ES2295832T3 - Lampara de descarga de gas. - Google Patents
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Abstract
Lámpara de descarga de gas con - un recipiente (2) de descarga, - electrodos (4, 5) que se proyectan hacia el recipiente (2) de descarga, - un apantallamiento (9, 23) translúcido eléctricamente conductor que apantalla el recipiente (2) de descarga y comprende medios (10, 11, 24, 27, 28) de conexión para proporcionar una conexión de al menos alta frecuencia entre el apantallamiento (9, 23) y un apantallamiento (14, 17, 19) de un sistema eléctrico utilizado para hacer funcionar la lámpara (1) de descarga de gas para formar un sistema de apantallamiento coaxial que encierra el recipiente (2) de descarga con los electrodos (4, 5) durante el funcionamiento de la lámpara (1) de descarga de gas caracterizada porque una línea (25, 26) de suministro se extiende dentro del apantallamiento (9) de la lámpara (1) de descarga de gas y está conectada a uno de los electrodos (5).
Description
Lámpara de descarga de gas.
La invención se refiere a una lámpara de
descarga de gas y a un faro, en particular al faro de un vehículo,
o una luminaria con una lámpara de descarga de gas
correspondiente.
Durante varios años las lámparas de descarga de
gas siempre se han utilizado más ampliamente en la industria de
faros de vehículos debido a su excelente eficacia de emisión de luz
y características de color así como a su larga vida operativa.
Tales lámparas de descarga de gas presentan un recipiente de
descarga que se rellena con un gas inerte y que está hecho de un
material translúcido resistente al calor, por ejemplo de cristal de
cuarzo. Los electrodos se proyectan hacia este recipiente de
descarga y se aplica una tensión a estos electrodos para el
encendido y para el funcionamiento de la lámpara. Las lámparas de
descarga de gas típicas utilizadas en la actualidad en vehículos a
motor son, por ejemplo, las denominadas lámparas HID (descarga de
alta intensidad, High Intensity Discharge) tales como, por
ejemplo, lámparas de sodio de alta presión y en particular lámparas
MPXL (luz de xenón de micropotencia, Micro Power Xenon Light)
que funcionan con un relleno de gas xenón. Sin embargo, un problema
con la utilización de tales lámparas de descarga de gas es que las
propiedades físicas del gas inerte respectivo, por ejemplo el gas
xenón, y el fenómeno de descarga que resulta de las mismas provocan
que la lámpara de descarga emita no sólo la luz deseada, sino
también una alta proporción de radiación de interferencia
electromagnética de banda ancha en un intervalo de hasta 1 GHz. La
radiación electromagnética no deseada se irradia principalmente
desde los electrodos y líneas de suministro al tubo de descarga, que
actúan como antenas excitadas por el recipiente de descarga en su
estado operativo. Esta radiación también puede describirse en la
forma de una denominada corriente de modo común, que corresponde a
la diferencia entre la corriente suministrada a la lámpara y la
corriente devuelta desde la lámpara. Esta corriente de interferencia
de alta frecuencia fluye a través de capacitancias parásitas entre
la lámpara y el entorno, por ejemplo un reflector de faro, hacia el
entorno. Puesto que esta radiación de interferencia lleva a una
interferencia electromagnética con otras unidades electrónicas de
un vehículo tales como, por ejemplo, un equipo de audio, un ABS, un
control de airbag, etc. y, por consiguiente, podría llevar a errores
en el funcionamiento de los dispositivos pertinentes, existen
requisitos EMC (compatibilidad electromagnética, electromagnetic
compatibility) legales así como requisitos EMC relativamente
rigurosos establecidos por la propia industria del automóvil, por
ejemplo CISPR25. Por consiguiente, es altamente necesario reducir la
energía electromagnética irradiada de manera no deseable. Las
posibilidades de modificar la propia fuente de interferencia, es
decir, la propia lámpara, de manera que irradie menos energía
electromagnética en el intervalo pertinente, son muy limitadas
debido a las propiedades físicas fundamentales de la lámpara y los
requisitos de potencia impuestos en la lámpara. Esta es la razón
por la que se toman normalmente las medidas para mejorar la EMC de
manera que se impida que la emisión de interferencia
electromagnética se irradie hacia el entorno.
En la actualidad, un método habitual para
reducir la radiación de interferencia electromagnética es que toda
la lámpara esté apantallada lo mejor posible dentro del faro, por
ejemplo porque el reflector o partes de apantallamiento adicionales
dentro de la lámpara están conectados a tierra, tal como se describe
en el documento US 5.343.370. Sin embargo, tal apantallamiento de
la lámpara y de sus líneas de suministro mediante componentes
metálicos u otros componentes conductores del faro es relativamente
complicado y, por consiguiente, caro. Además, el requisito de un
apantallamiento optimizado de la lámpara mediante el faro lleva a
condiciones frontera adicionales para el diseño del faro, lo que
puede dificultar una optimización del faro en relación con otros
aspectos, tales como el comportamiento radiante o la salida de
luz.
El documento FR 2 717 982 describe una lámpara
con un recipiente de descarga con electrodos que se proyectan hacia
el recipiente de descarga y con un apantallamiento traslúcido
eléctricamente conductor que apantalla el recipiente de descarga y
comprende medios de conexión para proporcionar una conexión del
apantallamiento a un apantallamiento de una reactancia utiliza para
hacer funcionar la lámpara de descarga de gas. De ese modo, los
electrodos, en extremos opuestos de la lámpara de descarga de gas,
están conectados para suministrar líneas que comprenden un
apantallamiento, por ejemplo el cable central de una línea coaxial.
