高壓放電燈的製作方法

2024-02-16 06:10:15

專利名稱：高壓放電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及高壓放電燈，該燈包括以氣密方式密封並且配有連接點的透光燈室；彼此相對地設置並且分別連接到各自的連接點上的第一電極和第二電極，和在燈室中的可電離的填充物；圍繞燈室且配有燈頭的透光外殼；在燈頭上並且用於使燈與電源裝置連接的第一和第二外觸點；分別通過各自的連接點，將第一和第二電極分別連接到第一和第二觸點上的第一和第二電流導體；在第一和第二電極之間的點火電極；在外殼中並且用於在點火電極上產生電壓脈衝的電壓脈衝發生器，該發生器與點火電極連接，這種高壓放電燈披露於EP-B-0477621中。
在所述的已知燈中，四個電流導體從燈頭進入外殼，該燈頭與所述外殼中的空間相通。但是，由於其不允許燈室的溫度被最佳地調節並由於燈的易腐蝕部件例如進入燈室的電流導體部分未得到外殼中惰性介質的保護，因而與外界不按氣密方式密封的外殼是不適宜的。另一方面，從其結構來看，將多於兩個的電流導體通過其壁引入封閉的外殼也有困難。
燈室中所需的壓力變得越高，則適當的燈室溫度控制就越重要。燈室中壓力的增加通常導致燈發光效率的改善。另一方面，燈室中尤其是惰性氣體壓力的增加導致放電燈點火電壓的增加。
為了廣泛應用效率提高的燈，重要的是有可隨意使用能夠適當地採用現有燈座的高壓放電燈。
在由所述EP-B-0477621披露的高壓放電燈的情況下，外殼中的變壓器的初級繞組通過兩個分離的導體與燈頭中的點火電路連接。該變壓器的次級繞組與點火電極連接。尤其是，設置於燈和/或燈頭中的點火電路的缺點是高溫，該電路暴露於該溫度下。具體地說，對於用於點火電路中的電容元件和半導體元件來說這是重要的。另一個缺點是實現足夠高的點火能量，尤其要求較大體積的電容元件。
美國專利US-A-4910437披露了一種高壓放電燈，該燈包括以氣密方式密封的外殼以及圍繞放電室的外點火電極。第一和第二電流導體以及與點火電極連接的導體以氣密性方式引入外殼中。在燈外產生在點火電極上的電壓脈衝。按照國際上普遍承認的標準，一般照明用的高壓放電燈應該以加到燈頭上的有限的點火電壓就能夠可靠地點火。在E27和E40型標準燈頭的情況下，容許的點火電壓分別為3kV和5kV。在特定條件下，利用這樣的高點火電壓脈衝的點火可包括通過接觸點的大電流的產生。如果施加較高的電壓脈衝，那麼必須採用特殊的燈頭和相關的燈座。使用特殊燈頭有明顯的缺陷，即不能用現有的燈自由地更換所用的燈並且所述的燈不能用於現有的燈座上。將這些類型的燈作為改型的燈用於現有的設施上也是不可能的。
一方面，容許的點火電壓在提高高壓放電燈發光效率的目標上是有限的，同時，另一方面，為了一般安全的目的，如果高壓放電燈可用顯著減小的點火電壓脈衝點火而其它的燈性能相同，那麼它更有吸引力。
本發明的目的是提供在開篇中所述的那種高壓放電燈，該燈結構簡單並且沒有上述缺點。
按照本發明，可這樣來實現該目的，即外殼以氣密方式密封，並且電壓脈衝發生器包括變壓器裝置，該變壓器裝置的初級繞組設置在外殼內並且在第一電流導體中，次級繞組與點火電極電連接。
在按照本發明的燈中，在外殼中僅有兩個電流導體必須穿過，同時該燈在所述外殼中包括在連接點上以及在點火電極上產生點火電壓脈衝的裝置。這使燈頭上的點火電壓脈衝以非常簡單的方式減小，同時維持燈的點火電壓。另一方面，以簡單方式創造設計空間，這可用於進一步地增加燈的點火電壓，而在燈頭的外觸點上的電壓不會變高達到不能接受的程度。
在最佳實施例中，初級繞組和次級繞組有相反的電感耦合。其優點是在點火電極上的點火脈衝和在燈室內電極上的點火脈衝有相反的極性，從而有效地並且較大地增加可達到的點火電壓。例如，在初級繞組與次級繞組之間為1∶1的繞組比的情況下，可有效地倍增可達到的點火電壓。
