專利名稱：高頻電磁放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種照明燈，尤其是一種節(jié)能照明燈。
背景技術(shù)：
目前，普遍使用的燈泡一般有白熾燈、節(jié)能燈以及高壓鈉燈幾種， 一般的白熾燈、日光燈、節(jié)能燈、及其它氣體放電燈都有燈絲或電極，而燈絲或電極的濺射效應(yīng)恰恰是限制燈使用壽命的必然組件。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的之一是提供一種能耗低、壽命長(zhǎng)的高頻電磁放電燈。[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 它包括一高頻發(fā)生器、高頻耦合器和涂有三基色熒光粉的燈泡三部分組成。所述高頻發(fā)生器將市電轉(zhuǎn)換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅(qū)動(dòng)高頻藕合器產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)能感應(yīng)使燈泡內(nèi)氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體中的受激汞原子在返回基態(tài)過(guò)程中輻射出的紫外線，燈泡內(nèi)壁熒光粉受到紫外線發(fā)光。 優(yōu)選地，高頻發(fā)生器主要包括振蕩器、濾波器、整流器、開(kāi)關(guān)器件、匹配網(wǎng)絡(luò)、驅(qū)動(dòng)線圈和電弧的等效電路。 優(yōu)選地，所述高頻耦合器磁芯、高溫線、導(dǎo)熱棒、繞線架、底座、過(guò)渡件和同軸電纜組成。 優(yōu)選地，所述涂有保護(hù)膜和三基色熒光粉的泡殼、內(nèi)管、汞齊、輔助汞齊等以及燈
頭組成，內(nèi)部充有低氣壓汞和惰性緩沖氣體。 優(yōu)選地，所述高頻發(fā)生器置于一個(gè)鋁制電源盒內(nèi)。 本實(shí)用新型的高頻電磁放電燈由高頻發(fā)生器、耦合器和燈泡三部分組成，其工作原理是將高頻電磁場(chǎng)能量以感應(yīng)方式耦合到燈泡內(nèi)，使燈泡內(nèi)的氣體被擊穿形成等離子體，等離子體受激原子返回基態(tài)時(shí)，輻射出254nm的紫外線，燈泡內(nèi)熒光粉受到紫外線激發(fā)而發(fā)出可見(jiàn)光。它采用高頻電磁感應(yīng)耦合方式工作，取消了傳統(tǒng)的燈絲和電極，壽命長(zhǎng)達(dá)6萬(wàn)小時(shí)以上，是白熾燈的60倍，節(jié)能燈的12倍，高壓鈉燈的4倍。并且發(fā)光效率高，可達(dá)60Lm/W以上。比白熾燈節(jié)能70%以上，比高壓滎燈、高壓鈉燈、金鹵燈節(jié)能50%以上，具有極低的運(yùn)行成本和維護(hù)成本。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；[0012] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的濾波器的電路圖；[0013] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的功率因數(shù)校正器的電路圖[0014] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的點(diǎn)燈逆變器的電路圖[0015] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的異常保護(hù)電路的電路圖。[0016] 本實(shí)用新型目的、功能及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例包括一高頻發(fā)生器1、高頻耦合1和涂有三基色熒光粉的燈泡3三部分依次連接組成，所述高頻發(fā)生器1將市電轉(zhuǎn)換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅(qū)動(dòng)高頻藕合器2產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)能感應(yīng)使燈泡3內(nèi)氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體中的受激汞原子在返回基態(tài)過(guò)程中輻射出的紫外線，燈泡內(nèi)壁熒光粉受到紫外線發(fā)光。 