專利名稱：用于驅動氣體放電燈的方法和氣體放電燈系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于驅動氣體放電燈的方法，其中所述氣體放電燈具有放電容器以及至少ー個點燃輔助元件，兩個電極伸入到所述放電容器的空腔中，其中在點燃期間在所述電極上施加高頻交流電壓。本發(fā)明也涉及氣體放電燈系統(tǒng),該氣體放電燈系統(tǒng)帶有至少ー個氣體放電燈以及用于控制所述至少一個氣體放電燈的控制設備。
背景技術：
對于無汞放電燈而言，通常借助于鎮(zhèn)流器將帶有dU/dt>70kV/i! s的點燃參數(shù)以及大于20kV的電壓的脈沖點燃用于點燃所述放電燈。帶有電容型點燃輔助器的無汞放電燈在所述脈沖參數(shù)的情況下在大約為16kV的點燃電壓下點燃，其中實際上不僅在燈之間而且在點燃各個燈時產生高偏差。因此，點燃電壓能夠遠超過由鎮(zhèn)流器所提供的點燃脈沖。這不僅能夠導致在生產放電燈期間的提高的次品率，也能夠導致由放電燈和鎮(zhèn)流器組成的 系統(tǒng)的差的點燃特性。點燃脈沖的高電壓要求大的技術耗費進而用于所述系統(tǒng)的高成本。同樣已知的是，借助于連續(xù)的高頻來點燃放電燈。因此，尤其當使用電容型點燃輔助器時，可實現(xiàn)點燃電壓顯著地降低到大約為IOkV,這是因為所述點燃輔助器在較高的頻率時是尤其有效的。在此，例如通過諧振電路來點燃的實際可實現(xiàn)性對所需的點燃電壓而目是昂貴的和成本聞的，尤其由于諧振電路中的聞電流以及器件的與此相關聯(lián)的聞品質以及開關的高的電流負載。連續(xù)的高頻高壓也在使用的例如為電纜、燈座的安裝組件的絕緣性和抗電強度上提出高要求。通過連續(xù)的高頻高壓進ー步地出現(xiàn)所述組件的不期望的強烈電離。WO 01/73817A1描述具有燃燒器的氣體放電燈，所述燃燒器具有帶有空腔的放電容器，在所述空腔中設置有具有氣體和其他物質的填充物。兩個電極伸入到所述空腔中，在所述兩個電極之間在驅動氣體放電燈時形成電弧。在放電容器的外側上，在空腔的區(qū)域中彼此對置地設置兩個相反極性的輔助電極。所述輔助電極通過用導電材料對放電容器的外側部進行覆層而形成。在點燃氣體放電燈之前、必要時也在點燃氣體放電燈期間，在輔助電極上施加高頻高壓，由此使氣體放電燈的點燃變得簡単。WO 2004/090934A1描述ー種高壓放電燈，所述高壓放電燈具有白熾燈泡以及ー對電極，所述白熾燈泡由在其中帶有放電空間的發(fā)光單元的ー個側部以及ー對通常安裝在所述發(fā)光単元上的密封単元所組成，所述ー對電極設置在發(fā)光單元的放電空間中，其中周圍導體的一部分以近似于螺旋形的形式在電弧放電管的特定區(qū)域中卷繞在密封単元上，并且其中所述周圍導體的剰余部分伸出超過電弧放電管的外部部分，所述電弧放電管與另ー個密封單元側部上的電極電連接。在放電開始之前，當高頻電壓在頻率為IkHz至IMHz的情況下施加到如上構造的高壓放電燈上時，擊穿電壓能夠控制直到8kV。WO 2006/064408A1描述用于氣體放電燈的高頻燈電路，其中所述燈電路具有交流電壓電源的串聯(lián)電路以用于供給交流電壓，所述串聯(lián)電路具有高的燈驅動頻率、鎮(zhèn)流器感應器、電容器以及用于與氣體放電燈連接的端子以及與所述端子連接的、用于點燃燈的點燃電路。所述電容器具有對燈驅動頻率表現(xiàn)出低阻抗的數(shù)值。所述點燃電路具有阻抗的串聯(lián)布置和用于供給高直流電壓的直流電壓源。所述點燃電路的串聯(lián)阻抗具有相對于燈在燈的啟動期間和連續(xù)驅動期間的阻抗值的高的數(shù)值。