具有改善電極配置的介電妨礙放電的放電燈的製作方法
2023-12-08 23:59:31 1
專利名稱：具有改善電極配置的介電妨礙放電的放電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及為了介電妨礙放電設計的一种放電燈。這樣的放電燈在用放電介質充填的放電容器中具有至少一個陰極和至少一個陽極，在此至少陽極是通過介電層從放電介質分開的。在這裡不在細節上關注這樣放電燈中的介電妨礙放電的作用原理。所以在這裡請參閱現有技術，尤其是參閱還在以下引用的文獻。
本發明尤其是論述在介電妨礙放電的放電燈中的電極配置。
現有技術本發明在此從本身已知的條形電極出發。尤其是扁平投光燈形式的放電燈是用條形電極配備的，這些扁平投光燈主要由平面平行的和必要時由框架連接的兩個板組成。條形電極在此一般是形成在這些板的一個或多個壁上的，在此在介於板之間的相應地扁平的放電體積中可以產生介電妨礙放電。條形陰極和陽極在此一般主要地互相平行分布。
條形電極當然在另外的放電燈上，尤其是在不一致的放電容器幾何形狀上也是可能的。在非扁平的放電容器上條形電極也可能是析出在形成放電容器的界限壁的內面或外面上的，或者也可能與放電容器壁無關地例如是析出在放電容器之內的承載電極條的板上的。因此本發明尤其是針對放置在放電容器的壁上的，或在放電容器中的壁上的條形電極。
對於本發明原則上卻不需要電極條的載體。
本發明因此從一种放電燈出發，此放電燈具有用放電介質充填的一個放電容器、一個條形陰極和一個條形陽極、以及介於陽極和放電介質之間的一個介電層。
在開發和評價這裡所觀察具有介電妨礙放電的放電燈中的電極配置時的主要準則，除了作為電氣技術元件的電極配置的有利電特性之外，此外也是電極配置的，或用此電極配置生成放電結構的幾何特性。在此情況下一方面既在時間的又在地點的角度上依賴於光生成的均勻性，即依賴於時間上的無波動性和儘可能均勻的面分布。當然某些不均勻的面分布也可能是期望的。此外對於某些用途，例如在扁平屏幕背景照明的範圍中或在信號燈上，除此之外用放電燈所達到的面光密度也是重要的。
發明描述本發明總共以這種技術問題為基礎，說明具有改善電極配置的介電妨礙放電的一种放電燈，以及含有這樣放電燈的和此外含有合適前置設備的一種照明系統。
按本發明通過上述方式的放電燈解決此問題，此放電燈的特徵在於，陽極回紋形地分布，以致於陰極和陽極之間的間距是通過回紋形調製的，或者此放電燈的特徵在於，陰極和陽極回紋形地分布，回紋形在此局部反相地互相相向分布，以致於陰極和陽極之間的間距是通過兩種回紋形調製的。
此外本發明涉及具有這兩种放電燈之一的和一種前置設備的一種照明系統，此前置設備是為了進入放電燈中的脈動的有功功率輸入而設計的。
在從屬權利要求中說明了，和在以下詳述放電燈的、和前置設備的、和因而照明系統的許多優先的構成。
應以本發明的最一般的形式，在兩種變型中觀察針對放電燈的本發明。第一變型僅僅在陽極上以電極的按本發明的回紋形分布為前提。條形陰極的準確分布在此基本上是無限制的，陰極和陽極之間的，對於放電起決定性作用的間距卻是應通過陽極的回紋形調製的。為此陰極可以具有筆直的條形，或也可以具有任意另外的條形，只要未因此取消放電間距的通過回紋形的調製，或者通過以另外的方式在如此大的程度上影響放電間距的形狀來疊加放電間距的調製，以致於沒有達到以本發明所預期的作用。尤其是在此卻也可以在陰極上存在著一種回紋形，在此在特殊情況下這相當於本發明的第二變型。
對於在這裡所討論的本發明的此第一變型的前提在於，放電燈的陽極相對於陰極是以任意的一種形狀突出的，也就是原則上可以區別於陰極的。原則上在許多不同的形狀上這一點可以是這種情況，在最簡單的情況下在於，在陰極和放電介質之間不存在介電層。
偶爾卻也在這個或這些陰極上採用介電層，以便保護陰極免受通過來自放電介質中的離子轟擊的濺射損傷。這個或這些陰極上的介電層在此經常是比陽極情況下的介電層薄的。即使這樣，陽極也是相對於陰極突出的。
