DE4333886A1 - Ignition transformer (starting transformer) for a gas-discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Zündtransformator für eine Gasentladungslampe, mit einer Sekundärwicklung, welche als Zündspule mit einem Stab- oder Rollenkern ausgebildet ist.The invention relates to an ignition transformer for a Gas discharge lamp, with a secondary winding, which as Ignition coil is formed with a rod or roller core.
Gasentladungslampen für impulsartigen oder kontinuierlichen Betrieb müssen durch Hochspannungsimpulse gezündet werden. Diese Hochspannungsimpulse werden durch Zündtransformatoren erzeugt, die primärseitig einige wenige Windungen und sekundärseitig eine große Anzahl von Windungen aufweisen. Ein Zündtransformator kann beispielsweise als Spulentransformator, bei dem die Primär- und Sekundärspule als Drahtwicklung auf einem Spulenkern aufgebracht sind, ausgebildet werden.Gas discharge lamps for pulsed or continuous Operation must be triggered by high voltage pulses. These high voltage pulses are generated by ignition transformers generates the primary side a few turns and have a large number of turns on the secondary side. An ignition transformer can, for example, as Coil transformer in which the primary and secondary coils are applied as a wire winding on a coil core, be formed.
Bei einem solchen Zündtransformator ergeben sich folgende Schwierigkeiten:The following result from such an ignition transformer Difficulties:
- 1. Es müssen Zuleitungen des Zündtransformators mit der Leiterplatte verbunden werden. Bei den sehr geringen Windungszahlen der Primärspule wirken die Zuleitungen zu den den Zündstromkreis ausbildenden Bauelementen als Streuinduktivitäten, welche eine nicht zu vernachlässigende Spannungsteilung bei der Spannungsübertragung bewirken, wodurch die Spannung für den Zündvorgang möglicherweise nicht mehr ausreicht.1. There must be leads of the ignition transformer with the PCB are connected. With the very small The number of turns of the primary coil act on the leads the components forming the ignition circuit as Leakage inductances, which one does not neglecting voltage division at the Cause voltage transmission, causing the voltage for the ignition process may no longer be sufficient.
- 2. Die Gasentladungslampe muß mit einem Anschluß der sekundärseitigen Wicklung verbunden werden. Hierbei ist aus Sicherheitsgründen ein recht hoher Isolationsaufwand nötig, insbesondere wenn die von dem Zündtrafo abgegebene Zündhochspannung über die Leiterplatte geführt wird.2. The gas discharge lamp must be connected to the secondary winding can be connected. Here is for safety reasons a very high isolation effort necessary, especially if the one delivered by the ignition transformer High ignition voltage is passed over the circuit board.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zündtransformator zu schaffen, der möglichst einfach, kostengünstig und sicher aufgebaut ist, dabei möglichst einfach montierbar ist und besonders geringe Streuverluste aufweist.The invention is therefore based on the object To create an ignition transformer that is as simple as possible, is inexpensive and secure, if possible is easy to install and particularly low wastage having.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Primärwicklung als Leiterbahnanordnung auf einer Leiterplatte ausgebildet ist und daß die Zündspule in einer Ausnehmung der Leiterplatte innerhalb der Primärwicklung angeordnet ist.This object is achieved in that the Primary winding as a conductor arrangement on a Printed circuit board is formed and that the ignition coil in one Recess of the circuit board within the primary winding is arranged.
Vorteilhaft ist, daß bei einem erfindungsgemäßen Zündtransformator sowohl die Primär- als auch die Sekundärwicklung auf besonders einfache Weise hergestellt werden. Die Sekundärwicklung ist eine einfache, auf einen weichmagnetischen Kern aufgebrachte Wicklung. Eine solche Spule ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar, da keine weitere Wicklung aufgebracht werden muß und so zudem die Kontaktierung und Isolierung der Zündspule besonders einfach wird.It is advantageous that in an inventive Ignition transformer both the primary and the Secondary winding made in a particularly simple manner become. The secondary winding is a simple one Soft magnetic core applied winding. Such Coil is particularly easy and inexpensive to manufacture, since no further winding has to be applied and so also the contacting and insulation of the ignition coil becomes particularly easy.
Die Primärwicklung ist als einfache Leiterbahnanordnung ausgebildet und wird bei der Leiterbahnherstellung der Leiterplatte ohne jeden Mehraufwand mit hergestellt.The primary winding is a simple interconnect arrangement trained and is in the production of the conductor Printed circuit board without any additional effort.
