NL8205025A - Gasontladingslamp. - Google Patents

Description

' If ..............., ♦ 4

V

l 4 PHN 10.540 1 N.V. Philips’ Gloeilanpenfahrieken te Eindhoven "Gasontlad ingslanp"

De uitvinding heeft betrekking op een gasontladingslanp met een vakuumdicht afgesloten glazen lampvat, dat is gevuld met een metaal-dacrp en een edelgas, welke latrp is bestemd om te worden bedreven met een hoogfrequente voedingsspanning, waarbij in het lanpvat een elektrische 5 ontlading wordt opgewekt, waarbij op een rondom de ontlading gelegen wand een transparante geleidende laag aanwezig is.

Onder een hoogfrequent bedreven lamp wordt hier verstaan een lamp die wordt bedreven met een voedingsspanning met een frequentie groter dan circa 20 kHz.

Μ Een gasontladingslanp van de bovengenoemde soort is bijvoor beeld een lagedrukkwlkdampontladingslanp met een lampvat voorzien van elektroden die zijn verbonden met een elektronische schakeling voor hoogfrequent bedrijf, een hoogfrequent bedreven lage- of hogedruknatrium-dampontladingslamp· ofwel een zogeheten elektrodeloze ontladingslamp, 15 waarbij een hoogfrequent elektromagnetisch veld in het lanpvat wordt geïnduceerd bijvoorbeeld met behulp van een kern van magnetisch materiaal, zoals ferriet.

Een probleem dat zich voordoet tijdens het bedrijf van bovengenoemde ontladingslanpen, in het bijzonder bij elektrodeloze gasant-20 ladingslampen, is het optreden van elektromagnetische velden buiten het lampvat in de omgeving van de lamp als gevolg waarvan hoogfrequente stocrstromen in het voedingsnet ontstaan. Zowel voor de sterkte van de elektromagnetische velden buiten de lamp als voor de grootte van de strcorstrcmen gelden internationale nonnen, zoals VDE, CISPR en FCC 25 normen. Deze normen geven een grens aan voor de maximale waarde van de storing.

Uit de Japanse gepubliceerde octrooiaanvrage nr. 51-78660 is een hoogfrequent bedreven elektrodeloze lagedrukkwikdairpontladingslanp bekend met een lanpvat waarvan de binnenwand is voorzien van een trans-30 parante, geleidende laag, die is verbonden met een draadvormig door-voerorgaan in de wand van het lanpvat, welk doorvoerorgaan in de bedrijf stoestand van de lamp is verbonden met aarde. In deze octrooiaanvrage wordt beschreven, dat de sterkte van de elektromagnetische velden 8205025 i PHN 10.540 2 buiten het lampvat wordt gereduceerd. Gevonden is evenwel, dat bij deze lampen waarbij de geleidende laag met aarde is verbanden hinderlijke elektrische stoorstranen op het voedingsnet optraden. Dit is een bezwaar omdat dan aan de eerder genoemde normen niet kan worden voldaan.

5 De uitvinding heeft tot doel een gasontladings lamp te verschaf fen die geschikt is te worden bedreven met een hoogfrequente voedingsspanning, welke lamp voldoet aan de eerder genoemde nonnen met betrekking tot de mate, waarin elektrische stoorstranen qp het voedingsnet nog toelaatbaar zijn. Een gasontladingslamp van de in de aanhef genoemde 10 soort wordt daartoe volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de transparante geleidende laag in de bedrij fskonditie van de lamp is verbonden met één der toevoerdraden van het voedingsnet.

In een lamp volgens de uitvinding wordt tijdens zijn bedrijf de hoogfrequente elektrische storing op het voedingsnet tot een waarde 15 teruggebracht, die ruim beneden de daarvoor geldende norm is gelegen.

De uitvinding berust op de gedachte dat de elektrische kanponent -van het elektromagnetische veld is te beschouwen als een hoogfrequente spanningsbron met een bepaalde inwendige weerstand, die in de bedrijf skonditie aan één zijde met het voedingsnet is verbonden. De inwendige geleidende 20 laag vormt daaarbij een impedantie die deze spanningsbron overbrugt.

Daar deze impedantie laagohmig is ten opzichte van de parasitaire impedantie van de bron naar aarde, wordt de stroon via deze parasitaire impedantie verlaagd, als gevolg waarvan de stoor stram die dan via de parasitaire impedantie en de geleiders van het voedingsnet loopt, bene-25 den de norm blijft. In lampen waarbij het lampvat en de voedingseenheid één geheel vormen, zoals bijvoorbeeld bij elektrodeloze lampen, is rondcm de voedingseenheid eveneens een laagohmig geleidend lichaam (zoals een huis van blik) aanwezig, dat tijdens bedrijf met één der netgeleiders is verbonden. Hierbij worden eveneens ongewenste stoor-30 stromen via aarde vermeden.

