专利名称：高压灯和高压灯在纵向模式中谐振运行的相关运行方法及相关系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、高压灯和用于高压灯在纵向模式中谐振运行的相关运行方法以及相关系统。在此，涉及具有陶瓷放电室的高压放电灯，该陶瓷放电室优选地具有至少2.5的纵横比。
背景技术：
US 6400100已经公开了一种高压灯和用于高压灯在纵向模式中谐振运行的相关运行方法以及相关系统。在该文中详细说明了一种用于找到第二纵向声谐振频率的方法。它从以下事实出发，即在激发纵向模式的频率的连续传播过程中，通过灯运行电压的相对增加的发生，可以找到垂直运行位置下的谐振频率。显露出可以利用这种方法来找到垂直谐振时隔离电弧状态的纵向频率，然后保持它。然而，取决于金属卤化物填充物的填充物组成并且取决于按搜寻程序的顺序的时刻，这样找到的频率可能基本上被设置得太高，使得在借助于上述方法所找到的频率处声谐振的激发导致混合不充分，并且没有足够好地抑制隔离。而且，电子镇流器的实施是昂贵的。涉及通过第二纵向模式的对准目标的激发来减少隔离的其它文献例如是US 2003/117075、US 2003/117085、US2005/067975和US 2004/095076。在所有这些文献中使用具有至少1.5的高纵横比并且是圆柱形的陶瓷放电室。端部是直的或半球形。
借助于已知的金属卤化物灯已经进行了类似的尝试，这种金属卤化物灯仍然展示出以前通常的由二氧化硅玻璃制成的放电室，参见US 5773937。在这里还尝试使用具有圆柱形中间部分的尽可能直的放电室。只需要使端部成圆形并且然后通向收缩密封头。在该文中还描述了陶瓷放电室，但是陶瓷放电室明显地是为钠放电灯设计的。
EP-A 1058288和EP 1394838公开了一种具有倾斜的端部的陶瓷放电室。然而，它不是在谐振模式下运行。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种根据权利要求1的前序部分的、具有陶瓷放电室的高压放电灯，该高压放电灯最优地被设置为以声谐振来运行。
另一个目的是提供一种操作方法，利用该操作方法可以对金属卤化物灯、尤其是对垂直运行进行颜色控制，而且在该过程中很大程度上抑制分离。另一个目的是提供一种由灯和电子镇流器构成的系统。
这个目的是通过权利要求1的表征特征来实现的。在从属权利要求中可以找到尤其有利的改进方案。
本发明的操作方法旨在激发一个或更多个谐振模式，这些谐振模式包含第二纵向谐振或与第二纵向谐振耦合。由此特别指的是例如在US 2005/067975中被称为混合模式的频率，混合模式也就是这样的模式，该模式的频率是按照定律例如根据纵向谐振和此外方位角谐振的频率计算出来的。在这种情况下，如果合适的话，可以利用幅度调制，并且尤其是可以通过脉冲宽度调制来计时。
这尤其提供通过与不变的灯功率级相结合的、例如(如果合适的话与脉冲高度变化相组合的)脉冲宽度变化形式的定时的和/或结构化的幅度调制来对金属卤化物灯进行颜色控制的可能性。
在这种情况下假设当放电室有规定的几何形状时，内部长度有窄的容差范围。它构成限定纵向声谐振的灯的尺寸，为了电弧等离子体的可能的最佳混合，尤其是在垂直运行位置的情况下，必须激发纵向声谐振。
由于分层，与水平运行位置相比较大大改变的声速导致垂直运行位置，这些声速由与在等离子中辐射的粒子的垂直对流相结合的分层引起。
本发明特别是从以中高频范围内的灯电流的载频来运行出发。当灯处于通常的运行状态时，该载频大约与第二方位角声谐振一半的频率相对应。载频总是被理解为电流信号的频率或者电压信号的频率。相反，总是功率频率对于激发声谐振来说是决定性的，所述频率位于电流或电压的激发频率的两倍处。
一个参考点是例如70W灯的放电室的圆锥形几何形状，载频位于从45到75kHz的范围内，典型地在50kHz处，优选地作为FM调制在这个载频上施加扫描频率，该扫描频率的值从100到200Hz的范围内选择。在这个操作上施加幅度调制是有利的，该幅度调制是以AM度和AM的持续时间、也就是脉冲间歇比和时间控制的AM深度AM(t)这两个参数中的至少一个为特征的。
除了该方法，本发明还包括实施所描述的程序的系统。
详细地，在包括具有大内部长度的陶瓷放电室的高效金属卤化物灯的情况下，优选放电室的至少2.5、尤其是L/D＝2.5-5.5的纵横比(内部长度/内部直径)。在这种情况下，通过幅度调制度以中到高频AM操作来激发一个或更多个纵向模式(优选第二或第四纵向模式)的强度。在这些模式中，填充物被传送到放电室的中心区域内，并且由此沿放电室中的电弧设定填充物分布。特别是在灯垂直或倾斜(灯的斜角＞55°)运行的情况下这尤其重要。由此蒸气压的组成是变化的，并且因此沉积的填充物组分的光谱吸收也是变化的。用于激发纵向模式的调制频率(AM的基频)典型地在20-35kHz的频率范围内。如果载频典型地是45-75kHz，那么为此执行具有在大约100-200Hz的范围内的扫描模式的FM(频率调制)。
典型的金属卤化物填充物包含DyJ3、CeJ3、CaJ2、CsJ、LiJ和NaJ，可能还包含TlJ。
到目前为止，已经描述了用于在具有放电室的高纵横比的灯中稳定地设置分离抑制的各种运行模式。到目前为止，现有技术仅仅描述了纯圆柱形的放电室，这种纯圆柱形的放电室已被认为对于这些运行模式来说是理想的。
然而，令人惊奇地显露出，纯圆柱形形状不是最佳的，而似乎具有不同内部轮廓的形状和具有电极后部空间的设计对所使用的声模式的稳定性施加明显的影响。
尤其显露出，在几个尤其足够适合的运行模式的情况下，放电室的纯圆柱形形状甚至在高谐振器质量的基础上产生声不稳定性，并且因此只在有限的程度上适合于所提及的操作，其中这几个尤其足够适合的运行模式使用第二纵向声谐振来抑制分离(特别是在同时使用FM和AM调制的HF电流波形的情况下或者给定临时连续使用，尤其是FM调制与固定的频率运行交替，例如参见US6184633)。到目前为止需要电子镇流器以利用昂贵的和复杂的控制机制，以便控制这些不稳定性。
现在提出放电室的内部轮廓并且特别是电极后部空间的特定设计；优选地将它应用于至少有时使用第二纵向声谐振模式或这个模式与径向或方位角模式的激发的组合的运行模式。
所提出的解决方案对于具有至少2.5并且至多6的纵横比AV的放电室来说尤其有效。尤其优选的是4≤AV≤5的范围。换句话说，应该适用
2.5≤IL/ID≤6 (1)纵横比被定义为内部长度IL与内部直径ID(＝2*IR)的比值，其中IR＝内部半径。然而，在这种情况下，内部半径IR只涉及保持圆柱形的放电室的中间部分。
然而，端部区域经历特定的成形。假使规定电极插入长度作为参数LINS的话，则放电室将具有适应这个参数的内部轮廓的变化的设计。LINS的大小优选地位于总内部长度IL的7-21％的范围内，也就是说，0.07*IL≤LINS≤0.21*IL(2)修改的端部区域的长度LRD应从具有最大值IL的点开始在至少0.5LINS并且至多1.5LINS的长度上延伸。这个最大值具有物理意义，并且限定它的所谓的电极空间长度ERL，因此适用ERL＝1.5*LINS。
