使用兩個熱敏開關(guān)控制混合式燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燈組件(100)，所述燈組件通過使用白熾燈/鹵素?zé)?燈源提供瞬態(tài)燈(140)并且通過緊湊型熒光燈/燈源提供節(jié)能型燈(112)。所述兩個燈源均封裝在公共外殼或外燈泡(160)內(nèi)。第一熱傳感器和第二熱傳感器(170A，170B)設(shè)在所述燈外殼(160)內(nèi)，位置隔開，用于監(jiān)控所述燈的溫度。當(dāng)所述兩個溫度之和達(dá)到預(yù)選值時，終止向所述白熾燈源供電?；蛘撸?dāng)所述兩個溫度之差達(dá)到預(yù)選值時，終止向所述白熾燈源供電。
【專利說明】使用兩個熱敏開關(guān)控制混合式燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燈組件，例如節(jié)能且瞬間點(diǎn)亮的燈組件。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在縮短達(dá)到全亮度的時間的同時還具備節(jié)能燈的優(yōu)勢，一種擬議解決方法是將兩個燈組合在一個單元中，有時稱為混合式燈。具體來說，結(jié)合使用緊湊型熒光燈(CFL)和傳統(tǒng)白熾燈。盡管建議同時打開兩個燈以即時點(diǎn)亮白熾燈，然后再終止或關(guān)閉白熾燈以獲得高效節(jié)能CFL的優(yōu)勢，但是這些已知布置未能提供一種有效的方式來確定何時關(guān)閉白熾燈，也就是說，在CFL升溫之后排他地使用緊湊型熒光燈。
[0003]預(yù)熱完成之前，沒有光從CFL燈發(fā)出。一旦開始電弧放電，緊湊型熒光燈(CFL)仍然需要額外的約20秒到120秒或更長時間來達(dá)到全光輸出。在此預(yù)熱階段中，需要提供光，而這由輔助光源提供，在多數(shù)情況下，此輔助光源為白熾燈源。CFL達(dá)到全光輸出之后，不再需要操作輔助燈源。因此，在何時關(guān)閉輔助白熾燈源是一種挑戰(zhàn)。
[0004]在一種解決方案中，建議將熱敏元件設(shè)置在燈組件內(nèi)，例如設(shè)置在鎮(zhèn)流器室內(nèi)，以指示在CFL啟動之后的何時達(dá)到指示足夠光輸出的溫度。遺憾的是，這種解決方案無法始終準(zhǔn)確地評估放電容器的實(shí)際熱狀態(tài)。此外，將熱敏元件設(shè)置在燈組件中可能受燈的不同位置引起的溫度變化的影響，例如垂直豎立、水平或倒置。
[0005]類似地，其他間接因素也可能產(chǎn)生影響，并且可能不準(zhǔn)確地定義初級光源(CFL)的光輸出在何時達(dá)到穩(wěn)定。例如，關(guān)閉次級或白熾燈源的時間可能受隨機(jī)切換循環(huán)、環(huán)境溫度、室內(nèi)與戶外使用等因素的影響。因此，使用單個熱敏元件無法提供熱狀態(tài)的準(zhǔn)確表示，而熱傳感器也不一定提供了何時終止操作次級或白熾燈源的準(zhǔn)確指示。
[0006]有關(guān)何時終止白熾燈的另一種擬議解決方法是在預(yù)先選定時間段內(nèi)向白熾燈供電。之外，此解決方案并不足夠準(zhǔn)確，因?yàn)楦鞣N條件都可能會改變所述時間段，即，縮短或延長所述時間段。
[0007]因此，需要提供一種使用壽命長的緊湊型熒光燈，所述熒光燈具備節(jié)能和瞬態(tài)燈的功能，并且克服了上文所述涉及在較高效節(jié)能的CFL源已達(dá)到全光輸出之后關(guān)閉次級或白熾燈源的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的燈組件能夠在瞬間點(diǎn)亮的同時實(shí)現(xiàn)節(jié)能，其有利地將兩個燈源用于一個外燈泡中，以更準(zhǔn)確地確定何時關(guān)閉次級瞬時光源。
[0009]傳感器構(gòu)件包括兩個熱敏開關(guān)，所述熱敏開關(guān)設(shè)置在所述外殼內(nèi)的間隔位置處，以可靠地檢測放電燈的溫度，例如，當(dāng)所述放電燈達(dá)到預(yù)定百分比的全光輸出時(例如，50%到60%的全光輸出)。
[0010]優(yōu)選的燈組件包括燈座，所述燈座具有隔室。第一或熒光燈或燈源(高效、預(yù)熱時間長)和第二或白熾燈或燈源(瞬時光輸出、效率較低)各自安裝在所述燈座中。所述燈組件的外殼形成至少圍繞所述熒光燈源和白熾燈源的空腔。功率控制模塊優(yōu)選地接納于燈座隔室內(nèi)，其操作性地連接到所述燈源。熱傳感器構(gòu)件用于監(jiān)控?zé)艚M件的兩個不同位置處的溫度，以便更準(zhǔn)確地確定是否終止向白熾燈源供電。
