DE3636901A1 - Method for operating a high-pressure sodium-vapour discharge lamp - Google Patents
Method for operating a high-pressure sodium-vapour discharge lampInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Hochdruck-Natriumdampfentladungslampe bei Nenn leistung mittels eines bipolaren impulsförmigen Versorgungsstromes mit einem Tastverhältnis von wenigstens 0,2 bis 0,35.The invention relates to a method of operation a high pressure sodium vapor discharge lamp at nominal power by means of a bipolar pulse Supply current with a duty cycle of at least 0.2 to 0.35.
Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen haben üblicherweise einen Kolben aus Aluminiumoxid, der mit einem aus Natrium, Quecksilber und z. B. Xenon bestehenden Gas gefüllt ist. Übliche Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen weisen folgende Betriebsdrücke auf:High pressure sodium vapor discharge lamps usually have an alumina flask fitted with a sodium Mercury and e.g. B. Xenon existing gas is filled. Common high pressure sodium vapor discharge lamps have following operating pressures:
Na:etwa 40 bis 270 mbar Hg:etwa 1 bar Xe:etwa 0,2 bis 2 bar.Na: about 40 to 270 mbar Hg: about 1 bar Xe: about 0.2 to 2 bar.
Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen mit verbesserter Farbwiedergabe, sog. weiße HPS-Lampen, besitzen dagegen folgende Betriebsdrücke:High pressure sodium vapor discharge lamps with improved Color rendering, so-called white HPS lamps, however, have following operating pressures:
Na:etwa 300 bis 1300 mbar Hg:etwa 2 bis 3 bar Xe:etwa 3 bis 4 bar. Gewichtsverhältnis Na : Hg < 0,25Na: about 300 to 1300 mbar Hg: about 2 to 3 bar Xe: about 3 to 4 bar. Weight ratio Na: Hg <0.25
Es handelte sich hierbei um sog. gesättigte Lampen, bei denen während des Betriebes die Hauptmenge an Natrium- Amalgam in flüssiger Form verbleibt, d. h. nur ein kleiner Teil dieses Amalgams verdampft. These were so-called saturated lamps, at where the main amount of sodium Amalgam remains in liquid form, i.e. H. just a small one Part of this amalgam evaporates.
Auch ungesättigte Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen, bei denen im Betrieb alles Amalgam verdampft, sind verwendbar.Also unsaturated high pressure sodium vapor discharge lamps, where all amalgam evaporates during operation usable.
Insbesondere für die Innenraumbeleuchtung benötigt man Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen mit ähnlichen Lichteigenschaften wie Glühlampen, d. h. mit hoher Farb temperatur von über 2500 K und guter Farbwiedergabe (Ra≧75).High-pressure sodium vapor discharge lamps with similar light properties to incandescent lamps, ie with a high color temperature of over 2500 K and good color rendering (Ra ≧ 75), are required in particular for interior lighting.
In der DE-PS 26 57 824 ist erwähnt, daß sich Farb temperatur und Farbwiedergabeindex von Hochdruck-Natrium dampfentladungslampen durch Erhöhung des Natriumdampf druckes verbessern lassen, was jedoch zu einer Wirkungs gradverringerung der Lampen führt. Um eine zu große Ver schlechterung der Lichtausbeute bei Hochdruck-Natrium dampfentladungslampen mit üblichem Natriumdampfdruck zu vermeiden, ist aus der DE-PS 26 57 824 ein Verfahren zum Betrieb von Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen mittels eines impulsförmigen Versorgungsstromes bekannt, wobei die Impulsfolgefrequenz zwischen 500 und 2000 Hz und das Tastverhältnis zwischen 0,1 und 0,35 liegt. Durch den Impulsbetrieb wird die Farbtemperatur der Lampen erhöht bei gleichzeitiger Verbesserung der Farbwiedergabe. Mit dem Anstieg der Farbtemperatur soll sich die Lichtausbeute um weniger als 20% gegenüber einem herkömmlichen 50 bzw. 60 Hz-Sinusbetrieb verringern. Beschrieben ist im einzelnen der Betrieb einer Natriumdampfentladungslampe mit einem Natriumdruck von etwa 80 mbar mit unipolaren Impulsen, wobei die Impulsfolgefrequenz 1 KHz und das Tastverhältnis 0,2 beträgt. Beim Impulsbetrieb von Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen mit unipolaren Impulsen tritt jedoch nach sehr kurzer Zeit Kataphorese auf. Hierdurch entsteht eine Entmischung der in der Lampe vorhandenen Gase, was zu einer Abnahme der Lichtausbeute führt. Außerdem führt der unipolare Impulsbetrieb von Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen mit einem Natrium dampfdruck von mehr als 300 mbar zu einer starken Verringerung der Lebensdauer der Lampe. Daher ist ein unipolarer Impulsbetrieb von Hochdruck-Natriumdampf entladungslampen praktisch nicht durchführbar.In DE-PS 26 57 824 it is mentioned that color temperature and color rendering index of high pressure sodium vapor discharge lamps by increasing the sodium vapor Let the pressure improve, but this has an effect reduction in the degree of the lamps. To a too large ver deterioration in light output with high pressure sodium vapor discharge lamps with the usual sodium vapor pressure avoid is from DE-PS 26 57 824 a method for Operation of high pressure sodium vapor discharge lamps by means of a pulsed supply current is known, the Pulse repetition frequency between 500 and 2000 Hz and that Duty cycle is between 0.1 and 0.35. By the The color temperature of the lamps is increased in pulse mode while improving color rendering. With The increase in color temperature is said to increase the light output by less than 20% compared to a conventional 50 or Reduce 60 Hz sinusoidal operation. Is described in individual the operation of a sodium vapor discharge lamp with a sodium pressure of about 80 mbar with unipolar Pulses, the pulse repetition frequency 1 KHz and that Duty cycle is 0.2. With pulse operation from High pressure sodium vapor discharge lamps with unipolar However, impulses occur after a very short time of cataphoresis on. This creates a separation of those in the lamp existing gases, leading to a decrease in light output leads. In addition, the unipolar pulse operation from High pressure sodium vapor discharge lamps with a sodium vapor pressure of more than 300 mbar to a strong Reduction in lamp life. Therefore is a unipolar pulse operation of high pressure sodium vapor discharge lamps practically not feasible.
In der erwähnten DE-PS ist zwar auch angegeben, daß beim Impulsbetrieb mit Impulsen verschiedener Polarität, d. h. mit bipolaren Impulsen, die Spektralergebnisse im wesent lichen dieselben sind wie beim unipolaren Impulsbetrieb. Da, wie bereits ausgeführt, ein unipolarer Impulsbetrieb von Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen praktisch nicht möglich ist, lassen sich hieraus Schlüsse auf die Spektralergebnisse beim bipolaren Impulsbetrieb nicht herleiten. Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß sich bipolare Impulse für den Betrieb von Hochdruck- Natriumentladungslampen gut eignen, daß hierbei keine Kataphorese-Erscheinungen auftreten und daß die Lebens dauer gegenüber einem Betrieb mit sinusförmigem Wechsel strom bzw. mit Unipolarimpulsen um ein Vielfaches ansteigt. Beim Betrieb mit bipolaren Impulsen konnte jedoch eine nennenswerte Verbesserung der Farbtemperatur bei Frequenzen über 500 Hz nicht festgestellt werden.In the mentioned DE-PS it is also stated that at Pulse operation with pulses of different polarity, i.e. H. with bipolar pulses, the spectral results essentially are the same as in unipolar pulse operation. Since, as already stated, unipolar pulse operation of high pressure sodium vapor discharge lamps practically not possible conclusions can be drawn from this Spectral results in bipolar pulse mode are not derive. Surprisingly, however, it was found that bipolar impulses for the operation of high pressure Sodium discharge lamps are well suited for this purpose Cataphoresis phenomena occur and that life duration compared to operation with sinusoidal change current or with unipolar pulses many times over increases. When operating with bipolar pulses however, a significant improvement in color temperature not found at frequencies above 500 Hz.
