專利名稱：驅(qū)動(dòng)金屬鹵化物燈的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈、特別是HID燈、更具體為金屬鹵化物燈的方法和裝置。盡管本發(fā)明的很多方案還可適用于不同的燈類型，但是本發(fā)明特別涉及具有相對大長寬比的金屬鹵化物燈，即長度/直徑比大于3或甚至4；通常情況下，長寬比一般為2左右。
氣體放電燈是公知的。一般情況下，它們包括以氣密方式封閉放電室的發(fā)光容器、位于放電室中的可電離填充物和彼此相對設(shè)置的一對電極，每個(gè)電極連接到相關(guān)的電流導(dǎo)體上，而電流導(dǎo)體從放電室穿過燈容器伸出到外部。在工作期間，在所述電極上施加電壓，并且在所述電極之間發(fā)生放電，使燈電流流過電極之間。盡管可以在相對寬范圍的工作電流內(nèi)驅(qū)動(dòng)單個(gè)的燈，但是燈通常都設(shè)計(jì)成用于在特殊燈電壓和燈電流下工作，因而消耗特殊的額定電功率。在這個(gè)額定電功率，燈將產(chǎn)生額定量的光。由于HID燈對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，因此這里不必詳細(xì)討論它們的結(jié)構(gòu)和工作情況。
高壓放電燈通常由輸送換向DC電流的電子鎮(zhèn)流器來驅(qū)動(dòng)。用于這種燈的電子鎮(zhèn)流器或驅(qū)動(dòng)器通常包括用于接收AC電源的輸入、用于將AC電源電壓整流成整流電壓的整流器、用于將整流電壓轉(zhuǎn)換成更高的恒定電壓的DC/DC增壓轉(zhuǎn)換器、用于將所述更高恒定電壓轉(zhuǎn)換成更低恒定電壓(燈電壓)和更高DC電流(燈電流)的降壓轉(zhuǎn)換器，以及用于規(guī)則地改變這個(gè)DC電流的方向和DC電壓的極性的換向器。降壓轉(zhuǎn)換器用作電流源。通常，換向器在大約100Hz數(shù)量級的頻率下工作。因此，實(shí)際上，燈正常情況下在恒定電流值下工作，燈電流在非常短的時(shí)間(換向階段)內(nèi)按照對稱方式規(guī)則地改變其方向，即，在每個(gè)電流周期的50％期間，電極作為陰極工作，在每個(gè)電流周期的另一50％期間，作為陽極工作。這種工作方式將表示為方波電流工作。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在平均狀態(tài)下，燈電流在方波電流工作中為零。
美國專利US6369518介紹了一種系統(tǒng)，其中為了控制電極溫度和因此控制最冷點(diǎn)的溫度而構(gòu)成占空比。
金屬鹵化物燈的一個(gè)問題是它們在水平取向上的行為與它們在垂直取向上的行為不同。在水平取向上，顆粒的空間分布大致是均勻的。在垂直取向上，顆粒的空間分布取決于沿著燈軸的位置。這種現(xiàn)象表示為偏析，是由類似于對流和擴(kuò)散的物理效應(yīng)產(chǎn)生的，上述對流和擴(kuò)散都是由燈內(nèi)的氣條件決定的。偏析的量取決于環(huán)境，如可電離填充物的壓力和材料類型。偏析效應(yīng)隨著電極間隔增加而增加，即隨著長寬比增加而增加。
在金屬鹵化物燈中，由于光是由原子產(chǎn)生的，因此偏析導(dǎo)致的結(jié)果是光強(qiáng)度和光顏色沿著燈的中心軸不再是恒定的，并且燈的總光性能和技術(shù)性能將與水平工作時(shí)獲得的總光性能和技術(shù)性能不同。
本發(fā)明的一般目的是能影響金屬鹵化物燈在其垂直取向上的發(fā)光能力。
更特別地，本發(fā)明旨在影響金屬鹵化物燈的效率。
在一個(gè)方案中，本發(fā)明旨在消除偏析效果，理想地盡可能地保持光強(qiáng)度和光顏色沿著燈的中心軸不變。在特定目的中，本發(fā)明旨在提供一種燈組件，其自動(dòng)地保持恒定的效率，而與燈取向無關(guān)。
在另一方案中，本發(fā)明旨在影響強(qiáng)度，并優(yōu)選還影響由金屬鹵化物燈產(chǎn)生的光的色溫。在特定目的中，本發(fā)明旨在提供一種具有可變色溫的燈組件，其能在很大范圍內(nèi)改變色溫。
具體地說，本發(fā)明旨在影響燈特性，如金屬鹵化物燈的效率和/或色溫，同時(shí)用具有保持在零值的DC分量的燈電流驅(qū)動(dòng)燈。在特定的目的中，本發(fā)明旨在提供一種具有可變色溫的燈組件，它能在很大范圍內(nèi)改變色溫，同時(shí)保持燈電流的零DC分量。
不用說，本發(fā)明的原理還可適用于將燈電流的DC分量保持在任何恒定值。
根據(jù)本發(fā)明的重要方案，金屬鹵化物燈用換向電流工作，所述換向電流具有不同于50％的占空比D和不同于1的電流比R。占空比D和電流比R彼此相對選擇，以至于在平均值上，燈電流的DC分量具有所希望的值，優(yōu)選為零。
根據(jù)本發(fā)明的另一重要方案，金屬鹵化物燈用換向電流工作，所述換向電流具有不同于50％的占空比D和不同于1的電流比R。為了改變效率和/或色溫，占空比D和電流比R按照以下方式同時(shí)改變，從而在平均值上，燈電流的DC分量保持恒定，優(yōu)選為零。結(jié)果是，根據(jù)燈類型，將在不改變燈電流的DC分量的情況下，改變效率和/或色溫。
通過下面參照附圖的說明將進(jìn)一步解釋本發(fā)明的這些和其它方案、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中附圖中的相同參考標(biāo)記表示相同或相似的部件，其中

圖1示意性地表示金屬鹵化物燈的實(shí)施例；圖2示意性地表示燈組件；圖3是表示在其水平取向中沿著燈的中心軸的顆粒分布的曲線；圖4是表示在其垂直取向中沿著燈的中心軸的顆粒分布的曲線；圖5示意性地表示離子漂移；圖6是示意性地表示電子鎮(zhèn)流器的方框圖；圖7A-C是表示電流波形的曲線；圖8是表示作為平均燈電流函數(shù)的色溫的測量結(jié)果的曲線；圖9是表示作為平均燈電流函數(shù)的效率的測量結(jié)果的曲線；圖10是與圖7A-C相對比的曲線，表示根據(jù)本發(fā)明的電流波形；圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的對于電流波形的作為占空比的函數(shù)的色溫的測量結(jié)果的曲線；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的對于電流波形的作為占空比的函數(shù)的效率的測量結(jié)果的曲線；圖13是根據(jù)本發(fā)明的電子燈驅(qū)動(dòng)器的示意方框圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一電子燈驅(qū)動(dòng)器的的示意方框圖；圖15示意性地表示取向檢測器。
首先，參照圖1-4介紹金屬鹵化物燈的一般工作以及燈取向的結(jié)果。
圖1示意性地表示金屬鹵化物燈的可行實(shí)施例，一般表示為參考標(biāo)記1。燈1包括透光容器2，在所示實(shí)施例中，透光容器具有圓柱形狀并具有內(nèi)部直徑Di；然而，其它形狀也是可行的。盡管在本發(fā)明的上下文中沒有重點(diǎn)提到，但是容器2優(yōu)選由陶瓷材料構(gòu)成；作為替換物，容器2可以由石英構(gòu)成。在其縱向端部，用相容材料的插塞或端帽3、4以氣密方式封閉容器2。容器2和插塞和/或端帽3、4封閉放電室5，放電室5的直徑等于容器2的內(nèi)徑Di，并且具有由端帽3和4之間的距離確定的軸向長度Li。長寬比AR定義為Li/Di比。
