專利名稱：高壓燈和用于高壓燈在縱模下諧振運行的相關運行方法以及相關的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分的高壓燈，一種用于高壓燈在縱模下 諧振運行的相關運行方法以及一種相關的系統(tǒng)。所述高壓燈是具有陶瓷放電容器并且縱橫 比為至少2. 5的高壓放電燈。
背景技術：
從US 6400100中已知一種高壓燈和用于高壓燈在縱模下諧振運行的相關運行方 法以及相關的系統(tǒng)。在那里說明了用于發(fā)現(xiàn)第二縱向的聲諧振頻率的方法。其基于的觀點 是，在激勵縱模的頻率連續(xù)地降低時，能夠通過出現(xiàn)燈的相對的點燃電壓增高來發(fā)現(xiàn)在垂 直的點燃位置上的諧振頻率。這表明，借助該方法可發(fā)現(xiàn)用于在垂直諧振中的分離的電弧 狀態(tài)的縱向頻率，并且然后保持該縱向頻率。但是這樣發(fā)現(xiàn)的頻率，根據(jù)金屬鹵化物填充物 的填充成分和搜索過程的完成時間點，能夠是明顯非常高的，使得在借助上述方法發(fā)現(xiàn)的 頻率中的聲諧振的激勵出現(xiàn)不充分的混合，并且無法足夠好地抵消分離。此外，在電子鎮(zhèn)流 器中的實施是雜的。涉及通過第二縱模的有針對性的激勵來減少分離的其它文獻例如為 US 2003/117075、US 2003/117085、US 2005/067975 和 US2004/095076。在所有這些文獻 中，使用具有至少為1. 5的高縱橫比的圓柱形的陶瓷放電容器。端部為直的或半球狀的。從EP-A 1729324中已知一種具有傾斜的端部件的陶瓷放電容器，其在諧振運行 方式中工作。該容器形狀特定用于具有聲諧振的工作，并且嘗試盡可能地抑制分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種具有根據(jù)權利要求1的前序部分的陶瓷放電容器的高 壓放電燈，所述高壓放電燈在以聲諧振的工作中，將用于抑制分離的聲功率最小化。該目的通過權利要求1表明的特征得以實現(xiàn)。尤其有利的實施方式在從屬權利要 求中說明。以聲諧振的工作方式是針對激勵一個或多個諧振模式，所述諧振模式包括第二縱 向諧振或者與該第二縱向諧振耦合。因此，如在US2005/067975中稱為組合模式的頻率尤 其為如下模式，所述模式的頻率例如從縱向和其它方位角和/或徑向的諧振的頻率中合乎 規(guī)律地計算出。在此可能的是，也許利用調(diào)幅并且尤其是借助于脈沖寬度調(diào)制來定時。借助于定時和/或結構化的調(diào)幅，例如具有也許與脈沖高度變化組合的脈沖寬度 變化的形式，在始終不變的燈功率水平時，尤其提供金屬鹵化物燈的色彩控制的可能性。在此基于的觀點是，對于放電容器的規(guī)定的幾何形狀而言，存在用于內(nèi)部長度IL 的狹窄的公差范圍。內(nèi)部長度是燈的限定縱向的聲諧振的那個尺寸，為了電弧等離子體的 可能的最佳的充分混合，尤其是在垂直點燃位置上，必須激勵所述縱向的聲諧振。在垂直的點燃位置上，由于分裂，獲得相對于水平的點燃位置的劇烈變化的聲速， 所述劇烈變化的聲速通過在等離子體內(nèi)輻射的粒子的在垂直對流時的分裂導致。
諧振運行尤其是基于以燈電流的在適中的HF范圍內(nèi)的載頻的工作。當燈在通常 工作狀態(tài)下時，載頻大約相當于半個第二方位角聲諧振的頻率。載頻總是指的是電流信號 的頻率或電壓信號的頻率。相反，對于聲諧振的激勵而言，功率頻率總是決定性的，所述功 率頻率為電流或電壓的激勵頻率的兩倍。例如，依據(jù)是在70W的燈中的具有錐形的端部形狀的放電容器的幾何形狀，其中 載頻位于45至75kHz的范圍內(nèi)，典型的是50kHz，并且其中優(yōu)選的是，作為FM調(diào)制的掃描頻 率應用于該載頻，所述掃描頻率的值從100至200kHz的范圍中選擇。有利的是，調(diào)幅應用 于該工作方式，所述調(diào)幅的特征例如在于，AM的兩個參數(shù)AM度和持續(xù)時間中的至少一個， 即脈沖_間隔比以及時間控制的AM深度AM(t)中的一個。具體地說，在具有帶有大的內(nèi)部長度的陶瓷放電容器的高效金屬鹵化物燈中，放 電容器的縱橫比(內(nèi)部長度/內(nèi)部直徑)優(yōu)選至少為2.5，尤其是11710 = 2.5至5.5。在 此，借助中頻至高頻的AM操作，通過調(diào)幅度激勵一個或多個縱模(優(yōu)選第二或第四)的強 度。在這些模式中，填充物被輸送至放電容器的中央?yún)^(qū)域內(nèi)，并且因此沿著電弧調(diào)節(jié)放電容 器中的填充物分布。