De geleidende transparante laag bestaat in een bijzondere uitvoeringsvorm van de lamp volgens de uitvinding uit met tin gedoteerd indiumoxyde. Een dergelijke laag is betrekkelijk eenvoudig op de binnenwand van een lampvat aan te brengen, bijvoorbeeld door opspuiten van 35 een oplossing die indiumchloride en een kleine hoeveelheid tinchloride in butylacetaat bevat.

De uitvinding kan, zoals reeds is opgemerkt, in verschillende lamptypen worden toegepast. De geleidende laag is in een fluorescerende 8205025 • * »/ 4 FHN 10.540 3 lagedrukkwikdampcntladingslamp volgens de uitvinding aanwezig tussen de glaswand en de luminescerende laag. Bij lage- en hogedruknatriumdanp-’ ontladingslanpen, die zijn voorzien van een rondom de : ontladingsbuis gelegen buitenhal Ion bevindt zich de geleidende doorzichtige laag bij 5 voorkeur op de binnenwand van de buitenballon.

Zeer goede resultaten werden verkregen met een elektrodeloze antladingslamp die geschikt is cm in de bedrijfskonditie te worden bedreven met een frequentie groter dan 1 MHz, waarbij de vierkantsweer-stand van de transparante geleidende laag maximaal 100 Ohm is. In een 10 uitvoeringsvorm van de genoemde lamp is in het lampvat een kern van magnetisch materiaal aanwezig, waarin met behulp van een elektrische voedingseenheid het hoogfrequent magnetisch veld induceer haar is. Hierbij wordt in het lampvat een elektromagnetisch veld opgewekt. In het lampvat is een kleine hoeveelheid kwikdamp en een edelgas aanwezig.

15 De binnenwand van het lampvat bevat in de uitvoeringsvorm behalve de transparante geleidende laag tevens een op die laag aangebrachte luminescerende laag, die de in het lampvat opgewekte ultraviolette straling omzet in zichtbaar licht. De magnetische kern bestaat uit ferriet en is staafvormig (zie bijvoorbeeld USP 3.521.120).

20 In een bijzondere uitvoeringsvorm van de hierboven beschreven lamp zijn rondom het lampvat een aantal (bijvoorbeeld drie tot vijf) de ontlading volledig omsluitende metalen ringen aanwezig. Hierbij worden stoorstromen die op de geleiders van het voedingsnet worden geïnduceerd als gevolg van de aanwezigheid van een magnetisch veld sterk 25 gereduceerd. De genoemde metalen ringen zijn in een uitvoeringsvorm uitgevoerd als laagjes net een breedte van enige irm en een dikte van bijvoorbeeld 10O^um, die op de buitenwand van het lampvat zijn gespoten. Bij voorkeur zijn de ringen uitgevoerd als metalen draden die zijn gelegen in groeven, die zijn aangebracht in de buitenwand van het larnp-30 vat. Gebleken is, dat de afscherming van het magnetische veld dan voldoende effektief is.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

In de tekening is schematisch, deels in aanzicht, deels in 35 langsdoorsnede een uitvoeringsvorm van een elektrodeloze lagedrukkwik-dampcntladingslamp volgens de uitvinding getoond. De lamp is voorzien van een glazen lampvat 1 dat is gevuld met een hoeveelheid kwik en een edelgas, zoals argon. De lamp is voorts voorzien van een staafvormige 8205025 ' » PHN 10.540 4 kern 2 van magnetisch materiaal (ferriet) welke zich bevindt in een induktiespoel 3. De kern 2 en de spoel 3 bevinden zich in een nabij de lengte-as van de lamp gelegen instulping 4 in het lampvat 1. De spoel 3 bevat een aantal windingen van koperdraad (bijvoorbeeld zeven) waarvan 5 er een klein aantal in de tekening is weergegeven. De spoel 3 is verbonden met een elektrische voedingseenheid 5 (schematisch weergegeven), met behulp waarvan een hoogfrequent elektromagnetisch veld in het lamp-vat 1 induceerbaar is. Dit veld wordt cmgeven door de wand van het lampvat, op de binnenwand waarvan een transparante geleidende laag 6 aan-10 wezig is. De lamp is dan aanrakingsveilig. Cp deze laag 6 bevindt zich een luminescerende laag 7, die de in het lampvat opgewekte ultraviolette straling cmzet in zichtbaar licht (deze laag is gestippeld in de tekening). De transparante laag 6 is via een rondom de voeding 5 (die zich bevindt in lampvoet 5a, die bestaat uit kunststof) gelegen metalen huis 8 ver-15 bonden met de wand van huls 9, met behulp waarvan de lamp in een houder kan worden gedraaid. De verbindingsdraad is aangeduid met 10. Tijdens het bedrijf van de lamp zijn de geleidende laag 6 en het metalen huis 8 dan met één der toevoerdraden van het net verbonden. Met draad 10a wordt de voeding 5 tijdens bedrijf van de lamp rechtstreeks met het net ver-20 bonden.