[0011 ] 所述熱傳感器構(gòu)件位于燈組件中的不同間隔位置。例如，所述熱傳感器構(gòu)件可以位于所述燈組件的相對端上，或者可以在所述燈組件的中間/中央位置和外殼附近。
[0012]所述第二或白熾燈可以在兩個熱敏開關(guān)的溫度和達(dá)到預(yù)選值時關(guān)閉。或者，所述第二燈可以在測量值之間的差值達(dá)到預(yù)選值時關(guān)閉。
[0013]本發(fā)明提供一種用于組裝燈組件的方法，所述方法包括:提供燈座；將主或熒光燈或燈源安裝到所述燈座；將第二或白熾燈或燈源設(shè)置在鄰近所述熒光燈源處；將至少所述熒光燈源和所述白熾燈源封裝在公共外殼或燈泡中；以及將第一和第二熱檢測器定位在所述燈泡內(nèi)的間隔位置處，以監(jiān)控所述主燈源的燈溫度。
[0014]所述方法進(jìn)一步包括提供功率控制模塊，用于響應(yīng)于所述燈組件的預(yù)定溫度值而選擇性地終止向所述白熾燈源供電。
[0015]所述方法包括使用所述兩個熱敏開關(guān)的溫度之和或之差中的一個，以便在達(dá)到預(yù)定值時關(guān)閉所述第二燈。
[0016]本發(fā)明的主要優(yōu)勢在于能夠在節(jié)能燈組件中提供瞬態(tài)燈。
[0017]另一優(yōu)勢在于兩個燈源均能夠一開始便獲得能量供應(yīng)以提供瞬態(tài)燈，然后所述第二白熾燈源在主熒光燈源達(dá)到全光輸出之后立即關(guān)閉。
[0018]另一個優(yōu)勢在于能夠監(jiān)控溫度以確保在關(guān)閉所述第二燈源之前已達(dá)到全光輸出的預(yù)選百分比。
[0019]本發(fā)明的另一個優(yōu)勢和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀和了解以下詳細(xì)說明之后顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是燈組件的正視圖，其中包括燈泡和熒光燈源的一部分的截面圖。
[0021]圖2是燈組件的局部放大截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1和圖2示出了燈組件100，具體來說，示出了以下兩項(xiàng)的組合:放電燈源，優(yōu)選為熒光燈源，例如緊湊型熒光燈(CFL)組件(本說明書中通常稱為節(jié)能燈或燈源)；以及第二燈源，例如有利地提供瞬態(tài)燈的白熾燈組件。燈座102包括機(jī)械和電氣布置，用于接納相關(guān)燈座(未圖示)以便為燈組件100提供機(jī)械支撐，并且提供用于工作燈組件的電力。具體來說，但無需構(gòu)成限制，傳統(tǒng)螺旋燈座102圖示為包括導(dǎo)電螺紋金屬外殼104，用于螺紋接納在相關(guān)燈座中，并且通常包括電氣眼孔或第二觸點(diǎn)(未圖示)，所述電氣眼孔或第二觸點(diǎn)通過燈組件下端的絕緣材料與螺紋外殼104隔開。此布置提供了雙引線布置，用于以所屬領(lǐng)域中公知的方式建立與燈座相關(guān)的電觸點(diǎn)。當(dāng)然，所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以在不偏離本發(fā)明范圍和意圖的前提下使用替代燈座布置，例如兩接腳式燈座布置。
[0023]燈座的至少一部分形成隔室或內(nèi)腔106，用于接納功率控制模塊110，例如安裝在印刷電路板上的鎮(zhèn)流器，以便允許交流電源驅(qū)動燈組件100的燈源或發(fā)光部件。例如，鎮(zhèn)流器通常封裝在隔室106的一部分內(nèi)。燈座上安裝有第一或有效燈源，例如熒光燈源112。圖示的熒光燈源優(yōu)選為緊湊型螺旋構(gòu)造或雙螺旋CFL布置，包括第一支腿114和第二支腿116，所述支腿的下部以大體平行于燈組件縱軸的方式延伸。所述支腿設(shè)置在鄰近功率控制模塊或鎮(zhèn)流器處，以便于將主CFL燈源與相關(guān)電子設(shè)備連接。在第一支腿114與第二支腿116的中間，剩余部分的放電管118采用緊湊型熒光燈源的大體螺旋構(gòu)造。填充氣體密封在放電管內(nèi)，并且電極或陰極130、132設(shè)在對應(yīng)支腿114、116內(nèi)并且位于延伸穿過螺旋放電管長度的狹長放電路徑的相對端上。如所屬領(lǐng)域中已知，陰極之間發(fā)出電弧，并且電離填料發(fā)出的光通過穿過設(shè)在放電管內(nèi)表面上的磷光體來作為所需顏色的可見光發(fā)出。盡管熒光燈圖示并描述為螺旋型或螺旋狀CFL，但是所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，可以在不脫離本發(fā)明范圍和意圖的情況下使用其他熒光燈構(gòu)造。
