多相電磁感應無電極的螢光燈的製作方法
2023-05-17 20:08:56 1
專利名稱：多相電磁感應無電極的螢光燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明螢光燈、特別是一種多相電磁感應無電極的螢光燈領域。
背景技術：
目前普遍使用的照明用的電光源可分為幾代。第一代為白熾燈泡，優點是價格低，規格 多，缺點是鎢絲壽命短，發熱多，光效低，不符合節能減排的要求，2007年3月9日歐盟 首腦會議公告，三年內淘汰白熾燈泡。第二代為螢光燈，其機理為燈管內紫外線激勵使內壁 螢光粉發光，光效較高，缺點是燈絲電子粉壽命短，燈功率難超過兩三百瓦，且燈功率越大 燈壽命越短。第三代為高強度氣體放電燈，無燈絲，有電弧電極，實質是在高氣壓燈泡內可 控短電弧放電發光，優點是電弧光效高，電極壽命較長，規格可從十瓦到數千瓦，缺點是有 "聲共振"和"熱啟輝"困難問題，燈的電弧穩定性及燈恆功率控制難度大。第四代為半導 體發光二極體，沒有燈絲和電弧，由半導體電子能帶躍遷而發光，光效高，壽命長，燈電流 恆流控制技術成熟，缺點是單燈功率太小，燈光"明而不夠亮"，單燈價格高，用小功率多 燈積分集合成大功率燈的價格更昂貴，成本門檻太高。近年開發的第五代電光源無電極螢光 燈，沒有螢光燈的電極和電子粉，用高頻磁場直接磁致激勵螢光粉發出螢光，光效高，壽命 長，且高頻磁控技術成熟，燈光明亮而不刺眼，屬於柔和發光不眩目環保光源。目前現有的高頻磁感應螢光燈，全部是單相高頻結構，受單相結構的束縛，難以做出更 大功率的電磁感應無電極螢光燈。發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種採用多相高頻結構製造的大功率多相電磁感應無 電極的螢光燈。本發明解決以上技術問題採用的技術方案是電磁感應無電極的螢光燈採用多相高頻的 方式，包括高頻多相電流發生及控制器、高頻電磁耦合線圈、螢光燈及其聯通管，高頻電流 發生及控制器為高頻三相或以上的多相，高頻電磁耦合線圈的數量、螢光燈管的激磁聯通管 數量與高頻電流發生及控制器的相數相同，每個螢光燈管激磁聯通管外設置一個單相高頻電 磁耦合線圈。高頻多相電流發生及控制器與高頻電磁耦合線圈的電路為高頻電磁耦合線圈各個線圈 首尾相串聯成環形，高頻電流發生及控制器的每相輸出接一個高頻電磁耦合線圈的首端，高 頻電流發生及控制器的每相由一個電感與電子開關相串聯而成，其串聯接點為輸出點，電子 開關上並聯一個高頻諧振電容及一個反向並聯的二極體，反並二極體的負極接高頻電磁耦合線圈的首端，儲能電感另一端接電源正極，反並二極體的正極接電源負極。 電子開關的導通及關閉由單片機控制，電子開關為電力電子器件。多相高頻電磁感應無電極螢光燈的螢光燈聯通管為三條時結構可為日字形兩條螢光燈 管平行且在同一個平面上，兩燈管通過三條空心聯通管相連。或為方向盤形環形螢光燈管與三條或以上聯通管在同一個平面上，聯通管的一端連接 於同一處，各條聯通管的另一端均勻分布連通於同一平面上的一個圓環內。多相高頻電磁感應無電極螢光燈的螢光燈聯通管為三條或以上時結構可為雙環形各條 聯通管一端均勻分布連通於一個圓環管內，另一端連通於另一個圓環管內。或為平面形各條聯通管一端連通於一個中空的平板玻璃腔內，另一端連通於另一個中 空的平板玻璃腔內。或為圓環形加平面形各條聯通管一端連通於一個圓環管內，另一端連通於一個中空的 平板玻璃腔內。本發明的技術方案結構簡單，性能可靠，可以用價格低廉的中小功率高頻開關管、高頻 磁場合成做出大功率無電極感應螢光燈。在電子開關功率規格相同的條件下，加多相數即可 以增大長壽命無電極感應螢光燈的功率，或延長燈壽命，或縮小電力電子開關模塊體積。性 價比明顯優於第四代半導體發光二極體照明燈。