Los apantallamientos de las dos líneas de suministro, es decir, los
conductores exteriores de las líneas coaxiales, se conectan
entonces cada uno al apantallamiento de la lámpara de descarga de
gas, de manera que la lámpara de descarga de gas puede considerarse
como parte de una línea coaxial continua, donde el apantallamiento
de la línea coaxial está conectado al apantallamiento de la lámpara
de descarga de gas, y el cable central de la línea coaxial se
interrumpe por los electrodos de la lámpara de descarga de gas. Esto
tiene la ventaja de que todo el sistema está encerrado en el
apantallamiento y, por lo tanto, la radiación de interferencia
emitida puede eliminarse esencialmente. Sin embargo, tales líneas
de suministro coaxiales apantalladas son relativamente gruesas, lo
que puede ocasionar problemas particularmente en disposiciones de
lámparas en las que la lámpara está orientada axialmente en el
reflector y una de las líneas de suministro debe desplazarse a lo
largo de un lado de la lámpara de vuelta a un portalámparas. Esta
línea de suministro de retorno relativamente gruesa cubre
ópticamente parte del flujo de luz entre la lámpara y el reflector
que puede tener una influencia negativa en la distribución de luz
del sistema de iluminación.
Construcciones similares con blindajes en la
forma de recubrimientos conductores transmisores de luz que están
conectados a un apantallamiento de un sistema utilizado para hacer
funcionar la lámpara de descarga de gas se muestran en los
documentos EP 0 767 340 A2, EP 0 991 107 A1 y EP 0 773 137 A2.
Además, los documentos DE 41 01 722 A, JP 4 043 547 A y JP 5 159
762 A dan a conocer cada uno una lámpara de descarga que comprende
un recipiente de descarga dotado de un apantallamiento con el fin de
reducir la emisión de radiación electromagnética no deseable.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar una lámpara de descarga de gas que emita radiación de
interferencia electromagnética al menos a un grado bajo durante su
funcionamiento, y en la que, particularmente en una construcción en
la que la lámpara esté orientada axialmente en un reflector,
cualquier perturbación de la distribución de luz del sistema de
iluminación debido a las líneas de suministro sea mínima.
Este objetivo se consigue mediante una lámpara
de descarga de gas según las reivindicaciones 1 y 3.
Como en el estado de la técnica mencionado
anteriormente, la lámpara de descarga de gas comprende, además de
un recipiente de descarga con electrodos que se proyectan hacia el
recipiente de descarga, un apantallamiento translúcido
eléctricamente conductor que apantalla el recipiente de descarga y
comprende medios de conexión para proporcionar una conexión de al
menos alta frecuencia del apantallamiento a un apantallamiento de un
sistema eléctrico utilizado para hacer funcionar la lámpara de
descarga de gas para formar un sistema de apantallamiento coaxial
que encierre al recipiente de descarga con los electrodos durante el
funcionamiento de la lámpara de descarga de gas. Una conexión "de
al menos alta frecuencia" ha de entenderse en lo sucesivo como
una conexión a través de la cual pueden fluir corrientes de alta
frecuencia, tales como, por ejemplo, una conexión metal con metal o
un filtro paso alto o paso banda adecuado, por ejemplo un elemento
capacitivo. En la mayoría de las aplicaciones prácticas de la
lámpara de descarga de gas tales como, por ejemplo, en los faros de
un vehículo a motor, el apantallamiento del sistema de lámpara
electrónico está a un potencial de tierra. Por consiguiente, el
sistema de apantallamiento coaxial de la lámpara de descarga de gas
según la invención tendrá una conexión de al menos alta frecuencia
a un potencial de tierra en la mayoría de los casos.
La utilización de un apantallamiento translúcido
que apantalla totalmente el recipiente de descarga de manera
sustancial y que, formando parte de la lámpara de descarga de gas,
está muy próximo al recipiente de descarga y la conexión de alta
frecuencia de este apantallamiento al apantallamiento del sistema
eléctrico restante provocan que las capacitancias parásitas se
conecten al apantallamiento del sistema eléctrico restante. Por
consiguiente, la corriente de interferencia HF fluye a través a
través del apantallamiento de vuelta al sistema eléctrico, para que
la corriente de modo común, y por tanto la radiación de
interferencia correspondientemente emitida, se eliminan
completamente de manera sustancial. El acoplamiento, en el que el
apantallamiento de la lámpara de descarga de gas junto con el
apantallamiento del sistema eléctrico utilizado para hacer funcionar
la lámpara de descarga de gas forma un sistema de apantallamiento
coaxial que encierra el recipiente de descarga con los electrodos,
proporciona una conexión de alta frecuencia excelente, de modo que
se protege un apantallamiento correspondientemente eficaz de la
radiación de interferencia electromagnética. Sin embargo, un simple
acoplamiento de un apantallamiento de una lámpara de descarga de
gas al apantallamiento del sistema eléctrico de la lámpara a través
de cables habituales o conductores delgados llevaría a una
autoinductancia demasiado alta con una impedancia
correspondientemente alta para la corriente de interferencia HF.
