专利名称：驱动高压气体放电灯的电路装置和方法
技术领域：
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(headlight)。
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卣素 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
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1 OOHz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4尤会降低在上述 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IOOV的干扰脉沖。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 "共模扼流圏"。在一种修改中，建议使用具有三个绕组的合适的电 流补偿扼流圏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。
尽管前面对于具有三绕组的电流补偿扼流圏的修改非常适于滤
除干扰的电磁干扰，尤其是在从87到108MHz的期望范围中，但是 后面的改进修改涉及通过用于提供点火电压的第三端子可能产生明 显干扰的问题。而前面的改进具有的缺点是，为此目的应当使用制造 昂贵和相对笨重的三路电流补偿扼流圈，其增加了整个电路设计的成本。
发明内容
本发明的目的是，提供一种驱动高压气体放电灯的交流电路装置 和合适的方法，这一方面可靠地避免或显著地减少了灯的电磁干扰， 同时还使用了三路电流补偿扼流圏(choke)，其另外降低了由假信号 脉冲导致的镇流器破坏的危险，另一方面，这是更便宜的结构。
该目的可通过权利要求1中所定义的电路装置和权利要求13所 定义的方法来实现。
如上所述，根椐本发明的电路装置包括用于第一电压电势的第一 端子，用于第二电压电势的第二端子，和提供第三电压电势的第三端 子，其中第一和第二端子在连续运行模式中起到供电高压气体放电灯 的作用，以及第一和第三端子起到供电用于点火高压气体放电灯的点 燃装置的作用。另外，该电路装置包括第一电连接，在其第一端提供 用于高压气体放电灯的第一连接端子并在其第二端耦合到用于第一 电压电势的第一端子；和第二电连接，在其第一端提供用于高压气体 放电灯的第二连接端子并在其第二端耦合到用于第二电压电势的第 二端子。电路装置进一步包括点火装置，其输入端至少连接到第三端 子，而其输出端耦合到用于高压气体放电灯的其中一个连接端子。为 了降低电磁干扰并减弱在点燃过程中假信号脉冲的影响，第 一 电连接 和第二电端子分别包括第一和第二电感元件，它们彼此磁耦合，从而 它们 一起形成电流补偿扼流圈，同时第三电连接包括在点火装置和第 三端子之间的大于或等于IOO的电阻器。
多种测试已经表明，如果仅仅在第 一 和第二电连接中连接电流补 偿扼流圈，而在第三电连接中替换使用某大小的欧姆电阻器，则可以 获得与具有耦合到第 一、第二和第三电连接的三个绕组的电流补偿扼 流圏相同的效果。因此，第三电连接中的第三绕组可以意外地由简单
且足够高的电阻取代，而这在降低干扰的方面是有利的。这实现了更 有利的电路装置制造。因此， 一方面可以更经济地制造扼流圈。另一 方面，该组件更加经济可行，因为这种l厄流圈的每一个线通常应当手 动连接到电路装置，而电阻器可以以完全自动的方式安装。因此根据
本发明的解决方案比用三路(three way)电流补偿扼流圈(choke)的 方案少需要手动连接两条线。如果具有高压气体放电灯的电路装置连 接到灯单元，即优选地集成在高压气体放电灯的插座壳体中，则这种 成本节约是尤其有益的。该灯单元也叫做"具有集成点火模块的灯"。 当灯被替换时，在这种设计中完整的电路装置会随着它被替换。那么 完整的电路装置是不可修理项目，所以能够提供经济的电路装置尤其 重要。根据本发明的方案的进一步优点是，由于需要最小线尺寸，所 以具有三绕组的电流补偿扼流圈比仅具有两个绕组的电流补偿扼流 圏更笨重。因此，根据本发明的结构具有更小的总空间需求，其不仅 降低了其成本，而且对于一些前灯或汽车模型首次允许使用集成点火 模块。
