專利名稱：氣體放電燈的點(diǎn)火的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1和權(quán)利要求6的前序分別所述的氣體放電燈的點(diǎn) 火方式，并且分另微及如權(quán)利要求12和權(quán)利要求16前序所述的燈源單元和發(fā) 光系統(tǒng)。 ，背景技術(shù)US6,734,643公開了發(fā)光系統(tǒng),其包含饋電電路部分、包含氣體放電燈的燈 單元和啟動(dòng)電路。啟動(dòng)電路分為啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分，其包含在饋電電路部分中，和 高壓產(chǎn)生部分，其包含在燈單元中。饋電電路部分進(jìn)一步包含用于向燈單元施 加交變電源電壓的饋電電路，及啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分。燈單元包含燈和高壓產(chǎn)生部分。 燈的內(nèi)部電極通過燈單元的兩個(gè)端子和饋電電路部分的兩個(gè)端子連接至電源。 燈的外部輔助電極和燈的內(nèi)部電極連接至燈單元的高壓產(chǎn)生部分。高壓產(chǎn)生部 分通過燈單元的兩個(gè)端子連接，其中一個(gè)端子也連接至內(nèi)部電極，通過饋電電 路部分的端子連接至饋電電路部分的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分。向啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分施加交變 電源電壓。啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包含電子開關(guān)和電容，以交替地充放電上述電容，這 樣高壓產(chǎn)生部分的變壓器產(chǎn)生一系列的高壓脈沖，其施加到燈的外部電極。上 述脈沖可以使包含在燈內(nèi)，外電極和一個(gè)內(nèi)電極之間的氣體部分放電。這會(huì) 導(dǎo)致內(nèi)電極間的放電，從而點(diǎn)亮燈。結(jié)果施加到燈的交變電源電壓將減小。結(jié) 果啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分的電子開關(guān)不再導(dǎo)通，所以中止向燈外電極施加高壓脈沖。電 子開關(guān)可以包含半導(dǎo)體開關(guān)元件或SIDAC，即意 啟動(dòng)電路，最終包括旨 系統(tǒng)，在相對(duì)低頻運(yùn)作。在描述中小于500kHz的頻率被認(rèn)為是低的。戰(zhàn)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是其需要相當(dāng)多的硬件做啟動(dòng)電路，例如高壓頓器 和電子開關(guān)。上述現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)缺陷是其需要三個(gè)導(dǎo)體將饋電電路部分連 接至燈單元，其中僅在點(diǎn)亮燈少于1秒內(nèi)使用一個(gè)導(dǎo)體。結(jié)果需要專用的昂貴 的電纜將饋電電路部分連接至U燈單元?，F(xiàn)有技術(shù)的更進(jìn)一步的缺陷是在很多情 況下，具有高頻，例如高于2MHz以上的電源電壓是很昂貴的。如果啟動(dòng)電路 的硬件適合在如此的高頻下運(yùn)行，將需要甚至更專用的包含三個(gè)導(dǎo)體的高頻電 纜。上述類型的氣體放電燈可以包含一種如US6,734,643描述的以及在 US6,563,267中更詳細(xì)描述的鵬啟動(dòng)裝置。因此，對(duì)每一個(gè)電極，燈可能包括 以箔片形式與電導(dǎo)體結(jié)合的密封件，該箔片將燈主空間或容器內(nèi)的電極連接至 金屬線，該金屬線突出到密封件外部。密封件具有一空腔，其包含氣體組分， 例如水銀蒸汽。在空腔上施加一電壓時(shí)，空腔作為UV輻針源構(gòu)成鵬啟動(dòng)裝 置。UV輻射、源稱為UV增強(qiáng)器。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。M提供如權(quán)利要求1所述的方法達(dá)到本發(fā)明目的。M31這樣做來簡(jiǎn)化氣體放電燈的點(diǎn)火。在燈的內(nèi)電極間的氣體放電時(shí)諧振 電路自動(dòng)停止工作。因此，點(diǎn)火后，諧振電路不再繼續(xù)并放鵬著M的能量。 結(jié)果，僅僅有用來點(diǎn)火的一秒內(nèi)的部分時(shí)間被用來考慮決定部分諧振電路的尺 寸，以控制上述能量。結(jié)果，諧振電路能被造得小和便宜并接近燈排列，可能 與燈組成集成發(fā)光單元。僅僅需要兩個(gè)導(dǎo)體來點(diǎn)火和提供這樣的發(fā)光單元。在 電源裝置和發(fā)光單元間使用同軸電纜來提供了相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的連接方式，其 額外提供很好的抗電磁干擾(EMI)的屏蔽。，發(fā)明目的也能Mil提供如權(quán)利要求6的點(diǎn)火電路，權(quán)利要求〗2的發(fā)光 單元和權(quán)利要求16的發(fā)光系統(tǒng)達(dá)到。上面提及的US6,563,267，公開了外電極或天線的使用，其排列在密封件的 外部，橫越戰(zhàn)密封件的空腔。夕卜部電極只與穿越其他密封件的電極連接。外 部電極減小了可能的點(diǎn)火遲延，其基于直接在燈熄滅后的重點(diǎn)火過程，這種效 應(yīng)被稱為重點(diǎn)火。


從以下結(jié)合附圖的實(shí)施例的描述中，發(fā)明將f^斬變得顯而易見。附圖中圖1 應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)施例的圖；圖2表示應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)施的圖。
具體實(shí)施方式
圖1表示應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)施例。該系統(tǒng)包括作為主體部 分的電源裝置2及發(fā)光單元4。電源裝置2為其端子6、 8提供交變電壓。發(fā)光
單元4包含氣體放電燈10，其具有包含氣體和兩個(gè)內(nèi)部電極的空間或容器，兩 個(gè)內(nèi)部電極連接到發(fā)光單元4的端子12和14。在燈10的兩對(duì)邊可以有一延長(zhǎng)的密封部件15，其具有含有氣體組分例如 水銀蒸汽的空腔。例如鉬的箔片沿著空腔的長(zhǎng)度方向延伸。包含這種密封部件 15的排列稱為UV增強(qiáng)器。US6,563,267公開了 UV增強(qiáng)器的4頓。當(dāng)橫過空腔 施加電壓時(shí)，這種UV增強(qiáng)器包含作為UV輻針源的鵬啟動(dòng)裝置。應(yīng)該注意到本發(fā)明不應(yīng)限制應(yīng)用于包含UV增強(qiáng)器的氣體放電燈。因此， 內(nèi)電極被認(rèn)為從燈主體空間或容器的內(nèi)部延伸至燈的外部，不論UY增強(qiáng)器是 否鵬。電源裝置2通過兩個(gè)導(dǎo)體連接至發(fā)光單元4的端子12和14。特別地，上 述導(dǎo)體通過同軸電纜16提供。發(fā)光單元4進(jìn)一步包含電感18 (—般稱電感元件)和電容20 (—般稱電容 元件)的串聯(lián)電路:。串聯(lián)電路連接至發(fā)光單元4的端子12和14。電感18和電 容20的連接點(diǎn)連接至輔助外電極22，其排列在燈10夕港近燈10的第一內(nèi)電極。 結(jié)果，上述第一內(nèi)電極和外電極22形成了電容元件。這種外電極22也可稱為 天線。燈IO、電感18、電容20及外電極22及第一內(nèi)電極共同形成了諧振電路。 基于將具有接近串聯(lián)諧振電路的諧振頻率的交變電源電壓施加至撥光單元4，諧 振電路將在外電極產(chǎn)生高壓，這樣在第一電極和外電極間產(chǎn)生了一高強(qiáng)度電場(chǎng)。 當(dāng)產(chǎn)生一適當(dāng)大小的電場(chǎng)，部分接近這些電極的氣###放電，這樣相應(yīng)地產(chǎn) 生在燈IO (主體)空間中的氣體放電。特別的，燈10為高壓放電(HID)燈，可能是超高壓(UHP)腦燈。為 M^、驅(qū)動(dòng)器成本，例如將其包含在電源裝置2中，由電源裝置2提供的工作頻 率隨著時(shí)間增加并將進(jìn)一步增加。目前，對(duì)于HID燈來說，正常的工作頻率在 50kHz至100MHz的范圍內(nèi)，特別地，對(duì)于UHP燈來說，處于2MHz至50MHz 間。在一般的操作過程中，在放電燈10點(diǎn)火后，內(nèi)電極間的峰值電壓能為數(shù)百 伏來維持氣體放電。然而，點(diǎn)火要求更高電壓，其位于2.5kV至25kV范圍內(nèi)。