在此甚至這種情況是包括在內的，陽極是僅僅通過放電燈上的相應標記，例如通過在放電燈的電氣接頭上的極性符號標誌的。原則上在此關聯中可以發現，在介電妨礙放電的放電燈上無論雙極的，還是單極的功率供應都是可能的。在雙極的情況下陰極和陽極當然交替地交換它們的電氣作用，並且因此在作業中是不能互相區分開的。然後在此說明書中對於兩種電極種類之一所作的說明適用於兩種電極種類。這一點對於剛才討論的本發明的第一變型相反地意味著，這樣的一种放電燈是為單極作業設計的。
現在在詳細闡述按本發明回紋形的作用和優點之前，首先說明按本發明放電燈的第二變型。在此情況下回紋形涉及兩個電極種類，即至少一個陰極和至少一陽極回紋形地分布。在此規定了，鑑於陰極和陽極之間的放電距間的調製，回紋形互相加強。外加於此地它們反相地互相相向分布。
在此在電極的回紋形不必是周期性的範圍內卻可以普遍化地理解本發明。所以反相性的概念有可能僅涉及局部的周期性，和在另外的位置上涉及已改變的周期性，以及也可能涉及非周期性的情況，在這些非周期性的情況下卻局部地主要「谷遇峰」和「峰遇谷」，也就是電極在主要地相同的位置上是相迎或相背走向的。
此外要澄清的是，回紋形的所說明的反相加強不須必然地意味著與回紋形分別連接的，放電間距方向上的「升程(Hub)」的代數相加。更確切地說回紋形也可以位於甚至不必絕對互平行分布的不同平面中。例如電極條是可以形成在放電容器的相對的內壁上的。
適用於本發明的兩種變型的是，陰極和陽極之間的放電間距是通過一個電極的至少一種回紋形調製的。因此局部最小放電間距的各自的位置同時形成局部最高場的位置，和因此形成各個放電結構的優先起始點。
按本發明的放電燈與在這裡不詳述的脈衝有功功率輸入方法相結合也就是特別有利的。對此請參閱WO94/23442或DE-P43 11 197.1，在這裡參考了它們的公布內容。在那裡所說明的介電妨礙放電燈的作業方式上優先形成空間上相當穩定的單個放電結構，按照所輸入的有功功率這些單個放電結構以不同的數目首先形成在具有電極之間各自最大場強的位置上。也可能構成較少局部化的「幕式」的，在本發明範圍內卻是等效的放電結構。
甚至在原則上可以設想的不一致的作業方法上，當然僅僅在或至少優先在電極之間的，在其上存在著最高場強的位置上實現電極之間的放電。與此相應地對本發明的闡述也在廣泛的意義上適用。
在DE 196 36 965 A1中已經說明用於局部的場強化的電極結構，安排了這些電極結構用於改善由單個放電組成的總貌的在時間和地點上的不均勻性。在此尤其是在此外直線分布的電極板或電極金屬絲上安排了鼻狀的點形凸起。同樣特別強調地請參閱此文件，以此在這裡依據了它的公布內容。
與現有技術相反地卻在上面已稱為第一變型的情況下，本發明集中於通過陽極方面成型的局部的場強化上。所引用的現有技術對於單極的情況卻規定了在陰極上的凸起。現有技術當時也就是基於這種思路，在脈衝作業方法上所出現的放電結構在陰極上具有更為削尖的，而在陽極上具有更為展開的形式。與此相應地應該通過陰極的幾何構型來定位放電結構的相應的尖端，由此合乎邏輯地曾優先考慮在陰極上的主要為點形的鼻凸。
在本發明上卻已作了這種觀察，放電結構的更為展開的側面同樣地，也就是通過在這裡表述為回紋形的陽極形狀可以朝著陽極方向定位。以任何方式彎曲分布的許多不同的可以想像的形狀歸屬於這種概念之下，但是在此不必絕對是圓的。明顯的實例是正弦波紋、矩形波紋、鋸齒形波紋等等。
回紋形陽極-與按所謂的第二變型的回紋形陰極結合與否-相對於常規的結構卻呈現出主要的優點。因此相對於按現有技術的已說明的鼻狀凸起，回紋形是電容上有利得多的，因為在電極條之間在電極長度的可觀的部分上，與電極在其上互相最接近的位置上的，實際對於放電為決定性的間距相比，可能存在著顯著較大的間距。用電極配置的所減少的電容量和因此用較小的無功電流卻可以較小地設計對於放電燈作業所需要的前置設備，並且因此節省費用、結構體積和重量。此外在要運行的較小電容量上可以實現陡的脈衝波沿，和因此實現總體較好的脈衝形狀。
