用于驱动金属卤化物灯的方法和设备技术

描述了一种用于驱动气体放电灯（１）的方法，所述气体放电灯（１）特别地是ＨＩＤ灯，更具体地说是金属卤化物灯，最具体地说是长度直径比大于３乃至大于４的金属卤化物灯。在确定的电输出功率下，向所述灯提供具有占空度（Ｄ）和平均电流强度（Ｉ↓［ＡＶ］）的换向的ＤＣ电流。所述方法包括步骤：改变所述平均电流强度（Ｉ↓［ＡＶ］）和电输出功率以便改变所述灯的色温。优选地是，通过改变所述占空度（Ｄ）来改变平均电流强度（Ｉ↓［ＡＶ］），并且与所述平均电流强度（Ｉ↓［ＡＶ］）相关地来改变电输出功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及一种用于驱动气体放电灯尤其是HID灯(更具体地说是金属卤化物灯)的方法和设备。
技术介绍
气体放电灯已经为公众所知晓。通常，它们包括依照气密方式来密封放电室的透光管、电离填充物和在放电室中彼此相对的一对电极，每个电极被连接到相关联的导电体，所述导电体通过灯管从放电室伸到外面。在工作期间，在所述电极上施加电压，并且在所述电极之间发生气体放电，这使灯电流在所述电极之间流动。尽管可以在相对较宽的工作电流范围内驱动单个灯，然而通常情况下所述灯被设计成在特定的灯电压和灯电流下工作，从而消耗特定的额定电功率。在此额定电功率，所述灯将产生额定的光量。由于本领域技术人员通常已知HID灯，那么这里不必更详细地讨论它们的构造和操作。通常情况下高压放电灯由用于提供换向DC电流的电子镇流器驱动。在示例性的实施方式中，这种灯的电子镇流器或驱动器通常包括用于接收AC市电电源的输入端，用于把AC市电电源电压整流为整流的DC电压的整流器，用于把所整流的市电电源DC电压变换为较高的DC电压并且通常还用于执行净电流的功率因数补偿的DC/DC向上变换器，用于把所述较高的DC电压变换为较低的DC电压(灯电压)和较高的DC电流(灯电流)的向下变换器，和用于有规律地改变此DC电流方向的换向器。向下变换器作为电流源工作。典型情况下，换向器以大约50-400Hz数量级的频率工作。因此原则上，灯工作在恒定的电流幅度，灯电流依照对称方式在非常短的时间(换向周期)内有规律地改变其方向，即电极在每个电流周期的50％期间作为阴极工作，而在每个电流周期的另外50％期间作为阳极工作。此工作模式将被表示为方波电流工作。尽管本专利技术的许多方面还适用于不同的灯类型，然而本专利技术特别涉及具有相对较大的长度直径比的金属卤化物灯，即长度/直径的比例大于3乃至大于4；通常典型情况下长度直径比的数量级为2。在金属卤化物灯中，可能出现偏析(segregation)，即粒子的空间分布取决于沿着灯轴的位置。此现象当灯处于垂直方向时自然出现(由重力导致)，并且由像对流和扩散之类的物理效应引起，所述对流和扩散都由所述灯内的气体情况决定。偏析量取决于像压强和电离填充物的材料类型之类的情况。偏析效应随电极间距的增加即随长度直径比的增加而增加。还可以通过在灯工作期间控制电参数来实现偏析。在更早的专利申请PCT/IB03/01547中，本申请人描述了可以通过用换向的DC电流来驱动灯从而使粒子分布偏移，所述换向的DC电流具有不等于零的平均DC电平，优选地是，这通过控制该电流的占空度来实现。结果，可以在近似2500K至近似4200K之间的大范围内改变灯的色温。此较早的专利申请描述了标准电子驱动器具有控制输入端，用于设定DC电流电平，优选地是，分别用于设定DC电流电平以及用于设定占空度。如果占空度保持在50％，那么通过使正电流幅度和负电流幅度彼此不同来设定DC电流电平。然而优选地是，使电流幅度保持不变，即正电流幅度等于负电流幅度，并且控制占空度(原则上在0％和100％之间)以便获得所要求的DC电流电平。除所述用于设定DC电流电平的控制输入端之外，标准电子驱动器被设计成保持平均输出功率，即提供给灯的电功率基本上恒定。显然当使用标准电子驱动器来改变电流的占空度以便遍历从低温到高温的色温范围时，彩色再现指数(color rendering index CRI)和效能(流明/瓦)降低，其中所述标准电子驱动器即是保持平均电输出功率恒定的驱动器。可以通过增加盐温度来改进彩色再现指数和效能，可以通过增加驱动器的电功率设定来实现所述盐温度增加。然而在该情况下，在较高的输出功率设定下改变了占空度，这样在低色温以及在高色温下增加了彩色再现指数和效能。据此，即使对于较高的输出功率设定，问题依然是较高色温的彩色再现指数和效能比较低色温的彩色再现指数和效能要低。此外，发现色温范围本身取决于电功率如果增加电功率，那么色温范围移动到较高温度，从而不可以再获得所要求的低色温。本专利技术的总体目标是克服或至少减弱上述问题。更具体地，本专利技术意在提供一种用于驱动气体放电灯的方法和设备，使得可以在较大的色温范围内改变色温，同时保持足够高的彩色再现指数和效能，优选地是，使彩色再现指数和/或光输出基本上保持恒定。