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)火tt器要求施加高電壓點(diǎn)火脈沖。然而，根據(jù)本發(fā)明，使 用如上描述的簡(jiǎn)單諧振電路產(chǎn)生高電壓點(diǎn)火脈沖。為了解本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中的部件尺寸情況，給出以下的示例。 假設(shè)在燈點(diǎn)^Ct前，電源電壓的峰值為400V，頻率為10MHz。進(jìn)一步假 設(shè)電容20具有20pF的值。結(jié)果電容20在這一頻率下具有阻值796Q。進(jìn)一步 假設(shè)(即允許)電流具有峰值3.18A (2.52&)，然后峰值電壓2530V在電容 20及外電極22間產(chǎn)生。結(jié)果，由于具有戰(zhàn)電流，在電感18間一定會(huì)產(chǎn)生 40Of2530=2930V的電壓。因此，電感18應(yīng)該具有阻值922Q ，所以電感18在 上述10 MHz的頻率下具有14.7 " H的值。由于電感18和電容20的這些量值， 諧振頻率將為9.39MHz。將燈10點(diǎn)火后，燈10的阻值糊咸小。同時(shí)，電源電壓的工作頻率將增加 至13.56MHz并且電源電壓減小到大約100V。諧振電路的阻值將增加至大約665 Q。結(jié)果，僅150mA的電抗電流流過諧振電路。由于，結(jié)果，除了他們很小 的電的量值，諧振電路的部件可以具有很小的物理尺寸。因此，諧振電路可以 容易安裝在接近燈10處，從而形成一集成發(fā)光單元4。im地，減小電容20的值20pF并且在點(diǎn)火中使用低頻，所以點(diǎn)火需要的 電流及流過諧振電路的電抗電箭邀一步減小。增加電感18的尺寸及增加寄生元 件的敏感度將限制減小電容20的量值?？紤]±^并 地環(huán)境下省略電容20， 并且由外電極22和與其接近的第一內(nèi)電極提供的電容僅被用來產(chǎn)生如本發(fā)明所 述的高電壓點(diǎn)火脈沖。因?yàn)閮H僅需要兩個(gè)導(dǎo)體來將電源裝置2連接至發(fā)光單元4，連接電纜會(huì), 簡(jiǎn)單并便宜。額外，{ 過{頓附圖1的電纜16標(biāo)的同軸電纜，允許簡(jiǎn)單和 便宜的EMI保護(hù)。圖2表示應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)施例的圖。區(qū)別于圖1之處在 于(I)沒有使用外部電容，諧振隨著天線22和燈連掛電極間的固有電容設(shè) 計(jì)，(II)電感18與端子12的連接被另一個(gè)與天線24 —起麟的電容取代， 其排列在不是靠近圖1中第一電極22的其他內(nèi)部電極附近。正如第一外電極22， 第二外電極與附近的內(nèi)部電極共同夠成電容。Miffi接兩個(gè)外電極間的電感18， 獲得如圖1中的系統(tǒng)相似的系統(tǒng)啟動(dòng)中的效應(yīng)。高電場(chǎng)(電壓)提供在燈的兩 邊。圖2中包含兩個(gè)外電極的排列夂絵更加有效。取決于燈的必要斜特卩制造 工藝，基于圖1和圖2的各種結(jié)合方案能夠艦熟練虹獲得。例如，在圖2 中，可在一;ii^兩邊增加外部電容。
權(quán)利要求
1、一種氣體放電燈的點(diǎn)火方法，所述氣體放電燈包括氣體放電空間，氣體放電空間包含氣體和相互間隔一定距離的兩個(gè)內(nèi)電極，該方法包括在該氣體放電空間外接近該內(nèi)電極中的第一電極處提供外部電極；將具有電源電壓頻率的交變電源電壓施加于該內(nèi)電極上；當(dāng)該內(nèi)電極間的該氣體沒有放電時(shí)，在該外電極上施加點(diǎn)火電壓；其中點(diǎn)火電壓適于在該第一內(nèi)電極和該外電極間對(duì)上述氣體放電，其特征在于，用諧振電路來產(chǎn)生該點(diǎn)火電壓，其中，該諧振電路的諧振頻率與該電源電壓頻率不同。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，銜皆振電路具有由該第一內(nèi)電 極、該外電極和兩者之間的該燈的壁部分構(gòu)成的電容。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該諧振電路具有連接至第 一內(nèi)電極和外電極的電容。
4、 如前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，諧振電路具有第二外電極， 該第二外部電極排列在靠近上述第一內(nèi)電極附近的其他內(nèi)電極附近，并且諧振 電路的電感在兩個(gè)外電極間連接。
5、 如前述權(quán)禾腰求所述的方法，其特征在于，諧振電路設(shè)置成具有諧振頻 率，其范圍在電源電壓頻率的20%及更高。
6、 一種點(diǎn)亮氣體放電燈的點(diǎn)火電路，該氣體放電燈包括氣體放電空間，氣 體放電空間包含氣體和相互間隔一定距離的兩個(gè)內(nèi)電極，該點(diǎn)火電路包括；在氣體放電空間外接近內(nèi)電極中的第一電極處的外部電極，電源端子，這些電源端子連接至上述內(nèi)電極來接收具有電源電壓頻率的交變電源電壓，以及啟動(dòng)電路，其連接至上述電極以在上述空間中產(chǎn)生氣體放電， 其特征在于，啟動(dòng)電路包括諧振電路，并且諧振電路頻軒同于電源電壓頻率。
7、 權(quán)利要求6所述的點(diǎn)火電路，其特征在于，諧振電g鮑含由第一內(nèi)電極、 外電極和兩者之間的燈的壁部分構(gòu)成的電容。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的點(diǎn)火電路，其特征在于，諧振電5鮑含連接至 第一內(nèi)電極和外電極的電容器。
9、 如權(quán)禾腰求6至lj8之一所述的點(diǎn)火電路，其特征在于，諧振電li&^含第 二外電極，其排列在S^h述第一內(nèi)部電極附近的其他內(nèi)電極附近，并且諧振 電路的電 兩個(gè)外電極間連接。
10、 如權(quán)利要求6到10之一所述的點(diǎn)火電路，其特征在于，諧振電路具有 諧振頻率，其范圍在電源電壓頻率的20%及更高。
11、 一種發(fā)光單元，其包含連接至外部電源裝置的端子，氣體放電燈，其 中兩個(gè)內(nèi)部電極連接至這些端子，以及高壓產(chǎn)生點(diǎn)火部分，該高壓產(chǎn)生點(diǎn)火部 分連接至燈的內(nèi)電極、燈的第一外電極及連接電源^S的端子，其特征在于， 高壓產(chǎn)生點(diǎn)火部分包括諧振電路，其連接至內(nèi)電極、外電極及僅僅連接至內(nèi)電 極的端子，并且諧振頻率不同于燈的正常工作頻率。
12、 如權(quán)利要求ll所述的發(fā)光單元，其特征在于，諧振電路包含由第一內(nèi) 電極、外電極和兩者之間的燈的壁部分構(gòu)成的電容。
13、 如權(quán)禾腰求11或12所述的發(fā)光單元，其特征在于諧振電l 鮑含連接至第一內(nèi)電極和外電極的電容器。
14、 如權(quán)利要求11到13之一所述的發(fā)光單元，其特征在于，諧振電路包 含第二外電極，其排歹贓靠近上述第一電極附近的其他內(nèi)電極附近，并且諧振 電路的電感在兩個(gè)外電極間連接
15、 如權(quán)利要求11到14之一所述的發(fā)光單元，其特征在于，諧振電路具 有諧振頻率，其范圍在電源電壓頻率的20%及更高。
16、 一種發(fā)光系統(tǒng)，其包含發(fā)光單元及電源裝置，其中發(fā)光單元包含連接 發(fā)光單元到電源體的端子、包含兩個(gè)內(nèi)電極和外電極氣體放電燈，以及連接 至內(nèi)電極和外電極的高壓產(chǎn)生點(diǎn)火部分，其中，內(nèi)電極和該點(diǎn)火部分連接至這 些端子，其特征在于，點(diǎn)火部分包含諧振電路，其中與點(diǎn)火部分連接的端子與 燈內(nèi)電極連接的端子相同，并且發(fā)光單^M過同軸電纜連接至電源裝置。
全文摘要
一種氣體放電燈10的點(diǎn)火裝置，其具有包含在主空間及兩個(gè)內(nèi)電極中的氣體，發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光單元4通過使用高頻諧振電路達(dá)到點(diǎn)火。諧振電路連接至內(nèi)電極與電源裝置2，源裝置2提供交變電源電壓。外電極22排列在靠近一個(gè)內(nèi)電極處且連接到諧振電路節(jié)點(diǎn)。通過提供電源電壓，在外電極產(chǎn)生高壓交變脈沖。這將導(dǎo)致主體空間中的氣體放電。相應(yīng)地，又導(dǎo)致剩余氣體放電。則，電源電壓的頻率將增加并且只有很小的電抗電流殘存并流過諧振電路。
文檔編號(hào)H05B41/288GK101213882SQ200680024421
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者C·德佩, P·盧爾肯斯, R·杜蘭 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司