專利名稱：高頻電磁放電燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種照明燈，尤其是一種節能照明燈。
背景技術：
目前，普遍使用的燈泡一般有白熾燈、節能燈以及高壓鈉燈幾種， 一般的白熾燈、日光燈、節能燈、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恰恰是限制燈使用壽命的必然組件。
發明內容本實用新型的目的之一是提供一種能耗低、壽命長的高頻電磁放電燈。[0004] 為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案 它包括一高頻發生器、高頻耦合器和涂有三基色熒光粉的燈泡三部分組成。所述高頻發生器將市電轉換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅動高頻藕合器產生強磁場，所述磁場能感應使燈泡內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過程中輻射出的紫外線，燈泡內壁熒光粉受到紫外線發光。 優選地，高頻發生器主要包括振蕩器、濾波器、整流器、開關器件、匹配網絡、驅動線圈和電弧的等效電路。 優選地，所述高頻耦合器磁芯、高溫線、導熱棒、繞線架、底座、過渡件和同軸電纜組成。 優選地，所述涂有保護膜和三基色熒光粉的泡殼、內管、汞齊、輔助汞齊等以及燈
頭組成，內部充有低氣壓汞和惰性緩沖氣體。 優選地，所述高頻發生器置于一個鋁制電源盒內。 本實用新型的高頻電磁放電燈由高頻發生器、耦合器和燈泡三部分組成，其工作原理是將高頻電磁場能量以感應方式耦合到燈泡內，使燈泡內的氣體被擊穿形成等離子體，等離子體受激原子返回基態時，輻射出254nm的紫外線，燈泡內熒光粉受到紫外線激發而發出可見光。它采用高頻電磁感應耦合方式工作，取消了傳統的燈絲和電極，壽命長達6萬小時以上，是白熾燈的60倍，節能燈的12倍，高壓鈉燈的4倍。并且發光效率高，可達60Lm/W以上。比白熾燈節能70%以上，比高壓滎燈、高壓鈉燈、金鹵燈節能50%以上，具有極低的運行成本和維護成本。
圖1是本實用新型實施例的模塊結構示意圖；[0012] 圖2是本實用新型實施例的濾波器的電路圖；[0013] 圖3是本實用新型實施例的功率因數校正器的電路圖[0014] 圖4是本實用新型實施例的點燈逆變器的電路圖[0015] 圖5是本實用新型實施例的異常保護電路的電路圖。[0016] 本實用新型目的、功能及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的實施例包括一高頻發生器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，所述高頻發生器1將市電轉換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅動高頻藕合器2產生強磁場，所述磁場能感應使燈泡3內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過程中輻射出的紫外線，燈泡內壁熒光粉受到紫外線發光。 高頻發1生器主要包括振蕩器、濾波器、整流器、開關器件、匹配網絡、驅動線圈和電弧的等效電路。它為耦合器提供一個高頻能量來激發和維持燈泡內的氣體放電。高頻發生器必須有一個很穩定的振蕩源和過濾電路，同時，它還有一個高的功率因數和一個低的諧波含量。 所有電子元器件都裝在一個鋁制電源盒里，這有雙重功能屏蔽無線電頻率干擾和進行熱傳導，以保證電子器件的長壽命。高頻發生器的輸出頻率是2. 65MHz。[0020] 每一種高頻發生器必須與同型號燈和耦合器組合配套使用。如果違反了這個基本準則，會毀壞燈的組件或產生電磁干擾。 所述高頻耦合器包括磁芯、高溫線、導熱棒、繞線架、底座、過渡件和同軸電纜。磁芯和高溫線的作用是產生高頻磁場。通過中間的導熱棒，線圈產生的多余的熱能和放電通過鋁制底座傳導到外面。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，這個散熱片必須是燈具的一部分。通過螺絲與燈具散熱片連接。[0022] 通過同軸電纜使耦合器和高頻發生器相連。同軸電纜與耦合器固定連接，而與高頻發生器通過螺釘可拆卸，目的是方便與燈具的連接。 銅制導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，另一層纏繞在初級線圈當中，但只有一頭與線圈相連，這樣第二個線圈的電場部分抵消了第一個線圈產生的電場，通過這一方式使公共模式終端電壓干擾下降到一個較低的值。 所述涂有保護膜和三基色熒光粉的泡殼、內管、汞齊、輔助汞齊等以及燈頭組成，內部充有低氣壓汞和惰性緩沖氣體。在燈泡中間有一玻璃內管，內管里面是耦合器。通過塑料燈頭，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，因為是長壽命燈，安裝在燈具上后，不用再拆卸。但有時(例如工作中或之后，需要換另外一種顏色的燈時)，燈泡也需要從耦合器上拆下來，但必須審慎。 節能熒光燈中有兩種汞齊，主汞齊位于泡殼底部的短管中，一旦燈穩定工作它就提供汞原子。輔助汞齊放置在一個緊貼凹腔的銦網上，并使銦網與放電熱接觸。 一旦通電汞很快從輔助汞齊中蒸發出來，在10s內就可以使燈達到80X的光輸出。而當燈關掉時，銦網快速冷卻，收集了燈泡中的大部分汞原子，以準備下次啟動。主汞齊確保在一個較寬的溫度范圍內保持穩定的光輸出。輔助汞齊確保輸出快速穩定。在熒光粉與泡殼中間涂覆了一層保護膜，點亮6萬小時后熒光粉的輸出維持特性還維持在開始時的70%左右。[0026] 下面對上述實施例中的一些具體電路進一步說明[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，干擾其他用電設備；其二，可阻止電力網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式電源濾波網絡，所要抑制的頻率主要是PFC的工作頻率約50kHz和DC/AC開關頻率2. 65MHz，以及這兩個頻率的高次諧波。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的射頻噪聲。RV1為壓敏電阻器，用來吸收尖峰脈沖過電壓。在電源電路中串接一個功率型NTC熱敏電阻器，能有效地抑制開機時的浪涌電流。R1、R2是X電容的泄放電阻。[0030] 電源濾波器內還包括如下三種電路[0031] —、功率因數校正器(PFC) MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因數校正芯片，其應用電路如圖3所示。[0033] 市電經電源濾波器和整流器得到脈動直流電。電流通過啟動電阻R10向C2充電至10V時，IC1開始工作。整流后的直流脈動電壓在R5的分壓作為取樣信號經IC1的③腳輸人乘法器。直流輸出電壓在R6和WR上的分壓經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直流誤差電壓，同時也輸人到乘法器。通過功率開關M0SFET的電流在源極電阻R9上轉換為電壓信號，輸人到IC1的 腳，并與乘法器的輸出電壓進行比較。隨AC電壓從零到峰值正弦地通過，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，PFC電路又是一種升壓型開關穩壓電源，使電磁燈的功率和光通量不會隨市電電壓的漲落而變化。[0035] 二、點燈逆變器 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。國際電工委員會CISPR巧允許對磁場感應標準的頻率范圍為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R19，R18加到電容C12上，C12開始充電。當C12上所充電壓達到觸發管(DIAC)D8-D16的轉折電壓時，DIAC由關斷轉為導通狀態。積分電容C12所儲存的電荷經DIAC加于振蕩變壓器BT1的初級 一繞組W20，依靠W22，W21兩個繞組使W-)Q81， Q82獲得幅度相等，相位相差1SOoO，驅動信號。在Q82導通時Q81被強迫關斷截止；Q81導通時，Q82又被強迫關斷截止。 逆變器的振蕩頻率由繞組W21， W22的電感量與場效應管Q81， Q82的輸人電容以及補償電容C81、 C82共同決定，燈回路網絡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。