專利名稱：高亮度無電極低壓光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電燈，特別涉及低壓高亮度熒光燈光源，它比常規(guī)的有電極熒光燈每單位長度產(chǎn)生大得多的光量。
背景技術(shù)：
特高輸出(VHO)熒光燈和金屬鹵化物高亮度放電(HID)弧光燈提供有效的高流明輸出和良好的顏色再現(xiàn)。VHO熒光燈是基于常規(guī)的有電極的熒光燈技術(shù)。為使電極有長壽命(約10000小時)，這些燈中的緩沖氣體壓力約為2乇，放電電流一般低于1.5A。為使紫外線輻射中的飽和度最小且提供可接受的效能，VHO熒光燈在緩沖氣體壓力約為2乇下用較輕的氣體工作，例如氖。對長壽命和效能的要求限制了這些燈可工作的參數(shù)范圍，主要是限制了這些燈可有效產(chǎn)生的最大軸向光亮度。因此，VHO熒光燈對于它們所產(chǎn)生的光量來說顯得較長，其效能為中等水平，典型地不超過每瓦特70流明。可是，由于VHO熒光燈可適合于提供均勻、穩(wěn)定和豐富的發(fā)光色譜，因而它們廣泛地應(yīng)用于要求良好而穩(wěn)定的顏色再現(xiàn)和瞬間導(dǎo)通和關(guān)斷的大型商店中。
金屬鹵化物HID燈是比VHO熒光燈緊湊得多的弧光燈。整個燈的總長度(包括燈罩)約為8或10英寸。HID燈的壽命一般為7000～10000小時。HID燈典型地在幾個大氣壓的氣體壓力下放電工作，因而與低壓熒光燈的工作完全不同。由于HID燈要用約5～10分鐘來建立這種氣體壓力，因此它不能快速發(fā)光。此外，若切斷電源，即使瞬間切斷，HID燈也需要10分鐘以上重新啟動。并且，HID燈的顏色再現(xiàn)和總流明輸出在其壽命過程中有些變化，并在壽命終了才能換燈，以避免發(fā)熱的燈可能的突然性故障。HID燈廣泛地用于如街燈、隧道和露天體育場等室外照明。
被稱為QL照明系統(tǒng)的電感耦合熒光燈包括燈殼，該燈殼有帶凹腔的常規(guī)熒光燈形狀；設(shè)置在凹腔中的電源耦合器；和高頻發(fā)生器。QL照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜和需要冷卻。此外，QL照明系統(tǒng)典型地工作于2.65MHz的頻率，這是一個必須當(dāng)心防止射頻干擾的頻率。
無電極熒光燈已由下列美國專利公開US3500118，Anderson，1970.3.10.頒發(fā)；US3987334，Anderson，1976.10.19頒發(fā)；和由“Illuminating Engineering”(照明工程)，1969.4.，P236～244，Anderson。無電極電感耦合燈包括放電管中的低壓汞/緩沖氣體放電，放電管構(gòu)成連續(xù)的閉合電通道。放電管的通道經(jīng)過一個或多個環(huán)形鐵氧體磁芯的中心，使放電管成為變壓器的次級。通過把正弦電壓加到繞在圍繞著放電管的環(huán)形鐵芯上的幾匝導(dǎo)線繞組上，使電功率耦合來用于放電。流過初級繞組的電流產(chǎn)生隨時間變化的磁通，該磁通沿放電管感應(yīng)出維持放電的電壓。放電管的內(nèi)表面上涂有熒光體，受被激發(fā)的汞汽原子射出的光子照射，該熒光體發(fā)射出可見光。
Anderson所述的無電極燈的放電電流在0.25和1.0A之間，緩沖氣體壓力在0.5～5乇之間。Anderson所述的無電極燈中用氬作緩沖氣體。此外，Anderson所述的無電極燈中，用約重2.5Kg的鐵氧體材料激勵32W的放電。用Anderson所述的燈參數(shù)制造的燈有高鐵芯損耗，因此效率極低。并且，由于用于變壓器鐵芯中的鐵氧體材料，Anderson燈出人意料地重。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，電燈組件包括無電極燈，無電極燈包括其中充以壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體的閉合環(huán)形的管狀燈殼；環(huán)繞燈殼放置的變壓器鐵芯；設(shè)置在變壓器鐵芯上的輸入繞組；和與輸入繞組相耦合的射頻電源。射頻電源供給汞蒸汽和緩沖氣體足夠的射頻能量，以使在燈殼內(nèi)產(chǎn)生放電電流等于或大約2A的放電。
優(yōu)選地，無電極燈包括所述燈殼內(nèi)表面上的熒光體，用于響應(yīng)于放電發(fā)射的紫外線發(fā)射出預(yù)定波長范圍的輻射。燈殼的橫截面尺寸最好在約1～4英寸的范圍。第一實(shí)施例中，燈殼為橢圓形。第二實(shí)施例中，燈殼包括其端部相連的第一和第二平行管以構(gòu)成閉合環(huán)。緩沖氣體最好是惰性氣體，例如氪。
射頻電源的頻率在約50KHz～3MHz較好，在約100KHz～約400KHz的范圍更好。變壓器鐵芯最好是環(huán)繞燈殼的環(huán)形構(gòu)形。變壓器鐵芯最好用鐵氧體材料構(gòu)成。鐵芯功率損耗最好低于或等于射頻電源供給的總功率的5％。
按照本發(fā)明的另一方案，電燈組件包括無電極燈，無電極燈包括其中充以壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體的管狀燈殼。燈殼包括第一和第二平行管，它們?yōu)橹惫?，在一端或其附近用第一?cè)邊管相連，在另一端或其附近用第二側(cè)邊管相連，從而構(gòu)成閉合環(huán)。該電燈組件還包括繞燈殼的第一側(cè)邊管設(shè)置的第一變壓器鐵芯，繞燈殼的第二側(cè)邊管設(shè)置的第二變壓器鐵芯，分別設(shè)置于第一和第二變壓器鐵芯上的第一和第二輸入繞組，以及與第一和第二輸入繞組相耦合的射頻電源。射頻電源把足夠的射頻能量供給汞蒸汽和緩沖氣體，以便在燈殼內(nèi)產(chǎn)生放電電流等于或大于約2A的放電。
按照本發(fā)明的另一方案，提供使包括無電極燈的電燈工作的方法，該無電極燈包括其中充以緩沖氣體和汞蒸汽的閉合環(huán)形管狀燈殼。該方法包括下列步驟在燈殼中建立低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體的壓力，和感應(yīng)耦合給汞蒸汽和緩沖氣體以足夠的射頻能量，從而在燈殼中產(chǎn)生放電電流等于或大于約2A的放電。
按照本發(fā)明的再一方案，電燈組件包括無電極燈，無電極燈包括其中充以壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體的閉合環(huán)形管狀燈殼；和用于感應(yīng)耦合給汞蒸汽和緩沖氣體以足夠的射頻能量以在燈殼內(nèi)形成放電電流等于或大于約2A的放電的裝置。附圖簡介為更好地理解本發(fā)明，參照本文中所附的附圖進(jìn)行說明，其中

圖1概略示出按照本發(fā)明的無電極熒光燈的第一實(shí)施例；圖2是展示本發(fā)明無電極熒光燈的電氣連接的概略圖；圖3概略示出按照本發(fā)明第二實(shí)施例的無電極熒光燈；圖4示出對于圖3中無電極熒光燈的作為放電功率的函數(shù)的流明和每瓦特流明的曲線；和圖5示出對于圖3中無電極熒光燈的作為燈功率的函數(shù)的放電電壓、鐵芯損耗和功率因數(shù)的曲線。
詳細(xì)描述圖1和2中示出按照本發(fā)明的放電燈的第一實(shí)施例。燈10無電極，并包括管狀的閉合環(huán)構(gòu)形的燈殼12。燈殼12包圍了一個放電區(qū)14，其中包含緩沖氣體和汞汽。通常在燈殼12內(nèi)表面上構(gòu)成熒光涂層16。用第一變壓器鐵芯22和第二變壓器鐵芯24將來自RF電源20的RF(射頻)能量電感耦合到無電極燈10。變壓器鐵芯22和24的每一個最好具有圍繞燈殼12的環(huán)形構(gòu)形。RF電源20被連到第一變壓器鐵芯22上的繞組30和被連到第二變壓器鐵芯24上的繞組32.導(dǎo)電帶條26粘接在燈殼12外表面上并與RF電源20電連接，利用該導(dǎo)電帶條26協(xié)助啟動無電極燈10的放電。
