CN1252166A - 高压放电灯 - Google Patents

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Abstract

高压放电灯装有变压器装置,该放电灯配有封闭放电管的外壳。变压器的初级绕组构成到达一个放电管主电极的电流导体的一部分。次级绕组与放电管的点火电极耦合。可实现较高的点火电压而不增加在灯的外触点上的电压脉冲。

Description

高压放电灯
本发明涉及高压放电灯，该灯包括：
以气密方式密封并且配有连接点的透光灯室；
彼此相对地设置并且分别连接到各自的连接点上的第一电极和第二电极，和在灯室中的可电离的填充物；
围绕灯室且配有灯头的透光外壳；
在灯头上并且用于使灯与电源装置连接的第一和第二外触点；
分别通过各自的连接点，将第一和第二电极分别连接到第一和第二触点上的第一和第二电流导体；
在第一和第二电极之间的点火电极；
在外壳中并且用于在点火电极上产生电压脉冲的电压脉冲发生器，该发生器与点火电极连接，
这种高压放电灯披露于EP-B-0477621中。
在所述的已知灯中，四个电流导体从灯头进入外壳，该灯头与所述外壳中的空间相通。但是，由于其不允许灯室的温度被最佳地调节并由于灯的易腐蚀部件例如进入灯室的电流导体部分未得到外壳中惰性介质的保护，因而与外界不按气密方式密封的外壳是不适宜的。另一方面，从其结构来看，将多于两个的电流导体通过其壁引入封闭的外壳也有困难。
灯室中所需的压力变得越高，则适当的灯室温度控制就越重要。灯室中压力的增加通常导致灯发光效率的改善。另一方面，灯室中尤其是惰性气体压力的增加导致放电灯点火电压的增加。
为了广泛应用效率提高的灯，重要的是有可随意使用能够适当地采用现有灯座的高压放电灯。
在由所述EP-B-0477621披露的高压放电灯的情况下，外壳中的变压器的初级绕组通过两个分离的导体与灯头中的点火电路连接。该变压器的次级绕组与点火电极连接。尤其是，设置于灯和/或灯头中的点火电路的缺点是高温，该电路暴露于该温度下。具体地说，对于用于点火电路中的电容元件和半导体元件来说这是重要的。另一个缺点是实现足够高的点火能量，尤其要求较大体积的电容元件。
美国专利US-A-4910437披露了一种高压放电灯，该灯包括以气密方式密封的外壳以及围绕放电室的外点火电极。第一和第二电流导体以及与点火电极连接的导体以气密性方式引入外壳中。在灯外产生在点火电极上的电压脉冲。按照国际上普遍承认的标准，一般照明用的高压放电灯应该以加到灯头上的有限的点火电压就能够可靠地点火。在E27和E40型标准灯头的情况下，容许的点火电压分别为3kV和5kV。在特定条件下，利用这样的高点火电压脉冲的点火可包括通过接触点的大电流的产生。如果施加较高的电压脉冲，那么必须采用特殊的灯头和相关的灯座。使用特殊灯头有明显的缺陷，即不能用现有的灯自由地更换所用的灯并且所述的灯不能用于现有的灯座上。将这些类型的灯作为改型的灯用于现有的设施上也是不可能的。
一方面，容许的点火电压在提高高压放电灯发光效率的目标上是有限的，同时，另一方面，为了一般安全的目的，如果高压放电灯可用显著减小的点火电压脉冲点火而其它的灯性能相同，那么它更有吸引力。
本发明的目的是提供在开篇中所述的那种高压放电灯，该灯结构简单并且没有上述缺点。
按照本发明，可这样来实现该目的，即外壳以气密方式密封，并且电压脉冲发生器包括变压器装置，该变压器装置的初级绕组设置在外壳内并且在第一电流导体中，次级绕组与点火电极电连接。
在按照本发明的灯中，在外壳中仅有两个电流导体必须穿过，同时该灯在所述外壳中包括在连接点上以及在点火电极上产生点火电压脉冲的装置。这使灯头上的点火电压脉冲以非常简单的方式减小，同时维持灯的点火电压。另一方面，以简单方式创造设计空间，这可用于进一步地增加灯的点火电压，而在灯头的外触点上的电压不会变高达到不能接受的程度。
在最佳实施例中，初级绕组和次级绕组有相反的电感耦合。其优点是在点火电极上的点火脉冲和在灯室内电极上的点火脉冲有相反的极性，从而有效地并且较大地增加可达到的点火电压。例如，在初级绕组与次级绕组之间为1∶1的绕组比的情况下，可有效地倍增可达到的点火电压。
该灯与配有点火电路或启动器装置的电源装置连接。该灯本身还有使灯室与变压器装置电桥接的启动器装置。所述启动器装置可由例如VDC构成。该启动器装置可装在例如外壳中或者装在与所述外壳连接的灯头中。
如果启动器装置包括设置于外壳内的辉光放电启动器，那么，尤其是在灯的价格和灯的长服务寿命上有较好的效果。如果电容器与辉光放电启动器串联设置，那么可免除因辉光放电启动器闭合而产生的太高峰值电流的风险。此外，这还能限制在最外面的触点上的点火脉冲的大小。在这样的启动器装置中，通过在灯的电源装置的稳定镇流器(stabilizer ballast)的VDC或与其串联连接的辉光放电启动器中电流突然改变，以自感方式产生点火电压，并使该电压到达灯头的外触点。
