專利名稱：電路裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于給燈提供DC燈電流的電路裝置，該電路裝置只包括無源元件，并配有-電源輸入接線端，用于與供電電壓源的電桿連接，-整流設備，配有與電源輸入接線端耦合的兩個輸入接線端和兩個輸出接線端，用于由所述供電電壓源提供的低頻AC電壓產生DC電壓，-容性設備，耦合在電源輸入接線端和整流設備的輸出接線端之間，-負載電路，與整流設備的輸出接線端耦合，并包括用于與燈連接的接線端，以及-感性設備。
本發明還涉及緊湊型燈。
開篇中所述的電路裝置可由US4929871獲知。在已知的電路裝置中，感性設備和容性設備串聯設置在電源輸入接線端之一和由二極管橋構成的整流設備的輸入接線端之一之間。負載電路只包含用于燈連接的接線端。在工作期間，已知的電路裝置向負載提供DC電流。已知的電路裝置相對較簡單，并因此也相對較廉價。但已知的電路裝置的一個主要缺點是在穩定工作期間，在低頻AC電壓的每個半周期中燈電流過零。結果在低頻供電電壓的每個半周期中燈會熄滅。因此在燈是放電燈的情況下將不得不在低頻供電電壓的每個半周期中將燈二次點燃。這會降低燈電極的壽命，并造成二次點燃損耗。
本發明目的在于提供用于控制燈的電路裝置，該電路裝置相對廉價和簡單，并且沒有上述缺點。
因此，根據本發明，開篇中所述的電路裝置的特征在于，負載電路配有一個串聯裝置，該串聯裝置將整流設備的各輸出接線端連接起來，并包括感性設備和用于與燈連接的接線端。
由于在燈工作期間感性設備與燈串聯，當整流設備的輸入接線端之間的電壓接近零伏時，感性設備給燈提供“維生電流”。該“維生電流”從感性設備的第一接線端經過整流設備和燈流向感性設備的第二接線端。如果這樣選定(dimension)該電路裝置，使得燈電流決不會下降到零，則將這種工作稱為連續工作。因此，在連續工作的情況下和燈是放電燈的情況下，燈不會熄滅并且不需要在供電電壓的每個半周期都進行二次點燃。應該指出，也可以這樣選定電路，使得在整流設備的輸入接線端之間的電壓接近零的時間里維生電流變為零。這被稱為不連續工作。如果燈是放電燈，它將熄滅并且將不得不在供電電壓的每個半周期都進行二次點燃。已發現對于連續工作和不連續工作，根據本發明的電路裝置中的感性設備的電感和容性設備的電容都可以被選擇得比US4929871中披露的電路裝置小很多。因此，根據本發明的電路裝置可以明顯比已知的電路裝置體積更小、重量更輕。所發現的只存在于連續工作情況下的與現有技術相比的另一個重要的優點是，放電燈快速點燃而不會發“格達格達”的響聲，只產生來自電極的發射體材料的相對較小的濺射。由于感性設備只經受DC電流，感性設備中磁通量擺動和磁芯損耗相對較小，結果使電路裝置有效地工作。
容性設備的阻抗最好高于感性設備的阻抗。容性設備起限流器作用，而感性設備在供電電壓源沒有給燈提供電流期間的至少一部分時間里給燈提供電流。
由于象上述那樣感性設備的電感可以相對較小，感性設備可以包括帶有壓粉鐵芯的扼流器。因此可以以相對廉價和簡單的方式實現感性設備，而磁芯可以以許多不同的形式容易地制造。在電路裝置與緊湊型燈為一體的情況下，后一方面可能非常重要，因為可以選擇磁芯的形式，諸如例如釷化物(thoroid)，使得它可容易地安裝到緊湊型燈中，并提供由電路裝置向環境的良好導熱性。
整流設備可以包括二極管橋，但一種替代的方式是整流設備可以包括一個倍壓器。這在低頻供電電壓的幅度相對較低的情況下尤其有用。在容性設備由在倍壓器中所包括的兩個電容器構成的情況下，這些電容器既用作限流器又作為倍壓器的一部分，從而使用相對較少的元件實現了電路裝置中的不同功能。整流設備還可既包括二極管橋又包括倍壓器，該倍壓器包括二極管橋的二極管中的兩個和兩個電容器。整流設備在低負載時，即在由電路裝置控制的燈已點燃之前，基本上起倍壓器作用。以這種方式，即使在供電電壓源提供的低頻AC電壓幅度相對較低的情況下也實現了足夠高的點火電壓。在燈點燃之后，當負載已增大時，整流設備基本上起二極管橋的作用。
