專利名稱：用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法。
背景技術(shù)：
在氣體放電燈的操作時(shí)程中，電極間的距離減小有助于提升電弧的 穩(wěn)定性，而實(shí)際的狀況是電極材料會(huì)在電弧的高溫作用下蒸發(fā)。以用于
投影機(jī)的高壓氣體放電汞燈(Ultra High Performance簡(jiǎn)稱UHP)為例， 其電極材料雖然采用具高溶點(diǎn)低蒸氣壓特性的鎢，但在電弧的高溫下仍 有快速蒸發(fā)的狀況，因此該類氣體放電燈的電極距離會(huì)隨著操作時(shí)程遞 增。而電極的距離增加直接反映在燈的操作電壓升高，當(dāng)燈的功率越高， 電流越大，電極的熱負(fù)載相對(duì)越高，溫度也隨之越高，從而使電極蒸發(fā) 的越快，而燈的壽命越短。
一般高壓氣體放電燈點(diǎn)燈時(shí)，電極和電弧接觸的弧斑直徑約0. l 0.2mm，而弧斑處電極的溫度約5000。 K，在這樣的高溫狀況下，鎢會(huì)大 量蒸發(fā)并在附近較低溫度處逐漸凝結(jié)堆積形成一尖角毛刺，之后因?yàn)榧?角及電場(chǎng)集中的關(guān)系，成為另一個(gè)具尖端放電的電弧斑點(diǎn)，至使鎢又從 另一處沉積，以至于電弧會(huì)來回移動(dòng)(跳弧現(xiàn)象)，此一狀況亦造成電極 的表面粗糙，同時(shí)電極間的距離越來越大。
若是能使點(diǎn)燈過程蒸發(fā)的鎢原子沉積回原處，將促使電極間的距離 獲得控制，從而有效改善上述造成氣體放電燈電弧不穩(wěn)定的問題。
為控制氣體放電燈的電極間距離，PHILIPS公司提供一種利用脈沖電 流對(duì)電極鎢原子回送的方法的專利技術(shù)。是在有脈沖電壓或電流點(diǎn)燈時(shí)， 在正負(fù)極交變前，借由電流的突然增加，使正電極電弧接觸處的溫度急 劇增加，以使該處具有足夠的溫度，待正負(fù)極交變后，該處即成為理想 的電子發(fā)射點(diǎn)，成為電弧附著最穩(wěn)定的地方，此時(shí)，多數(shù)的鎢離子即能 在此處沉積而非蒸發(fā)。依該方法，點(diǎn)燈一段時(shí)間后，沉積的鎢離子即可 在電極表面生成一相對(duì)固定的尖端，借此減小電極間的距離，而使電弧具有穩(wěn)定的效果。
為控制氣體放電燈的電極間距離，日本USHIO公司另提供有一種利
用高低頻電流點(diǎn)燈的方法供選擇。是先用一高頻點(diǎn)燈，使正負(fù)兩個(gè)電極
的溫度趨于相等；然后用較低的頻率點(diǎn)燈一周期，這時(shí)正電極接收電子 的時(shí)間大幅增加，使得正電極和電弧接觸處溫度升到足夠的溫度；之后 正負(fù)交變，這時(shí)電子即從最高溫處發(fā)射出來，形成一個(gè)穩(wěn)定的弧斑，而 使鎢離子穩(wěn)定的沉積在該弧斑上。依該方法，點(diǎn)燈一段時(shí)間后，沉積的 鎢離子即可在電極表面生成一相對(duì)固定的尖端，借此減小電極間的距離， 使電弧具有穩(wěn)定附著的效果。此種方法固然脫離了 PHILIPS公司的先前 專利技術(shù)的實(shí)施限制，但是其頻率高低不同的工作特性，使得目前只能 使用于LCD (Liquid Crystal Display)系統(tǒng)，而無法使用在DLP (Digital Lighting Processing)系統(tǒng)，這是因?yàn)镈LP系統(tǒng)有色輪轉(zhuǎn)速及DMD Chip 微鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率搭配問題，是需要一個(gè)穩(wěn)定的點(diǎn)燈頻率來搭配。
而一個(gè)設(shè)計(jì)能否被成功商業(yè)化利用，達(dá)到訴求的功能固然是一重要 因素，而滿足產(chǎn)品的需求與脫離先前專利技術(shù)的束縛，亦是一重要關(guān)鍵。 因此，提供一種兼具可以有效穩(wěn)定電弧，可以使用于LCD系統(tǒng)與DLP系 統(tǒng)，同時(shí)可以脫離先前專利技術(shù)限制實(shí)施的「用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧 的方法」，遂為本發(fā)明的動(dòng)機(jī)及技術(shù)設(shè)計(jì)重點(diǎn)所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺 陷，而提供一種用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其可以減小電極間的 距離，從而提升點(diǎn)燈時(shí)的電弧穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，該方法能夠在左右側(cè)電極的
弧斑上平均長(zhǎng)出一個(gè)尖端(Tip),其特征在于是以一AC高頻搭配一DC 對(duì)氣體放電燈進(jìn)行交替點(diǎn)燈，點(diǎn)燈電流第一周期以DC點(diǎn)燈，DC點(diǎn)燈時(shí)的 正負(fù)極相位控制由左右側(cè)電極輪流擔(dān)當(dāng)。
