高压灯和用于高压灯在纵模下谐振运行的相关运行方法以及相关的系统的制作方法

专利名称：高压灯和用于高压灯在纵模下谐振运行的相关运行方法以及相关的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的高压灯，一种用于高压灯在纵模下 谐振运行的相关运行方法以及一种相关的系统。所述高压灯是具有陶瓷放电容器并且纵横 比为至少2. 5的高压放电灯。
背景技术：
从US 6400100中已知一种高压灯和用于高压灯在纵模下谐振运行的相关运行方 法以及相关的系统。在那里说明了用于发现第二纵向的声谐振频率的方法。其基于的观点 是，在激励纵模的频率连续地降低时，能够通过出现灯的相对的点燃电压增高来发现在垂 直的点燃位置上的谐振频率。这表明，借助该方法可发现用于在垂直谐振中的分离的电弧 状态的纵向频率，并且然后保持该纵向频率。但是这样发现的频率，根据金属卤化物填充物 的填充成分和搜索过程的完成时间点，能够是明显非常高的，使得在借助上述方法发现的 频率中的声谐振的激励出现不充分的混合，并且无法足够好地抵消分离。此外，在电子镇流 器中的实施是杂的。涉及通过第二纵模的有针对性的激励来减少分离的其它文献例如为 US 2003/117075、US 2003/117085、US 2005/067975 和 US2004/095076。在所有这些文献 中，使用具有至少为1. 5的高纵横比的圆柱形的陶瓷放电容器。端部为直的或半球状的。从EP-A 1729324中已知一种具有倾斜的端部件的陶瓷放电容器，其在谐振运行 方式中工作。该容器形状特定用于具有声谐振的工作，并且尝试尽可能地抑制分离。

发明内容
本发明的目的是，提供一种具有根据权利要求1的前序部分的陶瓷放电容器的高 压放电灯，所述高压放电灯在以声谐振的工作中，将用于抑制分离的声功率最小化。该目的通过权利要求1表明的特征得以实现。尤其有利的实施方式在从属权利要 求中说明。以声谐振的工作方式是针对激励一个或多个谐振模式，所述谐振模式包括第二纵 向谐振或者与该第二纵向谐振耦合。因此，如在US2005/067975中称为组合模式的频率尤 其为如下模式，所述模式的频率例如从纵向和其它方位角和/或径向的谐振的频率中合乎 规律地计算出。在此可能的是，也许利用调幅并且尤其是借助于脉冲宽度调制来定时。借助于定时和/或结构化的调幅，例如具有也许与脉冲高度变化组合的脉冲宽度 变化的形式，在始终不变的灯功率水平时，尤其提供金属卤化物灯的色彩控制的可能性。在此基于的观点是，对于放电容器的规定的几何形状而言，存在用于内部长度IL 的狭窄的公差范围。内部长度是灯的限定纵向的声谐振的那个尺寸，为了电弧等离子体的 可能的最佳的充分混合，尤其是在垂直点燃位置上，必须激励所述纵向的声谐振。在垂直的点燃位置上，由于分裂，获得相对于水平的点燃位置的剧烈变化的声速， 所述剧烈变化的声速通过在等离子体内辐射的粒子的在垂直对流时的分裂导致。
谐振运行尤其是基于以灯电流的在适中的HF范围内的载频的工作。当灯在通常 工作状态下时，载频大约相当于半个第二方位角声谐振的频率。载频总是指的是电流信号 的频率或电压信号的频率。相反，对于声谐振的激励而言，功率频率总是决定性的，所述功 率频率为电流或电压的激励频率的两倍。例如，依据是在70W的灯中的具有锥形的端部形状的放电容器的几何形状，其中 载频位于45至75kHz的范围内，典型的是50kHz，并且其中优选的是，作为FM调制的扫描频 率应用于该载频，所述扫描频率的值从100至200kHz的范围中选择。有利的是，调幅应用 于该工作方式，所述调幅的特征例如在于，AM的两个参数AM度和持续时间中的至少一个， 即脉冲_间隔比以及时间控制的AM深度AM(t)中的一个。具体地说，在具有带有大的内部长度的陶瓷放电容器的高效金属卤化物灯中，放 电容器的纵横比(内部长度/内部直径)优选至少为2.5，尤其是11710 = 2.5至5.5。在 此，借助中频至高频的AM操作，通过调幅度激励一个或多个纵模(优选第二或第四)的强 度。