显露出，在修改的端部区域中必须将直径IDE至少减小到原始直径ID的85％，也就是说IDE≤0.85ID。这种收缩允许针对第二纵向的更高谐波产生增强的衰减特性，以便获得与混合纵向模式协调的足够的稳定性。
而且，尤其已显露出，在内部直径从ID逐渐变细到0.85-0.15ID的区域内应该避免壁相对于灯轴的垂直过程。在这些垂直部分处，将发生声纵向波的反射，声纵向波的反射增强纵向谐振。然而，只要具有足够小的尺寸的垂直壁部分的长度对应于至多0.05*ID，在这种情况下就不排除该垂直壁部分，因为这样的小的表面不会显著地反射。
相对于灯轴并且因此相对于纵向模式的形成方向倾斜延伸并且使内部直径以近似连续的方式逐渐变细到至少0.6*ID的端部区域的轮廓已被证明是有利的。这在三个方向上与锥形接续器相对应。
然而，端部区域的过渡轮廓还可以凹入、也就是以向外成弧形的方式(例如以半球形的方式)或者凸出、也就是以向内成弧形的方式(例如如椭圆部分的旋转表面那样)延伸，然后可以从例如到0.6*ID的收缩开始，再次如端面那样为垂直于灯轴延伸的内壁所代替。适当时，可以将这直接理解为到毛细管的过渡或理解为塞子部件。尤其优选的是使两个不同的弯曲部分、凹入和凸出部分前后相继。
在端部区域的凹入过程的情况下，作为最大值，曲率半径KR应该至多等于内部直径的一半IR＝ID/2，而在凸出或线性延伸的锥形接续器的情况下，端部区域的内端点处的切线应该采取与中间区域的轴平行取向成至多45°的锐角αe。
纯凸出弯曲的端部区域的一个例子是像喇叭漏斗那样成形的内部轮廓，尤其是如双曲面部分那样成形的内部轮廓。
尤其是，在离内部体积的端部一定距离处的具有长度LRD的边缘区域的中央带强烈影响衰减，该中央带从放电室的端部来看至少从0.40*LRD延伸到0.60*LRD。在这里目的在于从轴测量的内部轮廓相对于轴向的正切角αt优选地位于αt＝15°和αt＝45°之间的范围内。它尤其优选地位于αt＝25°和αt＝35°之间的范围内。
用于特别选择端部区域的内部轮廓的过程的一个标准特别是在给定第二纵向声谐振的激发的情况下的谐振器质量。谐振器质量必须选择性地达到用于激发第二纵向谐振2L的令人满意地高的尺度。谐振器质量可以从需要用来激发第二纵向的功率频谱中的功率分量中得到。它典型地位于这个范围内的灯功率的大约15％-25％处。
取决于运行模式，这也适用于与该谐振相耦合的、例如在混合模式、例如径向—纵向或方位角纵向谐振的情况下发生的谐振。激发模式1R+2L或3AZ+2L是典型的。最合适的是同时显示出2L的高谐波的大大降低的谐振器质量并且因此尽可能衰减这些谐波的那些轮廓。
在第二十第四纵向谐振的有针对性的组合激发和它们与纵向-径向谐振的组合、与第八纵向谐振以及它们的谐振组合的最可能的抑制相结合的情况下，实现了用于在组合的AM+FM模式下运行的高效陶瓷灯的内部轮廓设计的极好条件。
这首先基本上需要在谐振器端部处提供足够大的端面，谐振器端部的直径IDE构成圆柱形内部直径ID的至少15％。内部直径DIE应该优选地构成圆柱形内部直径ID的至少20％。
上面提及的放电室中声谐振的组合允许在对流引起的电弧等离子体区域中在压力增加的条件下以这样的方式来设置改进的在声学上所产生的对流单元模式，即与良好的保持响应相结合，在典型地4000h-6000h的长运行时间范围内能够实现120lm/W或甚至更多的增加的光输出与大于85并且典型地为90的彩色再现Ra的组合。
在这里显露出，灯内部轮廓在放电室的端部区域内在LRD＝0.095×IL到0.155×IL、典型的值为LRD＝0.125×IL的长度LRD的范围内收缩是优选的。
在这里，LRD涉及灯的整个内部长度IL，并且在端面内以减小的内部直径IDE结束。这些边界条件对于产生稳定的对流单元结构来说是理想的，该稳定的对流单元结构是为了实现电弧等离子体气体的最佳混合而通过等离子体气体中持续的声波场产生的，以便在任何所希望的灯位置中等离子体的颜色分层被完全抑制。
在端部区域上，灯的内部直径优选地以这样的方式连续减小，即从内部直径ID的近似圆柱形的中间部分向逐渐变细的端部区域的过渡以锥体的凹面半径R1开始。
优选的是ID/6≤R1≤ID/2。典型的值是0.35ID到0.5ID。尤其优选的是大约说来以S的形状弯曲的锥体区域LRD。从凹入延伸的半径R1开始，在这种情况下内部直径的减小经由拐点并入到凸出延伸的半径L2，半径L2到达垂直于灯轴延伸的具有所产生的直径IDE的端面。
优选的是ID/4≤R2≤ID。典型的值是R2＝0.65ID。
尤其已显露出，端面的直径IDE应该位于0.15和0.85ID之间的范围内。
当这个直径IDE适当地匹配于放电室的原始内部直径ID时，获得特别好的结果。大体上，IDE与ID之间的比值应该更小，ID本身应该更大。优选的是准则VID＝IDE/ID＝a×ID+b，其中a＝-0.120到-0.135，并且其中b＝1.0到1.1。
在圆柱形端部形状的情况下，2L和更高谐波、例如4L或6L的谐振器质量的值可以相互比较。这在基本上圆柱形的放电室的情况下导致以下事实，即当第二纵向声谐振过冲时，由于很高的谐振器质量，激发、例如在幅度调制的情况下产生更高谐波共振。这导致另外的声学上所确定的对流单元的形成，该对流单元在一些情况下会导致阻抗跳跃并且导致电弧放电的消失。当与15％-35％的典型AM度相联合从更高的激发频率开始使第二纵向谐振频率fres_2L过冲(典型地从fstartAM＝fres_2L+5kHz到fstopAM＝fres_2L-5kHz)时，则出现灯阻抗的强烈变化和电弧不稳定性，并且这导致不稳定的灯状态。将激发频率设置为在更强烈地出现的灯阻抗变化附近的频率也可能导致不希望的电弧不稳定性。
与此相关的是自由波动的灯阻抗值，该灯阻抗值具有超过在未激发状态下存在的灯阻抗的1.5倍的峰值。在这种情况下灯可能变成熄灭。因此不可能设置对在灯的垂直或倾斜运行位置中存在的电弧柱的分离进行稳定地改善地抑制的模式。
这直到选择了根据本发明的端部形状才被实现。具有15-35％的典型AM度，从相对高的激发频率开始使第二纵向谐振频率过冲(典型地从fstartAM＝fres_2L+5kHz到fstopAM＝fres_2L-5kHz，这导致稳定的电弧形状的形成，同时抑制相对高的谐波共振的产生。在fAM＝fres_2L和典型地fAM＝fres_2L-1kHz之间的幅度调制频率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处看到两个对称的电弧收缩的稳定形成。在进一步减小fAM时，特别是在可再生的截止频率fAMend处，第二纵向的激发稳定地结束，而没有接着发生电弧不稳定性，形成相对于灯的中间对称的两个电弧收缩。
