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      放電燈點(diǎn)燃裝置和點(diǎn)燃放電燈的方法

      文檔序號:2962504閱讀:204來源:國知局
      專利名稱:放電燈點(diǎn)燃裝置和點(diǎn)燃放電燈的方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種點(diǎn)燃放電燈的裝置和方法。特別地,本發(fā)明涉及一種能延長放電燈的壽命的裝置和方法。


      圖10示出一個普通放電燈點(diǎn)燃裝置的電路圖。在圖10中,1001代表一個用作放電燈的金屬囟素?zé)簦?002代表一個用來啟動/點(diǎn)燃該金屬囟素?zé)?001的點(diǎn)燃電路。點(diǎn)燃電路1002由一個直流電源1003、一個逆變器1004和一個高壓脈沖發(fā)生器1005所組成。直流電源1003由一個整流/平滑電路1007和一個降壓型斬波器電路1029組成。整流/平滑電路1007對市用交流電源1006進(jìn)行整流和平滑,使之轉(zhuǎn)換成直流電源。降壓型斬波器電路1029包括一個晶體管1008、一個二極管1009、一個扼流圈1010、一個電容1011、電阻1012、1013、1014、以及一個控制器1015。晶體管1008接收整流/平滑電路1007的輸出,并控制提供給金屬囟素?zé)?001的功率具有一個預(yù)定的值。降壓型斬波器電路1029利用電阻1012和1013探測輸出電壓,利用電阻1014探測輸出電流并在控制器1015中對這兩個探測到的信號進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。這樣,降壓型斬波器電路1029根據(jù)控制器1015的輸出信號來控制晶體管1008的通斷,使得降壓型斬波器電路1029的輸出電壓保持在一個預(yù)定值上。逆變器1004包括晶體管1016、1017、1018、1019和一個驅(qū)動器1020。來自驅(qū)動器1020的輸出信號所起的作用是,交替地形成晶體管1017和1018的導(dǎo)通時期和晶體管1016和1019的導(dǎo)通時期。這樣,直流電源1003在從逆變器1004輸出之前被轉(zhuǎn)換成了交流電。高壓脈沖發(fā)生器1005用來產(chǎn)生啟動金屬囟素?zé)?001所需的高壓脈沖。
      以下,將說明上述結(jié)構(gòu)的放電燈點(diǎn)燃裝置的工作過程。當(dāng)金屬囟素?zé)?001被由高壓脈沖發(fā)生器1005所產(chǎn)生的高壓脈沖啟動時,在金屬囟素?zé)?001的兩個電極之間形成了放電電弧。金屬囟素?zé)?001被啟動之后,由電阻1012和1013探測出一個正比于金屬囟素?zé)?001的燈電壓的信號,由電阻1014探測出一個正比于金屬囟素?zé)?001的燈電流的信號。這兩個探測信號受到控制器1015的功率控制操作,使晶體管1008的通斷被控制得能令提供給金屬囟素?zé)?001的功率保持在一個預(yù)定的功率大小上。直流電源1003的輸出在提供給金屬囟素?zé)糁氨荒孀兤?004轉(zhuǎn)換成交流電。這樣,金屬囟素?zé)?001就保持點(diǎn)燃狀態(tài)。從直流電源1003的輸出轉(zhuǎn)換而成的交流電流的頻率常常被設(shè)定在可以防止出現(xiàn)下述問題的頻率上,這些問題例如有,放電電弧的波動或消失,或者由于HID燈所固有的聲共振現(xiàn)象而造成的金屬囟素?zé)?001的爆裂。
      然而,已知上述的普通技術(shù)有下述問題。假定金屬囟素?zé)?001的電極為A和B,并且直流電源1003輸出電位的高電位為Va,低電位為Vb。圖11是一個示出用于普通放電燈點(diǎn)燃裝置中的電極電位的圖。電極A和B都按照矩形波的形式交替地變化,平均都處于正電位。當(dāng)電極A的電位為Va時,電極B的電位為Vb;當(dāng)電極A的電位為Vb時,電極B的電位為Va。這樣,電極A和B的平均電位(即放電電弧的平均電位)成為(Va+Vb)/2。因?yàn)辄c(diǎn)燃電路的負(fù)電位方一般是接地的,所以Vb基本為零。其結(jié)果是,金屬囟素?zé)?001的放電電弧的平均電位相對于地電位而言是正的。
      圖12是一個示出普通金屬囟素?zé)?001中的電場的圖。因?yàn)閲@該金屬囟素?zé)?001的各個元件有可能保持為地電位(也就是說,放電電弧的平均電位變得高于周邊元件的電位),于是在這些元件的方向上,也就是從放電電弧106向著電弧管103管壁的方向上,或者說在如圖12(a)和(b)中的箭頭所示的從放電電弧106向外的方向上產(chǎn)生了電場。圖12(a)中沿著II-II線的橫截面圖示于圖12(b)。