這尤其是在垂直或傾斜地(燈的傾角> 55° )工作的燈中是特別重要 的。因此，燈壓力的成分發(fā)生了變化，并且沉積的填充物組分的光譜吸收也發(fā)生了變化。用 于激勵縱模的調(diào)制頻率(AM的基頻)典型地位于20至35kHz的范圍內(nèi)。為此，在典型地為 45至75kHz的載頻中，進行具有在大約100至200kHz的范圍內(nèi)的掃描模式的FM(調(diào)頻)。典型的金屬鹵化物填充物含有如DyJ3、CeJ3、CaJ2、CsJ、Li J和NaJ的成分，也許 也含有TIJ。到目前為止說明了用于穩(wěn)定地調(diào)節(jié)具有高的放電容器縱橫比的燈中的分離抑制 的各種工作模式。這表明，在一些利用第二縱向的聲諧振的特別好的適合的工作類型中，尤其是在 同時利用FM和AM調(diào)制的HF電流形式時或在時間上順序地利用時，——尤其是交替具有 固定頻率工作的FM調(diào)制，例如參見US 6184633——，由于高的諧振器品質(zhì)因數(shù)，放電容器 的純圓柱體形狀甚至產(chǎn)生光的不穩(wěn)定性，并且因此只是有限地適用于所述工作。但目前為 止，電子鎮(zhèn)流器必須利用成本高且復雜的控制機構，以便克服這些不穩(wěn)定性?，F(xiàn)在，提出放電容器的內(nèi)輪廓的特殊的構造，并且尤其是電極背面空間的內(nèi)輪廓 的特殊的構造，所述構造優(yōu)選用于如下工作模式，所述工作模式至少暫時地利用第二聲縱 向諧振模式，或者利用具有徑向模式或方位角模式的激勵的這些模式的組合。提出的解決方案特別有效地用于具有至少2. 5和最高8的縱橫比AV的放電容器。 換言之，應該適用于<formula>formula see original document page 4</formula>(1)4<11710<5.6的范圍是尤其優(yōu)選的。縱橫比定義為內(nèi)部長度仏與內(nèi)直徑10(= 2女IR)的比，在這里，IR =內(nèi)半徑。但是在此，內(nèi)半徑IR只是涉及保持為圓柱形的放電容 器的中央部分?，F(xiàn)在，優(yōu)選地利用運行方法，所述運行方法通過第二方位角聲諧振的順序的斜坡 狀的交叉使放電電孤穩(wěn)定。因此，在每個點燃位置上產(chǎn)生電弧收縮。通過偶數(shù)的，優(yōu)選第2、 4、6或8縱向諧振的至少暫時穩(wěn)定的激勵，有效地抵消軸向的分離。在現(xiàn)有技術的陶瓷高壓放電燈中，經(jīng)常使用毛細管作為在放電容器上的用于電極通過的套口，在所述套口中，電極系統(tǒng)通到真正的燃燒器體部上。通過電極系統(tǒng)的具有分 離的部分的形式的結構，大多數(shù)情況下借助由金屬繞組(由鉬或鎢/部分地制成合金或摻 雜質(zhì))組成的引線，在引線范圍內(nèi)出現(xiàn)與燃燒器空間鄰接的凹部和在電極背面空間內(nèi)的空腔。對于在這樣的高壓燈中的縱向豎立的聲波的應用表明，這樣 的空腔是在此外反射 聲音的背壁的區(qū)域內(nèi)的阻尼元件。因此使人注意的是，在使用通過不同程度地填滿毛細管 空間的不同長度的金屬繞組而變大的凹部時，豎立的縱向波的聲阻尼變大。在使用金屬繞 組或金屬陶瓷體時，也類似地適用，所述金屬陶瓷體相對于陶瓷的毛細管需要相對大的間 隙寬度，并且因此在毛細管中的間隙寬度變大。因此，為了有效地調(diào)節(jié)用于抑制分離的縱向 的聲諧振，由于阻尼，需要相對大的聲功率，例如通過在AM+FM掃描方法中的調(diào)幅度的增加 的必要性。用于抑制分離的聲功率的提高導致用于抑制分離的聲功率導入每提高10%，燈 效率降低燈增益的典型地4%至7%。本發(fā)明涉及一種從毛細管到燃燒器內(nèi)部空間的過渡區(qū)域內(nèi)的端部區(qū)域的構造，尤 其也是引線的構造。這表明，在毛細管的區(qū)域內(nèi)重要的是，朝向具有最大20i!m的間隙寬度的毛細管 的內(nèi)壁的狹窄位置的至少起始處位于部分LSP內(nèi)，所述部分相當于毛細管的內(nèi)直徑IDK的 四倍的軸向長度并且在燃燒器內(nèi)部空間的端部上與端面鄰接。這個狹窄位置用于消除阻 尼。因此，用于調(diào)節(jié)分離抑制需要的聲功率分量最小化。這能夠通過使用合適地構成的引線來實現(xiàn)，所述引線在放電側具有與毛細管的內(nèi) 直徑良好地匹配的繞組作為前面部分?？商娲氖牵懊娌糠忠材軌驗榻饘俚幕蚝薪饘?陶瓷的圓柱形部分。這也能夠為電極的一體的部分。