用於驅動高壓放電燈的方法以及電子鎮流器的製作方法

2023-04-26 12:21:41 2

專利名稱：用於驅動高壓放電燈的方法以及電子鎮流器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於藉助高頻信號來驅動高壓放電燈的方法，其中該高壓放電燈 至少包括第一電極和第二電極，其中第一電極和第二電極設置為使得電極尖端對置，其中 在電極尖端的區域中分別設置有燈絲，其中高壓放電燈在其穩定工作之前在啟動階段中經 歷如下階段延遲階段、擊穿階段、電極加熱階段和燃燒器加熱階段，其中在電極加熱階段 結束之後第一電極和第二電極在至少一個能夠預先給定的持續時間內被激勵，使得高壓放 電燈以大於標稱燈電流的燈電流來驅動。此外，本發明還涉及一種用於藉助高頻信號來驅 動高壓放電燈的電子鎮流器，其中該電子鎮流器包括控制裝置，該控制裝置設計為將高壓 放電燈在其穩定工作之前在啟動階段中以如下階段來驅動延遲階段、擊穿階段、電極加熱 階段和燃燒器加熱階段，其中控制裝置還設計為在電極加熱階段結束之後以大於標稱燈 電流的燈電流來驅動高壓放電燈。
背景技術：
在高壓放電燈的高頻工作中，在電極的燈絲上或者甚至在燈絲之後觀察到弧起點 (Bogenansatz) 0然而所希望的是，弧從電極尖端延伸至電極尖端。由於不希望的位置上的 弧起點，電極過快地耗損，使得明顯縮短了高壓放電燈的使用壽命。如果高壓放電燈以低頻信號驅動，則在電極的燈絲上不會出現不希望的弧起點。 其原因在於在低頻工作中電流從一個電極流向另一電極的持續時間足夠長，以便對相應 的電極進行持續加熱。由此如所希望的那樣將弧拉到電極尖端上。然而，低頻工作具有的缺點是，實現起來較複雜並且相應的電子鎮流器具有不希 望地高的損耗。在US 2003/0127993中公開了這類用於驅動高壓放電燈的方法。根據上述出版 物的教導，高壓放電燈以高頻信號來驅動，其中為了避免在燈絲上的弧起點(在那裡稱為 後電弧放電(Back-Arcing))，該高壓放電燈在燃燒器加熱階段(電弧管加熱，arc tube heating)的整個持續時間期間被饋入燈電流，該燈電流為最大電流的至少85%。如所述出 版物的圖3中可以看到的那樣，燈燃燒電壓在燃燒器加熱階段的開始時為在穩定工作中的 標稱燈燃燒電壓(即在燈數據表中所說明的典型的燃燒電壓)的大約10%到20%，並且在 結束時為穩定工作中的標稱燈燃燒電壓的大約100%。經過該教導，確定如下兩個缺點一 方面燈泡從內部變黑，由此會發射更少的光，另一方面在燈電極上發生材料剝離或者材料 蒸發，這導致縮短燈的使用壽命。

發明內容
因此，本發明的任務在於改進開頭所述的方法或者開頭所述的電子鎮流器，使得 一方面可以可靠地防止弧開始於燈絲中的至少一個上或者開始於燈絲中的至少一個之後， 另一方面不會出現燈泡變黑。該任務通過具有權利要求1的特徵的方法以及通過具有權利要求10的特徵的電子鎮流器來解決。本發明基於如下知識燈泡的變黑的原因在於，在現有技術中在高壓放電燈的內 部壓力尚過低的時刻已經出現大電流階段(即高壓放電燈以大於標稱燈電流的燈電流工 作的階段)。高壓放電燈的內部壓力與瞬時燈燃燒電壓相關。參照us 2003/0127993A1的 圖3，因此錯誤的是，高壓放電燈在燃燒器加熱階段開始時已經以大於標稱燈電流的燈電流 驅動。在該時刻，燈燃燒電壓尚過低，大約為穩定工作中的標稱燈燃燒電壓的10%到20%， 由此燈內部壓力還不是高到足以防止鎢從電極上蒸發。這於是導致燈泡變黑以及電極融化 的不希望的效應。現在當在填充物的主要部分尤其是汞和MH填充物已經蒸發的時刻開始大電流階 段時，在燈內的高壓起到擴散阻礙作用，使得從電極所蒸發的或者濺射的鎢不能沉積在壁 上。