CN102027808A - 驱动气体放电灯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种驱动气体放电灯(1)的方法，其中，在任一时刻使用多个驱动方案中的一个来驱动灯(1)，且其中，灯(1)以标称工作功率(P_nom)或者以降低的工作功率(P_dim)来驱动。当灯以标称工作功率(P_nom)来驱动时，根据灯(1)的第一目标电压(V_T1)和工作电压之间的关系发生驱动方案切换，并且，当灯以降低的工作功率(P_dim)来驱动时，根据灯(1)的第二目标电压(V_T2)和工作电压之间的关系发生驱动方案切换，所述第二目标电压(V_T2)基于该降低的工作功率(P_dim)来确定。本发明进一步地描述了用于根据该方法驱动气体放电灯(1)的驱动单元(10).

Description

驱动气体放电灯的方法

技术领域

本发明描述了一种驱动气体放电灯的方法，以及一种用于驱动气体放电灯的驱动单元。

背景技术

在诸如HID(高强度放电)和UHP(超高压)灯等的气体放电灯中，由跨越设置在灯放电室两端的两个电极之间间隙的放电弧产生亮光。在短弧和超短弧放电灯中，放电室中的电极仅仅由非常短的距离(例如，1毫米或者更小)分隔。在灯工作时跨越该间隙的放电弧因此也短，但是具有强亮度。这种灯对于需要白光的明亮、近点源的应用(例如，在图像投影应用中或者汽车的头灯中)是有用的。

当使用交流电(AC)来驱动这种灯时，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且然后是另外一个电极。理想地，弧总在相同点附着在电极上且跨越两个电极尖端之间可能最短的距离。然而，因为在以高电压AC工作时所达到的高温，气体放电灯的电极经受物理改变，即，电极尖端可能熔化或者烧损，且结构可能在电极尖端上弧附着到尖端的点处的一个或者多个位置处生长。对于电极的这种物理变动可以反过来影响弧的亮度，因为弧可以变得更长或者更短，从而引起灯的光输出以及可收集通量的波动。在例如头灯的汽车应用的情况下，重要的是，出于明显的原因，光输出不经受不可预知的变化。在图像投影系统中，不稳定的光通量可能被感知为闪烁，明显不期望的效果。

因此，稳定的弧长在投影应用中最重要。在现代的投影仪中维持光通量基本上意味着长时间维持短弧长。弧长与灯的工作电压直接相关。该已知的关系用在一些解决该问题的方法中，例如，当工作电压达到预定的电压目标值时，通过在专门的灯驱动方案之间切换来实现。灯驱动方案用来稳定弧长，且可以包括不同电流波形和工作频率的复杂组合，如此设计使得避免可能的电极尖端变动，或者电极上的结构的生长和熔化按照受控的方式发生。取决于对灯驱动方案的选择，对电极表面的改动可以在短时间到非常短的时间范围内生效。

在WO 2005/062684A1中描述了用于这种灯的现有技术驱动器，其以引用的方式并入此处，且其描述了一种方法，在该方法中预先定义目标电压，并且灯驱动器使用预定义值来确定什么时间在具有不同电流波形和工作频率的特定组合的驱动方案或者工作模式之间切换，例如，只要所观察到的灯的工作电压越过目标电压值或者偏离目标电压值预定量就进行切换。在第一工作模式中，灯电极上结构的受控生长借助于直接在电流换向之前叠加有电流脉冲的灯电流的已知矩形波形来实现。在第二工作模式中，电极正面的受控回熔通过用比第一模式中更高的频率来驱动灯而实现，且不需要直接在电流换向之前在电流波形上叠加这种电流脉冲。