該燈與配有點火電路或啟動器裝置的電源裝置連接。該燈本身還有使燈室與變壓器裝置電橋接的啟動器裝置。所述啟動器裝置可由例如VDC構成。該啟動器裝置可裝在例如外殼中或者裝在與所述外殼連接的燈頭中。
如果啟動器裝置包括設置於外殼內的輝光放電啟動器，那麼，尤其是在燈的價格和燈的長服務壽命上有較好的效果。如果電容器與輝光放電啟動器串聯設置，那麼可免除因輝光放電啟動器閉合而產生的太高峰值電流的風險。此外，這還能限制在最外面的觸點上的點火脈衝的大小。在這樣的啟動器裝置中，通過在燈的電源裝置的穩定鎮流器(stabilizer ballast)的VDC或與其串聯連接的輝光放電啟動器中電流突然改變，以自感方式產生點火電壓，並使該電壓到達燈頭的外觸點。
在最佳實施例中，在點火電極與次級繞組之間的電連接部分中包括熱敏元件，在燈穩定工作期間，該熱敏元件是高電阻的。為此目的，使用例如雙金屬開關，在由燈室輻射的熱引起溫度增加時，該雙金屬開關中斷繞組與電極之間的連接。
如果點火電極是在放電室上的鎢導軌，其中用作開關的雙金屬元件靠在該鎢導軌上，那麼這是方便的。
在特定實施例中，變壓器裝置的次級繞組在初級繞組附近圍繞燈室設置。
按照本發明的燈可包括例如石英玻璃或陶瓷的燈室，該陶瓷例如為藍寶石或燒結的氧化鋁之類的單晶或多晶陶瓷。除惰性氣體外，可電離填充物可包括鈉、鈉汞齊或金屬滷化物，如果需要，可包括諸如汞之類的緩衝氣體。
例如由諸如硬玻璃或石英玻璃之類的玻璃製備的外殼可以為例如管狀或蛋形並在其一端或兩端裝有燈頭。
按照本發明的燈有這樣的優點，即由於在點火電極上有較高點火電壓脈衝的結果，因而點火容易，同時在燈頭外觸點上的電壓是有限的。這具有額外的優點，即在熱狀態下，燈也容易再次點火。結果，燈的可電離填充物可承受較高的壓力，較高的壓力對燈的效率提高有益。點火電極可配置於燈室內或外。
參照按照本發明的高壓放電燈的實施例並參照附圖闡明本發明的這些和其它方面。
其中

圖1是第一實施例的側視圖；圖2示意性表示第二實施例；圖3示意性表示第三實施例。
圖1表示包括透光燈室1的高壓放電燈，該燈室以氣密方式密封並且在其內裝有彼此相對地設置的第一電極2和第二電極3，並且在其內包含可電離的填充物，例如稀有氣體和鈉汞齊。該燈室還配有連接點20、30。配有燈頭10的透光外殼4包圍燈室1。第一外觸點5和第二外觸點6位於燈頭10上，用於使所述燈與電源裝置連接。該燈有分別使第一電極2和第二電極3分別與第一觸點5和第二觸點6連接的第一電流導體7和第二電流導體8。外點火電極9在外殼4內燈室1附近位於第一電極2與第二電極3之間。在外殼4內裝有包括變壓器裝置21的電壓脈衝發生器，並且該電壓脈衝發生器與點火電極9連接，所述變壓器裝置用於在點火電極9上產生電壓脈衝。
外殼4以氣密方式密封。在燈頭10內，外殼4以氣密方式密封到玻管11上，玻管11進入外殼4中並用夾封部分12封閉所述外殼。電流導體7、8穿過夾封部分12。電壓脈衝發生器包括帶有初級繞組22和次級繞組23的變壓器裝置21，初級繞組22在外殼4內位於第一電流導體7中，次級繞組23有與點火電極9電連接的電連接部分24。
變壓器裝置21的次級繞組23圍繞燈室1設置在初級繞組22的附近。在該圖中，次級繞組23以及點火電極9為在放電室1上的鎢導軌(track)。
在圖2和3中，用與圖1相同的參考標號表示與其相應的部分。
在圖2中，初級繞組22和次級繞組23有相反的電感耦合。
在點火電極9與次級繞組23之間的電連接部分24包括熱敏元件28，熱敏元件28靠在點火電極9上但在燈穩定工作期間是高電阻的。圖中所示的熱敏元件28是雙金屬開關，在熱狀態下該雙金屬開關中斷與點火電極9的連接。
在實際的實施例中，所示的燈為高壓鈉放電燈，在穩定工作期間，該燈的功耗為400W。燈室1包含填充物，該填充物包括50mg的有18wt％的Na的Na汞齊和作為緩衝氣體的填充壓力為53kPa(400託)的Xe。燈的外殼密閉為真空。該燈配備E27燈頭。