Sin embargo, según una realización alternativa
de la invención, una de las líneas de suministro de electrodo se
guía dentro del apantallamiento de la lámpara de descarga de gas,
preferiblemente paralela a los electrodos. En otra realización
alternativa de la invención, el apantallamiento de la propia lámpara
de descarga de gas constituye una línea de suministro que está
eléctricamente conectada a uno de los electrodos. En ambas
alternativas, la lámpara puede construirse de una manera muy
compacta sin requerir ninguna línea de suministro apantallada
gruesa que se extienda a lo largo del exterior de la ampolla que
podría perturbar el flujo de luz de la lámpara. La segunda
alternativa también es relativamente económica, porque no se
requiere ninguna línea de suministro apantallada aparte.
En una realización particularmente preferida, el
apantallamiento de la lámpara comprende una capa de material
translúcido conductor, por ejemplo FTO, o una estructura de rejilla
de material conductor, por ejemplo un metal, que está dispuesto en
o sobre una pared, por ejemplo en el lado interior o exterior de la
pared de una ampolla exterior que rodea al recipiente de descarga.
La mayoría de los tipos de lámparas de descarga de gas utilizadas
en la actualidad tienen de todas formas una ampolla exterior que
rodea al recipiente de descarga y normalmente está conectada de
manera fija al recipiente de descarga, ampolla que sirve para
apantallar la radiación UV generada por la lámpara de descarga de
gas. Esta ampolla exterior está presente muy próxima al recipiente
de descarga y encierra completamente al recipiente de descarga, de
manera que un apantallamiento previsto en o sobre la ampolla
exterior está por tanto también próximo al recipiente de descarga y
apantalla el recipiente de descarga completamente de manera
sustancial. Tal apantallamiento sobre o en la pared de la ampolla
exterior puede fabricarse de una manera relativamente barata y
sencilla.
En principio, existen varias posibilidades para
conseguir un acoplamiento de al menos alta frecuencia adecuado
entre el apantallamiento de la lámpara de descarga de gas y el
apantallamiento del sistema electrónico restante, dependiendo entre
otras cosas de la manera en la que están construidas las líneas de
suministro para conectar los electrodos al sistema eléctrico de la
lámpara.
En una realización preferida, el apantallamiento
y los medios de conexión están dispuestos de manera que el
apantallamiento tenga una conexión de al menos alta frecuencia
durante su funcionamiento al apantallamiento del sistema eléctrico
utilizado para hacer funcionar la lámpara de descarga de gas en dos
ubicaciones mutuamente opuestas de la lámpara de descarga de
gas.
Uno de los electrodos puede estar conectado
eléctricamente a una línea de suministro que comprende un
apantallamiento, por ejemplo el cable central de una línea coaxial.
El apantallamiento de la lámpara de descarga de gas se conecta
entonces con conexión eléctrica al apantallamiento asociado con la
línea de suministro, es decir, el conductor externo de la línea
coaxial.
Dependiendo de la construcción del montaje de la
lámpara de descarga de gas, el apantallamiento de la lámpara de
descarga de gas también puede estar conectado directamente con
conducción eléctrica a un apantallamiento del portalámparas durante
su funcionamiento. Para esto es adecuado, por ejemplo, un
alojamiento de encendido de lámpara metálico o uno dotado de un
recubrimiento eléctricamente conductor, que al mismo tiempo
proporciona un portalámparas para insertar la lámpara de descarga
de gas en el faro. Esta modificación tiene la ventaja de que el
circuito de encendido está incluido inevitablemente en el sistema de
apantallamiento coaxial.
En una realización según la primera alternativa
de la invención, el apantallamiento de la lámpara de descarga de
gas puede estar conectado con conducción eléctrica al
apantallamiento del sistema eléctrico sólo en un lado, por ejemplo
en el lado del portalámparas. En este caso se prefiere
particularmente que el apantallamiento de la lámpara de descarga de
gas esté completamente cerrado a la ubicación de contacto con el
portalámparas, donde las líneas de suministro para los electrodos
pasan hacia el portalámparas, de manera que, por consiguiente, el
recipiente de descarga está rodeado completamente por el material de
apantallamiento.
Puesto que el funcionamiento de las lámparas de
descarga de gas modernas tiene lugar normalmente con una corriente
alterna entre los valores de pico de 12 V y -73 V a una frecuencia
de 250 a 1000 Hz, a menudo 400 Hz, un apantallamiento que sirve
como una línea de retorno no puede estar conectado directamente al
apantallamiento del sistema electrónico para la lámpara, que está
normalmente a un potencial de tierra. Por lo tanto, en un sistema
según la segunda realización alternativa de la invención un
acoplamiento de solamente alta frecuencia está dotado del
apantallamiento del sistema electrónico a través de elementos
capacitivos adecuados, por ejemplo uno o varios condensadores de
acoplamiento. El apantallamiento de la lámpara se conecta entonces a
una línea de suministro que lleva al sistema de lámpara electrónico
dentro de un portalámparas.
Puesto que el apantallamiento de la lámpara de
descarga de gas debe construirse de manera que se obtenga una
translucidez suficiente, la conductividad del apantallamiento será
por lo general relativamente baja. Por consiguiente, en una
modificación preferida de la última realización mencionada, el
electrodo conectado al apantallamiento que sirve como una línea de
suministro está conectado adicionalmente a una línea de suministro
dispuesta en paralelo al apantallamiento de la lámpara de descarga
de gas, por ejemplo un cable o una pista conductora dispuestos en
el lado interior o exterior de la ampolla exterior. En esta
construcción, la autoinducción inferior provocará que las
corrientes de alta frecuencia se drenen a través del apantallamiento
de la lámpara, que está acoplada a alta frecuencia al
apantallamiento del sistema eléctrico a través de los condensadores
de desacoplamiento. Por el contrario, las corrientes de baja
frecuencia que forman la mayor parte de la potencia de la lámpara
fluirán a través del conductor delgado paralelo, que tiene una baja
resistencia pero una autoinductancia relativamente alta y, por
consiguiente, una alta impedancia para las corrientes HF. Por lo
tanto, se evita que la resistencia de la línea de suministro al
electrodo conectado al apantallamiento
sea demasiado baja, en particular durante la fase de encendido en la que se aplica una alta tensión a los electrodos.
sea demasiado baja, en particular durante la fase de encendido en la que se aplica una alta tensión a los electrodos.