Besonders vorteilhaft an einer solchen aus Leiterbahnanordnungen bestehenden Primärwicklung ist, daß zuleitungsbedingte Streuverluste sehr gering gehalten werden können, da die mit der primärseitigen Wicklung verbundenen Bauteile zuleitungsfrei mit dieser verbunden sein können.Particularly advantageous from such Circuit arrangement existing primary winding is that supply-related leakage losses can be kept very low can, since those connected to the primary winding Components can be connected to it without a supply line.
Zudem erlaubt ein erfindungsgemäßer Zündtransformator eine Reihe von vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen, die in den Unteransprüchen beschrieben sind.In addition, an ignition transformer according to the invention allows one Series of advantageous refinements and developments, which are described in the subclaims.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn die zum Primärstromkreis gehörenden Bauelemente, wie der Zündkondensator und das den Zündvorgang einleitende Schaltelement, Bestandteile der primären Wicklung sind, das heißt, daß diese Bauelemente möglichst zuleitungsfrei mit der die Primärwicklung ausbildenden Leiterbahnanordnung verbunden sind. Hierdurch können die Streuverluste, die sonst in Zuleitungen entstehen, minimiert werden.So it is particularly advantageous if the for Components belonging to the primary circuit, such as the Ignition capacitor and that initiating the ignition process Switching element, components of the primary winding, that means that these components with as little lead as possible the interconnect arrangement forming the primary winding are connected. This can reduce the scattering losses otherwise arise in supply lines, be minimized.
Besonders einfach ist dies möglich, wenn die die Primärwicklung ausbildende Leiterbahnanordnung aus einer einzigen Windung besteht. Diese Windung kann zum Beispiel auf einfache Weise als unterbrochener Kreisbogen ausgebildet sein, dessen Unterbrechungen durch die zum Zündstromkreis gehörenden Bauelemente gebrückt wird.This is particularly easy if the Circuit arrangement forming primary winding from a single turn. This turn, for example easily formed as an interrupted circular arc be, the interruptions through which to the ignition circuit belonging components is bridged.
Je nach angestrebter Ankopplung zwischen Primär- und Sekundärseite bzw. dem Windungszahlverhältnis können auch mehrere als Leiterbahnanordnungen ausgeführte Windungen auf die Leiterplatte aufgebracht werden, besonders vorteilhaft z. B. auf mehrere Layer einer Leiterplatte.Depending on the desired coupling between primary and Secondary side or the number of turns ratio can also several turns designed as conductor track arrangements the circuit board are applied, particularly advantageous e.g. B. on several layers of a circuit board.
Besonders vorteilhaft ist, daß die Zündspule vor dem Zusammenbau des Zündtransformators, z. B. mit dem Stecker oder der Fassung einer Gasentladungslampe, vormontiert werden kann. Dabei ist es insbesondere unter isolationstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft, wenn die Sekundärwicklung unlösbar mit dem Stecker oder der Fassung der Gasentladungslampe verbunden ist. Ebenfalls vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist, wenn die hochspannungsseitige Anschlußleitung der Zündspule eine Isolierung aufweist, die einstückig in eine Isolierkappe für die Zündspule übergeht.It is particularly advantageous that the ignition coil before Assembling the ignition transformer, e.g. B. with the plug or the socket of a gas discharge lamp, pre-assembled can be. It is particularly under insulation-technical aspects advantageous if the Secondary winding unsolvable with the plug or the socket the gas discharge lamp is connected. Also beneficial in this context is when the high voltage side Connection line of the ignition coil has insulation that integrally into an insulating cap for the ignition coil.
Ein besonders einfaches Festsetzen der Zündspule innerhalb der Leiterplatte wird auf vorteilhafte Weise dadurch möglich, daß die Isolierkappe einen Befestigungskragen zum Festsetzen an der Leiterplatte aufweist.A particularly simple setting of the ignition coil inside the circuit board is thereby advantageously possible that the insulating cap a mounting collar for Fixing on the circuit board.
Zur weiteren Verdeutlichung soll im folgenden ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zündtransformators anhand der Zeichnung näher erläutert werden. For further clarification, the following is intended Embodiment of the ignition transformer according to the invention be explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine Schemazeichnung eines erfindungsgemäß aufgebauten Zündtransformators; FIG. 1 is a schematic diagram of the invention constructed in accordance with the ignition transformer;
Fig. 2 schematisch die auf die Leiterplatte aufgebrachte Primärwicklung des Zündtransformators und Fig. 2 shows schematically the primary winding of the ignition transformer and applied to the circuit board
Fig. 3 eine Schaltskizze für ein typisches Anwendungsbeispiel eines Zündtransformators. Fig. 3 is a circuit diagram for a typical application example of an ignition transformer.