高頻發(fā)1生器主要包括振蕩器、濾波器、整流器、開(kāi)關(guān)器件、匹配網(wǎng)絡(luò)、驅(qū)動(dòng)線圈和電弧的等效電路。它為耦合器提供一個(gè)高頻能量來(lái)激發(fā)和維持燈泡內(nèi)的氣體放電。高頻發(fā)生器必須有一個(gè)很穩(wěn)定的振蕩源和過(guò)濾電路，同時(shí)，它還有一個(gè)高的功率因數(shù)和一個(gè)低的諧波含量。 所有電子元器件都裝在一個(gè)鋁制電源盒里，這有雙重功能屏蔽無(wú)線電頻率干擾和進(jìn)行熱傳導(dǎo)，以保證電子器件的長(zhǎng)壽命。高頻發(fā)生器的輸出頻率是2. 65MHz。[0020] 每一種高頻發(fā)生器必須與同型號(hào)燈和耦合器組合配套使用。如果違反了這個(gè)基本準(zhǔn)則，會(huì)毀壞燈的組件或產(chǎn)生電磁干擾。 所述高頻耦合器包括磁芯、高溫線、導(dǎo)熱棒、繞線架、底座、過(guò)渡件和同軸電纜。磁芯和高溫線的作用是產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)。通過(guò)中間的導(dǎo)熱棒，線圈產(chǎn)生的多余的熱能和放電通過(guò)鋁制底座傳導(dǎo)到外面。底座有兩種功能一是保證燈泡和耦合器的連接；二是把多余的熱傳給散熱片，這個(gè)散熱片必須是燈具的一部分。通過(guò)螺絲與燈具散熱片連接。[0022] 通過(guò)同軸電纜使耦合器和高頻發(fā)生器相連。同軸電纜與耦合器固定連接，而與高頻發(fā)生器通過(guò)螺釘可拆卸，目的是方便與燈具的連接。 銅制導(dǎo)熱棒伸到燈泡中心為鐵氧體磁芯散熱，在繞線架上有兩層高溫線的線圈一層輸送電流，另一層纏繞在初級(jí)線圈當(dāng)中，但只有一頭與線圈相連，這樣第二個(gè)線圈的電場(chǎng)部分抵消了第一個(gè)線圈產(chǎn)生的電場(chǎng)，通過(guò)這一方式使公共模式終端電壓干擾下降到一個(gè)較低的值。 所述涂有保護(hù)膜和三基色熒光粉的泡殼、內(nèi)管、汞齊、輔助汞齊等以及燈頭組成，內(nèi)部充有低氣壓汞和惰性緩沖氣體。在燈泡中間有一玻璃內(nèi)管，內(nèi)管里面是耦合器。通過(guò)塑料燈頭，燈泡與耦合器連接在一起。這兩部分的安裝一般只需要一次，因?yàn)槭情L(zhǎng)壽命燈，安裝在燈具上后，不用再拆卸。但有時(shí)(例如工作中或之后，需要換另外一種顏色的燈時(shí))，燈泡也需要從耦合器上拆下來(lái)，但必須審慎。 節(jié)能熒光燈中有兩種汞齊，主汞齊位于泡殼底部的短管中，一旦燈穩(wěn)定工作它就提供汞原子。輔助汞齊放置在一個(gè)緊貼凹腔的銦網(wǎng)上，并使銦網(wǎng)與放電熱接觸。 一旦通電汞很快從輔助汞齊中蒸發(fā)出來(lái)，在10s內(nèi)就可以使燈達(dá)到80X的光輸出。而當(dāng)燈關(guān)掉時(shí)，銦網(wǎng)快速冷卻，收集了燈泡中的大部分汞原子，以準(zhǔn)備下次啟動(dòng)。主汞齊確保在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的光輸出。輔助汞齊確保輸出快速穩(wěn)定。在熒光粉與泡殼中間涂覆了一層保護(hù)膜，點(diǎn)亮6萬(wàn)小時(shí)后熒光粉的輸出維持特性還維持在開(kāi)始時(shí)的70%左右。[0026] 下面對(duì)上述實(shí)施例中的一些具體電路進(jìn)一步說(shuō)明[0027] —、電源濾波器
4[0028] 電源濾波器有兩種作用；其一，是防止燈電源噪聲竄人電力網(wǎng)，干擾其他用電設(shè)備；其二，可阻止電力網(wǎng)中的噪聲輸人燈電源，影響燈的正常工作。其電路如圖2所示。[0029] 電源濾波器是由電感和電容組成的兩級(jí)式電源濾波網(wǎng)絡(luò)，所要抑制的頻率主要是PFC的工作頻率約50kHz和DC/AC開(kāi)關(guān)頻率2. 65MHz，以及這兩個(gè)頻率的高次諧波。CX1、CX2、CX3也叫X電容，把差模干擾噪聲旁路掉。LF1、LF2為共模扼流圈，抑制共模噪聲。CY1、CY2也叫Y電容，用于抑制輸電線繼發(fā)的射頻噪聲。RV1為壓敏電阻器，用來(lái)吸收尖峰脈沖過(guò)電壓。在電源電路中串接一個(gè)功率型NTC熱敏電阻器，能有效地抑制開(kāi)機(jī)時(shí)的浪涌電流。R1、R2是X電容的泄放電阻。[0030] 電源濾波器內(nèi)還包括如下三種電路[0031] —、功率因數(shù)校正器(PFC) MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因數(shù)校正芯片，其應(yīng)用電路如圖3所示。