在这些模式中，填充物被输送至放电容器的中央区域内，并且因此沿着电弧调节放电容 器中的填充物分布。这尤其是在垂直或倾斜地(灯的倾角> 55° )工作的灯中是特别重要 的。因此，灯压力的成分发生了变化，并且沉积的填充物组分的光谱吸收也发生了变化。用 于激励纵模的调制频率(AM的基频)典型地位于20至35kHz的范围内。为此，在典型地为 45至75kHz的载频中，进行具有在大约100至200kHz的范围内的扫描模式的FM(调频)。典型的金属卤化物填充物含有如DyJ3、CeJ3、CaJ2、CsJ、Li J和NaJ的成分，也许 也含有TIJ。到目前为止说明了用于稳定地调节具有高的放电容器纵横比的灯中的分离抑制 的各种工作模式。这表明，在一些利用第二纵向的声谐振的特别好的适合的工作类型中，尤其是在 同时利用FM和AM调制的HF电流形式时或在时间上顺序地利用时，——尤其是交替具有 固定频率工作的FM调制，例如参见US 6184633——，由于高的谐振器品质因数，放电容器 的纯圆柱体形状甚至产生光的不稳定性，并且因此只是有限地适用于所述工作。但目前为 止，电子镇流器必须利用成本高且复杂的控制机构，以便克服这些不稳定性。现在，提出放电容器的内轮廓的特殊的构造，并且尤其是电极背面空间的内轮廓 的特殊的构造，所述构造优选用于如下工作模式，所述工作模式至少暂时地利用第二声纵 向谐振模式，或者利用具有径向模式或方位角模式的激励的这些模式的组合。提出的解决方案特别有效地用于具有至少2. 5和最高8的纵横比AV的放电容器。 换言之，应该适用于<formula>formula see original document page 4</formula>(1)4<11710<5.6的范围是尤其优选的。纵横比定义为内部长度仏与内直径10(= 2女IR)的比，在这里，IR =内半径。但是在此，内半径IR只是涉及保持为圆柱形的放电容 器的中央部分。现在，优选地利用运行方法，所述运行方法通过第二方位角声谐振的顺序的斜坡 状的交叉使放电电孤稳定。因此，在每个点燃位置上产生电弧收缩。通过偶数的，优选第2、 4、6或8纵向谐振的至少暂时稳定的激励，有效地抵消轴向的分离。在现有技术的陶瓷高压放电灯中，经常使用毛细管作为在放电容器上的用于电极通过的套口，在所述套口中，电极系统通到真正的燃烧器体部上。通过电极系统的具有分 离的部分的形式的结构，大多数情况下借助由金属绕组(由钼或钨/部分地制成合金或掺 杂质)组成的引线，在引线范围内出现与燃烧器空间邻接的凹部和在电极背面空间内的空腔。对于在这样的高压灯中的纵向竖立的声波的应用表明，这样 的空腔是在此外反射 声音的背壁的区域内的阻尼元件。因此使人注意的是，在使用通过不同程度地填满毛细管 空间的不同长度的金属绕组而变大的凹部时，竖立的纵向波的声阻尼变大。在使用金属绕 组或金属陶瓷体时，也类似地适用，所述金属陶瓷体相对于陶瓷的毛细管需要相对大的间 隙宽度，并且因此在毛细管中的间隙宽度变大。因此，为了有效地调节用于抑制分离的纵向 的声谐振，由于阻尼，需要相对大的声功率，例如通过在AM+FM扫描方法中的调幅度的增加 的必要性。用于抑制分离的声功率的提高导致用于抑制分离的声功率导入每提高10%，灯 效率降低灯增益的典型地4%至7%。本发明涉及一种从毛细管到燃烧器内部空间的过渡区域内的端部区域的构造，尤 其也是引线的构造。这表明，在毛细管的区域内重要的是，朝向具有最大20i!m的间隙宽度的毛细管 的内壁的狭窄位置的至少起始处位于部分LSP内，所述部分相当于毛细管的内直径IDK的 四倍的轴向长度并且在燃烧器内部空间的端部上与端面邻接。这个狭窄位置用于消除阻 尼。因此，用于调节分离抑制需要的声功率分量最小化。这能够通过使用合适地构成的引线来实现，所述引线在放电侧具有与毛细管的内 直径良好地匹配的绕组作为前面部分。可替代的是，前面部分也能够为金属的或含有金属 陶瓷的圆柱形部分。这也能够为电极的一体的部分。