棒形鐵心變壓器和帶棒形鐵心變壓器的燈座的制作方法

專利名稱:棒形鐵心變壓器和帶棒形鐵心變壓器的燈座的制作方法
技術領域：
本發明涉及依據權利要求
1的棒形鐵心變壓器和帶有這種棒形鐵心變壓器的放電燈座以及用于汽車前照燈的無水銀高壓放電燈。
背景技術：
公開號WO 00/59269的國際專利申請PCT/EP00/02608公開了一種帶有點火裝置的氣體放電燈座，點火裝置具有設置在燈座中的環形鐵心變壓器。環形鐵心變壓器用于產生氣體放電燈的點火電壓。
發明介紹本發明的目的在于提供一種變壓器，它適合于作為燈座中的點火變壓器使用，并具有線圈中盡可能小的損耗功率。特別是該變壓器可作為無水銀的鹵素-金屬蒸氣-高壓放電燈的點火變壓器使用，它與相應的含水銀的鹵素-金屬蒸氣-高壓放電燈相比，點火電壓降低約50％。
該目的依據本發明的權利要求
1的特征得以實現。本發明的最好實施方式在從屬權利要求
中予以說明。
依據本發明的變壓器構成棒形鐵心變壓器并具有至少一個初級線圈。
-至少兩個棒形鐵心，它們與其縱軸相互平行偏心并排設置并由電絕緣材料構成，-第一個次級線圈，其匝設置在第一個鐵心上，其中，第一個次級線圈具有多個并聯的匝層，并且每個匝層無偏差的設置在最近的下層上，以使任意層中的每匝都準確地設置在第一個次級線圈的正下層的相應匝上，以及-至少另一個次級線圈，其匝設置在至少另一個棒形鐵心上，其中，第二個次級線圈具有多個并聯的匝層，并且每個匝層無偏差的設置在最近的下層上，以使任意層的每匝設置在至少另一個次級線圈的正下層的相應匝上，其中
-次級線圈的導電體相互連接，次級線圈的總電阻小于或者等于2Ω。
通過將變壓器構成棒形鐵心變壓器，該變壓器借助于裝配自動裝置可以比例如環形鐵心變壓器更為簡單地裝入燈座。為了降低棒形鐵心變壓器線圈中的功率損耗，此外，也能產生放電燈點火足夠高的電壓，依據本發明的棒形鐵心變壓器具有多個導電的相互連接的次級線圈，它們安裝在至少兩個棒形的，與其縱軸相關平行偏心并排設置的鐵心上，其中，次級線圈的總電阻小于或者等于2Ω。次級線圈具有各自多個重疊繞制的并聯匝層，以便在較大的變流比時仍能保證次級側上有足夠高的通過電流。為了防止在次級線圈不同層的匝之間出現電火花，次級線圈的層無偏差的準確重疊設置。由此，在次級線圈的重疊設置的層的相應匝之間不會出現電壓差。此外，這樣繞制的次級線圈只具有較小的功率，以至于依據本發明的棒形鐵心變壓器也適用于在兆赫領域中運行。
設置在不同的棒形鐵心上的次級線圈最好串聯。由此，其感應電壓相加，并在棒形鐵心變壓器次級側上有更高的放電燈點火電壓可供使用。如果不需要所有的次級線圈都產生盡可能高的感應電壓，可以將幾個或者甚至所有次級線圈都并聯，以便由此降低次級線圈的總電阻。
依據本發明的變壓器的棒形鐵心由于其較高的磁導率，最好由鐵氧體，特別是鎳-鋅-燒結-鐵氧體構成。這種鐵氧體由燒結的鎳-鋅-混合氧化物構成，它具有約105Ωm的較高的單位電阻。因此，該鐵氧體事實上可以視為電絕緣子。它們保證棒形鐵心變壓器較高的絕緣強度，由此可以產生很高的感應電壓。
