EP2604098B1 - VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER HOCHDRUCKENTLADUNGSLAMPE AUßERHALB IHRES NOMINALEN LEISTUNGSBEREICHES - Google Patents
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- EP2604098B1 EP2604098B1 EP11743499.3A EP11743499A EP2604098B1 EP 2604098 B1 EP2604098 B1 EP 2604098B1 EP 11743499 A EP11743499 A EP 11743499A EP 2604098 B1 EP2604098 B1 EP 2604098B1
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- H05B47/17—Operational modes, e.g. switching from manual to automatic mode or prohibiting specific operations
Definitions
- the invention relates to a method for operating high-pressure discharge lamps, in particular high-pressure and high-pressure discharge lamps, as used in apparatus for the projection of images, outside their nominal power range.
- the invention is particularly concerned with the problem of flicker phenomena caused by the operation of these discharge lamps outside their nominal power range.
- the invention is based on a method for operating a high pressure discharge lamp outside its nominal power range according to the preamble of the main claim.
- Projection devices such as video projectors often use so-called ultrashort arc lamps due to the requirements for optical imaging.
- These are high-pressure discharge lamps which have a very short electrode spacing in order to be able to ensure good optical imaging of the video projector. Due to the high power of these lamps and the short electrode spacing, the electrodes become very hot. Therefore, with these types of lamps no simple pin electrodes are used. Instead, electrodes with a very wide electrode head are used to increase their thermal mass.
- the head diameter is greater than the electrode spacing (eg, head diameter of 1.5 mm for a lamp with an electrode spacing of 1.0 mm).
- the inner end of the lamp electrode which is in the discharge space of the gas-discharge lamp burner, is referred to as the electrode end.
- the electrode tip is a needle-shaped or hump-shaped elevation on the end of the electrode, the end of which serves as a starting point for the arc.
- this punctiform arch approach is unstable and likes to travel over the electrode tip, which can be perceived as flicker in the application.
- a wandering arc approach leads to undesired changes in the front region of the electrode head.
- Video projectors often require a light source that has a temporal sequence of different colors. As in the writing US 5,917,558 (Stanton ), this can be achieved, for example, by a rotating color wheel which filters colors changing from the light of the lamp. The periods during which the light assumes a certain color need not necessarily be the same. Rather, a desired color temperature, which results for the projected light, can be set via the ratio of these time periods to one another.
- the lamp is operated with a rectangular lamp current.
- the reciprocal of the period of the rectangular lamp current as in Fig. 1 represented, understood.
- the reciprocal of the period of the rectangular lamp current is understood in the operation of the lamp with nominal power.
- the nominal power is the power specified by the manufacturer of the lantern with which the lamp should be operated.
- the high pressure discharge lamp is usually operated at a predetermined frequency.
- the lamp current is generated in the prior art from a DC power source by means of a commutation device.
- the commutation usually consists of electronic switches, which commute the polarity of the DC power source in time with the rectangular lamp current. In commutation, overshoots can not be completely avoided in practice.
- the timing at which commutation is to take place is merged with the timing at which the color of the light changes to mask out the overshoots.
- a sync signal is provided which has a sync pulse in sync with the above color wheel.
- the color change and the commutation of the lamp current are synchronized.
- the lamp current does not always have to show a rectangular shape, but the current level can run in several stages. This current progression over time will be described below also called "waveform". An explanation of the term can be found below.
- Electrodes tips In the operation of discharge lamps there is the phenomenon of the growth of electrode tips, which, as explained above, represent an essential prerequisite for a stable arc approach. Material which evaporates from the electrodes at one location is redeposited at preferred locations on the electrode and may thereby contribute to the formation of electrode tips. Furthermore, the repeated melting and solidification of tungsten at the electrode tip transports tungsten material from regions of the electrode located further back into the tip of the electrode. These transport phenomena depend strongly on the temperature of the electrode, as well as the temporal changes of this temperature and thus the operating mode of the lamp.
- the growth of the electrode tips may e.g. caused by so-called "maintenance pulses", which are also referred to below as commutation pulses. These are short current pulses, usually shortly before the commutation, which have an increased amount of current.
- Fig. 1 shows an example of such a commutation pulse in a very simple waveform.
- the waveform is divided into a plateau and the commutation pulse.
- the plateau is characterized by a plateau length and a plateau height, ie. described by a certain residence time of a current amount.
- the commutation pulse is also described by a pulse length and a pulse height, ie by the duration of the pulse at a certain amount of current.
- the commutation pulse causes a stronger melting of the electrode in the front region, which is then pulled together by the surface tension of the tungsten and then cooled again after the commutation pulse and the subsequent commutation. will this Repeated procedures with appropriate time intervals, slowly forms a tip out.
- the commutation It should always be before commutation for effective application.
- Fig. 2a shows another example of a waveform having a further current increase in addition to the commutation pulse.
- the period of successive full waves is always the same size .
- Fig. 2b shows a third example of a waveform of an advanced operating method in which the period changes from full-wave to full-wave and also changes the current waveform from half-wave to half-wave.
- the current waveform is more complex in such cases and shows current peaks and staircase waveforms that are synchronized with the sequence of individual color segments of the color wheel. With such complex currents, it is more difficult to operate the lamp optimally, and there are a few basic design rules to follow when generating a waveform.
- the temperature of the electrode should always be within a certain range so that the electrode tip is just liquid.
- the electrode tip has the optimal temperature for a stable bow approach. This is basically unproblematic when operating the lamp at nominal power and. feasible with the known operating methods.
- the lamp is to be strongly dimmed, ie operated at a power significantly lower than the nominal power, then there is the problem that due to the reduced lamp power, the temperature of the electrodes decreases, and it comes to flicker of the discharge arc due to the low temperature of the electrodes. If the lamp is to be operated with higher power, the problem arises that the electrodes can become too hot and an increased electrode burn-back occurs. Furthermore, the increased compared to normal operation temperatures devitrification of the burner vessel result.
- the object is achieved according to the invention with a method for operating a high pressure discharge lamp outside its nominal power range according to claim 1.
- the operating method according to the invention makes it possible to operate high-pressure discharge lamps, in particular for projection applications, in an expanded power range.
- the power range for projection lamps typically achievable to date from the prior art is between 70% -85% and 110% -115% of the nominal power of the lamp for which the electrodes were dimensioned.
- the operation according to the invention makes it possible to operate high-pressure discharge lamps, in particular for projection applications, in the power range, preferably between 20% and 130% of the nominal power.
