包括用于放电灯声学操作的自激振荡反馈的系统和方法。该系统包括镇流器，该镇流器被配置成接收调制输入并且依据所述调制输入来调制灯功率信号。光电探测器探测灯的光输出以给反馈电路提供电反馈。反馈电路对反馈进行滤波以把其对应于灯的所选声学谐振模式的一部分耦合到镇流器作为所述调制输入，从而促使所选声学谐振模式的自激振荡。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种。
技术介绍
诸如高强度放电(HID)灯之类的气体放电灯的使用在各种各样的应用中是常见 的。在气体放电灯中，通过灯电极之间建立的电弧放电来发出光。该灯通常包括灯泡，在其 中包括密封的电弧管。该电弧管可以装入包括例如一种或多种金属卤化物的填充材料，所 述金属卤化物在电极之间被汽化成电弧从而建立电弧放电。该填充物也可以包括用于限 制从电弧放电到管壁的能量转移的缓冲剂(以及在某些情况下的启动气体)。电极可以位于 电弧管的顶部和底部，并且可以耦合到镇流器以用于在电极之间的填充材料中产生电弧放 电。电极之间的电弧放电发出光，该光传送通过该管和灯泡的透光材料以用于提供照明。已知的是，在某些操作状况下，电弧放电可能采取不期望的形状和/或变得不稳 定。例如，操作其轴处于水平位置的灯可能导致被弯曲或向上弯曲的电弧放电。在非水平 位置中，电弧放电可能采取扭曲的形状，这可能是不稳定的，并且可能发生汽相离析(放电 的汽相中金属添加剂的不完全混合)。在电弧放电中这些不期望的状况可能引起在管长度 上的色彩分离、电弧放电的无意熄灭、减少的光输出、电弧管壁的局部过热以及其他可能造 成过早灯故障的问题。这可能对于具有相对高纵横比的电弧管(例如其长宽比大于约2的 管)尤其如此。为减少或避免这些状况，提出了以声学频率对输入灯功率进行调制。灯功率的调 制造成电弧温度分布的调制以及结果造成在灯的整个电弧放电管上的气压分布的调制。灯 功率调制的某些频率促使管中气压的驻波声学振荡，迫使气体或蒸汽运动以抵消电弧放电 中的离析或重力引起的对流。放电灯中的气压的声学驻波模式对本领域技术人员是已知的。一般而言，由于商 业电弧放电管的大体圆柱形形状，声学模式一般可以被描述为与其中在灯的电弧管中形成 电弧的腔相当的大小的圆柱体的模式。如果压力具有沿管(也即相当大小的圆柱体)轴的空 间依赖性，则该模式是纵向的，其中驻波中半波长的数量确定模式的阶次。例如，如果存在 两个半波长，则该模式是第二纵向(2L)模式。如果压力具有沿管半径的空间依赖性，则该模 式是径向的，且如果压力具有围绕管周长的空间依赖性，则该模式是方位的。组合声学模式 也是可能的，诸如径向一纵向模式和方位一纵向模式，其中压力分布沿一个以上坐标变化。 这些组合模式还可以根据驻波的周期性被进一步定义，诸如第三方位和第二纵向模式的组 合声学模式。可以使用圆柱模式来估计用于激发任何声学模式的灯功率调制频率，例如如在美 国专利号6，844，687中所描述的，该专利的教导由此通过引用并入本文。已发现在电弧放 电管中的某些模式的激发在避免电弧放电中的相关状况方面尤其有效。例如，激发第二方 位(2A)模式可能对矫直电弧放电尤其有效。此外，已发现激发第二纵向(2L)模式在减少或 避免离析方面尤其有效。附图说明应当参考以下应当结合附图阅读的详细描述，其中相同的数字表示相同的零件 图1是符合本公开的系统的一个示例性实施例的方框图。图2是符合本公开的系统中有用的镇流器的一个示例性实施例的方框图。图3图形地示出与图2所示的镇流器相关联的输出电压相对于时间的特性。图4是符合本公开的系统的另一个示例性实施例的方框图。图5图解地示出符合本公开的系统中的光电探测器相对于电弧放电管的放置。图6图解地示出符合本公开的系统中的第一和第二光电探测器相对于电弧放电 管的放置。图7图解地示出符合本公开的系统中的用于把灯图形投影到(一个或多个)光电探 测器上的(一个或多个)光学元件的放置。图8是符合本公开的一个示例性方法的方框流程图。具体实施例方式在产生本文描述的实施例的努力中，已揭示激发模式的谐振频率可能由于因激发 气流造成的变化电弧温度分布曲线(profile)而从预期的非激发频率偏移到较低的激发频 率。在一个示例中，2L频率从不被激发时的大约沈KHz偏移到完全被激发时的22. 5 KHz0 频率偏移也可能由于灯部件的老化而发生。