依據本發明的棒形鐵心變壓器最好具有整兩個棒形鐵心，帶有各自設置其上的次級線圈，其中，這些次級線圈中的每個線圈具有50至200匝。這種棒形鐵心變壓器空間上結構緊湊，并具有次級側上足夠數量的匝，以便用作點火變壓器而獲得足夠大的變流比。次級線圈的線直徑最好大于或者等于0.1mm，最好甚至大于0.2mm，以便將次級線圈的總電阻保持盡可能的低。事實證明，借助于棒形鐵心變壓器，僅帶有兩個棒形鐵心和兩個次級線圈，它們各自具有50至200匝和其線直徑大于0.1mm，甚至最好大于0.2mm，可以為產生高壓放電燈的點火電壓實現點火變壓器，它具有較小的空間延伸，以至于它可用于汽車前照燈的高壓放電燈的燈座內，并且，其次級側具有足夠小的內部電阻，以便利用該棒形鐵心變壓器也可以啟動帶有較小點火電壓的高壓放電燈，例如，像無水銀的鹵素-金屬蒸氣-高壓放電燈。棒形鐵心變壓器的次級側具有如此小的電阻，即使次級線圈像通常使用的脈沖點火裝置那樣，在完成燈中的氣體放電點火后通以燈電流的情況下，只出現很小的損耗。
最好棒形鐵心的變壓器的至少一個次級線圈設置成使各自兩個并排設置的棒形鐵心中的磁通以相反的方向流動。按照簡單方式，可以在每個棒形的用鐵氧體構成的鐵心上設置初級線圈，其中，初級線圈并聯。通過這種措施，可以減少變壓器的散射場。此外，在棒形鐵氧體鐵心的末端上最好設置鐵氧體薄片，它們與兩個相鄰的棒形鐵氧體鐵心共同作用，以便圍住變壓器的散射場。由此，進一步減少棒形鐵心變壓器中的損耗。鐵氧體薄片到棒形鐵氧體鐵心的距離可以變化或可以調整，以便可以將依據本發明的變壓器的感應率調整到要求的數值上。
依據本發明的棒形鐵心變壓器的單個初級線圈或多個初級線圈最好僅具有1至3匝，以便取得盡可能大的變流比，并由此達到相當高的感應電壓。
依據本發明的棒形鐵心變壓器的棒形鐵心和設置在其上的次級線圈最好各自設置在分離的外殼中，其中，外殼通過插銷相互連接。由此，各棒形鐵心可以按照簡單的方式在準確確定的距離內并排設置，并防止受到外界的影響。該外殼最好由電絕緣材料構成，例如塑料，以保證變壓器足夠的耐高壓性。出于同樣原因，外殼中的空腔最好采用墊絕緣填料填充。填料最好含有均勻混合的鐵氧體粉末，以便提高棒形鐵心變壓器的感應率。此外，填料中的鐵氧體粉末用于上述的鐵氧體薄片或者取代這種鐵氧體薄片。但也可以既不使用鐵氧體薄片，也可以不使用填料中的鐵氧體粉末。



下面，借助優選實施例對本發明作詳細說明。其中圖1示出依據本發明優選實施例棒形鐵心變壓器橫截面的示意圖圖2示出高壓放電燈點火裝置的電路圖，帶有圖1中示出的作為點火變壓器的棒形鐵心變壓器圖3示出高壓放電燈燈座一部分的橫截面，帶有設置在其中的圖1中示出的棒形鐵心變壓器圖4示出高壓放電燈的側視圖，帶有圖1中示出的燈座部分圖5示出依據本發明另一優選實施例的棒形鐵心變壓器的頂視示意圖。
具體實施方式
圖1中示出的本發明的優選實施例涉及一棒形鐵心變壓器1，帶有兩個棒形鐵氧體鐵心2、3，它們與其縱軸相關平行偏心并排設置。鐵氧體鐵心2、3各自由基本上是長方形的鎳-鋅-燒結-鐵氧體構成，帶有基本上是正方形的25mm2的橫截面。鐵氧體鐵心的長度為31mm。在每個鐵氧體鐵心2、3上設置4層結構的次級線圈4、5。兩個次級線圈4、5結構完全相同并串聯，以使其感應電壓相加。次級線圈4或5的四層4a，4b，4c，4d或5a，5b，5c，5d的每層具有110匝。次級線圈4、5的四層4a，4b，4c，4d或5a，5b，5c，5d在圖1中僅簡要示出部分截面。各自兩個相鄰層的匝準確地上下重疊設置。就是說，例如次級線圈4或5的第二層的第一匝準確地設置在次級線圈4或5的第一層的第一匝上。圖1中簡要示出這種實際情況。與此相應，也適用于次級線圈4或5的第一層和第二層的所有其他匝和次級線圈4或5的所有相鄰層。次級線圈4的四層4a，4b，4c，4d并聯，以至于四層4a，4b，4c，4d中感應的分電流相加成總電流。它同樣也適用于次級線圈5的四層5a，5b，5c，5d。次級線圈4、5各自由直徑0.24的銅線構成。銅線為電絕緣帶有漆層。兩個次級線圈4、5串聯，并具有0.47Ω的總電阻。
