專利名稱：照明設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用以點燃如高壓放電燈、熒光燈、白熾燈等具有高頻或含有高頻脈動分量電流的光源的照明設備。
通常，作為點燃熒光燈的電路，廣泛采用以幾十千赫的高頻來急速點燃燈的方法，實現(xiàn)盡量減輕重量和縮小尺寸的目的。特別是在照明設備中采用如金屬鹵素燈、汞燈、高壓納燈等作為高亮度放電燈(下面稱其為“HID燈”)的情況下，用一般熒光燈的點燃頻率點燃這種燈，會發(fā)生聲頻共振現(xiàn)象，致使放電弧不穩(wěn)定，結果產(chǎn)生閃爍或熄滅，甚至由于使用環(huán)境而使燈損壞等問題。
為了消除這些問題，已采取了各種措施，其一是選擇不引起聲頻共振的高頻來點燃燈。然而這種點燃頻率取決于燈的類型或瓦特數(shù)，它一般高達100至幾百千赫，這需用比通常熒光燈所用的高得多的頻率來點燃燈。于是，通過在不引起聲頻共振的高頻上點燃HID燈，能有效地實現(xiàn)這種燈的穩(wěn)定點燃，由此構成高頻工作的點燃裝置，且在很大程度上實現(xiàn)尺寸和重量的最小化。然而，當在不引起聲頻共振的程度上進行高頻點燃時，實踐中出現(xiàn)了產(chǎn)生噪聲的顯明問題，且這種顯著的噪聲可能會給周圍的機器和裝置造成引起故障的不希望有的影響。
作為減小這種噪聲的一種簡便方法，有人建議設置一個環(huán)路區(qū)，燈電流經(jīng)該環(huán)路區(qū)變小，因為從理論上說減小環(huán)路區(qū)能減小噪聲。但是，由于減小環(huán)路區(qū)會導致導線的配置更接近燈，而燈表面溫度的極端高溫達500至600℃，使導線受到熱損害，所以實際上這是不合適的。
其它減小噪聲的簡便方法在美國專利No.4，922，392和No.5，195，822中有揭示，其中建議用金屬化板、導線網(wǎng)或導電樹脂包覆在燈的部分周圍，給放電燈提供磁屏蔽。這種磁屏蔽措施能夠將噪聲抑制到某種成度，但是美國專利No.4，922，392提供的有關磁屏蔽并沒有提出在燈的固定點燃操作期間起磁屏蔽作用的任何措施，雖然這在燈的等待操作中有助于抑制噪聲的出現(xiàn)，然而在固定點燃操作期間的噪聲抑制問題仍未解決。而且，美國專利4，922，392的磁屏蔽也仍然涉及成本高和所述裝置不足以與其它類型放電燈的兼容問題。在美國專利5，195，822中，還會產(chǎn)生放電燈自身溫度極度上升而危害到燈管壽命的問題，同時該專利也涉及到所述裝置成本高和不足以與其它類型燈的兼容問題。
雖然在已公開的日本專利No.5-15987中揭示了另一種噪聲抑制措施，所揭示的具有噪聲抑制措施的照明裝置僅限于應用環(huán)形燈，而難于應用于直管燈或其它類型的燈，且兼容性差。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種已消除上述現(xiàn)有技術所遺留問題的照明裝置，并能有效地減小用高頻或含高頻脈動分量的電流點燃燈時產(chǎn)生的噪聲。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的照明裝置，其中點燃裝置與電源相連，且燈的一電極連到點燃裝置一對連接端的一端，而其另一電極通過一線環(huán)連到點燃裝置的另一連接端，其特征在于，相對于燈的另一電極插入的線環(huán)沿燈的相對兩側延伸分支成至少兩根，并被連接到燈的另一電極。
下面參照附圖所示實施例詳細描述本發(fā)明，并使本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點變得更清楚。
圖1概示了本發(fā)明照明裝置的電路圖;
圖2和3的曲線圖清楚表明圖1照明裝置所獲得功能的比較數(shù)據(jù);
圖4為本發(fā)明基本實施例的說明性視圖;
圖5為圖4實施例中照明裝置的概略剖視圖;
圖6至9為圖4和5實施例中各種工作情況的說明性視圖;
圖10(a)至10(c)為圖1和圖4和5實施例中燈電流波形圖;
圖11至14顯示了本發(fā)明各種其它實施例的概示正面圖;
圖15表明本發(fā)明另一實施例的概示電路圖;
圖16為圖15實施例更具體的說明性視圖;
圖17至20為本發(fā)明再一批各種實施例的說明性視圖;
圖21和22為本發(fā)明又一些不同實施例的主體視圖;
