CN202423217U - Hid照明系统 - Google Patents

Abstract

一种低成本HID照明系统，包括：-长宽比小于6的HID灯(1)；和-用于驱动所述HID灯的谐振电子驱动器(10)，所述驱动器被设计来向所述灯提供交流电流并包括一用于确定电流频率的控制装置(30)。所述灯具有一频谱，包括至少一个弧成形声谐振频率以及不需要的声谐振频率。在正常工作期间，所述灯(1)被供以调频的灯电流以使得所述灯电流在10kHz到200kHz的范围内具有较宽的功率谱，由此不论灯取向如何都触发所述弧成形声谐振同时避免所述不需要的声谐振。

Description

HID照明系统

技术领域

本实用新型总体上涉及放电灯，尤其是HID灯，即高强度放电灯，也被称为高压放电灯。更具体地，本实用新型涉及包括陶瓷放电管的HID灯，即放电管具有陶瓷壁。 

背景技术

HID灯是已知的，在这里也就进行简单的介绍。简而言之，这种灯大多数情况下包括一细长放电管，其封闭形成一具有两个电极和可电离气体填充物的放电空间。可替换地，所述放电管可以是球形的。在工作期间，高电压引起放电，产生导电的等离子体从而形成灯电流。只要电流流动，等离子体就能维持。所产生的光量取决于电流幅值，当然颜色也会随着电流变化。虽然可以使用直流电，但通常使用换向直流电，即电流幅值保持恒定但电流方向以一换向频率被改变。 

一种在公共照明和家庭照明领域都具有广泛应用的特别的HID灯包括了陶瓷放电管。在本说明书和权利要求书中，其意味着陶瓷放电管的管壁包括半透明的晶体金属氧化物，如单晶蓝宝石和深度烧结的多晶氧化铝(也称为PCA)，YAG(钇铝石榴石)和YOX(钇铝氧化物)，或像AlN的半透明金属氮化物。如现有技术所已知的，管壁可能包括一个或多个(烧结的)部件。 

HID灯的优点在于光输出和能耗。然而，HID灯不能从市电或其它电压源直接供电，其需要一电子驱动器。HID系统包括灯本身与其电子驱动器的组合。本实用新型的目的在于提供一种低成本的HID系统。驱动器的成本占了HID系统成本的主要部分。因此，有必要减小电子驱动器的尺寸和成本。 

实用新型内容

在设计电子驱动器时，工作的换向频率在驱动器的成本上起着重要作用。因此，就成本而言，10kHz到200kHz之间的频率范围是最感兴趣的范围。这是荧光灯的工作范围，因此，如果能使用基本上相同的驱动器设 计，这是很节约成本的。通常用于荧光灯的驱动器设计是谐振设计，生成具有基本正弦波形的交流电流。谐振驱动器具有一固有的优势在于，既能生成增加的点火电压也能在正常工作期间具有稳态电流。 

然而，问题在于：在这个频率范围内，HID灯可能会出现灯的声谐振。本领域技术人员将意识到所述声谐振可能会导致不稳定。 

本实用新型的目的是设计一种HID照明系统，其包括：HID灯，该HID灯包括一具有陶瓷管壁的封闭放电管，所述管壁密封一包含了可电离填充物的放电空间，所述灯还包括电极，所述电极的电极头位于所述放电空间内，电极头的相互距离定义了它们之间的放电路径，其中所述管具有最大内直径，并且其中所述相互距离与所述最大内直径的长宽比小于6；和用于驱动所述HID灯的谐振电子驱动器，所述驱动器被设计来向所述灯提供交流电流并包括一用于确定电流频率的控制装置，其中，所述灯具有一频谱，包括至少一个弧成形声谐振频率以及不需要的声谐振频率，在正常工作期间，所述驱动器被设计来向所述灯提供调频的灯电流以使得所述灯电流在10kHz到200kHz的范围内具有较宽的功率谱，所述功率谱包括一与所述弧成形声谐振频率一致的使能功率谱，同时仅仅具有与所述不需要的声谐振频率一致的非使能功率谱。 

该HID照明系统能够使用在所述频率范围内工作的低成本驱动器，同时避免，至少在充分大的范围内避免由声谐振引起的灯的不稳定。 

为了达到这个目的，人们会尝试在所述范围内寻找不会出现声谐振的所谓“安全”频率。典型地，特定HID灯的声行为可以表示为在声谐振出现的地方具有声谱线的声谱，每个谱线具有高和宽，并且在这些谱线之间存在安全区或非谐振区。因而，可以确定所述声谱并由此确定安全区。 

