專利名稱：增強式倍壓整流熒光燈的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種熒光燈，特別涉及一種采用倍壓電路的增強式倍壓整流熒光燈。
一般來講，熒光燈的光效率及壽命比白熾燈高，所以現(xiàn)作為主要的人工光源來使用，而上述熒光燈也與普通的放電燈一樣，具有負阻抗特性，并且放電開始時的電壓很高，為了穩(wěn)定啟動，需要一個限制管電流的同時，能得到放電開始電壓的熒光燈啟動電路。
如

圖1所示，是公知的熒光燈原理圖，從該圖中可以看出，熒光燈的啟動至少需要在燈管兩端施加高壓，以形成高壓放電而使熒光燈管發(fā)光，因此需要一個鎮(zhèn)流器和一個啟輝器，亦即一個啟動電路。
但是，根據(jù)這種啟動原理，人們進行了很多改進，根據(jù)啟動方式不同，熒光燈的啟動電路可分為啟動器式熒光燈啟動電路、快速啟動式熒光燈啟動電路、瞬時啟動型熒光燈啟動電路以及半導體啟動式熒光燈啟動電路。
上述啟動器式熒光燈啟動電路，是用啟動器對熒光燈兩邊負電極進行預熱，在啟動器的接點分離的瞬時，根據(jù)扼流線圈產(chǎn)生高壓脈沖電壓啟動熒光燈，而點亮熒光燈后電壓變低，啟動器停止動作。
上述快速啟動式熒光燈啟動電路，是在穩(wěn)定器上另纏有電極加熱用線圈，且按開關(guān)的同時電極加熱電流開始流通，等到上升至一定程度的電極溫度后啟動電壓變低時，熒光燈自然點亮。
上述瞬時啟動型熒光燈啟動電路，是給熒光燈加高電壓，在不對燈絲進行預熱的情況下，瞬時點亮熒光燈，但其燈管比普通的預熱啟動型的熒光燈細而長，屬于管末端具有一個管腳的熱負極型，由使用磁漏變壓器的電路來啟動熒光燈。
半導體啟動式熒光燈啟動電路，是包括啟動用半導體元件，以啟動用半導體元件的開關(guān)作用或者負極加熱用線圈對兩端負極進行預熱，并以啟動用半導體元件的開關(guān)作用點亮熒光燈，在啟動過程中，由熒光燈電流及負極加熱用線圈對負極進行加熱。
但上述啟動器式熒光燈啟動電路，存在熒光燈啟動器的點燈速度慢及故障頻繁的問題?？焖賳邮綗晒鉄魡与娐?，由于是具有負電極預熱線圈的變壓器結(jié)構(gòu)，不僅尺寸較大且重量較重，發(fā)熱及功率損耗也大，并且需使用特定的快速專用熒光燈，在寒冷地帶存在不宜啟動的問題。
并且，瞬時啟動型熒光燈啟動電路制造成變壓器結(jié)構(gòu)，因此尺寸大又比較重，發(fā)熱和功率損耗比較大，而且又必須使用特定的細管熒光燈(FSL)的問題。而半導體啟動式熒光燈啟動電路屬于一般觸發(fā)方式的電路，存在因預熱方式及以幾個觸發(fā)脈沖長時間啟動不穩(wěn)定的熒光燈而產(chǎn)生的問題。
而且，上述各啟動電路因為各種現(xiàn)場的特殊性，即在熱、冷、灰塵、地震的情況下、在潮濕的隧道中或工場等地區(qū)，經(jīng)常會出現(xiàn)管腳的接觸不良的情況，由此導致熒光燈不能順利動作的問題。
由上可知，現(xiàn)有的各種啟動電路，前者能耗高、啟輝慢；后者結(jié)構(gòu)復雜、造價高、壽命短，成本高；而且普通燈管在一個管腳的燈絲損壞的情況下即不能使用，造成燈管壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種增強式倍壓整流熒光燈，其主要是將倍壓整流電路應用于熒光燈啟動電路，不僅結(jié)構(gòu)簡單、啟動速度快、而且壽命長、成本低、易于生產(chǎn)，并可有效地降低電網(wǎng)的無功電流和無功功率，提高功率因子。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，我們提出一種增強式倍壓整流熒光燈，其由啟動電路和熒光燈管所組成，其中所述的啟動電路是一個倍壓電路。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中在所述的熒光燈管中至少引入一導線，該導線的一端連接在所述熒光燈管一端的燈絲引入線上，另一端為自由端或通過一絕緣體來定位。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中所述導線沿燈管延伸，且與燈管內(nèi)壁相距一定間距、或靠著燈管壁。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中在所述的熒光燈管中還引入另一導線，該導線的一端連接在所述熒光燈管的另一端的燈絲引入線上，沿著燈管延伸，與燈管內(nèi)壁相距一定間距、或靠著燈管壁，另一端為自由端或通過一絕緣體來定位。