在最佳实施例中，在点火电极与次级绕组之间的电连接部分中包括热敏元件，在灯稳定工作期间，该热敏元件是高电阻的。为此目的，使用例如双金属开关，在由灯室辐射的热引起温度增加时，该双金属开关中断绕组与电极之间的连接。
如果点火电极是在放电室上的钨导轨，其中用作开关的双金属元件靠在该钨导轨上，那么这是方便的。
在特定实施例中，变压器装置的次级绕组在初级绕组附近围绕灯室设置。
按照本发明的灯可包括例如石英玻璃或陶瓷的灯室，该陶瓷例如为蓝宝石或烧结的氧化铝之类的单晶或多晶陶瓷。除惰性气体外，可电离填充物可包括钠、钠汞齐或金属卤化物，如果需要，可包括诸如汞之类的缓冲气体。
例如由诸如硬玻璃或石英玻璃之类的玻璃制备的外壳可以为例如管状或蛋形并在其一端或两端装有灯头。
按照本发明的灯有这样的优点，即由于在点火电极上有较高点火电压脉冲的结果，因而点火容易，同时在灯头外触点上的电压是有限的。这具有额外的优点，即在热状态下，灯也容易再次点火。结果，灯的可电离填充物可承受较高的压力，较高的压力对灯的效率提高有益。点火电极可配置于灯室内或外。
参照按照本发明的高压放电灯的实施例并参照附图阐明本发明的这些和其它方面。
其中：
图1是第一实施例的侧视图；
图2示意性表示第二实施例；
图3示意性表示第三实施例。
图1表示包括透光灯室1的高压放电灯，该灯室以气密方式密封并且在其内装有彼此相对地设置的第一电极2和第二电极3，并且在其内包含可电离的填充物，例如稀有气体和钠汞齐。该灯室还配有连接点20、30。配有灯头10的透光外壳4包围灯室1。第一外触点5和第二外触点6位于灯头10上，用于使所述灯与电源装置连接。该灯有分别使第一电极2和第二电极3分别与第一触点5和第二触点6连接的第一电流导体7和第二电流导体8。外点火电极9在外壳4内灯室1附近位于第一电极2与第二电极3之间。在外壳4内装有包括变压器装置21的电压脉冲发生器，并且该电压脉冲发生器与点火电极9连接，所述变压器装置用于在点火电极9上产生电压脉冲。
外壳4以气密方式密封。在灯头10内，外壳4以气密方式密封到玻管11上，玻管11进入外壳4中并用夹封部分12封闭所述外壳。电流导体7、8穿过夹封部分12。电压脉冲发生器包括带有初级绕组22和次级绕组23的变压器装置21，初级绕组22在外壳4内位于第一电流导体7中，次级绕组23有与点火电极9电连接的电连接部分24。
变压器装置21的次级绕组23围绕灯室1设置在初级绕组22的附近。在该图中，次级绕组23以及点火电极9为在放电室1上的钨导轨(track)。
在图2和3中，用与图1相同的参考标号表示与其相应的部分。
在图2中，初级绕组22和次级绕组23有相反的电感耦合。
在点火电极9与次级绕组23之间的电连接部分24包括热敏元件28，热敏元件28靠在点火电极9上但在灯稳定工作期间是高电阻的。图中所示的热敏元件28是双金属开关，在热状态下该双金属开关中断与点火电极9的连接。
在实际的实施例中，所示的灯为高压钠放电灯，在稳定工作期间，该灯的功耗为400W。灯室1包含填充物，该填充物包括50mg的有18wt％的Na的Na汞齐和作为缓冲气体的填充压力为53kPa(400托)的Xe。灯的外壳密闭为真空。该灯配备E27灯头。
用外点火装置可适当地使灯工作。点火装置将在导体7、8上产生电压脉冲，并通过连接点20、30在电极2、3之间产生电压脉冲。此外，借助变压器绕组22、23，电压脉冲被转移到点火电极9上。变压器装置21的绕组22、23的绕组匝数比为7∶13并且绕组22、23有共同的空气芯。这使得电压额外增加并因此使点火电极与第二电极之间的场强度额外增加。结果，在灯室1的可电离填充物中产生火花，因而使灯点火。在实际的实施例中，如果点火电路施加1.4kv的电压脉冲，那么该灯以可靠方式点火。如果Xe缓冲气体的填充物压力被限制在33kPa(250托)，那么按照现有技术的可比的灯有2.5kv的点火电压。这意味着当对E27灯头的外触点施加2.5kv的点火电压脉冲时，该灯以可靠方式点火。
在按照本发明的其结构示于图1的可比的灯中，利用烧结在放电室上以钨导轨的形式配置次级绕组23以及点火电极9。初级和次级绕组分别由沿相互相反的方向缠绕的5匝绕组构成。在灯头的外触点上有2kv点火电压时，该灯以可靠的方式点火。
示于图3中的灯包括电桥接(bridge)灯室1和变压器装置21的启动器装置25。所述启动器装置25包括辉光放电启动器26，在该图中，启动器26与电容器27串联连接。在该图中，启动器装置25位于外壳4中并通过初级绕组22在电极2、3两端提供电压脉冲。作为启动器装置25，辉光放电启动器26和电容器27可共同由VDC(压敏电容器)替代。

