專利名稱：具有改善電極配置的介電妨礙放電的放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了介電妨礙放電設(shè)計的一種放電燈。這樣的放電燈在用放電介質(zhì)充填的放電容器中具有至少一個陰極和至少一個陽極，在此至少陽極是通過介電層從放電介質(zhì)分開的。在這里不在細節(jié)上關(guān)注這樣放電燈中的介電妨礙放電的作用原理。所以在這里請參閱現(xiàn)有技術(shù)，尤其是參閱還在以下引用的文獻。
本發(fā)明尤其是論述在介電妨礙放電的放電燈中的電極配置。
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明在此從本身已知的條形電極出發(fā)。尤其是扁平投光燈形式的放電燈是用條形電極配備的，這些扁平投光燈主要由平面平行的和必要時由框架連接的兩個板組成。條形電極在此一般是形成在這些板的一個或多個壁上的，在此在介于板之間的相應(yīng)地扁平的放電體積中可以產(chǎn)生介電妨礙放電。條形陰極和陽極在此一般主要地互相平行分布。
條形電極當然在另外的放電燈上，尤其是在不一致的放電容器幾何形狀上也是可能的。在非扁平的放電容器上條形電極也可能是析出在形成放電容器的界限壁的內(nèi)面或外面上的，或者也可能與放電容器壁無關(guān)地例如是析出在放電容器之內(nèi)的承載電極條的板上的。因此本發(fā)明尤其是針對放置在放電容器的壁上的，或在放電容器中的壁上的條形電極。
對于本發(fā)明原則上卻不需要電極條的載體。
本發(fā)明因此從一種放電燈出發(fā)，此放電燈具有用放電介質(zhì)充填的一個放電容器、一個條形陰極和一個條形陽極、以及介于陽極和放電介質(zhì)之間的一個介電層。
在開發(fā)和評價這里所觀察具有介電妨礙放電的放電燈中的電極配置時的主要準則，除了作為電氣技術(shù)元件的電極配置的有利電特性之外，此外也是電極配置的，或用此電極配置生成放電結(jié)構(gòu)的幾何特性。在此情況下一方面既在時間的又在地點的角度上依賴于光生成的均勻性，即依賴于時間上的無波動性和盡可能均勻的面分布。當然某些不均勻的面分布也可能是期望的。此外對于某些用途，例如在扁平屏幕背景照明的范圍中或在信號燈上，除此之外用放電燈所達到的面光密度也是重要的。
發(fā)明描述本發(fā)明總共以這種技術(shù)問題為基礎(chǔ)，說明具有改善電極配置的介電妨礙放電的一種放電燈，以及含有這樣放電燈的和此外含有合適前置設(shè)備的一種照明系統(tǒng)。
按本發(fā)明通過上述方式的放電燈解決此問題，此放電燈的特征在于，陽極回紋形地分布，以致于陰極和陽極之間的間距是通過回紋形調(diào)制的，或者此放電燈的特征在于，陰極和陽極回紋形地分布，回紋形在此局部反相地互相相向分布，以致于陰極和陽極之間的間距是通過兩種回紋形調(diào)制的。
此外本發(fā)明涉及具有這兩種放電燈之一的和一種前置設(shè)備的一種照明系統(tǒng)，此前置設(shè)備是為了進入放電燈中的脈動的有功功率輸入而設(shè)計的。
在從屬權(quán)利要求中說明了，和在以下詳述放電燈的、和前置設(shè)備的、和因而照明系統(tǒng)的許多優(yōu)先的構(gòu)成。
應(yīng)以本發(fā)明的最一般的形式，在兩種變型中觀察針對放電燈的本發(fā)明。第一變型僅僅在陽極上以電極的按本發(fā)明的回紋形分布為前提。條形陰極的準確分布在此基本上是無限制的，陰極和陽極之間的，對于放電起決定性作用的間距卻是應(yīng)通過陽極的回紋形調(diào)制的。為此陰極可以具有筆直的條形，或也可以具有任意另外的條形，只要未因此取消放電間距的通過回紋形的調(diào)制，或者通過以另外的方式在如此大的程度上影響放電間距的形狀來疊加放電間距的調(diào)制，以致于沒有達到以本發(fā)明所預(yù)期的作用。尤其是在此卻也可以在陰極上存在著一種回紋形，在此在特殊情況下這相當于本發(fā)明的第二變型。
對于在這里所討論的本發(fā)明的此第一變型的前提在于，放電燈的陽極相對于陰極是以任意的一種形狀突出的，也就是原則上可以區(qū)別于陰極的。原則上在許多不同的形狀上這一點可以是這種情況，在最簡單的情況下在于，在陰極和放電介質(zhì)之間不存在介電層。
