專利名稱：具有直流驅(qū)動(dòng)金屬鹵化物燈的高效率照明組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是在汽車前方照明中使用的，具有電子驅(qū)動(dòng)電路和高壓氣體放電燈的照明組件。
背景技術(shù)：
放電燈，特別是HID (高強(qiáng)度放電)燈被用于其中需要高光通量的大范圍應(yīng)用。特別是在汽車領(lǐng)域中，HID燈被用作車輛頭燈。放電燈包括具有內(nèi)部放電空間的密封放電容器，該放電容器可以由例如石英玻璃制成。兩個(gè)電極凸伸到放電空間內(nèi)從而在它們之間點(diǎn)燃電弧，所述兩個(gè)電極布置成彼此相距一距離。放電空間具有填充物，該填充物包括稀有氣體以及諸如金屬鹵化物的另外成份。當(dāng)前重要的方面是能量效率。放電燈的效率可以被測(cè)量為與所使用電功率相關(guān)的流明輸出。在當(dāng)前用于汽車前方照明的放電燈中，在35瓦的穩(wěn)態(tài)工作功率下獲得大約90 流明每瓦(lm/W)的效率。W02008/110967描述一種用于車輛前照燈(headlight)的HID燈，其具有20-30W 的減小的額定功率。在實(shí)施例中，25W燈具有橢圓體形狀的放電容器，電極設(shè)于4. 2mm的光學(xué)距離處。放電容器的內(nèi)徑為2. 2mm并且外徑為5. 5mm。在17bar的冷壓力的氙氣以及 36wt% Nal,24wt% 和40wt% SiI2的金屬鹵化物的填充物被提供在放電容器中。在放電容器周圍在距離d2處提供外燈泡，該外燈泡被密封并且填充了在800°C測(cè)量的減小的熱導(dǎo)率λ的填充氣體。被計(jì)算為外燈泡填充氣體的熱導(dǎo)率λ除以放電容器和外燈泡之間的距離d2的熱傳輸系數(shù)低于150W/(m2K)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種照明組件，其允許在長(zhǎng)壽命上能量高效的工作。特別是對(duì)于汽車領(lǐng)域，將期望以比傳統(tǒng)35W燈低的額定功率，例如在20-30W的范圍，優(yōu)選地22-28W，最優(yōu)選地25W來驅(qū)動(dòng)放電燈。如果照明組件可以設(shè)計(jì)成以高效率工作， 使得盡管電學(xué)工作功率較低，仍可獲得足夠的總流明輸出，則可以節(jié)約能量。發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到利用現(xiàn)有燈設(shè)計(jì)在較低額定功率使用傳統(tǒng)電氣驅(qū)動(dòng)方案將導(dǎo)致顯著降低的效率。例如，在穩(wěn)態(tài)工作中在35W具有約901m/W的效率的燈在25W僅僅具有大約621m/W的效率。因而，需要調(diào)適到較低功率的燈設(shè)計(jì)。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的燈設(shè)計(jì)優(yōu)化措施增大了有限燈壽命的風(fēng)險(xiǎn)。例如，高氣體壓力和強(qiáng)熱絕緣會(huì)導(dǎo)致減小的燈壽命。根據(jù)本發(fā)明，因而提供了一種照明組件，其中電子驅(qū)動(dòng)電路利用特殊工作條件驅(qū)動(dòng)燈，以及其中燈設(shè)計(jì)被專門調(diào)適用于其，使得在減小的平均功率，例如25W，獲得高效率和良好燈壽命。根據(jù)本發(fā)明，燈具有放電容器，兩個(gè)電極在該放電容器中凸伸。在放電空間中，提供包括稀有氣體，優(yōu)選地氙氣的填充物以及金屬商化物組成。優(yōu)選地，填充物至少基本上不含汞，即根本沒有汞或者僅僅具有其無法避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，金屬鹵化物組成可以以小于放電空間的體積的13. 2μδ/μ1的濃度被提供。更優(yōu)選使用甚至小于每μ 。如在優(yōu)選實(shí)施例中將示出，可以使用4-6. 7μβ/μ1的甚至小的鹵化物數(shù)量。這種有限數(shù)量的金屬鹵化物導(dǎo)致減小的反應(yīng)性，使得獲得更長(zhǎng)的壽命。