專利名稱：高效多功能熒光燈電子啟輝鎮(zhèn)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熒光燈領(lǐng)域，是一種高效多功能熒光燈電子啟輝鎮(zhèn)流裝置。
常用的日光燈預(yù)熱啟輝式電路普遍存在以下問題1、需在硅鋼片疊成的鐵芯上用銅漆包線繞制的電感式鎮(zhèn)流器，不僅自身耗電多，而且耗費(fèi)大量的銅金屬和鋼材料。
2、啟輝速度慢，易出故障，裝配和維護(hù)使用不便，且當(dāng)電源電壓低于180伏或氣溫較低時啟輝困難，甚至不能啟輝，嚴(yán)重影響燈管使用壽命。
3、頻閃嚴(yán)重，有蜂音，不僅加重人眼疲勞，而且影響人們正常的工作與學(xué)習(xí)。
4、不能調(diào)光5、燈管斷絲，燈管就不能使用。
有資料表明，利用倍壓整流冷陰極啟輝日光燈電路顯示出了它的特有的優(yōu)點(diǎn)，但仍有以下技術(shù)問題需要解決1、如何既能最大限度地發(fā)揮燈管的發(fā)光效能，又能大幅度地降低裝置的生產(chǎn)成本，以便得以迅速的推廣和應(yīng)用。
2、YZ系列燈管改用直流供電后，如何有效地消除陽極暗區(qū)效應(yīng)的影響，確保燈管長期穩(wěn)定地發(fā)光。
本實(shí)用新型的目的在于通過改變燈管的啟輝鎮(zhèn)流方法，解決使用熒光燈照明時存在的以上問題，為倍壓直流型日光燈的迅速推廣進(jìn)入實(shí)用階段提供一種新的供電電路。
本實(shí)用新型的解決方案是采用倍壓整流電路，使電路直流輸出端產(chǎn)生1000伏左右的啟輝電壓，促使燈管可靠啟輝；燈管啟輝后利用阻容鎮(zhèn)流，改善了光通量的波形，從而克服了頻閃現(xiàn)象；由于公用穩(wěn)流電容的接入，既能方便地實(shí)現(xiàn)調(diào)光，又能降低裝置的成本；變極開關(guān)的應(yīng)用，不僅消除了陽極暗區(qū)效應(yīng)的影響，而且對延長燈管壽命起到了積極的作用。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
附圖為本裝置所設(shè)計(jì)的最佳實(shí)施方案，K1是電源開關(guān)，K2是變極性開關(guān)，R1、R2是穩(wěn)流電阻，G是燈管。實(shí)際安裝時可將電路元件裝在兩端有電線引出孔的絕緣外殼內(nèi)或裝在調(diào)光、變極開關(guān)盒內(nèi)，形成統(tǒng)一的整體。
設(shè)電源電壓在150伏～260伏之間時，當(dāng)開關(guān)K1閉合的瞬間，由C1、C3、C4、D1、D2、D3組成的倍壓整流電路，在電路直流輸出端A、B間可產(chǎn)生635伏到1000伏左右的脈沖電壓，促使燈管迅速可靠起輝，起輝后燈管兩端電壓隨之降至正常值。C1、C3、C4容量的大小及其相互間關(guān)系對啟輝性能有決定性的作用。燈管起輝后的供電電路主要由C1、C2、C3、R1、R2組成，電源經(jīng)供電電路及K2向燈管供電，維持燈管正常發(fā)光。C2是公用穩(wěn)流電容，它是通過二極管D4與D5接入電路的，其一端接C1、C3的公共端M點(diǎn)，另一端接二極管D4與D5的交點(diǎn)N上。實(shí)驗(yàn)表明，C2電容量的大小對啟輝性能沒有影響，但它能有效地控制燈管電流的大小。通常的倍壓直流型日光燈電路為保證燈管穩(wěn)定發(fā)光而不閃爍，C1、C3的電容量應(yīng)相等。以40瓦燈管為例為發(fā)揮燈管的發(fā)光效能，C1、C3的電容均應(yīng)在8μF左右，這將會使裝置的產(chǎn)品價格上升，所以一般都將C1、C3的電容量限制在4μF以下。本實(shí)用新型由于C2起到了公用穩(wěn)流電容的作用，使裝置的成本和體積都有較大幅度的下降，從而提高了本電路和裝置的實(shí)用性和新穎性。
穩(wěn)流電阻R1、R2主要有以下兩個作用一是與電容C1、C2、C3共同組成阻容鎮(zhèn)流器，達(dá)到完全取代現(xiàn)有的電感式鎮(zhèn)流器的目的，二是改善光通量的波形，使燈管能發(fā)出柔和穩(wěn)定的光，實(shí)測表明當(dāng)R1、R2的總阻值在150歐～200歐時，燈管電流波形最佳，實(shí)際應(yīng)用時可用電阻率較高的兩條等長的細(xì)電阻絲穿入柔軟、絕緣、耐熱的細(xì)套管內(nèi)，將兩端分別固定并引出電線來代替線繞電阻R1、R2。