例如在开发阶段针对特定灯类型所执行的试验期间，确定用于灯系列的预定目标电压。然后目标电压可以例如在灯工作时使用的灯驱动器的存储器中存储。

这种气体放电灯的光输出可以被减少或者调暗，例如用于在使用投影系统的电影中表现较暗的场景。这在电影表现过程中自动地完成。这种灯的光输出可能出于其它的原因被调暗，例如用于减少设备的功耗，减少来自冷却设备(风扇)的噪音，或者通过减少灯组件上的热负载来延长灯的寿命。具有这种短弧气体放电灯的诸如正投影仪(“卷轴机”)或者背投电视等的较新的投影设备有时给用户提供选择所谓的“节能模式”的手段，其中灯以比标称功率水平更低的功率水平工作。

然而，正如以上所述，在降低功率水平时，基于目标电压的稳定技术不再是有效的。在降低的功率水平时，气体放电灯的弧长度明显变化，从而导致了工作电压的对应波动。该令人不满意的表现可能对于用户察觉为闪烁。而且，由于电压的波动，电极可能劣化，特别是假如以调暗的功率水平驱动灯一长段时间。该劣化可能最终导致灯的故障。

因此，本发明的目的是提供一种以降低功率水平来驱动所述类型的灯的方法，使得可以维持稳定的光输出，同时避免以上提到的问题。

发明内容

为此，本发明描述了一种驱动气体放电灯的方法，其中，灯在任一时刻使用多个驱动方案中的一个来驱动，且其中，灯以标称工作功率或者以降低的工作功率来驱动。当灯以标称工作功率来驱动时，根据灯的第一目标电压和工作电压之间的关系发生驱动方案切换，并且，当灯以降低的工作功率来驱动时，根据灯的第二目标电压和工作电压之间的关系发生驱动方案切换，所述第二目标电压基于该降低的工作功率来确定。

灯以标称工作功率水平来驱动的工作模式通常被称作“标准模式”，而以降低的功率水平工作的模式在以下可被称为“调暗模式”。除了使用合适的第一或者第二目标电压之外，根据驱动灯的工作模式，在任何一种工作模式中，通过使用适当的技术(例如，WO2005/062684A1中所描述的技术)，灯的弧长可以被稳定。

根据本发明的方法的明显优点在于，在调暗的工作模式中，稳定方案特别适于降低的工作功率，其可以按照比较简单的方式来确定。这意味着：通过使用根据本发明的方法，灯的弧长可以被稳定，而不考虑驱动灯的工作模式。

用于驱动气体放电灯的合适的驱动单元包括：功率水平输入端，用于在当灯以降低的工作功率来驱动时提供降低的工作功率值，以及第二目标电压确定单元，用于基于降低的工作功率来确定第二目标电压。驱动单元进一步地包括：电压监控单元，用于监控灯的工作电压，以及驱动方案切换单元，用于当灯以标称工作功率来驱动时，根据灯的第一目标电压和工作电压之间的关系来启动驱动方案切换，或者当灯以降低的工作功率来驱动时，根据灯的第二目标电压和工作电压之间的关系来启动驱动方案切换。

从属权利要求和随后的描述特别地公开了本发明的有益实施例和特征。

在灯驱动器使驱动方案发生切换的瞬间由工作电压相对于适当参数的表现来确定。在本发明的特定优选实施例中，当灯的工作电压增加到升至目标电压以上时，发生从一个驱动方案到后一驱动方案的驱动方案切换，或者当灯的工作电压减少到降至目标电压以下时，发生从一个驱动方案到后一驱动方案的驱动方案切换。目标电压因此可以被视为一种用来触发驱动方案之间切换的阈值水平。只要工作电压越过目标电压，灯驱动器触发驱动方案的切换。假如工作电压降到目标电压以下，这暗示弧长太短，可以使用第一驱动方案，其中，灯电流频率可能足够高以至于电极尖端轻微回熔。假如工作电压增加到目标电压以上，这意味着弧长太长，可以使用第二驱动方案，其中灯电流波形包括引起尖端在电极正面上再次生长的脉冲。通过按照这种方式在驱动方案之间切换，可以获得稳定的放电弧。