- the electrodes are thermally overloaded. Accordingly, the energy modulation must be reduced. This can be achieved by the following individual measures, which can also be combined if necessary: lowering of the lamp frequency, lowering of the pulse height, lowering of the pulse width, as well as a suitable adaptation of the commutation scheme. If the power changes to less than 85% of the rated power, the electrodes will be too cold and tend to flicker. The performance depends on the lamp type, some lamp types can be dimmed with the known methods up to 70% of the nominal power and the inventive method is necessary only below 70% of the nominal power. Accordingly, the energy modulation must be increased. This can be achieved by the following individual measures, which can also be combined, if necessary: increasing the lamp frequency, increasing the pulse height, increasing the pulse width, as well as a suitable adaptation of the commutation scheme.
- Nominal operation means that the high pressure discharge lamp is operated at the power specified by the lamp manufacturer and within the operating parameters specified by the lamp manufacturer. With this measure, an even more uniform electrode temperature can be achieved.
- Fig.1 shows a simple waveform with a commutation pulse according to the prior art, as used for example for LCD projectors (LCD stands for Liquid Crystal Display). Based on this simple waveform, some terms are defined below that are necessary for the explanation of the invention.
- the waveform is divided into full and half waves, where the (average) length of a full wave is defined as 1 / (f L ) and the (average) length of a half wave is 1 / (2 * f L ), where f L is the (mean ) Frequency at which the lamp is operated, also referred to below as the lamp frequency.
- Simple symmetrical waveforms are characterized by a single constant lamp frequency. The same applies to the length of the half or full waves.
- Complex waveforms consist of half-waves and full-waves of different lengths, so that only an average length and thus an average frequency can be given for them.
- the waveform has an input already described commutation pulse, which is defined in more detail here by means of a pulse length and a pulse height.
- the remaining half-wave, which is not attributable to the commutation pulse, is defined as a plateau, with analog definition of the plateau length and plateau height.
- the pulse-plateau ratio is defined as the quotient of the pulse height to the plateau height.
- a duty cycle is defined as the quotient of the pulse length to the length of a half-wave.
- Fig. 2a shows a more complex waveform, as used in so-called DLP projectors (DLP stands for Digital Light Processing).
- DLP Digital Light Processing
- the current is often modulated even in the plateau of the half-wave, the modulation is closely matched to the color wheel in the projector.
- the current curve looks accordingly more complicated than in the Fig. 1
- the pulse-to-plateau ratio is generally not used to describe the relative pulse level, but rather the ratio of pulse current to RMS current.
- I RMS P L / U L is the thermal current or RMS current that is set by the operating equipment when the power P L is regulated when the lamp has a voltage U L.
- Fig. 2b shows another complex current profile with several different current levels in the plateau region.
- the plateau area and the commutation pulse are already flowing into each other, so that a definition in some half-waves is not quite easy.
- the commutation should preferably be shortly after such a commutation pulse, since at this time the electrode is hot enough to ensure a clean and flicker-free commutation can.
- the greater the lamp power the smaller the lamp frequency and possibly the pulse height or the pulse width of the commutation pulse should be.
- the commutation should be done in areas of the current curve in which only small, possibly even no pulses are applied to the high-pressure discharge lamp, so that the electrodes are not too hot during commutation.
- FIGS. 3a and 3b An example of waveform optimization with respect to the commutation scheme for dimmed operation of the high pressure discharge lamp is shown in FIGS FIGS. 3a and 3b .
- Fig. 3a which shows a waveform for the nominal operation of the high pressure discharge lamp
- the waveform has a current overshoot 110 in the plateau and a commutation pulse 111 just before the commutation.
- the commutation pulse 111 is too small, it should meet the criteria according to obi-. comply with the table. But it can not be increased arbitrarily, without changing the color rendering of the lamp in an undesirable manner. Therefore, as in Fig.
- the commutation shifted the current overshoot 110 in the waveform of the Fig. 3a So is the commutation pulse 110 in Fig. 3b , and the previous commutation pulse 111 in Fig. 3a is then only a current increase 111 in Fig. 3b which does not commute after.
- the electrodes are heated in a suitable manner before the commutation so that the commutation itself is unproblematic. Exactly the same can be done with over-performance.
- the commutation of areas of high current is shifted to areas with lower lamp current in order to avoid excessive melting of the electrode tips and possibly also a blackening of the lamp bulb by the Matterialabtrag on the electrode due to the high current.
- Fig. 4 shows a flow diagram of the inventive method for operating a high-pressure discharge lamp outside its nominal power range.
- the lamp power is set to a corresponding range less than or equal to 85% of the nominal lamp power.
- it is checked whether the lamp is prone to flicker or shows excessive electrode burn-back. This can be assessed by the method according to the invention exporting operating device, for example, based on the change in the lamp voltage. If the lamp voltage shows no abnormality, the normal nominal operation waveform is further maintained in step 60.
- the optimization parameter n is changed stepwise in step 30 on the basis of the standard waveform and a second time in step 40 it is checked whether the lamp tends to flicker or the electrodes to burn back. If this is the case, it is checked in step 50 whether the parameter is already outside the range according to the above table. If this is not the case, then jump back to step 30 and the parameters further changed there. If this is the case, then this parameter is not changed further.
- the parameter counter n is incremented by one and it is jumped to step 30, in which then the next parameter is changed step by step. In step 40, no abnormalities measured, the lamp is operated in step 70 with this parameter set.
- optimization parameters (order) LCD application Additional restrictions (LCD)
- DLP application Additional restrictions (DLP) 1 Frequency f L ia no Frequency f L
- commutations only possible with color change, possibly commutation in the white segment of the color wheel.
- 2 pulse height ia no Commutating scheme ia no 3 pulse width ia no pulse height
- Puls in color segments influence on the color mixture: if necessary, adaptation in the application necessary, no problem in the white segment.
- Kommutierschema ia no pulse width For example, only stretching to a complete adjacent color segment. Thus influence on color mixing in the application, if necessary adjustment necessary.
- the white light of the lamp is split into dichroic mirrors in the three basic colors red, green and blue. Then, the light is passed through the LCD panels, which determine for each individual image pixel whether the light can pass or be absorbed. Finally, the light is reflected on a prism composed.
- a first limitation is that the lamp must run synchronously with the color wheel. Therefore, changes in frequency are limited, e.g. multiple or integer fractions of the color wheel frequency, commutations only in the Spoke (at the boundary) between the color segments.
- the second limitation is the sequential processing of the light. If e.g.
