CN202003958U - 电磁放电灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种照明灯，尤其是一种电磁放电灯。它包括一将市电转换为直流电后变换成高频电能的高频发生器，一与高频发生器连接并在高频电能驱动下产生强磁场的高频耦合器，一设于高频耦合器旁、感应高频耦合器产生的磁场能使内部雪崩电离形成等离子体、等离子体中的受激汞原子在返回基态过程中辐射出的紫外线、且内壁的荧光粉受到紫外线发光的灯泡。它采用高频电磁感应耦合方式工作，取消了传统的灯丝和电极，寿命长达6万小时以上，是白炽灯的60倍，节能灯的12倍，高压钠灯的4倍。并且发光效率高，可达60Lm/W以上。比白炽灯节能70％以上，比高压汞灯、高压钠灯、金卤灯节能50％以上，具有极低的运行成本和维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种照明灯，尤其是一种节能照明灯。
背景技术
目前，普遍使用的灯泡一般有白炽灯、节能灯以及高压钠灯几种，一般的白炽灯、日光灯、节能灯、及其它气体放电灯都有灯丝或电极，而灯丝或电极的溅射效应恰恰是限制灯使用寿命的必然组件。
发明内容
本实用新型的目的之一是提供一种能耗低、寿命长的电磁放电灯。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
它包括一将市电转换为直流电后变换成高频电能的高频发生器，一与高频发生器连接并在高频电能驱动下产生强磁场的高频耦合器，一设于高频耦合器旁、感应高频耦合器产生的磁场能使内部雪崩电离形成等离子体、等离子体中的受激汞原子在返回基态过程中辐射出的紫外线、且内壁的荧光粉受到紫外线发光的灯泡。
优选地，高频发生器主要包括振荡器、滤波器、整流器、开关器件、匹配网络、驱动线圈和电弧的等效电路。
优选地，所述高频耦合器磁芯、高温线、导热棒、绕线架、底座、过渡件和同轴电缆组成。
优选地，所述涂有保护膜和三基色荧光粉的泡壳、内管、汞齐、辅助汞齐等以及灯头组成，内部充有低气压汞和惰性缓冲气体。
优选地，所述高频发生器置于一个铝制电源盒内。
本实用新型的电磁放电灯由高频发生器、耦合器和灯泡三部分组成，其工作原理是：将高频电磁场能量以感应方式耦合到灯泡内，使灯泡内的气体被击穿形成等离子体，等离子体受激原子返回基态时，辐射出254nm的紫外线，灯泡内荧光粉受到紫外线激发而发出可见光。它采用高频电磁感应耦合方式工作，取消了传统的灯丝和电极，寿命长达6万小时以上，是白炽灯的60倍，节能灯的12倍，高压钠灯的4倍。并且发光效率高，可达60Lm/W以上。比白炽灯节能70％以上，比高压汞灯、高压钠灯、金卤灯节能50％以上，具有极低的运行成本和维护成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例的模块结构示意图；
图2是本实用新型实施例的滤波器的电路图；
图3是本实用新型实施例的功率因数校正器的电路图
图4是本实用新型实施例的点灯逆变器的电路图
图5是本实用新型实施例的异常保护电路的电路图。
本实用新型目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的实施例包括一高频发生器1、高频耦合1和涂有三基色荧光粉的灯泡3三部分组成。所述高频发生器1将市电转换为直流电后变换成高频电能，高频电能驱动高频藕合器2产生强磁场，所述磁场能感应使灯泡3内气体雪崩电离形成等离子体，等离子体中的受激汞原子在返回基态过程中辐射出的紫外线，灯泡内壁荧光粉受到紫外线发光。
高频发1生器主要包括振荡器、滤波器、整流器、开关器件、匹配网络、驱动线圈和电弧的等效电路。它为耦合器提供一个高频能量来激发和维持灯泡内的气体放电。高频发生器必须有一个很稳定的振荡源和过滤电路，同时，它还有一个高的功率因数和一个低的谐波含量。
所有电子元器件都装在一个铝制电源盒里，这有双重功能：屏蔽无线电频率干扰和进行热传导，以保证电子器件的长寿命。高频发生器的输出频率是2.65MHz。