在根据本发明的方法中，在灯的特定工作模式中，一种驱动方案可以用于目标电压以上的工作电压，且另一种驱动方案可以用于该目标电压以下的工作电压。

灯的工作模式可以是例如标称工作模式或者调暗工作模式。在调暗工作模式中，灯可以被驱动使得其消耗更少的功率。在这些不同的工作模式中，除了要使用不同的目标电压外，驱动方案的不同设定或者组合可以与相关的目标电压相结合使用，使得对于灯的任何工作模式可以获得最佳的弧长稳定性。

已经观察到，上述类型的高压灯的弧长与灯的工作电压相关。电极两端的较高电压与电极尖端的熔化相关联，使得电极之间的间距(所述电极从玻璃封装两端彼此相对)和因此还有弧长增加。相似地，电极两端较低的电压与电极表面上的结构或者尖端的生长相关联，使得电极尖端之间的距离有效地减小，且弧长相应地减小。

因此，在本发明的优选实施例中，在调暗工作模式中使用的第二目标电压被确定，使得当灯以降低的工作功率来驱动时比当灯以标称工作功率来驱动时灯的弧长更短。

根据本发明的方法，在调暗工作时起因于电压变化的不稳定性可以基本上被消除，使得弧长以及因此还有可收集的光通量稳定。这是当灯功率被调暗时，通过改变目标电压(即，确定第二目标电压)来获得的。第二目标电压可以以不同的方式来确定。

在本发明的一个特别简单的实施例中，第二目标电压通过基于标称工作功率对降低的工作功率的比值而改变第一目标电压来确定。例如，根据以下等式：

$U_{\mathrm{lo}}=U_{\mathrm{hi}}\·\left(\frac{P_{\mathrm{lo}}}{P_{\mathrm{hi}}}\right)---\left(1\right)$

第一目标电压可以通过利用由较低(调暗的)功率水平除以较高(标称)功率水平所获得的分数来与其相乘而减小。

其中，U_lo是用于调暗工作模式的第二目标电压，U_hi是标称工作电压，P_lo是选定的驱动灯的功率水平，且P_hi是标称灯功率值，或者灯的额定功率。此处，下标‘hi’和‘lo’分别表示高的(标称)和低的(调暗)工作模式。第二目标电压通过简单地把第一目标电压减少与工作功率所减少的百分比相同的百分比来获得。

这种策略将在所有的功率水平时保持平均灯-电流恒定，由此维持电极之间的稳定电流。在本发明的另一个优选实施例中，第二目标电压可以基于灯的降低的工作功率和标称电流之间的关系来确定。因为功率等于电压乘以电流，且标称工作电压U_hi和标称功率P_hi是已知值，等式(1)简化为：

$U_{\mathrm{lo}}=\frac{P_{\mathrm{lo}}}{I_{\mathrm{hi}}}---\left(2\right)$

这样，在调暗工作模式中使用的第二目标电压U_lo可以通过使用选定的调暗功率水平P_lo以及已知或者所测的标称灯电流值I_hi来确定。例如，驱动单元可以优选地包括电流监控单元以及电压监控单元，使得在标准模式工作期间可以测量灯电流。该灯电流值I_hi可以然后用来在灯功率减小到较低水平P_lo时获得第二目标电压值。

正如介绍中所提到的，不同驱动方案之间的切换用来稳定灯的弧长。当使用这些先进的灯驱动方案时，弧长的稳定是对电极进行良好控制行为的结果。针对电极行为最重要的影响参数之一是流过电极的电流。等式(1)和(2)示出，在较低或者调暗的功率水平时，电极电流基本上具有与以标称功率来驱动灯时相同的值。通过保持电流基本上恒定，电极上的负载也可以维持在差不多恒定的水平，使得在较低的功率水平时，电极表现为与标称功率水平时相同的方式，即，结构或者尖端在相似的时间和空间范围上以可控的方式在电极上生长并且熔化。

