感應電力燈組件的製作方法

2023-07-12 12:05:46

專利名稱：感應電力燈組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及照明設備，更具體是涉及與感應電力照明應用相關的 燈組件。
背景技術：
儘管不是應用很廣，感應耦合照明系統是已公知的。傳統的感應 耦合照明系統一般包括具有由電源驅動的初級線圏(或"一次線團") 的初級電路，以及具有感應接收初級線圈功率的次級線圏(或"二次 線圏")的次級電路。感應耦合相對於傳統的直接電連接具有多種優 點。首先，感應耦合燈較硬連線的燈更加安全和容易連接和斷開。直 接電連接在安裝和拆除燈組件時一般必需操作電連接器。這一般比較 費事還會引起電擊的危險。 一般的，電連接器需要至少部分暴露，因 此增加了電擊的危險。另一方面，對於感應耦合燈不需要任何電連接 器的操作。實際上，燈組件的次級線團筒單的只需放置在初級線圏的 附近以將功率提供給燈組件。第二通過省去電連接器而消除了伴隨常 規電連接器的問題，諸如常規的電連接器易於腐蝕和磨損，從而提高 了系統的可靠性。當環境條件使電連接器處於潮溼條件時，這些問題 對戶外裝置更為敏感。當重複使用時，機械連接裝置也易於磨損而最 終失效。第三，感應耦合燈固有的可以減少燈組件上的電危害。如上 面提到的，燈組件與電源是電絕緣的。所有的電力必須通過感應從電 源傳送到燈組件.由於存在著對可以感應傳送至燈組件的功率的內在 限定，燈組件中的功率是受到限制的，電危害的風險被降低了。
儘管感應耦合燈提供了多種優於直接連接燈的重要優點，但是它 們存在著重大的缺點。感應耦合固有的較直接電連接低效。這一部分
是由於需要電能來產生和維持電磁場。常規感應耦合的低效率主要是 由拙劣的調諧電路導致的。這些低效率被初級線團和次級線圏中的震 動產生的噪音和吸熱的增加證明。這一效率問題在高功率燈應用中變得嚴重。而且已有的燈電路需要精確定位初級線團和次級線團以提供 合理的效率水平，這需要更精確的公差，並且限制燈組件和整個燈的 設計和結構。
燈具行業面臨的最大的可靠性問題之一是由電線或其他導電器貫 穿燈套筒而引起的。典型的，電線通過玻璃管座穿進燈的內部。由於 玻璃不易於粘附和密封導線，因此存在材料上的風險會導致在電線穿 過燈的位置發生洩漏。儘管已努力優化密封，但仍然存在重大的可靠 性問題.
對於常規感應電力燈，還存在伴隨著燈電路元件暴露在環境中而 產生的可靠性問題，比如，來自環境中的水或者溼氣可能會損害電路 元件。為了解決這一問題，至少一個感應電力照明系統將整個燈組件
密閉在密封的套筒中。Hutchisson等的美國專利US 5,264,997種披露 了一種燈，該燈安裝在印刷電路板上，與次級線團間隔多個接線端子。 印刷電路板包括各種感應耦合操作所需的電子元件。分隔外殼和透鏡 部分相互密封而形成圍繞燈、印刷電路板和次級線圍的不漏外殼。外 殼具體的設置為適合接受次級線團和與容納初級線團的燈座相互安裝 的形狀。儘管密封外殼提供了改進的對環境條件的保護，但是它相對 來說體積大，並且僅僅提供按照透鏡方向透射的光線。
由此可見，仍然需要一種效率高、在各種條件下具有改進的可靠 性、並且容易適合多種不同燈結構的感應耦合燈組件。

發明內容
上述問題通過本發明得以解決，其中燈組件中設有燈、為燈提供 電力的感應次級線圍和電容器.電容器與燈和次級線圍串聯，並且其 在工作頻率下的電抗約等於或者略小於燈和次級線閨在工作溫度下的 合成阻抗。結果，燈電路在諧振或者接近諧振條件下工作。對於放電 燈，串聯的電容器還起到限制次級電路中的電流的作用，排除電流非 控制的增加，不然對於放電燈會發生上述問題。
另一方面，本發明提供一種感應電力燈組件，其中整個燈組件電 路密封在透明套筒中。優選地，整個燈組件電路，包括次級線團和任 何相關的電容器，被密封在燈的套筒裡。在可選實施例中，次級線圍 和燈，以及任何電容器和啟動裝置被容納在笫二封閉的塑料、特富龍、 玻璃或者石英套筒中，並且沒有電線或其他部件穿過該套筒。在第二
水;^熱傳導或:絕緣。 一
在另一方面，本發明提供遠程啟動開關以提供對放電燈的預加熱。 在燈啟動期間的特定時間段內，開關使在次級線團上的電極短路。此外，該電路還可以具有串聯的電阻器以限制預加熱電流。在一個實施 例中，開關為優選由在燈控制電路中的相應線團產生的電磁場來啟動 的電磁開關。
本發明提供一種用於感應電力照明的簡單廉價的燈組件。由於燈 組件在諧振或接近諧振條件下進行工作，因此具有高的功率因數以及 高的效率。通過生熱性減少了能量消耗，並且即使在相對高功率的應 用下，也提供感應耦合的安靜工作。次級線團的效率不需要初級線圏 與次級線團的精確對準，因此允許燈和燈組件在布置和結構上具有更 大的自由度。密封套筒提供具有改進的對環境防護的燈電路，而沒有 限制光線從燈的傳輸。儘管具有許多光源，發出的光譜基於套管材料 的特定的透射性也許有損耗，比如，有些材料對紫外光不是高透射性 的。本發明允許功能性氣體截留在密封的套筒中，以增加或減少燈與 環境的隔離程度。此外，通過將整個燈電路密閉在燈套筒中，可省去 對穿過套筒的電線或者電導線的需要。這在大大減少生產損失的同時， 在很大程度上提高了燈的可靠性。同時，本發明的電磁開關提供了一 種常規啟動電路的廉價和可靠的備選方案。
以下，結合附圖對本發明進行詳細說明，本發明的這些以及其他 目的、優點和特徵變得更加明顯.