当设计一灯驱动器用于所述区域时，一般来说具有三个类型的问题需要克服： 

-所述谱中的变化； 

-所要求的精确度； 

-电极设计。 

HID灯的频谱即声谱线的准确位置和形状，除了别的因素之外，取决于所述灯的精确形状和尺寸，它的填充成分等。通常，灯的制造本身引入了灯尺寸公差，所述公差转换为声谱中的变化并由此使得安全区变窄。这一问题由于下述事实变得更加严重，即HID灯的频谱并不恒定而是依赖 于取向：水平地，垂直地或处于一中间角。声谱线随着改变位置角而发生偏移。然而，在任意给定灯的任意给定取向中，安全区可能较宽，而问题在于位置取向预先是未知的并且灯系统应该能够在任意取向上良好地工作，因此驱动器的设计者应该考虑灯的所述公差，寻找在任意灯取向和所有灯取向上都没有谐振的区域。然而，寻找这种全取向的安全区通常是可能的，它们典型地都非常窄，并且使用它们往往需要非常精确且稳定的驱动器。这就使得驱动器非常昂贵。 

进一步地，HID灯在高频率上工作导致了较高的电极温度。由于高的电极温度，所述电极会更快地融化，导致燃烧器内更高的钨释放并由此使管壁变黑，从而导致较低的维持率。 

本实用新型致力于提供一种针对上述任一问题，优选针对所有上述问题的组合的解决方案。 

本实用新型的一方面涉及灯类型的选择。根据本实用新型的低成本HID系统包括其长宽比小于6优选小于5的陶瓷金属卤化物灯(也被称为CDM灯)。与放电管由石英或石英玻璃制成的灯不同，这种灯的放电管由陶瓷材料制成。这种陶瓷放电管的制造过程能以高的精确度等级(比石英管的可能精确度等级更高)来进行。在这里，长宽比被定义为EA/di，其中EA表示管内电极的相互距离且di表示在电极距离上的所有位置处测得的所述管的最大内部横截面直径。 

针对高的制造精确度，灯驱动器的设计并不需要考虑灯声谱中的变化。 

优选地，所述灯具有小于约3的长宽比，并且更加优选所述长宽比在约1和约3之间。在长宽比的这个范围内，具有非常高标准的光技术性能的多种类型的HID灯在市场上有售。 

根据本实用新型的第二方面，声谱基本上是与取向无关的。本实用新型的这个方面基于这样的认知：声谐振频率的取向相关性主要是由放电通道的变化形状引起的。如果听任它，垂直工作的灯的放电通道是直的，而水平工作的灯的放电通道是弯的。虽然术语“弧”来源于水平放电的弯曲形状，但这个术语在下面将被用来仅仅表示放电通道，而不管它的形状如何。 

基于这样的认知，根据本实用新型的HID系统包括弧成形装置，将弧的形状固定为与取向无关的形状。由此，所述灯的声谱基本与取向无关。 因此，对驱动器设计者的束缚被减少：可以选择较宽的非谐振频率区并设计驱动器在这个区域工作而无需驱动器的高精确度。 

实现弧成形装置的一个可能方式是提供一种能够向弧施加定位力的外部装置。这种外部装置例如可以包括一磁场。 

在上面已经提到了一些工作频率可能导致声谐振。这意味着所述灯具有某些声谐振频率，并且这些频率是一种灯特征；还注意到这些频率是与电源频率有关的，在交流电的情况下其高达电流频率的两倍。以类似的方式，存在某些特征频率能够使得所述弧具有某固定的形状。例如，灯可能具有一个或多个特征频率使得弧形状为一直线；灯可能具有一个或多个特征频率使得弧形状为单曲线；灯可能具有一个或多个特征频率使得弧形状为一双曲线或S形；等等。这种频率通常被称为弧成形频率。如果所述特定的形状被指名，则所述弧成形频率将被称为准直频率，一阶弯曲频率，二阶弯曲频率等。由此，实现弧成形装置的另一可能方式为使得驱动器工作在某弧成形频率，优选为弧准直频率。注意到，弧准直频率通常位于与第一方位角模式相关的频率和与第一径向模式相关的频率之间。 

