以積分電位差冷發射啟動之螢光燈的製作方法

2023-08-06 21:05:56 2

專利名稱：以積分電位差冷發射啟動之螢光燈的製作方法
螢光燈基本性質是希薄氣體放電間接激勵管壁所敷螢光粉發光之燈管。在工作狀態下內阻低，啟動前內阻無限大，有負阻效應，它的啟動電壓與熄滅電壓不同，有時相差很大。負載電壓在管內分佈不勻，有多個電位降區。其中最主要的是等離子體位降區及陰極位降區，等離子體位降區是照明工作主要部份。等離子體是良導體，但它有一定的電位降。等離子體電位降為0.164伏/毫米。螢光燈在工作時有一個燈管工作電壓範圍，如現有40瓦燈具。工作電壓範圍值為113至93伏，中間值為103伏。傳統設計並沒有將220伏市電壓值全部加在燈管上。
陰極位降區為空間電荷區，是虛陰極，是耗能區，它使螢光燈具起動困難。傳統之設計是燈管實際工作電壓小於市電220伏之半數，餘下多半數是降落在鐵芯鎮流器上，利用鎮流器在起輝器斷路之瞬間產生高於市電220伏數倍反峰電壓，將燈管導通照明。
如所周知，鎮流器笨重價高、耗電大，不能即時啟動，啟動時有拍擊聲等不利因素。
縱觀上述，根據其工作特點，我們可將220伏市電壓全部設計降落在等離子體上，這樣等離子體之長度約為220÷0.164等於一米三五。則整支燈管長度約有一米五六。此長度在家庭室內照明是可接受的。將負載電壓全部設計降落在等離子體上，這種觀點是螢光燈系統中經濟效率最高的一種方式。
市電壓全部加於燈管等離子體上，啟動的問題如何辦？《88205266快電子真空器件》申請案所述之結構方案即積分電位差冷發射方式應該可以轉用於本案所述之螢光燈照明器具上，因為二者之基本要求是相同時即向密閉空間注入脫離金屬導體之發射電流，以利於控制或使用。積分電位差冷發射可以輕易地消除陰極位降區。就不須要像傳統所探用的高反峰電壓來擊穿燈管照明。
冷陰極〔2〕是敷有氧化鎂發射膜電極。此項技術是早在1956年於國外已研製成功。
燈管基本結構是一對相對設置在一定距離上的負屏極〔1〕和正屏極〔3〕，發射電子之冷陰極〔2〕置於此對負屏極〔1〕和正屏極〔3〕之間，靠近負屏極〔1〕。冷陰極〔2〕與負屏極〔1〕之間之距離即為冷陰極真空放大管之屏流依賴於屏壓3/2方公式中之積分常數項C2，外部電路中電阻比值R1÷R2即為積分常數項C1。此C1與C2之協同作用即為積分電位差冷發射之基礎。
螢光燈探用積分電位差冷發射方式是最適宜工作在於池、蓄電池直流電源上的。燈管體積小、結構簡單。如用3伏乾電，等離子體長度設計為3÷0.164＝18.3毫米。只用一組負屏極〔1〕、冷陰極〔2〕、正屏極〔3〕、外部電路上兩隻電阻R1、R2組成積分電位器。亦可在R1之上即與正電壓相聯之點插入一隻普通可變電位器R以調節亮度。
當用於交流市電時，則在燈管兩端各安置一組左負屏極〔1〕，左冷陰極〔2〕；右負屏極〔1〕、右冷陰極〔2〕、這時若左側線端電位為負之瞬間，則右負屏極〔1〕與右冷陰極〔2〕均擔當右正屏極〔3〕之功能；反之、右側線端電位為負之瞬間，左側左負屏極〔1〕、左冷陰極〔2〕均擔當左正屏極〔3〕之功能。