前面曾指出附圖中C2電容量的大小對啟輝性能沒有影響，但它能有效地控制燈管電流的大小。因此改變C2電容的容量、數(shù)量并增設(shè)調(diào)光開關(guān)即可方便地構(gòu)成多檔調(diào)光裝置，并且各檔啟輝性能相同。它的特點(diǎn)是①調(diào)光方便。②所增設(shè)的電容數(shù)量可減少3／4，增加的電容量雖小，但產(chǎn)生的效益卻比較大。以四檔調(diào)光裝置為例只要在附圖中原C2支路上增加一個C2′＝2μF的電容和一個單刀多擲旋扭調(diào)光開關(guān)K3即可實(shí)現(xiàn)四檔調(diào)光目的。K3是控制在D4、D5的交點(diǎn)之間的。設(shè)原C2＝4μF、C1＝C3＝2μF，本實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)調(diào)光的當(dāng)調(diào)光開關(guān)K3斷開時為一檔，當(dāng)K3接通C2′時為二檔，當(dāng)K3同時接通C2、C2′時(相當(dāng)于C2、C2′并聯(lián)后接入電路)為三檔，當(dāng)K3接通C2時為四檔調(diào)光。
本實(shí)用新型電路和裝置經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)證明性能穩(wěn)定可靠，適用范圍廣，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單合理。對改進(jìn)已有的日光燈時，原日光燈裝置可不做任何改動，只要將燈架上原有的啟輝器拿掉，將本裝置直接接入，即可構(gòu)成高效節(jié)電延壽的新型燈具，因此推廣應(yīng)用極其方便。(由于原鎮(zhèn)流器電感和本裝置中電容的共同作用，還具有增流和提高光通量的效果)理論和實(shí)驗(yàn)還表明，當(dāng)本裝置的直流輸出端A、B發(fā)生短路時，對裝置本身和整個電路無影響是安全的。本實(shí)用新型與現(xiàn)有預(yù)熱啟輝型日光燈相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于不采用電感式鎮(zhèn)流器，為國家節(jié)約了大量的銅金屬和鋼材料。
2、工作電源電壓范圍寬，可在140伏～260伏之間和低溫下一次性快速啟輝日光燈，不僅能滿足低電源電壓地區(qū)用戶使用要求，而且也適用于電源電壓不穩(wěn)定的地區(qū)使用。
3、相同參數(shù)的裝置具有通用性，即適用于15瓦、20瓦30瓦、40瓦等不同規(guī)格的燈管。
4、無頻閃，無蜂音，重量輕，體積小，裝配維護(hù)方便。
5、對斷絲報廢的燈管有再生復(fù)明的功能。
6、可實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，不僅能方便地使人們得到合適的光照度，還能節(jié)約大量的電能。
7、本電路和裝置屬于容性負(fù)載，廣泛推廣使用對提高整個電網(wǎng)的功率因素將起積極的作用。
8、由于采用了快速啟輝、改變電極極性，燈管燈絲短路等一系列措施，大大延長了燈管的使用壽命。
本裝置與目前的倍壓直流型日光燈相比，具有盡可能大地發(fā)揮燈管的發(fā)光效能，又能較大幅度地降低裝置的成本，從而為倍壓直流型日光燈的迅速推廣開創(chuàng)了一條新的路子，這正是本實(shí)用新型最突出的優(yōu)點(diǎn)之一。
本實(shí)用新型在倍壓整流電路直流輸出端與燈管之間設(shè)置變極性開關(guān)K2的目的在于消除由于直流供電所產(chǎn)生的陽極暗區(qū)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明燈管在氣溫－5℃時累計(jì)點(diǎn)亮38小時左右，接直流輸出端正極的一端燈管亮度開始下降。20℃左右時，燈管累計(jì)點(diǎn)亮達(dá)到60小時以上才開始逐漸出現(xiàn)暗區(qū)，這是由于電泳現(xiàn)象所產(chǎn)生的汞遷移，是正常現(xiàn)象，因此只要改變電極電源極性，燈管暗區(qū)立即可恢復(fù)正常亮度，對燈管壽命沒有影響。