最好表明，具有外直徑DFR的前面部 分位于毛細管的出口區(qū)域內(nèi)，并且在此毛細管水平地終止；或者前面部分最多略微陷入毛 細管內(nèi)，而且不低于軸向長度LSP，所述軸向長度相當于毛細管的內(nèi)直徑IDK的四倍。當毛細管的放電側的端部區(qū)域或多或少完全地被封閉時，有關阻尼的結果是更有 利的。這例如能夠通過電極系統(tǒng)在安裝時在陶瓷塞內(nèi)的過盈配合或焊接來實現(xiàn)，使得至少 在狹窄位置不再出現(xiàn)電極系統(tǒng)和陶瓷壁之間的間隙。因此能夠?qū)崿F(xiàn)用于激勵確保分離抑制所需的縱向的聲諧振的最小的聲功率。作為主要的第二措施，需要的是，放電容器的端部區(qū)域橫向于放電容器的軸線，使 得其在放電容器的最大內(nèi)直徑ID的15%至85%的長度上形成端面。作為第三主要措施，需要的是，放電容器的端部朝端面收縮。尤其優(yōu)選的是，具有 連續(xù)的凹曲率的并且因此最好確保層流的收縮。在此優(yōu)選的是，應該謹慎地選擇在放電容器中的填充物的壓力。表明有利的是，端部區(qū)域的使內(nèi)直徑幾乎連續(xù)地逐漸變小的輪廓傾斜于燈軸線， 并且朝縱模的形成方向延伸。這相當于在三維空間上錐形或漏斗形地逐漸變小。但是，端部區(qū)域的過渡輪廓也能夠延伸為凹形，即向外隆起——例如半球殼狀，或 者凸形，即向內(nèi)隆起——例如作為橢圓形部分的旋轉面，并且然后能夠從例如收縮到0.6* ID再次逐漸變?yōu)榇怪庇跓糨S線延伸的內(nèi)壁作為端面。這能夠在需要時直接認為是毛細管中 的過渡部分或者是塞件。尤其優(yōu)選的是，兩個不同曲率的部分——一個是凹形的并且一個 是凸形的，一個接著一個地設置。
在端部區(qū)域的凹形的外形的情況下，曲率半徑KR應該最大等于內(nèi)直徑<formula>formula see original document page 6</formula>的一半，在凸形或線性延伸的錐形地變細的情況下，在端部區(qū)域的位于內(nèi)部的端點上的切 線應該與中間區(qū)域的軸向平行的準線占據(jù)最大45°的銳角ae。純凸形地彎曲的端部區(qū)域的示例是形成為喇叭口狀的內(nèi)輪廓，尤其是形成為雙曲面的部分的內(nèi)輪廓。在內(nèi)部體積的端部的距離內(nèi)，長度LRD的端部區(qū)域的中央?yún)^(qū)段對阻尼產(chǎn)生重大的影響，所述內(nèi)部體積從放電容器的端部觀察，至少在0.40 * LRD至0.60 * LRD之間延伸。在這里，內(nèi)輪廓的從軸線開始相對于軸向方向測量到的切角at優(yōu)選位于at = 15°和 at = 45°之間的范圍內(nèi)。其尤其優(yōu)選位于a t = 25°和a t = 35°之間的范圍內(nèi)。用于端部區(qū)域的內(nèi)輪廓的外形的具體的選擇的標準尤其是在第二縱向的聲諧振的激勵時的諧振器品質(zhì)因數(shù)。對于第二縱向諧振2L，諧振器品質(zhì)因數(shù)必須選擇性地達到足夠高的程度。諧振器品質(zhì)因數(shù)能夠從功率頻譜中的用于第二縱向諧振的激勵所需的功率分量中導出。典型的是，它為該范圍內(nèi)的燈功率的大約5%至20%。按照工作方式，這也適用于借助該諧振耦合的諧振，如其在混合模式中出現(xiàn)，例如徑向-縱向的諧振或方位角_縱向的諧振。激勵模式典型地為1R+2L或3AZ+2L。最適合的是對于2L的較高的諧波而言同時顯現(xiàn)出明顯下降的諧振器品質(zhì)因數(shù)的那些輪廓，即所述 輪廓盡可能地減震。在第二并且需要時第四縱向諧振的有針對性地組合的激勵中，以及在他們的與縱向-徑向諧振的組合中，當同時盡可能好地抑制第八縱向諧振和和其諧振組合時，達到用于為了在組合的AM+FM工作中操作的高效陶瓷燈的內(nèi)輪廓的激勵的卓越的條件。為此重要的是，首先第一次在諧振器端部上提供足夠大的端面，所述端面的直徑IDE為圓柱體的內(nèi)直徑ID的至少15%。內(nèi)直徑IDE優(yōu)選為圓柱體的內(nèi)直徑ID的至少20%。在放電容器內(nèi)的上述聲諧振的組合允許在對流確定的電弧等離子體區(qū)域內(nèi)，在提高壓力條件的情況下，調(diào)節(jié)聲學地產(chǎn)生的改善的對流單體樣式，使得在良好的維護行為的情況下，經(jīng)過典型地4000至6000h的較長的工作時間，可達到1201m/W的提高的光輸出或者甚至更多與大于85并且典型地為90的色彩重現(xiàn)Ra的組合。在此表明，燈內(nèi)輪廓的在放電容器的在長度LRD的端部區(qū)域內(nèi)的收縮優(yōu)選為LRD = 0. 