专利名称：高电压脉冲发生器和带有高电压脉冲发生器的高压放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于螺旋脉冲发生器的高电压脉冲发生器，其中，螺旋脉冲发生 器实施为低温共烧陶瓷(LTCC)器件并且由至少两个陶瓷层和至少两个含金属的层绕制而 成。本发明同样涉及一种带有管状的外泡壳(AuBenkolben)的高压放电灯。
背景技术：
本发明的出发点是，按照主权利要求的分类的高电压脉冲发生器。从DE 102005061832A1中公知一种基于螺旋脉冲发生器的高电压脉冲发生器，该 螺旋脉冲发生器实施为LTCC器件，从而该螺旋脉冲发生器能够应用到高压放电灯的灯座 或外泡壳中。如在图Ia中所示的那样，这种发生器具有圆形的基本形状。图Ib在此解释 性地示出螺旋脉冲发生器的电压增益依赖于其直径的基本关系。电压增益随着直径的增加 而明显升高。在需要较高启辉电压的高压放电灯中，却呈现出如下问题，即，被实施为圆形 的螺旋脉冲发生器的高电压脉冲发生器变得太大，这是因为该高电压脉冲发生器的输出电 压队依赖于其几何尺寸，特别是依赖于其外直径和内直径(AD、ID)，如下面的公式所表明的 那样UA = hnxUp (AD-ID)/AD。在此，η代表螺旋脉冲发生器的匝数，以及队代表充电或 输入电压。该等式表明螺旋脉冲发生器的效率还由其内直径和外直径的差与其平均直径 的比值所决定。如果高压放电灯需要很高的电压来启辉，S卩，用于实现其电极之间的介电击穿，那 么就会产生问题，因为合适的螺旋脉冲发生器的外直径大于高压放电灯的外泡壳的内直径。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种基于螺旋脉冲发生器的高电压脉冲发生器，其中，螺 旋脉冲发生器实施为LTCC器件，并且由至少两个陶瓷层和至少两个含金属的层绕制而成， 该高电压脉冲发生器机械上以如下方式构造，即，该高电压脉冲发生器也能够应用于具有 细长的外泡壳的高压放电灯。本发明的目的同样在于，提出一种带有细长的外泡壳的高压 放电灯，该高压放电灯显示出改良的启辉特性。按照本发明，利用基于螺旋脉冲发生器的高电压脉冲发生器来实现在高电压脉冲 发生器方面的目的，其中，螺旋脉冲发生器实施为LTCC器件，并且由至少两个陶瓷层和至 少两个含金属的层绕制而成，其特征在于，高电压脉冲发生器可以置入到柱状的体积V = (1 π *3*d中，其长度是该体积的直径的三倍，并且该高电压脉冲发生器的体积大于该柱状 的体积的三分之一。换句话说，令人惊讶的是，当螺旋脉冲发生器不具有圆形的形状，而是 具有在某一方向被压扁的形状例如椭圆形的形状时，可由螺旋脉冲发生器给出的启辉电压 不显著降低。高电压脉冲发生器在此具有偏离圆形的空心柱体形状。在此，被视为空心柱体形 状的是如下柱体形状，该柱体形状被直径较小但长度正好相同的柱体形状贯穿。在此，尤其优选地，高电压脉冲发生器的轮廓与封闭的、偏离圆性的曲线相应，例如在第一实施例中的 椭圆形的形状。在此，称为椭圆形的形状的是具有如下特性的形状，即，每条直线最多在两 个点上切割椭圆，并且椭圆的每个点都正好具有一条切线。高电压脉冲发生器的侧视图在 此与椭圆形的环状物的形状相应。在第二实施例中，高电压脉冲发生器的轮廓与具有两条对置平行的直线的曲线相 应，所述两条对置平行的直线在直线的两个对置的点上分别通过半圆连接。可以想象，这种 形状类似于罗马竞技场的平面图。于是，侧视图类似地与环状物的形状相应，该环状物的轮 廓与两条对置平行的直线相应，所述两条对置平行的直线在直线的两个对置的点上分别通 过半圆连接。高电压脉冲发生器的偏心率在此优选在1至10之间，尤其优选在1. 5至3之间。 在此被视为偏心率的是高电压脉冲发生器的直径在径向地偏移90°的方向上的比值。借助于带有管状的外泡壳的高压放电灯来实现在高压放电灯方面的目的，其特征 在于，高压放电灯的外泡壳具有带有一个或多个前述特征的高电压脉冲发生器。高压放电 灯的外泡壳在此优选具有18至25mm的内直径。在此优选地，高压放电灯具有螺旋脉冲发生器的线路布置(Beschaltimg)，该线路 布置借助于谐振放大来产生螺旋脉冲发生器的充电电压。在此，所述线路布置可以被安置 在灯座中，所述线路布置但也可以连同螺旋脉冲发生器一起被安置在高压放电灯外的外泡 壳中。本发明的其他具有优点的改进方式和构造方式由其他从属权利要求和下面的说 明得知。
