JPH06505594A - 気体放電管を作動する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気体放電管を作動　る装置 従来技術 本発明は主請求の範囲の上位概念に示された気体放電管の作動装置に関する。専 門誌ＥＬＥＫＴＯＲ，６巻、１９ｓｓ、”Ｌｅｖｃｈｔｓｔｏｆｆａｍｐｅｎ− Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ”第１４〜１９頁に、気体放電管を作動するための電子的 安定器装置が示されている。この安定器装置は電圧変換器を含み、この電圧変換 器が所定の入力電圧を例えば電源電圧を所定の出力交流電圧へ変換する。この電 圧変換器の出力側にブリッジ回路が接続されている。このブリッジ回路はハーフ ブリッジとして構成されており、その対角分岐に気体放電管が接続されている。

電圧変換器はトランスを含み、このトランスが、入力側の電圧とブリッジ回路と の間の電位分離を保証する。気体放電管とこの放電管に隣り合って設けられてい る素子たとえば照明器具との間の回避できない漂遊容量に起因して、放電管とこ の素子との間にゼロＶの平均電位が設定される。

気体放電管を作動するための別の適切な電圧変換器が、Ｕ、ＴｒＥＴＺＥお、、 ｌ：びＣＨ，５ＣＨＥＮＫ。

“半導体回路技術”第６版、１９８３．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ出版、第５４５〜５５ ２頁に示されている。電圧変換器の例えば昇圧変換器の基本回路および、電位分 離を行なわないインバータならびに、シングルエンディラド速断形変換器、シン グルエンディラド順方内形変換器、およびトランスによる電位分離を有するプッ シュプル変換器が示されている。

気体放電管の作動の際に注意すべきことは、イオン漂遊を回避する目的で、放電 管を流れる直流成分が現われないことである。既に１９３８年に専門書、Ｄｒ。

Ｗ、ＵＹＴＥＲＨＯＶＥＮ著、“電気気体放電管”。

Ｓｐｒｉｎｇｅｒ出版、１９３８．第２４９〜２５２頁に以下の記載が示されて いる。即ちナトリウム高圧放電管の例で気体放電管の寿命が、特にナトリウムイ オンと放電管本体との相互作用により讐しく制限されることが示されている。

本発明の課題は、気体放電管の高い寿命を可能にする、気体放電管の作動装置を 提供することである。

この課題は主請求の範囲の特徴部分の構成により解決されている。

発明の効果 本発明の装置は次の認識にもとづ（。即ち放電管と、電位を導びくことのできる 、放電管に隣り合って設けられている少なくとも１つの素子との間のゼロＶの平 均電位が、不所望のイオン移動を例えば放電管本体の中へのイオンの拡散を確実 に阻止するためには、必ずしもすべての場合に十分でないということである。こ の種の素子は例えば放電管のガラス管また照明器具−この中に放電管が組み込ま れている−である。しかしこの素子は照明具器だけに限定されない、この素子は 放電管の周囲における素子である１重要なことはこの素子が電位を導び（ことが できて、その結果、放電管とこの素子との間に電界が発生され得る。そのためこ の素子が導電性である必要はない、電荷の中和だけを行なえるようにする必要が ある。素子を、変換器の出力側の、他方の端子よりも正の電位の現われる方の端 子と接続する本発明の構成により、実験の結果、明らかにされたことは、放電管 本体へのイオンの拡散が少なくとも低減されることである。これにより、一方で は変色のまたは送出されるビームの低減により与えられ、他方、極端な場合は放 電管の断線により定められる気体放電管の寿命が高まる。

本発明による装置の有利な構成が従属形式の請求項に示されている。

電圧変換器の著しく簡単な実現は、次のようなインバータにより可能となる。即 ちこのインバータにおいては入力直流電圧源の負の極が、正の電位の現われる方 の出力側端子と接続されている。この構成は、入力直流電圧源の負の極が電気的 な装置アースと接続されている場合に有利である。何故ならば放電管に隣り合う 素子もこの装置アースと接続されていることが多いからである。そのためインバ ータの負の出力電圧よすも、この回路アースに接続されている素子は常に正の電 位を有するや 有利な構成は、電圧変換器を、分離形トランスを有する変換器として実現するこ とであるや入力直流電圧源とブリッジ回路との間の電位分離は、放電管に隣り合 う素子を電圧変換器の出力側における正の端子との簡単な接続を可能にする。