前述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其中DC點(diǎn)燈時(shí)，當(dāng)正極弧 斑處溫度升高至一定溫度時(shí)，轉(zhuǎn)為AC高頻點(diǎn)燈。
前述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其中AC高頻點(diǎn)燈時(shí)，當(dāng)正極溫度降至不足以穩(wěn)定弧斑時(shí)，轉(zhuǎn)為DC點(diǎn)燈。
前述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其中氣體放電燈包含高壓
氣體汞燈(UHP)。
依照熱電子發(fā)射原理，電子是從負(fù)電極溫度最高的地方發(fā)射出去， 從而確定了弧斑的位置及大小。點(diǎn)燈時(shí)，正電極回收電子，在電極和電 弧接觸點(diǎn)上是電子回收點(diǎn)，因此該處是溫度最高的地方，當(dāng)正負(fù)極交變 后，原本溫度最高的地方就成為電子發(fā)射點(diǎn)，成為電弧附著最穩(wěn)定的地 方，使鎢離子有效沉積在該電子發(fā)射點(diǎn)的弧斑上。而電極影響電弧穩(wěn)定 的主要因素為其電極間距離的大小，因此，當(dāng)電極間的距離減小時(shí)，電 弧的穩(wěn)定性也相對(duì)提高，當(dāng)電極間的距離增加時(shí)，電弧的穩(wěn)定性也相對(duì) 降低。
基于上述原理，本發(fā)明所提供的一種用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方
法中，是以一交流電流(AC高頻)搭配一直流電流(DC)的方式對(duì)該氣 體放電燈進(jìn)行交替點(diǎn)燈，點(diǎn)燈電流第一周期時(shí)是以DC點(diǎn)燈，并設(shè)定左側(cè) 電極為負(fù)極，右側(cè)電極為正極；待右側(cè)電極(正極)弧斑處溫度升高到 一定溫度時(shí)，轉(zhuǎn)為AC高頻點(diǎn)燈，這時(shí)候因?yàn)橛覀?cè)電極的弧斑處溫度足夠 高，在它成為負(fù)極的時(shí)段，會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電子發(fā)射點(diǎn)，使電弧中的鎢離 子穩(wěn)定的沉積在該右側(cè)電極的弧斑上，而長(zhǎng)出一個(gè)尖端(Tip);待AC高 頻點(diǎn)燈一段時(shí)間后，右側(cè)電極溫度低到已不足以維持穩(wěn)定的弧斑時(shí)，即 再改以DC點(diǎn)燈，并設(shè)定左側(cè)電極為正極，右側(cè)電極為負(fù)極；同樣的，待 左側(cè)電極(正極)弧斑處溫度升高到一定溫度時(shí)，轉(zhuǎn)為AC高頻點(diǎn)燈，這 時(shí)候因?yàn)樽髠?cè)電極的弧斑處溫度足夠高，在它成為負(fù)極的時(shí)段，會(huì)產(chǎn)生 穩(wěn)定的電子發(fā)射點(diǎn)，使電弧中的鎢離子穩(wěn)定的沉積在該左側(cè)電極的弧斑 上，而長(zhǎng)出一個(gè)尖端(Tip);之后持續(xù)以圖中的短暫DC/短暫AC高頻方 式交替點(diǎn)燈。借此，使點(diǎn)燈時(shí)程中的左右側(cè)電極能平均長(zhǎng)出尖端(Tip)， 而達(dá)到減小電極間距離的效果。
在氣體放電燈的應(yīng)用中，DLP系統(tǒng)有色輪轉(zhuǎn)速及DMD Chip微鏡片轉(zhuǎn) 動(dòng)的頻率搭配問題。而本發(fā)明所提供的一種用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的 方法具有穩(wěn)定的點(diǎn)燈頻率工作特性，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得本發(fā)明的方法可以使 用于LCD系統(tǒng)或DLP系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是，其可以減小電極間的距離，從而提升點(diǎn)燈時(shí) 的電弧穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明以一 AC高頻搭配一 DC對(duì)高壓氣體放電燈進(jìn)行交替點(diǎn) 燈的一流程方塊圖。