此外，在每個鐵氧體鐵心2、3上分別設置各自具有2匝的初級線圈6、7。初級線圈6、7各自繞在相應的鐵氧體鐵心2或3的次級線圈4或5上。初級線圈6、7由銅帶構成。兩個鐵氧體鐵心2、3和安裝在其上的次級線圈4、5以及初級線圈6、7分別設置在一分離的基本上是長方形的塑料外殼8、9內。設置在鐵氧體鐵心2、3末端上的外殼8、9的端面各自具有在縱向上減低延伸的壁8a、9a。該壁8a、9a相互接觸并通過插塞連接10相互連接。基本上是長方形的外殼8、9開放的端面各自借助于塑料蓋板12、13封閉。每個塑料蓋板12或13這樣構成，以至于它既蓋住設置在鐵氧體鐵心2、3同一末端上的外殼8的開放端面，也蓋住外殼9。
在鐵氧體鐵心2、3上分別設置鐵氧體薄片14、15，以便圍住變壓器的散射場。鐵氧體薄片14、15以與鐵氧體鐵心2、3的末端預先規定的距離設置，以便將變壓器的電感調整到要求的數值。外殼8、9的壁和塑料蓋12、13之間以及鐵氧體鐵心2、3和鐵氧體薄片14、15之間的空腔利用電絕緣填料填充。次級線圈4、5和初級線圈6、7的繞線方向構成為使平行設置的鐵氧體鐵心2、3中磁通以相反的方向流動。第一個次級線圈4的繞組始端40和第二個次級線圈5的繞組末端51從外殼8或9中引出。第一個次級線圈4的繞組末端41與第二個次級線圈5的繞組始端50連接。并聯次級線圈2、3的兩個接頭17同樣從外殼8或9中引出。
圖2中示出帶上述棒形鐵心變壓器1的高壓放電燈點火裝置的電路圖。在該點火裝置中，涉及到脈沖點火裝置，它基本上由點火電容器C1，火花間隙F1，高歐姆電阻R1，雙位閾值開關D1和棒形鐵心變壓器1的線圈4、5、6、7組成。在點火裝置的輸出端J4、J5上，提供高壓放電燈的點火電壓。輸入端J3處于接地電位上。在輸入端J1上提供-400V的直流電壓，在輸入端J2上提供+600V的直流電壓。圖2中概要示出的脈沖點火裝置的結構為現有技術，因此在這里不再詳細敘述。兩個初級線圈6、7并聯并與點火間隙F1串聯設置，以至于兩個初級線圈6、7的并聯電路通過火花間隙F1連接在輸入端J1、J2上。為將連接在端J4、J5上的高壓放電燈點火，點火電容器C1充電到火花間隙F1的擊穿電壓上。隨后，電容器C1通過火花間隙F1和初級線圈6、7脈動放電。在次級線圈4、5中，由此產生高感應電壓。因為次級線圈4、5串聯，所以在輸出端J4上，兩個次級線圈4、5的感應電壓和輸入端上的電壓的總和可供使用。在圖2中，各個線圈4、5、6、7的繞組始端通過點標示。在輸出端J4、J5上，由點火裝置提供最高40Kv的電壓，用于高壓放電燈的點火。
上述點火裝置設置在高壓放電燈的燈座20內。圖3示出用于汽車前照燈的高壓放電燈燈座20上部的橫截面。棒形鐵心變壓器1設置在燈座20的分離的室21中。在燈座20的第二個室22中，設置曲折形安裝板23，它安裝點火裝置的其他部件F1，R1，D1，C1并安裝高壓放電燈工作儀器的部件24。在上端，燈座20具有高壓放電燈放電容器的接受器25。燈座20的下端通過蓋(未標示)封閉，并裝有燈的電氣接線(未標示)。
圖4示出燈座20上部和安裝在接受器25中的高壓放電燈燈容器26、27的部分截面側視圖。在該燈中，涉及電耗功率約35W的鹵素-金屬蒸氣-高壓放電燈。該燈具有兩側密封的石英玻璃放電容器26，由固定在其上的玻璃外電罩27所環繞。外電罩27和放電容器26以公知的方式在燈座20的接受器25中定位。在放電容器26的內部設置兩個電極28、29，用于產生氣體放電。作為放電介質使用氙和金屬鹵素，它們蒸氣狀處于放電中。電極28、29分別通過鉬箔熔化裝置30、31和引線32、33與點火裝置的輸出端J4或J5和工作儀器的部件24連接。為將鹵素-金屬蒸氣-高壓放電燈安裝到汽車前照燈內，燈座20裝有調整環34，它與燈座20的接受器25焊接在一起。
本發明并不局限于上面詳細介紹的實施例。例如，鐵氧體薄片12、13也可設置在外殼的蓋14、15內。但也可以不使用鐵氧體薄片，并用均勻混合的鐵氧體粉末代替填料16，或者甚至不使用鐵氧體薄片和將鐵氧體粉末混合成填料。外殼8、9當然也可以按不同方式構成。特別是也可以不使用端面上的塑料蓋。
此外，依據本發明的棒形鐵心變壓器也可以具有多于兩個棒形鐵氧體鐵心和次級線圈。特別是棒形鐵心變壓器可以具有四個相同類型的鐵氧體鐵心，帶有各自一個次級線圈，將它們設置成重疊和并排的兩排。這四個次級線圈可以連接成使兩個次級線圈構成第一對串聯的次級線圈，第三個和第四個次級線圈構成第二對串聯的次級線圈，其中，這兩對次級線圈并聯，以便降低變壓器次級側的電阻。
此外，依據本發明的棒形鐵心變壓器也可以具有用其他電絕緣材料，例如塑料制成的棒形心代替鐵氧體鐵心(2，3)。
圖5概要示出依據本發明另一優選實施例的棒形鐵心變壓器。該實施例與上述的和圖1中示出的第一個實施例的區別僅在于初級線圈6’的造型。在所有其他細節上，兩個實施例相同。出于該原因，相同部分也采用相同的參考符號指示。為簡化附圖，圖5中未示出兩個次級線圈4、5。次級線圈4、5在該實施例中也按與上述第一個實施例相同的方式繞在棒形鐵心2或3上。與圖1示出的實施例的區別在于，圖5中示出的實施例僅具有一個初級線圈6’，它設置在圖5中未示出的次級線圈的上面。初級線圈6’由銅帶構成，它交替繞制第一個棒形鐵心2和第二個棒形鐵心3，以至于在每個棒形鐵心2、3上各自設置初級線圈6’的兩匝，其中，設置在第一個棒形鐵心2上的初級線圈6’的匝的繞線方向與設置在第二個棒形鐵心3上的初級線圈6’的匝的繞線方向相反，如圖5所示。由此，在棒形鐵心2和3中產生相反的磁通。
權利要求
1.棒形鐵心變壓器，用作為燈座(20)中的點火變壓器，其特征是-至少一個初級線圈(6，7；6’)，-至少兩個棒形鐵心(2，3)，它們與其縱軸相關平行偏心并排設置并由電絕緣材料構成，-第一個次級線圈(4)，其匝設置在第一個鐵心(2)上，其中，第一個次級線圈(4)具有多個并聯的匝層(4a，4b，4c，4d)，并且每個匝層無偏差的設置在最近的下層上，以使任意層的每匝設置在第一個次級線圈(4)的正下層的相應匝上，-至少另一個次級線圈(5)，其匝設置在至少另一個棒形鐵心(3)上，其中，第二個次級線圈(5)具有多個并聯的匝層(5a，5b，5c，5d)，并且每個匝層無偏差的設置在最近的下層上，以至于任意層的每匝設置在至少另一個次級線圈(5)的正下層的相應匝上，其中-次級線圈(4，5)導電相互連接，次級線圈(4，5)的總電阻小于或者等于2Ω。
2.按權利要求
1所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，次級線圈(4，5)串聯。
3.按權利要求
1所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，棒形鐵心(2，3)由鎳-鋅-燒結-鐵氧體構成。
4.按權利要求
1，2或3之一項或多項所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，棒形鐵心變壓器(1)具有兩個棒形鐵心(2，3)，帶有各自設置在其上的次級線圈(4，5)，其中，兩個次級線圈(4，5)的每個具有50至200匝。
5.按權利要求
1，2或4之一項或多項所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，次級線圈(4，5)的線直徑大于或者等于0.1mm。
6.按權利要求
1或4所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，至少一個初級線圈(6，7；6’)這樣設置，使各自兩個并排設置的棒形鐵心(2，3)中的磁通在相反的方向上流動。
7.按權利要求
6所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，在棒形鐵心(2，3)的末端上設置鐵氧體薄片(12，13)。
8.按權利要求
6所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，鐵氧體薄片(12，13)到棒形鐵心(2，3)的距離可以調整。
9.按權利要求
6所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，在每個棒形鐵心(2，3)上設置一個初級線圈(6，7)，其中，初級線圈(6，7)并聯。
10.按權利要求
6所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，只具有一個初級線圈(6’)，其匝以相反的繞線方向交替繞制在第一個(2)和第二個(3)棒形鐵心上。
11.按權利要求
1或6所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，至少一個初級線圈(6，7；6’)具有1至3匝。
12.按權利要求
1所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，帶有設置在其上的次級線圈(4，5)的每個棒形鐵心(2，3)設置在一分離的外殼(8，9)中，其中，外殼(8，9)可通過插塞連接(10)相互連接。
13.按權利要求
12所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，外殼(8，9)采用電絕緣填料(16)填充。
14.按權利要求
13所述的棒形鐵心變壓器，其特征在于，填料(16)含有鐵氧體粉末。
15.放電燈座，帶有按權利要求
1至14之一項或多項所述的棒形鐵心變壓器(1)，其中，棒形鐵心變壓器(1)設置在放電燈座(20)內，用于產生放電燈的點火電壓。
16.鹵素-金屬蒸氣-高壓放電燈，用于帶有按權利要求
15所述的放電燈座(20)的汽車前照燈。
專利摘要
本發明涉及棒形鐵心變壓器，用為汽車前照燈的高壓放電燈燈座中的點火變壓器。依據本發明，棒形鐵心變壓器具有至少兩個棒形的并排設置的鐵心(2，3)，其上各自繞制多層結構的次級線圈(4，5)，其中層(4a，4b，4c，4d)或(5a，5b，5c，5d)并聯并無偏差的重疊設置。此外，次級線圈(4，5)導電相互連接，其中，其總電阻最高為2Ω。依據本發明的變壓器特別適合作為帶有較小點火電壓的高壓放電燈的點火變壓器使用，例如像無水銀的鹵素－金屬蒸氣－高壓放電燈。
文檔編號H05B41/00GKCN1438661SQ03119870
公開日2003年8月27日 申請日期2003年2月14日
發明者M·博克哈德特, H·M·加達雷利, B·雷爾根 申請人:電燈專利信托有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan