[發(fā)明專利]操作氣體放電燈的方法和設(shè)備

有效

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• 申請日: 2001-04-28
• 公開（公告）號: CN1336783A
• 公開（公告）日: 2002-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·H·德拉;H·E·菲舍爾;T·克呂肯;H·門希;X·里德雷爾
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: H05B41/00
• 分類號: H05B41/00;H05B37/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張志醒

本發(fā)明涉及操作氣體放電燈的方法和設(shè)備，其中氣體放電燈被輸入交流電壓或交流電流，在給定的時(shí)間間隔，燈的瞬時(shí)功率(脈沖模式的工作)增加。本發(fā)明還涉及裝備有這樣的燈和設(shè)備的裝置，還涉及處理電極的方法，其中電機(jī)基于所述模式的操作。

例如，從WO96/174724或US5,608,294中對這樣模式的操作和裝置已有描述。引用的WO專利文獻(xiàn)揭示了具有電源電路的設(shè)備，其中電源電路用于操作氣體放電燈，電源電路提供了預(yù)定周期的交流電壓或交流電流，將預(yù)定的功率以這樣的方式輸給氣體放電燈，即相對于正常功率，當(dāng)平均燈功率減小時(shí)，在直接先于交流電壓或交流電流極性變換之前的半周期內(nèi)，瞬時(shí)功率增加。先于極性變換之前瞬時(shí)電壓的短暫增加保證了相對于普通模式工作的電壓，極性變換之后所需的再啟動(dòng)電壓實(shí)質(zhì)上不必增加。

引用的美國專利描述了以短電弧操作氣體放電燈的方法；這里，燈接收給定周期的交流電流，并且在每個(gè)半周期中，短暫的電流脈沖疊加在燈電流上，這個(gè)電流脈沖具有的極性，與相關(guān)半周期中的燈電流相同，使氣體放電燈的電弧穩(wěn)定性和電極壽命得到顯著改善。

電流密度或電壓從引用的文獻(xiàn)中已知，并且此后被稱為“脈沖操作”或“脈沖模式”，電流密度或電壓的改變，在實(shí)際中已經(jīng)證明非常有效。應(yīng)該注意，本文中的“脈沖操作”或“脈沖模式”應(yīng)該被理解為，在附加的電流或電壓脈沖疊加在工作電流或工作電壓上時(shí)，兩個(gè)詞覆蓋了所有的電流強(qiáng)度或電壓的改變。明顯用于電弧穩(wěn)定性的目的(然而，在很多專利中(例如，見EP0?865?210A2，WO97/247871或US5,428,408)，“脈沖模式”被理解為不包括燈模式的操作，其中燈在快速重復(fù)的、非常短的時(shí)間段內(nèi)工作，并且在大部分時(shí)間內(nèi)不輸出光)。

盡管脈沖操作可以顯著提高電弧的穩(wěn)定性，其壽命也不令人滿意；在具有非常短的電弧的高壓氣體放電燈的情況下，工作壽命顯然是特別重要的，例如在具有LC或反射鏡的顯示器(變形鏡設(shè)備)的數(shù)據(jù)和視頻投影儀中，使用了這樣的高壓氣體放電燈，但也用于其它方面。需要的電弧越短，燈電極燒掉的情況越嚴(yán)重，并且伴隨的電極之間的電弧延伸越嚴(yán)重。在前100小時(shí)工作中，具有短的、并且是非常短的電弧的氣體放電燈，它的燈電極的燒掉，在例如投影系統(tǒng)中已經(jīng)減小了20％的效率，這并不少見。

而且，由于電極正常地封裝在石英管中，并且在封裝之前，以這樣的方式定位，即由于生產(chǎn)過程，在燈完成后，電極位置從原始的設(shè)置位置偏離，也就是，原始設(shè)置位置不僅涉及間隙，而且涉及電極彼此的對齊，因此非常難于生產(chǎn)具有很短電極間隙的氣體放電燈。電極的定位公差只可以以巨大的代價(jià)減小。

非常難于解決的進(jìn)一步的問題，是由電極本身的幾何形狀造成。假定能夠從固體金屬中切割出所需的電極幾何形狀，但由于成本的原因，電極最好包括電極棒(鎢絲)，使鎢螺旋形地?fù)现疲M管最終確定散熱的電極的幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以被控制，但在這方面較少提出。在具有短電弧的燈中，電極大量的熱負(fù)載已經(jīng)使電極材料(例如，鎢蒸汽)快速消蝕，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，鎢蒸汽可以完全改變高壓氣體放電燈中的電極前端，其中高壓氣體放電燈具有大約1mm的電弧長度。在這樣的環(huán)境下，甚至理想形狀電極，也通常只能使其原始功能特性保持不多于100小時(shí)。

考慮前面所述的問題，本發(fā)明的目的是提供操作氣體放電燈的方法和設(shè)備，其中能夠利用氣體放電燈的操作過程中發(fā)生的遷移過程，而有利地形成電極。

本發(fā)明通過權(quán)利要求1中揭示的方法，并且通過權(quán)利要求11中揭示的設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。在從屬的權(quán)利要求中，揭示了先進(jìn)的模型和實(shí)施例。附加的權(quán)利要求涉及的處理方法和設(shè)備基于這些方法和設(shè)備。

可通過陳述的這類方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，其中燈的至少一個(gè)工作數(shù)據(jù)值隨時(shí)間改變，這個(gè)值被連續(xù)地或不連續(xù)地測量，并且根據(jù)測量的值，選擇交流電壓或交流電流的頻率(工作預(yù)率)。然后，根據(jù)工作數(shù)據(jù)組的至少一個(gè)工作數(shù)據(jù)測量值，有利地選擇工作頻率，其中工作數(shù)據(jù)組包括燈的整個(gè)壽命、工作電壓、吸收或釋放的功率、電弧長度和電極間隙，由于所有這些數(shù)據(jù)提供了關(guān)于電極狀態(tài)，特別是關(guān)于電極間隙的直接或間接信息(例如，即使在具有完全壽命的新燈情況下，也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)值，從它本身的壽命中獲得電極的大約狀態(tài)的概念，和這樣選擇給定工作頻率必要性)。