En esta modificación, un elemento inductivo, por
ejemplo un toroide de ferrita o un elemento similar, está incluido
preferiblemente en la línea de retorno adicional. Este elemento
inductivo sirve como un filtro paso bajo adicional que garantiza
que las corrientes de baja frecuencia fluirán exclusivamente de
manera sustancial a través de la línea de suministro paralela.
En una realización adicional particularmente
preferida, el apantallamiento de la lámpara de descarga de gas que
sirve como una línea de suministro para el electrodo está conectado
adicionalmente al otro electrodo a través de un componente
capacitivo. Este componente capacitivo proporciona un cortocircuito
HF entre los electrodos y por tanto reduce adicionalmente la
emisión de interferencia electromagnética.
La lámpara de descarga de gas según la invención
puede utilizarse en principio en cualquier faro o luminaria, según
se desee. Estos tienen que comprender simplemente los medios de
conexión pertinentes para garantizar que el apantallamiento de la
lámpara de descarga de gas esté conectado al apantallamiento del
sistema electrónico para formar el sistema de apantallamiento
coaxial que encierra al recipiente de descarga con los electrodos
cuando el apantallamiento de la lámpara de descarga de gas está
acoplado a los medios de conexión. Esto significa que, por ejemplo,
los contactos adecuados sólo necesitan estar presentes en un
portalámparas. No son necesarias construcciones especiales
adicionales del faro dirigidas al apantallamiento de la lámpara de
descarga de gas en el faro por medio del reflector ni otras partes
de apantallamiento adicionales. La pequeña distancia física entre
el apantallamiento presente en la propia lámpara de descarga de gas
y el recipiente de descarga que forma la fuente de interferencia
proporciona en este caso una potencia de apantallamiento
particularmente eficaz.
Se observa por razones de completitud que la
utilización de una lámpara de descarga de gas según la invención es
también posible en faros que comprenden medios de apantallamiento
adicionales.
La invención se explicará en mayor detalle a
continuación con referencia a las figuras adjuntas y a las
realizaciones. A unidades funcionales idénticas se les ha dado los
mismos números de referencia en las figuras, en las que:
la figura 1 es un diagrama de circuito
equivalente de una lámpara de descarga de gas según la técnica
anterior excitado mediante un sistema de lámpara electrónico,
la figura 2 es una vista en sección longitudinal
esquemática de una lámpara de descarga de gas en una primera
realización;
la figura 3 es una vista en sección longitudinal
esquemática de una lámpara de descarga de gas en una segunda
realización;
la figura 4 es un diagrama de circuito
equivalente de una lámpara de descarga de gas de la figura 2 o la
figura 3,
la figura 5 es una vista en sección longitudinal
esquemática de una lámpara de descarga de gas según la invención en
una tercera realización,
la figura 6 es un diagrama de circuito
equivalente de una lámpara de descarga de gas de la figura 5,
la figura 7 es una vista en sección longitudinal
esquemática de una lámpara de descarga de gas según la invención en
una cuarta realización,
la figura 8 es un diagrama de circuito
equivalente de una lámpara de descarga de gas de la figura 7,
la figura 9 es un diagrama de circuito
equivalente de una lámpara de descarga de gas de una construcción
similar a la de la lámpara de descarga de gas de la figura 7.
El principio de funcionamiento de los
componentes eléctricos de una lámpara de descarga de gas según la
técnica anterior es claramente visible a partir del diagrama de
circuito equivalente de la figura 1. Una lámpara de descarga de gas
de este tipo comprende sustancialmente un recipiente 2 de descarga
relleno con un gas inerte, en el que se introducen electrodos 4, 5
desde lados mutuamente opuestos. Los electrodos 4, 5 están
conectados a un circuito 20 de excitación a través de las líneas
15, 16 de suministro. El circuito 20 de excitación está conectado
en una de sus entradas a un potencial de tierra y en la otra entrada
a una fuente de tensión que entrega la tensión de suministro.
Cuando una lámpara de descarga de gas de este tipo se utiliza en el
faro de un automóvil, la tensión de suministro será normalmente la
tensión de la batería del automóvil.
El circuito de excitación está presente
normalmente en un alojamiento 20 conectado a tierra eléctricamente
conductor, es decir, uno que está en un potencial de tierra. De ese
modo, el circuito de excitación está apantallado
electromagnéticamente de su entorno. De manera similar, las líneas
15, 16 de suministro pasan a la lámpara de descarga de gas dentro
de un apantallamiento 19. Este apantallamiento 19, tal como se
muestra en la figura 1, está conectado normalmente al alojamiento
20 del circuito de excitación a través de una conexión 21 adecuada.
Todo el sistema eléctrico para hacer funcionar la lámpara de
descarga de gas está por tanto apantallado mediante un
apantallamiento a un potencial de tierra.