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，至少減輕現(xiàn)有技術的所述缺點中的至少ー個，以及尤其地，提供用于點燃氣體放電燈的能夠尤其簡單以及低成本實現(xiàn)的可能性。所述目的根據(jù)獨立權利要求的特征來實現(xiàn)。優(yōu)選的實施形式能夠從從屬權利要求獲知。所述目的通過用于驅動氣體放電燈的方法來實現(xiàn)，其中所述氣體放電燈具有放電容器以及至少ー個點燃輔助元件，兩個電極伸入到所述放電容器的空腔中，其中在點燃氣體放電燈期間在所述電極上施加與高頻交流電壓疊加的直流電壓。
所述擴展形式與使用點燃脈沖相比可實現(xiàn)所需的點燃電壓的顯著降低。同吋，由直流電壓和高頻交流電壓組成的組合與僅為高頻點燃的情況相比借助高頻電壓的更低的振幅來實現(xiàn)，因此，能夠裝入更簡單的以及成本更低的鎮(zhèn)流器、尤其是電子鎮(zhèn)流器(EVG)。其他優(yōu)點為，僅出現(xiàn)安裝設備的帶電壓的部件(燈頭、饋電線等)的更低的電離。因此與僅為高頻點燃的情況相比，相應組件的抗電強度又能夠選擇成更小的。除需要的點燃電壓的降低之外，附加地，還減少了燈的這些單次點燃的偏差以及也降低了燈彼此間的偏差。電容型點燃輔助器對至少一個伸入到放電容器中的電極起作用。也可僅在電極上施加或供給與高頻交流電壓疊加的直流電壓。一個擴展方案是，直流電壓在其絕對值方面斜坡型地、尤其近似于線性地關于時間增加。替選地，所述直流電壓例如能夠直接在期望的電壓水平上施加。另ー個擴展方案是，所述直流電壓斜坡在大約為Is之內、尤其在大約為500ms之內連續(xù)運行。另ー個擴展方案還是，將所述直流電壓調節(jié)直到最大為SkV的、尤其最大為7kV的按照絕對值的電壓水平上。此外，一個擴展方案是，高頻交流電壓具有在3kV和6kV之間、尤其在4kV和5kV之間的峰值振幅。此外，一個擴展方案是，高頻交流電壓具有在IOOkHz和4MHz之間的頻率。因此，高頻交流電壓能夠具有在IOOkHz和400kHz之間的、尤其在150kHz和300kHz之間的頻率，這使高頻組件的設計變得容易并且可實現(xiàn)更物美價廉的組件的使用。替選地，高頻交流電壓例如能夠具有從大約IMHz起、尤其在大約IMHz和大約4MHz之間的頻率，由此，能夠提高能量輸入的效率。一個擴展方案也是，放電容器具有無汞的填充物(無汞放電燈)。所述至少一個電容型點燃輔助器例如能夠包括點燃輔助層、點燃輔助線、覆層的夾(Quetschung)、回線、包圍所述放電容器的反射器等。所述至少一個點燃輔助器能夠流電地與兩個燈接觸部中的一個耦合或者在沒有與兩個燈接觸部中的一個電流接觸的情況下(根據(jù)電勢自由懸浮地)設置。
一個改進形式還是，高頻交流電壓或高頻交流電壓的份額等于或大于對承擔所述燈而言所需要的電壓。所述目的也通過氣體放電燈系統(tǒng)來實現(xiàn)，所述氣體放電燈系統(tǒng)帶有至少ー個氣體放電燈和用于控制所述至少ー個氣體放電燈的控制設備，其中所述至少一個氣體放電燈具有放電容器以及至少ー個點燃輔助元件，兩個電極伸入到所述放電容器的空腔中，并且所述控制設備設計成，在各個氣體放電燈的電極上施加與高頻交流電壓疊加的直流電壓。


在以下附圖中，根據(jù)實施例示意地更詳細地描述本發(fā)明。在此，為了概覽，相同的或起相同作用的元件能夠設有相同的附圖標記。圖I示出帶有電容型點燃輔助器的放電燈；圖2示出縱坐標上的施加到圖I中放電燈上的(負的)電壓關于橫坐標上的時間的 圖形；以及圖3分別對相同類型的放電燈的組示出在橫坐標上的點燃放電燈所需要的以kV為單位的點燃電壓的頻率分布。
