition device for a high-pressure discharge lamp and has an ignition transformer for generating the ignition voltage required for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. This ignition device has a firing capacitor and a spark gap, which are arranged together with the primary winding of the ignition transformer in a DC path, that the ignition capacitor is charged during the ignition phase of the high pressure discharge lamp to the breakdown voltage of the spark gap and then discharges intermittently over the spark gap and the primary winding. As a result, high voltage pulses are induced in the secondary winding of the ignition transformer, which lead to the ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp. The high-pressure discharge lamp and the pulse ignition device according to EP 0 975 007 A1 are connected in the bridge branch of a full-bridge inverter of an operating device for the high-pressure discharge lamp. In 1 the components of the operating device and ignition device according to the prior art are shown somewhat more detailed than in EP 0 975 007 A1. This prior art pulse ignition apparatus includes an ignition transformer having a primary winding N2 and a secondary winding N1, a firing capacitor C1, and a spark gap FS. The series circuit consisting of the secondary winding N1 of the ignition transformer and the discharge path of the high-pressure discharge lamp L is connected in the bridge branch of a full-bridge inverter, which is essentially formed by the transistors T1, T2, T3, T4 and connected to an input voltage of +400 volts. The pulse ignition device is supplied by means of an additional terminal with a DC voltage of 600 V with negative polarity. Reference numerals J1, J2, J3 in FIG 1 denote connections between the igniter and the other components of the operating device.

Die Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist vergleichsweise aufwendig hinsichtlich der Anzahl der erforderlichen Bauteile und der Kosten. Außerdem ist die maximale Wiederholfrequenz der Zündimpulse durch technische Randbedingungen stark begrenzt. Gerade dieses aber ist Voraussetzung für die Zündverbesserung bei vielen Entladungslampensystemen.The ignition device according to the prior art is relatively expensive in terms of the number of components required and the cost. In addition, the maximum repetition frequency of the ignition pulses is severely limited by technical constraints. However, this is the prerequisite for improving the ignition in many discharge lamp systems.

II. Darstellung der ErfindungII. Presentation of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Zündvorrichtung mit einem vereinfachten Aufbau und verbesserter Zündfähigkeit bereitzustellen. It is an object of the invention to provide a generic ignition device with a simplified structure and improved ignitability.

Diese Aufgabe wird durch eine Zündvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. This object is achieved by an ignition device having the features of claim 1. Particularly advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung besitzt einen Zündtransformator zum Erzeugen der zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erforderlichen Zündspannung, wobei der Zündtransformator mindestens eine Primärwicklung besitzt, die induktiv an mindestens eine Sekundärwicklung des Zündtransformators gekoppelt ist. Erfindungsgemäß weist die Zündvorrichtung einen mit hochfrequenten Steuersignalen steuerbaren Halbleiterschalter auf, mittels dessen Schaltstrecke der Stromfluss durch die mindestens eine Primärwicklung während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe mit hoher Frequenz ein- und ausschaltbar ist. The ignition device according to the invention has an ignition transformer for generating the ignition voltage required for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp, wherein the ignition transformer has at least one primary winding which is inductively coupled to at least one secondary winding of the ignition transformer. According to the invention, the ignition device has a controllable with high-frequency control signals semiconductor switch, by means of the switching path of the current flow through the at least one primary winding during the ignition phase of the high pressure discharge lamp with high frequency on and off.

Der steuerbare Halbleiterschalter erlaubt eine Ansteuerung mittels hochfrequenter Steuersignale, so dass seine Schaltstrecke in kurzen Zeitintervallen elektrisch leitend oder nicht elektrisch leitend ist. Dadurch wird der Stromfluss durch die Primärwicklung in entsprechend kurzen Zeitintervallen ein- bzw. ausgeschaltet. Bei jedem Ausschalten des Stromflusses durch die mindestens eine Primärwicklung wird in der Sekundärwicklung des Zündtransformators ein Hochspannungsimpuls induziert. Durch hochfrequentes Ein- und Ausschalten des steuerbaren Halbleiterschalters wird daher in der Sekundärwicklung des Zündtransformators eine Gruppe von Hochspannungsimpulsen mit entsprechend hoher Frequenz induziert, die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe führen. The controllable semiconductor switch allows control by means of high-frequency control signals, so that its switching path in short time intervals is electrically conductive or not electrically conductive. As a result, the current flow through the primary winding is switched on or off in correspondingly short time intervals. Each time the current flow through the at least one primary winding is switched off, a high-voltage pulse is induced in the secondary winding of the ignition transformer. By high-frequency switching on and off of the controllable semiconductor switch therefore a group of high-voltage pulses with a correspondingly high frequency is induced in the secondary winding of the ignition transformer, which lead to the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp.

Der Begriff "hochfrequent" oder "Hochfrequenz" oder "hohe Frequenz" bezeichnet in dieser Patentanmeldung einen Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz. Der mit hochfrequenten Steuersignalen steuerbare Halbleiterschalter der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung oder Betriebsvorrichtung ist demzufolge mit Steuersignalen im Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz steuerbar, so das mittels seiner Schaltstrecke der Stromfluss durch die mindestens eine Primärwicklung des Zündtransformators der Zündvorrichtung während der Zündphase der Hochdruckentladungslampe mit entsprechend hoher Frequenz ein- und ausschaltbar ist. Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung benötigt weder eine Funkenstrecke noch einen Zündkondensator und erfordert daher weniger Hochleistungsbauteile als die Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik und ist somit einfacher aufgebaut und kostengünstiger. The term "high frequency" or "high frequency" or "high frequency" in this patent application denotes a frequency range of 100 kHz to 10 MHz. The controllable with high-frequency control signals semiconductor switch of the ignition device or operating device according to the invention is therefore controllable with control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz, so that by means of its switching path of the current flow through the at least one primary winding of the ignition transformer of the ignition during the ignition of the high-pressure discharge lamp with accordingly high frequency on and off. The ignition device according to the invention requires neither a spark gap nor a starting capacitor and therefore requires less high-performance components than the ignition device according to the prior art and is therefore simpler and more cost-effective.

Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Zündvorrichtung einen Zeittaktgeber zur Steuerung der Schaltvorgänge des Halbleiterschalters auf. Dadurch können mit einfachen Mitteln hochfrequente Schaltsignale zur Steuerung der Schaltvorgänge des Halbleiterschalters generiert werden. Insbesondere ermöglicht es der Zeittaktgeber, in periodisch wiederkehrenden Zeitintervallen weitere Folgen von hochfrequenten Schaltsignalen zu generieren, falls die durch die jeweils vorangegangene Folge von Schaltsignalen induzierte Gruppe von Hochspannungsimpulsen in der Sekundärwicklung des Zündtransformators nicht zur Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe geführt hat. Vorzugsweise ist der Halbleiterschalter der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung derart ausgebildet, dass er eine Steuerelektrode besitzt, an welche der Zeittaktgeber angeschlossen ist. Der Zeittaktgeber ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er hochfrequente Steuersignale, das heißt Steuersignale im Frequenzbereich von 100 kHz bis 10 MHz, zur Steuerung der Schaltvorgänge des steuerbaren Halbleiterschalters der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung generieren kann, um entsprechend hochfrequente Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erzeugen zu können. Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Halbleiterschalter als Transistor und besonders bevorzugt als Bipolartransistor mit isolierter Steuerelektrode bzw. Gate-Elektrode (IGBT) oder als Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet. Dadurch ist er sehr robust, verträgt hohe elektrische Leistungen und erlaubt eine nahezu leistungslose Ansteuerung. Advantageously, the ignition device according to the invention has a timing clock for controlling the switching operations of the semiconductor switch. As a result, high-frequency switching signals for controlling the switching operations of the semiconductor switch can be generated by simple means. In particular, the time clock generator makes it possible to generate further sequences of high-frequency switching signals in periodically recurring time intervals if the group of high-voltage pulses in the secondary winding of the ignition transformer induced by the respective preceding sequence of switching signals has not led to the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. Preferably, the semiconductor switch of the ignition device according to the invention is designed such that it has a control electrode to which the clock is connected. The clock is preferably designed such that it can generate high-frequency control signals, that is control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz, for controlling the switching operations of the controllable semiconductor switch of the ignition device according to the invention to generate correspondingly high-frequency high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high pressure discharge lamp can. According to the preferred embodiments of the invention, the semiconductor switch is designed as a transistor and particularly preferably as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or as a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). As a result, it is very robust, tolerates high electrical power and allows almost powerless control.

Vorzugsweise besitzt die erfindungsgemäße Zündvorrichtung eine Gleichrichterbrücke, die als Verpolungsschutz für den Halbleiterschalter vorgesehen ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Zündvorrichtung sowohl in Betriebsvorrichtungen, die eine positive Versorgungsspannung für die Zündvorrichtung bereitstellen, als auch in Betriebsvorrichtungen, die eine negative Versorgungsspannung für die Zündvorrichtung bereitstellen, eingesetzt werden. Die Gleichrichterbrücke gewährleistet, dass in beiden Fällen die Spannung an den Anschlüssen des Halbleiterschalters die richtige Polarität besitzt. Preferably, the ignition device according to the invention has a rectifier bridge, which is provided as a reverse polarity protection for the semiconductor switch. As a result, the ignition device according to the invention can be used both in operating devices which provide a positive supply voltage for the ignition device and in operating devices which provide a negative supply voltage for the ignition device. The rectifier bridge ensures that in both cases the voltage at the terminals of the semiconductor switch has the correct polarity.

Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Zündvorrichtung mindestens einen Kondensator auf, der parallel zur Primärwicklung oder Sekundärwicklung des Zündtransformators geschaltet ist. Mit Hilfe des mindestens einen Kondensators kann die Form der Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe verändert bzw. die Resonanzfrequenz des Zündtransformators abgeglichen werden, um dadurch die Zündwilligkeit der Hochdruckentladungslampe zu verbessern. Advantageously, the ignition device according to the invention has at least one capacitor which is connected in parallel to the primary winding or secondary winding of the ignition transformer. With the aid of the at least one capacitor, the shape of the high-voltage pulses for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp can be changed or the resonance frequency of the ignition transformer can be adjusted, thereby improving the ignitability of the high-pressure discharge lamp.

