带有点燃辅助装置的介电阻挡放电灯

摘要

本发明涉及一种介电阻挡放电灯(1)，包括：阳极(3)和阴极(4)，带有抽气管(10)的放电容器(2)和沿着抽气管(10)的外侧设置的点燃电极(6，7)，该介电阻挡放电灯具有设置在抽气管(10)的内侧中的点燃覆盖物(13)。点燃覆盖物(13)在点燃电极(7)上居中地设置，并且该点燃电极(7)与阴极(4)相连。通过这种方式，实现了减少用于可靠地点燃灯(1)的启动序列的持续时间。

权利要求

1.一种介电阻挡放电灯(1)，包括：

阳极(3)和阴极(4)，

带有抽气管(10)的放电容器(2)，

沿着抽气管(10)外侧设置的至少一个点燃电极(6，7)，设置在抽气管(10)内侧中的点燃覆盖物(13)，

其特征在于，点燃覆盖物(13)在点燃电极(7)上居中地设置，并且该点燃电极(7)与阴极(4)相连，其中点燃覆盖物(13)的三个角之一离开放电容器(2)内部指向抽气管(10)的熔融部的方向。

2.根据权利要求1所述的介电阻挡放电灯，其中点燃覆盖物(13)在抽气管(10)的横截面中看构建为半圆形。

3.根据权利要求1或2所述的介电阻挡放电灯，其中点燃覆盖物(13)具有三角形形状，并且至少一个角指向阳极(3)的方向。

4.根据权利要求3所述的介电阻挡放电灯，其中点燃覆盖物(13)的形状是三角形。

5.根据权利要求1或2所述的介电阻挡放电灯，其中点燃覆盖物(13)由金属材料构成。

6.根据权利要求5所述的介电阻挡放电灯，其中用于点燃覆盖物(13)的金属材料是银焊料。

7.根据权利要求1或2所述的介电阻挡放电灯，其中沿着抽气管(10)的外侧相对于第一点燃电极(7)设置有第二点燃电极(6)，并且其中第二点燃电极(6)与阳极(3)相连。

8.一种照明系统，包括：根据上述权利要求中的任一项所述的介电阻挡放电灯(1)，电驱动设备(14)，该驱动设备设计用于产生高压脉冲并且借助连接线缆(8，9)与介电阻挡放电灯(1)的电极(3，4)相连，其中电极性和对高压脉冲的产生的控制使得与点燃电极(7)相连的电极(4)至少在灯的点燃阶段期间用作阴极。

9.根据权利要求8所述的照明系统，其中点燃覆盖物(13)具有三角形状，并且至少一个角指向阳极(3)的方向。

说明书

带有点燃辅助装置的介电阻挡放电灯

技术领域

[0001] 本发明基于一种介电阻挡放电灯。

[0002] 目前介电阻挡放电灯的重要应用领域是办公自动化，特别是用于扫描仪、传真机等等设备的线型灯以及大面积的平面灯、所谓的平面辐射器，在液晶技术和其他图像显示器中用于监视器和电视机屏幕的背光照明。然而本发明并不局限于这些应用领域。更确切地说，存在其他应用领域，譬如在商业和工业中的UV(紫外)处理，在一般照明中，在照明装置造型中等等。

背景技术

[0003] 介电阻挡放电灯本身而言是已知的并且在现有技术中同时被广泛地记载。这些灯的特征在于，电极通过电介质与放电容器内的放电媒质(通常为稀有气体入氙气或者稀有气体混合物)分离。在此，原则上电极可以都设置在放电容器内、都设置在放电容器外或者一个极性的电极设置在放电容器内而另一个极性的电极设置在放电容器外。对于设置在放电容器外的电极，放电容器的壁用作介电阻挡物。如果所有电极设置在放电容器内，则一个极性的电极或者至少一个电极必须通过电介质、例如通过介电涂层来与放电容器的内部分离。通过该介电阻挡物，在工作中形成所谓的单侧介电阻挡放电。可替选地，全部的内电极也可以设置有介电涂层。于是，涉及一种两侧介电阻挡放电。后者特别是也涉及已经提及的情况，即全部的电极设置在放电容器的外部。

[0004] 由于在至少一个电极和放电媒质之间的介电阻挡物，为了驱动介电阻挡放电灯需要随时间变化的电压，例如正弦形的交流电压。在US 5 604410中记载的脉冲驱动方式证明是特别有效的。

[0005] 在文献US 6 323 600中公开了一种用于根据前面提及的脉冲驱动方式来驱动介电阻挡放电灯的电路装置。为此，借助反激变换器来产生数千伏(kV)的脉冲电压序列和通常为25kHz至115kHz的脉冲重复频率。