具體實施例方式圖I示出帶有放電容器2的氣體放電燈1，兩個電極4a、4b在所述放電容器的空腔3中，以及所述放電容器的空腔3由無汞的蒸汽填充物填充。此處，在放電容器2的外側上存在電容型點燃輔助元件(“電容型點燃輔助器”)5。點燃輔助元件5在此朝向所述電極4a、4b中的每個形成電容，所述電容借助高頻交流電壓的每個半波充電或再充電。因此，在空腔3中構成交變電場,所述交變電場引起存在于空腔3中的氣體原子或氣體分子的介質阻擋放電。所述放電通過電極4a、4b產生載流子，以用于完全點燃氣體放電燈I。點燃輔助元件5能夠包括至少ー個點燃輔助層、點燃輔助線、覆層的夾、回線等。點燃輔助元件5能夠原則上與兩個電極4a、4b或者僅與所述電極4a、4b中ー個形成電容。因此，兩個點燃輔助元件5能夠分別與一個電極4a、4b形成電容。所述點燃通過電子鎮(zhèn)流器6來控制，所述電子鎮(zhèn)流器6在此在兩個電極4a、4b上施加由直流電壓和高頻交流電壓(“高頻電壓”)組成的組合，以用于點燃氣體放電燈1，如在圖2中詳細闡明。圖2示出在縱坐標上或者說y軸上的借助于電子鎮(zhèn)流器6而施加到放電燈I的電極4a、4b上的以由(在此負地施加的)直流電壓和高頻交流電壓的組合的形式的以kV為單位的電壓U關于橫坐標上或者說X軸上的以ms為單位的時間的圖形。直到將近t=100ms吋，電子鎮(zhèn)流器6產生純粹的高頻交流電壓，所述高頻交流電壓在大約為180kHz的頻率時具有大約為4. 5kV的峰值振幅或峰值電壓(峰值對峰值)Us。從將近t=100ms起，所述高頻交流電壓疊加直流電壓(或反之)。在此，直流電壓升高，直到大約t=500ms時為大約-6. 5kV。這對應于斜率的絕對值大約為16V/ms的大致線性的斜坡。令人意外地示出，由直流電壓和高頻交流電壓組成的疊加能夠顯著地降低點燃電壓Uz，這是因為在此通過電容型點燃輔助器5也能夠將可觀的能量引入到放電容器2中的氣體中，即使與借助于純粹的高頻交流電壓進行的點燃相比，通過直流電壓時需要高頻交流電壓的更低的振幅時也如此。圖3示出分布在縱坐標上的相同類型的放電燈的數(shù)量N關于在橫坐標上的以kV為單位的點燃相應放電燈所需的點燃電壓Uz的頻率分布，更確切的說，不僅對于借助于點燃脈沖P的點燃，而且替選地，也對于借助于由直流電壓和高頻交流電壓組成的組合K的點燃。在脈沖點燃的情況下，放電燈在點燃時的擊穿電壓或點燃電壓在點燃脈沖P的第一個上升沿上得出。在點燃脈沖P的第一個上升沿之外的點燃(例如，在下降沿上或者在下ー個半波期間)通過在大約18. 5kV時由點示出的分布中斷來表示。對于大多數(shù)放電燈I，直至在脈沖式的點燃脈沖P的情況下進行承擔的點燃電壓大約在15kV時示出分布最大值，而對于由直流電壓和高頻交流電壓組成的組合K，所述分布最大值僅位于大約9kV和IOkV之間。此外，組合K的分布的偏差或標準差與脈沖式點燃的偏差或標準差相比更窄，這可實現(xiàn)鎮(zhèn)流器的更簡單的設計和/或更少的次品。當然，本發(fā)明不局限于示出的實施例。附圖標記列表I 氣體放電燈2 放電容器3 空腔4a 電極4b 電極5 點燃輔助元件6 鎮(zhèn)流器K 由直流電壓和高頻交流電壓組成的組合P 點燃脈沖N 放電燈的數(shù)量t 時間
U 電壓Us 峰值電壓Uz 點燃電壓
權利要求