最好表明，具有外直径DFR的前面部 分位于毛细管的出口区域内，并且在此毛细管水平地终止；或者前面部分最多略微陷入毛 细管内，而且不低于轴向长度LSP，所述轴向长度相当于毛细管的内直径IDK的四倍。当毛细管的放电侧的端部区域或多或少完全地被封闭时，有关阻尼的结果是更有 利的。这例如能够通过电极系统在安装时在陶瓷塞内的过盈配合或焊接来实现，使得至少 在狭窄位置不再出现电极系统和陶瓷壁之间的间隙。因此能够实现用于激励确保分离抑制所需的纵向的声谐振的最小的声功率。作为主要的第二措施，需要的是，放电容器的端部区域横向于放电容器的轴线，使 得其在放电容器的最大内直径ID的15%至85%的长度上形成端面。作为第三主要措施，需要的是，放电容器的端部朝端面收缩。尤其优选的是，具有 连续的凹曲率的并且因此最好确保层流的收缩。在此优选的是，应该谨慎地选择在放电容器中的填充物的压力。表明有利的是，端部区域的使内直径几乎连续地逐渐变小的轮廓倾斜于灯轴线， 并且朝纵模的形成方向延伸。这相当于在三维空间上锥形或漏斗形地逐渐变小。但是，端部区域的过渡轮廓也能够延伸为凹形，即向外隆起——例如半球壳状，或 者凸形，即向内隆起——例如作为椭圆形部分的旋转面，并且然后能够从例如收缩到0.6* ID再次逐渐变为垂直于灯轴线延伸的内壁作为端面。这能够在需要时直接认为是毛细管中 的过渡部分或者是塞件。尤其优选的是，两个不同曲率的部分——一个是凹形的并且一个 是凸形的，一个接着一个地设置。
在端部区域的凹形的外形的情况下，曲率半径KR应该最大等于内直径<formula>formula see original document page 6</formula>的一半，在凸形或线性延伸的锥形地变细的情况下，在端部区域的位于内部的端点上的切 线应该与中间区域的轴向平行的准线占据最大45°的锐角ae。纯凸形地弯曲的端部区域的示例是形成为喇叭口状的内轮廓，尤其是形成为双曲面的部分的内轮廓。在内部体积的端部的距离内，长度LRD的端部区域的中央区段对阻尼产生重大的影响，所述内部体积从放电容器的端部观察，至少在0.40 * LRD至0.60 * LRD之间延伸。在这里，内轮廓的从轴线开始相对于轴向方向测量到的切角at优选位于at = 15°和 at = 45°之间的范围内。其尤其优选位于a t = 25°和a t = 35°之间的范围内。用于端部区域的内轮廓的外形的具体的选择的标准尤其是在第二纵向的声谐振的激励时的谐振器品质因数。对于第二纵向谐振2L，谐振器品质因数必须选择性地达到足够高的程度。谐振器品质因数能够从功率频谱中的用于第二纵向谐振的激励所需的功率分量中导出。典型的是，它为该范围内的灯功率的大约5%至20%。按照工作方式，这也适用于借助该谐振耦合的谐振，如其在混合模式中出现，例如径向-纵向的谐振或方位角_纵向的谐振。激励模式典型地为1R+2L或3AZ+2L。最适合的是对于2L的较高的谐波而言同时显现出明显下降的谐振器品质因数的那些轮廓，即所述 轮廓尽可能地减震。在第二并且需要时第四纵向谐振的有针对性地组合的激励中，以及在他们的与纵向-径向谐振的组合中，当同时尽可能好地抑制第八纵向谐振和和其谐振组合时，达到用于为了在组合的AM+FM工作中操作的高效陶瓷灯的内轮廓的激励的卓越的条件。为此重要的是，首先第一次在谐振器端部上提供足够大的端面，所述端面的直径IDE为圆柱体的内直径ID的至少15%。内直径IDE优选为圆柱体的内直径ID的至少20%。在放电容器内的上述声谐振的组合允许在对流确定的电弧等离子体区域内，在提高压力条件的情况下，调节声学地产生的改善的对流单体样式，使得在良好的维护行为的情况下，经过典型地4000至6000h的较长的工作时间，可达到1201m/W的提高的光输出或者甚至更多与大于85并且典型地为90的色彩重现Ra的组合。在此表明，灯内轮廓的在放电容器的在长度LRD的端部区域内的收缩优选为LRD = 0. 095XIL 至 0. 155X IL，其中典型的值为 LRD = 0. 125XIL。在此，LRD涉及灯的总的内部长度IL，并且中止在具有减小的内直径IDE的端面内。