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ist vorzugsweise als Bestandteil einer Betriebsvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe ausgebildet. Die Komponenten der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung können zusammen mit den Komponenten der Betriebsvorrichtung im Innenraum eines Lampensockels der Hochdruckentladungslampe untergebracht sein. Alternativ können die Komponenten der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung zusammen mit den Komponenten der Betriebsvorrichtung im Gehäuse eines separat zur Hochdruckentladungslampe angeordneten Betriebsgeräts untergebracht sein. Als weitere Alternative können die Komponenten der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung getrennt von den Komponenten der Betriebsvorrichtung angeordnet sein. Beispielsweise können die Komponenten der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung im Innenraum eines Lampensockels der Hochdruckentladungslampe untergebracht sein und die Komponenten der Betriebsvorrichtung können im Gehäuse eines separat von der Hochdruckentladungslampe angeordneten Betriebsgerätes untergebracht sein. The ignition device according to the invention is preferably designed as part of an operating device for a high-pressure discharge lamp. The components of the ignition device according to the invention can be accommodated together with the components of the operating device in the interior of a lamp cap of the high-pressure discharge lamp. Alternatively, the components of the ignition device according to the invention can be accommodated together with the components of the operating device in the housing of a separately arranged for high-pressure discharge lamp control gear. As a further alternative, the components of the ignition device according to the invention can be arranged separately from the components of the operating device. For example, the components of the ignition device according to the invention can be accommodated in the interior of a lamp cap of the high-pressure discharge lamp and the components of the operating device can be accommodated in the housing of an operating device arranged separately from the high-pressure discharge lamp.

Die Betriebsvorrichtung weist vorzugsweise einen Vollbrückenwechselrichter auf, in dessen Brückenzweig die Hochdruckentladungslampe und die erfindungsgemäße Zündvorrichtung geschaltet sind. Dadurch wechselt die Polarität des Lampenstrom im Schalttakt der Transistoren des Vollbrückenwechselrichters und es wird eine Trennung von positiven negativen Ionen im Entladungsplasma der Hochdruckentladungslampe vermieden. Außerdem kann dadurch die erfindungsgemäße Zündvorrichtung anstelle der herkömmlichen Impulszündvorrichtung in den bekannten Betriebsvorrichtungen eingesetzt werden. The operating device preferably has a full-bridge inverter, in whose bridge branch the high-pressure discharge lamp and the ignition device according to the invention are connected. As a result, the polarity of the lamp current changes in the switching cycle of the transistors of the full-bridge inverter and a separation of positive negative ions in the discharge plasma of the high-pressure discharge lamp is avoided. In addition, the ignition device according to the invention can be used instead of the conventional pulse ignition device in the known operating devices.

Vorteilhafterweise ist parallel zur Entladungsstrecke der Hochdruckentladungslampe mindestens ein Kondensator geschaltet. Mit Hilfe des mindestens einen Kondensators kann die Form der Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe verändert bzw. die Resonanzfrequenz des Zündtransformators verändert werden. u Der parallel zur Entladungsstrecke der Hochdruckentladungslampe geschaltete Kondensator kann zusätzlich oder alternativ zu dem bereits oben erwähnten, parallel zur Primär- oder Sekundärwicklung des Zündtransformators geschalteten Kondensator verwendet werden. Advantageously, at least one capacitor is connected in parallel with the discharge path of the high-pressure discharge lamp. With the aid of the at least one capacitor, the shape of the high-voltage pulses for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp can be changed or the resonance frequency of the ignition transformer can be changed. u The capacitor connected in parallel with the discharge path of the high-pressure discharge lamp can be used additionally or alternatively to the capacitor already mentioned above, which is connected in parallel with the primary or secondary winding of the ignition transformer.

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ist besonders vorteilhaft für Hochdruckentladungslampen verwendbar, die eine kapazitive Zündhilfe in Form einer elektrisch leitenden Beschichtung auf ihrem Lampengefäß besitzen. Durch diese kapazitive Zündhilfe wird die zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe erforderliche Zündspannung reduziert. Es genügen bereits hochfrequente Hochspannungsimpulse mit einer relativ geringen Amplitude von nur ca. 7 kV bis 10 kV, um die Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe zu zünden. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Zündvorrichtung zum Zünden der Gasentladung in einer Halogen-Metalldampf-Hochdruckentladungslampe verwendet, die als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer dient. The ignition device according to the invention is particularly advantageous for high-pressure discharge lamps usable, the capacitive ignition aid in Have the form of an electrically conductive coating on its lamp vessel. This capacitive starting aid reduces the ignition voltage required to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. High-frequency high-voltage pulses having a relatively low amplitude of only approximately 7 kV to 10 kV are sufficient to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. Preferably, the ignition device according to the invention is used to ignite the gas discharge in a metal halide high-pressure discharge lamp, which serves as a light source in a motor vehicle headlight.

III. Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleIII. Description of the preferred embodiments

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to two preferred embodiments. Show it:

1 Eine Schaltskizze einer Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik 1 A circuit diagram of an operating device and ignition device according to the prior art

2 Eine Schaltskizze einer Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung 2 A circuit diagram of an operating device and ignition device according to the first embodiment of the invention

3 Eine Schaltskizze einer Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung 3 A circuit diagram of an operating device and ignition device according to the second embodiment of the invention

4 Den zeitlichen Verlauf von drei Gruppen von Zündspannungsimpulsen, die mittels der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung erzeugt wurden 4 The time course of three groups of ignition voltage pulses, which were generated by means of the ignition device according to the invention

5 Den zeitlichen Verlauf einer Gruppe von Zündspannungsimpulsen, die mittels der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung erzeugt wurde 5 The time course of a group of ignition voltage pulses, which was generated by means of the ignition device according to the invention

In 2 zeigt eine Schaltskizze der Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Betriebs- und Zündvorrichtung sowie die Hochdruckentladungslampe sind Bestandteile eines Kraftfahrzeugscheinwerfers.In 2 shows a circuit diagram of the operating device and ignition device for a high-pressure discharge lamp according to the first embodiment of the invention. The operating and ignition device and the high-pressure discharge lamp are components of a motor vehicle headlight.