每一种高频发生器必须与同型号灯和耦合器组合配套使用。如果违反了这个基本准则，会毁坏灯的组件或产生电磁干扰。
所述高频耦合器包括磁芯、高温线、导热棒、绕线架、底座、过渡件和同轴电缆。磁芯和高温线的作用是产生高频磁场。通过中间的导热棒，线圈产生的多余的热能和放电通过铝制底座传导到外面。底座有两种功能：一是保证灯泡和耦合器的连接；二是把多余的热传给散热片，这个散热片必须是灯具的一部分。通过螺丝与灯具散热片连接。
通过同轴电缆使耦合器和高频发生器相连。同轴电缆与耦合器固定连接，而与高频发生器通过螺钉可拆卸，目的是方便与灯具的连接。
铜制导热棒伸到灯泡中心为铁氧体磁芯散热，在绕线架上有两层高温线的线圈：一层输送电流，另一层缠绕在初级线圈当中，但只有一头与线圈相连，这样第二个线圈的电场部分抵消了第一个线圈产生的电场，通过这一方式使公共模式终端电压干扰下降到一个较低的值。
所述涂有保护膜和三基色荧光粉的泡壳、内管、汞齐、辅助汞齐等以及灯头组成，内部充有低气压汞和惰性缓冲气体。在灯泡中间有一玻璃内管，内管里面是耦合器。通过塑料灯头，灯泡与耦合器连接在一起。这两部分的安装一般只需要一次，因为是长寿命灯，安装在灯具上后，不用再拆卸。但有时(例如：工作中或之后，需要换另外一种颜色的灯时)，灯泡也需要从耦合器上拆下来，但必须审慎。
节能荧光灯中有两种汞齐，主汞齐位于泡壳底部的短管中，一旦灯稳定工作它就提供汞原子。辅助汞齐放置在一个紧贴凹腔的铟网上，并使铟网与放电热接触。一旦通电汞很快从辅助汞齐中蒸发出来，在10s内就可以使灯达到80％的光输出。而当灯关掉时，铟网快速冷却，收集了灯泡中的大部分汞原子，以准备下次启动。主汞齐确保在一个较宽的温度范围内保持稳定的光输出。辅助汞齐确保输出快速稳定。在荧光粉与泡壳中间涂覆了一层保护膜，点亮6万小时后荧光粉的输出维持特性还维持在开始时的70％左右。
下面对上述实施例中的一些具体电路进一步说明：
一、电源滤波器
电源滤波器有两种作用；其一，是防止灯电源噪声窜人电力网，干扰其他用电设备；其二，可阻止电力网中的噪声输人灯电源，影响灯的正常工作。其电路如图2所示。
电源滤波器是由电感和电容组成的两级式电源滤波网络，所要抑制的频率主要是PFC的工作频率约50kHz和DC/AC开关频率2.65MHz，以及这两个频率的高次谐波。CX1、CX2、CX3也叫X电容，把差模干扰噪声旁路掉。LF1、LF2为共模扼流圈，抑制共模噪声。CY1、CY2也叫Y电容，用于抑制输电线继发的射频噪声。RV1为压敏电阻器，用来吸收尖峰脉冲过电压。在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻器，能有效地抑制开机时的浪涌电流。R1、R2是X电容的泄放电阻。
电源滤波器内还包括如下三种电路：
一、功率因数校正器(PFC)
MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因数校正芯片，其应用电路如图3所示。
市电经电源滤波器和整流器得到脉动直流电。电流通过启动电阻R10向C2充电至10V时，IC 1开始工作。整流后的直流脉动电压在R5的分压作为取样信号经IC1的③脚输人乘法器。直流输出电压在R6和WR上的分压经① 脚输至误差放大器的反相输人端，与2.5V的参考电压比较放大后输出一个直流误差电压，同时也输人到乘法器。通过功率开关MOSFET的电流在源极电阻R9上转换为电压信号，输人到IC 1的④脚，并与乘法器的输出电压进行比较。随AC电压从零到峰值正弦地通过，乘法器的输出电压控制IC.脚的阀值，从而使Q1的峰值电流跟踪AC输人电压，致使校正电路的负载呈电阻性。由于MC33262的控制作用，使输人电流紧紧跟随AC电压而变化，呈平滑的正弦波。同时，PFC电路又是一种升压型开关稳压电源，使电磁灯的功率和光通量不会随市电电压的涨落而变化。
二、点灯逆变器
逆变电路如图4，它将PFC电路输出的高压直流变换为供电子灯使用的高频交流电。国际电工委员会CISPR巧允许对磁场感应标准的频率范围为2.2MHz-3.0MHz，其中心频率为2.6MHz。如图6所示：