此外，特定模式的估计谐振频率与实际频率相 比的差别可能因为制造容差或估计的不准确性而存在。在符合本公开的系统中，使用闭环 自激振荡正反馈系统来控制灯功率调制频率以设定和跟踪灯的谐振频率，所述系统以与激 发模式相关联的声学谐振频率进行谐振。灯谐振频率的偏移因而导致灯功率调制频率的对 应偏移，从而确保功率调制频率被设定在期望的谐振频率。图1是符合本公开的系统的一个示例性实施例100的简化方框图。该系统包括 气体放电灯102，耦合到镇流器104且由其驱动；光电探测器106，设置在灯102附近以便从 灯发出的光被传递到其上；以及反馈环路108，包括反馈电路110以用于把光电探测器106 的输出耦合到镇流器104以给镇流器104提供正反馈调制输入。如本文使用的，术语“耦 合”指代一个系统元件承载的信号通过其传递到“耦合”元件的任何连接、耦合、链接等。这 样的“耦合”设备、或者信号和设备不必直接彼此连接，并且可以由可以操纵或修改此类信 号的中间部件或设备分开。一般而言，镇流器104的输出耦合到放电灯102的相应电极112、114。镇流器给灯 102提供的电功率信号足以在电弧管中建立电弧放电116，由此从灯中发出光。镇流器104 可以采取用于驱动灯102的任何已知配置，并且可以提供具有一个或多个被选择为激发灯 中的一个或多个声学谐振模式的灯功率调制频率的功率信号。由电弧放电116发出的光被传递到光电探测器106上。光电探测器106可以是任 何已知的用于提供与传递到其上的光成比例的电输出的设备，诸如PIN光电二极管。光电 探测器106的电输出通过反馈环路108而耦合到反馈电路110。反馈电路110可以包括至 少一个滤波器，用于滤除与不期望的谐振模式(即不打算在灯中由镇流器激发的模式)对应 的频率，并且传送与所选谐振模式对应的频率作为到镇流器104的正反馈调制输入。反馈电路110也可以被配置用于建立大于1的反馈增益和0° (或360°的整数倍)环路相移。到镇流器104的调制输入可以耦合到振幅调制器。该振幅调制器可以依据调制输 入来调制镇流器104的功率信号输出以用于建立功率信号中的灯功率调制频率。到镇流器 的正反馈因而建立闭环自激振荡正反馈以便以激发灯中的期望声学谐振模式所需的精确 灯功率调制频率来驱动灯102。以符合本公开的方式使用正反馈来建立自激振荡以跟踪电 弧放电的谐振模式，减少或避免了灯功率调制频率和灯谐振频率偏移之间的任何变化，所 述变化可能导致放电的不稳定性以及灯的低效或故障操作。符合本公开的系统可以被配置成激发灯中的声学谐振模式的任何模式或组合，并 且可以给用于激发此类模式的任何已知镇流器配置提供自激振荡正反馈。图2示意性地示 出对实施符合本专利技术的系统和方法有用的镇流器配置的一个示例l(Ma。本领域普通技术人 员将意识到，为易于解释起见以简化的形式示出镇流器10如。尽管在图2中示出镇流器的 具体实施例，但是要理解，提供自激振荡正反馈的符合本公开的系统和方法可以使用各种 各样的已知镇流器配置来实施。此外，所示的镇流器根据用于驱动AC灯配置的交流(AC)主 电源进行操作。然而要理解，镇流器可以根据直流(DC)主电源(例如车辆电池)进行操作， 和/或镇流器可以驱动DC灯配置。在图2所示的示例性本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种用于驱动气体放电灯的系统，所述系统包括：镇流器，被配置成接收调制输入并且提供到所述灯的输出，所述输出依据所述调制输入被调制；光电探测器，被配置成响应于由所述灯发射的光传递到其上而提供电反馈输出；以及反馈电路，被配置成接收所述反馈输出，所述反馈电路包括至少一个滤波器，用于仅传送与所述灯的所选声学谐振模式对应的所述反馈输出的一部分，所述反馈电路被配置成把所述反馈输出的所述一部分耦合到所述镇流器作为所述调制输入，从而使所述系统以所选声学谐振模式自激振荡。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·奥尔森，W·P·莫斯科维奇，
申请(专利权)人：奥斯兰姆施尔凡尼亚公司，
类型：发明
国别省市：US
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