专利名称：高压放电灯的改进的交流电运行的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压放电灯的非水平燃烧位置的交流电运行。
背景技术：
高压放电灯本身是已知的。高压放电灯针对各种应用目的而被使用并且在此在不 同的位置中工作。
发明内容
本发明所基于的问题是，提出一种高压放电灯的改进的工作形式，其使得高压放 电灯可更好地用于可变的应用。同时，要提出一种相应改进的电子镇流器、以该电子镇流器 装备的发光装置以及镇流器的一种应用。为此，本发明涉及一种用于借助交流电来驱动高压放电灯的方法，其特征在于，交 流电具有非零的直流成分。此外，本发明涉及一种电子镇流器，其设计用于以所述方法来驱动灯，以及涉及一 种发光装置，其具有这种电子镇流器。此外，本发明涉及这种电子镇流器的应用。本发明的优选的扩展方案在从属权利要求中给出并且此外由以下的描述中得到。 在此，并不具体地在本发明的方法特征和装置特征之间区分，使得以下的公开内容可以就 这两种类型以及应用方面来理解。本发明所基于的是，在高压放电灯的情况下，在灯例如在偏离水平的燃烧位置 (Brennlage)中工作时或者灯、特别是电极出于特定原因而未对称地构建时，电极被不同强 度地加热。在电极之间的温度差一方面会导致受干扰的灯运行，例如闪耀、闪烁现象以及飞 弧(Bogenspruengen)，并且另一方面导致被更强加热的电极的加速损耗。本发明的思想在于一种用于高压放电灯的合适的驱动方法，通过该方法可以降低 电极的温度差，尤其是无需结构上改变灯。根据本发明，为此以交流电驱动高压放电灯，该交流电具有非零的直流成分。由 此，两个电极之一强化地作为阳极工作，并且因此另一电极强化地作为阴极工作。交流电的直流成分通过电流强度在周期长度上的积分与电流强度的数值在该周 期长度上的积分的比来限定。直流电流成分于是可以取在-1到+1之间或者-100%到 +100%之间的值，并且由此是交流电的与方向相关的有效电荷输送的度量。因为在交流运行中并未预先给定高压放电灯的极性，所以灯的极性变换对应于灯 的转动180°的燃烧位置。在该意义下，讨论0到1之间的直流成分是足够的，因为在0到-1 之间的直流成分于是对应于交换的电极极性。在其中一个电极作为阴极工作的交流电运行阶段中，通过电子由于逸出功从电极 材料中逸出而从该电极提取能量，并且输送给另一电极，该另一电极于是为阳极。通过根据 本发明的方法，于是提高了强化地作为阳极工作的电极的温度，并且相应地另一电极的温度降低。为了在灯的运行期间通过改变直流成分而有针对性地降低在电极之间的温度差， 于是较冷的电极必须强化地作为阳极工作，而第二电极必须强化地作为阴极工作。因为所描述的能量传输尤其是通过逸出的电子数目来确定，所以强化的阳极运行 于是可能意味着作为阳极的电极运行平均时间上较长，或者在阳极运行期间电流强度平均 较高，或者同时意味着二者。根据本发明的直流成分于是可以通过合适的、不同于0.5的交 流电占空比和/或电流的偏移、即叠加的直流电流来调节。在此，电流曲线可以具有任意的 时间变化曲线，其中矩形的电流曲线是优选的，然而梯形、锯齿形或者正弦形的电流曲线也 是可能的。仅仅由于占空比导致的直流成分是优选的。特别地，可以通过所述方法将电极的温度差保持为比对称的交流电运行的情况下 更小。通过降低较热的电极的温度，可以延长灯的寿命，并且通过提高较冷的电极的温度， 稳定灯运行，尤其是稳定光输出，并且也扩展灯的调光范围。同样，可以根据本发明驱动具 有不同地构建的电极的灯，并且在此必要时可以实现降低温度差。特别地，在其电极由于制 造公差而具有差别的灯的情况下也可以实现在灯运行时降低温度差。如果灯在非水平的燃烧位置中运行，则当直流成分为零时，位于更上面的电极在 灯的运行中比位于较下面的电极更强地发热。在此，燃烧位置相对于水平的角度越大，则 温度差越大。因此，本发明以如下顺序针对燃烧位置越来越优选其与水平形成至少10°、 30°或者60°的角度并且特别优选为譬如90°。补偿的直流成分可以在该顺序中越来越优选地大于0. 1,0. 2或者0. 3并且小于 0. 8,0. 