圖1為根據本發明一個實施例的燈組件的截面圖； 圖2為垂直於圖l所示截面圖的圖l所示燈組件的截面圖； 圖3為根據本發明一個實施例的燈電路的示意圖； 圖4為具有白熾燈的另一種可選燈組件的截面圖； 圖5為具有帶通用基座的白熾燈的另一種可選燈組件的截面圖； 圖6為具有卣素燈的另一種可選燈組件的截面圖； 圖7為具有在燈套筒外側設有基座的卣素燈的另一種可選燈組件 的截面圖8為具有不帶基座的面素燈的另一種可選燈組件的截面圖9為具有不帶外套筒的螢光燈的另一種可選燈組件的截面圖10為具有T-5或T-8型螢光燈的另 一種可選燈組件的截面圖11為用在圖IO所示燈組件中的燈電路的示意圖12為用在圖IO所示燈組件中的另一種可選燈電路的示意圖13為用在圖IO所示燈組件中的又一種可選燈電路的示意圖14為用在圖IO所示燈組件中的另外一種可選燈電路的示意圖15為具有PL型螢光燈的另一種可選燈組件的截面圖16為具有PL型螢光燈的另一種可選燈組件垂直於圖15所示截面的截面圖17為另一種可選燈組件的局部截面分解圖； 圖18為圖16所示另一種可選燈組件的一部分的截面圖； 圖19為另一種可選燈組件的一部分的截面圖；以及 圖20為又一種可選燈組件的一部分的截面圖。
具體實施例方式
根據本發明一個實施例的燈組件如圖1和2所示，並且一般被標 記為10。為了公開的目的，本發明首先結合被改裝在38瓦條件下使用 的例如用於水處理裝置中的常規PL-S型11瓦紫外線(紫外線)燈進 行描述。燈組件10通常包括燈電路12和外套筒70。燈電路12包括次 級線圏14、電容器16和燈18，全部串聯(參見圖3)。次級線團14 感應接收來自相關鎮流器(未示出)的初級線團(未示出)的功率。 串聯電容器16經過將在後面詳細描述的特定調諧，以使燈電路在特定 操作條件下諧振操作。整個燈電路12完全封閉在外套筒70中，包括 次級線團14、電容器16和燈18。至少一部分外套筒70是透明的，並 且沒有電線或其他元件穿過。
儘管結合PL-S型38瓦紫外線燈對下述實施例進行說明，本發明 旨在或適於用於各種類型或樣式的燈，包括放電燈，白熾燈，脈沖白 光燈和發光二極體("LED")燈。本公開提供多種顯示白熾燈和放 電燈的其他可選擇的實施例。這些實施例用以解釋本發明的廣泛應用 和適用性，並非是對權利要求範圍的限定。
多種用於啟動本發明的感應電力燈組件的鎮流器對本領域技術人 員來說是已公知的.因此，不再對鎮流器進行詳細描述。特別適用於 說明性實施例中的PL-S型38W紫外線燈的鎮流器在於2000年6月 12日提交的，申請號為No.卯/592194，標題為"流體處理系統(Fluid Treatment System)"的美國專利申請中公開，該申請在此作為參考被 整體引用.該鎮流器適於為本發明公開的所有實施例提供有效搮作，
I.燈的結構
如上所述，PL-S型38W紫外線燈優選包括用於封閉燈電路12 以保護其不受環境影響(參見圖1和圖2)的外套筒70。外套筒70優 選包括主體90和蓋92。主體卯一般為具有開口端和封閉端的圓柱形 管.燈電路12安裝進主體90後，蓋92在主體90的開口端上密封以 完全封閉燈電路12。燈電路12—般包括次級線團14、電容器16和燈 18.如下所述，燈電路12還可以包括啟動器35 (參見圖2)。燈18 為一般常用的具有石英套管的PL-S型燈，該石英套管具有兩個相互 連接共同限定處室28的平行的腿部72a-b。室28被部分抽空並且含有所需放電氣體，比如水銀蒸汽。管座32a-b設置在每個腿部72a-b的底 部。 一對普通的或者定製設計的電極26a-b被設置在室28內，在每個 管座32a-b的頂部安裝一個，在這個實施例中，外套管70優選由石英 製成以高效地透過紫外光。在非紫外線的應用中，外套管可由玻璃、 特富龍或者塑料製成，部分取決於燈產生的熱和燈的工作環境。例如， 另一種可選擇的外套管由一定長度具有密封相對端(未示出)的特富 龍管制成.特富龍管可以被裝配在燈組件的剩餘部分上，並且其相對 端可被巻起，或者密封以封閉特富龍套筒。優選的，特富龍管的每一 端利用熱和壓力向自己折回並巻曲。
