專利名稱：高壓脈沖發(fā)生器以及帶有這種發(fā)生器的高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的高壓脈沖發(fā)生器。這種 發(fā)生器尤其可以用于點(diǎn)燃用于一般照明的高壓放電燈或者用于光學(xué)照相 目的或者用于車輛。此外，本發(fā)明還涉及一種具有這種發(fā)生器的高壓放電 燈。
背景技術(shù)：
高壓放電燈的點(diǎn)燃的問(wèn)題目前通過(guò)將點(diǎn)燃裝置集成到鎮(zhèn)流器中來(lái)解 決。其缺點(diǎn)是饋電線必須耐高壓地設(shè)計(jì)。過(guò)去， 一直反復(fù)嘗試將點(diǎn)燃單元集成到燈中。在此嘗試的是，將點(diǎn)燃 單元集成燈頭中。借助螺旋脈沖發(fā)生器類型的高壓脈沖發(fā)生器實(shí)現(xiàn)了特別 有效的且確保高脈沖的點(diǎn)燃。更早前，提出了在不同的高壓放電燈如金屬離化物燈或高壓鈉燈中的這種裝置，例如參見(jiàn)US-A4 325 004， US-A4 353 012。然而，這些裝置并不能實(shí)施，因?yàn)槠湟环矫嫣嘿F，另一方面，將 這些裝置安裝在燈頭中的優(yōu)點(diǎn)不充分，因?yàn)樵跓襞葜腥源嬖谳斔透唠妷旱?問(wèn)題。因此，損壞燈(如絕緣問(wèn)題或燈頭中的擊穿)的概率強(qiáng)烈升高。迄 今常用的點(diǎn)燃裝置通常不會(huì)升溫超過(guò)到100。C。所產(chǎn)生的電壓于是必須輸 送給燈，這要求具有相應(yīng)耐高電壓(典型為例如5kV)的線路和燈座。在常用的點(diǎn)燃電路中，通常電容器通過(guò)開(kāi)關(guān)例如火花隙放電至點(diǎn)燃變 壓器的初級(jí)繞組中。于是在次級(jí)繞組中感生所希望的高壓脈沖。對(duì)此參見(jiàn) Sturm/Klein所著的Betriebsgeraete und Schaltungen fuer elektrische Lampen (第193頁(yè)至195頁(yè))(1992年第6版)。圖lb示出了如目前所使用的傳統(tǒng)螺旋脈沖發(fā)生器的層結(jié)構(gòu)。在兩個(gè) 金屬層3和4之間設(shè)置有有源介電層50。該層由具有高Sr的電容性作用 的材料構(gòu)成。在兩個(gè)金屬層之間存在電壓U0。由于該層結(jié)構(gòu)被巻起，所 以需要另外的絕緣層。該另外的絕緣層由具有高導(dǎo)磁率^的電感性材料 52構(gòu)成。然而由于大部分的電感性材料并不是良好的絕緣體，并且在電 感性層上同樣存在電壓UO,所以通過(guò)電感性層形成了漏電流，如在圖lb旋脈 沖發(fā)生器的可能的充電電壓由此受到強(qiáng)烈影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種高壓脈沖發(fā)生器，其阻抗和脈沖寬度可以 在大的范圍中盡可能自由地選擇。該任務(wù)通it^利要求1所述的特征來(lái)解決。 特別有利的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中得到。此外，本發(fā)明的一個(gè)任務(wù)是提出一種緊湊型高壓放電燈。該任務(wù)通過(guò) 權(quán)利要求14所述的特征來(lái)解決。另 一任務(wù)是提出 一種用于制造這種緊湊型螺旋脈沖發(fā)生器的方法。該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求11所述的特征來(lái)解決。根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在借助特別的耐熱的螺旋脈沖發(fā)生器產(chǎn)生例如對(duì)點(diǎn)燃 燈所需的具有至少1.5kV的高壓脈沖。在使用在高壓放電燈中時(shí)，該高壓脈沖發(fā)生器尤其是可以緊鄰放電容 器地集成在外燈泡中。