      當(dāng)金屬囟素?zé)?001正在發(fā)光時,密封在電弧管內(nèi)的發(fā)光金屬(例如Na和Sc)被電離,變成帶有正電荷的正離子,從而在沿著從放電電弧內(nèi)部向著管壁的方向所產(chǎn)生的電場的作用下,這些離子將被迫向管壁運(yùn)動。這樣,由于電弧管內(nèi)部所產(chǎn)生的電場的作用,金屬離子有可能向管壁運(yùn)動。其結(jié)果是,在管壁附近金屬離子的濃度將增大。另一方面,金屬囟素?zé)?001的電弧管通常用石英玻璃做成,已知這種玻璃經(jīng)過與金屬離子的反應(yīng)之后將失去透明性。也就是說,管壁附近金屬離子濃度的增大將增加石英玻璃與金屬離子發(fā)生反應(yīng)的機(jī)會,由此造成不透明化。
      根據(jù)本發(fā)明的一種放電燈點(diǎn)燃裝置包括一個含有一個電極的放電燈;以及一個用來點(diǎn)燃該放電燈的點(diǎn)燃電路,該點(diǎn)燃電路連接在該放電燈上,其中,該放電燈含有一個至少部分地包圍著該電極的導(dǎo)體,并且該點(diǎn)燃電路給該導(dǎo)體提供一個高于電極平均電位的電位。
      在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,放電燈含有一個具有兩個或更多個電極的電弧管,這些電極位在電弧管內(nèi)部,該電弧管內(nèi)還密封著發(fā)光氣體,并且含在放電燈內(nèi)的導(dǎo)體設(shè)置在電弧管的一個表面上。
      在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中,該導(dǎo)體是一個透光膜。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,該放電燈含有一個具有兩個或更多個電極的電弧管,這些電極位在電弧管內(nèi)部,電弧管內(nèi)還密封著發(fā)光氣體,還有一個外管包藏著電弧管,并且其中含在放電燈內(nèi)的導(dǎo)體設(shè)置在外管的一個表面上。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,外管的直徑與電弧管的直徑之比為5.0或較小。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體含有多個上述的直條帶形膜,這些直條帶形膜等間距地設(shè)置,并且至少是部分地包圍著外管的。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體是一個螺旋狀的條帶形膜,它設(shè)置得至少部分地包圍著外管。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體是一個透光膜。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      在本發(fā)明的又一實(shí)施例中,導(dǎo)體含有多個直條帶形膜,這些直條帶形膜等間距地設(shè)置,并且至少是部分地包圍著外管的。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體是一個螺旋狀的條帶形膜,它設(shè)置得至少部分地包圍著外管。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體設(shè)置在外管的上部。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體設(shè)置在外管的內(nèi)表面上。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體含有多個直條帶形膜,這些直條帶形膜等間距地設(shè)置,并且至少是部分地包圍著外管的。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體是一個螺旋狀的條帶形膜,它設(shè)置得至少部分地包圍著外管。
      在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中,導(dǎo)體的電位等于地電位。
      在本發(fā)明的又一實(shí)施例中,點(diǎn)燃電路還包括一個輔助電源,用來向?qū)w提供一個高于電極最大電位的電位。
      在本發(fā)明的另一個方面,提供了一種點(diǎn)燃一個含有一個電極和一個至少部分地包圍著該電極的導(dǎo)體的放電燈的方法,其中該方法包括向?qū)w提供一個高于電極平均電位的電位的步聚。