圖23表示本發(fā)明另一實施例的正面圖;
圖24表示本發(fā)明另一實施例的立體視圖;
圖25為本發(fā)明另一實施例中照明裝置的具體電路圖;
圖26為圖25實施例中關于印刷電路板的各電路元件和線環(huán)的配置工作情況的說明性視圖;
圖27為圖25實施例中照明裝置中電流流動情況的說明性視圖。
當本發(fā)明參照附圖中所示各實施例在下面進行詳細描述時，應當理解本發(fā)明并非只限于這里所示各實施例，本發(fā)明還應包括在所附權利要求書范圍中可能的所有變化、修改和等效結構。
這里參照圖1，本發(fā)明采用一個包括燈11的燈電路10，其中，電流通過燈11的環(huán)12以普通方式被接到燈11相對電極之一，而且在底端或各自沿燈11延伸的兩個或各個分支環(huán)部分的結合點連到燈11的另一電極。換言之，連到燈11的兩電極的電流環(huán)12在兩端連到與電源Vs相連的點燃電路13的一對連接端a和b，而連到燈11另一電極的分支環(huán)部分更具體說在C點被分支，環(huán)部分從該點沿燈11的相對兩側延伸，于是燈11配置在分支的環(huán)部分之間，且在連接到點燃電路13的b端的d點上再次被連接。于是，分支環(huán)部分形成一單匝線圈，而且燈包括在內(nèi)成為環(huán)部分的組成部分，且由各分支環(huán)部分產(chǎn)生的磁場各自處于與環(huán)部分呈直角交叉方向中且極性相反。這就是說，由各分支環(huán)部分產(chǎn)生的磁通相互作用抵消。結果明顯減小了從鄰近于燈11到外部產(chǎn)生的磁場分量所引起的噪聲。另一方面，通過各分支環(huán)部分(這里為兩個)的電流約為平時燈電流的一半。此時由分支環(huán)部分產(chǎn)生的磁場分別具有正比于各環(huán)部分中的電流的強度，結果，當電流減至一半時，即1/2時，各分支環(huán)部分產(chǎn)生的磁場能減半，且顯著降低了燈11周圍產(chǎn)生的噪聲。
現(xiàn)在，與圖1中電流被分流(為I/2)的裝置相比，對電流通過燈11不被分流的裝置中產(chǎn)生的輻射噪聲的測量結果示于圖2，對于電流被分流的裝置的類似測量結果顯示在圖3中。作為燈11，這里用150瓦的金屬鹵素燈并用高頻點燃。而且，對于連到燈另一電極的環(huán)面積，各分支環(huán)面積基本上與電流不分流情況下的相同。在圖2和3中，噪聲頻率取在橫坐標上，而噪聲電平取在縱坐標上，并清楚地發(fā)現(xiàn)，兩曲線經(jīng)過相互比較，出現(xiàn)的噪聲特別在基頻分量為220KHZ附近。同時，在這種情況下幾乎不產(chǎn)生高次諧波分量，且能獲得足夠的噪聲減小作用。
下面參見圖4，這里顯示了圖1所示基本結構的具體實施例。在本例中，燈電路10包括一適用于如熄燈設備的HID燈11，點燃電路13的連接端之一以普通方法直接接到連接于燈11的一電極的一燈座21a，而點燃電路13的另一連接端在連接器25a上分支成兩條線通路22a和22b，它們沿燈11的相對兩側延伸，且在另一連接器25b上再次結合，而連接器25b則通過另一燈座21b連到燈11的另一電極。在這種情況下，最好是讓由各分支線通路22a和22b和燈11構成的環(huán)路A和B基本上具有相同面積。用本實施例能獲得如圖1所述的相同功能，且能有效地抑制燈11的鄰近區(qū)域產(chǎn)生的噪聲。
這里，由一分支線通路22a和燈11構成的環(huán)路和由另一分支線通路22b和燈11構成的環(huán)路被配置在圖5所示的同一平面上。也可配置成各自包括分支線通路22a和22b之一的兩個平面，以便如圖6a和6b所示那樣相互交叉。在這種情況下，分支線通路22a和22b的結構可以是圓、弧或任意多角形。而且分支線通路22a和22b可各自被分成兩個或多個部分，如圖7中所示，圖7為分為3個部分的情況。在圖4實施例情況中，照明裝置的燈11用頂板23和反射器板24支撐。另外，在圖8所示的另一情況中，分支線通路以一對導電材料的反射器板24a和24b的形式構成，在這種情況下，反射器板24a和24b通過插入其間的絕緣板26緊固到頂板23上。也可采用圖9所示的結構，其中在燈11的外周面上有一透明的導電膜27，并用透明玻璃28覆蓋，使燈電流流過該透明的導電膜27。