由此，不僅冷點(diǎn)燃而且熱再點(diǎn)燃都是可能的?，F(xiàn)在所使用的螺旋脈沖發(fā)生器尤其是所謂的LTCC (低溫共燒陶瓷) 器件。該材料是一種特殊的陶瓷，該陶瓷能夠耐受達(dá)到600'C的溫度。 LTCC已經(jīng)結(jié)合燈來(lái)使用，參見(jiàn)US 2003/0001519和US-B 6 853 151。然 而，出于完全不同的目的在實(shí)踐中其使用在幾乎沒(méi)有熱負(fù)荷的燈中，該燈 具有典型在100'C以下的溫度。結(jié)合點(diǎn)燃高壓放電燈、如尤其是帶有點(diǎn)燃 問(wèn)題的金屬卣化物燈，可看到LTCC的高溫度穩(wěn)定性的特別值。螺旋脈沖發(fā)生器是如下器件其將電容器的特性與波導(dǎo)的特性相統(tǒng)一 用于產(chǎn)生具有至少1.5kV的電壓的點(diǎn)燃脈沖。為了制造，兩個(gè)陶瓷"生膜 (Gruen-Folien )，，壓印有金屬導(dǎo)電糊或者層壓到金屬膜上，并且隨后交 錯(cuò)地盤繞成螺旋體，最后均衡地^^壓成成型體。隨后的金屬糊/膜和陶瓷 膜的共燒結(jié)在空氣中在80(TC至卯0。C之間的溫度范圍中進(jìn)行。該處理允 許螺旋脈沖發(fā)生器的達(dá)到700。C的溫度負(fù)荷的使用范圍。由此，螺旋脈沖 發(fā)生器可以緊鄰放電容器地安裝在外燈泡中，但也可以安裝在燈頭中或者 緊鄰燈地安裝。這種螺旋脈沖發(fā)生器也可以與此無(wú)關(guān)地用于其他應(yīng)用，因?yàn)槠洳粌H高溫穩(wěn)定而且也極其緊湊。對(duì)此重要的是，螺旋脈沖發(fā)生器實(shí)施為L(zhǎng)TCC 器件，其由陶瓷膜和金屬導(dǎo)電糊或者膜構(gòu)成。為了提供足夠的輸出電壓， 螺旋體應(yīng)該包括至少5匝。此外，基于該高壓脈沖發(fā)生器可以給出一種點(diǎn)燃單元，該點(diǎn)燃單元至 少還包括充電電阻和開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)可以是火花隙或者也可以是SiC技術(shù)中 的兩端開(kāi)關(guān)元件(Diac)。優(yōu)選的是，在針對(duì)燈的應(yīng)用的情況下安裝在外燈泡中，因?yàn)橛纱巳∠?了耐高壓的電壓饋電線的必要性。此外，螺旋脈沖發(fā)生器可以設(shè)計(jì)為使得高壓脈沖甚至能夠?qū)崿F(xiàn)燈的熱 再點(diǎn)燃。陶瓷構(gòu)成的電介質(zhì)的特征在于極其高的介電常數(shù)￡ (￡>10)，其 中根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)可以達(dá)到典型為70的s直至s-10000。這實(shí)現(xiàn)了螺旋脈 沖發(fā)生器的非常高的電容并且能夠?qū)崿F(xiàn)所產(chǎn)生的脈沖的比較大的時(shí)間寬 度。由此，螺旋脈沖發(fā)生器的非常緊湊的結(jié)構(gòu)變得可能，使得能夠安^ 高壓放電燈的市面上常見(jiàn)的外燈泡中。此外，大的脈沖寬度H故電容積的 擊穿變得容易。任何常用的玻璃可以用作外燈泡的材料，即尤其是^t玻璃、維克玻 璃(Vycor)或者石英玻璃。填充物的選擇也不受到特別的限制。在DE 10 2006 026 751 Al中已經(jīng)公開(kāi)的是，實(shí)現(xiàn)了所希望的LTCC 螺旋脈沖發(fā)生器的特性的特別簡(jiǎn)單的匹配，其方式是并未簡(jiǎn)單地使用具有 所希望的介電常數(shù)的材料作為電介質(zhì)，而是使用由兩種材料構(gòu)成的混合 物，這兩種材料中的第一材料是具有給定的￡r的電^h質(zhì)而笫二材料具有給定的Hr，即相對(duì)導(dǎo)磁率。目前使用具有從4到10000的Sr的簡(jiǎn)單材料，而根據(jù)DE 10 2006 026 751 Al的教導(dǎo)可以使用混合物，在該混合物中第 一材料可以具有從2到10000的￡r，第二種材料是電感性的并且可以具有 l到5000的nr。優(yōu)選的是，Hr盡可能高，并且為至少10，特別優(yōu)選為至 少100。目前，Hr的值在已知的材料中接近l左右；匹配是不可能的。在 那里作為典型的混合物建i義重量百分比為5%到35%的電感性材料的成 分。然而，可能的并且與此相對(duì)甚至有利的是，采用了其他方式由于絕 緣差的電感性材料現(xiàn)在在三層結(jié)構(gòu)中分別被良好絕緣的電容性材料的層 包圍，總體上保證了良好的絕緣強(qiáng)度，因?yàn)榱己媒^緣的電容性材料將電感性材料絕緣。