- Fig. 5 shows the operation of a high pressure discharge lamp with 330W nominal power at 200W, corresponding to 60.6% of the nominal output of the high pressure discharge lamp.
- the 330W high pressure discharge lamp is operated continuously at 200W, however, in the change between two different operating modes:
- mode 1 in Fig. 4 labeled with the reference numeral 510, the high pressure discharge lamp is operated with the same scheme as nominal power, but with 200W instead of 330W.
- the slightly melted at nominal power tip solidifies and therefore can release only limited electrons.
- the voltage is about 30V higher than the mode 2, denoted by reference numeral 511, in which frequency and pulse height have been adjusted by the method described above.
- mode 1 in addition to a total of about 30V higher voltage, a clearly visible fluctuation of the burning voltage can be seen. This clearly visible oscillation of the burning voltage is shown visually in flickering of the high-pressure discharge lamp in response to the solidified electrode tip.
- a Flickerdetetation can thus be done with strong dimming less than 85% of the nominal power on the burning voltage of the lamp.
- a direct observation of the bow approach by means of a suitable projection optics may be useful.
- Such an operation may also be used to permanently operate a high-pressure, high-intensity discharge lamp at significantly lower power to increase its life. This is usually not possible because the electrodes then become too cold and the lamp can go out or flicker during commutation. With the method according to the invention, this can be accomplished, since the electrodes can be heated accordingly before commutation, and the average power can nevertheless be lowered. However, flicker detection is necessary to ensure stable operation. However, this can be in the form of an electrical circuit, in particular in the form of additional software for a digitally operated circuit arrangement, so that no or only little additional costs for the circuit arrangement arise.
- Fig. 6 shows the dependence of the lamp frequency of the lamp power based respectively on the lamp frequency and the lamp power in the nominal mode. This dependence is meaningful in a range between an upper limit curve 610 and a lower limit curve 611. The area within these two curves can therefore be used to optimize the lamp frequency.
- An exemplary dimensioning for the lamp frequency f L as a function of the lamp power P L is, for example, the following input already mentioned relationship: 1 . 48 - 0 . 91 ⁇ P LN ⁇ f LN ⁇ 5 . 76 - 3 . 82 ⁇ P LN ; where f LN is the normalized lamp frequency and P LN is the normalized power.
- any other relationship that lies within the lower limit curve 611 and the upper limit curve 610 is also conceivable.
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Hochdruckentladungslampen, insbesondere von Hoch- und Höchstdruck-Entladungslampen, wie sie in Geräten zur Projektion von Bildern verwendet werden, außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches. Der Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit dem Problem von Flickererscheinungen, die durch den Betrieb dieser Entladungslampen außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches verursacht werden.
- Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches nach der Gattung des Hauptanspruchs.
- Beim Betrieb von Entladungslampen, die im Folgenden auch kurz Lampen genannt werden, gibt es das Problem des stabilen Bogenansatzes des Entladungsbogens auf den Elektrodenspitzen. Unter gewissen Betriebsbedingungen springt der Entladungsbogen von einem Bogenansatzpunkt zu einem anderen. Dieses Springen des Entladungspunktes wird auch als Bogenspringen bezeichnet und äußert sich in einem Flackern der Lampe. Dies stört besonders, wenn das Licht der Lampe zur Projektion von Bildern benutzt wird.
- Projektionsgeräte wie Videoprojektoren verwenden aufgrund der Vorraussetzungen für die optische Abbildung oft sogenannte Ultrakurzbogenlampen. Dies sind Hochdruckentladungslampen, die einen sehr kurzen Elektrodenabstand aufweisen, um eine gute optische Abbildung des Videoprojektors gewährleisten zu können. Aufgrund der hohen Leistung dieser Lampen und des kurzen Elektrodenabstandes werden die Elektroden sehr heiß. Daher können bei diesen Lampentypen keine einfachen Stift-Elektroden verwendet werden. Stattdessen kommen Elektroden mit einem sehr breiten Elektrodenkopf zum Einsatz, um deren thermische Masse zu erhöhen. Typischerweise ist der Kopfdurchmesser dabei größer als der Elektrodenabstand (z.B. Kopfdurchmesser von 1.5mm bei einer Lampe mit einem Elektrodenabstand von 1.0mm).
- Als Elektrodenende wird im Folgenden das innere, in den Entladungsraum des Gasentladungslampenbrenners stehende Ende der Lampenelektrode bezeichnet. Als Elektrodenspitze wird eine auf dem Elektrodenende sitzende Nadel- oder Höckerförmige Erhebung bezeichnet, deren Ende als Ansatzpunkt für den Lichtbogen dient.
- Aus der
EP 1 152 645 ist ein Verfahren bekannt, das mittels Strompulsen, im Folgenden auch Maintenancepulse genannt, Elektrodenspitzen auf der Elektrode aufwachsen lässt. Diese aufgewachsenen Elektrodenspitzen haben zunächst den Vorteil, dass der Plasma-Bogen der in der Lampe erzeugten Bogenentladung einen stabilen Ansatzpunkt auf der Elektrode findet und nicht zwischen mehreren Ansatzpunkten springt. Entscheidend ist dabei die Fähigkeit der Elektrode, einen ausreichend hohen Strom liefern zu können, was entscheidend von deren Temperatur abhängt. Ist diese zu niedrig, ist die Spitze der Elektrode nicht flüssig, und der Bogenansatz ist auf einer nicht zumindest teilweise flüssigen Elektrodenspitze unbefriedigend. Eine zu kalte Spitze führt zu einem Erstarren des flüssigen Wolframs, daraufhin kontrahiert der Bogen, dass heißt es kommt zu einem punktförmigen Bogenansatz, weil hierdurch die Energiedichte erhöht wird. Dieser punktförmige Bogenansatz ist aber instabil und wandert gerne über die Elektrodenspitze, was in der Applikation als Flickern wahrgenommen werden kann. Außerdem führt ein wandernder Bogenansatz aufgrund der hohen Energiedichte zu ungewünschten Veränderungen im vorderen Bereich des Elektrodenkopfes. - Videoprojektoren benötigen häufig eine Lichtquelle die eine zeitliche Abfolge unterschiedlicher Farben aufweist. Wie in der Schrift