圖2是本發(fā)明以一 AC高頻搭配一 DC對(duì)高壓氣體放電燈進(jìn)行交替點(diǎn) 燈的頻率圖形。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示為本發(fā)明以一交流電流(AC高頻)搭配一直流電流(DC) 對(duì)高壓氣體放電燈進(jìn)行交替點(diǎn)燈的一流程方塊圖。由圖1所示的實(shí)施例 中，點(diǎn)燈電流第一周期時(shí)是以DC點(diǎn)燈，并設(shè)定左側(cè)電極為負(fù)極，右側(cè)電 極為正極；待右側(cè)電極(正極)弧斑處溫度升高到一定溫度時(shí)，轉(zhuǎn)為AC 高頻點(diǎn)燈，這時(shí)候因?yàn)橛覀?cè)電極的弧斑處溫度足夠高，在它成為負(fù)極的 時(shí)段，會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電子發(fā)射點(diǎn)，使電弧中的鎢離子穩(wěn)定的沉積在該右 側(cè)電極的弧斑上，而長(zhǎng)出一個(gè)尖端(Tip);待AC高頻點(diǎn)燈一段時(shí)間后， 右側(cè)電極溫度低到已不足以維持穩(wěn)定的弧斑時(shí)，即再改以DC點(diǎn)燈，并設(shè) 定左側(cè)電極為正極，右側(cè)電極為負(fù)極；同樣的，待左側(cè)電極(正極)弧 斑處溫度升高到一定溫度時(shí)，轉(zhuǎn)為AC高頻點(diǎn)燈，這時(shí)候因?yàn)樽髠?cè)電極的 弧斑處溫度足夠高，在它成為負(fù)極的時(shí)段，會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電子發(fā)射點(diǎn)， 使電弧中的鎢離子穩(wěn)定的沉積在該左側(cè)電極的弧斑上，而長(zhǎng)出一個(gè)尖端
(Tip);之后持續(xù)以圖1中的短暫DC /短暫AC高頻方式交替點(diǎn)燈。
圖2所示的是本發(fā)明以一 AC高頻搭配一 DC對(duì)高壓氣體放電燈進(jìn)行 交替點(diǎn)燈的頻率圖形。該圖形同時(shí)顯示了以DC點(diǎn)燈時(shí)的正極(+ )負(fù)極
(—)相位控制由左右側(cè)電極輪流擔(dān)當(dāng)?shù)膱D形。由圖2所示，進(jìn)一步說 明了高壓氣體放電燈在短暫DC /短暫AC高頻交替點(diǎn)燈的過程中，具有穩(wěn) 定的點(diǎn)燈頻率工作特性，且借由DC點(diǎn)燈時(shí)的正負(fù)極(+ 、 一)相位控制 由左右側(cè)電極輪流擔(dān)當(dāng)?shù)倪\(yùn)作機(jī)制，依照熱電子發(fā)射原理，電弧中被電 離的多數(shù)鎢離子即能被控制分配沉積于左右側(cè)電極的弧斑處，而使該左 右側(cè)電極能平均長(zhǎng)出尖端(Tip),借此減小電極間的距離，而達(dá)到穩(wěn)定
6電弧的效果。
由上述本發(fā)明可知，本發(fā)明除了提供另一不同以往的方法供氣體放 電燈產(chǎn)業(yè)選擇應(yīng)用，更重要的是依本發(fā)明的方法確能達(dá)到穩(wěn)定電弧的預(yù)
期功效，并可以使用于LCD系統(tǒng)或DLP系統(tǒng)，具有極高的實(shí)用性與可靠 性。
權(quán)利要求
1.一種用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，該方法能夠在左右側(cè)電極的弧斑上平均長(zhǎng)出一個(gè)尖端(Tip)，其特征在于是以一AC高頻搭配一DC對(duì)氣體放電燈進(jìn)行交替點(diǎn)燈，點(diǎn)燈電流第一周期以DC點(diǎn)燈，DC點(diǎn)燈時(shí)的正負(fù)極相位控制由左右側(cè)電極輪流擔(dān)當(dāng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其特征 在于所述DC點(diǎn)燈時(shí)，當(dāng)正極弧斑處溫度升高至一定溫度時(shí)，轉(zhuǎn)為AC 高頻點(diǎn)燈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其特征 在于所述AC高頻點(diǎn)燈時(shí)，當(dāng)正極溫度降至不足以穩(wěn)定弧斑時(shí)，轉(zhuǎn)為DC點(diǎn)燈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其特征 在于所述氣體放電燈包含高壓氣體汞燈(UHP)。
全文摘要
一種用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，該方法能夠在左右側(cè)電極的弧斑上平均長(zhǎng)出一個(gè)尖端(Tip)，是以一AC高頻搭配一DC對(duì)氣體放電燈進(jìn)行交替點(diǎn)燈，點(diǎn)燈電流第一周期以DC點(diǎn)燈，DC點(diǎn)燈時(shí)的正負(fù)極相位控制由左右側(cè)電極輪流擔(dān)當(dāng)。本發(fā)明可以使點(diǎn)燈時(shí)程中的左右側(cè)電極能平均長(zhǎng)出尖端(Tip)，以減小電極間的距離，而達(dá)到穩(wěn)定電弧的效果。
文檔編號(hào)H05B41/14GK101610628SQ20081012708
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者馮輝祥, 葉雅娟 申請(qǐng)人:華燈光電股份有限公司