專(zhuān)利名稱(chēng)：一種閉合磁路高效螺旋磁能燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光源照明領(lǐng)域及照明器材領(lǐng)域，通過(guò)安裝在螺旋燈管中間相對(duì)接的兩C形、兩長(zhǎng)U形、橢圓形或中間帶孔的磁體，組成帶有電磁感應(yīng)線(xiàn)圈的磁能發(fā)生器形成閉合磁路。通過(guò)諧振電路連接磁能發(fā)生器形成電磁感應(yīng)，由電磁感應(yīng)獲得的磁能代替燈絲、電極電離燈體內(nèi)的汞原子激活燈體內(nèi)熒光粉達(dá)到發(fā)光照明目地。解決了有燈絲有電極的傳統(tǒng)電光源能耗大、光衰大、壽命短的技術(shù)難題。解決了電磁感應(yīng)燈無(wú)極燈電磁干擾大、散熱差、 電磁轉(zhuǎn)換效率低、制造工藝復(fù)雜、成本高、產(chǎn)品一致性差，產(chǎn)品、電路可靠性差的技術(shù)瓶頸。 推翻了以燈絲、電極發(fā)射電子激活燈體內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)的傳統(tǒng)照明原理，發(fā)明創(chuàng)造了“一種閉合磁路高效螺旋磁能燈”新光源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電光源均帶有燈絲與電極，如白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈、高壓汞燈、碘鎢燈、 LED、鈉燈、金鹵燈等均帶有燈絲電極；它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是在密封的發(fā)光燈體的腔體內(nèi)置有燈絲或電極。燈絲或電極的設(shè)計(jì)增加了許多不確定的使用因素，增大了玻璃材料金屬材料的封裝制造工藝難度，和控制電路的設(shè)計(jì)難度與產(chǎn)品制造成本。這些傳統(tǒng)的燈絲、 電極使燈的溫度增高，使電磁轉(zhuǎn)換效率降低，發(fā)光效率受到阻礙，加劇了電光源的光衰。這種傳統(tǒng)的燈絲或置放在燈體內(nèi)的電極，影響了燈的光電轉(zhuǎn)換效率與燈的使用壽命，限制了燈的應(yīng)用范圍及電光源的發(fā)展。現(xiàn)有白熾燈的發(fā)光效率約10 15Lm/W，光電轉(zhuǎn)換低于15%，燈壽命低于1000小時(shí)，光衰200小時(shí)大于25%，有功功耗在83%左右；熒光燈、節(jié)能燈、高壓汞燈的發(fā)光效率約35 51Lm/W，光電轉(zhuǎn)換效率低于35%，燈壽命低于3000 8000小時(shí)，有功功耗在36% 39%，無(wú)功功耗在41% 46%，功率因數(shù)低于0. 55，頻閃、眩光大不利于環(huán)保節(jié)能與身體健康；LED、電感式鈉燈、金鹵燈的燈壽命約8000 15000小時(shí)，發(fā)光效率約50 95Lm/ W，光衰1000小時(shí)大于25%。光電轉(zhuǎn)換效率約38%左右，低壓?jiǎn)?dòng)困難，電壓高于額定輸入電壓時(shí)燈功率急劇上升，功耗急劇增大，功率因數(shù)低于0. 5，有功功耗高于38% 45%，無(wú)功功耗大于49%，顯色性指數(shù)低于0. 6，存在著嚴(yán)重的頻閃與眩光，不利于環(huán)保節(jié)能與身體健康?，F(xiàn)有的無(wú)燈絲的燈發(fā)明專(zhuān)利有無(wú)極燈、電磁感應(yīng)燈、LED。90年代美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利《無(wú)極燈》的工作頻率為2. 65MHz，輸出的兩條電磁感應(yīng)線(xiàn)不能相交，引線(xiàn)長(zhǎng)度稍有變化無(wú)極燈便難以啟動(dòng)。