6或者0. 5。随着燃烧位置与水平的增大的角度，可以增大直流成分的数值并且例如 通过强化的阳极运行来平衡置于较下面的电极的较低的温度。在此，燃烧位置与水平偏差 越大和/或其他的导致温度差的影响(例如电极形状、灯壳体的构造、灯的安装状态或者其 非对称的冷却)越强，则直流成分必须越大。合适的直流成分可以事先确定并且随后在电 子镇流器中在电路技术上加以考虑、以电子方式存储或者以其他方式储存。在此可能的是，镇流器具有针对直流成分的输入装置或者也具有针对各要驱动的 灯的燃烧位置信息的输入装置，其中在后一种情况中，镇流器选择与输入的燃烧位置匹配 的直流成分。在镇流器上的输入在此例如可以手动地进行或者通过电信号或者电子信号来 进行。在此，所输入的信息也可以被缓存，优选被持续地存储，以便在输入的时刻之后相应 地选择直流成分。同样地，至少在灯运行期间持续的信号序列或者连续的信号是可能的，例 如在(准)连续的燃烧位置变化情况下。此外，用于具有根据本发明的电子镇流器的高压放电灯的发光装置是可能的，在 该发光装置情况下，灯的燃烧位置可以在两种启动之间或者在灯运行期间变化。这样，发光 装置例如可以具有针对转动运动或者枢转运动的装置，或者固定在该装置上。同样地，发光 装置可以自由地运动或者安装在可自由运动的装置上，例如作为手电筒或者施工车辆上的 发光装置。优选的是，带有(运动的)高压放电灯的这种发光装置也可以用于舞台上的照 明或者使用在电视演播室中，并且在此也具有光学组件，例如用于将光聚束或者也用于产 生特殊的光效。在此，发光装置可以设计为确定相应的燃烧位置并且相应地匹配交流电的直流成 分，其方式是电子镇流器通过使用关于相应的燃烧位置的信息来调节各有利的直流成分，或者从另一侧得到针对相应合适的直流成分的信息。这样，在改变燃烧位置时，可以将新的 信息(至少一次地)通过输入装置传输给电子镇流器或者(准)连续地传输。在此，燃烧 位置例如可以通过位置/转动/倾斜-开关/传送器/传感器来确定，并且最后转换为合 适的直流成分。也可以测量在灯端部上或者灯端部的附近的温度并且相应地使用。
下面将根据实施例进一步阐述本发明。图1示出了与直流成分相关的电极温度的图；以及图2示出了带有可运动的高压放电灯的发光装置。
具体实施例方式图1示出了与交流电的直流分量相关的、类型为OSRAM HSD150的金属卤化物高压 放电灯的两个结构相同的电极的温度，其中借助该交流电在150W的电功率情况下来驱动 该灯。对于图1中所示的测量，灯在垂直的燃烧位置中工作，使得在灯容器中的两个电 极之一设置在另一个之上。为了测量在燃烧位置不变的情况下通过电子镇流器的信号输入 端改变直流成分。交流电具有矩形的电流变化曲线并且直流成分通过占空比来调节。直流 成分在此于是与位于上面的电极的阴极运行的时间部分相关。位于上面的电极的温度在附图中通过菱形示出，位于下面的电极的温度通过方形 示出。为了清楚起见，附加地绘出了回归线。在附图中清楚的是，灯在垂直的燃烧位置中在具有零直流成分的传统灯运行中、 即在对称的交流运行中具有大约200°C的明显电极温度差。如果在大约-50%到+70%的直流成分的所测量的范围上观察电极的温度变化 曲线，则清楚显示出本发明的如下可能性有针对性地通过交流电的直流成分来影响温度 差。这样，通过小于零的直流成分、即在设置得较高的电极的主要阳极运行情况下会提高温 度差，然而这在此是不希望的。更确切地说，温度差优选被减小，其中这在直流成分增大到 超过零时、即在设置得较高的电极的主要阴极运行情况下实现。两个电极的温度差在大约 40%的直流成分情况下消失，使得该直流成分对于这里所使用的灯在测试环境中可以视为 最优。如果直流成分被增大到超过40%，即使不是优选的，与位于下面的电极相比也可以实 现冷却位于上面的电极。于是，本发明能够实现在任意的燃烧位置中驱动灯，也在仅仅略微偏离水平并且 尤其是要求几乎为零的直流成分的燃烧位置中。然而特别优选的是，本发明用于垂直燃烧 位置，其中在传统的运行中会出现特别高的温度差，该温度差如在图中所示的那样通过直 流成分(在所测量的灯的情况下为大约40% )可以非常好地被补偿。此外可能的是，灯被转动180°地驱动。