HIGH FREQUENCY INDUCTIVE LAMP AND POWER OSCILLATOR

• Main Authors: GITSEVICH, ALEKSANDR, SMITH, MALCOLM, SHANKS, BRUCE, LENG, YONGZHANG, LEVIN, IZRAIL, ROY, ROBERT, J, BASS, GARY, K, TRIMBLE, WILLIAM, C, TURNER, BRIAN, P, DOLAN, JAMES, T, KIRKPATRICK, DOUGLAS, A, MACLENNAN, DONALD, A, KIPLING, KENT, TSAI, PETER
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 04.01.2001
• Edition: 7
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY

A high frequency inductively coupled electrodeless lamp includes an excitation coil with an effective electrical length which is less than one half wavelength of a driving frequency applied thereto, preferably much less. The driving frequency may be greater than 100 MHz and is preferably as high as 915 MHz. Preferably, the excitation coil is configured as a non-helical, semi-cylindrical conductive surface having less than one turn, in the general shape of a wedding ring. At high frequencies, the current in the coil forms two loops which are spaced apart and parallel to each other. Configured appropriately, the coil approximates a Helmholtz configuration. The lamp preferably utilizes a bulb encased in a reflective ceramic cup with a pre-formed aperture defined therethrough. The ceramic cup may include structural features to aid in alignment and/or a flanged face to aid in thermal management. The lamp head is preferably an integrated lamp head comprising a metal matrix composite surrounding an insulating ceramic with the excitation integrally formed on the ceramic. A novel solid-state oscillator preferably provides RF power to the lamp. The oscillator is a single active element device capable of providing over 70 watts of power at over 70 % efficiency. Various control circuits may be employed to match the driving frequency of the oscillator to a plurality of tuning states of the lamp. On décrit une lampe haute fréquence à couplage inductif dépourvue d'électrode, qui inclut une bobine excitée ayant une longueur électrique effective inférieure, de préférence de beaucoup, à la moitié d'une longueur d'onde d'une fréquence d'excitation appliquée sur ladite bobine. Cette fréquence d'excitation peut être supérieure à 100 MHz et atteint, de préférence, 915 MHz. De préférence, la bobine excitée est configurée en tant surface conductrice semi-cylindrique non hélicoïdale et comporte moins d'un tour ayant la forme générale d'une alliance. A des fréquences élevées, le courant dans la bobine forme deux boucles espacées et parallèles l'une à l'autre. Convenablement configurée, la bobine présente une configuration approximative d'une bobine d'Helmholtz. La lampe fonctionne, de préférence, avec une ampoule enfermée dans une cloche céramique réfléchissante munie d'une ouverture préformée ménagée à l'intérieur de ladite cloche. Cette cloche céramique peut inclure des caractéristiques structurales d'aide à l'alignement et/ou une surface à bride d'aide à la gestion thermique. La tête de la lampe est, de préférence, une tête de lampe intégrée comprenant un composite matriciel métallique entourant un céramique isolant, le champ inducteur étant formé solidairement sur la céramique. De préférence, un nouvel oscillateur à semi-conducteurs alimente la lampe en énergie RF. L'oscillateur est un dispositif unique à élément alimenté capable de fournir une puissance de plus de 70 watts pour une efficacité dépassant 70 %. Divers circuits de commande peuvent être mis en oeuvre pour adapter la fréquence d'excitation de l'oscillateur à une pluralité d'états de réglage de la lampe.