[0006] 由于介电阻挡物，特别是在两侧介电阻挡的情况下，有时可能出现点燃问题。通常，介电阻挡放电灯越长地不工作，则该不可点燃性越大。于是，暗淡中的点燃特别困难。该问题要通过特殊的点燃辅助装置来缓和。

[0007] 在EP 1 329 944中公开了一种杆状的介电阻挡放电灯，其包括集成在抽气管中的点燃辅助装置。为此目的，两个长形的点燃电极沿着抽气管的外侧设置以及在抽气管内部设置有金属结构，特别是点燃覆盖物(Zuendbelag)设置在两个点燃电极中间。

发明内容

[0008] 本发明的任务是提出一种带有改进的点燃特性的介电阻挡放电灯。

[0009] 该任务通过介电阻挡放电灯来解决，该介电阻挡放电灯包括阳极和阴极、带有抽气管的放电容器、沿着抽气管外侧设置的至少一个点燃电极以及设置在抽气管内侧中的点燃覆盖物，其特征在于，点燃覆盖物在点燃电极上居中地设置，并且该点燃电极与阴极相连。

[0010] 特别有利的扩展方案在从属权利要求中。

[0011] 发明人发现，在如下情况下实现点燃时间延迟的明显缩短：

[0012] 1.点燃覆盖物不是简单地居中设置在两个点燃电极之间，如在现有技术中那样，而是居中地设置在一个点燃电极上，并且此外

[0013] 2.该点燃电极与阴极相连，或者与至少在点燃阶段期间至少有时用作阴极的电极相连。

[0014] 令人吃惊的是，这两种措施的组合才能够实现明显的点燃时间缩短，而每个措施单独而言仅仅带来比较小的改进。

[0015] 优选的是，点燃覆盖物在抽气管的横截面中看构建为半圆形。在一个具体实施形式中，点燃覆盖物是三角形的。在此，三角形的点燃覆盖物优选取向为使得点燃覆盖物的三个角之一离开放电容器内部地指向抽气管的熔融部位的方向。通过这种方式，三角形的点燃覆盖物的另外两个角指向阳极的方向，由此明显提高了在点燃过程期间可实现的电场强度。一般性地考虑，于是重要的是，点燃覆盖物具有有棱角的形状，并且至少一个角指向阳极的方向。

[0016] 点燃覆盖物由以下材料制成：该材料具有尽可能高的二次电子发射效率，特别是金属，例如银。

[0017] 现在基于的是，点燃电极的特别的设置，点燃电极在点燃阶段期间的负的电极性以及点燃覆盖物相对于点燃电极的位置特别有利于电子从点燃覆盖物的场发射。优选的是，相对于第一点燃电极，沿着抽气管安装另一点燃电极。该第二点燃电极至少在点燃阶段期间与正的电极性相连。通过这种方式，将自由电子从点燃覆盖物朝着正点燃电极的方向加速并且引起在抽气管中的辅助放电。该辅助放电触发在放电容器内部在介电阻挡(主)电极之间的实际主放电。

[0018] 上面和以下对各特征的描述涉及装置类型，并且也涉及与本发明对应的用于点燃根据本发明的灯的方法，而对此无需详细地再明确提及。

[0019] 于是，本发明原则上也涉及一种用于点燃介电放电灯的方法，该介电放电灯包括两个电极、带有抽气管的放电容器、沿着抽气管外侧设置的至少一个点燃电极以及设置在抽气管内侧中的点燃覆盖物，其中点燃覆盖物在点燃电极上居中地设置，以及涉及如下的方法步骤：将介电阻挡放电灯的电极借助连接线缆与为了产生高压脉冲而设计的电驱动设备相连，以及电极性和用于产生高压脉冲的控制装置使得与居中地设置在点燃覆盖物上的点燃电极相连的电极至少在灯的点燃阶段期间用作阴极。

附图说明

[0020] 下面将借助实施例进一步阐述本发明。其中：

[0021] 图1a以部分纵截面图示出了根据本发明的介电阻挡放电灯，

[0022] 图1b以沿着线AA的横截面图示出了图1a中的灯，

[0023] 图2示出了带有图1a中的灯的根据本发明的照明系统，并且

[0024] 图3示出了用于点燃和驱动图1a中的灯的高压脉冲的示意性包络曲线图。

具体实施方式

[0025] 图1a和1b以示意图示出了本发明的一个实施例的部分纵截面或者沿着线AA的横截面。其涉及的是长形的介电阻挡放电灯1，其特别是设计用于使用在办公自动化的设备中。

