(57)【要約】  本発明は低周波交流電流で高圧放電ランプを駆動する方法に関するものであり、起動フェーズ中に高圧放電ランプを定格電力よりも大きな電力で駆動する。本発明によれば、少なくとも起動フェーズの間、高圧放電ランプには整流時間が４０マイクロ秒以下の電流が印加される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波交流電流で高圧放電ランプを駆動する方法であって、起動フェーズ中に高圧放電ランプを定格電力よりも大きな電力で駆動するようにした方法において、少なくとも起動フェーズの間、高圧放電ランプに整流時間（電流が極性を変えるのに要する時間）が４０マイクロ秒以下の電流を印加することを特徴とする、高圧放電ランプを駆動する方法。
【請求項２】
車両ヘッドライト内のハロゲン金属蒸気高圧放電ランプを駆動する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
低周波交流電流で高圧放電ランプを駆動する装置であって、少なくとも１つの２次巻線（Ｎ２）を備えた高圧放電ランプ（ＬＰ）内のガス放電を点弧するトランスを有している形式の装置において、高圧放電ランプ（ＬＰ）の電流の整流時間が４０マイクロ秒以下となるように前記少なくとも１つの２次巻線（Ｎ２）のインダクタンスが選ばれていることを特徴とする、高圧放電ランプを駆動する装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの２次巻線（Ｎ２）が点弧装置の構成部材である、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの２次巻線にランプ電流が流れている間の前記少なくとも１つの２次巻線の有効インダクタンスが１ｍＨ以下である、請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの２次巻線のインダクタンスが１ｍＨである、請求項３記載の装置。
【請求項７】
高圧放電ランプのソケット内に請求項４記載の点弧装置が配置されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項８】
車両ヘッドライト用の請求項７に記載のハロゲン金属蒸気高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による高圧放電ランプの駆動方法と相応する駆動装置、ならびに駆動装置を備えた高圧放電ランプに関するものである。
【０００２】
Ｉ．従来の技術
このような方法は例えば独国公開公報ＤＥ  ３９  ０４  ９２６  Ａ１に開示されている。この刊行物には、高圧放電ランプを、とりわけ、車両ヘッドライト用のハロゲン金属蒸気高圧放電ランプを、高圧放電ランプの起動フェーズ中に交流電流と定格電力よりも大きな電力とで駆動する方法が記載されている。
【０００３】
測定によれば、上記のランプを備えた照明システムは、例えば車両内のテレビおよびラジオ受信の妨害の原因となる電磁放射を放出することが示されている。これらの妨害は高圧放電ランプの起動フェーズ中には特に強い。
【０００４】
公開公報ＵＳ  ２００３／００３０８５５  Ａ１には、放電ランプを、とりわけ、車両ヘッドライト用のハロゲン金属蒸気高圧放電ランプを、交流電流で駆動する方法および装置が記載されている。この装置と照明システムの電磁的両立性を改善するため、平滑回路の電解質コンデンサに対して並列に、スイッチング電源およびトランスと共に作用するもう１つのコンデンサを設けることが提案される。
【０００５】
ＩＩ．発明の開示
本発明の課題は、簡単な手段で照明システムの電磁的両立性の改善を可能にする高圧放電ランプの駆動方法および駆動装置を提供することである。
【０００６】
本発明によれば、上記課題は請求項１または３に記載の特徴により解決される。本発明の特に有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００７】
高圧放電ランプの起動フェーズ中に高圧放電ランプを低周波交流電流と定格電圧よりも高い電力供給とによって駆動する本発明による方法は、少なくとも起動フェーズ中は、高圧放電ランプに整流時間が４０マイクロ秒以下の電流を印加することを特徴としている。ここで、電流の整流時間という概念は電流が極性を変えるのに要する時間を意味しており、量ＩNが電流の定格値を表すものとすれば、負の半波における値−ＩNから初めて正の半波における値＋ＩNに達するまで、または、正の半波における値＋ＩNから初めて負の半波における値−ＩNに達するまでの時間を意味する。低周波電流という概念は、ここでは、周波数が１０００ヘルツ以下の電流を意味している。