Se aplica una alta tensión a los electrodos 4, 5
a través de las líneas 15, 16 para el encendido. Esta alta tensión
se genera a partir de la tensión de entrada en un dispositivo de
encendido que forma parte del circuito de excitación en este caso.
Después del encendido, se hace funcionar la lámpara de descarga de
gas, por ejemplo, con una tensión de CA de 400 Hz, por ejemplo
teniendo tensiones de pico de 12 V y -73 V. Esta tensión CA también
se genera por el circuito de excitación. El dispositivo de encendido
para generar la alta tensión puede estar dispuesto alternativamente
o bien directamente en la lámpara 1, por ejemplo en un alojamiento
aparte adyacente directamente al portalámparas, o bien
alternativamente en el portalámparas.
Tal como es evidente a partir de la figura 1, la
única parte no apantallada de todo el sistema es la propia lámpara
1 de descarga de gas con su recipiente 2 de descarga y los
electrodos 4, 5. Esto lleva a capacitancias C_{p} parásitas no
deseables entre la lámpara 1 o los electrodos 4, 5 que actúan como
antenas y el entorno de la lámpara 1, por ejemplo un reflector. Una
corriente de alta frecuencia puede fluir al entorno a través de
estas capacitancias C_{p} parásitas que es lo equivalente a una
radicación electromagnética de alta frecuencia. Esta denominada
corriente I_{CM} de modo común, que corresponde a la diferencia
entre la corriente que fluye hacia la lámpara y la corriente que
fluye de vuelta, está representada por la gran punta de flecha sobre
la línea 16 de suministro en el diagrama de circuito equivalente.
Es mayor que cero en una lámpara convencional según la técnica
anterior tal como se muestra en la figura 1.
Para reducir esta corriente de modo común y por
tanto la intensidad de la radiación de interferencia
electromagnética de la lámpara 1, según la invención, el recipiente
2 de descarga está rodeado por un apantallamiento translúcido
eléctricamente conductor que apantalla el recipiente 2 de descarga
sustancialmente en su totalidad. Este apantallamiento comprende
medios de conexión adecuados, de manera que el apantallamiento se
conectará automáticamente al apantallamiento 19 del sistema
eléctrico utilizado para hacer funcionar la lámpara 1 de descarga de
gas, al menos en lo que respecta a altas frecuencias, para formar
un sistema de apantallamiento coaxial que encierre al recipiente 2
de descarga con los electrodos 4, 5 durante el funcionamiento de la
lámpara 1 de descarga de gas.
La figura 2 muestra una primera realización de
una lámpara 1 de descarga de gas según la invención. La lámpara 1
mostrada en este caso es una lámpara 1 MPXL (luz de xenón de
micropotencia, Micro Power Xenon Light) típica. Se supone
que las lámparas en las realizaciones adicionales son también
lámparas MPXL. Sin embargo, se insiste en que la invención no está
limitada a tales lámparas MPXL, sino que también puede utilizarse en
principio para otros tipos de lámparas de descarga de gas, en
particular otras lámparas HID.
Tal como muestra la figura 2, una lámpara 1 MPXL
de este tipo comprende un recipiente 2 de descarga interior
(también denominado ampolla interior o boquilla) que está hecho
normalmente de cristal de cuarzo. Un primer electrodo 4 y un
segundo electrodo 5 se extienden hacia el recipiente 2 de descarga
de una manera habitual, es decir, hacia un espacio 3 interior del
recipiente 2 de descarga. Los electrodos 4, 5 están encerrados
adyacentes a partes 6, 7 de extremo del recipiente de descarga de
manera que el espacio 3 interior se aísla del entorno. El gas
inerte, xenón en este caso, está presente en el espacio 3 interior
del recipiente de descarga, que comprende sólo algunos milímetros
cúbicos, a una presión relativamente alta.
El recipiente 2 de descarga está rodeado por una
ampolla 8 exterior que está rellena de gas, en particular aire, y
que está aislada de la atmósfera ambiental con el fin de absorber,
entre otras cosas, radiación ultravioleta que aparece en la
descarga, ampolla exterior que está hecha normalmente también de
cristal de cuarzo y que está conectada de manera fija al recipiente
2 de descarga en las partes 6, 7 de extremo de este recipiente 2 de
descarga.
La figura 2 muestra una realización en la que la
lámpara 1 de descarga de gas comprende una estructura 22 de soporte
adicional, por ejemplo un cilindro 22 de cristal de cuarzo
adicional, fuera de la ampolla 8 exterior. Este cilindro 22 de
cristal de cuarzo está conectado de manera fija a los otros
componentes de la lámpara 1 de descarga de gas. Una capa conductora
o una rejilla que forma un apantallamiento 23 está presente en el
lado exterior o interior de este cilindro 22 de cristal de cuarzo
adicional. Preferiblemente, el apantallamiento también está cerrado
en su extremo, a diferencia de la representación dada en este caso,
de manera que el recipiente 2 de descarga con sus electrodos 4, 5 y
la ampolla 8 exterior así como una línea 25 de suministro que lleva
hasta el electrodo 5 alejado del portalámparas están completamente
apantallados. El apantallamiento 23 en el cilindro 22 de cristal de
cuarzo adicional está conectado al alojamiento 17 de apantallamiento
conductor del portalámparas a través de los elementos 24 de
contacto. La conexión de la línea 25 de suministro y el electrodo 4
a las líneas 15, 16 de suministro que provienen del circuito de
excitación se consigue de una manera habitual mediante conectores
de enchufe (no mostrados).