Zunächst soll anhand der Fig. 3 ein typisches Anwendungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Zündtransformator oder einen Zündtransformator nach dem Stand der Technik erläutert werden.First, should reference to FIG. 3, a typical example for an inventive ignition transformer or an ignition transformer according to the prior art will be explained.
Die Schaltskizze zeigt sehr schematisch die Ansteuerungsschaltung für eine kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebene Gasentladungslampe (GEL). Ein Versorgungsgerät (VG) erzeugt aus einer Spannungsquelle (B) die zum Betrieb der Gasentladungslampe (GEL) nötigen Spannungen und Ströme. Die Versorgungsspannung der Gasentladungslampe wird zunächst über ein Zündgerät (ZG) geführt.The circuit diagram shows the very schematically Control circuit for a continuous or discontinuously operated gas discharge lamp (GEL). A Supply device (VG) generated from a voltage source (B) necessary to operate the gas discharge lamp (GEL) Voltages and currents. The supply voltage of the Gas discharge lamp is first switched on via an ignitor (ZG) guided.
Dieses Zündgerät (ZG) arbeitet nach dem Überlagerungsverfahren: Das Versorgungsgerät (VG) lädt über einen Widerstand (R) den Zündkondensator (C) auf. Wird über die Primärwicklung (PW) des Zündtransformators (T) über ein Schaltelement (5) der Zündkondensator (C) schlagartig entladen, so wird in der sekundärseitigen Spule des Zündtransformators (hier bezeichnet als Zündspule (ZS)) der Leerlaufspannung des Versorgungsgerätes (VG) der transformierte Impuls überlagert und die Gasentladungslampe gezündet. This ignition device (ZG) works according to the superimposition method: the supply device (VG) charges the ignition capacitor (C) via a resistor (R). If the ignition capacitor (C) is suddenly discharged via the primary winding (PW) of the ignition transformer (T) via a switching element ( 5 ), then the open circuit voltage of the supply unit (VG) is in the secondary coil of the ignition transformer (here referred to as ignition coil (ZS)) the transformed pulse is superimposed and the gas discharge lamp is ignited.
Da zur Erzeugung des Zündimpulses ein hohes Übersetzungsverhältnis des Zündtransformators (T) benötigt wird, weist die Primärwicklung möglicherweise nur wenige, im Extremfall nur eine einzige Windung auf. Dadurch sind die zwischen dem Zündkondensator (C), dem Schaltelement (S) und der Primärwicklung (PW) geschalteten Verbindungsleitung (VL) nicht vernachlässigbar. Diese bilden eine Streuinduktivität aus, welche zu nicht vernachlässigbaren Verlusten in der transformierten Impulsspannung führt.Because a high to generate the ignition pulse Gear ratio of the ignition transformer (T) required the primary winding may have only a few, in In extreme cases, only a single turn. That’s why between the ignition capacitor (C), the switching element (S) and the primary winding (PW) connected connecting line (VL) unneglectable. These form a leakage inductance which leads to non - negligible losses in the transformed pulse voltage leads.
Die Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Zündtransformators (T), bei dem die oben genannten Verluste minimiert werden können. Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus der Leiterplatte (LP) des Zündgerätes. Fig. 2 shows a particularly advantageous embodiment of an ignition transformer (T) according to the invention, in which the losses mentioned above may be minimized. The figure shows a section of the printed circuit board (LP) of the igniter.
Zu erkennen ist eine im wesentlichen ringförmige ausgebildete Leiterbahnanordnung (LB). Auf die Darstellung von weiteren Zuleitungen zu dieser Leiterbahnanordnung wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die Leiterbahnanordnung (LB) bildet die aus einer einzigen Windung bestehende Primärwicklung (PW) des Zündtransformators aus. Die (in der Fig. 2 nicht dargestellte) die Sekundärwicklung ausbildende Zündspule wird in die innerhalb der ringförmigen Leiterbahnanordnung (LB) eingebrachte Ausnehmung (A) eingesetzt.An essentially ring-shaped conductor track arrangement (LB) can be seen. For the sake of clarity, further supply lines to this conductor track arrangement have not been shown. The conductor track arrangement (LB) forms the primary winding (PW) of the ignition transformer consisting of a single turn. The ignition coil (not shown in FIG. 2) forming the secondary winding is inserted into the recess (A) made within the annular conductor track arrangement (LB).
