WO2010086222A1 - Verfahren und elektronisches betriebsgerät zum betreiben einer gasentladungslampe sowie projektor - Google Patents

Verfahren und elektronisches betriebsgerät zum betreiben einer gasentladungslampe sowie projektor Download PDF

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WO2010086222A1
WO2010086222A1 PCT/EP2010/050311 EP2010050311W WO2010086222A1 WO 2010086222 A1 WO2010086222 A1 WO 2010086222A1 EP 2010050311 W EP2010050311 W EP 2010050311W WO 2010086222 A1 WO2010086222 A1 WO 2010086222A1
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WO
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lamp
voltage
gas discharge
time
discharge lamp
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/050311
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin BRÜCKEL
Bärbel Dierks
Peter Flesch
Josef KRÖLL
Markus Baier
Oskar Schallmoser
Kai Wolter
Original Assignee
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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Publication date
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Priority to JP2011546747A priority patent/JP2012516010A/ja
Priority to US13/146,412 priority patent/US8602566B2/en
Priority to CA2750669A priority patent/CA2750669A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/292—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2928—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions

Definitions

  • the invention relates to a method and an electronic operating device for operating a gas discharge lamp with a gas discharge lamp burner and a first and a second electrode, wherein the electrodes have a nominal electrode spacing in the gas discharge lamp burner, which is correlated with the lamp voltage prior to their first use.
  • gas discharge lamps have increasingly been used instead of incandescent lamps because of their high efficiency.
  • high-pressure discharge lamps are relatively difficult to handle with respect to their mode of operation than low-pressure discharge lamps, and the electronic operating devices for these lamps are therefore more expensive.
  • Display systems such as DLP projectors (short for "digital light processing projector"), include a lighting device with a light source whose light is directed to a DMD chip (short for "digital mirror device chip”).
  • the DMD chip comprises microscopically small pivoting mirrors which either direct the light onto the projection surface if the associated pixel is to be switched on or direct the light away from the projection surface, for example an absorber if the associated pixel is to be switched off.
  • Each mirror thus acts as a light valve that controls the light flux of a pixel.
  • These light valves are called DMD light valves in the present case.
  • For color generation comprises a DLP Proj ector in the case of a lighting device that emits white light, such as a filter wheel, which is arranged between lighting device and DMD chip and filters of different colors, such as red, green and blue contains. With the aid of the filter wheel, light of the respectively desired color is transmitted sequentially from the white light of the illumination device.
  • a lighting device that emits white light
  • DMD chip which is arranged between lighting device and DMD chip and filters of different colors, such as red, green and blue contains.
  • filters of different colors such as red, green and blue contains.
  • the color temperature of such display systems is usually related to the color locus of the light of the lighting device. This usually changes with the operating parameters of the light sources of the lighting device, such as voltage, current and temperature. Furthermore, depending on the light sources used in the illumination device, the ratio between the current intensity and the light flux is not necessarily linear. This leads to a change in the current also to a change in the color location of the light of the light source and thus to a change in the color temperature of the display system.
  • the color depth of the display system is limited by the minimum duty cycle of a pixel.
  • increasing the color depth can be done using dithering, in which individual pixels are at a lower frequency than the regular frequency of 1/60
  • the contrast ratio of the display system is defined by the ratio of maximum light flux with fully opened light valves to minimal light flux with fully closed light valves.
  • the minimum light flux can be further reduced with completely closed light valves by means of a mechanical diaphragm.
  • a mechanical shutter takes up space in the lighting device or display system, increases the weight of the lighting device or the display system, and also provides an additional potential source of noise.
  • High intensity discharge lamps as used in such display systems can also be dimmed but thrown the dimmed Operation Problems related to the electrode temperature and the arc approach of the high pressure discharge lamp.
  • the bow approach is fundamentally problematic when operating a gas discharge lamp with alternating current.
  • the transition cathode-anode is inherently unproblematic, since the temperature of the electrode has no influence on their anodic operation.
  • the ability of the electrode to supply a sufficiently high current depends on its temperature. If this is too low, the arc changes during the commutation, usually after the zero crossing, from a punctiform arc approach mode into a diffuse arc approach mode of operation. This change is accompanied by an often visible collapse of the light emission, which can be perceived as flickering.
  • commutation is the process in which the polarity of the voltage of the gas discharge lamp changes, and in which therefore a strong current or voltage change occurs. In a substantially symmetrical operation of the lamp is at the middle of the commutation of the voltage or current zero crossing. It should be noted that the voltage commutation usually always runs faster than the current commutation.
  • electrode end refers to the inner end of the lamp electrode which is in the discharge space of the gas discharge lamp burner.
  • the electrode tip is a needle-shaped or hump-shaped elevation on the end of the electrode, the end of which serves as a starting point for the arc.
  • a major problem of high-pressure discharge lamps is the change or deformation of the electrodes over the entire service life.
  • the shape of the electrode changes away from the ideal shape towards a more and more fissured surface, especially at the inner end of the electrode.
  • the discharge arc always forms from electrode tip to electrode tip. If there are several electrode tips of equal size on an electrode, it can lead to a bow jump and thus to a flickering of the lamp.
  • Non-centered electrode tips degrade the optical image, since the optics of a projector or a lamp in which such a discharge lamp is used, designed for a specific position of the discharge arc and in particular on the initial state of the electrodes and the discharge arc is set. In certain cases, uneven growth of the electrode tips may occur, so that the arc is no longer centered, but axially displaced in the burner vessel. This also degrades the optical image of the entire system. In contrast, the fracture leads to an increase in the original electrode spacing and thus also influences the lamp voltage. Since this increases in proportion to the distance, a premature life shutdown can occur, as it usually responds when the lamp voltage exceeds a predetermined threshold. In summary, there is a reduction in the lamp life and the quality of the light emitted by the lamp.
  • the present invention relates to the problem of keeping the electrodes as possible over the entire life of the gas discharge lamp in an optimal state in which the electrodes are at a distance from each other, which corresponds as possible to the original distance in a new lamp, and the To keep the surface of the electrode ends smooth with centrally grown tips, which form a defined starting point for the arc.
  • the teaching of WO 2007/045599 A1 therefore does not solve the abovementioned problem.
  • the solution of the object with respect to the method is carried out according to the invention with a method for operating a gas discharge lamp with a gas discharge lamp burner and a first and a second electrode, wherein the electrodes have a nominal electrode spacing in the gas discharge lamp burner, which is correlated with the lamp voltage before their first start comprising the steps of: a) checking that the lamp voltage of the gas discharge lamp is less than a lower lamp voltage threshold or greater than an upper lamp voltage threshold of the gas discharge lamp; and b) repeatedly applying a DC voltage phase at a predetermined time interval such that the length of the DC voltage phase is dependent on the lamp voltage.
  • the length of the DC voltage phase is dependent on the lamp voltage, a good control accuracy can be achieved, and the shaping of the electrodes is particularly efficient.
  • the length of the DC voltage phase is preferably between 2 ms and 500 ms, and the length between the DC voltage phases preferably between 180 s and 900 s.
  • the durations can be specified within this range depending on the type of lamp in order to ensure a particularly efficient shaping of the electrodes.
  • the length of the DC voltage phases is determined by the change or increase of the lamp voltage in these DC voltage phases. If the rise criterion should not be met then a maximum duration is the DC voltage phases predetermined, for example, as in the previous embodiment, in turn, may depend on the lamp voltage. By this measure, the accuracy of the electrode control is significantly increased, and thus reduces the likelihood of excessive energy input.
  • An upper lamp voltage threshold is preferably between 60V and HOV
  • a lower lamp voltage threshold is preferably between 45V and 85V, in particular between 55V and 75V.
  • the lamp voltage thresholds can be specified within this range in order to be able to optimize the process for this type of lamp.
  • the length of the DC voltage phase is preferably set by the fact that one half-wave of the applied alternating current consists of several half-waves, whereby a part of the commutations or all commutations between two half-waves is canceled again by a further commutation shortly thereafter.
  • DC voltage phases can be generated whose length is a multiple of a partial half-wave.
  • the energy input in each direction can be distributed uniformly, or the energy input can be done in favor of a current direction, so that one lamp electrode is heated more than the other. If the current flows only in one direction during a DC voltage phase, it can flow in the other direction in the subsequent DC phase. However, constellations are also conceivable in which the current flows in one direction in the first two DC voltage phases, and the current flows in the other direction during the subsequent two DC voltage phases. Again, a preferred energy input into an electrode is possible, so that during the first two DC voltage phases, for example, the current flows in one direction, during the third DC voltage phase, the current flows in the other direction, and during the fourth and fifth DC voltage phases, the current again in the first direction flows.
  • the solution of the object with respect to the operating device is carried out according to the invention with an electronic operating device that executes a method according to one or more of the aforementioned features.
  • the operating device is enabled to optimally maintain the gas discharge lamp.
  • the solution of the problem with respect to the projector is carried out according to the invention with a projector with an electronic operating device wherein the projector is designed to project an image during the implementation of the method according to the invention, without the image is to be considered the implementation of the method.
  • the method can be executed at any time without affecting the operation, and thus the lamp can be maintained at any time.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the duration of a voltage applied to the gas discharge lamp DC voltage phase, the blocking time between two consecutive DC voltage phases and the maximum voltage change of the lamp voltage as a function of the lamp voltage for a first and second embodiment of the operating method.
  • FIG. 2 is a graph illustrating a second embodiment of the method of operation
  • FIG. 3 is an illustration of a pair of electrodes before and after optimization by the method in the second embodiment
  • 6a is a graph in which the relationship between see the lamp voltage and the commutation frequency in a first embodiment of the third embodiment of the operating method is shown;
  • Fig. 6b is a graph showing the relationship between the lamp voltage and the commutation frequency in a second embodiment of the third embodiment of the method of operation;
  • Fig. 6c is a waveform of the lamp current for the second embodiment of the third embodiment of the method of operation;
  • FIG. 7 shows a signal flow graph for the schematic representation of a fourth embodiment of an operating method
  • FIG. 10 shows the state of the front part of the electrodes in the initial state (FIG. A)), after the overmelting (FIG. B)), and the growth of the electrode tips in the initial phase (FIG. C)) and in the state of completed regeneration (Fig. D));
  • Fig. 11 shows the time course of the lamp current and the lamp voltage when driven with asymmetric current duty cycle during the overmolding phase.
  • FIG. 12 is a schematic representation of an embodiment of a lighting device for carrying out the method
  • FIG. 13 is a schematic sectional view of a first embodiment of a display system
  • FIG. 14 is a schematic diagram of a light curve used in the first embodiment of the display system.
  • 15A-C are schematic diagrams of three exemplary light curves for operating a lighting device according to the operating method of the fifth embodiment
  • FIG. 16 shows a schematic diagram of an exemplary current intensity illuminance characteristic of a light source for operating a lighting device according to the invention.
  • FIG. 17 shows a schematic circuit diagram of an exemplary circuit arrangement for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a graph to illustrate the relationship between the duration of a DC voltage phase (curve VT) applied to the gas discharge lamp, a distance between two DC voltage phases (curve OT), a voltage change in the DC voltage phase (curve VP) and the lamp voltage for a first embodiment of the operating method according to the invention.
  • the curve VT thus represents the length of the DC voltage phase as a function of the lamp voltage.
  • the curve OT represents the distance, also referred to below as the blocking time, between two DC voltage phases, ie the time until a DC voltage phase is again applied to the gas discharge lamp. Since, upon application of a DC voltage phase, the electrode melts more or less and the electrode spacing and thus also the lamp voltage increases, this is greater after the DC voltage phase than before the DC voltage phases.
  • the curve VT now shows the change in the lamp voltage during the DC voltage phase as a function of the lamp voltage.
  • the change may be quite large, in the present case up to 5V, since an increase in the electrode spacing is strongly desired.
  • the maximum change in lamp voltage should only be IV.
  • the inventive method ensures a defined distance of the electrode tips and a smooth as possible, little rugged form of the electrode ends over the entire life of the gas discharge lamp. This is achieved by DC voltage phases, which melt the electrode ends as needed and also promote electrode growth.
  • DC voltage phases consist of the omission of a few commutations. These omissions are placed so that the electrodes are always are only mutually loaded, that is once affects the one electrode during a DC voltage phase as an anode, then acts after a break with normal lamp operation, the other electrode during a DC voltage phase as an anode. The frequency itself is not changed. In a positive DC voltage phase always only a first electrode of the gas discharge lamp is heated, in a negative DC voltage phase, only a second electrode of the gas discharge lamp is always heated.
  • the DC voltage phases are thus generated by the omission of commutations or by insertion of pseudo commutations. In the second variant, they are thus no DC voltage phases in the strict sense, since in between the voltage and thus the current direction per pseudo-commutation is reversed twice, and quite a few pseudo commutations per 'DC phase' can occur.
  • Short DC voltage phases merely cause the electrode tips to melt over, so that the shape of the electrode tips can be influenced. This is used to keep the electrode tips as optimally as possible over the entire burning time, and to generate a defined centering tip.
  • a so-called maintenance pulse can accelerate the peak growth of the electrode tip, and is preferably applied after a long DC phase to re-grow on the oval or round end of the electrode an electrode tip that produces a good arc attachment point.
  • the term maintenance pulse refers to a short current pulse which is applied to the gas discharge lamp shortly before or shortly after the commutation in order to heat the electrode.
  • the length of the maintenance pulse is between 50 ⁇ s and 1500 ⁇ s long, whereby the current level of the mainte- nance pulse is greater than in steady state operation. This achieves an overmelting of the outer end of the electrode tip whose thermal inertia has a time constant of approximately 100 ⁇ s.
  • the lamp is always applied at regular intervals with a DC voltage phase whose length depends on the lamp voltage.
  • the distances between two DC voltage phases are dependent on the lamp voltage.
  • the method now uses the characteristic curve VT according to FIG. 1 for the calculation of the length of the DC voltage phases which are applied to the gas discharge lamp.
  • the length of the DC voltage phases is in the preferred embodiment at 65V 40ms, with the DC voltage phases getting longer as the voltage drops, to reach 200ms at 60V.
  • the length of the DC voltage phases can vary between 5 ms and 500 ms depending on the lamp type.
  • the DC voltage phases are applied to the gas discharge lamp at regular intervals. The distances depend on the lamp voltage, but not shorter than 180s.
  • the duration between two DC voltage phases (blocking time OT) as shown in Figure 1 (curve OT) 200s at 60V lamp voltage, where it rises to 600s at 65V lamp voltage, and then drop back to 300s at HOV lamp voltage.
  • the duration between two DC voltage phases increases from 180s at 60V to 300s at 65V, then drops again to 180s at HOV lamp voltage.
  • the time span between two DC voltage phases can vary between 180s and 900s, depending on the lamp type. In summary, it can thus be said that at lower voltage, the DC voltage phases are more often applied to the gas discharge lamp and are also longer and thus more energy-rich.
  • the frequency of the DC voltage phases also increases again to reach 200 ms again at HOV.
  • a maintenance pulse is always used between the DC voltage phases in order to promote the central growth of electrode tips on the electrode end.