实验已经示出，上述类型的气体放电灯的电效应和光效应受到弧长并且因此间接地受到工作电压的影响。可以对某一灯类型进行测量，以确定工作电压和工作功率的值，在该值处，这种灯的类型获得最大的电光效率。通常，电光效率曲线示出了工作电压和功率的值的清楚的范围，在该范围内，灯的电光效率是可接受的。在该范围之外，灯的光输出和通量将是无法接受的低。然而，使用以上的等式(1)或者(2)所确定的第二目标电压的值可能如此低以至于使用上述第二目标电压，灯将被驱动致使其电光效率无法接受地低。因此，在本发明另一个优选的实施例中，第二目标电压根据上限水平和/或下限水平来确定。基于灯类型的实验值，例如，可以确定工作电压值的受限范围，使得甚至在调暗的工作模式中维持可接受的电光效率，同时确保：工作电压既不太高也不太低，无论其工作模式。限制该电压范围的阈值可以被存储在灯驱动器的非易失性存储器中。例如，对于具有标称功率125W、标称电流2A的灯，实验值可以示出：假如要维持电光效率的某个最小值，工作电压不应下降到50V以下，也不超过70V。因此，对于该灯，将限定50V的下限值和70V的上限值。假如使用等式(1)或者(2)来确定的第二目标电压值低于下限水平，将改为使用下限水平。这样，可以以简单的方式确保：灯总是传送至少最小的电光效率。

可替代地，代替使用等式(1)和(2)的线性方法，(在该方法中，灯功率的降低导致了灯电压也可能剧烈降低)，可以使用非线性的方法来替代，其避免了在调暗的工作模式中目标电压的过分降低。因此，在本发明的优选实施例中，第二目标电压可以使用如下的等式(1)的非线性形式来得到：

$U_{\mathrm{lo}}=U_{\mathrm{hi}}\·{\left(\frac{P_{\mathrm{lo}}}{P_{\mathrm{hi}}}\right)}^{\mathrm{\α}}---\left(3\right)$

其中，U_lo对应第二目标电压，U_hi对应第一目标电压，P_hi对应标称工作功率，以及P_lo对应降低的工作功率，且标量指数α是大于0且小于或者等于1的正实数。当α＝1时，等式(3)简化成等式(1)。此外，可以对于某一灯类型进行用实验所得到的测量，以确定标量指数α的一个或者多个合适的值。例如，选择使用哪个指数值可以通过较低的灯功率对标称灯功率的比值大小来控制，即，调暗的程度可以影响指数值的选择。这些值可以存储在灯驱动器使用的非易失性存储器中。

显然地，在根据本发明的方法中，使用等式(3)所得到的电压值还可能服从如上所述的上和下限水平或者极限，例如，以确保使用等式(3)所确定的第二目标电压决不小于所需的最小值。

功率和电压突然的改变可能导致灯在一段时间内处于不稳定状态，直到灯内的环境稳定。为了避免当工作模式之间改变时的这种不稳定，在本发明的另一个实施例中，灯功率从第一工作功率到第二工作功率的改变可以以渐进的方式来影响一段时间间隔，使得灯功率朝向第二工作功率水平逐步调整。在这段时间间隔中，中间的电压目标值可以例如通过使用上述的技术之一来确定。例如，当从标称功率水平向降低的功率水平改变时，灯功率的逐级较低值可以用来确定一系列的目标电压值，直到达到理想的功率水平和因此的最终第二目标电压水平。

确定在标称和降低的工作电压水平之间的改变可以例如通过在灯驱动器的处理器上运行的适当软件算法来自动完成。这可以使灯自动地工作来完成，使得灯的寿命被最优化。在本发明的可替代实施例中，灯的工作功率可以由用户输入来规定，例如，用户可以使用投影仪或者卷轴机的遥控来使投影仪中的灯驱动器以标称功率或者以降低的功率来驱动灯。为了这个目的，遥控可以具有专门的按钮，或者用户可以使用遥控上不同的按钮来通过例如电视机屏幕上所示出的对话进行导航，以便选择合适的选项。电压目标值然后可以根据驱动灯的工作模式来确定。