对于根据本发明的控制高压气体放电灯的适当方法，通过具有用 于第一电压电势的第一端子和用于高压气体放电灯的第一连接端子 的第一电连接，以及通过具有用于第二电压电势的第二端子和用于高 压气体放电灯的第二连接端子的第二电连接，在稳定运行中由电源装 置为高压气体放电灯提供一定运行电压。为了点燃高压气体放电灯， 将在点火装置中产生的高电压脉冲应用到高压气体放电灯的其中一 个端子，因为第三电压电势被施加到第三端子，其连接到该点火装置 的输入侧。根据本发明，该方法减少了干扰脉冲，所述脉冲尤其给电 源装置增加了负担并借助于布置在第 一 电连接中的第 一 电感器和布 置在第二电连接中的第二电感器出现在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上，其中第二电感器和第一电感器 一起形成电流补偿扼流圏。另外，布置在点火装置和第三端子之间的 大于IOQ的电阻器减少了出现在第三端子上的干扰脉沖，尤其是影响 电源装置的那些脉冲。
从属权利要求包括本发明的特别有利的实施例和其他的实施例。 尤其是，通过类比还可以将操作高压气体放电灯的方法进一步扩展到 电路装置的更多从属权利要求。
如所述，已经证实，大于ion的电阻器足以明显减少出现在第三 端子上的干扰。然而，根据高压气体放电灯和电路装置的实际结构以
及使用的控制脉沖，可以使用更大的电阻器，例如大于等于lkQ,优 选地大于等于5kQ,特别优选地大于等于20kQ。
另外，调查显示，布置在第一和第二电连接中的电感器的阻抗和 优选的电阻器之间存在着依赖性。在相应频率范围中，电阻器对于扼 流圈的最大阻抗应当具有适当比例。因此，对于特定频率范围，电阻 器应当至少大于或等于布置在第一和第二电连接中的电感器的相应 最大阻抗的1/10,优选地大于或等于该最大阻抗。
这里，要考虑的频率范围依赖于哪一个频率范围被首先从干扰频 谱中滤出。如果目标是从FM范围滤出干扰，那么要考虑的频率范围 优选应当在50MHz和150MHz之间。顺便说，当假信号脉冲的最高 能量也在100MHz范围以及较高谐波的能量急剧下降时，从50MHz 到150MHz的范围也非常适用于降低假信号脉沖。然而，这不排除可 以考虑20到lOOOMHz的更宽频率范围，即使例如TV频率范围中或 移动通讯的频率范围中的所有干扰被可靠地滤出。
对于电路装置的实际结构存在着多种可能性。在优选实施例中， 点火装置的变压器的次级绕组设置在第一电连接中，点火装置的电容 器的 一侧以及与其并联的变压器初级绕组的 一侧连接到用于第 一 电 压电势的第一端子和所述变压器的次级绕组之间的第一电连接。然后 经过电阻器以及经过与其并联的点火装置的电路元件，通过电容器的 另 一侧将为点燃灯而提供电压的电路装置的第三端子例如经过火花 隙连接到变压器的初级绕组的另 一 侧。可以以特别紧凑和经济的方式 制造这种结构。
非常优选地， 一方面位于第一电感器和用于高压气体放电灯的第 一连接端子之间的-优选地位于第一电感器和电容器之间的-第一 电连接，和另一方面位于第二电感器和用于高压气体放电灯的第二连 接端子之间的第二电连接通过限压元件彼此连接。该限压元件例如穿 透二极管或者齐纳二极管从某个电压开始变得导电并有助于限制在
点燃灯之后出现电压迅速增加。因此降低了灯点燃之后第 一端子和第 二端子之间高压的形成，从而降低了镇流器故障的危险。可替换地， 为此目的，可以使用适当的电容元件，例如具有电容为100pF到一定
pF的电容器，代替穿透二极管(transil diode )或者齐纳二极管
另外，在特别优选的改进中，第一电连接和第二电连接在电流补 偿扼流圈的输入侧上游彼此电容性地耦合。可以在用于第一电压电势 的第 一端子和电流补偿扼流圏之间或可替换地在用于第二电压电势 的第二端子和电流补偿扼流圈之间提供这个电容耦合。此外，同样可
以很好地在到第一端子和第二端子的电源线上(即在从镇流器到电路 装置的连接电缆上)实现。已经表明，第一和第二端子之间的这种电 容耦合本身足以显著减少点火干扰脉沖(即假信号脉冲)反向传播。