US 5, 917, 558 (Stanton ) beschrieben ist, kann dies zum Beispiel durch ein rotierendes Farbrad erreicht werden, das aus dem Licht der Lampe wechselnde Farben filtert. Die Zeitdauern während derer das Licht eine bestimmte Farbe annimmt, brauchen nicht zwangläufig gleich zu sein. Vielmehr kann über das Verhältnis dieser Zeitdauern zueinander eine gewünschte Farbtemperatur eingestellt werden, die sich für das projizierte Licht ergibt. - Üblicherweise wird die Lampe mit einem rechteckförmigen Lampenstrom betrieben. Als die Lampenfrequenz wird der Kehrwert der Periodendauer des rechteckförmigen Lampenstroms, wie in
Fig. 1 dargestellt, verstanden. Als die Lampenfrequenz bei Nominalleistung wird der Kehrwert der Periodendauer des rechteckförmigen Lampenstroms im Betrieb der Lampe mit Nominalleistung verstanden. Die Nominalleistung ist die vom Lanpenhersteller spezifizierte Leistung, mit der die Lampe betrieben werden sollte. Bei Nominalleistung wird die Hochdruckentladungslampe üblicherweise mit einer vorbestimmten Frequenz betrieben. Der Lampenstrom wird im Stand der Technik aus einer Gleichstromquelle mit Hilfe einer Kommutierungseinrichtung erzeugt. Die Kommutierungseinrichtung besteht üblicherweise aus elektronischen Schaltern, die die Polarität der Gleichstromquelle im Takt des rechteckförmigen Lampenstroms kommutieren. Bei der Kommutierung sind Überschwinger in der Praxis nicht vollständig zu vermeiden. Deshalb wird im Stand der Technik der Zeitpunkt, zu dem eine Kommutierung stattfinden soll mit dem Zeitpunkt zu dem die Farbe des Lichts wechselt zusammengelegt, um die Überschwinger auszublenden. Dazu wird ein Sync-Signal bereitgestellt, das synchron zum o. g. Farbrad einen Sync-Impuls aufweist. Mit Hilfe des Sync-Signals werden der Farbwechsel und die Kommutierung des Lampenstroms synchronisiert. Bei fortgeschrittenen Projektionssystemen muss der Lampenstrom nicht immer eine Rechteckform zeigen, sondern die Stromhöhe kann in mehreren Stufen verlaufen. Dieser Stromverlauf über der Zeit wird im Folgenden auch als "Wellenform" bezeichnet. Eine Erläuterung des Begriffes findet sich weiter unten. - Aus der
US 2010/0033692 A1 ist ein Entladungslampenbetriebsgerät bekannt, welches die Entladungslampe je nach Lampenzustand mit unterschiedlichen Frequenzen betreibt. - Beim Betrieb von Entladungslampen gibt es das Phänomen des Wachstums von Elektrodenspitzen, die wie oben erläutert eine wesentliche Voraussetzung für einen stabilen Bogenansatz darstellen. Material, das von den Elektroden an einer Stelle abdampft, wird an bevorzugten Stellen auf der Elektrode wieder abgeschieden und kann dabei zur Ausbildung von Elektrodenspitzen beitragen. Weiterhin wird durch das wiederholte Aufschmelzen und Erstarren des Wolframs an der Elektrodenspitze Wolframmaterial von weiter hinten liegenden Bereichen der Elektrode in die Spitze der Elektrode transportiert. Diese Transportphänomene hängen stark von der Temperatur der Elektrode, sowie den zeitlichen Änderungen dieser Temperatur und damit dem Betriebsmodus der Lampe ab. Das Wachstum der Elektrodenspitzen kann z.B. durch sogenannte "Maintenancepulse" verursacht werden, die im Folgenden auch als Kommutierungspulse bezeichnet werden. Dies sind kurze Strompulse, meist kurz vor der Kommutierung, die einen erhöhten Strombetrag aufweisen.
-
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines solchen Kommutierungspulses in einer sehr einfachen Wellenform. Die Wellenform ist eingeteilt in ein Plateau und den Kommutierungspuls. Das Plateau ist durch eine Plateaulänge und eine Plateauhöhe, d.h.. durch eine bestimmte Verweilzeit eines Strombetrages beschrieben. Der Kommutierungspuls ist ebenfalls durch eine Pulslänge und eine Pulshöhe, d.h. durch die Dauer des Pulses bei einem bestimmten Strombetrag beschrieben. Der Kommutierungspuls sorgt für ein stärkeres Aufschmelzen der Elektrode im vorderen Bereich, der dann durch die Oberflächenspannung des Wolframs zusammengezogen wird und anschließend nach dem Kommutierungspuls und der sich anschließenden Kommutierung wieder erkaltet. Wird dieses Verfahren mit entsprechenden Zeitabständen wiederholt, bildet sich langsam eine Spitze heraus. Der Kommutierungs rungspuls sollte dabei für eine effektive Anwendung immer vor der Kommutierung liegen. - Die
Fig. 2a zeigt ein weiteres Beispiel einer Wellenform, die neben dem Kommutierungspuls eine weitere Stromüberhöhung aufweist. Die Periodendauer der aufeinanderfolgenden Vollwellen ist dabei immer gleich groß.Fig. 2b zeigt ein drittes Beispiel einer Wellenform eines fortgeschrittenen Betriebsverfahrens, bei dem sich die Periodendauer von Vollwelle zu Vollwelle ändert und auch die Stromform von Halbwelle zu Halbwelle ändert. Der Stromverlauf ist in solchen Fällen komplexer und zeigt Stromüberhöhungen und treppenförmige Verläufe, die mit der Abfolge der einzelnen Farbsegmente des Farbrades synchronisiert sind. Bei solchen komplexen Stromformen ist es schwieriger, die Lampe optimal zu betreiben, dazu müssen einige grundlegende Designregeln beim Generieren einer Wellenform beachtet werden. - Für einen stabilen und flickerfreien Betrieb sollte die Temperatur der Elektrode immer in einem bestimmten Bereich liegen, so dass die Elektrodenspitze gerade eben flüssig ist. Damit hat die Elektrodenspitze die optimale Temparatur für einen stabilen Bogenansatz. Dies ist bei Betrieb der Lampe bei Nominalleistung grundsätzlich unproblematisch und. mit den bekannten Betriebsverfahren durchführbar. Soll die Lampe jedoch stark gedimmt werden, also bei einer Leistung deutlich kleiner der Nominalleistung betrieben werden, so ergibt sich das Problem, dass aufgrund der reduzierten Lampenleistung die Temperatur der Elektroden sinkt, und es aufgrund der geringen Temperatur der Elektroden zu Flackern des Entladungsbogens kommt. Soll die Lampe mit höherer Leistung betrieben werden, so ergibt sich das Problem, dass die Elektroden zu heiß werden können und ein erhöhter Elektrodenrückbrand auftritt. Weiterhin können die gegenüber dem Normalbetrieb erhöhten Temperaturen eine Entglasung des Brennergefäßes zur Folge haben.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches anzugeben, mittels dem die Lampe sicher betrieben werden kann und keinen Schaden nimmt.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches nach Anspruch 1.
- Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren erlaubt es, Hochdruckentladungslampen, insbesondere für Projektionsanwendungen, in einem ausgeweiteten Leistungsbereich zu betreiben. Der aus dem Stand der Technik bisher typischerweise erreichbare Leistungsbereich für Projektionslampen liegt zwischen 70%-85% und 110%-115% der Nominalleistung der Lampe, für den die Elektroden dimensioniert wurden.
- Durch die erfindungsgemäße Betriebsweise wird es möglich, Hochdruckentladungslampen, insbesondere für Projektionsanwendungen, im Leistungsbereich vorzugsweise zwischen 20% und 130% der Nominalleistung zu betreiben.
- Prinzipiell sind hier zwei Fälle zu unterscheiden:
- 1) Ausweitung des Leistungsbereiches zu höheren Leistungen oberhalb der Nominalleistung der Lampe: Dieser Bereich wird limitiert durch das schnelle Zurückbrennen der Elektroden sowie die schneller einsetzende Entglasung des Gasentladungslampenbrenners. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ersteres Problem gelöst werden, das Entglasungsproblem besteht aber weiterhin. Dementsprechend wäre ein Betrieb im Leistungsbereich von 110% bis 130% nur für kurze Zeit zu erlauben, z.B. je nach Lampentyp maximal 50h, da mit erhöhter Kühlung die Entglasung in der Regel nicht dauerhaft unterbunden werden kann.
- 2) Ausweitung des Leistungsbereiches zu niedrigeren Leistungen unterhalb der Nominalleistung der Lampe: Dieser Bereich wird hauptsächlich durch zu kalt betriebene Elektroden und dadurch auftretende Flicker-Probleme limitiert. Diese Probleme können mit der erfindungsgemäßen Betriebsweise gelöst werden. Um eine optimale Wirkung dieser Betriebsweise zu erzielen muss die Kühlung der Lampe an die Betriebsweise angepasst werden. In Videoprojektoren wird die Lampe durch einen Luftstrom gekühlt, die Kühlwirkung kann über den Luftdurchsatz respektive die Drehzahl des Lüfters eingestellt werden, was bei reduzierter Drehzahl des Lüfters im gedimmten Betrieb die Geräusche vermindert. Bei Videoprojektoren ist aus dem Stand der Technik ein sogenannter ,Eco-Modus' bekannt, bei dem die Lampe leicht gedimmt betrieben wird, um Strom zu sparen, und einen leiseren Betrieb des Projektors zu gewährleisten und die Lebensdauer der Lampe zu verlängern, wenn nicht die volle Lichtleistung benötigt wird. Mit den bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik konnte die Lampe aber nie unter 70% bis 85% gedimmt werden, da ein Flickern der Lampe mit den bekannten Verfahren nicht ausgeschlossen werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist aber ein wirklich stromsparender Betriebsmodus möglich, da die Lampe auf bis zu 20% ihrer Nominalleistung heruntergedimmt werden kann. Außerdem sinkt der Kühlbedarf weiter und erlaubt damit auch eine weitere Reduktion des störenden Geräuschpegels.
- Für das erfindungsgemäße Betriebsverfahren gibt es prinzipielle Abhängigkeiten: Will man die Leistung auf mehr als 110% der Nominalleistung ändern, werden die Elektroden thermisch überlastet. Dementsprechend muss die Energiemodulation reduziert werden. Dies lässt sich durch folgende Einzelmaßnahmen erreichen, die gegebenenfalls auch miteinander kombiniert werden können: Erniedrigen der Lampenfrequenz, Erniedrigen der Pulshöhe, Erniedrigen der Pulsbreite, sowie eine geeignete Anpassung des Kommutierschemas. Bei Änderung der Leistung auf unter 85% der Nominalleistung werden die Elektroden zu kalt und neigen zum Flickern. Die Leistung hängt vom Lampentyp ab, manche Lampentypen können auch mit den bekannten Methoden bis auf 70% der Nominalleistung gedimmt werden und das erfindungsgemäße Verfahren ist erst unter 70% der Nominalleistung notwendig. Dementsprechend muss die Energiemodulation erhöht werden. Dies lässt sich durch folgende Einzelmaßnahmen erreichen, die gegebenenfalls auch miteinander kombiniert werden können: Erhöhen der Lampenfrequenz, Erhöhen der Pulshöhe, Erhöhen der Pulsbreite, sowie eine geeignete Anpassung des Kommutierschemas.
- Vorzugsweise gelten beispielsweise für die normierte Lampenfrequenz fLN in Abhängigkeit von der normierten Lampenleistung PLN folgende Beziehungen:
wobei fL die aktuelle Lampenfrequenz und fnominal die Lampenfrequenz bei Nominalbetrieb ist. Analog ist PL die aktuelle Lampenleistung und Pnominal die Leistung bei Nominalbetrieb. - Nominalbetrieb bedeutet, dass die Hochdruckentladungslampe mit ihrer vom Lampenhersteller spezifizierten Leistung und innerhalb der vom Lampenhersteller spezifizierten Betriebsparameter betrieben wird. Mit dieser Maßnahme kann eine noch gleichmäßigere Elektrodentemperatur erreicht werden.
- Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine einfache Wellenform mit einem Kommutierungspuls nach dem Stand der Technik,
- Fig. 2a
- eine Wellenform mit einem Kommutierungspuls und einer weiteren Stromüberhöhung und einer vorbestimmten Frequenz,
- Fig. 2b
- eine komplexere Wellenform mit wechselnden Frequenzabschnitten,
- Fig. 3a
- eine Wellenform für den Nominalbetrieb der Hochdruckentladungslampe,
- Fig. 3b
- eine Wellenform für den gedimmten Betrieb der Hochdruckentladungslampe,
- Fig. 4
- ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches,
- Fig. 5
- ein Beispiel eines Betriebes einer Hochdruckentladungslampe mit 330W Nominalleistung bei 200W (=60,6% der Nominalleistung) und bei zwei verschiedenen Betriebsmodi,
- Fig. 6
- die Abhängigkeit der Lampenfrequenz von der Lampenleistung bezogen jeweils auf die Lampenfrequenz beziehungsweise die Lampenleistung im Nominalbetrieb.
