DE202007004225U1 - Circuit for generating ignition voltage impulse, has high-voltage circuit with controllable electronic switch, charging condenser and voltage-dependent switch, and circuit output is connected by electronic switch with charging condenser - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft die eine elektronische Schaltung zur Erzeugung eines Zündimpulses zur Zündung einer Gasentladungslampe.The The present invention relates to an electronic circuit for generating an ignition pulse to the ignition a gas discharge lamp.
In fotospektrometrischen Messsystemen, z.B. für Apsorptionsmessungen in Flüssigkeitschromatographen, werden häufig Gasentladungslampen, z.B. Deuteriumlampen, als Lichtquelle verwendet. Gasentladungslampen werden mittels eines Spannungsimpulses oder Zündimpulses gezündet. Zwischen der Anode und der Kathode einer solchen Lichtquelle bildet sich nach dem Zündvorgang ein leuchtendes Plasma aus.In photospectrometric measuring systems, e.g. for apsorption measurements in liquid chromatographs, become common Gas discharge lamps, e.g. Deuterium lamps, used as light source. Gas discharge lamps are ignited by means of a voltage pulse or ignition pulse. Between the anode and the cathode of such a light source is formed after the ignition process a glowing plasma.
Zur Erzeugung des Spannungsimpulses kann eine Schaltung vorgesehen werden, welche eine Niederspannungsschaltung oder Treiberschaltung zur Erzeugung eines Niederspannungsimpulses und eine Hochspannungsschaltung zur Erzeugung des eigentlichen Zündimpulses umfasst. Es ist bekannt, Relays, z.B. Reed-Relays als Trennelemente zwischen der Treiberschaltung und der Hochspannungsschaltung vorzusehen.to Generation of the voltage pulse, a circuit can be provided which a low voltage circuit or driver circuit for generating a low voltage pulse and a high voltage circuit for Generation of the actual ignition pulse includes. It is known to use relays, e.g. Reed relays as separators between the driver circuit and the high voltage circuit provided.
OFFENBARUNGEPIPHANY
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektronische Schaltung zur Erzeugung eines Zündimpulses zur Zündung einer Gasentladungslampe anzugeben. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.It Object of the present invention is an electronic circuit for generating an ignition pulse to the ignition to indicate a gas discharge lamp. The task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments are in the dependent claims cited.
In einer Ausführungsform wird eine Schaltung zur Erzeugung eines Zündspannungsimpulses an einem Schaltungsausgang zum Anschluss an eine Gasentladungslampe, offenbart, welcher eine Hochspannungsschaltung mit einen steuerbaren elektronischen Schalter einen Ladekondensator und einen spannungsabhängigen Schalter aufweist, wobei der Schaltungsausgang der Schaltung über den elektronischen Schalter mit dem Ladekondensator verbunden ist. Weiter weist die Schaltung eine Niederspannungsschaltung auf, welcher einen Niederspannungstreiberimpuls empfängt, und diesen über ein Koppelelement in die Hochspannungsschaltung überträgt. Dabei ist der Steuereingang des elektronischen Schalters über den spannungabhängigen Schalter mit dem Koppelelement verbunden. Bei Anlegen des Treiberimpulses wird ein Strom in das Koppelelement getrieben, welcher zu einem ausgangsseitigen Spannungsabfall des Koppelelements führt. Infolge dieses Spannungsabfalls wird der spannungsabhängige Schalter leitend und damit der steuerbare elektronische Schalter schlagartig durchgesteuert. Infolge dieser schlagartigen Durchschaltung wird die im Ladekondensator gespeicherte elektrische Ladung als Zündspannungsimpuls an die Gasentladungslampe übertragen. Diese Schaltung ermöglicht es einen sehr kurzen Zündimpuls (z.B. kürzer als eine Mikrosekunde) zu erzeugen.In an embodiment is a circuit for generating a Zündspannungsimpulses on a Circuit output for connection to a gas discharge lamp, disclosed which is a high voltage circuit with a controllable electronic Switch a charging capacitor and a voltage-dependent switch wherein the circuit output of the circuit via the electronic Switch is connected to the charging capacitor. Next, the Circuit a low-voltage circuit, which a low voltage pulse driver receives and this one over Coupling element transmits to the high voltage circuit. Here is the control input of the electronic switch over the voltage dependent switch connected to the coupling element. When applying the driver pulse a current is driven into the coupling element, which leads to a output side voltage drop of the coupling element leads. As a result This voltage drop is the voltage-dependent switch conductive and so that the controllable electronic switch abruptly controlled. As a result of this sudden switching is in the charging capacitor stored electric charge transmitted as ignition voltage pulse to the gas discharge lamp. This circuit allows It's a very short ignition pulse (e.g., shorter as a microsecond).
