驱动气体放电灯的方法技术

本发明专利技术描述了一种驱动气体放电灯（１）的方法，其中在任一时刻使用许多驱动方案中的一个驱动方案来驱动所述灯（１），并且其中监测所述灯（１）的操作电压以在灯（１）的操作期间获得许多操作数据值（Ｄ），基于所述许多操作数据值（Ｄ）中的至少一个来确定目标电压（ＶＴ），以及根据所述目标电压（ＶＴ）和所述灯（１）的操作电压之间的关系发生驱动方案切换。本发明专利技术还描述了用于驱动气体放电灯（１）的驱动单元（１０），包括用于监测所述灯（１）的操作电压以在灯（１）的操作期间获得许多操作数据值的电压监测单元（１２）；用于基于所述许多操作数据值中的至少一个来确定目标电压（ＶＴ）的目标电压确定单元（１３），以及用于根据所述目标电压（ＶＴ）和所述灯（１）的操作电压之间的关系从第一驱动方案切换到第二驱动方案的驱动方案切换单元（１４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述了一种，以及用于驱动气体放电灯的驱动单兀。
技术介绍
在诸如HID(高强度放电)灯和UHP(超高压)灯之类的气体放电灯中，横跨两个 电极之间间隙的放电弧产生亮光，所述两个电极位于灯放电腔的相对的端部。在短弧和超 短弧放电灯中，放电腔中的电极仅分开很短的距离，例如一毫米或更短。因此，在灯的操作 期间横跨这个间隙的放电弧也短，但亮度强烈。这样的灯在要求亮的、近白光点源的应用中 是有用的，例如在图像投影应用中或在汽车头灯中是有用的。当使用交流电(AC)驱动这样的灯时，每个电极交替地用作阳极和阴极，使得放电 弧交替地源自一个电极，接着源自另一个电极。理想情况下，所述放电弧将总是在同一点处 附着到电极，并将横跨两个电极尖端之间最短的可能距离。然而，由于在高电压的AC操作 期间达到的高温，气体放电灯的电极会经受物理变化，即电极尖端可能熔化或烧接，以及结 构可能会在所述放电弧附着到电极尖端的点处生长在电极尖端上的一个或多个位置处。电 极的这样的物理改变(alteration)可以不利地影响放电弧的亮度，因为放电弧可能变得 更长或更短，从而导致灯的光输出(通量)的波动。在诸如头灯之类的汽车应用的情况下， 出于显而易见的原因，光输出不经历不可预知的变化是重要的。在图像投影系统中，光输出 的这样的改变对于用户而言甚至可以是显而易见的，是明显不期望的结果。因此，在投影应用中，稳定的弧长度是极为重要的。在现代投影仪中维持光通量最 终意味着在延长的期间里维持短的弧长度。弧长度与灯的操作电压直接相关。这个已知 的关系在解决该问题的一些方案中得到了使用，例如通过当操作电压达到预定的电压目标 值时在专用灯驱动方案之间切换来进行。所述灯驱动方案用于稳定弧长度，并可以包括不 同电流波形和操作频率的复杂的组合，其被设计成使得在可能的场合避免了电极尖端的改 变，或者使得电极上的结构的生长和熔化以受控的方式发生。取决于灯驱动方案的选择，电 极表面的变形(modification)可以在短到很短的时标内被实施。用于这样的灯的现有技术驱动器在WO 2005/062684A 1中得以描述，WO 2005/062684A 1在本文中引作参考，其描述了一种方法，在该方法中，预定目标电压，灯驱 动器使用该预定值来决定何时在具有不同电流波形和操作频率的特定组合的驱动方案或 操作模式之间切换，例如只要观测到的灯操作电压越过目标电压值或偏离目标电压值某 预定量便切换。在第一操作模式中，借助于直接在该电流换向之前在已知的块形(block shape)灯电流上叠加电流脉冲，实现了灯电极上结构的受控生长。在第二操作模式中，通过 以高于第一模式的频率驱动灯并且直接在该电流换向之前没有这样的电流脉冲叠加在该 所述电流波形上，实现了电极正面的受控回熔。例如在实验期间确定灯系列的预定目标电压，所述实验是在开发阶段期间针对特 定灯类型完成的。目标电压然后可以存储在例如灯驱动器的存储器中，以便在灯的操作期间使用。然而，由于不可避免的生产的扩大，一生产系列的各个灯的物理特性将不会总是 完全相同，并且事实上可能具有相当大的差别。因此，为系列中的一些灯提供良好结果的预 定的电压目标可能不能实现针对剩余灯的期望的操作质量。而且，随着灯使用过程中老化， 物理灯特性可以随时间发生变化，从而已经在灯寿命的前几百小时里令人满意地操作的灯 随后可能表现出由于灯老化而导致的性能方面的下降。在这两种情况下，没有最优地驱动 灯。这可以被用户感知为令人不满意的光通量。此外，电极可能由于不恰当驱动而退化，而 这最终又会导致灯的故障。因此，本专利技术的目的是提供一种避免上述问题的驱动上述类型短弧灯的改进方法。