本発明による装置は、自動車のヘッドライトの中に設けられる高圧気体放電管の 作動のために適している。

この場合、放電管に隣り合う素子はヘッドライトである。ヘッドライトを全部、 プラスチックから実現する場合、ヘッドライトの場所へ自動車車体が結合される 。

次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図面 第１図は電位分離のない簡単な電圧変換器を有する気体放電管のための電子前置 回路装置の図である。第２図は電位分離のないインバータを有する実施例の図で ある。第３図は、トランジスタによる電位分離を有する電圧変換器を備えた実施 例の図である。

第１図に、ブリッジ回路１２の対角辺１１に設けられている気体放電管１０が示 されている。ブリッジ１２はそれぞれ２つの直列に接続されたスイッチング手段 １３，１４．１５．１６を含む。この直列接続体はそれぞれ、第１のおよび第２ のブリッジ入力線路１７゜１８の間に接続されている。ブリッジ対角辺１１は、 一方の直列接続体のスイッチング手段１３．１４の接続点と、他方の直列接続体 のスイッチング手段１５゜１６の接続点との間に接続されている。

電子的な前置切り換え装置は、電圧変換器１９を含む、この電圧変換器は所定の 入力電圧を、変換器１９の出力側２０に現われる所定の電圧へ変換する。第１図 に入力電圧２１の実施例として電池が設けられており、その正の極２２はコイル ２３と接続されている。

コイル２３の他方の端子と電池２１の負の極２４との間に、電圧変換器−スイッ チング手段２５が設けられている。コイル２３と電圧変換器−スイッチング手段 ２５との接続点に、ダイオード２６の陽極端子が接続されている。ダイオード２ ６の陰極は電圧変換器１９の出力側２０における第１端子２７と接続されている 。

第１端子２７に、電圧変換器１９の出力側２０における第２の端子２８よりも正 の電位が現われる。第２端子２８は、電池２１の負の極２４とも、電圧変換器− スイッチング手段２５とも、接続されている。電圧変換器１９の出力側２０にお ける第１端子２８と第２端子２８との間に、平滑コンデンサ２９が接続されてい る。

出力側２０における第１端子２７は第１のブリッジ入力線路１７と接続されてい る。出力側２０における第２端子は第２のブリッジ入力線路１８と接続されてい る。スイッチング手段１３，１４．１５．１６のおよび電圧変換−スイッチング 手段２５の電子的操作の目的で、相応の制御信号を送出する制御回路３０が設け られている。制御回路３０は第１の端子２７と接続されている。

電圧変換器１９の出力側２０の第１の端子２７に正の電位が現われる。この端子 に、放電管１０に電位を導び（ことのできる隣り合う部材３１が接続されている 。この電位は放電管１０と部材３１との間に電界３２を形成できる。部材３１の 電位は、放電管１０に現われる電位よりも常に正である。

第２図において、第１図に示された素子と機能が一致する素子は、それぞれ同じ 参照記号で示されている。

第１図と第２図に示されている、電子的安定器装置の回路図の基本的な相違点は 、電圧変換器１９の異なる構成にある。第１図に比較して、コイル２３の装置が 、電圧変換器−スイッチング手段２５の装置と入れ替えられている。そのためス イッチング手段２５が電池２１の正の極２２と直接接続され、他方、コイル２３ はスイッチング手段２５の他方の端子に接続され、ここから電池の負の極２４へ 導びかれている。ダイオード２６の接続も変更されており、その陽極が第２図に おいては、電圧変換器１９の出力側２０の第１端子２７に接続されている。コン デンサ２９が所定の極性を宥するコンデンサである限り、第２図におけるその端 子は第１図における端子とは入れ替える必要がある。第２図における部材３１は 、電圧変換−１９の出力側２０の第２端子２８と接続されている。この第２端子 ２８は、端子２７よりも正の電位を有する。第２端子２８は電池２１の負の極２ ４と接続されている。この負の極は同時に装置のアース３３へ接続されている。