【０００８】
これにより、高圧放電ランプがその定格電力の数倍の電力で駆動される起動フェーズにおける電磁妨害の放射は著しく低減され、照明システムの電磁的両立性も相応して保証される。とりわけ、本発明による駆動方法により、高圧放電ランプをヘッドライトの光源とする車両内のテレビおよびラジオ受信の妨害が防止される。図２および３には、本発明による駆動方法と従来技術による駆動方法との比較が示されている。
【０００９】
照明システムの電磁的両立性を改善するため、有利には、起動フェーズの全期間中、さらには起動フェーズの終了後にも、整流時間が４０マイクロ秒以下の電流が高圧放電ランプに印加される。
【００１０】
低周波交流電流で高圧放電ランプを駆動する本発明による装置は、少なくとも１つの２次巻線を備えた高圧放電ランプ内のガス放電を点弧するトランスを有しており、上記少なくとも１つの２次巻線のインダクタンスは、高圧放電ランプのランプ電流の整流時間が４０マイクロ秒以下となるように定められている。図２および３の比較測定から明らかなように、点弧トランスの少なくとも１つの２次巻線のインダクタンスの選定はランプ電流の整流時間に対して決定的な影響をもっている。前記２次巻線のインダクタンスを適切に定めれば、前記装置または照明システムの電磁的両立性を改善することができる。
【００１１】
測定によれば、ランプ電流の流れる点弧トランスの少なくとも１つの２次巻線の有効インダクタンスがランプ動作中に１ｍＨ以下の値を有していれば、照明システムに起因する電磁妨害を十分に低減することができるということが判明している。このことは、点弧トランスの少なくとも１つの２次巻線が高々１ｍＨのインダクタンスを有するか、または、前記少なくとも１つの２次巻線に対して直列に、点弧電圧パルスに対して電気的短絡を形成するコンデンサが接続されており、高圧放電ランプの起動フェーズ中およびその後に、前記少なくとも１つの２次巻線のインダクタンスの部分的な補償が生じ、それによって前記少なくとも１つの２次巻線のランプ電流回路内での有効インダクタンスが１ｍＨ以下となることにより、保証される。ランプ電流の整流時間はこれにより高々４０マイクロ秒となる。
【００１２】
本発明の有利な実施例によれば、前記装置は点弧装置を含んでおり、前記少なくとも１つの２次巻線を備えたトランスは点弧装置の点弧トランスを形成している。この点弧装置は少数のコンポーネントのみから構成されており、空間的にコンパクトな構造を有しているので、高圧放電ランプのソケット内に配置することができる。
【００１３】
ＩＩＩ．有利な実施例の説明
以下に本発明を有利な実施例に基づいて詳細に説明する。図面の簡単な説明：
図１  本発明による高圧放電ランプの駆動装置の有利な実施例のブロック回路図
図２  本発明による駆動方法の最中ならびに銅アンテナにより妨害信号が受信されている間の、高圧放電ランプのランプ電流とランプ電圧の時間的推移
図３  従来の駆動方法の最中ならびに銅アンテナにより妨害信号が受信されている間の、高圧放電ランプのランプ電流とランプ電圧の時間的推移
【００１４】
図１には、本発明による駆動方法を実行する駆動装置の簡単なブロック回路図が図式的に示されている。この駆動装置は、自動車ヘッドライトの光源として用いるために設けられた無水銀ハロゲン金属蒸気高圧放電ランプを３５ワットの定格電力で駆動するために使用される。それに応じて、駆動装置は自動車の車載電源により給電される。
【００１５】
高圧放電ランプＬＰの駆動装置は電圧変換器ＳＷと点弧装置ＺＶを含んでいる。電圧変換器ＳＷは高圧放電ランプＬＰへのエネルギー供給とランプ電力の調整ならびに点弧装置ＺＶへの電圧供給に使用される。点弧装置ＺＶはトランスを含んでおり、このトランスの２次巻線Ｎ２は高圧放電ランプＬＰの放電ギャップに直列接続されている。高圧放電ランプＬＰの点弧フェーズの間、トランスは高圧放電ランプＬＰに高電圧パルスを供給するために使用される。点弧装置ＺＶのコンポーネントは、ランプソケットの内部にまたは駆動装置の他の部材とともに車両ヘッドライトの近くのハウジング内に配置することができる。点弧装置ＺＶは周知のようにパルス点弧装置として形成されている。電圧変換器ＳＷは周知のようにフルブリッジインバータを含んでおり、このフルブリッジインバータのブリッジのブランチに高圧放電ランプＬＰが配置されている。電圧変換器ＳＷの詳細は、例えば、Ｃ．Ｈ．ＳｔｕｒｍおよびＥ．Ｋｌｅｉｎ著、「電気ランプの駆動装置と回路」、株式会社ジーメンス発行、第６版、１９９２年の第２１２〜２１８頁に記載されている。点弧装置ＺＶの詳細は、例えば、ヨーロッパ特許公開公報ＥＰ  ０  ９３３  ９７４  Ａ１に開示されている。