在放電室5的內(nèi)部，以相互距離EA設(shè)置兩個(gè)電極6、7，并基本上與容器2的中心軸對準(zhǔn)。按照氣密方式，電極導(dǎo)體8分別經(jīng)過端帽3、4從電極6、7延伸出去。如果端帽3、4由石英制成，則導(dǎo)體8可以熔化到石英中。通常情況下，電極6、7將由不同于電極導(dǎo)體8的材料的材料構(gòu)成；舉例來說，電極6、7可以由鎢構(gòu)成。
在放電容器2的內(nèi)部，即在放電室5中，設(shè)置可電離填充物。在穩(wěn)定狀態(tài)工作期間，填充物通常包括含有主要量的汞(Hg)的氣氛。通常，該氣氛還包括入氙(Xe)和/或氬(Ar)等元素。在實(shí)際例子中，其中放電容器2中的總壓力在1-2atm數(shù)量級，氬和氙可以按照1∶1的比例存在。在另一實(shí)際例子中，其中總壓力在10-20atm數(shù)量級，放電室可以含有汞和相對少量的氬。下面將商業(yè)上可獲得的燈的這些例子分別表示為相對低壓燈和相對高壓燈。
放電容器2還含有一種或多種金屬鹵化物物質(zhì)。盡管這些可包括溴化物或其它鹵化物，但是這些物質(zhì)通常包括碘化物。這種可行物質(zhì)的典型例子是碘化鋰、碘化鈰、碘化鈉。其它物質(zhì)也可以使用。
金屬鹵化物是作為飽和系提供的，包括過量的鹽，從而在燈工作期間，熔化了的鹽池(pool)將位于放電室5內(nèi)。下面將假設(shè)鹽池位于放電室5內(nèi)部的最低位置上。
在工作中，放電將在電極6、7之間延伸。由于放電的高溫，所述物質(zhì)將電離，并產(chǎn)生光。產(chǎn)生的光的顏色對于不同物質(zhì)是不同的；例如，由碘化鈉產(chǎn)生的光是紅色，而碘化鈰產(chǎn)生的光是綠色的。通常，燈將含有合適物質(zhì)的混合物，并且將選擇這種混合物的組分，即所述物質(zhì)的身份以及它們的相互比例，以便獲得特殊的所希望的總顏色。
圖2表示安裝在燈泡或外殼11中的燈1，所述燈泡或外殼11在其一端具有標(biāo)準(zhǔn)連接燈頭12，其適合于螺旋固定到標(biāo)準(zhǔn)燈匹配裝置(未示出)中。燈1軸向地與燈泡11對準(zhǔn)。燈1由兩個(gè)支撐導(dǎo)體13和14支撐，它們都合適地分別連接到電極導(dǎo)體8和9上，并且電連接到燈頭12的電觸點(diǎn)上。
下面將燈1和其周圍燈泡11的組合表示為燈組件10。
圖2表示在水平取向的燈組件10，即放電容器2的中心軸水平地設(shè)置。在這個(gè)取向中，電極6和7之間的放電電弧將使它的電弧軸是水平取向的。在這個(gè)取向，放電容器2內(nèi)部的顆粒的空間分布，沿著其中心軸基本上是均勻的，如圖3中的水平線H所示。圖3是表示作為沿著放電容器2的中心軸的位置的函數(shù)的顆粒分壓或顆粒濃度的曲線。這個(gè)位置由圖3的水平軸表示，其中，以參考形式，表示了端帽3和4以及電極6和7的位置。該曲線只涉及電極6和7之間的空間，即電弧的位置。
盡管實(shí)際上可電離成分的混合物的組分可以變化，使得每種單獨(dú)的可電離成分的分壓將具有不同的值，但這并沒有在圖3中示出。應(yīng)該指出的是，對于本討論的內(nèi)容來說，成分分壓的準(zhǔn)確值不是相關(guān)的，因此圖3的垂直軸不表示任何尺度標(biāo)記。只有在所述水平線H的水平上，標(biāo)出了100％的值。這個(gè)值對應(yīng)成分分壓沿著等軸達(dá)到的“最大”值。因此，由于所有成分分壓沿著等軸基本上是恒定(因此等于最大值)，因此在圖3中只用一個(gè)水平線H表示所有相互不同的分壓。
重要的是實(shí)現(xiàn)以下方案在燈的某位置上，燈1的發(fā)光性能取決于在所述某位置上的可電離成分的分壓。在所述某位置上的特殊成分的分壓越高，則產(chǎn)生的光越多，并具有對應(yīng)這個(gè)特殊成分的特殊光譜性能。因此，如果沿著燈的中心軸的成分的分壓是恒定的，如圖3中的線H所示，則燈1的發(fā)光性能整體上沿著燈1的中心軸也是恒定的，即恒定的發(fā)光強(qiáng)度和恒定的顏色。
圖4表示與燈1的垂直取向相關(guān)的偏析問題。圖4是與圖3對比的，并且還以參考方式示出了對應(yīng)燈1的水平取向的水平線H。另外，圖4涉及燈1的垂直取向，其中燃燒電弧將使它的電弧軸是垂直取向的。在所示例子中，假設(shè)第二電極7是下電極，而第一電極6是上電極，對應(yīng)圖1所示。曲線(A)-(E)表示在這個(gè)條件下，顆粒分壓不是恒定的，而是根據(jù)位置變化的。更特別地，隨著到下電極7的距離增加，顆粒分壓減小。這種現(xiàn)象是自然現(xiàn)象，是由發(fā)生在放電室5內(nèi)的對流和擴(kuò)散的組合引起的，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員都清楚的。
偏析的效果可能是更嚴(yán)重的或更輕微的，取決于環(huán)境。作為一般規(guī)則，隨著放電室5內(nèi)的壓力增加，這種效果變得更嚴(yán)重。例如，曲線(A)可能涉及1-2atm數(shù)量級的相對低壓情況，而曲線(E)可能涉及在10-20atm數(shù)量級的相對高壓情況。
此外，偏析的效果在燈的一端(所示例子中的上端)趨于最容易引人注意?？拷码姌O7，在本例中顆粒濃度實(shí)際上是“正常的”，即與水平條件相同，如由以下事實(shí)所示的在下電極7的部位上，所有曲線在水平線H上彼此相交。在其它部位，顆粒濃度偏離靠近下電極7的它們的值，隨著到下電極7的距離增加，偏差也增加，并終止于靠近上電極6的最大偏差。作為一般規(guī)則，這種效果隨著放電室5的長度Li增加而變得更嚴(yán)重。
此外，偏析的嚴(yán)重程度對于相同燈內(nèi)的不同元件是不同的。例如，在碘化鈰的情況下的偏析比碘化鈉情況下的偏析更嚴(yán)重，因而曲線(B)可以代表碘化鈰，而曲線(A)可以代表碘化鈉。然而，這不是必須意味著碘化鈉的分壓總是高于碘化鈰的分壓。
偏析影響燈1的效率，這是因?yàn)樵谝欢▎挝豢臻g內(nèi)產(chǎn)生的光量與在這個(gè)單位空間內(nèi)光產(chǎn)生顆粒的量成正比，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是很清楚的。因此，偏析導(dǎo)致燈的光輸出總體上減少。而且，偏析導(dǎo)致光強(qiáng)沿著燈長度不均勻地分布；更特別是，燈的較高部分將產(chǎn)生比燈的較低部分更少的光。
上面已經(jīng)適用了如果燈只含有一種發(fā)光物質(zhì)的情況。在物質(zhì)的混合物的情況下，上述情況也適用，但是對于混合物中的各種成分適用于不同的程度，如前所述。由于燈產(chǎn)生的光的總底色(colorimpression)取決于來自混合物的各種成分的光貢獻(xiàn)，一方面，偏析導(dǎo)致燈產(chǎn)生的光的顏色總體上變化，另一方面，偏析導(dǎo)致沿著燈的長度上的不均勻顏色分布。