在一種優先的實施形式上，放電燈規定由以單條方式交替布置的許多陰極和許多陽極組成的一種電極配置。這意味著在兩個陰極條之間分別僅分布著一個陽極條和相反。鑑於由相反極性電極包圍的電極，甚至在加強的範圍上電容的觀點當然也適合於在這種實施形式上。在此具有其優點的這種實施形式此外適用於本發明的兩個開始時區別開的變型。
在交替的布置上卻還產生本發明的一個其它的方面。也就是從已經討論的概念「回紋形」中必然得出，各自放電結構的優先位置在沿所觀察電極兩個側面上交替在兩個側面上與相反極性的各自電極相鄰的一個回紋形電極。在本發明的範圍內現已證明，這一點尤其是對於陽極是主要的，因為在一個和同一個陽極上多個單個放電結構的已經提及的稍微展開的側面互相「幹擾」。這意味著，在放電結構的陽極方面末端的彼此離開的太小間距情況下，不能建立穩定的總體放電模型。
在雙極功率供應的情況下這一點當然適用於所有的電極。在單極的情況下陰極上的放電結構實際上互不幹擾。如在另外的地方已闡述的那樣，在這裡在與所說明的交替電極裝置的關聯中的回紋形卻出於電容的原因是顯著有利的。除此之外回紋形導至陰極條上放電結構的陰極方面「尖」末端之間的較大間距。這一點因此是有利的，因為陰極上的放電尖端在某種程度上具有通向陰極條兩側的引入區，在此引入區中在陰極條上可以可見地亮著表面螢光放電，此表面螢光放電顯然與放電結構的電極補給有關。如果現在放電尖端之間的間距是較大的話，陰極上的這種引入區也因此放大，這總體上有利於燈的效率。
在本發明中按第一變型卻也包括了條形的陰極不具有這樣的回紋形的情況。此陰極尤其是在此第一變型的範圍內可以以常規的方式直線分布。尤其是在具有其狹窄陰極方面末端的單個放電結構的相互幹擾，相對於寬廣展開的陽極側面起著明顯次要的作用的情況下，例如在特別大的放電間距的情況下，筆直的陰極條具有這種優點，在橫對著條方向的方向上陰極條使得由放電結構組成的各個條的儘可能密集的布置成為可能。在此通過按本發明的回紋形陽極形式重又能夠考慮到單個放電結構的互相干擾。
在此情況下優先的是，相鄰於同一陰極的兩個陽極的回紋形局部同相地互相相向分布，以便在陰極的兩側面上實現放電優先位置的交替布置。
鑑於按本發明電極配置的優先範圍的定量幾何的說明，兩個原則上互相獨立的準則已證明為合理的。第一準則在此涉及在放電間距的波動和回紋形的以下用簡稱SL表示的半周期長度之間的比例本身，此波動即是介於此半周期長度之內的最大放電間距dmax和同一半周期之內的最小放電間距dmin之間的差值。0.6的值作為此比例的上限已證明為有利的。值0.5是較好的，特別優先地是0.4.
剛才所說明的比例在本發明的範圍內也可以佔據很小的值，只要它是不同於零的。已經在從例如0.01起的值上是可以實現本發明的可感覺到的作用的。
鑑於實際上在放電燈的按設計的作業中出現的放電結構，在最小放電間距與最大出現的放電間距的比例方面，第二準則涉及已經引用為依據的最小放電間距。對此人們必須回憶，無論在比較局部化的放電結構的情況下，還是在已經提及的「幕式」加寬的情況下一個單個放電結構具有某個「平均化」的範圍，並且因此覆蓋放電間距的某種分布。在此在許多情況下一個單個放電結構根本達不到最大放電間距，而是僅在比較強大的功率輸入的情況下。最大和最小放電間距的概念在這方面寧可涉及原則上在燈的作業中可以達到的放電間距，而不涉及實際在某種作業狀態下實現的放電間距。最小放電間距優先地是大於最大放電間距的30％的，和小於最大放電間距90％的，優先地卻是大於最大放電間距的40％或50％。
在此如已說明的那樣，最大的放電距離不絕對地相當於在某種作業狀態下由放電結構實際達到的最大放電距離，而是相當於在專門放電燈的電極配置中可以達到的放電距離。在此關聯中主要的是一種其它的按本發明的可能性，也就是具有適合於放電燈中功率控制的前置設備的放電燈的一種作業。在這裡在前置設備的功率控制裝置中如此改變放電燈的功率供應的合適的電參數，以致於變化放電的起弧電壓，並且各個放電可以跨接電極配置中的或多或少大的放電距離。與此相應地要麼變化各個放電結構的總體積，要麼變化電極之間各自優先位置上的各個放電結構的數目。因此可能在電極配置的同一優先位置上尤其是並列地出現多個單個放電結構。對於有關於此的其它細節請參閱具有檔案號DE 198 33 720.5的同一申請人的平行申請「介電妨礙放電的可調光放電燈」。在此涉及此申請的公布內容。