第３図に電子安定器装置のもう１つの実施例が示されている。このスイッチング 装置は、第１図と第２図に示された回路図とは電圧変換器１９の点で異なる。

第１図および第２図に示された素子に相応する第３図の素子には同じ参照記号が 付されている。第１図および第２図に示されているコイル２３ではなく、第３図 においては絶謙形トランス３４が設けられており、その１次巻線３５は、一方で は電池２１の正の極２２と接続されており、他方では電圧変換器−スイッチング 手段２５と接続されている。スイッチング手段２５は電池２１の食の極２４と接 続されている。この負の極は装置３３と接続されている。トランス３４の２次巻 線３６は、一方ではダイオード２６を介して、電圧変換器１９の出力側２０にお ける第１端子２７と接続されでおり、他方ではｌＩ２端子２８と直接接続されて いる。ダイオード２６の陰極は第１端子２７に接続されている。ダイオード２６ のこの極性の下に出力側２０の第１端子２７に、第２端子２８に関連づけて正の 電位が加えられている。素子３１は第１端子２７と接続されている。

第１図に示された本発明による装置は次のように動作する： 電圧変換器１９は電源２１の電圧を、気体放電管ｌＯの作動に必要とされる電圧 へ変換する。電圧変換器１９はその出力側２０に直流電圧を送出する。電源２１ として例えば（商用）交流電圧が設けられている。

この交流電圧は、電圧変換器へ導ひかれる前に、まず最初に整流される。電源２ １として例えば、所定の直流電圧を有する図示の電池を設けることもできる。第 １図に示された電圧変換器１９の、およびＩＪ２図および図３に示された実施の 動作に関しては、冒頭に述べた従来技術−専門書、Ｕ、ＴＩＥＴＺＥ　ｕｎｄ　 ＣＨ，５ＣＨＥＮＫ、’Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒ−８ｃｈａｌｔｕｎｇｓｔｅｃｈ ｎｉｋ”−に示されている。

そのため第１図に示された電圧変換器１９は例えば昇圧変換器として形成されて おり、電池２１と出力側２０との間は電位絶縁構成が設けられていない、コイル ２３のインダクタンスならびにコンデンサ２９の容ｌは前記の刊行物における式 からめることができる。

出力電圧は、電圧変換器−スイッチング手段２５のオン状態とオフ状態との比に より実質的に設定される。

この比の値は、制御回路１３から相応の投入接続信号が導びかれることにより得 られる。この比の値は制御回路を、第１の端子２７に現われる電圧変換器１９の 出力電圧に依存して、設定する。

電圧変換器１９の出力（［Ｉ２０の両方の端子２７，２８に現われる直流電圧は 、ブリッジ回路１２の両方のブリッジ入力線路１７．１８を介して導びかれる。

ブリッジ回路１２は図示の実施例においてはＨ形ブリッジとして構成されている 。このブリッジにおいてはそれぞれ２つのスイッチング手段１３，１４；１５． １６が両方のブリッジ入力線路１７．１８の間に直列に接続されている。スイッ チング手段１３．１４．　、１５　。

、１６は、電圧変換器−切り換え手段２５と同様に、例えばスイッチングトラ： ノジスタたとえば電界効果トランジスタである。放電管１０はブリッジ対角辺１ １の中に接続されている。この対角辺は、一方のスイッチング手段１３．１４と 他方のスイッチング手段１５゜１６との両方の接続線路の間に、接続されている 。制御回路３０により与えられる、スイッチング手段１３゜１４．１５．１６の 時間制御により放電管１０は、電圧変換器１９の出力側に存在する直流電圧から 導出される交流電圧により、作動される。第１図に示されている状態においては 、スイッチング手段１４．１５が閉じられており、スイッチング手段１３．１６ が開かれている。次の動作時相においてはスイッチング手段１４．１５が開かれ スイッチング手段１３．１６が閉じられる。制御の際に注意すべきことは、放電 管１０を流れる電流が平均値のないことである。このことは、スイッチング手段 １３，１４．１５．１６のためのスイッチング時間をそれぞれ等しい長さにする ことにより、達成される。第１図に示された、４つのスイッチング手段１３．１ ４．１５．１６を宵するブリッジ回路１２に代えて、直列に接続されている２つ のスイッチング手段がそれぞれコンデンサにより置き換えられるハーアブシジン 回路も適している。放電管１０の作動のために必要とされる別の素子は、例えば 放電管の中を流れる電流を制限するための、または放電管１０の点弧のための素 子は図示されていない、何故ならばこれらの素子は本発明に対しては重要度が低 いからである。