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中所述的導線為金屬導線。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中所述的倍壓電路由兩個二極管、兩個電容所組成，另外還有一個電阻，其中，兩個二極管反向并聯(lián)在交流電源的一輸入端，一個二極管的正端連接交流電的輸入端點，負端連接在電阻的一端，另一個二極管的負端連接在交流電源的輸入端，正極連接在電阻的另一端，且在電阻的兩端分別通過兩個電容與交流電源的另一端連接，而電阻的兩端分別與熒光燈管的兩端的一個管腳連接。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中所述倍壓電路中的電阻的兩端分別與熒光燈管兩端的兩個管腳同時連接。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中所述倍壓電路的電容的值的范圍是0.3μF至5μF。
所述的增強式倍壓整流熒光燈，其中所述倍壓電路的電阻的阻值范圍是0.1MΩ至5MΩ。
所述的增強式熒光燈，其中所述倍壓電路中的二極管的型號是IN4001-IN4010。
該熒光燈的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單、成本造價低、起輝快、工作電壓穩(wěn)定、降低能耗、使用壽命長，可降低電網(wǎng)的無功電流和無功功率。并可替代原有的電子直接式和電感預熱式熒光燈。
采用以上技術(shù)，可以替代原有熒光燈上使用的電子直接式或電感預熱式鎮(zhèn)流器和啟輝器，達到結(jié)構(gòu)簡單、成本造價低、降低能耗、起輝快、增加發(fā)光穩(wěn)定度、延長熒光燈管的使用壽命。與原來的電感預熱式鎮(zhèn)流器和啟輝器比較，本發(fā)明在重量方面減輕了70％，體積減小了60％，造價降低50％，在能耗方面，可降低30％～80％，平均使用壽命可提高300％；與原有電子直接式鎮(zhèn)流器比較，電子元件個數(shù)約減少80％，成本造價可降低70％，能耗降低20％～50％，體積和重量降低50％，平均使用壽命可提高500％。該熒光燈在正常情況下使用，燈管的設計使用壽命為3年以上。
具體實施例方式
為進一步說明本發(fā)明的技術(shù)特征和優(yōu)點，現(xiàn)結(jié)合最佳實施例詳細說明如下如圖3所示，是本發(fā)明的熒光燈結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出，該熒光燈主要包括啟動電路部分和熒光燈管部分該啟動電路部分為一倍壓整流電路，由二極管G1和G2、電容C1和C2所組成，另外還有一電阻R1，其中，二極管G1和G2反向并聯(lián)在交流電源的一輸入端，二極管G1的正端連接交流電的輸入端A點，負端連接在電阻R1的一端B，二極管G2的負端連接在交流電源的輸入端A，正極連接在電阻R1的另一端C，且在B點和C點分別通過電容C1和電容C2與交流電源的另一端連接；該熒光燈管的兩端分別由一燈絲所組成，且在其中一根燈絲的引入線上引入一金屬導線，該導線最好沿熒光燈管延伸，并與其管壁相距一定距離、或靠著燈管壁，另一端為自由端，其長度最好延伸到燈管的另一端，并通過一絕緣材料固定在燈管壁或燈管的另一端上，其熒光燈管的兩端的兩個管腳的一個分別與電阻R1的兩端B和C點連接，也可以兩個管腳同時分別與電阻R1的兩端B和C點連接。
上述的熒光燈管，其金屬導線可以是直的金屬導線，也可以是螺旋狀延伸的金屬導線；其長度可到燈管的另一端，也可以是任意長度。另外，引入金屬導線的一端，其原有的燈絲也可不要；或者，燈管兩端的燈絲都不要，而分別引入兩根導線，也可使燈管達到本實用新型的目的。
另外，對于只有一個連接端的熒光燈管，也可在其管內(nèi)的一個燈絲引入線上引入一金屬導線，同樣可以使熒光燈達到本實用新型的目的。
