点火辅助装置和包括它的灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开的主题涉及灯和发光装置，并且具体地说涉及高强度放电(HID)灯，其包括点火辅助装置，以改善起动性能。
【背景技术】
[0002]高强度放电(HID)灯启动两个导体之间的放电，导体被赋予相反的电势。为了促进放电，传统的灯采用了自由电子源。这个源降低了灯需要的点火电压(也被称为“击穿电压”)，以开始放电。电子源的示例包括放射性材料，例如Kr85气体，其与填充气体相混合。放射性材料的使用减少了在导体上提供非常高的电势的需求，这使得外部电路(例如镇流器)和系统设计变得更为简单且更具成本效率。然而，政府法规限制，并且在某些情况下排除了可用于HID灯的放射性Kr85的量。
【发明内容】
[0003]下面的论述描述了点火辅助装置的实施例，其允许灯，例如HID灯在填充气体中没有放射性材料的条件下启动放电。这些实施例在电弧管附近产生了自由电子和电荷通道。这些特征创造了可以更容易形成放电的条件，其促进了点火，并且更具体地说，可改善在冷点火、热触发点火以及其它点火期间的点火性能。此外，所建议的设计还提供了为电弧管提供机械支撑的结构。
[0004]本公开在一个实施例中描述了一种灯，其包括电弧管，电弧管具有纵向轴线、具有外表面的放电元件和沿着纵向轴线从放电元件延伸的第一支腿元件。灯还包括多个电极和导电框架元件，所述多个电极包括延伸到电弧管中的第一电极和第二电极，导电框架元件与第一电极和第二电极中的至少一个相联接。灯还包括与导电框架元件相联接的导电点火辅助装置，导电点火辅助装置包括第一延伸部件，其与第一支腿元件相接触，并具有位于放电元件的外表面附近并在沿着纵向轴线的方向上延伸的内周边边缘，其中周边边缘与纵向轴线沿径向间隔开，从而与放电元件的外表面形成间隙。
[0005]本公开在一个实施例中还描述了一种高强度放电灯，其包括电绝缘电弧管，电绝缘电弧管包括透光材料。电绝缘电弧管具有纵向轴线和放电元件，放电元件具有在放电元件的相反的侧部延伸的第一支腿元件和第二支腿元件。高强度放电灯还包括多个电极和导电框架元件，所述多个电极包括分别延伸到第一支腿元件和第二支腿元件中的第一电极和第二电极，并且导电框架元件与第一电极和第二电极中的至少一个相联接。高强度放电灯还包括联接在导电框架元件上的导电点火辅助装置，点火辅助装置包括伸长体部件以及第一延伸部件和第二延伸部件，第一延伸部件和第二延伸部件从伸长体部件朝着纵向轴线延伸，从而分别在第一支腿元件和第二支腿元件上接触电弧管，伸长体部件具有在沿着纵向轴线的方向上延伸的周边边缘，其中周边边缘与纵向轴线沿径向间隔开，从而在周边边缘和电弧管的表面之间形成间隙。
[0006]本公开在一个实施例中还描述了一种用于高强度放电灯的点火辅助装置。这种点火辅助装置包括导电金属箔，其包括伸长体部件，伸长体部件具有外周边边缘、内周边边缘和第一延伸部件，第一延伸部件形成了从周边边缘的第一末端延伸的第一边缘。第一延伸部件包括具有弹性特性的第一触头和第二触头，其中第一触头和第二触头具有第一位置和第二位置，第一位置靠近设置在导电金属箔的表面上的平面，而第二位置与该平面间隔开，并且在第二位置时，第一触头和第二触头可产生夹紧力。
[0007]通过参考以下结合附图的描述将明晰本发明公开的其它特征和优势。
【附图说明】
[0008]现在简要地参照附图进行描述，其中:
图1描绘了点火辅助装置的一个典型实施例的侧视示意图；
图2描绘了灯的一个典型实施例的侧视局部截面示意图，其包含点火辅助装置，例如图1的点火辅助装置；
图3描绘了图2的灯的侧视示意图；
图4描绘了灯的另一示例的侧视透视图，其包含点火辅助装置，例如图1的点火辅助装置；
图5描绘了图4的灯的详图；
图6描绘了图4和图5的灯的横截面图；且图7描绘了点火辅助装置的另一典型实施例的侧视透视图；且图8显示了在-30°C进行点火测试期间应用于灯的一个典型实施例的击穿电压(kV)的曲线图。
[0009]在适用的地方，遍及若干视图，相似的标号指示相同或相应的元件和单元，除非明确指出，否则这些图纸是不按比例的。
【具体实施方式】
[0010]广义地说，本公开描述了一种点火辅助装置，其可改善例如高强度放电(HID)灯的起动性能。在HID灯的点火期间，点火辅助装置提供了自由电子并在放电元件的外表面附近形成了电荷隧道。这些特征降低了电弧点火所必要的击穿电压。本公开的点火辅助装置的使用可消除用放射性材料(例如Kr85)补充填充气体，以便在某些条件(例如较冷的周围温度)和安装期间实现点火的需求，例如在灯和电源之间利用较长的布线连接传导信号的场合。此外，点火辅助装置还可通过降低灯处于操作温度下时所需要的点火电压，从而改善热重触发或起动。
[0011]图1显示了点火辅助装置100的一个典型实施例。在这个示例中，点火辅助装置100具有伸长的底座部件102和一个或多个延伸部件(例如第一延伸部件104和第二延伸部件106)。伸长的底座部件102具有带第一末端112和第二末端114的外周边边缘108和内周边边缘110。延伸部件104，106形成了第一内边缘116和第二内边缘118，其分别终止于第一末端112和第二末端114上。
[0012]图2显示了点火辅助装置100，其用作灯120，例如陶瓷金属卤素(CMH)灯和/或相似的HID灯的一部分。灯120的示例优选超越白炽灯和荧光灯而用于许多应用(例如用作汽车头灯)，因为灯120可在消耗每单位电力的条件下产生更多光。在一个示例中，灯120包括电弧管122，电弧管122具有纵向轴线124、放电元件126和从放电元件126延伸的成对的支腿元件(例如第一支腿元件128和第二支腿元件130)。支腿元件128，130容纳电极(例如第一电极132和第二电极134)。放电元件126和支腿元件128，130的示例可包括透光材料，例如多晶氧化铝和相似的陶瓷材料。在一个示例中，放电元件126具有外表面136和内表面138，内表面138形成了点火空腔140的周边，点火空腔140包含填充气体或其它可离子化的材料，包括惰性气体(例如氩)、金属卤化物和汞。内周边边缘110与放电元件126的外表面136间隔开，从而形成间隙142。
[0013]如图2的示例中所示，电极132，134延伸到点火空腔140中。这种配置容许电极132，134将电信号传导至点火空腔140中。电信号在电极132，134之间形成了电弧。电弧激励放电元件126中的填充气体，以便产生光。
[0014]点火辅助装置100的示例改善了灯120的起动点火性能(例如减少击穿电压，改善冷起动和热起动能力等等)，并且还减少和/或消除了在点火空腔140中包括放射性材料(例如Kr85)的需要。例如，延伸部件104，106靠近电极132，134会产生高密度静电场，其促进了电弧的点火。形成最大限度地减小间隙142的尺寸的点火辅助装置100会使内周边边缘110定位成造成沿着点火空腔140的内表面138形成电荷通道。这种电荷通道有助于在点火期间集中和引导电弧。此外，在一个或多个延伸部件104，106和电弧管122之间的接触有助于启动电容耦合放电，其在放电元件126内部产生大量的自由电子。这些自由电子足以促进电弧的点火，以替代点火空腔140中不存在放射性材料时不再可用的自由电子。
[0015]间隙142可在沿着纵向轴线124的方向上延伸，从而限定了在内周边边缘110和外表面136之间的距离。这个距离可为大约0.1mm至大约1mm。在一个示例中，该距离是恒定的，即在周边边缘110和外表面136之间的间距从周边边缘110的第一末端112至第二末端114都保持相同和/或在有限的公差内(例