根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)電路在特殊工作模式中驅(qū)動(dòng)燈，在當(dāng)前情形中該工作模式將稱為"脈沖工作"。通常，燈用交變電流驅(qū)動(dòng)，即周期性地改變極性的電流。優(yōu)選頻率為 250-750ΗΖ，最優(yōu)選為300-450ΗΖ。盡管通常可以使用交變電流的任何基本波形，諸如正弦波形，但是優(yōu)選供應(yīng)矩形波形的電流，其中電流值在極性變化(換向)附近快速變化并且在每個(gè)半周期的其余部分中保持基本上恒定。技術(shù)人員當(dāng)然將理解，無法完全獲得理想矩形波形。在燈測(cè)量的電流值將示出有限邊緣陡峭度。另外，在矩形波形的恒定部分中，實(shí)際電流將不保持在嚴(yán)格相同的值。在當(dāng)前情形中，如果對(duì)于半周期的至少70%，電流保持基本上恒定，即在平均值附近的+/_15%，優(yōu)選地+/-10%區(qū)間中，并且極性變化在每個(gè)半周期的其余 30%中發(fā)生，則燈電流的波形將仍稱為矩形。更優(yōu)選是對(duì)于每個(gè)半周期的80%或更大，最優(yōu)選90%或更大，具有基本上恒定電流的矩形波形。在脈沖工作方案中，電流脈沖疊加在交變電流上。對(duì)于燈電流的每個(gè)極性變化，生成至少一個(gè)脈沖。電流脈沖在時(shí)間上靠近每個(gè)極性變化。脈沖的中心位于半循環(huán)持續(xù)時(shí)間的20%的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔包括燈電流的換向。因而，脈沖的時(shí)間位置可以位于距離換向的半循環(huán)時(shí)間的+/-20%中。應(yīng)注意，如將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例所解釋，此定義涉及在脈沖的半最大值點(diǎn)之間測(cè)量的脈沖中心，并且不要求整個(gè)脈沖位于該時(shí)間間隔中。脈沖幅值是結(jié)合全循環(huán)中燈電流的RMS(均方根)值來定義。根據(jù)本發(fā)明，電流脈沖的高度，即最大電流值，為燈電流的RMS值的至少1.2倍。更優(yōu)選是峰電流值為燈電流的 RMS值的至少1.4倍。峰電流也可以顯著高于RMS值，例如高達(dá)RMS值的5倍。在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，高達(dá)RMS值的4倍的峰電流將是足夠的。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，脈沖具有半循環(huán)時(shí)間的1_25%，更優(yōu)選3-16%的寬度(在半最大值點(diǎn)之間測(cè)量)。脈沖可以在在極性變化之前或之后被提供。優(yōu)選地，相反極性的兩個(gè)脈沖被提供給每個(gè)換向，使得第一脈沖在換向之前被應(yīng)用并且第二脈沖(相反的極性)在換向之后被應(yīng)用。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明提出的脈沖驅(qū)動(dòng)方案導(dǎo)致更高的由根據(jù)本發(fā)明的類型的燈生成的光通量，其以以20-30W，優(yōu)選地22-28W的平均工作功率被驅(qū)動(dòng)，即低于汽車前方照明中的傳統(tǒng)情形。對(duì)于在25W驅(qū)動(dòng)的這種燈，發(fā)現(xiàn)燈效率增加約5%。因而，根據(jù)本發(fā)明的照明組件將特殊脈沖工作模式與適合于降低的功率范圍的燈設(shè)計(jì)組合并且進(jìn)一步與較低數(shù)量的鹵化物組合，該照明組件允許提供具有減小的電功率但是還具有燈的高光通量和良好壽命屬性的汽車前方照明。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，在25W的電功率的穩(wěn)態(tài)工作中，照明組件具有等于或高于751m/ W，優(yōu)選地高于801m/W，最優(yōu)選為851m/W或更高的效率。在當(dāng)前情形中，所提到的以lm/W測(cè)量的效率總是在預(yù)燒(burnt-in)燈中測(cè)量，即在放電燈首先啟動(dòng)并且根據(jù)預(yù)燒順序而工作了 45分鐘之后。