La figura 3 muestra una realización que es muy
similar a la realización de la figura 2. Aquí, de nuevo, el
electrodo 5 alejado del portalámparas está conectado a través de una
línea 26 de suministro que está presente dentro del apantallamiento
9 que rodea el recipiente 2 de descarga. En la realización mostrada
en la figura 3, un apantallamiento 9 translúcido conductor está
presente en el lado exterior de la ampolla 8 exterior. Este
apantallamiento puede comprender, por ejemplo, una capa de material
translúcido conductor tal como FTO (óxido de estaño dopado con
fluoruro). Como alternativa, por ejemplo, puede ser una rejilla
metálica, que no debería ser densa con el fin de transmitir
suficiente luz. El recipiente 2 de descarga está completamente
apantallado mediante este apantallamiento 9 exterior. El
apantallamiento 9 está conectado a un casquillo 10 de extremo
eléctricamente conductor y a un anillo 11 de contacto en las partes
6, 7 de extremo respectivas. La lámpara 1 de descarga de gas está
sujeta en un alojamiento 17 de portalámparas (sólo indicado
esquemáticamente) mediante la parte 7 de extremo que comprende el
anillo 11 de contacto. Cuando se inserta en el portalámparas, la
lámpara 2 consigue automáticamente un contacto metálico entre el
alojamiento 17 de portalámparas y el apantallamiento 9 de la
lámpara 2. El alojamiento 17 de portalámparas está su vez conectado
al apantallamiento del circuito de excitación. La parte 6 de
extremo superior de la lámpara 1 de descarga de gas está cerrada
aquí con un casquillo 10 de extremo conductor, para que el
apantallamiento 9 esté completamente cerrado alrededor de la
lámpara 1 de descarga de gas. La línea 26 de suministro, por ejemplo
en forma de un trozo de cable, está sujeta al electrodo 5 dentro de
esta parte 6 de extremo. Desde allí se extiende a lo largo de la
pared interior de la ampolla 8 exterior hasta la parte 7 de extremo
en el lado del portalámparas. Allí, la línea 26 de suministro pasa
a través del anillo 11 de contacto paralela al electrodo 4 en el
lado del portalámparas, anillo a través del cual el apantallamiento
9 se conecta de nuevo al alojamiento 17 del portalámparas. La línea
26 de suministro está conectada de una manera habitual a las líneas
15, 16 de suministro que provienen del circuito de excitación, como
lo está el electrodo 4. Esta realización tiene la ventaja de que no
es necesario proporcionar ninguna línea de suministro externa al
extremo de la lámpara 1 de descarga de gas alejado del
portalámparas, mientras que por otro lado, no es necesaria ninguna
estructura de soporte adicional para el apantallamiento. En lugar
de un cable, la línea 26 de retorno puede consistir alternativamente
en una pista conductora prevista en el lado interior de la pared de
la ampolla 8 exterior.
El recipiente 2 de descarga en los dos ejemplos
está completamente encerrado con sus electrodos 4, 5 en un sistema
de apantallamiento coaxial, por lo que, una segunda línea de
suministro se extiende paralela a la otra línea de suministro hacia
los electrodos dentro del sistema de apantallamiento coaxial, es
decir, dentro del apantallamiento exterior. Esto se ilustra una vez
más en un diagrama de circuito equivalente para las realizaciones
de la figura 2 y la figura 3, tal como se muestra en la figura 4. La
construcción del sistema de excitación eléctrico y del
apantallamiento del sistema de excitación eléctrico es de nuevo
idéntica a lo que se muestra en el diagrama de circuito equivalente
de la figura 1. El apantallamiento 9, 23 rodea en este caso a las
líneas de suministro paralelas y a los electrodos 4, 5 como una
envoltura cerrada en los extremos, puesto que la línea 16 de
suministro que lleva al electrodo 5 alejado del portalámparas está
dispuesta paralela a los electrodos 4, 5 dentro del apantallamiento
9, 23.
Una comparación entre el diagrama de circuito
equivalente de la figura 4 y el diagrama de circuito equivalente de
la figura 1 para una lámpara de la técnica anterior no apantallada
muestras que las capacitancias C_{P} parásitas están conectadas
entre los electrodos 4, 5 y las pantallas 9, 23 respectivas, estando
las dos últimas conectadas de nuevo a través de una conexión 11, 24
al apantallamiento 19 de las líneas 15, 16 de suministro que llevan
al circuito de excitación. El apantallamiento 19 está formado
mediante el alojamiento 17 del portalámparas y el lado de lámpara
en el ejemplo mostrado en la figuras 2 y 3. Aquí, el equilibrio de
corriente es tal que las corrientes de alta frecuencia que fluyen a
través de las capacitancias C_{P} parásitas se devuelven de nuevo
a través del apantallamiento 19, de manera que la corriente I_{CM}
de modo común es prácticamente cero.
