DD293021A5 - Verfahren zum impulsbetrieb von hochdruckentladungslampen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Impulsbetrieb von Hochdruckentladungslampen zur Verbesserung der lichttechnischen Eigenschaften. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Impulsbetrieb, insbesondere Tastbetrieb, von Hochdruckentladungslampen vorzuschlagen, mit dem gute lichttechnische Parameter erreicht werden und das fuer die Vorschalttechnik einen geringen Aufwand erfordert. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die Auftastimpulse fuer die Hochdruckentladungslampe durch Impulsgruppen aus bipolaren Einzelimpulsen mit einer Impulsbreite unter 100 s gebildet werden, wobei die Wiederholfrequenz der Impulsgruppen ueber 100 Hz bei einem Tastverhaeltnis unter 0,8 liegt und die Einzelimpulse eine Frequenz ueber 400 Hz bei einem beliebigen Tastverhaeltnis aufweisen. Zwischen den Impulsgruppen wird ein sinusfoermiger Haltestrom oder Gleichstrom eingespeist. Die Einzelimpulse koennen auch als Nadelimpuls ausgebildet sein.{Verfahren; Impulsbetrieb; Hochdruckentladungslampe; Vorschalttechnik; Tastbetrieb; Auftastimpuls; Einzelimpuls; Impulsgruppen; Haltestrom; Nadelimpuls}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum.lmpulsbetrieb von Hochdruckentladungslampen zur Verbesserung der lichttechnischen Eigenschaften.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist seit längerer Zeit bekannt, daß mit Hilfe einer impulsförmigen Versorgung von Entladungslampen deren lichttechnische Parameter wesentlich verbessert werden können. Besondere Aufmerksamkeit haben diese Verfahren bei Natriumdampfhochdrucklampen gefunden, bei denen durch Auftastung die Farbtemperatur von ca. 2000K auf über 3000K angehoben werden kann. Gleichzeitig ist eine Verbesserung der Farbwiedergabe möglich. Die Patentschriften DE-PS 2657824, DE-PS 2825532 weisen auf diese Sachverhalte hin.

Beim Betrieb von Natriumdampfentladungslampen, die mehrere Metalldämpfe enthalten, sind bipolare Impulse zu verwenden, um Entmischungserscheinungen zu vermeiden.

Die Beschaffenheit der Auftastimpulse, ihre Form, Impulsbreite, Tastverhältnis, Anstieg, Höhe, haben einen entscheidenden Einfluß auf die zu erreichenden lichttechnischen Parameter. Vorzugsweise wird in den meisten Lösungen mit relativ breiten Impulsen (ca. 100 bis 200 με) und Tastverhältnissen um 0,2 gearbeitet, wobei die Wiederholfrequenzen unter 500Hz liegen, wie in der DE-PS 3636901 beschrieben.

Bei Frequenzen über 500 Hz neigt das Entladungssystem zu Resonanzerscheinungen, welche sich in starken Bogeninstabilitäten und Lichtausbeuteverlusten äußern (DE-PS 3122183). Es ist auch bekannt, die Impulsgeometrie und Impulsformung bei dem Einsatz von elektronischen Vorschaltgeräten so zu gestalten, daß die Impulse einen schnellen Übergang von der Abkühlsphäre in den Zustand einer vorgegebenen Impulsleistung, eine ausgedehnte Wirkzeit in diesem Niveau und eine schnelle Rückführung in den Zustand der Abkühlphase aufweisen. Zur Impulsformung wird eine mehrgliedrige Laufzeitkette, bestehend aus kapazitiven und induktiven Bauelementen, vorgeschalten. Wie aus Untersuchungen bekannt ist, liegt die optimale Impulsbreite für Natriumdampfentladungslampen zwischen 100 με und 200 με, so daß bei Verwendung von Laufzeitketten zur Impulsformung ein entsprechendes elektronisches Vorschaltgerät sehr bauelementeaufwendig und voluminös wäre.