新的自由度的特別值是螺旋脈沖發(fā)生器的介電和電感特性的單獨(dú)匹 配和調(diào)節(jié)，使得螺旋脈沖發(fā)生器的阻抗和所產(chǎn)生的高壓脈沖的脈沖寬度的
合適的調(diào)節(jié)變得可能?；旧?，出于以下考慮得出單獨(dú)的可調(diào)節(jié)性的意義:
對(duì)于螺旋脈沖發(fā)生器的脈沖能量、脈沖寬度和波阻抗的匹配，》1和￡
應(yīng)當(dāng)才艮據(jù)如下準(zhǔn)則來(lái)選擇螺氣良生器的波阻抗(阻抗)Z。通過(guò)。iN。f'
給定，其中H。為絕對(duì)導(dǎo)磁率，S。為真空介電常數(shù)，Hr為相對(duì)導(dǎo)磁率而Sr 為相對(duì)介電常數(shù)。所產(chǎn)生的脈沖的能量與Sr成比例。螺旋脈沖發(fā)生器的 脈沖寬度通過(guò)""'AH給定。為了發(fā)生器的有效工作，必須適用
"《AO其中Ls為短路開(kāi)關(guān)的電感。由于Z。f片，所以可以通iti^^相
對(duì)導(dǎo)磁率實(shí)現(xiàn)與短路開(kāi)關(guān)的電感的匹配。
螺旋脈沖發(fā)生器通常由導(dǎo)體和絕緣體的兩個(gè)分別構(gòu)建為螺旋體的層
構(gòu)建。尤其是在DE 10 2005 061 832 Al中得到對(duì)此的細(xì)節(jié)。兩個(gè)不導(dǎo)電 的層在此由同樣的材料構(gòu)成。通iti^擇材料固定地設(shè)置導(dǎo)磁率ji和介電常 數(shù)￡，它們?cè)楹蟠_定了螺旋脈沖發(fā)生器的特征。重要的特征是波導(dǎo)的阻抗
L,其中Z ~ VUV"，或者所生成的脈沖的上升時(shí)間t，其中t l/(^j!)。
由于預(yù)先給定的材料特性，如在所引用的現(xiàn)有技術(shù)中所建議的希望同 時(shí)具有p和s的高值的絕緣層僅僅受限地并且不能自由選擇地可儉使用。混 ^4^氧體的使用制造昂貴。在DE 10 2006 026 750 Al中所闡述的另一可 能性是將一致的均勻材料用作具有給定的高s的良好的絕緣體，并且隨后 用具有高導(dǎo)磁率p的電感性材料包封螺旋脈沖發(fā)生器。然而，包封的技術(shù) 需要具有極其高的p的材料，而這反過(guò)來(lái)由于這種材料的低的居里溫度而 僅僅非常有P艮地允許高溫應(yīng)用。此夕卜，整個(gè)螺旋脈沖發(fā)生器的事后的包封 非常占用空間并且由此是不利的。
為了獲得對(duì)特性的可自由選擇的參數(shù)化，螺旋脈沖發(fā)生器構(gòu)建為使得 針對(duì)有源層和無(wú)源層使用不同的材料或者多層結(jié)構(gòu)。
在第一實(shí)施形式中，有源層和無(wú)源層具有不同的特性。對(duì)于由陶瓷膜 構(gòu)建的螺旋脈沖發(fā)生器的有源層的特性，主要介電常數(shù)s起作用，而導(dǎo)磁率^iit過(guò)無(wú)源層來(lái)確定。