工作時，變壓器鐵芯22和24使RF能量電感耦合來用于燈殼12內(nèi)的低氣體壓力放電。無電極燈10用作各變壓器的次級電路。繞組30和32最好同相地驅(qū)動，它們可以按圖2所示那樣并聯(lián)連接。在燈殼12上放置變壓器22和24，以使由變壓器鐵芯22和24在放電中所感應(yīng)的電壓相加。流過繞組30和32的RF電流產(chǎn)生隨時間改變的磁通，該磁通沿?zé)魵?2感應(yīng)出維持放電的電壓。燈殼12內(nèi)的放電發(fā)射出紫外光，紫外光激勵熒光涂層16，發(fā)出可見光。這種結(jié)構(gòu)中，由可透過可見光的材料例如玻璃來制造燈殼12。一種適用的玻璃是Pyrex(商標(biāo)名)。替換地，可用內(nèi)表面涂有阻擋層如氧化鋁的軟玻璃例如鈉鈣玻璃制造外殼。在另一種結(jié)構(gòu)中，用無電極燈作紫外光源。這種結(jié)構(gòu)中，不用熒光涂層16，并用透過紫外線的材料例如石英制造燈殼12。
為輸出高流明，燈殼直徑最好在約1英寸～約4英寸的范圍。填充材料包括緩沖氣體和少量的產(chǎn)生汞蒸汽的汞。緩沖氣體最好是惰性氣體，氪更好。已發(fā)現(xiàn)在燈工作時中等功率負(fù)荷下，氪提供單位瓦特上的較高流明。高功率負(fù)荷時也最好用氪。燈殼12可以有任何構(gòu)成閉合環(huán)的形狀，包括圖1所示的卵形，圓形，橢圓形或如下所述的將一系列直管連成的閉合環(huán)形。
最好用例如錳鋅鐵氧體等高導(dǎo)磁率、低損耗的鐵氧體材料制造變壓器鐵芯22和24。變壓器鐵芯22和24繞燈殼12構(gòu)成閉合環(huán)，它一般為直徑稍大于燈殼12外徑的環(huán)形。為將鐵芯22和24裝在燈殼上需將鐵芯切開。該切開的端部最好要進(jìn)行研磨，以使變壓器鐵芯裝在燈殼12上之后各切割端之間的間隙最小。
由于變壓器鐵芯的鐵氧體材料較貴，因此希望限制其用量。一種方法是，將少部分的燈殼縮頸為較小直徑，將較小直徑的變壓器鐵芯置于燈殼的較小直徑部分。燈殼的較小直徑部分的長度應(yīng)保持最小，以使放電電壓最小。另一種方法是，用單個變壓器鐵芯使RF能量耦合來用于放電。
繞組30和32的每個都包括載運(yùn)初級電流的足夠尺寸的幾匝線圈。各變壓器被做成使初級電壓降低和初級電流升高，一般其變比因子為5-10。通常，初級繞組30和32各有大約8～12匝。
RF電源頻率在約50KHz～3MHz的范圍，最好在約100KHz～約400KHz的范圍。作為實(shí)例，約100v～200v范圍的初級電壓和約1A的初級電流可產(chǎn)生20v～30v的放電電壓和約5A數(shù)量級的放電電流。
本發(fā)明的電燈組件利用一組參數(shù)的組合，它產(chǎn)生高流明輸出、每瓦特高流明、低鐵芯損耗和長壽命。已確定，緩沖氣體壓力低于約0.5乇和放電電流等于或大于約2.0A，則產(chǎn)生預(yù)定的性能。優(yōu)選地，緩沖氣體壓力等于或小于約0.2乇放電電流等于或大于約5.0A。在較大燈管直徑下，本發(fā)明燈組件的性能滿足或超過常規(guī)的特高輸出有電極熒光燈的流明輸出和每瓦特流明的性能。
已發(fā)現(xiàn)，由于鐵氧體磁芯的損耗隨放電電壓增加而急劇增加，因而在電感耦合放電中使放電電壓最小化很重要。與現(xiàn)有技術(shù)的無電極熒光燈相比，緩沖氣體的原子重量較大、燈管的直徑較大和工作電流較大會使放電電壓減小。本發(fā)明的燈僅需要0.4Kg的鐵氧體材料來激發(fā)120瓦特的放電。這種構(gòu)形中的鐵氧體損耗約為3％。一般來說，本發(fā)明的燈中變壓器鐵芯的功率損耗低于或等于由RF電源提供的總功率的5％。并且，在本發(fā)明的燈中，變壓器鐵芯體積與放電功率之比一般低于1立方厘米／瓦特。