現(xiàn)在，將如圖10(a)所示這樣的高頻電流加給燈11，可用高頻點燃燈11，但也可采用不同于這種高頻點燃系統(tǒng)的任何其它點燃系統(tǒng)。例如作為HID燈的電子點燃電路，也可采用方波點燃系統(tǒng)，在這種情況下，雖然燈電流以一定比率包括可能使噪聲出現(xiàn)的脈動分量，但通過分支線通路的燈電流源使噪聲出現(xiàn)機會大大減小了。事實上已發(fā)現(xiàn)，在圖10(a)的高頻點燃系統(tǒng)中，只要點燃頻率限制在至少到500KHZ，使用分支線通路能極有效地抑制噪聲。
圖11顯示了本發(fā)明的另一實施例，其中一種常用的熒光燈作為燈11，且點燃電路13接到圖1所述環(huán)路結構里的這只熒光燈。對于該熒光燈11的各電極，最好設有予熱電路14a和14b，以實現(xiàn)穩(wěn)定的點燃起動。雖然在這種結構中熒光燈比HID燈的情況更長且可能增加噪聲出現(xiàn)的機會，但是沿燈管長度方向的環(huán)路結構能有效地抑制噪聲的出現(xiàn)。
圖12是本發(fā)明的又一實施例，其中，燈電流在燈的內(nèi)部空間分支。尤其是，照明裝置10的照明管11A的相反極性的兩根導線之一在a點連到環(huán)路裝置29，該裝置29在b點連到端腳31a和31b的一個端腳31b，其另一端腳31a連到照明管11A的另一導線，而環(huán)路裝置29沿照明管11A的兩側延伸。于是，在該結構中該環(huán)路裝置29就相當于圖1所述的環(huán)路結構，結果，作為噪聲的起因的磁場出現(xiàn)能有效地消除在燈內(nèi)或照明裝置殼體內(nèi)，且能有效地阻止產(chǎn)生噪聲。
在圖13所示另一實施例中，一白熾燈用作燈11，其中具有29a-29c段的線環(huán)裝置連接到通過燈座30安裝的端腳31a和31b，且燈絲11a在其中部連到與端腳31a相連的環(huán)路段29a，并在兩端保持兩環(huán)路段29b和29c被共接于另一端腳31b。因此，在該實施例中也能獲得如上所述圖1至12實施例的相同環(huán)路結構，且能有效地抑制噪聲的產(chǎn)生，本發(fā)明圖14的另一實施例(標為29a)表明環(huán)路裝置也能以環(huán)形構成，其中，環(huán)路裝置29a配置在白熾燈內(nèi)沿燈絲11b延伸，燈絲11b一端連到環(huán)路裝置29a，并連到端腳31b，而在另一端連接到另一端腳31a。用這種結構能獲得與上述圖1至12實施例相同的環(huán)路結構，并有效地減小了噪聲。
參照圖15，這里顯示了本發(fā)明另一實施例，其中，用HID燈作為燈11，且燈11兩端構成提供兩個基本上相同結構的環(huán)路裝置32a和32b以及一對電流環(huán)區(qū)A和B。在該例中，實際上，環(huán)路裝置32a和32b配置成如圖16中所示兩層，同時一下層環(huán)路裝32a直接連到點燃電路13，而包括燈11在內(nèi)的另一環(huán)路裝置32b在上層，結果環(huán)路區(qū)A和B形成上下層位置關系。在該實施例中，環(huán)路區(qū)A產(chǎn)生的磁場能抵消環(huán)路區(qū)B產(chǎn)生的磁場，且能大體上以與圖1至12實施例相同的方法可靠地抑制噪聲的產(chǎn)生。
在本發(fā)明圖17中所示另一實施例中，熒光燈11設有與圖15和16實施例中相同的環(huán)路結構，其中，予熱電路14a和14b最好像圖11實施例描述的那樣分別連接到熒光燈的各端電極以改進起動性能。在該實施例中，也同樣能獲得如圖15和16那樣的噪聲抑制作用。
在圖18所示本發(fā)明的另一實施例中，一對實質上互為相同形狀的環(huán)路裝置32a和32b基本上配置在同一平面上，且作為HID燈的一對燈11和11a分別連接到每個環(huán)路裝置32a和32b。在這種情況下，在一環(huán)路裝置32a中流動的燈電流Ia其方向與另一環(huán)路裝置32b中的燈電流Ib相反，結果在電流加給燈11和11a時在各環(huán)路裝置32a和32b中產(chǎn)生的磁場相互抵消，且能有效地抑制噪聲的產(chǎn)生。