-
Fig.1 zeigt eine einfache Wellenform mit einem Kommutierungspuls nach dem Stand der Technik, wie sie zum Beispiel für LCD-Projektoren (LCD steht für Liquid Crystal Display) verwendet wird. Anhand dieser einfachen Wellenform werden im Folgenden einige Begriffe definiert, die für die Erläuterung der Erfindung notwendig sind. - Die Wellenform ist in Vollwellen und Halbwellen unterteilt, wobei sich die (mittlere) Länge einer Vollwelle als 1/(fL) und die (mittlere) Länge einer Halbwelle als 1/(2*fL) definiert, wobei fL die (mittlere) Frequenz ist, mit der die Lampe betrieben wird, im Folgenden auch Lampenfrequenz genannt. Einfache symmetrische Wellenformen zeichnen sich durch eine einzige konstante Lampenfrequenz aus. Gleiches gilt für die Länge der Halb- beziehungsweise Vollwellen. Komplexen Wellenformen bestehen aus Halb- und Vollwellen unterschiedlicher Länge, so dass für diese nur eine mittlere Länge und damit eine mittlere Frequenz angegeben werden kann.
- Die Wellenform weist einen Eingangs schon beschriebenen Kommutierungspuls auf, der hier mittels einer Pulslänge und einer Pulshöhe näher definiert ist. Die restliche Halbwelle, die nicht dem Kommutierungspuls zuzurechnen ist, wird als Plateau definiert, mit analoger Definition der Plateaulänge und Plateauhöhe.
- Das Puls-Plateau-Verhältnis ist definiert als Quotient der Puls-Höhe zur Plateau-Höhe.
- Ein Duty Cycle ist definiert als Quotient der Puls-Länge zur Länge einer Halbwelle. Der Duty Cycle bezieht sich hier somit auf eine Halbwelle und nicht auf eine Vollwelle. Damit gilt dann: Duty-Cycle = Puls-Länge*2*fL.
-
Fig. 2a zeigt eine komplexere Wellenform, wie sie in sogenannten DLP-Projektoren (DLP steht für Digital Light Processing) zur Anwendung kommen. Hier wird oftmals auch im Plateau der Halbwelle der Strom moduliert, wobei die Modulation eng auf das Farbrad im Projektor abgestimmt ist. Die Stromkurve sieht dementsprechend komplizierter aus als in derFig. 1 , die oben genannten Definitionen gelten prinzipiell aber weiterhin. Wegen der Strommodulation im Plateau wird zur Beschreibung des relativen Pulsniveaus im Allgemeinen nicht das Puls-Plateau-Verhältnis herangezogen, sondern das Verhältnis von Puls-Strom zu RMS-Strom. - IRMS = PL/UL ist der thermische Strom oder RMS-Strom, der bei Regelung auf die Leistung PL vom Betriebsgerät eingestellt wird, wenn die Lampe eine Spannung UL aufweist.
-
Fig. 2b zeigt einen weiteren komplexen Stromverlauf mit mehreren verschiedenen Stromhöhen im Plateaubereich. Hier gehen der Plateaubereich und der Kommutierungspuls schon fließend ineinander über, so dass eine Definition in manchen Halbwellen nicht ganz leicht fällt. - In der folgenden Tabelle sind die zu optimierenden Betriebsparameter mit ihren wirksamen Minimal- und Maximalwerten angegeben, als Vielfaches des Wertes bei Nominalleistung: z.B. ergäbe eine Frequenz von 60Hz bei Nominalleistung für den Fall "Dimmen auf Leistung P<85% der Nominalleistung" eine Anpassung der Frequenz innerhalb der Grenzen 1,3*60Hz=78Hz und 5*60Hz=300Hz. In der letzten Zeile ist weiterhin angegeben, wie man eine geeignete Anpassung des Kommutierschemas erreichen kann.
Optimierungs - Parameter Parameter für P<85% der Nominalleistung Parameter für P>110% der Nominalleistung Frequenz fL x 1,3 - 5 x 0,3 - 0,8 Pulshöhe x 1,2 - 3 x 0,3 - 0,8 Pulsbreite x 1,2 - 3 x 0,3 - 0,8 Kommutierschema Kommutierung von kleinen Pulsen auf große Pulse verschieben Kommutierung von großen Pulsen auf kleine Pulse verschieben oder sogar auf Bereiche der Stromkurve ohne Puls - Je kleiner also die Lampenleistung ist, desto größer sollte die Lampenfrequenz und gegebenenfalls die Pulshöhe beziehungsweise die Pulsbreite des Kommutierungspulses sein. Die Kommutierung sollte vorzugsweise kurz nach einem solchen Kommutierungspuls sein, da zu diesem Zeitpunkt die Elektrode heiß genug ist, um eine saubere und flickerfreie Kommutierung gewährleisten zu können. Je größer dagegen die Lampenleistung ist, umso kleiner sollte die Lampenfrequenz und gegebenenfalls die Pulshöhe beziehungsweise die Pulsbreite des Kommutierungspulses sein. Die Kommutierung sollte in Bereichen der Stromkurve geschehen, in denen nur kleine, gegebenenfalls sogar gar keine Pulse an die Hochdruckentladungslampe angelegt werden, damit die Elektroden bei der Kommutierung nicht zu heiß sind.
- Ein Beispiel für eine Optimierung der Wellenform im Hinblick auf das Kommutierschema für einen gedimmten Betrieb der Hochdruckentladungslampe zeigen die
Figuren 3a und 3b . InFig. 3a , die eine Wellenform für den Nominalbetrieb der Hochdruckentladungslampe zeigt, weist die Wellenform eine Stromüberhöhung 110 im Plateau und einen Kommutierungspuls 111 kurz vor der Kommutierung auf. Für einen gedimmten Betrieb unter 85% der Nominalleistung ist der Kommutierungspuls 111 zu klein, er sollte die Kriterien gemäß obi-. ger Tabelle erfüllen. Er kann aber auch nicht beliebig vergrößert werden, ohne die Farbwiedergabe der Lampe in ungewünschter Weise zu verändern. Daher wird, wie inFig. 3b gezeigt, die Kommutierung verschoben: die Stromüberhöhung 110 in der Wellenform derFig. 3a wird also zum Kommutierungspuls 110 inFig. 3b , und der bisherige Kommutierpuls 111 inFig. 3a ist dann lediglich eine Stromüberhöhung 111 inFig. 3b , nach welcher nicht kommutiert wird. Damit bleiben die wesentlichen Parameter für die Lampe gleich, aber die Elektroden werden vor der Kommutierung in geeigneter Weise aufgeheizt so dass die Kommutierung selbst unproblematisch wird. Genau so kann auch bei Überleistung verfahren werden. Hier wird die Kommutierung von Bereichen hohen Stroms auf Bereiche mit niedrigerem Lampenstrom verschoben, um ein zu starkes Aufschmelzen der Elektrodenspitzen und gegebenenfalls auch eine Schwärzung des Lampenkolbens durch den Mäterialabtrag auf der Elektrode aufgrund des hohen Stromes zu vermeiden. -
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches. Am Startpunkt wird im Schritt 10 die Lampenleistung auf einen entsprechenden Bereich kleiner 85% oder größer 110% der nominalen Lampenleistung eingestellt. Dann wird im Schritt 20 geprüft, ob die Lampe zum Flickern neigt oder einen zu starken Elektrodenrückbrand zeigt. Dies kann ein das erfindungsgemäße Verfahren ausführendes Betriebsgerät z.B. anhand der Veränderung der Lampenspannung beurteilen. Zeigt die Lampenspannung keine Auffälligkeiten, so wird die normale Wellenform für den nominalen Betrieb im Schritt 60 weiter beibehalten. - Zeigen sich Auffälligkeiten so werden, ausgehend von der Standardwellenform der Optimierungsparameter n im Schritt 30 schrittweise abgeändert und ein zweites mal im Schritt 40 geprüft, ob die Lampe zum Flickern oder die Elektroden zum Zurückbrennen neigen. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 50 geprüft, ob der Parameter schon außerhalb des Bereiches gemäß obiger Tabelle ist. Ist dies nicht der Fall, so wird zurück zu Schritt 30 gesprungen und die Parameter dort weiter verändert. Ist dies der Fall, so wird dieser Parameter nicht weiter verändert. Der Parameterzähler n wird um eins hochgezählt und es wird zu Schritt 30 gesprungen, in dem dann der nächste Parameter schrittweise verändert wird. Werden im Schritt 40 keine Anomalitäten gemessen, so wird die Lampe im Schritt 70 mit diesem Parametersatz betrieben.
- Die der Reihe nach abzuarbeitenden Optimierungsparameter sind in folgender Tabelle angegeben:
Optimierungs -Parametern (Reihenfolge) LCD-Applikation Zusätzliche Einschränkungen (LCD) DLP-Applikation Zusätzliche Einschränkungen (DLP) 1 Frequenz fL i.a. keine Frequenz fL Z.B. Kommutierungen nur bei Farbwechsel, eventuell Kommutierung im Weiß-Segment des Farbrädes möglich. 2 Pulshöhe i.a. keine Kommutier-Schema i.a. keine 3 Pulsbreite i.a. keine Pulshöhe Z.B. bei Pulsen in Farbsegmenten Einfluß auf die Farbmischung: ggfs. Anpassung in der Applikation nötig, kein Problem im Weißsegment. 4 Kommutierschema i.a. keine Pulsbreite Z.B. nur Ausdehnen auf ein komplettes benachbartes Farbsegment. Damit Einfluss auf Farbmischung in der Applikation, ggfs. Anpassung nötig. - Dabei wird zwischen den verschiedenen Technologien LCD und DLP bei Videoprojektoren unterschieden.
- Bei LCD-Videoprojektoren wird das weiße Licht der Lampe durch dichroitische Spiegel in die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau zerlegt. Anschließend wird das Licht durch die LCD Panels geleitet, die für jeden einzelnen Bildpixel festlegen, ob das Licht passieren kann oder absorbiert wird. Schließlich wird das Licht über ein Prisma wieder zusammengesetzt. Der Vorteil dieser Technologie ist, dass alle relevanten Betriebsparameter in weiten Bereichen einstellbar sind, da jede Änderung gleichzeitig alle drei Farben betrifft. Somit bleibt die Balance zwischen den Farben erhalten.
- Bei DLP-Videoprojektoren wird das weiße Licht der Lampen durch ein Farbrad nacheinander in die einzelnen Grundfarben Rot, Grün und Blau zerlegt. Anschließend wird vom DMD (Digital Mirror Device) über bewegliche Spiegel jeder einzelne Pixel angesteuert. Bei diesem System gibt es deutlich mehr Einschränkungen für das erfindungsgemäße Betriebsverfahren: Eine erste Einschränkung ist, dass die Lampe mit dem Farbrad synchron laufen muss. Deshalb sind Änderungen der Frequenz nur eingeschränkt möglich z.B. vielfache oder ganzzahlige Bruchteile der Farbradfrequenz, Kommutierungen nur im Spoke (an der Grenze) zwischen den Farbsegmenten. Die zweite Einschränkung ist die sequentielle Verarbeitung des Lichts. Wird z.B. im roten Farbradsegment ein Strompuls in einer erfindungsgemäßen Wellenform gefahren, um den Rotanteil im Licht anzuheben dann muss das in der Steuerung der Farbbalance entsprechend eingerechnet werden. Dies wird oftmals im Rahmen der Steuersoftware für den DMD-Chip getätigt. Wenn jetzt dieser Puls im roten erhöht wird oder verbreitert wird, so stimmt die Farbabstimmung nicht mehr und das Bild bekommt einen Rotstich. Deshalb ist solch eine Änderung des Betriebsschemas nur sinnvoll, wenn gleichzeitig mit der Änderung des Pulses auch eine Änderung der Farbabstimmung im DMD stattfände.
- Technisch fortgeschrittene DLP-Systeme besitzen drei DMD Bausteine, für jede Grundfarbe einen. 3-Chip Geräte funktionieren damit ähnlich wie LCD-Geräte, im Sinne, dass alle drei Grundfarben parallel verarbeitet werden.
-
Fig. 5 zeigt den Betrieb einer Hochdruckentladungslampe mit 330W Nominalleistung bei 200W, entsprechend 60,6% der Nominalleistung der Hochdruckentladungslampe. Die 330W Hochdruckentladungslampe wird kontinuierlich bei 200W betrieben, allerdings im Wechsel zwischen zwei verschiedenen Betriebsmodi: In Modus 1, inFig. 4 mit dem Bezugszeichen 510 versehen, wird die Hochdruckentladungslampe mit dem gleichen Schema betrieben wie bei Nominalleistung, nur jedoch mit 200W anstatt mit 330W. Hier erstarrt die bei Nominalleistung leicht aufgeschmolzene Spitze und kann deshalb nur noch eingeschränkt Elektronen freisetzten. Dementsprechend ist die Spannung um ca. 30V höher gegenüber dem Modus 2, mit den Bezugszeichen 511, bei dem Frequenz und Pulshöhe mit dem oben beschriebenen Verfahren angepasst wurden. Im Modus 1 ist neben einer insgesamt, um ca. 30V höheren Spannung auch ein deutlich sichtbares Schwanken der Brennspannung zu sehen. Dieses deutlich sichtbare Schwanken der Brennspannung zeigt sich optisch in Flickern der Hoch-druckentladungslampe als Reaktion auf die erstarrte Elektrodenspitze. - Eine Flickerdetektion kann also bei starkem Dimmen kleiner 85% der Nominalleistung über die Brennspannung der Lampe erfolgen. Zusätzlich kann eine direkte Beobachtung des Bogenansatzes mittels einer geeigneten Projektionsoptik sinnvoll sein.
- Solch eine Betriebsweise kann auch dazu benutzt werden, um eine Hochdruckentladungslampe hoher Nominalleistung dauerhaft mit einer deutlich niedrigeren Leistung betrieben, um deren Lebensdauer zu erhöhen. Dies ist normalerweise nicht möglich, da die Elektroden dann zu kalt werden und die Lampe bei der Kommutierung erlöschen bzw. flickern kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dies bewerkstelligt werden, da die Elektroden vor einer Kommutierung entsprechend aufgeheizt werden können, und die mittlere Leistung trotzdem abgesenkt werden kann. Um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten ist jedoch eine Flickerdetektion notwendig. Diese kann aber in Form einer elektrischen Schaltung, insbesondere in Form zusätzlicher Software für eine digital betriebene Schaltungsanordnung sein, so dass keine oder nur wenig zusätzliche Kosten für die Schaltungsanordnung entstehen.
-
Fig. 6 zeigt die Abhängigkeit der Lampenfrequenz von der Lampenleistung bezogen jeweils auf die Lampenfrequenz beziehungsweise die Lampenleistung im Nominalbetrieb. Diese Abhängigkeit ist in einem Bereich zwischen einer Kurve 610 für die obere Grenze und einer Kurve 611 für die untere Grenze sinnvoll. Der Bereich innerhalb dieser zwei Kurven kann also zur Optimierung der Lampenfrequenz genutzt werden. Eine beispielhafte Dimensionierung für die Lampenfrequenz fL in Abhängigkeit von der Lampenleistung PL ist z.B. folgende Eingangs schon erwähnte Beziehung: -
- 110, 111
- Stromüberhöhung/Kommutierungspuls
- 510
- Betriebsmodus 1 mit herkömmlichen Werten für die Betriebsparameter Lampenfrequenz und Lampenpulshöhe
- 511
- Betriebsmodus 2 mit erfindungsgemäß angepassten Betriebsparametern Lampenfrequenz und Lampenpulshöhe
- 610
- Kurve für die obere Frequenz-Grenze
- 611
- Kurve für die untere Frequenz-Grenze
Claims (12)
- Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe außerhalb ihres nominalen Leistungsbereiches, dadurch gekennzeichnet, dass:(i) bei einer Lampenleistung größer 110% der Nominalleistung (Pnominal) einer oder mehrere der Parameter- Lampenfrequenz,- Lampenstrom in einem Kommutierungspuls,- Länge des Kommutierungspulsesgegenüber dem Betrieb bei nominaler Leistung verändert werden, und/oder die Kommutierung von großen Pulsen auf kleine Pulse oder sogar auf Bereiche der Lampenstromkurve ohne Puls verschoben wird,(ii) und bei einer Lampenleistung (PL) kleiner 85% der Nominalleistung (Pnominal) die Lampenfrequenz (fL) dem 1,3 fachen bis dem 5 fachen der Lampenfrequenz (fnominal) bei Nominalleistung entspricht, und/oder einer oder mehrere der Parameter- Lampenstrom in einem Kommutierungspuls,- Länge des Kommutierungspulsesgegenüber dem Betrieb bei nominaler Leistung verändert werden, und/oder die Kommutierung von kleinen Pulsen auf große Pulse verschoben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) zwischen 20% und 60% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Lampenfrequenz (fL) die dem 1,3 fachen bis dem 3,5 fachen der Lampenfrequenz (fnominal) bei Nominalleistung entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) kleiner 85% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Kommutierungspulshöhe die dem 1,2 fachen bis dem 3 fachen der Kommutierungspulshöhe bei Nominalleistung (Pnominal) entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, bei einer Lampenleistung (PL) zwischen 20% und 60% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Kommutierungspulshöhe die dem 1,2 fachen bis dem 3 fachen der Kommutierungspulshöhe bei Nomirialleistung (Pnominal) entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) kleiner 85% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Pulsbreite des Kommutierungspulses, die dem 1,2 fachen bis dem 3 fachen der Pulsbreite des Kommutierungspulses bei Nominalleistung (Pnominal) entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) zwischen 20% und 60% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Pulsbreite des Kommutierungspulses, die dem 1,2 fachen bis dem 3 fachen der Pulsbreite des Kommutierungspulses bei Nominalleistung (Pnominal) entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) kleiner 85% der Nominalleistung (Pnominal) die Kommutierung des Lampenstromes (iL) der Hochdruckentladungslampe derart verschoben wird, dass sie nach energiereicheren Strompulsen stattfindet.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) größer 110% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Lampenfrequenz (fL) die etwa dem 0,3 fachen bis dem 0,8 fachen der Lampenfrequenz (fnominal) bei Nominalleistung entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) größer 110% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Kommutierungspulshöhe die dem 0,3 fachen bis dem 0,8 fachen der Kommutierungspulshöhe bei Nominalleistung (Pnominal) entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) größer 110% der Nominalleistung (Pnominal) die Hochdruckentladungslampe mit einer Pulsbreite des Kommutierungspulses, die dem 0,3 fachen bis dem 0,8 fachen der Pulsbreite des Kommutierungspulses bei Nominalleistung (Pnominal) entspricht, betrieben wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Lampenleistung (PL) größer als 110% der Nominalleistung (Pnominal) die Kommutierung des Lampenstromes der Hochdruckentladungslampe von Bereichen hohen Lampenstroms auf Bereiche mit niedrigerem Lampenstrom verschoben wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Lampenfrequenz, fL in Abhängigkeit von der Lampenleistung PL folgende Beziehung gilt:
wobei fL die aktuelle Lampenfrequenz, PL die aktuelle Lampenleistung, fnominal die Lampenfrequenz und Pnominal die Leistung bei Nominalbetrieb ist.
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