[发明专利]用于驱动高压气体放电灯的电路装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路装置和一种方法，它们用于驱动具有矫正的电弧的高压气体放电灯，该电路装置在第一半桥中具有：至少一个第一电子开关和一个第二电子开关；用于为半桥电路供给直流电压信号的电源端口和参考接地端口；具有灯扼流圈和阻塞电容的负载电路，并且该负载电路一方面耦合在半桥中点上并且另一方面耦合在至少一个用于连接该高压气体放电灯的端口上；以及用于为第一和第二电子开关提供至少一个第一触发信号和一个第二触发信号的触发电路。

背景技术

本发明从用于驱动根据主权利要求所述的气体放电灯的一种电路装置和一种方法出发。本发明尤其涉及一种用于在电弧被矫正的情况下驱动气体放电灯的电路装置。

为了驱动高压气体放电灯、尤其是标准HCI灯，但同时也为了驱动无汞的、分子辐射占优的(molekularstrahlungsdominierten)MF灯，大部分情况下会使用一种相对低频的、矩形波的、具有快速整流功能的灯具电源。对电流进行整流用于避免单侧的电极损坏，并且必须通过足够快地换极来完成，使得灯具在整流期间不会熄灭。以典型的方式，整流时间应该在小于100μs的范围内实现。通常这样选择整流频率，即：一方面在整流过程中，短暂的非连续性并不在光线方面表现为闪烁，这就是说，整流频率应该尽可能大于50Hz；并且另一方面尽可能不使电子驱动器和较热的气体放电灯发出的声音落在可听到的频率范围内，这就是说，整流频率应该尽可能小于200Hz。如果100Hz的整流频率与供电网络同步，则可以达到最好的效果，并且因此阻止在电网供电时可能出现的纹波和在整流过渡期间发生的波动之间出现的可轻易看出的低频混合模式。但是，整流频率也不能高于可听到的频率范围，即不能高于20kHz，从而在驱动灯具时，不会任意地激发放电弧的在声学方面的固有谐振，在常用的灯具几何形状中该固有谐振甚至处于20kHz和150kHz之间。在大多数情况下，对电弧进行谐振触发会导致弧波动和电弧不稳定，这些最终会导致灯具熄灭或者甚至能导致灯具毁坏。

利用上述简单的矩形波驱动模式，一般可以驱动大部分标准的高压气体放电灯，而不会在此期间导致值得注意的电弧不稳定性和电弧偏转。另外相反地，在灯的几何形状特殊时，会产生较高的纵横比，这就是说，灯容器长度和灯容器直径之间的比例较大，或者说弧长度与弧直径的比例较大，或者在灯具有特殊的填充气体时也是如此。

在这些情况下，除了可能激发降低稳定性的声学固有谐振，还产生以下可能性，即由于较热的灯具自身具有浮力，电弧依据其取向、如垂直的或者水平的点火位置系统地从其轴向的中心出发向上偏移，并且因此在电极之间构成弧形。通常由于有效弧长改变，该弧形的偏移也会导致电学方面的等离子体驱动参数改变，例如点火电压或者声学固有谐振的位置，但是它们另一方面对于稳定地驱动具有电子驱动器(EVG)的电弧具有极其重要的意义。这种系统的弧偏移因此同样可以导致在电驱动灯具时出现问题，并且导致固有的电弧不稳定。

此外，如果考虑到灯具在发光体中的实际应用和与之相关的在一个反射系统中用测角术测得的光输出效率，自身偏移的电弧的缺点不言而喻。

为了避免在灯具中发生这种大多由浮力造成的弧偏转，并且为了在大体上稳定具有高纵横比的放电弧，现在可以采用电弧矫正或者说Arc-Straightening的驱动方法。

在电弧矫正的情况下，通过电驱动器有针对性地激发灯具的放电弧中特别的声学固有谐振，该声学固有谐振由于其形式上的特性不会导致一般常见的波动或者电弧不稳定，而是会使电弧的稳定性提高，尤其是在其轴向方向上。为此可以考虑的固有谐振主要是具有方位角的模式结构的固有谐振。为了电弧矫正或者Arc-Straightening的目的，提及对第二方位角的声学模式进行激发。

为了电弧矫正而激活的方位角的固有频率的位置一方面取决于灯的几何形状(长度、纵横比)，但是也取决于灯的一般驱动参数，如压力、温度、填充气体、功率等等。在所述灯具中，方位角的固有模式在20kHz到150kHz之间，典型地为60kHz。

用于适合地对灯具中特殊的声学固有频率进行激发的最简单方法是，利用电子驱动器来驱动已经具有高频电源电压或者电源电流的电弧。