結(jié)合下述優(yōu)選實(shí)施例將顯見，可以使用若干措施來獲得高效率的燈，甚至是在25W的低工作功率。這些措施一方面涉及放電容器本身，其中小內(nèi)徑和薄壁幫助獲得高效率。另一方面，這涉及放電空間中的填充物，這將在下文中就鹵化物和稀有氣體的數(shù)量和組成方面來討論。另外，將討論這樣的措施，其涉及控制經(jīng)由外部殼體的熱傳導(dǎo)，使得“最冷點(diǎn)”溫度保持足夠高以獲得高效率。通常，對(duì)于在20-30W并且優(yōu)選地在22-28W的工作，放電容器的內(nèi)徑應(yīng)選擇為比較小，例如2. 0-2. 5mm。2. Omm的最小內(nèi)徑是優(yōu)選的以避免電弧太緊鄰放電容器壁。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，放電容器具有2. 0-2. 3mm的中心內(nèi)徑。放電容器的壁厚度可以優(yōu)選地選擇為1.5-1.9mm。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，壁厚度為 1. 5-1. 75mm，使得比較小放電容器被提供，該放電容器具有減小的熱輻射并且因此甚至在較低電功率保持是熱的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，燈進(jìn)一步包括在放電容器周圍提供的外部殼體。外部殼體優(yōu)選地也由石英玻璃制成。殼體被密封到外部并且可以被抽空至真空或用氣體填充物填充，該氣體填充物優(yōu)選地在降低的壓力(低于Ibar的壓力)被提供。外部殼體用作絕緣以提供到外部的定義的熱流，使得獲得放電容器的定義的工作溫度。殼體可以是任何幾何形狀，例如圓柱形，通常是橢圓或其它。外部殼體優(yōu)選具有最多Ilmm的外徑。為了減小來自放電容器的熱流，外部殼體被提供在距離放電容器某一距離處。出于測(cè)量的目的，此處討論的距離是在電極之間的中心位置處取的燈的截面中測(cè)量。外部殼體的氣體填充物或抽空連同該距離被選擇，使得獲得期望熱傳輸系數(shù)
Λ Λ
-Γ。了的優(yōu)選值為23. 3-80W/ (HI2K)，更優(yōu)選為32. 6-62W/ (m2K)。優(yōu)選地，外部殼體布置在
UQ 這2
距放電容器0. 4-0. 8mm的距離處。另外實(shí)施例涉及在放電容器中提供的填充物。在放電空間中提供的稀有氣體優(yōu)選地為氙氣。稀有氣體可以在大于IIBbar且小于 17bar的冷(20°C )填充壓力被提供。最優(yōu)選地，使用14-16bar的氣體壓力。這些壓力值提供高流明輸出并且?guī)椭鷮?shí)現(xiàn)快速上爬(rim-up)行為。然而，發(fā)現(xiàn)17bar或更大的壓力值負(fù)面地影響壽命并且因此優(yōu)選地被避免。在優(yōu)選實(shí)施例中，金屬鹵化物組成被仔細(xì)選擇以獲得高流明輸出。該組成至少包括鈉(Na)和鈧(Sc)的鹵化物，優(yōu)選地至少50wt.%總量的妝1和&13。更優(yōu)選的是鹵化物組成總量的大于60wt. %或者甚至大于70wt. %的甚至更高比例的強(qiáng)發(fā)光鹵化物NaI和&13。 Na和&的鹵化物的質(zhì)量比優(yōu)選地(Na鹵化物的質(zhì)量除以&鹵化物的質(zhì)量)為0. 7-1. 3， 優(yōu)選地為0. 85-1. 15。在更優(yōu)選實(shí)施例中，金屬鹵化物組成包括除了鈉和鈧的鹵化物之外的另外成份。該另外鹵化物用于調(diào)節(jié)燃燒電壓以及獲得生成的光的期望顏色。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，金屬鹵化物組成被選擇以獲得——在15小時(shí)的工作之后——4250-4750K，更優(yōu)選4350-4650K的色溫。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，金屬鹵化物組成優(yōu)選地包括少量的銦的鹵化物 (InI)，例如0. l-3wt. %，優(yōu)選地0. 2-lwt. %。作為另一添加，優(yōu)選添加一定量的銩的鹵化物 (TmI3)，優(yōu)選地總鹵化物組成的5-40wt. %，優(yōu)選地10-30wt. %。銩和銦的鹵化物的添加用于調(diào)節(jié)顏色到期望色溫范圍。