      在本發(fā)明的一個實(shí)施例中,上述步聚向?qū)w提供一個高于電極最大電位的電位。
      這樣,根據(jù)本發(fā)明,放電燈的放電電弧鄰近的電位被增大到大于放電電弧的平均電位,從而產(chǎn)生了一個沿著從電弧管管壁向著放電電弧方向的電場。其結(jié)果是,減小了管壁附近的金屬離子的濃度,由此抑制了組成電弧管的石英玻璃和金屬離子之間在管壁附近的反應(yīng),從而防止了不透明化。
      這樣,這里所說明的本發(fā)明有可能給出這樣的優(yōu)點(diǎn),它能提供一種可以通過防止不透明化而延長放電燈壽命的放電燈點(diǎn)燃裝置和點(diǎn)燃放電燈的方法。
      對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們而言,當(dāng)他們閱讀并理解了下面參考附圖所作的詳細(xì)說明之后,本發(fā)明的這個優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
      圖1示出根據(jù)本發(fā)明的例1的放電燈點(diǎn)燃裝置100的方框圖。
      圖2含有(a)至(c),它們是示出根據(jù)例1的放電燈1的結(jié)構(gòu)的圖。
      圖3含有(a)至(b),它們是示出例1的放電燈1的電極101和102的電位的圖。
      圖4含有(a)和(b),它們是示出產(chǎn)生在放電燈1的電弧管103內(nèi)的電場的圖。
      圖5示出根據(jù)本發(fā)明的例2的放電燈點(diǎn)燃裝置的方框圖。
      圖6含有(a)和(b),它們是示出例2的放電燈1的電極101和102的電位的圖。
      圖7是示出一個含有具有多個條帶形式的薄膜導(dǎo)體的放電燈的圖。
      圖8示出只含有一個薄膜導(dǎo)體條帶的放電燈。
      圖9示出使用于例1和例2中的導(dǎo)體的另一種形狀。
      圖10是示出一種普通放電燈點(diǎn)燃裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
      圖11含有(a)和(b),它們是示出普通放電燈點(diǎn)燃裝置的放電燈1001的電極A和B的電位的圖。
      圖12含有(a)和(b),它們是示出產(chǎn)生在普通放電燈點(diǎn)燃裝置的放電燈內(nèi)部的電場的橫截面圖。
      圖13示出一個在其外管的一端含有一個底座的放電燈。
      下面將利用例子和參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燃裝置和點(diǎn)燃放電燈的方法。在下面的說明中,相似的組成元部件將用相似的代號表示。
      (例1)圖1是根據(jù)本發(fā)明例1的放電燈點(diǎn)燃裝置100的方框圖。在本說明書中,一般假定該放電燈點(diǎn)燃裝置包括一個放電燈1和一個點(diǎn)燃電路2。
      放電燈1包括一個含有封裝在其內(nèi)的電極101和102的電弧管和一個設(shè)置在電極101和102附近的導(dǎo)體105。導(dǎo)體105的形狀將在下面作詳細(xì)說明。放電燈1還可以有一個包圍著電弧管的外管。
      點(diǎn)燃電路2向電極101和102提供用來啟動/點(diǎn)燃放電燈1的電壓。點(diǎn)燃電路2包括一個直流電源3、一個逆變器4、和一個高壓脈沖發(fā)生器5。直流電源3從市用交流電源6接收交流電壓,并把交流電轉(zhuǎn)換成直流電,以向逆變器4輸出直流電。
      直流電源3包括一個整流/平滑電路7和一個功率調(diào)節(jié)器30。整流/平滑電路7接收交流電并對所接收到的交流電進(jìn)行整流和平滑。功率調(diào)節(jié)器30接收來自整流/平滑電路7的電功率并控制準(zhǔn)備輸出給逆變器4的功率。功率調(diào)節(jié)器30可以用已知的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。例如,功率調(diào)節(jié)器30可以由一個晶體管8、一個二極管9、一個扼流圈10、一個電容11、電阻12、13、14以及一個控制器15所組成。在這種結(jié)構(gòu)下,控制器15通過監(jiān)視從電阻12和13上取得的分壓電壓來控制直流電源3的輸出電壓,并通過監(jiān)視電阻14上的電壓降來控制直流電源3的輸出電流。結(jié)果,功率調(diào)節(jié)器30可以把輸出功率(即輸出電壓乘以輸出電流)控制在一個預(yù)定值上。控制器15根據(jù)所監(jiān)視到的輸出電壓和輸出電流來控制晶體管8的通斷。上述結(jié)構(gòu)僅僅是一個例子,然而本發(fā)明并不局限于上述結(jié)構(gòu)的直流電源3。
