介电阻尼放电的可减光放电灯制造技术

根据本发明专利技术使介电阻尼放电的放电灯的放电距离缩短到３ｍｍ以下。脉冲的有功功率输入的无信号时间可大大增长，约大于５０ｍｓ，这使放电灯的减光性能极大的改善。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种设计为介电阻尼放电的放电灯。为此该放电灯具有一个充有放电介质的放电管及设有至少一个阳极及至少一个阴极的电极装置。因为该放电灯设计为介电阻尼放电，在至少一个阳极及放电介质之间具有一个介电层。因此，阳极及阴极之间确定了一个放电距离，在其中可产生介电阻尼放电。这里阳极及阴极的概念不理解为该放电灯仅适于单极性工作。它也可设计用于双极性电源，其中在一个或多个阳极及阴极之间至少在电方面无区别。因此，在该申请中两个电极组的说法适合于双电极组的双极性电源供电的情况。这里所考虑的放电灯具有大量有前途的应用领域。一个重要的例子是平面图象显示系统、尤其是LCD(液晶显示器)的背景光。另一应用是信号装置及信号灯本身的背景光或照明。后两点可参照结合于此作为参考的EP 0 926 705 A1的公开内容。此外，鉴于平面图象屏的背景光方面可参考WO98/43277，其中公开的内容也结合作为参考。现有技术由于介电阻尼放电的放电灯可用各种尺寸及各种几何形状实施，及可在避免传统的充有汞气的放电灯的典型缺点的情况下达到相对的高效率，它是对于大量不同技术应用领域有良好前景的候选者。为了使它的各个参数、如光输出效率、光通量、亮度及亮度的均匀性等达到最大值，已付出了许多技术努力。技术描述本专利技术是为了解决这样的技术问题，即对介电阻尼放电的放电灯作出改进，以使得其应用可能性进一步扩大并给出放电灯相应的工作方法。根据本专利技术，该问题将通过一种放电灯来解决，该放电灯具有包含放电介质的放电管，具有至少一个阳极及至少一个阴极的、确定放电距离的电极结构，及在至少阳极及放电介质之间具有一个介电层，其特征在于该放电距离为3mm或更小；及通过这种灯的一种驱动方法来解决，其中在一个脉冲驱动电源的有功功率脉冲之间的无信号时间大于50μs，最好大于100μs,500μs,1ms；及最后通过这种灯的一种驱动方法来解决，其中输入到放电灯的功率可变化，其方式是一个脉冲驱动电源的有功功率脉冲之间的无信号时间被改变。首先本专利技术基于这样的认识具有一系列的应用，其中除了或取代开始部分所要求的质量，重要的是，放电灯可用很低的光通量工作。为此本专利技术中必需使灯的性能这样地改善，即能输入很低的供电功率。根据本专利技术可这样地实现，即电极之间的放电距离被选择得特别小。根据本专利技术阳极及阴极之间的放电距离为3mm或更小，最好约为2mm,1.5mm,0.8mm或更小及特别优选约0.6mm及更小。在此情况下重要的是，在放电灯中不仅必需具有这样小放电距离的电极对。而且也可在同一放电灯中使用大的放电距离，因为有时具有这样的可能性在需要时灯仅用根据本专利技术的小放电距离工作。小放电距离的实质性优点在于，在脉冲驱动供电时允许在各个有功功率脉冲之间的无信号时间特别长，而不会由此产生局部不希望的高电流密度。首先在用脉冲有功功率输入的驱动方法方面可参考WO/94/23442或DE-P4311197.1，它们所公开的内容结合于此作为参考。在该驱动方法中在对放电灯供给有功功率的各个脉冲之间出现无信号时间，在该期间在放电灯中不产生放电。在有功功率脉冲输入期间放电不必要完全连续地被点燃，同样没有必要的是，在有功功率输入后放电立即结束。但总之灯工作中在放电触发之间出现确定的无放电的无信号时间。当放电之间的无信号时间很大地延长时，便降低了输入灯的平均功率及由此降低了平均辐射光功率，总之只要每脉冲输入的能量值未补偿地提高。但在本专利技术中更可取的是-在以下还要描述的功率调节时也如此-每个有功功率输入的能量实质上保持恒定，即不是有意地改变。在此情况下，当然由于无信号时间的延长改变了的电参数及放电参数会有一些改变，但对本专利技术不产生任何损害。在现有的知识水平上这只作为纯经验结果看待在根据本专利技术的小放电距离的情况下可以有特别长的无信号时间。但可认为，形成了使电介质分解的电弧，因为通过各个有功功率脉冲之间过长的无信号时间不再具有任何物理的耦合。在“正常地长”的无信号时间上一个放电结构形成放电介质的离子化，这在放电脉冲熄灭后消失。下个放电脉冲在放电介质仍有些预离化的区域中触发，由此得到了脉冲工作方式下整个放电图象趋于时间及空间上的均匀。当现在无信号时间过长时，在通常放电距离上各个放电脉冲之间的这种耦合不再发生，以致每个放电脉冲在一定程度上相当一次新的触发，它首先显示电弧状放电。通过由每个脉冲重复的电弧将完全不可能使灯持续工作及有效均匀地发光，放电灯将通常受损及由此过早损坏。而出人意料的是，根据本专利技术不会引起实质的声学问题。在“传统”的放电距离上，在过低频率时，即频率在可听范围中时，确立了使人讨厌的哨声噪音，它由于放电脉冲频率的耦合通过这里非感兴趣的各种机理在放电管上出现。但本专利技术指出，可能一方面通过小放电距离及由此减小耦合，另一方面可能由于极大地降低了功率使该问题实际不再发生。