可選地，金屬鹵化物組成可包括釷鹵化物，優(yōu)選地ThI4的少量添加(例如小于 5wt. %，優(yōu)選地0. 5-3wt. %)。釷鹵化物用于降低電極的功函數(shù)并且因此提高燈效率。在優(yōu)選實(shí)施例中，電極是桿狀的，其具有230-300Mm，優(yōu)選的直徑。一方面，電極應(yīng)被提供足夠厚以維持必需的上爬電流。另一方面，用于在比較低穩(wěn)態(tài)功率的具有高效率的燈設(shè)計(jì)的電極需要足夠薄從而仍能夠在低功率在穩(wěn)態(tài)中工作以及充分地加熱放電容器。


本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的下述描述而顯見， 其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明組件的示意性表示； 圖2示出圖1的組件的電子燈驅(qū)動(dòng)電路的示意性表示； 圖3示出燈的側(cè)視圖4示出圖1所示燈的中心部分的放大視圖； 圖5示出沿著圖2中的線A的截面視圖； 圖6、7a-7c示出燈電流的計(jì)時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式所有示出和描述的實(shí)施例旨在用于符合ECE R99和ECE R98的車輛前照燈。特別地，這不是旨在排除可替換的非汽車用途或者根據(jù)其它條例的車輛照明。由于汽車高壓氣體放電燈照明組件本身已知，優(yōu)選實(shí)施例的下述描述將主要側(cè)重于本發(fā)明的特殊特征。圖1示意性示出照明組件100，其包括電連接到燈10的電子驅(qū)動(dòng)電路(鎮(zhèn)流器)110，該燈安裝在機(jī)動(dòng)車輛前照燈114的反射器112中。應(yīng)注意，機(jī)動(dòng)車輛前照燈114僅僅是象征性地示出。使用可包括諸如透鏡、遮蔽裝置等另外光學(xué)元件的高強(qiáng)度放電燈的這種前照燈的具體實(shí)施方式
本身為技術(shù)人員所知曉。燈10為高強(qiáng)度放電燈。驅(qū)動(dòng)電路110連接到車輛的板載電壓Vb。arf。在電路110 中，此電壓被轉(zhuǎn)換使得放電燈10利用合適的燈電流L和燈電壓\工作。當(dāng)燈10啟動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路110供應(yīng)點(diǎn)燃電壓到燈10，在其電極之間點(diǎn)燃電弧。在點(diǎn)燃之后，燈10首先在上爬階段工作，其中最初僅僅燈電流I2被限制在例如2. OA。在上爬之后，燈10在穩(wěn)態(tài)中工作，其中燈電流L和燈電壓\被供應(yīng)使得恒定平均電功率被輸送。在當(dāng)前實(shí)例中，與今天汽車前方照明中傳統(tǒng)上使用的35W相比，平均功率的值將為25W。盡管將詳細(xì)解釋的照明組件100被優(yōu)化用于作為25W工作，技術(shù)人員將理解， 它也可以在低于35W的不同電功率，例如20-30W或更優(yōu)選22-28W工作。圖2示出驅(qū)動(dòng)電路110的示意性框圖。由于本發(fā)明側(cè)重于照明組件100在穩(wěn)態(tài)中的效率，僅僅在穩(wěn)態(tài)中負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)燈10的驅(qū)動(dòng)電路110的那些元件被示出并且被進(jìn)一步解釋，而例如負(fù)責(zé)燈點(diǎn)燃的元件未被示出并且將不被詳細(xì)解釋。在如圖2所示的其大體結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)電路110包括升壓電路120、反相電路130和控制器140。升壓電路120將機(jī)動(dòng)車輛的板載電壓Vb。arf轉(zhuǎn)換到中間電壓，在當(dāng)前實(shí)例中該板載電壓為400V。反相電路130使用例如全橋配置的切換元件在例如250-750HZ的頻率供應(yīng)交變電流l·。在當(dāng)前實(shí)例中，330Hz的電流IJ乍為交變電流被供應(yīng)。驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)例詳細(xì)描述于 W02006/137027A2。