Die US-PS 41 28 789 befaßt sich ebenfalls mit einem Verfahren zum Betrieb von Hochdruck-Natriumdampf entladungslampen mit einem impulsförmigen Gleichstrom, d. h. mit Hilfe von unipolaren Impulsen. Es wird mit Impulsfolgefrequenzen zwischen 50 Hz und 23 KHz gearbeitet bei einem Tastverhältnis zwischen 0,08 und 0,8. Der Versorgungsstrom geht hierbei zwischen den einzelnen Impulsen nicht auf Null zurück; es bleibt vielmehr ein sogenannter Haltestrom erhalten. Da es sich um einen Gleichstrom-Impulsbetrieb handelt, tritt auch hierbei in den Natriumdampfentladungslampen Kataphorese auf. In der genannten US-PS ist zwar davon die Rede, einer Entmischung der Metalldämpfe dadurch vorzubeugen, daß man die Impuls intervalle so lang wählt, daß die zu einer Elektrode gewanderten Natriumionen und Natriumatome zurück diffundieren. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die oben beschriebenen Kataphorese-Erscheinungen sich nicht unterdrücken lassen.The US-PS 41 28 789 also deals with one Process for operating high pressure sodium vapor discharge lamps with a pulsed direct current, d. H. with the help of unipolar impulses. It will be with Pulse repetition frequencies between 50 Hz and 23 KHz worked with a duty cycle between 0.08 and 0.8. The Supply current goes between the individual Pulses do not return to zero; rather it remains receive so-called holding current. Since it is one DC pulse operation is also involved the sodium vapor discharge lamps cataphoresis. In the mentioned US-PS there is talk of segregation to prevent metal vapors by reducing the momentum Intervals so long that the one electrode migrated sodium ions and sodium atoms diffuse. However, it has been found that the The cataphoresis phenomena described above are not suppressed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb von weißen Natriumdampfentladungslampen mit einem mittleren Natriumdampfdruck von mehr als 300 mbar zu schaffen, die eine gute Farbwiedergabe und eine hohe Farb temperatur von mehr als 2400 K aufweisen und keine Farbentmischung zeigen.The invention has for its object a method for operating white sodium vapor discharge lamps with an average sodium vapor pressure of more than 300 mbar create a good color rendering and high color temperature of more than 2400 K and none Show color segregation.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zum Betrieb einer Natriumdampfentladungslampe mit einem mittleren Natriumdampfdruck von mehr als 300 mbar die Impulsfolge frequenz des Versorgungsstromes zwischen 60 und 500 Hz, insbesondere zwischen 100 und 400 Hz, und das Tast verhältnis zwischen 0,2 bis 0,6 liegt.This task is mentioned in a method at the beginning Kind solved according to the invention in that for operation a sodium vapor discharge lamp with a medium one Sodium vapor pressure of more than 300 mbar the pulse train frequency of the supply current between 60 and 500 Hz, especially between 100 and 400 Hz, and the key ratio is between 0.2 to 0.6.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß der bipolare Impulsbetrieb von Lampen mit erhöhtem Natrium dampfdruck zu einer wesentlich höheren Lebensdauer und lichttechnischen Eigenschaften führt, die denen von Glüh lampen ähnlich sind. Beim Lampenbetrieb mit bipolaren Impulsen ergab sich eine deutliche Verbesserung der Farb temperatur erst bei Frequenzen unterhalb von 500 Hz. Die hohe Farbtemperatur bei gleichzeitiger hervorragender Farbwiedergabe wird bei mittleren Tastverhältnissen erreicht. Bei Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen mit üblichem Natriumdampfdruck ist bei Impulsbetrieb eine Erhöhung der Farbtemperatur um z. B. 500 K nur bei Tast verhältnissen unter 0,2 möglich. Derart niedrige Tast verhältnisse führen jedoch zu sehr hohen Lampenströmen.Surprisingly, it has been found that the bipolar pulse operation of lamps with increased sodium vapor pressure for a significantly longer service life and lighting properties, which leads to that of glow lamps are similar. When using bipolar lamps Impulses resulted in a significant improvement in color temperature only at frequencies below 500 Hz high color temperature while excellent Color rendering is achieved with medium duty cycles reached. With high pressure sodium vapor discharge lamps with The usual sodium vapor pressure is a during pulse operation Increase the color temperature by z. B. 500 K only with key conditions below 0.2 possible. Such a low key However, conditions lead to very high lamp currents.
Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere für Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen geringer Leistung, z. B. 25 bis 100 W, von Vorteil.The method according to the invention is particularly for Low power high pressure sodium vapor discharge lamps, e.g. B. 25 to 100 W, an advantage.
Die Wiederzündung von Hochdruck-Natriumdampfentladungs lampen nach den Impulspausen kann gemäß einer Weiter bildung nach der Erfindung dadurch verbessert werden, daß der Lampenversorgungsstrom während der Impulspausen einen Wert von weniger als 10% des mittleren Lampenstromes beibehält (Haltestrom). Im Gegensatz zur Forderung in der DE-PS 26 57 824, einen solchen Haltestrom möglichst vollständig zu vermeiden, hat sich für den bipolaren Impulsbetrieb von Lampen mit Natriumdampfdrücken von über 300 mbar ein solcher Haltestrom als vorteilhaft erwiesen.The reignition of high pressure sodium vapor discharge lamps after the pulse breaks can be according to a next education according to the invention can be improved in that the lamp supply current during the pulse pauses Value of less than 10% of the average lamp current maintains (holding current). Contrary to the requirement in the DE-PS 26 57 824, such a holding current if possible Avoiding completely has been found for the bipolar Pulse operation of lamps with sodium vapor pressures of over Such a holding current of 300 mbar has proven to be advantageous.
Vorzugsweise wird den Stromimpulsen ein höherfrequenter Strom, z. B. von 20 bis 50 KHz, überlagert. Zum Impuls betrieb von Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen werden elektronische Vorschaltgeräte verwendet, die neben der Erzeugung der Stromimpulse auch noch eine Strom stabilisierung vornehmen müssen. Eine solche Strom stabilisierung kann mit einer Hochfrequenzmodulation bis zu einem Modulationsverhältnis von 1 während der Stromimpulse verbunden sein. Die Farbtemperaturerhöhung bleibt hiervon praktisch unberührt.The current pulses are preferably of a higher frequency Electricity, e.g. B. from 20 to 50 kHz, superimposed. To the impulse operation of high pressure sodium vapor discharge lamps electronic ballasts used in addition to the Generating the current pulses also creates a current need to do stabilization. Such a stream Stabilization can be achieved with high frequency modulation a modulation ratio of 1 during the current pulses be connected. The increase in color temperature remains practically untouched.
Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention will now explained in more detail with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematisch darge stellte Hochdruck-Natriumdampfentladungslampe in stark vergrößertem Maßstab, Fig. 1 shows a longitudinal section through a schematically presented Darge high-pressure sodium vapor discharge lamp in a greatly enlarged scale,
Fig. 2 ein Impulsdiagramm des Stromes, mit dem die Lampe nach Fig. 1 betrieben werden kann, Fig. 2 is a timing diagram of the current with which the lamp of FIG. 1 can be operated,
Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Impulsdiagramm, bei dem die Stromimpulse von einem höherfrequenten Strom über lagert sind, Fig the signal diagram. 3 shown in FIG. 2, in which the current pulses of a higher-frequency current is superimposed,
Fig. 4 ein Impulsdiagramm zur Stromversorgung einer Hochdruck-Natriumdampfentladungslampe, bei dem der Lampen strom während der Impulspausen nicht auf Null zurückgeht, Fig. 4 is a timing chart for power supply of a high-pressure sodium vapor discharge lamp, wherein the lamps does not flow during the pulse intervals returns to zero,
Fig. 5 die relative Lichtausbeute und die Farbtemperatur einer mit einem Strom nach Fig. 2 betriebenen Hochdruck- Natriumdampfentladungslampe in Abhängigkeit von der Frequenz bei verschiedenen Tastverhältnissen, Fig. 5 shows the relative light output and the color temperature of a powered with a current of FIG. 2 high-pressure sodium vapor discharge lamp as a function of the frequency for different duty cycles,
Fig. 6 die Wandtemperatur längs des Kolbens einer mit einem Strom nach Fig. 2 betriebenen Hochdruck-Natrium dampfentladungslampe nach Fig. 1, Fig. 6, the wall temperature along the plunger of a powered with a current of FIG. 2 high-pressure sodium vapor discharge lamp according to Fig. 1,
Fig. 7 die Farbtemperatur über der Lampennennleistung von Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen bei verschiedenen Versorgungsströmen. Fig. 7, the color temperature of the lamp rated power of high-pressure sodium vapor discharge lamps with different supply streams.
Die in Fig. 1 dargestellte Hochdruck-Natriumdampf entladungslampe enthält einen rohrförmigen Lampenkolben 1, z. B. aus Aluminiumoxid. Der kreiszylindrische Lampen kolben 1 ist an beiden Enden durch eingesinterte Verschlußpfropfen 2 gasdicht abgeschlossen. Jeder Ver schlußpfropfen 2 umgibt mit enger Passung eine stift förmige Stromzuführung 3, welche jeweils eine Elektrode 4 trägt. Die Stromzuführungen 3 sind mit den Verschluß pfropfen 2 mit Hilfe einer gasdichten Schmelzglasver bindung 5 verbunden. Die eigentliche Natriumdampfent ladungslampe ist mit Hilfe nicht dargestellter Stützdrähte in einem Außenkolben 6, z. B. aus Glas, gehaltert, der mit einem Lampensockel versehen wird. The high pressure sodium vapor discharge lamp shown in Fig. 1 contains a tubular lamp bulb 1 , for. B. made of aluminum oxide. The circular cylindrical lamp bulb 1 is gas-tight at both ends by sintered plugs 2 . Each United plug 2 surrounds with a close fit a pin-shaped power supply 3 , each carrying an electrode 4 . The power supplies 3 are grafted with the closure 2 by means of a gas-tight fusion glass 5 . The actual sodium vapor charge lamp is with the help of support wires, not shown, in an outer bulb 6 , z. B. made of glass, which is provided with a lamp base.
Bei einer weißen HPS-Lampe mit 30 W Nennleistung hatte der Entladungsraum des Lampenkolbens einen Durchmesser von 2,5 mm und eine Länge von 19 mm. Dieser Entladungsraum wies folgende Füllung auf: 3,6 mg Hg und 1,4 mg Na, Xe-Fülldruck etwa 500 mbar.In the case of a white HPS lamp with a rated power of 30 W, the Discharge space of the lamp bulb has a diameter of 2.5 mm and a length of 19 mm. This discharge space had the following filling: 3.6 mg Hg and 1.4 mg Na, Xe filling pressure about 500 mbar.
Betriebsdrücke:Operating pressures:
Hgetwa 3 bar Naetwa 1 bar Xeetwa 3 barApproximately 3 bar About 1 bar Xe about 3 bar
In Fig. 2 ist das Impulsdiagramm des bipolaren Versorgungsstromes I einer Hochdruck-Natriumdampf entladungslampe nach Fig. 1 dargestellt, wobei t d die Impulsbreite der Rechteckimpulse und t o die Impulspausen sind. Das Tastverhältnis δ = 2t d /T beträgt hierbei etwa 0,4. Den einzelnen Stromimpulsen kann ein höherfrequenter Strom von z. B. 20 bis 50 KHz überlagert sein, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Hier beträgt das Modulations verhältnis 1. FIG. 2 shows the pulse diagram of the bipolar supply current I of a high-pressure sodium vapor discharge lamp according to FIG. 1, where t d is the pulse width of the rectangular pulses and t o are the pulse pauses. The pulse duty factor δ = 2 t d / T is approximately 0.4. The individual current pulses can be a higher frequency current of z. B. 20 to 50 kHz can be superimposed, as shown in Fig. 3. Here the modulation ratio is 1.