對本發(fā)明燈的分析表明恰當(dāng)?shù)剡x擇放電電流對于在驅(qū)動感應(yīng)放電時引起的鐵氧體鐵芯損耗有決定性作用。根據(jù)下面的分析可理解鐵氧體鐵芯損耗與放電電流的關(guān)系。一般地說，低氣體壓力放電具有負(fù)的電壓／電流特性。因而，放電電壓Vd與放電電流Id有這樣的關(guān)系，即放電電壓Vd與Id-k成比例。由于電壓和電流基本上是同相的，因而放電功率Pd與Id1-k成比例。鐵氧體損耗Pc與放電電壓Vd的n次冪成比例，放電電壓Vd等于用變壓器鐵芯上的匝數(shù)除以初級電壓。因此，Pc正比于Vdn，而Vdn又正比于Id-kn。Pc/Pd的比值可寫作ξ=Pc/PdαId-[k(n-1)+1]典型地，0.2＜k＜0.4，2.5＜n＜3.1。取k=0.3，n=2.8作典型值，上述ξ的表達(dá)式簡化為ξαId-1.5對于給定的鐵氧體鐵芯，放電電流從0.5A增加至5A，ξ就以10-1.5的因子減小，或者說鐵芯損耗約減小到三十分之一。該分析說明了在較大放電電流時可獲得較大的耦合效率。但是，這并不意味著簡單地增加現(xiàn)有技術(shù)中無電極熒光燈的放電電流，就可產(chǎn)生期望的燈性能。將放電功率有效地轉(zhuǎn)換為紫外輻射也是很重要的。為了在大電流下從汞有效地產(chǎn)生紫外輻射，使緩沖氣體壓力低于約0.5乇很重要。因此，把高放電電流和低緩沖氣體壓力相結(jié)合是很重要的。最好，放電電流Id等于或大于約2.0A左右，緩沖氣體壓力低于約0.5乇左右。
本發(fā)明的無電極熒光燈的啟動放電相當(dāng)容易。在啟動放電之前RF電源的輸出電壓一般為工作電壓的兩或三倍。該電壓加在燈殼12上的導(dǎo)電帶26上，足以激勵放電。本發(fā)明范圍內(nèi)還可利用其它的啟動器。若需要，啟動放電后可使導(dǎo)電帶或其它啟動器與燈的電路不導(dǎo)通。
現(xiàn)參照圖1和2的構(gòu)形描述按照本發(fā)明無電極熒光燈的實(shí)例。燈殼由填充有惰性氣體和汞蒸汽的閉合環(huán)狀放電玻璃管構(gòu)成，燈殼內(nèi)表面上涂有熒光體。放電通道的長度是66厘米(cm)，管子外徑是38毫米(mm)。燈殼內(nèi)填充壓力為約0.2乇的氪和約6毫乇的汞蒸汽。兩個環(huán)形鐵氧體鐵芯(由Magnetics，Spang公司的一個部所制成的P型)被各自切成兩件，各件的端部被研磨平滑。環(huán)繞燈殼組裝各環(huán)形鐵芯，在各鐵氧體磁芯上繞著六匝初級線圈。鐵芯外徑75mm，內(nèi)徑40mm，厚12.6mm，兩個鐵芯的總橫截面為4.4cm2。用頻率為250KHz的正弦信號RF電源驅(qū)動該燈。以下是一組工作條件下的燈性能。放電電流5A；放電功率120W，每厘米1.8W；光輸出是10000流明；每瓦特流明80；鐵芯功率損耗與放電功率之比是0.054；鐵芯體積80cm3；鐵芯體積與放電功率之比是0.67cm3/W；放電電壓25v有效值(RMS)；放電電場是0.37v/cm；鐵芯磁通密度是500高斯；鐵芯損耗是6.5W，0.08W/cm3；和總功率126.5W。
圖3示出按照本發(fā)明無電極高亮度熒光燈的第二實(shí)施例。無電極燈50包括燈殼52，燈殼52包括兩個平行設(shè)置的直管54和56。管54和56在各端密封，在一端或其附近用側(cè)邊管58進(jìn)行互連，在另一端或其附近用側(cè)邊管60進(jìn)行互連。每根側(cè)管58和60使直管54和56之間的氣體相連通，借此構(gòu)成閉環(huán)的結(jié)構(gòu)。直管54和56在下列方面比其它形狀有重要的優(yōu)點(diǎn)，即容易制造和容易涂敷熒光體?？墒?，正如上所述，燈可制成幾乎任何的構(gòu)成閉合放電通道的形狀，即使是非對稱的。優(yōu)選實(shí)施例中，管54和56每個都長40cm，直徑為5cm。側(cè)邊管58和60每個都長3.8cm，直徑為3.8cm。管54和56的直徑增加，減小了放電電壓，從而減少了鐵氧體損耗。把管58和60直徑減小為3.8cm，可減小鐵氧體尺寸以及也降低了鐵氧體損耗。