[0033] 市電經(jīng)電源濾波器和整流器得到脈動(dòng)直流電。電流通過(guò)啟動(dòng)電阻R10向C2充電至10V時(shí)，IC1開(kāi)始工作。整流后的直流脈動(dòng)電壓在R5的分壓作為取樣信號(hào)經(jīng)IC1的③腳輸人乘法器。直流輸出電壓在R6和WR上的分壓經(jīng)①腳輸至誤差放大器的反相輸人端，與2. 5V的參考電壓比較放大后輸出一個(gè)直流誤差電壓，同時(shí)也輸人到乘法器。通過(guò)功率開(kāi)關(guān)M0SFET的電流在源極電阻R9上轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，輸人到IC1的 腳，并與乘法器的輸出電壓進(jìn)行比較。隨AC電壓從零到峰值正弦地通過(guò)，乘法器的輸出電壓控制IC.腳的閥值，從而使Ql的峰值電流跟蹤AC輸人電壓，致使校正電路的負(fù)載呈電阻性。[0034] 由于MC33262的控制作用，使輸人電流緊緊跟隨AC電壓而變化，呈平滑的正弦波。同時(shí)，PFC電路又是一種升壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，使電磁燈的功率和光通量不會(huì)隨市電電壓的漲落而變化。[0035] 二、點(diǎn)燈逆變器 逆變電路如圖4，它將PFC電路輸出的高壓直流變換為供電子燈使用的高頻交流電。國(guó)際電工委員會(huì)CISPR巧允許對(duì)磁場(chǎng)感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍為2. 2MHz-3. OMHz，其中心頻率為2. 6MHz。如圖6所示 接通電源后PFC輸出直流電壓，通過(guò)R19，R18加到電容C12上，C12開(kāi)始充電。當(dāng)C12上所充電壓達(dá)到觸發(fā)管(DIAC)D8-D16的轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，DIAC由關(guān)斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)。積分電容C12所儲(chǔ)存的電荷經(jīng)DIAC加于振蕩變壓器BT1的初級(jí) 一繞組W20，依靠W22，W21兩個(gè)繞組使W-)Q81， Q82獲得幅度相等，相位相差1SOoO，驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在Q82導(dǎo)通時(shí)Q81被強(qiáng)迫關(guān)斷截止；Q81導(dǎo)通時(shí)，Q82又被強(qiáng)迫關(guān)斷截止。 逆變器的振蕩頻率由繞組W21， W22的電感量與場(chǎng)效應(yīng)管Q81， Q82的輸人電容以及補(bǔ)償電容C81、 C82共同決定，燈回路網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率必須與輸人回路的諧振頻率相同，例如諧振頻率為2. 65MHz。還要盡力優(yōu)化Q81，Q82驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度和波形，使其自身功耗降到最低。二極管D8'有兩個(gè)作用正向時(shí)用來(lái)泄放C12上的電荷，防止逆變電路因誤觸發(fā)而出現(xiàn)"共同導(dǎo)通"現(xiàn)象，起保護(hù)作用；反向時(shí)，利用反向恢復(fù)時(shí)間的反向電流為振蕩變壓器輸人激勵(lì)信號(hào)。圖3中LZ， C14， C15為諧振電感和諧振電容，它們是設(shè)計(jì)中重要的參數(shù)。在啟動(dòng)階段，燈泡的等效電阻很大，Lz，C14，C巧發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振電路可以在燈兩端形成很高(約3000V)的點(diǎn)火電壓。電子燈引燃后，進(jìn)人正常運(yùn)行階段，泡體內(nèi)電弧等效電阻在數(shù)百歐姆，當(dāng)燈電流生成后，諧振回路失諧，C14， C巧上的諧振電壓降到燈的工作電壓。燈