原则上，可以使所述灯工作在单个固定的工作频率。如果所述灯将在非谐振频率区域内工作，这是特别有用的。然而，如果所述灯将在弧成形频率处工作，驱动器就必须被设计具有较高程度的精确度。另一方面，不知出于何种原因，如果工作频率接近不期望的声谐振频率，以单个工作频率提供的高功率可能会触发不期望的声谐振。 

为了克服这个问题，灯电流的功率谱优选被展宽并降低。能获得这个目的的一较简单且优选的方式为向所述工作频率增加调制，例如以频率扫描的形式。在一示例中，灯可能具有一弧准直谐振频率，其位于60kHz到150kHz之间的非谐振区域内的约110kHz处。当驱动器被设计来扫描例如90kHz到130kHz之间的电源频率时，这个范围内的任意频率处的功率幅值与恒定换向频率情况下单个电源频率处的功率幅值相比明显更小，因此没有足够的能量来触发不期望的谐振模式，如果灯的公差与驱动器的公差使得不期望的声谐振频率与电流功率谱相一致的话所述不期望的谐振模式偶然可能被覆盖，然而在同时，足够的能量位于弧准直频率从而获得了弧准直。虽然电流的功率谱避免所述灯的不期望声谐振频率是优选的，但其在下面的情况下也是可接受的，即如果与这种不期望的声谐振频率相一致的功率幅值很低以使其不会引发谐振：这将被表示为非使能功率 幅值，与足够高以引起相应谐振的使能功率幅值相反。 

注意到，扫描频率并不是至关重要的，但应该足够高。举例来说，扫描频率可以在10kHz左右。 

根据所选择的调制方案(即，振幅调制，频率调制，相位调制，频移键控)，以及根据调制深度或调制范围(例如，扫描范围)，能够容易地降低电流功率谱中的峰值功率到1/10或更低。 

通过上面解释的特征，可以提供一种低成本且稳定的HID系统。在根据本实用新型的有利的照明系统中，所述灯是金属卤化物灯，包括陶瓷放电管，其内的放电空间包含惰性气体和盐。优选地，所述盐包括卤化钠，卤化铊，以及元素镝，钬和铥中的一种或多种的卤化物。更优选地，所述盐包括纳和铊的碘化物，以及镝，钬和铥的至少之一的碘化物。因此，如果装备有对于照明效率和显色性二者都具有广泛可接受的常规高质量的灯，可获得根据本实用新型的照明系统。 

根据本实用新型的第三方面，可以在照明效率随着时间变化(也被称为效率维持率)方面进一步改进本实用新型。通过利用10kHz到200kHz之间的较高范围内的工作换向频率，产生增加的电极温度(引起电极更快地融化，又导致了放电管内更高的钨释放)，更使得管壁变黑，并由此得到降低的维持率。如果系统整体上所节约的成本超过了由更频繁的部件更换所导致的上升成本，则这方面是可接受的。然而，也可以通过所述灯的特别设计来增强效率维持率。 

在第一方案中，灯管包含一种实现钨循环的盐。举例来说，这种盐可以包括钠，铊，钙，铈，或这些元素的混合物。实验表明，在2000个燃烧小时后，没有钨循环且垂直工作的灯的效率减少到65％，而具有钨循环的可比较的灯仅仅减少到85％。同样，实验表明，在2000个燃烧小时以后，没有钨循环且水平工作的灯的效率减少到88％，而具有钨循环的可比较的灯仅仅减少到98％。 

在第二方案中，灯管包含一种使得在工作期间能获得稀土元素的高压的非饱和填充物。实验表明，在2000个燃烧小时以后，垂直工作的灯的效率仅仅降低到90％(与65％相比较)，而水平工作的灯的效率仅仅降低到95％(与88％相比较)。 

在这个方面特别有用的灯例如在WO1999/053522A1，WO2005/088675A1和WO2008/068666A2中有披露。最适合地是，灯的可 电离填充物除了汞的卤化物之外还包括一些钠和铊的卤化物，并且还包括钙。所述填充物还可以排除或包括一种或多种稀土金属。后者例如描述在WO98/45872。 