燈組件IO還包括基座50和支板86，以將燈18的相對端保持在外 套筒內。基座50 —般為圓柱形且其尺寸適於被緊密裝配在外套筒70 內。除了保持燈18的一端外，基座50還容納燈電路12的多種電子組 件。基座50限定出圓形的凹槽80以容納次級線團14的繞組， 一對縫 隙82a-b以容納每個腿部72a-b的底端，和一對孔隙84a-b以容納電容 器16和任何所需的啟動器35。燈組件IO還可以包括設置在次級線團 和電極36a-b之間的熱反射器58。熱反射器58的形狀優選為匹配在其 安裝位置的燈套筒52的端面形狀，並且優選由常用的反射材料製備， 比如鋁或在適合基底上的鋁箔。支板86—般為盤形並且其尺寸的設定 使其緊密地裝配在外套筒70內。支板86優選包括凸出部88，以摩擦 裝配在石英套筒52的腿部72a-b之間.基座50和支板86的精確設計 和結構在不同的應用中是變化的，取決於外套管70和燈電路12的各 種部件的設計和結構。基座50和支板86優選由可以經受高溫的材料 製備，比如陶瓷或者高溫塑料。
在一個實施例中，在外套筒70和燈套筒52之間的空隙96被構造 以提供具有所需導電性或絕緣性的燈組件.例如，空隙96可以被抽空 以使燈與冷的環境隔絕。另一種選擇是，空隙96被填充較重的氣體， 如氬和氖，或者填充流體以在熱環境下傳導熱。在熱環境下從燈傳導 熱將有助於保護燈不致過熱，並且有助於提供最大強度。
在大多數應用中，燈組件IO還可以包括可使鎮流器感應燈組件10 存在的機構。這使鎮流器只有當安裝燈組件10時才能啟動初級線圍(未 示出).儘管感應機構在許多應用中並非必要的，特別是在低功率應 用中，但是其確實提供了更有效的設計以節約能量、減少生熱，並且 保護初級線團免於伴隨持續的操作引起的某種類型的損害.在一個實 施例中，燈組件10包括感應磁體60和鎮流器(未示出)，或者相關 的控制電路，包括被感應磁體60啟動的簧片開關(未示出)。更具體 而言，當燈組件10被安裝時，感應磁體60設置在靠近簧片開關(未 示出)處。來自感應磁體60的磁場導致簧片開關62關閉，由此向鎮流器或控制電路提供信號表明燈組件IO已處於適當的位置。感應磁體 優選安裝在基座50上，但是也可以安裝在其他所需的位置。另一種選 擇是，感應磁體60和簧片開關(未示出)可以被機械開關(未示出) 取代。比如，開關可被設置在通過燈組件10的安裝而機械關閉的位置 上。另一種選擇是提供燈以手動啟動的on/off開關，例如有選擇地開 和關鎮流器的撥動開關。
II.燈電路
現在將結合上述的PL-S型38W紫外線燈(參見圖1和2 )說明 燈電路12.如上所述，燈電路12通常包括燈18、次級線團14和電容 器16。燈電路12的示意圖如圖3所示.在這一實施例中，燈電路包括 單個次級線團14，優選由小直徑導線22構成的線團構成。次級線團 14的精確特性將作為初級線圈(未示出)和負載(如燈)的函數而隨 著應用的不同而變化。導線22優選常用的磁導線或絞合線(LITZ)，取 決於功率設定和熱耗散。導線優選環繞環形凹槽80內的基座50進行 纏繞，這使次級線團14具有中空芯。如果需要，中空芯24可以被其 他常用芯取代。導線的類型、導線匝數和芯的直徑(以及由此得到的 導線臣的直徑)將隨著應用的不同而變化，取決於各種因素例如初級 線團和燈18的負栽特性。選擇次級線團14的電感作為工作頻率和負 載(即燈)在供給功率下的阻抗的函數。更具體而言，次級線團14的 電感由下式確定
V^加站蹈M出F^ 負載的阻抗 次級線圈的電感=^ T^止a
2 x工作頻率
在38瓦的實施例中，次級線圉14被構造以接收來自在大約100 千赫的頻率下工作的初級線團的功率。次級線圏14包括72匝導線而 初級線圏包括135匝導線。在所述的38瓦實施例中，次級線團14在 100千赫頻率時具有196微亨的電感值，具有大約123歐姆的電抗值。 次級線團14優選安置在燈組件10的基座50中。選擇次級線圏的直徑， 使其緊密裝配在基座50內.次級線圏14通過引線51a-b與燈18電連 接。儘管次級線團優選為圓形，其也可以依據應用的不同而變化。例 如，次級線圏可以為方形、橢圓形、三角形、梯形、六邊形、或者甚 至為球形。次級線團優選與初級線團同心設置在外部或內部，或者兩 個線圏可端對端地設置。
