可調光式高頻螢光燈照明裝置的製作方法
2023-12-01 20:21:26 2
專利名稱：可調光式高頻螢光燈照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種螢光燈照明裝置，尤其是一種利用頻率可調的高頻電源對螢光燈進行調光的可調光式高頻螢光燈照明裝置。
技術背景目前，在室內照明中，已出現各種類型的螢光燈，而且在許多場合它們正逐步代替白熾燈成為室內照明的主體，但是螢光燈的調光到目前為止還沒有得到很好的解決，因此在需要調光的情況下，仍應用著白熾燈泡與一個簡單的「可控矽調相調光器」配合而獲得滿意的調光效果。
最近市場上出現應用「可控矽調相調光器」對緊湊型螢光燈進行調光的產品，但這種可調光用的螢光燈的缺陷是線路很複雜，體積較大，可靠性低，而成本極高，因此這種燈具很難普及。
發明概述本實用新型的目的在於解決當前可調光螢光燈存在的缺陷而提供一種由頻率可調的高頻電源以及適於進行調光的螢光燈電路構成的可調光式高頻螢光燈照明裝置，並且上述電源除了可對螢光燈進行調光外，還可以廣泛地應用於不調光的場合。
實現上述目的的技術方案是一種可調光式高頻螢光燈照明裝置，包括頻率可調的電源(1)、由燈管(3)和配合線路元件組成的螢光燈(2)，其中，配合線路元件包括一電感(L)、一電容(C)和一熱敏電阻(RT)，所述電感(L)的一端與電源的輸出端之一連接，另一端與燈管(3)的陰極(a點)連接，所述電容(C)和熱敏電阻(RT)並聯後與燈管(3)的陰極(b，d點)連接。
如以上所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其中，所述電容(C)和熱敏電阻(RT)串聯後與燈管(3)的陰極(b，d點)連接。
如以上所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其中，所述電感(L)具有兩個繞組(l1和l2)，一個繞組(l1)與燈管(3)的陰極(a、b點)連接，另一個繞組(l2)與燈管(3)的陰極(c，d點)連接。
如以上所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其中，所述電感(L)的感抗為1mH～20mH，所述電容(C)的容量為1nF～20nF和所述熱敏電阻(RT)的冷阻小於10KΩ。
如以上所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其中，所述電源包括一濾波及整流電路(11)、一功率因數調整電路(12)和一頻率控制及開關電路(13)，其頻率可調範圍為10～200KHZ。
由上可見，由於本實用新型的可調光式高頻螢光燈照明裝置中的螢光燈線路元件只有一個電感(L)、一個電容(C)和一個熱敏電阻(RT)三個元件，這與低頻供電的螢光燈，例如具有數十個線路元件的緊湊型螢光燈中相比較，會明顯地發現其線路元件數量大大減少。此外，對於傳統的電子鎮流器分立的直管形螢光燈而言，其獨立的電子鎮流器也具有數十個元件，採用高頻供電線路時，同樣可簡化為上述的三個元件；並且對於電感鎮流器和啟輝器的螢光燈而言，也可簡化為使用一個體積很小的電感，一個電容和一個熱敏電阻。根據上述之技術說明可知，本實用新型的突出特點是螢光燈的配合線路和元件可得到很大簡化，這使得高頻供電螢光燈的成本大大降低，並具有體積縮小，性能可靠，同時又可獲得穩定的調光功能。
因此，儘管頻率可調的高頻電源與可調光的高頻螢光燈是兩個獨立的產品，但它們通常又是互相配合使用的。因而，特別是在用本實用新型的頻率可調的高頻電源和相配合的可調光的高頻螢光燈組成的照明系統時，將可以通過自由調節電源的頻率來達到穩定調光的目的。
附圖簡述
圖1是本實用新型的線路原理示意方框圖；圖2是本實用新型的頻率可調的高頻電源的電路圖；圖3是本實用新型的螢光燈和配合線路元件之一的連接圖；圖4是本實用新型的螢光燈和配合線路元件之二的連接圖；圖5是本實用新型的螢光燈和配合線路元件之三的連接圖；圖6是採用本實用新型的電源和螢光燈等通過輸電饋線組成的一個應用電路的示意方框圖。