在穩(wěn)態(tài)工作中，燈是電流驅(qū)動(dòng)的，即利用期望電流值L工作。將根據(jù)燈10的參數(shù)建立相應(yīng)電壓值\。由于這種參數(shù)在燈10的壽命上變化，并且電壓\相應(yīng)地調(diào)節(jié)，Il的設(shè)定值也將由功率控制回路(集成在控制器140中并且此處未具體示出)變化以獲得例如 25W的期望恒定平均功率值。控制器140相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)升壓電路120和反相電路130。在本發(fā)明的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路110將電功率作為具有特定波形的交變燈電流込供應(yīng)到燈。燈電流L具有基礎(chǔ)波形，在優(yōu)選實(shí)施例中其基本上為矩形，即電流在每個(gè)半周期中基本上恒定并且在換向時(shí)快速變化。在此基礎(chǔ)波形上疊加了在靠近基礎(chǔ)波形換向的時(shí)刻提供的脈沖。與總循環(huán)時(shí)間相比，脈沖具有短的持續(xù)時(shí)間，并且脈沖高度為使得脈沖中的電流顯著地高于在其余循環(huán)中。圖6示出在穩(wěn)態(tài)工作中在時(shí)間t上的燈電流込的波形的實(shí)例的計(jì)時(shí)圖。應(yīng)強(qiáng)調(diào)此計(jì)時(shí)圖不是按比例的，而是旨在清楚地說明所使用的值和定義。在圖6中，虛線示出燈電流Il的理想波形，并且實(shí)線示出現(xiàn)實(shí)中從鎮(zhèn)流器110可以獲得的電流l·的實(shí)例。如圖6所示，在每個(gè)換向145a，145b，145c，145d之前，電流脈沖150a, 150b, 150c， 150d被提供，該電流脈沖疊加在基礎(chǔ)矩形波形上。在矩形波形中，電流l·在每個(gè)半周期期間基本上恒定在正值Im以及在負(fù)電流值1“2。疊加脈沖150a-150d將電流向上抬升到更高正值Iiu和更高負(fù)值IP，2。與總循環(huán)時(shí)間相比，脈沖150a-150d比較短。脈沖高度被選擇使得Iiu和IP，2為全循環(huán)中的燈電流的RMS值込的至少1. 2倍。由于電流脈沖短，Il的RMS 值將僅僅略微高于ΙΜ。在當(dāng)前實(shí)例中，脈沖Ip,” Ip,2被選擇為約1. 5倍Im和I。，對(duì)應(yīng)于 I2的RMS值的約1. 4倍。圖7a_7c示出疊加在基礎(chǔ)矩形波形上的不同脈沖。在每個(gè)情形中，脈沖寬度和脈沖在時(shí)間上的位置被測(cè)量，如圖7a_7c所示在脈沖的半最大值處，即在其中值L達(dá)到 Ihalf=U1^aiu-Iu)的時(shí)間t1;t2。至于本說明書和權(quán)利要求提到脈沖的在時(shí)間上的位置， 這是指半最大值點(diǎn)(、+%(、-、))之間的在時(shí)間上的中心點(diǎn)。如果提到脈沖持續(xù)時(shí)間，這是指半最大值點(diǎn)t1; t2之間的時(shí)間間隔。如圖7a_7c所說明，可以在換向點(diǎn)145之前(圖7b)，在換向之后(圖7c)，或者在換向之前和之后(圖7a)供應(yīng)脈沖。在優(yōu)選實(shí)施例中，電流L具有330Hz的頻率?？傃h(huán)時(shí)間因而為:3ms。脈沖持續(xù)時(shí)間可以優(yōu)選地為其3-16%，即90-48(^s。 在半循環(huán)時(shí)間的20%的時(shí)間間隔中，即換向之前/之后+/-0. 3ms，脈沖中心可以在時(shí)間上或者如圖7b所示位于每個(gè)換向點(diǎn)145之前或者如圖7c所示位于每個(gè)換向點(diǎn)145之后。圖1示出放電燈10的側(cè)視圖。燈10包括插座12，其具有兩個(gè)電學(xué)接觸14，該電學(xué)接觸在內(nèi)部連接到燃燒器16。燃燒器16包括圍繞放電容器20的石英玻璃的外部殼體(在下文中稱為外燈泡)18。放電容器20也由石英玻璃制成并且定義具有凸伸的桿狀的(即具有圓形截面的圓柱形)電極M的內(nèi)部放電空間22。放電容器20的玻璃材料在燈10的縱向方向上進(jìn)一步延伸從而密封包括平坦鉬箔沈的到電極M的電學(xué)連接。