一方面，本专利技术涉及一种驱动方法，如上所述，其中使用特别长的无信号时间，尤其长于已述的值。实质上，这里放电灯也可仅用低功率或长的无信号时间来工作。但本专利技术主要在于这样的驱动方法，其中有功功率脉冲之间的无信号时间可被调节，以调节灯的功率，这在灯工作期间可调节的情况下相应于一种减光方法。由以上描述可得到，本专利技术一方面涉及放电灯的新构型，而另一方面也涉及该放电灯工作方法的新特征。基本上本专利技术优先考虑在放电灯中除根据本专利技术的小放电距离外还设有一个或多个其它的放电距离。最好，这里尤其是与以下所述的辅助功能组合或与其无关地，具有不同放电距离的电极组可分开地工作。于是在工作中可用具有不同电极组或电极组的不同组合的不同功率级工作，及由此可选择最佳的工作参数。关于电极装置分配成分开工作的组可参考DE 198 17 479 A1中所公开的内容。尤其是，对于放电灯的大功率放电可以使用具有大放电距离的电极组，因为在大放电距离时通常可达到很好的效率。总之根据本专利技术的小放电距离在发光效率上确实不是有利的。但当趋于特别小的功率时通常有其从属的优点，其中由差效率所引起的绝对损耗总是很小的。气体放电灯效率方面的实质问题尤其在于热量的保留，但在对这里所述的小功率时的低效率不起关键作用，因为如所述的损耗从绝对值看是很小的。当要调节到明显的小功率时-在放电灯新导通后或在工作期间的减光功能的意义上-对此在一定功率以下将使用具有根据本专利技术的小放电距离的一个电极组(或多个电极组)。当仅是通过小距离放电工作时，这时灯的功率可极大地减小。为了保证尽可能连续的过渡或平滑的减光性能，最好这样地设计放电灯，即用不同的放电距离来实现功率范围的彼此相交。在此情况下，在从一个放电距离向另一放电距离“转换”时可出现完全有效的跳变及由此在功率连续变化时可能出现光通量的不连续跳变。通过具有相应功率跳变的前置装置的适配可补偿在放电距离之间转换时的效率的跳变并在其受干扰时可排除小的不连续性。最后亦存在这样的可能性，在放电灯全负载工作时触发所有放电距离上的放电及由此通过小放电距离上的放电得到另一部分功率增益。当根据下面的说明选择电极装置时，不必要总是与效率损失相联系，这时在不同的放电区段上设有一定的辅助触发功能。借此可减小所谓的降落损耗。关于放电灯的电极装置本专利技术的一个特别有利的构型在于，除一个阳极及一个阴极(其中可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
放电灯，具有：一个充有放电介质的放电管，设有一个确定放电距离的至少一个阳极（２９；３２）及至少一个阴极（３０；３１）的电极装置，在至少阳极及放电介质之间具有一个介电层，其特征在于：放电距离（ｂ）为３ｍｍ或更小。

【技术特征摘要】
DE 1998-10-1 19845228.41．放电灯，具有一个充有放电介质的放电管，设有一个确定放电距离的至少一个阳极(29；32)及至少一个阴极(30；31)的电极装置，在至少阳极及放电介质之间具有一个介电层，其特征在于放电距离(b)为3mm或更小。2．根据权利要求1的放电灯，具有至少两个可分开驱动的电极组(26,27；26,27,28)，在其中至少一个组(26,27,28)中具有小放电距离，及它们在放电距离上彼此不同。3．根据权利要求2的放电灯，其中电极装置包括至少一个电极(2)，在它的一侧以小放电距离布置了一个阴极(3)，及在它的另一侧以大放电距离布置了一个阳极(1)。4．根据权利要求2或3的放电灯，其中电极装置包括至少两个紧相邻的电极，在一个电极的一侧以小放电距离布置了一个阴极，及在另一个电极的另一侧以大放电距离布置了一个阳极。5．根据权利要求2,3或4的放电灯，其中电极装置沿一个控制长度是不均匀的，其形式是在大放电距离上变化点燃电压。6．根据权利要求5的放电灯，其中至少一个电极(13；17)具有主要的正弦波的形状。7．根据权利要求5的放电灯，其中至少一个电极(26；27；28；29；30；31；32)具有实质上锯齿波的形状。8．根据权利要求7的放电灯，其中至少包括具有小放电距离的至少两个电极(29,30)的一个电极装置及至少一个与它成镜像的电极装置(32,31)，其中相邻的电极装置的最小相对距离(g)大于一个电极装置(29,30)中相邻电极(29；30)的最小相对距离(b)。9．根据权利要求8的放电灯，其中小放电距离(b)通过每个电极装置相邻电极对之间的窄区(36,36’；38,38’)来实现，其中每个窄区(36,36’；38,38’)构成在每个电极对的至少一个电极的两个锯齿之间。10．根据权利要求9的放电灯，其中每个窄区被构成弧形或楔形。11．用于驱动根据以上权利要求中一项的放电灯的方法，其中在一个脉冲驱动电源的有功功率脉冲之间的无信号时间大于50μs。12．根据权利要求11的方法，用于驱动根据权利要求1-10中一项的放电灯，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：F沃尔科默，L希茨施克，
申请(专利权)人：电灯专利信托有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]