JP2008547171A

JP2008547171A - ランプフリッカ抑制及びランプ電圧制御を有する高圧ランプ

Info

Publication number: JP2008547171A
Application number: JP2008518204A
Authority: JP
Inventors: リ，チャンウ; チャルマーズ，アラン・ジー; ヴァルガ，ヴィクター・ケイ; グーリン，ティモシー・ビー; アレン，ゲーリー・アール; アンジャリ，コックンデ; マクナマラ，ジェイムズ・シー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2008-12-25
Also published as: EP1897420A1; US20060290292A1; WO2007001776A1; US7443103B2; CN101209002A

Abstract

【課題】高圧ランプについてランプフリッカ抑制及びランプ電圧制御を提供する
【解決手段】高圧ランプに電流を供給するための方法及びシステムは、半サイクル平均振幅Ｉ１及び半サイクル時間間隔Ｔを有する交流ランプ電流波形と、交流ランプ電流の半サイクルの立下がり後に生じさせた半サイクル平均振幅Ｉ２を有しかつ半サイクル時間間隔Ｔｐを有する少なくとも１つの電流パルスを含む電流パルス波形と、を備える。これらの波形は、交流ランプ電流波形の半サイクルの立下がりから時間遅延Ｔｄ経過後に開始される電流パルス波形を含む電流波形を発生させるように合成させており、少なくとも１つの電流パルスの時間間隔Ｔｐは交流ランプ電流波形の第２の半サイクルの立上がり前の残留時間未満だけ継続している。合成したこの電流波形は高圧ランプに電流を供給し、ランプフリッカを低減させるような円錐形状の先端突出部が生成される。
【選択図】図１４

Description

ランプフリッカは映像投影ランプなどの高圧ランプにおいて知られる問題の１つである。投影ランプ用途で高い性能を達成するためにはフリッカを低減させることが重要である。以下は、フリッカを低減させるような高圧ランプの動作に関するものである。

高圧ランプのランプフリッカは電極先端突出部の温度及び物理的特徴に関連する。陰極電極から陽極電極への放電アークは、放電アークの発生源が安定でないため安定しない。電極が低温過ぎたり高温過ぎたりすると電極放電アークが電極上のある点から電極上の別の点にジャンプすることに起因するマイクロスパイクが発生することになる。これが見る者にフリッカとして知覚される。米国特許第５，６０８，２９４号（以下では、Ｄｅｒｒａらの特許と呼ぶ）は、この問題に対する１つの解決法を提唱すると共に、高圧ランプの当業者に理解されるようなフリッカの原因について検討している。Ｄｅｒｒａらの特許は、フリッカを低減させた高圧放電ランプ動作のために交流ランプ電流の半サイクルの後半部に電流パルスを重ね合わせた交流ランプ電流について開示している。Ｄｅｒｒａらが開示した方法は、０．６〜２．０の範囲内にある電流比Ｒｉと０．０５〜０．１５の範囲内にある時間間隔比Ｒｔとを含むランプ電流波形をランプに供給することに限定されている。電流比Ｒｉは交流ランプ電流の平均振幅に対する電流パルスの平均振幅と規定される。時間間隔比Ｒｔは、交流ランプ電流の半サイクルの時間間隔に対する電流パルスの時間間隔と規定される。米国特許第４，４８５，４３４号（以下では、Ｂｅｅｓｔｏｎらの特許と呼ぶ）は、アークランプに対して電力を供給するための電源について記載している。Ｄｅｒｒａらの米国特許第５，６０８，２９４号並びにＢｅｅｓｔｏｎらの米国特許第４，４８５，４３４号は参照により本明細書に組み込むものとする。
米国特許第５，６０８，２９４号米国特許第４，４８５，４３４号米国特許第６，２１５，２５２Ｂ１号ＷＯ第２００５／１２０１３８Ａ号米国特許第２００４／０９０１９２Ａ１号ドイツ国特許第３６３６９０１Ａ１号米国特許第４，９８８，９１８Ａ号米国特許第２００４／１８３４７２Ａ１号ＫＡＩＳＥＲ，Ｗら、「Ｃｕｒｒｅｎｔｐｕｌｓｅｆｅｄｈｉｇｈ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｓｏｄｉｕｍｌａｍｐｓ」（ＣＯＮＦＥＲＥＣＥＲＥＣＯＲＤＯＦＴＨＥ２００２ＩＥＥＥＩＮＤＵＳＴＲＹＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ．３７ＴＨＩＡＳＡＮＮＵＡＬＭＥＥＴＩＮＧ．ＰＩＴＴＳＢＵＲＧＨ，ＰＡ，ＯＣＴ．１３−１８，２００２，ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥＲＥＣＯＲＤＯＦＴＨＥＩＥＥＥＩＮＤＵＳＴＲＹＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ．ＩＡＳＡＮＮＵＡＬＭＥＥＴＩＮＧ，ＮＥＷＹＯＲＫ，ＮＹ：ＩＥＥＥ，ＵＳ，ｖｏｌ．１ＯＦ４，ＣＯＮＦ．３７，１３Ｏｃｔｏｂｅｒ２００２（２００２−１０−１３），ｐａｇｅｓ１４９９−１５０４，ＸＰ０１０６１００７６ＩＳＢＮ：０−７８０３−７４２０−７ｐａｇｅ１４９９，ｒｉｇｈｔ−ｈａｎｄｃｏｌｕｍｎ − ｐａｇｅ１５００ｌｅｆｔ−ｈａｎｄｃｏｌｕｍｎ；ｆｉｇｕｒｅｓ２，７）

Ｄｅｒｒａらの特許に教示されたもの以外の、高強度の放電ランプにおいてランプフリッカを制御するような電流波形に対する要求が存在する。追加的な波形によれば、ランプ回路の設計者に対してフリッカ低減の関連コストを最小化するような代替手段が提供される。さらに、交流ランプ電流と１つまたは複数のパルスの組み合わせを含む代替波形を発生させるデバイス及び方法に対する要求が存在する。最後に、Ｒｔ及びＲｉを変更することによって一定の電力を維持しかつフリッカを低減させるように高強度ランプを制御する方法に対する要求が存在する。