      逆變器4包括晶體管16至19及一個驅(qū)動器20。逆變器4接收直流電源3的輸出并把它轉(zhuǎn)換成交流電功率,而且把該交流電功率輸出給高壓脈沖發(fā)生器5。驅(qū)動器20以如下方式來驅(qū)動晶體管16至19,使得晶體管對16、19和17、18被交替地導(dǎo)通。
      高壓脈沖發(fā)生器5產(chǎn)生用來啟動放電燈1的高壓脈沖,并把它輸出給放電燈1。一旦放電燈1被點(diǎn)燃并建立了放電電弧,高壓脈沖發(fā)生器5就停止產(chǎn)生高壓脈沖,而代之以輸出一個足以維持放電電弧的電壓。
      圖2(a)至(c)是示出了放電燈1的結(jié)構(gòu)的圖。一個電弧管103用石英玻璃做成,其中密封有啟輝氣體(例如氙)和發(fā)光金屬(例如Na、Sc、和Hg)。在電弧管103內(nèi)形成了一個放電空間。例1中的電弧管103在包含電極101和102的平面的橫截面內(nèi)的截面為長橢圓形,如圖所示。不過,電弧管103的形狀例如也可以是圓筒形或球面形的。
      電極101和102用鎢做成,其位置伸入到電弧管103的放電空間內(nèi)。電極101和102連接到點(diǎn)燃電路2上。
      在圖2(a)中,導(dǎo)體105設(shè)置在電弧管103的外表面(即放電空間對面的表面)上。例1和例2中的導(dǎo)體105是一種透光并導(dǎo)電的薄膜。用ITO(氧化銦錫)做成導(dǎo)體105是合適的,但本發(fā)明并不局限于此。導(dǎo)體105是通過直接把它鋪設(shè)到電弧管103的表面上而形成的。
      在圖2(b)中,包圍著電弧管103形成了一個外管104。提供該外管104的目的是防止爆炸和去除紫外線。例如,外管104可用硬質(zhì)玻璃做成。外管104和電弧管103之間的空間中充有隋性氣體,例如氬氣。在圖2(b)中,導(dǎo)體105形成在外管104的內(nèi)表面(即外管104的面對電弧管103的那個表面)上。
      在圖2(c)中,導(dǎo)體105形成在外管104的外表面(即不是面對著電弧管103的另一個表面)上。
      圖2(c)和(b)中的導(dǎo)體105是用與圖2(a)中的導(dǎo)體105相同的材料和方法形成的。在圖2(a)至(c)中,導(dǎo)體105都是借助于一根導(dǎo)線(未示出)連接在直流電源3的接地端GND上的。
      下面將說明具有上述結(jié)構(gòu)的放電燈點(diǎn)燃裝置100的工作過程。高壓脈沖發(fā)生器5通過向放電燈1的電極101和102提供高壓脈沖來啟動放電燈1。結(jié)果,在電弧管103內(nèi)部的放電空間中的電極101和102之間生成了放電電弧。放電燈被啟動之后,控制器15根據(jù)一個正比于放電燈1的燈電壓的信號(由電阻12和13探測)和一個正比于放電燈的燈電流的信號(由電阻14探測)來控制晶體管8,使得提供給放電燈1的功率將處在一個預(yù)定的燈功率大小上。這樣,直流電源3的輸出在施加給放電燈1之前被逆變器4轉(zhuǎn)換成交流電功率。放電燈1的電弧管3內(nèi)的放電電弧保持著以上述方式所施加的功率。在例1中,直流電源3由一個極性反轉(zhuǎn)型斬波電路組成。在直流電源3的一個輸出端c上提供有一個負(fù)電位(相對于地GND電位而言)。
      圖3(a)和(b)是示出例1的放電燈1的電極101和102的電位的圖。在圖3中,橫坐標(biāo)軸代表時間,而縱坐標(biāo)軸代表電極101和102相對于直流電源3的地GND電位的電位。這里,已經(jīng)假定了直流電源3的輸出端c和d分別具有電位-Vc和-Vd(其中Vc>0,Vd>0),并且電極101和102分別具有電位V101和V102。V101和V102電位的大小按照矩形波形式變化。電位V101和V102的平均值都是-(Vc+Vd)/2。電極101和102的平均電位基本上等于放電燈1的放電電弧的平均電位。導(dǎo)體105相對于地GND的電位為零。