不應如此來理解在以上討論時對於用作為依據的文件DE 196 36965 A1所作的界定，以致於在那裡所說明的用於在電極配置中構成局部場強化位置的可能性在本發明上好像是排除在外的。更確切地說，這些可能性是可以附加於按本發明的特徵實現的，和在此也可以是完全有利的。一個實例是使在放電燈作業開始時的單個放電的，也就是尤其是在沒有已經具有回紋形中滿足同一功能的角或尖端的這樣電極配置上的點火變得容易。對此請參閱實施例。
本發明的一個其它的觀點特別涉及在回紋形之間範圍中的電極表面的實施形式。在此用例如在已經提及正弦形上的中間回紋形範圍，指的是各個弧線之間的直線段或直線段的中間部分，從數學上看也就是指過零點或轉折點。在某種程度上這些範圍相當於同一回紋形兩側上的放電結構之間的界線，並且是可以按本發明如此實施的，以致於這些範圍使得放電結構進入這些範圍中的擴展變得困難，或阻止這種擴展。
針對於此的第一可能性在於，有針對性地改變塗敷到電極上的層的粒度，在此螢光材料層尤其是合適的。在此應在中間回紋形範圍中選擇比在回紋形弧線中的更為粗粒度的螢光材料。回紋形弧線也可以是完全沒有螢光材料的。
具有同樣目標的一種另外的可能性存在於位於電極上介電層的層厚的一種變型中。然後在中間回紋形範圍中介電層應比在其餘範圍中的是較厚的。在陰極的情況下完全無介電層地構成其餘的範圍在這裡也是可能的。
如已闡述的那樣，本發明也涉及由放電燈與相應前置設備的一種組合。前置設備在此按本發明是適合於已說明的脈動有功功率輸入方法的，或者是為此設計的。已經論及了在此關聯中可能的功率控制功能或者，在連續或近似於連續的情況下，已經論及了減光功能。
從前置設備的角度看，選擇單極的有功功率輸入已證明為良好可行的途徑。這意味著，不考慮通過技術上寄生效應決定的小的例外，施加到有功功率脈動時的放電燈上的外部電壓總是有相同的正負號。這意味著，通過放電燈流動的電流不是必然為單極的。更確切地說，在具有相應地相反電流正負號的放電燈中可能導至所期望的反向點燃，這些反向點燃在單極的情況下卻不是外部燈電壓的直接結果。
同一申請日的同一申請人的兩個其它的平行申請在此涉及在這裡優先予以考慮的，尤其是甚至按本發明的放電燈的作業方法和前置設備。請參閱德國平行申請檔案號198 39 336.9和198 39 329.6(1998年8月28日)。在那裡分別說明了採用為了無雙極外部燈電壓地生成反向點燃而設計的作業方法的，按照流量變換器原理的一種前置設備，或具有類似目標方向的按組合的截止/流量變換器原理的一種前置設備。這些申請的公布內容也在此用作為依據。
在另一方面尤其是雙極作業方式是特別適合於在其上兩個電極種類([臨時的]陽極和[臨時的]陰極)具有一種回紋形的電極配置。對此的原因首先是電極配置的幾何對稱性。可是為了雙極作業的適用性所有電極還應該用介電層覆蓋(兩側的介電妨礙)。因此從放電物理的角度看電極也是相同類型的，並且時間上交替地承擔不僅臨時陽極的，而且陰極的作用。
雙極作業的一種優點例如可以在於燈中的放電情況的對稱化。因此特別有效地避免由於非對稱放電情況引起的問題，例如可能導至黑化灰度的電介質中的離子遷移，或惡化放電效率的空間電荷積蓄。
例如變型的流量變換器可以考慮作為雙極作業方法的前置設備。變型的目的在於，在流量變換器的變壓器中負責促成次級迴路中電壓脈衝的，初級迴路方面電流的反向。與用於在次級迴路方面上反向的相應的電氣技術措施相比，一般可以較簡單地採取這一點。
為此尤其是變壓器可以具有分別分配給兩個電流方向之一的兩個初級迴路方面的繞組，也就是可以採用變壓器於僅兩個方向之一的初級迴路電流。這意味著，兩個初級迴路方面的繞組交替地通以電流。例如可以通過在初級迴路中採用兩個發出節拍的開關實現這一點，此兩個開關分別通過兩個繞組中所分配的一個繞組節拍電流。因此給兩個電流方向中的每一個分配了一個自己的節拍開關和變壓器的一個自己的初級迴路方面的繞組。