進(jìn)行電磁感應(yīng)的耦合磁棒安放在封閉的燈體內(nèi)部中間，不易散熱，用來(lái)進(jìn)行電磁耦合的磁棒是一種開(kāi)合磁路，電磁輻射、射頻干擾較大，EMC、EMI抑制電路設(shè)計(jì)難效果差，存在著難以解決電磁干擾、傳導(dǎo)干擾的弊端。無(wú)極燈的電磁耦合磁棒安裝在密封燈體內(nèi)的中心位置不利于散熱，磁損大，電磁轉(zhuǎn)換效率低于58%， 有功功耗大31 %，燈與磁棒的溫度高，難以控制，光衰1500小時(shí)大于20 %，功率因數(shù)低于 0. 5 0. 98，光效約39 52Lm/W，難以解決產(chǎn)品的可靠性差、一致性差的難題，無(wú)極燈產(chǎn)品現(xiàn)在的輸入功率為22 165W。80年代德國(guó)、荷蘭的發(fā)明專(zhuān)利《電磁感應(yīng)燈》的工作頻率為觀(guān)0 550KHZ，磁體是兩付兩瓣分開(kāi)的半圓形磁環(huán)，安裝方法是將兩瓣分開(kāi)的兩付半圓形磁環(huán)安裝在相對(duì)應(yīng)的環(huán)形燈管或矩形燈體兩端的位置，連接輸出電路的是兩組電磁感應(yīng)線(xiàn)圈的四條感應(yīng)線(xiàn)，兩組中的兩條電磁感應(yīng)線(xiàn)相互干擾現(xiàn)象嚴(yán)重不能相交，燈體、電路、線(xiàn)路布線(xiàn)困難、制造困難、成本高，不宜推廣。受燈體溫度的影響，使電磁感應(yīng)燈的燈管與磁環(huán)的溫升交替上升難以控制，導(dǎo)致兩瓣分開(kāi)的半圓形磁環(huán)的空氣間隙在工作時(shí)一直處在不穩(wěn)定的變化中，由此引起工作中電路的電壓電流不穩(wěn)定，輸出的電壓電流與燈的輸出輸入功率不穩(wěn)定，難以解決產(chǎn)品的可靠性、一致性、燈的壽命難以保證。光衰1500小時(shí)大于20%。由于電路在工作中受燈體溫度的影響，磁環(huán)的空氣間隙不穩(wěn)定，磁環(huán)的溫升高磁損損耗大，加大了有功功耗，電磁轉(zhuǎn)換效率低于60%，功率因數(shù)低于0. 55 0. 98，光效約35 52Lm/W。電磁輻射射頻干擾較大， EMC、EMI抑制電路設(shè)計(jì)難效果差，難以解決電磁干擾、傳導(dǎo)干擾的弊病。電磁感應(yīng)燈現(xiàn)在的輸入功率為15 180W。LED為場(chǎng)致發(fā)光，兩端的電極是封裝在密封狀態(tài)下工作，損耗大、難以散熱，目前單燈輸入功率小于2W。測(cè)試光效為沈 40Lm/W，光衰500小時(shí)大于30%，顯色性指數(shù)低于 50%, LED光的發(fā)光射角小，發(fā)光時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的耀眼眩光不利于視覺(jué)健康。本發(fā)明《一種閉合磁路高效螺旋磁能燈》的磁芯安裝在螺旋燈體的中部，螺旋燈燈體的兩端相通形成空氣對(duì)流，磁芯、燈體散熱效果好溫升低，電路工作頻率低工作穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品一致性好，壽命長(zhǎng)。在螺旋形燈體中間的兩C形磁體相對(duì)接形成完全閉合磁路，繞在磁芯上的電磁感應(yīng)線(xiàn)圈為一組輸出線(xiàn)，輸出線(xiàn)可加長(zhǎng)相交，不會(huì)產(chǎn)生電磁相互干擾及難啟動(dòng)的現(xiàn)象。本發(fā)明按電路工作電流的實(shí)際要求設(shè)定精確的磁芯空氣間隙，頻率低于45 150KHz，減小了電磁損耗，電磁轉(zhuǎn)換效率提高到96% 98%，解決了 EMI、EMC電磁干擾、傳導(dǎo)干擾的電磁輻射、射頻干擾及EMC、EMI抑制電路設(shè)計(jì)難的難題。