因此，不须将所有的单个端子或者电源线与围绕地电容性地耦合。在 第一和第二电感器之前，即在电流补偿扼流圈的输入侧上游，在两个 电源线或者端子之间的简单电容耦合，明显地比借助于连接到地电势 的电容器的所有单独电感器的这种电容性耦合更经济。
可以特别经济地提供这种电容性耦合，因此优选地经过寄生电 容，例如通过电源电缆的适当设置或电路装置内的电连接的适当设置 来提供。 因此，优选的实施例保证了，通过加宽相关电连接的导电轨迹和 /或通过将至少一个附加导电表面电连接到相关的电连接端子，来增 加第一电连接和第二电连接之间的寄生电容。优选地，根据需要，该 方法也被用于人为地增加或者适当地调节第一电连接与周围地之间 和/或第二电连接与周围地之间和/或第三电连接与周围地之间的 寄生电容。
附带地，寄生电容的应用和适当设计还可以应用在其他电路装置 中，该电路装置没有电流补偿扼流圈或者在第三电连接中没有电阻 器。这种实践确实增加了一点设计支出，因为适当的寄生电容通常可 能是只能通过实验准确确定，但是相反可能由此降低制造成本，这对 于批量生产的物品和非可修理的项目，例如具有集成点火模块的灯单 元是尤其重要的。
因此，如上所述，当用在适当的灯单元中时，其中电路装置与之 集成在一起，例如集成到高压气体放电灯的插座壳体中，并与其一起 插入并作为进入到汽车的车前灯中的完整子组件替换，本发明具有特 殊的优点。然而，这不排除本发明还可具有其他电路装置以及用于其 他的灯。
参考下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是明显的 并得到阐明。
在这些图中
图1示出了根据本发明的电路装置的第一实施例的电路图。
图2是包括高压气体放电灯和插座壳体的灯单元的侧视图，其中
根据本发明的电路装置与该插座壳体集成在一起。 图3示出了扼流圈的测量的频率相关阻抗。 图4示出了根据本发明的电路装置的第二实施例的电路图。 图5示出了根据本发明的第三实施例的电路图，具有在第一和第
二电源线之间的寄生电容作用的示意性图示。
图6示出了第三实施例的电路图，具有在单独的连接线和点火模
块的接地屏蔽之间寄生电容作用的示意性图示。
具体实施例方式
图1示出了用于通常HID灯2的根据本发明电路装置1的结构的 第一实施例，所述的灯例如可以用于汽车车前灯中。该电路装置l在 输入侧具有三个端子Xp X2和X4，电路装置1借助于这些端子连接到 镇流器10。在灯2点火过程中和随后的稳定运行中，该镇流器10确
保了将必需的电压电势施加给电路装置1的相关端子Xl、 X2和X4，并
且给电路装置l提供必需的电流。镇流器IO通过插入(plug-in)连 接器11 (在图1中仅仅示意性地表示了具有连接器11的镇流器10) 正常地连接到汽车的电气系统。电路装置l在输出侧具有连接灯2的 两个端子3， 4。
在图2中示出了灯单元22的机械结构，其包括具有集成到灯座 壳体中的电路装置1的高压气体放电灯2。这里可以看见高压气体放 电灯2,该灯基本上包括形成放电管的内灯泡17。两个电极18从相 对侧延伸到放电管中。通过在电极18之间产生的火花导致灯2的点 燃，因此产生了放电电弧。
通常在高压条件下的放电管中存在稀有气体或者稀有气体的混 合物以及金属鹵化物和汞的混合物。
另外，也有用其他材料代替汞的无汞灯。放电管17被外灯泡19 包围着，其尤其起到屏蔽除了所需的照明辐射之外所产生的UV辐射 的作用。外灯泡19和内灯泡17之间的中空空间被优选地排空或者在 低压状态下，或者如果必要，还具有填充有空气或者一些其他气体或 者气体混合物的正常大气压力。在外灯泡19上，借助于基座14上的 环形支架21保持高压气体放电灯2，该支架部分地集成到插座壳体 12中。电路装置1定位在该插座壳体12中。
例如，通过金属插座壳体12或者具有导电表面或屏的插座壳体， 可以实现图1所示的围绕电路装置1的地M。插座壳体12中的插头 13提供了电路装置1经过电缆9 (图2未示出)到镇流器10 (参见图 1)的连4妄。灯2的端子3， 4以及上行线(upline) 15和回线(return line) 16也设置在插座壳体Rl中，它们耦合到高压气体放电灯的电 极18。电极18以通常的方式通过灯泡17的密封中的箔部分耦合到上 行线15和回线16。