當在交流電源上採用按本發明的前置設備時，可能有利的是，鑑於兩個初級迴路方面的電流方向採用以半周期方式交替地從交流電源充電的兩個存儲電容器。因此對於存儲電容器中的一個採用一個正負號的交流電半周期，和對於其中的另外一個存儲電容器採用其中的另外一個正負號的交流電半周期。然後從這兩個存儲電容器中可以獲取各自一個方向的電流。與變壓器初級迴路繞組的所描述雙重實施一起可以實現這一點，這樣的雙重實施在這裡本來卻是不必要的。更確切地說可以通過相應的開關交替地由兩個存儲電容器供應一個單個初級迴路方面的繞組，每個存儲電容器在此是分別分配給一個電流方向的。可以採用相應的整流電路用於從交流電源中饋送存儲電容器，整流電路的細節對於專業人員毫無問題是清楚的。
以下藉助於附圖闡述按本發明電極配置的幾個實施例，在此所述的單個特徵也可能在另外的組合中是發明本質性的。在細節上展示的圖1為具有正弦形陽極和陰極的電極配置的示意圖；圖2為對來自圖1的電極配置的一種變型，圖3為具有矩形波紋形的陽極和陰極的一種其它電極配置的示意圖，圖4為具有鋸齒形的陽極和陰極的電極配置的一種其它示意圖，圖5為具有半圓波紋形陽極和陰極的電極配置的一種其它示意圖，圖6為具有放電燈的，適合於雙極作業方法變型的前置設備的示意電路圖；和圖7為具有外部電壓的，和通過按圖6照明系統上放電燈的電流的測量曲線圖表。
圖1中表示了由以單條方式交替地和基本上互相平行分布陽極1和陰極2組成的電極配置的示意圖。不考慮右和左的直線連接段，所有的陽極1和陰極2在此具有正弦形的回紋形，在此最相鄰的陽極1相互間，和最相鄰的陰極2相互間同相地分布，並且最相鄰的陽極和陰極相互間又反相地分布。
如果在圖1中將正弦形的向上指的弧線3稱為最高點，和將向下指的弧線4稱為最低點的話，則與此相應地陰極最高點3遇上陽極最低點4和相反地，即分別最相鄰地相對而處。與此相應地最高場強的位置分別位於最高點3和最低點4之間。
首先在這裡未畫入的單個放電結構是構成在這些位置上的。在足夠的功率輸入情況下所有的優先位置是由各自的單個放電結構佔據的。例如由於施加到放電燈上外部電壓的幅度提高的功率輸入的進一步上升，現在按本發明導至各自單個放電結構的出自於直接最高點3和最低點4的範圍中的擴展。在此可以通過前置設備的相應的功率控制裝置提高功率，直到單個放電結構到達了最高點3和最低點4之間的界線範圍上時為止，也就是到達轉折點的周圍中時為止。在此產生一種減光範圍，通過各個放電結構的幕式擴展可以完全連續地駛過此減光範圍。對此請參閱已經用作為依據的平行申請。
圖1中此外畫入了已經說明的幾何量半周期長度SL、最小放電間距dmin和最大放電間距dmax。在此半周期長度SL相當於所提及的減光功能的控制範圍，在此控制範圍中可以調節放電結構的寬度。最小放電間距相當於最相鄰最高點3和最低點4之間的間距。最大放電間距卻不相當於分別指向相反側的最高點3和最低點4之間的間距。更確切地說最大放電間距dmax相當於控制長度SL的外部界線上的放電間距。正弦波紋的界靠的半周期不屬於控制長度SL，並且因此也不規定較大的放電間距dmax，因為這些半周期用於對分別在相對側面上相鄰的電極的放電(或在邊緣電極的情況下不採用於放電)。
圖2展示在很大程度上一致的結構，在此卻在最高點3和最低點4之間的轉折點範圍5中應通過在所畫的線中的缺口表示了存在於那裡的介電層的加強。
也就是在所有在這裡表示的實施例上陽極1和陰極2是對稱的，即互相不可區分開的。與此相應地兩個電極種類是用一種介電層覆蓋的。圖2中的範圍5相當於電介質的加強的層厚。
這些中間回紋形範圍5的特別結構化的，與螢光材料粒度相結合的已說明的變型在這裡也是可能的。
鑑於本發明的如此標記的第一變型在圖中實際上不產生不一致的示圖；人們必須在圖1中僅僅設想陽極1和陰極2的在層厚中交替的介電塗層，或交替的塗層和不塗層。
圖3展示一種另可選擇的回紋形，也就是陽極1和陰極2的矩形波紋狀的形式。與此相應地此實例上的最高點3和最低點4不是局部化的，而是相當於各自電極條的一個半周期。
