专利名称：气体放电灯的点火的制作方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求1和权利要求6的前序分别所述的气体放电灯的点 火方式，并且分另微及如权利要求12和权利要求16前序所述的灯源单元和发 光系统。 ，背景技术US6,734,643公开了发光系统,其包含馈电电路部分、包含气体放电灯的灯 单元和启动电路。启动电路分为启动驱动部分，其包含在馈电电路部分中，和 高压产生部分，其包含在灯单元中。馈电电路部分进一步包含用于向灯单元施 加交变电源电压的馈电电路，及启动驱动部分。灯单元包含灯和高压产生部分。 灯的内部电极通过灯单元的两个端子和馈电电路部分的两个端子连接至电源。 灯的外部辅助电极和灯的内部电极连接至灯单元的高压产生部分。高压产生部 分通过灯单元的两个端子连接，其中一个端子也连接至内部电极，通过馈电电 路部分的端子连接至馈电电路部分的启动驱动部分。向启动驱动部分施加交变 电源电压。启动驱动部分包含电子开关和电容，以交替地充放电上述电容，这 样高压产生部分的变压器产生一系列的高压脉冲，其施加到灯的外部电极。上 述脉冲可以使包含在灯内，外电极和一个内电极之间的气体部分放电。这会 导致内电极间的放电，从而点亮灯。结果施加到灯的交变电源电压将减小。结 果启动驱动部分的电子开关不再导通，所以中止向灯外电极施加高压脉冲。电 子开关可以包含半导体开关元件或SIDAC，即意 启动电路，最终包括旨 系统，在相对低频运作。在描述中小于500kHz的频率被认为是低的。战现有技术的缺陷是其需要相当多的硬件做启动电路，例如高压顿器 和电子开关。上述现有技术的另一个缺陷是其需要三个导体将馈电电路部分连 接至灯单元，其中仅在点亮灯少于1秒内使用一个导体。结果需要专用的昂贵 的电缆将馈电电路部分连接至U灯单元。现有技术的更进一步的缺陷是在很多情 况下，具有高频，例如高于2MHz以上的电源电压是很昂贵的。如果启动电路 的硬件适合在如此的高频下运行，将需要甚至更专用的包含三个导体的高频电 缆。上述类型的气体放电灯可以包含一种如US6,734,643描述的以及在 US6,563,267中更详细描述的鹏启动装置。因此，对每一个电极，灯可能包括 以箔片形式与电导体结合的密封件，该箔片将灯主空间或容器内的电极连接至 金属线，该金属线突出到密封件外部。密封件具有一空腔，其包含气体组分， 例如水银蒸汽。在空腔上施加一电压时，空腔作为UV辐針源构成鹏启动装 置。UV辐射、源称为UV增强器。发明内容本发明的目的是解决上述现有技术的缺点。M提供如权利要求1所述的方法达到本发明目的。M31这样做来简化气体放电灯的点火。在灯的内电极间的气体放电时谐振 电路自动停止工作。因此，点火后，谐振电路不再继续并放鹏著M的能量。 结果，仅仅有用来点火的一秒内的部分时间被用来考虑决定部分谐振电路的尺 寸，以控制上述能量。结果，谐振电路能被造得小和便宜并接近灯排列，可能 与灯组成集成发光单元。仅仅需要两个导体来点火和提供这样的发光单元。在 电源装置和发光单元间使用同轴电缆来提供了相对简单和便宜的连接方式，其 额外提供很好的抗电磁干扰(EMI)的屏蔽。，发明目的也能Mil提供如权利要求6的点火电路，权利要求〗2的发光 单元和权利要求16的发光系统达到。上面提及的US6,563,267，公开了外电极或天线的使用，其排列在密封件的 外部，横越战密封件的空腔。夕卜部电极只与穿越其他密封件的电极连接。外 部电极减小了可能的点火迟延，其基于直接在灯熄灭后的重点火过程，这种效 应被称为重点火。
从以下结合附图的实施例的描述中，发明将f^斩变得显而易见。附图中图1 应用本发明的发光系统的第一个实施例的图；图2表示应用本发明的发光系统的第二个实施的图。
具体实施方式
图1表示应用本发明的发光系统的第一个实施例。该系统包括作为主体部 分的电源装置2及发光单元4。电源装置2为其端子6、 8提供交变电压。发光