在第二實(shí)施形式中，有源層和無(wú)源層由多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在此，螺旋樂(lè)， 沖發(fā)生器的有源層由3個(gè)陶瓷層構(gòu)建電感性材料的層被電容性材料的兩 個(gè)層包圍。如果將螺旋脈沖發(fā)生器構(gòu)建為使得電容性的層具有至少10的 高Sr，優(yōu)選在s尸10到10000的范圍中，而電感性的層4吏用其特征在于具 有^=1到5000、優(yōu)選為^>2的高導(dǎo)磁率的其他材料，則相應(yīng)地單獨(dú)具有 的材料特性可以組合地使用，以便保證將這些特性盡可能自由地參數(shù)化。 這種結(jié)構(gòu)損耗非常低，因?yàn)殡娙菪圆牧鲜歉叨冉^緣的。由此也可能使用具 有中等導(dǎo)磁率^和同時(shí)具有高居里溫度的電感性材料。
作為用于電感性層的材料優(yōu)選合適的是鈥酸鹽如BaTi03或者(Ba， Sr) Ti03。尤其是鐵氧體如Mn/Zn鐵氧體適合作為用于電感性層的材料。


以下將參照多個(gè)實(shí)施例更為詳細(xì)地闡述本發(fā)明。其中
圖la示出了根據(jù)有源—無(wú)源方案的傳統(tǒng)螺旋脈沖發(fā)生器；
圖lb示出了才艮據(jù)有源—無(wú)源方案的傳統(tǒng)螺旋脈沖發(fā)生器的層序列的 示意性結(jié)構(gòu)；
圖2示出了 LTCC-螺旋脈沖發(fā)生器的特征量；
圖3a示出了具有在金屬層之間的三層結(jié)構(gòu)的、根據(jù)本發(fā)明的螺旋脈 沖發(fā)生器的層序列的示意性結(jié)構(gòu)；
圖3b示出了按照根據(jù)本發(fā)明的制造方法的層的示意性結(jié)構(gòu)；
圖4示出了在外燈泡中具有螺旋脈沖發(fā)生器的高壓鈉燈的原理性結(jié) 構(gòu)5
圖5示出了在外燈泡中具有螺旋脈沖發(fā)生器的金屬卣化物燈的原理
性結(jié)構(gòu)；
圖6示出了在外燈泡中具有螺旋脈沖發(fā)生器的金屬卣化物燈； 圖7示出了在燈頭中具有螺旋脈沖發(fā)生器的金屬卣化物燈。
具體實(shí)施方式
傳統(tǒng)的螺旋脈沖發(fā)生器由兩個(gè)涂覆以金屬糊的陶瓷膜繞制或者由兩
個(gè)金屬膜和兩個(gè)陶瓷膜構(gòu)建。重要的特征量在此是匝數(shù)n，其優(yōu)選應(yīng)在5 至100的量級(jí)。該繞組裝置于是被層壓并且l^被燒結(jié)，由此形成LTCC 器件。這樣實(shí)現(xiàn)的具有電容器特性的螺旋脈沖發(fā)生器隨后與火花隙以及充 電電阻連接。火花隙用作高壓開(kāi)關(guān)，其^脈沖。陶瓷膜在此是Er在2到 10000之間的的介電材料和^在1.5到5000之間的電感性材料的混合物。
火花隙可以在內(nèi)部端子或者外部端子上，或者也可以在發(fā)生器的繞組 內(nèi)。同樣可以使用基于SiC的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，例如Cree公司的MESFET。 其非常熱穩(wěn)定且適合于350'C以上的溫度。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，使用具有￡=60到70的陶瓷材料。在此，優(yōu)選 使用陶瓷膜作為電介質(zhì)，尤其是使用如分別由Heraeus制造的Heratape CT707或者優(yōu)選CT765的陶瓷帶，或者也可以使用這兩者的混合物。其 具有典型為50[im到150jim的生膜厚度。尤其是同樣由Heraeus制造的 Ag導(dǎo)電糊如"可共燒的銀"用作導(dǎo)體。 一個(gè)具體例子是Heraeus的CT 700。 DuPont的金屬糊6142也給出了良好的結(jié)果。這些部分可以良好地層壓并 且l^被烘烤("burnout")并且燒結(jié)在一起("共燒，co-firing")。
螺旋脈沖發(fā)生器的內(nèi)直徑ID為10mm。各個(gè)條的寬度同樣為10mm。 膜厚度為50nm并且兩個(gè)導(dǎo)體的厚度也分別為50jiin。充電電壓為300V。 在這些前提條件下，螺旋脈沖發(fā)生器在匝數(shù)n=20到70的情況下達(dá)到了 其特性的最優(yōu)。
在圖2中示出了單位為ns的高壓脈沖的相關(guān)半值寬度(曲線a)、單 位為HF的器件總電容(曲線b)、單位為mm的得到的外直徑(曲線c) 以及效率(曲線d)、單位為kV的最大脈沖電壓(曲線e)和單位為n的 導(dǎo)體電阻(曲線f)。