In einer weiteren Ausführung ist das Koppelelement als Optokoppler realisiert, welcher eingangsseitig eine Fotodiode aufweist und ausgangsseitig ein oder mehrere optisch mit der Fotodiode gekoppelten fotosensitive Elemente aufweist, so dass bei Stromfluss durch die Fotodiode eine Spannung am Ausgang des Optokopplers erzeugt wird. Dadurch ist die Niederspannungsseite von der Hochspannungsseite galvanisch vollständig entkoppelt. Dies ermöglicht es, diese Schaltung auch in sicherheitssensitiven Umgebungen einzusetzten. Weiter hat diese Schaltung keinerlei mechanische Elemente, beispielsweise Relais, wodurch die Schaltung praktisch keiner Alterung unterliegt und somit über seine gesamte Einsatzzeit eine Vielzahl identischer Zündimpulse erzeugen kann.In another embodiment is the coupling element realized as an optocoupler, which input side has a photodiode and the output side one or more optically having the photodiode coupled photosensitive elements, so that at current flow through the photodiode, a voltage at the output of the optocoupler is generated. This is the low voltage side galvanically completely decoupled from the high voltage side. This makes it possible to use this circuit in security-sensitive environments. Next, this circuit has no mechanical elements, for example Relay, whereby the circuit is subject to virtually no aging and thus over its entire service life a variety of identical ignition pulses can generate.
In einer weiteren Ausführung weist die Niederspannungsseite einen Logikbaustein auf, welcher an seinem Eingang einen Treiberimpuls empfängt und in Antwort darauf an seinem Ausgang einen Strom durch die damit verbundene Fotodiode des Optokopplers treibt. Da der Logikbaustein an seinem Eingang sehr hochohmig ist, kann der Logikbaustein duch sehr stromschwache Schaltungen beispielsweise eines Microcontroller angesteuert werden.In another embodiment the low-voltage side has a logic module which connects to receives a drive pulse from its input and in response to it its output a current through the associated photodiode of the optocoupler drives. Since the logic module at its entrance is very high impedance, the logic device can duch very low power Circuits are controlled, for example, a microcontroller.
In einer weiteren Ausführung ist ein weiterer Kondensator zu den ausgangsseitigen fotosensitiven Elementen des Optokopplers parallelgeschaltet. Dieser Kodensator baut nach Erzeugung eines Treiberimpulses über eine bestimmte Zeit (z.B. 20-30 Millisekunden) eine Spannung (z.B. 7V bei zwei fotosensitiven Elementen) auf, wobei der spannungsabhängige Schalter so ausgelegt ist, dass er bei Erreichen einer bestimmten Schwellspannung (z.B 6,8V) des weiteren Kondensators durchschaltet und damit eine Durchschaltung des steuerbaren elektronischen Schalter bewirkt.In another embodiment is another capacitor to the output side photosensitive elements of the optocoupler connected in parallel. This codenser builds Generation of a drive pulse via a certain time (e.g., 20-30 milliseconds) a voltage (e.g. 7V for two photosensitive elements), wherein the voltage-dependent switch is designed so that it reaches a certain threshold voltage (Eg 6.8V) of the other capacitor turns on and thus a circuit of the controllable electronic switch causes.