单元4包含气体放电灯10，其具有包含气体和两个内部电极的空间或容器，两 个内部电极连接到发光单元4的端子12和14。在灯10的两对边可以有一延长的密封部件15，其具有含有气体组分例如 水银蒸汽的空腔。例如钼的箔片沿着空腔的长度方向延伸。包含这种密封部件 15的排列称为UV增强器。US6,563,267公开了 UV增强器的4顿。当横过空腔 施加电压时，这种UV增强器包含作为UV辐針源的鹏启动装置。应该注意到本发明不应限制应用于包含UV增强器的气体放电灯。因此， 内电极被认为从灯主体空间或容器的内部延伸至灯的外部，不论UY增强器是 否鹏。电源装置2通过两个导体连接至发光单元4的端子12和14。特别地，上 述导体通过同轴电缆16提供。发光单元4进一步包含电感18 (—般称电感元件)和电容20 (—般称电容 元件)的串联电路:。串联电路连接至发光单元4的端子12和14。电感18和电 容20的连接点连接至辅助外电极22，其排列在灯10夕港近灯10的第一内电极。 结果，上述第一内电极和外电极22形成了电容元件。这种外电极22也可称为 天线。灯IO、电感18、电容20及外电极22及第一内电极共同形成了谐振电路。 基于将具有接近串联谐振电路的谐振频率的交变电源电压施加至拨光单元4，谐 振电路将在外电极产生高压，这样在第一电极和外电极间产生了一高强度电场。 当产生一适当大小的电场，部分接近这些电极的气###放电，这样相应地产 生在灯IO (主体)空间中的气体放电。特别的，灯10为高压放电(HID)灯，可能是超高压(UHP)腦灯。为 M^、驱动器成本，例如将其包含在电源装置2中，由电源装置2提供的工作频 率随着时间增加并将进一步增加。目前，对于HID灯来说，正常的工作频率在 50kHz至100MHz的范围内，特别地，对于UHP灯来说，处于2MHz至50MHz 间。在一般的操作过程中，在放电灯10点火后，内电极间的峰值电压能为数百 伏来维持气体放电。然而，点火要求更高电压，其位于2.5kV至25kV范围内。 根据现有技术的点火tt器要求施加高电压点火脉冲。然而，根据本发明，使 用如上描述的简单谐振电路产生高电压点火脉冲。为了解本发明在实际应用中的部件尺寸情况，给出以下的示例。 假设在灯点^Ct前，电源电压的峰值为400V，频率为10MHz。进一步假 设电容20具有20pF的值。结果电容20在这一频率下具有阻值796Q。进一步 假设(即允许)电流具有峰值3.18A (2.52&)，然后峰值电压2530V在电容 20及外电极22间产生。结果，由于具有战电流，在电感18间一定会产生 40Of2530=2930V的电压。因此，电感18应该具有阻值922Q ，所以电感18在 上述10 MHz的频率下具有14.7 " H的值。由于电感18和电容20的这些量值， 谐振频率将为9.39MHz。将灯10点火后，灯10的阻值糊咸小。同时，电源电压的工作频率将增加 至13.56MHz并且电源电压减小到大约100V。谐振电路的阻值将增加至大约665 Q。结果，仅150mA的电抗电流流过谐振电路。由于，结果，除了他们很小 的电的量值，谐振电路的部件可以具有很小的物理尺寸。因此，谐振电路可以 容易安装在接近灯10处，从而形成一集成发光单元4。im地，减小电容20的值20pF并且在点火中使用低频，所以点火需要的 电流及流过谐振电路的电抗电箭邀一步减小。增加电感18的尺寸及增加寄生元 件的敏感度将限制减小电容20的量值。考虑±^并 地环境下省略电容20， 并且由外电极22和与其接近的第一内电极提供的电容仅被用来产生如本发明所 述的高电压点火脉冲。因为仅仅需要两个导体来将电源装置2连接至发光单元4，连接电缆會, 简单并便宜。额外，{ 过{顿附图1的电缆16标的同轴电缆，允许简单和 便宜的EMI保护。图2表示应用本发明的发光系统的第二个实施例的图。区别于图1之处在 于(I)没有使用外部电容，谐振随着天线22和灯连掛电极间的固有电容设 计，(II)电感18与端子12的连接被另一个与天线24 —起麟的电容取代， 其排列在不是靠近图1中第一电极22的其他内部电极附近。正如第一外电极22， 第二外电极与附近的内部电极共同够成电容。Miffi接两个外电极间的电感18， 获得如图1中的系统相似的系统启动中的效应。高电场(电压)提供在灯的两 边。图2中包含两个外电极的排列夂絵更加有效。取决于灯的必要斜特卩制造 工艺，基于图1和图2的各种结合方案能够舰熟练虹获得。例如，在图2 中，可在一;ii^两边增加外部电容。
权利要求