偶爾卻也在這個或這些陰極上采用介電層，以便保護陰極免受通過來自放電介質(zhì)中的離子轟擊的濺射損傷。這個或這些陰極上的介電層在此經(jīng)常是比陽極情況下的介電層薄的。即使這樣，陽極也是相對于陰極突出的。
在此甚至這種情況是包括在內(nèi)的，陽極是僅僅通過放電燈上的相應(yīng)標記，例如通過在放電燈的電氣接頭上的極性符號標志的。原則上在此關(guān)聯(lián)中可以發(fā)現(xiàn)，在介電妨礙放電的放電燈上無論雙極的，還是單極的功率供應(yīng)都是可能的。在雙極的情況下陰極和陽極當然交替地交換它們的電氣作用，并且因此在作業(yè)中是不能互相區(qū)分開的。然后在此說明書中對于兩種電極種類之一所作的說明適用于兩種電極種類。這一點對于剛才討論的本發(fā)明的第一變型相反地意味著，這樣的一種放電燈是為單極作業(yè)設(shè)計的。
現(xiàn)在在詳細闡述按本發(fā)明回紋形的作用和優(yōu)點之前，首先說明按本發(fā)明放電燈的第二變型。在此情況下回紋形涉及兩個電極種類，即至少一個陰極和至少一陽極回紋形地分布。在此規(guī)定了，鑒于陰極和陽極之間的放電距間的調(diào)制，回紋形互相加強。外加于此地它們反相地互相相向分布。
在此在電極的回紋形不必是周期性的范圍內(nèi)卻可以普遍化地理解本發(fā)明。所以反相性的概念有可能僅涉及局部的周期性，和在另外的位置上涉及已改變的周期性，以及也可能涉及非周期性的情況，在這些非周期性的情況下卻局部地主要“谷遇峰”和“峰遇谷”，也就是電極在主要地相同的位置上是相迎或相背走向的。
此外要澄清的是，回紋形的所說明的反相加強不須必然地意味著與回紋形分別連接的，放電間距方向上的“升程(Hub)”的代數(shù)相加。更確切地說回紋形也可以位于甚至不必絕對互平行分布的不同平面中。例如電極條是可以形成在放電容器的相對的內(nèi)壁上的。
適用于本發(fā)明的兩種變型的是，陰極和陽極之間的放電間距是通過一個電極的至少一種回紋形調(diào)制的。因此局部最小放電間距的各自的位置同時形成局部最高場的位置，和因此形成各個放電結(jié)構(gòu)的優(yōu)先起始點。
按本發(fā)明的放電燈與在這里不詳述的脈沖有功功率輸入方法相結(jié)合也就是特別有利的。對此請參閱WO94/23442或DE-P43 11 197.1，在這里參考了它們的公布內(nèi)容。在那里所說明的介電妨礙放電燈的作業(yè)方式上優(yōu)先形成空間上相當穩(wěn)定的單個放電結(jié)構(gòu)，按照所輸入的有功功率這些單個放電結(jié)構(gòu)以不同的數(shù)目首先形成在具有電極之間各自最大場強的位置上。也可能構(gòu)成較少局部化的“幕式”的，在本發(fā)明范圍內(nèi)卻是等效的放電結(jié)構(gòu)。
甚至在原則上可以設(shè)想的不一致的作業(yè)方法上，當然僅僅在或至少優(yōu)先在電極之間的，在其上存在著最高場強的位置上實現(xiàn)電極之間的放電。與此相應(yīng)地對本發(fā)明的闡述也在廣泛的意義上適用。
在DE 196 36 965 A1中已經(jīng)說明用于局部的場強化的電極結(jié)構(gòu)，安排了這些電極結(jié)構(gòu)用于改善由單個放電組成的總貌的在時間和地點上的不均勻性。在此尤其是在此外直線分布的電極板或電極金屬絲上安排了鼻狀的點形凸起。同樣特別強調(diào)地請參閱此文件，以此在這里依據(jù)了它的公布內(nèi)容。
與現(xiàn)有技術(shù)相反地卻在上面已稱為第一變型的情況下，本發(fā)明集中于通過陽極方面成型的局部的場強化上。所引用的現(xiàn)有技術(shù)對于單極的情況卻規(guī)定了在陰極上的凸起?，F(xiàn)有技術(shù)當時也就是基于這種思路，在脈沖作業(yè)方法上所出現(xiàn)的放電結(jié)構(gòu)在陰極上具有更為削尖的，而在陽極上具有更為展開的形式。與此相應(yīng)地應(yīng)該通過陰極的幾何構(gòu)型來定位放電結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的尖端，由此合乎邏輯地曾優(yōu)先考慮在陰極上的主要為點形的鼻凸。
在本發(fā)明上卻已作了這種觀察，放電結(jié)構(gòu)的更為展開的側(cè)面同樣地，也就是通過在這里表述為回紋形的陽極形狀可以朝著陽極方向定位。以任何方式彎曲分布的許多不同的可以想象的形狀歸屬于這種概念之下，但是在此不必絕對是圓的。明顯的實例是正弦波紋、矩形波紋、鋸齒形波紋等等。
回紋形陽極-與按所謂的第二變型的回紋形陰極結(jié)合與否-相對于常規(guī)的結(jié)構(gòu)卻呈現(xiàn)出主要的優(yōu)點。因此相對于按現(xiàn)有技術(shù)的已說明的鼻狀凸起，回紋形是電容上有利得多的，因為在電極條之間在電極長度的可觀的部分上，與電極在其上互相最接近的位置上的，實際對于放電為決定性的間距相比，可能存在著顯著較大的間距。用電極配置的所減少的電容量和因此用較小的無功電流卻可以較小地設(shè)計對于放電燈作業(yè)所需要的前置設(shè)備，并且因此節(jié)省費用、結(jié)構(gòu)體積和重量。此外在要運行的較小電容量上可以實現(xiàn)陡的脈沖波沿，和因此實現(xiàn)總體較好的脈沖形狀。
在一種優(yōu)先的實施形式上，放電燈規(guī)定由以單條方式交替布置的許多陰極和許多陽極組成的一種電極配置。這意味著在兩個陰極條之間分別僅分布著一個陽極條和相反。鑒于由相反極性電極包圍的電極，甚至在加強的范圍上電容的觀點當然也適合于在這種實施形式上。在此具有其優(yōu)點的這種實施形式此外適用于本發(fā)明的兩個開始時區(qū)別開的變型。
在交替的布置上卻還產(chǎn)生本發(fā)明的一個其它的方面。也就是從已經(jīng)討論的概念“回紋形”中必然得出，各自放電結(jié)構(gòu)的優(yōu)先位置在沿所觀察電極兩個側(cè)面上交替在兩個側(cè)面上與相反極性的各自電極相鄰的一個回紋形電極。在本發(fā)明的范圍內(nèi)現(xiàn)已證明，這一點尤其是對于陽極是主要的，因為在一個和同一個陽極上多個單個放電結(jié)構(gòu)的已經(jīng)提及的稍微展開的側(cè)面互相“干擾”。這意味著，在放電結(jié)構(gòu)的陽極方面末端的彼此離開的太小間距情況下，不能建立穩(wěn)定的總體放電模型。
在雙極功率供應(yīng)的情況下這一點當然適用于所有的電極。在單極的情況下陰極上的放電結(jié)構(gòu)實際上互不干擾。如在另外的地方已闡述的那樣，在這里在與所說明的交替電極裝置的關(guān)聯(lián)中的回紋形卻出于電容的原因是顯著有利的。除此之外回紋形導(dǎo)至陰極條上放電結(jié)構(gòu)的陰極方面“尖”末端之間的較大間距。這一點因此是有利的，因為陰極上的放電尖端在某種程度上具有通向陰極條兩側(cè)的引入?yún)^(qū)，在此引入?yún)^(qū)中在陰極條上可以可見地亮著表面熒光放電，此表面熒光放電顯然與放電結(jié)構(gòu)的電極補給有關(guān)。如果現(xiàn)在放電尖端之間的間距是較大的話，陰極上的這種引入?yún)^(qū)也因此放大，這總體上有利于燈的效率。
在本發(fā)明中按第一變型卻也包括了條形的陰極不具有這樣的回紋形的情況。此陰極尤其是在此第一變型的范圍內(nèi)可以以常規(guī)的方式直線分布。尤其是在具有其狹窄陰極方面末端的單個放電結(jié)構(gòu)的相互干擾，相對于寬廣展開的陽極側(cè)面起著明顯次要的作用的情況下，例如在特別大的放電間距的情況下，筆直的陰極條具有這種優(yōu)點，在橫對著條方向的方向上陰極條使得由放電結(jié)構(gòu)組成的各個條的盡可能密集的布置成為可能。在此通過按本發(fā)明的回紋形陽極形式重又能夠考慮到單個放電結(jié)構(gòu)的互相干擾。
在此情況下優(yōu)先的是，相鄰于同一陰極的兩個陽極的回紋形局部同相地互相相向分布，以便在陰極的兩側(cè)面上實現(xiàn)放電優(yōu)先位置的交替布置。
鑒于按本發(fā)明電極配置的優(yōu)先范圍的定量幾何的說明，兩個原則上互相獨立的準則已證明為合理的。第一準則在此涉及在放電間距的波動和回紋形的以下用簡稱SL表示的半周期長度之間的比例本身，此波動即是介于此半周期長度之內(nèi)的最大放電間距dmax和同一半周期之內(nèi)的最小放電間距dmin之間的差值。0.6的值作為此比例的上限已證明為有利的。值0.5是較好的，特別優(yōu)先地是0.4.