第一實(shí)施形式
圖la以俯視圖示出了螺旋脈沖發(fā)生器l的第一實(shí)施形式的結(jié)構(gòu)。其 包括陶瓷圓柱體2，兩個(gè)不同的金屬導(dǎo)體3和4作為膜帶螺旋狀地繞制到 該圓柱體中。圓柱體2內(nèi)部是空心的并且具有給定的內(nèi)直徑ID。兩個(gè)導(dǎo) 體3和4的兩個(gè)內(nèi)接觸部6和7優(yōu)選并排設(shè)置并且通過(guò)火花隙5彼此相連。 在兩個(gè)金屬導(dǎo)體之間存在兩個(gè)陶瓷膜， 絕緣體，并且由不同 的材料制造。在此，膜50由具有高e的材料尤其是BaTi03制造。該膜在螺旋脈沖發(fā)生器中用作有源層。第二膜52由具有高ili的材料尤其是Mn/Zn 鐵氧體制造。該膜在螺旋脈沖發(fā)生器中用作無(wú)源層。優(yōu)選地，有源層在螺 旋脈沖發(fā)生器的繞組中是通過(guò)并排設(shè)置的接觸部6和7短路的層。
僅僅兩個(gè)導(dǎo)體中較外部的導(dǎo)體在圓柱體的外邊緣處具有另 一接觸部 8。另一導(dǎo)體開(kāi)放式地結(jié)束。這兩個(gè)導(dǎo)體由此一起形成在電^N^質(zhì)(陶瓷) 中的波導(dǎo)。
在一個(gè)可替選的結(jié)構(gòu)中，用于短路開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接觸部在環(huán)外部上，而 單個(gè)接觸部在內(nèi)部。
圖lb示出了螺旋脈沖發(fā)生器的層結(jié)構(gòu)，如目前所使用的那樣。在兩 個(gè)金屬層3和4之間設(shè)置有有源介電層50。該層由具有高Er的起電容性 作用的材料構(gòu)成。在兩個(gè)金屬層之間存在電壓U。。由于該層結(jié)構(gòu)被巻起， 所以需要另外的絕緣層。該另外的絕緣層由具有高導(dǎo)磁率^的電感性材料 52構(gòu)成。然而由于大部分電感性材料并不是良好的絕緣體，并且在電感 性層上同樣存在電壓U。，所以通過(guò)電感性層形成了漏電流，如在圖lb中 通過(guò)箭頭所示的那樣。這是螺旋脈沖發(fā)生器的一定程度上的性能損失。螺 旋脈沖發(fā)生器的可能的充電電壓也由此受到影響。
圖3a示出了在展開(kāi)中的根據(jù)本發(fā)明的螺旋脈沖發(fā)生器的示意性結(jié) 構(gòu)。在兩個(gè)金屬層3和4之間(在它們之間存在電壓U。)設(shè)置有三個(gè)層 構(gòu)成的層。在此，電感性材料的層52被電容性材料的兩個(gè)層50包圍。這 導(dǎo)致材料52相對(duì)于導(dǎo)電金屬層3和4的良好的電絕緣，于是可以可靠地 抑制干擾性的泄露電流。層50a和52a示出了實(shí)際接下來(lái)的層，如其在繞 組中彼此相繼的那樣。
圖3b中所示的三個(gè)陶瓷層53以膜澆注方法(帶狀澆注法， Tapecastingverfahren )構(gòu)建。首先，將高介電常數(shù)的電容性作用的陶資 層50澆注到支承膜上。包含在該漿料中的陶瓷例如可以是BaTi03或者 BaSrTiOs或者其他合適的電容性作用的陶瓷。在對(duì)該層干燥之后，在第 二步驟中澆注電感性作用的陶瓷層52。在漿料中可以包含選自具有高導(dǎo) 磁率的六角鋇鐵氧體、NiZnCu鐵氧體或MnZn鐵氧體的材料系的代表物。 隨后，也干燥該層。在第三步驟中，最后再次通過(guò)澆注方法將第一層50 的漿料系統(tǒng)澆注到電感性作用的第二層52上。因此，形成三層系統(tǒng)，在 其中高導(dǎo)磁率的鐵氧體層嵌入在高導(dǎo)磁率的兩個(gè)層之間。在施加電壓時(shí)通 過(guò)鐵氧體層的電流現(xiàn)在通過(guò)介電層來(lái)抑制，因?yàn)槠溆米骶哂懈唠娙莸慕^緣 層。圖4示出了具有陶瓷放電容器11和其中帶有集成的螺旋脈沖發(fā)生器 13的外燈泡12的高壓鈉燈10的原理性結(jié)構(gòu)，其中點(diǎn)燃電極14設(shè)置在陶 資放電容器11外。螺旋脈沖發(fā)生器13與火花隙15和充電電阻16 —同安 置在外燈泡中。
圖5示出了具有集成的螺旋脈沖發(fā)生器21的金屬卣化物燈20的原理 性結(jié)構(gòu)，其中沒(méi)有點(diǎn)燃電極設(shè)置在放電容器22夕卜，該放電容器可以由石 英玻璃或者陶瓷制成。螺旋脈沖發(fā)生器21與火花隙23和充電電阻24 — 同安置在外燈泡25中。
圖6示出了具有放電容器22的金屬卣化物燈20，該放電容器由兩個(gè) 饋電線26、 27保持在外燈泡中。第一饋電線26是短彎曲的線。第二饋電 線27基本上是桿，其通向遠(yuǎn)離燈頭的穿通部28。在來(lái)自燈頭30的饋電 線29與桿27之間設(shè)置有點(diǎn)燃單元31,其包含螺旋脈沖發(fā)生器、火花隙 和充電電阻，如圖4中所表示的那樣。
圖7示出了類似圖5的具有放電容器22的金屬卣化物燈20，該放電 容器由兩個(gè)饋電線26、 27保持外燈泡25中。第一饋電線26是短彎曲的 線。第二饋電線27基本上為桿，其通向遠(yuǎn)離燈頭的穿通部28。在此，點(diǎn) 燃單元設(shè)置在燈頭30中，更確切地說(shuō)，不僅螺旋脈沖發(fā)生器21而且火花 隙23和充電電阻24都設(shè)置在燈頭20中。
該技術(shù)也可以應(yīng)用于無(wú)電極的燈中，其中螺旋脈沖發(fā)生器可以用作點(diǎn) 燃輔助裝置。
這種緊湊型高壓脈沖發(fā)生器的其他應(yīng)用在于點(diǎn)燃其他裝置。該應(yīng)用尤 其在所謂的魔術(shù)球中、在倫琴脈沖的產(chǎn)生中和在電子束脈沖的產(chǎn)生中是有 利的。在車輛中作為對(duì)常用的點(diǎn)燃線圏的替代物的4吏用也是可能的。
在此，使用達(dá)到500的匝數(shù)n，使得輸出電壓達(dá)到100kV的量級(jí)。因 為輸出電壓UA作為充電電壓Ut的函數(shù)通過(guò)U^2xnxULXTi給定，其中效 率Ti通過(guò)ri- (AD-ID) /AD給定。
本發(fā)明與用于車輛前燈的高壓放電燈結(jié)合展現(xiàn)出特別的優(yōu)點(diǎn)，該高壓 放電燈填充有處于高壓(優(yōu)選為至少3巴)下的氙氣和金屬卣化物。這特 別難以點(diǎn)燃，因?yàn)橛捎诟邭鈿鈮毫λ渣c(diǎn)燃電壓高于10kV。目前將點(diǎn)燃 單元的部件安置在燈頭中，帶有集成的充電電阻的螺旋脈沖發(fā)生器可以安 置到車燈的燈頭中或者安置在燈的外燈泡中。
本發(fā)明與不含有汞的高壓放電燈結(jié)合展現(xiàn)出非常特別的優(yōu)點(diǎn)。這種燈出于環(huán)境保護(hù)的原因而是特別值得追求的。這種燈包含合適的金屬鹵化物 填充物和尤其是在高壓下的稀有氣體如氙氣。由于沒(méi)有汞，所以點(diǎn)燃電壓
特別高。該點(diǎn)燃電壓高于20kV。目前將點(diǎn)燃單元的部件安置在燈頭中。
帶有集成的充電電阻的螺旋脈沖發(fā)生器可以安置到無(wú)汞燈的燈頭中或者
安置在燈的外燈泡中。
原則上，除了 Mn-Zn鐵氧體之外，其他已知的鐵氧體例如氧化鐵也 適合作為用于無(wú)源層的材料。相對(duì)導(dǎo)磁率^應(yīng)為至少1.5。通常，^在4 到15000附近進(jìn)行選擇。特別合適的是帶有摻雜物的氧化鐵。必要時(shí)例如 考慮Mg或者Al作為摻雜材料。其他合適的金屬氧化物是單獨(dú)的鎳的氧 化物、錳的氧化物、鎂的氧化物、鋅的氧化物和鈷的氧化物，或者是其混 合物的形式，尤其是Ni-Zn。在此，導(dǎo)磁率通常選擇為至少達(dá)到&=10。
權(quán)利要求
1.一種基于螺旋脈沖發(fā)生器的高壓脈沖發(fā)生器，其中該螺旋脈沖發(fā)生器實(shí)施為低溫共燒陶瓷器件并且由至少兩個(gè)陶瓷膜(50，52)和至少兩個(gè)金屬層(3，4)繞制，其特征在于，兩個(gè)陶瓷膜(50，52)連接成多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)具有至少εr＝10的高介電常數(shù)的電容性作用的陶瓷膜(50)的第一層和至少一個(gè)具有至少μr＝1.5的高導(dǎo)磁率的電感性作用的陶瓷膜(52)的第二層，兩個(gè)陶瓷膜與金屬層一起盤繞成螺旋體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，陶資膜(50， 52)的多層結(jié)構(gòu)在螺旋脈沖發(fā)生器的金屬層(3， 4)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，至少一個(gè) 電感性作用的陶瓷膜(52 )通過(guò)至少一個(gè)電容性作用的陶瓷膜(50 )相對(duì) 于至少一個(gè)金屬層絕緣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，至少一個(gè) 電感性作用的陶資膜(52 )在兩側(cè)通過(guò)至少一個(gè)電容性作用的陶瓷膜(50 ) 而相對(duì)于兩個(gè)金屬層(3， 4)絕緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，至少一個(gè) 金屬層由金屬導(dǎo)電糊制造。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，至少一個(gè) 金屬層由金屬膜構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，螺旋體包 括至少n=5匪并且優(yōu)選最多n=500匝。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，電容性作 用的膜(50 )主要由鈦酸鹽制造。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，電感性作 用的膜(52 )主要由Mn-Zn鐵氧體材料制造。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于，高壓脈沖 發(fā)生器與充電單元和短路開(kāi)關(guān)一起形成點(diǎn)燃單元。
11. 一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷螺旋脈沖發(fā)生器的方 法，其特征在于包括如下步驟-將電容性作用的陶瓷生膜(50)施加到支承膜上，-將電感性作用的陶瓷生膜(52 )施加到電容性作用的陶瓷生膜(50 )上，-將另外的電容性作用的陶瓷生膜(50 )施加到電感性作用的陶瓷生 膜(52)上，由此形成膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，-必要時(shí)將金屬層(3)施加到膜復(fù)合結(jié)構(gòu)上，-干燥由生膜構(gòu)成的膜復(fù)合結(jié)構(gòu)并且必要時(shí)去除支承膜，-由兩個(gè)疊置的膜復(fù)合結(jié)構(gòu)繞制生坯，-層壓螺旋狀繞制的生坯，-燒結(jié)層壓的螺旋狀生坯，使得形成螺旋脈沖發(fā)生器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于制造陶瓷螺旋脈沖發(fā)生器的方法， 其特征在于，所提供的支承膜是金屬膜(3)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于制造陶瓷螺旋脈沖發(fā)生器的方法， 其特征在于，在將支承膜從生膜復(fù)合結(jié)構(gòu)中去除之后將生膜復(fù)合結(jié)構(gòu)層壓 到金屬膜(3)上，其中金屬膜用作金屬層。