這種效果在燈1的上末端上是最容易引起注意的，而在燈的下末端的情況看起來好像是正常的。如圖4所示，在下電極7上，發(fā)光成分的相對分壓基本上對應(yīng)水平取向的情況，并且產(chǎn)生的光與設(shè)計(jì)期望值相一致。相反，在上電極6上，相對分壓相對于水平取向的情況有偏差，偏差的程度對于不同成分是不同的。例如，在燈包含預(yù)定比例的碘化鈉和碘化鈰的混合物的情況下，由碘化鈉產(chǎn)生的微紅色光的量(例如，曲線A)在上電極6上將減少，這是因?yàn)樯想姌O6附近的鈉原子的濃度減少了，而由碘化鈰產(chǎn)生的綠色光的量(例如曲線B)將減少，這是因?yàn)殁嬙拥臐舛葴p少了。由于在上電極6上，微紅色光的強(qiáng)度以及綠色光的強(qiáng)度減小，因此上電極6周圍的總光強(qiáng)度也將減小。由于綠色光的減少量比微紅色光的減少量大，因此在上電極6周圍產(chǎn)生的光的總底色將偏向微紅色。
曲線(D)和(E)表示偏析可以嚴(yán)重到在上電極6周圍的一定量空間將實(shí)際上沒有任何發(fā)光離子的程度。剩余的是由汞緩沖氣體產(chǎn)生的背景輝光。
本發(fā)明基于以下認(rèn)識電場導(dǎo)致離子傳輸，結(jié)果是，在相反方向上也傳輸相同元素的原子。這可以示意性地如下所示?？紤]到彼此垂直上下疊加的兩個(gè)電極56和57，上電極56相對于下電極57帶負(fù)電，如圖5中示意性地所示的。這些電極之間的電場由箭頭E表示。帶正電的粒子P+將感覺到將它推向帶負(fù)電的上電極56的力。在平衡狀態(tài)下，將在上電極56附近形成帶正電粒子的云狀物58，這有效地屏蔽了上電極56帶負(fù)電，由此減小電場E。
上面已經(jīng)介紹了直流的情況。在交流的情況下，或者在具有交流方向的“恒定”電流的情況下，在電流周期的第一部分期間帶電粒子向一個(gè)電極傳輸，并在電流周期的第二部分期間帶電粒子向另一電極傳輸。帶電粒子還感覺到來自對流和/或引力的力以及由燈中的電荷云產(chǎn)生的力。
本發(fā)明通過控制放電室中的顆粒分布而控制了由金屬鹵化物燈產(chǎn)生的光(量和/或色溫)。具體地說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，以不同于50％的占空比和不同于1的電流比產(chǎn)生燈電流，并且選擇成，使得在平均值情況下，電流的DC分量具有零值。這里，如將要更詳細(xì)地介紹解釋的，電流比定義為正電流幅度和負(fù)電流幅度之間的比例。組合改變占空比和電流比同時(shí)保持電流的DC分量為零，這取決于燈類型，將導(dǎo)致顆粒分布的改變，因此導(dǎo)致色溫和/或效率的改變。
下面將介紹根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器裝置的可行實(shí)施例。圖6是示意性地表示用于驅(qū)動(dòng)燈1的驅(qū)動(dòng)器裝置或電子鎮(zhèn)流器60的方框圖。電子鎮(zhèn)流器或驅(qū)動(dòng)器60通常包括用于接收AC電源的輸入端61、用于對AC電源電壓進(jìn)行整流的整流器62、用于將整流電源電壓轉(zhuǎn)換成更低的恒定電壓(燈電壓)的降壓轉(zhuǎn)換器64以及用于在極短時(shí)間內(nèi)(換向階段)規(guī)則地改變這個(gè)DC電流的方向和DC電壓的極性的換向器65。
通常情況下，驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)成使其輸出可以看作構(gòu)成具有交流方向但具有恒定電流值的電流源，并具有50％的占空比，即，該電流在電流周期的50％期間具有一個(gè)方向，在電流周期的其余時(shí)間內(nèi)具有相反方向。因此，每個(gè)燈電極在電流周期的50％期間作為陰極工作，而在每個(gè)電流周期的其余50％期間作為陽極工作，并且平均電流IAV等于零。圖7A是表示作為時(shí)間函數(shù)的燈電流IL的曲線，表示這個(gè)方波電流工作。圖中清楚地示出了燈電流的大小保持基本上恒定(incom)，但是電流的方向在規(guī)定基礎(chǔ)上改變，表示電流符號從正向負(fù)的變化，反之亦然。
下面，將具有一個(gè)方向的電流表示為“正”電流IP，而具有相反方向的電流表示為“負(fù)”電流IN，這是任意的，電流方向與表示“正”相關(guān)。
此外，正電流Ip的電流強(qiáng)度將表示為“正”強(qiáng)度|IP|，而“負(fù)”電流的電流強(qiáng)度將表示為“負(fù)”強(qiáng)度|IN|。電流比R將定義為R＝|IP|/|IN|；對于方波電流操作，R＝1。
此外，“正”電流IP的持續(xù)時(shí)間將表示為“正”持續(xù)時(shí)間τP，而“負(fù)”電流IN的持續(xù)時(shí)間將表示為τN。電流周期t＝τP+τN。占空比D將定義為D＝τP/t；對于方波電流工作，D＝50％。
圖7B是表示用于改變色溫的一種可能性的曲線。在這種情況下，正強(qiáng)度|IP|不同于負(fù)強(qiáng)度|IN|，而電流具有50％的占空比。因此，R≠1和D＝50％。應(yīng)該看出，平均電流IAV不同于由虛線表示的零。由于電流強(qiáng)度與每單位時(shí)間傳輸?shù)牧Ｗ拥臄?shù)量成正比，因此在正電流期間比在負(fù)電流期間傳輸?shù)牧Ｗ痈?，因而，在平均情況下，將導(dǎo)致粒子傳輸與平均電流IAV成正比。下面將粒子傳輸?shù)倪@種機(jī)理用短語“電流比機(jī)理”表示。
圖7C是表示用于改變色溫的第二種可能性的曲線。在這種情況下，正強(qiáng)度|IP|等于負(fù)強(qiáng)度|IN|，而電流具有不同于50％的占空比。因此，R＝1和D≠50％。這將看出，平均電流IAV不等于零，由虛線IAV表示。在占空比的正半部和負(fù)半部，每單位時(shí)間傳輸?shù)牧Ｗ拥臄?shù)量將是相同的，但是由于正持續(xù)時(shí)間τP比負(fù)持續(xù)時(shí)間τN長，因此在占空比的正半部期間比在占空比的負(fù)半部期間將傳輸更多的粒子，因而，在平均狀態(tài)下，將導(dǎo)致粒子傳輸與平均電流IAV成正比。下面將粒子傳輸?shù)倪@種機(jī)理用短語“占空比機(jī)理”來表示。
如下面所述的，粒子分布的最后偏移對于電流比機(jī)理和占空比機(jī)理來說是不同的?？梢园l(fā)現(xiàn)可能的示例，實(shí)際上燈電壓基本上獨(dú)立于燈電流。因此，在電流比機(jī)理的情況下，當(dāng)占空比等于50％時(shí)，平均燈電壓將基本上等于零。另一方面，在占空比機(jī)理的情況下，平均燈電壓將不等于零，與占空比成正比，導(dǎo)致在帶電粒子云上產(chǎn)生合力。
本發(fā)明建議按照使平均電流保持在零的方式改變占空比D和電流比R。這在圖10中示出了，其中圖10表示根據(jù)本發(fā)明的燈電流的例子的曲線。在本例中-電流周期是10ms(100Hz)；-正電流持續(xù)時(shí)間τP等于4ms；-負(fù)電流持續(xù)時(shí)間τN等于6ms；-正電流強(qiáng)度|IP|等于528mA；-負(fù)電流強(qiáng)度|IN|等于352mA。