In einer weiteren Ausführung ist der Logikbaustein invertierend, wobei die Anode der Fotodiode des Optokopplers mit dem Ausgang des Logikbausteins und die Kathode der Fotodiode über einen oder meherere Widerstände an eine Niederspannung zur Versorgung der Niederspannungsschaltung angeschlossen ist.In another embodiment the logic device is inverting, the anode of the photodiode of the optocoupler with the output of the logic module and the cathode the photodiode over one or more resistances connected to a low voltage for supplying the low voltage circuit is.
In einer weiteren Ausführung ist der steuerbare elektronischen Schalter als Hochspannungs-Feldeffekttransistor ausgeführt, welcher über seine Source-Drain Strecke den Ladekondensator mit dem Schaltausgang verbindet, so dass bei Durchschaltung der Source-Drain Strecke eine im Ladekondensator gespeicherte elektische Ladung schlagartig in den Zündspannungsimpulses transferiert wird.In a further embodiment, the controllable electronic switch is designed as a high-voltage field-effect transistor, which connects the charging capacitor to the switching output via its source-drain path, so that when at circuit of the source-drain path an electric charge stored in the charging capacitor abruptly in the ignition voltage pulse is transferred.
Während Gasentladungslampen einem Zündfunken hoher Spannung (beispielsweise größer 450V für eine Deuteriumlampe) benötigen, ist die Betriebsspannung nach erfolgter Zündung um ein vielfaches geringer (beispilesweise 82 Volt für eine Deuteriumlampe). Daher enthält die Schaltung in einer weiteren Ausführung eine Betriebsspannungsversorgung, welche (über weitere Elements, beispielsweise einen geringen Widerstand und eine Diode, welche einen umgekehrten Stromfluß durch den Zündimpuls verhindert) mit dem Schaltungsausgang verbunden ist.During gas discharge lamps a spark high voltage (for example greater than 450V for a deuterium lamp) is needed the operating voltage after ignition is many times lower (For example, 82 volts for a deuterium lamp). Therefore contains the circuit in a further embodiment an operating voltage supply, which (over other elements, such as a low resistance and a Diode which prevents reverse current flow through the ignition pulse) connected to the circuit output.
In einer weiteren Ausführung ist der spannungsabhängige Schalter als Zenerdiode realisiert.In another embodiment is the voltage-dependent Switch realized as a Zener diode.
In einer weiteren Ausführung ist die Schaltung zusammen mit einer Gasentladungslampe, beispielsweise einer Deuteriumlampe, in ein fotospektrometrisches Messsystem zur Bestimmung einzelner Bestandteile einer zu analysierenden Substanz integriert.In another embodiment is the circuit together with a gas discharge lamp, for example a deuterium lamp, in a photospectrometric measuring system for Determination of individual components of a substance to be analyzed integrated.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION THE DRAWINGS
Die Erfindung wird im Folgenden weiter unter Heranziehung der Zeichnungen erläutert, wobei sich gleiche Referenzzeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Merkmale beziehen.The The invention will be further described below with reference to the drawings explains where the same reference signs are the same or functionally identical or similar Refer to features.
Die eingangsseitige Fotodiode des Optokopplers U2 ist optisch mit einen ausgangsseitigen Netzwerk aus zwei in Reihe geschalteten Fotodetektoren (fotosensitive Elemente) und dazu parallel geschaltetem Widerstand des Optokopplers gekoppelt ist, so dass bei Stromfluss durch den Fotowiderstand eine Spannung an diesem Netzwerk und damit am Ausgang des Optokopplers erzeugt wird. Eingang und Ausgang des Optokopplers U2 sind damit galvanisch voneinander getrennt. Dadurch wird eine aus galvanische Trennung der Treiberschaltung von der Hochspannungsschaltung erreicht.The Input-side photodiode of the optocoupler U2 is optically with a output-side network of two series-connected photodetectors (Photosensitive elements) and parallel connected resistor of the optocoupler is coupled, so that when current flows through the Photoresistor a voltage on this network and thus at the output of the optocoupler is generated. Input and output of the optocoupler U2 are thus galvanically separated from each other. This will be a from galvanic isolation of the driver circuit from the high voltage circuit reached.
