[发明专利]气体放电灯和制造气体放电灯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体放电灯尤其是高压气体放电灯以及制造这种气体放电灯的方法。本发明还涉及带有相应的气体放电灯的灯系统。

背景技术

气体放电灯通常具有灯壳(通常也称为灯头)，这种灯壳分别牢固地固定在灯座中或固定到灯座。灯壳主要包括外壳和布置在外壳中的内壳，内壳形成放电容器，突出到放电容器中的两个电极通常布置在放电容器的相对的侧面上。在运行中的这些电极之间点火并保持电气气体放电，这种电气气体放电通常是电弧。出于这种目的，将这些电极连接到密封区段中的供给线(supply line)，这些密封区段布置在放电容器供给线，可通过这些线将灯附接到用于电压供应的电路装置。放电容器在相对较高的压力下充有气体，这种其它通常分别是惰性气体或惰性气体的混合物。以高压气体放电灯形式的这种气体放电灯的典型的示例是称为MPXL(微能氙气灯)的灯。这些灯尤其用于汽车大灯。在这些灯中点火的电弧产生高温，这种高温从实质上导致放电容器中的惰性气体以及添加测量如汞和金属卤化物的混合物的发光。然后，除了其它的之外，外壳用于紫外辐射的吸收，除了在所希望的可视波长区域中的光之外，这种紫外辐射的产生是不可避免的，因为在放电容器中的电弧中有物理过程。

例如，对于许多目前普遍使用的气体放电灯以及MPXL灯来讲，通过所称的套管来将灯壳固定到灯座。这种套管是环状衬套，这种环状衬套主要是弹簧钢，这种弹簧钢在灯壳的制造制造之后固定到灯壳的外部。这种固定仅通过机械方式进行，因为将弹簧钢设计成即形成使套管夹到灯壳上。然后将套管在灯壳的端部上方推动，灯壳的端部在组装之后指向灯座的方向。通过几个金属带将套管保持到灯座，将金属带的一个端部注入通常用塑料形成的灯座中，且该端部以灯壳的方向从灯座延伸。这些金属带在它们的自由端分别焊接到套管。套管通过固定到塑料灯座与环境电气绝缘，因此，套管处于自由浮动电位。利用这种结构，供给线中的一条通常分别从中心穿过由套管包围的灯壳的区域引出或引出灯壳的外部。在将灯壳固定到灯座时，该供给线连接到供给线区段，在供给线区段中，该供给线通向灯的的运行所需的电路装置。另一条供给线通常在灯壳的端部从灯壳引出，并指向离开灯座的方向。然后，该供给线在灯壳的外部上延伸，并因此而在由套管所包围的区域外部延伸而回到灯座，并且同样连接到灯座中的套管区段，并因此而连接到用于灯的的运行的电路装置。作为替代或作为附加，还可将灯壳通过粘合剂或类似的方式固定到套管中的灯座。

通常通过加上高压将灯中的电弧点火。对于最新一代的高压气体放电灯来讲，击穿电压通常达几千瓦特，例如在20kV的程度。在灯中一发生电击穿，就必须通过所称的接管程序并进一步通过上升程序将灯引到静止运行。在接管与上升期间，将灯的电极及灯本身加热到静止运行的典型温度。为了在接管期间和在静止运行时保持电弧，需要实质上较低的电压。首先将气体放电灯点火，然后不阻碍静止运行，需要特殊的电路装置。这种电路通常称为“点火模块”。在点火模块中有电容器，这种电容器可由两个端子连接到电压供应设备(通常也称为镇流器)。电容器的充电过程可直接由镇流器触发，或者也可以由结合在点火模块中的其它电气装置触发。该电容器由切换元件如火花隙或可控硅切换到变压器的初级线圈。为了将气体放电灯点火，将电容器在点火模块中由镇流器充电，这种点火模块由切换元件切换至并行于变压器的初级线圈。然后，切换元件可在高于元件的特定电压连通；不过，对于镇流器的各自的实施方式而言，还可在特定的时间对这种切换装置进行控制，以将切换装置连通。例如，切换电压可由镇流器指定，切换元件在高于该切换电压时切换连通。在电容器中一达到特定切换电压，电容器就通过切换元件放电至高压变压器的初级线圈中。作为电容器到初级线圈的放电的结果，在变压器的次级线圈中产生理想的高压脉冲，然后，这种高压脉冲导致灯的点火。在灯中一发生击穿，镇流器就通过变压器的次级线圈和回流引线向灯提供电力，这样就在静止状态将灯偏压。在美国专利US 5,986,413中描述了这种电路的示例。

不过，许多这样的灯结构的问题在于在灯的击穿期间产生误差信号脉冲，灯的击穿在电路装置中导致高压电位的极速变化，这种误差信号脉冲具有仅为几纳秒的长度和几百伏特的振幅。然后在点火模块的端子达到1000伏特以上的电压。通常误差信号脉冲也称为假信号(glitch)。这种假信号脉冲可由连接电缆传播至镇流器，并分别损坏镇流器或镇流器灯的器件，或者甚至将它们完全毁坏。这种问题尤其在冷天的灯启动时发生。