因此，電流比R＝|IP|/|IN|等于1.5，而比例τP/τN也等于1.5。容易看出，在這種情況下，根據(jù)以下公式，平均電流IAV等于零IAV=|IP|·τP-|IN|·τNτP+τN---(1)]]>實(shí)驗(yàn)1在第一實(shí)驗(yàn)中，在大約75W的燈功率、在具有100Hz的換向頻率的燈電流下驅(qū)動(dòng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)HID燈。占空比設(shè)置為D＝50％，電流比設(shè)置為R＝1，因而平均電流IAV為零，平均燈電壓大約為零。燈的rms電壓大約為170V，燈的rms電流大約為440mA。測量光的色溫；表現(xiàn)為大約2750K。這個(gè)結(jié)果在圖8中用標(biāo)記181表示，這是表示作為平均燈電流(水平軸)函數(shù)的色溫(垂直軸)的曲線。而且，測量燈效率；它呈現(xiàn)為大約831m/W。這個(gè)結(jié)果在圖9中作為表示191表示，這是作為平均燈電流(水平軸)函數(shù)的表示效率(垂直軸)的曲線。
實(shí)驗(yàn)2在第二實(shí)驗(yàn)中，使用相同的燈，保持占空比在D＝50％和平均燈電壓為零不變，改變電流比以獲得平均燈電流IAV的DC偏移。相對于平均燈電流IAV測量光的色溫；結(jié)果在圖8中繪制成曲線182。此外，相對于平均燈電流IAV測量效率；結(jié)果在圖9中繪制成曲線192。在電流比R≈2.6(|IP|＝706mA，|IN|＝270mA)時(shí)，在平均燈電流|IAV|≈218mA實(shí)現(xiàn)了大約3930K的色溫和大約661m/W的效率；在這種情況下，燈的rms電壓升高到大約180V，燈的rms電流升高到大約490mA。
實(shí)驗(yàn)3在第三實(shí)驗(yàn)中，使用相同的燈，保持燈電流的值基本上在440mA和燈電壓的值基本上在170V不變，改變占空比以獲得平均燈電流IAV的DC偏移和平均燈電壓的偏移。相對于平均燈電流IAV測量光的色溫；結(jié)果在圖8中繪制成曲線183。此外，相對于平均燈電流IAV測量效率；結(jié)果在圖9中繪制成曲線193。在平均燈電流|IAV|≈96mA實(shí)現(xiàn)了大約4250K的色溫和大約651m/W的效率；在這種情況下，燈的rms電壓升高到大約175V，燈的rms電流降低到大約430mA，并且平均燈電壓升高到大約40V。
應(yīng)該注意到適用以下關(guān)系式|IAV|＝|1-2δ|·|Irms|和|VAV|＝|1-2δ|·|Vrms|其中δ＝τ1/(τ1+τ2)。
當(dāng)比較上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，可以清楚地看出，為了改變色溫或?yàn)榱烁淖冃?，通過改變占空比D來改變平均電流比通過改變電流比R來改變平均電流更有效。例如，通過將電流比從1變?yōu)?.66而將平均電流從零改變?yōu)?90mA將導(dǎo)致色溫從2750K改變?yōu)?200K，即改變了+450K，而通過將占空比D從50％變?yōu)榇蠹s40％而將平均電流從零變?yōu)?90mA，將導(dǎo)致色溫從2750K變?yōu)榇蠹s4100K，即改變了+1350K。這可以通過為了獲得色溫變化所涉及的不同機(jī)理(“占空比機(jī)理”和“電流比機(jī)理”)來解釋。
實(shí)驗(yàn)4在第四實(shí)驗(yàn)中，使用相同的燈，保持平均燈電流IAV為零，改變占空比和電流比。相對于占空比D測量光的色溫；結(jié)果在圖11中繪制成曲線184。此外，相對于占空比D測量效率；結(jié)果在圖12中繪制成曲線194。這些曲線清楚地表明可以改變燈特性同時(shí)保持平均燈電流IAV為零。
應(yīng)該注意的是，實(shí)現(xiàn)了定量效果，例如，達(dá)到了占空比例如可能取決于燈類型和工作條件如電流強(qiáng)度的色溫。
在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)將圖11和圖12的結(jié)果與圖8和9的結(jié)果相比較時(shí)，獲得了至少一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)色溫用作參考特征時(shí)，在實(shí)驗(yàn)4的情況下相應(yīng)的效率更高。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的適用于燈控制的電子燈驅(qū)動(dòng)器160的示意方框圖。該驅(qū)動(dòng)器包括控制器150，其具有用于接收來自用戶輸入器件152的用戶命令SU的輸入端151；在典型實(shí)施例中，用戶輸入器件152可以是電位計(jì)?？刂破?50具有耦合到換向器65的第一控制輸出155，用于設(shè)置換向器65的占空比?？刂破?50還具有耦合到降壓轉(zhuǎn)換器64的第二控制輸出154，用于控制燈電流強(qiáng)度?？刂破?50設(shè)計(jì)成適于其控制信號SD、SI，使得平均燈電流IAV保持在零。應(yīng)該注意到，如果希望的話，可以將控制器150設(shè)計(jì)成適于其控制信號，使得平均燈電流保持在不同于零的恒定值上。
在一個(gè)實(shí)施例中，控制器150可以與燈電流傳感器159相關(guān)，例如與燈串聯(lián)耦合的電阻器，提供表示實(shí)際或平均燈電流的測量信號SL，其中在電流傳感器輸入端158通過控制器150接收測量信號SL，由此提供電流反饋回路。響應(yīng)接收用戶命令Su，控制器150可以改變其第一控制信號SD的設(shè)置，從而改變占空比D的設(shè)置，并且響應(yīng)測量信號SL而可以改變其第二控制信號SI，以便保持平均燈電流IAV在恒定值。或者，響應(yīng)接收用戶命令SU，控制器150可以改變其第二控制信號SI的設(shè)置，從而改變電流比R的設(shè)置，并且響應(yīng)測量信號SI而可以改變其第一控制信號SI，以便保持平均燈電流IAV在恒定值。
在另一實(shí)施例中，控制器可以與存儲(chǔ)器156相關(guān)，存儲(chǔ)器156含有例如表格形式的信息，例如包括占空比D和電流比R之間的關(guān)系，或者例如包括一方面輸入信號與第一控制信號SD的設(shè)置與另一方面第二控制信號SI之間的關(guān)系。這種信息可以是由制造者提供的預(yù)定信息。響應(yīng)接收用戶命令SU，控制器150可以改變其第一控制信號SD的設(shè)置來改變占空比D的設(shè)置，并且可以在所述存儲(chǔ)器156中的信息基礎(chǔ)上相應(yīng)地改變其第二控制信號SI?；蛘?，響應(yīng)接收用戶命令SU，控制器150可以改變其第二控制信號SD的設(shè)置來改變電流比R的設(shè)置，并且可以在所述存儲(chǔ)器156中的信息基礎(chǔ)上相應(yīng)地改變其第一控制信號SD。或者，響應(yīng)接收用戶命令Su，控制器150可以在所述存儲(chǔ)器156中的信息基礎(chǔ)上同時(shí)改變其第二控制信號SI的設(shè)置以及其第一控制信號SD的設(shè)置。
在一個(gè)方案中，本發(fā)明旨在針對安裝在垂直取向時(shí)，解決影響對于水平工作的燈性能的偏析問題，這種問題將導(dǎo)致降低的效率，如通常在低壓燈(1-2atm)中發(fā)生的。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方案，現(xiàn)在提供一種裝置，可以減小偏析并因此提高效率。甚至可以提供一種燈系統(tǒng)，其中，甚至在不同燈取向的情況下，可以根據(jù)希望來控制燈的效率，并且可以將燈的效率設(shè)置為某個(gè)預(yù)定值。甚至可以提供一種燈系統(tǒng)，效率自動(dòng)保持不變，而與燈取向無關(guān)。