Die ringförmige Leiterbahnanordnung (LB) ist an zwei Stellen elektrisch unterbrochen. Diese Unterbrechungen werden durch das Schaltelement (S) und den Zündkondensator (C) elektrisch überbrückt. Diese beiden Bauteile (S, C) sind mit kürzestmöglichen Zuleitungen in die Primärwindung integriert und können damit als Bestandteile der Primärwindung angesehen werden.The ring-shaped conductor track arrangement (LB) is in two places electrically interrupted. These interruptions are through the switching element (S) and the ignition capacitor (C) electrically bridged. These two components (S, C) are with shortest possible supply lines integrated in the primary winding and can therefore be part of the primary turn be considered.
Ziel dieser Anordnung ist es, die Streuverluste in den Zuleitungen zum Zündkondensator (C), zum Schaltelement (S) und in den Bauteilen (C, S) selber gering zu halten, was durch die dargestellte Anordnung besonders gut erreicht wird.The aim of this arrangement is to reduce the scattering losses in the Leads to the ignition capacitor (C), to the switching element (S) and keep it low in the components (C, S) what achieved particularly well by the arrangement shown becomes.
Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterbahnanordnung (LB) ist dabei selbstverständlich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Alternativ können auch z. B. spiralförmige Anordnungen gewählt oder, besonders vorteilhaft, mehrere ringförmige Leiterbahnen auf mehreren Layern einer Leiterplatte übereinander angeordnet werden. Da die Verbindungswege zwischen den Leiterbahnringen dabei sehr kurz ausfallen, treten auch hierbei keine nennenswert höheren Streuverluste auf.The design of the conductor track arrangement according to the invention (LB) is of course not on this Embodiment limited. Alternatively, e.g. B. spiral arrangements chosen or, especially advantageous, several annular conductor tracks on several Layers of a circuit board can be arranged one above the other. There the connection paths between the conductor ring rings very much fail briefly, no noteworthy here higher scattering losses.
Die Fig. 1 zeigt ein Schnittbild eines auf eine Leiterplatte (LP) montierten Zündtransformators (T). Fig. 1 shows a sectional view of a mounted on a printed circuit board (LP) starting transformer (T).
Dargestellt ist die Zündspule (ZS), welche in einer Ausnehmung (A) der Leiterplatte (LP) eingesetzt ist. Die Zündspule (ZS) besteht aus einem weichmagnetischen Kern (K), auf welchen eine aus einer Vielzahl von Windungen bestehende Wicklung (SW) aufgebracht ist. Diese Wicklung bildet die Sekundärwicklung (SW) des Zündtransformators (T).The ignition coil (ZS) is shown, which is in a Recess (A) of the circuit board (LP) is inserted. The Ignition coil (ZS) consists of a soft magnetic core (K), on which one consists of a multitude of turns Winding (SW) is applied. This winding forms the Secondary winding (SW) of the ignition transformer (T).
Die Wicklung (SW) endet in zwei Anschlußleitungen (NA, HA), wobei die erste Anschlußleitung (NA) die mit dem Versorgungsgerät (VG) verbundene Niederspannungsanschlußleitung (NA) und die zweite Anschlußleitung (HA), die mit der Gasentladungslampe (GEL) bzw. einem Lampenstecker (LS) verbundene Hochspannungsanschlußleitung (HA) ist.The winding (SW) ends in two connecting lines (NA, HA), wherein the first connecting line (NA) with the Supply device (VG) connected Low voltage connection line (NA) and the second Connection line (HA) connected to the gas discharge lamp (GEL) or a lamp connector (LS) connected High voltage connection line (HA) is.