外燈泡18在其中心部分是圓柱形形狀并且在放電容器20周圍布置在一距離處， 因而定義外燈泡空間28。外燈泡空間28被密封。如圖4更詳細(xì)所示，放電容器20具有圍繞放電空間22布置的外壁30。壁30的外部形狀是橢圓體。在所示實(shí)例中放電空間22也是橢圓體形狀?？商鎿Q地，放電空間22可以是圓柱形形狀(未示出)。放電容器20由電極距離d、放電容器20的內(nèi)徑ID和外徑0D、放電容器20的壁厚度W1、放電容器20和外燈泡18之間的距離d2以及外燈泡18的壁厚度W2表征。此處，值 ID、0D、Wl、d2、W2是在放電容器20的中心垂直平面中測(cè)量，如圖5所示。在燈在穩(wěn)態(tài)中工作期間，如上所述，在電極對(duì)之間點(diǎn)燃電弧放電。交變電流込被供應(yīng)，使得在穩(wěn)態(tài)中建立的燃燒電壓\處，25W的恒定平均電功率被輸送。由燈10生成的以流明測(cè)量的可見光生成以及更具體而言光通量依賴于燈10的參數(shù)以及電學(xué)驅(qū)動(dòng)方案的。燈10的一個(gè)決定性參數(shù)為放電空間22中包括的燈填充物，其不含有汞并且包括金屬鹵化物以及稀有氣體。填充物的細(xì)節(jié)將在下文描述。另外決定性參數(shù)為燈10的熱設(shè)計(jì)。關(guān)于如所示的放電燈10的熱行為，應(yīng)記住汽車燈旨在水平地工作，如圖1所示。電極M之間的電弧放電隨后將導(dǎo)致在電弧上方的放電容器20的壁30處的熱點(diǎn)。類似地，放電空間22周圍的壁30的相對(duì)部分將保持在較低溫度(最冷點(diǎn))。為了減小從放電容器20到外部的熱傳遞，并且維持良好效率所必需的高溫度，因而優(yōu)選地提供外具有減小的熱傳導(dǎo)的燈泡18。為了限制從外部的冷卻，外燈泡18被密封并且或者被抽空或用定義的熱導(dǎo)率的填充氣體填充。外燈泡填充物在小于Ibar的減小的壓力(在20°C在燈的冷狀態(tài)中測(cè)量)被提供。如下文將進(jìn)一步解釋，真空或合適填充氣體的選擇應(yīng)該結(jié)合幾何布置來進(jìn)行，從而獲得從放電容器20到外燈泡18的期望熱傳導(dǎo)。到外部的熱傳導(dǎo)可以粗略地由熱傳輸系數(shù)λ /d2表征，熱傳輸系數(shù)被計(jì)算為外燈泡的填充物的熱導(dǎo)率λ (在當(dāng)前情形中其總是在800°C的溫度測(cè)量)除以放電容器20和外燈泡18之間的距離d2。由于放電容器20和外燈泡18之間的比較小距離，二者之間的熱傳導(dǎo)基本上是擴(kuò)散的并且因此被計(jì)算為#=-2 g M ，其中 為熱流密度，即放電容器和外燈泡之間單位時(shí)間傳輸?shù)臒崃康臄?shù)量。Λ為熱導(dǎo)率并且grndd為溫度梯度，此處該溫度梯度可以粗略地被計(jì)算為放電容器和外燈泡之間的溫度差異除以距離
權(quán)利要求
1.照明組件，其包括電子驅(qū)動(dòng)電路(110)和連接到所述驅(qū)動(dòng)電路(110)的放電燈 (10)，其中所述放電燈(10)包括放電容器(20)，在該放電容器中提供兩個(gè)電極04)從而在所述放電容器00)中凸伸，其中所述放電容器00)具有在所述電極04)之間的垂直中心平面中測(cè)量的小于3mm 的最大內(nèi)部尺度(ID)，其中所述放電容器OO)圍住填充物，該填充物至少包括稀有氣體和金屬鹵化物組成， 其中所述金屬鹵化物組成以小于13.2μβ/μ1的放電容器QO)的單位體積的數(shù)量被提供，以及其中所述驅(qū)動(dòng)電路(110)布置成以20-30W的穩(wěn)態(tài)平均功率輸送電能到所述放電燈(10)，其中所述電能作為交變電流(IJ被供應(yīng)，其中在所述交變電流(IJ上疊加了 在所述交變電流(IJ的每個(gè)循環(huán)內(nèi)發(fā)生的脈沖(150a，150b，150c，150d)， 其中所述脈沖具有位于所述交變電流的極性變化之前或之后的半循環(huán)時(shí)間的20%的時(shí)間間隔中的中心，其中在所述脈沖期間，通過所述燈的電流(IJ達(dá)到所述交變電流(IJ的RMS值的至少 1.2倍的電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的照明組件，其中所述金屬鹵化物組成以小于8μβ/μ1的數(shù)量被提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2其中之一的照明組件，其中所述放電燈(10)包括圍繞所述放電容器Ο0)提供的密封外部殼體(18)， 所述外部殼體(18)圍住真空或在800°C具有熱導(dǎo)率(λ)的氣體填充物， 所述外部殼體(18)布置在在所述中心平面中測(cè)量的距離所述放電容器OO) —距離(d2)處，使得被計(jì)算為所述熱導(dǎo)率(λ)除以所述距離(d2)的熱傳輸系數(shù)U/d2)為 23. 3-80ff/m2Ko