这个边界条件对于稳定的对流单体构造的产生是理想的，所述对流单体构造通过在等离子体气体中的竖直的声波场产生，以便达到电弧等离子体气体的最佳的充分混合，以致在任意的灯位置上完全地抑制等离子体的色彩分层。灯的内直径在端部区域上优选连续地减小，使得从具有内直径ID的几乎圆柱形的中间部分到逐渐变细的端部区域的过渡通入变细部分的凹半径R1中。优选的是，ID/6≤R1≤ID/2。典型的值为0. 35ID至0. 5ID。尤其优选的是收缩的区域LRD，粗略地说，所述区域弯曲为S形。在此，内直径从凹形地延伸的半径R1开始减小，通过反曲点过渡为凸形地延伸的半径R2，所述半径R2与垂直于灯轴线延伸的具有因此产生的直径IDE的端面相交。优选的是，ID/4≤ R2 ≤ ID。典型的值为 R2 = 0. 65ID。
尤其表明，端面的直径IDE应该位于0. 15至0. 85ID的范围内。当该直径IDE与放电容器的原始的内直径ID合适地相匹配时，达到尤其好的结 果。粗略地说，ID本身越大，IDE和ID之间的比应该越小。优选适用的准则是，VID= IDE/ ID = aXID+b，这里，a = -0. 120 至 _0. 135，并且这里，b = 1. 0 至 1. 1。在圆柱形的端部形状中，用于2L以及如4L或6L的较高谐波的谐振器品质因数是 相互可比较的。这在基本上圆柱形的放电容器中导致，在声的第二纵向谐振通过时，由于非 常高的谐振器品质因数，较高谐波的谐振起动，所述谐振例如在调幅的情况下被激励。因 此，形成附加的在声学上确定的对流单体，所述对流单体也许能够导致阻抗跳动以及导致 电孤放电的熄灭。在第二纵向谐振频率从较高的激励频率开始通过时，——在10%至 30%的典型的AM度的情况下，典型地从fStotAM = fres 2L+5kHz到fst。pAM = fres 2L-5kHz——， 那么出现强烈的灯阻抗变化和电孤不平稳，这导致不稳定的灯状况。将激励频率调节至在 增强地出现的灯阻抗变化的附近的频率能够导致不希望的电孤不平稳。结合具有峰值的明显波动的灯阻抗值，所述峰值超过在非激励状态下存在的灯阻 抗的1.5倍。在此，能够导致灯的熄灭。因此，不能够调节用于稳定地改善在灯的垂直或倾 斜的点燃位置上存在的电弧柱分离的抑制的模式。这首先在根据本发明的端部形状的选择时达到。第二纵向谐振频率从较高的 激励频率开始的通过，——在15%至35%的典型的AM度的情况下，典型地WfstartAM = fres 2L+5kHz到fst。pAM = fres 2L-5kHz——，导致构成具有较高谐波的谐振的跳动的抑制的稳 定的电弧形状。这表明在fAM = fres 2L直至典型地fAM = fres 2L-lkHz之间的调幅频率fAM 的频率范围内，在内部长度IL的大约1/3到1/4或大约2/3到3/4时，两个对称的电孤收 缩稳定地构成。在fAM进一步降低时，第二纵向谐振稳定地结束，而不出现电弧不稳定性， 其中构成两个相对于灯中心对称的电弧收缩，并且在可重现的截止频率fAMmd中。


下面将借助于多个实施例详细地阐述本发明。附图示出图1示意地示出高压放电灯；图2示意地示出高压灯的放电容器；图3至7示出放电容器的端部的不同实施形式；图8示出电子镇流器的示意的结构；图9和10示出这样的灯的声功率和效率；图11示出放电容器的端部的另一个实施例。
具体实施例方式在图1中示意地示出一种金属卤化物灯，其具有由硬玻璃或石英玻璃构成的外泡 壳1，所述外泡壳具有纵向轴线并且在一侧通过盘形熔融部2密封。在盘形熔融部2上，两 条外部的馈电线向外(不可见)弓丨导。它们中止在灯头5内。两侧密封的且由PCA(A1203) 构成的陶瓷放电容器10轴向地插入外泡壳内，所述放电容器具有两个电极3和由金属卤化 物组成的填充物。