用外點火裝置可適當地使燈工作。點火裝置將在導體7、8上產生電壓脈衝，並通過連接點20、30在電極2、3之間產生電壓脈衝。此外，藉助變壓器繞組22、23，電壓脈衝被轉移到點火電極9上。變壓器裝置21的繞組22、23的繞組匝數比為7∶13並且繞組22、23有共同的空氣芯。這使得電壓額外增加並因此使點火電極與第二電極之間的場強度額外增加。結果，在燈室1的可電離填充物中產生火花，因而使燈點火。在實際的實施例中，如果點火電路施加1.4kv的電壓脈衝，那麼該燈以可靠方式點火。如果Xe緩衝氣體的填充物壓力被限制在33kPa(250託)，那麼按照現有技術的可比的燈有2.5kv的點火電壓。這意味著當對E27燈頭的外觸點施加2.5kv的點火電壓脈衝時，該燈以可靠方式點火。
在按照本發明的其結構示於圖1的可比的燈中，利用燒結在放電室上以鎢導軌的形式配置次級繞組23以及點火電極9。初級和次級繞組分別由沿相互相反的方向纏繞的5匝繞組構成。在燈頭的外觸點上有2kv點火電壓時，該燈以可靠的方式點火。
示於圖3中的燈包括電橋接(bridge)燈室1和變壓器裝置21的啟動器裝置25。所述啟動器裝置25包括輝光放電啟動器26，在該圖中，啟動器26與電容器27串聯連接。在該圖中，啟動器裝置25位於外殼4中並通過初級繞組22在電極2、3兩端提供電壓脈衝。作為啟動器裝置25，輝光放電啟動器26和電容器27可共同由VDC(壓敏電容器)替代。
權利要求
1.一種高壓放電燈，包括以氣密方式密封並且配備連接點的透光燈室；彼此相對地設置並且分別連接到各自的連接點上的第一電極和第二電極，和在燈室中的可電離的填充物；圍繞燈室且配有燈頭的透光外殼；在燈頭上並且用於使燈與電源裝置連接的第一和第二外觸點；分別通過各自的連接點，將第一和第二電極分別連接到第一和第二觸點上的第一和第二電流導體；在第一和第二電極之間的點火電極；在外殼中並且用於在點火電極上產生電壓脈衝的電壓脈衝發生器，該發生器與點火電極連接，其特徵在於，以氣密方式密封外殼，電壓脈衝發生器包括變壓器裝置，該變壓器裝置的初級繞組設置在外殼內並且在第一電流導體中，次級繞組有與點火電極的電連接。
2.如權利要求1所述的高壓放電燈，其特徵在於，初級繞組和次級繞組有相反的電感耦合。
3.如權利要求1或2所述的高壓放電燈，其特徵在於，該燈有使燈室與變壓器裝置電橋接的啟動器裝置。
4.如權利要求3所述的高壓放電燈，其特徵在於，啟動器裝置包括輝光放電啟動器。
5.如權利要求4所述的高壓放電燈，其特徵在於，啟動器裝置包括與輝光放電啟動器串聯設置的電容器。
6.如權利要求3所述的高壓放電燈，其特徵在於，啟動器裝置包括VDC。
7.如權利要求1、2或3所述的高壓放電燈，其特徵在於，在點火電極與次級繞組之間的電連接部分中包括熱敏元件，在燈穩定工作期間，該熱敏元件是高電阻的。
8.如權利要求7所述的高壓放電燈，其特徵在於，點火電極是在放電室上的鎢導軌，用作熱敏元件的雙金屬元件靠在該鎢導軌上。
9.如權利要求1、2或3所述的高壓放電燈，其特徵在於，變壓器裝置的次級繞組在初級繞組附近圍繞燈室設置。
10.如權利要求9所述的高壓放電燈，其特徵在於，次級繞組是在放電室上的鎢導軌。
全文摘要
高壓放電燈裝有變壓器裝置,該放電燈配有封閉放電管的外殼。變壓器的初級繞組構成到達一個放電管主電極的電流導體的一部分。次級繞組與放電管的點火電極耦合。可實現較高的點火電壓而不增加在燈的外觸點上的電壓脈衝。
文檔編號H05B41/22GK1252166SQ98803917
公開日2000年5月3日 申請日期1998年12月3日 優先權日1997年12月16日
發明者E·E·佩特爾斯, S·A·韋勒 申請人:皇家菲利浦電子有限公司