發明的詳細說明請參閱圖1至圖3，本實用新型的可調光式高頻螢光燈照明裝置包一頻率可調的高頻電源1、一由燈管3和配合線路元件組成的螢光燈2，其中，電源1是一個獨立的裝置，由一濾波及整流電路11、一功率因數調整電路12和一頻率控制及開關電路13組成。此電源的輸入為市電電源，而輸出則為高頻率的電源。為了實現對螢光燈的調光，此裝置的頻率控制及開關電路13中設有手動的旋扭，可對輸出電源的頻率進行調節。頻率的工作範圍為10KHZ～200KHZ，其輸出的(高頻)電壓一般為230V，與市電的電壓230V相同，但也可以大於市電的電壓。因此，所述電源輸出的輸出端的輸出饋線與市電使用的輸電饋線相同。這是由於頻率較高，不適宜使用絞合的軟線。在使用時，螢光燈是通過相適應的普通燈座，接入高頻電源。
頻率的可調範圍為10KHZ～200KHZ，因此高頻電源的輸出饋線應與市電使用的饋線是相同的，這是由於頻率較高，不適宜使用絞合的軟線。螢光燈是通過相適應的普通燈座，接入高頻電源。
螢光燈2為可調光式高頻螢光燈，包含一燈管3和配合線路及元件。它與普通用於市電的螢光燈不同在於以下將要說明的配合線路和元件的差別，而使用的燈管3是完全相同的，例如對於使用分立式電子鎮流器或電感式鎮流器的直管型、環形等螢光燈，只是分立式的電子鎮流器或電感鎮流器不同，而直管型、環形等螢光燈的燈管是相同的。其原因是可調式高頻螢光燈除了必須適用高頻率的電源外，還要達到調光的目的。
配合線路及元件包括一電感L、一電容C和一熱敏電阻RT。它們可以與燈管3採用下列三種連接方式在配合線路及元件之一中，所述電感L為單一的電感元件，一端與電源1的輸出端之一連接，另一端與燈管3的陰極a點連接，所述電容C和熱敏電阻RT並聯後與燈管3陰極b、d點連接，此外，電源1的輸出端之另一與燈管3陰極c點連接。
請參閱圖4，在配合線路及元件之二中，所述電感L採用具有一個主電感和兩個繞組l1和l2的電感，一個繞組l1與燈管的陰極的a、b點連接，另一個分繞組l2與燈管的c、d點連接，而螢光燈的配合線路及元件，如主電感、電容C和熱敏電阻RT、電源1和燈管3等之間的連接與配合線路及元件之一中相同。
上述結構的照明裝置的調光原理燈管的調光是通過調節電源的輸出頻率而達到的。由於在螢光燈2的線路元件中都接入一個電感L進行鎮流(參看圖3)，而電感L的感抗是隨著工作頻率的升高而升高，當感抗升高時，供應給燈管3的功率便下降，使燈管發光亮度下降。因此調節提高輸出電源1的頻率便可達到調光的作用。
調光時陰極的溫度補償原理螢光燈燈管3通常是採用熱陰極工作，即燈管在點燃時其陰極必須具有一定的溫度，以維持具有足夠的熱電子發射能力。當陰極溫度低於要求的最低數值時，陰極便會受到能量很大的離子轟擊使陰極很快損壞。當在調光時，由於燈管的輸出功率下降，導致陰極的溫度下降，必然要出現低於要求的陰極溫度，因此進行溫度補償是保證燈管壽命的必要措施。為此，在本實用新型中，燈管3工作時可使燈管陰極獲得足夠溫度主要有兩個來源，一是燈管3放電時陰極受到離子的轟擊而發熱；二是流經電容C的電流對陰極加熱。參看圖3，在調光時，由於頻率是上升的變化，使電容器C的容抗下降，因而流經C的電流便增加，這樣便補償了由於燈管3功率下降帶來的陰極溫度不足的缺陷問題。
為獲得更多的溫度補償，我們設計了圖4所示的線路。在線路的鎮流電感器L中，增加了兩個耦合繞組l1和l2，分別接入燈管的兩個陰極。當調光時，由於頻率的升高，鎮流電感的感抗上升，即電感上的電壓增加，因而感應到耦合繞組的電壓也上升，這樣使到陰極的溫度獲得更多的補償。
請參閱圖5，在配合線路及元件之三中，除了電感L、電源1和燈管3之間的連接與配合線路及元件之一中相同外，不同的是所述電容C和熱敏電阻RT串聯後與燈管3的陰極b、d點連接。