[0026] 介电阻挡放电灯1基本上包括：带有圆形横截面的管状的放电容器2(在图1a中仅仅部分地示出)；两个带状的内部主电极3、4，它们分别以介电阻挡物5例如玻璃焊剂带来覆盖；两个U形的外部的辅助电极6、7；以及两个馈电线缆8、9，它们设计用于连接供电设备(图1a中未示出)。

[0027] 带状的主电极3、4彼此正相对地设置在管状放电容器2的内侧上。这种带有内部主电极的介电阻挡放电灯的基本原理在文献US 6,097,155中特别是结合以那里的图1a、1b和2予以详细阐述。

[0028] 管状放电容器2在其第一端上借助盘状熔融部与熔融的抽气管10气密地封闭。在其另一端部上，该管状放电容器2圆顶状地封闭(图1a中未示出)。在放电容器2的内部有填充压力为大约15千帕斯卡(kPa)的氙气。带状的主电极3、4穿过盘状熔融部向外引出。为此，放电管具有伸出盘状熔融部的区段11。

[0029] 在放电管区段11内，U形辅助电极6、7的第一脚分别与馈电线缆8、9相连。U形辅助电极6、7的另外的脚触碰熔融的抽气管10的外侧。

[0030] 为此目的，两个U形辅助电极6、7在抽气管10和周围的放电管区段11的相邻内侧之间的中间空间中彼此正相对地设置。为了电绝缘，中间空间被填充以硅橡胶12。对此在对于绝缘具有较少的高要求的情况下也可以省去。在抽气管10的内侧上直接对置于辅助电极7设置有在横截面中半圆形的、银焊料构成的点燃覆盖物13(参见图1b)。在纵截面中看，点燃覆盖物13具有三角形形状，其中三角形的底边(Basis)在抽气管10的环周方向上，而顶端离开放电容器的内部指向抽气管的熔融端部的方向。对于实现所有根据本发明的目的，此外重要的是，辅助电极7(其上居中地设置有点燃覆盖物13设置为阴极，即在优选脉冲的点燃阶段期间至少暂时与负的电势相连。通过这种方式，如上所述地取向的三角形点燃覆盖物13的另外两个角指向阳极的方向。

[0031] 在图2中示意性示出了根据本发明的照明系统。该照明系统基本上包括根据本发明的图1a、1b中所示的介电阻挡放电灯1以及针对脉冲驱动而设计的供电设备14。在此，连接线缆9(其与同点燃覆盖物13直接相邻的第一辅助电极7相连)与供电设备14的负极15相连。另一辅助电极6通过另外的连接线缆8与供电设备14的正极16相连。通过这种方式保证了：第一辅助电极7至少在灯1的点燃阶段期间脉冲式地相对于另外的辅助电极6具有负的电势。于是表明，在这种极性中有利于电子从点燃覆盖物中的场发射。通过来自点燃覆盖物的场发射产生的自由电子随后朝向正的另外的辅助电极6加速并且通过这种方式开始抽气管中的辅助放电。辅助放电于是触发在放电容器2内在主电极3、4之间的实际主放电。

[0032] 图3示出了用于点燃和驱动图1a中的灯1的高压脉冲的包络线17的示意图，如其例如由图2中所示的电驱动设备14向输出极15、16所产生的那样(包络线在此出于图示原因而正向地示出)。包络线17可以划分为四个阶段，其中高压脉冲的幅度不同。在阶段I、所谓的启动阶段，幅度UB大于通过阶段IV所表明的正常工作中的幅度。启动阶段在时间点t＝0开始并且持续时间TB。随后接着是中断阶段II，其中在持续时间T0期间幅度为零，即没有产生高压脉冲。随后接着是斜坡阶段III，在该阶段期间幅度线性地从零上升到正常工作阶段IV期间的通常的正常值UN。通过根据本发明对点燃覆盖物的特定设置和随后的辅助电极的极性的组合，实现了明显减少启动序列的总持续时间，即I至III的阶段，如下面对典型持续时间的比较所表明的那样。

[0033]TB T0 TR T总
传统 50ms 30ms 60ms 140ms
根据本发明 10ms 20ms 60ms 90ms

[0034] 通过本发明，于是将启动序列的典型为140ms的总持续时间T总(＝TB+T0+TR)降低为大约90ms是可能的，其中保持灯的点燃的可靠性。以下范围证明是针对启动序列的三个阶段的有利选择：

[0035] 启动阶段(单位为ms)：5≤TB≤15

[0036] 中断阶段(单位为ms)：10≤T0≤20

[0037] 斜坡阶段(单位为ms)：40≤TR≤70。