于是，如前面所描述的那样，必须交换电极 的极性或者选择相反的直流成分，譬如-40%而不是40%。这两种措施在本发明的意义中 彼此对应，使得在说明书中以及在权利要求中仅仅考虑在0到100%之间的直流成分。图2示出了带有可转动的聚光灯1的发光装置，该聚光灯设计用于舞台上以及电 视演播室中的照明。聚光灯1可以围绕垂直于图平面的轴线10借助马达驱动装置6来转动。高压放电灯用作光源(为了更清楚而未被示出)，该高压放电灯安装在聚光灯中，即可 与聚光灯一同转动。为了将光聚束，聚光灯1具有光学组件5并且可以在转动位置11中以 相对于水平12的角度α来发射光束。在此，高压放电灯的燃烧位置同样沿着转动位置11 取向，即其电极距离相对于水平12倾斜角度α。聚光灯相对于水平的转动于是也引起高压 气体放电灯的燃烧位置的这种转动。在此，控制单元2预先给定马达驱动装置6的位置角α、即聚光灯的转动位置11， 并且借助电子信号将该位置角传输给高压气体放电灯的电子镇流器3。为了接收信号，电子 镇流器3具有用于燃烧位置信息的输入装置4，其中控制单元2将位置角α作为燃烧位置 信息在发光装置的工作中以短的周期性时间间隔、即准连续地传输给调节装置4。借助被编 程的特性曲线，电子镇流器自动地选择与燃烧位置信息、即转动位置11(其相对于水平12 倾斜了角度α)对应的有利的直流成分，使得将灯的电极之间的温度差最小化。例如在舞台上或者在电视演播室中使用该发光装置的情况下，由聚光灯1产生的 光束可以借助控制单元2通过转动聚光灯1来引导。在此，光束的质量例如保持不会由于 闪耀或闪烁现象而受到影响并且聚光灯可以在所有转动位置中在宽的范围上调节。此外， 通过电极的温度平衡也在不同的燃烧位置中提高了高压气体放电灯的寿命。
权利要求
1.一种用于借助交流电驱动高压放电灯的方法，其特征在于，交流电具有非零的直流 成分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃烧位置与水平形成至少10°的角度。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中直流成分的数值大于0.1。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中直流成分的数值大于0.2。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中直流成分的数值大于0.3。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中直流成分的数值小于0.8。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中直流成分的数值小于0.6。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其中直流成分的数值小于0.5。
9.根据上述权利要求之一所述的方法，其中检测燃烧位置与水平的角度，并且直流成 分的数值随着增大的角度而增大。
10.一种用于高压放电灯的电子镇流器，所述电子镇流器设计为对应于根据上述权利 要求之一所述的方法来驱动灯。
11.一种用于高压放电灯的发光装置，其具有根据权利要求10所述的电子镇流器。
12.—种在驱动高压放电灯时使用根据权利要求10所述的电子镇流器来降低电极温 度差的应用。
13.一种将根据权利要求11所述的发光装置用于在舞台上或者在电视演播室中照明 的应用。
14.一种根据权利要求11所述的发光装置的应用，其中改变燃烧位置相对于水平的角
全文摘要
本发明涉及一种放电灯的交流运行。借助交流电的非零的直流成分，尤其是在灯的非水平燃烧位置下降低了电极的温度差。
文档编号H05B41/292GK102090152SQ200880130361
公开日2011年6月8日 申请日期2008年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者乌尔里希·哈特维希, 克努特·格罗思曼 申请人:奥斯兰姆有限公司