Der
Hochspannungsteil S2 weist einen Hochspannungsfeldeffekttransistor-FET-Q1 (z.B. vom
Typ 2SK2884) auf, welcher an seinem Drain D mit einer zweiten Versorungsspannung
von 450V, im folgenden auch als Zündversorgungsspannung bezeichnet,
und parallel dazu über
einen dritten Kondensator C3, im folgenden auch als Ladekondensator
C3 bezeichnet, gegen Masse verbunden ist. Die Source S des FET Q1
ist über
einen vierten Widerstand R4 und eine zweite Diode D2 mit dem Zündausgang
B der elektronischen Schaltung verbunden. Der Zündausgang ist mit der Anode
einer (in
Der Ausgang B ist weiter über eine dritte Diode D3 und einem (kleinen) fünften Widerstand R5 mit einer dritten Versorgungsspannung von 85V, im folgenden auch als Betriebsversorgungsspannung bezeichnet, verbunden. Diese Versorgungsspannung ist weiter mit einem vierten Kondensator C4 gegen Masse verbunden.Of the Exit B is still over a third diode D3 and a (small) fifth resistor R5 having a third supply voltage of 85V, also referred to below as operating supply voltage, connected. This supply voltage is on with a fourth Capacitor C4 connected to ground.
Der
Eingang A der elektronischen Schaltung wird beispielsweise von einem
(in
Nach
dem Entadevorgang des Ladekondensators C3 wird die Lampe schliesslich über den
fünften
Widerstand R5 und die dritte Diode D3 mit konstant 85V der dritten
Versorgungsspannung versorgt. Die Ausgangsspannung UOUT am
Ausgang B zeigt also einen kurzzeitigen Spannungimpuls von über 450V
und darauf folgend (nach einem Abklingvorgang, siehe
Im
folgenden wir eine Liste mit exemplarischen Werten für die in
- RS = 4,64 kΩ
- R1 = 31,6 Ω
- R2 = 100 Ω
- R3 = 464 Ω
- R4 = 464 Ω
- R5 = 5 Ω
- C1 = 220 nF
- C2 = 470 nF
- C3 = 66 nF (Hochspannung 1 KV)
- C4 = 66 μF (Hochspannung 400V)
- RS = 4.64 kΩ
- R1 = 31.6 Ω
- R2 = 100 Ω
- R3 = 464 Ω
- R4 = 464 Ω
- R5 = 5 Ω
- C1 = 220 nF
- C2 = 470 nF
- C3 = 66 nF (high voltage 1 KV)
- C4 = 66 μF (high voltage 400V)
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202007004225U DE202007004225U1 (en) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Circuit for generating ignition voltage impulse, has high-voltage circuit with controllable electronic switch, charging condenser and voltage-dependent switch, and circuit output is connected by electronic switch with charging condenser |
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| DE202007004225U DE202007004225U1 (en) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Circuit for generating ignition voltage impulse, has high-voltage circuit with controllable electronic switch, charging condenser and voltage-dependent switch, and circuit output is connected by electronic switch with charging condenser |
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|---|---|
| DE202007004225U1 true DE202007004225U1 (en) | 2007-06-21 |
Family
ID=38220203
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| DE202007004225U Expired - Lifetime DE202007004225U1 (en) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Circuit for generating ignition voltage impulse, has high-voltage circuit with controllable electronic switch, charging condenser and voltage-dependent switch, and circuit output is connected by electronic switch with charging condenser |
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| DE (1) | DE202007004225U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007006907A1 (en) | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Peri Gmbh | Frame formwork systems for the formation of corners and T-junctions using frame shell elements with centrally aligned anchor holes |
-
2007
- 2007-03-22 DE DE202007004225U patent/DE202007004225U1/en not_active Expired - Lifetime
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|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
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