下面结合实施例详细地阐述本发明。其中图Ia示出按照现有技术的圆形的螺旋脉冲发生器；图Ib示出如下图表，该图表显示出按照现有技术的螺旋脉冲发生器的电压增益 依赖于其直径的关系；图加示出第一个实施方式的椭圆形的螺旋脉冲发生器；图2b示出第二个实施方式的螺旋脉冲发生器，该螺旋脉冲发生器的轮廓与具有 两条对置平行的直线的曲线相应，这两条对置平行的直线在直线的两个对置的点上分别通 过半圆连接。图3示出如下图表，该图表显示出按照现有技术的圆形的螺旋脉冲发生器与按照 本发明的椭圆形的螺旋脉冲发生器相比较的输出电压；图4示出螺旋脉冲发生器的线路布置的电路图。
具体实施例方式第一实施例在图加所示的第一实施例中，螺旋脉冲发生器具有椭圆形的形状。显得令人惊讶 的是，具有椭圆形的形状的螺旋脉冲发生器的输出电压仅比可比较的圆形的螺旋脉冲发生 器的输出电压小大约1/3。这在图3中直观地示出。信号32示出圆形的螺旋脉冲发生器的输出电压，信号34示出椭圆形的螺旋脉冲发生器的输出电压。可以明显地看出，圆形的螺 旋脉冲发生器的最大输出电压仅比椭圆形的螺旋脉冲发生器的最大输出电压高大约三分 之一。具有与椭圆形的螺旋脉冲发生器的宽度相似的直径的圆形螺旋脉冲发生器会产生明 显更低的输出电压。但是可以沿纵向将椭圆形的螺旋脉冲发生器插入到直径上受限，但在长度上并不 受限的柱状的体积中。这在具有细长的外泡壳的某些高压放电灯中是这种情况。外泡壳过 于细长，以致于无法容纳合适的圆形的螺旋脉冲发生器，但是椭圆形的螺旋脉冲发生器能
够毫无问题地置入到灯的可能加长的外泡壳中。螺旋脉冲发生器的偏心率，也就是比值4，
即螺旋脉冲发生器的长度1与其宽度b之比，在这里在1至10之间，特别优选地在1. 5至 3之间。图4示出按照本发明的螺旋脉冲发生器的合适的线路布置，以便确保高压放电灯 5的热再启辉能力(HeiBwiederziindfdhigkeit )。如上所述，将螺旋脉冲发生器1装入到 高压放电灯5的外泡壳中。可供选择地，也可以将螺旋脉冲发生器1装入到高压放电灯5 的灯座中。作为线路布置，还需要放电管51以及充电电阻52。在相应地温度稳定的实施 形式中，所述线路布置能够顺带地布置到高压放电灯5的外泡壳中或者布置到高压放电灯 5的灯座中。灯座中的线路布置隐含如下缺点在将螺旋脉冲发生器1布置在高压放电灯5 的外泡壳中时，必须将三条供电线引导到外泡壳中。如果螺旋脉冲发生器连同线路布置都 处在灯座中，那么只需要2条供电线，但这2条供电线必须耐高电压地实施。在将螺旋脉冲 发生器连带线路布置都布置在高压放电灯5的外泡壳中时，同样只需要两条供电线，这两 条供电线并不需要耐高电压地实施。在这里，并不像迄今为止的那样将螺旋脉冲发生器用作“启辉变压器”，而是按照 本发明地，该螺旋脉冲发生器是谐振电路的部分，该谐振电路应用螺旋脉冲发生器的电容 特性。谐振电路优选由电子工作装置20的输出电感以及充电电阻52和螺旋脉冲发生器1 构成。以如下方式来激发谐振电路，即，在电容上，也就是在螺旋脉冲发生器1上，出现电压 放大。但是，由于电压放大，在螺旋脉冲发生器上给出如下电压，该电压可以击穿并联的放 电管51，并且该电压由此触发螺旋脉冲发生器。因此，螺旋脉冲发生器1的公知的启辉脉冲 与由谐振电路引起的电压放大相叠加，这导致较高的启辉电压并且还导致用于高压放电灯 5的明显较高的启辉能量。高压放电灯5由此可以更好地并且更安全启辉。带有谐振放大 的按照本发明的工作方式当然也可以与由现有技术公知的螺旋脉冲发生器一起使用。第二实施例在图2b中示出的第二实施例与第一实施例的区别仅在于，螺旋脉冲发生器的形 状。在这里，螺旋脉冲发生器具有如下形状，即，该螺旋脉冲发生器的轮廓与具有两条对置 平行的直线的曲线相应，这两条对置平行的直线在直线的两个对置的点上分别通过半圆连 接。该形状例如作为罗马竞技场的平面图而公知。螺旋脉冲发生器在这里具有笔直的部段， 由此可以使其偏心率，即，其长度1相对于宽度b的比值进一步提高；螺旋脉冲发生器的偏 心率在这里也在1至10之间，特别优选地在1. 5至3之间。利用这种螺旋脉冲发生器1和对按照图4的线路布置以及电子工作装置的相应设 计，能够使高压放电灯5极好地开始运转。下面要给出示例性的设计，该设计可以具有如下结构，该结构由按照本发明的高压放电灯5构成，该高压放电灯带有按照本发明的螺旋脉 冲发生器1。按照本发明的螺旋脉冲发生器在此具有大约ISOnF的电容。为了确保良好的 谐振特性，需要螺旋脉冲发生器的品质因子为10。线路和充电电阻52具有大约5Ω的电阻 值。电子工作装置20的(在图4中未示出的)扼流圈(Drossel)具有大约0. 45mH的电感 值。由此得出，谐振电路的谐振频率大约为17.7kHz。当电子工作装置具有200V的输出电 压时，在该频率下，在螺旋脉冲发生器1上给出的电压大约为2000V。