Die Betriebsvorrichtung besitzt einen Vollbrückenwechselrichter, der im Wesentlichen von vier Transistoren T1, T2, T3, T4 und deren Steuerschaltungen (nicht dargestellt) gebildet wird. Die Transistoren T1, T4 und T2, T3 bilden jeweils ein synchron schaltendes Transistorpaar T1, T4 bzw. T2, T3. Die beiden Transistorpaare T1, T4 und T2, T3 werden alternierend, üblicherweise mit einer vergleichsweise geringen Frequenz von ca. 500 Hz, ein- und ausgeschaltet. In den Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 sind die Hochdruckentladungslampe LA1 und die Sekundärwicklung N1 eines Zündtransformators der Zündvorrichtung für die Hochdruckentladungslampe LA1 geschaltet. Insbesondere sind die Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 und die Sekundärwicklung N1 in Serie im Brückenzweig angeordnet. An seinen Anschlüssen, die mit 0 V und +400 V bezeichnet sind, wird eine Gleichspannungsversorgung in Höhe von 400 V für den Vollbrückenwechselrichter T1, T2, T3, T4 bereitgestellt. Das elektrische Potenzial am Anschluss 0 V entspricht dem schaltungsinternen Massebezugspotenzial. Die Gleichspannungsversorgung wird in bekannter Weise mittels eines Hochsetzstellers (nicht abgebildet) aus der Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeugs generiert. Der zusätzlich vorhandene Anschluss –600 V der Betriebsvorrichtung wird für die Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht benötigt und wird daher von der Zündvorrichtung nicht genutzt. Das heißt die Verbindung J1 wird von der Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht genutzt. The operating device has a full-bridge inverter, which is essentially formed by four transistors T1, T2, T3, T4 and their control circuits (not shown). The transistors T1, T4 and T2, T3 each form a synchronously switching transistor pair T1, T4 and T2, T3. The two pairs of transistors T1, T4 and T2, T3 are switched on and off alternately, usually with a comparatively low frequency of about 500 Hz. In the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, the high-pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding N1 of an ignition transformer of the ignition device for the high-pressure discharge lamp LA1 are connected. In particular, the discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding N1 are arranged in series in the bridge branch. At its terminals, labeled 0V and +400V, a 400V DC power supply is provided to the full bridge inverter T1, T2, T3, T4. The electrical potential at connection 0 V corresponds to the in-circuit ground reference potential. The DC voltage supply is generated in a known manner by means of a boost converter (not shown) from the vehicle electrical system voltage of a motor vehicle. The additionally existing connection -600 V of the operating device is not required for the ignition device according to the first embodiment of the invention and is therefore not used by the ignition device. That is, the connection J1 is not used by the ignition device according to the first embodiment of the invention.

Die Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die an den Verbindungsstellen J2, J3 (2) mit dem Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 verbunden ist, besteht im Wesentlichen aus einem Transistor T5, insbesondere einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einem Zeittaktgeber (nicht abgebildet) zur Steuerung der Schaltvorgänge des Transistors T5 sowie einem Zündtransformator mit jeweils einer Primärwicklung N2 und einer Sekundärwicklung N1. Die Primärwicklung N2 des Zündtransformators ist in Serie zur Schaltstrecke des Transistors T5 geschaltet. Die Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators ist in Serie zur Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 geschaltet. The ignition device according to the first embodiment of the invention, which at the connection points J2, J3 ( 2 ) is connected to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, consists essentially of a transistor T5, in particular an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and a timing generator (not shown) for controlling the switching operations of the transistor T5 and an ignition transformer each having a primary winding N2 and a secondary winding N1. The primary winding N2 of the ignition transformer is connected in series with the switching path of the transistor T5. The secondary winding N1 of the ignition transformer is connected in series with the discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1.

Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 wird während der Einschaltdauer des Transistorpaares T1, T4 des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 mittels des Zeittaktgebers, beispielsweise mittels eines Timers des Typs NE555, der Transistor T5 der Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Dauer von ca. 16 µs mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beaufschlagt, so dass die Schaltstrecke des Transistors T5 während dieser Dauer achtmal ein- und ausgeschaltet wird. Im eingeschalteten Zustand der Schaltstrecke des Transistors T5 ist die Primärwicklung N2 des Zündtransformators über die eingeschalteten Transistoren T1, T4 des Vollbrückenwechselrichters mit der Gleichspannungsversorgung an den Anschlüssen 0 V und +400 V des Vollbrückenwechselrichters verbunden, so dass Strom durch die Primärwicklung N1 fließt. Beim Ausschalten des Transistors T5 wird der Stromfluss durch die Primärwicklung N2 unterbrochen. Durch diesen Ausschaltvorgang kommt es zu einer Spannungsüberhöhung entsprechend dem Induktionsgesetz. Diese Spannung erscheint an der Sekundärwicklung N1 entsprechend dem Windungsverhältnis N1/N2 hoch transformiert und wird einer Elektrode der Hochdruckentladungslampe LA1 als Zündspannungsimpuls zugeführt wird, um die Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 zu zünden. Während der Dauer von 16 µs wird der Transistor T5 achtmal ein- und ausgeschaltet, so dass während dieser Dauer acht Hochspannungsimpulse in der Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators induziert werden. Jeder dieser acht Hochspannungsimpulse ist eine Hochspannungsschwingung mit hoher Frequenz und abklingender Amplitude. In 5 ist eine solche Gruppe von acht Hochspannungsimpulsen dargestellt.For igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 during the turn-on of the transistor pair T1, T4 of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4 by means of the time clock, for example by means of a timer NE555, the transistor T5 of the ignition device according to the first embodiment of the invention for a duration of about 16 microseconds with high-frequency switching signals of 500 kHz applied, so that the switching path of the transistor T5 is turned on and off eight times during this period. In the switched-on state of the switching path of the transistor T5, the primary winding N2 of the ignition transformer is connected via the switched transistors T1, T4 of the full-bridge inverter to the DC voltage supply at the terminals 0 V and +400 V of the full-bridge inverter, so that current flows through the primary winding N1. When turning off the transistor T5, the current flow through the primary winding N2 is interrupted. This switch-off process occurs to a voltage overshoot according to the law of induction. This voltage appears to be highly transformed at the secondary winding N1 in accordance with the winding ratio N1 / N2, and is applied to an electrode of the high-pressure discharge lamp LA1 as the ignition voltage pulse to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1. During the period of 16 μs, the transistor T5 is turned on and off eight times, so that during this period eight high-voltage pulses are induced in the secondary winding N1 of the ignition transformer. Each of these eight high voltage pulses is a high voltage, high frequency, decaying amplitude oscillation. In 5 such a group of eight high-voltage pulses is shown.

