[發(fā)明專(zhuān)利]穩(wěn)定氣體放電燈的運(yùn)行

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01116627.4
• 申請(qǐng)日: 2001-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1325260A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·格拉澤爾;A·胡貝爾;J·奧斯特里德;A·韋塞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電燈專(zhuān)利信托有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H05B41/231
• 分類(lèi)號(hào): H05B41/231
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅朋,陳景峻

本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分用于使氣體放電燈運(yùn)行的方法。此外，本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求6的開(kāi)端用于使氣體放電燈運(yùn)行的平穩(wěn)管。

在氣體放電燈(在下文也被稱(chēng)為燈)運(yùn)行期間，放電根部在電極上的型式依賴(lài)于電極是發(fā)射電子(陰極)還是捕捉電子(陽(yáng)極)。在陽(yáng)極的情況下，放電按遍布電極大范圍的方式被扎根，而在陰極的情況下，通常形成所謂的焦斑(熱斑)，其結(jié)果是放電多少有些按斑點(diǎn)狀的方式被扎根。焦斑所扎根的地點(diǎn)依賴(lài)于電極的幾何形狀、電極材料及電極上的溫度分布。這些參數(shù)在運(yùn)行期間易發(fā)生改變，以致焦斑扎根的地點(diǎn)會(huì)改變其位置，而這被表示為氣體放電的不穩(wěn)定性(電弧不穩(wěn)定性)或閃變。這種閃變，特別是，出現(xiàn)在燈以交變電流運(yùn)行的情況下，由于電極交替地形成陰極和陽(yáng)極，因此，焦斑必定隨陽(yáng)極到陰極的每次改變而變換。

為了降低閃變，燈的所謂的方波運(yùn)行例如從US4,485,434被了解到。已顯露出選擇方波的燈電流替代正弦波的是有利于穩(wěn)定高壓氣體放電燈的交流(AC)運(yùn)行的。方波頻率的通常值是50Hz到200Hz。方波運(yùn)行，特別是，在光通量的恒定是重要的圖象記錄和投影技術(shù)的應(yīng)用情況下已變成被確認(rèn)的。盡可能迅速的換向目的是為了使光通量與方波振幅不對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔能盡量短。

盡管按方波運(yùn)行，放電的穩(wěn)定性仍然是不滿(mǎn)意的，特別是，在短電弧高壓放電燈的情況下，這種放電比較適用于投影技術(shù)中，為了改進(jìn)電弧的不穩(wěn)定性，PCT申請(qǐng)WO95/35645號(hào)提出在方波周期的終止時(shí)使燈電流脈沖式地升高。電流的升高伴隨有對(duì)焦斑位置施加穩(wěn)定影響的溫度上升。只有關(guān)于脈沖的延續(xù)時(shí)間和高度以及工作頻率的近似數(shù)據(jù)被給出。而且，該方法的模式或運(yùn)行僅僅被指出。因而，該方法應(yīng)用到與示范實(shí)施例中提到的燈相比不同的燈設(shè)計(jì)(例如具有不同的電極形狀或不同的填充壓強(qiáng))上只有在廣泛的實(shí)驗(yàn)工作之后才是可能的。

然而，不僅是確定電流曲線(xiàn)的合適形狀的問(wèn)題，而且，如在下文所述的，還有生成所期望的曲線(xiàn)形狀的問(wèn)題。用于運(yùn)行放電燈裝置的負(fù)載電路，特別包括能量存儲(chǔ)器和燈，前者也可以是附加的而后者構(gòu)成非線(xiàn)性負(fù)載。

能量存儲(chǔ)器的電路網(wǎng)絡(luò)形成能被非線(xiàn)性負(fù)載激發(fā)的諧振頻率。特別是在短電弧高壓燈的運(yùn)行情況下，這在方波運(yùn)行中燈電流換向以后引起持久的暫態(tài)現(xiàn)象。當(dāng)然，這些振蕩也將在光通量中被觀察到。在要求光通量高恒定性的應(yīng)用情況下(例如，電視圖象投影)，因此需要保證暫態(tài)現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間間隔短于方波的周期。在有關(guān)的操縱裝置中使用的控制器對(duì)暫態(tài)現(xiàn)象的延續(xù)時(shí)間有實(shí)質(zhì)性的影響。構(gòu)成燈功率量度并被與參考量度相比較的變量在通用的操縱裝置中被生成用于該項(xiàng)應(yīng)用。這個(gè)比較的結(jié)果為操縱裝置的功率部分提供控制變量。對(duì)于按方波運(yùn)行的光源的穩(wěn)定時(shí)間能由從換向直到光通量已將其自身調(diào)節(jié)到設(shè)定值附近+/-5％范圍內(nèi)的時(shí)刻所經(jīng)過(guò)的時(shí)間來(lái)確定。對(duì)于以上描述的通用控制器，這個(gè)穩(wěn)定時(shí)間是250μs-300μs。由于穩(wěn)定時(shí)間最多應(yīng)是方波半周期的10％，從而對(duì)于隨著通用控制器的方波最多為200Hz的頻率能被實(shí)現(xiàn)。

按照關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的討論，本發(fā)明的目的分成兩部分：第一，本發(fā)明是用來(lái)根據(jù)權(quán)利要求1的前序部份提供一種方法，它使得具有明確限定參數(shù)的氣體放電燈的基本上無(wú)閃變的運(yùn)行成為可能。第二，根據(jù)權(quán)利要求6的前序部份本發(fā)明在于提供借助其幫助上述方法能被實(shí)施的裝置。

該目的的第一部分借助具有權(quán)利要求1的特征的方法被實(shí)現(xiàn)。特別有益的改進(jìn)在從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求2到5中將被發(fā)現(xiàn)。

如在關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的討論中所闡明的，燈閃變的原因是基于構(gòu)成氣體放電在陰極上根部的焦斑連續(xù)地改變其位置的事實(shí)。更精密的分析顯示在電極換向?yàn)殛帢O之后并沒(méi)有直接形成焦斑。相反地，首先發(fā)現(xiàn)是面積寬的放電根部。只有在熱的不均勻性在陰極上已經(jīng)被生成之后，放電才變得收縮并形成焦斑。根據(jù)本發(fā)明，燈的閃變能通過(guò)在放電形成焦斑之前使燈電流換向而被大大地降低。相對(duì)于時(shí)間急劇升降的電流邊緣對(duì)于電極盡量快的從陰極改變到陽(yáng)極是需要的，由于這個(gè)原因該方法能借助方波的電流特性被非常有效地實(shí)現(xiàn)。由于無(wú)閃變運(yùn)行是重要的，特別是，對(duì)于在投影技術(shù)中的應(yīng)用，該方法對(duì)于方波用于這種應(yīng)用情況下的燈特別重要。這些主要是高壓及超高壓放電燈并且，由于光學(xué)成象的質(zhì)量，特別是那些具有短放電弧的高壓及超高壓放電燈。為了滿(mǎn)足根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)對(duì)于這樣的燈，方波燈電流的頻率應(yīng)該至少為300Hz。