高圧ランプに供給するランプ電流に関して最適なＲｔ及びＲｉを選択することによってフリッカを大幅に低減するように高圧放電ランプを動作させるシステム及び方法を提供する。さらに、１つまたは複数の電流パルスと交流ランプ電流との組み合わせにおいて該電流パルスの立上がりが交流ランプ電流の半サイクルの立下がりと実質的に同時あるいは該立下がりから時間遅延Ｔｄ経過した後に生じるようにすること（すなわち、電流パルスが交流ランプ電流の半サイクルの後半部分と重ならないようにすること）によってフリッカを低減するための装置及び方法を提供する。

さらに、高圧ランプに供給する交流ランプ電流の電流比Ｒｉ及び時間間隔比Ｒｔを制御することによって電極先端直径サイズ、電極先端突出部長さ及び電極先端成長速度を制御する方法を提供する。交流ランプ電流の電流比Ｒｉ及び時間間隔比Ｒｔを制御することによって、電極先端突出部サイズ及び電極先端成長速度を制御し、電極先端の追加的な安定性の提供、並びにフリッカの追加的な低減が可能である。

さらに、ランプ性能及びランプ寿命を大幅に向上させるような所望の目標に合わせたランプ動作電圧の効果的な制御のための方法を提供する。

図１は、Ｄｅｒｒａらの米国特許第５，６０８，２９４号による従来技術の配列を表している。上で簡単に指摘したようにＤｅｒｒａ特許は、高圧放電ランプのフリッカを抑制するような動作方法及び回路配列について開示している。電流パルスはランプ電流の半周期すなわち半サイクルの一部分で発生させている。この電流パルスは、ランプ電流と同じ極性を有すると共に、その半サイクルの後半部分で重ね合わせられる。この方式により、ランプを通過する電流の総量が増大し、また同様にランプ電極の温度も増大する。温度が高くなることによって放電アークの安定性が上昇し、このためアークは電極上の同じ箇所から発生することになる。

しかし上で指摘したように、Ｄｅｒｒａ特許は動作範囲に対して選択式の制限を規定している。具体的には、Ｄｅｒｒａ特許はＲｉを０．６〜２．０の範囲にまたＲｔを０．０５〜０．１５の範囲内に制限している。Ｄｅｒｒａ特許で指摘された範囲外にも依然として、別の有効動作範囲が存在する。本開示では、Ｄｅｒｒａ特許に開示されたのと同じ全体種別をもつ波形（すなわち、交流ランプ電流上に電流パルスを重ね合わせることに由来する重複波形）を使用するがその範囲を異ならせることによって高圧ランプにおいてランプフリッカが効果的に抑制されることが分かった。ここで、Ｒｉ（Ｒｉ＝Ｉ２／Ｉ１）は２．０以上かつ４．０以下の範囲にあることが好ましい（ここで、Ｉ１は交流ランプ電流の半サイクル平均振幅と規定され、またＩ２は電流パルスの半サイクル平均振幅である）。時間間隔比Ｒｔ（Ｒｔ＝Ｔｐ／Ｔ）は０．２％以上かつ５０％以下の範囲とすること、またさらに詳細には０．２％〜３５％の範囲とすることができる（ここで、Ｔは交流ランプ電流の半サイクル時間間隔であり、またＴｐは交流電流パルスの時間間隔を意味している）ことも分かった。

本発明の別の例示的な実施形態では、高圧ランプを駆動するためにランプ電流波形１０が使用される。ランプ電流波形１０は１つまたは複数の電流パルス１２（正の部分１２ａ及び負の部分１２ｂ）と交流ランプ電流１４（正の部分１４ａ及び負の部分１４ｂ）とから構成されている。図２では矩形の交流電流パルス１２として表しているが、電流パルスの形状は重要ではない。受容可能な電流パルス形状の例には、その一部を示すと、矩形、正方形、正弦波形、三角形、及び指数関数形状が含まれる。そのランプ電流１０に関する適正な電流比Ｒｉ及び時間間隔比Ｒｔを選択することによって、電極先端突出部を制御し、ランプフリッカを大幅に低減させることができる。さらにランプ電流１０の電流比Ｒｉ及び時間間隔比Ｒｔを制御することによって、電極先端突出部直径、電極先端突出部長さ及び電極先端成長速度を制御し、電極先端に関する追加的な安定性の提供、並びにランプフリッカの更なる低減が可能となる。

図２の参照を続けると、ランプ電流１０は正の進行部分１６及び負の進行部分１８を有する交流電流方形波波形１４と、正の進行部分１２ａ及び負の進行部分１２ｂを有する交流電流矩形パルス波形１２と、を含むように構成されている。このランプ電流１０はフリッカを低減させて高圧ランプを駆動するために使用される。Ｉ１は交流ランプ電流１４の半サイクル平均振幅を表しており、またＩ２は交流電流パルス１２の半サイクル平均振幅を表している。Ｔは交流ランプ電流の半サイクル時間間隔である。Ｔｄは交流ランプ電流１４の半サイクルの立下がりと交流電流パルス１２の立上がりとの間の時間間隔を表しており、またＴｐは交流電流パルス１２の半サイクル時間間隔を表している。パルス１２の後には交流ランプ電流半サイクル１４が続く。図２のランプ電流波形は、電流比Ｒｉ＝Ｉ２／Ｉ１及び時間間隔比Ｒｔ＝Ｔｐ／Ｔを制御することによって高圧ランプのランプフリッカを安定化するために使用される。交流ランプ電流１４と電流パルス１２を非重複の関係とするとフリッカが低減される（例えば、図２に示すような明瞭な時間分離すなわち時間遅延Ｔｄを使用できる）、あるいはゼロ時間遅延すなわち時間無遅延を使用することも可能である（これについては以下で図１２に示すと共にさらに説明することにする）。

図３を参照すると、図２のランプ電流波形１０の一部分をエネルギー図表３０としてグラフ表示している（図において、Ｅは交流ランプ電流３２の半サイクルの総エネルギーを表しており、Ｅｐは電流パルス３４の半サイクルの総エネルギーを表している。電流パルス３４の立上がりは、交流ランプ電流の半サイクルの立下がりから時間遅延Ｔｄ経過後に開始させている。図３のエネルギー図表は、エネルギー比Ｒｅ＝Ｅｐ／Ｅを制御することによって高圧ランプのランプフリッカを安定化するためのエネルギー波形を表している。

