电介质阻挡层放电灯光源装置及其供电装置制造方法及图纸

一种电介质阻挡层放电灯光源装置，具有电介质阻挡层放电灯（２）和供电装置（１），所说的电介质阻挡层放电灯（２）具有填充有因电介质阻挡层放电而生成了受激准分子的放电用气体的放电等离子空间（３），并具有在用以在上述放电用气体中诱发放电现像的两电极（４，５）中的至少一个电极与上述放电用气体之间存在电介体（６，７）的结构，所述供电装置（１）用以对上述电介质阻挡层放电灯的上述电极（４，５）施加大体周期性交流高电压。其特征在于：在结束１次的放电，而灯施加电压进行朝向接下来的放电而变化时，在灯施加电压波形（Ｖ＃－［ｓ］（ｔ））中，在灯施加电压，经过有效放电开始电压（＋Ｅ＃－［ｉ］，－Ｅ＃－［ｉ］）之前，具有灯施加电压进行缓慢变化的期间，而有关在结束１次放电时的电压Ｖ＃－［Ａ］与在下一次放电结束时之电压Ｖ＃－［Ｂ］的电压差△Ｖ＃－［ｘ］，以及上述电压Ｖ＃－［Ａ］与上述灯施加电压进行缓慢变化期间结束时的电压Ｖ＃－［Ｆ］的电压差△Ｖ＃－［ｙ］，则满足以下的关系０．３≤△Ｖ＃－［ｙ］／△Ｖ＃－［Ｘ］≤０．　９。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
(本专利技术所属之
)本专利技术系放电灯的一种，涉及一种包含通过电介质阻挡层放电形成受激准分子，而利用由上述受激准分子发射之光的所谓电介质阻挡层放电灯的电介质阻挡层放电灯光源装置及其供电装置。(习知技术)作为与本专利技术相关的技术，对于电介质阻挡层放电灯，例如有特开平2-7353号(美国专利4,983,881)，在此记载了将用来形成受激准分子之放电气体填充到放电容器内，藉由电介质阻挡层放电形成受激准分子，而取出从上述受激准分子的放射之光的放射器。上述之电介质阻挡层放电灯以及包含此之光源装置，由于具备了多种以前之低压水银放电灯或高压电弧放电灯所没有的特长，因此有许多应用的可能性。特别是对于近年来对于环境污染问题之关心的提高，应用利用紫外线之光化学反应的无化害的材料处理，则成为最重要之应用之一，因此，乃强烈要求电介质阻挡层放电灯光源装置能够达到高输出。但是只用公知技术，存在许多无法解决的大问题，第1问题即是由于对减低消耗电力、减低灯的发热，达到灯的长寿命化等的强烈要求，必须改善灯之发光效率。第2问题即是希望为了优秀之紫外线应用的普及而对经济性提出了要求。该些问题，随着高输出化，亦即，装置的大功率化，则变得愈来愈重要。以下则说明用于改善灯之发光效率的条件。在电介质阻挡层放电灯(2)中，乃挟着放电等离子体空间(3)，在电极(4，5)之间存在1个或2个电介体。附图说明图1表示存在有2个电介体(6，7)的电介质阻挡层放电灯。亦即，在图1中，灯密封体(8)兼作为电介体(6，7)。在让电介质阻挡层放电灯(2)点亮时，则从供电装置(1)在该两个电极(4，5)上施加例如10KHz～200KHz、2KV～10KV之高频的交流电压。但是由于存在了在放电等离子体空间(3)与电极(4，5)之间的电介体(6，7)，因此，不会从电极(4，5)直接让电流流到放电等离子件空间(3)，由于电介体(6，7)起着电容器的作用而使得电流流动。亦即，在电介体(6，7)在放电等离子体空间(3)侧的面上，藉助电介体的极化而激发出与在各电极(4，5)侧的面等量，但是符号相反的电荷，而在挟着放电等离体空间(3)而相对的电介体(6，7)的面之间进行放电。由于沿着电介体(6，7)在放电等离子体空间(3)侧的面一点也没有电流流过，因此，在产生放电的部分，电介体(6，7)在放电等离子体空间(3)侧的面上激发出的电荷，被因放电而移动的电荷所中和，而使得放电等离子体空间(3)的电场减少，因此，即使电压持续地施加到电极(4，5)，放电电流不久也会停止。但是当对电极(4，5)的施加电压再上升时，则放电电流会持续。在产生1次放电后，停止放电的部分，即不再放电直到施加在电极(4，5)上的电压的极性反转为止。例如当为已封入了氙气的电介质阻挡层放电灯时，则氙气，会因放电而分离成离子与电子，成为氙等离子体。在该等离子体中，被激发到特定能级的氙会结合而形成受激准分子分子。氙受激准分子(lxcimer)，在经过某个寿命时间后会解离，此时释放之能量即作为真空紫外线波长的光子放出。为了要使电介质阻挡层放电灯能够有效地作为真空紫外线光源而动作，则必须要有效地形成该受激准分子分子。而阻碍在放电时有效地形成受激准分子的重大原因是将放电等离子体激发到对形成受激准分子没有贡献的能级。在刚开始放电后的放电等离子体的电子运动是集体的，虽然能量高，但是处于温度低的状态。在此状态下，放电等离子体迁移到为形成受激准分子分子所必要之共鸣状态的机率高。但是当放电时间变长时，则等离子体的电子运动会逐渐成为热的，亦即，称为马克斯威尔-波兹曼分布的热平衡状态，而等离子体温度会上升，而迁移到无法形成受激准分子分子之更高的激发状态的机率也会上升。