      圖4(a)和(b)是示出生成在電弧管103內(nèi)部的電場的圖。圖4(b)示出了沿著圖4(a)中I-I線的橫截面圖。由于放電電弧106受到電弧管103內(nèi)存在的對流的影響,該放電電弧106略為向著電弧管103的上部“彎曲”,可以認(rèn)為導(dǎo)體105的電位(等于地GND的電位)基本上等于直流電源3的輸出端d的電位-Vd。因此,導(dǎo)體105的電位高于電極101和102的平均電位(即放電電弧的平均電位)。從而,如圖4(a)和(b)所示,在電弧管103內(nèi)存在有一個沿著從導(dǎo)體105向著放電電弧106的方向所生成的電場(也即如圖4(a)和(b)中用箭頭指出的沿著從電弧管103的管壁向著放電電弧106的方向的電場)。這個沿著從電弧管103的管壁向著電弧管103的中心的方向所產(chǎn)生的電場將迫使在電弧管103內(nèi)變成了正離子的金屬離子(例如Na、Sc和Hg)向著放電電弧106運(yùn)動。結(jié)果,金屬離子的正離子向離開電弧管103管壁的方向運(yùn)動,由此防止不透明化。
      根據(jù)例1,包圍著放電燈1的電極101和102的導(dǎo)體105具有高于電極101和102的平均電位的電位。這種結(jié)構(gòu)使得在電弧管103內(nèi)將產(chǎn)生向著放電電弧106的中心的方向的電場。結(jié)果,組成電弧管103的石英玻璃的不透明化反應(yīng)被抑制了,由此實(shí)現(xiàn)了一種長壽命的燈。
      再有,通過象圖2(c)所示那樣在外管104的外表面上設(shè)置導(dǎo)體105,還提供了簡化燈的生產(chǎn)過程的優(yōu)點(diǎn)(因?yàn)檫@種導(dǎo)體105可以在放電燈7的生產(chǎn)過程中的最后一步形成)。
      在圖2(b)和(c)中,為了防止不透明化,電弧管103的直徑r1和外管104的直徑r2最好能滿足關(guān)系r2/r1≤5.0。當(dāng)外管104形成在電弧管103四周并且導(dǎo)體105設(shè)置在外管104上時,就希望能滿足這個關(guān)系。這一關(guān)系也適用于例2。
      (例2)圖5是根據(jù)本發(fā)明的例2的放電燈點(diǎn)燃裝置的方框圖。除了例2中的點(diǎn)燃電路502含有一個用來向?qū)w105提供一個高于電極101和102的平均電位的電源521之外,例2的放電燈點(diǎn)燃裝置200具有與例1的放電燈上點(diǎn)燃裝置100相同的結(jié)構(gòu)。
      功率調(diào)節(jié)器530分別向輸出端a和b提供電位Va和Vb(相對于地GND而言)。功率調(diào)節(jié)器530包括一個晶體管508、一個二極管509、一個扼流圈510、一個電容511、電阻512、513、514以及一個控制器515,并且它以與例1的功率調(diào)節(jié)器30相同的方式工作。
      逆變器504包括晶體管516至519和一個驅(qū)動器520。逆變器504以與例1的逆變器4相同的方式工作。
      電源521接收逆變器504的輸出電壓,并產(chǎn)生一個準(zhǔn)備提供給導(dǎo)體105的電位2Va(相對于地GND而言)。電源521是一個所謂的倍壓整流器,它由一個變壓器522、二極管523和524、以及電容525和526所組成。
      配置電源521的變壓器522的目的是把電源521與直流電源503和逆變器504隔離開來。變壓器522的次級線包(即較接近于導(dǎo)體105的線包)的圈數(shù)和初級線包(即較接近于逆變器504的線包)的圈數(shù)之比為1∶1。一旦放電燈1被點(diǎn)燃,高壓脈沖發(fā)生器505就停止產(chǎn)生高壓脈沖。放電燈1可以采用圖2(a)至(c)中所示的任一種結(jié)構(gòu)。具有上述結(jié)構(gòu)的例2的放電燈點(diǎn)燃裝置200的工作過程除了下述一點(diǎn)之外與例1的放電燈點(diǎn)燃裝置100相同,其不同點(diǎn)在于,向放電燈點(diǎn)燃裝置200的導(dǎo)體105提供了高于電極101和102的平均電位的電位。
      圖6(a)和(b)是示出例2的放電燈1的電極101和102的電位的圖。在圖6中,橫坐標(biāo)軸代表時間,而縱坐標(biāo)軸代表電極101和102相對于直流電源503的地GND的電位。這里,已經(jīng)假定直流電源503的輸出端a和b的電位分別為Va和Vb(其中Va>0,Vb>0),并且電極101和102的電位分別是V101和V102。電位V101和V102按照矩形波形式變化。電位V101和V102的平均值都是(Va+Vb)/2。電極101和102的平均電位基本上等于放電燈1的放電電弧的平均電位。直流電源503的輸出端a的電位Va高于直流電源503的輸出端b的電位Vb。