因为该电压目标值将由灯驱动器要求不确定的时间长度，所以所确定的目标电压值优选地存储在可以由灯驱动器访问的非易失性存储器中。这意味着：灯驱动器仅仅需要计算该值一次，之后当灯的瞬间工作电压必须与目标电压比较时可以简单地参照所存储的目标电压值。当灯在断电后以相同的工作模式重新开启时，非易失性存储器还具有特别的优点。

显然，根据本发明的方法和驱动单元可以应用于任何利用如所述的短弧气体放电灯的应用，该应用需要稳定的弧和恒定的光通量。任何现有技术中用于短弧气体放电灯的驱动单元可以令人信服地被改动，以允许使用根据本发明的方法来驱动灯。例如，利用比较小的努力，软件模块和/或硬件元件可以被置换到现有的投影系统驱动单元中，或者可以被增加到现有的投影系统驱动单元中。

本发明的其它目的和特征根据以下与附图结合考虑的详细描述将变得清楚明了。然而，将要理解的是，设计这些图完全是出于说明的目的，而不作为定义本发明的限制。

附图说明

图1a示出了用于根据现有技术的方法所驱动的灯的工作功率、电压和电流的简图。

图1b示出了用于根据现有技术的方法所驱动的灯的工作电压的简图。

图2示出了用于具有标称功率125W的超短弧UHP灯的电光效率图。

图3示出了用于图2中灯的工作电压对功率比的图。

图4示出了气体放电灯和根据本发明的驱动单元的可能实现的框图。

图5a示出了用于使用根据本发明的方法所驱动的灯的工作功率、电压和电流的简图。

图5b示出了用于使用根据本发明的方法所驱动的灯的工作电压的简图。

在附图中，通篇中相同的标号指代相同的对象。图中的对象不必按比例画出。

具体实施方式

图1a示出了在近似30小时的短时间跨度上，用于根据现有技术的方法所驱动的灯的132W超短弧UHP灯的工作功率(上图)，电压和电流(下图)的简化图，例如在WO 2005/062684A1中所描述的，其中，预定的目标电压被灯驱动器用来确定何时在驱动方案之间进行切换。为了清楚，该图和以下图示出了代替实际所测值的平滑线。

图1a中的上图示出了：在大约74小时的工作期间，灯功率从标称值132W降低到110W，且剩余时间以该降低的水平维持灯功率。在下图中示出了灯电压(实线)和电流(虚线)的工作状况。在降低灯功率之前，灯电压和电流分别示出了在大约64V和2.1A处基本上稳定的水平。然而，在灯功率降低之后，灯电压和灯电流以不稳定的方式表现。这些不稳定性的结果是灯的光输出的波动。

只要工作电压实际上达到或者越过目标电压，驱动灯的现有技术的方法就工作得很好，由此触发驱动方案的切换，这通过灯以标称功率水平工作时比较恒定的电压和电流水平可以看出。然而，一旦工作电压由于灯功率的下降而下降，电压目标的固定值不再用为标准，因为灯电压不再在该范围中，且，因此，灯驱动器不能触发驱动方案之间的理想转变。因此，在灯以较低功率工作时，灯电压和电流展现不可预测且不理想的波动水平。这在图1b中更加清楚地示出，其示出了很长一段时期(在这种情况下，超过100小时)的灯电压。灯以标称或者降低的功率水平来驱动，正如图不同区域中的功率值所示。在以标称功率工作的时段内，灯电压可以稳定且最终稳定在比较恒定的值。然而，在以降低的功率水平工作时，灯电压不可预测地波动。

该不理想的情形通过根据本发明的方法来纠正，其可以利用基于上述WO 2005/062684A1的驱动方案管理方法，或者相似的驱动方案，但是例如，使用等式(1)或者(2)以及使用在使用合适电路元件的灯驱动器中所测量的工作电压和电流值，确定了在以降低的功率水平驱动灯时用于该灯的第二电压目标水平，这将在以下详细地解释。

