[发明专利]使用第三电极控制HID灯引燃定时的装置、系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及放电光源，并且更特别地涉及具有启动辅助器件的高强度放电（HID）灯和形成该放电灯的方法。

背景技术

高强度放电（HID）灯使用等离子体弧来产生光。针对需要光源的很多不同类型的应用，HID灯已经广泛用作产生有效照明的可行选择。当与荧光灯和白炽灯进行比较时，HID灯具有更高的发光功效，因为输入能量的更大比例被转换为可见光而不是热。通常，HID灯借助于容纳在通常以气体和金属盐填充的放电容器（也称作电弧管或灯头）内的电极之间的电弧来产生光，由此气体促进电弧的初始点火。一旦启动电弧，它就加热并蒸发金属盐从而形成等离子体，这大大地增加了电弧所产生的光的强度并且降低了其功耗。HID灯可能需要高压来初始化电弧。

附图说明

根据与其一致的实施方式的以下详细描述，要求保护的主题的特征和优势将是明显的，应该参考附图来考虑该描述，在附图中：

图1示出了根据本公开一个实施方式的高强度放电（HID）灯系统；

图2示出了根据本公开一个实施方式的HID灯的示意性电路图；

图3示出了根据本公开一个实施方式的HID灯的截面视图；

图4示出了根据本公开另一实施方式的HID灯的截面视图；以及

图5示出了根据本公开又一实施方式的HID灯的截面视图。

具体实施方式

通过概览的方式，本申请的一个实施方式可以涉及用于启动高强度放电（HID）灯的装置、系统和方法。例如，与本公开一致的HID灯可以包括外罩和环绕空心体（例如，放电容器）的基体。该放电容器可以限定腔，该腔包含弧生成/维持介质、布置在腔内相对端的阴极和阳极、以及包括第三电极的导电启动辅助器件。通过选择导电启动辅助器件的电阻，可以增加相邻主电极（例如，阳极）与第三电极之间的放电容器中产生的电介质阻挡放电（DBD）的点燃强度。特别地，可以选择第三电极的电阻值来关于跨越主电极（即，阴极和阳极）的电压上升来提供期望的DBD延迟，使得在跨越阴极和阳极的电压达到开路值时或之后发起DBD。例如，第三电极可以选择为具有1-100 kΩ的电阻值，从而相对于跨越阴极和阳极的电压上升提供20-50 ns的DBD延迟。因此，根据本公开的装置、系统和方法可以防止DBD的“提早”点燃。

现在转到图1，一般性地示出了HID灯系统10的一个实施方式。HID灯系统10在汽车应用中可能特别有用；然而，HID灯系统10也可以在需要使用HID灯的其他应用中使用，其他应用诸如但不限于内部和/或外部建筑照明应用，工业照明应用等。

HID灯系统10可以包括镇流器12，该镇流器12包括适于从电源18接收电压源V_s的输入连接14、16对以及用于连接至至少一个HID灯24的输出连接20、22对。电源18可以是交流（AC）和/或直流（DC），并且取决于应用而可以包括逆变器和/或转换器（为了清楚而没有示出）。镇流器12可以包括引燃器26和控制电路28。引燃器26可以耦合至输出连接20、22。控制电路28可以耦合至引燃器26。引燃器26和控制电路28可以通过本领域中已知的多个合适电路中的任意电路可实现。当然，应该理解，系统10可以包括用于向灯24提供稳态功率的其他电路和用于提供限流和/或功率因子修正的合适前端，为了清楚而在此没有详细示出或描述它们。

HID灯24可以通过容纳在放电容器内的电极之间的电弧来产生光，该放电容器可以利用促进电弧初始点火的电弧生成和维持介质（例如，气体和/或金属盐）来填充。一旦启动电弧，该电弧就加热并蒸发金属盐以形成等离子体，这大大地增加了电弧所产生的光的强度并且降低了HID灯24的功耗。

镇流器12可以被配置为在至少两个条件期间－即在其期间HID灯24可以出现类似于开路的条件的启动之前以及在其期间HID灯24可以出现相当于短路的条件的启动之后－控制向HID灯24提供的功率。特别地，引燃器26可以在输出连接20、22之间提供一个或多个高电压引燃脉冲来引燃灯24。在高压汽车HID灯的情况中，没有启动辅助器件的灯需要17-30 kV来对电弧进行点火，而此处描述的具有启动辅助器件的灯需要9-11 kV。耦合至引燃器26的控制电路28可以控制引燃器26何时以及如何提供（一个或多个）引燃脉冲。由于独特的启动要求，HID灯24可以包括导电启动辅助器件（并且更具体地是HID灯24的第三电极）以促进在HID灯24中发起电弧的启动。