剛才所說明的比例在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以占據(jù)很小的值，只要它是不同于零的。已經(jīng)在從例如0.01起的值上是可以實現(xiàn)本發(fā)明的可感覺到的作用的。
鑒于實際上在放電燈的按設(shè)計的作業(yè)中出現(xiàn)的放電結(jié)構(gòu)，在最小放電間距與最大出現(xiàn)的放電間距的比例方面，第二準則涉及已經(jīng)引用為依據(jù)的最小放電間距。對此人們必須回憶，無論在比較局部化的放電結(jié)構(gòu)的情況下，還是在已經(jīng)提及的“幕式”加寬的情況下一個單個放電結(jié)構(gòu)具有某個“平均化”的范圍，并且因此覆蓋放電間距的某種分布。在此在許多情況下一個單個放電結(jié)構(gòu)根本達不到最大放電間距，而是僅在比較強大的功率輸入的情況下。最大和最小放電間距的概念在這方面寧可涉及原則上在燈的作業(yè)中可以達到的放電間距，而不涉及實際在某種作業(yè)狀態(tài)下實現(xiàn)的放電間距。最小放電間距優(yōu)先地是大于最大放電間距的30％的，和小于最大放電間距90％的，優(yōu)先地卻是大于最大放電間距的40％或50％。
在此如已說明的那樣，最大的放電距離不絕對地相當于在某種作業(yè)狀態(tài)下由放電結(jié)構(gòu)實際達到的最大放電距離，而是相當于在專門放電燈的電極配置中可以達到的放電距離。在此關(guān)聯(lián)中主要的是一種其它的按本發(fā)明的可能性，也就是具有適合于放電燈中功率控制的前置設(shè)備的放電燈的一種作業(yè)。在這里在前置設(shè)備的功率控制裝置中如此改變放電燈的功率供應(yīng)的合適的電參數(shù)，以致于變化放電的起弧電壓，并且各個放電可以跨接電極配置中的或多或少大的放電距離。與此相應(yīng)地要么變化各個放電結(jié)構(gòu)的總體積，要么變化電極之間各自優(yōu)先位置上的各個放電結(jié)構(gòu)的數(shù)目。因此可能在電極配置的同一優(yōu)先位置上尤其是并列地出現(xiàn)多個單個放電結(jié)構(gòu)。對于有關(guān)于此的其它細節(jié)請參閱具有檔案號DE 198 33 720.5的同一申請人的平行申請“介電妨礙放電的可調(diào)光放電燈”。在此涉及此申請的公布內(nèi)容。
不應(yīng)如此來理解在以上討論時對于用作為依據(jù)的文件DE 196 36965 A1所作的界定，以致于在那里所說明的用于在電極配置中構(gòu)成局部場強化位置的可能性在本發(fā)明上好像是排除在外的。更確切地說，這些可能性是可以附加于按本發(fā)明的特征實現(xiàn)的，和在此也可以是完全有利的。一個實例是使在放電燈作業(yè)開始時的單個放電的，也就是尤其是在沒有已經(jīng)具有回紋形中滿足同一功能的角或尖端的這樣電極配置上的點火變得容易。對此請參閱實施例。
本發(fā)明的一個其它的觀點特別涉及在回紋形之間范圍中的電極表面的實施形式。在此用例如在已經(jīng)提及正弦形上的中間回紋形范圍，指的是各個弧線之間的直線段或直線段的中間部分，從數(shù)學(xué)上看也就是指過零點或轉(zhuǎn)折點。在某種程度上這些范圍相當于同一回紋形兩側(cè)上的放電結(jié)構(gòu)之間的界線，并且是可以按本發(fā)明如此實施的，以致于這些范圍使得放電結(jié)構(gòu)進入這些范圍中的擴展變得困難，或阻止這種擴展。
針對于此的第一可能性在于，有針對性地改變涂敷到電極上的層的粒度，在此熒光材料層尤其是合適的。在此應(yīng)在中間回紋形范圍中選擇比在回紋形弧線中的更為粗粒度的熒光材料?；丶y形弧線也可以是完全沒有熒光材料的。
具有同樣目標的一種另外的可能性存在于位于電極上介電層的層厚的一種變型中。然后在中間回紋形范圍中介電層應(yīng)比在其余范圍中的是較厚的。在陰極的情況下完全無介電層地構(gòu)成其余的范圍在這里也是可能的。
如已闡述的那樣，本發(fā)明也涉及由放電燈與相應(yīng)前置設(shè)備的一種組合。前置設(shè)備在此按本發(fā)明是適合于已說明的脈動有功功率輸入方法的，或者是為此設(shè)計的。已經(jīng)論及了在此關(guān)聯(lián)中可能的功率控制功能或者，在連續(xù)或近似于連續(xù)的情況下，已經(jīng)論及了減光功能。
從前置設(shè)備的角度看，選擇單極的有功功率輸入已證明為良好可行的途徑。這意味著，不考慮通過技術(shù)上寄生效應(yīng)決定的小的例外，施加到有功功率脈動時的放電燈上的外部電壓總是有相同的正負號。這意味著，通過放電燈流動的電流不是必然為單極的。更確切地說，在具有相應(yīng)地相反電流正負號的放電燈中可能導(dǎo)至所期望的反向點燃，這些反向點燃在單極的情況下卻不是外部燈電壓的直接結(jié)果。