圖3所示的燈中填充約0.2乇的氪緩沖氣體和6毫乇的汞蒸汽。變壓器鐵芯62和64分別安裝成環(huán)繞在側(cè)邊管58和60上。各變壓器鐵芯是被切成兩塊、其端部被研磨的BE2環(huán)形鐵氧體磁芯。八匝導(dǎo)線的初級繞組纏繞在各鐵氧體磁芯上。各鐵芯的外徑8.1cm，內(nèi)徑4.6cm，橫截面積4.4cm2，和體積88cm3。用圖2所示連接法連接的200KHz的正弦波RF電源驅(qū)動初級繞組。
圖3中的燈的流明輸出和每瓦特流明作為放電功率的函數(shù)示于圖4中，曲線70代表流明輸出，曲線72代表每瓦特流明。測量是在燈工作100小時之后在40℃的冷點(diǎn)溫度下進(jìn)行。如圖4所示，說明輸出隨放電功率增加而增大，而每瓦特流明(LPM)在150W處出現(xiàn)峰值。在LPM峰值處，用92LPM的效能(包括鐵氧體磁芯損耗)產(chǎn)生14000流明。在該LPM處的軸向流明密度是每英寸415流明，比常規(guī)VHO熒光燈大2.75倍。150W處的放電電流約為6A。用這里所披露參數(shù)工作，可使本發(fā)明的燈同時達(dá)到較高的流明輸出、高效能和高軸向流明密度，因而使它成為對于常規(guī)的VHO熒光燈和高亮度、高壓放電燈的有吸引力的替代品。
圖3的燈的所選電性能作為燈功率的函數(shù)被顯示于圖5。曲線76代表放電電壓；曲線78代表鐵芯損耗；曲線80代表功率因數(shù)。放電電壓和鐵芯損耗參見左邊的座標(biāo)，功率因數(shù)則參見右邊的座標(biāo)。隨著燈功率增加，放電電壓降低。減小的放電電壓致使鐵芯損耗相應(yīng)減小。圖5強(qiáng)調(diào)了保持低放電電壓的重要性。燈的總功率在50W時鐵芯損耗為其40％，而總功率為150W時，鐵芯損耗僅為其6％左右。圖4所示的隨放電功率增至150W的LPW的增加，主要與鐵芯損耗的相應(yīng)減小有關(guān)。燈的顯著的總體性能歸因于工作參數(shù)的選擇(主要?dú)怏w壓力、溫度、放電燈直徑和放電電流)。BE2鐵芯材料并不認(rèn)為是最佳鐵芯材料。測量表明，用如Philips制造的3F3優(yōu)質(zhì)鐵芯材料，鐵芯損耗幾乎可以以2的因子被減小。
在150W時，放電時的平均電場約為0.75v/英寸。由于電極的電壓降相對于總的放電電壓是可觀的(實(shí)際上沒有發(fā)自電極電壓降區(qū)域的光)，在電極放電中的這樣的小電場會導(dǎo)致效率相當(dāng)差的光源。考慮到陰極蒸發(fā)和效能，在這些條件下不能長時間地進(jìn)行電極放電。相反，由于本發(fā)明的燈為無電極的構(gòu)形，因而期望它有很長的壽命。
盡管已經(jīng)展示和描述了目前認(rèn)為是最佳的本發(fā)明實(shí)施例，但顯而易見，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進(jìn)行各種改變和改進(jìn)，而不背離由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電燈組件，包括無電極燈，它包括閉合環(huán)形的管狀燈殼，燈殼內(nèi)充有壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體；環(huán)繞所述燈殼放置的變壓器鐵芯；設(shè)置在所述變壓器鐵芯上的輸入繞組；和耦合到所述輸入繞組的射頻電源，用于把足夠的射頻能量供給所述汞蒸汽和所述緩沖氣體以便在所述燈殼內(nèi)產(chǎn)生放電電流等于或大于約2A的放電。
2.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述無電極燈包括所述燈殼內(nèi)表面上的熒光體，所述熒光體響應(yīng)于由所述放電發(fā)射的紫外線，產(chǎn)生在預(yù)定波長范圍內(nèi)的輻射。