[0024]第二或瞬態(tài)燈燈源140，例如具有燈絲(未圖示)的白熾燈源，也安裝到燈座上。在另一個優(yōu)選布置中，所述第二燈源是鹵鎢燈。如圖1和圖2中所示，所述白熾燈源是單端燈源，其在優(yōu)選布置中位于形成于CFL螺旋部分內(nèi)的空心內(nèi)部區(qū)域的中心位置。具體來說，白熾燈源140的燈座區(qū)域或支腿142接納在從護(hù)板或隔板150延伸的支架144內(nèi)，所述護(hù)板或隔板將用于容納功率控制模塊的燈座隔室與第一燈源112和第二燈源140的發(fā)光部分隔開。
[0025]所述燈源還優(yōu)選地容納或封裝在公共外殼或外燈泡160內(nèi)。燈泡160經(jīng)過大小設(shè)置以將CFL源112和白熾燈源140封裝在其大體呈球形的空心部分162內(nèi)，并且在向沿頸縮區(qū)域164與燈座密封接合處延伸的過程中，所述燈泡的尺寸逐漸縮小。優(yōu)選地，護(hù)板150位于其在燈泡球形部分162與頸縮區(qū)域164之間的過渡區(qū)域內(nèi)，并且護(hù)板150有利地在與第一燈源112和第二燈源140運(yùn)行相關(guān)的高溫下保護(hù)功率控制模塊110的熱敏部件。護(hù)板150的周邊部分152與燈泡160的內(nèi)表面鄰接，而穿過護(hù)板的所選開口可允許CFL源112和白熾燈源140的支腿與功率控制模塊電連接。
[0026]第一或第二檢測器或傳感器構(gòu)件或開關(guān)170A、170B設(shè)置在外殼內(nèi)，用于監(jiān)控?zé)艚M件(尤其是下述CFL)的溫度，以便確定何時關(guān)閉白熾燈源或終止向其供電。具體來說，傳感器構(gòu)件170AU70B是監(jiān)控特定熱傳感器附近的燈組件或外殼溫度的熱傳感器。更具體來說，在一個實(shí)施例中，第一和第二熱傳感器位于燈組件的相對端上(圖1)。因此，第一和第二熱傳感器中的一個熱傳感器170A位于燈組件的第一端或上端，并且第二熱傳感器170B位于燈組件的第二端或燈座端附近。在一些實(shí)例中，第二熱傳感器位于外殼內(nèi)鄰近熒光燈支腿處，或者可以位于鄰近燈組件控制模塊的鎮(zhèn)流器處。
[0027]在一種替代布置中，第一熱傳感器170A位于鄰近熒光燈源的中央?yún)^(qū)域處，因此優(yōu)選地位于鄰近放電管壁118且與第一端和第二端隔開的區(qū)域內(nèi)，因此同樣也與陰極130、132(圖2)隔開。第二熱傳感器170B位于燈組件中的間隔位置處，特別是在本實(shí)施例中，第二熱傳感器170B位于鄰近燈組件外殼壁處。這些位置并不是可將隔開的熱傳感器對置于外殼內(nèi)的唯一位置，本發(fā)明并不視作限于這些圖示的實(shí)施例。
[0028]在其他布置中，第一和第二熱傳感器位于燈組件內(nèi)的特定位置可能不同，通常這些位置并不視作本發(fā)明的限制性特征。但是，應(yīng)認(rèn)識到，燈不同位置的自然熱分布將不同(例如，水平、燈座朝上或燈座朝下方向)，因此，在燈的兩個不同部分或位置處或者在燈的兩端使用兩個熱敏開關(guān)可以更準(zhǔn)確地評估主/熒光燈是否已達(dá)到所需水平的光輸出，從而終止第二/白熾燈的運(yùn)行。[0029]在一種布置中，使用第一熱傳感器和第二熱傳感器的和。也就是說，將第一熱傳感器和第二熱傳感器的溫度值相加，一旦相加的溫度或者溫度和達(dá)到預(yù)選水平(指示熒光燈的所需光輸出)，則控制模塊將立即終止向白熾燈供電。在不限制本發(fā)明的前提下，在燈座朝上位置中，第一熱傳感器位于鄰近鎮(zhèn)流器(可以為約110°C )處或者陰極(可以為約147°C )附近，而在燈泡頂部，第二熱傳感器可以為約87°C。因此，溫度和為約197°或約230°C，并且此閾值和用作向白熾燈終止供電的級別。