De geleidende laag 6 is transparant, dat wil zeggen het door de luminescerende laag 7 opgewekte licht wordt door de laag vrijwel volledig doorgelaten. De geleidende laag 6 is door de wand van het lampvat 1 gevoerd op de plaats waar deze wand vakuumdicht is bevestigd 25 aan een glazen bodemplaat 11. Deze verbinding komt tot stand met behulp van een geschikt verbindingsmateriaal, zoals glasemaille. Hierbij is op een plaats (¾) de rand van de wand van het lampvat een U-vormig gebogen elektrisch geleidend metalen lichaam 12 bevestigd dat enerzijds elektrisch is verbonden met laag 6 en anderzijds met draad 10. De voet 30 5a heeft een zodanige hoge ópstaande rand 5b, dat de lamp aanrakingsveilig is. De laag 6 bestaat uit met tin gedoteerd indiumoxyde met een vierkantsweerstand van ten hoogste 100 Ohm. De geleidende laag 6 is te beschouwen als een laagohmige impedantie die parallel over de hoogfrequente spanningsbron is geschakeld. Met name bij bedrijfsfrequenties 35 groter dan 1 MHz en een weerstandswaarde kleiner dan 100 Ohm wordt voorkomen dat de stroom door de parasitaire impedantie (en als gevolg daarvan de stoorstroom door de netgeleiders) een zodanige waarde heeft dat « de gelden normen overschreden worden.

8205025 PHN 10.540 5 .

In de in de tekening weergegeven uitvoeringsvorm zijn rondan het lampvat 1 ter hoogte van de induktiespoel 3 een drietal de ontlading omsluitende koperen ringen 13, 14 en 15 aanwezig, die zich bevinden in speciaal daarvoor in de buitenwand van het lampvat gelegen groeven. Door S de aanwezigheid van de ringen wordt voorkomen dat de lamp fungeert als magnetische stoorbron, waardoor in het voedingsnet stoorstrcmen warden geïnduceerd.

In een praktische uitvoeringsvorm van een hierboven beschreven larrp bedraagt de diameter van het glazen lanpvat circa 6,5 cm, de lengte 10 ervan circa 7,0 cm. In het lampvat bevindt zich circa 6 mg kwik en een hoeveelheid argon onder een druk van ongeveer 70 Pascal. De lumines-cerende laag bestaat uit een mengsel van twee f osforen, teweten groen luminescerend met terbium geaktiveerd ceriummagnesium-aluminaat en rood luminescerend met driewaardig europium geaktiveerd yttriumoxide. Het 15 magnetisch materiaal van de staafkem bestaat uit een ferriet met een relatieve permeabiliteit van ongeveer 200. Rondom deze ferrietkem is een induktiespoel bestaande uit koperdraad met een diameter van 0,5 mm aanwezig. De zelfinduktie van de spoel is circa 4,5^,uH. De inwendige geleidende laag is aangebracht door opspuiten op de wand van het lartp-20 vat van een oplossing die indiumchloride en een kleine hoeveelheid tin-chloride in butylacetaat bevat. De vierkantsweerstand bedraagt ongeveer 20 Ohm. De geleidende laag wordt aangebracht voordat het luminescerende materiaal wordt aangebracht. De dikte van de geleidende laag is circa 0,5^um.

25 De elektrische voedingseenheid is af geschermd door een huis van blik. In deze voedingseenheid bevindt zich een hoogfrequent oscillator met een frequentie van 2,65 MHz. De koperdraden 13, 14 en 15 hebben een dikte van circa 0,5 mn.

Bij een toegevoerd vermogen aan de larrp van 15 W is de licht-30 stroom ongeveer 900 lumen. Het rendement van de larrp bedraagt 60 IityW.

35 i 8205025

Claims (4)

1. Gasontladingslamp met een vakuumdicht afgesloten glazen lampvat dat is gevuld met een metaaldamp en een edelgas, welke lamp is bestemd cm te worden bedreven met een hoogfrequente voedingsspanning, waarbij in het lampvat een elektrische ontlading wordt opgewekt, waar- 5 bij op een rondcm de ontlading gelegen wand een transparante geleidende laag aanwezig is, met het kenmerk, dat de transparante geleidende laag in de bedri j fskonditie van de lamp is verbonden met êén der toevoer-draden van het voedingsnet.

2. Gasöntladingslamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 de geleidende laag bestaat uit met tin gedoteerd indiumoxyde.

3. Gasontladingslamp volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de lamp een elektrodeloze lamp is, geschikt om te worden bedreven met een voedingsspanning met een frequentie groter dan 1 MHz, waarbij de vierkantsweerstand van de transparante geleidende laag maximaal I5 100 Ohm is.

4. Gasontladingslamp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat op de wand van het lampvat een aantal de ontlading omsluitende metalen ringen aanwezig is. 20 25 30 35 3205025