根据本实用新型的一个实例，所述功率谱排除了所述不需要的声谐振频率。 

根据本实用新型的一个实例，所述弧成形声谐振频率是弧准直声谐振频率，由此不论灯的取向如何所述弧都具有一直线形状。 

根据本实用新型的一个实例，所述驱动器包括一谐振半桥。 

根据本实用新型的一个实例，所述调制包括频率扫描，和/或其中根据正弦形函数来进行所述调制。 

根据本实用新型的一个实例，所述驱动器由整流市电供电，并且其中所述调制被执行与市电纹波同步以使得当纹波为低时电流频率为低且当纹波为高时电流频率为高。 

根据本实用新型的一个实例，所述长宽比小于3。 

根据本实用新型的一个实例，所述长宽比位于1和3之间。 

根据本实用新型的一个实例，所述灯为金属卤化物灯。 

根据本实用新型的一个实例，所述放电空间包含惰性气体和盐。 

根据本实用新型的一个实例，所述惰性气体包括氙。 

根据本实用新型的又一个实例，所述盐实现了钨循环。 

根据本实用新型的再一个实例，所述盐是可电离盐。 

附图说明

本实用新型的这些和其它方面，特征和优点将通过下面参照附图的一个或多个优选实施例的描述来进行进一步的解释，附图中相同附图标记表示相同或相似的部件，其中 

图1示意性地示出了一HID灯； 

图2A描绘了HID灯的典型的稳定性示图； 

图2B描绘了HID灯的声谐振谱图的取向相关性； 

图3示出了测量弧准直谐振的结果； 

图4示出了灯管的所计算的频谱； 

图5是电子灯驱动器的框图； 

图6示出了功率谱； 

图7A-7C是可与图2A相比较的稳定性示图； 

图8示出了由整流市电供电的HID灯的电压和电流。 

具体实施方式

图1示意性地示出了一示例性的HID灯，包括有填充了可电离气体5的灯管2，也被称为“燃烧器”。两个电极3，4彼此相对地设置，延伸穿过管壁到外部用于接收来自驱动器10的电功率。 

图2A示出了HID灯的典型的频率稳定性示图，其中水平轴是对数的。这个图示出了典型地被用于荧光灯的10kHz到200kHz的范围与HID灯表现出声谐振(AR)的范围相一致。 

每个燃烧器几何形状具有它自己的特定AR谱。这个谱的示例在图2B中给出。这个图也示出了AR谱取决于灯取向，这主要是由于弧形状是取向相关的而造成的。根据本实用新型的驱动器10被设计来使用弧准直从而实现与燃烧器位置无关的AR谱。 

弧准直将通过将功率分量放置在特定的声谐振(即弧准直谐振)处来实现。下面将给出有关AR谱和弧准直的详细信息。 

通过求解下述齐次亥姆霍兹方程能够计算HID燃烧器的谐振频率： 

${\stackrel{\→}{\▿}}^2\left(p\left(\stackrel{\→}{r}\right)\right)+\left(\frac{{\mathrm{\ω}}^2}{c^2}\right)p\left(\stackrel{\→}{r}\right)=0$

其中，p＝气压 

      c＝声速 

      ω＝角频率 

例如，对于长L且半径R的圆柱形，谐振频率由下式给出 

${f_{\mathrm{lmn}}}^2=f_z^2+f_r^2={\left(\frac{{\mathrm{nc}}_z}{2L}\right)}^2+{\left(\frac{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{lm}}{c}_r}{2\mathrm{\πR}}\right)}^2$