圖1為本發明的多相高頻電流發生及控制器拓撲原理圖。圖2為本發明的高頻三相日字形螢光燈管方案示意圖。圖中l-螢光燈管，2-高頻感應線 圈，3-聯通管圖3為本發明的高頻三相方向盤形螢光燈管方案示意圖。圖中4-高頻感應線圈，5-螢光 燈管，6-聯通管圖4為本發明的高頻三相雙環形螢光燈管方案示意圖。其中下圖為上圖的俯視圖。圖中 11-螢光燈管，12-高頻感應線圈，13-聯通管。圖5為本發明的高頻三相雙平面腔形螢光燈方案示意圖。圖中7-螢光燈管(發光面a、 b 面)，8-高頻感應線圈，9-聯通管，10-螢光燈管(發光面c、 d面)。圖6為多相高頻電磁感應無電極的螢光燈的工作原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明進一步說明如圖l所示，圖中高頻電力電子開關(Sl、 S2、 S3)受控於單片機，由單片機按正弦脈 寬調製SPWM程序，分別控制電力電子開關(Sl、 S2、 S3)的通斷時間。當電力電子開關導 通時， 一方面把直流電能儲存在儲能電感U (或Lb、或Lc)，另一方面，當電力電子開關(Sl、 S2、 S3)截止時，儲能電感(La、 Lb、 Lc)放電，成為多相諧振迴路Lab (或Lbc、 或Lca)與電容C1 (或C2、或C3)激勵電力電子開關。由於電力電子開關(Sl、 S2、 S3) 的導通與斷開，在儲能電感(La、 Lb、 Lc)上分別得到不同相序的單相高頻諧振LC迴路。 把諧振電感Lca—Lab^Lbc耦合到同一隻螢光燈，合成多相高頻電磁場直接激勵螢光粉發 光，就成為磁致發光的長壽命無電極螢光燈。以三相方向盤形螢光燈管方案為例，圖6中，將三組單相高頻諧振線圈Lca、 Lab、 Lbc 分別接到如圖l所示的多相高頻電流發生及控制器，於是，三相高頻電流i/-120° 、 i/J、iZm^按相序流過這三組高頻諧振線圈的繞組，諧振電感(Lca、 Lab、 Lbc)作為原邊電 流分別在三條聯通管中產生感應電流ia、 ib、 ic，並在方向盤形螢光燈管之中，形成相 電流iab、 ibc、 ica。正是在方向盤形螢光管中的高頻電流產生的高頻磁場，直接激勵熒 光燈管內壁塗敷的螢光粉，磁致發光的螢光粉把高頻磁場能量高效轉化為光能，而不必經過 鎢絲大量發熱達到電子粉逸出溫度，這是本發明螢光燈管光效高於有燈絲電子粉螢光燈的內 在原因。另外，高頻電力電子開關的開關損耗，與高頻開關的工作頻率成正比，應用多相高頻磁 感應合成技術得到的大功率高頻磁場的頻率，具有比單相高頻開關頻率的倍頻效果，.例如， 單相高頻開關頻率為f，如採用三相高頻磁感應合成技術得到的大功率磁場的頻率F為三倍 頻F=3f，這就意味著可以用工作極限頻率較低、工作開關損耗較小的電力電子開關管，將 本申請的高頻磁合成技術用於多相高頻感應無電極、大功率螢光燈的工作頻率可以不受電力 電子開關管允許工作極限頻率的束縛，意味著電力電子開關器件可以有更寬的選擇性，對控 製成本更有利。