在图2中示出具有相对高的纵横比ID/IL的放电容器10的示意图。放电容器10 具有圆柱形的中央部分11和两个端部12，所述放电容器具有给定的内直径ID = 2 * IR和 给定的内部长度IL，其中IR为内半径。电极3设置在放电容器的端部12上，所述电极借助 于引线4与内部馈电线6(参见图1)连接。放电容器典型地包含由缓冲气体Hg与氩和金 属卤化物组成的填充物，例如由碱金属碘化物和稀土元素碘化物以及铊组成的混合物。灯借助电子镇流器，参见图8，借助在声稳定的谐振中的高频进行工作。为此首先推荐第二纵向谐振或者与之相关联的谐振。具体的实施例是陶瓷放电容器10，其具有锥形的端部区域11和带有内直径IDK的 毛细管12，并且具有引线13，所述引线为销状，并且在前面绕组被推动到所述引线上，为此 参见图3。电极的杆部14焊接在销上，焊点由15表示。在相对于毛细管恒定的内直径IDK =0. 68mm,绕组直径DFR = 0. 64mm时，有效地保持小的间隙宽度=20 μ m。在这个具体的实施例中，为了达到在f。pt至f。pt_lkHz的范围内的最佳的分离抑制 所需的声功率大约为总功率的10%。换言之，用于最佳地抑制分离的频率的宽度至少为 IkHz。相反，如果在相同的其它结构数据和相同的填充物的情况下，选择绕组直径DFR =0. 55mm，那么所需的声功率大约为总功率的18%至20%。在完全齐平地封闭，即间隙宽度为0或DFR= IDK时，只需要8%的声功率，参见图 9。在遵循上述技术理论的情况下，在高效的灯中能够达到从例如125LPW到135LPW 的效率提升，参见图10。典型地根据表1选择几何结构比例。在那里，给出了放电容器的瓦数(第一列)。 在第二列中给出在毛细管中的孔的直径IDK。表 1
瓦数 ID最大ID I端面直径 比值面MK/端面的比值
(um) 燃烧器 (DUS)DUS/ID (% )
20W5002mm1. 7mm0 858^7
~35W5002. 7mm1. 9mm07 Γο
~70W6804mm2. 4mm06O
~150W8506mm2. 6mm043ΙοΓ 第3列示出放电容器的最大的内直径ID。第4列给出横向于放电容器的纵向轴 线的端面的直径(DUS)。第5列示出直径(DUS)和放电容器的最大内直径ID之间的比值。 其在小瓦数时相对高地选择，在大瓦数时能够明显小地选择。最后，第6列给出在毛细管的 孔的面和端面之间的比值。该比值必须在6%至12%的范围内选择，以便尽可能小地保持 阻尼。重要的是，毛细管与放电容器是一体的，使得不出现具有阶梯形式或其它接合位置的附加的过渡。深入地插入的分开的毛细管在声波反射时导致附加的破坏性的干涉，并 且此外干扰层流。因此，端面应该尽可能均勻地构成，并且只是在中心包含作为干扰的毛细 管。引线的前端能够以在0(即端面的平面)和最大四倍的IDK之间的深度中止于毛细管 内。在尽可能小的深度时获得最小的阻尼。然而在这里热桥最大。最好在一倍和四倍的 IDK之间选择该插入深度。 图3示出灯端部，在所述灯端部中，放电容器的最大的内直径ID在端面16的起始 处减为两部分。当邻接ID的第一部分凹形地弯曲并且邻接端面的第二部分凸形地弯曲时， 达到最好的结果。在此，尤其是在两个部分之间的反曲点实际上应该位于LRD的面向放电 的前面部分内。出于流动技术的原因，前面的部分优选应该具有曲率半径R1，所述曲率半径 至少以20%的精度大致相当于直径ID的一半。对于后面的部分的曲率半径R2应该适用的 是，选择为R1<R2，尤其适用的是，R2 = l. 1至1.3R1。端面具有直径DUS。具有恒定的内 直径IDK的毛细管12位于端面中央。电极具有头部和与引线销焊接的杆部。具有最大外 直径DFR的绕组位于引线销上。间隙宽度大约15至20 μ m。在绕组后面的间隙宽度不起作 用。借助于玻璃焊料19密封的另一个绕组位于毛细管的端部上。在端面和第二部分之间 的过渡部分应该被倒圆，即尽可能没有棱边。图4示出由钨组成的作为引线的销20，所述销在放电侧的端部上不具有绕组。对 此替代的是，只是变厚的焊接点21位于那里，所述焊接点的狭窄位置的尺寸确定为，使得 在焊珠的最大直径的长度LSP内只是还留有相对于毛细管的内壁大约10 μ m的间隙。