CN106449351B - 一种直流供电的金卤灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流供电的金卤灯，包括电弧管，电弧管内填充有稀有气体和金属卤化物，金属卤化物包括碘化锌和溴化铯，解决了直流供电的氙气金卤灯电弧存在不同程度闪烁和抖动现象和光效低的问题。本发明提供的直流氙气金卤灯价格低、质量稳定，具有广阔的市场前景。

Description

一种直流供电的金卤灯

技术领域

本发明涉及一种金卤灯，特别涉及一种直流供电的金卤灯

背景技术

金属卤化物灯(Metal Halide Lamp，简称金卤灯)是在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯，所形成的电弧将加热电弧管管壁的温度到1000℃以上，这将促使凝结在管壁上的汞与金卤物的迅速蒸发，从而使金卤灯进入到稳定的高压气体放电阶段。因此，目前市场上的金卤灯，绝大多数都含有稀有气体、金属卤化物和汞。

稀有气体一般为氩气或者氙气，其作用是保证金卤灯能在较低电压下启动。常用的稀有气体有氙气和氩气，氩气可以做缓冲和保护气体，价格相对便宜，在一般普通金卤灯灯中常用；氙气能在常温冷冻充入高于一个大气压以上压力，可满足快速启动的要求；氙气分子量大、碰撞能量损失小、光效高，适用汽车HID既汽车金卤灯。

汞作为缓冲气体可以维持金卤灯在较高的管压下工作，这将提高了金卤灯的寿命和光效。

汞与稀有气体在金卤灯所发射的可见光光谱中，所占的比例较低，金卤物是金卤灯发光的主要材料，常用的金卤物有碘化钠、碘化钪等。

金卤灯是目前世界上最优秀的电光源之一，它具有高光效(65～140lm/w)，长寿命(5000～20000h)，显色性好(Ra65～95)，结构紧凑、性能稳定等特点。它兼有荧光灯、高压汞灯、高压钠灯的优点，并克服了这些灯的缺陷。金卤灯汇集了气体放电光源的主要优点，尤其是光效高、寿命长、光色好三大优点，因此金卤灯发展很快，用途越来越广。

在汽车灯领域，金卤灯也广泛使用。用高压氙气替代传统的钨丝，提供更高色温、更聚集的照明。由于氙灯是采用高压电流激活氙气而形成的一束电弧光，可在两电极之间持续放电发光。普通汽车钨丝灯泡的功率达到65瓦，而氙灯仅需35瓦，降低近1半，可明显减轻车辆电力系统的负担。汽车氙气灯的色温在4000K—6000K之间，远远高于普通车大灯灯泡。它亮度高，5600K～6000K色温接近正午太阳光色，晚上做道路照明降低视觉疲劳，提高行车安全。

然而现在市场上氙气金卤灯包括车用小功率氙气大灯大都是交流供电，交流供电的氙气大灯存在以下问题：

1、与之相配套的交流电子整流器比直流整流器多一个逆变电路，这个电路的成本增加近三倍，因此交流电子整流器价位昂贵，特别是车用交流氙气大灯系统价格就更高了；

2、目前市场上推出的直流供电的氙气金卤灯电弧都存在不同程度闪烁和抖动现象以及光效低的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术之不足，提供一种价格低、电弧稳定的直流供电的金卤灯。本发明在金属卤化物中加适量的碘化锌，解决了直流金卤灯电弧闪烁和抖动现象以及光效低的问题。

本发明公开了一种直流供电的金卤灯，包括电弧管，电弧管内填充有稀有气体和金属卤化物，所述金属卤化物包括第一组份碘化钪和碘化钠、第二组分碘化铊和第三组分碘化锌。

所述稀有气体为氙气或者氩气。

所述电弧管的放电腔体积为0.018-1.5mL。随着体积、灯泡功率、色温的变化每组分质量百分比和总质量也随之变化。

所述金属卤化物的第一组份以质量百分比包括碘化钪20wt％-30wt％碘化钠、50wt％-60wt％两种成分形成络合物降低金属卤化饱和蒸汽压提高光效，该组组分起到碘化钪提供密集谱线改善显色性，碘化钠贡献可见辐射光调节色温。

所述金属卤化物的第二组份以质量百分比包括碘化铊0.5wt％-3wt％。碘化铊起到贡献可见辐射光提高光效。

所述金属卤化物的第三组份以质量百分比包括碘化锌15wt％-25wt％。碘化锌起到扩充放宽稳定放电电弧，解决直流氙气金卤灯电弧都存在不同程度闪烁和抖动现象的作用兼顾调节色温作用。

按照配方做成车用直流氙气金卤灯配直流电子镇流器点灯测试光通量、相关色温，灯管电压等指标和相同功率车用交流氙气金卤灯的指标接近。在配用直流电子镇流器使用后，由于直流电子镇流器的电路制造成本比交流电子镇流器少三倍，市场效益显著。