借助于本發明的電路裝置的相對較簡單的實施例已獲得了好的結果，其中電路裝置只包括構成容性設備、感性設備和整流設備的元件。
已發現，根據本發明的電路裝置非常適合于控制諸如低壓汞放電燈這樣的低壓放電燈以及諸如Philips CDM燈這樣的高壓放電燈。由于它包括相對較少的元件并因而相對較小，因此根據本發明的電路裝置非常適合于用在既包括根據本發明的電路裝置又包括與該電路裝置耦合的低壓放電燈或高壓放電燈的緊湊型照明單元中。特別是，根據本發明的電路裝置非常適合于用在緊湊型燈的鎮流設備中，該緊湊型燈包括-光源，帶有以氣密方式封閉并可透過可見光的容器，-外殼，與光源相連，并帶有燈罩，-鎮流設備，與光源電連接，用于控制光源，并且至少部分地定位在被外殼所包圍的空間中。
最好這樣選定電路裝置，使DC電流在緊湊型燈連續工作期間流過光源。
這種緊湊型燈的光源例如可以是低壓放電燈或高壓放電燈。
在這種緊湊型燈例如是緊湊型熒光燈，并且光源含有汞的情況下，如果光源包括汞齊則是非常有利的。已發現汞齊在很大程度上可補償電泳的影響，該電泳由于給燈提供DC電流而出現。最好汞齊含有鉛、鉍和錫，或鉍和銦。
將利用附圖描述本發明的實施例。在附圖中，
圖1示出有放電燈與之相連的根據本發明的電路裝置的第一實施例的示意圖；圖2示出有放電燈與之相連的根據本發明的電路裝置的第二實施例的示意圖；圖3示出有放電燈與之相連的根據本發明的電路裝置的第三實施例的示意圖；圖4示出帶有與之成一體的圖1中所示電路裝置的緊湊型熒光燈的示意圖，以及圖5示出作為時間的函數的、由圖1中所示電路裝置控制的放電燈的燈電流。
在圖1中，K1和K2是用于與供電電壓源的電桿相連的電源輸入接線端。電源輸入接線端K1借助于電容器C連接到整流設備的第一輸入接線端上，該整流設備在本實施例中由二極管橋D1到D4構成。電容器C構成本實施例中的容性設備。整流設備的第二輸入接線端連接到電源輸入接線端K2上。整流設備的各輸出接線端借助于扼流器L與用于燈連接的接線端T1和T2的串聯裝置而連接起來。在圖1所示實施例中，扼流器L構成感性設備。放電燈La與接線端T1和T2相連。放電燈與輝光開關啟動器S并聯。
圖1中所示電路裝置的工作如下。
當提供低頻AC電壓的供電電壓源的電桿與電源輸入接線端K1和K2相連時，低頻AC電壓被二極管橋整流，在接線端T1和T2之間出現DC電壓，在放電燈尚未點燃的情況下使DC電流流過輝光開關啟動器。該DC電流可以用于預熱燈的陰極。但是已發現這并不總是必要的。當輝光開關啟動器切斷流過它的DC電流時，扼流器在接線端T1和T2之間產生相對較高的DC電壓，在燈中引起擊穿。在電路裝置被選定用于連續工作的情況，它能夠在擊穿之后即刻提供一個相對較大的電流。結果產生可被維持足夠長時間的蒸氣電弧，用于在陰極上形成一個穩定的熱點。結果在放電燈點燃期間不出現輝光放電，并且因而基本上避免了燈電極材料的濺射。因此，相對于借助AC電壓而點燃的燈而言，電極壽命極大增加，進而燈壽命也增加。一旦點燃了燈，DC電流就流過燈和扼流器L。可以將該DC電流描述為恒定DC電流和其頻率為供電電壓源所提供的低頻AC電壓的頻率兩倍的AC電流之和。選定是這樣進行的，即使電容器C起限制DC電流的阻抗的作用。在本實施例中扼流器L包括壓制鐵粉的thoroid。當二極管橋的輸入接線端之間的電壓幅度下降到整流設備將供電電流從供電電壓源導引到燈中所需的值以下時，扼流器給燈提供“維生電流”。