其中，c_r＝径向声速 

c_z＝纵向声速 

l，m，n＝模式指数，n表示纵向模式，l和m表示方位角模式和径向模式 

α_lm为l阶(Jl)贝塞尔函数的一阶导数的第m个零点。 

弧准直与第一径向/方位角模式相关联；因此，已知圆柱形燃烧器的 半径和声速，就可以计算弧准直峰的频率。简而言之，对于较标准的几何形状，能够使用下式来计算弧准直频率 

$F_{\mathrm{As}}=A.\frac{c}{D}$

其中，F_As＝弧准直频率 

      A＝一常数 

      c＝声速 

      D＝燃烧器直径 

对于含有汞的灯而言，c的值通常在400和500m/s之间。对于非汞灯而言，这个值将随着压力和粘度按比例变化。 

能够对所有其它几何形状执行相似的计算；当然，如果几何形状偏离“经典的”几何形状，就不得不对所述齐次亥姆霍兹方程进行数值求解。 

除了这些理论计算，HID燃烧器的弧准直还可以通过实验测得。一个技术包括使用叠加了HF正弦探测信号的低频方波。 

在功率谱中，信号的方波部分作用就像DC功率一样。方波的幅值保持恒定，并且HF信号的幅值和频率能够变化。 

叠加的HF信号电压和方波幅值之间的比值被称为调制深度。它是一个对于源信号中探测频率的量的度量。 

弧准直测量的示例 

图3示出了测量弧准直谐振的结果。 

在水平位置，通过灯电压的降低来检测弧准直，对应于等离子弧相对于由灯电极定义的轴从弯曲位置移到直线位置。 

由此，与燃烧器形状和其长宽比无关，所述弧准直频率能够被计算和测量从而定义用于稳定工作的灯驱动频率。 

紧邻着弧准直频率，还存在着其它声谐振频率。燃烧器的几何形状将限定能够导致不稳定工作的其它声谐振的频率。电极距离和压力将限定这些声谐振的幅值。这将影响频率调制的宽度以及功率谱的形状。 

这个技术能够用于包含启动气体、具有汞的盐填充物(包括但不限于钠，铊，铈，钙，钪，镝...)的HID灯，以及启动气体、不具有汞的盐填充物(包括但不限于钠，铊，铈，钙，钪，镝...)的HID灯。 

AR谱的计算的示例 

当管几何形状已知时，参见例如图1，可以求解亥姆霍兹方程来计算弧准直谐振的频率(齐次方程的解)以及它的相对幅值(包括源项或激发项的非齐次方程的解)。图4示出了使用呈现出直线等离子弧的2D旋转对称模型的所计算的AR谱。 

通过比较这些计算结果和测量结果，我们可以得出弧准直谐振处于约110kHz的频率。 

因此，我们希望在这个110kHz区域内的稳定工作；增加一频率扫描确保了即使具有燃烧器几何形状的公差我们仍能激发弧准直谐振。 

为了设计驱动器10，可以使用诸如用于驱动荧光灯的谐振电路的标准设计来作为起始点。图5是HID照明系统100的框图，示意性地示出了这个标准设计，其具有一半桥拓扑，但应注意到可以使用不同于半桥拓扑的其它拓扑来获得谐振设计；例如，可以使用全桥拓扑。由于图5的这个设计是已知的，对它的解释将非常简洁。假定驱动器10从市电11进行供电，驱动器10包括整流级12，可选的功率因数校正级13，电压缓冲器和电压源14，和谐振半桥电路20。根据这个准确的实施，桥电路20输出端的电压或多或少是稳定的，虽然其可能承载了由市电引起的和/或由功率因数校正级13中的切换所引起的纹波。半桥电路20包括两个并行设置的支路21和22，它们都连接在电压输入轨之间。第一支路21包括具有一中间节点A的两个开关M2和M3的串连设置。第二支路22包括具有一中间节点B的两个电容器C3和C4的串连设置。HID灯被连接在所述两个节点A和B之间，一电感器L2与灯串连设置且一电容器C2与灯并联设置。 

电路10包括控制装置30，用于控制两个开关M2，M3以及PFC级13。控制装置30能够工作在点火模式用于在灯关闭的时候为灯点火：在那种情况下，节点A和B之间的路径上的阻抗由谐振电路L2和C2确定。控制装置30开始以较高的频率来操作两个开关M2和M3，然后降低这个频率：当达到谐振电路L2和C2的谐振频率时，将在C2上形成高电压且所述灯点火。当灯打开时，控制装置30很快切换到以较低频率工作的稳定状态，其中通过L2来稳定灯电流。 

在稳定状态时，控制装置30能够控制两个开关M2和M3的切换以使得放电被准直并且不期望的AR相关的不稳定性被去除。之前描述的能 够实现弧准直和稳定工作的频率调制以FM的形式实现。 

改变半桥频率能够通过几种波形来实现。适合的示例为，例如，三角波形，锯齿波形，正弦波形。所述波形最终确定功率谱的形状，即传递给放电的功率谱幅度。除了FM算法，也有其它分量将影响功率(幅度)谱，诸如(例如由非理想整流市电引起的)AM纹波，和谐振灯驱动器组件(L和C)的频率特征。 