在此實例上與此相應地在最高點3和最低點4上安排了各自面向相鄰最低點4或最高點3的鼻狀凸起6。
只要功率供應不導致遍布整個半周期寬度的放電結構的擴展，這些鼻狀凸起6方便放電結構的初始點火，並且在電極條之間最大場的在此實例中所擴張範圍中同心地確定放電結構。
在圖3中也畫入了所提及的幾何量。半周期長度SL相當於最高點3或最低點4的長度範圍。最小放電間距dmin相當於所說明的鼻狀凸起6之間的間距，相反地最大放電間距相當於電極的相鄰直線範圍中的放電間距。在此圖上最小放電間距dmin明顯地是僅少量小於最大放電間距dmax的。
然而也可以通過作為像圖4中的實例用鋸齒形所展示那樣的回紋形實現方便的點火。在這裡用相關號3和4標記了鋸齒的各自的回紋，也就是圍繞最高點和最低點的範圍。最高點和最低點本身分別相當於一個點狀的角7，因此這些角以像已經藉助於圖3所討論鼻狀凸起6的相同方式具有方便放電的功能。
圖4中又畫入了多次提及的幾何基準量SL、dmin和dmax，在此情況下解釋是在這裡類似於圖1的。
當然在此實例上在這裡相當於鋸齒形的每個直線區段的中間範圍的中間回紋範圍上，也是可以安排了像在來自圖2的實例上那樣的措施的。這卻是未另外表示的。
圖5展示半圓波紋形的電極導線，即每個電極的形狀相當於半圓的序列，這些半圓是交替針對各自電極導線的縱向軸線鏡面對稱地如此相互挨靠地添加上的，以致於向上指的半圓弧線3可以稱作為最高點，和向下指的半圓弧線4可以稱作為最低點。換言之，圖5中的電極導線可以設想為由圖1中的電極導線如此形成的，即已通過合適的同相的半圓代替每個正弦半波紋。
對於圖1、2、3、4和5中的實施例，對於幾何量最小放電間距dmin、最大放電間距dmax和半個周長度SL適用以下的尺寸(以mm)
在圖1-5中所表示電極配置的整個比較中，圖4的特徵在於特別有利的點火性能。
出於不同的原因來自圖3的實例是較少有利的，一方面由於通過遍布較寬範圍靠近並列分布的電極條引起的比較大的電容量。另一方面在這裡，不考慮各自的鼻凸6，在擴大的最高點3和最低點4的範圍中不存在放電前提條件的其它明顯的地點依賴性，因此該結構首先是難於適合功率控制的。在這裡卻可以通過不同於-像出自圖1,2和4的實例中那樣的-放電間距的變型的另外的措施，例如通過電極寬度的變型來創造這樣的不均勻性，然後應僅將半周期寬度SL稱作為控制長0度。對此又請參閱已經引用的用於功率控制的平行申請。
圖4中的鋸齒形相對於圖1和2中的正弦形又有這種缺點，通過鋸齒形的角7在放電結構的陽極方面上-在瞬時的陽極方面的雙極情況下-也存在著某種電流集中。為了優化放電的和放電燈的整個效率卻應爭取，空間上儘可能擴展單個放電本身，和創造儘可能少的，或微小的具有所提高載流子濃度的範圍。
因此鑑於放電效率、總電容量、功率控制特性、可達到的面亮度和此亮度的均勻性，圖1和2中所示的雙重的正弦形提供有利的折衷辦法。
圖5中所示的半圓波紋形相對於圖1和2中所示的正弦形的特徵在於控制長度SL範圍中的較小的梯度，這有利地作用於功率可控性，即減光性能。所以以下詳述基於圖5中所示電極配置的實施例。在此涉及具有(未表示的)放電容器的一種扁平燈，此放電容器是由底板和端面板以及環繞的框架形成的。這些板由2mm厚的玻璃製成和由尺寸105mm×137mm組成。框架高度以及框架寬度分別為5mm。底板的內部面積為78mm×110mm。出自圖5的電極配置是布置在底板上的，並且是用約150(m厚的(未表示的)玻璃焊劑層覆蓋的(雙側的介電妨礙放電)。所以此扁平燈也是適合於雙極作業方法變型的。此外在底板和框架上安放了由Al2O3或TiO2制的反光層。在此之後在所有的內表面上跟隨著一種三幅面螢光材料層。放電容器是用氙氣在約13kPa壓力下充填的。在單極作業方式的和80kHz的電壓脈衝頻率的情況下，可以用尖峰電壓作為控制量來影響各自控制長度SL範圍中的(未表示的)(形的部分放電的寬度。以此方式可以在將尖峰電壓從1.39kV提高到1.49kV的情況下，將平均的功率輸入從7W提高到10W。