本發(fā)明基于磁芯空氣間隙精確確定，螺旋形磁能燈燈體兩端相通，具有良好的通風(fēng)條件，使磁芯與螺旋形磁能燈的溫升得以降低，提高了光效，磁能燈的輸出輸入功率、燈電流、燈電壓穩(wěn)定，燈與電路穩(wěn)定性高工作可靠，產(chǎn)品一致性好，壽命長(zhǎng)。燈體、電路、燈具的設(shè)計(jì)、制造、工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于大批量生產(chǎn)。本發(fā)明解決了無(wú)極燈、電磁感應(yīng)燈、LED發(fā)光體輸入功率難以確定、電磁損耗大、射頻電磁干擾大，產(chǎn)品生產(chǎn)制造工藝難度大、成本高、一致性差、可靠性差的難題。本發(fā)明以電磁交變的電磁感應(yīng)形式來(lái)取代傳統(tǒng)的燈絲、電極，低頻的閉合磁路的形成減少了磁損，提高了電磁光電轉(zhuǎn)換效率，使燈的發(fā)光效率達(dá)到陽(yáng) 96Lm/W，燈電路的工作頻率降到150KHz，減少了電磁損耗，電磁轉(zhuǎn)換效率達(dá)到96% 98%，有功功耗低于 1%，無(wú)功功耗低于0. 5%，功率因數(shù)大于0. 93 0. 995，燈的壽命提高到8 10萬(wàn)小時(shí)。 磁能發(fā)生器諧振電路的使用壽命在3. 5-5萬(wàn)小時(shí)，一體化整燈的使用壽命提高到3. 5-5萬(wàn)小時(shí)。光衰1500小時(shí)小于6%，燈的輸入功率可以做到3W 1500W?？梢赃M(jìn)行遠(yuǎn)程智能化控制、可以進(jìn)行光控、遙控、感應(yīng)、數(shù)字智能化自動(dòng)控制、自動(dòng)線(xiàn)性調(diào)光智能化控制。節(jié)能效果較傳統(tǒng)的節(jié)能燈、熒光燈、LED、鈉燈、金鹵燈等傳統(tǒng)電光源提高38% 96%，磁能燈發(fā)光光線(xiàn)柔和無(wú)頻閃、無(wú)眩光、節(jié)能效果顯著，有利環(huán)保節(jié)能與視覺(jué)身體健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改變現(xiàn)有白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈、LED、高壓汞燈、高壓鈉燈、 低壓鈉燈、金屬鹵化物燈、氙燈、無(wú)極燈、電磁感應(yīng)燈等電光源的現(xiàn)有技術(shù)不足，減少產(chǎn)品的生產(chǎn)、制造、工藝的加工難度，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)制造成本，解決現(xiàn)有產(chǎn)品的電磁干擾、射頻干擾、傳導(dǎo)干擾、電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高、可靠性差、一致性差的技術(shù)難題。“一種閉合磁路高效螺旋形磁能燈”產(chǎn)生電磁感應(yīng)的磁體設(shè)計(jì)為閉合磁路，頻率低于45 150KHz，減少了電磁損耗和電磁輻射，提高了電磁光電轉(zhuǎn)換效率，降低了磁能燈與磁芯的溫升，將傳統(tǒng)使用燈絲電極燈種的使用壽命延長(zhǎng)8 100倍，為社會(huì)提供了一種節(jié)能效果顯著的高效螺旋磁能燈。本技術(shù)的發(fā)明將逐步替代傳統(tǒng)有燈絲、有電極的白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈、汞燈、 LED、碘鎢燈、石英燈、鈉燈、金屬鹵化物燈、氙燈等傳統(tǒng)電光源。