選擇電容器16，以考慮機械約束提供最佳的功率因數校正，由此 在燈電路中提供諧振。功率因數優選.90或更大，並且更優選為.96或 更大，但是在一些應用中低一些的值也是可以接受的。沒有足夠的功 率因數修正，次級線圈中的電抗性電流將會反射回到初級線團中，成 為更低阻抗負栽。這將導致在工作功率和電流條件下的向上漂移，以及以在初級電路中的熱增量方式產生的更高耗損。這一效果與初始的 預期是相反的，但這確實是由於串聯諧振初級電路的反射阻抗的相反
性質產生的。試驗已經揭示在因數低於.90時，在初級線團中的電抗性 電流和損耗增加得非常快。這可能具有對效率有不良影響的材料，尤 其是當這些損耗被附加到由耦合因子和dc阻抗導致的損耗時.總的來 說，選擇電容器16，以具有約等於或者略小於燈18在其工作溫度時其 電阻阻抗和次級線團14的電抗阻抗。類似於次級線團14的電感，選 擇電容器的電抗作為給定功率下的工作頻率和負栽(即燈)阻抗的函 數。更具體而言，根據下式選擇電容器的電抗
電容器的電抗=在扭wc口— 1~~卞^+
負載的阻抗x2x工作頻率
在該電抗值時，電容器16、次級線團14和燈18將在接近諧振條件下 進行工作，提供高的功率因數並由此提供高效率。在說明性實施例中， 電容器16為接近12.9納法(nf).該值將響應初級線圏(未示出)、 次級線團14和/或燈18的變化而改變。
如上所述的次級線團和電容器公式給出了粗略大致的所需電容和 次級線圏電抗值。為了得到更精確的值(並且由此精確調諧功率因數， 限流效果和總體工作參數)，可以使用循環測試程序。在一些應用中 需要該循環測試以得到在所需次級電路中的效率水平。這些設計的工 作參數包括預加熱、觸發電壓和工作電流。所有的這些參數可以隨比 率、電容和電感的變化，通過調諧過程來配置.
雖然電容器16優選在燈18處於工作溫度時根據次級線圏14和燈 18進行調諧，電容器16也可以在其它時間調諧以提供最優的效率.比 如，在需要大電流以啟動燈的放電燈中，本發明可以用於在啟動時增 益電路。在這樣的應用中，選擇電容以具有約等於次級線團和電燈在 啟動溫度(而不是工作溫度)下的聯合阻抗的電抗。這將增加燈電路 在啟動期間的效率，允許使用具有更低電流最大值的鎮流器。
根據等離子體的性質，放電燈試圖維持電壓在基本上恆定的固有 電壓值處。結果，當次級線圏14產生超過燈的固有電壓的電壓時，燈 將消耗過多的功率。由於放電燈的阻抗響應電流而降低，因此燈電壓 產生不斷增加的更大的電流直至電路極限或自毀.上述問題通過電容 器16得以解決，其作用是限制供給燈的電流。電流限制功能是電容器 的固有特性。已確定使次級線圏處於諧振的電容值約等於能提供合適 電流限制的電容值。相應地，已確定在本發明中通過選擇電容值以提 供合適的整體功率因數獲得電流限制功能。
本發明被併入放電燈組件時，燈電路12優選包括常用的啟動器35 (參見圖2),輝光燈泡或者其他相等同的裝置。啟動器和輝光燈泡是 已公知的，因此不再在本申請中詳細描述。在放電燈組件的一個實施例中，常用啟動器被遠程啟動開關替代，比如電磁開關34(參見圖3)。 電磁開關34在電極36a-b之間串聯的接入，由此有選擇地允許開關34 關閉電極36a-b間的電路。當關閉時，開關34允許電流直接流過電極 36a-b，而不是通過需要電弧擊穿氣體。結果是，當開關34關閉時， 電極36a-b被快速加熱。優選基本垂直於初級線閨電磁場的方向設置 電磁開關34，以使電磁開關34不被初級線團的電磁場啟動，取而代之， 分離的線團38設置在電磁開關34附近，在此其可以被充電以選擇性 關閉開關34。微處理器40優選控制線圏38的工作，由此控制電磁開 關。微處理器40被編程在每次燈電路被通電時，在一個固定時間間隔 內給線團38充電。這關閉電磁開關，同時短路電極36a-b。另一種選 擇是，微處理器40可以被常用的單次計時器電路(未示出)替代，單 次計時器被構造用以在每次燈啟動時，給線團充電所需時間。
III.其他可選實施例
燈組件的配置在不同的應用中也許有顯著的變化，大體上取決於燈的 類型和相關的功率要求。本發明可以進行改進以允許在更廣泛種類的現有 的照明系統中使用。下列備選實施例描述了適於各種用途的多種可選實施 例。這些備選實施例旨在說明本發明的廣泛的適應性，而非是窮舉性的。