同一申請日的同一申請人的兩個其它的平行申請在此涉及在這里優(yōu)先予以考慮的，尤其是甚至按本發(fā)明的放電燈的作業(yè)方法和前置設(shè)備。請參閱德國平行申請檔案號198 39 336.9和198 39 329.6(1998年8月28日)。在那里分別說明了采用為了無雙極外部燈電壓地生成反向點燃而設(shè)計的作業(yè)方法的，按照流量變換器原理的一種前置設(shè)備，或具有類似目標方向的按組合的截止/流量變換器原理的一種前置設(shè)備。這些申請的公布內(nèi)容也在此用作為依據(jù)。
在另一方面尤其是雙極作業(yè)方式是特別適合于在其上兩個電極種類([臨時的]陽極和[臨時的]陰極)具有一種回紋形的電極配置。對此的原因首先是電極配置的幾何對稱性?？墒菫榱穗p極作業(yè)的適用性所有電極還應(yīng)該用介電層覆蓋(兩側(cè)的介電妨礙)。因此從放電物理的角度看電極也是相同類型的，并且時間上交替地承擔不僅臨時陽極的，而且陰極的作用。
雙極作業(yè)的一種優(yōu)點例如可以在于燈中的放電情況的對稱化。因此特別有效地避免由于非對稱放電情況引起的問題，例如可能導(dǎo)至黑化灰度的電介質(zhì)中的離子遷移，或惡化放電效率的空間電荷積蓄。
例如變型的流量變換器可以考慮作為雙極作業(yè)方法的前置設(shè)備。變型的目的在于，在流量變換器的變壓器中負責促成次級回路中電壓脈沖的，初級回路方面電流的反向。與用于在次級回路方面上反向的相應(yīng)的電氣技術(shù)措施相比，一般可以較簡單地采取這一點。
為此尤其是變壓器可以具有分別分配給兩個電流方向之一的兩個初級回路方面的繞組，也就是可以采用變壓器于僅兩個方向之一的初級回路電流。這意味著，兩個初級回路方面的繞組交替地通以電流。例如可以通過在初級回路中采用兩個發(fā)出節(jié)拍的開關(guān)實現(xiàn)這一點，此兩個開關(guān)分別通過兩個繞組中所分配的一個繞組節(jié)拍電流。因此給兩個電流方向中的每一個分配了一個自己的節(jié)拍開關(guān)和變壓器的一個自己的初級回路方面的繞組。
當在交流電源上采用按本發(fā)明的前置設(shè)備時，可能有利的是，鑒于兩個初級回路方面的電流方向采用以半周期方式交替地從交流電源充電的兩個存儲電容器。因此對于存儲電容器中的一個采用一個正負號的交流電半周期，和對于其中的另外一個存儲電容器采用其中的另外一個正負號的交流電半周期。然后從這兩個存儲電容器中可以獲取各自一個方向的電流。與變壓器初級回路繞組的所描述雙重實施一起可以實現(xiàn)這一點，這樣的雙重實施在這里本來卻是不必要的。更確切地說可以通過相應(yīng)的開關(guān)交替地由兩個存儲電容器供應(yīng)一個單個初級回路方面的繞組，每個存儲電容器在此是分別分配給一個電流方向的。可以采用相應(yīng)的整流電路用于從交流電源中饋送存儲電容器，整流電路的細節(jié)對于專業(yè)人員毫無問題是清楚的。


以下借助于附圖闡述按本發(fā)明電極配置的幾個實施例，在此所述的單個特征也可能在另外的組合中是發(fā)明本質(zhì)性的。在細節(jié)上展示的圖1為具有正弦形陽極和陰極的電極配置的示意圖；圖2為對來自圖1的電極配置的一種變型，圖3為具有矩形波紋形的陽極和陰極的一種其它電極配置的示意圖，圖4為具有鋸齒形的陽極和陰極的電極配置的一種其它示意圖，圖5為具有半圓波紋形陽極和陰極的電極配置的一種其它示意圖，圖6為具有放電燈的，適合于雙極作業(yè)方法變型的前置設(shè)備的示意電路圖；和圖7為具有外部電壓的，和通過按圖6照明系統(tǒng)上放電燈的電流的測量曲線圖表。
圖1中表示了由以單條方式交替地和基本上互相平行分布陽極1和陰極2組成的電極配置的示意圖。不考慮右和左的直線連接段，所有的陽極1和陰極2在此具有正弦形的回紋形，在此最相鄰的陽極1相互間，和最相鄰的陰極2相互間同相地分布，并且最相鄰的陽極和陰極相互間又反相地分布。
如果在圖1中將正弦形的向上指的弧線3稱為最高點，和將向下指的弧線4稱為最低點的話，則與此相應(yīng)地陰極最高點3遇上陽極最低點4和相反地，即分別最相鄰地相對而處。與此相應(yīng)地最高場強的位置分別位于最高點3和最低點4之間。
首先在這里未畫入的單個放電結(jié)構(gòu)是構(gòu)成在這些位置上的。在足夠的功率輸入情況下所有的優(yōu)先位置是由各自的單個放電結(jié)構(gòu)占據(jù)的。例如由于施加到放電燈上外部電壓的幅度提高的功率輸入的進一步上升，現(xiàn)在按本發(fā)明導(dǎo)至各自單個放電結(jié)構(gòu)的出自于直接最高點3和最低點4的范圍中的擴展。在此可以通過前置設(shè)備的相應(yīng)的功率控制裝置提高功率，直到單個放電結(jié)構(gòu)到達了最高點3和最低點4之間的界線范圍上時為止，也就是到達轉(zhuǎn)折點的周圍中時為止。在此產(chǎn)生一種減光范圍，通過各個放電結(jié)構(gòu)的幕式擴展可以完全連續(xù)地駛過此減光范圍。對此請參閱已經(jīng)用作為依據(jù)的平行申請。