095XIL 至 0. 155X IL，其中典型的值為 LRD = 0. 125XIL。在此，LRD涉及燈的總的內(nèi)部長度IL，并且中止在具有減小的內(nèi)直徑IDE的端面內(nèi)。這個邊界條件對于穩(wěn)定的對流單體構造的產(chǎn)生是理想的，所述對流單體構造通過在等離子體氣體中的豎直的聲波場產(chǎn)生，以便達到電弧等離子體氣體的最佳的充分混合，以致在任意的燈位置上完全地抑制等離子體的色彩分層。燈的內(nèi)直徑在端部區(qū)域上優(yōu)選連續(xù)地減小，使得從具有內(nèi)直徑ID的幾乎圓柱形的中間部分到逐漸變細的端部區(qū)域的過渡通入變細部分的凹半徑R1中。優(yōu)選的是，ID/6≤R1≤ID/2。典型的值為0. 35ID至0. 5ID。尤其優(yōu)選的是收縮的區(qū)域LRD，粗略地說，所述區(qū)域彎曲為S形。在此，內(nèi)直徑從凹形地延伸的半徑R1開始減小，通過反曲點過渡為凸形地延伸的半徑R2，所述半徑R2與垂直于燈軸線延伸的具有因此產(chǎn)生的直徑IDE的端面相交。優(yōu)選的是，ID/4≤ R2 ≤ ID。典型的值為 R2 = 0. 65ID。
尤其表明，端面的直徑IDE應該位于0. 15至0. 85ID的范圍內(nèi)。當該直徑IDE與放電容器的原始的內(nèi)直徑ID合適地相匹配時，達到尤其好的結 果。粗略地說，ID本身越大，IDE和ID之間的比應該越小。優(yōu)選適用的準則是，VID= IDE/ ID = aXID+b，這里，a = -0. 120 至 _0. 135，并且這里，b = 1. 0 至 1. 1。在圓柱形的端部形狀中，用于2L以及如4L或6L的較高諧波的諧振器品質(zhì)因數(shù)是 相互可比較的。這在基本上圓柱形的放電容器中導致，在聲的第二縱向諧振通過時，由于非 常高的諧振器品質(zhì)因數(shù)，較高諧波的諧振起動，所述諧振例如在調(diào)幅的情況下被激勵。因 此，形成附加的在聲學上確定的對流單體，所述對流單體也許能夠?qū)е伦杩固鴦右约皩е?電孤放電的熄滅。在第二縱向諧振頻率從較高的激勵頻率開始通過時，——在10%至 30%的典型的AM度的情況下，典型地從fStotAM = fres 2L+5kHz到fst。pAM = fres 2L-5kHz——， 那么出現(xiàn)強烈的燈阻抗變化和電孤不平穩(wěn)，這導致不穩(wěn)定的燈狀況。將激勵頻率調(diào)節(jié)至在 增強地出現(xiàn)的燈阻抗變化的附近的頻率能夠?qū)е虏幌Ｍ碾姽虏黄椒€(wěn)。結合具有峰值的明顯波動的燈阻抗值，所述峰值超過在非激勵狀態(tài)下存在的燈阻 抗的1.5倍。在此，能夠?qū)е聼舻南纭Ｒ虼?，不能夠調(diào)節(jié)用于穩(wěn)定地改善在燈的垂直或傾 斜的點燃位置上存在的電弧柱分離的抑制的模式。這首先在根據(jù)本發(fā)明的端部形狀的選擇時達到。第二縱向諧振頻率從較高的 激勵頻率開始的通過，——在15%至35%的典型的AM度的情況下，典型地WfstartAM = fres 2L+5kHz到fst。pAM = fres 2L-5kHz——，導致構成具有較高諧波的諧振的跳動的抑制的穩(wěn) 定的電弧形狀。這表明在fAM = fres 2L直至典型地fAM = fres 2L-lkHz之間的調(diào)幅頻率fAM 的頻率范圍內(nèi)，在內(nèi)部長度IL的大約1/3到1/4或大約2/3到3/4時，兩個對稱的電孤收 縮穩(wěn)定地構成。在fAM進一步降低時，第二縱向諧振穩(wěn)定地結束，而不出現(xiàn)電弧不穩(wěn)定性， 其中構成兩個相對于燈中心對稱的電弧收縮，并且在可重現(xiàn)的截止頻率fAMmd中。


下面將借助于多個實施例詳細地闡述本發(fā)明。附圖示出圖1示意地示出高壓放電燈；圖2示意地示出高壓燈的放電容器；圖3至7示出放電容器的端部的不同實施形式；圖8示出電子鎮(zhèn)流器的示意的結構；圖9和10示出這樣的燈的聲功率和效率；圖11示出放電容器的端部的另一個實施例。
具體實施例方式在圖1中示意地示出一種金屬鹵化物燈，其具有由硬玻璃或石英玻璃構成的外泡 殼1，所述外泡殼具有縱向軸線并且在一側通過盤形熔融部2密封。在盤形熔融部2上，兩 條外部的饋電線向外(不可見)弓丨導。它們中止在燈頭5內(nèi)。兩側密封的且由PCA(A1203) 構成的陶瓷放電容器10軸向地插入外泡殼內(nèi)，所述放電容器具有兩個電極3和由金屬鹵化 物組成的填充物。