[0030]在燈座朝下方向中，第一熱傳感器(鄰近鎮(zhèn)流器/陰極)可以達(dá)到約123°C，而位于外殼中與燈座相對的一端上的第二熱傳感器達(dá)到約107°C，因此溫度和為230°C并借此向白熾燈終止供電。
[0031]或者，第一熱傳感器與第二熱傳感器的差值可以用于確定閾值水平。此外，僅作為非限定性實(shí)例，第一熱傳感器與第二熱傳感器之間約50°的差值可以指示緊湊型熒光燈已達(dá)到所需光輸出水平(頂部為87°C并且燈座為140°C)或者是否逆轉(zhuǎn)(外殼頂部為67°C并且燈座為120°C )。
[0032]白熾燈源140提供在向燈組件100通電時瞬態(tài)燈的燈源。此外，白熾燈源可加熱節(jié)能型燈源或緊湊型熒光燈源112的水銀貯存器和整個放電容器。白熾燈源散發(fā)的熱量可以更迅速地將水銀貯存器中的水銀蒸發(fā)到放電容器中。因此，在燈組件通電之后，同時向兩個燈源供電。白熾燈源140提供瞬態(tài)燈，同時提供所需的熱量來加熱熒光燈源112。點(diǎn)亮熒光燈源之后，所述熱量還有助于更迅速蒸發(fā)水銀并縮短達(dá)到熒光燈源112的全光輸出或溫度狀態(tài)運(yùn)行的預(yù)熱時間。如所屬領(lǐng)域中已知，熒光燈源的初始點(diǎn)亮或啟動使得CFL第一端和第二端處的光輸出更大。一旦緊湊型熒光燈源112的光輸出達(dá)到預(yù)定值，則可以通過切斷向白熾燈源140的供電來改進(jìn)整體節(jié)能。
[0033]如上所述，全光運(yùn)行的時間取決于玻璃放電體達(dá)到使得足夠水銀能夠蒸發(fā)到放電容器的最佳溫度的速度。一旦第一熱傳感器與第二熱傳感器之間的溫度和水平或溫度差水平證實(shí)放電容器已加熱并且已達(dá)到全光輸出，則已達(dá)到放電燈的充分光輸出，并且不再需要瞬態(tài)燈或白熾燈源140來提供燈組件的特定流明值百分比。如所屬領(lǐng)域中已知，白熾燈源立即達(dá)到其流明值和穩(wěn)定狀況。因此，白熾燈與CFL的組合可以提供所需的瞬態(tài)燈和長期能效和節(jié)能。
[0034]鑒于緊湊型熒光燈通常需要20秒到120秒或更長時間來達(dá)到全光條件，本發(fā)明的燈組件100具有白熾燈源140的瞬態(tài)燈特征以及達(dá)到緊湊型熒光燈源112的全光輸出的啟動時間。此外，仍然可以根據(jù)熱傳感器170A、170B沿CFL燈中央?yún)^(qū)域的監(jiān)控值，通過在放電管已達(dá)到預(yù)定光輸出值時關(guān)閉白熾燈源來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
[0035]兩個燈源均優(yōu)選地位于公共外燈泡160內(nèi)。這可以通過減少向外部環(huán)境的熱損失來獲得最短預(yù)熱時間?？梢酝ㄟ^CFL的熱輸出來感測主燈源的穩(wěn)定性，因此熱傳感器可以感測主燈源是否達(dá)到同樣指示所需光輸出的所需溫度水平。
[0036]本說明書已針對優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。顯然，所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以做出各種修改和變動，并且本發(fā)明并不限于上述特定實(shí)例，而是由隨附的權(quán)利要求書限定。
【權(quán)利要求】
1.一種燈組件，包括: 燈座，所述燈座具有隔室； 狹長放電燈源； 單獨(dú)的第二燈源，所述第二燈源設(shè)置在鄰近所述放電燈源處； 外殼，所述外殼安裝到所述燈座并且形成至少圍繞所述放電燈源和第二燈源的空腔；功率控制模塊，所述功率控制模塊接納在所述燈座隔室內(nèi)并且操作性地連接到所述放電燈源和第二燈源；以及 第一和第二熱檢測器，所述第一和第二熱檢測器設(shè)置在所述外殼內(nèi)的不同位置處，用于感測所述放電燈源的工作，并且操作性地與所述功率控制模塊通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其中所述第一和第二檢測器是熱傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其中所述第一和第二檢測器是熱敏開關(guān)，其幫助確定何時關(guān)閉所述第二燈源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燈組件，其中所述第一和第二熱敏開關(guān)是熱敏電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燈組件，進(jìn)一步包括控制器，所述控制器響應(yīng)于第一和第二熱敏開關(guān)提供的溫度之和以確定所述放電燈源在何時達(dá)到預(yù)選光輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈組件，其中所述第一和第二熱敏開關(guān)位于所述放電燈源的第一端和第二端處。