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下措施達(dá)到的本發(fā)明的燈體為螺旋形燈管，在螺旋形燈管中去掉傳統(tǒng)的燈絲電極，在燈體玻管中充涂不同的發(fā)光媒介，經(jīng)抽、排氣后充進(jìn)混合氣體，在燈體原安裝燈絲電極的兩端玻管中直接放置銦網(wǎng)和固態(tài)汞。螺旋形磁能燈燈體兩端相通，具有良好的散熱通風(fēng)條件，本發(fā)明在螺旋形燈體中部安裝有兩C形或兩U形相對(duì)接的磁芯形成閉合磁路，磁芯外端裝有用于進(jìn)行電磁屏蔽和散熱作用的鋁合金外殼，用于電磁屏蔽和散熱作用的鋁合金外殼后端的兩腳直接安裝在燈體上，形成一體化螺旋形磁能燈，或與磁能發(fā)生器電子部分相互分開(kāi)安裝，形成分體式螺旋形磁能燈。在兩C形或兩U形相對(duì)接的磁芯上設(shè)計(jì)有骨架，磁芯骨架上繞有電磁感應(yīng)線(xiàn)圈形成閉合磁路，組成磁能發(fā)生器。通過(guò)連接諧振電路的磁能發(fā)生器產(chǎn)生電磁交變，形成電磁感應(yīng)，用電磁感應(yīng)獲得的磁能替代燈絲、電極，電離激活螺旋形燈體內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)達(dá)到發(fā)光照明目地。


圖1圖1-1是螺旋形燈管示意圖。圖1-2是磁芯。圖1-3是電磁感應(yīng)線(xiàn)圈在磁芯位置上的示意圖。圖1-4是組合在螺旋燈體中間的磁芯散熱外殼與磁芯在殼體上的裝配示意圖。圖1-5是磁芯直接安裝在螺旋燈與燈具殼體上的安裝示意圖。圖1-6是電磁感應(yīng)線(xiàn)圈引線(xiàn)與電路的連接示意圖。圖1-7是燈管H形接橋安裝在1-5燈體外殼中螺旋形燈管頂端的H形接橋示意圖。圖1-8是連接燈殼底座的固定腳示意圖。圖1-9是安裝在燈殼上的燈頭位置示意圖。圖 2
圖2-1是螺旋形燈管示意圖。圖2-2是磁芯位置示意圖。圖2-3、2_5是組合在螺旋燈體中間的磁芯散熱外殼與磁芯在殼體上的裝配示意圖。圖2-4是安裝在螺旋形燈管中部磁體上的電磁感應(yīng)線(xiàn)圈與2-6諧振電路的連接示意圖。圖2-7是安裝在2-5燈體外殼中螺旋形燈管頂端的平形燈管接橋示意圖。圖2-8是連接燈具殼體固定腳的示意圖。圖2-9是安裝在燈殼上的燈頭位置示意圖。本發(fā)明在使用時(shí)，由磁能發(fā)生器的電磁感應(yīng)線(xiàn)圈與諧振電路相連接產(chǎn)生電磁感應(yīng)，利用電磁感應(yīng)獲得的磁能取代傳統(tǒng)的燈絲、電極，減少電磁損耗，提高電磁轉(zhuǎn)換效率，使電磁轉(zhuǎn)換效率提高到98%，光效提高到55 96Lm/W、功率因數(shù)大于0. 93 0. 995，光衰 1500小時(shí)小于6%，燈的壽命提高到8 10萬(wàn)小時(shí)，節(jié)能效果較傳統(tǒng)電光源提高到38% 96%,消除了燈的眩光、頻閃，達(dá)到節(jié)能環(huán)保利于健康的目的。本發(fā)明的一種閉合磁路高效螺旋形磁能燈的輸入功率可做到3W 1500W，可以是單螺旋形燈管相對(duì)接或雙螺旋形燈管相對(duì)接等設(shè)計(jì)裝配形式。本發(fā)明的一體化中間帶孔的相對(duì)接磁體，是安裝在螺旋形磁能燈的燈管中間，或安裝在雙螺旋形磁能燈的兩頭燈管上相對(duì)接的裝配結(jié)構(gòu)，利于燈體、磁芯散熱，提高了磁能燈產(chǎn)品的可靠性、一致性與磁能燈的壽命。
權(quán)利要求