上行线15,引导到灯2的电极18并布置在灯2的面对基座14的 侧面上，被直接引导到基座14并且在该处被连接到电路装置1的第 一端子3。位于远离基座14 一侧上的电极18连接到回线16，其穿过 优选地为陶瓷材料的电绝缘管20,回到基座14，并在那里连接到电 路装置1的第二端子4。
在图1中，可以再次发现根据本发明的电路装置1的电子结构。
该电路装置1的核心是具体的点火装置8，其基本上包括具有初 级绕组Tp和次级绕组Ts的变压器T以及火花隙(Spark gap) SG、电 容器C和电阻器R。
电连接5从通过镇流器10施加第一电压电势的第一端子Xl引导 到用于高压气体放电灯2的第一端子3。在该电连接5中，变压器T 的次级绕组Ts布置在灯的侧面上。类似地，从通过镇流器10施加第 二电压电势的第二端子x2，连接线6引导到用于高压气体放电灯2的 第二端子4。因此，通过电连接5， 6以及变压器的次级绕组Ts和灯2, 在端子Xi和X2之间构建称作"灯电路"部分，借助于"灯电路"， 在稳定运行期间通过镇流器IO运行灯2。
然而，为了能够启动，即用高压点燃灯2，点燃结构8具有上述 的其他部件，即次级绕组Ts集成到灯电路的变压器T、电容器C、电
阻器R和火花隙SG。这些部件耦合到电路装置1的第一端子x!或第
一电连接5以及第三端子x4(通过该第三端子用于点燃灯2的电压可 以由用于点燃灯2的镇流器IO提供)，或者耦合到连接到它的第三 电连4妄7,如下
一方面，第一电连接5连接到用于第一电压电势的第一端子Xl 和变压器T的次级绕组Ts之间的变压器T初级绕组Tr的一側上，并 且平行地连接到电容器C的一侧以及电阻器R的一侧。电阻器R和 电容器C的另一侧连接到第三电连接7并由此连接到第三端子x4。另 外，该第三电连接7通过火花隙SG连接到变压器T的初级线圈TP 的另一侧。因此，除了火花隙SG断开情况，电容器C不仅连接到电 阻器R,还以某种方式和变压器T的初级线圈Tp并联连接。
第 一 电连接5和第二电连接6包括在其他们的输入侧上的各自的 电感元件Lp L2。这些电感元件L!和L2是彼此》兹耦合的线圈，由此 形成电流补偿扼流圈L！,2。根据本发明，电阻器Rj殳置在第三电连接 7上在输入侧第三端子x4后，代替这种线圏用于提供用于点燃灯2的 电压。
在图1的实施例中，在电流补偿扼流圈L"或者电阻器R！的前面 以及电流补偿扼流圏Lw或者电阻器的后面，电连接5、 6、 7通过 电容器Q、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6在各自的输入侧上耦合到周围地M。 而且，从用于第一和第二电压电势的第一和第二端子Xl、 x2分别引导 到灯端子3 ， 4的电连接5, 6通过限压元件D(这里是穿透二极管(transil diode))互连。因此，该限压元件D和电流补偿扼流圈Lw并联连接。
图1的实施例使用下述的部件
具有杆状铁芯的高压稳定变压器T;具有大约80nF电容的电容 器；大约6.8Mohm的电阻器R;以及具有大约520V的限幅电压的穿 透二极管D。
电容器d、 C2、 C3、 C4、 C5、 Q可以是大约100pF数量级。 现在下面将描述点火装置8的部件T、 C、 R，穿透二极管D,例
如电容器Q、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6的其他部件，电流补偿扼流圈L1>2
以及电阻器R的操作。
为了点燃灯2，首先通过端子x!和x4对电容器C充电。确定火花
隙SG的大小，使得在大约800 V时，它变得导电。这产生这样的结
果是，充电到大约800V的电容器C通过火花隙SG对变压器T的初 级绕组Tp放电。由此在变压器T的次级绕组Ts中产生20kV数量级 的高压，然后在点燃灯2之前，该电压存在于变压器T的次级绕组 Ts和灯2之间的高压部分(即在上行线15中)。灯2的另一侧通过 电感元件b(也就是，电流补偿扼流圈Lw)连接到端子x2,并在点 燃之前位于较低电势。