Der Lampenstecker (LS) weist mehrere Kontaktfedern (KF) zur Aufnahme von Anschlußkontakten der nicht dargestellten Gasentladungslampe (GEL) auf. Diese Kontaktfedern (KF) sind, aus Sicherheitsgründen unlösbar, mit einer ersten Anschlußleitung (VA) verbunden, welche laut Fig. 3 über das Zündgerät (ZG) direkt zum Versorgungsgerät (VG) geführt ist. Die zweite mit den Kontaktfedern (KF) verbundene Anschlußleitung ist die Hochspannungsanschlußleitung (HA) der Zündspule (ZS), welche mit einem Isolierschlauch (15) versehen ist und ebenfalls unlösbar mit dem Lampenstecker (LS) verbunden ist. Dieser Isolierschlauch (IS) verbreitert sich im Bereich der Zündspule zu einer Isolierkappe (IK) und überzieht die Zündspule (ZS) ganz oder (wie in der Figur dargestellt) zumindest teilweise. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Isolierung der Zündspule (ZS) möglich. Vorteilhafterweise kann an die Isolierkappe (IK) ein Kragen (KR) angeformt sein, welcher beim Zusammenfügen die Lage der Zündspule bezüglich der Leiterplatte festlegt.The lamp plug (LS) has a plurality of contact springs (KF) for receiving connection contacts of the gas discharge lamp (GEL), not shown. For safety reasons, these contact springs (KF) are inseparable from a first connection line (VA) which, according to FIG. 3, is led directly to the supply device (VG) via the ignition device (ZG). The second connection line connected to the contact springs (KF) is the high-voltage connection line (HA) of the ignition coil (ZS), which is provided with an insulating tube ( 15 ) and is also permanently connected to the lamp connector (LS). This insulating tube (IS) widens in the area of the ignition coil to form an insulating cap (IK) and covers the ignition coil (ZS) completely or (as shown in the figure) at least partially. In this way, particularly simple insulation of the ignition coil (ZS) is possible. Advantageously, a collar (KR) can be formed on the insulating cap (IK), which defines the position of the ignition coil with respect to the printed circuit board when it is assembled.
Dieser Kragen (KR) kann dabei vorteilhafterweise so ausgebildet werden, daß er eine mechanische Befestigung der Zündspule (ZS) an der Leiterplatte (LP) ermöglicht.This collar (KR) can advantageously do so be trained that he is a mechanical attachment of the Ignition coil (ZS) on the circuit board (LP) allows.
Da im Ausführungsbeispiel die Isolierkappe (IK) nicht die gesamte Zündspule umfaßt, ist im Bereich der unteren Stirnseite der Zündspule eine Isolierabschlußscheibe (IA) vorgesehen.Since in the embodiment, the insulating cap (IK) is not the The entire ignition coil is in the lower area Front of the ignition coil an insulating lens (IA) intended.
In der Fig. 1 nicht dargestellt ist die in der Fig. 2 gezeigte primärseitige Leiterbahnanordnung einschließlich des Zündkondensators und des Schaltelements.The primary-side conductor track arrangement shown in FIG. 2, including the ignition capacitor and the switching element, is not shown in FIG. 1.
Der Zusammenbau des Zündtransformators (T) erfolgt auf besonders einfache Weise durch einfaches Einstecken und Festsetzen der Zündspule in der Ausnehmung (A) der Leiterplatte. Fertigungstechnisch ist dabei besonders vorteilhaft, daß die Zündspule (ZS) und der Lampenstecker (LS) als eine Einheit ausgebildet und vor Zusammenbau des Zündgerätes vormontiert werden können.The ignition transformer (T) is assembled on particularly simple way by simply inserting and Fixing the ignition coil in the recess (A) of the Circuit board. Manufacturing technology is special advantageous that the ignition coil (ZS) and the lamp connector (LS) designed as a unit and before assembling the Ignitor can be pre-assembled.
BezugszeichenlisteReference list
A Ausnehmung
B Spannungsquelle
C Zündkondensator
GEL Gasentladungslampe
HA Hochspannungsanschlußleitung
IA Isolierabschlußscheibe
IK Isolierkappe
IS Isolierschlauch
K Kern
KF Kontaktfedern
KR Kragen
LB Leiterbahnanordnung
LP Leiterplatte
LS Lampenstecker
NA Niederspannungsanschlußleitung
PW Primärwicklung
R Widerstand
S Schaltelement
SW Sekundärwicklung
T Zündtransformator
VA Anschlußleitung
VG Versorgungsgerät
VL Verbindungsleitungen
ZG Zündgerät
ZS Zündspule.A recess
B voltage source
C ignition capacitor
GEL gas discharge lamp
HA high-voltage connection cable
IA insulating lens
IK insulating cap
IS insulating hose
K core
KF contact springs
KR collar
LB trace arrangement
LP circuit board
LS lamp connector
NA low voltage connection cable
PW primary winding
R resistance
S switching element
SW secondary winding
T ignition transformer
VA connecting cable
VG supply device
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ZG ignitor
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Claims (7)
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