在圖2中示出具有相對高的縱橫比ID/IL的放電容器10的示意圖。放電容器10 具有圓柱形的中央部分11和兩個端部12，所述放電容器具有給定的內(nèi)直徑ID = 2 * IR和 給定的內(nèi)部長度IL，其中IR為內(nèi)半徑。電極3設置在放電容器的端部12上，所述電極借助 于引線4與內(nèi)部饋電線6(參見圖1)連接。放電容器典型地包含由緩沖氣體Hg與氬和金 屬鹵化物組成的填充物，例如由堿金屬碘化物和稀土元素碘化物以及鉈組成的混合物。燈借助電子鎮(zhèn)流器，參見圖8，借助在聲穩(wěn)定的諧振中的高頻進行工作。為此首先推薦第二縱向諧振或者與之相關聯(lián)的諧振。具體的實施例是陶瓷放電容器10，其具有錐形的端部區(qū)域11和帶有內(nèi)直徑IDK的 毛細管12，并且具有引線13，所述引線為銷狀，并且在前面繞組被推動到所述引線上，為此 參見圖3。電極的桿部14焊接在銷上，焊點由15表示。在相對于毛細管恒定的內(nèi)直徑IDK =0. 68mm,繞組直徑DFR = 0. 64mm時，有效地保持小的間隙寬度=20 μ m。在這個具體的實施例中，為了達到在f。pt至f。pt_lkHz的范圍內(nèi)的最佳的分離抑制 所需的聲功率大約為總功率的10%。換言之，用于最佳地抑制分離的頻率的寬度至少為 IkHz。相反，如果在相同的其它結構數(shù)據(jù)和相同的填充物的情況下，選擇繞組直徑DFR =0. 55mm，那么所需的聲功率大約為總功率的18%至20%。在完全齊平地封閉，即間隙寬度為0或DFR= IDK時，只需要8%的聲功率，參見圖 9。在遵循上述技術理論的情況下，在高效的燈中能夠達到從例如125LPW到135LPW 的效率提升，參見圖10。典型地根據(jù)表1選擇幾何結構比例。在那里，給出了放電容器的瓦數(shù)(第一列)。 在第二列中給出在毛細管中的孔的直徑IDK。表 1
瓦數(shù) ID最大ID I端面直徑 比值面MK/端面的比值
(um) 燃燒器 (DUS)DUS/ID (% )
20W5002mm1. 7mm0 858^7
~35W5002. 7mm1. 9mm07 Γο
~70W6804mm2. 4mm06O
~150W8506mm2. 6mm043ΙοΓ 第3列示出放電容器的最大的內(nèi)直徑ID。第4列給出橫向于放電容器的縱向軸 線的端面的直徑(DUS)。第5列示出直徑(DUS)和放電容器的最大內(nèi)直徑ID之間的比值。 其在小瓦數(shù)時相對高地選擇，在大瓦數(shù)時能夠明顯小地選擇。最后，第6列給出在毛細管的 孔的面和端面之間的比值。該比值必須在6%至12%的范圍內(nèi)選擇，以便盡可能小地保持 阻尼。重要的是，毛細管與放電容器是一體的，使得不出現(xiàn)具有階梯形式或其它接合位置的附加的過渡。深入地插入的分開的毛細管在聲波反射時導致附加的破壞性的干涉，并 且此外干擾層流。因此，端面應該盡可能均勻地構成，并且只是在中心包含作為干擾的毛細 管。引線的前端能夠以在0(即端面的平面)和最大四倍的IDK之間的深度中止于毛細管 內(nèi)。在盡可能小的深度時獲得最小的阻尼。然而在這里熱橋最大。最好在一倍和四倍的 IDK之間選擇該插入深度。 圖3示出燈端部，在所述燈端部中，放電容器的最大的內(nèi)直徑ID在端面16的起始 處減為兩部分。當鄰接ID的第一部分凹形地彎曲并且鄰接端面的第二部分凸形地彎曲時， 達到最好的結果。在此，尤其是在兩個部分之間的反曲點實際上應該位于LRD的面向放電 的前面部分內(nèi)。出于流動技術的原因，前面的部分優(yōu)選應該具有曲率半徑R1，所述曲率半徑 至少以20%的精度大致相當于直徑ID的一半。對于后面的部分的曲率半徑R2應該適用的 是，選擇為R1<R2，尤其適用的是，R2 = l. 1至1.3R1。端面具有直徑DUS。具有恒定的內(nèi) 直徑IDK的毛細管12位于端面中央。電極具有頭部和與引線銷焊接的桿部。具有最大外 直徑DFR的繞組位于引線銷上。間隙寬度大約15至20 μ m。在繞組后面的間隙寬度不起作 用。借助于玻璃焊料19密封的另一個繞組位于毛細管的端部上。在端面和第二部分之間 的過渡部分應該被倒圓，即盡可能沒有棱邊。圖4示出由鎢組成的作為引線的銷20，所述銷在放電側的端部上不具有繞組。對 此替代的是，只是變厚的焊接點21位于那里，所述焊接點的狹窄位置的尺寸確定為，使得 在焊珠的最大直徑的長度LSP內(nèi)只是還留有相對于毛細管的內(nèi)壁大約10 μ m的間隙。焊珠 位于毛細管的起始處附近。圖5示出作為引線的前面的部分的含有金屬陶瓷的填充部分25。