      如例1中所說明的,電位Vb基本上等于地GND的電位。因此,電極101和102的平均電位(它們基本上等于放電電弧106的平均電位)都等于Va/2。電源521是一個連接在逆變器504的輸出端上的倍壓整流器。假定晶體管516至519在導(dǎo)通時其上的電壓降基本為零(V),則電源521的輸出電位Ve等于((Va-Vb)×2)。因?yàn)殡娢籚b基本上為零(V),所以連接在電源521上的導(dǎo)體105的電位變?yōu)?Va。
      電極101和102的電位各有一個最小值Vb(它基本為零)和一個最大值Va。因此,導(dǎo)體105的電位Ve高于電極101和102兩者的電位。特別是,導(dǎo)體105的電位與電極101和102的電位的差至少是Va(Va>0)。
      在例2中,同樣也存在有一個沿著從導(dǎo)體105向著放電電弧106的方向(如例1說明中圖4(a)和(b)中的箭頭所示)所生成的電場。這樣生成的電場將迫使在電弧管內(nèi)已變成正離子的金屬離子(例如Na、Sc和Hg)向著放電電弧106運(yùn)動。結(jié)果,金屬離子的正離子沿著離開電弧管管壁的方向運(yùn)動,從而減小了管壁附近金屬離子的濃度。
      與例1不同,根據(jù)例2的導(dǎo)體105的電位Ve永遠(yuǎn)是高于電極101和102兩者的電位的。也就是說,電極101和102的平均電位(即放電電弧106的平均電位)與導(dǎo)體105的電位的差值大于例1中的情形。如果,在電弧管103中的空間內(nèi)產(chǎn)生了比較強(qiáng)的電場,因而根據(jù)例2可以獲得更強(qiáng)的防止不透明化的效果。這一結(jié)果進(jìn)一步增加了放電燈1的壽命。
      下面將說明例1和2中可以采用的放電燈1的各種形狀。圖7是示出一個含有具有多個條帶形膜薄的放電燈的圖。和圖2的情形相同,在那里環(huán)繞著電弧管103的截面的整個周邊設(shè)置了既透光又導(dǎo)電的薄膜(起著導(dǎo)體105的作用),在圖7中也把既透光又導(dǎo)電的薄膜用作導(dǎo)體705。導(dǎo)體705提供了一個能夠防止電極101和102周圍的元部件的不透明化的電位(與例1中的導(dǎo)體105相仿)。多個導(dǎo)體705以多個條帶的形式設(shè)置在外管104的外表面上。各相鄰導(dǎo)體705之間的間距是固定的。條帶形的導(dǎo)體705提供了可以在給出一個足以防止不透明化的電場的同時還改善對燈所發(fā)出的光的透過率的效果。雖然在圖7中示出設(shè)置了6個薄膜導(dǎo)體705條帶,但本發(fā)明對這種條帶的數(shù)目沒有任何限制??梢酝ㄟ^在外管104上設(shè)置導(dǎo)電金屬線(未示出)或類似物體來代替圖7所示的條帶形薄膜導(dǎo)體705,以獲得類似的效果。
      圖8示出一個只有一個薄膜條帶805的放電燈。圖8中所示的導(dǎo)體805具有條帶形狀,它設(shè)置在外管104的上部,在那里電弧管103最可能發(fā)生不透明化。對于放電燈1的放置形式是其縱方向?yàn)樗椒较虻那樾?,電弧?03的上部變得特別容易發(fā)生不透明化。這里,“上部”的定義是指與任何物體因重力作用而被吸引的方向相反的方向。具體地說,密封在電弧管103的氣體因?yàn)殡娀」?03中的對流而運(yùn)動,而該對流又是由重力所引起的,由此使得電弧管103內(nèi)部的上部最容易發(fā)生不透明化。因此,通過在電弧管103的上部設(shè)置條帶形導(dǎo)體805,就可以在防止不透明化的同時減小要設(shè)置的導(dǎo)體805的面積。采用圖8結(jié)構(gòu)的放電燈可以達(dá)到減少不透明化和成本的效果。
      圖9示出例1和例2所采用的導(dǎo)體的另一種形狀。圖9所示的導(dǎo)體905是一個以螺旋形的形狀形成在外管104的外表面上的既導(dǎo)電又透光的薄膜。
      當(dāng)在本發(fā)明的例1和例2中采用圖2(b)所示的放電燈結(jié)構(gòu)時(其中導(dǎo)體105以薄膜的形式設(shè)置在外管104的內(nèi)部),由于用戶不可能直接觸摸到導(dǎo)體105,所以沒有必要提供任何特殊的絕緣手段。對于圖2(a)和(c)的情形,只要在導(dǎo)體105上設(shè)置一個絕緣薄膜就可以容易地實(shí)現(xiàn)絕緣。再有,導(dǎo)體105不需要設(shè)置在外管104的整個表面上,而是只要能夠給出足夠強(qiáng)的電場,它可以以條帶形式(如上面所說明的)、以螺旋形條帶形式、或者以同心圓的形式設(shè)置。
      雖然在上述例子中采用了導(dǎo)體薄膜,但任何元件都可以代替這種導(dǎo)體;例如,可以使用一個能在放電燈的放電電弧周圍保持一定電位的發(fā)光裝置。雖然在例1中向直流電源3輸入了一個由整流/平滑電路7對交流電源6的輸出進(jìn)行整流和平滑而得到的直流電壓,但是也可以直接向放電燈輸入直流電壓。