權利要求
1.一種多相電磁感應無電極的螢光燈，包括高頻電流發生及控制器、高頻電磁耦合線圈、螢光燈管，其特徵是多相電磁感應無電極螢光燈包括高頻多相電流發生及控制器、高頻電磁耦合線圈、螢光燈及其聯通管，高頻電流發生及控制器為高頻三相或以上的多相，高頻電磁耦合線圈的數量、螢光燈管的激磁聯通管數量與高頻電流發生及控制器的相數相同，每個螢光燈管激磁聯通管外設置一個單相高頻電磁耦合線圈。
2. 如權利要求l所述的多相電磁感應無電極的螢光燈，其特徵是高頻多相電流發生及控 制器與高頻電磁耦合線圈的電路為高頻電磁耦合線圈各個線圈首尾相串聯成環形，高頻電 流發生及控制器的每相輸出接一個高頻電磁耦合線圈的首端，高頻電流發生及控制器的每相 由一個電感與電子開關相串聯而成，其串聯接點為輸出點，電子開關上並聯一個高頻諧振電 容及一個反向並聯的二極體，反並二極體的負極接高頻電磁耦合線圈的首端，電感另一端接 電源正極，反並二極體的正極接電源負極。
3. 如權利要求1或2所述的多相電磁感應無電極的螢光燈，其特徵是電子開關的導通及關閉由單片機控制，電子開關為電力電子器件。
4. 如權利要求1或2所述的多相電磁感應無電極的螢光燈，其特徵是多相高頻電磁感應無電極螢光燈的螢光燈聯通管為三條時結構為日字形兩條螢光燈管平行且在同一個平面上，兩燈管通過三條空心聯通管相連。
5. 如權利要求1或2所述的多相電磁感應無電極的螢光燈，其特徵是多相高頻電磁感應無電極螢光燈的螢光燈聯通管為三條或以上時結構為方向盤形環形螢光燈管與三條聯通管在同一個平面上，三條聯通管的一端連接於同一處，各條聯通管的另一端均勻分布連通於同 一平面上的一個圓環內。
6. 如權利要求1或2所述的多相電磁感應無電極的螢光燈，其特徵是多相高頻電磁感應無電極螢光燈的螢光燈聯通管為三條或以上時結構為雙環形各條聯通管一端均勻分布連通於一個圓環管內，另一端連通於另一個圓環管內。
7. 如權利要求1或2所述的多相電磁感應無電極的螢光燈，其特徵是多相高頻電磁感應無電極螢光燈的螢光燈聯通管為三條或以上時結構為平面形各條聯通管一端連通於一個中空的平板玻璃腔內，另一端連通於另一個中空的平板玻璃腔內。
8. 如權利要求1或2所述的多相電磁感應無電極的螢光燈，其特徵是多相高頻電磁感應無電極螢光燈的螢光燈聯通管為三條或以上時結構為圓環形加平面形各條聯通管一端連通於一個圓環管內，另一端連通於一個中空的平板玻璃腔內。
全文摘要
一種多相電磁感應無電極的螢光燈，包括高頻多相電流發生及控制器、高頻電磁耦合線圈、螢光燈及其聯通管，高頻電流發生及控制器為高頻三相或以上的多相，高頻電磁耦合線圈的數量、螢光燈管的激磁聯通管數量與高頻電流發生及控制器的相數相同，每個螢光燈管激磁聯通管外設置一個單相高頻電磁耦合線圈。本技術方案結構簡單，性能可靠，可用價格低廉的小功率高頻開關管，高頻磁場合成做出大功率無電極感應螢光燈，性價比明顯優於第四代半導體發光二極體照明燈。
文檔編號H05B41/24GK101236884SQ200810073430
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月21日 優先權日2008年1月21日
發明者王希天, 王桂光, 王桂風, 同 甘, 申莉萌 申請人:深圳唐微科技發展有限公司