在本發(fā)明圖19所示實施例中，在連接到電源VS的點燃電路13和用HID燈作為燈11之間連接的環(huán)路裝置32構成兩個環(huán)路區(qū)A和B，它們基本上配置在同一平面上，區(qū)域A和B通過對平常平環(huán)如在其中部扭曲或部分旋轉一次180度而構成，結果在扭曲部兩側的導線相互會交叉。在這種情況下，在各環(huán)區(qū)A和B上產(chǎn)生的磁場Ha和Hb相互以反方向相互抵消，且由磁場產(chǎn)生的噪聲顯著下降。在圖20所示另一實施例中，熒光燈用作燈11，除了設有預熱電路14a和14b外，具有與圖19相同的環(huán)路結構，結果在應用熒光燈的情況下也能有效地抵消磁場Ha和Hb，以致大大減小了噪聲的產(chǎn)生。
參照圖21，這里顯示了本發(fā)明又一實施例，其中，燈11內(nèi)包封著環(huán)路裝置29，該裝置29具有兩個相互相對的基本上呈對稱關系的環(huán)區(qū)A和B用于抵消它們的磁場。這些環(huán)區(qū)A和B在它們的一端連接到燈11中照明管11A的兩端電極的各端，另一端連到通過燈11底座30安裝的端腳31a和31b。在這種情況下，在兩環(huán)區(qū)A和B中產(chǎn)生的磁場相互有效地抵消并使噪聲得到減小。在如圖22中所示本發(fā)明又一實施例中，設有與圖21中基本相同的燈11，此外，環(huán)路裝置29的環(huán)區(qū)A和B基本上配置在同一平面上，按照圖20中所述在中間扭曲，且能顯著地減小噪聲。
在本發(fā)明圖23所示另一實施例中，其中，白熾燈作為燈11，這種扭曲型環(huán)路裝置29的兩個環(huán)區(qū)A和B設在燈中，環(huán)區(qū)A和B由兩根環(huán)形導線29a和29b上中間相互交叉構成，且在一端連到通過燈座30安裝的引線端插腳31a和31b，另一端連到燈絲11a的兩端，由此規(guī)定了與上述實施例相同的環(huán)區(qū)A和B，在這些環(huán)區(qū)中產(chǎn)生的磁場相互抵消，且噪聲明顯減小。在圖24的本發(fā)明另一實施例中，實質上提供了與圖23的相同的燈，此外所配置的環(huán)路裝置29的兩個環(huán)區(qū)A和B如圖16中那樣為上下兩層，并以同樣方式能充分抑制噪聲的產(chǎn)生。
參照圖25和26所示本發(fā)明的另一實施例，這里提供了用印刷電路板實踐本發(fā)明的方法。在該例中的印刷電路板P上，點燃電路13連接到與電源VS相連的二極管橋路DB上，且包括燈11的電路連到點燃電路13。在這種情況下，使燈電流流過路徑I1，路徑I1從二極管橋DB輸出端通到平滑電容器C1、開關元件Q1、電容器C2、電感器L1、燈11，再回到平滑電容器C1。在這方面，印刷電路板P是這樣構成的，即在電流路徑I1中，在電容器C2和電感器L1之間的部分連線以及在平滑電容器C1的負側和燈11之間的部分連線相互交叉。用這種結構，也如圖27中所示，形成兩個閉合環(huán)路H11和H12，其中，根據(jù)電流流動方向產(chǎn)生磁場J11和J12，磁場J11和J12方向相互相反將相互抵消，且大大減小了由磁場引起的噪聲。在這種情況下，如果能夠減少兩閉合環(huán)路H11和H12的表面積，則可以使高頻點燃電路13產(chǎn)生的輻射噪聲基本上變成零。而且，點燃電路13只用于消除磁場而不需要如防噪聲裝置等那樣采取特別措施，電子元件或點燃電路13和周圍裝置不受影響，而且裝置所需成本低且可使裝置最小化。
在本發(fā)明中，各種設計修改是可能的，作為舉例，所描述的環(huán)路裝置可形成兩部分的分支或規(guī)定兩個環(huán)區(qū)，但也可配置成三個或多個部分或區(qū)域，以改進抑制噪聲產(chǎn)生的性能。
權利要求
1.一種照明裝置，其特征在于，它包含一電源；與所述電源相連并提供包含高頻分量的輸出的點燃電路；與所述點燃電路相連以接收所述輸出的一對輸出線；與所述輸出線相連的燈；至少包括所述輸出線和所述燈的第一電流環(huán)路，且用于產(chǎn)生一磁場；和包括所述輸出線并產(chǎn)生在方向上能抵消由所述第一電流環(huán)路產(chǎn)生的所述磁場的又一磁場的第二電流環(huán)路。
2.如權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，其中所述第一和第二電流環(huán)路各自具有基本上相互相等的面積。
3.如權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，其中所述第一和第二電流環(huán)路分別限定了一個基本上配置在同一平面內(nèi)的平面。