进而，即使是已经形成受激准分子分子的情况，在等待经过寿命期间，放出所期待的光子，而自然地解离之前，也会有因为后续的放电导致受激准分子分子被破坏的情况。实际上，在氙受激准分子的例中，从开始放电到放出真空紫外波长的光子为止需要1μs左右的期间，而在该期间内的后续的放电或是再放电会让受激准分子发光的效率降低。亦即，可知若一旦已经开始放电，则最重要的要使得后续放电的能量尽可能的小。即使放电时间短的情形，若在该放电期间内所注入的能量过大时，则同样地迁移到高的激发状态的机率也会上升。而已经迁移到高的激发状态的等离子体，会放出紫外线而缓和，只会让灯的温度上升，而不会对受激准分子发光带来贡献。亦即，不得不进行能够抑制放电等离子体被激发到对于形成受激准分子没有贡献的能量电平的放电驱动。作为达到包含电介质阻挡层放电的所有的脉冲放电产生的，受激准分子发光高效率化的提案，则有特开平1-243363，而此是沿袭了当一旦开始放电时，使后续之放电的能量尽可能变小的上述条件。但是在该提案所记载的内容，有关如何调整参数使得受激准分子发光高效率化，对于该参数值的有效条件或是能够实现它的供电装置的构成方法，则未有任何具体的提示。在具有能够满足抑制放电等离子体被激发到对于形成上述受激准分子分子没有贡献之能量电平之放电条件之可能性的灯施加电压波形中，作为最单纯之候选者之一者可以考虑具有适当振幅的矩形波。实际上，作为与利用电介质阻挡层放电子萤光灯的驱动波形有关的改善提案，则例如有特开平6-163006。其中叙述了通过以正负极性的矩形脉冲串或是交流的矩形波来驱动，而提高萤光灯之亮度的内容。其中，则针对矩形脉冲串或矩形波，记载了有关频率或工作(duty)比，亮度相对于施加电压之变化的变化的实验结果，而与以往的正弦波驱动比较，可以提高效率。但是该单纯的矩形波的波形，当实际构成供电装置时会有很大的问题。导致该问题的原因如下所述，如先前所述，由于电介质阻挡层放电灯具有由于电介体(6，7)起着电容器的作用而流有电流的构造，而基本上整体是一个电容器，因此只有在灯施加电压的上升或是下降的瞬间才会有脉冲式的电流流动。此一情况则如以模式地表示灯施加电压波形(V，(t))以及灯电流波形(I，(t))的第3图所示。通常对于产生施加到电介体障壁放电灯的交流高电压的供电装置，则使用反相电路与升压变压器，但是在其1次侧绕组中流过的电流，与1次侧到2次侧之电压升压比成比例地变大。例如当灯电流波形的蜂值电流值为3A时，若升压变压器的升压比为20倍时，则在其1次侧绕组流过的峰值电流值实际上可达到60A。虽然该电流值不是不可能实现，但是能够耐得住此电流之反相电路用的关开元件却会变得昂贵，而难以解决上述第2问题。当然，该峰值电流值虽然会因为想要点亮之电介质阻挡层放电灯的规格或是升压变压器的构造而不同。但是不管是什么情形，都必须使该值变小。在上述特开平6-163006号的方案中则未叙述用来解决此一问题的具体的方法。(本专利技术所要解决的课题)本专利技术即在于提供一种能够同时解决上述课题，亦即，第1课题是为了满足减低消耗电力、减低灯的发热、达到灯的长寿命化等强烈要求，必须改善灯的发光效率，以及第2课题，即希望通过优秀紫外线应用的普及而达到经济性的要求之电介质阻挡层放电灯光源装置及其供电装置。(解决课题之手段)为了要解决上述课题，本专利技术权利要求1的电介质阻挡层放电灯光源装置有如下的结构。1.拥有填充有由电介质阻挡层放电产生的受激准分子放电气体的放电等离子体空间(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质阻挡层放电灯光源装置，其特征在于由电介质阻挡层放电灯（２）和供电装置（７）构成，所说的电介质阻挡层放电灯（２）拥有被填充有可藉助电介质阻挡层放电而产生受激准分子的放电用气体的放电等离子体空间（３），并有在用于诱发上述放电气体产生放电现象的两电极（４，５）中的至少其中一者与上述放电用气体之间存在有电介体（６，７）之构造，所说的供电装置（１）对上述电介质阻挡层放电灯的上述电极（４，５）施加大约呈周期性之交流的高电压相对： 于电介质阻挡层放电灯（２）结束１次的放电，而在灯施加电压朝向接下来的放电而变化时，在灯施加电压波形（Ｖ↓［Ｓ］（ｔ））中，在经过下一次放电的有效放电开始电压（＋Ｅ↓［ｉ］，－Ｅ↓［ｉ］）之前，具有进行缓慢变化的期间，之后控制成引起急剧的变化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈本昌士，朝比奈隆，吉冈正树，沟尻贵文，广濑贤一，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]