圖4示出了將本發明應用於白熾燈中的另 一可選實施例，在該實施例 中，燈組件110包括玻璃套筒152和塑料基座150。玻璃套筒152 —般為 燈泡形，並且包括向裡彎折並且通常為圓柱形的管座132。次級線圏114 圍繞管座132安裝在玻璃套筒152內。燈絲136以常規方式安裝在次級線 團上向上延伸至玻璃套筒152的球形部分.與上述實施例不同，本實施例 中基座150裝配到玻璃套筒152的外部。基座被構造與相應的插座(未示 出)相互固定。所示基座150—般為圓形並且包括被構造用以快速配合進 入相應的插座(未示出)中的環形凹進部156。基座150還包括上凸緣158 以提供用於從插座(未示出)上移走燈組件110的抓緊邊。但是，基座
例如，基座可以是帶有外螺紋的。如圖所示，燈組件110優選包括感應磁 體160。感應磁體160可以被裝配到基座150底面上的相應的保持壁162 上，如上所述，感應磁體160與磁性啟動開關協同作用，以提示初級線團 或者控制電路燈組件110的存在，這使初級線團只有在燈組件110處於適 當的位置時才被通電。如圖5所示，白熾燈組件110，可以被構造以能與常 規的通用基座進行工作。在該實施例中，基座150，包括一對安裝插腳 156a-b，其可以與常規的通用基座燈插座(未示出)中的匹配插槽互鎖， 圖6示出了應用於卣素燈中的本發明的另一可選實施例。在該實施例 中，燈組件210—般包括石英套筒252和陶瓷基座250。選擇套筒252和基座250的材料，以能承受卣素燈工作時特別高的溫度。石英套筒252優 選完全密封，並且不包括任何貫穿的元件，如導線或其他電連接器。燈絲 236、次級線團214和電容器216被封閉在石英套筒252內。在一些應用 中，電容器216對於提供可接受的效率水平不是必需的，因此相應可以去 掉。燈組件210進一步包括設置在燈絲236和次級線圍214之間的熱反射 器258。基座250可包括四分之一團的螺紋256a-b，其在相應的插座(未 示出)中相互螺紋配合，基座250可具有另一種可選擇的結構以便於安裝 在插座上。感應磁體260優選安裝到基座250的內底面上。
在可選擇的卣素燈組件210，中，石英套筒252，被縮短以剛好終止於 基座250，的頸部(參見圖7)內。次級線圍214，被移到石英套管252，的外部， 並且設置在基座250，中。在這個實施例中，次級線團214，與燈絲236，熱 量的絕緣。該實施例還可以包括感應磁體260，。
在另一個可選的卣素燈組件210"中，基座被省去，而感應磁體260" 被移入密封石英套筒252"的內部。如圖8所示，石英套筒252"限定了完 全圍繞套筒252"延伸的環形的凹進部256"，以使燈組件210"可被快速配 合ii^相應的插座(未示出)中，
另一個可選擇的實施例如圖9所示。在該實施例中，燈組件310包括 設置在燈套筒352外部的基座350，並且燈組件310不包括外套筒。燈套 筒352封閉電極336a-b以及所需的放電氣體如水銀蒸汽。次級線圏314、 電容器316、任何所需的啟動機構(比如常用的啟動器或者如上所述的磁 性啟動開關)以及所有電連接器被容納在基座350內，但是在燈套管352 外部。基座350被構造用以與常規通用基座相對應，並且包括一對安裝插 腳356a-b，其可以與燈插座(未示出)中的匹配插槽互鎖。基座350也可 以選擇被構造用以與其他插座結構相匹配。感應磁體360優選安裝在基座 350中。如果需要，該燈組件310也可以增加外套筒(未示出)以增加其 對環境的防護，如果包括外套管，外套筒優選除了基座350圍繞整體燈組 件延伸。基座350被安裝在外套筒的外部以使其可與燈插座相互配合。
圖10和圖11示出了應用於T5或T8型螢光燈中的本發明的另一可 選實施例.燈組件410包括加長的玻璃套筒452和一對次級線團414a-b， 每個位於套筒452的一端。由於兩個次級線團414a-b處於不同的物理位 置，電源優選被構造用以包括兩個分離的初級線團(未示出)，分別為兩 個次級線團414a-b提供電能。兩個初級線圏設置在鄰i^目應的次級線圍 處。典型地在線團414a-b之間均勻分配電能，但是並非嚴格必須。優選 次級線團414a-b被設置相反極性，每一個初級線團和次級線圏結合被構 造，用以保持給燈供電所需的半電壓和電流。套筒452優選包括在每一相 對端形成的環形管座432a-b以容納次級線圏414a-b。電極436a-b與每一 個次級線圏414a-b電連接。電容器416串聯連接在兩個次級線團414a-b之間.