5點(diǎn)亮后由Lz穩(wěn)定燈的電弧電流。與此同時(shí)，由于輸出回路的選頻濾波作用，點(diǎn)燈電能為一余弦波的電壓和電流，其頻率為激勵(lì)信號(hào)的基頻。[0039] 三、異常保護(hù)電路 當(dāng)出現(xiàn)燈泡接線脫落或者燈泡漏氣等異常狀態(tài)時(shí)，電子燈不能正常啟動(dòng)，諧振引火電路一直處于諧振狀態(tài)，逆變器輸出的電流增大到正常電流的3-5倍。如果不采取有效的保護(hù)措施，就會(huì)造成點(diǎn)燈逆變器以及前級(jí)單元電路因過(guò)載而燒毀，甚至引起冒煙、爆裂等事故。異常保護(hù)電路如圖5所示。 在異常狀態(tài)時(shí)在諧振電容C14， C15的中點(diǎn)引出異常保護(hù)采樣電壓，通過(guò)電容C16， C18的分壓和D18， D19;R24整流后成為控制電壓，通過(guò)R25， R21和C19延時(shí)電路，在C19上得到隨時(shí)間上升的直流電壓，當(dāng)此電壓大于DZ1的穩(wěn)壓值時(shí)便被擊穿，可控硅MCR導(dǎo)通，通過(guò)阻塞二極管D17將Q82柵極與地短路，迫使半橋逆變電路停止工作。而在正常狀態(tài)下，C19上的電壓還未上升到DZ1的穩(wěn)壓值，燈就點(diǎn)亮了，燈點(diǎn)亮后諧振電路便失諧，因而DZ1 —直處于截止?fàn)顟B(tài)。R20的數(shù)值不能取得太大，其電流一般為l-2mA，保護(hù)電路的動(dòng)作時(shí)間不能取得太大，一般為l-2秒。C20、R23起抗干擾作用，防止單向硅因干擾信號(hào)而誤動(dòng)作。 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種高頻電磁放電燈，其特征在于它包括一高頻發(fā)生器、高頻耦合器和涂有三基色熒光粉的燈泡三部分依次連接組成，所述高頻發(fā)生器將市電轉(zhuǎn)換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅(qū)動(dòng)高頻藕合器產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)能感應(yīng)使燈泡內(nèi)氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體中的受激汞原子在返回基態(tài)過(guò)程中輻射出的紫外線，燈泡內(nèi)壁熒光粉受到紫外線發(fā)光。
2. 如權(quán)利要求l所述的高頻電磁放電燈，其特征在于高頻發(fā)生器主要包括振蕩器、濾波器、整流器、開(kāi)關(guān)器件、匹配網(wǎng)絡(luò)、驅(qū)動(dòng)線圈和電弧的等效電路。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的高頻電磁放電燈，其特征在于所述高頻耦合器磁芯、高溫線、導(dǎo)熱棒、繞線架、底座、過(guò)渡件和同軸電纜組成。
4. 如權(quán)利要求3所述的高頻電磁放電燈，其特征在于所述涂有保護(hù)膜和三基色熒光粉的泡殼、內(nèi)管、汞齊、輔助汞齊等以及燈頭組成，內(nèi)部充有低氣壓汞和惰性緩沖氣體。
5. 如權(quán)利要求4所述的高頻電磁放電燈，其特征在于所述高頻發(fā)生器置于一個(gè)鋁制電源盒內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種照明燈，尤其是一種節(jié)能照明燈。它包括一高頻發(fā)生器、高頻耦合器和涂有三基色熒光粉的燈泡三部分組成。所述高頻發(fā)生器將市電轉(zhuǎn)換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅(qū)動(dòng)高頻藕合器產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)能感應(yīng)使燈泡內(nèi)氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體中的受激汞原子在返回基態(tài)過(guò)程中輻射出的紫外線，燈泡內(nèi)壁熒光粉受到紫外線發(fā)光。它采用高頻電磁感應(yīng)耦合方式工作，取消了傳統(tǒng)的燈絲和電極，壽命長(zhǎng)達(dá)6萬(wàn)小時(shí)以上，是白熾燈的60倍，節(jié)能燈的12倍，高壓鈉燈的4倍。并且發(fā)光效率高，可達(dá)60Lm/W以上。比白熾燈節(jié)能70％以上，比高壓汞燈、高壓鈉燈、金鹵燈節(jié)能50％以上，具有極低的運(yùn)行成本和維護(hù)成本。
文檔編號(hào)H01J65/04GK201518312SQ20092005280
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者劉蘭英, 宋友林 申請(qǐng)人:宋友林;劉蘭英