在已經引用的WO94/23 442中可以找到對於不同作業條件下的特徵性部分放電的形式和結構的其它細節，此特徵性的部分放電是通過介電妨礙放電的脈動作業生成的。
這裡所示的電極配置整個是為例如像在較老的申請WO98/43277中所說明的那樣的扁平投光燈安排的。為此也將此申請的公布內容用作為依據。此外鑑於其它的技術細節請參閱已經多次提及的，具有檔案號DE 198 33 720.5的平行申請「介電妨礙放電的可減光放電燈」。
圖6展示為雙極作業方法變型所設計的前置設備的示意電路圖。因此將交替極性的外部電壓脈衝施加到例如對圖5所說明型號的介電妨礙放電燈L上。變壓器T為此具有在圖6中用相反的繞組方向畫入的兩個初級繞組。初級繞組中的每一個在電氣上與具有自己控制裝置SE的所分配的開關電晶體TQ處於串聯之中。當然也可以將兩個控制裝置理解為一個統一的控制裝置的兩種功能；只應該象徵，兩個初級繞組不是共同地，而是交替地發出節拍。通過兩個初級繞組之間的繞組方向反向，在初級繞組發出節拍時變壓器T分別生成在次級迴路S中的相反極性的電壓脈衝。總而言之，在來自圖1的電路上部件是由初級繞組W1、開關TQ和控制裝置SE雙重實施的，在此通過繞組方向促成了正負號反向。
圖7展示外部燈電壓UL和燈電流IL的相應的現實測量曲線。在這裡應注意，所測量的外部燈電壓UL由本來脈衝的電壓和次級迴路的固有振動的電壓組成。可是後者對於放電至少沒有決定性的影響。更確切地說本來的電壓脈衝是決定性的，這些電壓脈衝促成和最終在已在WO94/23442中公布的有功功率脈衝作業中產生正向點燃和反向點燃的相對應的燈電流脈衝。既在外部燈電壓的點火脈衝上，也在正向點燃和反向點燃的燈電流脈衝上可以看出，涉及的是雙極作業方法。
權利要求
1．具有用放電介質充填的放電容器的、條形陰極(2)的和條形陽極(1)的、以及在至少陽極(1)和放電介質之間的介電層的放電燈，在此陽極(1)是相對於陰極(2)突出的，其特徵在於，陽極(1)回紋形分布，以致於陰極(2)和陽極(1)之間的間距是通過回紋形調製的。
2．按權利要求1的放電燈，其中陰極(2)基本上筆直地分布。
3．按權利要求1或2的放電燈，其中許多陰極(2)和許多陽極(1)是以單個條方式交替地布置的。
4．按權利要求2和3的放電燈，其中分布在陰極(2)兩側上的陽極(1)的回紋形局部同相地互相相向分布，以致於陰極(2)和各自陽極(1)之間的最小間距的位置沿陰極(2)交替。
5．具有用放電介質充填的放電容器的、條形陰極(2)和條形陽極(1)的、以及在至少陽極(1)和放電介質之間的介電層的放電燈，其特徵在於，陰極(2)和陽極(1)回紋形分布，在此回紋形局部同相地互相相向分布，以致於陰極(2)和陽極(1)之間的間距是通過兩個回紋形調製的。
6．按權利要求5的放電燈，其中許多陰極(2)和許多陽極(1)是以單個條方式交替地布置的。
7．按以上權利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有正弦分布。
8．按以上權利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有鋸齒分布。
9．按以上權利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有矩形分布。
10．按以上權利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有半圓波紋形分布。
11．按以上權利要求之一的放電燈，其中對於一個差值與一個半周期長度(SL)之間的定量比例適用(dmax-dmin)/SL(0.6，優先地(dmax-dmin)/SL(0.5，特別優先地(dmax-dmin)/SL(0.4，此差值是介於回紋形的此半周期長度(SL)中的電極(1,2)之間的最大放電距離dmax和此半周期長度(SL)中的電極(1,2)之間的最小放電距離dmin之間的。