用戶可隨時撥動或拉動變極開關(guān)，即可達(dá)到消除陽極暗端效應(yīng)的影響，保證燈管穩(wěn)定地發(fā)光；設(shè)置變極開關(guān)的另一個目的是充分利用現(xiàn)有日光燈管的各個電極，能進(jìn)一步延長熒光燈的使用壽命，就實(shí)現(xiàn)這個目的來說，每開關(guān)一次電源開關(guān)就轉(zhuǎn)換燈管極性一次不是最佳方案，建議采用本人為實(shí)現(xiàn)上述兩個目的而設(shè)計(jì)的多功能拉線變極開關(guān)，它同時可實(shí)現(xiàn)通斷電源和適時改變極性的任務(wù)，并將所有電路元件安裝在開關(guān)盒內(nèi)，這種開關(guān)已準(zhǔn)備申報專利。
由于本實(shí)用新型在啟輝熒光燈時無需對燈絲加熱，所以在實(shí)際安裝時，可將燈管兩端燈絲分別短路后與本裝置的直流輸出引線相連，這樣可提高燈絲發(fā)射面積，也能延長燈管使用壽命。


圖中E點(diǎn)接電源火線，M點(diǎn)接電源零線。元件參考表二級管D1～D5，1N4007。無極性電容C1、C3400V、1μF～2μF(可選2μF)C2400V，2μF～8μF(可選4μF)C4630V，0.01μF～0.068μF(可選0.022uF)穩(wěn)流電阻R1＝R2＝50歐～100歐；K1單刀單擲開關(guān)，K2雙刀雙擲撥檔開關(guān)或其它改變極性開關(guān)。
權(quán)利要求1.一種高效多功能熒光燈電子啟輝鎮(zhèn)流裝置，包含有開關(guān)、限流元件和燈管等，其特征在于倍壓整流電路主要由二極管、電容構(gòu)成；電容C2的一端接C1、C3的公共端M點(diǎn)，另一端接二級管D4與D5的交點(diǎn)N上；C4的一端接D1與D2的交點(diǎn)上，另一端與D3的正極相接；倍壓整流電路直流輸出端接有變極性開關(guān)K2和穩(wěn)流電阻R1、R2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是公用穩(wěn)流電容C2是通過二極管D4與D5接入電路的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電容C2至少為一個，改變電容C2的電容量大小或電容個數(shù)，并增設(shè)調(diào)光開關(guān)可構(gòu)成多檔調(diào)光裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是調(diào)光開關(guān)K3控制在C2和D4與D5的交點(diǎn)N之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是穩(wěn)流電阻R1、R2可以是線繞電阻、電感或電阻絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是燈管極性改變開關(guān)K2是并接在燈管G與電路直流輸出端之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電路元件可裝在兩端有電線引出的絕緣外殼內(nèi)或裝在調(diào)光、變極開關(guān)盒內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電路直流輸出端還可以選擇C1與D5的交點(diǎn)和A點(diǎn)作為直流輸出端，此時可以免去C4和D3。
專利摘要本實(shí)用新型涉及熒光燈領(lǐng)域，一種主要由二極管、電容、電阻及開關(guān)等組成的高效多功能熒光燈電子啟輝鎮(zhèn)流器，完全取代了現(xiàn)有的電感式鎮(zhèn)流器和啟輝器，采用了一種新穎高效的供電電路，使本裝置性能更加穩(wěn)定可靠，不僅能方便地實(shí)現(xiàn)多擋調(diào)光，而且大大降低了產(chǎn)品的價格，本裝置可使日光燈管在低溫低壓下快速起輝，節(jié)電、延壽、無頻閃、無蜂音、重量輕、體積小、裝配使用方便，對斷絲老化的燈管還具有再生復(fù)明的功能。
文檔編號H05B41/16GK2135894SQ92203840
公開日1993年6月9日 申請日期1992年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月28日
發(fā)明者葉劍輝 申請人:葉劍輝