测定引起放电灯电弧不稳的功率频率的方法以及设备技术

一种用于测定被施加于高亮度放电灯并在其中引起电弧不稳的功率频率的方法以及设备。在一个实施例中，该方法包括以下步骤，提供电流信号，其在扫描时间期间周期性的扫描通过多个频率，放大电流信号，将放大后的电流信号输入到高亮度放电灯中，使得实现对放电灯施加功率频率，测定引起高亮度的放电灯中电弧不稳的电流信号的功率频率，以及测定引起电弧不稳所需要的电弧不稳生成功率频率的最小功率水平。在一个实施例中，该设备包括，信号发生装置，其生成在扫描时间期间周期性扫描通过多个频率的电流信号，放大电流信号的放大器，将放大后的电流信号输入到高亮度放电灯中以实现向灯施加功率频率的装置，以及用于测定施加于灯中的引起电弧不稳的功率频率和引起电弧不稳的这些功率频率的最小功率水平的信号处理装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及一种用于分析在高亮度放电灯中由减少色彩偏析的脉宽调制所生成的有害功率频率的方法以及设备。
技术介绍
高亮度放电灯(HID)由于其具有很多的优点例如高效率和亮度而变得越来越通用。这些HID灯由被配置成为生成大于20千赫范围的驱动电流信号的高频电子镇流器驱动，或者由具有在100赫兹范围内的驱动电流信号的低频电子镇流器驱动。然而，将高频电子镇流器用于HID灯的主要不利之处是在高频作业的时候会产生共鸣/电弧不稳。在很多场合，共鸣能够引起让人非常讨厌的弧闪。此外，共鸣能够引起放电停止，或者甚至更坏，可以引起永久性偏斜并损坏放电灯的壁。稳定并且集中电弧的技术已经有所发展。U.S.专利NO.5134345讲述了电弧不稳的检测以及对灯减少功率以稳定放电。在U.S.专利NO.5306987中，说明了一种电弧稳定技术，其中驱动信号的频率是可调的。在U.S.专利NO.5198727中说明了一种相似的在放电灯中控制电弧的方法。根据这种方法，电弧由在直流上所叠加的调频HF(高频)波所引起的“声波扰动”被集中。声波扰动强迫气体或者蒸气的运动模式为相反于重力所引起的对流。U.S.专利NO.5684367公开了一种利用高频信号和脉冲调制用D灯来控制HID灯中电弧不稳的方法，这能够用于改变放电灯的色彩特性。近期，采用陶瓷(多晶氧化铝)外壳的一类新的高亮度放电灯得到了发展。这类灯中的放电外壳为圆柱形状，并且长宽比，比如内部长度比上内径近似为一，或者在一些实例中大于一。具有显著大于一的长宽比的放电灯具有更高效的理想特性，但是其在垂直和水平的操作中存在不同颜色特性的缺点。特别的，在垂直操作中发生色彩偏析。将电弧的图像投射到屏幕上可以观察到色彩偏析，其显示出电弧的底部出现粉红色，同时顶部出现蓝色或者绿色。这是由放电时金属添加剂没有完全混合引起的。在放电的上部存在过量的铊放射以及不足的钠放射。这种现象导致高色温以及/或者功效减低。共同所有的U.S.专利NO.6184633，其名称为“放电灯中的垂直偏析的减少”在这里引用作为参考，其讲述了一种消除或者充分的减少共鸣以及色彩偏析的方法，这是通过在扫描时间内施加电流信号频率扫描，并与具有被参考作为第二纵向模式频率的频率的调幅信号相结合来实现的。对于这种操作的典型的参数是在每10毫秒的扫描时间中从45到55千赫的电流频率扫描，24.5千赫的恒定调幅频率以及0.24的调制指数。例如，为了激励具有4毫米内径以及19毫米的内部长度的70瓦放电灯的第二纵向模式，从45到55千赫的高频扫描在大约24千赫被调幅。当函数发生器和处于低调制电平的功率放大器生成这种波形的时候，最后生成的功率频谱具有的频率组分为24千赫，90千赫到110千赫，以及66千赫到86千赫和114千赫到134千赫的侧频带。在这个理想的功率频谱中，没有超过大约150千赫的功率频率组分。那是激发共鸣重要的功率频率。在HID灯中减少色彩偏析的另一系统采用了超高频的镇流电桥(例如250千赫)，其具有由脉宽调制(PWM)信号发生器控制的全桥或者半桥结构。这一系统已经在共同所有的并且共同未审的U.S.专利申请序列号09/684196中公开，其申请日为2000年10月6日，这里引用其作为参考。除了上述希望的频率组分之外，这种方法也产生中心在200和300千赫附近以及侧频带在这些扫描功率频率的两侧的附加的扫描功率频率。这些附加的扫描功率频率的精确频率依赖于电桥频率并且从电桥频率和高频扫描的和以及差项中生成。这些附加的功率频率能够生成电弧不稳，这是在使用理想的功率频谱的时候不存在的。尽管为了查看是否电弧不稳变小，镇流电桥频率能够被改变，但是电桥要产生太多的确定为不利的频率。所引入的混色(color mixing)也能改变放电特性，从而改变不利的频率。因此，需要的是一种识别不利的功率频率以及测定它们引起电弧不稳的阈值功率水平的独立的方法以及设备。