試験の結果、Ｒｉ、Ｒｔ及びＲｅ比のそれぞれが指定の範囲内にあれば電極の安定性が向上しかつ円錐形状の先端突出部が得られることが証明された。この安定性の向上及び電極形状によってフリッカが大幅に低減する。好ましい範囲には以下範囲が含まれる。

Ｒｉ＝０．５〜４．０
Ｒｔ＝０．２％〜５０％
Ｒｅ＝０．２％〜５０％
さらに詳細には、幾つかの実施形態ではその動作がＲｔ＝０．２％〜３５％の範囲内にあることがある。

図４〜６を参照するとこれらの波形は、電極安定性を向上させ円錐形状の突出部を提供しフリッカを大幅に低減させた例示的な実施形態を表している。これらの実施形態には、Ｒｉ、Ｒｔ及びＲｅに関する以下の範囲が含まれる。

図４は、交流ランプ電流１４の直前の半サイクル１４ａと極性が同じ単一パルス４２ａを含む高圧ランプに供給するためのランプ波形４０を表している。パルス４２ａの立上がりは、交流ランプ電流波形の半サイクル１４ａの立下がりの後で開始される。図示したようにパルス４２ａは、交流ランプ電流の半サイクル１４ａの終了から時間遅延Ｔｄ経過後に発生させている。さらに詳細には、動作時における時間遅延Ｔｄは幾つかの実施形態では２０ｍｓまでの範囲内にあることがある。さらに詳細には、０．５ｍｓまでの時間遅延Ｔｄでは観察可能なフリッカは発生しない。時間遅延Ｔｄがこれより長くなると（すなわち、２０ｍｓを超えると）、ランプアークの消失がより頻繁になり、ランプフリッカが人間の眼で検出可能となり始める。同様に、負のパルス４２ｂは交流ランプ電流の負の半サイクル部分１４ｂの立下がりの後に開始される。

パルス４２の形状はランプ動作にとって重要ではない。例えばパルスの形状は、その一部を示すと、矩形、正方形、正弦波形、三角形、及び指数関数形状とすることができる。単一電流パルス４２の発生前に時間遅延Ｔｄを含むこの設計によって、交流ランプ電流１４の半サイクルの終了と電流パルス４２の間に非重複の関係が存在することになる。ある種の遅延を設けることは、関連するコストを軽減させた簡単な回路設計を用いた波形部分４２及び１４の発生を可能にするように異なった波形（異なった波形部分４２及び１４）を生成させることについて恩恵をもたらし得る。

図５は、約１Ｈｚを超える周波数において交流ランプ電流１４の直前の半サイクルと極性が同じ多重パルス５２を含む高圧ランプに供給するためのランプ電流波形５０の一実施形態を表している。この多重パルスはすべて半サイクル時間間隔Ｔｐの域内で発生させていると共に、半サイクル平均振幅Ｉ２を有する。パルス５２ａ、５２ｂの立上がりは、交流ランプ電流の半サイクル１４ａ、１４ｂのそれぞれの立下がりの後で開始される。図に示したように、多重パルスは交流ランプ電流１４の半サイクルの終了から時間遅延Ｔｄ経過後に追加されている。多重パルス５２の形状はランプ動作にとって重要ではない。この場合もそのパルスの形状は、その一部を示すと、矩形、正方形、正弦波形、三角形、及び指数関数形状とすることができる。これらの多重パルス並びにその他の図の多重パルスは、多重パルス遷移（図示せず）を含むことを理解されたい。

図６は、約１Ｈｚを超える周波数において交流ランプ電流の直前の半サイクルと極性が同じ及び極性が反対の多重パルス６２を含む高圧ランプに供給するためのランプ電流波形６０の一実施形態を表している。双極性パルス６２は交流ランプ電流の半サイクル１４ａまたは１４ｂの立下がり後に開始される。図示したようにパルス６２の立上がりは、交流ランプ電流の半サイクルの終了から時間遅延Ｔｄ経過後に開始される。パルスの形状はランプ動作にとって重要ではない。例えばパルスの形状は、その一部を示すと、矩形、正方形、正弦波形、三角形、及び指数関数形状とすることができる。これらの多重パルス並びにその他の図の多重パルスは、多重パルス遷移（図示せず）を含むことを理解されたい。

図７〜９を参照すると、これらの図は、安定性を向上させかつ円錐形状の突出部を提供しながらフリッカを低減させた高圧ランプに供給するような電流波形の別の実施形態（すなわち、非重複式電流波形実施形態）を表している。図示したように、これらの非重複波形は電流パルス７２、８２または９２の開始と交流ランプ電流１４の半サイクルの終了との間に遅延を含まない。しかし図７の電流パルス７２の立上がりは、交流ランプ電流波形１４の半サイクルの立下がりの後の実質的に瞬時に開始されることを理解されたい。これらの波形はＲｉ、Ｒｔ及びＲｅに関して以下の範囲を含む。

図７は、交流ランプ電流波形１４の半サイクルと極性が同じ単一パルス７２を含む高圧ランプに供給するためのランプ電流波形７０の一実施形態を表している。パルス７２ａまたは７２ｂは、交流ランプ電流１４の半サイクル１４ａまたは１４ｂのそれぞれの終了後に遅延なしに（すなわち、実質的に瞬時に）開始される。上述の実施形態において指摘したように、パルスの形状はランプ動作にとって重要ではない。例えばパルスの形状は、その一部を示すと、矩形、正方形、正弦波形、三角形、及び指数関数形状とすることができる。

図８は、約１Ｈｚを超える周波数において交流ランプ電流１４の半サイクル１４ａ、１４ｂのそれぞれと極性が同じ多重パルス８２ａまたは８２ｂを含む高圧ランプに供給するための非重複式のランプ電流波形８０の別の実施形態を表している。パルス８２は、交流ランプ電流１４の半サイクルの後で遅延なしに（すなわち、実質的に瞬時に）開始されており、矩形、正方形、正弦波形、三角形、及び指数関数形状（その一部を示す）などの様々な形状とすることができる。これらの多重パルス並びにその他の図の多重パルスは、多重パルス遷移（図示せず）を含むことを理解されたい。