4.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述點燃電路是一個高頻變換器。
5.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述點燃電路是一個矩形波變換器。
6.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述點燃電路是一個直流點燃電路。
7.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述點燃電路的所述輸出中的高頻分量是一個大于聲頻的頻率。
8.如權利要求7所述的照明設備，其特征在于，其中所述點燃電路的輸出中的高頻分量是一種不會產(chǎn)生聲頻共振的頻率。
9.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述燈為高壓放電燈。
10.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述燈為熒光燈。
11.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述燈為白熾燈。
12.如權利要求1所述照明設備，其特征在于，其中連接到所述點燃電路的輸出線之一連接到所述燈的一端，而所述輸出線的另一根分支成沿所述燈延伸的多根分支輸出導線，使燈配置在這些分支線之間，且被連到燈的另一端。
13.如權利要求1所述照明設備，其特征在于，其中包括每根所述輸出導線的所述第一和第二電流環(huán)路設置在所述燈的外燈管內(nèi)。
14.如權利要求12所述照明設備，其特征在于，至少所述第一和第二電流環(huán)路之一包含由導電材料制作的并作為所述燈的外罩的反射器板。
15.如權利要求1所述照明設備，其特征在于，還可進一步包含將所述燈包封在其中的一玻璃管，所述玻璃管的周壁上有一透明的導電涂覆層，且所述點燃電路將燈電流加給所述透明涂覆層。
16.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述第一和第二電流環(huán)路分別具有兩環(huán)路相互交叉的部分。
17.如權利要求16所述的照明設備，其特征在于，所述第一和第二電流環(huán)路的交叉部分是通過相互旋轉這些環(huán)路約180°而處于同一平面所構成的。
18.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，其中所述第一和第二電流環(huán)路部分被彎折設置在不同平面內(nèi)，但從平面圖看相互基本上重疊。
19.如權利要求1所述的照明設備，其特征在于，多個所述燈連到所述點燃電路，且所構成的所述第一和第二電流環(huán)路分別包括各個所述燈，所述輸出線部分配置得能相互抵消由電流環(huán)路產(chǎn)生的磁場。
20.一種照明設備，其特征在于，它包含-電源;-與所述電源相連用于提供包含高頻分量輸出的點燃電路;-對與所述點燃電路相連用于接收所述輸出的輸出線;-與所述輸出線相連的燈;包含所述輸出線和所述燈并產(chǎn)生一磁場而構成的第一電流環(huán)路;和用于產(chǎn)生又一磁場在方向上能抵消由所述第一電流環(huán)路所產(chǎn)生的所述磁場并包括所述輸出線而構成的第二電流環(huán)路;還進一步包含根據(jù)點燃電路設置的組成構件，相對于所述點燃電路用于共同配置所述第一和第二電流環(huán)路的裝置。
21.如權利要求20所述的照明設備，其特征在于，其中所述配置裝置是印刷電路板。
全文摘要
一種照明裝置，它包含一個燈，該燈在一電極上連到普通電流環(huán)路，在另一電極上連到另一電流環(huán)路，該電流環(huán)路至少分支成兩部分，并沿燈的兩相對側延伸。于是在分支環(huán)路中產(chǎn)生的磁場相互抵消，且顯著減小了由磁場引起的任何噪聲。
文檔編號H05B39/00GK1104314SQ9410701
公開日1995年6月28日 申請日期1994年6月24日 優(yōu)先權日1993年6月25日
發(fā)明者山本実, 江里口裕康, 鴨居武志 申請人:松下電工株式會社