Zur leichteren Wiederzündung der Lampe ist es vorteilhaft, wenn der Lampenversorgungsstrom während der Impulspausen einen Wert von weniger als 10% des mittleren Lampen stromes beibehält. Dies ist schematisch in Fig. 4 darge stellt, wo der Lampenstrom I während der Impulspausen t₀ nicht auf Null zurückgeht.For easier re-ignition of the lamp, it is advantageous if the lamp supply current maintains a value of less than 10% of the mean lamp current during the pulse pauses. This is shown schematically in Fig. 4 Darge up where the lamp current I during the pulse intervals t ₀ not returns to zero.
Beim bipolaren Impulsbetrieb einer 30 W HPS-Lampe zeigt sich bei Frequenzen unterhalb 500 Hz bei Tast verhältnissen δ zwischen 0,2 und 0,6 ein starker Anstieg der Farbtemperatur T c . Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist dieser Anstieg umso größer, je kleiner das Tast verhältnis δ ist. Der eingezeichnete dicke schwarze Punkt bezeichnet den 50 Hz-Sinusbetrieb. Mit abnehmendem Tast verhältnis sinkt allerdings die relative Lichtausbeute η der Lampe, wie ebenfalls aus Fig. 5 hervorgeht. Diese Verringerung der Lichtausbeute hält sich jedoch in annehmbaren Grenzen.In the bipolar pulse operation of a 30 W HPS lamp, there is a sharp increase in the color temperature T c at frequencies below 500 Hz with duty cycle δ between 0.2 and 0.6. As can be seen from Fig. 5, this increase is greater, the smaller the duty ratio δ . The thick black dot shown indicates the 50 Hz sine mode. With decreasing duty cycle, however, the relative luminous efficiency η of the lamp decreases, as can also be seen from FIG. 5. However, this reduction in luminous efficacy remains within acceptable limits.
Eine weitere Verbesserung des bipolaren Impulsbetriebes von Hochdruck-Natriumdampfentladungslampen gegenüber einem 50 Hz-Sinusbetrieb zeigt Fig. 6, wo die Wandtemperatur T w über die Länge des Lampenkolbens dargestellt ist. Die obere ausgezogene Kurve zeigt die Wandtempertur bei 50 Hz-Wechselstrombetrieb, während die untere gestrichelt dargestellte Kurve bei einer bipolaren Stromversorgung mit 300 Hz und einem Tastverhältnis von δ = 0,2 gemessen wurde. Hieraus ergibt sich, daß bei dem beschriebenen bipolaren Impulsbetrieb die maximale Wandtemperatur des Lampenkolbens um etwa 100° niedriger liegt als bei einem Wechselstrombetrieb mit einem Tastverhältnis von 1. Dies führt u. a. zu einer Lebensdauerverlängerung der Lampe.A further improvement in the bipolar pulse operation of high-pressure sodium vapor discharge lamps compared to a 50 Hz sinusoidal operation is shown in FIG. 6, where the wall temperature T w is shown over the length of the lamp bulb. The upper solid curve shows the wall temperature with 50 Hz AC operation, while the lower curve shown in dashed lines was measured with a bipolar power supply with 300 Hz and a pulse duty factor of δ = 0.2. It follows from this that in the described bipolar pulse operation the maximum wall temperature of the lamp bulb is approximately 100 ° lower than in an AC operation with a pulse duty factor of 1. This leads, among other things, to an extension of the lamp life.
