CN1871881A - 镇流器 - Google Patents

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Abstract

用于操作具有两个发光部分的低压水银蒸汽放电灯的镇流器，所述发光部分的每一个以不同颜色发光，所述镇流器包括用于向灯提供交流电流的交流电源装置，其中所述镇流器还包括用于同时向灯提供直流电流的直流电源装置，所述直流电源装置具有用于改变所述直流电流的强度和/或方向的装置。

Description

镇流器
技术领域
本发明涉及一种用于操作低压水银蒸汽放电灯的镇流器，所述镇流器包括用于为灯提供交流电流的交流电源装置。
背景技术
在水银蒸汽放电灯中，水银构成(有效)生成紫外(UV)光的主要成分。在(一部分)放电管的内壁上可以存在包括发光材料(例如荧光粉)的发光层，用于将UV转换成其它波长，例如转换成用于晒黑的目的的UV-B和UV-A(日光板灯)，或者转换成用于一般照明目的的可见辐射。这类放电灯因此也称为荧光灯。低压水银蒸汽放电灯的放电管通常是圆形的，并包括既细长又紧凑的实施例。通常，紧凑型荧光灯的管状放电管包括具有相对小直径的相对短的直部的集合，这些直部借助桥部或经由弯曲部分连接在一起。紧凑型荧光灯通常具有(集成的)灯盖。
发明内容
本发明的目的是提供一种节省成本的低压水银蒸汽放电灯系统，其中可以容易地调节灯的色温。
低压水银蒸汽放电灯的放电管在放电空间上具有水银密度中的梯度，所述放电管具有两个发光部分，所述发光部分的每一个以不同颜色发光、具有两个电极并在直流条件下工作。因为这个水银密度中的梯度，例如放电管的第一部分比第二部分包含更多的水银(离子)。放电管的第一部分的光输出被增强，并且第二部分的光输出相对较低。在这种情况下，由根据本发明的低压水银蒸汽放电灯发射的光在很大程度上对应于由第一部分发射的电磁谱。如果直流电流的极性被反转，那么另一个电极变成阴极并且水银密度梯度(逐渐)反转，由此增强了放电管的第二部分的光输出，而代价是，降低了第一部分的光输出。在这种情况下，由根据本发明的低压水银蒸汽放电灯发射的光在很大程度上对应于由第二部分发射的电磁谱。通过调节放电管中的直流电流的电平，由根据本发明的低压水银蒸汽放电灯发射的光可以是由放电管的第一部分和第二部分发射的电磁谱之间的混合。照这样，具有可调节的光发射谱的低压水银蒸汽放电灯被实现为只包括两个电极。
根据本发明，镇流器还包括用于同时给灯提供直流电流的直流电源装置，所述直流电源装置具有用于改变所述直流电流的强度和/或方向的装置。本发明因此提供了一种通过改变经过灯的电流的直流电流分量来改变具有两个发光部分的放电灯的色温的方式，所述发光部分的每一个以不同颜色发光。通常，用于提供交流电流的装置包括半桥转换器。
优选地，直流电源装置包括与半桥转换器的其中一个电容器并联连接的开关，使得当开关闭合时，该电容器被分路。由此，获得经过灯的直流电流，因此引起灯的色温的变化。
所述并联连接优选地具有阻抗，优选地为可变阻抗，使得所经过的直流电流量可被控制，由此灯的色温中的变化量也受到控制。
在第一优选实施例中，开关是双极开关，并且该开关通过第二极与半桥的第二电容器并联连接，使得当开关被闭合到第二极上时，该第二电容器被分路。优选地，该开关具有第三中性位置，其中电容器不被分路，以便获得镇流器的普通交流操作。这样获得了节省成本的三色灯镇流器。
这个实施例可通过使用多位置开关和使用用于中间直流电流的不同的阻抗串联来得以进一步增强。
在第二优选实施例中，直流电源装置包括与半桥转换器的第二电容器并联连接的第二开关，使得当第二开关闭合时，第二电容器被分路。优选地，两个开关是电子控制开关，其能够独立于半桥转换器的电子控制开关来进行工作。这些开关的通断时间(工作循环)确定了经过灯的电流中的实际直流分量。以这种方式，直流分量的调节可连续地从-100％到+100％，并且实现了连续的颜色控制。
参考下文所描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得明显并被阐明。
附图说明
在附图中：
图1是包括低压水银蒸汽放电灯的紧凑型荧光灯的实施例的横截视图；
图2A是水银密度相对灯的放电管中的位置的曲线图；
图2B是光输出相对灯的放电管中的位置的曲线图；
图3是根据本发明的镇流器的电路的第一实施例的示意图；和
图4是根据本发明的镇流器的电路的第二实施例的示意图。
这些附图纯粹是示意性的并且没有按照比例绘制。尤其是为了清楚起见，一些尺寸被强烈放大。图中类似的部件尽可能地用相同的参考数字来表示。
具体实施方式
图1示出了包括低压水银蒸汽放电灯的紧凑型荧光灯。所述低压水银蒸汽放电灯具有透射辐射的放电管1，该放电管1以气密的方式封装了具有约10cm3到100cm3的容积的放电空间3。放电管1是横截面至少基本上是圆形并具有约10mm到25mm的(有效)内直径的玻璃管。放电管1包括第一部分11和第二部分21。在图1的例子中，第一和第二部分11、21经由通道或桥20互连。在一个替换实施例中，放电管1被折叠并例如包括弯曲部分。放电管1的第一部分11具有放置在放电空间3中的第一电极12。在放电管1的第一部分11的内壁处，提供发光层16。在操作中，第一部分11辐射从100到1000nm的第一范围的电磁谱中的光。通过举例的方式，第一范围可对应于第一色温，第一色温例如是2700K。放电管1的第二部分21具有放置在放电空间3中的第二电极22。在图1的例子中，在放电管1的第二部分21的内壁处提供另一个发光层26。在工作中，第二部分21辐射从100到1000nm的第二范围的电磁谱中的光。通过举例的方式，第二范围可对应于第二色温，第二色温例如是6500K。在一个可替换实施例中，省略了另一个发光层。在那种情况下，优选地，放电管的第二部分的壁由可透射UV的玻璃制成，所述第二部分发射例如UV-C。在另一个可替换实施例中进行下列之一，即第一部分发射UV-A和第二部分发射UV-B。本领域技术人员容易理解由低压水银蒸汽放电灯的放电管的第一和第二部分发射的发射谱的其它变化都落入本发明的范围内。
