[发明专利]驱动高压气体放电灯的电路装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动高压气体放电灯的电路装置和方法。此外，本 发明涉及一种包括高压气体放电灯和具有这种电路装置的灯单元以及 一种具有这种灯单元的前灯(head light)。

背景技术

这种高压气体放电灯基本上包括两个电极伸入其中的放电灯管，通 常来说这两个电极布置在放电灯管的相对侧上，其中电极连接到电源线 并且到达布置在放电灯管的密封部分，通过该电源线灯可以连接到用来 提供电源的电路装置。放电灯管填充了气体，通常是相对高压的稀有气 体或稀有气体混合物。这种高压气体放电灯的典型例子是所谓的HID灯 (高强度放电灯)，尤其是MPXL(微功耗氙光)灯，它们主要是用于 汽车的车头灯。在这种灯中点燃的电弧产生了高温，从而原则上导致放 电灯管中的稀有气体以及添加的例如汞和金属卤素混合物材料发光。通 常借助于高压脉冲点燃灯中的电弧。放电外壳中的气体压力越高，这种 灯的发光功效越高。但是不利的是，越高气体的压力也需要越高的击穿 电压，即在更高压力下，应当向高压气体放电灯的电极施加更高的电压 以点燃该灯。通常，击穿电压是几千伏；例如，最新一代高压气体放电 灯的击穿电压为20kV的数量级。只要灯被点燃，就应当在所谓的接替 (take-over)过程中将其引导到稳定运行。在这个接替过程中，灯电极加 热到稳定运行的典型温度。在接替过程以及在稳定运行中，需要明显更 低的电压维持电弧。这里，通常将一般地在几百伏范围中的电压施加给 电极用于接替(take over)，而将低于100V的电压用于稳定运行。

为了适当地驱动高压气体放电灯，在点燃和随后的运行过程中，需 要合适的电路装置。这些电路装置具有用于不同电压电势以及提供点燃 灯的某个电压的端子。所需的电压电势通常由标记为电子镇流器的灯的 运行装置提供，该电子镇流器被依次连接到例如汽车的电气系统。在电 路装置内，通过电连接将用于不同电压电势的这些端子连接到用于高压 气体放电灯的端子。此外，这种电路装置具有点火装置，在输入侧其被 连接到点燃灯的电压电源的端子，而在输出侧其被连接到高压气体放电 灯的其中一个端子。将适当的电压施加给点火装置中特别装配的端子在 点火装置内产生了适当的高电压，其中电压暂时位于在高压气体放电灯 的相关端子上，由此提供对灯的点燃。由于电路装置主要起到点燃灯的 作用，所以它通常也叫做“点火模块”。

一旦被点燃，则高压气体放电灯例如以具有频率为大约100Hz的方 波信号运行。在灯点燃过程中，可能产生在大约10MHz到大约1000MHz 范围中的电磁辐射。这些干扰可能导致与车辆中其他电子装置的电磁干 扰(EMI)。

一般来说，在汽车中只允许发射非常低等级的电磁干扰，使得车辆 内某些部件的控制不受干扰。这些也可以是例如安全相关的部件。此外， 在87和108MHz之间的FM频率范围中的干扰会降低在上述频率范围中 无线电接收的质量和可能性，由此直接影响了终端用户(汽车驾驶员和 乘客)的驾驶舒适度。此外，在从45到820MHz的整个TV范围之内以 及在30MHz到1000MHz范围中的移动服务的整个范围内，应当尽可能 地避免干扰。上述设计的其他进一步的问题是，在灯点燃过程中高压电 势的极快变化产生了持续时间仅为几纳秒且振幅大约为100V的干扰脉 冲。这里，在电路装置和镇流器之间的端子上，电压高达1000V以上。 这种干扰脉冲通常也叫做“假信号(glitch)”。然后，这种假信号脉冲 可能通过连接线朝着镇流器传播，并损害或者甚至完全破坏镇流器或镇 流器部件。

在US2005/0001559A1中描述了一种特别滤除FM波段中干扰的电 路装置，其中电感器布置在紧靠用于第一和第二电压电势的第一和第二 端子以及用于在电连接中提供点火电压的第三端子之后的输入侧上，其 中电感器彼此耦合，使得它们形成了电流补偿的扼流圈或者“共模扼流 圈”。在一种修改中，建议使用具有三个绕组的合适的电流补偿扼流圈 提供第三电压电势和点火装置，在用于第一和第二电压电势的第一和第 二端子的电连接线中以及到第三端子的电连接中，其互连所有的三个端 子或电连接。而且，在简化的实施例中，建议通过具有两个绕组的普通 电流补偿扼流圈，仅仅彼此耦合用于第一电压电势的第一端子和用于第 二电压电势的第二端子。