該“維生電流”從扼流器L的一端經過燈和全部四個二極管流回扼流器L的另一端。最好這樣選定扼流器L，使得“維生電流”在整流設備沒有導引供電電流的時間里不下降到零。一種替代的方式是可以這樣選定扼流器L，使得“維生電流”在整流設備沒有導引供電電流的時間里只有非常短的時間變為零。在該后一種情況下，一旦整流設備再次導引供電電流，燈將容易地二次點燃。在圖1中所示實施例的一個實際的方案中，電容器C的電容被選擇為2.2μF，而扼流器L的電感被選擇為1.6H。供電電壓源提供頻率為50Hz、幅度為均方根220伏的正弦AC電壓。已發現該電路裝置非常適合于控制額定功率為18瓦、燈頭電壓(burner voltage)約為80伏的低壓汞放電燈。
由圖1中所示電路裝置控制的低壓汞放電燈的燈電流形狀示于圖5中。沿縱軸以mA為單位畫出電流，沿水平軸以毫秒(msec)為單位畫出時間。可以看到電流是恒定DC電流和其頻率為供電電壓源所提供的低頻AC電壓的頻率兩倍的AC電流之和。恒定DC電流(＝維生電流)的幅度等于總燈電流幅度的最低值。該幅度在圖5中被示為一條水平線。由于所使用的供電電壓的頻率為50Hz，因此AC電流即燈電流的一部分的頻率是100Hz。
圖2中與圖1所示實施例中的電路部件類似的電路部件被標以相同的符號。在本實施例中整流設備由倍壓器形成，該倍壓器由電容器C1和C2以及二極管D1和D2構成。電容器C1和C2也是本例中的容性設備。倍壓器包括電容器C1和C2的第一串聯裝置。該第一串聯裝置與二極管D1和D2的第二串聯裝置并聯，并與扼流器L及燈連接接線端T1和T2的第三串聯裝置并聯。與輝光開關啟動器S并聯的放電燈La連接到接線端T1和T2上。電源輸入接線端K1連接到二極管D1和D2的公共接線端上。電源輸入接線端K2連接到電容器C1和C2的公共接線端上。在本實施例中整流設備的最大輸出電壓(即電容器C1和C2的串聯裝置上的電壓)等于低頻供電電壓的最大幅度的兩倍。在圖1所示實施例中整流設備的最大輸出電壓只等于低頻供電電壓的最大幅度。圖2中所示的實施例在低頻供電電壓的最大幅度相對較抵的情況下可以提供優勢。在其他情況下圖2中所示實施例的運行與圖1中實施例的運行類似，并且在此將不詳細描述。在圖2中所示實施例的一個實際的方案中，電容器C1和C2的電容被選擇為3.9μF，而扼流器L的電感被選擇為850mH。所使用的給電路裝置供電的正弦低頻供電電壓的幅度為均方根120伏，其頻率為60Hz。已發現該電路裝置非常適合于控制額定功率為18瓦、燈頭電壓約為80伏的低壓汞放電燈。
圖3中與圖1所示實施例中的電路部件類似的電路部件被標以相同的符號。在本實施例中整流設備既包括由二極管D1-D4形成的二極管橋，也包括由電容器C3和C4以及二極管D2和D4構成的倍壓器。電容器C3和C4分別與二極管D1和D2并聯。除了存在電容器C3和C4外，圖3中所示實施例與圖1中所示實施例類似。選擇電容器C3和C4的電容使之基本上相等，并且比電容器C的電容小得多。在點燃之前，當電路裝置的負載非常小時，整流設備基本上起倍壓器的作用，使燈La上的電壓高到足以點燃燈La。在點燃之后，整流設備基本上起二極管橋的作用，并且圖3中所示實施例的運行與圖1中所示實施例的運行相同。
在圖4中，光源8帶有以氣密方式封閉且可透過光的(放電)容器，并包括兩個電極陽極和陰極(未示出)。已注意到，由于不需要發射電子，陽極的構造可以尤其簡單。光源包含由惰性氣體的混合物構成的填充物。汞齊A存在于光源中陽極附近。外殼6與光源連接，并帶有燈罩3，在本例中外殼的該部分位于虛線A以下。該外殼例如可以由合成樹脂形成。B是圖1中所示的電路裝置。電路裝置B與光源電連接。這種連接在圖3中以虛線9表示。電路裝置B放置在外殼6所包圍的空間7中。E形成電路裝置B和設置在燈罩上的金屬觸點1和2之間的電流導引連接部。在燈工作期間供電電壓存在于所述觸點之間。