應(yīng)該注意的是，在工作期間，金屬鹵化物燈在燈內(nèi)部的某個(gè)部位上含有鹽池。這種鹽池經(jīng)受顆粒的兩種流動(dòng)進(jìn)入鹽池的顆粒流入，離開鹽池的顆粒流出。在穩(wěn)定狀態(tài)下，流入和流出平衡。如果改變燈電流的占空比D和電流比R，將影響流入和流出，這取決于占空比的每部分中的電流分量的大小和方向。在穩(wěn)定狀態(tài)下，將建立流入和流出之間的新平衡，這與燈內(nèi)的新粒子分布有關(guān)。
可以有意選擇占空比D和電流比R的組合，例如以便增加偏析；在這種情況下，偏移所述平衡，使得更多的粒子進(jìn)入鹽池。然而，在本發(fā)明的特殊實(shí)施方式中，選擇占空比D和電流比R的組合，例如從而有效地消除或至少減少上述偏析效果。為了達(dá)到這個(gè)效果，離子流必須遠(yuǎn)離鹽池流動(dòng)，以便補(bǔ)償偏析。在這種情況下，在平均狀態(tài)下，上電極6相對于下電極7是負(fù)的。
此外，對于一個(gè)特殊燈樣品，將具有對應(yīng)特殊最佳占空比的一個(gè)特殊最佳電場。這個(gè)最佳占空比對于相同類型的不同燈將基本上是相同的，并且這種最佳值可以由制造者通過實(shí)驗(yàn)來確定。因此，可以提供一種驅(qū)動(dòng)裝置160，其具有模式選擇開關(guān)167，該模式選擇開關(guān)167具有分別對應(yīng)特殊電極(例如，第一電極6)是在上方(U)還是在下方(D)的、對應(yīng)在水平位置(H)或垂直位置(U、D)操作燈1的三個(gè)位置U、H、D。
如果燈1安裝成垂直取向，則用戶可以將模式選擇開關(guān)167設(shè)置為其U位置或其D位置，這取決于電極是在上方還是在下方。通常，這將對應(yīng)燈泡11的燈頭12朝下安裝(燈泡“直立”)還是燈頭12朝上安裝(燈泡“懸掛”)。驅(qū)動(dòng)器160通過產(chǎn)生占空比D(D≠50％)和電流比R(R≠1)的預(yù)定最佳組合來響應(yīng)這種選擇。
如果燈是對稱的，直立燈泡情況下的偏析與懸掛燈泡情況下的偏析相同，則為了校正向上取向的電流設(shè)置與向下取向的電流設(shè)置是可比的。如果燈不是對稱的，則這兩個(gè)電流設(shè)置可能是彼此不同的。
假設(shè)某電極(7；6)相對于另一電極(6；7)是正的周期的持續(xù)時(shí)間分別表示為(T7；T6)；則，總電流周期TT＝T6+T7?，F(xiàn)在占空比DU(對應(yīng)模式選擇開關(guān)167處于其U位置的情況)可以定義為比值T7/TT，而占空比DD(對應(yīng)模式選擇開關(guān)167處于其D位置的情況)定義為比值T6/TT。在對稱燈的情況下，DD＝1-DU。
在上述實(shí)施例中，模式選擇開關(guān)167是用戶可控制的。然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明還提供借助金屬鹵化物燈用于產(chǎn)生光的系統(tǒng)，其中自動(dòng)設(shè)置與水平操作可比的最佳工作條件，并適于實(shí)際燈取向。這意味著用戶不受某個(gè)規(guī)定燈取向的限制，而且用戶不必為燈驅(qū)動(dòng)器選擇最佳工作條件；不管用戶希望將燈設(shè)置成哪個(gè)取向，驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)地適于在最佳模式下工作。
這種系統(tǒng)170示于圖14中。這個(gè)系統(tǒng)170包括前面參照圖13所述的燈驅(qū)動(dòng)器或鎮(zhèn)流器160，然而，沒有用戶可控制的模式選擇開關(guān)167。系統(tǒng)170還包括用于接收燈組件10的燈頭12的配件168，配件168具有連接到換向器65的輸出端的接觸件，這實(shí)質(zhì)上是公知的。
系統(tǒng)170還包括用于檢測燈1實(shí)際取向以及用于提供具有控制信號S的控制器150的位置檢測器80，所述控制信號S表示這種取向，而燈驅(qū)動(dòng)器160適于根據(jù)對應(yīng)取向檢測器檢測到的實(shí)際燈取向的最佳工作條件來驅(qū)動(dòng)燈。在這方面，驅(qū)動(dòng)器160的響應(yīng)性與上述相同，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是很清楚的。
實(shí)際上，可以使用適于產(chǎn)生表示取向的可檢測信號的任何檢測器。圖15表示這種取向檢測器的可行實(shí)施例。在本實(shí)施例中，取向檢測器80包括例如由玻璃制成的圓柱形容器81，圓柱形容器81具有帶有較大直徑溝槽82的中心部分。容器81被密封并含有少量導(dǎo)電液83，例如汞。第一對接觸電極84設(shè)置在其第一軸向端部附近的容器81內(nèi)，連接到穿過容器81的壁延伸的第一組導(dǎo)體85。同樣，第二對電極86設(shè)置在與第二組導(dǎo)體87相關(guān)的相反軸向端部。一組兩個(gè)環(huán)形電極88設(shè)置在所述溝槽內(nèi)，連接到穿過容器81層的壁延伸的第三組導(dǎo)體89。
圖15中，示出了水平取向的檢測器80。導(dǎo)電液83已經(jīng)移動(dòng)到容器81的最下部位置，在這種情況下，是所述溝槽82，并接觸兩個(gè)中心電極88。因此，在兩個(gè)相應(yīng)導(dǎo)體89之間形成導(dǎo)電路徑。同樣，如果檢測器80設(shè)置成豎直取向，則導(dǎo)電液83接觸圓柱的軸向端部上的電極84、86。
所述導(dǎo)體85、87、89耦合到驅(qū)動(dòng)器160的控制器150；因此，控制器150接收檢測器輸出信號，并且控制器150獲得燈1的取向并相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)燈。
取向檢測器80可以設(shè)置在燈組件10的燈泡11內(nèi)。然而，必須提供用于向驅(qū)動(dòng)器引導(dǎo)傳感器信號的燈頭12中的觸點(diǎn)。因此，優(yōu)選地，傳感器與用于燈組件10的所述配件68相關(guān)，這種配件必須總是具有與裝配在其中的燈相同的取向。則傳感器和驅(qū)動(dòng)器之間的固定連接是可行的。
如上所述，由于占空比D不等于50％和電流比R不等于1，因此將產(chǎn)生遠(yuǎn)離鹽池的離子流。D和50％之間的差越高，離子流越強(qiáng)。另一方面，通過原子的回流可以保持鹽池。優(yōu)選地，D和50％之間的差不應(yīng)該選擇成太大，因?yàn)槟菢拥脑掻}池可能位移到不同的位置，并導(dǎo)致產(chǎn)生偏析。