計算該實施例中的電容器416a-b的值的優選方法是，假定只使用 一個線圏，根據上述的方法(與披露的第一個實施例有關)對電路進行初 始分析。然後將這種假定情況下的單個電容值二等分，作為本實施例中兩 個電容416a-b中每一個的電容值。可選用的端蓋420a-b，優選由鋁製成， 被裝配在套筒452的相對端上。燈組件410可以包括常用啟動器435，如 圖11所示。在這個實施例中，需要在兩個次級線圏414a-b之間提供導體 498a-b。導體498a-b優選包含在燈套管452中，作為另一種可選方式， 磁性開關434a-b，或者其他遠程啟動開關可以替代常規啟動器。如圖12 所示，燈組件410，包括串聯安裝在每個次級線團414a-b，和其相應的燈絲 或電極436a-b，之間的分離開關434a-b。通過關閉該開關434a-b，從每個 次級線團414a-b，的電能直接提供給相應的燈絲。在這個實施例中，在次 級線閨414a-b，之間只有一個導體498，。電容器416，沿導體498，串聯連接，
圖13示出了用於雙線團燈組件410，，的另一可選電路。在這個電路中， 在兩個次級線團414a-b"之間不需要導體。代替的是，每一個次級線圏 414a-b，，包括專用開關434a-b"和專用電容器416a-b"。燈控制器優選被構 造用以使兩個開關434a-b"同時打開和關閉。計算電容器416a-b"的電容 值的最優方法是，假定只使用一個次級線團根據第一個實施例公開方法對 電路進行初始分析。然後二等分該假定配置的單個電容器的電容值，以作 為本實施例的兩個電容器416a-b"中每一個的電容值。在一些應用中，電 能不能在兩個次級線圏之間均勻分配。在這樣的實施例中，兩個電容器的 電容值間的比率應該與兩個次級線圏之間的功率比率相當。
圖14示出了用於雙線團燈410"，的另一個可選電路。在該實施例中， 僅設有一個次級線圏414，，，。次級線團414，"與位於燈相對端的電極 436a-b"，連接。該電路包括在線團間延伸的一對導體498a-b，"。設有常規 啟動器435"，或其他啟動機構，比如磁性開關，用以啟動燈，在這一實施 例中，優選根據第一個披露的實施例的方法選擇電容器416，"的電容值。
本發明應用在PL型螢光燈中的另一個可選擇的實施例如圖15和圖 16所示。在這一實施例中，整個燈電路被封閉在燈套管552中，並且不 包含外套管。如圖所示，燈組件510包括具有兩個相互連接的腿部502a-b 的燈套管552。該燈組件510可以包括上述任何種類的雙線團燈電路。為 了說明的目的，該實施例結合燈組件510進行描述，該燈組件具有安裝在 每個腿部502a-b的基座上的分離的次級線團514a-b。兩個次級線團 514a-b優選由圍繞或者鄰近燈組件510 —端的一個初級線團提供電力，每 個次級線圍514a-b與電極536a-b、電容器516a-b和磁性啟動開關534a-b 串聯。如上所述，結合實施例13所述的實施例選擇每個電容器516a-b的 電容值.該燈組件510還可以包括感應磁體560。
具有可選用的密封結構的可選擇燈組件610如圖17和圖18所示。如分解視圖17所示，燈組件610—般包括鎖緊環602，外套筒670，燈618 和基座650。鎖緊環602、外套筒670和基座650配合密封燈組件610。 如圖18所示將更清楚，基座650包括用以容納次級線圏614和燈618的 圓柱形中心部分652。更具體而言，燈618安裝在印刷電路板組件 ("PCBA" ) 654上，該印刷電路板組件優選支承燈組件610中的任何電 容器或啟動機構.燈/PCBA的組合件例如通過固定零件或者快速配合的 方式被安裝在基座650上.基座650還可以包括圍繞基座650的環形溝槽 656，用於容納外套筒670的端部。 一個O型團604圍繞中心部分652裝 配在環形溝槽656中。基座650可以包括環形肋(未示出)用以防止O 型圍604拱上中心部分652。 一旦被安裝，O型圏604設置在外套筒670 的內徑和基座650的中心部分652的外徑之間。在該位置，O型團604 不僅僅提供有效的防水密封，而且還可以作為震動阻尼器以對燈和外套筒 670之間震動進行減震。外套筒670—般為具有封閉端和開口端的圓柱形 管。圍繞外套筒670的開口端設有巻邊672或者其他凸緣。外套筒670通 過鎖定環602安裝固定在基座650上。