在燈工作期間，DC電流流過光源，導致汞離子沿光源陰極方向的遷移。這一過程被已知為電泳，并且可導致光源的光輸出的強烈下降，因為在放電容器的大部分中沒有汞。然而在圖3所示緊湊型燈中，汞離子通過電泳向陰極的遷移被陽極附近的汞齊帶來的汞原子的傳輸所補償。已發現光源的光輸出保持在恒定的水平，而與燈保持工作的時間無關。
權利要求
1.用于給燈提供DC燈電流的電路裝置，該電路裝置只包括無源元件，并配有-電源輸入接線端，用于與供電電壓源的電桿連接，-整流設備，配有與電源輸入接線端耦合的兩個輸入接線端和兩個輸出接線端，用于由所述供電電壓源提供的低頻AC電壓產生DC電壓，-容性設備，耦合在電源輸入接線端和整流設備的輸出接線端之間，-負載電路，與整流設備的輸出接線端耦合，并包括用于與燈連接的接線端，以及-感性設備，其特征在于，負載電路配有一個串聯裝置，該串聯裝置連接整流設備的各輸出接線端，并包括感性設備和用于與燈連接的接線端。
2.如權利要求1的電路裝置，其特征在于，容性設備的阻抗高于感性設備的阻抗。
3.如權利要求1或2的電路裝置，其特征在于，感性設備包括帶有壓粉鐵芯的扼流器。
4.如權利要求3的電路裝置，其特征在于，扼流器的磁芯是釷化物(thoroid)。
5.如前面一個或多個權利要求的電路裝置，其特征在于，整流設備包括二極管橋，而容性設備耦合在電源輸入接線端和二極管橋的輸入接線端之間。
6.如權利要求1、2、3或4的電路裝置，其特征在于，整流設備包括一個倍壓器。
7.如權利要求5的電路裝置，其特征在于，整流設備還包括一個倍壓器，該倍壓器包括二極管橋中的兩個二極管和兩個電容器。
8.如權利要求6的電路裝置，其特征在于，第一容性設備包括在倍壓器中所包括的兩個電容器。
9.如前面一個或多個權利要求的電路裝置，其特征在于，電路裝置只包括構成容性設備、感性設備和整流設備的元件。
10.一種緊湊型燈，包括-光源，帶有以氣密方式封閉并可透過可見光的容器，-外殼，與光源相連，并帶有燈罩，-鎮流設備，與光源電連接，用于控制光源，并且至少部分地定位在外殼所包圍的空間中，其特征在于，鎮流設備包括如前面一個或多個權利要求所要求保護的電路裝置。
11.如權利要求10的緊湊型燈，其特征在于，這樣選定感性設備，使得在燈工作期間DC燈電流是連續的。
12.如權利要求10或11的緊湊型燈，其特征在于，光源包括汞和汞齊。
13.如權利要求12的緊湊型燈，其特征在于，汞齊含有鉛、鉍和錫。
14.如權利要求12的緊湊型燈，其特征在于，汞齊含有鉍和銦。
全文摘要
本發明涉及一種用于給燈提供DC燈電流的電路裝置,只包括無源元件,并配有電源輸入接線端,用于與供電電壓源的電桿連接;整流設備,配有與電源輸入接線端耦合的兩個輸入接線端和兩個輸出接線端,用于由所述供電電壓源提供的低頻AC電壓產生DC電壓;容性設備,耦合在電源輸入接線端和整流設備的輸出接線端之間;負載電路,與整流設備的輸出接線端耦合,并包括用于與燈連接的接線端,以及感性設備。根據本發明的負載電路配有只有無源元件的串聯裝置,所述串聯裝置將整流設備的各輸出接線端連接起來,并包括感性設備和用于與燈連接的接線端。該電路裝置簡單、廉價,并且非常適合于用來控制放電燈和安裝到緊湊型燈中。
文檔編號H01J61/56GK1249895SQ98803045
公開日2000年4月5日 申請日期1998年10月21日 優先權日1997年11月10日
發明者P·格拉德茲基, U·貝克, H·雷茨, J·A·A·維恩特詹斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司