放電管とこれに隣り合う少な（とも１つの素子３１との間の漂遊容量に起因して 、この素子３１と放電管１０との間に電界が形成されることがある。素子３１は 例えば、放電管１０の収容されている放電管の管または照明器具である。照明器 具が全部プラスチックから形成されている時は、照明器具のほかの別の素子も素 子３１として作用することがある。

第１図に示された電子前置装置の実施例において、放電管ｌＯとこれに隣り合っ て設けられた素子３１との間の前述の漂遊容量に起因して、平均値ゼロを有する 電界３１が生ずることがある。この構成は、素子３１が、第１図に示された回路 装置のいずれかの回路点との導電接続を有していないことを前提とする。本発明 によれば、第３図に示されている電圧変換器１９の構成は、電′ｓ２１と変換器 １９の出力側２０との間の電位が絶縁できる利点を剪する。この利点を絶縁形ト ランス３４が可能にする。第３図に例として速断形変換器回路が示されている。

トランスによる電位絶縁の特別の利点は、素子３１が装置アース３３または作動 アースと接続されているか否かに関係なく、この素子３１が、端子２７．２８よ りも正の電位を有する電圧変換器１９の出力側２０の端子２７．２８と常に簡単 に接続されることである。

ＦＩＧ、２ フロントページの続き （７２）発明者　ヤーコプ、　ヴオルフガングドイツ連邦共和国　Ｄ−７２４０ ホルダ　アムゼルヴエーク　６５

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．エネルギー源の直流電圧を所定の出力電圧へ変換する電圧変換器を備え、該 変換器の出力側に接続されたブリッジ回路を備え、該ブリッジ回路のブリッジ対 角辺の中に気体放電管が接続されており、さらに該気体放電管に隣り合って設け られた少なくとも１つの、電位を導びくことのできる素子を備え、該素子は気体 放電管と該素子との間に電界を発生できるように設けられている形式の、気体放 電管の作動装置において、 電圧変換器（１９）が所定の直流電圧をブリッジ回路（１２）へ送出し、前記素 子（３１）が電圧変換器（１９）の出力側（２０）における、他方の端子（２７ ，２８）よりも正の電位の現われる方の端子（２７，２８）と接続されているこ とを特徴とする、気体放電管の作動装置。
2. ２．電圧変換器（１９）がインバータであり、電圧（２１）の負の極（２４）が 前記の素子（３１）と接続されている、請求の範囲１記載の装置。
3. ３．インバータ（１９）が、電源（２１）の正の極（２２）に接続された電圧変 換器−スイッチング手段（２５）を含み、さらに電源（２１）の負の極（２４） に接続されたコイル（２３）を含み、スイッチング手段（２５）とコイル（２３ ）との接続点にダイオード（２６）が接続されており、該ダイオードの陽極が電 圧変換器（１９）の出力側（２０）における第１端子（２７）と接続されており 、該第１端子に、第２端子（２８）よりも負の電位が現われる、請求の範囲２記 載の装置。
4. ４．電圧変換器（１９）が絶縁トランス（３４）を含む、請求の範囲１記載の装 置。
5. ５．電圧変換器（１９）が阻止形変換器として実現されている、請求の範囲４記 載の装置。
6. ６．電源（２１）の負の極（２４）が電気的な装置アース（３３）と接続されて おり、該アースに前記の素子（３１）が接続されている、請求の範囲２から５ま でのいずれか１項記載の装置。
7. ７．電源（２１）として電池が設けられている、請求の範囲２から７までのいず れか１項記載の装置。
8. ８．装置が車両において使用され、車両においては気体放電管（１０）が少なく とも１つのヘッドライトの中に設げられている、請求の範囲１から７までのいず れか１項記載の装置。
9. ９．電源（２１）の負の極（２４）が車両の車体と導電接続されている、請求の 範囲９記載の装置。