通常，灯2仅以单点燃脉冲启动。如果灯2没有成功启动，则再 次对点燃装置8中的电容器C充电，从而用其他的点燃脉冲启动灯2。 一旦在放电管中出现所需的击穿，则灯2本身可以被认为是相对低欧 姆的电阻器。经过端子Xi和X2，然后根据镇流器10的结构通过镇流 器IO将常规的操作电压，例如在大约IO至大约IOOV之间的方波电 压供给灯2。这里，例如，可以将额定电压的一半施加到相应端子Xi
和X2。高达几百伏的任何电压可以存在于第三端子X4上，用于施加点
火电压。这个电压只须不能太高，以免火花隙SG击穿。在很多镇流 器中，第三端子X4在悬浮电势上。为了安全的原因，插入点火模块l 中的通常高欧姆电阻器R,以减少来自电容器C的可能剩余电荷，从 而在端子X4维持电势，其或多或少对应于在第一端子x,上的电势， 因此阻止产生另外的不想要的点火脉沖。
如上所述，在灯2的点燃和运行期间，点火模块中产生了电磁脉 沖。其可能导致与汽车中的其他信号的干扰。大部分电磁干扰(EMI) 问题对于当前使用的所谓Dl灯在70到108MH频率范围(即典型的 FM范围)内产生，但是在一些情况中其也在较低频率范围(30和 54MHz之间)中产生。
另一个问题是，在高压气体放电灯2点燃过程中，从大约20kV 到低于大约100V的快速电势变化发生在位于变压器T的次级绕组Ts 和灯2 (即也在上行线15上)之间的高压线中，该快速电势变化可能 导致非常快和强烈的干扰脉冲以lns数量级的增长时间出现，持续时 间仅仅为几ns,且高度为IOOOV和更多，其通过端子xp X2和X4给 镇流器10增加负担并可以导致对镇流器的损坏或破坏。作为抵制该 假信号(glitch)脉冲的对策，第一电连接5和第二电连接6，即第一 和第二端子&、 X2，通过作为限压元件的穿透二极管D耦合。在该元 件上强烈干 一尤脉沖的电压的明显部分已经减少。
此外，第一电连接5和第二电连接6,即端子Xi和X2，通过电流 补偿扼流圏L^彼此耦合，以便于改善整个电路装置的电磁兼容性并
进一步减小假信号脉冲的干扰影响。用于抵消电磁干扰的操作和这种
电流补偿才厄流圈L1)2的结构可以乂人上面所引用的4支术文献 US2005/0001559A1中摘取，并且其确实原则上对于本领域技术人员 来说是公知的。代替这种电感，在第三电连接7中存在简单的欧姆电 阻Rn其从第三端子X4引导到点火装置Z。这里，这个电阻器&的 数量级优选地适合在要屏蔽的频率范围内通过电流补偿扼流圏1^,2得 到的阻抗。
计算表明，对于上述80到108MH中的频率范围应当提供所述两 个线圈L、L2的最小电感为lpH。然而，该值应当优选地大于或者等 于lOpH,特别地优选高于或等于15pH。理想地，该值为20到大约 25pH的数量级。当然，也可以选择具有更高电感的线圏，但是这里 应当考虑的是这将增加所述结构的成本并且首先需要更大的体积。
首先，这两个线圈Lp L2的阻抗将要被确定以使第三电连接7中 的电阻器Rl适应电连4妻5和6中的电流补偿4厄流圈Lu的线圈LLL2 的阻抗。
然而，线圈Lp L2的阻抗是频率有关的。对于25pH的线圏，在 图3中示出了为此目的的测量。这里，和以MHz的干扰脉冲的频率f 相对地画出以Q的阻抗Z，使用对数比例。从该图明显可见的是，阻 抗在大约100MHz时具有清楚的最大值。这是因为对于低频来说阻抗 是由线圈电感决定的。然而，对于高频，线圈关于环境的寄生电容变 得明显，由此提供阻抗曲线的下降。
如果选择扼流圈使得其最大阻抗位于要被滤除的频率范围的区 域中，则这种作为抵制干扰的滤波器的扼流圈具有其最大影响。因此 该曲线还示出了，作为实施例的例子来说，这里选择的具有25^H范
围的电感的扼流圈L,，2对于汽车灯的点火模块中的使用是理想的。如
上所述，在汽车中的最干扰的频率范围在80和108MHz之间。在这 种情况中，这恰是线圏的阻抗最大值所在的范围。而且，该扼流圈在 从10MHz到大约几百MH的整个范围中也具有良好的效果。
另外，这样选择电感，使得具有线圈L!、 L2的扼流圈不能通过吸 收假信号脉冲的功率太快变得饱和。在值为25pH且假定的脉冲高度