技术实现思路
本专利技术利用频率扫描以及调幅或者连续的激励测定在高亮度放电灯中引起电弧不稳的功率频率。当灯以电流频率为X的正弦波形工作的时候，功率频率为2X。这就是激发共鸣重要的功率频率。利用依赖于高亮度放电灯的电流和电压波形乘积的频率测定施加于高亮度放电灯的功率频率。在一个方面，本专利技术涉及一种测定施加于高亮度放电灯引起电弧不稳的那些频率的方法，包括步骤(a)提供一种具有在预定频率范围内的频率的信号，(b)放大信号，(c)将放大后的信号输入到高亮度的放电灯中从而实现对放电灯施加功率频率，(d)测定功率频率是否在高亮度的放电灯中引起电弧不稳，(e)测定在灯中引起电弧不稳所需要的在步骤(d)中所测得的功率频率的最小功率水平，(f)改变电流信号的频率为所述频率范围内的其它的频率值，以及(g)重复步骤(b)-(f)。在一个实施例中，前述的施加步骤(a)包括以下步骤，提供具有预定的固定频率的第一信号，提供在扫描时间期间在从第一频率到第二频率的扫描范围上周期性地扫描的第二信号，以及将第一和第二信号求和以生成频率为第一和第二信号的频率之和的和信号。被放大的和信号被输入到高亮度放电灯。结果，基于第一和第二信号的和以及差频率的功率频率被施加于高亮度放电灯并且功率频率两倍于第一信号，也两倍于第二信号。在另一方案中，本专利技术涉及一种测定施加于高亮度放电灯的引起电弧不稳的那些频率的方法，包括步骤(a)提供具有预定的固定频率的第一信号，(b)提供在扫描时间期间在第一频率到第二频率的扫描范围上周期性地扫描的第二信号，(c)将第一和第二信号求和以生成和信号，(d)放大和信号，(e)将放大后的和信号输入到高亮度的放电灯从而实现对放电灯施加功率频率，其中，功率频率包括第一和第二信号的和以及差，(f)测定功率频率是否在高亮度的放电灯中引起电弧不稳，(g)改变第一信号的幅度目的是测定在步骤(f)中所测定的生成电弧不稳所需要的功率频率的最小功率水平，以及对每一个需要探测功率频率范围的固定频率重复步骤(b)-(g)。在另一方面，本专利技术涉及一种测定施加于高亮度放电灯的引起电弧不稳的功率频率的设备，其包括生成在扫描时间期间扫描通过多个频率的信号的信号发生器，用于放大信号的放大器，将被放大的信号输入高亮度放电灯从而实现对放电灯施加一个功率频率范围的装置，以及信号处理装置，其用于测定(1)施加到灯中在高亮度放电灯中引起电弧不稳的功率频率，以及(2)引起电弧不稳所需要的这些功率频率的最小功率水平。在一个实施例中，信号发生器设备进一步包括生成具有固定频率的第一信号的第一信号发生装置，以及生成在扫描时间期间周期性地从第一频率扫描到第二频率的第二信号的第二信号发生装置，并且该设备进一步包括将第一信号和第二信号求和以生成具有频率为第一和第二信号的频率之和的和信号的求和网络。被放大的和信号被输入高亮度放电灯从而引起基于第一和第二信号的频率的和以及差的功率频率并且功率频率两倍于第一信号和两倍于第二信号被施加于高亮度放电灯。附图说明相信本专利技术的特征是新颖的，并且本专利技术的特征要素特别由附加的权利要求书来阐述。最好参考联系下面的附图所进行的详细描述来理解专利技术本身，既有构造又有操作方法，其中附图为图1是本专利技术设备的一个实施例的方框图；图2是本专利技术设备的另一个实施例的方框图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定施加于高亮度放电灯引起电弧不稳的那些功率频率的方法，其中包括步骤：ａ）生成具有在预定的频率范围之内的频率的电流信号，所述的频率范围包括多个频率；ｂ）放大电流信号；ｃ）将放大后的电流信号输入到高亮度的放电灯中从 而引起向放电灯施加多个功率频率；ｄ）测定功率频率是否在高亮度的放电灯中引起电弧不稳；ｅ）测定为了在灯中引起电弧不稳所需要的在步骤（ｄ）中所测得的功率频率的最小功率水平；ｆ）改变电流信号的频率；以及ｇ）重复步骤 （ｂ）－（ｆ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM克拉默，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]