圖1中此外畫入了已經(jīng)說明的幾何量半周期長度SL、最小放電間距dmin和最大放電間距dmax。在此半周期長度SL相當于所提及的減光功能的控制范圍，在此控制范圍中可以調(diào)節(jié)放電結(jié)構(gòu)的寬度。最小放電間距相當于最相鄰最高點3和最低點4之間的間距。最大放電間距卻不相當于分別指向相反側(cè)的最高點3和最低點4之間的間距。更確切地說最大放電間距dmax相當于控制長度SL的外部界線上的放電間距。正弦波紋的界靠的半周期不屬于控制長度SL，并且因此也不規(guī)定較大的放電間距dmax，因為這些半周期用于對分別在相對側(cè)面上相鄰的電極的放電(或在邊緣電極的情況下不采用于放電)。
圖2展示在很大程度上一致的結(jié)構(gòu)，在此卻在最高點3和最低點4之間的轉(zhuǎn)折點范圍5中應(yīng)通過在所畫的線中的缺口表示了存在于那里的介電層的加強。
也就是在所有在這里表示的實施例上陽極1和陰極2是對稱的，即互相不可區(qū)分開的。與此相應(yīng)地兩個電極種類是用一種介電層覆蓋的。圖2中的范圍5相當于電介質(zhì)的加強的層厚。
這些中間回紋形范圍5的特別結(jié)構(gòu)化的，與熒光材料粒度相結(jié)合的已說明的變型在這里也是可能的。
鑒于本發(fā)明的如此標記的第一變型在圖中實際上不產(chǎn)生不一致的示圖；人們必須在圖1中僅僅設(shè)想陽極1和陰極2的在層厚中交替的介電涂層，或交替的涂層和不涂層。
圖3展示一種另可選擇的回紋形，也就是陽極1和陰極2的矩形波紋狀的形式。與此相應(yīng)地此實例上的最高點3和最低點4不是局部化的，而是相當于各自電極條的一個半周期。
在此實例上與此相應(yīng)地在最高點3和最低點4上安排了各自面向相鄰最低點4或最高點3的鼻狀凸起6。
只要功率供應(yīng)不導(dǎo)致遍布整個半周期寬度的放電結(jié)構(gòu)的擴展，這些鼻狀凸起6方便放電結(jié)構(gòu)的初始點火，并且在電極條之間最大場的在此實例中所擴張范圍中同心地確定放電結(jié)構(gòu)。
在圖3中也畫入了所提及的幾何量。半周期長度SL相當于最高點3或最低點4的長度范圍。最小放電間距dmin相當于所說明的鼻狀凸起6之間的間距，相反地最大放電間距相當于電極的相鄰直線范圍中的放電間距。在此圖上最小放電間距dmin明顯地是僅少量小于最大放電間距dmax的。
然而也可以通過作為像圖4中的實例用鋸齒形所展示那樣的回紋形實現(xiàn)方便的點火。在這里用相關(guān)號3和4標記了鋸齒的各自的回紋，也就是圍繞最高點和最低點的范圍。最高點和最低點本身分別相當于一個點狀的角7，因此這些角以像已經(jīng)借助于圖3所討論鼻狀凸起6的相同方式具有方便放電的功能。
圖4中又畫入了多次提及的幾何基準量SL、dmin和dmax，在此情況下解釋是在這里類似于圖1的。
當然在此實例上在這里相當于鋸齒形的每個直線區(qū)段的中間范圍的中間回紋范圍上，也是可以安排了像在來自圖2的實例上那樣的措施的。這卻是未另外表示的。
圖5展示半圓波紋形的電極導(dǎo)線，即每個電極的形狀相當于半圓的序列，這些半圓是交替針對各自電極導(dǎo)線的縱向軸線鏡面對稱地如此相互挨靠地添加上的，以致于向上指的半圓弧線3可以稱作為最高點，和向下指的半圓弧線4可以稱作為最低點。換言之，圖5中的電極導(dǎo)線可以設(shè)想為由圖1中的電極導(dǎo)線如此形成的，即已通過合適的同相的半圓代替每個正弦半波紋。
對于圖1、2、3、4和5中的實施例，對于幾何量最小放電間距dmin、最大放電間距dmax和半個周長度SL適用以下的尺寸(以mm)


在圖1-5中所表示電極配置的整個比較中，圖4的特征在于特別有利的點火性能。
出于不同的原因來自圖3的實例是較少有利的，一方面由于通過遍布較寬范圍靠近并列分布的電極條引起的比較大的電容量。另一方面在這里，不考慮各自的鼻凸6，在擴大的最高點3和最低點4的范圍中不存在放電前提條件的其它明顯的地點依賴性，因此該結(jié)構(gòu)首先是難于適合功率控制的。在這里卻可以通過不同于-像出自圖1,2和4的實例中那樣的-放電間距的變型的另外的措施，例如通過電極寬度的變型來創(chuàng)造這樣的不均勻性，然后應(yīng)僅將半周期寬度SL稱作為控制長0度。對此又請參閱已經(jīng)引用的用于功率控制的平行申請。
圖4中的鋸齒形相對于圖1和2中的正弦形又有這種缺點，通過鋸齒形的角7在放電結(jié)構(gòu)的陽極方面上-在瞬時的陽極方面的雙極情況下-也存在著某種電流集中。為了優(yōu)化放電的和放電燈的整個效率卻應(yīng)爭取，空間上盡可能擴展單個放電本身，和創(chuàng)造盡可能少的，或微小的具有所提高載流子濃度的范圍。
因此鑒于放電效率、總電容量、功率控制特性、可達到的面亮度和此亮度的均勻性，圖1和2中所示的雙重的正弦形提供有利的折衷辦法。