为2.5kV时，在大约1A时假定的饱和仅仅大约10ns之后是这种情况。 这种扼流圏的最大阻抗是(这还可以从图3看出)大约是2kQ。 因此，选择电阻器&使得它大于这个最大阻抗，该电阻器代替位于 第三端子X4和点火装置8之间的电连接7中的其他绕组而被连接。对 于这里所示的实施例选择精确为5.8kQ的电阻器Rh
在该电阻器R!的帮助下，在点火装置8和镇流器IO之间创建高 频滤波器，其效果不低于具有3绕组的共模扼流圈的类似滤波器的效 果。
在图1的电路设计中使用的电容器C2、 C3、 C4、 C5、 C6从根本上 帮助进 一 步削弱了假信号脉沖并改善了灯的E MI特性，其中这些电容 器在电流补偿扼流圈L^或电阻器Ri之前和之后将电连接5、 6、 7耦 合到点火模块M的接地屏蔽。在灯的点燃过程之后，电容器d、 C2、 C3还避免了在回线4， 16上的高电压的形成。
这里，要考虑的是，通过两种机制影响假信号(glitch)脉沖。一 种机制可以通过寄生电容C/解释，该寄生电容必然在位于变压器T 的次级线圏Ts和高压气体放电灯2之间的高压传输线(即上行线12 ) 与点火模块的接地屏蔽M之间产生。在图6中示出了该寄生电容C/。 在点火之前该寄生电容C/被直接充电到大约20kV的非常高电势，并 在灯容器中出现火花之后立即再次对其放电。电容器C/的放电是通 过两个电连4妻5， 6，也就是通过两个端子x^ X2平行地均匀进行。这 是所谓的共模干扰，通过适当的电流补偿扼流圈Lu，可以将其降低 到恰好可接受的水平。然而，由于并联于变压器T的次级绕组Ts的 另外的寄生电容Cp"出现了第二效果。在图5中示出了该寄生电容 Cp:并且其引起电连接5， 6处的反模(reverse-mode)干扰。通过 穿透二极管，大幅度地降低该脉沖的功率。剩余脉冲几乎未被削减地 都通过了电流补偿扼流圈Lu。因此应当通过画出的滤波器电容器d、 C2、 C3、 C4、 C5、 Q阻隔该部分干扰。
然而，在为此目的进行的实验中，发现可以用单个的滤波电容器 C6代替这些滤波电容器Q、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6，该滤波电容器C6 在电流补偿扼流圈Lw的输入侧上游将第一电连接5和第二电连接6 彼此耦合。在图4中示出了具有这种结构的电路装置1。图4(借助 于和线平行画的箭头)还示出了在点燃灯瞬间之后由寄生电容Cp"产
生的电流脉沖的方向，该寄生电容C,和变压器T的次级绕组Ts并联。 这种表示使得非常清楚的是，电流补偿扼流圈L口可以仅仅对由该寄 生电容C,产生的电流脉冲部分产生非常小的影响，但是通过简单的 寄生电容器C7可以非常明显地减少该电流脉沖部分，该电容器7在 输入侧将端子Xt、 X2彼此耦合，使得仍然维持严格的极限值。在所示 的实施例中，滤波电容器C7具有大约500pF的值。电容器C7提供了 目前为止在上述电容器(d、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6)之间必需的昂贵 连接，并使得点火模块的屏蔽M是多余的，从而组件成本可以进一步 降低。
图5示出了电路装置1〃的进一步改进，其中在端子Xt和X2与镇
流器IO之间的电缆9的适当选择导致了电缆9之间的寄生电容C7,P， 其可以替换图5中的电容器C7,其中该电容器耦合输入端x!和xj在 该图中，再次用平行于线画出的箭头表示电流脉冲的方向)。根据电 缆类型和电缆长度，从5到50pF的寄生电容可以容易地借助于电缆 获得。根据镇流器10的类型(在灯输出中其通常仍然具有它自己的 另 一个电容器)，以及所使用的电路装置或者所使用的那些灯的类型， 还可以使用镇流器输出的电容，并且可能是足够的。如果有必要，除 了这些寄生电容C7，p之外，可以在电路装置1的输入端可替代地使用 更经济更小的滤波电容器。
也可以人为地增加这些寄生电容器，尤其是将承担上述电容器 Q、 C2、 C3的功能的那些寄生电容器，因为例如加宽了电连接5、 6、 7的导电带或者将布置的附加导电表面，例如以一定距离耦合到电路 装置的壳体。可以以这种方式精确地限定一定的寄生电容。