附图说明

图1为实施例1初始燃点时典型光谱分布图

图2为实施例1燃点2500小时时典型光谱分布图

图3为实施例2初始燃点时典型光谱分布图

图4为实施例3初始燃点时典型光谱分布图

具体实施方式

通过下面给出的具体实施例，可以进一步清楚的了解本发明，但他们不是对本发明的限定。

实施例1

在直流35W石英氙气金卤灯中，电弧管体积为0.035mL；电极阳极直径0.32mm钨棒，阴极直径0.25mm钨棒；极间距4.0mm；冲入氙气室温压强8*10^-5Pa；金属汞0.72mg浓度为20.1mg/mL；金属卤化物总浓度9.4mg/mL；具体组分典化钠为55wt％(wt％表示质量百分比含量下同)；典化钪25.5wt％；典化铊1.5wt％；典化锌18wt％。一共五个灯泡在开关周期为：45min开，15s关，5min开，10min关老炼15个周期后，用恒功率直流输出34W镇流器水平燃点在积分球中测试五组数据取平均值光电参数如下：

光通量Φ＝2534.9lm；色坐标x＝0.3280y＝0.3445；相关色温Tc＝5693K；显色指数：Ra＝73.7，管电压:U＝85.1V；管电流:I＝0.40A；功率：P＝34.0W；光效：η＝74.56lm/W。图1为实施例1初始燃点时典型光谱分布图。

五个灯泡用恒功率直流输出34W镇流器水平燃点，每天开关一次每次关15min，不计点灯时间(如镇流器出现异常，及时更换)点2500小时后测试光电参数五组数据取平均值光电参数如下：

光通量：2162.4lm；色坐标：x＝0.3234y＝0.3293；相关色温：Tc＝5956K；显色指数：Ra＝75.5，管电压:U＝87.5V；管电流:I＝0.39A；功率：P＝34.1W；光效：η＝63.41lm/W。图2为实施例1燃点2500小时时典型光谱分布图。

结果：在测试过程中灯泡电弧没有抖动，无闪烁现象。2500小时时的平均光通维持率为：85.3％，平均相关色温向上漂移263K。参数和同等功率色温的交流灯泡参数，光效、显色指数接近。可以替换交流灯泡。

实施例2

在直流35W石英氙气金卤灯中，电弧管体积为0.035mL；电极阳极直径0.32mm钨棒，阴极直径0.25mm钨棒；极间距4.0mm；冲入氙气室温压强8*10^-5Pa；金属汞0.78mg浓度为22.3mg/mL；金属卤化物总浓度9.4mg/mL；具体组分典化钠为64wt％(wt％表示质量百分比含量下同)；典化钪34.5wt％；典化铊1.5wt％；典化锌0wt％。一共五个灯泡在开关周期为：45min开，15s关,5min开，10min关老炼15个周期后，老炼方法和测试方法及测试用镇流器同实施例1：

光通量Φ＝1746.2lm；色坐标x＝0.2985y＝0.3151；相关色温Tc＝7532K；显色指数：Ra＝43.9，管电压:U＝86.5V；管电流:I＝0.393A；功率：P＝34.0W；光效：η＝51.4lm/W。图3为实施例2初始燃点时典型光谱分布图。

结果：没有典化锌的灯泡由图3光谱分布可以看出，只有汞的特征谱线，钠的特征也不明显，钪的密集连续没有起来，所以光效低、显色性差，光参数只有高压汞灯水平，而且在测试过程中灯泡电弧抖动放电不稳定，有闪烁现象。

实施例3

在直流35W石英氙气金卤灯中，电弧管体积为0.035mL；电极阳极直径0.32mm钨棒，阴极直径0.25mm钨棒；极间距4.0mm；冲入氙气室温压强8*10^-5Pa；金属汞0.65mg浓度为18.6mg/mL；金属卤化物总浓度9.4mg/mL；具体组分典化钠为46.8wt％(wt％表示质量百分比含量下同)；典化钪21.7wt％；典化铊1.5wt％；典化锌30wt％。老炼方法和测试方法及测试用镇流器同实施例1：

光通量Φ＝1992.6lm；色坐标x＝0.3152y＝0.3236；相关色温Tc＝6404K；显色指数：Ra＝78.2，管电压:U＝84.2V；管电流:I＝0.40A；功率：P＝34.0W；光效η＝58.57lm/W。图4为实施例3初始燃点时典型光谱分布图。

结果：随着典化锌量增加的灯泡在测试过程中灯泡电弧没有抖动，无闪烁现象。由图4光谱分布可以看出，锌的特征谱线485.0nm起来和蓝紫密集谱线增加色温也随之增加，整个灯金属化物蒸汽压提高导致显色性略有增加；但是典化锌的增加压制典化钠和典化铊的谱线再加上典化钠含量降低钠的特征谱线减少，所以使得整个灯的光效降低，因此并不是典化锌的量越大越好，经实验证明，碘化锌在15wt％-25wt％的范围内效果最佳。

Claims (1)

1.一种直流供电的金卤灯，包括电弧管，电弧管内填充有稀有气体和金属卤化物，其特征在于所述金属卤化物包括第一组份碘化钪和碘化钠、第二组分碘化铊和第三组分碘化锌；所述稀有气体为氙气或者氩气；所述电弧管的放电腔体积为0.018-1.5mL；所述第一组份以质量百分比包括碘化钪20wt％-30wt％、碘化钠50wt％-60wt％；所述第三组份以质量百分比包括碘化锌15wt％-18wt％；所述第二组份以质量百分比包括碘化铊0.5wt％-3wt％。