3.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于其中所述射頻電源的頻率在50KHz至3MHz之間。
4.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述射頻電源頻率在100KHz至400KHz之間。
5.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述緩沖氣體包括惰性氣體。
6.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于其中所述緩沖氣體包括氪。
7.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于其中所述管狀燈殼的橫截面尺寸在1～4英寸的范圍。
8.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于其中所述變壓器鐵芯具有環(huán)形結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于還包括環(huán)繞所述燈殼放置的第二變壓器鐵芯，和放置在所述第二變壓器鐵芯上并與所述射頻電源相連的第二輸入繞組。
10.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述燈殼為卵形。
11.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述燈殼包括第一和第二平行管，它們在其端部相連，構(gòu)成閉合環(huán)。
12.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述變壓器鐵芯由鐵氧體材料構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述鐵芯功率損耗與所述變壓器鐵芯有關(guān)，其中總功率由所述射頻電源供給，以及其中所述鐵芯功率損耗低于或等于由所述射頻電源供給的總功率的15％。
14.如權(quán)利要求12所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述變壓器鐵芯的體積與所述無電極燈的放電功率之比低于2cm3/W。
15.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于其中所述燈殼中的壓力等于或低于約0.2乇，放電電流等于或大于約5A。
16.如權(quán)利要求1所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述燈殼由透過紫外線的材料構(gòu)成，以及所述無電極燈發(fā)射紫外光。
17.一種電燈組件，包括無電極燈，它包括其中充以壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體的管狀燈殼，所述燈殼包括第一和第二平行管，在平行管一端或其附近與第一側(cè)邊管相連，在平行管另一端或其附近與第二側(cè)邊管相連，從而構(gòu)成閉合環(huán)；環(huán)繞在所述燈殼的第一側(cè)邊管上放置的第一變壓器鐵芯；環(huán)繞在所述燈殼的第二側(cè)邊管上放置的第二變壓器鐵芯；分別設(shè)置在所述第一和第二變壓器鐵芯上的第一和第二輸入繞組；和耦合到所述第一和第二輸入繞組的射頻電源，用于把足夠的射頻能量供給所述汞蒸汽和所述緩沖氣體，以便在所述燈殼內(nèi)產(chǎn)生放電電流等于或大于2A的放電。
18.如權(quán)利要求17所限定的電燈組件，其特征在于，其中所述無電極燈還包括在所述燈殼內(nèi)表面上的熒光體，所述熒光體響應(yīng)于由所述放電發(fā)射出的紫外線，發(fā)射可見光的輻射。
19.如權(quán)利要求17所限定的電燈組件，其特征在于其中所述燈殼由透過紫外線的材料構(gòu)成，所述無電極燈發(fā)射紫外線輻射。