  • the frequency of the DC voltage phases is minimal in this area.
  • the length of the DC voltage phases in the preferred embodiment is about 40 ms.
  • the length of the DC voltage phases can be between 0 ms and 200 ms depending on the lamp type. For some lamp types, the DC voltage phases in this area can be completely dispensed with.
  • the duration of the DC voltage phases in the preferred embodiment varies from 40ms at 75V up to 200ms at HOV lamp voltage of the gas discharge lamp burner. Depending on the lamp type, the duration of the DC voltage phases can vary from 2 ms to 500 ms.
  • the time span between two DC voltage phases in the present embodiment is 180 s at 60 V lamp voltage, then rises to 600 s at 65 V lamp voltage, and drops on 300s at HOV lamp voltage.
  • the time span between two DC voltage phases can vary between 180s and 900s, depending on the lamp type. In summary, it can be said that the duration of the DC voltage phases increases with increasing lamp voltage, the DC voltage phases being applied more frequently to the gas discharge lamp with increasing lamp voltage and with very low lamp voltage.
  • the length of the DC voltage phases is not controlled by a characteristic, but the length of the DC voltage phases is controlled by the lamp voltage in the DC voltage phase itself.
  • the above-described curve VP describes the maximum voltage change of the lamp voltage in the DC voltage phase as a function of the lamp voltage. The voltage change is measured during the DC voltage phase.
  • the circuit implementing the method has a measuring device which can measure the lamp voltage before the DC voltage phase and above all the change of the lamp voltage during a DC voltage phase. The change in the lamp voltage during the DC voltage phase is evaluated in response to an abort criterion, and the DC voltage phase ends when the abort criterion is reached.
  • Fig. 2 is a graph illustrating the method of the second embodiment.
  • the gas discharge lamp is operated in normal operation without application of DC voltage. But leaves the lamp this voltage range, DC voltage phases are applied to the lamp.
  • the length of the DC voltage phases depends on the lamp voltage and above all on the change in the lamp voltage which is applied during the DC voltage phases.
  • the DC voltage phases are maintained until the lamp voltage has risen by a previously calculated or a predetermined value ⁇ Ui, ⁇ U2.
  • the voltage increase of the lamp voltage in the DC voltage phase is between 0.5V and 8V depending on the gas discharge lamp. In a preferred embodiment, the desired voltage rise is between 5V at 60V and IV at 65V.
  • the DC voltage phase is terminated so as not to damage the electrodes.
  • the process is carried out anew, ie the lamp voltage is measured and a further DC voltage phase is applied if the lamp voltage is outside the optimum range of 65-75V. These steps are repeated periodically until the lamp voltage returns to its optimum range.
  • Phases split to different states of the phases to treat both lamp electrodes are split to different states of the phases.
  • the length of the DC phase is determined for the previously calculated voltage rise for the first electrode and applied to the second electrode in a subsequent inverse DC phase.
  • the length of the DC voltage phases for each electrode is calculated from the voltage increase during the DC voltage phases.
  • the magnitude of the voltage increase is the same for both DC voltage phases.
  • an individual electrode forming takes place for centering the arc in the burner axis.
  • the following method steps are carried out:
  • the duration or voltage rise of the DC voltage phase for the desired displacement of the electrode center of gravity is calculated proportional to the individual length of the electrode tip:
  • T T Glpichwoodsphasp prstpElpktrodp + T Glpichwoodsphasp ⁇ wpitpElpktrodp '
  • the third embodiment of the second embodiment of the method yields new advantages which the prior art methods can not afford.
  • the possibility of asymmetrically introducing energy into the respective electrodes affords the possibility of centering the electrode system center of gravity and of holding it in its centered position over its service life.
  • the centered position of the center of gravity of the electrode within the burner vessel results in a more stable and effective light output by the optical system, which was calculated for a defined electrode position.
  • the discharge arc remains in focus throughout the life of the lamp.
  • the fact that the arc starting points are always centered on the electrode results in an average maximum distance of the discharge arc from the burner vessel wall over the entire service life, which effectively reduces devitrification of the burner vessel.
  • the optical system can optimize and thus maximize its overall efficiency through a control loop that includes the electrode forming mechanisms.
  • the first embodiment and the second embodiment use mixed to obtain the electrodes and the electrode tips in an optimum state.
  • An advantage This mixture could include that at lamp voltages below the lower lamp voltage threshold, a method of the second embodiment is used in which the length of the DC phase is determined by the lamp voltage change during this DC phase, and that at lamp voltages above the upper lamp threshold, a method of the first embodiment is used, in which the length of the DC phase is calculated or given by a characteristic.
  • FIG. 3 shows an illustration of a pair of electrodes before and after the optimization of the method in the second embodiment.
  • FIG. 3a shows a pair of electrodes 52, 54 with the electrode ends 521, 541 and the electrode tips 523, 543 prior to the application of the method in the second embodiment.
  • the center 57 of the electrodes is not at the optimum center 58 of the torch vessel because the electrode tip 543 has grown much further than the electrode tip 523. Therefore, the method in its second embodiment is used to compensate for asymmetric electrode geometry.
  • the electrodes 52, 54 look as shown in Fig. 3b: both electrode tips 523, 543 are again the same length, the center 57 between the electrode tips is again in the burner center 58.
  • the discharge arc burns optimally in the center of the Burner vessel, and the optical efficiency of the overall system is maximized.
  • Fig. 4 shows the course of the lamp voltage U D c and the lamp current I D c during a DC voltage phase with different temporal resolution.
  • the two curves are shown in a low temporal resolution of 4ms / DIV. It is especially good to see on the stream that the positive as well as the negative DC phase is composed of 3 normal half-waves. This can be seen well on the 2 needle-shaped current pulses 61, 62, which divides the DC voltage phase into 3 areas. The pulses can also be seen in the lamp voltage.
  • the lower graph shows one of these pulses in a larger temporal resolution of 8 ⁇ s.
  • the double commutation is best seen on the lamp voltage U DC , the voltage U DC jumps to its upper value with a positive edge and returns to its lower value with a negative edge about 2 ⁇ s later, where it continues until the next Commutation point remains.
  • the lamp current I DC wants to swing after the first commutation, but is too slow, so that only a small current collapse is recorded during the 2us. This is because the current commutation, as already mentioned, proceeds more slowly than the voltage commutation.
  • FIG. 5 shows a profile of the lamp current, in which the gas discharge lamp is operated with the above-mentioned maintance pulses MP.
  • the DC voltage phase DCP is composed of two half-waves HW, since two maintenance pulses MP occur in the DC voltage phase.
  • the DC voltage phases are thus composed of half-waves of the normal operating frequency, so that the highest operating frequency is always an integer or fractionally multiple of the frequency of the DC phases.
  • a continuous adjustment of the operating frequency takes place as a function of the lamp voltage.
  • the method can be operated in various forms.
  • the operating frequency is changed in discrete steps, depending on the lamp voltage. The higher the lamp voltage, the higher the frequency becomes. Since commutation can take place only at certain times due to various boundary conditions in the overall system, the operating frequency can only assume a limited number of frequency values. If the gas discharge lamp is e.g. operated in a video projector with a color wheel, the operating frequency of the gas discharge lamp can only be commutated when the color wheel is in a position in which is currently changing from one color segment to the next. Due to the uniform number of revolutions of the color wheel, which in turn depends on the frame rate of the video image, in principle, the frequency of commutation over a revolution of the color wheel is fixed.
  • a fixed operating frequency should always be run at a certain lamp voltage.
  • a lamp current with an operating frequency of 100Hz applied to the gas discharge lamp is quite rough.
  • the highest operating frequency is the frequency at which commutation is also carried out for all possible commutation times. This frequency is the highest frequency that can be represented in the system.
  • the possible commutation times which are predetermined by the abovementioned boundary conditions, for example, of a color wheel, are also referred to as commutation points, as already mentioned above.
  • the operating frequency of the gas discharge lamp is adjusted continuously on the basis of a characteristic curve.
  • the characteristic curve of a preferred embodiment is shown in FIG. 6b.
  • the operating frequency Up to a certain lamp voltage of here 50V, the operating frequency always remains equal to about 100Hz. From a lamp voltage above 50V, the operating frequency increases continuously up to a lamp voltage of 150V. Due to the above, not every operating frequency can be approached directly. Therefore, a method is used in which the inverter operates the gas discharge lamp at a series of discrete frequencies, all of which represent an integer or fractionally rational fraction of the highest operating frequency.
  • commutation is not actually commutated at each commutation point, but instead two or more sub-half-waves are combined to form a resulting half-wave HW, so that the periods dendauer the resulting half-wave is an integer or fractional rational factor of the original half-wave, as shown in Fig. 5.
  • the commutation pattern consists of a series connection of half-waves of different discrete frequencies.
  • a controller carrying out the method now mixes these discrete frequencies in their frequency so that the time average of the frequencies corresponds to the desired operating frequency of the gas discharge lamp to be set.
  • 6c shows an exemplary waveform with commutation points 31, 32, 33, 34, 35, in which, if necessary, a commutation can take place. If a commutation occurs at each of these points, the highest operating frequency is generated, and one half-wave is exactly one half-wave in each case. Also in this embodiment, there are again the possibilities to omit commutations really, or instead omit the commutation to execute two fast commutations in a row.
  • the method is also suitable if the possible commutation points per se are not always equally spaced.
  • the different color sectors of the color wheel are also different in width, so that the time intervals of the possible commutation sites are different. This is not a problem in the present method since the higher-level control unit can take this into account and from the multiplicity of frequencies having the different half-waves by the above-mentioned temporal frequency distribution the time average of the resulting frequency exactly to the predetermined operating frequency of the gas discharge lamp can adapt.
  • Fig. 7 shows a signal flow graph for schematically illustrating a fourth embodiment of the method. This starts in step 100 with the start, ie ignition of the lamp. Subsequently, it is checked in step 120 whether at least one parameter lies in a value range that is correlated with the fact that the first and / or the second electrode is rugged. The lamp voltage or the operating time since the first startup or since the last execution of the method or the distance is preferred as this parameter the electrodes into consideration. If the question is answered in the negative, the gas discharge lamp is operated in step 150 in normal lamp operation. If the question is answered yes, the lamp is initially also operated in step 125 in normal lamp operation. During this time, however, it is regularly checked whether a start criterion for overmelting is fulfilled.
  • the starting criterion can be, for example, the achievement of a specific lamp voltage U B ss o ii. During this time, no overmelting step is performed during normal lamp operation. As soon as the start criterion has been met, the overmelting of the electrodes is initiated in step 135. Preferably, at equidistant time intervals, it is checked in step 140 whether an abort criterion for the end of the overmelt phase has been met. This may be preferred when the lamp voltage has risen above a setpoint UBA SO II. If this is answered in the negative, step 135 is continued and the query is then made again in step 140.
  • steps 135, 140 is performed until the question is answered in the affirmative at step 140, after which the method proceeds to step 150 where, during normal steady-state lamp operation, new electrode tips are grown on the front part of the electrodes.
  • step 150 a branch is made at regular intervals to step 120 in order to ensure a continuous control loop, which always keeps the electrodes of the gas discharge lamp in the best possible condition.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the time-dependent course of the lamp voltage U B of a discharge lamp after it has been switched on.
  • the Lamp operated within the first 45 s with a power P, which is smaller than the nominal power P nom .
  • This phase is referred to as start-up phase, while the current supplied to the lamp is limited in order not to overload the gas discharge lamp or the electronic control gear.
  • the lamp voltage U B has not risen to its continuous operating value in the region after 45 s, the lamp is already operated there at the nominal power P nom , ie there is no current limitation active there.
  • This phase is referred to as a power control phase during which the lamp is operated at substantially its nominal power.
  • the normal lamp operation is thus composed of a start-up phase, which starts with the start of the lamp, and a power control phase, which adjoins the start-up phase and after a certain time in the stationary state, while the gas discharge lamp substantially with their nominal parameters is operated.
  • the startup phase after switching on until 45 s is particularly suitable for carrying out the method since the burner temperature there is still low and the user is not yet operating the lamp for the intended purpose.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of the time-dependent course of the ratio of the power P to the nominal power P nO m in percent and the lamp voltage U B during the execution of a preferred exemplary embodiment of the method.
  • the discharge lamp is operated at the nominal power P nom .
  • the power P is lowered to 30% of nominal power. This leads to cooling of the discharge lamp, from which the advantages already mentioned in connection with FIG. 2 result.
  • the discharge lamp is operated with a lamp current I which amounts to between 150 and 200% of the nominal lamp current I no m for overmolding the electrodes.
  • the lamp is operated at a power which is approximately 75% of the nominal power Pn o m. Thereafter, ie, from time t 4 , the power is increased in 5% increments, each lasting about 20 minutes, until the nominal power reaches P nom or even beyond, resulting in the growth of new electrode tips. As can be seen from the course of the lamp voltage U B , this decreases from a constant value, which has been set during operation of the discharge lamp with the power Pn o m, during operation at a lower power and then gradually increases again.
  • FIG. 10a) to d) show the state of the front parts of the electrodes at different stages of performing the method.
  • Fig. 4a) shows the state before carrying out the method.
  • the front parts of the electrodes are clearly fissured, the electrode tips are arranged off-center, the distance between the electrodes is d a .
  • the state shortly after the overmolding of the front parts of the electrodes is shown in Fig. 10b).
  • Clearly visible is the hemispherical shape of the front parts of the electrodes, which results from over-melting due to the surface tension. Instead of the fractures now shows a smooth electrode surface. The distance has grown to d b .
  • FIG. 11 shows the time profile of the lamp current, above, and the lamp voltage U B , below, when driven with asymmetrical current duty cycle during the overmelting phase. It is easy to see that individual Commutations are done in duplicate immediately after each other. Two commutations carried out directly after one another are known by the term "dummy commutations.” As a result, an intended imbalance or a DC component in the lamp current is generated, as can also be seen, the lamp voltage U B increases as desired. Alternatively, individual commutations can be left out.
  • the fifth embodiment relates to an operation method that can be carried out by an operating device to improve image quality in an illumination device in addition to electrode formation.
  • the illumination device 10 according to the exemplary embodiment of FIG. 12 comprises a light source 1, in the present case a gas discharge lamp, which emits light with a color location in the white region of the CIE standard color plate.
  • a gas discharge lamp which emits light with a color location in the white region of the CIE standard color plate.
  • the gas discharge lamp 1 is a point light source with a very small arc distance, which has a high energy density of 100 W / mm 3 to 500 W / mm ⁇ .
  • the illumination device 10 according to FIG. 12 comprises an operating device 2, such as a function generator, which can provide electrical signals with a power of 100 W to 500 W and carries out the method according to the invention.
  • the operating device 2 controls the light source 1 by the method according to the invention with an electric current signal, which follows a light curve 3.
  • Light curves 3 will be explained later in connection with FIGS. 13 and 15A to 15C.
  • the light curve 3 in the embodiment according to FIG. 15A comprises a periodic sequence of three segments S R , S G , S B.
  • the first segment S B is associated with the color blue, the second segment S R with the color red and the third segment S G with the color green.
  • This light curve 3 can be stored, for example, as an alternative to the light curve 3 according to FIG. 14 in the operating device 2 of the lighting devices 10, 11 used in the display systems according to FIG.
  • the different segments of the light curve are assigned to different partial half-waves, from which there is the alternating current to be applied to the gas discharge lamp, so that the lamp current follows the stored light curve. Since the light output of the gas discharge lamp correlates with the lamp current, the light output of the gas discharge lamp follows the stored light curve.
  • the first segment S B of the light curve of FIG. 15A is assigned the color blue and has a duration t B of approximately 1300 ⁇ s. During this time interval t B , the luminous flux of the illumination device 10, 11 is approximately 108
  • the first segment S B is followed by a second segment S R , which is associated with the color red and has a duration of t R.
  • a first time interval t R i of the time interval t R the light flux of the illumination device 10, 11 is approximately 150% in the short term, while the light flux in a second time interval t R 2, which directly adjoins the first time interval t R i and with this forms the time interval t R , about 105%.
  • the time interval t R i is significantly shorter than the time interval t R 2.
  • vall t R i is approximately 100 ⁇ s
  • the time interval t R 2 in the present case is approximately 1200 ⁇ s.
  • the second segment S R is followed by a third segment S G , which is associated with the color green and has a duration t G of likewise approximately 1300 ⁇ s.
  • the time interval t G is divided as the time interval t R in two time intervals t G i and t G 2, wherein the first time interval t G i is significantly longer than the second time interval t G 2.
  • the first time interval t G i is present about 1200 ⁇ s, while the second time interval t G 2 of the green segment has a duration of about 100 microseconds.
  • the light curve 3 has a constant value of approximately 85%, which is temporarily lowered for the time interval t G 2 to a value of approximately 45%.
  • FIG. 15B shows two light curves 3.
  • the diagrams represent the illuminance and the color as a function of time. They each contain a full period of the light curve shape, as a rule with a duration between 16 and 20 ms.
  • the light curve of the embodiment according to FIG. 15C is designed on a filter wheel 6 with six different filters with the colors yellow, green, magenta, red, cyan and blue. Accordingly, the light curve 3 is composed of a periodic sequence of six different segments S ⁇ , S G , S M , S R , S 0 , S B , which are assigned to the respective color.
  • the segments S ⁇ , S G , S M , S R , Sc, S B are denoted below by the color to which they are assigned.
  • Each segment S ⁇ , S G , S M , S R , S 0 , S B of the light curve 3 in this case has a constant value of the light flux during most of the duration of the respective segment.
  • the individual segments S ⁇ , S G , S M , S R , S 0 , S B are again assigned time intervals t ⁇ , t G , t M , t R , t c , t B , which are divided into two or three three time intervals t Y i, t Y 2 t, G i, t G 2, TMI tM2 / TM3 / t R i, t R 2 t c i, t C2, t C 3, t B i, t B 2 split, each one of the time intervals is significantly longer than the others.
  • the values of the light flux in the long time intervals of the individual segments can be taken from the table in FIG. 15D in the "segment light level" row.
  • the yellow and green segments S ⁇ , S G have a constant light flux of 80% during the long time interval.
  • the magenta and red segments S M , S R have a luminous flux of 120% during the long time interval while the cyan segment S 0 has a luminous flux of 80% during the long time interval and the blue segment S B has a luminous flux of 120% during the long time interval.
  • At the end of each segment is a short period of time during which the light level is lowered more than the long time interval.
  • the luminous flux is at 40%, at the magenta and at the red segment S M , S R to a value of 60%, lowered to a value of 40% in the case of cyan segment S c and to a value of 60% in the case of blue segment S B. Furthermore, at the end of magenta segment S M and at the end of the cyan segment S 0 a communication instead, which is symbolized by arrows and is each associated with a relative to the long time interval raised light flux.
  • segment sizes of the different colors are not identical, as can be seen from the table in FIG. 15D in the row "segment size", but are at the yellow and the green segment S ⁇ , S G a value of 60 °, at the magenta segment S M has a value of 40 °, the value of the red segment S R is 70 °, the cyan segment S 0 has a value of 62 ° and the blue segment S B is a value of 68 ° tuned to the light curve 3.
  • S R , S G , S B associated with the colors red, green and blue is usually a filter wheel 6 with two red, two blue and two green filters application.
  • the filters are preferably arranged in the order of red, green, blue, red, green, blue.
  • the sizes of the individual color filter segments can be the same (60 ° for all six filters) or different, matched to the light curve used 3.
  • the filter wheel can alternatively consist of only one red, one blue and one green filter.
  • the light curve 3 according to FIG. 15E comprises a periodic sequence of a segment S B associated with the color blue, a segment S R associated with the color red and a segment S G which is associated with the color green.
  • Each segment S R , S G , S B has a duration of approximately 1500 ⁇ s.
  • the time interval t B , the time interval t R and the time interval t G which are assigned to the respective segment S R , S G , S B , therefore have the same length.
  • the light curve 3 in each case has a constant value.
  • the light curve 3 has a value of about 95%, during the time interval t R a value of about 100% and during the time interval t G a value of about 110%.
  • the light flux of the illumination device is adapted such that a display system with this illumination device has a desired color temperature.
  • the light curve 3 according to FIG. 15F shows by way of example short time intervals t B 2, t B 3, t R 2, t G i, t G 2, t G 3 at the end of each segment S R , S G , S B , similar to those already described above in connection with FIG. 15A.
  • the light curve 3 is in turn composed of a periodic sequence of a segment S B , which is associated with the color blue, a segment S R , which is associated with the color red and a segment S G , which is associated with the color green together.
  • the time interval t B , t R , t G of each segment is subdivided into three time intervals of a long time interval ti B , t iR , ti G at the beginning of each segment S R , S G , S B and two short time intervals t B 2 , t B 3, t R 2, t G i, t G 2, t G 3 respectively to the end of each segment S R , S G , S B.
  • the light flux of the light curve 3 and thus the alternating current through the gas discharge lamp is lowered stepwise.
  • the segment S B associated with the color blue is described here.
  • the light curve 3 is a value of about 110%.
  • the light curve 3 is a value of about 55%, while the value of the light curve 3 in the subsequent to the time interval t B 2 time interval t B 3 to approx 30% is lowered.
  • the time interval t B i has a duration of approximately 1300 ⁇ s, while the time intervals t B 2 and T B 3 each have a duration of approximately 10 ⁇ s.
  • the remaining segments S R , S G of the light curve are constructed identically, as the segment S B , which is associated with the color blue.
  • the lowering of the light curve 3 during the short time intervals t B 2, t B 3, t R 2, t Gi , t G 2, t G 3 serves to improve the color depth of the display system in which the illumination device is used.
  • "] Shows the light curve 3 in the figure 15G, the two reference to the Figures 15E and 15F light waveforms already explained together in a light curve 3, as can also be applied in a lighting device.
  • the amperage-illuminance characteristic of the embodiment of FIG. 16 is approximately linear. It indicates a current in percent on the y-axis and a light level in percent on the y-axis.
  • the amperage-illuminance characteristic curve which can likewise be stored in the operating device 2 of the lighting device 10, 11, it is possible that with changed lamp operating parameters, such as the current intensity, the brightness of the light source 1, IR, IG, IB of the illumination device 10, 11 is kept at the illumination level predetermined by the light curve 3. Due to the correlation over the characteristic curve, the specification in the light curve can be converted directly into an alternating current for the gas discharge lamp. The different plateuas of the light curve are thereby converted into respective partial half-waves, the commutation points being selected by the operating device 2 on the basis of synchronization specifications of video electronics in the lighting device 10. [78] The circuit shown in FIG.
  • FIG. 17 represents an example of a circuit arrangement 21 for carrying out the method according to the invention, which forms part of the operating device 2.
  • This circuit 21 is divided into the following blocks: power supply SV, full bridge VB, ignition Z, and control part C.
  • the blocks SV, VB, C and Z can be constructed identically as corresponding blocks in conventional circuit arrangements.
  • the power supply regulates the power of the gas discharge lamp, whereby the lamp voltage adjusts itself via this.
  • the lamp power with the corresponding lamp voltage is applied to the full bridge, which generates a rectangular lamp power, which is applied to the gas discharge lamp.
  • the Gl is started by means of a Resosnanzzündung through the two lamp inductors L2 and L3 and the capacitor C2, which thus simultaneously form the ignition Z.
  • the embodiment in Fig. 17 is merely exemplary.
  • the control part C which controls the full bridge and the power supply, can be constructed as an analog control, but the control part C is preferably a digital controller, which particularly preferably has a

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe mit einem Gasentladungslampenbrenner und einer ersten und einer zweiten Elektrode, wobei die Elektroden vor ihrer ersten Inbetriebnahme einen nominellen Elektrodenabstand im Gasentladungslampenbrenner aufweisen, der mit der Lampenspannung korreliert ist, folgende Schritte umfassend: a) Prüfen, ob eine Sperrzeit (OT), die der Zeitdauer zwischen zwei Gleichspannungsphasen entspricht, abgelaufen ist, b) wenn die Sperrzeit (OT) abgelaufen ist, Anlegen von Gleichspannungsphasen, oder Anlegen von Pseudokommutierungen, für eine vorbestimmte Zeitdauer (VT), die von der Lampenspannung abhängt, dergestalt, dass für jede Lampenspannung eine Zeitdauer des Auslassens von Kommutierungen vorbestimmt ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein elektronisches Betriebsgerät, das das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Projektor mit einem elektronischen Betriebsgerät, wobei der Projektor ausgelegt ist, während der Durchführung des Verfahrens ein Bild zu projizieren, ohne dass dem Bild die Durchführung des Verfahrens anzusehen ist.

Description

Beschreibung
[1] Verfahren und elektronisches Betriebsgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe sowie Projektor.
Technisches Gebiet
[2] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein elekt- ronisches Betriebsgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe mit einem Gasentladungslampenbrenner und einer ersten und einer zweiten Elektrode, wobei die Elektroden vor ihrer ersten Inbetriebnahme einen nominellen Elektrodenabstand im Gasentladungslampenbrenner aufweisen, der mit der Lampenspannung korreliert ist.
Stand der Technik
[3] Gasentladungslampen werden in jüngerer Zeit aufgrund ihrer hohen Effizienz vermehrt anstelle von Glühlampen eingesetzt. Dabei sind Hochdruckentladungslampen bezüg- lieh ihrer Betriebsweise schwieriger zu handhaben als Niederdruck-Entladungslampen, und die elektronischen Betriebsgeräte für diese Lampen sind daher aufwendiger.
[4] Üblicherweise werden Hochdruck-Entladungslampen mit einem niederfrequenten Rechteckstrom betrieben, was auch , wackelnder Gleichstrombetrieb' genannt wird. Dabei wird ein im wesentlichen rechteckförmiger Strom mit einer Frequenz von üblicherweise 50Hz bis zu einigen kHz an die Lampe angelegt. Bei jedem Umschwingen zwischen positiver und negativer Spannung kommutiert die Lampe, da sich auch die Stromrichtung umkehrt und der Strom damit kurzzeitig zu null wird. Dieser Betrieb stellt sicher, dass die Elektroden der Lampe trotz eines Quasi- Gleichstrombetriebs gleichmäßig belastet werden. [5] Gasentladungslampen werden z.B. für Displaysysteme erfolgreich eingesetzt, da sie eine hohe Leuchtdichte erzeugen können, die durch eine kostengünstige Optik weiterverarbeitet werden kann. Displaysysteme und deren Beleuchtungseinrichtungen sind beispielsweise in den Druckschriften US 5,633,755 und US 6,323,982 beschrieben. Displaysysteme, wie etwa DLP-Projektoren (kurz für „digital light processing projector"), umfassen eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle, deren Licht auf einen DMD-Chip (kurz für „digital mirror device chip") gelenkt wird. Der DMD-Chip umfasst mikroskopisch kleine schwenkbare Spiegel, die das Licht entweder auf die Projektionsfläche lenken, wenn das zugehörige Pixel angeschaltet sein soll oder das Licht von der Projekti- onsfläche weg lenken, beispielsweise auf einen Absorber, wenn das zugehörige Pixel ausgeschaltet sein soll. Jeder Spiegel wirkt somit als Lichtventil, das den Lichtfluss eines Pixels steuert. Diese Lichtventile werden vorliegend DMD-Lichtventile genannt. Zur Farberzeugung umfasst ein DLP-Proj ektor im Falle einer Beleuchtungseinrichtung, die weißes Licht aussendet, beispielsweise ein Filterrad, das zwischen Beleuchtungseinrichtung und DMD-Chip angeordnet ist und Filter verschiedener Farben, beispielsweise Rot, Grün und Blau enthält. Mit Hilfe des Filterrades wird aus dem weißen Licht der Beleuchtungseinrichtung Licht der jeweils gewünschten Farbe sequenziell durchgelassen .
[6] Die Farbtemperatur solcher Displaysysteme hängt in der Regel mit dem Farbort des Lichtes der Beleuchtungs- einrichtung zusammen. Dieser ändert sich in der Regel mit den Betriebsparametern der Lichtquellen der Beleuchtungs- einrichtung, wie beispielsweise Spannung, Stromstärke und Temperatur. Weiterhin ist abhängig von den in der Beleuchtungseinrichtung verwendeten Lichtquellen das Verhältnis zwischen Stromstärke und Lichtfluss nicht notwen- digerweise linear. Dies führt bei Änderung der Stromstärke ebenfalls zu einer Änderung des Farbortes des Lichtes der Lichtquelle und damit zu einer Änderung der Farbtemperatur des Displaysystems.
[7] Weiterhin ist die Farbtiefe des Displaysystems durch die minimale Einschaltdauer eines Pixels begrenzt. Zur
Erhöhung der Farbtiefe kann beispielsweise Dithering eingesetzt werden, bei dem einzelne Pixel mit einer geringeren Frequenz als der regulären Frequenz von 1/60
Hz geschalten werden. Hierbei kommt es allerdings in der Regel zu einem für den menschlichen Betrachter sichtbaren
Rauschen .
[8] Das Kontrastverhältnis des Displaysystems ist durch das Verhältnis des maximalen Lichtflusses bei vollständig geöffneten Lichtventilen zu minimalen Lichtfluss bei vollständig geschlossenen Lichtventilen definiert. Zur Erhöhung des Kontrastverhältnisses eines Displaysystems kann beispielsweise der minimale Lichtfluss bei vollständig geschlossenen Lichtventilen mittels einer mechanischen Blende weiter verringert werden. Eine mechanische Blende beansprucht jedoch Platz in der Beleuchtungseinrichtung oder dem Displaysystem, erhöht das Gewicht der Beleuchtungseinrichtung oder des Displaysystems und stellt außerdem eine zusätzliche potentielle Quelle für Störungen dar. Hochdruckentladungslampen, wie sie in solchen Displaysystemen eingesetzt werden, können auch gedimmt betrieben werden, jedoch wirft die gedimmte Betriebsweise Probleme bezüglich der Elektrodentemperatur und des Bogenansatzes der Hochdruckentladungslampe auf.
[9] Der Bogenansatz ist beim Betrieb einer Gasentladungslampe mit Wechselstrom grundsätzlich problematisch. Beim Betrieb mit Wechselstrom wird während einer Kommutierung der Betriebsspannung eine Kathode zur Anode und umgekehrt eine Anode zur Kathode. Der Übergang Kathode- Anode ist prinzipbedingt unproblematisch, da die Temperatur der Elektrode keinen Einfluss auf ihren anodischen Betrieb hat. Beim Übergang Anode-Kathode hängt die Fähigkeit der Elektrode, einen ausreichend hohen Strom liefern zu können, von deren Temperatur ab. Ist diese zu niedrig, wechselt der Lichtbogen während der Kommutierung, meistens nach dem Nulldurchgang, von einer punktförmigen Bogenansatzbetriebsweise in eine diffuse Bogenansatzbe- triebsweise. Dieser Wechsel geht mit einem oft sichtbaren Einbruch der Lichtemission einher, was als Flackern wahrgenommen werden kann.
[10] Sinnvollerweise wird die Lampe also in punktförmiger Bogenansatzbetriebsweise betrieben, da der Bogenansatz hier sehr klein und damit sehr heiß ist. Das hat zur Folge, dass hier aufgrund der höheren Temperatur am kleinen Ansatzpunkt weniger Spannung benötigt wird, um ausreichend Strom liefern zu können. Eine Elektrodenspit- ze, die eine gleichmäßige Form mit einer nicht zerklüfteten Oberfläche aufweist, unterstützt die punktförmige Bogenansatzbetriebsweise und damit einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Gasentladungslampe.
[11] Als Kommutierung wird im folgenden der Vorgang betrachtet, bei dem die Polarität der Spannung der Gas- entladungslampe wechselt, und bei dem daher eine starke Strom- oder Spannungsänderung auftritt. Bei einer im wesentlichen symmetrischen Betriebsweise der Lampe befindet sich bei der Mitte der Kommutierungszeit der Span- nungs- oder Stromnulldurchgang. Hierbei ist zu bemerken, dass die Spannungskommutierung üblicherweise immer schneller abläuft als die Stromkommutierung.
[12] Als Elektrodenende wird im Folgenden das innere, in den Entladungsraum des Gasentladungslampenbrenners ste- hende Ende der Lampenelektrode bezeichnet. Als Elektrodenspitze wird eine auf dem Elektrodenende sitzende Nadel- oder Höckerförmige Erhebung bezeichnet, deren Ende als Ansatzpunkt für den Lichtbogen dient.
[13] Ein großes Problem von Hochdruckentladungslampen stellt die Veränderung bzw. Verformung der Elektroden über die gesamte Lebensdauer dar. Dabei ändert sich die Form der Elektrode weg von der Idealform hin zu einer mehr und mehr zerklüfteten Oberfläche vor allem am inneren Ende der Elektrode. Überdies besteht die Gefahr, dass Elektrodenspitzen entstehen, die nicht in der Mitte der jeweiligen Elektrode angeordnet sind. Der Entladungsbogen bildet sich immer von Elektrodenspitze zu Elektrodenspitze. Gibt es mehrere etwa gleichberechtigte Elektrodenspitzen auf einer Elektrode, so kann es zu einem Bogen- springen und damit zu einem Flickern der Lampe kommen. Nicht mittig aufgewachsene Elektrodenspitzen verschlechtern die optische Abbildung, da die Optik eines Projektors oder einer Leuchte, in den/die eine derartige Entladungslampe eingesetzt ist, auf eine spezifische Lage des Entladungsbogens ausgelegt und insbesondere auf den Anfangszustand der Elektroden und des Entladungsbogens eingestellt ist. In bestimmten Fällen kann es zu einem ungleichmäßigem Aufwachsen der Elektrodenspitzen kommen, so dass der Lichtbogen nicht mehr mittig, sondern axial verschoben im Brennergefäß angeordnet ist. Dies ver- schlechtert die optische Abbildung des Gesamtsystems ebenso. Die Zerklüftung hingegen führt zu einer Vergrößerung des ursprünglichen Elektrodenabstands und beein- flusst damit auch die Lampenspannung. Da diese proportional zum Abstand steigt, kann es zu einer verfrühten Lebensdauerabschaltung kommen, da diese gewöhnlich anspricht, wenn die Lampenspannung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Zusammenfassend ergibt sich eine Reduktion der Lampenlebensdauer und der Qualität des von der Lampe emittierten Lichts.
[14] Aus dem Stand der Technik sind gegenwärtig keine Lösungen für diese Problematiken bekannt. Lediglich ergänzend wird verwiesen auf die WO 2007/045599 Al. Während die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik am Lampenlebensdauerende auftritt, befasst sich die genannte Druckschrift mit einer Problematik, die innerhalb der ersten dreihundert Betriebsstunden auftritt. Innerhalb dieses Zeitraums kann es zu einem Spitzenwachstum kommen, das zu einer Reduktion des Elektrodenabstands führt. Dadurch sinkt die Lampenspannung, so dass der von einem elektronischen Betriebsgerät bereitzustellende Strom zum Erreichen einer konstanten Leistung erhöht werden muss. Da elektronische Betriebsgeräte naturgemäß für einen bestimmten Maximalstrom ausgelegt sind, führt dies zu Problemen. Um eine Anhebung der Stromauslegung für den Dauerbetrieb und damit die Entstehung zusätzlicher Kosten zu verhindern, schlägt die genannte Druckschrift vor, einen Strompuls an die Elektroden anzulegen dergestalt, dass dadurch die aufgewachsenen Elektrodenspitzen zurückgeschmolzen werden. Dadurch kann der Abstand der Elektroden wieder vergrößert, die Lampenspannung erhöht und damit der erforderliche Strom abgesenkt werden. Im Gegensatz hierzu betrifft jedoch die vorliegende Erfindung die Problematik, die Elektroden möglichst über die gesamte Lebensdauer der Gasentladungslampe in einem optimalen Zustand zu halten, bei dem die Elektroden in einem Abstand zueinander stehen, der möglichst dem ursprünglichen Abstand bei einer neuen Lampe entspricht, sowie die Oberfläche der Elektrodenenden glatt zu halten mit mittig aufgewachsenen Spitzen, die einen definierten Ansatzpunkt für den Bogen bilden. Die Lehre der WO 2007/045599 Al löst daher die oben genannte Problematik nicht.
Aufgabe
[15] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein elektronisches Betriebsgerät zum Betreiben einer Gasent- ladungslampe mit einem Gasentladungslampenbrenner und einer ersten und einer zweiten Elektrode anzugeben, wobei die Elektroden vor ihrer ersten Inbetriebnahme einen nominellen Elektrodenabstand im Gasentladungslampenbrenner aufweisen, und die Gasentladungslampe beim Betrieb des elektronischen Betriebsgerätes mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die oben genannte Problematik nicht mehr aufweist. Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, einen Projektor anzugeben, der solch ein elektronisches Betriebsgerät aufweist.
Darstellung der Erfindung [16] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens erfolgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe mit einem Gasentladungslampenbrenner und einer ersten und einer zweiten Elektrode, wobei die Elektroden vor ihrer ersten Inbetriebnahme einen nominellen Elektrodenabstand im Gasentladungslampenbrenner aufweisen, der mit der Lampenspannung korreliert ist, folgende Schritte umfassend: a) Prüfen, ob die Lampenspannung der Gasentla- dungslampe kleiner als eine untere Lampenspannungsschwelle oder größer als eine obere Lampenspannungsschwelle der Gasentladungslampe ist; und b) Wiederholtes Anlegen einer Gleichspannungsphase mit einem vorbestimmten zeitlichem Abstand derart, dass die Länge der Gleichspannungsphase abhängig von der Lampenspannung ist.
[17] Dadurch, dass die Länge der Gleichspannungsphase abhängig von der Lampenspannung ist, so kann eine Gute Regelgenauigkeit erzielt werden, und die Formung der Elektroden ist besonders effizient. Dabei beträgt die Länge der Gleichspannungsphase bevorzugt zwischen 2 ms und 500 ms, und die Länge zwischen den Gleichspannungsphasen bevorzugt zwischen 180 s und 900 s. Die Zeitdauern können je nach Lampentyp innerhalb dieses Bereiches präzisiert werden, um eine besonders effiziente Formung der Elektroden zu gewährleisten.
[18] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der Gleichspannungsphasen bestimmt durch die Änderung beziehungsweise den Anstieg der Lampenspannung in diesen Gleichspannungsphasen. Falls das Anstiegskriterium nicht erfüllt sein sollte ist eine maximale Dauer der Gleichspannungsphasen vorgegeben, die z.B. wie in der vorhergehenden Ausführungsform wiederum von der Lampenspannung abhängen kann. Durch diese Maßnahme wird die Genauigkeit der Elektrodenregelung deutlich erhöht, und damit die Wahrscheinlichkeit eines zu hohen Energieeintrages reduziert.
[19] Wenn der vorbestimmte zeitliche Abstand der Gleichspannungsphasen zwischen 180s und 900s beträgt, werden die Elektroden nicht über Gebühr belastet, und die Le- bensdauer der Gasentladungslampe wird nicht beeinträchtigt.
[20] Eine obere Lampenspannungsschwelle beträgt bevorzugt zwischen 60V und HOV, eine untere Lampenspannungsschwelle beträgt bevorzugt zwischen 45V und 85V, insbesondere zwischen 55V und 75V. Die Lampenspannungsschwellen können je nach Lampentyp innerhalb dieses Bereiches präzisiert werden, um das Verfahren auf diesen Lampentyp hin optimieren zu können.
[21] Der Betrieb der Gasentladungslampe mit einem Wech- selstrom, auf dessen Halbwellen ein Puls höherer Stromstärke aufmoduliert wird, der zwischen 50 μs und 1500 μs lang ist, unterstützt die Formung der Elektroden durch das erfindungsgemäße Verfahren und macht es noch effizienter .
[22] Die Länge der Gleichspannungsphase wird bevorzugt dadurch eingestellt, dass eine Halbwelle des angelegten Wechselstroms aus mehreren Teilhalbwellen besteht, wobei ein Teil der Kommutierungen oder alle Kommutierungen zwischen zwei Halbwellen durch eine kurz darauf erfolgen- de weitere Kommutierung wieder rückgängig gemacht wird. Durch diese Maßnahme können Gleichspannungsphasen erzeugt werden, deren Länge ein Vielfaches einer Teilhalbwelle beträgt. Durch eine statistische Verteilung verschiedener Längen der Gleichspannungsphasen können im Mittel belie- bige Längen der Gleichspannungsphasen erzeugt werden und der Energieeintrag in die Elektroden somit genau gesteuert werden. Während der Gleichspannungsphasen kann der Strom nur in eine Richtung fließen, oder aber es wird in der Gleichspannungsphase einmal umgepolt und der Strom fließt während der Gleichspannungsphasen in beide Richtungen. Hierbei kann der Energieeintrag in jede Richtung gleichverteilt sein, oder aber der Energieeintrag kann zugunsten einer Stromrichtung erfolgen, so dass eine Lampenelektrode stärker aufgeheizt wird als die andere. Wenn der Strom während einer Gleichspannungsphase nur in eine Richtung fließt, so kann er in der darauffolgenden Gleichspannungsphase in die andere Richtung fließen. Es sind aber auch Konstellationen denkbar bei denen in den ersten zwei Gleichspannungsphasen der Strom in eine Richtung fließt, und während der darauffolgenden zwei Gleichspannungsphasen der Strom in die andere Richtung fließt. Auch hier ist ein bevorzugter Energieeintrag in eine Elektrode möglich, so dass z.B. während der ersten zwei Gleichspannungsphasen der Strom in eine Richtung fließt, während der dritten Gleichspannungsphase der Strom in die andere Richtung fließt, und während der vierten und fünften Gleichspannungsphasen der Strom wieder in die erste Richtung fließt.
[23] Wenn die verschiedenen Teilhalbwellen einer Halbwel- Ie unterschiedliche Stromstärken an die Gasentladungslampe anlegen, kann das Verfahren noch verfeinert werden, und der gewünschte gemittelte Energieeintrag in die Elektrode in kürzerer Zeit eingebracht werden.
[24] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Betriebsgerätes erfolgt erfindungsgemäß mit einem elektronischen Be- triebsgerät, dass ein Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Merkmale ausführt. Durch diese Maßnahme wird das Betriebsgerät in die Lage versetzt, die Gasentladungslampe optimal zu pflegen.
[25] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Projektors erfolgt erfindungsgemäß mit einem Projektor mit einem elektronischen Betriebsgerät wobei der Projektor ausgelegt ist, während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Bild zu projizieren, ohne dass dem Bild die Durchführung des Verfahrens anzusehen ist. Durch diese Maßnahme kann das Verfahren jederzeit ausgeführt werden, ohne den laufenden Betrieb zu beeinflussen, und damit kann die Lampe zu jeder Zeit gepflegt werden.
[26] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und elektroni- sehen Betriebsgerätes zum Betreiben einer Gasentladungslampe ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
[27] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen : Fig. 1 einen Graphen zur Darstellung des Zusammenhangs der Dauer einer an die Gasentladungslampe angelegten Gleichspannungsphase, der Sperrzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gleichspannungsphasen und der maximalen Spannungsänderung der Lampenspannung in Abhängigkeit der Lampenspannung für eine erste und zweite Ausführungsform des Betriebsverfahrens ;
Fig. 2 einen Graphen, der eine zweite Ausführungsform des Betriebsverfahrens veranschaulicht;
Fig. 3 eine Darstellung eines Elektrodenpaares vor und nach der Optimierung durch das Verfahren in der zweiten Ausführungsform;
Fig. 4 Den Verlauf von Lampenspannung und Lampenstrom während einer Gleichspannungsphase mit unterschiedlicher zeitlicher Auflösung;
Fig. 5 den Verlauf des Lampenstroms bei einer Betriebsweise mit Maintenancepulsen;
Fig. 6a einen Graphen, bei dem der Zusammenhang zwi- sehen der Lampenspannung und der Kommutierfrequenz in einer ersten Ausbildung der dritten Ausführungsform des Betriebsverfahrens dargestellt ist;
Fig. 6b einen Graphen, bei dem der Zusammenhang zwischen der Lampenspannung und der Kommutierfrequenz in einer zweiten Ausbildung der dritten Ausführungsform des Betriebsverfahrens dargestellt ist; Fig. 6c eine Kurvenform des Lampenstroms für die zweite Ausbildung der dritten Ausführungsform des Betriebsverfahrens ;
Fig. 7 einen Signalflussgraphen zur schematischen Dar- Stellung einer vierten Ausführungsform eines Betriebsverfahrens ;
Fig. 8 den zeitlichen Verlauf der Lampenspannung nach dem Einschalten einer Entladungslampe;
Fig. 9 den zeitlichen Verlauf der Leistung P bezogen auf die nominelle Leistung Pnom während eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens;
Fig. 10 den Zustand des vorderen Teils der Elektroden im Ausgangszustand (Fig. a) ) , nach dem Überschmel- zen (Fig. b) ) , sowie das Wachstum der Elektrodenspitzen in der Anfangsphase (Fig. c) ) und im Zustand abgeschlossener Regeneration (Fig. d) ) ; und
Fig. 11 den zeitlichen Verlauf des Lampenstroms und der Lampenspannung bei Ansteuerung mit asymmetrischem Strom-Dutycyle während der Überschmelzphase .
Fig. 12 schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungseinrichtung zur Ausführung des Verfahrens,
Fig. 13, eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Displaysystems, Figur 14, ein schematisches Diagramm einer Lichtkurve, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Displaysystems verwendet ist,
Fig. 15A-C schematische Diagramme von drei beispielhaften Lichtkurven zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Betriebsverfahren der fünften Ausführungsform,
Fig. 15D, eine tabellarische Darstellung der Lichtkurve aus Figur 15C, und
Fig. 15E-G, schematische Diagramme dreier weiterer beispielhaften Lichtkurven zur exemplarische Erläuterung des Aufbaus einer Lichtkurve,
Figur 16, ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Stromstärken-Beleuchtungsstärken-Kennlinie einer Lichtquelle zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 17 einen schematischen Stromlaufplan einer beispielhaften Schaltungsanordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens .
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Erste Ausführungsform
[28] Fig. 1 zeigt einen Graphen zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Dauer einer an die Gasentladungslampe angelegten Gleichspannungsphase (Kurve VT) , einem Abstand zwischen zwei Gleichspannungsphasen (Kurve OT) , einer Spannungsänderung in der Gleichspannungsphase (Kurve VP) und der Lampenspannung für eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens. Die Kurve VT stellt also die Länge der Gleichspannungsphase in Abhängigkeit von der Lampenspannung dar. Die Kurve OT stellt den Abstand, im Folgenden auch Sperrzeit genannt, zwischen zwei Gleichspannungsphasen dar, also der Zeit bis wieder eine Gleichspannungsphase an die Gasentladungslampe angelegt wird. Da bei Anlegen einer Gleich- spannungsphase die Elektrode mehr oder weniger aufschmilzt und der Elektrodenabstand und damit auch die Lampenspannung steigt, ist diese nach der Gleichspannungsphase grösser als vor der Gleichspannungsphasen. Die Kurve VT zeigt nun die Änderung der Lampenspannung wäh- rend der Gleichspannungsphase in Abhängigkeit von der Lampenspannung. Bei sehr kleinem Elektrodenabstand darf die Änderung recht groß sein, im vorliegenden Fall bis zu 5V betragen, da eine Vergrößerung des Elektrodenabstandes stark erwünscht ist. Ab dem optimalen Lampenspannungsbe- reich von 65V bis 75V sollte die maximale Änderung in der Lampenspannung nur noch IV betragen. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt einen definierten Abstand der Elektrodenspitzen und eine möglichst glatte, wenig zerklüftete Form der Elektrodenenden über die gesamte Lebensdauer der Gasentladungslampe sicher. Dies wird durch Gleichspannungsphasen erreicht, die nach Bedarf die Elektrodenenden überschmelzen und auch ein Elektrodenwachstum fördern.
[29] Im Folgenden wird erläutert, was eine Gleichspannungsphase ist: Gleichspannungsphasen bestehen aus dem Auslassen von wenigen Kommutierungen. Diese Auslassungen werden so platziert, dass die Elektroden jeweils immer nur wechselseitig belastet werden, dass heißt einmal wirkt die eine Elektrode während einer Gleichspannungsphase als Anode, dann wirkt nach einer Pause mit normalem Lampenbetrieb die andere Elektrode während einer Gleich- spannungsphase als Anode. Die Frequenz an sich wird nicht verändert. Bei einer positiven Gleichspannungsphase wird immer nur eine erste Elektrode der Gasentladungslampe aufgeheizt, bei einer negativen Gleichspannungsphase wird immer nur eine zweite Elektrode der Gasentladungslampe aufgeheizt. Da eine positive Gleichspannungsphase immer nur auf die erste Elektrode und eine negative Gleichspannungsphasen immer nur auf die zweite Elektrode der Gasentladungslampe wirkt, können je nach Vorgehensweise verschiedene Zustände der Gasentladungslampenelektroden verändert werden. In einem alternativen Verfahren werden genau genommen keine Kommutierungen ausgelassen, sondern jede „normale" Kommutierung durch eine gleich auf sie folgende weitere Kommutierung „rückgängig" gemacht. Es werden also durch dieses Betriebsschema Pseudokommutie- rungen erzeugt, die im Prinzip eine Auslassung einer Kommutierung nachbilden, aber real zwei schnell hintereinander ausgeführte Kommutierungen darstellen. Dies ist aus technischen Gründen manchmal notwendig, um die das erfindungsgemäße Verfahren ausführende Schaltungsanord- nung einfacher gestalten zu können. Je nach Länge und den daraus resultierenden Energieeintrag der Gleichspannungsphasen können verschiedene physikalische Prozesse im Gasentladungslampenbrenner forciert werden. Die Gleichspannungsphasen werden also durch das Auslassen von Kommutierungen beziehungsweise durch Einfügen von Pseudo- kommutierungen erzeugt. In der zweiten Variante sind sie somit keine Gleichspannungsphasen im engeren Sinne, da zwischendurch die Spannung und somit die Stromrichtung pro Pseudokommutierung zwei mal umgepolt wird, und durchaus einige Pseudokommutierungen pro , Gleichspannungsphase' auftreten können.
[30] Sehr lange Gleichspannungsphasen mit hohem Energieeintrag schmelzen das gesamte Ende der betreffenden Elektrode für kurze Zeit auf. Während der kurzen Zeitdauer, in der das Elektrodenende flüssig ist, formt sich durch die Oberflächenspannung des Elektrodenmaterials das Ende kugelförmig oder oval ein. Die Elektrodenspitzen schmelzen ab und werden durch die Oberflächenspannung des Elektrodenmaterials neutralisiert. Daraus resultiert eine geringe Vergrößerung der Bogenlänge und damit der Lampenspannung durch die Rückbildung der Elektrodenspitzen.
[31] Kurze Gleichspannungsphasen bewirken lediglich ein Überschmelzen der Elektrodenspitzen, so dass die Form der Elektrodenspitzen beeinflusst werden kann. Dies wird dazu benutzt, die Elektrodenspitzen über die gesamte Brenndauer in möglichst optimaler Form zu halten, und eine defi- nierte mittig ansetzende Spitze zu Erzeugen.
[32] Ein sogenannter Maintenancepuls kann das Spitzenwachstum der Elektrodenspitze beschleunigen, und wird vorzugsweise nach einer langen Gleichspannungsphase angewandt, um auf das ovale oder runde Elektrodenende wieder eine Elektrodenspitze aufwachsen zu lassen, die einen guten Bogenansatzpunkt erzeugt. Als Maintenancepuls wird in diesem Zusammenhang ein kurzer Strompuls bezeichnet, der kurz vor oder kurz nach der Kommutierung an die Gasentladungslampe angelegt wird, um die Elektrode zu heizen. Die Länge des Maintenancepulses ist zwischen 50 μs und 1500 μs lang, wobei die Stromhöhe des Mainte- nancepulses größer ist als im stationären Betrieb. Damit wird ein Überschmelzen des äußeren Endes der Elektrodenspitze erreicht, deren thermische Trägheit eine Zeitkon- stante von ca. 100 μs aufweist.
[33] In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Lampe in regelmäßigen Abständen immer mit einer Gleichspannungsphase beaufschlagt, deren Länge von der Lampenspannung abhängt. Auch die Abstände zwischen zwei Gleichspannungsphasen sind abhängig von der Lampenspannung. Das Verfahren verwendet nun die Kennlinie VT nach Fig. 1 für die Berechnung der Länge der Gleichspannungsphasen, die an die Gasentladungslampe angelegt werden .
[34] Bei einer sehr geringen Lampenspannung, die normalerweise bei einer neuen Gasentladungslampe auftritt, und die den linken Teil der Kennlinie VT betrifft, werden verlängerte Gleichspannungsphasen an die Gasentladungslampe angelegt, um die aufwachsenden Elektrodenspitzen abzuschmelzen und den Elektrodenabstand nicht zu klein werden zu lassen. Je kleiner die Lampenspannung ist, desto länger sind die Gleichspannungsphasen. Die Gleichspannungsphasen werden unterhalb einer minimalen Lampenspannung an die Lampe angelegt. Der Bereich der minimalen Lampenspannung variiert je nach Lampentyp zwischen 45V- 85V, insbesondere zwischen 55V-75V. Bei der Gasentladungslampe der vorliegenden Ausführungsform liegt die Minimalspannung bei 65V. Unterhalb 65V Lampenspannung werden also längere Gleichspannungsphasen an den Gasent- ladungslampenbrenner angelegt. Die Länge der Gleichspannungsphasen beträgt in der bevorzugten Ausführungsform bei 65V 40ms, wobei die Gleichspannungsphasen mit sinkender Spannung länger werden, um dann bei 60V eine Länge von 200ms zu erreichen. Die Länge der Gleichspannungsphasen kann je nach Lampentyp zwischen 5 ms und 500 ms variieren. Die Gleichspannungsphasen werden in regelmäßigen Abständen an die Gasentladungslampe angelegt. Die Abstände sind abhängig von der Lampenspannung, nicht jedoch kürzer als 180s. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dauer zwischen zwei Gleichspannungspha- sen (Sperrzeit OT) wie in Fig 1 gezeigt (Kurve OT) 200s bei 60V Lampenspannung, wobei sie bis auf 600s bei 65V Lampenspannung ansteigt, um dann bei HOV Lampenspannung wieder auf 300s abzufallen. In einer anderen, nicht gezeigten Auslegung steigt die Dauer zwischen zwei Gleichspannungsphasen von 180s bei 60 V auf 300s bei 65V, um dann bei HOV Lampenspannung wieder auf 180s abzufallen. Grundsätzlich kann die Zeitspanne zwischen zwei Gleichspannungsphasen je nach Lampentyp zwischen 180s und 900s variieren. Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass bei niedrigerer Spannung die Gleichspannungsphasen öfter an die Gasentladungslampe angelegt werden und auch länger und somit Energiereicher sind. Bei hoher Lampenspannung steigt die Häufigkeit der Gleichspannungsphasen ebenfalls wieder an, um bei HOV wieder 200ms zu errei- chen. Zwischen den Gleichspannungsphasen wird im normalen Betrieb immer mit einem Maintenancepuls gearbeitet, um das mittige Wachstum von Elektrodenspitzen auf dem Elektrodenende zu fördern.
[35] Bei einer optimalen Lampenspannung im mittleren Bereich der Kennlinie VT werden nur sehr kurze Gleichspannungsphasen an die Gasentladungslampe angelegt, die lediglich die Elektrodenspitzen kurz Anschmelzen und damit in Form halten. Die Häufigkeit der Gleichspannungsphasen ist in diesem Bereich minimal. Die Länge der Gleichspannungsphasen beträgt in der bevorzugten Ausfüh- rungsform etwa 40ms. Die Länge der Gleichspannungsphasen kann je nach Lampentyp zwischen 0 ms und 200 ms liegen. Bei manchen Lampentypen kann auf die Gleichspannungsphasen in diesem Bereich auch ganz verzichtet werden.
[36] Wird die Gasentladungslampe älter, so steigt die Lampenspannung an, bedingt durch den Rückbrand der Elektroden und den damit längeren Lichtbogen. Bei älteren Lampen ist die Gefahr groß, dass das Elektrodenende zerklüftet ist, und die Elektrodenspitzen nicht mehr mittig aufwachsen können. Daher werden lange und energie- reiche Gleichspannungsphasen an den Gasentladungslampenbrenner angelegt, die die Elektrodenenden leicht Überschmelzen und damit eine möglichst glatte Elektrodenoberfläche erzeugen. Dies kann als ein Polieren der Form des Elektrodenendes angesehen werden. Die Gleichspannungspha- sen werden mit zunehmender Lampenspannung auch immer häufiger an die Gasentladungslampe angelegt, wie der Kurve OT zu entnehmen ist. Ab einer oberen Spannungsschwelle können die Parameter konstant gehalten werden. Die Dauer der Gleichspannungsphasen variiert in der bevorzugten Ausführungsform von 40ms bei 75V bis zu 200ms bei HOV Lampenspannung des Gasentladungslampenbrenners. Die Dauer der Gleichspannungsphasen kann dabei je nach Lampentyp von 2ms bis zu 500ms variieren. Die Zeitspanne zwischen zwei Gleichspannungsphasen beträgt in der vor- liegenden Ausführungsform 180s bei 60V lampenspannung, steigt dann auf 600s bei 65V Lampenspannung, und sinkt auf 300s bei HOV Lampenspannung. Die Zeitspanne zwischen zwei Gleichspannungsphasen kann je nach Lampentyp zwischen 180s und 900s variieren. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Dauer der Gleichspannungsphasen bei zunehmender Lampenspannung steigt, wobei die Gleichspannungsphasen mit zunehmender Lampenspannung und bei sehr geringer Lampenspannung häufiger an die Gasentladungslampe angelegt werden.
Zweite Ausführungsform
[37] In einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird die Länge der Gleichspannungsphasen nicht über eine Kennlinie gesteuert, sondern die Länge der Gleichspannungsphasen wird über die Lampenspannung in der Gleichspannungsphase selbst geregelt. Die oben schon beschrie- bene Kurve VP beschreibt die maximale Spannungsänderung der Lampenspannung in der Gleichspannungsphase in Abhängigkeit von der Lampenspannung. Die Spannungsänderung wird während der Gleichspannungsphase gemessen. Dazu weist die das Verfahren ausführende Schaltungsanordnung eine Messeinrichtung auf, die die Lampenspannung vor der Gleichspannungsphase und vor allem die Änderung der Lampenspannung während einer Gleichspannungsphase messen kann. Die Änderung der Lampenspannung während der Gleichspannungsphase wird auf ein Abbruchkriterium hin ausge- wertet, und die Gleichspannungsphase bei Erreichen des Abbruchkriteriums beendet. Fig. 2 zeigt einen Graphen, der das Verfahren der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Es gibt zwei Schwellwerte, bei deren Unter- beziehungsweise Überschreitung das Verfahren der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Solange die Lampenspannung innerhalb des optimalen Bereiches zwischen den Schwellwerten von 65V und 75V liegt, wird die Gasentladungslampe im Normalbetrieb ohne Anlegen von Gleichspannungsphasen betrieben. Verlässt die Lampe aber diesen Spannungsbereich, so werden Gleichspannungsphasen an die Lampe angelegt. Die Länge der Gleichspannungsphasen richtet sich nach der Lampenspannung und vor allem nach der Änderung der Lampenspannung, die während der Gleichspannungsphasen anliegt. Die Gleichspannungsphasen werden solange beibehalten, bis die Lampenspannung um einen zuvor berechneten oder einem vorgegebenen Wert ΔUi, ΔU2 angestiegen ist. Der Spannungsanstieg der Lampenspannung in der Gleichspannungsphase beträgt je nach Gasentladungslampe zwischen 0,5V und 8V. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der gewünschte Spannungsanstieg zwischen 5V bei 60V und IV bei 65V. Wird der Lampenspannungsanstieg innerhalb einer vorgegebenen Maximalzeit nicht erreicht, so wird die Gleichspannungsphase beendet, um die Elektroden nicht zu schädigen. Nach einer Sperrzeit gemäß der Kurve OT, in der keine Gleichspannungspha- sen angelegt werden dürfen, wird das Verfahren von neuem ausgeführt, d.h. es wird die Lampenspannung gemessen und eine weitere Gleichspannungsphase angelegt, wenn die Lampenspannung außerhalb des optimalen Bereiches von 65- 75V liegt. Diese Schritte werden periodisch so oft wie- derholt, bis die Lampenspannung wieder im optimalen Bereich liegt.
[38] In den im folgenden beschriebenen Verfahren wird eine Gleichspannungsphase, die bisher immer aus einer positiven Phase für die erste Elektrode und einer negati- ven Phase für die zweite Elektrode bestand, in diese zwei
Phasen aufgeteilt, um unterschiedliche Zustände der beiden Lampenelektroden zu behandeln. In einer ersten Ausbildung der zweiten Ausführungsform, die zum Ausgleichen einer asymmetrischen Elektrodengeometrie geeignet ist, wird die Länge der Gleichspannungsphase für den zuvor berechneten Spannungsanstieg für die erste Elektrode bestimmt, und in einer darauffolgenden inversen Gleichspannungsphase auf die zweite Elektrode angewandt.
[39] In einer zweiten Ausbildung, die symmetrisch auf beide Elektroden wirkt, wird die Länge der Gleichspan- nungsphasen für jede Elektrode aus dem Spannungsanstieg während der Gleichspannungsphasen berechnet. Die Höhe des Spannungsanstiegs ist hierbei für beide Gleichspannungsphasen gleich.
[40] In einer dritten Ausbildung findet eine individuelle Elektrodenformung zur Zentrierung des Lichtbogens in der Brennerachse statt. In der dritten Ausbildung werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:
[41] Im ersten Schritt wird die Länge der Elektrodenspit¬
ze gemäß der Relation: IEιektrodempιtze ∞ DC-phase berechnet.
^DC-Phase
[42] In einem zweiten Schritt wird die Dauer oder der Spannungsanstieg der Gleichspannungsphase für die gewünschte Verschiebung des Elektrodenschwerpunktes proportional zur individuellen Länge der Elektrodenspitze berechnet :
[43] Für eine asymmetrische Elektrodengeometrie nach der
ersten Ausbildung gilt: Gleichspannungsphase _ ersteElektrode -* ersteElektrode
AU Gleιchspannungsphase_∑weιteElektrode ∑weiteElektrode
i-iw Gleιchspannungsphase_ersteElektrode ^* ^ Gleιchspannungsphase_zweιteElektrode * [44] Für eine symmetrische Elektrodengeometrie nach der
. , _ η . -, η gi . l -, t , T : Glpichspannung —sp —hasp ersteElekt T zwe i ten Ausbi ldung rode _ -* z zwwpeiutpecFliepnktrrnodape
T Glpichspannungsphasp _ ∑wpitpElpktrodp I prstpElpktrodp
T = T Glpichspannungsphasp prstpElpktrodp + T Glpichspannungsphasp ∑wpitpElpktrodp '
[45] Durch die dritte Ausbildung der zweiten Ausführungs- form des Verfahrens ergeben sich neue Vorteile, die die bisherigen Verfahren nach dem Stand der Technik nicht leisten können. Durch die Möglichkeit des asymmetrischen Einbringens von Energie in die jeweiligen Elektroden ergibt sich die Möglichkeit, den Elektrodensystemschwer- punkt zu zentrieren und in seiner zentrierten Lage über die Lebensdauer zu halten. Durch die zentrierte Lage des Elektrodenschwerpunkts innerhalb des Brennergefäßes ergibt sich eine stabilere und effektivere Lichtausbeute durch das optische System, das auf eine definierte Elekt- rodenlage hin berechnet wurde. Der Entladungsbogen bleibt die ganze Lebensdauer der Lampe über im Fokus. Dadurch, dass die Bogenansatzpunkte sich immer mittig auf der Elektrode befinden, ergibt sich ein durchschnittlicher Maximaler Abstand des Entladungsbogens von der Brennerge- fäßwand über die gesamte Lebensdauer, der eine Entglasung des Brennergefäßes wirksam vermindert. In einem fortgeschrittenen optischen System wäre es auch denkbar, dass das optische System seinen Gesamtwirkungsgrad durch eine Regelschleife, die die Elektrodenformungsmechanismen mit umfasst, optimieren und damit maximieren kann.
[46] Natürlich ist auch ein Verfahren denkbar, dass die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform gemischt verwendet, um die Elektroden und die Elektrodenspitzen in optimalem Zustand zu erhalten. Eine Vorteil- hafte Mischung könnte umfassen, dass bei Lampenspannungen unterhalb der unteren Lampenspannungsschwelle ein Verfahren der zweiten Ausführungsform verwendet wird, bei dem die Länge der Gleichspannungsphase durch die Lampenspan- nungsänderung während dieser Gleichspannungsphase bestimmt wird, und dass bei Lampenspannungen oberhalb der oberen Lampenspannungsschwelle ein Verfahren der ersten Ausführungsform verwendet wird, bei dem die Länge der Gleichspannungsphase berechnet oder durch eine Kennlinie vorgegeben wird.
[47] Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Elektrodenpaares vor und nach der Optimierung des Verfahrens in der zweiten Ausführungsform. In der Fig. 3a ist ein Elektrodenpaar 52, 54 mit den Elektrodenenden 521, 541 und den Elektrodenspitzen 523, 543 vor der Anwendung des Verfahrens in der zweiten Ausführungsform zu sehen. Der Mittelpunkt 57 der Elektroden liegt nicht im optimalen Mittelpunkt 58 des Brennergefäßes, da die Elektrodenspitze 543 wesentlich weiter aufgewachsen ist als die Elektroden- spitze 523. Daher wird das Verfahren in seiner zweiten Ausführungsform mit der Ausbildung zum Ausgleichen einer asymmetrischen Elektrodengeometrie angewandt. Nach der Durchführung des Verfahrens, sehen die Elektroden 52, 54 aus wie in Fig. 3b dargestellt: beide Elektrodenspitzen 523, 543 sind wieder gleich lang, der Mittelpunkt 57 zwischen den Elektrodenspitzen liegt wieder im Brennermittelpunkt 58. Der Entladungsbogen brennt wieder optimal im Mittelpunkt des Brennergefäßes, und der optische Wirkungsgrad des Gesamtsystems ist maximiert.
[48] Fig. 4 zeigt den Verlauf der Lampenspannung UDc und des Lampenstroms IDc während einer Gleichspannungsphase mit unterschiedlicher zeitlicher Auflösung. Im oberen Graphen sind die beiden Kurven in einer geringen zeitlichen Auflösung von 4ms/DIV dargestellt. Es ist vor allem am Strom gut zu sehen, dass die positive wie die negative Gleichspannungsphase jeweils aus 3 normalen Halbwellen zusammengesetzt ist. Dies ist gut an den 2 nadeiförmigen Stromimpulsen 61, 62 zu erkennen, die die Gleichspannungsphase in 3 Bereiche aufteilt. Auch in der Lampenspannung sind diese Pulse zu sehen. Der untere Graph zeigt einen dieser Pulse in einer größeren zeitlichen Auflösung von 8μs . Hier ist vor allem an der Lampenspannung UDC gut die Doppelkommutierung zu sehen, die Spannung UDC springt mit einer positiven Flanke auf ihren oberen Wert und etwa 2μs später wieder mit einer negati- ven Flanke auf ihren unteren Wert, bei dem sie bis zur nächsten Kommutierungsstelle bleibt. Der Lampenstrom IDC will nach der ersten Kommutierung umschwingen, ist aber zu langsam, so dass nur ein geringer Stromeinbruch während der 2us zu verzeichnen ist. Dies kommt daher, weil die Stromkommutierung wie Eingangs schon erwähnt langsamer abläuft als die Spannungskommutierung.
[49] Fig. 5 zeigt einen Verlauf des Lampenstroms, bei dem die Gasentladungslampe mit den oben erwähnten Maintenan- cepulsen MP betrieben wird. Auch hier ist deutlich zu sehen, dass die Gleichspannungsphase DCP aus zwei Halbwellen HW zusammengesetzt ist, da zwei Maintenancepulse MP in der Gleichspannungsphase auftreten.
[50] Die Gleichspannungsphasen werden also aus Halbwellen der normalen Betriebsfrequenz zusammengesetzt, so dass die höchste Betriebsfrequenz immer ein ganzzahliges oder gebrochenrationales Vielfaches der Frequenz der Gleichspannungsphasen beträgt.
Dritte Ausführungsform
[51] In einer dritten Ausführungsform des Verfahrens findet eine kontinuierliche Anpassung der Betriebsfrequenz in Abhängigkeit von der Lampenspannung statt. Dabei kann das Verfahren in verschiedenen Ausbildungen betrieben werden. In einer ersten Ausbildung der dritten Ausführungsform, die in Fig. 6a dargestellt ist, wird die Betriebsfrequenz in diskreten Schritten, abhängig von der Lampenspannung verändert. Dabei wird die Frequenz höher, je größer die Lampenspannung ist. Da aufgrund verschiedener Randbedingungen im Gesamtsystem nur zu bestimmten Zeiten eine Kommutierung stattfinden kann, kann die Betriebsfrequenz nur eine beschränkte Anzahl an Frequenzwerten annehmen. Wird die Gasentladungslampe z.B. in einem Videoprojektor mit einem Farbrad betrieben, so kann die Betriebsfrequenz der Gasentladungslampe nur dann kommutiert werden, wenn das Farbrad in einer Stellung ist, bei der gerade von einem Farbsegment auf das nächste gewechselt wird. Durch die gleichmäßige Umdrehungszahl des Farbrades, die wiederum von der Bildwiederholfrequenz des Videobildes abhängt, ist grundsätzlich die Frequenz der Kommutierungen über einen Umlauf des Farbrades fest vorgegeben.
[52] Um die Gasentladungslampe optimal zu betreiben, soll aber bei einer bestimmten Lampenspannung immer eine feste Betriebsfrequenz gefahren werden. Im vorliegenden Beispiel wird z.B. bei einer Lampenspannung zwischen OV und 50V ein Lampenstrom mit einer Betriebsfrequenz von 100Hz an die Gasentladungslampe angelegt. Da die Betriebsfrequenz aber aufgrund obiger Randbedingungen nur einige diskrete Frequenzwerte annehmen kann, ist die Anpassung der Betriebsfrequenz an die Lampenspannung recht grob. Die höchste Betriebsfrequenz ist die Frequenz, bei der zu allen möglichen Kommutierungszeitpunkten auch eine Kommutierung durchgeführt wird. Diese Frequenz ist die höchste im System darstellbare Frequenz. Die möglichen Kommutierungszeitpunkte, die durch die oben erwähnten Randbedin- gungen z.B. eines Farbrades vorgegeben sind, werden wie oben schon erwähnt auch als Kommutierungsstellen bezeichnet .
[53] In einer zweiten Ausbildung der dritten Ausführungsform des Verfahrens wird die Betriebsfrequenz der Gasent- ladungslampe anhand einer Kennlinie kontinuierlich ange- passt. Die Kennlinie einer bevorzugten Ausführungsform ist in Fig. 6b dargestellt. Bis zu einer gewissen Lampenspannung von hier 50V bleibt die Betriebsfrequenz immer gleich bei etwa 100Hz. Ab einer Lampenspannung über 50V steigt die Betriebsfrequenz kontinuierlich bis zu einer Lampenspannung von 150V an. Aufgrund der obigen Ausführungen kann nicht jede Betriebsfrequenz direkt angefahren werden. Es wird daher mit einem Verfahren gearbeitet, bei dem der Wechselrichter die Gasentladungslampe mit einer Abfolge von diskreten Frequenzen betreibt, die alle einen ganzzahligen oder gebrochenrationalen Bruchteil der höchsten Betriebsfrequenz darstellen. Um diese niedrigeren Frequenzen darzustellen, wird nicht an jeder Kommutierungsstelle wirklich kommutiert, sondern es werden jeweils zwei oder mehr Teilhalbwellen zu einer resultierenden Halbwelle HW zusammengefasst, so dass die Perio- dendauer der resultierenden Halbwelle ein ganzzahliger oder gebrochenrationaler Faktor der ursprünglichen Teilhalbwelle ist, wie in Fig. 5 dargestellt. Dadurch wird ein Kommutierungsmuster erzeugt, dass im zeitlichen Verlauf ein sehr unregelmäßiges Erscheinungsbild zeigen kann. Das Kommutierungsmuster besteht aus einer Hintereinanderschaltung von Halbwellen verschiedener diskreter Frequenzen. Eine das Verfahren ausführende Steuerung mixt nun diese diskreten Frequenzen in ihrer Häufigkeit so, dass der zeitliche Mittelwert der Frequenzen der gewünschten einzustellenden Betriebsfrequenz der Gasentladungslampe entspricht. Fig. 6c zeigt eine beispielhafte Kurvenform mit Kommutierungsstellen 31, 32, 33, 34, 35, bei denen Bedarfsweise eine Kommutierung erfolgen kann. Erfolgt bei jedem dieser Punkte eine Kommutierung, so wird die höchste Betriebsfrequenz erzeugt, und eine Halbwelle ist jeweils genau eine Teilhalbwelle lang. Auch bei dieser Ausführungsform gibt es wieder die Möglichkeiten, Kommutierungen wirklich auszulassen, oder anstatt die Kommutierung auszulassen, zwei schnelle Kommutierungen hintereinander auszuführen. Dadurch, dass die Kommutierungen nur nach Bedarf ausgeführt werden, und dadurch mindestens zwei verschiedene grob abgestufte Frequenzen erzeugt werden, wobei diese dann durch ihre Häufigkeit des Auftretens auf eine sehr fein einstellbare resultierende mittlere Frequenz eingestellt werden können, können alle Randbedingungen eingehalten werden und trotzdem die Gasentladungslampe im zeitlichen Mittel mit der optimalen Frequenz betrieben werden. Dies hat den Vorteil, dass die vorgegebenen Kommutierungsstellen, die oft von Videoprojektionssystemen, bei denen der Hersteller des Videoprojektionssystems eine feste Frequenz vorgibt, um die Synchronisation mit dem Videosignal sowie mit einer im optischen System befindlichen Farbwechseleinheit bewerkstelligen zu können, benötigt werden, immer eingehalten werden, und das Verfahren damit auch bei Anwendungen durchführbar ist, bei denen durch die Kommutierungsstellen eine feste Frequenz vorgegeben ist. Wie in dieser Figur zu erkennen ist, ist das Verfahren auch dann geeignet, wenn die möglichen Kommutierungsstellen an sich nicht immer gleich beabstandet sind. Bei vielen fort- schrittlichen Videoprojektionssystemen sind die verschiedenen Farbsektoren des Farbrades auch verschieden breit, so dass die zeitlichen Abstände der möglichen Kommutierungsstellen unterschiedlich sind. Dies ist bei dem vorliegenden Verfahren kein Problem, da die übergeordnete Steuereinheit dies berücksichtigen kann und aus der Vielzahl an Frequenzen, die die unterschiedlichen Halbwellen aufweisen, durch die oben erwähnte zeitliche Häufigkeitsverteilung den zeitlichen Mittelwert der resultierenden Frequenz exakt an die vorgegebene Be- triebsfrequenz der Gasentladungslampe anpassen kann.
Vierte Ausführungsform
[54] Fig. 7 zeigt einen Signalflussgraphen zur schematischen Darstellung einer vierten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses beginnt im Schritt 100 mit dem Star- ten, d.h. Zünden der Lampe. Anschließend wird im Schritt 120 geprüft, ob mindestens ein Parameter in einem Wertebereich liegt, der damit korreliert ist, dass die erste und/oder die zweite Elektrode zerklüftet ist. Als dieser Parameter kommt bevorzugt die Lampenspannung oder die Betriebsdauer seit der ersten Inbetriebnahme oder seit der letzten Durchführung des Verfahrens oder der Abstand der Elektroden in Betracht. Wird die Frage mit Nein beantwortet, wird die Gasentladungslampe im Schritt 150 weiter im normalen Lampenbetrieb betrieben. Wird die Frage mit ja beantwortet, so wird die Lampe zunächst ebenfalls im Schritt 125 im normalen Lampenbetrieb betrieben. Während dieser Zeit wird aber regelmäßig überprüft, ob ein Startkriterium für das Überschmelzen erfüllt ist. Das Startkriterium kann z.B. das erreichen einer bestimmten Lampenspannung UBssoii sein. Während dieser Zeit wird im normalen Lampenbetrieb kein Über- schmelzschritt vorgenommen. Sobald das Startkriterium erfüllt ist, wird im Schritt 135 das Überschmelzen der Elektroden initiiert. Bevorzugt in äquidistanten Zeitabständen wird im Schritt 140 geprüft, ob ein Abbruchkrite- rium für das Ende der Überschmelzphase erfüllt ist. Dies kann bevorzugt dann sein, wenn die Lampenspannung über einen Sollwert UBASOII angestiegen ist. Wird dies verneint, wird Schritt 135 fortgesetzt und anschließend wieder im Schritt 140 die Abfrage vorgenommen. Diese Wiederholung der Schritte 135, 140 erfolgt so lange, bis im Schritt 140 die Frage bejaht wird, wonach das Verfahren weitergeht zu Schritt 150 wo während des normalen Lampenbetriebs im stationären Zustand neue Elektrodenspitzen auf dem vorderen Teil der Elektroden aufgewachsen werden. Während dieser Zeit wird in regelmäßigen Abständen zu Schritt 120 verzweigt, um eine kontinuierliche Regelschleife zu gewährleisten, die die Elektroden der Gasentladungslampe immer in möglichst optimalen Zustand erhält.
[55] Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung den zeit- liehen Verlauf der Lampenspannung UB einer Entladungslampe nach ihrem Einschalten. Wie zu erkennen ist, wird die Lampe innerhalb der ersten 45 s mit einer Leistung P betrieben, die kleiner als die nominelle Leistung Pnom ist. Diese Phase wird als Hochlaufphase bezeichnet, während der der Lampe zugeführte Strom begrenzt wird, um die Gasentladungslampe beziehungsweise das elektronische Betriebsgerät nicht zu überlasten. Im Bereich nach 45s ist zwar die Lampenspannung UB noch nicht auf ihren Dauerbetriebswert angestiegen, jedoch wird dort die Lampe bereits mit der nominellen Leistung Pnom betrieben, d.h. dass dort keine Strombegrenzung mehr aktiv ist. Diese Phase wird als Leistungsregelungsphase bezeichnet, während der die Lampe im wesentlichen mit ihrer nominalen Leistung betrieben wird. Der normale Lampenbetrieb setzt sich somit zusammen aus einer Hochlaufphase, die mit dem Start der Lampe beginnt, und einer Leistungsregelungsphase, die sich an die Hochlaufphase anschließt und nach einer gewissen Zeit in den stationären Zustand übergeht, während dem die Gasentladungslampe im wesentlichen mit ihren nominellen Parametern betrieben wird. Besonders die Hochlaufphase nach dem Einschalten bis 45s ist zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignet, da dort die Brennertemperatur noch niedrig ist und der Benutzer die Lampe noch nicht zum vorgesehenen Zweck betreibt.
[56] Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung den zeit- liehen Verlauf des Verhältnisses der Leistung P zur nominellen Leistung PnOm in Prozent sowie der Lampenspannung UB während der Durchführung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verfahrens. Zunächst, d.h. im normalen Betrieb und vorliegend bis zum Zeitpunkt ti, wird die Entladungslampe mit der nominellen Leistung Pnom betrieben. Anschließend wird die Leistung P abgesenkt auf 30% der nominellen Leistung. Dies führt zur Abkühlung der Entladungslampe, aus der sich die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnten Vorteile ergeben. Anschließend, d.h. zum Zeitpunkt t2, wird zum Überschmelzen der Elektroden die Entladungslampe mit einem Lampenstrom I betrieben, der zwischen 150 und 200% des nominellen Lampenstroms Inom beträgt. Ab dem Zeitpunkt t3 wird die Lampe mit einer Leistung betrieben, die circa 75% der nominellen Leistung Pnom beträgt. Daran anschließend, d.h. ab dem Zeitpunkt t4, wird die Leistung in 5%-Schritten, die jeweils circa 20 Minuten dauern, bis zum Erreichen der nominellen Leistung Pnom oder sogar darüber hinaus erhöht, was zum Aufwachsen neuer Elektrodenspitzen führt. Wie sich aus dem Verlauf der Lampenspannung UB erkennen lässt, sinkt diese ausgehend von einem konstanten Wert, der sich während des Betriebs der Entladungslampe mit der Leistung Pnom eingestellt hat, während des Betriebs mit geringerer Leistung ab und steigt danach allmählich wieder an.
[57] Fign. 10a) bis d) zeigen den Zustand der vorderen Teile der Elektroden in unterschiedlichen Stadien der Durchführung des Verfahrens. Fig. 4a) zeigt den Zustand vor der Durchführung des Verfahrens. Die vorderen Teile der Elektroden sind deutlich zerklüftet, die Elektrodenspitzen sind außermittig angeordnet, der Abstand der Elektroden beträgt da. Der Zustand kurz nach dem Überschmelzen der vorderen Teile der Elektroden ist in Fig. 10b) wiedergegeben. Deutlich erkennbar ist die Halbkugelform der vorderen Teile der Elektroden, die sich beim Überschmelzen aufgrund der Oberflächenspannung ergibt. Anstelle der Zerklüftungen zeigt sich nunmehr eine glatte Elektrodenoberfläche. Der Abstand ist angewachsen auf db. In diesem Zustand genügen kleine Unregelmäßigkeiten auf den Elektroden, um ein Hüpfen der Bogenansatzpunkte zu ermöglichen, was in einem Flickern der Entladungslampe resultieren würde. Deshalb wird im in Fig. c) dargestell- ten Schritt begonnen, Elektrodenspitzen auf die vorderen Teile der Elektroden aufzuwachsen. Durch das Aufwachsen der Elektroden verkürzt sich der Abstand. Er beträgt nunmehr dc, wobei gilt: da < dc < db. Fig. 4d) schließlich zeigt den Zustand nach der abgeschlossenen Regeneration, d.h. nach dem Schritt des Aufwachsens der Elektrodenspitzen. Die Oberfläche der Vorderseite der Elektroden ist nach wie vor unzerklüftet, wobei jedoch Elektrodenspitzen aufgewachsen sind, wodurch sich der Abstand dd gegenüber der Darstellung von Fig. c) verringert hat. Es gilt: dd ≤ da < dc < db. Im Vergleich mit Fig. 4a fällt auch die größere Lichtausbeute auf.
[58] Während eine bevorzugte Anwendung von Entladungslampen und damit des Verfahrens Projektoren sind, betrifft das Verfahren jedoch alle Arten von Entladungslampen, insbesondere beispielsweise auch Xenon-Autolampen. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass für die Durchführung des Verfahrens die bisher zum Betreiben einer Entladungslampe verwendeten elektronischen Betriebsgeräte nicht auf eine höhere Belastung ausgelegt werden müssen, da das Strom-Zeit-Integral entscheidend ist, weshalb gegebenenfalls ein niedrigerer Strom einfach etwas länger angelegt wird.
[59] Fig. 11 zeigt den zeitlichen Verlauf des Lampenstroms, oben, und der Lampenspannung UB, unten, bei Ansteuerung mit asymmetrischem Strom-Dutycyle während der Überschmelzphase . Gut zu erkennen ist, dass einzelne Kommutierungen unmittelbar hintereinander doppelt ausgeführt werden. Zwei unmittelbar hintereinander ausgeführte Kommutierungen sind unter dem Begriff sog. „Dummy- Kommutierungen" bekannt. Dadurch wird eine beabsichtigte Unsymmetrie bzw. ein DC-Anteil im Lampenstrom erzeugt. Wie ebenfalls zu erkennen ist, nimmt die Lampenspannung UB, wie gewünscht, zu. Alternativ können auch einzelne Kommutierungen ausgelassen werden.
Fünfte Ausführungsform
[60] Die fünfte Ausführungsform bezieht sich auf ein Betriebsverfahren, das mir einem Betriebsgerät ausgeführt werden kann um in einer Beleuchtungseinrichtung neben der Elektrodenformung auch die Bildqualität zu verbessern. Die Beleuchtungseinrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbei- spiel der Figur 12 umfasst eine Lichtquelle 1, vorliegend eine Gasentladungslampe, die Licht mit einem Farbort im weißen Bereich der CIE-Normfarbtafel aussendet. Bei der Gasentladungslampe 1 handelt es sich um eine Punktlichtquelle mit einem sehr kleinen Bogenabstand, die eine hohe Energiedichte von 100 W/mm3 bis 500 W/mm^ aufweist.
[61] Weiterhin umfasst die Beleuchtungseinrichtung 10 gemäß der Figur 12 ein Betriebsgerät 2, wie beispielsweise einen Funktionsgenerator, der elektrische Signale mit einer Leistung von 100 W bis 500 W bereitstellen kann, und das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Das Betriebsgerät 2 steuert die Lichtquelle 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem elektrischen Stromstärkesignal an, das einer Lichtkurve 3 folgt. Lichtkurven 3 werden später in Zusammenhang mit den Figuren 13 und 15A bis 15C näher erläutert. [62] Die Lichtkurve 3 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 15A umfasst eine periodische Abfolge von jeweils drei Segmenten SR, SG, SB. Das erste Segment SB ist der Farbe Blau zugeordnet, das zweite Segment SR der Farbe Rot und das dritte Segment SG der Farbe Grün. Diese Lichtkurve 3 kann beispielsweise alternativ zu der Lichtkurve 3 gemäß der Figur 14 in dem Betriebsgerät 2 der Beleuchtungseinrichtungen 10, 11 abgespeichert sein, die in den Displaysystemen gemäß der Figur 13 verwendet ist. Die verschiedenen Segmente der Lichtkurve sind dabei verschiedenen Teilhalbwellen zugeordnet, aus denen der an die Gasentladungslampe anzulegende Wechselstrom besteht, damit folgt der Lampenstrom der abgespeicherten Lichtkurve. Da die Lichtabgabe der Gasentladungslampe mit dem Lampenstrom korreliert, folgt die Lichtabgabe der Gasentladungslampe der abgespeicherten Lichtkurve.
[63] Das erste Segment SB der Lichtkurve der Figur 15A ist der Farbe Blau zugeordnet und weist eine Dauer tB von ca. 1300 μs auf. Während dieses Zeitintervalls tB beträgt der Lichtfluss der Beleuchtungseinrichtung 10, 11 ca. 108
%.
[64] An das erste Segment SB schließt sich ein zweites Segment SR an, das der Farbe Rot zugeordnet ist und eine Dauer von tR aufweist. Während eines ersten Zeitinter- valls tRi des Zeitintervalls tR beträgt der Lichtfluss der Beleuchtungseinrichtung 10, 11 kurzfristig ca. 150 %, während der Lichtfluss in einem zweiten Zeitintervall tR2, das sich an das erste Zeitintervall tRi direkt anschließt und mit diesem das Zeitintervall tR ausbildet, ca. 105 % beträgt. Das Zeitintervall tRi ist hierbei deutlich kürzer als das Zeitintervall tR2. Das Zeitinter- vall tRi beträgt vorliegend ca. 100 μs, während das Zeitintervall tR2 vorliegend ca. 1200 μs beträgt.
[65] An das zweite Segment SR schließt sich ein drittes Segment SG an, das der Farbe Grün zugeordnet ist und eine Dauer tG von ebenfalls ca. 1300 μs aufweist. Auch das Zeitintervall tG teilt sich wie das Zeitintervall tR in zwei Zeitintervalle tGi und tG2 auf, wobei das erste Zeitintervall tGi deutlich länger ist als das zweite Zeitintervall tG2. Das erste Zeitintervall tGi beträgt vorliegend ca. 1200 μs, während das zweite Zeitintervall tG2 des grünen Segmentes eine Dauer von ca. 100 μs aufweist. Während des ersten Zeitintervalls tGi weist die Lichtkurve 3 einen konstanten Wert von ca. 85% auf, der für das Zeitintervall tG2 kurzfristig auf einen Wert von ca. 45% abgesenkt ist.
[66] Nach Ablauf dieser drei Segmente SR, SG, SB erfolgt eine im Wesentlichen periodische Wiederholung dieser drei Segmente SR, SG, SB, wobei die Anordnung der kurzen Zeitintervalle tRi, tG2 innerhalb der Segmente, in denen der Lichtfluss gegenüber dem restlichen Segment SR, SG deutlich angehoben oder abgesenkt ist von der Periodizität abweicht. Die kurzen Zeitintervalle der Lichtkurve 3, in denen die Beleuchtungsstärke stark abgesenkt ist, dienen der Erhöhung der Farbtiefe wie bereits im allgemeinen Beschreibungsteil beschrieben. Die kurzen Segmente innerhalb derer die Beleuchtungsstärke stark angehoben sind, sind Maintenancepulse, die wie oben schon beschrieben zur Stabilisierung der Elektroden der Gasentladungslampen dienen . [67] Die Figur 15B zeigt zwei Lichtkurven 3. Die Diagramme stellen die Beleuchtungsstärke und die Farbe in Abhängigkeit der Zeit dar. Sie enthalten jeweils eine volle Periode der Lichtkurvenform, in der Regel mit einer Dauer zwischen 16 und 20 ms.
[68] Die Lichtkurve des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 15C ist auf ein Filterrad 6 mit sechs verschiedenen Filtern mit den Farben Gelb, Grün, Magenta, Rot, Cyan und Blau ausgelegt. Dementsprechend setzt sich die Lichtkurve 3 aus einer periodischen Abfolge sechs verschiedener Segmente Sγ, SG, SM, SR, S0, SB zusammen, die der jeweiligen Farbe zugeordnet sind. Die Segmente Sγ, SG, SM, SR, Sc, SB werden in Folgenden mit der Farbe bezeichnet, der sie zugeordnet sind. Jedes Segment Sγ, SG, SM, SR, S0, SB der Lichtkurve 3 weist hierbei einen konstanten Wert des Lichtflusses während dem größten Teil der Dauer des jeweiligen Segmentes auf.
[69] Den einzelnen Segmenten Sγ, SG, SM, SR, S0, SB sind wieder Zeitintervalle tγ, tG, tM, tR, tc, tB zugeordnet, die sich in zwei oder drei Zeitintervalle tYi, tY2, tGi, tG2, tMi, tM2/ tM3/ tRi, tR2 , tci , tC2 , tC3 , tBi , tB2 aufteilen, wobei jeweils eines der Zeitintervalle deutlich länger ist als die anderen. Diese Zeitintervalle werden im Folgenden als „lange Zeitintervalle" bezeichnet. Die Werte des Lichtflusse in den langen Zeitintervallen der einzelnen Segmente sind der Tabelle in Figur 15D in der Zeile „segment light level" zu entnehmen. Das gelbe und das grüne Segment Sγ, SG weisen einen konstanten Licht- fluss von 80% während des langen Zeitintervalls auf. Das magentafarbene und das rote Segment SM, SR weisen einen Lichtfluss von 120% während des langen Zeitintervalls auf, während das cyanfarbene Segment S0 einen Lichtfluss von 80% während des langen Zeitintervalls aufweist und das blaue Segment SB einen Lichtfluss von 120% während des langen Zeitintervalls. Am Ende eines jeden Segmentes befindet sich eine kurze Zeitdauer, während derer das Lichtniveau gegenüber dem langen Zeitintervall stärker abgesenkt ist. Diese Werte sind der Tabelle in Figur 15D unter der Zeile „negative pulse light level" zu entnehmen. Bei dem gelben und bei dem grünen Segment Sγ, SG ist der Lichtfluss auf einen Wert von 40%, bei dem magenta- farbenen und dem roten Segment SM, SR auf einen Wert von 60 %, bei dem cyanfarbenen Segment Sc , auf einen Wert von 40 % und bei dem blauen Segment SB auf einen Wert von 60 % abgesenkt. Weiterhin findet am Ende des magentafarbenen Segmentes SM und am Ende des cyanfarbenen Segmentes S0 eine Kommunikation statt, die mit Pfeilen symbolisiert ist und jeweils mit einem gegenüber dem langen Zeitintervall angehobenen Lichtfluss verknüpft ist.
[70] Die Segmentgrößen der unterschiedlichen Farben sind, wie der Tabelle in Figur 15D in der Zeile „segment size" zu entnehmen, nicht identisch, sondern betragen bei dem gelben und dem grünen Segment Sγ, SG einen Wert von 60°, bei dem magentafarbenen Segment SM einen Wert von 40°, bei dem roten Segment SR einen Wert von 70°, bei dem cyanfarbenen Segment S0 einen Wert von 62° und bei dem blauen Segment SB einen Wert von 68°. Diese Werte sind auf die Lichtkurve 3 abgestimmt.
[71] In Verbindung mit einer Lichtkurve 3, deren Segmente
SR, SG, SB den Farben Rot, Grün und Blau zugeordnet sind, wie beispielsweise in den Figuren 14 und 15A gezeigt, findet in der Regel ein Filterrad 6 mit zwei roten, zwei blauen und zwei grünen Filtern Anwendung. Die Filter sind hierbei bevorzugt in der Reihenfolge, Rot, Grün, Blau, Rot, Grün, Blau angeordnet. Die Größen der einzelnen Farbfiltersegmente können hierbei gleich sein (60° für alle sechs Filter) oder unterschiedlich, abgestimmt auf die verwendete Lichtkurve 3. Das Filterrad kann alternativ auch aus jeweils nur einem roten, einem blauen und einem grünen Filter bestehen.
[72] Im Folgenden werden anhand der Figuren 15E, 15F und 15G die Funktionen der einzelnen Zeitintervalle innerhalb der Segmente SR, SG, SB beispielhaft näher erläutert.
[73] Die Lichtkurve 3 gemäß der Figur 15E umfasst wie die Lichtkurve 3 gemäß der Figur 15A eine periodisches Abfolge eines Segmentes SB, das der Farbe blau zugeordnet ist, eines Segmentes SR, das der Farbe Rot zugeordnet ist und eines Segmentes SG, das der Farbe Grün zugeordnet ist. Jedes Segment SR, SG, SB weist eine Dauer von ca. 1500 μs auf. Das Zeitintervall tB, das Zeitintervall tR und das Zeitintervall tG, die dem jeweiligen Segment SR, SG, SB zugeordnet sind, weisen daher gleiche Länge auf. Innerhalb eines Segmentes SR, SG, SB weist die Lichtkurve 3 jeweils einen konstanten Wert auf. Während des Zeitintervalls tB weist die Lichtkurve 3 einen Wert von ca. 95% auf, während des Zeitintervalls tR einen Wert von ca. 100% und während des Zeitintervalls tG einen Wert von ca. 110%. Mittels der unterschiedlichen Niveaus der Lichtkurve 3 wird der Lichtfluss der Beleuchtungseinrichtung derart angepasst, dass ein Displaysystem mit dieser Beleuchtungseinrichtung eine gewünschte Farbtemperatur aufweist. [74] Die Lichtkurve 3 gemäß der Figur 15F zeigt exemplarisch kurze Zeitintervalle tB2, tB3, tR2, t Gi, tG2, tG3 zum Ende jedes Segmentes SR, SG, SB, ähnlich wie sie bereits oben in Verbindung mit Figur 15A beschrieben wurden. Die Lichtkurve 3 setzt sich wiederum aus einer periodischen Abfolge eines Segmentes SB, das der Farbe Blau zugeordnet ist, eines Segmentes SR, das der Farbe Rot zugeordnet ist und eines Segmentes SG, das der Farbe Grün zugeordnet ist, zusammen. Das Zeitintervall tB, tR, tG jedes Segmen- tes unterteilt sich vorliegend in drei Zeitintervalle eines langen Zeitintervalls tiB, tiR, tiG zu Beginn jeden Segmentes SR, SG, SB und zweier kurzer Zeitintervalle tB2, tB3, tR2, t Gi, tG2, tG3 jeweils zum Ende jedes Segmentes SR, SG, SB. Während der kurzen Zeitintervalle tB2, tB3, tR2, t Qi, tG2, tG3 ist der Lichtfluss der Lichtkurve 3 und somit der Wechselstrom durch die Gasentladungslampe stufenweise abgesenkt. Beispielhaft sei hier das Segment SB, das der Farbe Blau zugeordnet ist, beschrieben. Während dem Zeitintervall tBi beträgt die Lichtkurve 3 einen Wert von ca. 110%. In dem Zeitintervall tB2, das direkt auf das Zeitintervall tBi folgt, beträgt die Lichtkurve 3 einen Wert von ca. 55%, während der Wert der Lichtkurve 3 in dem an das Zeitintervall tB2 anschließenden Zeitintervall tB3 auf ca. 30% abgesenkt ist. Das Zeitintervall tBi weist eine Dauer von ca. 1300 μs auf, während die Zeitintervalle tB2 und tB3 jeweils eine Dauer von ca. 10 μs aufweisen. Die restlichen Segmente SR, SG der Lichtkurve sind identisch aufgebaut, wie das Segment SB, das der Farbe Blau zugeordnet ist. Die Absenkung der Lichtkurve 3 während der kurzen Zeitintervalle tB2, tB3, tR2, t Gi, tG2, tG3 dient dazu, die Farbtiefe des Displaysystems, in dem die Beleuchtungseinrichtung Verwendung findet, zu verbessern. " ] Die Lichtkurve 3 gemäß der Figur 15G zeigt die beiden anhand der Figuren 15E und 15F bereits erläuterten Lichtkurvenformen gemeinsam in einer Lichtkurve 3, wie sie auch in einer Beleuchtungseinrichtung Anwendung finden kann. Die Beschreibung der kurzen Segmente tB2, tß3/ tR2, t Gi/ tG2, tG3 zum Ende jedes Segmentes SR, SG, SB der Figur 15F ist hierbei auch für die kurzen Zeitintervalle tB2, tB3, tR2, t Gi, tG2, tG3 der Figur 15G gültig, während die Niveaus der Lichtkurve 3 während des langen Zeitintervallen tBi, tR2, tG3 jedes Segmentes SR, SG, SB dem Wert gemäß der Lichtkurve 3 der Figur 15E entspricht.
[76] Die Stromstärke-Beleuchtungsstärke-Kennlinie des Ausführungsbeispiels gemäß der Figur 16 ist annähernd linear. Sie gibt auf der y-Achse eine Stromstärke in Prozent an und auf der y-Achse ein Lichtlevel in Prozent.
[77] Mittels der Stromstärke-Beleuchtungsstärke- Kennlinie, die ebenfalls in dem Betriebsgerät 2 der Beleuchtungseinrichtung 10, 11 gespeichert sein kann, ist es möglich, dass bei veränderten Lampenbetriebsparame- tern, wie etwa der Stromstärke, die Helligkeit der Lichtquelle 1, IR, IG, IB der Beleuchtungseinrichtung 10, 11 auf der von der Lichtkurve 3 vorgegebenen Beleuchtungsstärke gehalten wird. Durch die Korrelation über die Kennlinie kann die Vorgabe in der Lichtkurve direkt in einen Wechselstrom für die Gasentladungslampe umgewandelt werden. Die verschiedenen Plateuas der Lichtkurve werden dabei in jeweilige Teilhalbwellen umgewandelt, wobei die Kommutierungsstellen von dem Betriebsgerät 2 anhand von Synchronisationsvorgaben einer Videoelektronik in der Beleuchtungsvorrichtung 10 ausgewählt werden. [78] Die in Fig. 17 dargestellte Schaltung stellt ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung 21 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, die einen Teil des Betriebsgerätes 2 bildet. Diese Schaltungsanordnung 21 gliedert sich in die folgenden Blöcke: Spannungsversorgung SV, Vollbrücke VB, Zündung Z, und Steuerungsteil C. Die Blöcke SV, VB, C und Z können identisch wie entsprechende Blöcke in herkömmlichen Schaltungsanordnungen aufgebaut sein. Die Spannungsversorgung regelt die Leis- tung der Gasentladungslampe, wobei sich hierüber die Lampenspannung einstellt. Die Lampenleistung mit der entsprechenden Lampenspannung wird an die Vollbrücke angelegt, die daraus eine rechteckförmige Lampenleistung erzeugt, die an die Gasentladungslampe angelegt wird. Gestartet wird die Gl mittels einer Resosnanzzündung durch die beiden Lampendrosseln L2 und L3 und den Kondensator C2, die damit gleichzeitig die Zündeinheit Z bilden. Die Ausführung in Fig. 17 ist lediglich Beispielhaft. Der Steuerungsteil C, der die Vollbrücke und die Spannungsversorgung ansteuert, kann als analoge Steuerung aufgebaut sein, bevorzugt ist der Steuerungsteil C jedoch ein digitaler Regler, der besonders bevorzugt einen MikroController aufweist.
[79] Das Schaltbild ist lediglich Schematisch und es sind nicht alle Steuer- und Sensorleitungen gezeigt.
[80] Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombina- tion von Merkmalen in den Patentansprüche beinhaltet auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe (LP) mit einem Gasentladungslampenbrenner und einer ersten und einer zweiten Elektrode (52, 54) , wobei die Elekt- roden (52, 54) vor ihrer ersten Inbetriebnahme einen nominellen Elektrodenabstand im Gasentladungslampenbrenner aufweisen, der mit der Lampenspannung korreliert ist, folgende Schritte umfassend: a) Prüfen, ob eine Sperrzeit (OT) , die der Zeit- dauer zwischen zwei Gleichspannungsphasen entspricht, abgelaufen ist, b) wenn die Sperrzeit (OT) abgelaufen ist, Auslassen von Kommutierungen oder Anlegen von Pseudokommu- tierungen für eine vorbestimmte Zeitdauer (VT) , die von der Lampenspannung abhängt, dergestalt, dass für jede Lampenspannung eine Zeitdauer (VT) des Auslas- sens von Kommutierungen/Anlegens von Pseudokommutie- rungen vorbestimmt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer (VT) abhängig von der Lampenspannung zwischen 2ms und 500ms lang ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der vorbestimmte Zeitdauer (VT) ein Lampenstrom lediglich in eine Richtung fließt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampenstrom während der vorbestimmte Zeit- dauer (VT) lediglich in eine Richtung fließt und während einer darauffolgenden vorbestimmten Zeitdauer (VT) in die andere Richtung fließt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der vorbestimmte Zeitdauer (VT) der Lampenstrom anteilig in beide Richtungen fließt, wobei die zeitlichen Anteile des Stromflusses gleichverteilt sein können oder die Verteilung zugunsten einer Stromflußrichtung erfolgen kann.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrzeit (OT) abhängig von der Lampenspannung ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrzeit (OT) je nach Lampenspannung zwischen 180s und 900s, besonders bevorzugt zwischen 180s und 600s beträgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer (VT) durch eine Änderung der Lampenspannung während der Gleichspannungsphasen bestimmt ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalwert einer Änderung der Lampenspannung (VP) während der Gleichspannungsphasen von der Lampenspannung vor dem Anlegen der Gleichspannungs- phasen abhängt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentladungslampe - A l -
(LP) mit einem Wechselstrom betrieben wird, und auf die Halbwellen (HW) des Wechselstromes mindestens ein Puls höherer Stromstärke (MP) aufmoduliert wird, der zwischen 50 μs und 1500 μs lang ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halbwelle (HW) des angelegten Wechselstroms aus mehreren Teilhalbwellen besteht, wobei ein Teil der Kommutierungen oder alle Kommutierungen zwischen zwei Halbwellen (HW) durch eine kurz darauf erfolgende weitere Kommutierung wieder rückgängig gemacht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Teilhalbwellen einer Halbwelle (HW) unterschiedliche Stromstärken an die Gasentla- dungslampe anlegen.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es während des Hochlaufs der Gasentladungslampe ausgeführt wird, wobei die Sperrzeit (OT) auch deutlich kleiner als 180 s sein kann.
14. Elektronisches Betriebsgerät, aufweisend ein Zündgerät (Z), einen Wechselrichter (VB) und eine Steuerschaltung (C) , dadurch gekennzeichnet, dass es ein
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13 ausführt.
15. Projektor mit einem elektronischen Betriebsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor ausgelegt ist, während der Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ein Bild zu projizieren, ohne dass dem Bild die Durchführung des Verfahrens anzusehen ist.
16. Projektor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13 kurz nach dem Start des Projektors ausführt.
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