図９は、約１Ｈｚを超える周波数において、交流ランプ電流１４の半サイクルと極性が同じ及び極性が反対の多重双極性パルス９２を含む高圧ランプに供給するためのランプ電流波形９０の一実施形態を表している。この双極性の（すなわち、極性が交替する）パルスは、ランプ電流波形１４の半サイクルの終了後で遅延なしに（すなわち、実質的に瞬時に）開始される。したがって電流パルスはランプ電流の半サイクルと重複しない。パルスの形状は、その一部を示すと、矩形、正方形、正弦波形、三角形、及び指数関数形状とすることができる。これらの多重パルス並びにその他の図の多重パルスは、多重パルス遷移（図示せず）を含むことを理解されたい。

図１０を参照すると本図は、高圧ランプに供給される記載した波形を発生させるために使用される回路１００の例示的な一実施形態を表している。図のようにこの実施形態は、総和発生器１０４の入力にｄｃ電流方形波（また別法では、ｄｃ信号）を供給するためのコンバータ１０２を含む。コンバータ１０２の出力を参照符号Ａで表している。電流パルス発生器１０６は総和発生器１０４の別の入力にｄｃ電流パルス波形を供給する。電流パルス発生器の出力を参照符号Ｂで表している。総和発生器１０４は電流パルス波形と電流方形波波形を合成すると共にこの信号を、ｄｃ電流波形をａｃ電流波形に変換するためのインバータ１０８に出力する。総和発生器１０４の出力を参照符号Ｃで表している。インバータ１０８からのａｃ電流波形出力は映像投影ランプなどの高圧ランプ１１０に供給される。ランプ入力を参照符号Ｉで表している。

図１１は、図１０の回路１００が発生させる電流波形及びこれらの相対的タイミングの一実施形態を表している。コンバータ１０２はｄｃ電流波形１２０を総和発生器１０４の入力に供給する。コンバータの出力を参照符号Ａで表している。電流パルス発生器１０６はｄｃ電流単一パルスまたは多重パルス１２２を、約１Ｈｚを超える周波数において総和発生器１０４の別の入力に供給する。電流パルス発生器の出力を参照符号Ｂで表している。総和発生器１０４は電流パルス波形１２２を合成すると共に、総和発生器１０４の出力波形１２４はインバータ１０８に供給される。総和発生器の出力を参照符号Ｃで表している。インバータ１０８は、総和発生器１０４の出力電流波形１２４をａｃランプ電流波形１２６に変換する。インバータ１０８からのａｃ電流波形出力１２６を参照符号Ｉで表しており、これが映像投影ランプなどの高圧ランプ１１０に供給される。波形１２６はそのパルス波形が単一または多重パルス波形である図４〜５の波形を表すことは当業者であれば理解されよう。

図１２は、上述した方式で図１０の回路１００に従って発生させる波形及びその相対的タイミングの別の実施形態を表している。ここでこの回路は、交流ランプ電流の半サイクルの終了後に遅延なしに（すなわち、実質的に瞬時に）パルスが開始されるランプ電流波形を発生させる。コンバータ１０２は総和発生器１０４の入力にｄｃ電流方形波１３０を供給する。総和発生器１０４は遅延Ｔｄを伴わずに（すなわち、実質的に瞬時に）電流パルス波形１３２を合成しており、また総和発生器１０４の出力波形１３４はインバータ１０８に供給される。コンバータ出力は波形Ａで指定されており、電流パルス発生器出力はＢであり、また総和発生器出力は参照符号Ｃで表している。インバータの出力を参照符号Ｉで表しており、これが高圧ランプ１１０に供給される。

図１３を参照すると本図は、その電流パルスがＤｅｒｒａ特許のようにａｃ電流に重複する場合で交流電流の半サイクルの終了後にパルスが開始されているランプ電流波形の発生に使用される図１０の回路１００に対する波形及びその相対的タイミングに関する別の実施形態を表している。コンバータ１０２は総和発生器１０４入力にｄｃ電流１４０を供給する。コンバータ出力Ａが電流パルス発生器出力Ｂと重複している総和発生器の出力を参照符号Ｃで表している。インバータ１０８は総和発生器１０４の出力電流波形１４４を参照符号Ｉで規定されるａｃランプ電流波形１４６に変換し、これが映像投影ランプなどの高圧ランプ１１０に供給される。

図１４では、高圧ランプに供給される記載した電流波形の発生に使用される回路の別の例示的な実施形態１５０を表している。図のようにこの実施形態は、インバータ１０８入力にｄｃ電流を供給するためのコンバータ１０２を含む。コンバータ１０２の出力を参照符号Ａで表している。インバータ１０８は総和発生器１０４にａｃ電流を出力する。インバータ１０８の出力を参照符号Ｃで表している。電流パルス発生器１０６はインバータ１０９にｄｃ電流パルスを供給する。インバータ１０９は総和発生器１０４の入力に対してａｃ電流パルス波形を出力する。ａｃ電流パルス波形の出力を参照符号Ｂで表している。総和発生器１０４はａｃ電流パルス波形をａｃ電流波形と合成し、その得られたａｃ電流波形を映像投影ランプなどの高圧ランプ１１０に供給する。ランプ入力を参照符号Ｉで表している。

図１４の回路１５０が発生させる波形及びその相対的タイミングの一実施形態を図１５で例証している。コンバータ１０２はインバータ１０８入力にｄｃ電流１６０（参照符号Ａ）を供給する。インバータ１０８は総和発生器１０４にａｃ電流１６２（参照符号Ｃ）を出力する。電流パルス発生器１０６はインバータ１０９にｄｃ電流パルス１６４（参照符号Ｄ）を供給する。インバータ１０９は総和発生器１０４の入力に対してａｃ電流パルス１６６（参照符号Ｂ）を出力する。総和発生器１０４は遅延Ｔｄの後でａｃ電流パルス１６６とａｃ電流１６２を合成し、総和発生器１０４はａｃランプ電流波形１６８（参照符号Ｉ）を出力し、これが映像投影ランプなどの高圧ランプ１１０に供給される。

高圧ランプに供給される記載した電流波形の発生に使用される回路の別の例示的な実施形態１７０を図１６に表している。この実施形態はインバータ１０８入力に電流を供給するためのコンバータ１０２を含む。コンバータ１０２の出力を参照符号Ａで表している。インバータ１０８は総和発生器１０４にａｃ電流を出力する。インバータ１０８の出力を参照符号Ｃで表している。電流パルス発生器１０６は総和発生器１０４の別の入力に対して電流パルス波形を供給する。電流パルス発生器の出力を参照符号Ｂで表している。総和発生器１０４は電流パルス波形をａｃ電流波形と合成し、その得られた電流波形を映像投影ランプなどの高圧ランプ１１０に供給する。ランプ入力を参照符号Ｉで表している。