下面的目的是借助于多个示范性实施方案更详细地解释本发明。在附图中图1示出高压放电灯的示意图；图2示出高压灯的放电室的示意图；图3-11示出放电室的端部的不同实施方案；图12示出这种高压放电灯的功率谱；图13示出电子镇流器的设计的示意图；图14示出放电室的端部的另一示范性实施方案；图15示出VID的图。
具体实施例方式
在图1中示意性地示出具有由硬玻璃或二氧化硅玻璃制成的外灯泡1的金属卤化物灯，该外灯泡具有纵轴并且在一端通过板式密封件2被密封。两个外部馈电线在板2处被引向外(不可见)。它们端接于基座5。轴向插入外灯泡中的是由PCA(Al2O3)制成的陶瓷放电室10，该陶瓷放电室10在两端被密封并且具有两个电极3和由金属卤化物制成的填充物。
在图2中示出了具有相对高的纵横比ID/IL的放电室10的示意图。放电室10具有圆柱形中心部分11和两个端部12，具有给定的内径ID＝2*IR和给定的内长IL，其中IR是内半径。通过引入(lead-through)4与内部馈电线6(参见图1)连接的电极3被布置在放电室的端部12处。放电室典型地含有由缓冲气体汞和氩气以及金属卤化物制成的填充物，例如碱金属和稀土碘化物以及铊的混合物。
参见图13，在声学上稳定谐振时在高频处，以电子镇流器来运行该灯。为此推荐第二纵向谐振或与此相关的谐振。
而且，在图2中将可变的LINS定义为伸入到放电体积中的电极3的长度。可变的ERL是电极空间的长度并且是LINS的1.5倍。而且，将可变的LRD定义为从放电体积的端部延伸到点P的轴向长度，其中在点P处内径开始减小、也就是说在点P处中心部分11终止。在这里，可变的LINS典型地是0.14IL。在这里，可变的LRD大约是0.8LINS。LRD通常应该位于0.5LINS和1.5LINS之间，尤其是在0.6-1.1LINS的范围内。在放电室端部处的直径IDE应该被减小到至少0.6ID或者优选地0.3-0.55ID。
一个示范性实施方案是具有70W功率的高效金属卤化物灯。放电室具有18.7mm的最大轴向内长IL和4mm的内径ID。因此纵横比是4.7。高压灯填充有4.4mg的汞和由Nal∶Cel3∶Cal2∶TII＝1.78∶0.28∶1.93∶0.28mg构成的金属卤化物混合物。电极间距EA是14.8mm。
通过初步的研究已经确定，电弧稳定的运行是可能的，在垂直和水平运行位置中电弧被定中心于电极连接线上。为此将起始点采取为以45-55kHz范围内的典型扫描速度为fFM＝130Hz的扫描高频运行。
在运行开始和大约120秒的预热(warm up)阶段之后，在垂直运行位置中沿着电弧观察到分离的、也就是说分层的金属卤化物分布。在蒸气相中发现的金属卤化物的部分在电弧长度范围内是不均匀分布的。碱金属和RE碘化物的发射集中在灯的下三分之一内，而在远到上部电极的上部中观察到的主要是Hg和Tl的发射。在这种状态下，灯具有相对低的色彩还原和相对小的光输出。此外，垂直运行位置中的色温与水平运行位置的色温显著不同，特别地相差高达1500K。
根据图12中的示意图(小图示出实际测量)，假设在20到150kHz的范围内扫描速度是130S-1、也就是说在7.7ms周期内，通过施加具有10-30％的AM度的、利用大约25kHz的固定频率fAM的幅度调制，在灯中产生电功率谱。在AM频率(25kHz)范围内的功率分量用于激发第二纵向声谐振f002。
更高次被成功地抑制。第二纵向声谐振的实际上唯一的激发需要作为空腔谐振器的灯的足够的质量因数(所谓的谐振器质量)。该质量可以由在用于激发的电功率谱的频谱区域内在垂直运行位置中稳定地保持第二纵向声谐振所需的功率分量来表征。这个值典型地至少是灯功率的大约10-20％。然而，为了稳定运行，应该充分超过这个最小值。为了针对相对大数量的灯使灯特性的波动保持尽可能低，因此更合适地应推荐灯功率的大约15-25％的值。
在表1中概括了不同的灯的一些数据。
表1
在图2中按以大约35°倾斜行进的方式示出了放电室的端部12处的外锥形区域9。该倾斜大约从点P处开始行进直到离放电室的端部0.25LRD的距离。在那里直径IDE被减小到0.5ID。这个值对于正好处于放电室端部处的管状内部区域15来说保持不变。放电室以与灯轴垂直或至少基本上与灯轴垂直的端面7终止。这个端面7在它的中心处包括用于电极和引入的钻孔8。
在图3中，在放电室10的端部12处的倾斜通过以大约35°的角度凹入的区域19来实现。该倾斜大约从点P处开始行进直到离放电室的端部0.30LRD的距离。跟随其后的是区域20，在区域20中通过轻微的锥形倾斜又进一步减小直径直到0.4ID的IDE的最小值。在这里，引入是圆柱形金属陶瓷部件。
图4示出放电室10，在该放电室10的情况下区域LRD中的锥形连续地成喇叭漏斗形状。区域LRD在点P处邻接中间区域。端部12逐渐变细到0.6*ID的最小直径IDE。
图5示出放电室的示范性实施方案，在该示范性实施方案的情况下端部区域12在实际上其整个径向宽度IR上中凸地弯曲。
图6—图8示出具有端部区域12的不同斜度的不同锥形轮廓。在图6中，具有α＝31°的斜度的锥形表面被用作端部12的外部区域21，该外部区域21首先在0.4-0.6LRD的轴向长度上、特别是在临界区域上不变化。内部区域22同样是锥形的，但是具有更小的斜度，该斜度至多等于外部区域的斜度的一半、在这里是15°。
图7示出端部区域的一种轮廓，该端部区域被细分成具有不同的倾角α1和α2的三个部分。最外面的部分25具有α1＝31°的陡的斜度，中间部分26具有α2＝16°的平缓的斜度。它们在0.5*LRD处相互邻接。最里面的部分27是管形的。
在图8中，放电室10具有端部区域12的一种轮廓，在该轮廓的情况下始终利用具有α＝45°的、在包括0.4-0.6LRD、尤其是临界区域的区域LRD的整个轴向长度上延伸的锥形表面。
在图9中，放电室10具有一种轮廓，在该轮廓的情况下凸出的端部区域12被细分成具有不同的倾角α1、α2和α3的三个锥形部分。外面的第一部分28具有α1＝23°的平缓的斜度，而里面的第二部分29具有α2＝37°的陡的斜度。它们在0.35*LRD处相互邻接，也就是说不是直到0.4-0.6LRD的临界区域之后才相互邻接。
图10示出如图2中那样的锥形内部轮廓和常规的纯圆柱形内部轮廓的阻抗响应的比较，其中锥形内部轮廓使得能够稳定地运行，而纯圆柱形内部轮廓使得不能稳定地运行。在这里，将相对灯阻抗示出为在扫描过程中以kHz为单位的AM频率的函数。第二纵向频率是基频。AM度是24％。阻抗分布如曲线1所示的常规的灯在从大约22-20MHz的范围内显示出不稳定的谐振现象(峰值)，而具有改进的内部轮廓(曲线2)的稳定的灯(曲线2)在调制范围(在这里大约24-22MHz)内显示出稳定的上升，该范围可以非常有效地被用于最优化的运行。
图11示出放电室10的一个示范性实施方案，该放电室在端部区域12中具有第一外凹部分30和第二内直管部分31。