La figura 5 muestra una realización alternativa
que es de una construcción incluso más sencilla que las
realizaciones anteriores. Aquí, el electrodo 5 alejado del
portalámparas está conectado a través de un contacto 27 al casquillo
10 de extremo eléctricamente conductor de la parte 6 de extremo
pertinente en el extremo de esta parte y, por consiguiente, al
apantallamiento 9 presente en el lado exterior de la ampolla 8
exterior. Aquí, el apantallamiento 9 sirve al mismo tiempo como una
línea de suministro o línea de retorno para el electrodo 5. El
apantallamiento 9 está de nuevo conectado a un anillo 11 de
contacto presente en la parte 7 de extremo en el lado del
portalámparas. Aquí, sin embargo, este anillo 11 de contacto no
está en contacto metálico con el alojamiento 17 de apantallamiento
conductor del portalámparas, sino que está en contacto mediante uno
o varios condensadores 28 de desacoplamiento de la mayor
capacitancia posible. El anillo 11 de contacto está además conectado
de manera conductora a una línea 16 de suministro que proviene del
circuito de excitación, de manera que se consigue un contacto entre
la línea 16 de suministro y el electrodo 5 a través del
apantallamiento 9. El electrodo 4 en el lado del portalámparas está
conectado a la otra línea 15 de suministro. El contacto con las
líneas 15, 16 de suministro tiene lugar de nuevo de una manera
habitual conocida por los expertos en la técnica.
Además, el apantallamiento 9 que sirve como una
línea de retorno y el electrodo 4 en el extremo de portalámparas
están interconectados mediante un condensador 29 de desacoplamiento
adicional que o bien puede formar parte de la lámpara o bien puede
estar integrado en el portalámparas, y que puede, por ejemplo,
interconectar las líneas 15, 16 de suministro en sus extremos.
Un diagrama de circuito equivalente de esta
construcción se muestra en la figura 6. Como muestra este diagrama
equivalente, el apantallamiento 9 sirve como una conexión entre el
electrodo 5 y la línea 16 de suministro que proviene del circuito
20 de excitación, es decir, el propio apantallamiento 9 forma parte
de esta línea de suministro. Los corrientes HF generadas por la
lámpara 1 de descarga de gas, que son responsables de la radiación
de interferencia electromagnética, están acopladas en el
apantallamiento 19 del sistema eléctrico que sirve para suministrar
a la lámpara 1 de descarga de gas a través del condensador o
condensadores 28 de desacoplamiento. Esto da de nuevo como
resultado un equilibrio de corriente en el que la corriente I_{CM}
de modo común es sustancialmente cero de manera que, por
consiguiente, puede ignorarse una emisión de interferencia
electromagnética hacia el entorno puesto que es despreciablemente
pequeña. El condensador 29 de desacoplamiento genera adicionalmente
un cortocircuito HF entre las líneas 15, 16 de suministro en o
inmediatamente adyacente a la lámpara 1.
Puesto que aquí el apantallamiento 9 se utiliza
como una línea de suministro y está presente en el exterior de la
ampolla 8 exterior, es particularmente adecuado utilizar una
construcción de este tipo para circuitos de excitación en los que
el segundo electrodo 5 alejado del portalámparas puede conectarse a
tierra. En una realización alternativa (no mostrada), el
apantallamiento está previsto en el interior de la pared de la
ampolla exterior o está presente en la superficie interior de la
pared de la ampolla exterior. Puesto que en esta construcción es
imposible tocar el apantallamiento, una lámpara de este tipo también
es adecuada para el funcionamiento de CA convencional.
La figura 7 muestra una versión un tanto
modificada de la realización de la figura 5. Aquí, la diferencia
esencial con la realización de la figura 7 reside en el hecho de que
una línea 30 aparte, por ejemplo en forma de un cable, está
conectada a la línea 16 de suministro desde la ubicación 27 de
contacto paralela al apartamiento 9. Un toroide 31 de ferrita que
actúa como un elemento inductivo está presente en la línea 30 en
inmediata proximidad a la ubicación 27 de contacto en el casquillo
10 de extremo superior de la lámpara 1 de descarga de gas.
Esta construcción se muestra de nuevo en el
diagrama de circuito equivalente de la figura 8. La línea 30
conectada en paralelo al apantallamiento 9 sirve para drenar
corrientes superiores necesarias para el funcionamiento, en
particular para el encendido de la lámpara. Esto se refiere a
corrientes de baja frecuencia para las cuales la resistencia de la
línea formada por el apantallamiento 9 sería demasiado alta, porque
este apantallamiento 9 está formado sólo por una capa relativamente
delgada o una rejilla muy gruesa debido a la permeabilidad a la luz
requerida. Por el contrario, la línea 30 paralela tiene una baja
resistencia óhmica pero una autoinductancia relativamente alta
comparada con el apantallamiento 9 de área grande, de manera que la
impedancia para corrientes de alta frecuencia en esta línea es muy
alta. Por consiguiente, las corrientes de alta frecuencia fluirán
por preferencia a través del apantallamiento 9 y el condensador 28
de desacoplamiento hacia el apantallamiento 17 del portalámparas y
el apantallamiento 19 de las líneas 15, 16 de suministro, tal como
se prevé. El toroide 21 de ferrita actúa aquí como un filtro paso
bajo adicional para impedir un flujo de las corrientes de alta
frecuencia a través de la línea 30 paralela, de manera que esta
línea 30 no actuará de nuevo como una antena y enviará radiación de
interferencia de alta frecuencia hacia el entorno. Sólo las
corrientes de baja frecuencia en el intervalo de 400 Hz necesarias
para el funcionamiento de la lámpara de descarga de gas y el
componente CC fluyen por preferencia a través de la línea 30 aparte
de baja resistencia. Esta construcción tiene la ventaja de que el
apantallamiento 9 puede fabricarse con un translucidez optimizada
sin tener que ofrecer una conductancia suficiente para las
corrientes de baja frecuencia necesarias para el funcionamiento de
la lámpara.