図１６の回路１７０が発生させる、交流電流の半サイクルの終了後にパルスが開始されているランプ電流の発生に使用される双極性（すなわち、極性が交替する）パルスを有する代替的波形及びその相対的タイミングを図１７に表している。コンバータ１０２はインバータ１０８入力（参照符号Ａ）に電流１８０を供給する。インバータ１０８は総和発生器１０４にａｃ電流１８４を出力する（参照符号Ｃ）。電流パルス発生器１０６は双極性電流パルス１８２（参照符号Ｂ）を総和発生器１０４に供給する。総和発生器１０４は遅延Ｔｄの後でａｃ電流パルス波形１８４と双極性電流パルス１８２を合成し、また総和発生器１０４はａｃランプ電流１８６（参照符号Ｉ）を出力し、これが映像投影ランプなどの高圧ランプ１１０に供給される。双極性（すなわち、極性が交替する）電流パルスは例えば図８の実施形態に関連して記述した、大きさが異なり必要に応じて時間遅延Ｔｄを伴うか伴わないようにした多重パルスとすることが可能であることを理解されたい。

図１８を参照すると、高圧放電ランプの電極先端突出部の安定性を向上させ、これによりフリッカを大幅に低減させるためのランプ電流波形１９０を表している。この波形１９０は、交流電流１９４の半サイクルの後半部上で重複した電流パルス１９２を有する。Ｉ１は交流電流波形１９４の半サイクル平均振幅を表しており、またＩ２は電流パルスの半サイクル平均振幅を表している。Ｔは交流電流波形１９４の半周期間の時間間隔を表しており、またＴｐは電流パルス１９２の半サイクル時間間隔を表している。図１８の電流波形１９０は、電流比Ｒｉ＝Ｉ２／Ｉ１及び時間間隔比Ｒｔ＝Ｔｐ／Ｔを制御することによって高圧ランプのランプフリッカを低減させるために使用される。

図１９では、図１８の電流波形１９０をエネルギー図表２００としてグラフ表示している（ここで、Ｅは交流電流波形１９４の半サイクルの総エネルギーを表しており、またＥｐは電流波形１９４の半サイクルの終了近くで電流波形１９４に追加される電流パルス１９２の半サイクルの総エネルギーを表している）。図１９のエネルギー波形は、エネルギー比Ｒｅ＝Ｅｐ／Ｅを制御することによって高圧ランプのランプフリッカを低減させるためのランプ電流波形の一実施形態を表している。

時間間隔比Ｒｔとエネルギー比Ｒｅが０．２％〜５％の範囲内にありかつＲｉが２．０〜４．０の範囲内にあるとき円錐形状の先端突出部を伴うより安定した電極が生成される。さらに、時間間隔比Ｒｔ及びエネルギー比Ｒｅが１５％〜５０％の範囲内にありかつＲｉが２．０〜４．０の範囲内にあるとき円錐形状の先端突出部を伴うより安定した電極が生成される。このより安定した円錐形状先端突出部によってフリッカが大幅に低減される。

図２０〜２１を参照すると、電極先端突出部直径、電極先端突出部長さ、及び電極先端成長速度を制御する方法（本明細書では、アークギャップ制御とも呼ぶ）を開示する。電極先端突出部直径及び電極先端成長速度は、ランプ供給電流の電流比Ｒｉ及び時間間隔比Ｒｔを変更することによって変化する電流パルスＲｅによって生成されるエネルギー比と関係が深い。ランプ電流の電流比Ｒｉ及び時間間隔比Ｒｔを好ましい範囲または値（すなわち、好ましい範囲または値のエネルギー比Ｒｅ）になるように制御することによって、電極先端突出部サイズ及び電極先端成長速度を制御し、より安定した電極先端の提供及びフリッカの更なる低減を提供することができる。

図２０を参照すると、正規化済みのランプ動作電圧降下比と、対応する時間間隔比Ｒｔと、をグラフ表示している。ランプ動作電圧はアークギャップ制御に関する非常に好都合のインジケータである。アークギャップが大きいほど、一定の電力及びアークの維持に要するランプ動作電圧はそれだけ大きいものが要求される。電極先端突出部直径、電極先端突出部長さ、及び電極先端成長速度はすべてランプ動作電圧に反映される。図２０に示すように、電流比Ｒｉを一定に維持しながら時間間隔比Ｒｔを制御することによって、ランプ動作電圧の低減を実現することができる。ランプ動作電圧のこの低減は電極の突出部の直径及び長さを大きくした結果である。

一般的なランプ動作システムについて最初の１０分間に関する正規化済みのランプ電圧降下比を時間間隔比Ｒｔに対して図２０に表している。この図は、一定の電流比（Ｒｉ、図示せず）における１０分間の経過後のランプ動作電圧の低下比（すなわち、電圧降下）を時間間隔比Ｒｔの範囲に対して表している。この電圧降下は、初期ランプ動作電圧から１０分後のランプ動作電圧を引き算し、次いでこれを初期ランプ動作電圧で割り算した値として計測される。図２０に図示した関係によれば、個々の各ランプに関するＲｉ及びＲｔを自動的に選択し、かつこれに応じてＲｉ及びＲｔを変更してランプ電圧を所望の目標電圧になるように制御することによって、安定器その他の制御回路などのランプ駆動器の設計が可能となる。

ランプ動作電圧変化ｄＶ／ｄｔ特性はランプごとに異なっており、ランプ電圧の制御に使用される重要なパラメータの１つである。ランプ動作電圧及び電流に加えて、ランプのｄＶ／ｄｔ値をマイクロプロセッサにフィードバックし個々の各ランプに関するＲｔ及びＲｉを自動的に選択することができる。図２０に示すように、Ｒｔが概ね５〜２５の範囲内にあれば、ランプの時間間隔比ＲｔのグラフはｄＶ／ｄｔの率がより大きな全体として釣り鐘形となる。時間間隔比Ｒｔが５未満となるか２５を超えると、変化率ｄＶ／ｄｔは低下する。したがって、Ｒｔを概ね５〜２５の範囲内に保てばランプ動作電圧をより速い率で低下させることができる。ランプ動作電圧をより低速で低下させるには、図２０に示したようにランプ動作電流のＲｔを５未満とするか、２５を超える値にするかのいずれかとすべきである。図２０に表したグラフは単に、例示的なランプの動作を時間間隔比Ｒｔに関連させて例証することが目的である。別のランプが図２０に示したのと同じ全般的特性を有していても、その曲線はそのランプの種別に応じて時間間隔比Ｒｔがより小さくなるか、あるいは時間間隔比Ｒｔがより大きくなるように水平にシフトすることになることを理解されたい。したがって、大きなランプ動作電圧降下を有する時間間隔比Ｒｔの範囲は、ランプ種別に応じて様々となる。さらに、ランプ電流に関する異なる値の電流比Ｒｉでは、図２０の曲線が垂直軸に沿って上下にシフトすることになる。