冷陰極〔2〕是發射電子用的，不要求它擔當正屏極〔3〕之職能。但當左、右電極任一電極處在正電位時，為了減少冷陰極〔2〕之通過電流，或最好冷陰極〔2〕處於正電位之瞬間不通電流。在冷陰極〔2〕電路中設置半導體兩極管，兩極管符號中箭頭所示方向為導通方向，反之阻值增高，當負屏極〔1〕處在正電位時為了便於通流，亦可在負屏極〔1〕之內側表面，即與冷陰極〔2〕同側，設置一些放電尖端，以減少陽極位降，減少流向冷陰極〔2〕之管流。
螢光燈亦包括氣光燈在內是適宜使用直流供電，而不適於交流供電的。因交流正弦電壓瞬時值不斷漲落，使得燈光閃動，為了減少正弦電流對燈光之閃動，供電電路上增加蓄能電容器C。
附圖
一為工作原理圖由於R2兩端是一個微電位差微U。所以冷陰極〔2〕是無法直接接到電源內部，冷陰極〔2〕之實際聯接線可如附圖二所示。螢光燈、氣光燈其放電特性曲線圖上，除了前述陰極位降、等離子體位降外，還有其他位降區，如陽極位降，為了減少陽極位降之消極影啊，在正屏極〔3〕內側面安置部份放電尖端以利於流通。
為了改善正弦波電流對包括有螢光燈、氣光燈之完善工作。對工作於交流電路中之燈管，附圖三、附圖四冷陰極〔2〕之引出腳與電源瞬間為正極性電路間接入蓄能電容C，或左、右兩冷陰極〔2〕之間接入蓄能電容C。
當負屏極〔1〕執行正屏極〔3〕職能之瞬間，為了減少冷陰極〔2〕之額外負荷，在冷陰極〔2〕引出線與積分電位器R1、R2聯線之間接入半導體兩極管，兩極管符號箭頭所指向為電流流通方向。
本申請案所述適於其他型式氣光燈具。
本申請案的一般型式與已有產品一樣，由內壁敷螢光粉之密封玻璃管構成，管內充以惰性氣體，汞蒸氣等所組成，附圖上未有畫出。
一個簡單之試驗螢光燈、氣光燈是否一定要探用高電壓來導通，或用高頻交流電來導通，取一支已有的40瓦新螢光燈串一個鐵芯鎮流器接於220伏市電上，燈管是不可能點亮的，這時、用雙手同時抓住燈管兩頭燈絲部位的玻璃管上，從玻璃管外可看到燈絲處出現墨綠色螢光、很微弱。雙手同時向燈管中部慢移動，此微弱墨綠色螢光被拉長，大約手移動二十釐米長度，墨綠色螢光突然熄滅，隨著燈管就亮了、無聲無息、十分平靜。新燈管用一個月後此法不靈。
權利要求
1.一種螢光燈由敷螢光粉及充有惰性氣體，汞蒸氣的玻璃管〔4〕，負屏極〔1〕，冷陰極〔2〕、正屏極〔3〕所組成，其特徵在於負載電壓設計全部降落在等離子體發光工作區內及燈管由負屏極〔1〕、冷陰極〔2〕、正屏極〔3〕及外部電路積分電位器R1、R2所組成之積分電位差冷發射方法啟動照明。
2.根據權利要求1所述之螢光燈，其特徵為在正屏極〔3〕之內側表面設置有部份放電尖端、
3.根據權利要求1所述之螢光燈，其特徵為在使用低壓直流電時，在積分電位器R1與電源正端可插入一個可變電位器。
4.根據權利要求1所述之螢光燈，其特徵為用交流電時，冷陰極〔2〕之管腳與積分電位器R1R2接點間，插入兩極管。
5.根據權利要求1所述之螢光燈，其特徵為冷陰極〔2〕管腳與電源瞬間正電位電路之間接入蓄能電容C；或兩冷陰極〔2〕管腳間接蓄能電容C。
6.根據權利要求1所述之螢光燈，其特徵為所述之等離子體設計方法及燈管啟動方法亦可用於氣光燈。
全文摘要
一種螢光燈，採用以積分電位差冷陰極發射方式啟點，消除陰極位降區，將負載電壓全部設計加在等離子體照明工作區上，以提高能耗經濟效率。
文檔編號H01J61/00GK1130799SQ9510054
公開日1996年9月11日 申請日期1995年3月13日 優先權日1995年3月13日
發明者白村 申請人:白村