在放电室的端部处存在与灯轴垂直的端面始终是必要的。因此可以特别地激发低谐波并且特别地抑制较高谐波。为了实现这个目的，当内壁与端面之间的倾斜的过渡表面没有转角和边缘、而是平滑的和连续的时，尤其有利。所定义的过渡半径而不是边缘应该总是存在。一种尤其合适的形状是在图14中示出的形状，图14示出具有端部区域LRD的放电室10，该端部区域LRD的内部直径以这样一种方式在端面7处减小到值IDE，即内部轮廓首先以曲率半径R1凹入弯曲并且随后以内部半径R2凸出弯曲(在图14中示意性地示出)。拐点WP位于这两个部分之间。
图15示出作为内部直径(单位是mm)的函数的、放电室的内部直径ID与减小的直径DIE之间的优选关系。比值VID＝IDE/ID对于小直径ID来说应该相对高，而对于大直径ID来说应该相对低。虚线a是最优的标注尺寸，线b和c指定与该标注尺寸的偏差，该偏差仍不导致值得提及的运行模式的恶化。曲线d上的测量值是灯的具体实施，在该具体实施的情况下确认了具有较高谐波的抑制的最佳运行模式。
用于这种高压放电灯的合适的操作方法通过采用高频载频来使用谐振运行，尤其是借助扫描信号对高频载频进行频率调制(FM)，并且同时对该高频载频进行幅度调制(AM)，首先规定AM的基频，AM的基频f2L从第二纵向模式中获得。
在这里，在灯点火和宽限期期满后，由于幅度调制在至少两个状态之间周期性地变化的事实，可以针对规定的功率设置色温。
扫描信号的频率可以从第一方位角和径向模式中获得。尤其是，控制器可以设置AM信号的基频。
当AM度被用于激发10-40％、尤其是18-25％的第二纵向声谐振时，可以看到特别好的结果。激发用的AM频率有利地在f2L与f2L-2kHz之间选择。
原则上，具有固定的AM度的幅度可以以特定的周期逐步地、突然地、逐渐地或差动地变化。
典型的操作方法从以载频运行出发，该载频在从45到75kHz的中等HF范围内，典型地为50kHz，在该载频上优选地施加扫描频率作为FM调制，该扫描频率的值是从100到200Hz的范围内选择的。施加在这个运行上的是幅度调制，该幅度调制是以AM度和AM的持续时间这两个参数中的至少一个为特征的，这两个参数也就是脉冲/间歇的比值和时间控制的AM深度AM(t)。可以直到预热阶段之后才使用或利用AM。AM度被定义为AM度＝(Amax-Amin)/(Amax+Amin)。在这里，A是幅度。
除了该方法，本发明包括一种镇流器，在该镇流器中实施所描述的过程。
详细地，对于具有大的内部长度的高效陶瓷金属卤化物灯来说，优选放电室的至少2.5的纵横比(内部长度/内部直径)，尤其是IL/ID＝3.5-5.5。在这种情况下，通过幅度调制度，借助于中到高频AM操作来激发一个或更多纵向模式(优选地第二模式)的强度。在这些模式下，填充物被传输到放电室的中心区域中，并且因此沿放电室中的电弧设置填充物的分布。特别是对于以垂直或倾斜的方式(＞55°的斜角)运行的灯来说，这尤其重要。其结果是蒸气压的组成的变化和所沉积的填充物组分的光谱吸收的变化。用于激发纵向模式的调制频率(AM的基频)典型地在20-35kHz的频率范围内。假设典型地45-75kHz的载频，为此在大约100-200Hz的范围内以扫描模式进行FM(频率调制)。
AM度和被调制的AM频率的持续时间都可以被用于控制脉冲次数和间歇次数。通过AM度和脉冲/间歇的比值、以及时间控制的可变的幅度调制深度AM(t)这些参数，结合高光输出和不变的灯功率，可以在大的范围内改变色温，其中脉冲/间歇的比值也就是AM打开的时间T与AM关闭的时间之间的比值，简短地说就是T(AM-on)/T(AM-off)，时间控制的可变的幅度调制深度AM(t)也就是AM度的超结构。
在图13中示出了相关电子镇流器的框图。该镇流器具有下列基本组件定时器/定序器在这里，监控定时模式以控制预热阶段的时间周期和在高压灯点火之后的施加阶段的开始以及它的电弧转移。而且，在这里还控制用于使灯电弧稳定的扫描速度。
还控制在频率扫描的遍历过程中在各个频率点处的扫描速度和停留时间、以及过程中的连续步骤之间的间歇次数的确定。
功率级具有限流元件和典型的频率响应的全桥或半桥。全桥或半桥通过电压干线(450V直流)耦合到电源单元。
反馈回路灯模式探测、例如灯电流和灯电压的灯参数的适当反馈，以便设置控制参数并确定预热和/或施加阶段，或者以其它调谐参数重复施加阶段。
在这里，电路部分被实施用于足够精确地测量在EVG输出端(灯)处的电流和电压。由此用于在控制器中处理的测量值进一步利用A/D转换器进行处理。出现的数据被写入数据存储器中用于进一步的评价过程。
灯高压放电灯(HID灯)FM调制器高功率频率调制器AM调制器具有既控制频率fAM又控制AM度AMI的可能性的可变模拟高功率调制器AM信号发生器数字或压控振荡器FM信号发生器数字或压控振荡器电源(电源单元)干线电压发生器控制器所有单元的中央控制。
下面解释操作方法的多个示范性实施方案。原则上通过使用高频载频来进行操作，特别是借助扫描信号对该高频载频进行频率调制(FM)，并且同时对该高频载频进行幅度调制(AM)，首先确定AM的基频，AM的基频f2L从第二纵向模式获得。尤其是，在灯点火和宽限期期满后，由于幅度调制在至少两个状态之间周期性地变化的事实，针对给定的功率设置色温。
在这种情况下，有利地从第一方位角和径向模式获得扫描信号的频率。
最简单的情况是以纯载频来运行。为此，在灯的运行过程中，对这个频率进行频率调制(FM)并且典型地以锯齿状的方式进行扫描。这意味着AM度＝0，并且在垂直运行时导致故意设置分离、也就是等离子体的分层。利用上面引入的术语，这意味着连续运行，也就是说T(AM-off)＝∞。
另一个实例是AM连续运行，也就是说T(AM-on)＝∞。在这种情况下观察到最大和最小幅度Amax和Amin。该AM在整个运行周期上进行。
还经常使用这两个状态的混合或适当的修改。在最简单的情况下，具有AM-on的部分和具有AM-off的阶段在这里有规则地或根据需要相互交替。T(AM-on)是供给AM-on的阶段。T(AM-off)是供给AM-off的阶段。这两个阶段相互交替。尤其已显露出，将与具有大约15-35％的“等效”AM度的连续AM运行相对应的相对低的比值T(AM-on)/T(AM-off)导致在垂直运行时分离的取消。图6示意性地示出具有AM-off和AM-on的阶段的连接(juxture)位置。
比值T(AM-on)/T(AM-off)、也就是占空比优选地在O和T(f(AM))和Tsweep之间。
然而，代替于此，可以在给定的AM上施加另一种结构，或者是例如用于衰减目的的子结构，或者是例如斜波、梯形波或正弦波形式的超结构。在这里还可以确定等效的AM度。这可以在具有或优选地在没有停滞时间AM-off的情况下进行。上面说明的定时的AM在该意义上也是具有方波形式的超结构。
如果适当地选择“等效的”AM度，在气体放电柱或等离子体的规定的声学上稳定的状态下，声功率以定时的方式和/或在声谐振水平的控制下(或者在声强的控制下)被耦合到激发状态中。因此，以金属卤化物灯的特定色温分别与特定超结构相关联的方式来控制灯中的填充物传输过程。