在另一方案中，本發(fā)明旨在提供一種具有可變彩色性能的燈系統(tǒng)。優(yōu)選用于這種實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)器示于圖13中，并理解到省略了用戶可控制模式選擇開關(guān)167。輸入器件152，如電位計(jì)產(chǎn)生控制信號，該控制信號可以在預(yù)定范圍內(nèi)連續(xù)變化。輸入器件152可以是用戶可控制的，但是也可以適當(dāng)編程的控制器。
而且，驅(qū)動(dòng)器160產(chǎn)生換向電流，其占空比D和電流比R可以通過用戶直接或通過適當(dāng)編程的控制器來改變，以便按照希望改變偏析的量。實(shí)際上，占空比D可以從0改變到100％。這里，為了將偏析減小到所希望的程度，上電極6可以相對于下電極7為負(fù)的，如上所述，但是為了增加偏析和提高彩色偏析效果或彩色改變效果，上電極6也可以相對于下電極7是正的。
在該方案中，應(yīng)該注意到，在具有10-20atm數(shù)量級的相對高壓的金屬鹵化物燈的情況下，組合改變占空比與電流比驚人地發(fā)現(xiàn)對產(chǎn)生的光的顏色具有很大影響。
利用這種系統(tǒng)，可以控制燈，從而使適當(dāng)限定的線在標(biāo)準(zhǔn)XY顏色或色度圖中運(yùn)行。利用鹽混合物的組分，可以選擇這個(gè)圖中的某個(gè)零色點(diǎn)。通過組合改變換向電流的占空比和電流比，同時(shí)保持平均電流恒定，優(yōu)選為零，燈的色點(diǎn)沿著與所述零色點(diǎn)相交的線偏移。這條線的角度取決于總燈壓力和燈中的汞量在低壓燈的情況下(即總燈壓力低于大約3atm)，所述線將基本上平行于色等溫線，而在高壓燈的情況下(即總燈壓力高于大約10atm)，所述線將基本上垂直于色等溫線，這涉及色溫的很大變化。
本發(fā)明的這個(gè)方案可以在垂直燈取向以及水平燈取向中實(shí)現(xiàn)。如上所述，如果金屬鹵化物燈垂直安裝，則將產(chǎn)生偏析，并且通過施加不等于50％的占空比并結(jié)合不等于1的電流比，可以減小或增加這種偏析。這種情況下重要的特征在于可以通過改變占空比并結(jié)合電流比同時(shí)保持平均電流恒定來同時(shí)改變粒子分布。這個(gè)特征不限于垂直燈取向。
在水平燈取向中，將在某個(gè)位置形成鹽池，在對稱的、細(xì)長的燈的情況下，所述某個(gè)位置通常是燈的一端或兩端。如前所述，在顆粒流入和流出鹽池的入流和出流之間存在平衡，對應(yīng)于燈內(nèi)部某種顆粒分布。根據(jù)本發(fā)明，這就可以通過改變占空比并結(jié)合電流比同時(shí)保持平均電流恒定來偏移粒子分布。這種現(xiàn)象還可以稱為“占空比感應(yīng)分布偏移”。
為了獲得限定的初始狀況，可以使燈在DC電流(例如占空比0％)下工作。然后，一段時(shí)間之后，鹽池將位于燈兩端之一上；現(xiàn)在偏析處于最大值。
從開始的情況來看，通過將占空比從0％增加同時(shí)改變占空比，可以減小偏析。隨著增加占空比，在入流和出流之間建立新的平衡，鹽池開始基本上位于原位。通過增加占空比到大約50％，可以消除偏析。大于50％的占空比導(dǎo)致鹽池的不希望傳輸。
在0％和50％之間的占空比范圍確定燈的顏色范圍，這可由本發(fā)明的方案來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)占空比是0％時(shí)，由燈產(chǎn)生的光可以用色度圖中的某個(gè)色點(diǎn)來代表。還將稱為“水平零”色點(diǎn)的這個(gè)色點(diǎn)的準(zhǔn)確位置取決于燈內(nèi)的元素的混合物的成分，并且可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇這種成分進(jìn)行選擇，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是很清楚的。如果占空比增加，則色點(diǎn)將遠(yuǎn)離水平零色點(diǎn)偏移。當(dāng)占空比達(dá)到50％時(shí)，達(dá)到終點(diǎn)。因此，色點(diǎn)將運(yùn)行一條線，以下將其稱為“色線”，其具有由水平零色點(diǎn)定義的一個(gè)端點(diǎn)，和由50％占空比定義的相反端點(diǎn)。這包括在1500K和2000K之間數(shù)量級的色溫的變化。
如果初始情況相反，即通過開始設(shè)置占空比為100％，將占空比從100％變化到50％，將基本上產(chǎn)生相同的結(jié)果。
因此，對于高壓燈(10-20atm)來說，可以在1500-2000K數(shù)量級的范圍內(nèi)改變色溫。
在具有對稱幾何機(jī)構(gòu)的燈的情況下，鹽池將具有優(yōu)選位置，即燈中的最冷位置，它通常是燈的一端。假設(shè)這個(gè)優(yōu)選位置對應(yīng)通過設(shè)置0％的占空比而獲得的初始位置。在發(fā)生鹽池傳輸之前，現(xiàn)在可以將50％以上的占空比增加到有限程度。因此，色溫變化范圍將是較大的。
在垂直燈取向的情況下，這個(gè)范圍甚至更寬(2500-3000)K，這是由于以下事實(shí)這種情況下，鹽池通常位于燈的一端，即燈的最冷點(diǎn)，通常是下端。在這種情況下，當(dāng)將上述相同燈從水平取向轉(zhuǎn)換到垂直取向時(shí)，在平均DC電流保持零時(shí)，可能發(fā)生偏析，并且色溫可能偏移。這個(gè)偏移將取決于燈內(nèi)元素混合物的成分，并取決于偏析的量。而且，由燈產(chǎn)生的光可以由色度圖中的色點(diǎn)來表示，現(xiàn)在將其稱為“垂直零”色點(diǎn)。
如果改變占空比和電流比的組合，則偏析將增加或減小，這取決于燈的取向，而在這兩種情況下，色溫都將偏移。
在垂直燃燒的燈的情況下，由于對流而使放電是不對稱的。通常，燈上端的溫度高于燈下段的溫度。因此，鹽成分的分壓可能恰好高于發(fā)生濃縮之前的鹽池上方的分壓。由于這個(gè)原因并由于以下事實(shí)這個(gè)效果對于所有鹽成分不是同樣程度地發(fā)生，因此從沒有偏析到最大偏析的范圍可能對應(yīng)色溫的附加變化，并且最大色溫變化可能大于水平安裝燈時(shí)的情況。
因此，對于垂直安裝的高壓燈(10-20atm)，就可以獲得大約2500-3000K的色溫變化。
利用這種系統(tǒng)，還表現(xiàn)為可以提供多色燈。為了解釋這一點(diǎn)，再次參考圖4。如前所述，偏析的嚴(yán)重程度對于不同物質(zhì)是不同的，并且對于根據(jù)本發(fā)明通過占空比和電流比的光控組合引起的增強(qiáng)偏析也是同樣適用。對于用方波工作的燈來說，假設(shè)曲線(A)和(B)分別代表碘化鈉和碘化鈰。對于通過為了增強(qiáng)偏析而選擇的占空比和電流比的組合工作的相同燈來說，假設(shè)曲線(C)和(D)分別代表碘化鈉和碘化鈰。然后，該燈將表現(xiàn)為三帶光。在燈的最低區(qū)域I中，光的顏色接近于“正常”白光，盡管偏向微紅色。在燈的第二區(qū)域II中，位于第一區(qū)域的上方，幾乎完全不存在碘化鈰，并且發(fā)射的光不再有來自碘化鈰的任何綠色成分現(xiàn)在光的顏色完全由碘化鈉確定，即紅色。在燈的第三區(qū)域III中，在第二區(qū)域之上，幾乎完全不存在碘化鈉，并有發(fā)射的光不再具有來自碘化鈉的任何紅色成分；如果燈不含有任何其它鹽，則這個(gè)第三區(qū)將發(fā)射來自汞緩沖氣體的藍(lán)綠色光。如果燈具有帶有少量偏析的第三種鹽成分，則由這種第三成分產(chǎn)生的光將占優(yōu)勢。