Prinzipiell ist festzustellen, daß die Erzeugung relativ breiter Impulse mit entsprechender Höhe hohe Anforderungen an die Vorschalttechnik stellt, da große Energiemengen gespeichert und geschaltet werden müssen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Impulsbetrieb von Hochdruckentladungslampen vorzugschlagen, mit dem gute lichttechnische Parameter erreicht werden und das für die Vorschalttechnik einen geringen Aufwand erfordert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Impulsbetrieb von Hochdruckentladungslampen anzugeben, insbesondere für den Tastbetrieb.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Auftastimpulse für die Hochdruckentladungslampe durch Impulsgruppen aus bipolaren Einzelimpulsen mit einer Impulsbreite unter 100 μβ gebildet werden, wobei die Wiederholfrequenz der Impulsgruppen über 100Hz bei einem Tastverhältnis unter 0,8 liegt und die Einzelimpulse eine Frequenz über 400 Hz bei einem beliebigen Tastverhältnis aufweisen. Zwischen den Impulsgruppen wird ein sinusförmiger Haltestrom oder Gleichstrom eingespeist. Die Einzelimpulse können auch als Nadelimpulse ausgebildet sein.

Überraschenderweise konnte bei Untersuchungen an Natriumdampfhochdrucklampen festgestellt werden, daß das Plasma auch noch sehr schmalen nadeiförmigen Impulsen zu folgen vermag, d. h., daß auch hier eine wirksame Erhöhung der Farbtemperatur und der Farbwiedergabe möglich ist, wobei die Lichtausbeuteverluste nur gering waren. Da die in die Lampe eingespeiste mittlere Leistung im wesentlichen von der Energie der Tastimpulse und deren Frequenz, unter Vernachlässigung einer möglichen Halteleistung, abhängig ist, muß gegenüber dem Betrieb mit breiten Impulsen die Frequenz wesentlich erhöht werden. Einen Nachteil dieser Betriebsweise stellen die Resonanzerscheinungen des Lichtbogens dar, welche im Kilohertzbereich durch die Tastimpulse angeregt werden. Durch Anordnung der Einzelimpulse zu Impulsgruppen ist es gelungen, diese Resonanzerscheinungen zu unterdrücken. Die Frequenz der Einzelimpulse ist so zu wählen, daß Resonanzfrequenzlücken ausgenutzt werden oder sie über dem Resonanzband des Entladungssystems liegt

Die in die Lampe eingespeiste mittlere Leistung ist nun im wesentlichen von der Breite der Impulsgruppen (Anzahl und Energie der Einzelimpulse je Zeiteinheit) und der Wiederholfrequenz der Impulsgruppen abhängig.

Auch bei sehr hoher Frequenz der Einzelimpulse ist kein Lichtausbeuteverlust gegenüber dem Tastbetrieb mit breiten Impulsen nachweisbar, wobei auch die lichttechnischen Parameter wie Farbtemperatur und Farbwiedergabe identische Werte erreichen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Eine speziell für den Tastbetrieb ausgelegte Natriumdampfhochdruckentladungslampe wird mit bipolaren nadeiförmigen

Impulsen, die zu Impulsgruppen zusammengefaßt sind, betrieben. Als Haltelast wird ein sinusförmiger Strom von 80 mA mit

einer Frequenz von 20 kHz eingespeist. Die Einzelimp'ulsfrequenz der Tastimpulse beträgt 3 kHz bei einer Impulsgruppenfrequenz von 150Hz und einer Impulsgruppenbreite von 1,2 ms.

Die Nadelimpulse werden durch Kondensatorauf- bzw. -entladung erzeugt, wobei bei einer Frequenz von 3 kHz keine

Resonanzerscheinungen auftraten. Die Impulshöhe wurde wiederum so gewählt, das sich eine mittlere Farbtemperatur von ca.

3000K einstellt. Bei einer Spitzenimpulsstärke von I = 20 A und einer Nennleistung der Natriumdampfhochdrucklampe von

P = 7OW wird bei der Farbtemperatur von Tc = 3081 Kund der Farbwiedergabe von R(a) = 66 eine Lichtausbeute von 65 Im/W erzielt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Impulsbetrieb von Hochdruckentladungslampen bei Nennleistung mittels eines impulsförmigen Versorgungsstromes, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftastimpulse für die Hochdruckentladungslampe durch Impulsgruppen aus bipolaren Einzelimpulsen mit einer Impulsbreite unter 100 μβ gebildet werden, wobei die Wiederholfrequenz der Impulsgruppen über 100Hz bei einem Tastverhältnis unter 0,8 liegt, und die Einzelimpulse eine Frequenz über 400Hz bei einem beliebigen Tastverhältnis aufweisen.

2. Verfahren zum Impulsbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Impulsgruppen ein sinusförmiger Haltestrom eingespeist wird.

3. Verfahren zum Impulsbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Impulsgruppen ein Gleichstrom eingespeist wird.

4. Verfahren zum Impulsbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelimpulse als Nadelimpulse ausgebildet sind.