[发明专利]低频无电极等离子灯

说明书

相关申请

本申请要求2008年9月18日提交的名为“低频无电极等离子灯”的美国临时专利申请No.61/098,201的优先权，在此通过参引的方式将该专利申请的全部内容并入。

技术领域

本领域涉及用于发光的系统和方法，更具体地，涉及无电极等离子灯。

附图说明

图1A是根据示例性实施例的等离子灯的截面和示意性视图。

图1B是根据示例性实施例的具有圆柱形外表面的灯体的透视截面视图。

图2A是根据示例性实施例的灯泡的侧视截面视图。

图2B是根据示例性实施例的具有尾部的灯泡的侧视截面视图。

图2C示出了根据示例性实施例的由填充物产生的光谱的曲线图。

图3A是根据示例性实施例的用于无电极等离子灯的驱动电路的框图。

图3B是根据示例性实施例的射频(RF)功率检测器的框图。

图3C是根据替代性的示例性实施例的射频(RF)功率检测器的框图。

图4A-E是根据示例性实施例的用于启动无电极等离子灯的方法的流程图。

图5是根据示例性实施例的用于无电极等离子灯的运行模式操作的方法的流程图。

图6A-D示出了使用灯体中的调谐孔来进行阻抗匹配和/或调频的示例性实施例。

具体实施方式

尽管本发明能够实现多种修改和替代性的构造，但是此处将详细描述图中所示的实施例。然而，应当理解，不存在将本发明限制于所公开的具体形式的目的。相反，意在使本发明涵盖所有落在如所附权利要求所明确阐述的本发明的精神和范围内的修改、等同设置以及替代性构造。

图1A是根据示例性实施例的等离子灯100的截面和示意性视图。这仅仅是示例，其他的等离子灯也可以与其他的实施例一起使用，包括微波或电感等离子灯。在图1A的示例中，等离子灯100可以具有：由一种或多种固体介电材料形成的灯体102；以及邻近灯体102定位的灯泡104。在一个示例性实施例中，灯体102由具有大约9.2的相对电容率的固体氧化铝形成。灯泡104含有能够形成发光等离子体的填充物。灯驱动电路106将射频功率耦合到灯体102中，该功率继而被耦合到灯泡104中的填充物中，以形成发光等离子体。在示例性实施例中，灯体102形成共振结构，该共振结构含有射频功率并将其提供给灯泡104中的填充物。

在示例性实施例中，灯体102相对较高，并且涂覆有导电材料。在灯体102内形成有凹部118。灯体102的外侧上的涂层108o形成外部导体。凹部118内的涂层108i形成内部导体。外部导体和内部导体通过穿过灯体102的底部的导电涂层被一起接地。外部导体在灯体102上方延续，并且在灯泡104的顶部附近围绕灯泡104(尽管灯泡104的一部分延伸越过外部导体)。内部导体同样朝灯泡104延伸，并且在底部附近围绕灯泡104(尽管灯泡104的一部分延伸越过内部导体进入凹部118中)。灯体102的表面114并不涂覆导电材料(外部导体和内部导体形成靠近灯泡104的开路)。当内部导体H3的长度大约为该波导结构中的射频功率的波长(λg)的四分之一时，该结构近似为四分之一波同轴共振器。该四分之一波共振器的短路端沿着灯体102的底部被发现，其中涂层108o和108i在该处通过导电涂层被一起接地。该四分之一波共振器的开路端位于未涂覆的表面114处。这与较宽且较短的构造形成了对比，该较宽且较短的构造近似为半波长共振腔而不是四分之一波同轴共振器。

在图1A的示例性实施例中，开口110延伸穿过灯体102的较薄区域112。开口110中的灯体102的表面114不被涂覆，并且灯泡104的至少一部分可以定位在开口110中，以接收来自灯体102的功率。在示例性实施例中，较薄区域112的厚度H2可以处于从1mm到15mm的范围，或者处于包含在该范围内的任何范围，并且可以小于灯泡104的外侧长度和/或内部长度。灯泡104的一端或全部两端可以从开口110中伸出，并且延伸越过灯体102的外表面上的导电涂层。这有助于避免形成在从灯体102耦合功率处的区域附近的高强度等离子体对灯泡104的端部的损害。