La figura 9 es un diagrama de circuito
equivalente de una modificación que sólo muestra pequeños cambios
con respecto a la realización mostrada en las figuras 7 y 8. Aquí
se proporciona una pista 32 conductora delgada en la superficie
exterior de la ampolla 8 exterior en lugar de un cable 30 aparte,
que tiene el mismo efecto final que la línea 30 paralela formada
por un cable. Una pista conductora delgada de este tipo dentro de la
capa de apantallamiento también puede utilizarse preferiblemente en
todas las demás realizaciones para reducir la resistencia de la
capa y por tanto mejorar la eficacia del drenado de las corrientes
de interferencia.
\newpage
Finalmente, se observa una vez más que las
lámparas de descarga de gas y sus diagramas de circuitos
equivalentes mostrados en las figuras son simplemente ejemplos de
realizaciones que pueden modificarse en muchos aspectos sin
apartarse del alcance de la invención. Así, por ejemplo, el
apantallamiento 9 puede estar dispuesto alternativamente en el lado
interior de la ampolla 8 exterior en todas las realizaciones o puede
estar formado por una capa especial en la pared de la ampolla 8
exterior. De manera similar, la lámpara puede estar retenida de otra
manera distinta mediante una parte de extremo insertada en un
portalámparas, por ejemplo puede estar conectada a un cable coaxial
o elemento similar en el lado presente en el portalámparas en las
realizaciones.
Claims (9)
1. Lámpara de descarga de gas con
- un recipiente (2) de descarga,
- electrodos (4, 5) que se proyectan hacia el
recipiente (2) de descarga,
- un apantallamiento (9, 23) translúcido
eléctricamente conductor que apantalla el recipiente (2) de
descarga y comprende medios (10, 11, 24, 27, 28) de conexión para
proporcionar una conexión de al menos alta frecuencia entre el
apantallamiento (9, 23) y un apantallamiento (14, 17, 19) de un
sistema eléctrico utilizado para hacer funcionar la lámpara (1) de
descarga de gas para formar un sistema de apantallamiento coaxial
que encierra el recipiente (2) de descarga con los electrodos (4, 5)
durante el funcionamiento de la lámpara (1) de descarga de gas
caracterizada porque
una línea (25, 26) de suministro se extiende
dentro del apantallamiento (9) de la lámpara (1) de descarga de gas
y está conectada a uno de los electrodos (5).
2. Lámpara de descarga según la reivindicación
1, caracterizada porque el apantallamiento (9, 23) de la
lámpara (1) de descarga de gas está conectada con conducción
eléctrica a un apantallamiento (17) de un portalámparas durante el
funcionamiento de la lámpara (1) de descarga de gas.
3. Lámpara de descarga de gas con
- un recipiente (2) de descarga,
- electrodos (4, 5) que se proyectan hacia el
recipiente (2) de descarga,
- un apantallamiento (9, 23) translúcido
eléctricamente conductor que apantalla el recipiente (2) de descarga
y comprende medios (10, 11, 24, 27, 28) de conexión para
proporcionar una conexión de al menos alta frecuencia entre el
apantallamiento (9, 23) y un apantallamiento (14, 17, 19) de un
sistema eléctrico utilizado para hacer funcionar la lámpara (1) de
descarga de gas para formar un sistema de apantallamiento coaxial
que encierra el recipiente (2) de descarga con los electrodos (4,
5) durante el funcionamiento de la lámpara (1) de descarga de
gas
caracterizada porque
el apantallamiento (9) de la lámpara (1) de
descarga de gas sirve como una línea de suministro y está
eléctricamente conectado a uno de los electrodos (5).
4. Lámpara de descarga de gas según la
reivindicación 3, caracterizada porque el electrodo (5) está
conectado a una línea (30) de retorno adicional que está dispuesta
en paralelo al apantallamiento (9) de la lámpara (1) de descarga de
gas.
5. Lámpara de descarga de gas según la
reivindicación 4, caracterizada por un elemento (31)
inductivo incluido en la línea (30) de retorno adicional.
6. Lámpara de descarga de gas según una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada
porque el apantallamiento (9) de la lámpara (1) de descarga de gas
está acoplado a un apantallamiento (17) de un portalámparas a través
de un componente (28) capacitivo durante el funcionamiento de la
lámpara (1) de descarga de gas.
7. Lámpara de descarga de gas según una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada
porque el apantallamiento (9) de la lámpara (1) de descarga de gas
está conectado al otro electrodo (4) a través de un componente (29)
capacitivo.
8. Lámpara de descarga de gas según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada
porque la lámpara (1) de descarga de gas comprende una ampolla (8)
exterior que rodea al recipiente (2) de descarga, y el
apantallamiento (9) comprende una capa de material translúcido
conductor o una estructura de rejilla de material conductor
dispuesta en o sobre una pared de la ampolla (8) exterior.
9. Faro o luminaria con una lámpara (1) de
descarga de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
y con un sistema eléctrico para hacer funcionar la lámpara (1) de
descarga de gas, sistema que tiene un apantallamiento (14, 17, 19),
en el que el apantallamiento (9, 23) de la lámpara (1) de descarga
de gas está conectado al apantallamiento (14, 17, 19) del sistema
eléctrico al menos en lo que respecta a altas frecuencias para
formar un sistema de apantallamiento coaxial que encierra el
recipiente (2) de descarga y sus electrodos (4, 5).
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