[发明专利]气体放电灯的灯寿命控制方法、气体放电灯驱动器电路、气体放电灯和气体放电灯与灯驱动器电路的组件

说明书

技术领域

本发明涉及操作气体放电灯的方法，气体放电灯，和灯驱动器电路。具体来说，本发明涉及用于控制气体放电灯的灯寿命的方法，并且涉及气体放电灯，灯驱动器电路，以及装配起来用于实现所说方法的其组合。

背景技术

众所周知，低压气体放电荧光灯如TL灯或CFL灯的灯寿命尤其取决于灯的电极的恶化，因为在工作期间电极的状态变坏。然而，电极的损伤大小主要取决于电极的工作温度。决定电极的恶化的两种类型的损伤是溅射损伤和蒸发损伤。

在电极相对较冷时溅射损伤速率一般很大，但随着温度的上升，这种损伤的速率下降。当温度升高到足以产生热离子发射时，溅射损伤速率变小。

蒸发损伤速率随着温度的增加而增加。在某个温度，溅射损伤速率相对于蒸发损伤速率来说变得可以忽略。

当溅射损伤速率和蒸发损伤速率的总和，即总损伤速率，最小时，电极温度就灯的寿命来说处于最佳值。在实践中，对于由卷绕的钨丝制成的并且覆盖有Ca、Ba和Sr的氧化物的电极，当温度处在工作温度范围，即在某些边界T₁和T₂之间时，总损伤速率相对较小。对于点火，工作温度可以在约900K-1000K的范围内，总损伤在约950K的温度时最小。

对于上述的这种电极，众所周知的是，发生热离子发射的温度对应于钨的电阻之比

R_hot/R_cold≥4，

其中的R_cold代表室温下的电阻，R_hot代表工作温度下的电阻。

按照常规，使用上述技术考虑，将灯驱动器电路和气体放电灯标准化，并且进行设计以使电极在点火之前可以预热，从而使电阻比约为4.75。

类似的考虑导致稳态工作的类似的规则。然而，温度范围可以是不同的。对于上述的有涂层的钨丝，合适的点温度范围在1400-1600K，而电极的其余的部分可以在较低的温度。按照经验的发现，当灯电流I_lamp在电流I_R4的1-1.5倍范围内，没有额外的加热电流的灯，灯寿命是高的；电流I_R4是在上述的电阻比是4的情况下的电流(对于没有放电的电极测得的)。

虽然具有这样一种标准化的灯和驱动器电路的灯的平均寿命是可以接受的，但例如由于存在制造容差和厂家的不同，个别的灯的寿命可能比预期的要短些。

发明内容

期望得到优化气体放电灯的寿命的方法。进而，期望得到实现所说方法的气体放电灯和灯驱动器电路。

按照本发明的一个方面，提供一种控制气体放电灯的灯寿命的方法，所说的方法包括：向操作所说灯的灯驱动器电路提供温度信号，所说温度信号代表所说气体放电灯的电极温度；和，响应所说温度信号，控制由所说灯驱动器电路向所说灯提供的至少一个操作信号，从而把电极温度控制在预定的温度范围内。

具体来说，在替换有缺陷的灯有困难和/或昂贵的应用中，有益的做法是控制电极温度，因为受控的电极温度有可能增加灯寿命。

在本方法的一个实施例中，温度信号对应于阴极电压降(cathodefall voltage)。在一个实施例中，阴极电压降可能由位于灯周围的一个导电带确定的，所说的阴极电压降是通过测量所说导电带的电位确定的。在另一个实施例中，确定电极附近的一个灯帽的电位以确定阴极电压降。在另一个实施例中，通过测量电极屏蔽罩(electrodeshield)的电位来确定阴极电压降。在某些已知的灯中设有这样的电极屏蔽罩。

在另一个实施例中，温度信号对应于电极线圈电压。提到的电极线圈即例如线圈式钨电极。对于给定的放电电流和给定的加热电流，电极线圈上的电压降是有效线圈电阻的度量值，因此是有效线圈温度的度量值。于是，在这个实施例中，使用电极线圈上的电压作为温度信号。

在下一个实施例中，组合使用阴极电压降和电极线圈电压作为温度信号。阴极电压降对于确定冷电极温度可以更准确，而电极线圈电压可以更加适合于确定热电极的温度。使用这两个信号可实现冷电极和热电极这两者的准确测量。

响应冷或热电极，灯驱动器电路的控制电路控制至少一个操作信号。在一个实施例中，至少一个操作信号是提供给灯的加热电流。加热电流是本技术中公知的操作信号，用于加热电极和保持电极在合适的温度。如果由温度信号指示的温度不在期望的水平，控制电路可以调节加热电流以调节温度。具体来说，如果温度低于期望的温度，增大加热电流；如果温度高于期望的温度，减小加热电流，如果可能的话。