图6示出了基于正弦波的频率调制的情况下所得出的功率谱。这个图清楚地示出了HF区域的功率幅度被降低(其增强了放电稳定性；去除了不期望的AR)，并且谱被展宽(其使得能够触发弧准直峰)。 

当FM幅度增加时，所述谱将被展宽且被降低。下面为示例性设计中的典型的FM参数： 

-调制幅度＝10kHz(电源频率) 

-调制频率＝100Hz 

-调制形状＝源自电路电压纹波 

虽然已提到的FM参数已经被广泛地测试，本实用新型所提出的方案也将使用其它FM参数来工作。所得出的FM确定的功率谱将具有下列结论用于本实用新型： 

-宽的谱将有助于触发弧准直谐振(导致与取向无关的放电) 

-宽的谱将有助于抑止不期望的AR(并由此增强稳定性)。 

如之前所述，当弧被准直时，或事实上当任意弧形状被稳定使得弧形状与灯取向无关时，将实现与取向无关的放电。通过将功率幅值放置在之前提到的弧准直频率处来实现对所述弧的准直。通过下述几种方式能够达到这个高峰： 

-确保所述宽的功率谱内的各频率的至少之一是以弧准直谐振为目标 

-在启动期间应用单个频率扫描从而以AS谐振为目标 

图7A-7C是可与图2A比较的稳定性示图，以不同的比例示出了实验获得的结果。在图7A中，示出了一种工作在垂直取向的、具有直线放电、没有调制的特定灯的稳定性示图。这个图示出了，在85kHz到125kHz之间的区域内，具有所述灯不稳定的多个带72(以暗阴影表示)，其与灯稳定的较小区域71(以亮阴影表示)交替。图7B示出了工作在相同取向但具有FM调制的相同灯的稳定性示图。图7C示出了具有FM调制、但工 作在水平取向、具有直线放电的相同灯的稳定性示图。这些图清楚地示出了使用FM调制产生了73到120kHz电源之间的大的稳定工作频率范围。这个范围的宽度由最差工作取向(即，水平工作)确定。已经进行了电压测量，并且结果(在这里未示出)证明了弧准直在所测得的稳定频率范围内实现。 

如果驱动器由整流市电供电，电压纹波导致HID灯的大阻抗响应。这在图8中示出，图8示出了由整流市电供电的HID灯的电压和电流。可以看出，当市电纹波低时，灯阻抗增加。这个增加的灯阻抗可能会导致灯熄灭。这个不期望的效果能够通过特定的调制算法来避免。因此，优选FM调制与市电纹波(100Hz)同步地实施，即在调制的相位和灯阻抗的相位之间具有清楚的关系，特别的以这种方式来同步：当纹波低时FM信号导致低的半桥频率，并且当纹波高时FM信号导致高的半桥频率。由此，灯阻抗将表现得更恒定。这将增加系统的寿命。 

用于本实用新型的特别优选的灯是金属卤化物，其具有陶瓷放电管，填充的可电离气体包括选自下述成分的一个或多个成分：LiI，NaI，KI，RbI，CsI，MgI₂，CaI₂，SrI₂，BaI₂，ScI₃，YI₃，LaI₃，CeI₃，PrI₃，NdI₃，SmI₂，EuI₂，GdI₃，TbI₃，DyI₃，HoI₃，ErI₃，TmI₃，YbI₂，LuI₃，InI，TlI，SnI₂和ZnI₂，其中放电管内各个成分的浓度h(以ug/cm3表示)满足下式： 

log h＝A/Tcs²+B/Tcs+C+log z， 

其中Tcs是灯的标称工作期间放电管内以开尔文为单位的最小最冷点温度，其中Tcs至少1200K，其中z在0.001到2之间，并且其中A，B和C定义如下： 

本说明书中的标称工作意味着以最大功率以及在所述灯被设计要进行工作的各条件下的工作。 

这种灯被发现具有高效率且其发射光示出了非常稳定的颜色属性。另外，这种灯是可调光的而没有色点的实质性偏移(即，最大功率之下的功率减少优选产生的色点偏移保持在10SDCM内(色匹配的标准公差))。根据本实用新型的设置有这种灯的HID照明系统进一步还具有光度特性，所述光度特性基本上与其空间取向和/或环境温度无关。 

