無電極低壓放電燈的製作方法

2023-10-18 00:07:34

專利名稱：無電極低壓放電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無電極低壓放電燈，它包括光發射放電室，該放電室含有可電離的填充物，並有一在其中設置有電線圈的空腔，該電線圈具有環繞一個金屬體的初級和次級繞組，線圈的初級繞組連接到電纜的第一和第二電導體上，以便分別連接到高頻電源的第一和第二輸出端上，電源的第二輸出端相對於地沒有高頻電壓變化，次級繞組以其一端連接到第二電導體上，另一端為一自由端，電導體相互之間在電氣上是絕緣的，第二電導體包圍第一電導體。
這種燈可從EP 625 794 A1獲知。在燈工作期間，維持放電空間中的放電的磁場由燈線圈的初級繞組產生。從高頻電源輸出端到線圈的第一和第二電導體分別由同軸電纜的芯和護套構成。為簡明起見，以下也將「電導體」稱為「導體」。在本說明書和附圖中，應把術語「高頻」理解為高於20kHz的頻率。線圈環繞軟磁材料芯而設置，在該軟磁材料芯中裝有作為熱導體的金屬體。次級繞組一端連接到同軸電纜護套上，次級繞組中產生的電壓梯度與初級繞組中的電壓梯度相反。從而，使在線圈表面上平均的高頻電壓變化減小，因而也減小了由燈引起的電場強度。儘管如此，在燈的安裝期間，燈、電源和電纜的相互位置，仍要保持小的允差，且利用燈的凸緣端部而將燈固定在其中的反射器必須接地，以保證由照明單元引起的電場強度保持在如EN 55022中規定的值40dBμV/m以下。
本發明的目的是提供在開篇中所描述的這種燈，這種燈允許用戶在安裝中有更大的自由度。根據本發明，為此目的，在開篇中所描述的這種燈的特徵在於，其金屬體以電容方式耦合到第二導體上。已發現在燈的這樣的實施例中電磁場的強度被顯著減小，這使得擴大安裝燈的允差限度成為可能。在線圈和金屬體之間獲得容性耦合，這是它們的相互定位所固有的性質。這裡假定，一方面第二導體和金屬體之間的容性耦合以及另一方面線圈和金屬體之間的容性耦合，兩者共同引起線圈和第二導體之間產生寄生電流，由此使在線圈表面上平均的高頻電壓變化幅度減小。
第二導體和金屬體之間的容性耦合例如可通過這些部件之間的一個電容器來形成。然而根據本發明燈的一個有利的實施例是這樣一個實施例，其特徵在於金屬體被連接到第三導體上，該第三導體與第一和第二導體在電氣上絕緣，且形成了包圍第二導體的電纜的一部分。通過這樣的電纜可獲得金屬體和第二導體之間的容性耦合，而無需一個單獨的元件。如果有此需要，可將第三導體在電源附近接地。然而，已發現即使這一導體不接地，也能實現電磁幹擾的減小。
在一有利的實施例中，電纜的第二和第三導體一個形成其值界於200和1,000pF/m之間的容抗。為在低於200pF/m的值的情況下實現電磁幹擾的充分減小，需要在燈和電源之間有較長的電纜。為獲得高於1,000pF/m的值，電纜需要使用較為昂貴的材料。
繞有線圈的金屬體可以例如同時是一個結構部件、並且/或用作去除來自放電室空腔的熱量的熱導體。燈的線圈例如在其中設置有金屬體的空腔中可以有一圓柱形軟磁材料芯。一種替代的方式是，例如線圈可有一個或幾個軟磁材料棒，這些棒放在金屬體的各空腔中。而在另一實施例中則沒有軟磁材料芯。
除惰性氣體(例如稀有氣體、如氬氣)之外，放電室的可電離填充物還可包括能夠氣化的成分，例如汞或鈉。放電室可設有發光層，用於將在放電空間中產生的UV(紫外)輻射轉換成可見輻射。
第二和第三導體例如可以是編織的金屬絲層。根據本發明無電極低壓放電燈的一個有利的實施例的特徵在於，第二和第三導體包括箔和芯，箔包圍第一導體，並與芯有電接觸。當芯和箔在電纜中相互緊貼而延伸時足以獲得可靠的電氣接觸。包括一個或幾個金屬絲的芯可以例如平行於第一導體而延伸，但也可盤繞起來。一方面，箔形成大的表面面積從而可容易地在第二和第三導體之間獲得容性耦合。另一方面，芯使得能夠容易地固定到電源的輸出端上或繞組的接點上，這進一步使燈的安裝簡化。