因此，具有不同顏色的多帶的非常艷麗的效果是可行的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于上述典型實(shí)施例，而是在不脫離所附權(quán)利要求書限定的發(fā)明保護(hù)范圍的情況下可以做各種改變和修改。
前面已經(jīng)參照方框圖介紹了本發(fā)明，所述方框圖表示了根據(jù)本發(fā)明的器件的功能決。應(yīng)該理解的是，一個(gè)或多個(gè)這些公能塊也可以在硬件中實(shí)現(xiàn)，其中這種功能決的功能由單獨(dú)硬件部件來執(zhí)行，但是也可以將這些功能決的一個(gè)或多個(gè)在軟件中實(shí)施，因而這種功能塊的功能由計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)程序線或者可編程器件如微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等來執(zhí)行。
此外，應(yīng)該注意的是，由本發(fā)明提出的燈電流控制由已有燈驅(qū)動(dòng)器中的合適的軟件或硬件配件容易地實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用交流驅(qū)動(dòng)氣體放電燈(2)的方法，該方法包括以下步驟在正持續(xù)時(shí)間(τP)內(nèi)產(chǎn)生具有正電流強(qiáng)度(|Ip|)的正燈電流(IP)；改變燈電流的方向；在負(fù)持續(xù)時(shí)間(τN)內(nèi)產(chǎn)生具有負(fù)電流強(qiáng)度(|IN|)的負(fù)燈電流(IN)；其中占空比(D＝τP/(τP+τN))不等于50％；并且其中電流比(R＝|Ip|/|IN|)不等于1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中平均電流(IAV)基本上等于零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過改變占空比(D)和電流比(R)來改變燈特性，而平均電流(IAV)保持在恒定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中平均電流(IAV)的恒定值基本上等于零。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中占空比(D)和電流比(R)基本上同時(shí)改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中響應(yīng)用戶命令而改變占空比(D)，其中測量平均電流(IAV)，并且為了有效地保持平均電流(IAV)在其恒定值上而改變電流比(R)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中響應(yīng)用戶命令而改變電流比(R)，其中測量平均電流(IAV)，并且為了有效地保持平均電流(IAV)在其恒定值上而改變占空比(D)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中響應(yīng)用戶命令，組合地改變電流比(R)和占空比(D)，同時(shí)滿足電流比(R)和占空比(D)之間的預(yù)定關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中響應(yīng)用戶命令，根據(jù)來自存儲(chǔ)器的信息改變電流比(R)和占空比(D)。
10.一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子驅(qū)動(dòng)器(1)，該驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)成執(zhí)行權(quán)利要求1-9中的任何一個(gè)方法。
11.一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的方法，所述氣體放電燈特別是HID燈，更特別是金屬鹵化物燈，最特別是具有大于3或甚至4的縱橫比的金屬鹵化物燈，其中給該燈輸送換向DC電流；該方法包括以下步驟將占空比(D)設(shè)置為不等于50％的值，將電流比(R)設(shè)置為不等于1的值，從而獲得在燈內(nèi)的所希望的顆粒分布。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中占空比(D)和電流比(R)的組合設(shè)置成使得換向電流具有等于零的平均電流強(qiáng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中為了改變燈的效率和/或?yàn)榱烁淖儫舻纳珳?，改變占空?D)和電流比(R)的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中占空比(D)和電流比(R)的組合改變成使得換向電流的平均電流強(qiáng)度基本上恒定。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，用于操作燈，使得其效率是與取向基本無關(guān)，并且其中確定燈的實(shí)際取向。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中燈設(shè)置成垂直取向，并且設(shè)置占空比(D)和電流比(R)的組合，以便減小并優(yōu)選消除偏析。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中設(shè)置占空比(D)和電流比(R)的組合，以便增加偏析。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中燈設(shè)置成水平取向，并且設(shè)置占空比(D)和電流比(R)的組合，從而影響顆粒分布的偏移，從而改變燈效率和/或改變燈的色溫。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中燈設(shè)置成水平取向，并且其中設(shè)置占空比(D)和電流比(R)的組合，從而影響粒子分布的偏移，將位于該位置的色線上的色點(diǎn)設(shè)置為不同于水平零色點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中燈設(shè)置成垂直取向，并且其中設(shè)置占空比(D)和電流比(R)的組合，從而影響粒子分布的偏移，將位于該位置的色線上的色點(diǎn)設(shè)置為不同于垂直零色點(diǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的方法，其中為了使色點(diǎn)在所述色線上運(yùn)行，改變占空比(D)和電流比(R)的組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，在水平取向安裝的高壓燈(高于10atm)上實(shí)施，其中色溫在具有大約1500-2000K數(shù)量級的寬度范圍上改變。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，在垂直取向安裝的高壓燈(高于10atm)上實(shí)施，其中色溫在具有大約2500-3000K數(shù)量級的寬度范圍上改變。
