專利名稱：帶電涌保護(hù)元件的節(jié)能電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可降低能耗的電燈，因而該燈的使用壽命得到提高，雖然光的強(qiáng)度也有所降低，但其比例較低。
已有技術(shù)中已提出了許多裝置用以降低電燈的能耗。
首先的一個例子是1988年6月14日授權(quán)給Baccanelli的美國專利第4751433號中講述的。該專利提出通過一個三端雙向可控硅開關(guān)元件給電燈供電，測量燈周圍空間的光強(qiáng)度，根據(jù)所測得的光強(qiáng)度來調(diào)節(jié)三端雙向可控硅開關(guān)元件的觸發(fā)角，從而降低了能耗。觸發(fā)角可以在0°和180°之間變化。
在1990年1月9日公開的美國專利第4893063號(Pernyeszi)中描述了能夠降低電燈能耗的已有技術(shù)裝置中的另一個例子，它是通過測量燈周圍的光強(qiáng)度，并根據(jù)所測光強(qiáng)度在兩不同角度切掉交流電的各半波。因而只有每個半波的電流和電壓的大約中心部分施加到電燈上，從而降低了能耗。
這兩種已有技術(shù)裝置的一個缺點(diǎn)就是它們需要一個觸發(fā)電路，用以在所供電壓或電流的各個半周的相應(yīng)角度上控制接通和斷開可控硅或三端雙向可控硅開關(guān)元件。這些已有技術(shù)裝置中的電路包括了許多元件，因此實質(zhì)上增加了燈的成本。
本發(fā)明的一個目的是減少降低電燈能耗裝置中元件的數(shù)量。
本發(fā)明的另一個目的是通過與燈串聯(lián)的一電涌保護(hù)元件來減少燈的能耗。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種裝置，通過降低電燈的能耗，可以增加燈的使用壽命。雖然光的強(qiáng)度也降低了，但其比例較低。
更具體地說，根據(jù)本發(fā)明提供了一種降低電照明裝置能耗的方法，其包括一個與該照明裝置串聯(lián)的節(jié)能元件。該節(jié)能元件(a)在施加到串聯(lián)的元件和裝置上的交流電源電壓幅值超過一給定閾值時，自動地將電源電流接通到照明裝置上，以及(b)當(dāng)這一電流降低至一最小保持電流值以下時，自動地切斷供給照明裝置和通給節(jié)能元件的電流。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于降低電照明裝置能耗的元件，它包括一個節(jié)能元件，以及把該節(jié)能元件與照明裝置串聯(lián)起來的裝置。該節(jié)能元件包括(a)當(dāng)施壓到串聯(lián)的元件和照明裝置的交流電源電壓幅值超過一個給定閾值時，給照明裝置供應(yīng)電流的裝置，和(b)當(dāng)該電流降低至一個最小保持電流值之下時，切斷供給照明裝置和通過節(jié)能元件的電流的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例，該節(jié)能元件是雙向的，并且在交流電壓的每一半周期間，(a)當(dāng)交流電源電壓超過給定電壓閾值時，自動地接通供給照明裝置的電流，以及(b)當(dāng)后者電流降低至一個最小保持電流值以下時，自動地斷開供給照明裝置和通過節(jié)能元件的電流。
根據(jù)本發(fā)明的另一個最佳實施例，該雙向節(jié)能元件是一個雙向電涌保護(hù)元件，例如是一種叫SIDACtor的可控硅元件。
本發(fā)明的目的，優(yōu)點(diǎn)和其他特點(diǎn)，通過閱讀下文對本發(fā)明一個最佳實施例的非限定性描述會變得更為明顯。該最佳實施例用舉例的方式結(jié)合附圖給出。


圖1表示了聯(lián)接到一電燈電源電路中的一個電涌保護(hù)元件；圖2表示了安裝到一個普通白熾燈上的一個電涌保護(hù)元件；以及圖3a，3b和3c分別為(i)電源電壓的波形，(ii)白熾燈絲兩端電壓的波形，和(iii)電涌保護(hù)元件兩端電壓的波形。
本發(fā)明主題的基本原理在圖1中示出。
它包括在交流電源6的兩端4和5之間把一個電涌保護(hù)元件與一個白熾燈3的燈絲2(圖2)串聯(lián)后接入。