【００１６】
スイッチオンの後、点弧装置ＺＶは高圧放電ランプＬＰ内のガス放電点弧のために高電圧パルスを発生させる。ガス放電の点弧が無事行われると、高圧放電ランプＬＰの放電容器内の金属ハロゲン化物が可能な限り短時間で気化され、光放射が励起されるように、ランプＬＰはそれに続く高圧放電ランプＬＰの起動フェーズにおいてその定格電力の数倍で駆動される。起動フェーズの間とその後、ランプＬＰには電圧変換器ＳＷにより実質的に方形波状の交流電流が印加される。この電流の周波数は２５０ヘルツ〜７５０ヘルツの範囲内にある。
【００１７】
高圧放電ランプＬＰの起動フェーズ中、ならびに、起動フェーズ終了後の通常のランプ動作の間にも、トランスの２次巻線Ｎ２にはランプ電流が流れる。照明システムの良好な電磁的両立性を保証するために、トランスの２次巻線Ｎ２は０．７ｍＨのインダクタンスしか有していない。これにより、図２から明らかなように、起動フェーズ中、ならびに動作中にも、ランプ電流の整流時間は２５マイクロ秒にしかならない。この短い整流時間のおかげで、照明システムはわずかな電磁放射しか放射しないため、自動車内のテレビおよびラジオ受信の妨害がなくなる。
【００１８】
これとは対照的に、図３には、４ｍＨのインダクタンスを有するトランスの２次巻線Ｎ２を使用した場合のランプ電流が示されている。この場合、整流時間は８４マイクロ秒である。照明システムに起因する電磁妨害は、図２に相応する本発明による駆動方法の場合よりも著しく強い。電磁妨害（図２および３の測定曲線３および３’）を測定するために、オシロスコープと約１０ｃｍの長さの銅アンテナが使用される。比較が可能になるように、銅アンテナは測定曲線３および３’の測定のために高圧放電ランプＬＰから所定の距離に設置されている。図２では、測定曲線３に加えて、極性が変化する間のランプ電流の時間的推移が測定曲線１に、ランプ電圧の時間的推移が測定曲線２に示されており、ここで２次巻線Ｎ２は０．７ｍＨのインダクタンスを有している。図３では、測定曲線３’に加えて、極性が変化する間のランプ電流の時間的推移が測定曲線１’に、ランプ電圧の時間的推移が測定曲線２’に示されており、ここで２次巻線Ｎ２は４ｍＨのインダクタンスを有している。
【００１９】
図２および３では、横軸にそれぞれマイクロ秒単位で時間がとられており、起動フェーズ中の極性変化の直前および直後のランプ電流の時間的推移、すなわち、測定曲線１および１’のために、電流の強さが前記図の左端の縦軸にアンペア単位でとられている。起動フェーズ中の極性変化の直前および直後のランプ電圧の時間的推移、すなわち、測定曲線２および２’のためには、図２および３の右端の縦軸にボルト単位で電圧がとられている。銅アンテナにより受信された妨害信号を表す測定曲線３および３’は定量的には評価されていない。というのも、絶対的な信号強度はアンテナの設置と特性とに依存するからである。本発明による駆動方法による妨害信号の低減を立証するには、同一のテスト構成により求められた測定曲線３および３’の定性的な比較で十分である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による高圧放電ランプの駆動装置の有利な実施例のブロック回路図
【図２】本発明による駆動方法の最中ならびに銅アンテナにより妨害信号が受信されている間の、高圧放電ランプのランプ電流とランプ電圧の時間的推移
【図３】従来の駆動方法の最中ならびに銅アンテナにより妨害信号が受信されている間の、高圧放電ランプのランプ電流とランプ電圧の時間的推移
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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