焊珠 位于毛细管的起始处附近。图5示出作为引线的前面的部分的含有金属陶瓷的填充部分25。由具有明显较小 的直径的Mo制成的销26位于其后面。在这里，在填充部分和毛细管内壁之间的间隙宽度 也非常的小，并且在10 μ m的数量级内，并且在接近总长度LSP的长度上。图6示出另一个实施例，在所述实施例中，狭窄的间隙只是通过横向安装在销26 上或前的圆盘27来实现。圆盘由Mo或W或者含有Mo或W的合金制成，并且具有几十分之 一毫米的厚度。最后，图7示出一个实施例，在所述实施例中，LSP的相当大的部分通过合适的材 料或者通过电极的过盈配合或焊接封闭。在这里，间隙宽度因此为零。例如是由如玻璃粉、 熔融陶瓷或者硬焊料材料或Pt合金的合适的材料制成的塞件28。具体的示例是系统A1203、 Y2O3^Ce2O3的熔融陶瓷。图11示出另一个实施例，在所述实施例中，引线(或者电极杆部)在LSP的范围 内具有加厚部30，所述加厚部为引线的一体的组成部分，并且从引线中突起。这样的引线或 电极例如借助于激光加工制造。下面的实施例将详细地阐述有关具有声谐振的操作。一个实施例是具有70W功率的高效金属卤化物灯。放电容器具有18. 7mm的最大 的轴向内部长度IL和4mm的内直径ID。因此，纵横比为4.7。高压灯用4. 4mg的Hg和由 NaI CeI3 CaI2 TlI = 1. 78 0. 28 1.93 0. 28mg 组成的金属卤化物混合物来 填充。电极距EA为14. 8_。通过预先检查确定，电弧稳定化的工作是可能的，其中电弧在垂直和水平的点燃 位置上位于电极连接线的中央。为此，假设具有在45至55kHz的范围内的扫描高频且具有fFM = 130Hz的典型的扫描率的操作作为出发点。在垂直的点燃位置上，在工作开始后并且在大约120秒的预热阶段后，沿着电孤 出现分离的，即分层的金属卤化物分布。金属卤化物的在蒸发阶段中存在的部分不均勻地 分布在电弧长度上。碱金属碘化物和稀土元素碘化物(SE碘化物)的散发集中在灯下面的 三分之一的部分内，而在直至上面的电极的顶部部分内主要观察到Hg和Tl的散发。在该 状态下，灯具有相对小的色彩重现和相对少的光输出。此外，在垂直的点燃位置上的色温明 显不同于在水平的点燃位置的情况下的色温，并且大约直至1500K。通过以具有10 %至30 %的AM度的大约25kHz的固定频率fAM的调幅的施加，根据 示意性的图12 (小图示出真实的测量结果)，在130S-1的扫描频率的情况下，即超过7. 7ms 的时间区间，在20至150kHz范围内产生灯内的电功率频谱。在AM频率(25kHz)的范围内 的功率分量激励地作用在第二声纵向谐振f002上。较高的等级被成功地抑制。第二纵向的声谐振的几乎唯一的激励需要灯的作为空 腔谐振器的足够的品质因数(所谓的谐振器品质因数)。该品质因数的特征能够在于，在电 功率频谱的为了激励所利用的光谱范围内的为了第二纵向的声谐振稳定地保持在垂直的 点燃位置上所需的功率分量。典型的是，该值为灯功率的至少大约10%至20%。但是，为 了稳定的工作，应该足够地超出该最小值。为了尽可能小地保持大多数灯中的灯特性曲线 的波动，因此宁愿推荐为灯功率的大约15%至25%的值。一种用于这样的高压放电灯的合适的运行方法，其在使用高频的载频的情况下利 用谐振运行，所述载频尤其是借助于扫描信号(FM)调频，并且同时调幅(AM)，其中首先限 定AM的基频，其中AM的基频从第二纵模中导出。在此，在灯点燃后并且在等待期过后，在规定的功率下通过在至少两个状态之间 周期性地改变调频来进行色温的调节。扫描信号的频率能够从第一方位角模式和径向模式中导出。尤其是控制器能够调 节AM信号的基频。当使用用于激励10%至40%，尤其是10%至25%的第二纵向的声谐振的AM度 时，显示出特别好的结果。有利的是，在和f2f 2kHz之间选择激励的AM频率。原则上，固定的AM度的振幅能够阶梯状地、突然地、逐渐地或者与确定的周期性 可区分地变化。