適于本發(fā)明使用的電涌保護(hù)元件是SIDACtorTM由TeccorElectrics，Inc.(Texas Corporation)，1801 Hurd Drive，Irving，Texas，750384385，U.S.A公司制造并進(jìn)行市場銷售的。這種Teccor SIDACtor是一種雙向元件，具有箝壓范圍為60至660伏的瞬時電涌保護(hù)作用。電涌電流額定值從165到675安。這種雙向向元件也可以按多芯封裝塊供貨。
一旦施壓了超過SIDACtor導(dǎo)通電壓值的電壓，SIDACtor1即穿過一反向電阻區(qū)接通，其開態(tài)電壓很低。導(dǎo)通將繼續(xù)下去，直到電流被切斷或降到低于SIDACtor1的最小保持電流閾值以下為止。
圖3a至3b表示圖1中電路工作的情況。更具體地說，圖3a的曲線A是圖1的交流電源的正弦電源電壓，圖3b的曲線B是燈3的燈絲2兩端電壓，而圖3c的曲線C是SIDACtor1兩端的電壓。曲線A、B和C代表一種理想的狀態(tài)。該領(lǐng)域普通技術(shù)人員會判斷出，在實際情況下，SIDACtor兩端在其導(dǎo)通期間會有一小電壓降。
如圖3b和3c的曲線b和c所示，在每個半波，只要電源6的電壓(圖3a的曲線A)低于導(dǎo)通電壓閾值VB(見圖3c的曲線C)，這一電壓就施加到了SIDACtor1的兩端。SIDACtor1則處于斷路狀態(tài)而設(shè)有電壓和電流施加到燈絲2上(見圖3b的曲線B)。
當(dāng)達(dá)到導(dǎo)通電壓值VB(角δ1)時，SIDACtor1就導(dǎo)通，其時它處于通路狀態(tài)，而把從電源6來的交流電流接通供給燈絲2。只要SIDACtor1處于通路狀態(tài)，其兩端基本上沒有電壓降，電源電壓則施加到燈3的燈絲2上(見圖3b和3c的曲線B和C)。
實際上，當(dāng)通過SIDACtor1和燈絲2的電流降到SIDACtor1的最小保持電流閾值之下時，在電壓VHC和角δ2處，SIDACtor1關(guān)斷。經(jīng)過SIDACtor1的通路此時被切斷而電流不再供給到燈絲2之上(見圖3C的曲線C)。
SIDACtor是雙向元件，因而上述的圖1中交流電源6的每一連續(xù)的正和負(fù)半周的電源電壓是重復(fù)進(jìn)行的(見圖3b和3c的四個第一半周)。
圖3b表示出電源電壓的每個半周的大約中心部分是施加到燈3的燈絲2上的。通過選擇一種具有隨著電燈普通電壓和功率而變化的導(dǎo)通電壓和最小保持電流閾值的SIDACtor1，人們可按所希望的那樣通過控制供給燈絲2的電壓的每一半周的中心部分的寬度來調(diào)節(jié)電燈3的功耗。
雖然在本發(fā)明的說明書中描述的本發(fā)明的最佳實施例與Teccor SIDACtor有關(guān)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能判斷出，其他種類的電涌保護(hù)元件，具有相似特性的，均可代替SIDACtor，亦能達(dá)到本發(fā)明的目的。
作為一種非限定性的例子，圖2表示了本發(fā)明應(yīng)用到白熾燈3的情形。燈3通常包括一個玻璃制的燈泡7，和在端部的一導(dǎo)電的螺紋口8，其直徑與燈泡7相同。在螺紋口8的懸空端設(shè)置了一個電觸頭9，用絕緣材料10與螺紋口8絕緣。燈泡7封裝了一個絕緣莖11，用于支承串聯(lián)的導(dǎo)入線12，燈絲2和導(dǎo)入線13。如在本領(lǐng)域所熟知的那樣，燈絲2通常由鎢制作。SIDACtor1被放置在螺口8的凹槽中。
在圖2的例子里，燈3的燈絲2通過如下組成的電路供電—電接觸頭9；—SIDACtor1，具有與接觸頭9相聯(lián)的第一管腳和與對著燈絲2的線12端頭相聯(lián)的第二管腳；—導(dǎo)入線12；—燈絲2本身；—導(dǎo)入線13，其對著燈絲2的端頭與螺紋口8聯(lián)接；以及—螺紋口8。
因為SIDACtor1是在供電線路中，當(dāng)螺紋口8擰入燈座后，供給燈絲2的交流電壓具有如圖3所示的波形。
這里應(yīng)該指出，SIDACtor1應(yīng)安裝在燈3之外，例如，在控制開燈3的家用交流開關(guān)中，在家用電源插座中，通過該插座給燈3供電，在減光控制器中，在燈座中，在一個可以接納燈3的天花板或墻壁配件中，等等。