Claims (10)

1.一种高压放电灯，包括：
以气密方式密封并且配备连接点的透光灯室；
彼此相对地设置并且分别连接到各自的连接点上的第一电极和第二电极，和在灯室中的可电离的填充物；
围绕灯室且配有灯头的透光外壳；
在灯头上并且用于使灯与电源装置连接的第一和第二外触点；
分别通过各自的连接点，将第一和第二电极分别连接到第一和第二触点上的第一和第二电流导体；
在第一和第二电极之间的点火电极；
在外壳中并且用于在点火电极上产生电压脉冲的电压脉冲发生器，该发生器与点火电极连接，其特征在于，以气密方式密封外壳，电压脉冲发生器包括变压器装置，该变压器装置的初级绕组设置在外壳内并且在第一电流导体中，次级绕组有与点火电极的电连接。
2.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于，初级绕组和次级绕组有相反的电感耦合。
3.如权利要求1或2所述的高压放电灯，其特征在于，该灯有使灯室与变压器装置电桥接的启动器装置。
4.如权利要求3所述的高压放电灯，其特征在于，启动器装置包括辉光放电启动器。
5.如权利要求4所述的高压放电灯，其特征在于，启动器装置包括与辉光放电启动器串联设置的电容器。
6.如权利要求3所述的高压放电灯，其特征在于，启动器装置包括VDC。
7.如权利要求1、2或3所述的高压放电灯，其特征在于，在点火电极与次级绕组之间的电连接部分中包括热敏元件，在灯稳定工作期间，该热敏元件是高电阻的。
8.如权利要求7所述的高压放电灯，其特征在于，点火电极是在放电室上的钨导轨，用作热敏元件的双金属元件靠在该钨导轨上。
9.如权利要求1、2或3所述的高压放电灯，其特征在于，变压器装置的次级绕组在初级绕组附近围绕灯室设置。
10.如权利要求9所述的高压放电灯，其特征在于，次级绕组是在放电室上的钨导轨。
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