該啟動電路的工作過程是這樣的如圖3所示，熒光燈啟輝前，接入有效值為220V的電路中，其中在正半周二極管G2導通，電容C1充電至峰值+380V，在負半周二極管G1導通，電容C2則充電至峰值-380V，BC兩點電壓則為760V左右，如圖4所示，這一瞬時高電壓，足可以使熒光燈管內(nèi)的汞原子電離，激發(fā)燈管內(nèi)壁的熒光粉而發(fā)光，達到啟輝導電之目的；由于燈管被啟輝、電路導通，此時電容C1和C2在充電時已經(jīng)不能充至峰值，而隨著燈管內(nèi)電流的增大，BC兩點電壓而隨著降低，直至燈管正常點亮，燈管兩端電壓穩(wěn)定在120V±10V。經(jīng)示波器檢測，此過程自接通電源開關(guān)至熒光燈被啟輝所需的時間為3個周波，每個周波為0.02秒，合計所需時間為0.06秒，使人的感覺與電源開關(guān)同步；另外，該電阻R1的作用是當關(guān)閉熒光燈時，由于電容的放電作用較慢，燈管兩端往往需要5分鐘的放電時間，為防止關(guān)電后維修人員有帶電的感覺，因此用電阻R1來快速放電。
該啟動電路可用于普通熒光燈管，但由于此時燈管電源已由交流變?yōu)橹绷鳎瑔畏较驅(qū)щ?，對燈管壽命和工作穩(wěn)定性均有不良影響。但是為了克服上述不良影響，本發(fā)明在熒光管內(nèi)引入1根導線，該導線與熒光燈的任一端的燈絲引入線連接，且沿著燈管延伸至另一端并與燈管壁有一定間距、或靠著燈管壁，其作用一是提高了電場的激勵效果，二是縮短了離子在管內(nèi)的遷移距離，三是增加了電子發(fā)射的面積，從而使燈管的使用壽命延長。
由于在熒光燈的一端引入導線，使該熒光燈管有正負極之分，給使用帶來不便，為方便使用者，且進一步提高燈管的使用壽命，我們在燈管的另一端也引入一根導線，該導線與前面引入的導線即可平行，也可相交、但不相連，且該導線也與燈管壁間隔一定間距、或靠著燈管壁，這樣用戶就可以象普通燈管一樣使用，而無需辨別正負極。
另外，從本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中可以看出，由于該燈管兩端的燈絲并不像現(xiàn)有公知的電路結(jié)構(gòu)一樣需要形成電回路，因此，如果燈管內(nèi)的燈絲斷了仍能正常工作，發(fā)光照明，其性能不會因此受到影響，因此可延長燈管的使用壽命。
本發(fā)明在燈管內(nèi)接入一根或2根導線，但原燈管內(nèi)的其它結(jié)構(gòu)不變，其目的是在于考慮到本發(fā)明提供的燈管在原有燈具上也可以更換使用，同樣可以提高它的穩(wěn)定性和使用壽命，但是該燈管的鎢絲燒斷后，在原有燈具上就不能繼續(xù)使用了，而在本項發(fā)明中就可繼續(xù)使用，而且不影響其性能。
由于本發(fā)明沒有采用扼流線圈作為鎮(zhèn)流電路，而是采用一種倍壓電路作為熒光燈的啟動電路，因此，該增強式倍壓整流熒光燈的功率因數(shù)是容性的，經(jīng)示波器測試該熒光燈的電流與電壓夾角為負值，COSφ＝0.35～0.5之間，電壓滯后，而原有各種熒光燈的功率因數(shù)都是感性的，據(jù)查電流與電壓夾角為正值，COSφ＝0.34～0.52之間，電壓超前，其比較結(jié)果見圖5，而有功功率和無功功率的計算公式如下有功功率P＝IU*COSφ (瓦)無功功率Q＝IU*Sinφ (乏)其中I為電流，U為電壓，φ為電流與電壓的夾角。
如圖5所示，當φ1＞0時，為感性負載，此時Q1＞0；當φ2＜0時，為容性負載，此時Q2＜0，本發(fā)明通過示波器測量的電流與電壓夾角φ2＝-60～-69.5°電壓滯后，角為負值，COSφ2＝0.3 5～0.5之間，為容性負載。由此可見，使用倍壓電路改變了原有熒光燈的感性負載，達到了降低輸電網(wǎng)路無功電流和無功功率的目的。
另外，增強式倍壓整流熒光燈還可降低能量的消耗，原熒光燈的鎮(zhèn)流器，它雖然不發(fā)光，但是消耗能量不少，參見圖2，為公知熒光燈的電壓矢量三角圖，從圖2中可以看出，電網(wǎng)供給燈具的電壓為220V，燈管上的電壓降為120V，而在原鎮(zhèn)流器上的電壓降為184V，也就是說，大部份電壓是降低在不發(fā)光的鎮(zhèn)流器上，原鎮(zhèn)流器是與燈管串聯(lián)的，流過的電流相等，所以，大部份能量消耗在不發(fā)光的鎮(zhèn)流器上，原熒光燈的電光轉(zhuǎn)換效率只有20％，80％的能量是不發(fā)光的。
而本發(fā)明采用倍壓整流電路原理，即倍壓啟輝，檢波供電，大大降低了燈管以外的能量消耗，提高了電光轉(zhuǎn)換效率。
增強式倍壓整流熒光燈啟輝時間快，經(jīng)示波器檢測，自接通電源開關(guān)至熒光燈被啟輝所需時間為3個周波，每個周波為0.02秒，合計所需時間為0.06秒，使人的感覺與電源開關(guān)同步。
通過實驗可知，該熒光燈電路所使用的二級管G1、G2型號為1N4001至IN4010或類似產(chǎn)品。使用的電容器C1、C2參數(shù)最好為0.3μF至5μF。電阻R1的參數(shù)最好為0.1MΩ至5MΩ。