上述类型的灯通常以它们的标称功率水平(即以预定的工作电压水平)来驱动，从而获得理想的光输出。假如灯以太高或者太低的电压水平来驱动，则灯的光输出以及因此的可收集通量将不是令人满意的。对于任何灯的类型，可以观察实验测量并绘制结果以得到电光效率图。可替代地，可以使用理论模型(对照”Light-sources for small-etendue application：A comparison of Xenon-and UHP-lamps”，Proceedings of SPIE Vol.5740，p.13-26，2005)，其允许在已知灯的属性和应用时高精确性地计算电光效率。这个图在图2中示出，其为具有标称功率125W、标称电流2A和灯压250ba r的超短弧UHP灯而计算。由此得到的图示出了对于接近125W标记(上虚线)的这种灯的电光效率的清晰的最大值。当灯变暗到其标称功率的60％(即，75W)时，第二目标电压将必定从原始目标电压62.5V减少到37.5V。正如可以从图中读取的，以该较低的电压水平驱动灯将产生不可接受的低的效率水平(下虚线)。不仅由于功率的下降灯将显著地产生更少的光输出，而且由于较低的电光效率，应用中还将产生近似10％的光通量损失。为了避免灯功率太急剧地下降，使用根据本发明的方法所确定的第二目标可以被限制位于某个范围内，这如上所解释。例如，该范围可以由上虚线来限制(即，47V和62.5V之间)。在该实例中，如果灯将被调暗，使用等式(1)的简单公式所确定的第二工作电压-37.5V将位于由上虚线所给定的范围外部。在这种情况下，下限(即，47V)被用作第二目标电压。

图3图示了与使用等式(1)和(2)的线性方法所获得的第二目标电压值相比较，获得更好的第二目标电压值的另一个方法。此处，示出了用于图2中灯的第二目标电压对功率的比值的图。直虚线示出了第二目标电压U_lo对比率P_lo/P_hi的值，其根据等式(1)来计算。在灯标称功率(P_lo/P_hi＝1)时，灯电压将是其标称电压，即，62.5V。当以其60％的标称功率驱动灯时，等式(1)将产生用于第二目标电压U_lo的37.5V的值，这将导致如上所解释的令人不满意的性能。更好的结果通过使用等式(3)来获得。使用α＝0.5的结果利用实线来绘制。在60％的标称功率时，该曲线给出了48.4V的第二目标电压U_lo，这位于图2中所示出的可接受的范围内。该非线性方法明显地产生了比线性方法更好的结果，即，更高的第二目标电压值。

图4示出了气体放电灯1和根据本发明的驱动单元10的一个实施例的框图。所示出的系统可以例如用作投影系统的一部分。

所示出的电路包括具有DC电源电压的功率源2，例如，用于下变换器单元3的380V。下变换器单元3的输出经由缓冲电容器C_B与整流单元4连接，其接下来提供点火级5，借助于该点火级，灯1被点火且工作。当灯1被点火时，在灯1的电极6之间建立放电弧。灯电流的频率由频率发生器7来控制，且灯电流的波形由波形成单元8来控制。控制单元11(其功能将被更详细解释)分别向频率发生器7和波形成单元8供给控制信号70，80，使得灯电压和电流的幅值、频率和波形可以根据瞬间的需要来控制。

应用到缓冲电容器C_B的电压经由分压器R1，R2被另外供给控制单元11中的电压监控单元12。电压监控单元12监控灯1的工作电压。该工作电压可以以由定时器15或者时钟5给定的预定时间间隔来测量。

所示出在驱动单元10外部的功率水平选择器9用来设定灯1待驱动时的功率水平。功率水平选择器9可以包括例如在遥控单元上的按钮。所选定的功率水平P_nom，P_dim借助于适当的功率水平输入90被发送到控制单元11。当功率水平P_nom指示灯1以其标称功率来驱动时，从非易失性存贮器16获取的第一电压目标水平V_T1用来通过根据灯电压是否上升到第一目标电压V_T1以上或者降到第一目标电压V_T1以下而引起驱动方案之间的切换来控制灯稳定性管理，正如WO 2005/062684A1中所描述的。当功率水平信号P_dim指示灯1以降低的功率水平来驱动时，目标电压确定单元13基于存储器16中所存储的参数值17计算第二目标电压V_T2。目标电压确定单元13所要求的参数17将取决于所采用的方法。例如，假如等式(1)用来计算第二目标电压V_T2，则目标电压确定单元13将需要用于标称功率P_hi和标称工作电压U_hi的值。假如使用等式(3)，目标电压确定单元13将另外需要α值。可替代地，使用以上的方法之一在制造时已经获得的一类查找表可以用来确定第二目标电压V_T2。