図１０、１４及び１６の回路で実現できるランプ動作電圧及びアークギャップ制御２１０並びに別の周知のランプ制御回路の流れ図を図２１に表している。開始２１２の時点において、高強度放電（ＨＩＤ）ランプの開始シーケンス２１４は定常状態動作２１６に到達する前に３つの動作フェーズを含む。これらのフェーズは、ブレイクダウン、アークグロー及びウォームアップを含む。ランプのアークギャップをブレイクダウンさせるように通常は概ねキロボルト程度である初期高電圧が印加されるとブレイクダウンが生じる。ブレイクダウンフェーズの後、ランプに高周波数電圧が供給されて、アークグローを持続させ電極が加熱される。このフェーズをアークグローフェーズと呼ぶ。ウォームアップフェーズは、ランプ電力を目標値に到るまで上昇させるようにランプ電流が制御される時間であるアークグローフェーズに続く時間期間を意味する。ランプ電力が目標値に到達した後、ランプ電力が一定の値になるように制御されて定常状態２１６が実現される。

アークギャップを制御することによって電極（複数のこともある）の先端突出部直径、電極先端長さ、及び電極（複数のこともある）の先端成長速度を制御するために、デフォルトパルス電流比Ｒｉ及びパルス時間間隔比Ｒｔは、コンバータ及びインバータを調節してランプ電流波形を提供する（２２０）ために使用される初期デフォルト値（２１８）に設定される。ランプ電圧Ｖ及びランプ電流Ｉは連続して監視されサンプリングされ（２２２）、ランプ電力が計算されランプの電力が一定の値になるように有効に制御される。さらに工程２２２では、定常状態ランプ電圧変化ｄＶ／ｄｔも監視される。これらの値は、ルックアップテーブル、データベース、あるいは図２０の曲線当てはめによる伝達関数から最適なＲｔ及びＲｉを選択するために使用されると共に、そのランプ電圧が電極先端突出部を最適に増進させフリッカを低減するための目標範囲の域内にあるか否かが判定される（２２４）。ランプ電圧Ｖがこの範囲内にあればパルス電流比Ｒｉ及びパルス時間間隔比Ｒｔを全く変化させる必要がなく（２２６）、また制御アルゴリズムはコンバータ及びインバータの調節（２２０）に戻る。ランプ電圧Ｖが目標範囲の域内になければ、工程２２８において制御システムアルゴリズムはランプ電圧Ｖが安全限界内にあるか否かを先ず判定する。このランプ電圧安全限界チェックによって、ランプ電圧がランプ寿命の終わりを示しているか否か、すなわち動作にとって安全でないかどうかが判定される。ランプが安全限界範囲の外であれば、ランプは自動的にシャットオフされる（２３０）。ランプ電圧が安全限界内にあれば、制御アルゴリズムは目標ランプ電圧を維持するために工程２３２において、ランプ電圧Ｖ、電流Ｉ、電圧変化ｄＶ／ｄｔ並びにルックアップテーブル、データベース、あるいは図２０の曲線当てはめによる伝達関数に基づいて、パルス電流比Ｒｉ及びパルス時間間隔比Ｒｔに関して最適な値を計算または選択する。図２０と同様の曲線は特定のランプ種別に対して特徴付けを要することを理解されたい。

図２１に示すように、パルス時間間隔比Ｒｔを変化させるとランプ電圧の変化方向が有効に制御される。ランプ電圧が目標を超えていれば、電極先端突出部を増進させかつアークギャップを低減させてランプ電圧を目標範囲域内まで低下させるアルゴリズムによってＲｉ及びＲｔを選択する。逆に、ランプ電圧が目標未満であれば、このアルゴリズムは電極先端突出部を低下させるようなパルス時間間隔比Ｒｔを選択することになる。同時にこのアルゴリズムは、パルス電流比Ｒｉを増加させて電極先端を融解させランプ電圧を目標範囲の域内まで増大させる。

本発明について好ましい実施形態を参照しながら記載してきた。上述の詳細な説明を読みかつ理解することによって当業者が修正形態及び代替形態を実施できることは明らかであろう。本発明はこうした修正形態及び代替形態のすべてを含むものと解釈されるように意図したものである。

高圧ランプで使用されるランプ回路の従来技術の配列である。高圧ランプの供給に使用されるランプ電流を表した図である。高圧ランプの供給に使用されるランプ電流をエネルギー波形の形で表した図である。高圧ランプの供給に使用される実質的な遅延を伴ったランプ電流を表した図である。高圧ランプの供給に使用される実質的な遅延を伴ったランプ電流を表した図である。高圧ランプの供給に使用される実質的な遅延を伴ったランプ電流を表した図である。高圧ランプの供給に使用される実質的な遅延を伴わないランプ電流を表した図である。高圧ランプの供給に使用される実質的な遅延を伴わないランプ電流を表した図である。高圧ランプの供給に使用される実質的な遅延を伴わないランプ電流を表した図である。例示的な一実施形態によるランプ電流の発生に使用されるシステムのブロック図である。図１０に従って交流ランプ電流の半サイクルの終了後にパルスが開始されるようなランプ電流の発生に使用される信号タイミング図である。図１０に従って実質的な遅延を伴わずにパルスが開始されるようなランプ電流の発生に使用される信号タイミング図である。図１０に従ってＤＣ信号を使用しているランプ電流の発生に使用される信号タイミング図である。電流パルスを交流電流と合成させることによって高圧ランプにランプ電流を供給する例示的な一実施形態を表した図である。交流電流の半サイクルの終了後にパルスが開始される図１４に従ったランプ電流の発生に使用される信号タイミング図である。双極性電流パルスを交流電流と合成させることによって高圧ランプにランプ電流を供給する例示的な一実施形態を表した図である。交流ランプ電流方形波の半サイクルの終了後にパルスが開始される図１６に従ったランプ電流の発生に使用される信号タイミング図である。高圧ランプの供給に使用されるランプ電流を表した図である。高圧ランプの供給に使用されるエネルギー波形を表した図である。時間間隔比Ｒｔの関数として示したランプ動作電圧降下の図である。例示的な一実施形態によるランプ電圧及びアークギャップ制御の流れ図である。