在优选实施例中，z为1或更小，例如在0.01和1之间。所述填充物至少在标称工作条件下是非饱和的。z值越小，灯的工作功率减少得越多而没有填充物进行饱和态。这对颜色属性在灯功率的工作范围内的稳定是有益的。 

对于这种优选灯的更详细的描述，还可参见国际专利申请 WO2008/068666，其全文在此合并作为参考。 

总之，本实用新型提供了一种低成本HID照明系统，包括长宽比小于6的HID灯，和用于驱动HID灯的谐振电子驱动器10，该驱动器被设计来向灯提供交流电流且包括用于确定电流频率的控制装置30。所述灯具有一频谱，包括至少一个弧成形声谐振频率以及不需要的声谐振频率。在正常工作期间，所述灯被供以调频的灯电流以使得所述灯电流在10kHz到200kHz的范围内具有较宽的功率谱，从而不论灯取向如何都触发所述弧成形声谐振并避免所述不需要的声谐振。 

尽管本实用新型在附图和前面的说明书中已经进行了详细的说明和描述，当本领域技术人员都应清楚这种说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的。本实用新型并不限于所公开的实施例；并且，在本实用新型由所附权利要求定义的保护范围内，各种变化和修改是可能的。 

例如，代替选择弧准直谐振频率，还可以选择弧成形频率，在该频率处所述弧呈现不同于直线的固定形状。 

进一步地，在谐振点火(冷的和热的)之后，所述灯阻抗立即显著降低。所述驱动器优选以这样的方式实施：在所述灯点火之后立即执行所述弧准直测量。 

进一步地，在灯没有点火的情况下，驱动器优选装配一停止和重启功能。这是值得期望的，因为非启动灯将导致极大的损失，其会引起驱动器失效。这个功能保护所述驱动器免于这些损失并在电子装置的冷却周期之后进行重新点火尝试。 

本领域技术人员在实践所要保护的实用新型时，根据对附图，说明书以及所附权利要求出发，能够理解并实现对于所公开的实施例的其他变形。在权利要求中，术语“包括”并不排除其它元素或步骤，不定冠词“一”并不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的多项功能。某些措施被列举在彼此不同的从属权利要求的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被理解为限制保护范围。 

在上面，本实用新型已经参考框图进行了解释，所述框图说明了根据本实用新型的设备的功能块。应当理解，这些功能块的一个或多个能通过硬件实现，其中这些功能块的功能通过各个硬件部件来实现，但是这些功 能块的一个或多个也可以通过软件来实现，由此这些功能块的功能通过诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器等的可编程设备或计算机程序的一个或多个程序线来实现。 

Claims (9)

1.一种HID照明系统(100)，包括：

-HID灯(1)，包括一具有陶瓷管壁的封闭放电管(2)，所述管壁密封一包含了可电离填充物的放电空间，所述灯还包括电极(3，4)，所述电极的电极头位于所述放电空间内，电极头的相互距离(EA)定义了它们之间的放电路径，其中所述管(2)具有最大内直径(di)，并且其中所述相互距离与所述最大内直径的长宽比小于6；和

-用于驱动所述HID灯的谐振电子驱动器(10)，所述驱动器被设计来向所述灯提供交流电流并包括一用于确定电流频率的控制装置(30)；

其中，所述灯具有一频谱，包括至少一个弧成形声谐振频率以及不需要的声谐振频率；

其中，在正常工作期间，所述驱动器(10)被设计来向所述灯(1)提供调频的灯电流以使得所述灯电流在10kHz到200kHz的范围内具有较宽的功率谱，所述功率谱包括一与所述弧成形声谐振频率一致的使能功率谱，同时仅仅具有与所述不需要的声谐振频率一致的非使能功率谱。

2.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述功率谱排除了所述不需要的声谐振频率。

3.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述弧成形声谐振频率是弧准直声谐振频率，由此不论灯的取向如何所述弧都具有一直线形状。

4.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述驱动器(10)包括一谐振半桥(20)。

5.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述调制包括频率扫描，和/或其中根据正弦形函数来进行所述调制。

6.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述驱动器(10)由整流市电供电，并且其中所述调制被执行与市电纹波同步以使得当纹波为低时电流频率为低且当纹波为高时电流频率为高。

7.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述长宽比小于3。

8.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述长宽比位于1和3之间。

9.根据权利要求1的HID照明系统，其中所述灯为金属卤化物灯。 

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