鎖定環602 —般為環形並且裝配到 外套筒670和基座650上。鎖定環602通常具有倒L形狀的截面，並具 有徑向腿部674和軸向腿部676。徑向腿部674與巻邊672接合，軸向腿 部676與基座650的外表面接合。另一種選擇是，如圖19所示，鎖定環 602，和基座650，也可以被構造成可使軸向腿部676，可被裝配到環形溝槽 656，中。在兩個實施例中，軸向腿部676或676，被固定在基座650或650， 上以將外套筒670鎖定在基座650的環形溝槽656中。鎖定環602可以用 各種連接方式附接在基座650上.例如鎖定環602可以通過聲波或者熱焊 接的方式附接到基座650上。另一種選擇是，燈組件610"可包括下凸緣 678 (參見周20)的鎖定環602"，以使鎖定環602，被快速裝配到基座650， 上，或者可以在鎖定環和基座上設置螺紋(未示出)，以《吏鎖定環螺紋固 定到基座上。
上面描述的為本發明的多種實施例。只要沒有偏離所附權利要求 中所限定的精神和範圍，可以作出多種改進和變化，所述權利要求依 據專利法的等同原則進行解釋。任何以單數形式對權利要求中的部件 進行的引用，例如用"一個"、"這個"和"所述"，不應解釋為是 限制該部件為單個的。
權利要求
1、一種感應電力燈組件，包括具有一對電極的放電燈；用於接收來自感應初級線圈的功率的感應次級線圈，每個所述電極包括與所述感應次級線圈電連接的第一引線；和響應磁場在打開和關閉位置之間操作的磁力啟動開關，每一個所述電極包括與所述磁力啟動開關電連接的第二引線，在所述的關閉位置所述磁力啟動開關短路穿過所述感應次級線圈的所述電極以預加熱所述燈。
2、 如權利要求l所述的感應電力燈組件，其中磁力啟動開關，通過響 應與為所述感應次級線圏供電的磁場垂直的磁場，而進行操作。
3、 一種感應電力放電燈組件，包括 第一和第二次級線團；具有第一和第二電極的燈，所述第一電極與所述第一次級線團電連 接，所述第二電極與所述第二次級線團電連接；串聯連接在所述第一次級線團和所述第二次級線圏之間的電容器；和用以預加熱所述笫一電極和所述第二電極的啟動器，所述啟動器串 聯電連接在所述第一電極和所述第二電極之間。
4、 如權利要求3所述的感應電力放電燈組件，其中 每個所述第一次級線圈和所述第二次級線團包括第一和第二引線； 每個所述第一電極和所述第二電極包括第一和第二引線，所述第一電極的所述第一引線與所述第一次級線圏的所述第一引線電連接，所 述第二電極的所述第一引線與所述第二次級線團的所述第一引線電連接；所述電容器串聯連接在所述第一次級線團的所述第二引線和所述第二次級線圏的所述第二引線之間；以及所述啟動器串聯電連接在所述第一電極的所述第二引線和所述第二 電極的所述第二引線之間。
5、 如權利要求4所述的感應電力放電燈組件，其中所述笫一次級線團 和所述第二次級線團具有聯合電抗，所述燈具有基本等於所述聯合電 抗的阻抗，所述電容器具有基本等於或略小於所述燈的所述阻抗和所 述聯合電抗之和的電抗值.
6、 一種感應電力放電燈組件，包括 第一和第二次級線團；具有第一電極和第二電極的燈，所述第一電極與所述第一次級線團電連接，所述第二電極與所述第二次級線團電連接；串聯連接在所述第一電極和所述第二電極之間的電容器；以及 用以預加熱所述電極的第一遠程操作開關和第二遠程操作開關，所 述第一遠程操作開關串聯電連接在所述第一電極和所述笫一次級線團 之間，用以有選擇地短路穿過所述第一次級線圏的所述第一電極，所 述第二遠程操作開關串聯電連接在所述第二電極和所述第二次級線圏 之間，用以有選擇地短路穿過所述第二次級線團的所述第二電極.
7、 如權利要求6所述的感應電力放電燈組件，其中 每個所述第一次級線團和所述第二次級線團包括第一和第二引線； 每個所述第一電極和所述笫二電極包括第一和第二引線，所述第一電極的所述第一引線與所述第一次級線圏的所述第一引線電連接，所 述第二電極的所述第一引線與所述第二次級線團的所述第一引線電連 接；所述電容器串聯連接在所述第一電極的所述第二引線和所述第二電 極的所述第二引線之間；所述第一開關串聯電連接在所述第一電極的所述第二引線和所述第 一次級線圏的所述第二引線之間；以及所述第二開關串聯電連接在所述第二電極的所述第二引線和所述第 二次級線團的所述第二引線之間.