符号の説明

１０ランプ電流波形
１２電流パルス
１４交流ランプ電流
１６ランプ電流の正進行部分
１８ランプ電流の負進行部分
３０エネルギー図表
３２交流ランプ電流
３４電流パルス
４０ランプ波形
４２単一電流パルス
５０ランプ電流波形
５２多重パルス
６０ランプ電流波形
６２多重パルス
７０ランプ電流波形
７２電流パルス
８０ランプ電流波形
８２電流パルス
９０ランプ電流波形
９２多重双極性パルス
９２電流パルス
１０２コンバータ
１０４総和発生器
１０６電流パルス発生器
１０８インバータ
１１０高圧ランプ
１２０ｄｃ電流波形
１２２ｄｃ電流単一パルスまたは多重パルス
１２４出力波形
１２６波形
１３０ｄｃ電流方形波
１３２電流パルス波形
１３４出力波形
１４０ｄｃ電流
１４４出力電流波形
１４６ａｃランプ電流波形
１６０ｄｃ電流
１６２ａｃ電流
１６４ｄｃ電流パルス
１６６ａｃ電流パルス
１６８ａｃランプ電流波形
１８０電流
１８２双極性電流パルス
１８４ａｃ電流
１８６ａｃランプ電流
１９０ランプ電流波形
１９２電流パルス
１９４交流電流
２００電流波形のエネルギー図表
Ｉ１交流ランプ電流の半サイクル平均振幅
Ｉ２交流電流パルスの半サイクル平均振幅
Ｔ交流ランプ電流の半サイクル時間間隔
Ｔｄ交流ランプ電流の半サイクルの立下がりと交流電流パルスの立上がりとの間の時間間隔
Ｔｐ交流電流パルスの半サイクル時間間隔
Ｅ交流ランプ電流の半サイクルの総エネルギー
Ｅｐ電流パルスの半サイクルの総エネルギー