由具有明顯較小 的直徑的Mo制成的銷26位于其后面。在這里，在填充部分和毛細管內(nèi)壁之間的間隙寬度 也非常的小，并且在10 μ m的數(shù)量級內(nèi)，并且在接近總長度LSP的長度上。圖6示出另一個實施例，在所述實施例中，狹窄的間隙只是通過橫向安裝在銷26 上或前的圓盤27來實現(xiàn)。圓盤由Mo或W或者含有Mo或W的合金制成，并且具有幾十分之 一毫米的厚度。最后，圖7示出一個實施例，在所述實施例中，LSP的相當大的部分通過合適的材 料或者通過電極的過盈配合或焊接封閉。在這里，間隙寬度因此為零。例如是由如玻璃粉、 熔融陶瓷或者硬焊料材料或Pt合金的合適的材料制成的塞件28。具體的示例是系統(tǒng)A1203、 Y2O3^Ce2O3的熔融陶瓷。圖11示出另一個實施例，在所述實施例中，引線(或者電極桿部)在LSP的范圍 內(nèi)具有加厚部30，所述加厚部為引線的一體的組成部分，并且從引線中突起。這樣的引線或 電極例如借助于激光加工制造。下面的實施例將詳細地闡述有關具有聲諧振的操作。一個實施例是具有70W功率的高效金屬鹵化物燈。放電容器具有18. 7mm的最大 的軸向內(nèi)部長度IL和4mm的內(nèi)直徑ID。因此，縱橫比為4.7。高壓燈用4. 4mg的Hg和由 NaI CeI3 CaI2 TlI = 1. 78 0. 28 1.93 0. 28mg 組成的金屬鹵化物混合物來 填充。電極距EA為14. 8_。通過預先檢查確定，電弧穩(wěn)定化的工作是可能的，其中電弧在垂直和水平的點燃 位置上位于電極連接線的中央。為此，假設具有在45至55kHz的范圍內(nèi)的掃描高頻且具有fFM = 130Hz的典型的掃描率的操作作為出發(fā)點。在垂直的點燃位置上，在工作開始后并且在大約120秒的預熱階段后，沿著電孤 出現(xiàn)分離的，即分層的金屬鹵化物分布。金屬鹵化物的在蒸發(fā)階段中存在的部分不均勻地 分布在電弧長度上。堿金屬碘化物和稀土元素碘化物(SE碘化物)的散發(fā)集中在燈下面的 三分之一的部分內(nèi)，而在直至上面的電極的頂部部分內(nèi)主要觀察到Hg和Tl的散發(fā)。在該 狀態(tài)下，燈具有相對小的色彩重現(xiàn)和相對少的光輸出。此外，在垂直的點燃位置上的色溫明 顯不同于在水平的點燃位置的情況下的色溫，并且大約直至1500K。通過以具有10 %至30 %的AM度的大約25kHz的固定頻率fAM的調(diào)幅的施加，根據(jù) 示意性的圖12 (小圖示出真實的測量結果)，在130S-1的掃描頻率的情況下，即超過7. 7ms 的時間區(qū)間，在20至150kHz范圍內(nèi)產(chǎn)生燈內(nèi)的電功率頻譜。在AM頻率(25kHz)的范圍內(nèi) 的功率分量激勵地作用在第二聲縱向諧振f002上。較高的等級被成功地抑制。第二縱向的聲諧振的幾乎唯一的激勵需要燈的作為空 腔諧振器的足夠的品質(zhì)因數(shù)(所謂的諧振器品質(zhì)因數(shù))。該品質(zhì)因數(shù)的特征能夠在于，在電 功率頻譜的為了激勵所利用的光譜范圍內(nèi)的為了第二縱向的聲諧振穩(wěn)定地保持在垂直的 點燃位置上所需的功率分量。典型的是，該值為燈功率的至少大約10%至20%。但是，為 了穩(wěn)定的工作，應該足夠地超出該最小值。為了盡可能小地保持大多數(shù)燈中的燈特性曲線 的波動，因此寧愿推薦為燈功率的大約15%至25%的值。一種用于這樣的高壓放電燈的合適的運行方法，其在使用高頻的載頻的情況下利 用諧振運行，所述載頻尤其是借助于掃描信號(FM)調(diào)頻，并且同時調(diào)幅(AM)，其中首先限 定AM的基頻，其中AM的基頻從第二縱模中導出。在此，在燈點燃后并且在等待期過后，在規(guī)定的功率下通過在至少兩個狀態(tài)之間 周期性地改變調(diào)頻來進行色溫的調(diào)節(jié)。掃描信號的頻率能夠從第一方位角模式和徑向模式中導出。尤其是控制器能夠調(diào) 節(jié)AM信號的基頻。當使用用于激勵10%至40%，尤其是10%至25%的第二縱向的聲諧振的AM度 時，顯示出特別好的結果。有利的是，在和f2f 2kHz之間選擇激勵的AM頻率。原則上，固定的AM度的振幅能夠階梯狀地、突然地、逐漸地或者與確定的周期性 可區(qū)分地變化。典型的運行方法基于具有45至75kHz的適中的HF范圍內(nèi)的載頻的操作，典型的 是50kHz的載頻的操作，掃描頻率優(yōu)選應用所述載頻作為FM調(diào)制，所述FM調(diào)制的值從100 至200kHz的范圍內(nèi)選擇。