圖5中所示的半圓波紋形相對于圖1和2中所示的正弦形的特征在于控制長度SL范圍中的較小的梯度，這有利地作用于功率可控性，即減光性能。所以以下詳述基于圖5中所示電極配置的實施例。在此涉及具有(未表示的)放電容器的一種扁平燈，此放電容器是由底板和端面板以及環(huán)繞的框架形成的。這些板由2mm厚的玻璃制成和由尺寸105mm×137mm組成?？蚣芨叨纫约翱蚣軐挾确謩e為5mm。底板的內(nèi)部面積為78mm×110mm。出自圖5的電極配置是布置在底板上的，并且是用約150(m厚的(未表示的)玻璃焊劑層覆蓋的(雙側(cè)的介電妨礙放電)。所以此扁平燈也是適合于雙極作業(yè)方法變型的。此外在底板和框架上安放了由Al2O3或TiO2制的反光層。在此之后在所有的內(nèi)表面上跟隨著一種三幅面熒光材料層。放電容器是用氙氣在約13kPa壓力下充填的。在單極作業(yè)方式的和80kHz的電壓脈沖頻率的情況下，可以用尖峰電壓作為控制量來影響各自控制長度SL范圍中的(未表示的)(形的部分放電的寬度。以此方式可以在將尖峰電壓從1.39kV提高到1.49kV的情況下，將平均的功率輸入從7W提高到10W。
在已經(jīng)引用的WO94/23 442中可以找到對于不同作業(yè)條件下的特征性部分放電的形式和結(jié)構(gòu)的其它細節(jié)，此特征性的部分放電是通過介電妨礙放電的脈動作業(yè)生成的。
這里所示的電極配置整個是為例如像在較老的申請WO98/43277中所說明的那樣的扁平投光燈安排的。為此也將此申請的公布內(nèi)容用作為依據(jù)。此外鑒于其它的技術(shù)細節(jié)請參閱已經(jīng)多次提及的，具有檔案號DE 198 33 720.5的平行申請“介電妨礙放電的可減光放電燈”。
圖6展示為雙極作業(yè)方法變型所設(shè)計的前置設(shè)備的示意電路圖。因此將交替極性的外部電壓脈沖施加到例如對圖5所說明型號的介電妨礙放電燈L上。變壓器T為此具有在圖6中用相反的繞組方向畫入的兩個初級繞組。初級繞組中的每一個在電氣上與具有自己控制裝置SE的所分配的開關(guān)晶體管TQ處于串聯(lián)之中。當然也可以將兩個控制裝置理解為一個統(tǒng)一的控制裝置的兩種功能；只應(yīng)該象征，兩個初級繞組不是共同地，而是交替地發(fā)出節(jié)拍。通過兩個初級繞組之間的繞組方向反向，在初級繞組發(fā)出節(jié)拍時變壓器T分別生成在次級回路S中的相反極性的電壓脈沖?？偠灾?，在來自圖1的電路上部件是由初級繞組W1、開關(guān)TQ和控制裝置SE雙重實施的，在此通過繞組方向促成了正負號反向。
圖7展示外部燈電壓UL和燈電流IL的相應(yīng)的現(xiàn)實測量曲線。在這里應(yīng)注意，所測量的外部燈電壓UL由本來脈沖的電壓和次級回路的固有振動的電壓組成。可是后者對于放電至少沒有決定性的影響。更確切地說本來的電壓脈沖是決定性的，這些電壓脈沖促成和最終在已在WO94/23442中公布的有功功率脈沖作業(yè)中產(chǎn)生正向點燃和反向點燃的相對應(yīng)的燈電流脈沖。既在外部燈電壓的點火脈沖上，也在正向點燃和反向點燃的燈電流脈沖上可以看出，涉及的是雙極作業(yè)方法。
權(quán)利要求
1．具有用放電介質(zhì)充填的放電容器的、條形陰極(2)的和條形陽極(1)的、以及在至少陽極(1)和放電介質(zhì)之間的介電層的放電燈，在此陽極(1)是相對于陰極(2)突出的，其特征在于，陽極(1)回紋形分布，以致于陰極(2)和陽極(1)之間的間距是通過回紋形調(diào)制的。
2．按權(quán)利要求1的放電燈，其中陰極(2)基本上筆直地分布。
3．按權(quán)利要求1或2的放電燈，其中許多陰極(2)和許多陽極(1)是以單個條方式交替地布置的。
4．按權(quán)利要求2和3的放電燈，其中分布在陰極(2)兩側(cè)上的陽極(1)的回紋形局部同相地互相相向分布，以致于陰極(2)和各自陽極(1)之間的最小間距的位置沿陰極(2)交替。
5．具有用放電介質(zhì)充填的放電容器的、條形陰極(2)和條形陽極(1)的、以及在至少陽極(1)和放電介質(zhì)之間的介電層的放電燈，其特征在于，陰極(2)和陽極(1)回紋形分布，在此回紋形局部同相地互相相向分布，以致于陰極(2)和陽極(1)之間的間距是通過兩個回紋形調(diào)制的。
6．按權(quán)利要求5的放電燈，其中許多陰極(2)和許多陽極(1)是以單個條方式交替地布置的。
7．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有正弦分布。
8．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有鋸齒分布。
9．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有矩形分布。
10．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中這種(這些)回紋形主要具有半圓波紋形分布。
11．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中對于一個差值與一個半周期長度(SL)之間的定量比例適用(dmax-dmin)/SL(0.6，優(yōu)先地(dmax-dmin)/SL(0.5，特別優(yōu)先地(dmax-dmin)/SL(0.4，此差值是介于回紋形的此半周期長度(SL)中的電極(1,2)之間的最大放電距離dmax和此半周期長度(SL)中的電極(1,2)之間的最小放電距離dmin之間的。