声波的衰减产生用于稳定过程和用于最大间歇周期T(AM-off)以及用于幅度调制深度(AM度)的动态特性的典型阶段，这些典型阶段可以被施加在激发用的电流信号上。
AM深度由下面的因素决定T1＝载频周期；τ(AM damp)＝在衰减的AM信号序列的情况下的衰减时间；T2＝幅度调制频率周期；AM度＝幅度调制度(典型地是15-35％)；
T(AM-on)＝打开的AM的时钟周期；T(AM-off)＝AM的间歇周期。
可行的实例是衰减的和不衰减的曲线。有时也使用术语AM指数来代替术语AM度。
在这里比值T(AM-on)/T(AM-off)实际上可以是任何值，T(AM-on)的优选时间间隔的最小值典型地是AM频率的5-10个周期(与0.2-0.4ms相对应)，AM频率典型地在20-40kHz处，例如在24.4kHz处。这保证气体放电柱适应自然谐振频率。
信号AM-on的阶段优选地与AM信号的阶段相耦合，但是如果信号AM-on的持续时间、也就是值T(AM-on)足够大的话，这个要求并不是完全必要的。这产生AM的类型0.2/20＝1/100的最小占空比。占空比被定义为比值T(AM-on)/Tg，Tg在上面定义过了。
具体操作方法的另一个实例被细分成不同的运行阶段。对于单个灯来说应首先确定水平运行位置中的谐振位置f002。这可以通过各种方法提前执行一次，或在灯的运行过程中重复地在线地执行，例如通过在运行过程中通过施加方波电流并叠加正弦信号来测量灯阻抗，在这种情况下，例如在正弦信号的频率的变化过程中正弦分量的幅度应大约是电流幅度的5-15％。
为了使该方法可靠地起作用，理想的是对于放电室的规定几何形状，存在典型地≤1％×IL的内部长度IL的窄的容差范围。内部长度构成灯的尺寸，该尺寸尤其是在垂直运行位置中限定第二纵向声谐振并且必须被激发用于电弧等离子体的最佳混合。
在垂直运行位置中，与此相关的填充物组分的强化的分层导致声速大大改变，这具有这样的效果在灯开始工作之后，第二纵向声谐振的频率(f002_vert)相对于水平运行位置中的频率明显地偏移，特别是通常向更高的频率偏移，其中水平运行位置中的频率简写为f002_hor。在时间过程中，这个谐振频率于是在本发明的运行模式期间变化，本发明的运行模式实现逐渐的混合，直到所述频率再次与水平运行情况下的频率、也就是f002_hor相对应。
因为分离主要在垂直运行的过程中发生，因此在这里将看到有效声速与水平运行位置中的混合状态相比高达30％、主要从大约10到25％的、向更高值的偏离。例如，发现Hg/Ar缓冲气体混合物的有效声速与混合运行相比从大约15到20％的偏离。与464m/s相比，具体的测量值位于550m/s。
在具有内部长度IL的放电室中，第i个纵向声谐振的声谐振频率通常由下面的乘积给出f00i＝i*cl/(2*IL)；因此对于i＝2(第二声谐振)来说适用f002＝cl/IL。
在这里，cl是有效(纵向有效)声速cl，在这种情况下适用cl＝(R*k*T/M)1/2其中R是一般气体常数，k是压缩率，T是平均等离子体温度，M是等离子体气体的平均摩尔质量，并且IL＝放电室的有效轴向长度。
对于方位角声谐振来说，下面的关系在管半径R与有效(方位角有效)声速caz之间保持fi00＝ai0caz/(2*∏*R)，其中对于i＝1，2，…来说ai0＝贝塞耳系数a10＝1.84；a20＝3.05；a30＝4.2等等。
与管半径R和径向有效声速cr的下面的关系适用于径向声谐振f0i0＝a0icr/(2*∏*R)，其中对于i＝1，2，…来说ai0＝贝塞耳系数a01＝3.83；a02＝7.016；等等。
形成的电功率波动对于封闭的、近似圆柱形的灯泡中的这些声谐振的激发来说是决定性的。也就是说，假设借助于具有频率fl的正弦电流波形来激发的话，那么功率频率fP具有下面的频率fP＝2*fl。
在另一个示范性实施方案中，运行模式从HF区域中的电载频v开始，例如v＝50kHz，HF区域是灯应用中典型的区域，给电载频施加扫描频率fFM作为频率调制，扫描频率fFM的值从由第一方位角谐振延伸到第一径向谐振的范围内选择。对于fFM来说尤其优选的是在两个谐振之间的平均值附近、尤其是直接在平均值处的值。参考点是偏离载频高达10％的扫描。扫描速度典型地在从100到1000s-1的范围内。
优选地利用上升或下降频率以斜坡形状的方式设计扫描操作。
这个运行模式通过在电弧心附近激发中心气体振荡在垂直以及在水平运行位置时利用放电室的中心轴上的电弧稳定化的效果。
如果合适的话，在观察了一段宽限期(预热灯)之后，在这个基本的电流波形上此还施加幅度调制AM，该幅度调制的基频是水平运行位置时的第二纵向谐振f002hor。调节最初是基于这个基频的。
显露出，给定这里所使用的放电室的内部尺寸，典型值是12到24mm，与水平或混合条件相比，在垂直运行时谐振频率偏移了高达5kHz。这里所描述的程序可靠地导致所希望的操作方法。
多个实施方案适合作为用于解决可靠地设置电弧等离子体的最佳的可能的混合和广泛地取消分离的方法。在这里进一步详细说明多个用于为第二水平纵向谐振f002设置AM的操作方法，第二水平纵向谐振f002在有效的混合时、在任何希望的运行位置中、优选地对于FM来说在扫描模式中或在大约0.9到1.1×(f100+f010)/2的值的范围内是最佳的。这个10％fSW的扫描范围近似地与5kHz向上和向下的窗口相对应。频率fSW可以在第一方位角和径向谐振f100和f010的区域内、优选地在平均值附近选择，具有高达10％、也就是说10％×(f100+f010)/2的偏差。
用于为在任何运行位置中最佳地混合电弧等离子体而设置AM频率的方法的前提是首先确定并存储在实际上总是已经被混合的水平运行位置中的第二纵向谐振频率f002的位置。为了设置具有这个频率的基本操作，首先必要的是，在每个灯的情况下在那里获得的放电室的几何形状和缓冲气体的组成分别参照声谐振被表征并被检查，以便除了第二纵向谐振频率f002之外，第一方位角谐振频率f100和第一径向谐振频率f010也是已知的。而且，还由此计算两个频率的平均值(f100+f010)/2并进行存储。
在第一个实施方案中，当在电弧放电的点火之后观察到大约30到80秒、优选地大约60秒的预热阶段(直到时刻t1的宽限期)时，可以通过在大约60到150秒的施加阶段内将幅度调制AM的基频fAM设置为频率f002hor的1.15到1.25倍的值来实施用来稳定到最有利的混合运行状态中的程序。在那之前，可以随意地选择AM频率，但是优选地预设f002_hor。AM度也可以预先随意地被设定在从0到25％的范围内。在施加阶段内在增加基频fAM的时刻将AM度设定为15到30％，在这种情况下优选的是设定与f002_hor相比增加18％-20％的频率。在这种情况下优选的是将幅度调制设定为幅度调制度的大约15％-25％。