Falls innerhalb der vorgenannten Dauer von ca. 16 µs die Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 erfolgreich gezündet hat, so wird mittels des Zeittaktgebers der Transistor T5 dauerhaft ausgeschaltet und die Zündvorrichtung dadurch deaktiviert. Nach dem Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 fließt der Lampenstrom über die Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators und die nun elektrisch leitfähige Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1. Die Polarität des Lampenstroms wird mit der Schaltfrequenz der Transistorpaare T1, T4 und T2, T3 des Vollbrückenwechselrichters periodisch mit einer vergleichsweise niedrigen Frequenz von 500 Hz umgepolt. If the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 has successfully ignited within the abovementioned duration of about 16 μs, the transistor T5 is permanently switched off by means of the time clock generator and the ignition device is thereby deactivated. After the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1, the lamp current flows via the secondary winding N1 of the ignition transformer and the now electrically conductive discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1. The polarity of the lamp current is reversed periodically with the switching frequency of the transistor pairs T1, T4 and T2, T3 of the full-bridge inverter with a comparatively low frequency of 500 Hz.

Falls innerhalb der oben genannten Dauer von ca. 16 µs keine Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 erfolgt ist, so wird der Transistor T5 nach einer Pause von ca. 100 µs während der Einschaltdauer des Transistorpaares T1, T4 des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 abermals mittels des Zeittaktgebers für eine weitere Dauer von ca. 16 µs mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beaufschlagt, um somit abermals eine Gruppe von acht Hochspannungsimpulsen in der Sekundärwicklung N1 zu induzieren und dadurch die Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 auszulösen. In 4 sind insgesamt drei Gruppen von jeweils acht Hochspannungsimpulsen dargestellt, die in einem Pausenintervall von ca. 100 µs aufeinander folgen. Im Fall eines Defekts wird die Zündvorrichtung nach einer bestimmten Anzahl von vergeblichen Zündversuchen mittels des Zeittaktgebers und des Transistors T5 abgeschaltet.If no ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 has taken place within the abovementioned duration of about 16 μs, then the transistor T5 will become active for a period of about 100 μs during the switch-on duration of the transistor pair T1, T4 of the full-bridge inverter T1, T2, T3 , T4 again applied by means of the timing clock for a further period of about 16 microseconds with high frequency switching signals of 500 kHz, thus again inducing a group of eight high voltage pulses in the secondary winding N1 and thereby trigger the ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp LA1. In 4 a total of three groups of eight high voltage pulses are shown, which follow each other in a pause interval of about 100 microseconds. In the case of a defect, the ignition device is switched off after a certain number of futile attempts by means of the timing clock and the transistor T5.

In 3 ist schematisch eine Schaltskizze der Betriebsvorrichtung und Zündvorrichtung für eine Hochdruckentladungslampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Betriebs- und Zündvorrichtung sowie die Hochdruckentladungslampe sind Bestandteile eines Kraftfahrzeugscheinwerfers. In 3 schematically a circuit diagram of the operating device and ignition device for a high-pressure discharge lamp according to the second embodiment of the invention is shown. The operating and ignition device and the high-pressure discharge lamp are components of a motor vehicle headlight.

Die Betriebsvorrichtung besitzt einen Vollbrückenwechselrichter, der im Wesentlichen von vier Transistoren T1, T2, T3, T4 und deren Steuerschaltungen (nicht dargestellt) gebildet wird. Die Transistoren T1, T4 und T2, T3 bilden jeweils ein synchron schaltendes Transistorpaar T1, T4 bzw. T2, T3. Die beiden Transistorpaare T1, T4 und T2, T3 werden alternierend, üblicherweise mit einer vergleichsweise geringen Frequenz von ca. 500 Hz, ein- und ausgeschaltet. In den Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 sind die Hochdruckentladungslampe LA1 und die Sekundärwicklung N1 eines Zündtransformators der Zündvorrichtung für die Hochdruckentladungslampe LA1 geschaltet. Insbesondere sind die Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 und die Sekundärwicklung N1 in Serie im Brückenzweig angeordnet. An seinen Anschlüssen, die mit 0 V und +400 V bezeichnet sind, wird eine Gleichspannungsversorgung in Höhe von 400 V für den Vollbrückenwechselrichter T1, T2, T3, T4 bereitgestellt. Das elektrische Potenzial am Anschluss 0 V entspricht dem schaltungsinternen Massebezugspotenzial. Die Gleichspannungsversorgung wird in bekannter Weise mittels eines Hochsetzstellers (nicht abgebildet) aus der Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeugs generiert. Der zusätzlich vorhandene Anschluss –600 V der Betriebsvorrichtung wird für die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht benötigt und wird daher von dieser Zündvorrichtung nicht genutzt. Das heißt die Verbindung J1 wird von der Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht genutzt. The operating device has a full-bridge inverter, which is essentially formed by four transistors T1, T2, T3, T4 and their control circuits (not shown). The transistors T1, T4 and T2, T3 each form a synchronously switching transistor pair T1, T4 and T2, T3. The two pairs of transistors T1, T4 and T2, T3 are switched on and off alternately, usually with a comparatively low frequency of about 500 Hz. In the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, the high-pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding N1 of an ignition transformer of the ignition device for the high-pressure discharge lamp LA1 are connected. In particular, the discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1 and the secondary winding N1 are arranged in series in the bridge branch. At its terminals, labeled 0V and +400V, a 400V DC power supply is provided to the full bridge inverter T1, T2, T3, T4. The electrical potential at connection 0 V corresponds to the in-circuit ground reference potential. The DC voltage supply is generated in a known manner by means of a boost converter (not shown) from the vehicle electrical system voltage of a motor vehicle. The additionally existing connection -600 V of the operating device is not needed for the ignition device according to the second embodiment of the invention and is therefore not used by this ignition device. That is, the connection J1 is not used by the ignition device according to the second embodiment of the invention.