Claims

気体放電ランプを動作させるための安定器であって、
交流ランプ電流を供給するための手段であって、該交流ランプ電流は平均振幅Ｉ１とその各々が周期Ｔの間に生じる交流ランプ電流の交流半サイクルとを含む電流供給手段と、
周期Ｔの後半周期に１つまたは複数の電流パルスを発生させるための手段であって、該１つまたは複数の電流パルスは平均振幅Ｉ２及び時間間隔Ｔｐを備えており、電流比Ｒｉ（Ｒｉ＝Ｉ２／Ｉ１）は２．０以上であり、かつ時間間隔比Ｒｔ（Ｒｔ＝Ｔ／Ｔｐ）は０．２％以上かつ５％以下あるいは１５％以上かつ５０％以下であり、前記交流ランプ電流と該１つまたは複数の電流パルスとが合成されている電流パルス発生手段と、
を備える安定器。
前記電流比Ｒｉは２．０以上かつ４．０以下である、請求項１に記載の安定器。
前記電流比Ｒｉは２．０以上かつ４．０以下であり、かつ前記時間間隔比Ｒｔは１５％以上かつ３５％以下である、請求項１に記載の安定器。
さらに、気体放電ランプ両端の電圧を検知し、ＲｉとＲｔのうちの一方または両方を変更させるフィードバック信号を提供するように適応させたランプ電圧センサを備える請求項１に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスの立上がりは、交流ランプ電流の半サイクルの立下がりから時間遅延Ｔｄ経過後に開始される、請求項１に記載の安定器。
前記時間遅延Ｔｄは２０．０ｍｓ以下である、請求項５に記載の安定器。
前記時間遅延Ｔｄは１．０ｍｓ以下である、請求項５に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスはその交流ランプ電流半サイクルと同じ極性を有する、請求項１に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスは双極性である、請求項１に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスの形状は、矩形状、正弦波状、三角形状または指数関数形状である、請求項１に記載の安定器。
さらに、ランプ電圧及びアークギャップを制御するためにＲｔ及びＲｉのうちの少なくとも一方を選択的に修正するための手段を備える請求項１に記載の安定器。
前記修正手段はアークギャップとランプ電圧のうちの少なくとも一方を変化させるためのＲｔ感応性ノブを含む、請求項１１に記載の安定器。
前記修正手段はアークギャップ及びランプ電圧を変化させるためのＲｉ感応性ノブを含む、請求項１１に記載の安定器。
気体放電ランプを動作させるための安定器であって、
その各々が周期Ｔの間に生じる交流半サイクルを含む交流ランプ電流を供給するための手段と、
時間間隔Ｔｐを備える１つまたは複数の電流パルスを発生させるための手段であって、該１つまたは複数の電流パルスは周期Ｔの後半周期に発生させており、前記交流ランプ電流及び該１つまたは複数の電流パルスが合成されており、かつ該１つまたは複数の電流パルスは該交流ランプ電流の半サイクルの終端から開始されている電流パルス発生手段と、
を備える安定器。
前記電流パルスは２０．０ｍｓ以下の時間遅延Ｔｄ経過後に開始させている、請求項１４に記載の安定器。
前記時間遅延Ｔｄは１．０ｍｓ以下である、請求項１５に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスはその交流ランプ電流の半サイクルと同じ極性である、請求項１４に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスは双極性である、請求項１４に記載の安定器。
時間間隔比Ｒｔ＝Ｔ／ＴｐかつＲｉ＝Ｉ２／Ｉ１とし、またＩ２が１つまたは複数の電流パルスの平均振幅であり、Ｉ１が交流ランプ電流の平均振幅であるとして、ランプ電圧及びアークギャップを制御するためにＲｔとＲｉの少なくとも一方を選択的に修正するための手段をさらに備える請求項１４に記載の安定器。
前記修正手段はアークギャップとランプ電圧のうちの少なくとも一方を変化させるためのＲｔ感応性ノブを含む、請求項１９に記載の安定器。
前記修正手段はアークギャップ及びランプ電圧を変化させるためのＲｉ感応性ノブを含む、請求項１９に記載の安定器。
気体放電ランプを動作させるための安定器であって、
ｄｃ電流を発生させるためのコンバータと、
平均振幅Ｉ２及び時間間隔Ｔｐを備えた１つまたは複数の電流パルスを発生させるための電流パルス発生器と、
前記ｄｃ電流と前記１つまたは複数の電流パルスを合成して中間電流波形にするための総和発生器と、
前記中間電流波形を１つまたは複数の電流パルスと合成された交流ランプ電流に変換するためのインバータであって、該交流ランプ電流は平均振幅Ｉ１とその各々が時間Ｔ中に発生する交流半サイクルとを備えており、かつ該１つまたは複数の電流パルスは平均振幅Ｉ２及び時間間隔Ｔｐを備えており、該１つまたは複数の電流パルスは交流ランプ電流半サイクルの後半部で開始されているインバータと、
を備える安定器。
Ｒｉ＝Ｉ２／Ｉ１とした電流比Ｒｉが０．５〜４．０の範囲にあり、かつＲｔ＝Ｔ／Ｔｐとした時間間隔比Ｒｔが０．２％〜５０％の範囲にある、請求項２２に記載の安定器。
電流比Ｒｉは２．０以上かつ４．０以下である、請求項２２に記載の安定器。
前記時間間隔比Ｒｔは０．２％以上かつ５％以下である、請求項２２に記載の安定器。
前記時間間隔比Ｒｔは１５％以上かつ５０％以下である、請求項２２に記載の安定器。
前記時間間隔比Ｒｔは１５％以上かつ３５％以下である、請求項２２に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスは該１つまたは複数の電流パルスが交流ランプ電流半サイクルの後半部で発生するように交流ランプ電流と合成させており、該１つまたは複数の電流パルスは交流ランプ電流の半サイクルの終了から時間遅延Ｔｄ経過後に開始されている、請求項２２に記載の安定器。
前記時間遅延Ｔｄは２０．０ｍｓ以下である、請求項２２に記載の安定器。
前記時間遅延Ｔｄは１．０ｍｓ以下である、請求項２２に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスはその交流ランプ電流の半サイクルと同じ極性である、請求項２２に記載の安定器。
前記１つまたは複数の電流パルスは双極性である、請求項２２に記載の安定器。
気体放電ランプを動作させるための安定器であって、
ｄｃ電流を発生させるためのコンバータと、
前記ｄｃ電流を、平均振幅Ｉ１とその各々が時間Ｔ中に発生する交流半サイクルとを備えた交流ランプ電流に変換するための第１のインバータと、
平均振幅Ｉ２及び時間間隔Ｔｐを備えた同じ極性をもつ１つまたは複数の電流パルスを発生させるための電流パルス発生器と、
前記１つまたは複数の電流パルスを極性が交替する１つまたは複数の電流パルスに変換するための第２のインバータと、
前記交流ランプ電流と前記１つまたは複数の双極性電流パルスを合成するための総和発生器であって、該１つまたは複数の双極性電流パルスは交流ランプ電流半サイクルの後半部で発生させている総和発生器と、
を備えた安定器。
気体放電ランプを動作させるための安定器であって、
ｄｃ電流を発生させるためのコンバータと、
前記ｄｃ電流を、平均振幅Ｉ１とその各々が時間Ｔ中に発生する交流半サイクルとを備えた交流ランプ電流に変換するためのインバータと、
平均振幅Ｉ２及び時間間隔Ｔｐを備えた１つまたは複数の双極性電流パルスを発生させるための電流パルス発生器と、
前記交流ランプ電流と前記１つまたは複数の電流パルスを合成するための総和発生器であって、該１つまたは複数の電流パルスは交流ランプ電流半サイクルの後半部で発生させている総和発生器と、
を備えた安定器。
ランプのアークギャップが制御されるようにランプを動作させる方法であって、
交流ランプ電流と１つまたは複数の電流パルスの組み合わせからなる電流をランプに供給する工程であって、該交流ランプ電流は平均振幅Ｉ１とその各々が周期Ｔの間に生じる交流半サイクルとからなり、かつ該１つまたは複数の電流パルスは平均振幅Ｉ２と時間間隔Ｔｐとからなる電流供給工程と、
デフォルトの電流比Ｒｉ（Ｒｉ＝Ｉ２／Ｉ１）を提供する工程と、
デフォルトの時間間隔比Ｒｔ（Ｒｔ＝Ｔｐ／Ｔ）を提供する工程と、
前記デフォルト電流比Ｒｉ及び前記デフォルト時間間隔比Ｒｔの関数として前記ランプへの一定電力が維持されるように前記電流を制御する工程と、
ランプに前記電流を供給する工程と、
ランプ電圧Ｖ、ランプ電流Ｉ、及びランプ動作電圧の変化ｄＶ／ｄｔを監視する工程と、
を含む方法。
そのランプ電圧Ｖが所望の電極先端直径、電極先端突出部長さ及び電極先端成長速度を生じさせるような目標範囲内にあるか否かを判定する工程をさらに含む請求項３３に記載の方法。
前記ランプ電圧Ｖが所望の電極先端直径、電極先端突出部長さ及び電極先端成長速度を生じさせるような目標範囲内にない場合に、該ランプ電圧Ｖが安全限界内にあるか否かを判定する工程をさらに含む請求項３５に記載の方法。
前記ランプ電圧Ｖが目標範囲内になくかつランプの安全限界内にない場合にランプの動作を停止する工程をさらに含む請求項３５に記載の方法。
ランプ動作電圧データをＲｔ及びＲｉの関数の形で含むデータベースにアクセスする工程と、
前記データベースから、ランプを目標範囲内で動作させるような所望の電極先端直径、電極先端突出部長さ及び電極先端成長速度を提供するＲｔ及びＲｉの値を選択する工程と、
電力が一定の電流波形を発生させる工程と、
前記電流波形を高圧ランプに供給する工程と、
をさらに含む請求項３５に記載の方法。
前記ランプ電圧がランプの目標域内にないが安全限界内にある場合に、所望の電極先端直径、電極先端突出部長さ及び電極先端成長速度を生じさせるようにＲｔ及びＲｉ値を選択する工程をさらに含む請求項３５に記載の方法。