14. 一種具有放電容器的高壓放電燈，該放電容器安裝在外燈泡中， 其中點(diǎn)燃裝置集成在燈中，在燈中產(chǎn)生高壓脈沖并且點(diǎn)燃裝置安裝在高壓 放電燈的外燈泡中，其特征在于，點(diǎn)燃裝置是根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋 脈沖發(fā)生器，其中所述至少兩個(gè)陶瓷膜(50， 52)位于兩個(gè)金屬層(3， 4) 之間，并且至少一個(gè)電感性作用的陶瓷膜(52 )通過(guò)至少一個(gè)電容性作用 的陶瓷膜(50)來(lái)絕緣。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，點(diǎn)燃裝置通 過(guò)支架來(lái)保持。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，電感性作用 的膜的材料的相對(duì)導(dǎo)磁率為至少nr=1.5。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的高壓放電燈，其特征在于，電感性作用 的膜的材料是金屬氧化物，該金屬氧化物特別是具有重量百分比為至少 15%的陶瓷混合物成分。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，由螺旋脈沖 發(fā)生器引起的高壓直接作用到放電容器中的兩個(gè)電極上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，由螺旋脈沖 發(fā)生器引起的電壓作用到設(shè)置在放電容器外的點(diǎn)燃輔助電極上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，螺旋脈沖發(fā) 生器由多個(gè)匝構(gòu)成，其中匝數(shù)11為至少11=5。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的高壓放電燈，其特征在于，匝數(shù)n最多 為11=500，優(yōu)選最多為11=100。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，螺旋脈沖發(fā) 生器具有大致空心圓柱形的構(gòu)型，其具有至少10mm的內(nèi)直徑。
23. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，在外燈泡中 此外還安裝有串聯(lián)電阻，該串聯(lián)電阻限制螺旋脈沖發(fā)生器的充電電流。
24. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓放電燈，其特征在于，螺旋脈沖發(fā) 生器由低溫共燒陶瓷材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于螺旋脈沖發(fā)生器的緊湊型高壓脈沖發(fā)生器，其中該螺旋脈沖發(fā)生器實(shí)施為L(zhǎng)TCC器件并且由至少兩個(gè)陶瓷膜和分別施加于其上的金屬層繞制，并且在螺旋脈沖發(fā)生器的金屬層之間存在多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)具有至少ε_r＝10的高介電常數(shù)的電容性作用的陶瓷的第一層和至少一個(gè)具有至少μ_r＝1.5的高導(dǎo)磁率的電感性作用的陶瓷的第二層，其中至少一個(gè)電感性作用的陶瓷層通過(guò)至少一個(gè)電容性作用的陶瓷層絕緣。本發(fā)明同樣涉及一種具有這種螺旋脈沖發(fā)生器的高壓放電燈。此外，本發(fā)明還涉及一種用于制造陶瓷螺旋脈沖發(fā)生器的方法。
文檔編號(hào)H05B41/04GK101682101SQ200880017867
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者伯恩哈德·沙爾克, 安德烈亞斯·克洛斯, 斯特芬·沃爾特 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆有限公司