還應(yīng)指出，本發(fā)明的應(yīng)用不局限于白熾燈，還可以用來與能夠接受圖3所示類型的電壓波形的任何其他類型的燈相連接。
雖然本發(fā)明按上文那樣以最佳實施例的方式描述了，但該實施例可以按照需要加以修改，只要在后附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，即不偏離發(fā)明主題的精神和實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種降低照明裝置能耗的方法，包括與所說照明裝置相串聯(lián)的一個節(jié)能元件，其中所說的節(jié)能元件(a)當(dāng)施加到上述串聯(lián)元件和裝置的交流電源電壓超過一給定的電壓閾值幅度時，自動地接通供給所說照明裝置的電流，以及(b)當(dāng)上述電流降至低于一最小保持電流閾值時，自動地切斷供給照明裝置和通過節(jié)能元件的電流。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的節(jié)能元件是雙向作用的，并且在所說交流電源電壓的每一半周期間，(a)當(dāng)所說的交流電源電壓超過給定的電壓閾值幅度時，自動地接通供給照明裝置的電流，和(b)當(dāng)所說的電流降至低于最小保持電流閾值時，自動地切斷供給照明裝置和通過節(jié)能元件的電流。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其中所說的雙向節(jié)能元件是一個雙向電涌保護(hù)元件。
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其中所說的雙向電涌保護(hù)元件是一個SIDACtor。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的節(jié)能元件是一個單件封裝的封裝件。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的照明裝置是一個白熾燈的燈絲。
7.一種用于降低照明裝置能耗的裝置，包括節(jié)能元件；以及把所說的節(jié)能元件與所述照明裝置串聯(lián)的裝置；所說的節(jié)能元件包括(a)當(dāng)施加到所說的串聯(lián)的元件和裝置的交流電源電壓超過一個給定電壓閾值的幅度時，向所說的照明裝置供電的裝置，和(b)當(dāng)所說的電流降至低于一最小保持電流閾值時，切斷供給所述的照明裝置和通過所述節(jié)能元件電流的裝置。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置，其中所說的節(jié)能元件是雙向作用的，其包括(a)在所說的交流電源電壓的每一半周期內(nèi)，當(dāng)所說的交流電源電壓超過給定電壓閾值的幅度時，給照明裝置供電流的裝置，和(b)在所說的交流電源電壓的每半周期內(nèi)，當(dāng)所述電流降至低于最小保持電流閾值時，切斷供給照明裝置和通過節(jié)能元件的電流的裝置。
9.按權(quán)利要求8所述的裝置，其中所說的雙向節(jié)能元件是一個雙向電涌保護(hù)元件。
10.按權(quán)利要求9所述的裝置，其中所說的雙向電涌保護(hù)元件是一個SIDACtor。
11.按權(quán)利要求7所述的裝置，其中所說的節(jié)能元件是一種單件封裝的封裝件。
12.按權(quán)利要求10所述的裝置，其中所說的照明裝置是一種白熾燈的燈絲。
全文摘要
一種降低電照明裝置能耗的方法，包括把一個雙向電涌保護(hù)元件，例如SIDACtor，與照明裝置串聯(lián)在一起。在供給串聯(lián)起來的SIDACtor和照明裝置的交流電源電壓的每半周期間，SIDACtor(a)在電壓超過給定導(dǎo)通電壓閾值幅度時，自動地接通供給電流，和(b)當(dāng)該電流降至低于一最小保持電流閾值時，自動地切斷供給照明裝置和通過SIDACtor的電流。
文檔編號H02M9/06GK1122097SQ9411599
公開日1996年5月8日 申請日期1994年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月30日
發(fā)明者雷蒙德·羅比諾特 申請人:瓊·特雷姆雷