Mit abnehmendem Tastverhältnis verringert sich die für den Lampenbetrieb benötigte elektrische Leistung. So läßt sich z. B. eine gewünschte Farbtemperatur T c gegenüber einem 50 Hz-Sinusbetrieb bei einer bipolaren Stromversorgung von 300 Hz mit abnehmendem Tastverhältnis bei immer kleineren Nennleistungen P erreichen (Fig. 7). Bei gleicher Leistung erreicht man eine sehr viel höhere Farbtemperatur.As the duty cycle decreases, the electrical power required to operate the lamp is reduced. So z. B. a desired color temperature T c compared to a 50 Hz sinusoidal operation with a bipolar power supply of 300 Hz with decreasing duty cycle with ever smaller nominal powers P ( Fig. 7). With the same performance, you can achieve a much higher color temperature.
In der nachfolgenden Tabelle sind für die beschriebene 30 W HPS-Lampe die Farbtemperatur, die aufgenommene Leistung, die Lichtausbeute, der Farbwiedergabeindex Ra 8 und die Wandtemperatur angegeben, und zwar bei 50 Hz-Sinusbetrieb und einem bipolaren Impulsbetrieb. The following table shows the color temperature, the absorbed power, the luminous efficacy, the color rendering index Ra 8 and the wall temperature for the 30 W HPS lamp described, namely with 50 Hz sinusoidal operation and bipolar pulse operation.
Hieraus erkennt man zwei wesentliche Vorteile des bipolaren Impulsbetriebes:This shows two main advantages of the bipolar pulse operation:
- a) Eine Erhöhung der Farbtemperatur von 2450 K auf 2700 K ist sowohl beim 50 Hz Sinusbetrieb als auch beim bipolaren Impulsbetrieb möglich. Im Sinusbetrieb sackt aber die Farbwiedergabe zu stark ab. Eine Erhöhung der Farbtemperatur auf 2700 K wäre dabei durchaus erwünscht, scheidet aber aus, weil nicht nur der Ra-Wert sinkt, sondern weil bei 2700 K im Sinusbetrieb die Lebensdauer der Lampen wegen der hohen Betriebs temperatur zu gering wird.a) An increase in the color temperature from 2450 K to 2700 K is possible both in 50 Hz sine mode and in bipolar pulse mode. In sine mode, however, the color rendering drops too much. An increase in the color temperature to 2700 K would be desirable, but it is ruled out because not only does the Ra value decrease, but because at 2700 K in sine mode, the life of the lamps becomes too short due to the high operating temperature.
- b) Die Lebensdauer der weißen HPS-Lampe hängt stark vom Natriumdampf in der Entladung und der Wandtemperatur ihres Kolbens ab. Beide Größen werden durch die aufge nommene Leistung und die Geometrie der Lampe bestimmt. Bei vorgegebener Geometrie der Lampe führt daher eine Leistungsvergrößerung immer zu einer Verringerung der Lebensdauer. Hier zeigt die obige Tabelle den großen Vorteil des bipolaren Impuls betriebs. Die gewünschte Farbtemperatur läßt sich jeweils bei erheblich geringerer aufgenommener Leistung erreichen. Besonders deutlich sind die Verhältnisse bei einer Farbtemperatur von 2700 K. Durch den Impulsbetrieb läßt sich die maximale Wandtemperatur von 1530 K auf 1390 K erniedrigen. Da die aufgenommene Leistung hierbei ebenfalls deutlich geringer ist, kann eine wesentlich höhere Lebensdauer erreicht werden.b) The lifespan of the white HPS lamp depends heavily on Sodium vapor in the discharge and the wall temperature of her butt. Both sizes are given up by the taken power and the geometry of the lamp certainly. Given the geometry of the lamp leads therefore an increase in performance always becomes one Reduction in lifespan. Here shows the above Table the great advantage of the bipolar pulse operational. The desired color temperature can be each with a significantly lower intake Achieve performance. They are particularly clear Ratios at a color temperature of 2700 K. The maximum Reduce wall temperature from 1530 K to 1390 K. There the power consumed is also clear less, can have a much longer life can be achieved.
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