特别地，在灯2点燃之后，这种人为增加的寄生电容器的设计也 可以用于尽可能快和尽可能明显地降低灯2的回线16上的高电压。 为此目的，参考图6。(图6也和图4和5—样，用平行于线画出的 箭头表示电流脉沖的方向)。这里基本上通过点火电压Uz确定回线 16上和电路装置1〃即点火模块1〃中的高电压URL,其大约等于图6 中所画的寄生电容C/上的最大电压，该电容存在于位于变压器T的 次级绕组Ts和高压气体放电灯2之间的高压导体(即到灯2的上行线 15)和点火模块的接地屏蔽M之间。而且，还通过寄生电容C/本身 和通过另外的寄生电容Cp,确定电压U虹。如图6所示，这种另外的
寄生电容Cp一存在于一方面电路装置r的点火模块的接电屏蔽M和
另一方面布置在电流补偿扼流圈L,，2和灯2之间的电路装置1中的所 有部件之间，其中在点燃之前所述部件在较低电势。回线16上的高
压URL的依赖关系由下述公式给出。
从该公式中明显可见，可以通过增加寄生电容C/"减少回线16 上的高电压URL。如上所述，通过增加导电带的表面或者通过耦合附 加的导电表面可以人为地增加该电容Cp,。然而，通过对电路装置1 〃的各种部件的特殊布置来调节该寄生电容Cp,是可能的。这样，可 以经济地制造电路装置1〃 ，其实现了减少电磁干扰的所有要求，其 明确地避免了点燃灯2时对镇流器10的损坏，以及其另外保证了在 灯2点燃之后再次尽可能快地降低了回线16上的高压脉冲。在人为 的寄生电容Cp,帮助下，在点燃之后经济地降低了回线16上的高压 URL的这种思想确实也可以用于没有电路补偿扼流圏的其他电路装置 中。
最后要指出，在附图和说明书中具体描绘的电路和方法仅仅涉及 实施例的例子，在不脱离本发明的范围的条件下，其可以由本领域技 术人员在很大程度上进行改变。此外，为了完备性，要指出不定冠词 "一个"的使用不排除也可以存在多个相关特征。
权利要求
1. 一种用于驱动高压气体放电灯(2)的电路装置(1，1′，1″)，包括-用于第一电压电势的第一端子(x1)，-用于第二电压电势的第二端子(x2)，-用于提供第三电压电势的第三端子(x4)，用以点火高压气体放电灯(2)，第一电连接(5)，在其第一端提供了用于高压气体放电灯(2)的第一连接端子(3)并且在其第二端耦合到用于第一电压电势的第一端子(x1)，第二电连接(6)，在其第一端提供了用于高压气体放电灯(2)的第二连接端子(4)并且在其第二端耦合到用于第二电压电势的第二端子(x2)，点火装置(8)，其在输入侧至少连接到第三端子(x4)并且其在输出侧耦合到用于高压气体放电灯(2)的其中一个端子(3)，布置在第一电连接(5)中的第一电感器(L1)，以及布置在第二电连接(6)中的第二电感器(L2)，其中第二电感器(L2)通过与第一电感器(L1)磁耦合而形成电流补偿扼流圈(L1，2)，以及布置在点火装置(8)和第三端子(x4)之间的第三电连接(7)中的大于10Ω的电阻器(R1)。
2. 如权利要求1所述的电路装置，其特征在于电阻器(RJ具 有大于或等于lkD的值，优选地大于或等于5kD，特别优选地大于 或等于20kQ。
3. 如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，在特定频 率范围中，电阻器(R。的值大于或等于布置在第一和第二电连接(5, 6)中的电感(Li, L2)的阻抗的1/10,优选地大于或等于该阻抗。
4. 如权利要求3所述的电路装置，其特征在于频率范围位于 50MHz和150MHz之间。
5. 如权利要求1到4的任一项所述的电路装置，其特征在于画点火装置(8)的变压器(T)的次级绕组(Ts)布置在第一电 连接(5)中，点火装置(8)的电容器(C) 一侧和与其并联的变压 器(T)的初级绕组(TP)的一侧连接到用于第一电压电势的第一端子(Xl)和第二绕组(TS)之间的第一电连接(5),-以及第三端子(x4)通过电阻器(Ri)连接到电容器(C)的另 一侧，并且平行地通过点火装置(8)的开关元件(SG)连接到变压 器(T)初级绕组的另一侧。
