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程中，電極間的距離減小有助于提升電弧的 穩(wěn)定性，而實際的狀況是電極材料會在電弧的高溫作用下蒸發(fā)。以用于
投影機的高壓氣體放電汞燈(Ultra High Performance簡稱UHP)為例， 其電極材料雖然采用具高溶點低蒸氣壓特性的鎢，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隨著操作時程遞 增。而電極的距離增加直接反映在燈的操作電壓升高，當燈的功率越高， 電流越大，電極的熱負載相對越高，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燈時，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，之后因為尖 角及電場集中的關(guān)系，成為另一個具尖端放電的電弧斑點，至使鎢又從 另一處沉積，以至于電弧會來回移動(跳弧現(xiàn)象)，此一狀況亦造成電極 的表面粗糙，同時電極間的距離越來越大。
若是能使點燈過程蒸發(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燈時， 在正負極交變前，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，待正負極交變后，該處即成為理想 的電子發(fā)射點，成為電弧附著最穩(wěn)定的地方，此時，多數(shù)的鎢離子即能 在此處沉積而非蒸發(fā)。依該方法，點燈一段時間后，沉積的鎢離子即可 在電極表面生成一相對固定的尖端，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
用高低頻電流點燈的方法供選擇。是先用一高頻點燈，使正負兩個電極
的溫度趨于相等；然后用較低的頻率點燈一周期，這時正電極接收電子 的時間大幅增加，使得正電極和電弧接觸處溫度升到足夠的溫度；之后 正負交變，這時電子即從最高溫處發(fā)射出來，形成一個穩(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，點燈一段時間后，沉積的 鎢離子即可在電極表面生成一相對固定的尖端，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)，這是因為DLP系統(tǒng)有色輪轉(zhuǎn)速及DMD Chip 微鏡片轉(zhuǎn)動的頻率搭配問題，是需要一個穩(wěn)定的點燈頻率來搭配。
而一個設(shè)計能否被成功商業(yè)化利用，達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)，同時可以脫離先前專利技術(shù)限制實施的「用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧 的方法」，遂為本發(fā)明的動機及技術(shù)設(shè)計重點所在。

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，從而提升點燈時的電弧穩(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
弧斑上平均長出一個尖端(Tip),其特征在于是以一AC高頻搭配一DC 對氣體放電燈進行交替點燈，點燈電流第一周期以DC點燈，DC點燈時的 正負極相位控制由左右側(cè)電極輪流擔當。
前述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其中DC點燈時，當正極弧 斑處溫度升高至一定溫度時，轉(zhuǎn)為AC高頻點燈。
前述的用于氣體放電燈穩(wěn)定電弧的方法，其中AC高頻點燈時，當正極溫度降至不足以穩(wěn)定弧斑時，轉(zhuǎn)為DC點燈。
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。點燈時，正電極回收電子，在電極和電 弧接觸點上是電子回收點，因此該處是溫度最高的地方，當正負極交變 后，原本溫度最高的地方就成為電子發(fā)射點，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，當電極間的距離減小時，電 弧的穩(wěn)定性也相對提高，當電極間的距離增加時，電弧的穩(wěn)定性也相對 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)的方式對該氣 體放電燈進行交替點燈，點燈電流第一周期時是以DC點燈，并設(shè)定左側(cè) 電極為負極，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，轉(zhuǎn)為AC高頻點燈，這時候因為右側(cè)電極的弧斑處溫度足夠 高，在它成為負極的時段，會產(chǎn)生穩(wěn)定的電子發(fā)射點，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，而長出一個尖端(Tip);待AC高 頻點燈一段時間后，右側(cè)電極溫度低到已不足以維持穩(wěn)定的弧斑時，即 再改以DC點燈，并設(shè)定左側(cè)電極為正極，右側(cè)電極為負極；同樣的，待 左側(cè)電極(正極)弧斑處溫度升高到一定溫度時，轉(zhuǎn)為AC高頻點燈，這 時候因為左側(cè)電極的弧斑處溫度足夠高，在它成為負極的時段，會產(chǎn)生 穩(wěn)定的電子發(fā)射點，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，而長出一個尖端(Tip);之后持續(xù)以圖中的短暫DC/短暫AC高頻方 式交替點燈。借此，使點燈時程中的左右側(cè)電極能平均長出尖端(Tip)， 而達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)定的點燈頻率工作特性，這個優(yōu)點使得本發(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，從而提升點燈時 的電弧穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明以一 AC高頻搭配一 DC對高壓氣體放電燈進行交替點 燈的一流程方塊圖。
圖2是本發(fā)明以一 AC高頻搭配一 DC對高壓氣體放電燈進行交替點 燈的頻率圖形。
具體實施例方式
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) 對高壓氣體放電燈進行交替點燈的一流程方塊圖。由圖1所示的實施例 中，點燈電流第一周期時是以DC點燈，并設(shè)定左側(cè)電極為負極，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，轉(zhuǎn)為AC 高頻點燈，這時候因為右側(cè)電極的弧斑處溫度足夠高，在它成為負極的 時段，會產(chǎn)生穩(wěn)定的電子發(fā)射點，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，而長出一個尖端(Tip);待AC高頻點燈一段時間后， 右側(cè)電極溫度低到已不足以維持穩(wěn)定的弧斑時，即再改以DC點燈，并設(shè) 定左側(cè)電極為正極，右側(cè)電極為負極；同樣的，待左側(cè)電極(正極)弧 斑處溫度升高到一定溫度時，轉(zhuǎn)為AC高頻點燈，這時候因為左側(cè)電極的 弧斑處溫度足夠高，在它成為負極的時段，會產(chǎn)生穩(wěn)定的電子發(fā)射點， 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，而長出一個尖端
(Tip);之后持續(xù)以圖1中的短暫DC /短暫AC高頻方式交替點燈。
圖2所示的是本發(fā)明以一 AC高頻搭配一 DC對高壓氣體放電燈進行 交替點燈的頻率圖形。該圖形同時顯示了以DC點燈時的正極(+ )負極
(—)相位控制由左右側(cè)電極輪流擔當?shù)膱D形。由圖2所示，進一步說 明了高壓氣體放電燈在短暫DC /短暫AC高頻交替點燈的過程中，具有穩(wěn) 定的點燈頻率工作特性，且借由DC點燈時的正負極(+ 、 一)相位控制 由左右側(cè)電極輪流擔當?shù)倪\作機制，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)電極能平均長出尖端(Tip),借此減小電極間的距離，而達到穩(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出一個尖端(Tip)，其特征在于是以一AC高頻搭配一DC對氣體放電燈進行交替點燈，點燈電流第一周期以DC點燈，DC點燈時的正負極相位控制由左右側(cè)電極輪流擔當。
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點燈時，當正極弧斑處溫度升高至一定溫度時，轉(zhuǎn)為AC 高頻點燈。
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高頻點燈時，當正極溫度降至不足以穩(wěn)定弧斑時，轉(zhuǎn)為DC點燈。
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出一個尖端(Tip)，是以一AC高頻搭配一DC對氣體放電燈進行交替點燈，點燈電流第一周期以DC點燈，DC點燈時的正負極相位控制由左右側(cè)電極輪流擔當。本發(fā)明可以使點燈時程中的左右側(cè)電極能平均長出尖端(Tip)，以減小電極間的距離，而達到穩(wěn)定電弧的效果。
文檔編號H05B41/14GK101610628SQ20081012708
公開日2009年12月23日 申請日期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 申請人:華燈光電股份有限公司