1.用于驅動氣體放電燈(I)的方法，其中所述氣體放電燈(I)具有放電容器(2)以及至少ー個電容型點燃輔助元件(5)，兩個電極(4a、4b)伸入到所述放電容器(2)的空腔(3)中，其中在點燃所述氣體放電燈期間在所述電極(4a、4b)上施加與高頻交流電壓疊加的直流電壓。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中將與所述高頻交流電壓疊加的所述直流電壓施加到所述至少一個電容型點燃輔助元件(5)上，并且將所述高頻交流電壓的基準點與兩個所述電極(4a、4b)中的ー個連接。
3.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述直流電壓的絕對值關于時間斜坡式地増大。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中直流電壓斜坡在最大大約為Is之內、尤其在最大大約為500ms之內連續(xù)運行。
5.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中將所述直流電壓調節(jié)直到最大為SkV的、尤其最大為7kV的按照絕對值的電壓水平上。
6.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述高頻交流電壓具有在3kV和6kV之間、尤其在4kV和5kV之間的峰值振幅。
7.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述高頻交流電壓具有在大約IOOkHz和大約4MHz之間、尤其在大約150kHz和大約400kHz或在大約IMHz和大約4MHz之間的頻率。
8.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述放電容器(2)具有無汞填充物。
9.根據(jù)上述權利要求之一所述的方法，其中所述高頻交流電壓的份額等于或大于承擔所述氣體放電燈(I)所需的點燃電壓。
10.氣體放電燈系統(tǒng)，所述氣體放電燈系統(tǒng)具有至少ー個氣體放電燈(I)和用于控制所述至少一個氣體放電燈(I)的控制設備(6)，其中所述至少一個氣體放電燈(I)具有放電容器(2)以及至少ー個電容型點燃輔助元件(5)，兩個電極(4a、4b)伸入到所述放電容器的空腔(3)中，并且所述控制設備(6)設計成，在相應的氣體放電燈(I)的所述電極(4a、4b)上施加與高頻交流電壓疊加的直流電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于驅動氣體放電燈(1)的方法，其中所述氣體放電燈(1)具有放電容器(2)以及至少一個電容型點燃輔助元件(5)，兩個電極(4a、4b)伸入到所述放電容器(2)的空腔(3)中，其中在點燃氣體放電燈期間，在所述電極(4a、4b)上和/或在所述至少一個電容型點燃輔助元件(5)上施加與高頻交流電壓疊加的直流電壓。氣體放電燈系統(tǒng)裝備有至少一個氣體放電燈(1)以及用于控制所述至少一個氣體放電燈(1)的控制設備(6)，其中所述至少一個氣體放電燈(1)具有放電容器(2)以及至少一個電容型點燃輔助元件(5)，兩個電極(4a、4b)伸入到所述放電容器(2)的空腔(3)中，并且所述控制設備(6)設計成，在相應的氣體放電燈(1)的電極(4a、4b)上施加與高頻交流電壓疊加的直流電壓。
文檔編號H05B41/04GK102870500SQ201180021498
公開日2013年1月9日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權日2010年4月27日
發(fā)明者邁克爾·伯尼克 申請人:歐司朗股份有限公司