典型的运行方法基于具有45至75kHz的适中的HF范围内的载频的操作，典型的 是50kHz的载频的操作，扫描频率优选应用所述载频作为FM调制，所述FM调制的值从100 至200kHz的范围内选择。调幅应用这个操作，所述调幅的特征在于，AM的两个参数AM度和 持续时间中的至少一个，即脉冲-间隔比以及时间控制的AM深度AM(t)中的一个。也许只 是在预热阶段后才进行AM或其控制。AM度被定义为AM度=(Amax-Amin)/(Amax+Amin). 在此，A为振幅。除了该方法外，本发明还包括镇流器，在所述镇流器中实施所述过程。具体地，在具有大的内部长度的高效陶瓷金属卤化物灯中，放电容器的纵横比优 选为至少2. 5，尤其是IL/ID = 4至5. 5。在此，以中频到高频的AM操作，通过调幅度激励一 个或多个纵模(优选第二个)的强度。在这些纵模中，填充物被输送到放电容器和等离子 体的中央区域内，并且因此沿着电弧调节在放电容器内的填充物分布，并且抵抗分离作用。这尤其在垂直或倾斜地(优选大于55°的倾角)工作的灯中是特别重要的。因此，蒸汽压 力的成分发生了变化，并且沉积的填充物组分的光谱吸收也发生了变化。用于激励纵模的 调制频率(AM的基频)典型地位于20至35kHz的范围内。为此，在典型地为45至75kHz 的载频中，进行具有在大约100至200kHz的范围内的扫描模式的FM(调频)。 为了控制，现在就脉冲时间和间隔时间而言，使用AM度本身和调谐好的AM频率的 持续时间。通过这些参数AM度和脉冲/间隔比，即在AM开启的时间T和AM关闭的时间之 间的比，缩写为T(AM-on)/T(AM-off)，以及此外通过时间控制的变化的调频深度AM(t)，即 AM度的上层结构，在大范围内，在高的光输出和始终不变的灯功率的情况下，改变色温。在图8中示出有关的电子镇流器(EVGs)的电路原理图。其具有下列基本的部件计时器/程序器在这里，进行用于控制预热阶段的持续时间和在高压灯点燃且 电孤出现后开始施加阶段的时间表控制。此外在这里，进行用于灯电弧稳定化的扫描率的 控制。此外，控制扫描率以及在经过频率扫描时在相应的频率点上的停留时间以及在连 续的程序步骤之间的间隔时间的确定。功率级(功率输出级)具有限流元件和典型的频率响应的全桥或半桥。其通过 供电干线(450V DC)与电源耦合。反馈回路(RUckkopplimgsschleife)灯的工作识别，也许是灯参数的反馈，所述 灯参数如用于调节控制参数和确定预热阶段或施加阶段或重复具有其它调谐参数的施加 阶段的灯电流和灯电压。在这里，使用于足够精确的测量在EVG输出端(灯)上的电流和电压的电路部分 生效。通过该电路部分，通过A/D转换器进一步处理用于在控制器中的处理的测量值。得 到的数据被写入数据存储器用于进一步的评估程序。 灯高压放电灯(HID灯)。FM调制器高功率调频器。AM调制器具有控制频率fAM和AM度AMI的可能性的模拟可变高功率调制器。AM信号发生器数字式或电压控制式振荡器。FM信号发生器数字式或电压控制式振荡器。电源(电源部分)干线电压发生器。控制器所有元件的中央控制。原则上涉及在使用高频载频的情况下，进行操作，所述高频载频尤其借助于扫描 信号(FM)调频，并且同时调幅(AM)，其中首先限定AM的基频，其中AM的基频f2L从第二纵 模中导出。尤其在灯点燃后并且在等待期过后，在规定的功率下通过在至少两个状态之间 周期性地改变调频来进行色温的调节。在此有利的是，扫描信号的频率从第一方位角模式和径向模式中导出。
权利要求
一种高压放电灯，其用于具有纵向的声谐振的谐振运行，其配备有纵向延伸的陶瓷的放电容器，所述放电容器限定灯轴线A，并且所述放电容器具有带有内部长度IL和最大内直径ID的内部体积，并且所述放电容器分为具有恒定的内直径ID的中间区域和具有减小的内直径的两个端部区域，其中在所述端部区域内，各一个电极突入所述放电容器内，其中所述电极固定在引线上，所述引线设置在所述放电容器的端部上的具有恒定的内直径IDK的毛细管内，其中所述放电容器具有2.5至8的纵横比，尤其是3至6的纵横比，其中在所述端部区域内，所述内直径减少至ID的最多85％，优选最多60％，使得端面保持在包括毛细管的放电容器的端部上，所述端面的内直径IDE为ID的至少15％，优选至少20％，其特征在于，在所述引线和所述毛细管的内壁之间，在所述内直径IDK的至少两倍的轴向长度上，保持最多20μm的间隙宽度，其中在由所述的毛细管的所述内直径(IDK)和所述端面的所述直径形成的面之间的比例位于0.06至0.12的范围内。
