小功率無極燈的製作方法
2023-04-25 04:17:21
專利名稱：小功率無極燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及無極燈技術，特別是涉及一種小功率無極燈。
背景技術：
無極燈是綜合應用功率電子學，等離子體學，磁性材料學等領域最新科技成果研 制開發出來的高新技術產品，其代表了照明技術領域高光效，長壽命，高顯色性的未來發展 方向。照明專家將這種綠色照明新光源稱為"照明領域新革命的開始"，它必將成為21世紀 最有發展前景的綠色節能照明光源。 目前，常用的無極燈為電磁感應無極燈，其主要由三部分組成高頻發生器、耦合 器和燈泡。高頻發生器的功能類似於普通節能燈的電子鎮流器，將工頻市電轉換為高頻強 信號，並傳輸給耦合器。耦合器的功能就像是一個發射天線，它將高頻強信號耦合進燈泡， 完成能量的第二次傳遞。燈泡是一個裡面充有稀有氣體及汞蒸氣等工作氣體的密閉空腔， 燈泡的壁上塗有發光物質螢光粉。當耦合器將高頻能量耦合進燈泡後，燈泡中的工作氣體 在強大的電磁場作用下發生氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體的受激原子返回基態時 自發輻射出254nm的紫外線，紫外線激發螢光粉發出可見光，從而完成能量的第三次轉換。 在三次能量轉換過程中，沒有燈絲或電極參與工作，故無極燈的壽命僅取決於其電子線路、 燈泡的製造技術和螢光粉的自然衰減，使其壽命遠遠高於白熾燈等傳統光源，而逐漸體現 其市場優勢。 目前，市場上常見的無極燈壽命已高於6萬小時，是白熾燈的60倍，滷素燈的20 倍，且與普通白熾燈相比，節能80%以上。其設計構成主要有兩種形式，具體如下
第一種是將勵磁線圈纏繞於鐵氧體磁芯上，構成耦合器，且將耦合器內置於發光 泡殼的形式。具體請參考圖l，高頻發生器內置於金屬套內，構成燈座ll ;耦合器12與燈座 11內的高頻發生器電性連接，並於組裝後置於發光泡殼13內，從而於發光泡殼13內形成放 電空間；發光泡殼13內填充稀有氣體和汞蒸氣，且表面塗有螢光層。 第二種是將磁環抱箍於燈體上，即磁環耦合形式。在此種形式中，燈體需設計成閉 合結構，例如閉合環形或矩形。具體請參考圖2，以閉合矩形為例，於燈體21的兩對稱邊上 對稱設置有磁環22，且使磁環22抱箍於燈體21之上。 以上設計結構的無極燈已具備了無極燈的眾多優點，然而隨著對節能要求的進一
步提高，人們對小功率的無極燈的要求越來越多，同時，無極燈小型化的問題也日益受到人
們的關注。以上第一種無極燈在小型化時，將碰到散熱問題，如此便需要加入散熱導管等元
件，從而使得製造工藝複雜，且增加了製作成本。而第二種無極燈，其磁環體積與無極燈形
狀要求限制了其進一步小型化，其更佳適於大功率無極燈的製造。 為此，市場上需要一種新的無極燈，適於小功率應用，且易於小型化。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是小功率無極燈小型化的問題。
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為解決以上技術問題，本發明提供一種小功率無極燈，包括泡殼，其內表面具有螢光粉層，且該泡殼包括兩個平行管體、一個圓柱形管體和一個球形管體，其中兩個平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內部通過所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通於所述兩個平行管體之間；勵磁線圈，纏繞於所述兩平行管體和所述圓柱形管體之上，且具有引出端，用以電性連接一激勵源；汞齊，位於所述兩平行管體的閉合端；稀有氣體，填充於所述泡殼內。 進一步的，所述勵磁線圈為20匝至32匝。 進一步的，填充於所述泡殼內的稀有氣體壓強為lOPa至200Pa。