1.一種閉合磁路高效螺旋形磁能燈，是由兩端相通的螺旋形燈體與安裝在螺旋形燈體中部的兩C形或兩U形相對(duì)接的磁體組成，磁體的兩端面相對(duì)粘接，磁體設(shè)有空氣間隙并裝有骨架，骨架上饒有電磁感應(yīng)線(xiàn)圈或直接在磁體上纏繞電磁感應(yīng)線(xiàn)圈，諧振電路與電磁感應(yīng)線(xiàn)圈的引線(xiàn)相連接形成閉合磁路。電磁感應(yīng)線(xiàn)圈的圈數(shù)是一圈或N圈，電磁感應(yīng)線(xiàn)圈由絕緣體中包裹的多股導(dǎo)體線(xiàn)或外包絕緣體中包裹的帶狀導(dǎo)體部分相組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，在一組或多組螺旋形燈體上或燈體中部設(shè)置有一組或多組的兩C形或兩U形相對(duì)接的磁芯，一組或多組的兩C形或兩U形相對(duì)接的磁芯與螺旋形燈體相串連或者相并連連接，這種磁芯的磁性材料是軟磁鐵氧體或非晶納米晶軟磁材料。在一組或多組螺旋形燈體上或燈體中部設(shè)置的磁芯由銅或鋁合金散熱體包裹，包裹磁芯銅或鋁合金散熱體連接燈體與安放電路的殼體相裝配，形成一體化螺旋形磁能燈?；蛑B接燈體的磁芯由銅或鋁合金散熱體包裹，銅或鋁合金散熱體直接安裝在燈具上與安放電路的殼體相互分開(kāi)成為分體式螺旋形磁能燈的安裝工藝、裝配方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2在螺旋形磁能燈燈體的小玻管中放置有輔助啟動(dòng)的銦網(wǎng)，銦網(wǎng)上邊放有固態(tài)汞，燈體內(nèi)充涂有發(fā)光媒介與混合惰性氣體，安裝在螺旋形燈體上的一體化磁芯與螺旋形燈體的安裝方向相垂直或相對(duì)平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的一組或多組帶孔磁芯是用串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接在一組或多組螺旋燈燈體上。磁芯的電磁感應(yīng)線(xiàn)圈是連接在諧振電路上產(chǎn)生電磁感應(yīng)，由電磁感應(yīng)獲得的磁能代替燈絲、電極電離燈體內(nèi)的汞原子激活燈體內(nèi)熒光粉發(fā)光的這種設(shè)計(jì)裝配結(jié)構(gòu)和安裝工藝方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋形一體化燈管與磁芯的形狀，可以是0形、C形、圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形、腰鼓形等形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，在螺旋形磁能燈上或燈體中部安裝帶孔的磁芯外端裝有銅或鋁合金散熱器，銅或鋁合金散熱器的一端或兩端用來(lái)安裝在燈具上的裝配工藝、方法，以及用這種方案設(shè)計(jì)制造出用來(lái)利用燈具進(jìn)行整體散熱、方便安裝的相互關(guān)聯(lián)的無(wú)燈絲無(wú)電極的燈體、燈具。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)安裝在螺旋燈管中間相對(duì)接的兩C形、兩長(zhǎng)U形、橢圓形或中間帶孔的磁體，組成帶有電磁感應(yīng)線(xiàn)圈的磁能發(fā)生器形成閉合磁路，將無(wú)極燈2.65MHz的工作頻率降低到60～190KHz，減少了電磁損耗，降低了磁芯與燈體的溫升，光效提高到55～96Lm/W，功率因數(shù)大于0.93～0.995，光衰1500小時(shí)小于6％，燈的壽命提高到8萬(wàn)小時(shí)，節(jié)能效果較傳統(tǒng)電光源提高到38％，消除了燈的眩光、頻閃，利于健康。解決了有燈絲電極傳統(tǒng)電光源能耗大、光衰大、壽命短與無(wú)極燈電磁干擾大、散熱差、電磁轉(zhuǎn)換效率低、電路可靠性差的技術(shù)瓶頸。發(fā)明創(chuàng)造了“一種閉合磁路高效螺旋磁能燈”新光源。
文檔編號(hào)H01J61/52GK102386049SQ20091018197
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者李進(jìn) 申請(qǐng)人:李進(jìn)