12．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中對于來自最小放電距離dmin和最大放電距離dmax的比例適用0.3＜dmin/dmax＜0.9，優(yōu)先地0.4＜dmin/dmax＜0.9，特別優(yōu)先地0.5＜dmin/dmax＜0.9。
13．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中陰極(2)具有用于局部的場加強的位置(6,7)。
14．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中回紋形之間的電極范圍(5)是用較粗粒度熒光材料涂層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是用較細粒度熒光材料涂層的。
15．按權(quán)利要求1-13之一的放電燈，其中回紋形之間的電極范圍(5)是用較粗粒度熒光材料涂層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是無熒光材料的。
16．按以上權(quán)利要求之一的放電燈，其中回紋形之間的電極范圍(5)是用較厚的介電層涂層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是用較薄的介電層涂層的。
17．按權(quán)利要求1-15之一的放電燈，其中回紋形之間的電極范圍(5)是用介電層涂層的，而同一電極(1,2)的相鄰回紋形是無此介電層的。
18．具有按以上權(quán)利要求之一的放電燈的，和具有為了放電燈的脈動有功功率輸入所設(shè)計的前置設(shè)備的照明系統(tǒng)。
19．按權(quán)利要求18的照明系統(tǒng)，其中前置設(shè)備具有一種功率控制裝置，此功率控制裝置是用于通過改變進入放電燈的脈動有功功率輸入的電氣參數(shù)來控制放電燈功率的。
20．按權(quán)利要求18或19的照明系統(tǒng)，其中前置設(shè)備是為了單極有功功率輸入設(shè)計的。
21．按權(quán)利要求18-20之一的照明系統(tǒng)，其中前置設(shè)備是一種流量變換器，此流量變換器是用于記憶從初級回路經(jīng)變壓器進入具有放電燈的次級回路中的外部電壓脈沖的，以便在放電燈中實現(xiàn)點火和內(nèi)部的反極性，并且前置設(shè)備具有一種開關(guān)裝置，此開關(guān)裝置是為了在點火之后通過用于絕緣次級回路的變壓器來中斷初級方面的電流而設(shè)計的，以便允許次級回路的振動，以便除去促成放電燈上的外部電壓的電荷，和通過放電燈中的內(nèi)部的反極性導(dǎo)至反向點燃。
22．按權(quán)利要求18-20之一的照明系統(tǒng)，其中前置設(shè)備是一種組合的截止變換器/流量變換器，并且具有初級回路中的開關(guān)裝置，此開關(guān)裝置是設(shè)計來用于通過用于記憶進入具有放電燈的次級回路中的外部電壓脈沖的變壓器來中斷初級方面的電流，以便在放電燈中促成點火和反極性，和用于然后通過變壓器重新接通初級回路方面的電流，以便通過反電壓脈沖從放電燈中除去促成放電燈上的外部電壓的電荷，以便借助于放電燈中的內(nèi)部反極性促成反向點燃。
23．按權(quán)利要求18或19的照明系統(tǒng)，其中前置設(shè)備包括一個功率供應(yīng)的初級回路(P)、一個含有放電燈(L)的次級回路(S)以及將初級回路(P)與次級回路(S)連接的變壓器(T)，前置設(shè)備在此是為了將具有從電壓脈沖到電壓脈沖地交替正負號的外部電壓(UL)施加到放電燈(L)上設(shè)計的。
24．按權(quán)利要求23的照明系統(tǒng)，其中變壓器(T)中的初級回路方面電流(IW1)的方向從電壓脈沖到電壓脈沖地交替。
25．按權(quán)利要求24的照明系統(tǒng)，其中變壓器具有分別分配給兩個電流方向之一的兩個初級回路方面的繞組(W1)。
26．按權(quán)利要求25的照明系統(tǒng)，其中初級回路具有通過兩個繞組(W1)之一分別節(jié)拍電流的兩個開關(guān)(TQ)。
27．按權(quán)利要求18-26之一的照明系統(tǒng)，其中從以半周期方式交替給兩個存儲電容器充電的交流電源中供應(yīng)初級回路，在此每個存儲電容器是分別分配給兩個電流方向之一的。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有一種新式回紋形電極配置的介電妨礙的一種放電燈。在此要么這個(這些)陽極,要么不僅這個(這些)陽極,而且這個(這些)陰極是回紋形實施的。
文檔編號H05B41/24GK1320271SQ99811537
公開日2001年10月31日 申請日期1999年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者F·沃爾科默, L·希茨施克, S·杰雷比克 申請人:電燈專利信托有限公司