進一步的，所述勵磁線圈的輸入頻率為2. 5腿z至15腿z。 可見，以上小功率無極燈，將勵磁線圈直接纏繞於泡殼之上，從而耦合電磁能量進入泡殼，以激發泡殼內的汞齊和稀有氣體產生等離子體，等離子體的受激原子返回基態時自發輻射出紫外線，紫外線激發螢光粉發出可見光。與現有技術相比，未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過程中的散熱量，從而無需做特殊散熱設計；另外，採用勵磁線圈直接纏繞的方式來代替磁環，有利於其小型化的設計。
圖1為一種現有的無極燈結構示意圖； 圖2為另一種現有的無極燈結構示意圖； 圖3為本發明一實施例所提供的小功率無極燈的結構示意圖； 圖4為圖3中小功率無極燈的A-A方向的示意圖； 圖5為圖3中小功率無極燈的B-B方向的示意圖； 圖6為本發明一實施例所提供的小功率無極燈的尺寸標註示意圖。
具體實施例方式
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉示例性實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。 請參考圖3，其為本發明一實施例所提供的小功率無極燈的結構示意圖。且合併參考圖4與圖5，其分別為圖3中小功率無極燈的A-A和B-B方向的示意圖。
如圖所示，該小功率無極燈的泡殼100經過設計而應用於小功率無極燈，可直接於其上纏繞勵磁線圈200，來取代現有的耦合器，耦合電磁能量進入泡殼100，以激發泡殼100內的汞齊和稀有氣體產生等離子體，等離子體的受激原子返回基態時自發輻射出紫外線，紫外線激發螢光粉發出可見光。與現有技術相比，本實施例所提供的無極燈未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過程中的散熱量，從而無需做特殊散熱設計；另外，採用勵磁線圈200直接纏繞的方式來代替磁環，有利於其小型化的設計。 具體而言，泡殼100由兩個平行管體110、一個圓柱形管體120和一個球形管體130平滑連接而成；其中兩個平行管體110的一端閉合，另一端與球形管體130平滑連接，且內部通過球形管體130連通；圓柱形管體120則連通於兩個平行管體110之間。勵磁線圈200纏繞於兩平行管體110和圓柱形管體120之上，且具有引出端210，用以電性連接一激勵源。另外，泡殼100的內表面具有螢光粉層，其內填充有稀有氣體，且兩平行管體110的閉合端處設置有汞齊300。 以上小功率無極燈，將線圈直接繞制於泡殼上，形成閉合放電管，通過其產生的高頻電流耦合電磁場能量進入泡殼內，激發其內的汞齊和稀有氣體，而產生等離子體，等離子體的受激原子返回基態時自發輻射出紫外線，紫外線激發螢光粉發出可見光。具體原理如下 首先，將勵磁線圈纏繞於兩個平行管體和圓柱形管體上作為能量輸入初級側；其次，勵磁線圈通以MHz級頻率的電流作為耦合電信號；最後，高頻電流產生的高頻電磁能耦合進入泡殼內，激發等離子輻射發光。此類光源內部是以高頻電場電離汞原子形成放電電流(Hg電離電位為10. 4eV)，其激發電離原理與普通螢光燈無異Hg激發態——6、原子(激發電位為4. 89eV)自發躍遷至基態時，產生253. 7nm光子；253. 7nm光子激發管壁內螢光粉層，產生三基色可見光，並形成白光輸出。 較佳的，以上勵磁線圈纏繞方式為密布平行纏繞的方式，且線圈的匝數可以根據實際需要的光源功率變動，以纏滿兩個平行管體和圓柱形管體為限。以下，結合圖6與圖7，並通過一具體實施例來加以說明。 請合併參考圖6以及表l，其中表1為本發明應用於5W無極燈時的尺寸列表。
表1
基本尺寸球形管體外徑(R):38mm
總高度(H):74mm
圓柱形管體外徑(Rl ):llmm
圓柱形管體長度(Ll ):16mm
兩個平行管體外徑(R2):llmm 此時，勵磁線圈200的匝數不低於20匝，且由於兩個平行管體110的高度和圓柱形管體120的長度L2限制，其最多可纏繞32匝。 以20匝為例，勵磁線圈200的輸入頻率在2. 5MHz 15MHz情況下，匹配2KV以上耐壓值的一定容抗的安規電容，發光泡殼功率從3W 25W之間可任意調節(與輸入電壓調節有關)。同樣條件下，勵磁線圈200為26匝時，發光泡殼功率從3W 25W之間可任意調節(與輸入電壓調節有關)。同樣條件下，磁線圈200為32匝時，發光泡殼功率從3W 25W之間均可任意調節(與輸入電壓調節有關)。 值得一提的是，以上發光泡殼功率增加時，發光呈現逐步擴散的趨勢和特點。即發光功率小時，發光區域主要聚集在勵磁線圈周圍；而當功率逐步擴大時，發光區域發展到兩邊平行管體，並逐漸向球形管體擴散。而最終功率在大於10W之後(無論線圈匝數還是輸入頻率變化)，發光面積覆蓋整個泡殼，即覆蓋到了整個無極燈。而如果功率縮減到5W以下時，發光面積驟減到只有發光線圈內部的小區域(無論線圈匝數還是輸入頻率變化)。
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可見，本發明所提供的小功率無極燈，可實現光源亮度的調節，進而可根據不同領域對於光源亮度的需求，進而靈活的進行應用。 另外，可以通過螢光粉的選配，配置從2700K 6500K等不同色溫發光泡殼。
實驗表明，本發明所提供的小功率無極燈可保證光效達到20 401m/W，且與傳統螢光燈相比，其具有高效、故障率低、壽命長等特點。此外，實驗表明，填充於泡殼內的稀有氣體壓強為10至200Pa時，光源的壽命較長，例如，50Pa的氪氣。當然本發明不以此為限，也可以於泡殼內填充其他稀有氣體，當然，也可以填充多種稀有氣體構成的混合氣體，甚至填充稀有氣體與汞蒸氣構成的混合氣體。 綜上所述，本發明所提供的小功率無極燈是一種通過線圈直接纏繞放電管耦合電磁能量進而發光的無極螢光光源。在保證光效達到20 401m/W的同時，與傳統螢光燈相比，其未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過程中的散熱量，從而無需做特殊散熱設計；另外，採用勵磁線圈直接纏繞的方式來代替磁環等，有利於其小型化的設計。而小型、緊湊的外形結構可使其在各種探照照明，施工及維修照明以及民用照明等情況下具有應用價值。 以上僅為舉例，並非用以限定本發明，本發明的保護範圍應當以權利要求書所涵蓋的範圍為準。
權利要求
一種小功率無極燈，其特徵是，包括泡殼，其內表面具有螢光粉層，且該泡殼包括兩個平行管體、一個圓柱形管體和一個球形管體，其中兩個平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內部通過所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通於所述兩個平行管體之間；勵磁線圈，纏繞於所述兩平行管體和所述圓柱形管體之上，且具有引出端，用以電性連接一激勵源；汞齊，位於所述兩平行管體的閉合端；稀有氣體，填充於所述泡殼內。
2. 根據權利要求1所述的小功率無極燈，其特徵是，所述勵磁線圈為20匝至32匝。
3. 根據權利要求1所述的小功率無極燈，其特徵是，填充於所述泡殼內的稀有氣體壓 強為10Pa至200Pa。
4. 根據權利要求l所述的小功率無極燈，其特徵是，所述勵磁線圈的輸入頻率為 2. 5MHz至15MHz。
全文摘要
本發明揭示了一種小功率無極燈，包括泡殼，其內表面具有螢光粉層，且該泡殼包括兩個平行管體、一個圓柱形管體和一個球形管體，其中兩個平行管體的一端閉合，另一端與所述球形管體平滑連接，且內部通過所述球形管體連通，所述圓柱形管體，連通於所述兩個平行管體之間；勵磁線圈，纏繞於所述兩平行管體和所述圓柱形管體之上，且具有引出端，用以電性連接一激勵源；汞齊，位於所述兩平行管體的閉合端；稀有氣體，填充於所述泡殼內。與現有技術相比，以上小功率無極燈未使用鐵氧體磁芯，從而極大的減少了使用過程中的散熱量，從而無需做特殊散熱設計；另外，採用勵磁線圈直接纏繞的方式來代替磁環，有利於其小型化的設計。
文檔編號H01J61/28GK101707177SQ20091021228
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月11日 優先權日2009年11月11日
發明者付保安, 張秋玲, 李文鵬, 李維德 申請人:上海宏源照明電器有限公司