电极对12；12通常是由电子发射物质覆盖的钨绕组，在该情况下，电子发射物质是氧化钡、氧化钙和氧化锶的混合物。电极对12；22的每一个都由放电管1的(狭窄的)端部支撑。电流源导线12A、12B；22A、22B从电极对12；22延伸经过放电管1的端部，在此它们通向外部。电流源导线12A、12B；22A、22B连接到(电子)电源。为了将直流电流施加到电极上，原理上，只有电流源导线12A和22A或者只有电流源导线12B和22B就足够了。如果低压水银蒸汽放电灯只在直流操作下工作，那么可省去一半数量的电流源导线。
低压水银蒸汽放电灯的放电管10可被透射光的封套(图1中未示出)围绕，该封套固定在灯的外壳70上。透射光的封套通常具有无光泽的外观。
在图1的例子中，水银不仅存在于放电空间3中，而且存在于汞合金4中，该汞合金在放电管1的第一和第二部分11、12之间的区域中提供。在一个可替换的实施例中，在放电管具有最低色温的部分的电极区域中提供汞合金。
在另一个可替换实施例中，在第一电极的区域中提供汞合金，并且在第二电极的区域中提供另一汞合金。在工作中，汞合金4与放电空间3联系。在一个可替换实施例中，放电管还具有所谓的辅助汞合金(在图1中未示出)。
图2A示意地示出了作为放电管1中的位置1dv的函数的水银密度mHg。图2B示意地示出了作为放电管中的位置1dv的函数的放电管1的对应光输出j。当放电灯工作在直流电流(利用电路)上时，水银离子将朝着灯的阴极侧漂移。这导致了水银分布中的梯度，并由此导致了光输出中的梯度，如在图2A和2B中可看到的。当电极12是阴极(由图2A中的“12-”表示)时，光输出将具有对应于放电管1的第一部分12的发射谱，例如第一色温。当第二电极22被制成阴极(由图2A中的“22-”表示)时，光将具有对应于放电管1的第二部分22的发射谱，例如第二色温。通过调节电流的直流电平，可以调节放电灯的发射谱，例如色温。因为汞合金4位于放电管的中间，所以该汞合金之上的水银压力是恒定的并且与直流极性无关。这保证了颜色变化之间的最小时间。
通过降低直流电流的电平，放电管1中的功率降低并且汞合金4的温度因此下降，以及总的水银密度下降。这意味着在光输出相对水银密度的曲线上，第一和第二部分11；21的光输出都向左移动。这导致具有较高色温的部分的光输出降低，并且具有较低色温的部分的光输出增加。通过减低亮度，在普通白织灯的情况下，色温向较低的温度移动。在一个可替换的实施例中，利用所谓的冷点(coldpoint)，而不是汞合金。
图2A还示出了低压水银蒸汽放电灯工作在交流电流条件下的情况。在该情况下，来自两个部分的光混合到大约位于第一和第二色温之间的色温。
图3示意地部分示出了可以与灯1连接的镇流器电路的第一实施例。该镇流器包括用于向灯1提供交流电流的装置30，该交流电源装置是本领域中所公知的半桥转换器，包括LC谐振电路，其具有线圈Lballast、两个电容器Cb1，Cb2和电子操作的开关31，32，这些开关在高频下交替地接通和关断，由此将直流电流源(未示出)提供的直流电流转换成到灯1的高频交流电流。
根据本发明，装置40被用来同时提供直流电流分量给灯1。这些装置包括双极开关41，该双极开关41的一端经过阻抗ZDC与灯的其中一个电极连接，该电极又连接到电容器Cb1、Cb2。开关41的两个极连接到直流电流源的相应极上。还存在可以设置开关41的第三中性位置。在图3中所示的位置中，电容器Cb1被分路，并且直流分量可流经灯1。如果开关41被切换到另一极，则电容器Cb2被分路，并且直流分量经过灯向另一方向流动。在中性位置中，镇流器以普通的交流模式工作。直流电流分量的量可通过选择ZDC的适当值来控制，ZDC的值是可变的，以便由用户来设置。
根据图4，直流电流源装置40包括两个电子控制的开关42、43。这些开关42、43不象半桥开关31，32那样交替工作，而是与之无关地和相互无关地进行工作。它们可以都打开、或者它们中的一个被永久断开或者以一个切换频率接通和关断。这个频率不需要很高，因为其目的是为了实现期望的工作循环，这是由开关42，43的通断时间来确定的。以这种方式，经过灯1的直流电流分量的量和方向，以及由此色温都可以以一种精确的方式来设置。
显然，本领域技术人员可以理解在本发明范围内的多种变化。
本发明的范围并不限于这些实施例。本发明在于每个新颖的特征以及每个新颖特征的组合。任何参考标记都不限制权利要求的范围。词语“包括”不排除除了权利要求所列出之外的其它元件或步骤的存在。在元件前使用词语“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。