因此，螺旋脉冲发生 器上的电压是电子工作装置的输出电压的十倍。在这里，如下电压被视为电子工作装置的 输出电压，电子工作装置在启辉之前将该电压给出到灯上。通常，在电子工作装置20和高 压放电灯5之间还布置有启辉装置，从而从工作装置的200V的输出电压中还产生用于高压 放电灯的冷启辉的、2kV至2. 5kV的启辉电压。这在按照本发明的高压放电灯中不再需要， 因为，以布设的螺旋脉冲发生器1的形式出现的启辉装置已经被集成在灯中。通过如下方 式，即，按照本发明的螺旋脉冲发生器能够利用其偏心率从充电电压中产生在两位数的kV 范围内的很高的启辉电压，能够实现的是，制造一种能热再启辉的高压放电灯，该高压放电 灯能够直接连接到仅稍微调整适应的电子工作装置上。
权利要求
1.基于螺旋脉冲发生器的高电压脉冲发生器，其中，所述螺旋脉冲发生器实施为低温 共烧陶瓷器件，并且由至少两个陶瓷层和至少两个导电层绕制而成，其特征在于，所述高电 压脉冲发生器能够置入到柱状的体积V = d2* π *3*d中，其长度是所述体积的直径的三倍， 并且所述高电压脉冲发生器的体积大于所述柱状的体积的三分之一。
2.根据权利要求1所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压脉冲发生器具 有偏离圆形的空心柱体形状。
3.根据权利要求2所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压脉冲发生器的 轮廓与封闭的、偏离圆形的曲线相应。
4.根据权利要求3所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压脉冲发生器的 所述轮廓具有椭圆形的形状。
5.根据权利要求4所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压脉冲发生器的 侧视图与椭圆形的环状物的形状相应。
6.根据权利要求3所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压脉冲发生器的 所述轮廓与具有两条对置平行的直线的曲线相应，所述两条对置平行的直线在直线的两个 对置的点上分别通过半圆连接。
7.根据权利要求6所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压脉冲发生器的 侧视图与环状物的形状相应，所述环状物的轮廓与两条对置平行的、在直线的两个对置的 点上分别通过半圆连接的直线相应。
8.根据上述权利要求中任意一项所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压 脉冲发生器的偏心率在1至10之间。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的高电压脉冲发生器，其特征在于，所述高电压 脉冲发生器的偏心率在1. 5至3之间。
10.带有管状的外泡壳的高压放电灯(5)，其特征在于，所述高压放电灯(5)的所述外 泡壳具有根据权利要求1至9中的一项或多项所述的高电压脉冲发生器(1)。
11.根据权利要求10所述的高压放电灯，其特征在于，所述外泡壳具有18至25mm的内 直径。
12.根据权利要求10或11所述的高压放电灯，其特征在于，所述高压放电灯( 还具 有所述螺旋脉冲发生器(1)的线路布置(51、52)，以便能够借助于谐振放大来产生所述螺 旋脉冲发生器(1)的充电电压。
13.根据权利要求12所述的高压放电灯，其特征在于，所述线路布置(51、52)被安置在 灯座中。
14.根据权利要求10至12中任意一项所述的高压放电灯，其特征在于，所述线路布置 (51,52)连同所述螺旋脉冲发生器(1) 一起安置在所述高压放电灯(5)的外泡壳中。
全文摘要
本发明涉及一种基于螺旋脉冲发生器的高电压脉冲发生器，其中，该螺旋脉冲发生器实施为LTCC器件，并且由至少两个陶瓷层和至少两个含金属的层绕制而成，并且，该高电压脉冲发生器可以置入到柱状的体积V＝d2*π*3*d中，其长度是该体积的直径的三倍，并且高电压脉冲发生器的体积大于柱状的体积的三分之一。本发明同样涉及一种带有管状的外泡壳的高压放电灯，其中，该高压放电灯的外泡壳具有上述的高电压脉冲发生器。
文档编号H05B41/04GK102113417SQ200980130877
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年8月6日
发明者安德烈亚斯·克洛斯, 斯特芬·瓦尔特 申请人:欧司朗有限责任公司