調(diào)幅應用這個操作，所述調(diào)幅的特征在于，AM的兩個參數(shù)AM度和 持續(xù)時間中的至少一個，即脈沖-間隔比以及時間控制的AM深度AM(t)中的一個。也許只 是在預熱階段后才進行AM或其控制。AM度被定義為AM度=(Amax-Amin)/(Amax+Amin). 在此，A為振幅。除了該方法外，本發(fā)明還包括鎮(zhèn)流器，在所述鎮(zhèn)流器中實施所述過程。具體地，在具有大的內(nèi)部長度的高效陶瓷金屬鹵化物燈中，放電容器的縱橫比優(yōu) 選為至少2. 5，尤其是IL/ID = 4至5. 5。在此，以中頻到高頻的AM操作，通過調(diào)幅度激勵一 個或多個縱模(優(yōu)選第二個)的強度。在這些縱模中，填充物被輸送到放電容器和等離子 體的中央?yún)^(qū)域內(nèi)，并且因此沿著電弧調(diào)節(jié)在放電容器內(nèi)的填充物分布，并且抵抗分離作用。這尤其在垂直或傾斜地(優(yōu)選大于55°的傾角)工作的燈中是特別重要的。因此，蒸汽壓 力的成分發(fā)生了變化，并且沉積的填充物組分的光譜吸收也發(fā)生了變化。用于激勵縱模的 調(diào)制頻率(AM的基頻)典型地位于20至35kHz的范圍內(nèi)。為此，在典型地為45至75kHz 的載頻中，進行具有在大約100至200kHz的范圍內(nèi)的掃描模式的FM(調(diào)頻)。 為了控制，現(xiàn)在就脈沖時間和間隔時間而言，使用AM度本身和調(diào)諧好的AM頻率的 持續(xù)時間。通過這些參數(shù)AM度和脈沖/間隔比，即在AM開啟的時間T和AM關閉的時間之 間的比，縮寫為T(AM-on)/T(AM-off)，以及此外通過時間控制的變化的調(diào)頻深度AM(t)，即 AM度的上層結構，在大范圍內(nèi)，在高的光輸出和始終不變的燈功率的情況下，改變色溫。在圖8中示出有關的電子鎮(zhèn)流器(EVGs)的電路原理圖。其具有下列基本的部件計時器/程序器在這里，進行用于控制預熱階段的持續(xù)時間和在高壓燈點燃且 電孤出現(xiàn)后開始施加階段的時間表控制。此外在這里，進行用于燈電弧穩(wěn)定化的掃描率的 控制。此外，控制掃描率以及在經(jīng)過頻率掃描時在相應的頻率點上的停留時間以及在連 續(xù)的程序步驟之間的間隔時間的確定。功率級(功率輸出級)具有限流元件和典型的頻率響應的全橋或半橋。其通過 供電干線(450V DC)與電源耦合。反饋回路(RUckkopplimgsschleife)燈的工作識別，也許是燈參數(shù)的反饋，所述 燈參數(shù)如用于調(diào)節(jié)控制參數(shù)和確定預熱階段或施加階段或重復具有其它調(diào)諧參數(shù)的施加 階段的燈電流和燈電壓。在這里，使用于足夠精確的測量在EVG輸出端(燈)上的電流和電壓的電路部分 生效。通過該電路部分，通過A/D轉換器進一步處理用于在控制器中的處理的測量值。得 到的數(shù)據(jù)被寫入數(shù)據(jù)存儲器用于進一步的評估程序。 燈高壓放電燈(HID燈)。FM調(diào)制器高功率調(diào)頻器。AM調(diào)制器具有控制頻率fAM和AM度AMI的可能性的模擬可變高功率調(diào)制器。AM信號發(fā)生器數(shù)字式或電壓控制式振蕩器。FM信號發(fā)生器數(shù)字式或電壓控制式振蕩器。電源(電源部分)干線電壓發(fā)生器?？刂破魉性闹醒肟刂?。原則上涉及在使用高頻載頻的情況下，進行操作，所述高頻載頻尤其借助于掃描 信號(FM)調(diào)頻，并且同時調(diào)幅(AM)，其中首先限定AM的基頻，其中AM的基頻f2L從第二縱 模中導出。尤其在燈點燃后并且在等待期過后，在規(guī)定的功率下通過在至少兩個狀態(tài)之間 周期性地改變調(diào)頻來進行色溫的調(diào)節(jié)。在此有利的是，掃描信號的頻率從第一方位角模式和徑向模式中導出。
權利要求