4.根據(jù)權(quán)利要求3的照明組件，其中所述熱傳輸系數(shù)(λ /d2)為32. 6-62W/m2K。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求其中之一的照明組件，其中所述放電容器OO)中的所述稀有氣體為在大于IIBbar且小于17bar的冷壓力被提供的氙氣。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求其中之一的照明組件，其中所述金屬鹵化物組成包括總計(jì)至少50wt. %的鈉和鈧的鹵化物。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求其中之一的照明組件，其中所述金屬鹵化物組成至少包括鈉和鈧的鹵化物，其中鈉的鹵化物的質(zhì)量除以鈧的鹵化物的質(zhì)量的質(zhì)量比為0. 7-1. 3。
8.根據(jù)權(quán)利要求6、7其中之一的照明組件，其中所述金屬鹵化物組成進(jìn)一步包括0. l-3wt. %的銦的鹵化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8其中之一的照明組件，其中所述金屬鹵化物組成進(jìn)一步包括5-40wt. %的銩的鹵化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9其中之一的照明組件，其中所述金屬鹵化物組成進(jìn)一步包括0. 5-5wt. %的釷的鹵化物。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求其中之一的照明組件，其中所述金屬鹵化物組成被選擇以獲得4250-4750K的色溫。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求其中之一的照明組件，其中所述燈(10)以大于751m/W的流明效率生成光，該流明效率被計(jì)算為獲得的光通量除以平均電學(xué)輸入功率的比率。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求其中之一的照明組件，其中所述電極04)為桿狀的，其直徑為230-300Mffl。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求其中之一的照明組件，其中所述脈沖具有半循環(huán)持續(xù)時(shí)間的1-25%的脈沖寬度。
全文摘要
照明組件(100)包括電子驅(qū)動(dòng)電路(110)和放電燈(10)。放電燈(10)利用20-30W的穩(wěn)態(tài)平均功率驅(qū)動(dòng)。它包括具有兩個(gè)電極(24)的放電容器(20)，該放電容器的最大內(nèi)部尺度ID小于3mm。放電容器填充物包括稀有氣體和金屬鹵化物組成，該金屬鹵化物組成以小于13.2μg/μl的放電容器(20)的單位體積的數(shù)量被提供。電能作為交變電流IL被供應(yīng)，在該交變電流中疊加脈沖(150a-150d)。在交變電流IL的極性變化之前或之后的循環(huán)時(shí)間的10%的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生脈沖。在脈沖期間，電流IL達(dá)到電流IL的RMS值的至少1.2倍的電流值。
文檔編號(hào)H01J61/34GK102576648SQ201080045463
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者L.達(dá)林格豪森, M.哈亞科 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司