      只要電位高于放電電弧的平均電位,例2中的導(dǎo)體105也可以具有隨時間變化的交流電位(以代替不隨時間變化的直流電位)。雖然在例2的導(dǎo)體105上施加了一個約兩倍于直流電源的輸出電壓的電壓,但是也可以采用高于放電電弧106的平均電位的其他大小的電位。雖然例2的電源521是一個倍壓整流器,但只要能夠產(chǎn)生高于電極101和102的平均電位(即放電電弧106的平均電位)的電位,也可以采用其他的手段,例如一個升壓斬波電路。雖然電源521的輸入端是直接耦合在逆變器504的輸出端上的,但是也可以把電源521耦合到另一個部件,例如直流電源503的輸入端上。
      雖然例1和例2所關(guān)心的是石英玻璃和發(fā)光金屬之間的反應(yīng),但本發(fā)明對于防止其他種類的玻璃或陶瓷和其他種類的發(fā)光金屬之間的反應(yīng)也是有效的。
      雖然上面例子中的放電燈被描述成具有兩個底座,但是可以看出,本發(fā)明也可以適用于只有一個底座的放電燈。例如,可以使用圖13所示的只在其外管1304的一端有一個底座1310的放電管。其中的電弧管1303類似于電弧管103。在該情形中,通過保證電極1301和1302以及導(dǎo)體1305具有上述的適當(dāng)電位,也可以取得本發(fā)明的上述效果。
      雖然在上述例子中認(rèn)為電弧管內(nèi)有兩個電極,但是其中的電極數(shù)目并不限定為兩個。
      雖然導(dǎo)體的示例是薄膜,但它也可以例如由金屬線組成。
      根據(jù)本發(fā)明,上述導(dǎo)體的形狀和其他特征可以結(jié)合應(yīng)用。例如,條帶形導(dǎo)體可以和由表達(dá)式“r2/r1≤5.0”所規(guī)定的條件相結(jié)合使用。
      只要電極和導(dǎo)體之間的電位滿足前述關(guān)系,用來提供正電位的斬波器電路也同樣可以象用來提供負(fù)電位的斬波器那樣用作直流電源,再有,直流電源并不局限于斬波器電路,而也可以是不同類型的開關(guān)電源。
      根據(jù)本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燃裝置和點(diǎn)燃方法,提供了一個包圍著放電燈電極的導(dǎo)體,該導(dǎo)體的電位高于放電燈電極的平均電位。結(jié)果,本發(fā)明至少給出了這樣的優(yōu)點(diǎn)抑制了組成(放電燈的)電弧管的材料和發(fā)光金屬之間的反應(yīng),從而延長了放電燈的壽命。
      對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們來說,在不偏離本發(fā)明的范疇和精神的情況下可以明顯地看出并容易地實(shí)現(xiàn)各種其他的修改。所以,不希望把這里所附的權(quán)利要求的范疇局限于這里所給出的說明,而希望能夠廣義地理解這些權(quán)利要求。
      權(quán)利要求
      1.一種放電燈點(diǎn)燃裝置,它包括一個含有一個電極的放電燈;以及一個點(diǎn)燃電路,用來點(diǎn)燃該放電燈,該點(diǎn)燃電路連接在放電燈上。其中,放電燈含有一個至少部分地包圍著電極的導(dǎo)體,并且點(diǎn)燃電路向?qū)w提供一個高于電極的平均電位的電位。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的放電燈含有一個其內(nèi)設(shè)置有兩個或更多個電極的電弧管,在該電弧管內(nèi)密封了發(fā)光氣體,并且含在放電燈中的導(dǎo)體設(shè)置在電弧管的一個表面上。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體是一個透光膜。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的放電燈含有一個其內(nèi)設(shè)置有兩個或更多個電極的電弧管,在該電弧管內(nèi)密封了發(fā)光氣體,并且有一個外管包藏著該電弧管,以及其中,含在放電燈中的導(dǎo)體設(shè)置在該外管的一個表面上。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中外管的直徑與電弧管的直徑的比值為5.0或較小。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      7.根據(jù)權(quán)利要求6的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體含有多個上述直條帶形膜,各直條帶形膜等間距地設(shè)置,并至少部分地包圍著外管。