當在瞬時燈燃燒電壓為穩定工作中的標稱燈燃燒電壓的至少40%的時刻實施大電流階 段時，情況如此。在一個優選的改進方案中，當瞬時燈燃燒電壓大於標稱燈燃燒電壓的60%時，可 預先給定的持續時間為0. Is到30s，尤其是0. Is到5s，並且當瞬時燈燃燒電壓在標稱燃燒 電壓的40%到60%之間時，該持續時間尤其為0. 2s到30s。在US 2003/0127993A1中公開了將大電流階段置於燃燒器加熱階段中，然而不利 的是在整個燃燒器加熱階段期間，於是根據本發明可以設計的是，大電流階段(按照根據 本發明的標準)可以發生在燃燒器加熱階段期間，更為優選地發生在高壓放電燈的穩定工 作期間。在那裡，在最小的電流提高的情況下和/或在儘可能短的持續時間的情況下實現 了弧的起點從燈絲切換到電極尖端上。由於大的電流僅僅必須短時可供使用，同樣由於小 的提高已足夠，所以節省了藉助其來驅動高壓放電燈的電子鎮流器，因為在該時刻在高壓 放電燈中已經建立了顯著的內部壓力。優選地，對於在至少一個可預先給定的持續時間期間的燈電流適用1. 2彡Iboost/ 彡3. 5，尤其是1. 6彡Iboost/Inenn彡2. 5，其中Ib。。st表示在可預先給定的持續時間期間
的燈電流而In_表示標稱燈電流。參照上述實施形式，如果至少一個可預先給定的持續時 間在穩定工作期間出現，則燈電流Ib。。st相應地優選在所說明的電流範圍的下邊界處變動。在一個特別優選的改進方案中，在步驟a)之後檢查弧是否從第一電極的尖端延 伸至第二電極的尖端，其中如果情況不是如此，則將步驟a)重複至少一次。這開創了如下 可能性在第一嘗試中嘗試藉助工作參數將弧的起點從燈絲切換到電極尖端，即尤其是在 可預先給定的持續時間期間選擇燈電流以及選擇持續時間本身的長度，使得其對於電子鎮 流器和/或高壓放電燈是儘可能小的負載。如果所希望的目的未實現，則可以重複步驟a)， 其中現在切換到兩個參數的至少之一的負載更大的值，以便現在以較大的可靠性實現該目 的。優選地，在重複步驟a)的情況下，燈電流Ib。。st相對於前面的步驟a)提高 0. l*Ib。。st到1. 0*Ib。。st。此外優選的是，在重複步驟a)時，即以原始燈電流Ib。。st或者相對 於前面的實施形式已經以提高的燈電流Ib。。st來重複步驟a)的情況下，將可預先給定的持 續時間相對於前面的步驟a)提高20%到200%。燈電流的提高或者可預先給定的持續時 間的提高可以分步地實現，其中燈電流的提高可以與持續時間的提高無關地進行或者同時 進行。
5
優選的是，分析燈燃燒電壓來確定弧是否從第一電極的尖端延伸至第二電極的尖 端。如果瞬時測量的燈燃燒電壓高於所希望的燈燃燒電壓的5%到10%之間，則由此可以 得出的是，弧尚未從第一電極的尖端延伸至第二電極的尖端。另外的有利實施形式由從屬權利要求中得到。參照根據本發明的方法所描述的優 選實施形式及其優點只要可應用也相應地適於根據本發明的電子鎮流器。在此，控制裝置 設計為執行相應的方法步驟。


現在在下面參照所附的附圖更為詳細地闡述根據本發明的方法的實施例。其中圖1在示意圖中示出了高壓放電燈的燈泡，其中弧起點在左邊的電極中並不在電 極尖端上；以及圖2在示意圖中示出了瞬時燈燃燒電壓UBm關於時間的時間變化曲線。
具體實施例方式圖1示出了高壓放電燈的燈泡10。該燈泡包括透明的玻璃殼體12以及第一電極 14a和第二電極14b。在每個電極14a、14b的端部上設置有燈絲，這樣在電極14a上設置有 燈絲16a而在電極14b上設置有燈絲16b。電極尖端用18a或18b來表示。此外，繪出了弧20，其由於對流而向上彎曲。如可清楚地看到的是，在左邊電極 14a的區域中弧並非開始於電極尖端18a上，而是在燈絲16a之後。然而，所希望的是，弧 20在電極尖端18a和電極尖端18b之間延伸。圖2示出了瞬時燃燒電壓UB_的時間曲線，其中瞬時燃燒電壓UB_以對數方式繪 制，以便能夠實現相關區域的良好的可辨識性。在延遲階段期間，瞬時燈燃燒電壓UB_在 lkV到5kV之間。這在擊穿階段DP期間降低到10V到20V之間的值。隨後是電極加熱階 段，在該電極加熱階段中燈燃燒電壓可以升高到200V或者甚至300V。在整個電極加熱階段 期間，如通過圖2中的點狀電壓區域所表示的那樣，瞬時燃燒電壓UB_可以在10V到300V 之間來回跳躍。接著電極加熱階段之後是燃燒器加熱階段。燃燒器加熱階段的開始通過如下方式 來限定在第一電極14a和第二電極14b之間形成穩定的弧20。在燃燒器加熱階段之後， 瞬時燈燃燒電壓UB_從10V至20V上升到在穩定工作中的標稱燈燃燒電壓，該標稱燈燃燒 電壓對應於在燈數據表中所給出的燈的典型燃燒電壓。繪製有在時刻、開始的區域，其中該時刻的特徵在於在那裡瞬時燈燃燒電壓UB_ 為穩定工作中的標稱燈燃燒電壓UBn_的40%。如通過時刻、的箭頭所表示的那樣，高壓 放電燈在該時刻才允許至少在可預先給定的持續時間期間以大於標稱燈電流的燈電流來 驅動。通過該措施一方面實現了弧20從電極尖端18a延伸至電極尖端18b，而另一方面可 靠地防止了燈泡10的變黑以及電極14a、14b的熔融。如在圖2中可明顯看到的那樣，可預先給定的持續時間可以發生在燃燒器加熱階 段期間或者發生在穩定工作期間。在該階段中，對於燈電流適用1.2 ^ 113。_/111_彡3.5，尤其是1.6彡Iboost/ ( 2. 5，其中Ib。。st表示在可預先給定的持續時間期間的燈電流，而In_表示標稱燈電流。當瞬時燈燃燒電壓大於標稱燈燃燒電壓的60%時，可預先給定的持續時間尤其為0. Is 到30s，尤其是0. Is到5s，當瞬時燈燃燒電壓為標稱燈燃燒電壓的40%到60%之間時，可 預先給定的持續時間尤其為0. 2s到30s。 如果在大電流階段的首次應用之後弧還一直未從電極尖端18a延伸至電極尖端 18b(這可以通過分析燈燃燒電壓來檢查)，則可以接著的是一個或多個其他的大電流階 段。在這些其他大電流階段內可以提高燈電流Ib。。st和/或可預先給定的持續時間。
權利要求
一種用於藉助高頻信號驅動高壓放電燈的方法，其中高壓放電燈至少包括第一電極(14a)和第二電極(14b)，其中第一電極(14a)和第二電極(14b)設置為使得電極尖端(18a，18b)對置，其中在電極尖端(18a，18b)的區域中分別設置有燈絲(16a，16b)，其中高壓放電燈在其穩定工作之前在啟動階段中經歷如下階段延遲階段、擊穿階段、電極加熱階段和燃燒器加熱階段，其中在電極加熱階段結束之後第一電極(14a)和第二電極(14b)在至少一個能夠預先給定的持續時間內被激勵，使得高壓放電燈以大於標稱燈電流(Inenn)的燈電流(Iboost)來驅動，其特徵在於所述方法包括如下步驟a)驅動高壓放電燈，使得該高壓放電燈在所述至少一個能夠預先給定的持續時間內具有瞬時燈燃燒電壓(UBmom)，該燈燃燒電壓為穩定工作中的標稱燈燃燒電壓(UBnenn)的至少40％。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，當適用UB_> 0. 6*UB_時，能夠預先給定 的持續時間為0. Is到30s，尤其是0. Is到5s，其中UBm。m是瞬時燈燃燒電壓，UBn_是標稱燈 燃燒電壓，而當適用0. 4*UBnem彡UBmom彡0. 