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈組件，其中所述燈組件在燈座朝上的方向上工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈組件，其中所述第一檢測器位于所述燈座附近，并且所述第二檢測器遠(yuǎn)離所述燈座。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈組件，其中所述燈組件在燈座朝下的方向上工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈組件，其中所述燈組件在大體水平的方向上工作。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈組件，其中所述熱敏開關(guān)是熱敏電阻，其響應(yīng)于檢測到溫度升高而提供遞增電信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其中所述燈組件在燈座朝上的方向上工作，并且所述第一檢測器位于鄰近鎮(zhèn)流器處，并且所述第二檢測器位于所述外殼中遠(yuǎn)離所述鎮(zhèn)流器的—端處。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其中所述第一檢測器位于所述外殼的一端處，并且所述第二檢測器位于所述外殼的第二端處，并且對所述兩個溫度之和進(jìn)行監(jiān)控以便在達(dá)到預(yù)定溫度和時關(guān)閉所述第二燈源。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其中所述第一檢測器位于所述外殼的一端處，并且所述第二檢測器位于所述外殼的第二端處，并且對所述兩個溫度之差進(jìn)行監(jiān)控以便在達(dá)到預(yù)定溫度差時關(guān)閉所述第二燈源。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燈組件，其中所述第一檢測器位于所述外殼的中間區(qū)域內(nèi)，并且所述第二檢測器設(shè)置在鄰近所述燈外殼的外表面處。
16.一種操作節(jié)能燈組件的方法，所述方法包括: 提供熒光燈源； 將第二燈源設(shè)置在鄰近所述熒光燈源處； 將所述熒光燈源和所述白熾燈源封裝在外殼內(nèi)；使用第一熱敏開關(guān)和第二熱敏開關(guān)來監(jiān)控所述外殼內(nèi)的溫度，其中所述第一熱敏開關(guān)和第二熱敏開關(guān)設(shè)置在所述外殼內(nèi)不同的第一位置和第二位置處；以及 響應(yīng)于所述熱傳感器達(dá)到指示所述熒光燈源的光輸出的預(yù)定值，選擇性地終止向所述第二燈源供電。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述終止供電步驟基于所述第一熱傳感器和第二熱傳感器所檢測的所述溫度的預(yù)定求和值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述終止供電步驟基于所述第一熱傳感器和第二熱傳感器所檢測的所述溫度的預(yù)定差值。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一熱敏開關(guān)和第二熱敏開關(guān)位于所述燈外殼的相對端處。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一熱敏開關(guān)位于所述燈外殼的中間部分，并且所述第二熱敏開 關(guān)位于鄰近所述外殼的表面處。
【文檔編號】F21S2/00GK103906966SQ201180074558
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月27日
【發(fā)明者】P.盧茨, L.班庫蒂, D.孫, Q.龍 申請人:通用電氣公司