Claims (9)

1.镇流器，用于操作具有两个发光部分(11，21)的低压水银蒸汽放电灯，所述发光部分的每一个以不同颜色发光，所述镇流器包括用于向灯(1)提供交流电流的交流电源装置(30)，其特征在于，所述镇流器还包括用于同时向灯(1)提供直流电流的直流电源装置(40)，所述直流电源装置(40)具有用于改变所述直流电流的强度和/或方向的装置(ZDC，41，42，43)。
2.根据权利要求1的镇流器，其中用于提供交流电流的装置(30)包括半桥转换器。
3.根据权利要求2的镇流器，其中直流电源装置(40)包括与半桥转换器的其中一个电容器(Cb1)并联连接的开关(41，42)，使得当开关(41，42)闭合时，该电容器(Cb1)被分路。
4.根据权利要求3的镇流器，其中所述并联连接具有阻抗(ZDC)。
5.根据权利要求4的镇流器，其中所述阻抗(ZDC)是可变阻抗。
6.根据前面权利要求3-5中的任何一个的镇流器，其中所述开关是双极开关(41)，并且所述开关通过第二极与半桥的第二电容器(Cb2)并联连接，使得当开关(41)被闭合到第二极上时，该第二电容器(Cb2)被分路。
7.根据权利要求6的镇流器，其中所述开关(41)具有第三中性位置，其中电容器(Cb1，Cb2)不被分路。
8.根据权利要求3或4的镇流器，其中直流电源装置(40)包括与半桥转换器的第二电容器(Cb2)并联连接的第二开关(43)，使得当第二开(43)闭合时，第二电容器(Cb2)被分路。
9.根据权利要求8的镇流器，其中所述两个开关(42，43)是电子控制开关，其能够独立于半桥转换器的电子控制开关(31，32)来进行工作。
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