基本的解决方案在于AM的最佳频率点fopt和AM度的匹配信号级AMI的调节检测，以便混合借助纵向声谐振控制的金属卤化物放电灯的金属卤化物等离子体，以及在于用于在最佳地混合的模式下运行的电子镇流器的提供。
显示出(从相对高的频率、例如1.25×f002hor开始，然后转到较低频率)由于在连续扫描AM频率fAM的频率范围ΔF时Z的局部过冲的出现而形成灯阻抗Z的特征响应，在该频率范围内能够获得分离的、混合不足的金属卤化物等离子体的混合。
AM度是被称为总功率的相应的电功率的量度，该总功率被转化成纵向谐振的激发。如果以逐步的方式、例如以大约2.5％的步长增加AM度，那么在遍历频率范围ΔF时针对给定的AM度分别获得灯阻抗的特征响应。
取决于频率范围ΔF内的频率fAM的灯阻抗的响应Z(fAM)需要作为AM度的函数，并且作为特性曲线族被存储。随着AM度的增加，首先一个、然后两个并且在某些情况下甚至更多的灯阻抗的动态极值出现，这些极值作为fAM的函数彼此跟随，并且在AM度逐步增加的过程中表示特性地被形成并且被移动。
代替幅度调制度，特别是控制含有金属卤化物的放电的混合的信号频率的功率信号级、例如引起混合的纵向/方位角谐振的线性叠加的信号级也可以用作运行参数，混合的纵向/方位角谐振类似于第二纵向谐振引起电弧等离子体的强化混合。
该方法被分成多个步骤并且由至少两个步骤构成。
第一个步骤是幅度调制(fAM)的相对大的频率间隔的连续扫描。扫描范围位于较高的起始点ST与较低的终止点SP之间，以便频率起始点ST的频率位于终止点SP之上。
然而，预先在准备步骤中粗略地确定频率范围，在该频率范围内金属卤化物的混合确实发生，金属卤化物的混合可以根据灯阻抗的最大值来检测。该频率范围的端点被称为FM1(混合频率范围的上端点)和FM2(混合频率范围的下端点)，频率起始点ST和频率终止点SP分别位于混合频率范围之外。因此，对于这些频率来说应满足条件ST＞FM1＞FM2＞SP。
作为第一步骤的预备阶段的寻找混合频率范围可以首先例如通过以AM的低信号级(AMI＝5-10％)进行粗扫描立即被确定。
在另一个实施方案中，针对具有给定的内部直径ID和给定的内部长度IL的几何形状以及给定的金属卤化物填充物，这个频率间隔[ST，SP]已经基本上可以被确定并被存储在相关的电子镇流器中。
第一步骤的间隔宽度据此被确定。典型地，ST和SP应该各自优选地位于由FM1和FM2所限定的窗口之外至少10-15％(ST≥1.10*FM1；SP≤0.9*FM2)。所希望的值可以在包括灯和电子镇流器的灯系统中被预先编程，或者被指定为输入指令。
第一步骤的扫描范围ST-SP的典型间隔宽度是大约8-15kHz。
在具体的示范性实施方案中，灯的放电室具有19mm长的内部尺寸和4mm的内部直径，而缓冲气体是汞氩混合气。在这里，最佳地混合的谐振频率fAM位于22和25kHz之间。FM1因此是25kHz并且FM2是22kHz。在这里，可以从ST＝30kHz向下到SP＝20kHz扫描该间隔。
从较高的ST到较低的截止频率SP的频率扫描方向是根据以下发现得出的假设连续施加幅度调制，在分离的状态下尤其是对于垂直运行来说的声谐振被系统地转移到更高的频率。这种响应与美国专利6400100的教导相矛盾。也已经发现，假设具有典型地为10-40％的AM度的适当的信号级，混合声频率信号的激发频率fAM的足够慢的暂时恒定移动、尤其是典型地为0.05-1kHz/s的移动速度产生灯等离子体的甚至更好的混合，并且因此谐振频率f002朝着较低的频率、朝方向f002hor移动。
用于监控这种事件状态的非常合适的参数是例如在fAM的暂时恒定移动的情况下出现的平均灯阻抗Z＝Urms/Irms。
最佳设置不需要作为时间的函数的Z的完全表征。作为最低要求，在所希望的运行位置中、尤其是在垂直运行位置中测量足够了，频率范围FM的一次性的完全扫描是足够的，尤其是在发生混合的极限FM1与FM2之间。为了可靠性，优选的是选择相对大的在频率起始点ST与频率终止点SP之间的频率窗口，因为在终止点SP处不存在真正的等离子体混合，并且在较高的频率点ST处至多存在轻微的等离子体混合。
为了确定用于混合过程的特征频率、也就是说特别是谐振频率f002，所描述的程序利用等离子体中的金属卤化物的混合，这种混合随着频率移动的进行逐渐改进。显露出应优选地选择频率移动(频率扫描)的恒定的速度，为此可以寻找0.1到0.5kHz/s数量级的最佳速度，该最佳速度对于正常的灯运行来说是合理的。也要推荐直到大约1-3min的加热阶段之后才施加该程序。
取决于放电灯的功率，气体混合的改进也可伴随有气体放电的改变的温度分布的轴向和径向变化，并且因此也可伴随有放电室的等温线(isothermie)的变化。取决于放电室的热容量，必须足够慢地适应等离子体的新条件，直到达到了热平衡。这需要取决于放电室的形状和体积的不同长度的时间间隔。
如果用于电弧等离子体的声激发的混合的较低频率FM2下冲，那么发生灯阻抗的突然变化并且电弧等离子体的金属卤化物混合又转变到经受很少的影响、或者根本不经受影响的状态中。
下面的实施方案尤其是优选的。
基本上对于所有的与应用相关的金属卤化物混合物来说都观察到下面的响应，这些金属卤化物混合物例如具有诸如下面的组分之类的碱金属卤化物和/或稀土卤化物、尤其是碘化物NaI和/或LiI或CsI和稀土(RE)组分CeI3、DyI3、NaI3、PrI3、HoI3、TmI3、DyI3，以及可能的话ZnI2、InI、TlI、MgI2、CaI2、Hg和Zn的其它组分，尤其是碱金属卤化物含量的摩尔组分≤90mol％，并且下面的逐步的程序被建议用于选择最佳的运行参数，并且通过自动地将该程序设置在适当地配备的电子镇流器中而被实施。
步骤1AM度AMI被用作信号级。AM度AMI(也被称为AM指数)由下面的公式来定义AMI＝(Umax-Umin)/(Umax+Umin)。
Umax和Umin是最大和最小运行电压。为了确定最佳的声等离子体混合，逐步提高AMI的值，直到在遍历混合频率范围FM的过程中灯阻抗显示出至少两个明显的特征最大值ZMAX1和ZMAX2，而不是显示出单个最大值，阻抗最小值ZMIN位于这两个特征最大值之间。
在一些情况下，可能出现反过来也导致与高的等离子体混合程度相结合的降低的灯阻抗的条件；因此更一般地适用反向的极值ZINV位于两个极值ZEXTR1和ZEXTR2之间。
因此，在评价过程中有利的是，最好通过与近似未混合的状态Zrel的比较来利用灯阻抗的绝对值，也就是说Z(fAM)～|Z(fAM)/Zrel|。
灯阻抗的绝对变化有利地涉及在频率端点ST和SP处的仅仅不明显混合的状态，也就是说涉及Z(fAM＝ST)或Z(fAM＝SP)。由于这两个值大小近似相同，因此替代地也可以优选地利用它们的平均值作为参考阻抗ZREF＝(Z(fAM＝ST)+Z(fAM＝SP))/2。
为了简化评价，这个标准化的阻抗可以乘以任何所希望的因数k，并且因此适用Zn(fAM)＝k*|Z(fAM)/Zrel|下面将它理解为阻抗的特征量，并且因此为了简化而不变地将它称为阻抗。
