[发明专利]用于基于低频方波运行和部分高频运行来驱动高压放电灯以使电弧稳定和用于色彩混合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于驱动高压放电灯的方法。本发明同样涉及一种实施所述方法的驱动设备。

背景技术

本发明基于一种用于驱动根据独立权利要求的类型的高压放电灯的方法。

为了驱动高压放电灯（HID灯），大多数情况下以快速换向使用相对低频的方波灯电源，如在图1中所示。

所述运行方式尤其适用于驱动标准HCI灯，但是一定条件下，所述运行方式也能够用于驱动无汞的、分子辐射占优的灯。

在此，电流换向用于防止单侧电极磨损并且必须以足够快速的极性转换来完成，因此，灯在换向期间不会熄灭。换向时间典型地应在<100usec的范围内。

一般情况下，换向频率选择成，使得一方面在换向过程期间的短暂的不连续性在光中不显示为闪烁，并且另一方面EVG（电子镇流器）的和热灯的声发射都尽可能不落入可听范围内。

因此，换向频率应选择为尽可能在50Hz和200Hz之间的范围内。

当换向频率在100Hz的情况下与电网同步时，得到最佳结果，由此抑制在换向过渡期间的振荡和电网电源的可能的起伏之间的低频的且能够容易见到的混合模式。

但是，换向频率也不应在>20kHz的听觉范围之上，以便在驱动灯时没有任意地激发放电电弧的声学自振，在常见的灯的几何形状中，所述声学自振在20kHz和150kHz之间。电弧的共振激发在大多数情况下导致弧波动和弧不稳定性，所述共振激发最终能够导致灯的熄灭或者甚至导致灯的损坏。

借助上述简单的方波运行，通常情况下能够驱动大多数标准化的HID灯，而不会在此造成值得注意一提的弧不稳定性和弧偏转。

然而，在具有高纵横比的、特定的灯的几何形状、即具有在灯容器长度和灯容器直径之间的、或者弧长与弧直径之间的高的比例的灯的情况下，或者也在具有基于分子辐射占优的辐射的特定的填充系统的灯的情况下是不同的，上述两种情况通常导致提高的弧收缩及对声学共振的与此相关联的提高的敏感度。

在所述情况下，除了激发稳定性降低的声学自振的可能性之外，也出现下述可能性：电弧根据其如竖直或者水平的点燃位置的定向，由于在热灯本身中的升力而从电弧的轴向中央向上系统地偏转，并且因此在电极之间构成为弧形。

所述弧形偏转通常由于有效弧长的变化而导致如点燃电压或者声学自振的位置的电等离子运行参数的变化，但是所述参数对于借助电驱动设备（EVG）操作电弧的稳定工作是非常重要的。

因此，这类系统弧偏转在电驱动所述灯的情况下通常导致问题。为了在灯中避免所述大多数情况下取决于升力的弧偏转，并且为了普遍稳定具有高纵横比的放电电弧，能够应用弧矫直的驱动方法。

除了弧偏转之外，在如在高效率灯或者分子辐射占优的灯中使用的具有高纵横比的HID灯中，附加地还必须抑制所谓的色彩分离。

色彩分离理解为在灯中的电弧等离子中的填充组分的不均匀分布，这导致在灯的上部和下部部分之间的不同的光参数。

色彩分离尤其出现在灯的竖直的点燃位置中。

为了防止上述情况，尤其能够激发灯点燃器的声学固有频率。在此称作2A共振的激发。

用于在灯中目的明确地激发特定的声学固有频率的最简单的方法是，不是如通常以低频方波模式借助电子驱动设备驱动电弧，而是已经利用具有声学自振的相应的一半频率的交流电压或者交流电流驱动电弧。

不同于方波运行，在此还讨论高频运行，在下面也称作直接驱动。下面的段落说明了计量地激发2A模式，以抑制弧偏转或者通过弧矫直来稳定弧。

经由2A激发而致使弧稳定并且不允许色彩分离的已知的运行方式为如在图2a中示出的借助简单的连续直接驱动进行的简单的方波运行，其中在直接驱动时短暂地从方波模式中设置例如40kHz的工作频率，然后借助所述工作频率在时间片的长度上能够设置例如2A共振的特定声学自振的激发。图2b示出工作频率为40kHz的直接驱动的部分。

从US 6437517B1和EP 1434471中已知下述驱动方法，所述驱动方法利用连续的直接驱动来驱动气体放电灯。为此，将两个不同的频率施加到灯上以激发两个不同的声学共振。但是，两个频率的调制能够通过在直接驱动时的连续运行在其调制深度方面仅相对于彼此改变，相反，两个频率的绝对调制深度能够彼此无关地进行调节。因此，所述驱动方法不能可靠地应用于所有类型的灯，并且在技术上是部分难以实现的。

发明内容