代替如上所述的获取第一目标电压V_T1的预定值，目标电压确定单元13当然也可以用来计算该值。按这种方式，对于灯1的任何工作模式，瞬间目标电压值可以按照动态方式确定。

基于来自电压监控单元12的控制输出，驱动方案切换单元14确定在任一时刻驱动灯1的波形和频率，且向频率发生器7和波成形单元8供给合适的信号70，80，所述频率发生器7以合适的频率驱动整流单元4，所述波成形单元8使用下变频器3来确保：对于理想的驱动方案或者工作模式，产生正确的电流/脉冲波形。在WO 2005/062684A1中描述了可能的驱动方案参数(波形，频率等等)。

当所示出的驱动单元10用在投影系统中时，同步信号S可以从外部源(未示出)向驱动单元10供给，且分给频率发生器7、波成形单元8和控制单元11，使得灯驱动器10可以与例如显示单元或者投影系统的颜色产生单元同步工作。

在图中，存储器16、驱动方案切换单元14、电压监控单元12、第二目标电压确定单元13，以及定时器15全部示出为控制单元11的部分。显然，这仅仅是典型的说明，且如果需要，这些单元可以单独实现。控制单元11或者控制单元11的至少一部分(例如，驱动方案切换单元14或者第二目标电压确定单元13)可以实现为可以在驱动单元10的处理器上运行的合适软件。这有利地允许待升级的现有的灯驱动单元使用根据本发明的方法工作，倘若驱动单元装配有必要的波成形单元和频率发生器。驱动单元10还优选地装配有适当的接口(图中未示出)，使得计算第二目标电压所需要的第一目标电压和其它参数可以在制造时或者稍后的时间(例如，当取代不同的灯类型或者希望不同的性能时)被装载到存储器16中。

图5a示出了与图1a和1b中相同的、但是使用根据本发明的方法驱动且使用上述类型的灯驱动器的灯的工作功率、电压和电流的图，其中，在灯以低于标称功率的功率水平驱动时的阶段，计算第二电压目标。图5a中的上图示出了灯功率，其示出了工作大约25小时所采取的测量。在下图中，可以清楚地看出，在短的稳定时间之后，灯电压(实线)和灯电流(点线)分别仅仅通过在53V和2.05A水平周围可接受的小量波动。特别地，灯电流在标称和调暗工作模式之间不显著改变。根据本发明的方法的好处在图5b中甚至可以更清楚地看出，图5b示出了灯电压在较长的时间跨度(在该实例中超过120小时的工作)上的表现。对于图5b中的测量，灯功率间歇地增加到132W的标称水平(对应于图中具有最高电压值的区域)，并且然后再次减小到110W(对应于具有较低电压值的区域)。该图清楚地示出了两个功率水平阶段(与图1b中的情形相比较)时稳定到比较恒定(虽然不同)水平的灯电压。

本发明优选地可以与可在需要稳定弧(轴向和横向)的应用中用上述方法驱动的所有类型的超短弧UHP灯一起使用。虽然本发明已经以优选实施例及其变形的方式被揭示，但是要理解的是，可以对其进行许多附加的改动和变化，而不脱离本发明的范围。还可以想象的是，灯驱动器可以管理灯的许多不同目标电压，且根据在任一时刻驱动灯的情形来应用特定的目标电压。这些目标电压的每一个可以使用上述的任何方法来确定。