技术实现思路
依照本专利技术一个重要方面，利用可变电功率来驱动灯，使得在低色温的设定下使用相对较低的电功率，而在高色温的设定下使用相对较高的电功率。从而，组合了宽色温范围和高彩色再现指数和效能的优点。实际上，对于相同的占空度范围，色温范围得到相当有效地增加，原因在于高温限值移动到了较高值。电功率的变化可以是不连续的。例如，原则上并且在本专利技术的范围内，可以当使用第一相对较低电功率时在色温范围的低温部分内设定色温，并且当使用第二相对较高的电功率时在所述色温范围的高温部分内设定色温。然而，当遍历色温范围时最好依照连续方式来改变电功率。在具体实施例中，灯驱动器具有存储器，包括诸如与占空度设定和功率设定之间关系有关的表之类的信息。操作中，灯驱动器根据在其占空度命令输入端所接收的命令信号来设定占空度，并且结合所设定的占空度根据所述表中的信息来设定输出功率。这种存储器使制造商能够实现为制造商所优选的确定的功率特性，例如由于所述功率特性被认为是最佳的特性。然而，非最佳的特性也可以足以令人满意或可以接受。在这种情况下，依照本专利技术灯驱动器的优选且简单的实施例利用实验上所发现的结果由于DC电流电平导致的偏移的粒子分布，当从低温到高温遍历色温范围时，灯电压增加。根据此现象，当改变占空度以便遍历色温范围时，灯驱动器的这个简单的实施例使电流幅度保持恒定。附图说明参考附图通过以下描绘将要进一步解释本专利技术的这些及其它方面、特征和优点，其中相同的附图标记表明相同的或相似的部分，并且其中图1示意地图示了金属卤化物灯；图2是示意地图示电子镇流器的框图； 图3A是用于图示方波电流操作下，灯电流与时间的函数关系的图；图3B是图示使用电流幅度控制以便获得平均DC电流的操作下，灯电流与时间的函数关系的图；图3C是图示使用占空度控制以便获得平均DC电流的操作下，灯电流与时间的函数关系的图；图4A-B是示出使用现有驱动器来遍历色线(color line)的实验结果的色度图；图4C是示出使用依照本专利技术驱动器来遍历色线的实验结果的色度图。具体实施例方式图1示意地示出了金属卤化物灯的可能的实施例，用附图标记1表明。灯1包括透光管2，在所图示的实施例中具有环形圆柱形状并且具有内径Di；然而其它形状也是可以的。尽管在本专利技术的范围内并非是必要的，然而优选地是，管2由陶瓷材料制成；作为候选，管2可以由石英制成。在其纵向末端，由相容材料的栓或端盖3、4依照气密方式来封闭管2。管2和栓和/或端盖3、4密封放电室5，所述放电室5具有等于管2内径Di的直径，并且具有由在端盖3和4之间的距离所确定的轴长Li。长度直径比AR被定义为比值Li/Di。在放电室5内，两个电极6、7依照相互距离为EA来布置，基本上对准管2的中心轴。依照气密方式，电极导线8、9分别穿过端盖3、4从电极6、7伸出。如果端盖3、4由石英制成，那么导线8、9可以被溶入石英。通常，电极6、7将用不同于电极导线8、9材料的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动气体放电灯（１）的方法，特别地是，所述气体放电灯（１）为ＨＩＤ灯，更具体地说是金属卤化物灯，最具体地说是长度直径比大于３乃至大于４的金属卤化物灯，其中在确定的电输出功率下，向所述灯提供具有占空度（Ｄ）和平均电流强度（Ｉ↓［ＡＶ］）的换向的ＤＣ电流；所述方法包括步骤：改变该平均电流强度（Ｉ↓［ＡＶ］）和该电输出功率以便改变所述灯的色温。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FA弗穆伦，JJF盖滕比克，JLV亨德里西，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]