還要盡力優化Q81，Q82驅動信號的幅度和波形，使其自身功耗降到最低。二極管D8'有兩個作用正向時用來泄放C12上的電荷，防止逆變電路因誤觸發而出現"共同導通"現象，起保護作用；反向時，利用反向恢復時間的反向電流為振蕩變壓器輸人激勵信號。圖3中LZ， C14， C15為諧振電感和諧振電容，它們是設計中重要的參數。在啟動階段，燈泡的等效電阻很大，Lz，C14，C巧發生串聯諧振，諧振電路可以在燈兩端形成很高(約3000V)的點火電壓。電子燈引燃后，進人正常運行階段，泡體內電弧等效電阻在數百歐姆，當燈電流生成后，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點亮后由Lz穩定燈的電弧電流。與此同時，由于輸出回路的選頻濾波作用，點燈電能為一余弦波的電壓和電流，其頻率為激勵信號的基頻。[0039] 三、異常保護電路 當出現燈泡接線脫落或者燈泡漏氣等異常狀態時，電子燈不能正常啟動，諧振引火電路一直處于諧振狀態，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措施，就會造成點燈逆變器以及前級單元電路因過載而燒毀，甚至引起冒煙、爆裂等事故。異常保護電路如圖5所示。 在異常狀態時在諧振電容C14， C15的中點引出異常保護采樣電壓，通過電容C16， C18的分壓和D18， D19;R24整流后成為控制電壓，通過R25， R21和C19延時電路，在C19上得到隨時間上升的直流電壓，當此電壓大于DZ1的穩壓值時便被擊穿，可控硅MCR導通，通過阻塞二極管D17將Q82柵極與地短路，迫使半橋逆變電路停止工作。而在正常狀態下，C19上的電壓還未上升到DZ1的穩壓值，燈就點亮了，燈點亮后諧振電路便失諧，因而DZ1 —直處于截止狀態。R20的數值不能取得太大，其電流一般為l-2mA，保護電路的動作時間不能取得太大，一般為l-2秒。C20、R23起抗干擾作用，防止單向硅因干擾信號而誤動作。 以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求一種高頻電磁放電燈，其特征在于它包括一高頻發生器、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，所述高頻發生器將市電轉換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅動高頻藕合器產生強磁場，所述磁場能感應使燈泡內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過程中輻射出的紫外線，燈泡內壁熒光粉受到紫外線發光。
2. 如權利要求l所述的高頻電磁放電燈，其特征在于高頻發生器主要包括振蕩器、濾波器、整流器、開關器件、匹配網絡、驅動線圈和電弧的等效電路。
3. 如權利要求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、導熱棒、繞線架、底座、過渡件和同軸電纜組成。
4. 如權利要求3所述的高頻電磁放電燈，其特征在于所述涂有保護膜和三基色熒光粉的泡殼、內管、汞齊、輔助汞齊等以及燈頭組成，內部充有低氣壓汞和惰性緩沖氣體。
5. 如權利要求4所述的高頻電磁放電燈，其特征在于所述高頻發生器置于一個鋁制電源盒內。
專利摘要本實用新型涉及一種照明燈，尤其是一種節能照明燈。它包括一高頻發生器、高頻耦合器和涂有三基色熒光粉的燈泡三部分組成。所述高頻發生器將市電轉換為直流電后變換成高頻電能，高頻電能驅動高頻藕合器產生強磁場，所述磁場能感應使燈泡內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過程中輻射出的紫外線，燈泡內壁熒光粉受到紫外線發光。它采用高頻電磁感應耦合方式工作，取消了傳統的燈絲和電極，壽命長達6萬小時以上，是白熾燈的60倍，節能燈的12倍，高壓鈉燈的4倍。并且發光效率高，可達60Lm/W以上。比白熾燈節能70％以上，比高壓汞燈、高壓鈉燈、金鹵燈節能50％以上，具有極低的運行成本和維護成本。
文檔編號H01J65/04GK201518312SQ20092005280
公開日2010年6月30日 申請日期2009年3月18日 優先權日2009年3月18日
發明者劉蘭英, 宋友林 申請人:宋友林;劉蘭英