在一有利的實施例中，第三導體是頂著金屬體夾緊的。這樣就以一種方便的方式實現第三導體和金屬體之間的電氣連接。
把電纜的第一和第二導體共同穿過燈附近的圓柱形軟磁材料體而延伸是有利的。這有助於減小通過電源單元施加在饋電線上的更高的電壓諧波。
根據本發明的燈適合於用在根據本發明的照明單元中，該照明單元還包括帶有第一和第二輸出端的電源單元，第一輸出端提供高頻電壓，第二輸出端相對於地沒有高頻電壓變化，而電纜的第一和第二導體分別連接到電源單元的第一和第二輸出端上。
下面將參照附圖更詳細地說明本發明的這些和其它方面，其中

圖1示出根據本發明無電極低壓放電燈的一個實施例的縱向剖視圖，同時圖示出電源單元，圖2是連帶著圖1的電纜和燈的線圈的電路圖，以及圖3是從圖1中線III-III處所作的橫向剖視圖。
圖1示出帶有固定到環狀物12上的光發射放電室10的無電極低壓放電燈。放電室10裝有可電離的填充物，在這裡它們是汞和稀有氣體填充物。在放電室10內表面上有一發光層13。電線圈2裝在放電室10的空腔11中，並配有環繞金屬體20的初級和次級繞組21、22。線圈2是環繞合成樹脂線圈架23而設置的。同時還起到熱導體作用的金屬體20穿過裝在線圈架23中的軟磁材料芯24而延伸。此外，在芯24的延伸方向上，還設有環繞金屬體20的螺旋彈簧25，該彈簧25壓在金屬體20的擴寬部分20a上，並使芯24頂在線圈架23的收縮部分23a上。這種結構使芯24固定在線圈架中，與在製造過程中可能出現的尺寸的波動無關，從而減小了線圈2特性的變化。線圈2的初級繞組21連接到電纜3的第一和第二導體31，32上。第二導體32包圍著第一導體31，該第一導體31藉助第一護套34而與第二導體32在電氣上絕緣。次級繞組22的第一端22a也連接到第二導體32上，且有一自由的第二端22b。燈1構成照明單元的一部分，該照明單元還包括電源單元5，第一和第二導體31、32分別連接到電源單元5的第一和第二輸出端51、52上。電源單元5還有用於連接到饋電線的P、N電極上的輸入端53、54。燈1和電源5之間的電纜3長度為50cm。在電源單元5工作期間，輸出端51、52之間有高頻電壓差，第二輸出端52相對於地M沒有高頻電壓變化。然而，第二輸出端52相對於地不必為電中性，例如可呈現出低頻電壓變化，這種變化可以來源於例如饋電線的低頻電壓變化。
金屬體20容性耦合於第二導體32上。在所示實施例中，金屬體20與第二導體32之間的容性耦合是這樣實現的，即，將金屬體20連接到與第一和第二導體31、32電氣絕緣的第三導體33上，第三導體33構成電纜3的一部分，並包圍第二導體32。電纜3在第二和第三導體32、33之間有第二絕緣護套35。其本身被第三絕緣護套36包圍的第三導體33在其端部33』處接地M。
圖2示出線圈2和第二導體32是如何一方面通過線圈2和線圈中的金屬體20之間的寄生電容C1、另一方面通過電氣連接到金屬體上的第三導體33和第二導體之間的電容C2而容性耦合的。
第二和第三導體32、33各包括箔32a、33a及芯32b、33b，相應的箔32a、33a環繞第一導體31而延伸，並與相應的芯32b、33b(見圖3)實現電接觸。絕緣護套34、35、36由PVC(聚氯乙烯)製成。第二和第三導體之間每單位長度上的電容為360pF/m，因此界於前面提到的極限值200和1,000pF/m之間。
在所示實施例中，將第三導體33頂著金屬體20夾緊。這裡，在線圈架23的凸緣形擴寬部23b和金屬體20的凸緣形擴寬部20b之間將第三導體33的芯33b夾緊。
第一和第二導體31、32穿過在燈1鄰近的軟磁材料圓柱體4而延伸。本例中圓柱體4的長度為7mm，內徑和外徑分別為2.5和5mm。
燈1位於金屬反射器14中。金屬體20的凸緣端部20a通過螺紋擰到反射器14上，以使反射器14也連接到第三導體33上。
也可製造配有非根據本發明的燈的照明單元，而它與根據本發明的照明單元的不同在於，第三導體並不構成包括第一和第二導體的電纜的一部分，而是由寬度為2cm的金屬窄條形成，電纜被平行於和頂靠著該窄條而固定。第一和第二導體分別形成電纜的芯和護套。
對根據本發明的照明單元和非根據本發明的照明單元二者都按照EN 55022進行了電場的測量。對於根據本發明的照明單元測得值為30dBμV/m，它比在非根據本發明的照明單元情況下測得的值35dBμV/m要低5dBμV/m。當在根據本發明的照明單元中第三導體未連接到地M上時，與非根據本發明的照明單元相比，仍測得較低的值34dBμV/m。
也可仍用50cm的電纜來製造根據本發明的照明單元，其中電纜的第二和第三導體之間的電容為900pF/m。這種根據本發明照明單元的電纜的第二和第三導體用聚酯箔的護套相互絕緣。已發現與參照圖1所描述的本發明實施例相比，使用這種電纜並不能使電磁幹擾進一步明顯減小。
權利要求
1.一種無電極低壓放電燈(1)，包括光發射放電室(10)，該放電室(10)含有可電離的填充物，並有一在其中裝著電線圈(2)的空腔(11)，該線圈(2)具有環繞一個金屬體(20)的初級(21)和次級繞組(22)，線圈的初級繞組(21)連接到電纜(3)的第一(31)和第二電導體(32)上，以便分別連接到高頻電源單元(5)的第一(51)和第二輸出端(52)上，電源單元(5)的第二輸出端(52)相對於地(M)沒有高頻電壓變化，次級繞組(22)以其一端(22a)連接到第二電導體(32)上，且還有一自由端(22b)，電導體(31，32)在電氣上相互絕緣，第二電導體(32)包圍第一電導體(31)，其特徵在於，金屬體(20)以電容方式耦合到第二電導體(32)上。
2.如權利要求1所要求的無電極低壓放電燈，其特徵在於金屬體(20)被連接到第三導體(33)上，該第三導體(33)與第一和第二導體(31，32)在電氣上絕緣，且構成包圍第二電導體(32)的電纜(3)的一部分。
3.如權利要求2所要求的無電極低壓放電燈，其特徵在於電纜(3)的第二和第三電導體(32，33)形成其值界於200和1,000pF/m之間的容抗。
4.如權利要求2或3所要求的無電極低壓放電燈，其特徵在於第二和第三電導體(32，33)各包括箔(32a，33a)和多芯絞合線(32b，33b)，箔包圍第一電導體(31)，並與相應的多芯絞合線有電接觸。
5.如權利要求2，3或4所要求的無電極低壓放電燈，其特徵在於第三電導體(33)頂靠著金屬體(20)而被夾緊。
6.如前面任意一項權利要求所要求的無電極低壓放電燈，其特徵在於電纜(3)的第一和第二電導體(31，32)共同穿過燈(1)附近的圓柱形軟磁材料體(4)而延伸。
全文摘要
一種根據本發明的無電極低壓放電燈(1),包括光發射放電室(10),該放電室(10)含有可電離的填充物。該放電室還有一其中裝著電線圈(2)的空腔(11),該線圈(2)具有環繞一個金屬體(20)的初級和次級繞組(分別為21,22),線圈的初級繞組(21)連接到電纜(3)的第一和第二電導體(分別為31,32)上,以便分別連接到高頻電源單元(5)的第一和第二輸出端(分別為51,52)上,電源單元(5)的第二輸出端(52)相對於地(M)沒有高頻電壓變化。次級繞組(22)的一端(22a)連接到第二電導體(32)上,且還有一自由端(22b)。電導體(31,32)在電氣上相互絕緣,第二電導體(32)包圍第一電導體(31)。金屬體(20)以電容方式耦合到第二電導體(32)上。從而以簡單的方式減小了電磁場幹擾。
文檔編號H05B41/24GK1189242SQ97190382
公開日1998年7月29日 申請日期1997年4月10日 優先權日1996年4月19日
發明者W·L·G·艾肯斯 申請人:菲利浦電子有限公司