6. 如权利要求1到5的任一项所述的电路装置，其特征在于第 一电感器(LI )和用于高压气体放电灯(2) —侧上的第一连接端子 (3)之间的第一电连接(5),与第二电感器(L2)和用于高压气体 放电灯(2)另一侧上的第二端子(4)之间的第二电连接(6)通过 限压元件(D)互连。
7. 如权利要求1到6的任一项所述的电路装置，其特征在于第 一电连接(5)和第二电连接(6)在电流补偿扼流圈(L1>2)的输入 侧上游电容地耦合。
8. 如权利要求7所述的电路装置，其特征在于电容耦合通过寄 生电容(C7,P)发生。
9. 如权利要求1到8中的任一项所述的电路装置，其特征在于 通过加宽相关电连接的导电轨迹和/或通过将至少一个附加导电表 面电连接到所述相关电连接，增加第一电连接(5)与第二电连接(6) 之间的寄生电容和/或第一电连接(5)与周围地(M)之间的寄生电 容(Cp,)和/或第二电连接(6 )与周围地(M )之间的寄生电容(Cp***) 和/或第三电连接(7)与周围地(M)之间的寄生电容(Cp,)。
10. —种具有高压气体放电灯和如权利要求1到9任一项所述的 电路装置(1 )的灯单元(22)。
11. 如权利要求10所述的灯单元，其特征在于该电路装置(1 ) 集成到高压气体放电灯(2)的插座壳体(11)内。
12. 具有如权利要求10和11中的一项所述的灯单元(22)的车 前灯。
13. —种控制高压气体放电灯(2)的方法-其中，通过具有用于第一电压电势的第一端子(Xl)和用于高 压气体放电灯(2)的第一连接端子(3)的第一电连接(5)以及通过具有用于第二电压电势的第二端子(X2)和用于高压气体放电灯(2)的第二连接端子(4)的第二电连接(6),在稳定运行中给高压气体 放电灯(2)提供一定运行电压，以及其中，为了点燃高压气体放电灯(2)，给高压气体放电灯(2)的其中一个连接端子(3)施加高压脉冲，由于在输入侧向连接 到点火装置的第三端子(x4)施加了第三电压电势，在点火装置(8) 中产生该脉冲，其中布置在第一电连接(5)中的第一电感器(LJ和布置在第二 电连接(6)中的第二电感器(L2)起到减少在用于第一电压电势的 第一端子(Xl)和用于第二电压电势的第二端子(x2)处出现的干扰 脉沖的作用，其中第二电感器和第一电感器(L。通过磁耦合共同形 成电流补偿，阮流圈(L1;2)，以及其中布置在点火装置(8)和第三端子(x4)之间的大于10 D的电阻器(R!)起到减少在第三端子(x4)处出现的干扰脉沖的作 用。
全文摘要
描述了一种用于驱动高压气体放电灯(2)的电路装置(1，1′，1″)，其具有用于第一电压电势的第一端子(x<sub>1</sub>)、用于第二电压电势的第二端子(x<sub>2</sub>)和为了点燃高压气体放电灯(2)用于提供第三电压电势的第三端子(x<sub>4</sub>)。而且，电路装置(1，1′，1″)具有第一电连接(5)，在其第一端提供了用于高压气体放电灯(2)的第一连接端子(3)并且其通过第二端被耦合到用于第一电压电势的第一端子(x<sub>1</sub>)；第二电连接(6)，在其第一端提供了用于高压气体放电灯(2)的第二连接端子(4)并且其通过第二端被耦合到用于第二电压电势的第二端子(x<sub>2</sub>)；以及点火装置(8)，在它的输入侧其至少连接到第三端子(x<sub>4</sub>)并在其它的输出侧其被耦合到用于高压气体放电灯(2)的其中一个连接端子(3)。另外，电路装置(1，1′，1″)具有布置在第一电连接(5)中的第一电感器(L<sub>1</sub>)，以及布置在第二电连接(6)中的第二电感器(L<sub>2</sub>)，和布置在位于点火装置(8)和第三端子(x<sub>4</sub>)之间的第三电连接(7)中的大于10Ω的电阻器(R<sub>1</sub>)，其中电感器一起通过磁耦合形成电流补偿扼流圈(L<sub>1，2</sub>)。
文档编号H05B41/28GK101379891SQ200780004638
公开日2009年3月4日 申请日期2007年1月26日 优先权日2006年2月6日
发明者A·萨维利夫, G·托查德斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司