在本實用新型的實施電路應用中，可由一個電源和一個或多個螢光燈組成照明裝置或系統，例如圖6中接入的螢光燈是4個，它們通過輸電饋線連接組成可對燈管調光的輸電線路。此時，不論接入的螢光燈的數量多少，只要是接入燈的總和功率不能超過可調的高頻螢光燈電源輸出額定功率便可。但是，當接入的燈管數量較多，在一起開燈時，會出現一個瞬時對電源的大負載衝擊。為減輕這種衝擊，我們設計了如以上圖5所示的可調光高頻螢光燈的線路。從圖5的電路中看到，當開燈瞬間流經電容C的電流將受到熱敏電阻RT的限制，從而降低瞬間衝擊電流。降低開燈時對高頻電源衝擊的措施。
在配合線路及元件之一至三中，電感L的感抗為1mH～20mH，電容CD容量為1nF～20nF和熱敏電阻RT的冷阻小於10KΩ。
現列舉一本照明裝置的一應用性實施例，其中，採用一個頻率可調的輸出額定功率為100W的高頻電源，通過15米長的平行饋線均勻分布地並聯接入10個9W功率E27型標準螢光燈燈管。所述高頻電源的電路可由現有的一些電路部分構成，如圖2所示。在圖的右部的頻率控制及開關電路13中有一可變電位器R19，它是用於調整輸出電源的頻率。可調光高頻螢光燈的配合線路及元件採用圖5所示的裝制而成。然後，對接入燈管進行性能測定。
測定的結果如下1，輸出高頻電源電壓為220V～350V；2，輸出高頻電源電壓的基頻為40KHZ；3，調光時頻率的變化為40～90KHZ4，「可調光高頻螢光燈」的亮度變化幅度100％～20％；5，在整個調光過程中，螢光燈點燃穩定，無出現閃爍的現象，陰極保持足夠的溫度，因而不影響燈的壽命；6，整個調光過程中系統的功率因數大於0.95；7，裝置符合EN55015電磁幹擾的要求。
權利要求1.一種可調光式高頻螢光燈照明裝置，包括頻率可調的電源(1)、由燈管(3)和配合線路元件組成的螢光燈(2)，其特徵在於配合線路元件包括一電感(L)、一電容(C)和一熱敏電阻(RT)，所述電感(L)的一端與電源的輸出端之一連接，另一端與燈管(3)的陰極(a點)連接，所述電容(C)和熱敏電阻(RT)並聯後與燈管(3)的陰極(b，d點)連接。
2.如權利要求1所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其特徵在於所述電容(C)和熱敏電阻(RT)串聯後與燈管(3)的陰極(b，d點)連接。
3.如權利要求1所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其特徵在於所述電感(L)具有兩個繞組(l1和l2)，一個繞組(l1)與燈管(3)的陰極(a、b點)連接，另一個繞組(l2)與燈管(3)的陰極(c，d點)連接。
4.如權利要求1至3任一權利要求所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其特徵在於所述電感(L)的感抗為1mH～20mH，所述電容(C)的容量為1nF～20nF和所述熱敏電阻(RT)的冷阻小於10KΩ。
5.如權利要求1至3任一權利要求所述的可調光式高頻螢光燈照明裝置，其特徵在於所述電源包括一濾波及整流電路(11)、一功率因數調整電路(12)和一頻率控制及開關電路(13)，其頻率可調範圍為10～200KHZ。
專利摘要一種可調光式高頻螢光燈照明裝置包括頻率可調的電源(1)、由燈管(3)和配合線路元件組成的螢光燈(2),配合線路元件包括一電感L、一電容C和一熱敏電阻RT,電感L的一端與電源的輸出端之一連接,另一端與燈管(3)陰極a點連接,電容C和熱敏電阻RT並聯後與燈管(3)陰極b,d點連接。本裝置的突出特點是在螢光燈的配合線路元件最大簡化的情況下,可獲得穩定的調光功能。本裝置中的高頻電源和可調光高頻螢光燈是兩個各自獨立的產品,但它們通常又是互相配合使用的,並具有成本低,體積小,性能可靠等優點。
文檔編號H05B41/39GK2515920SQ0127123
公開日2002年10月9日 申請日期2001年11月21日 優先權日2001年11月21日
發明者胡安華 申請人:馬士科技有限公司