在幅度调制的频率从ST到SP的变化过程中，表征相应的金属卤化物混合物的灯阻抗Z(fAM)的变化因此发生，并且指示更加强烈地混合的等离子体。假设碱金属含量相对低，观察到多个最大值，而对于具有显著增加的碱金属含量的其它金属卤化物混合物来说，将观察到表征的阻抗的降低与更加强烈地混合的等离子体，并且因此在任何情况下以特征量Zn(fAM)的形式形成多个最大值。
为了确定Zn(fAM)形式的最大值，以逐步的方式提高调制度AMI，并且以AMI在混合频率间隔[ST，SP]上重复地进行扫描，直到观察到函数Z(fAM)的阻抗的特征变化，在每一情况下AMI保持不变。在这个过程中，可以典型地以大约5-10％的值开始以分别大约2-5％的步长提高调制度AMI，以便平均需要大约4到12遍。AM度的合适的最大值通常位于20和40％之间。
已显露出在第二阻抗最大值ZMAX2的频率之下，在低频的情况下，在从较高的起始点ST到较低的终止点SP的频率移动过程中不再有任何等离子体混合。也就是说，通过出现ZMAX2的频率来给出FM2。
在与较低的扫描频率SP邻近的最大值ZMAX2的过冲之后Z(fAM)的变化在频率FM2处明显比在扫描范围的剩余处更高。原因是电弧放电的温度分布的特征变化。这种特性证明是适用于所有的金属卤化物放电等离子体，当在SP附近转变到未混合的等离子体状态时可以形成灯阻抗的典型地为5-20％的急剧变化。这种急剧变化至少在几十秒的周期内发生。
也就是说，阻抗Z的变化的特征量以频率fAM达到极点，值dZ(fAM)/dfAM因此达到负的最小值。然而，利用这个标准来评价阻抗特性可以有利地被用于确定用于等离子体混合的较低的AM频率FM2的固定。
而且，已发现可以根据作为AM度AMI的函数的、FM2的移动的整体特性来确定具有长期稳定性的运行所需要的AM度AMI。
为此应用步骤2以大约AMI＝2.5％的典型步长(例如10遍)确定在大约5％-35％的AM度的区域内函数FM2(AMI)的移动速度。在这种情况下，在从单个阻抗极值的形成转变到更大数量的类似的(典型地两个)阻抗极值时，产生频率FM2随着AM度的强化偏移。在强化偏移的区域的过冲之后，随着AMI进一步提高，函数FM2(AMI)又一次显示出明显较低的变化速度。在出现多于一个的阻抗极值时，选择被分配给混合增加的区域的AM度AMIopt。这典型地是比精确地形成第二阻抗极值的AM度高大约3到10％、尤其是高5％的AM度AMIopt。
第三步骤设置用于增加的等离子体混合的激发频率从ST或者至少从FM1开始并且利用在步骤2中确定的AM指数AMIopt，现在以与步骤1中的频率变化速度(典型地从1-0.5kHz/s)可比较的频率变化速度朝着FM2的方向移动AM频率fAM，直到频率点fAMopt，该频率点fAMopt位于阻抗变化的最小值(更一般地反向极值)的频率点处FM2＜FMmin＜FM1。
显露出在FMmin与FM2之间的区域内电弧等离子体的混合得到改善。当对称地形成两个收缩的电弧区域时，在FM2处观察到电弧分布的最窄的收缩。由于从外部施加的、也就是强迫的混合突然失效，在频率点FM2的下冲与频率的进一步降低之后，观察到等离子体阻抗的最急剧的变化。这种效应既在垂直运行位置又在水平运行位置时发生。
精确地设置为FM2已令人惊讶地证明对于稳定的等离子体混合来说是不适当的，因为例如长期漂移和由于消耗等造成的等离子体组成的轻微变化以及填充物组分的分布的变化之类的效应可能很容易导致具有长期稳定性的等离子体的有效混合的紊乱。
在这里有设置为稍微高一些的频率的补救办法。已证明，对于色温的目标设定和对于高的光输出、以及对于高的颜色稳定性来说最有利的是较低的截止频率FM2与稍微高一些的频率FMmin之间的频率范围，截止频率FM2被分配较低的阻抗最大值ZMAX2，频率FMmin被分配位于ZMAX2与ZMAX1之间的阻抗最小值ZMIN。
较低的截止频率FM2与FMmin之间的间距取决于AM度，并且因此可以在一定程度上借助于AM度来设置该间距。AM度被选择得越高，阻抗最小值ZMIN就越显著并且FM2与ZMIN之间的间距就越大。这种考虑尤其可以用于固定最后选择的AM度AMopt。
在实际的研究中已显露出，应借助于AM度在频率FM2与FMmin之间至少设置400Hz的间距、尤其是高达900Hz的间距，由此在整个使用期限内获得长期稳定性。
典型地直到灯已高速运行之后、也就是说在灯启动之后1到3分钟，才以100到200Hz的步长(分辨率)以大约100Hz/s到1kHz/s(AM或HF)的频率移动速度来执行尤其是借助第二纵向谐振的、具有特征信号级AMI以及还具有特征频率的特征曲线族的产生、和用于声等离子体混合的截止频率(ST，SP，CM1，2)的确定。这个测量可以在第一次灯启动之后被执行一次，否则以规则的时间间隔或者随着每一次灯启动重复地被执行。
而且证明为了稳定的长期设置而考虑下面的发现是有利的。
已令人惊奇地发现，尽管在长的燃烧时间之后灯阻抗发生变化，但是继续在灯第一次启动时所发现的阻抗最小值ZMIN(i)的附近发现灯阻抗的当前局部最小值ZMIN(a)，并且因此可以总是将ZMIN(i)用作最佳声等离子体混合的参考点。
已证明，尽管出现一定的漂移，但是在第一次扫描之后可以通过50-100Hz/min的充分减慢的频率变化速度以大约50到100Hz的步长继续跟踪阻抗最小值。
在该方法的特别优选的实施方案中，利用这种程序模式可以充分提高灯的颜色稳定性。因此为了通过幅度调制和HF扫描来运行的高压放电灯的颜色设置而另外建议使用基于具有步骤1-3的第一方法的扩展操作方法为此，作为起始点，使用具有频率FM2的较低的阻抗最大值ZMAX2，或者使用位于混合范围内并且比FM2高至少150Hz、优选地高至少200Hz的频率。然后以50到150Hz的步长提高这个频率，并且在该过程中测量灯阻抗。在至少1min的稳定时间周期之后，在先前扫描的频率点处再一次测量灯阻抗并例如存储在非易失性存储器中，在该非易失性存储器中通过微处理器控制器来存储数据。
在出现灯阻抗的最小值的过冲之后，在该最小值出现之前立刻设置最后的频率、也就是说在步进顺序中直接在被分配给阻抗最小值的频率之前的频率。
这种设置方法很可靠，但是这种标准方法可能持续相对长的时间，因为每个频率点的设置时间长(大约1到5分钟)。
因此，作为替代的方法并且与仔细地、缓慢运行的标准方法相比较，执行更加迅速地运行的频率扫描。其目标是，尽管测量时间短，但是足够的填充物沉积继续被保证，足够的填充物沉积实际上与标准方法所表示的连续燃烧状态的条件相对应。
显露出，甚至可以使用以100到300Hz/s的频率移动速度显著更快地进行的频率扫描，这种频率扫描真正地不再允许足够的填充物沉积，可以利用这种频率扫描来确定最佳的频率点。下面的方法尤其是优选的为此，以100到300Hz/s的频率移动速度扫描频率fAM的范围，这从位于等离子体混合范围的上端处的高频ST开始进行，直到位于用于等离子体混合的最低频率FM2下面的低频SP。要被扫描的频率间隔的典型宽度是5-10kHz。在这种情况下移动幅度调制的频率，并在每一个频率测量点fAM处并且特别地以每一个频率测量点0.2到1s的典型保持时间测量灯阻抗Z(fAM)。测量值被存储在非易失性存储器中。
