[发明专利]用于驱动气体放电灯的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般地涉及放电灯领域，特别是高强度放电灯(HID)领域，即，高压灯，比如：高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯。

背景技术

气体放电灯通常是公知的，所以这里不需要对气体放电灯的设计进行详细讨论。只要说下面这些就足够了：气体放电灯包括位于充满可电离的气体或蒸汽的封闭容器中的两个电极。容器典型地为石英或陶瓷，特别地为多晶氧化铝(PCA)。电极以彼此相距一定距离来布置，并且在工作期间在这些电极之间维持电弧。

气体放电灯可以由电子驱动器驱动。电子驱动器通常是公知的，所以这里不需要对电子驱动器的设计进行详细讨论。在典型的设计中，驱动器产生施加到灯上的换向电流，这导致了在灯上形成灯电压。

驱动器典型地设计成使得灯电流遵循设定点(setpoint)曲线，在最简单的实施例中该曲线包含恒定的电流幅度；然而，根据例如灯类型和灯使用年限，驱动器可以使用校正电流的措施。此外，虽然气体放电灯具有大约10,000小时的长寿命，但是气体放电灯的寿命是有限的。在其使用期限的末期，气体放电灯可能显示不良特性，最惊人的一个不良特性是非被动(non-passive)故障。因此，对于灯驱动器可以希望的是，能够确定灯类型和/或灯状况，并且例如如果证明灯接近其寿命的终点(EOL)，能够关闭灯。此外，可以希望的是，能够预测剩余寿命。

国际专利申请WO2005/074010公开了一种考察高压气体放电灯的状况的方法。灯利用稳态低频方波电流信号工作，在公开内容中频率为90Hz，灯为100W白色高压钠(HPS)灯。短电流脉冲叠加到稳态电流信号上，电流脉冲具有1.4ms的持续时间。为响应该电流脉冲，灯电压显示出特征阶跃(正或负)，之后是特征衰减(分别为负或正)至基本恒定的水平。特征衰减具有特征衰减时间，该特征衰减时间能够确定并且描述为在一般地在大约1μs和大约1.5ms之间的范围内变化。文献描述了有故障的灯状况(比如，太高的色温或太低的色温)与衰减时间的持续时间相关，从而可以确定特征衰减时间，以便发现所关心的灯属性(即，在该实例中的色温)在规格之内还是之外。于是，在已经发现特定的灯属性在工作范围之外时，可以通过关闭灯来采取预防措施，或者可以改变工作状况(文献公开了附加电流组件的使用)以便改变所关心的特定的灯属性。

在任何情况下，文献公开了响应电流阶跃的灯电压包含指示灯状况或灯属性的至少一个参数(即，衰减时间)，该参数可以被测量，与参考值相比较，并且可以在这种比较结果的基础上采取校正的或保护的措施。

发明内容

虽然该已知方法给出了令人满意的结果，但是本发明的目的是进一步改进该已知的方法。

更具体地，显然，在实践中基于电流阶跃-响应的灯辨识方法受阻于噪声和高频干扰。因此本发明的特定目的是改进已知的方法，使得该方法在噪声环境中更鲁棒性且更精确。

为了达到上述目的，本发明提出了取代单个的电流脉冲而将电流脉冲的伪随机噪声序列施加到标称的稳态电流上。伪随机噪声序列是预定的序列；利用该预定的序列和相关的系统响应，系统动态特征可以容易地计算。在实践中已经发现，该方法给出了在噪声环境中的更精确的结果。

在从属权利要求中提及了其他优点的详细描述。

附图说明

通过下面参照附图对一个或多个优选实施例的描述，本发明的这些和其他方面、特征和优点将被进一步阐明，在附图中，相同的参考数字表示相同或相似的部分，并且在附图中：

图1A和1B是示出响应不同灯的电流阶跃的电压的曲线图；

图2是示出在实际情况中噪声和纹波影响的相似的曲线图；

图3A是示意性示出根据本发明的驱动器的框图；

图3B是示意性示出电流设定点(setpoint)信号的曲线图；

图4是示意性示出根据本发明、两个不同灯对伪随噪声信号的计算电流响应的曲线图。

具体实施方式

图1A示意性示出为新250W气体放电灯测量的灯电流(下面的曲线)和灯电压(上面的曲线)的曲线图，该气体放电灯具有分压p(Hg)＝224巴(bar)的填充物。电流维持在2A的恒定水平。在某一时间，电流逐步增加到3A的值；作为响应，电压逐步升高，在此之后电压快速下降到低于初始值的值，因此表示等离子的负阻抗。在以后的某一时间，电流再次逐步增加到2A的值；作为响应，电压逐步下降，在此之后电压再次快速增加到初始值。