Die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die an den Verbindungsstellen J2, J3 (3) mit dem Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 verbunden ist, besteht im Wesentlichen aus einem Transistor T5, insbesondere einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), und einem Zeittaktgeber ST zur Steuerung der Schaltvorgänge des Transistors T5 sowie einem Zündtransformator mit jeweils einer Primärwicklung N2 und einer Sekundärwicklung N1. Die Primärwicklung N2 des Zündtransformators ist in Serie zur Schaltstrecke des Transistors T5 geschaltet. Die Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators ist in Serie zur Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 geschaltet. Zusätzlich weist die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine aus vier Dioden bestehende Gleichrichterbrücke D1, D2, D3, D4 auf, die als Verpolungsschutz für den Transistor T5 bzw. für die Steuerung des Transistors T5 mittels des Zeittaktgebers ST dient. An die Gleichspannungsausgänge der Gleichrichterbrücke D1, D2, D3, D4 sind ein Anschluss des Zeittaktgebers ST und die Serienschaltung bestehend aus der Primärwicklung N2 und der Schaltstrecke des Transistors T5 angeschlossen. Die Spannungseingänge der Gleichrichterbrücke D1, D2, D3, D4 sind an den Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 angeschlossen. Dadurch fließt durch die Primärwicklung N2 bei eingeschalteter Schaltstrecke des Transistors T5 ein Gleichstrom mit einer Polarität, die unabhängig von der Polung der Spannung im Brückenzweig des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 ist. Die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat daher den Vorteil, dass sie sowohl während der Einschaltdauer des Transistorpaars T1, T4 als auch während der Einschaltdauer des anderen Transistorpaars T2, T3 Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 generieren kann. Abgesehen von diesem Vorteil, den die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gegenüber der Zündvorrichtung gemäß dem in 2 abgebildeten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat, funktioniert die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf die gleiche Weise wie die Zündvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. The ignition device according to the second embodiment of the invention, which at the junctions J2, J3 ( 3 ) is connected to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4, consists essentially of a transistor T5, in particular an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and a timing clock ST for controlling the switching operations of the transistor T5 and an ignition transformer each having a primary winding N2 and a secondary winding N1. The primary winding N2 of the ignition transformer is connected in series with the switching path of the transistor T5. The secondary winding N1 of the ignition transformer is connected in series with the discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1. In addition, the ignition device according to the second embodiment of the invention comprises a four-diode rectifier bridge D1, D2, D3, D4, which serves as reverse polarity protection for the transistor T5 and for the control of the transistor T5 by means of the timing clock ST. To the DC outputs of the Rectifier bridge D1, D2, D3, D4 are a terminal of the timing clock ST and the series circuit consisting of the primary winding N2 and the switching path of the transistor T5 connected. The voltage inputs of the rectifier bridge D1, D2, D3, D4 are connected to the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4. As a result, flows through the primary winding N2 with switched-on switching path of the transistor T5, a direct current with a polarity which is independent of the polarity of the voltage in the bridge branch of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4. The ignition device according to the second exemplary embodiment of the invention therefore has the advantage that it can generate high-voltage pulses for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 both during the switch-on period of the transistor pair T1, T4 and during the switch-on period of the other transistor pair T2, T3. Apart from this advantage, the ignition device according to the second embodiment of the invention over the ignition device according to the in 2 illustrated first embodiment of the invention, the ignition device according to the second embodiment of the invention works in the same manner as the ignition device according to the first embodiment of the invention.

Zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 mittels der in 3 abgebildeten Zündvorrichtung wird während der Einschaltdauer des Transistorpaares T1, T4 oder während der Einschaltdauer des anderen Transistorpaares T2, T3 des Vollbrückenwechselrichters mit Hilfe des Zeittaktgebers ST, der beispielsweise ein Timer des Typs NE555 ist, der Transistor T5 der Zündvorrichtung für eine Dauer von ca. 16 µs mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beaufschlagt, so dass die Schaltstrecke des Transistors T5 während dieser Dauer achtmal ein- und ausgeschaltet wird. Im eingeschalteten Zustand der Schaltstrecke des Transistors T5 ist die Primärwicklung N2 des Zündtransformators über die Gleichrichterbrücke D1, D2, D3, D4 und entweder über das Transistorpaar T1, T4 oder über das andere Transistorpaar T2, T3 des Vollbrückenwechselrichters mit der Gleichspannungsversorgung an den Anschlüssen 0 V und +400 V des Vollbrückenwechselrichters verbunden, so dass ein Gleichstrom durch die Primärwicklung N1 fließt. Beim Ausschalten des Transistors T5 wird der Stromfluss durch die Primärwicklung N2 unterbrochen. Durch diesen Ausschaltvorgang kommt es zu einer Spannungsüberhöhung entsprechend dem Induktionsgesetz. Diese Spannung erscheint an der Sekundärwicklung N1 entsprechend dem Windungsverhältnis N1/N2 hoch transformiert und wird einer Elektrode der Hochdruckentladungslampe LA1 als Zündspannungsimpuls zugeführt wird, um die Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 zu zünden. Während der Dauer von 16 µs wird der Transistor T5 achtmal ein- und ausgeschaltet, so dass während dieser Dauer acht Hochspannungsimpulse in der Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators induziert werden. Jeder dieser acht Hochspannungsimpulse ist eine Hochspannungsschwingung mit abklingender Amplitude. In 5 ist eine solche Gruppe von acht Hochspannungsimpulsen dargestellt. For igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 by means of the in 3 During the turn-on time of the transistor pair T1, T4 or during the turn-on time of the other transistor pair T2, T3 of the full-bridge inverter with the aid of the time clock ST, which is for example a NE555-type timer, the firing device transistor T5 is activated for a duration of approximately 16 seconds μs are supplied with high-frequency switching signals of 500 kHz, so that the switching path of the transistor T5 is switched on and off eight times during this period. In the on state of the switching path of the transistor T5, the primary winding N2 of the ignition transformer via the rectifier bridge D1, D2, D3, D4 and either via the transistor pair T1, T4 or the other transistor pair T2, T3 of the full-bridge inverter with the DC power supply to the terminals 0 V. and + 400V of the full-bridge inverter so that a direct current flows through the primary winding N1. When turning off the transistor T5, the current flow through the primary winding N2 is interrupted. This switch-off process causes a voltage increase in accordance with the law of induction. This voltage appears to be highly transformed at the secondary winding N1 in accordance with the winding ratio N1 / N2, and is applied to an electrode of the high-pressure discharge lamp LA1 as the ignition voltage pulse to ignite the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1. During the period of 16 μs, the transistor T5 is turned on and off eight times, so that during this period eight high-voltage pulses are induced in the secondary winding N1 of the ignition transformer. Each of these eight high voltage pulses is a high voltage oscillation with decaying amplitude. In 5 such a group of eight high-voltage pulses is shown.

Falls innerhalb der vorgenannten Dauer von ca. 16 µs die Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 erfolgreich gezündet hat, so wird mittels des Zeittaktgebers ST der Transistor T5 dauerhaft ausgeschaltet und die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch deaktiviert. Nach dem Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 fließt der Lampenstrom über die Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators und die nun elektrisch leitfähige Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1. Die Polarität des Lampenstroms wird mit der Schaltfrequenz der Transistorpaare T1, T4 und T2, T3 des Vollbrückenwechselrichters periodisch mit einer vergleichsweise niedrigen Frequenz von 500 Hz umgepolt. If the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 has successfully ignited within the abovementioned duration of about 16 μs, the transistor T5 is switched off permanently by means of the timing clock ST and the ignition device according to the second exemplary embodiment of the invention is thereby deactivated. After the ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1, the lamp current flows via the secondary winding N1 of the ignition transformer and the now electrically conductive discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1. The polarity of the lamp current is reversed periodically with the switching frequency of the transistor pairs T1, T4 and T2, T3 of the full-bridge inverter with a comparatively low frequency of 500 Hz.

Falls innerhalb der oben genannten Dauer von ca. 16 µs keine Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 erfolgt ist, so wird der Transistor T5 nach einer Pause von ca. 100 µs während der Einschaltdauer des Transistorpaares T1, T4 des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 abermals mittels des Zeittaktgebers ST für eine weitere Dauer von ca. 16 µs mit hochfrequenten Schaltsignalen von 500 kHz beaufschlagt, um somit abermals eine Gruppe von acht Hochspannungsimpulsen in der Sekundärwicklung N1 zu induzieren und dadurch die Zündung der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe LA1 auszulösen. In 4 sind insgesamt drei Gruppen von jeweils acht Hochspannungsimpulsen dargestellt, die in einem Pausenintervall von ca. 100 µs aufeinander folgen. Im Fall eines Defekts wird die Zündvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach einer bestimmten Anzahl von vergeblichen Zündversuchen mittels des Zeittaktgebers ST und des Transistors T5 abgeschaltet.If no ignition of the gas discharge in the high-pressure discharge lamp LA1 has taken place within the abovementioned duration of about 16 μs, then the transistor T5 will become active for a period of about 100 μs during the switch-on duration of the transistor pair T1, T4 of the full-bridge inverter T1, T2, T3 , T4 again by means of the timing clock ST for a further period of about 16 microseconds with high frequency switching signals of 500 kHz applied, thus again a group of eight high voltage pulses in the secondary winding N1 to induce and thereby trigger the ignition of the gas discharge in the high pressure discharge lamp LA1. In 4 a total of three groups of eight high voltage pulses are shown, which follow each other in a pause interval of about 100 microseconds. In the case of a defect, the ignition device according to the second embodiment of the invention is switched off after a certain number of futile attempts by means of the timing clock ST and the transistor T5.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher beschriebenen Ausführungsbeispiele. Insbesondere sind die in den Ausführungsbeispielen genannten Zahlenwerte für die Schaltfrequenz der Transistorpaare des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4, die Schaltfrequenz des Transistors T5 der Zündvorrichtung und die daraus resultierende Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge des Transistors T5 während eines jeden Zündversuchs sowie die Pausendauer zwischen zwei Gruppen von hochfrequenten Hochspannungsimpulsen bzw. zwischen zwei Zündversuchen nur als Beispiele anzusehen. Die Schaltfrequenz der Transistorpaare des Vollbrückenwechselrichters T1, T2, T3, T4 wird üblicherweise niedrig, im Bereich von ca. 100 Hz bis 1 kHz, gewählt, um die Polarität des Lampenstroms durch die Hochdruckentladungslampe mit entsprechend geringer Frequenz periodisch umzupolen, so dass keine akustischen Resonanzen im Entladungsplasma der Hochdruckentladungslampe angeregt werden. Die Schaltfrequenz des Transistors T5 der Zündvorrichtung liegt im Hochfrequenzbereich, das heißt im Bereich von ca. 100 kHz bis 10 MHz, um entsprechend hochfrequente Zündspannungsimpulse bzw. Hochspannungsimpulse zum Zünden der Gasentladung in der Hochdruckentladungslampe zu erzeugen. Die Schaltfrequenz des Transistors T5 ist auf die Impedanz des Zündtransformators N1, N2 abgestimmt. Parallel zur Primärwicklung N2 oder zur Sekundärwicklung N1 des Zündtransformators oder parallel zur Entladungsstrecke L der Hochdruckentladungslampe LA1 kann ein Kondensator (nicht abgebildet) geschaltet sein, um die Form und Amplitude der Hochspannungsimpulse sowie die Resonanzfrequenz zu verändern. Die Schaltfrequenz des Transistors T5 kann insbesondere auf die Resonanzfrequenz des von den Transformatorwicklungen N1, N2 und dem vorgenannten Kondensator gebildeten Schwingkreises abgestimmt sein Die Zündvorrichtung oder die komplette Betriebsvorrichtung inklusive Zündvorrichtung können im Lampensockel der zu betreibenden Hochdruckentladungslampe untergebracht sein. The invention is not limited to the embodiments described in detail above. In particular, the numerical values for the switching frequency of the transistor pairs of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4 mentioned in the exemplary embodiments are the switching frequency of the transistor T5 of the ignition device and the resulting number of turns on and off of the transistor T5 during each ignition attempt, as well as the pause duration between two groups of high-frequency high-voltage pulses or between two ignition attempts only as examples. The switching frequency of the transistor pairs of the full-bridge inverter T1, T2, T3, T4 is usually low, in the range of about 100 Hz to 1 kHz, chosen to match the polarity of the lamp current through the high pressure discharge lamp periodically repost low frequency, so that no acoustic resonances are excited in the discharge plasma of the high pressure discharge lamp. The switching frequency of the transistor T5 of the ignition device is in the high frequency range, that is in the range of about 100 kHz to 10 MHz, to generate correspondingly high-frequency ignition voltage pulses or high voltage pulses for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp. The switching frequency of the transistor T5 is tuned to the impedance of the ignition transformer N1, N2. A capacitor (not shown) may be connected in parallel to the primary winding N2 or to the secondary winding N1 of the ignition transformer or parallel to the discharge path L of the high-pressure discharge lamp LA1 in order to change the shape and amplitude of the high-voltage pulses and the resonance frequency. The switching frequency of the transistor T5 can in particular be matched to the resonance frequency of the resonant circuit formed by the transformer windings N1, N2 and the aforementioned capacitor. The ignition device or the complete operating device including ignition device can be accommodated in the lamp base of the high-pressure discharge lamp to be operated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0975007 A1 [0002]

Claims

Ignition device for a high-pressure discharge lamp with an ignition transformer for generating the ignition voltage required for igniting the gas discharge in the high-pressure discharge lamp (LA1), wherein the ignition transformer has at least one primary winding (N2) inductively coupled to at least one secondary winding (N1) of the ignition transformer, characterized in that the ignition device has a semiconductor switch (T5) which can be controlled by high-frequency control signals, by means of whose switching path the current flow through the at least one primary winding (N2) can be switched on and off at high frequency during the ignition phase of the high-pressure discharge lamp (LA1).

Ignition device according to claim 1, wherein a timing clock (ST) for controlling the switching operations of the semiconductor switch (T5) is provided.

Ignition device according to claim 2, wherein the timing clock (ST) to a control electrode of the semiconductor switch (T5) connected and adapted to generate the high-frequency control signals.

Ignition device according to one of claims 1 to 3, wherein the high-frequency control signals are formed as control signals in the frequency range of 100 kHz to 10 MHz.

Ignition device according to one of claims 1 to 4, wherein a rectifier bridge (D1, D2, D3, D4) is provided as reverse polarity protection for the semiconductor switch (T5).

Ignition device according to one of claims 1 to 5, wherein at least one capacitor is provided, which is connected in parallel to at least one primary winding (N2) or at least one secondary winding (N1) of the ignition transformer.

Operating device for a high-pressure discharge lamp (LA1) with an ignition device according to one of Claims 1 to 6.

Operating device according to claim 7, wherein the operating device comprises a full-bridge inverter (T1, T2, T3, T4), in the bridge branch of the high-pressure discharge lamp (LA1) and the ignition device are connected.

Operating device according to claim 8, wherein at least one capacitor is provided which is connected in parallel to the discharge path (L) of the high-pressure discharge lamp (LA1).