24.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1-9或11-23中任何一項(xiàng)的方法來驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的驅(qū)動(dòng)裝置，所述氣體放電燈特別是HID燈，更特別是金屬鹵化物燈，最特別是具有大于3或甚至4的縱橫比的金屬鹵化物燈，所述設(shè)備包括用于產(chǎn)生電流的電流產(chǎn)生裝置；用于接收所述電流并具有用于連接到燈的輸出的換向裝置，所述換向裝置設(shè)置成用于改變所述電流的方向，其中占空比不等于50％，電流比不等于1。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的驅(qū)動(dòng)裝置，換向裝置設(shè)置成用于保持平均電流強(qiáng)度等于零。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的驅(qū)動(dòng)裝置，其中換向裝置設(shè)置成用于對具有可變的占空比的所述電流換向。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的驅(qū)動(dòng)裝置，換向裝置設(shè)置成用于保持平均電流強(qiáng)度恒定。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的驅(qū)動(dòng)裝置，其中驅(qū)動(dòng)器還包括用于接收控制信號的控制輸入端，其中驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)在其控制輸入端接收到的控制信號，相應(yīng)地設(shè)置占空比(D)和電流比(R)的組合。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有耦合到所述控制輸入端的模式選擇開關(guān)，模式選擇開關(guān)具有兩個(gè)、優(yōu)選為三個(gè)的位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)置成產(chǎn)生換向電流，其具有基本上等于零的平均電流強(qiáng)度以及預(yù)定的占空比(D)和電流比(R)的組合，所述組合取決于與燈的取向相關(guān)的模式選擇開關(guān)(167)的位置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的驅(qū)動(dòng)裝置，其中當(dāng)所述模式選擇開關(guān)(167)位于表示燈的直立取向的第一位置(U)上時(shí)，占空比(D)具有不等于50％的預(yù)定第一值(DU)，并且當(dāng)所述模式選擇開關(guān)位于表示燈(1)的懸掛取向的第二位置時(shí)，占空比具有預(yù)定第二值(DD)；并且其中DD≠DU。
32.根據(jù)權(quán)利要求18的驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)成用于驅(qū)動(dòng)對稱燈，其中DD＝100％-DU。
33.根據(jù)權(quán)利要求28的驅(qū)動(dòng)裝置，適于可變粒子分布偏移，其中該驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有耦合到所述控制輸入端的控制設(shè)置器件(152)；其中控制設(shè)置器件(152)設(shè)置成用于產(chǎn)生在預(yù)定范圍內(nèi)可連續(xù)變化的控制信號(SU)；該驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置成響應(yīng)所述控制信號，連續(xù)地改變換向燈電流的占空比(D)和電流比(R)的組合。
34.根據(jù)權(quán)利要求24-32任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，適于在燈的起動(dòng)階段產(chǎn)生占空比等于50％的所述電流。
35.具有自動(dòng)的與取向無關(guān)的效率能力的系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈，所述氣體放電燈特別是HID燈，更特別是金屬鹵化物燈，最特別是具有大于3或甚至4的縱橫比的金屬鹵化物燈，該系統(tǒng)能用基本上與取向無關(guān)的效率操作燈，該系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求24-33中任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)器；位置檢測器(80)，其具有耦合到驅(qū)動(dòng)器的控制輸入端的至少一個(gè)輸出端；該位置檢測器設(shè)置成用于檢測燈的實(shí)際取向，并用于在其所述輸出端產(chǎn)生表示這個(gè)取向的控制信號。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)裝置響應(yīng)位置檢測器輸出信號而設(shè)置占空比(D)和50％之間的差，這取決于與燈取向相關(guān)的模式選擇開關(guān)的位置。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述位置檢測器輸出信號具有表示燈的直立取向的第一值時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置響應(yīng)位置檢測器輸出信號而產(chǎn)生具有不等于50％的預(yù)定第一值(DU)的占空比，當(dāng)所述位置檢測器輸出信號具有表示燈的懸掛取向的第二值時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)裝置響應(yīng)位置檢測輸出信號而產(chǎn)生具有不等于50％的預(yù)定第二值的占空比(DD)；并且其中DD≠DU。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)成用于驅(qū)動(dòng)對稱燈，其中DD＝100％-DU。
39.根據(jù)權(quán)利要求34的系統(tǒng)，還包括用于接收燈組件(10)的燈頭(12)的配件(168)，所述配件具有連接到換向器的輸出端的觸頭，其中所述位置檢測器與所述配件相關(guān)。
全文摘要
一種氣體放電燈(2)用交流工作。在正持續(xù)時(shí)間(τ
文檔編號H05B41/392GK1883239SQ200480033706
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者J·L·V·亨德里西 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司