8、 如權利要求6所述的感應電力放電燈組件，其中所述第一次級線圏 和所述第二次級線團具有聯合電抗，所述燈具有基本等於所述感應次 級線圏的所述聯合電抗值的阻抗，所述電容器具有基本等於或略小於 所述燈的所述阻抗和的所述聯合電抗之和的電抗值。
9、 一種感應電力放電燈組件，包括 笫一和第二次級線團；具有第一和第二電極的燈，所述第一電極與所述第一次級線團電連 接，所述第二電極與所述第二次級線團電連接；串聯連接在所述第一電極和所述第二電極之間的電容器；以及 用以預加熱所述電極的第一和第二遠程操作開關，所述第一開關串 聯電連接在所述第一電極和所述第一次級線圏之間，用以有選擇地短 路穿過所述第一次級線團的所述第一電極，所述第二開關串聯電連接 在所述第二電極和所述第二次級線團之間，用以有選擇地短路穿過所 述第二次級線團的所述第二電極。
10、 如權利要求9所述的感應電力放電燈組件，其中每個所述第一次級線團和所述第二次級線團包括第一和第二引線；每個所述第一電極和所述第二電極包括第一和第二引線，所述第一 電極的所述第一引線與所述第一次級線圏的所述第一引線電連接，所述第二電極的所述第一引線與所述第二次級線團的所述第一引線電連接；所述電容器串聯連接在所述第一電極的所述第二引線和所述第二電 極的所述第二引線之間；所述第一開關串聯電連接在所述第一電極的所述第二引線和所述第 一次級線圏的所述第二引線之間；以及所述第二開關串聯電連接在所述第二電極的所述第二引線和所述第 二次級線圏的所述第二引線之間。
11、 如權利要求10所述的感應電力放電燈組件，其中所述第一次級線 團和所述第二次級線團具有聯合電抗，所述燈具有基本等於所述感應 次級線團的聯合電抗值的阻抗，所述電容器具有基本等於或略小於所 述燈的所述阻抗和所述第一次級線圏和所述第二次級線團的所述聯合 電抗之和的電抗值。
12、 一種感應電力放電燈組件，包括 笫一和第二次級線圏；具有第一電極和第二電極的燈，所述第一電極與所述笫一次級線團 電連接，所述第二電極與所述第二次級線圏電連接；第一和第二電容器，所述第一電容器串聯連接在所述第一電極和所述第一次級線圈之間，所述第二電容器串聯連接在所述笫二電極和所 述第二次級線圍之間；以及用以預加熱所述電極的第一和第二遠程操作開關，所述第一開關串 聯電連接在所述第一電極和所述第一次級線團之間，用以有選擇地短 路穿過所述第一次級線團的所述第一電極，所述第二開關串聯電連接 在所述第二電極和所述第二次級線圉之間，用以有選擇地短路穿過所 述第二次級線團的所述笫二電極。
13、 如權利要求12所述的感應電力放電燈組件，其中 每個所述第一次級線圏和所述第二次級線團包括第一和第二引線； 每個所述笫一電極和所述笫二電極包括笫一和第二引線，所述第一電極的所述第一引線與所述第一次級線團的所述第一引線電連接，所 述第二電極的所述第一引線與所述第二次級線團的所述第一引線電連 接；所述第一電容器串聯連接在所述第一電極的所述第一引線與所述第 一次級線團的所述第 一 引線之間；所述笫二電容器串聯連接在所述笫二電極的所述第一引線與所述第 二次級線團的所述第一引線之間；所述第一開關串聯電連接在所述第一電極的所述第二引線和所述第 一次級線團的所述第二引線之間；以及所述第二開關串聯電連接在所述第二電極的所述第二引線和所述第 二次級線團的所述第二引線之間.
14. 如權利要求13所述的感應電力放電燈組件，其中所述燈具有阻抗， 所述第 一次級線圏和所述笫二次級線圏的聯合電抗基本等於所述燈的所 述阻抗，所述第一電容器和所述第二電容器的聯合電抗基本等於或略小於 所述燈的所述阻抗和所述第一次級線圍和所述第二次級線團的所述聯合 電抗之和。
15. —種製造感應電力放電燈組件的方法，包括 提供包括第一電極和第二電極的放電燈；將用於接收來自感應初級線團的功率的感應次級線圏連接到所述第 一電極的第一引線和所述第二電極的第一引線的至少一個上，將在開啟和關閉位置之間進行操作的啟動器連接到所述第一電極的 第二引線和所述第二電極的第二引線的至少一個上，當在所述關閉位置 時，所述啟動器適用於短路穿過所述次級線圏的第一電極和第二電極的至 少一個，用以預加熱所述燈《且件。
16. 如權利要求15所述的方法，進一步包括將電容器串聯連接到所述次級線圏和所述燈上，其中所述次級線團具 有電抗，所述燈具有基本等於所述次級線圏的電抗的阻抗，所述電容器具 有基本等於或者略小於所述燈的所述阻抗和所述次級線團的所述電抗之 和的電抗值。
全文摘要
一種被構造用以感應接收來自初級線圈的功率的燈組件。該燈組件包括具有次級線圈的燈電路和串聯連接的燈。在第一方面，燈電路包括與燈和次級線圈串聯連接的電容器以調諧電路至諧振。電容器優選具有基本上等於或略小於次級線圈的電抗和燈的阻抗之和的電抗值。在第二方面，燈組件包括一個完全封閉燈電路的密封透明套筒，以使透明套筒完全封閉並且不能透過。透明套筒優選為燈套筒本身，在其內部設有次級線圈、電容器和任何所需的啟動器機構。
文檔編號C02F1/28GK101555999SQ20091013516
公開日2009年10月14日 申請日期2002年6月7日 優先權日2002年4月26日
發明者D·W·巴爾曼 申請人:通達商業集團國際公司