雖然本發(fā)明給出以上的較佳實施，然其并非用于限定本發(fā)明，任何熟悉此項技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可進行某些變動與潤飾，但都應包含本發(fā)明的權(quán)利要求所界定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增強式倍壓整流熒光燈，其由啟動電路和熒光燈管所組成，其特征在于所述的啟動電路是一個倍壓電路。
2.如權(quán)利要求1所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于在所述的熒光燈管中至少引入一導線，該導線的一端連接在所述熒光燈管一端的燈絲引入線上，另一端為自由端或通過一絕緣體來定位。
3.如權(quán)利要求2所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于所述導線沿燈管延伸，且與燈管內(nèi)壁相距一定間距、或靠著燈管壁。
4.如權(quán)利要求2所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于在所述的熒光燈管中還引入另一導線，該導線的一端連接在所述熒光燈管的另一端的燈絲引入線上，沿著燈管延伸，與燈管內(nèi)壁相距一定間距、或靠著燈管壁，另一端為自由端或通過一絕緣體來定位。
5.如權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于所述的導線為金屬導線。
6.如權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于所述的倍壓電路由兩個二極管、兩個電容所組成，另外還有一個電阻，其中，兩個二極管反向并聯(lián)在交流電源的一輸入端，一個二極管的正端連接交流電的輸入端點，負端連接在電阻的一端，另一個二極管的負端連接在交流電源的輸入端，正極連接在電阻的另一端，且在電阻的兩端分別通過兩個電容與交流電源的另一端連接，而電阻的兩端分別與熒光燈管的兩端的一個管腳連接。
7.如權(quán)利要求5所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于所述的倍壓電路由兩個二極管、兩個電容所組成，另外還有一個電阻，其中，兩個二極管反向并聯(lián)在交流電源的一輸入端，一個二極管的正端連接交流電的輸入端點，負端連接在電阻的一端，另一個二極管的負端連接在交流電源的輸入端，正極連接在電阻的另一端，且在電阻的兩端分別通過兩個電容與交流電源的另一端連接，而電阻的兩端分別與熒光燈管的兩端的一個管腳連接。
8.如權(quán)利要求7所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于所述倍壓電路中的電阻的兩端分別與熒光燈管兩端的兩個管腳同時連接。
9.如權(quán)利要求7所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于所述倍壓電路的電容的值的范圍是0.3μF至5μF。
10.如權(quán)利要求7所述的增強式倍壓整流熒光燈，其特征在于所述倍壓電路的電阻的阻值范圍是0.1MΩ至5MΩ。
11.如權(quán)利要求7所述的增強式熒光燈，其特征在于所述倍壓電路中的二極管的型號是工N4001-IN4010。
全文摘要
本發(fā)明提出一種增強式倍壓整流熒光燈，其由啟動電路和熒光燈管所組成，其主要特點是其啟動電路為一個倍壓電路，利用倍壓電路輸出的高電壓啟動熒光燈，且在所述的熒光燈管中至少引入一導線，該導線連接在所述熒光燈管一端的燈絲引入線上，沿燈管延伸，且與燈管壁相距一定間距、或靠著燈管壁；而該倍壓電路由兩個二極管、兩個電容所組成，另外包括一電阻，并分別與熒光燈管的兩端的一個管腳連接或與熒光燈管兩端的兩個管腳同時連接，這樣使本發(fā)明提出的增強式倍壓整流熒光燈結(jié)構(gòu)簡單、成本造價低、能耗降低、且起輝快、增加發(fā)光穩(wěn)定度、可延長熒光燈管的使用壽命。
文檔編號H01J61/02GK1400626SQ01125040
公開日2003年3月5日 申請日期2001年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月30日
發(fā)明者李增水, 原所良 申請人:原所良