为了选择用于最佳运行的频率点，利用频率FM2处的阻抗最大值ZMAX和在稍微高一些的频率FMmin处的上游的阻抗最小值ZMIN之间的阻抗分布，在频率FM2之下不再发生等离子体混合。
因此在通过步骤3达到该范围之后执行步骤4。
在这种情况下，从点FMmin和点FM2+1/5×(FM2-FMmin)之间的范围内选择优选的最佳频率点fopt。
由此找到的频率点fopt具有与频率点FMmin基本上相同的特性，频率点FMmin在缓慢地执行的灯阻抗的扫描时显示出阻抗的相对变化的局部最小值，并且因此作为用于混合的永久平衡的最佳频率点是突出的。
如果灯功率由镇流器来调节(例如为了调光的目的)，那么在设置了另一个灯功率之后有必要重复整个测量操作，以便针对新设置的灯参数确定最佳频率点。
可以借助灯特性的已知的特性曲线来进行这种功率匹配，这些特性曲线已经由制造商确定，并且如果合适的话，已经被存储在电子镇流器中，这利用上面的原理来进行，同时以比在第一次测量的情况下显著更短的时间花费来观察简化的步进顺序。
整个方法可以由被编程的电子镇流器自动执行，该电子镇流器由微处理器来控制，并且该方法还允许使来自不同灯类型的相关运行参数(例如不同的色温)与灯功率相匹配。类似的陈述适用于灯功率差异不太大的相同灯类型。因此，单个电子镇流器可以用于多个灯类型的HF操作，伴随着通过使用纵向声谐振模式、优选地使用第二声谐振来实现操作的稳定化。最后，这种技术还允许例如通过激发不同的声谐振模式在灯中设置不同的色温。
本发明还包括上面描述的方法和该方法在镇流器中的实施的组合。在起始阶段中，直到所描述的程序开始的时间范围、也就是说频率和AM度的有效变化通过镇流器的功率耦合来确定。可以通过直接在电弧放电开始之后短期增加的功率输入将特定的周期缩短高达50％。相反地，当应用于具有特别高的热容量的放电室时，上面的特定的周期也可以被增加高达200％。
而且，用于确定频率fAM和AM度的测量步骤可以重复地运行。
该系统和/或镇流器以及合适的灯的制造商可以有利地在EB中对灯几何形状和填充物系统的特定组合的特征进行预先编程，以便可以应用只使用单独的部分步骤的简化方法。然而，所推荐的是不断检查，并且如果合适的话，针对给定的AM度AMI匹配fopt的设置，使得在每一次灯启动时至少运行步骤3。
此外，用于要运行的高压灯类型的启动和/或停止标准可以通过自动测量灯的运行电压和阻抗以规定的方式来设置。
除了该方法，本发明还包括具有微处理器的电子镇流器，在该微处理器中实施所描述的程序。
权利要求
1.一种高压放电灯，具有细长的陶瓷放电室，该陶瓷放电室限定灯轴A并且具有内部体积，该内部体积具有内部长度IL和最大的内部直径ID，并且该陶瓷放电室被分成具有恒定的内部直径ID的中间区域和两个具有可变的内部直径的端部区域，在端部区域中电极分别伸入到放电室中，其特征在于，该放电室具有2.5到8、尤其是3到6的纵横比，端部区域具有给定的长度LRD，在该给定的长度LRD内内部直径被减小到ID的至少85％，优选地被减小到ID的至少60％，使得在该放电室的端部处仍然存在具有ID的至少15％、优选地至少20％作为内部直径IDE的端面。
2.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，电极(7)的插入长度LINS长达IL的21％。
3.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，端部区域的长度LRD至少是0.5LINS并且至多是1.5LINS，尤其是0.75到1.25LINS。
4.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，端部区域是凸出或凹入弯曲的。
5.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，端部区域成圆锥形形状。
6.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，在离放电室的端部的、在0.4和0.6 LRD之间的轴向距离处，斜面相对于灯轴显示出至多α＝45°并且至少α＝15°、并且尤其位于α＝25°-35°的范围内的角度。
7.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，插入角αe至多是αe＝45°，当从中间区域来看时端部区域以该插入角开始。
8.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，内壁和端面之间的过渡平滑地并且在没有边缘的情况下延伸，并且尤其具有凸出和凹入部分。
9.如权利要求1到7所述的高压放电灯，其特征在于，放电室显示出具有金属卤化物的填充物。
10.一种用于如在前权利要求之一所述的高压放电灯的谐振运行的操作方法，该操作方法使用高频载频，尤其是借助扫描信号对该高频载频进行频率调制(FM)并且同时对该高频载频进行幅度调制(AM)，其中首先确定AM的基频，AM的基频f2L从第二纵向模式中获得。
11.如权利要求9所述的操作方法，其特征在于，在灯点火和宽限期期满后，根据幅度调制在至少两个状态之间周期性地变化的事实，针对规定的功率设置色温。
12.如权利要求9所述的操作方法，其特征在于，扫描信号的频率从第一方位角和径向模式中获得。
13.如权利要求9所述的操作方法，其特征在于，控制器设置AM信号的基频。
14.如权利要求9所述的操作方法，其特征在于，AM度被用于激发10-40％、尤其是18-25％的第二纵向声谐振。
15.如权利要求9所述的操作方法，其特征在于，激发用的AM频率位于f2L与f2L-2kHz之间。
16.如权利要求1所述的操作方法，其特征在于，具有固定的AM度的幅度以步进式的、突然的、逐渐的或可微的方式以特定的周期变化。
17.一种由高压放电灯和EVG构成的系统，具有如权利要求8所述的放电室，EVG适合于实施如权利要求9到15所述的操作方法。
全文摘要
高压放电灯配备有放电室，该放电室具有内部体积，该内部体积具有内部长度IL和最大内部直径ID，并且该放电室被分成具有恒定内部直径ID的中间区域和具有可变内部直径的两个端部区域，电极在端部区域中分别伸入到放电室中。此外，放电室具有2.5到8、优选地3到6的纵横比，端部区域呈现给定的长度LRD，在该给定的长度LRD内内部直径被减小到ID的至少85％。
文档编号H01J61/82GK1953633SQ20061014921
公开日2007年4月25日 申请日期2006年6月1日 优先权日2005年6月1日
发明者K·施托克瓦尔德, H·维斯 申请人:电灯专利信托有限公司