接通电源后PFC输出直流电压，通过R19，R18加到电容C12上，C12开始充电。当C12上所充电压达到触发管(DIAC)D8-D16的转折电压时，DIAC由关断转为导通状态。积分电容C12所储存的电荷经DIAC加于振荡变压器BT1的初级～一绕组W20，依靠W22，W21两个绕组使W-}Q81，Q82获得幅度相等，相位相差180o O，驱动信号。在Q82导通时Q81被强迫关断截止；Q81导通时，Q82又被强迫关断截止。
逆变器的振荡频率由绕组W21，W22的电感量与场效应管Q81，Q82的输人电容以及补偿电容C81、C82共同决定，灯回路网络的谐振频率必须与输人回路的谐振频率相同，例如：谐振频率为2.65MHz。还要尽力优化Q81，Q82驱动信号的幅度和波形，使其自身功耗降到最低。二极管D8′有两个作用：正向时用来泄放C12上的电荷，防止逆变电路因误触发而出现“共同导通”现象，起保护作用；反向时，利用反向恢复时间的反向电流为振荡变压器输人激励信号。图3中LZ，C14，C15为谐振电感和谐振电容，它们是设计中重要的参数。在启动阶段，灯泡的等效电阻很大，Lz，C14，C巧发生串联谐振，谐振电路可 以在灯两端形成很高(约3000V)的点火电压。电子灯引燃后，进人正常运行阶段，泡体内电弧等效电阻在数百欧姆，当灯电流生成后，谐振回路失谐，C14，C巧上的谐振电压降到灯的工作电压。灯点亮后由Lz稳定灯的电弧电流。与此同时，由于输出回路的选频滤波作用，点灯电能为一余弦波的电压和电流，其频率为激励信号的基频。
三、异常保护电路
当出现灯泡接线脱落或者灯泡漏气等异常状态时，电子灯不能正常启动，谐振引火电路一直处于谐振状态，逆变器输出的电流增大到正常电流的3-5倍。如果不采取有效的保护措施，就会造成点灯逆变器以及前级单元电路因过载而烧毁，甚至引起冒烟、爆裂等事故。异常保护电路如图5所示。
在异常状态时：在谐振电容C14，C15的中点引出异常保护采样电压，通过电容C16，C18的分压和D18，D19；R24整流后成为控制电压，通过R25，R21和C19延时电路，在C19上得到随时间上升的直流电压，当此电压大于DZ1的稳压值时便被击穿，可控硅MCR导通，通过阻塞二极管D17将Q82栅极与地短路，迫使半桥逆变电路停止工作。而在正常状态下，C19上的电压还未上升到DZ1的稳压值，灯就点亮了，灯点亮后谐振电路便失谐，因而DZ1一直处于截止状态。R20的数值不能取得太大，其电流一般为1-2mA，保护电路的动作时间不能取得太大，一般为1--2秒。C20、R23起抗干扰作用，防止单向硅因干扰信号而误动作。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种电磁放电灯，其特征在于：它包括一将市电转换为直流电后变换成高频电能的高频发生器，一与高频发生器连接并在高频电能驱动下产生强磁场的高频耦合器，一设于高频耦合器旁、感应高频耦合器产生的磁场能使内部雪崩电离形成等离子体、等离子体中的受激汞原子在返回基态过程中辐射出的紫外线、且内壁的荧光粉受到紫外线发光的灯泡。
2.如权利要求1所述的电磁放电灯，其特征在于：高频发生器主要包括振荡器、滤波器、整流器、开关器件、匹配网络、驱动线圈和电弧的等效电路。
3.如权利要求1或2所述的电磁放电灯，其特征在于：所述高频耦合器磁芯、高温线、导热棒、绕线架、底座、过渡件和同轴电缆组成。
4.如权利要求3所述的电磁放电灯，其特征在于：所述涂有保护膜和三基色荧光粉的泡壳、内管、汞齐、辅助汞齐等以及灯头组成，内部充有低气压汞和惰性缓冲气体。
5.如权利要求4所述的电磁放电灯，其特征在于：所述高频发生器置于一个铝制电源盒内。
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Granted publication date: 20111005 Termination date: 20141104 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |