專利名稱：具有介電阻塞放電燈、運行設備和連接電纜的照明系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明系統，其包括介電阻塞放電燈、用于運行該介電阻塞放電燈的運行設備和連接電纜，其中所述連接電纜將所述介電阻塞放電燈與所述運行設備相連接。
背景技術：
介電阻塞放電燈在目前的重要應用領域是辦公自動化，尤其是用于掃描器、傳真設備和類似設備的線形燈，以及大面積的面形燈、即所謂的面輻射器，其用于在液晶技術和其它圖形顯示中對監視器和電視屏幕進行背部照明。但本發明并不局限于這種應用領域。具體說，還存在其它的應用領域，譬如在手工業和工業的UV處理中，在公共照明中，在光源布置中，等等。
介電阻塞放電燈就本身而言是公知的，并同時在現有技術中被大量的記載。其特征在于，電極通過電介質與位于放電室內部的放電介質隔開。這里，電極原則上可以全部被布置在放電室內，全部布置在放電室外，或者一個極性的電極被布置在放電室內，而其它電極被布置在放電室外。對于被布置在放電室外的電極，放電室壁作用為介電阻塞。當然，如果所有電極被布置在放電室內，則必須通過電介質、例如通過介電的涂層把至少一個電極或一個極性的電極與放電室內部隔開。通過這種介電阻塞，在工作時形成一種所謂的單邊介電阻塞放電。替代地，也可以給所有的內部電極設置介電的涂層。于是涉及一種雙邊的介電阻塞放電。后者尤其還符合已講述的情況，即所有電極被布置在放電室之外。
由于位于至少一個電極和放電介質之間的介電阻塞，介電阻塞放電燈的工作需要一個時變的電壓，譬如正弦形交流電壓。在US5604410中記載的脈沖式工作方式被證明是非常有效的。
在文獻US6323600中公開了一種電路裝置，用于根據上述的脈沖式工作方式運行一種介電阻塞放電燈。為此，借助于閉塞變流器產生幾千伏(kV)的脈沖電壓序列和典型為25～80kHz的脈沖重復頻率。
缺點是，常規的高壓電纜(通常是單電纜)由于其較高的電容而在高頻率時具有大的損耗。因為介電阻塞放電燈的電容小于常規長高壓電纜的電容，所以由此降低了到所連接的燈中的實際耦合輸入功率。這種效應在先前所述的脈沖式工作方式中是特別關鍵的，因為除了典型為50-200kHz的脈沖重復頻率外，所述脈沖電壓還具有其它的高頻成分。尤其在較長的高壓電纜情況下，功率損耗甚至可能導致燈再也不能點燃。因此迄今為止只采用較短的連接電纜，典型約25-35cm長。
發明內容
本發明的任務在于提供一種照明系統，其具有介電阻塞放電燈、用于運行該介電阻塞放電燈的運行設備和改善的連接電纜。
通過以下的照明系統來解決該任務，其具有介電阻塞放電燈；具有兩個高壓端子的電運行設備；包括兩個高壓芯線的連接電纜，所述兩個高壓芯線將所述介電阻塞放電燈的電極與所述電運行設備的高壓端子相連接；其特征在于，所述連接電纜被設計為高壓扁帶狀電纜。
尤其優選的擴展方案在從屬權利要求中。
本發明是基于以下認識在位于介電阻塞放電燈和運行設備之間的常規高壓連接電纜中的損耗隨著電纜長度和頻率的增加而同樣增加，而這會導致到燈中的耦合輸入功率的降低，甚至可能導致燈不能點燃。這歸因于常規高壓連接電纜比介電阻塞放電燈具有更高的電容。
本發明現在建議把高壓連接電纜構造為高壓扁帶狀電纜，其在最簡單的實施方案中是兩芯的。這里如此地確定高壓芯線的相互間隔，使得高壓扁帶狀電纜的電容如此地小，以致于不再出現大的功率損耗或點燃問題。作為近似值，發明人已經發現，所述高壓扁帶狀電纜的電容應該約等于或小于未被點燃的燈的電容。除了電纜的其它尺寸外，高壓芯線的合適間隔還取決于所屬的介電阻塞放電燈的電容。在典型的桿狀介電阻塞放電燈中的典型的值為幾毫米，如同其另外還在辦公自動化的設備中所采用的一樣，例如從芯線中心到芯線中心約為8-12mm。尤其當應用領域需要較長的連接電纜時，例如大于30cm，40cm，50cm或甚至60cm，本發明所建議的高壓扁帶狀電纜在點燃方面和在所連接的介電阻塞放電燈的耦合輸入功率方面比常規連接電纜要具有明顯的優點，即便是在脈沖工作方式中。
在本發明的高壓扁帶狀電纜的一種改進中，在所述被確定和設計用于高壓的兩個外部芯線之間布置至少另一個芯線。該解決方案的優點是，能簡單地實現保護類I應用。為此只須將至少一個附加的芯線一方面與地電位相連接，另一方面與同介電阻塞放電燈相連并應作高壓保護的金屬外殼、燈支架等相連接。位于中心的附加芯線由此作用為保護導線。另外也降低了電磁干擾輻射，也即整個照明系統的電磁兼容性(EMV)被改善。
在有些應用中有利的是，連接電纜是柔性的，例如當介電阻塞放電燈位于運動的支架上時，譬如位于掃描裝置或類似物的滑板上。尤其當各個芯線分別被實施為絞合線時，這種柔性可以利用適當的絕緣材料而通常在扁帶狀電纜中被良好地實現。
另外，尤其在前文所述的脈沖工作方式中，由于較高的頻率而無論如何有利的是，將各個芯線實施為絞合線。由此，不管隨頻率增加而增加的電流趨膚效應(集膚效應)，高壓扁帶狀電纜的載流能力也會被改善。
通常，所述高壓扃帶狀電纜既可以由多個分別絕緣的芯線組成，這些芯線并排平行地被布置在一個共同的平面上，并由電纜護套例如借助于由硅橡膠構成的護套而被固定在該扁狀裝置中。同樣，所述芯線也可以被嵌入到一個共同的扁狀絕緣護套內。決定性的只是在兩個外部芯線之間有足夠的間隔，以便使該兩個為高壓而設定的芯線的電容保持得盡可能小。這里的其它細節由下面對實施例的說明給出。
下面借助于實施例來詳細講述本發明。圖中圖1a示出了本發明的具有高壓扁帶狀電纜的照明系統，圖1b以截面圖示出了高壓扁帶狀電纜的詳細視圖，圖2以截面圖示出了一種替代性的高壓扁帶狀電纜。
具體實施例方式
圖1a用簡圖示出了本發明的照明系統，其具有運行設備1、桿狀的介電阻塞放電燈2、以及約70cm長的柔性連接電纜6，所述介電阻塞放電燈具有兩個被布置在燈管內側的長形電極3、4，其分別覆蓋有介電層(未示出)，其中所述介電阻塞放電燈2被固定在金屬支架5上。所述連接電纜是三芯的高壓扁帶狀電纜，對于其進一步的細節在下面還要參考圖1b，其用放大的截面示出了電纜的放大截面。運行設備1被設計用于根據開頭所述的US5604410進行脈沖式工作。為此采用同樣如開頭所述的US6323600的電路裝置。這里不再描繪電路技術細節，因為其對于理解本發明是不重要的。運行設備1在輸入側被饋入+24V的直流電壓。選擇性地，負極也可以接地。在輸出側，運行設備1具有兩個高壓端子7、8，其與連接電纜6的兩個外芯線9、10相連接。中間的芯線11一方面與地電位相連接，另一方面與金屬支架5相連接，也就是說它在這里作用為保護導線。所有芯線9-11被實施為絞合線，以便一方面確保高壓扁帶狀電纜6的柔性。另一方面，兩個外部的高壓芯線9、10的絞合線保證了高頻電流的足夠電流傳送。為此，三個芯線9-11中的每一個均由19個單金屬線組成。從絞合線中心到絞合線中心，兩個外部絞合線9和10之間的間隔d約為10mm。耐高壓強度為6kV。
對于不需要保護導線的應用領域，中心芯線11不用，也即其在任何地方都不被連接(這里未示出)。通常在這些情況下也可以完全取消中心芯線，也即連接電纜于是被設計為兩芯的高壓扁帶狀電纜。無論如何，決定性的是保持兩個高壓芯線的相互最小間距。
在圖2中簡要示出了一種替代性的扁狀四芯連接電纜12。四芯連接電纜12被實施為由四個平行挨著布置的絕緣絞合線13、14、15、16組成的扁狀聯合。連接電纜12的護套17由硅橡膠組成，其中嵌入和安裝了絕緣的絞合線13、14、15、16。兩個外部芯線13、16被規定用于約6kV的高壓。所以，為此分別設置了電纜絞合線CSA類型TV-6、KURABE公司的硅橡膠150℃FT1。絞合線13、16分別由19個單金屬線組成。絞合線直徑約為0.75mm，電纜絞合線的外部直徑約為2mm。兩個中心芯線14、15在這里主要被用于在兩個高壓絞合線13、16之間建立為實現盡可能無損耗的連接所需要的間隔。該間隔在該情況下約為8-10mm。需要時也可以采用中心絞合線14、15中的一個或兩個作為保護導線。無論如何，不一定非得為中心芯線14、15采用較貴的KURABE電纜絞合線。具體說，廉價的高度柔性的電纜絞合線也適用于此。圖2所示的連接電纜12的四芯結構具有的優點是，兩個外部高壓芯線13、16的必要間隔可以用較簡單的方式來實現。為此只須直接并排地安放四個單電纜13-16，然后再加上護套。
在一種未示出的變型方案中，上述的電纜聯合僅僅是三芯的。節省一個芯線雖然具有成本低的優點，但保持兩個外部芯線的最小間隔稍微費事一些，因為中間空間部分必須用護套的材料來填充。
權利要求
1.照明系統，其具有介電阻塞放電燈(2)，具有兩個高壓端子(7，8)的電運行設備(1)，包括兩個高壓芯線(9，10)的連接電纜(6)，所述兩個高壓芯線將所述介電阻塞放電燈(2)的電極(3，4)與所述電運行設備(1)的高壓端子(7，8)相連接，其特征在于，所述連接電纜(6)被設計為高壓扁帶狀電纜。
2.如權利要求1所述的照明系統，其中所述高壓扁帶狀電纜(6)被如此設計，使得位于所述兩個高壓芯線(9，10)之間的電容盡可能小。
3.如權利要求1或2所述的照明系統，其中所述高壓芯線(9，10)具有的相互間隔大于耐壓所需要的間隔。
4.如上述權利要求之一所述的照明系統，其中所述高壓扁帶狀電纜(6)的電容約等于或小于未被點燃的介電阻塞放電燈(2)的電容。
5.如上述權利要求之一所述的照明系統，其中所述芯線通過間隔保持器被相互隔開。
6.如權利要求5所述的照明系統，其中所述間隔保持器被構造為隔離橋。
7.如上述權利要求之一所述的照明系統，其中所述芯線(9-11)被構造為絞合線。
8.如上述權利要求之一所述的照明系統，其中所述高壓扁帶狀電纜的芯線(9-11)的數量至少為3，且兩個外部芯線(9，10)是兩個高壓芯線。
9.如權利要求8所述的照明系統，其中被布置在所述兩個高壓芯線(9，10)之間的至少另一個芯線(11)與地電位連接。
10.如上述權利要求之一所述的照明系統，其中所述高壓扁帶狀電纜(12)由每芯線各一個單電纜(13-16)組成，且所述單電纜(13-16)被布置在一個與共同的扁帶狀電纜聯合并排平行的平面上。
11.如權利要求10所述的照明系統，其中在所述具有高壓芯線的兩個單電纜(13，16)之間布置兩個或多個單電纜(14，15)。
12.如權利要求10或11所述的照明系統，其中所述并排布置的單電纜用共同的護套(17)加套。
13.如上述權利要求之一所述的照明系統，其中所述高壓扁帶狀電纜(6；12)被設計用于幾千伏、尤其是2kV-10kV的高壓。
14.如上述權利要求之一所述的照明系統，其中所述運行設備(1)被設計用于所述介電阻塞放電燈(2)的脈沖工作方式。
15.如權利要求14所述的照明系統，其中所述運行設備(1)被設計用于50-200kHz的脈沖重復頻率。
全文摘要
具有介電阻塞放電燈(2)和運行設備(1)的照明系統與一個高壓扁帶狀電纜(6)相連接。由此可以最小化容性的功率損耗，并改善燈(2)的點燃特性和功率吸收。
文檔編號H05B41/282GK101051599SQ20071009218
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月30日 優先權日2006年3月31日
發明者H·德利安, J·林克 申請人:電燈專利信托有限公司