12．按以上權利要求之一的放電燈，其中對於來自最小放電距離dmin和最大放電距離dmax的比例適用0.3＜dmin/dmax＜0.9，優先地0.4＜dmin/dmax＜0.9，特別優先地0.5＜dmin/dmax＜0.9。
13．按以上權利要求之一的放電燈，其中陰極(2)具有用於局部的場加強的位置(6,7)。
14．按以上權利要求之一的放電燈，其中回紋形之間的電極範圍(5)是用較粗粒度螢光材料塗層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是用較細粒度螢光材料塗層的。
15．按權利要求1-13之一的放電燈，其中回紋形之間的電極範圍(5)是用較粗粒度螢光材料塗層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是無螢光材料的。
16．按以上權利要求之一的放電燈，其中回紋形之間的電極範圍(5)是用較厚的介電層塗層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是用較薄的介電層塗層的。
17．按權利要求1-15之一的放電燈，其中回紋形之間的電極範圍(5)是用介電層塗層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是無此介電層的。
18．具有按以上權利要求之一的放電燈的，和具有為了放電燈的脈動有功功率輸入所設計的前置設備的照明系統。
19．按權利要求18的照明系統，其中前置設備具有一種功率控制裝置，此功率控制裝置是用於通過改變進入放電燈的脈動有功功率輸入的電氣參數來控制放電燈功率的。
20．按權利要求18或19的照明系統，其中前置設備是為了單極有功功率輸入設計的。
21．按權利要求18-20之一的照明系統，其中前置設備是一種流量變換器，此流量變換器是用於記憶從初級迴路經變壓器進入具有放電燈的次級迴路中的外部電壓脈衝的，以便在放電燈中實現點火和內部的反極性，並且前置設備具有一種開關裝置，此開關裝置是為了在點火之後通過用於絕緣次級迴路的變壓器來中斷初級方面的電流而設計的，以便允許次級迴路的振動，以便除去促成放電燈上的外部電壓的電荷，和通過放電燈中的內部的反極性導至反向點燃。
22．按權利要求18-20之一的照明系統，其中前置設備是一種組合的截止變換器/流量變換器，並且具有初級迴路中的開關裝置，此開關裝置是設計來用於通過用於記憶進入具有放電燈的次級迴路中的外部電壓脈衝的變壓器來中斷初級方面的電流，以便在放電燈中促成點火和反極性，和用於然後通過變壓器重新接通初級迴路方面的電流，以便通過反電壓脈衝從放電燈中除去促成放電燈上的外部電壓的電荷，以便藉助於放電燈中的內部反極性促成反向點燃。
23．按權利要求18或19的照明系統，其中前置設備包括一個功率供應的初級迴路(P)、一個含有放電燈(L)的次級迴路(S)以及將初級迴路(P)與次級迴路(S)連接的變壓器(T)，前置設備在此是為了將具有從電壓脈衝到電壓脈衝地交替正負號的外部電壓(UL)施加到放電燈(L)上設計的。
24．按權利要求23的照明系統，其中變壓器(T)中的初級迴路方面電流(IW1)的方向從電壓脈衝到電壓脈衝地交替。
25．按權利要求24的照明系統，其中變壓器具有分別分配給兩個電流方向之一的兩個初級迴路方面的繞組(W1)。
26．按權利要求25的照明系統，其中初級迴路具有通過兩個繞組(W1)之一分別節拍電流的兩個開關(TQ)。
27．按權利要求18-26之一的照明系統，其中從以半周期方式交替給兩個存儲電容器充電的交流電源中供應初級迴路，在此每個存儲電容器是分別分配給兩個電流方向之一的。
全文摘要
本發明涉及具有一種新式回紋形電極配置的介電妨礙的一种放電燈。在此要麼這個(這些)陽極,要麼不僅這個(這些)陽極,而且這個(這些)陰極是回紋形實施的。
文檔編號H05B41/24GK1320271SQ99811537
公開日2001年10月31日 申請日期1999年9月13日 優先權日1998年9月29日
發明者F·沃爾科默, L·希茨施克, S·傑雷比克 申請人:電燈專利信託有限公司