      8.根據(jù)權(quán)利要求5的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體是一個螺旋狀的條帶形膜,它設(shè)置得至少部分地包圍著外管。
      9.根據(jù)權(quán)利要求4的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體是一個透光膜。
      10.根據(jù)權(quán)利要求9的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      11.根據(jù)權(quán)利要求10的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體含有多個上述直條帶形膜,這些直條帶形膜以至少部分地包圍著外管的方式等間距地設(shè)置。
      12.根據(jù)權(quán)利要求9的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體是一個螺旋狀的條帶形膜,它設(shè)置得至少部分地包圍著外管。
      13.根據(jù)權(quán)利要求4的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體設(shè)置在外管的上部。
      14.根據(jù)權(quán)利要求13的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      15.根據(jù)權(quán)利要求4的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體設(shè)置在外管的內(nèi)表面上。
      16.根據(jù)權(quán)利要求15的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體含有至少一個沿著平行于外管軸線的方向伸展的直條帶形膜。
      17.根據(jù)權(quán)利要求16的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體含有多個上述直條帶形膜,這些直條帶形膜以至少部分地包圍著外管的方式等間距地設(shè)置。
      18.根據(jù)權(quán)利要求15的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體是一個螺旋狀的條帶形膜,它設(shè)置得至少部分地包圍著外管。
      19.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的導(dǎo)體具有與地電位相同的電位。
      20.根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈點(diǎn)燃裝置,其中的點(diǎn)燃電路還含有一個輔助電源,用來向?qū)w提供一個高于電極的最大電位的電位。
      21.一種點(diǎn)燃放電燈的方法,該放電燈含有一個電極和一個至少部分地包圍著該電極的導(dǎo)體,其中,該方法包括向?qū)w提供一個高于電極的平均電位的電位的步驟。
      22.根據(jù)權(quán)利要求21的點(diǎn)燃放電燈的方法,其中上述步驟向?qū)w提供一個高于電極的最大電位的電位。
      全文摘要
      根據(jù)本發(fā)明的一種放電燈點(diǎn)燃裝置包括一個含有一個電極的放電燈;以及一個用來點(diǎn)燃該放電燈的點(diǎn)燃電路,該點(diǎn)燃電路連接在該放電燈上,其中,該放電燈含有一個至少部分地包圍著該電極的導(dǎo)體,并且該點(diǎn)燃電路向該導(dǎo)體提供一個高于該電極的平均電位的電位。
      文檔編號H01J61/24GK1137219SQ9610272
      公開日1996年12月4日 申請日期1996年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月15日
      發(fā)明者小南智, 宮崎光治, 崛井滋 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
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