[发明专利]用于气体放电灯稳定电弧的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气体放电灯稳定电弧的方法。

背景技术

在气体放电灯的操作时程中，电极间的距离减小有助于提升电弧的稳定性，而实际的状况是电极材料会在电弧的高温作用下蒸发。以用于投影机的高压气体放电汞灯(Ultra High Performance简称UHP)为例，其电极材料虽然采用具高溶点低蒸气压特性的钨，但在电弧的高温下仍有快速蒸发的状况，因此该类气体放电灯的电极距离会随着操作时程递增。而电极的距离增加直接反映在灯的操作电压升高，当灯的功率越高，电流越大，电极的热负载相对越高，温度也随之越高，从而使电极蒸发的越快，而灯的寿命越短。

一般高压气体放电灯点灯时，电极和电弧接触的弧斑直径约0.1～0.2mm，而弧斑处电极的温度约5000°K，在这样的高温状况下，钨会大量蒸发并在附近较低温度处逐渐凝结堆积形成一尖角毛刺，之后因为尖角及电场集中的关系，成为另一个具尖端放电的电弧斑点，至使钨又从另一处沉积，以至于电弧会来回移动(跳弧现象)，此一状况亦造成电极的表面粗糙，同时电极间的距离越来越大。

若是能使点灯过程蒸发的钨原子沉积回原处，将促使电极间的距离获得控制，从而有效改善上述造成气体放电灯电弧不稳定的问题。

为控制气体放电灯的电极间距离，PHILIPS公司提供一种利用脉冲电流对电极钨原子回送的方法的专利技术。是在有脉冲电压或电流点灯时，在正负极交变前，借由电流的突然增加，使正电极电弧接触处的温度急剧增加，以使该处具有足够的温度，待正负极交变后，该处即成为理想的电子发射点，成为电弧附着最稳定的地方，此时，多数的钨离子即能在此处沉积而非蒸发。依该方法，点灯一段时间后，沉积的钨离子即可在电极表面生成一相对固定的尖端，借此减小电极间的距离，而使电弧具有稳定的效果。

为控制气体放电灯的电极间距离，日本USHIO公司另提供有一种利用高低频电流点灯的方法供选择。是先用一高频点灯，使正负两个电极的温度趋于相等；然后用较低的频率点灯一周期，这时正电极接收电子的时间大幅增加，使得正电极和电弧接触处温度升到足够的温度；之后正负交变，这时电子即从最高温处发射出来，形成一个稳定的弧斑，而使钨离子稳定的沉积在该弧斑上。依该方法，点灯一段时间后，沉积的钨离子即可在电极表面生成一相对固定的尖端，借此减小电极间的距离，使电弧具有稳定附着的效果。此种方法固然脱离了PHILIPS公司的先前专利技术的实施限制，但是其频率高低不同的工作特性，使得目前只能使用于LCD(Liquid Crystal Display)系统，而无法使用在DLP(DigitalLighting Processing)系统，这是因为DLP系统有色轮转速及DMD Chip微镜片转动的频率搭配问题，是需要一个稳定的点灯频率来搭配。

而一个设计能否被成功商业化利用，达到诉求的功能固然是一重要因素，而满足产品的需求与脱离先前专利技术的束缚，亦是一重要关键。因此，提供一种兼具可以有效稳定电弧，可以使用于LCD系统与DLP系统，同时可以脱离先前专利技术限制实施的「用于气体放电灯稳定电弧的方法」，遂为本发明的动机及技术设计重点所在。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种用于气体放电灯稳定电弧的方法，其可以减小电极间的距离，从而提升点灯时的电弧稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于气体放电灯稳定电弧的方法，该方法能够在左右侧电极的弧斑上平均长出一个尖端(Tip)，其特征在于：是以一AC高频搭配一DC对气体放电灯进行交替点灯，点灯电流第一周期以DC点灯，DC点灯时的正负极相位控制由左右侧电极轮流担当。

前述的用于气体放电灯稳定电弧的方法，其中DC点灯时，当正极弧斑处温度升高至一定温度时，转为AC高频点灯。

前述的用于气体放电灯稳定电弧的方法，其中AC高频点灯时，当正极温度降至不足以稳定弧斑时，转为DC点灯。

前述的用于气体放电灯稳定电弧的方法，其中气体放电灯包含高压气体汞灯(UHP)。