一種高壓放電燈，其用于具有縱向的聲諧振的諧振運行，其配備有縱向延伸的陶瓷的放電容器，所述放電容器限定燈軸線A，并且所述放電容器具有帶有內(nèi)部長度IL和最大內(nèi)直徑ID的內(nèi)部體積，并且所述放電容器分為具有恒定的內(nèi)直徑ID的中間區(qū)域和具有減小的內(nèi)直徑的兩個端部區(qū)域，其中在所述端部區(qū)域內(nèi)，各一個電極突入所述放電容器內(nèi)，其中所述電極固定在引線上，所述引線設置在所述放電容器的端部上的具有恒定的內(nèi)直徑IDK的毛細管內(nèi)，其中所述放電容器具有2.5至8的縱橫比，尤其是3至6的縱橫比，其中在所述端部區(qū)域內(nèi)，所述內(nèi)直徑減少至ID的最多85％，優(yōu)選最多60％，使得端面保持在包括毛細管的放電容器的端部上，所述端面的內(nèi)直徑IDE為ID的至少15％，優(yōu)選至少20％，其特征在于，在所述引線和所述毛細管的內(nèi)壁之間，在所述內(nèi)直徑IDK的至少兩倍的軸向長度上，保持最多20μm的間隙寬度，其中在由所述的毛細管的所述內(nèi)直徑(IDK)和所述端面的所述直徑形成的面之間的比例位于0.06至0.12的范圍內(nèi)。
2.如權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述端部區(qū)域朝所述端面逐漸變細， 使得其由凹形的部分和凸形的部分組成。
3.如權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，在所述端部區(qū)域和所述端面之間的 過渡部分被倒圓。
4.如權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述引線由多個部分組成，其中在保 持彡20 um的適中的間隙寬度的情況下，使用由Mo/W芯銷和Mo/W繞組組成的繞組作為所 述引線的前面部分。
5.如權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，所述引線由多個部分組成，其中使用 實心金屬的圓柱形部分或含有金屬陶瓷的圓柱形部分作為所述引線的前面部分。
6.如權利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，通過使用電極的過盈配合或焊接，保 持所述毛細管的入口區(qū)域沒有間隙。
7.如權利要求1至4所述的高壓放電燈，其特征在于，所述放電容器具有帶有金屬鹵化 物的填充物。
8.一種用于如前述權利要求中任一項所述的高壓放電燈在使用高頻的載頻的情況下 諧振運行的運行方法，所述載頻尤其是借助于掃描信號(FM)調(diào)頻，并且同時調(diào)幅(AM)，其 中首先限定所述AM的基頻，其中所述AM的基頻從所述第二縱模中導出。
9.如權利要求8所述的運行方法，其特征在于，在所述燈點燃后并且在等待期過后，在 規(guī)定的功率下通過在至少兩個狀態(tài)之間周期性地改變所述調(diào)幅來進行所述色溫的調(diào)節(jié)。
10.如權利要求8所述的運行方法，其特征在于，所述掃描信號的所述頻率從第一方位 角模式和徑向模式中導出。
11.如權利要求8所述的運行方法，其特征在于，使用用于激勵10%至40%，尤其是 18 %至25 %的第二縱向的聲諧振的AM度。
12.如權利要求8所述的運行方法，其特征在于，所述激勵的AM頻率位于值和值 f2L-lkHz 之間。
13.如權利要求8所述的運行方法，其特征在于，固定的AM度的所述振幅階梯狀地、突 然地、逐漸地或者與確定的周期性能夠區(qū)分地變化。
14.一種由高壓放電燈和電子鎮(zhèn)流器(EVG)組成的系統(tǒng)，具有如權利要求1至7中任一 項所述的高壓放電燈，其中所述電子鎮(zhèn)流器用于實現(xiàn)如權利要求8至13所述的運行方法。
全文摘要
一種高壓放電燈，用于在聲激勵時的諧振運行，并且配備有放電容器，所述放電容器具有帶有內(nèi)部長度IL和最大內(nèi)直徑ID的內(nèi)部體積，并且所述放電容器分為具有恒定的內(nèi)直徑ID的中間區(qū)域和具有較小的內(nèi)直徑的兩個端部區(qū)域，其中在所述端部區(qū)域內(nèi)，各一個電極突入所述放電容器內(nèi)。此外，所述放電容器具有2.5至8的縱橫比，尤其是3至6的縱橫比，其中在所述端部區(qū)域內(nèi)，所述內(nèi)直徑在端面上減少至ID的至少85％，并且其中毛細管的間隙寬度在所述內(nèi)直徑IDK的至少兩倍的長度上最多為20μm。在由所述的毛細管的所述內(nèi)直徑(IDK)和所述端面的所述直徑形成的面之間的比例位于0.06至0.12的范圍內(nèi)。
文檔編號H01J61/82GK101802970SQ200880108149
公開日2010年8月11日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權日2007年9月21日
發(fā)明者保羅·布勞恩, 克勞斯·施托克瓦爾德, 帕特里克·穆勒, 延斯·克拉克, 羅蘭·許廷格 申請人:奧斯蘭姆有限公司