2.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，所述端部区域朝所述端面逐渐变细， 使得其由凹形的部分和凸形的部分组成。
3.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，在所述端部区域和所述端面之间的 过渡部分被倒圆。
4.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，所述引线由多个部分组成，其中在保 持彡20 um的适中的间隙宽度的情况下，使用由Mo/W芯销和Mo/W绕组组成的绕组作为所 述引线的前面部分。
5.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，所述引线由多个部分组成，其中使用 实心金属的圆柱形部分或含有金属陶瓷的圆柱形部分作为所述引线的前面部分。
6.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，通过使用电极的过盈配合或焊接，保 持所述毛细管的入口区域没有间隙。
7.如权利要求1至4所述的高压放电灯，其特征在于，所述放电容器具有带有金属卤化 物的填充物。
8.一种用于如前述权利要求中任一项所述的高压放电灯在使用高频的载频的情况下 谐振运行的运行方法，所述载频尤其是借助于扫描信号(FM)调频，并且同时调幅(AM)，其 中首先限定所述AM的基频，其中所述AM的基频从所述第二纵模中导出。
9.如权利要求8所述的运行方法，其特征在于，在所述灯点燃后并且在等待期过后，在 规定的功率下通过在至少两个状态之间周期性地改变所述调幅来进行所述色温的调节。
10.如权利要求8所述的运行方法，其特征在于，所述扫描信号的所述频率从第一方位 角模式和径向模式中导出。
11.如权利要求8所述的运行方法，其特征在于，使用用于激励10%至40%，尤其是 18 %至25 %的第二纵向的声谐振的AM度。
12.如权利要求8所述的运行方法，其特征在于，所述激励的AM频率位于值和值 f2L-lkHz 之间。
13.如权利要求8所述的运行方法，其特征在于，固定的AM度的所述振幅阶梯状地、突 然地、逐渐地或者与确定的周期性能够区分地变化。
14.一种由高压放电灯和电子镇流器(EVG)组成的系统，具有如权利要求1至7中任一 项所述的高压放电灯，其中所述电子镇流器用于实现如权利要求8至13所述的运行方法。
全文摘要
一种高压放电灯，用于在声激励时的谐振运行，并且配备有放电容器，所述放电容器具有带有内部长度IL和最大内直径ID的内部体积，并且所述放电容器分为具有恒定的内直径ID的中间区域和具有较小的内直径的两个端部区域，其中在所述端部区域内，各一个电极突入所述放电容器内。此外，所述放电容器具有2.5至8的纵横比，尤其是3至6的纵横比，其中在所述端部区域内，所述内直径在端面上减少至ID的至少85％，并且其中毛细管的间隙宽度在所述内直径IDK的至少两倍的长度上最多为20μm。在由所述的毛细管的所述内直径(IDK)和所述端面的所述直径形成的面之间的比例位于0.06至0.12的范围内。
文档编号H01J61/82GK101802970SQ200880108149
公开日2010年8月11日 申请日期2008年8月19日 优先权日2007年9月21日
发明者保罗·布劳恩, 克劳斯·施托克瓦尔德, 帕特里克·穆勒, 延斯·克拉克, 罗兰·许廷格 申请人:奥斯兰姆有限公司