技术实现思路
为此，本专利技术描述了一种，其中使用多种驱动方案中的一 种来在任一时刻驱动灯，并在灯的操作期间监测灯的操作电压以获得许多操作数据值，基 于所述许多操作数据值中的至少一个确定目标电压，并根据目标电压和灯的操作电压之间 的关系发生驱动方案的切换。如上面已经指示的，目标电压是灯驱动器做出从一种驱动方案切换到另一种驱动 方案的决定所基于的电压电平。根据本专利技术的方法的明显优点在于可以针对特定灯精确地 确定目标电压，从而灯的操作质量不取决于一生产系列的所有灯所共有的目标电压。由生 产过程中不可避免的偏差引起的生产系列的灯的特性的变化将不会导致质量的波动，而是 可以成功地补偿每个单独的灯。使用根据本专利技术的方法驱动的灯不再取决于事实上可能不 适合于该特定灯的一些预设或固定值的电压目标。使用根据本专利技术的方法，可以在操作期间精确地识别应该做出驱动方案切换的正 确时刻。通过针对灯的操作中的每个阶段总是以最适当的驱动方案来驱动灯有利地保证了 对电极的期望的物理改变可以以特别好地受控的方式得以推动，从而弧长度和进而还有灯 的光通量可以以最优的方式得以维持。用于驱动气体放电灯的合适驱动单元包括用于在灯的操作期间监测灯的操作电 压以获得许多操作数据值的监测单元、用于基于所述许多操作数据值中的至少一个来确定 目标电压的目标电压确定单元、以及用于根据目标电压和灯的操作电压之间的关系从第一 驱动方案切换到第二驱动方案的驱动方案切换单元。从属权利要求和随后的说明书特别公开了本专利技术的有利实施例和特征。在灯操作期间的某一时间点获得的操作数据值可以是适合用于描述灯的瞬时性 能的任何参数值。例如，可以使用电流或电压或灯功率的值。然而，最合适的参数通常是灯 的操作电压。因此，在下文中，而在不以任何方式限制本专利技术的情况下，假设在某个时间点 获得的操作数据值包括在该时间点的灯的操作电压。灯驱动器导致发生驱动方案切换的时刻由操作电压关于目标电压值的性能确定。 在本专利技术特别优选的实施例中，当操作电压越过目标电压值时，即当操作电压已从高于目 标电压值的值下降至低于目标电压值的值时，或反之亦然，触发驱动方案切换。选择应用哪 种驱动方案还可以取决于越过的方向，即操作电压是从上面越过目标电压值(操作电压下降)，还是从下面越过目标电压值(操作电压增大)。在本专利技术的特别简单的实施例中，操作数据值是在灯操作期间的预定的时间点获得的。例如，可以在灯已接通之后的某个预定的持续时间里(例如接通之后五分钟)测量操 作电压。可替换地，可以当完成上升(rim-up)时测量操作电压。同样地，可以在灯驱动器 例如通过遥控器接收到来自用户的关断信号时测量瞬时操作电压，从而在下降(rim-down) 之前的预定的时间点处测量操作电压。术语“上升”和“下降”的意义对于本领域技术人员 而言将是已知的。“上升”是紧跟在灯接通之后的阶段，在该阶段诸如温度、电压等之类的灯 参数接近其操作水平，而“下降”是跟在熄灭灯的信号后的阶段，在该阶段以受控的方式驱 动灯，直到灯的参数指示其可以熄灭，而没有诸如变黑之类的有害效果。接通灯和再次关断 它之间的时间被称为灯的“切换周期”。在这样的预定时间点获得操作数据值能适合于在相对较短的持续时间里使用的 灯。然而，当灯操作了长得多的持续时间(几十或几百小时)，根据本专利技术的方法允许基于 循环来确定电压目标。因此，在本专利技术的优选实施例中，在灯操作期间不时地获得多个操作 数据值，并根据所获得的操作数据值动态地调节目标电压。以此方式，可以周期地调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动气体放电灯（１）的方法，其中在任一时刻使用许多驱动方案中的一个驱动方案来驱动所述灯（１），并且其中－监测所述灯（１）的操作电压以在灯（１）的操作期间获得许多操作数据值（Ｄ），并且－基于所述许多操作数据值（Ｄ）中的至少一个确定目标电压（Ｖ↓［Ｔ］），－以及根据所述目标电压（Ｖ↓［Ｔ］）和所述灯（１）的操作电压之间的关系发生驱动方案切换。

【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：J波尔曼雷奇，U马肯斯，JJPJ范登贝格，
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]