出于清楚的目的，要理解的是：整个该应用中使用“一”并不排除多个，且“包括”不排除其它步骤或者元件。除非另外地提到，“单元”或者“模块”可以包括多个单元或者模块。

Claims (12)

1.一种驱动气体放电灯(1)的方法，

-其中，在任一时刻使用多个驱动方案中的一个来驱动灯(1)；

-以及其中，以标称工作功率(P_nom)或者以降低的工作功率(P_dim)来驱动灯(1)；

-以及其中，当灯(1)以标称工作功率(P_nom)来驱动时，根据灯(1)的第一目标电压(V_T1)和工作电压之间的关系发生驱动方案切换；

-以及其中，当灯以降低的工作功率(P_dim)来驱动时，根据灯(1)的第二目标电压(V_T2)和工作电压之间的关系发生驱动方案切换，所述第二目标电压(V_T2)基于降低的工作功率(P_dim)的值来确定。

2.根据权利要求1的方法，其中，不同驱动方案之间的切换用来稳定灯(1)的弧长，且其中，确定第二目标电压(V_T2)，使得当灯(1)以所述降低的工作功率(P_dim)来驱动时比当灯(1)以标称工作功率(P_nom)来驱动时的灯(1)的弧长更短。

3.根据权利要求1或2的方法，其中，第二目标电压(V_T2)通过基于标称工作功率(P_nom)对所述减少的工作功率(P_dim)的比值而改变第一目标电压(V_T1)来确定。

4.根据权利要求3的方法，其中，第二目标电压(V_T2)使用公式

来获得，

其中，U_lo是第二目标电压(V_T2)的值，U_hi是第一目标电压(V_T1)的值，P_hi是标称工作功率(P_nom)的值，P_lo是所述降低的工作功率(P_dim)的值，以及α是满足0≤α≤1的正实数。

5.根据权利要求1或2的方法，其中，第二目标电压(V_T2)基于灯(1)的所述降低的工作功率(P_dim)和标称电流之间的关系来确定。

6.根据上述权利要求中任何一个的方法，其中，第二目标电压(V_T2)根据上阈值和/或下阈值水平来确定。

7.根据上述权利要求中任何一个的方法，其中，当灯(1)的工作电压增加到目标电压(V_T1，V_T2)以上时，发生从第一驱动方案到第二驱动方案的驱动方案切换；以及当灯(1)的工作电压下降到目标电压(V_T1，V_T2)以下时，发生从第二驱动方案到第一驱动方案的驱动方案切换。

8.根据上述权利要求中任何一个的方法，其中，灯功率从标称工作功率(P_nom)到所述降低的工作功率(P_dim)的改变以渐进的方式在一段时间间隔上实现，使得灯功率朝向降低的工作功率(P_dim)的水平逐步降低，以及在该时间间隔中确定中间电压目标值。

9.根据上述权利要求中任何一个的方法，其中，当灯功率从降低的工作功率(P_dim)增加到标称工作功率(P_nom)时，第一目标电压(V_T1)基于灯电流来确定。

10.根据上述权利要求中任何一个的方法，其中，灯的工作功率(P_nom，P_dim)通过用户输入指定。

11.一种用于驱动气体放电灯(1)的驱动单元(10)，其包括：

-功率水平输入端(90)，用于当灯以降低的工作功率(P_dim)来驱动时提供降低的工作功率(P_dim)的值；

-目标电压确定单元(13)，用于基于所述降低的工作功率(P_dim)来确定第二目标电压(V_T2)；

-电压监控单元(12)，用于监控灯(1)的工作电压；

-驱动方案切换单元(14)，用于当灯以标称工作功率(P_nom)来驱动时，根据灯(1)的第一目标电压(V_T1)和工作电压之间的关系启动驱动方案切换；或者当灯以所述降低的工作功率(P_dim)来驱动时，根据灯(1)的第二目标电压(V_T2)和工作电压之间的关系启动驱动方案切换。

12.一种投影系统，包括气体放电灯(1)和根据权利要求11的驱动单元(10)。

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