6*UBnenn時，能夠預先給定的持續時間尤其是0. 2s 到 30s。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述至少一個能夠預先給定的持續時 間發生在燃燒器加熱階段期間。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述至少一個能夠預先給定 的持續時間發生在穩定工作期間。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，對於在所述至少一個能夠 預先給定的持續時間期間的燈電流適用1.2彡113。_/1_彡3.5，尤其是1.6彡Iboost/ Inem ( 2. 5，其中Ib。。st表示在能夠預先給定的持續時間期間的燈電流，而In_表示標稱燈 電流。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在步驟a)之後檢查弧(20)是 否從第一電極(14a)的尖端(18a)延伸至第二電極(14b)的尖端(18b)，其中如果情況並非 如此，則將步驟a)重複至少一次。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，在重複步驟a)時，燈電流(Ib。。st)相對於 前面的步驟a)提高0. 1*1boost 至1J 1. 0*Ib。。st。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特徵在於，在重複步驟a)時，能夠預先給定的持 續時間相對於前面的步驟a)提高20%到200%。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的方法，其特徵在於，分析燈燃燒電壓(UB_)來 確定弧(20)是否從第一電極(14a)的尖端(18a)延伸至第二電極(14b)的尖端(18b)。
10.一種用於藉助高頻信號驅動高壓放電燈的電子鎮流器，其中該電子鎮流器包括控 制裝置，該控制裝置設計為將高壓放電燈在其穩定工作之前在啟動階段中以如下階段來驅 動延遲階段、擊穿階段、電極加熱階段和燃燒器加熱階段，其中控制裝置還設計為在電極加熱階段結束之後以大於標稱燈電流(In_)的燈電流 (Iboost)來驅動高壓放電燈，其特徵在於，該控制裝置還設計為驅動高壓放電燈，使得該高壓放電燈在至少一個能夠預先給定 的持續時間內具有瞬時燈燃燒電壓(UB_)，該燈燃燒電壓為穩定工作中的標稱燈燃燒電壓 (UB enn)的至少 40%。
全文摘要
本發明涉及一種用於藉助高頻信號驅動高壓放電燈的方法和相應的電子鎮流器，其中高壓放電燈至少包括第一電極和第二電極，其中第一電極和第二電極設置為使得電極尖端對置，其中在電極尖端的區域中分別設置有燈絲，其中高壓放電燈在其穩定工作之前在啟動階段中經歷如下階段延遲階段、擊穿階段、電極加熱階段和燃燒器加熱階段，其中在電極加熱階段結束之後第一電極和第二電極在至少一個能夠預先給定的持續時間內被激勵，使得高壓放電燈以大於標稱燈電流的燈電流來驅動，該方法包括如下步驟a)驅動高壓放電燈使得該高壓放電燈在至少一個能夠預先給定的持續時間內具有瞬時燈燃燒電壓，該燈燃燒電壓為穩定工作中的標稱燈燃燒電壓的至少40％。
文檔編號H05B41/288GK101877928SQ20101016922
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月28日 優先權日2009年4月28日
發明者斯特凡·利希滕伯格, 約阿希姆·米爾施勒格爾 申請人:奧斯蘭姆有限公司