1、一种气体放电灯的点火方法，所述气体放电灯包括气体放电空间，气体放电空间包含气体和相互间隔一定距离的两个内电极，该方法包括在该气体放电空间外接近该内电极中的第一电极处提供外部电极；将具有电源电压频率的交变电源电压施加于该内电极上；当该内电极间的该气体没有放电时，在该外电极上施加点火电压；其中点火电压适于在该第一内电极和该外电极间对上述气体放电，其特征在于，用谐振电路来产生该点火电压，其中，该谐振电路的谐振频率与该电源电压频率不同。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，銜皆振电路具有由该第一内电 极、该外电极和两者之间的该灯的壁部分构成的电容。
3、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该谐振电路具有连接至第 一内电极和外电极的电容。
4、 如前述权利要求所述的方法，其特征在于，谐振电路具有第二外电极， 该第二外部电极排列在靠近上述第一内电极附近的其他内电极附近，并且谐振 电路的电感在两个外电极间连接。
5、 如前述权禾腰求所述的方法，其特征在于，谐振电路设置成具有谐振频 率，其范围在电源电压频率的20%及更高。
6、 一种点亮气体放电灯的点火电路，该气体放电灯包括气体放电空间，气 体放电空间包含气体和相互间隔一定距离的两个内电极，该点火电路包括；在气体放电空间外接近内电极中的第一电极处的外部电极，电源端子，这些电源端子连接至上述内电极来接收具有电源电压频率的交变电源电压，以及启动电路，其连接至上述电极以在上述空间中产生气体放电， 其特征在于，启动电路包括谐振电路，并且谐振电路频軒同于电源电压频率。
7、 权利要求6所述的点火电路，其特征在于，谐振电g鲍含由第一内电极、 外电极和两者之间的灯的壁部分构成的电容。
8、 如权利要求6或7所述的点火电路，其特征在于，谐振电5鲍含连接至 第一内电极和外电极的电容器。
9、 如权禾腰求6至lj8之一所述的点火电路，其特征在于，谐振电li&^含第 二外电极，其排列在S^h述第一内部电极附近的其他内电极附近，并且谐振 电路的电 两个外电极间连接。
10、 如权利要求6到10之一所述的点火电路，其特征在于，谐振电路具有 谐振频率，其范围在电源电压频率的20%及更高。
11、 一种发光单元，其包含连接至外部电源装置的端子，气体放电灯，其 中两个内部电极连接至这些端子，以及高压产生点火部分，该高压产生点火部 分连接至灯的内电极、灯的第一外电极及连接电源^S的端子，其特征在于， 高压产生点火部分包括谐振电路，其连接至内电极、外电极及仅仅连接至内电 极的端子，并且谐振频率不同于灯的正常工作频率。
12、 如权利要求ll所述的发光单元，其特征在于，谐振电路包含由第一内 电极、外电极和两者之间的灯的壁部分构成的电容。
13、 如权禾腰求11或12所述的发光单元，其特征在于谐振电l 鲍含连接至第一内电极和外电极的电容器。
14、 如权利要求11到13之一所述的发光单元，其特征在于，谐振电路包 含第二外电极，其排歹赃靠近上述第一电极附近的其他内电极附近，并且谐振 电路的电感在两个外电极间连接
15、 如权利要求11到14之一所述的发光单元，其特征在于，谐振电路具 有谐振频率，其范围在电源电压频率的20%及更高。
16、 一种发光系统，其包含发光单元及电源装置，其中发光单元包含连接 发光单元到电源體的端子、包含两个内电极和外电极气体放电灯，以及连接 至内电极和外电极的高压产生点火部分，其中，内电极和该点火部分连接至这 些端子，其特征在于，点火部分包含谐振电路，其中与点火部分连接的端子与 灯内电极连接的端子相同，并且发光单^M过同轴电缆连接至电源装置。
全文摘要
一种气体放电灯10的点火装置，其具有包含在主空间及两个内电极中的气体，发光系统的发光单元4通过使用高频谐振电路达到点火。谐振电路连接至内电极与电源装置2，源装置2提供交变电源电压。外电极22排列在靠近一个内电极处且连接到谐振电路节点。通过提供电源电压，在外电极产生高压交变脉冲。这将导致主体空间中的气体放电。相应地，又导致剩余气体放电。则，电源电压的频率将增加并且只有很小的电抗电流残存并流过谐振电路。
文档编号H05B41/288GK101213882SQ200680024421
公开日2008年7月2日 申请日期2006年7月3日 优先权日2005年7月6日
发明者C·德佩, P·卢尔肯斯, R·杜兰 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司