20.如權(quán)利要求17所限定的電燈組件，其特征在于其中所述射頻電源的頻率在50KHz至3MHz的范圍內(nèi)。
21.如權(quán)利要求17所限定的電燈組件，其特征在于其中所述燈殼的所述第一和第二平行管每個的橫截面尺寸都在1至4英寸的范圍內(nèi)。
22.如權(quán)利要求17所限定的電燈組件，其特征在于其中所述第一變壓器鐵芯和所述第二變壓器鐵芯每個都具有環(huán)形結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求17所限定的電燈組件，其特征在于其中所述第一變壓器鐵芯和所述第二變壓器鐵芯都由鐵氧體材料構(gòu)成。
24.如權(quán)利要求17所限定的電燈組件，其特征在于其中所述燈殼中的壓力低于或等于約0.2乇，所述放電電流等于或大于約5A。
25.一種使包括無電極燈的電燈工作的方法，該無電極燈包括閉合環(huán)形的管狀燈殼，燈殼內(nèi)充有汞蒸汽和緩沖氣體，所述方法包括下列步驟在所述燈殼內(nèi)建立所述汞蒸汽和所述緩沖氣體的低于約0.5乇的壓力；和把足夠的射頻能量感應(yīng)耦合給所述汞蒸汽和所述緩沖氣體，以便在所述燈殼內(nèi)產(chǎn)生放電電流等于或大于約2A的放電。
26.如權(quán)利要求25所限定的使電燈工作的方法，其特征在于，其中建立壓力的步驟包括建立所述汞蒸汽和所述緩沖氣體的低于或等于約0.2乇的壓力，感應(yīng)耦合射頻能量的步驟包括感應(yīng)耦合足夠的射頻能量，以產(chǎn)生等于或大于約5A的放電電流。
27.一種電燈組件，包括無電極燈，它包括閉合環(huán)形的管狀燈殼，燈殼內(nèi)充有壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體；和用于把足夠的射頻能量感應(yīng)耦合給所述汞蒸汽和所述緩沖氣體以便在所述燈殼內(nèi)產(chǎn)生放電電流等于或大于約2A的放電的裝置。
28.如權(quán)利要求27所限定的電燈組件，其特征在于其中所述無電極燈包括所述燈殼內(nèi)表面上的熒光體，所述熒光體響應(yīng)于由所述放電發(fā)射的紫外線，產(chǎn)生預(yù)定波長范圍的輻射。
29.如權(quán)利要求27所限定的電燈組件，其特征在于其中所述射頻能量的頻率在50KHz～3MHz的范圍。
30.如權(quán)利要求27所限定的電燈組件，其特征在于所述的緩沖氣體包括氪。
31.如權(quán)利要求27所限定的電燈組件，其特征在于其中所述管狀燈殼的橫截面尺寸在1～4英寸的范圍。
32.一種無電極電燈組件，包括無電極燈，它包括閉合環(huán)形的管狀燈殼，燈殼內(nèi)充有壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和氪；環(huán)繞所述燈殼放置的鐵氧體變壓器鐵芯；和設(shè)置在所述變壓器鐵芯上、與射頻電源相連的輸入繞組。
全文摘要
一種電燈組件，包括無電極燈，無電極燈有閉合環(huán)形的管狀燈殼，燈殼內(nèi)充有壓力低于約0.5乇的汞蒸汽和緩沖氣體；環(huán)繞燈殼放置的變壓器鐵芯；放置在變壓器鐵芯上的輸入繞組；和與輸入繞組相連的射頻電源。射頻電源把足夠的能量供給汞蒸汽和緩沖氣體，以便在燈殼內(nèi)產(chǎn)生放電電流等于或大于約2A的放電。無電極燈優(yōu)選地包括在燈殼內(nèi)表面上的熒光體，用于響應(yīng)于由放電發(fā)射出的紫外線，發(fā)射預(yù)定波長范圍內(nèi)的輻射。
文檔編號H01J65/04GK1165582SQ96191079
公開日1997年11月19日 申請日期1996年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月15日
發(fā)明者V·A·戈亞卡, B·亞歷山德羅維奇, R·B·皮杰克, E·斯塔尼克¤ 申請人:電燈專利信托有限公司