專利名稱：交流電與電池兩用熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電光源照明技術(shù)。
鑒于電網(wǎng)停電、移動(dòng)照明等情況，需要交直流兩用的電光源照明燈具，熒光燈的電光轉(zhuǎn)換率數(shù)倍于白熾燈故優(yōu)選采用，涉及此技術(shù)的專利和專利申請(qǐng)有《一種交直流可充電電子日光臺(tái)燈》(申請(qǐng)?zhí)?9200898.9)、《交直流兩用熒光燈》(申請(qǐng)?zhí)?3201826.2)等，均有缺點(diǎn)一一熒光燈管是呈負(fù)阻特性的離子器件，采用推挽型變換器供電顯然是不合適的，采用單管變換器的電路也不完善，使用繼電器或開關(guān)作交直流供電狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)換或人工轉(zhuǎn)換是不必要的，整流電源過于簡(jiǎn)單、不能穩(wěn)壓輸出等；配用電池的交直流兩用熒光燈有很多優(yōu)點(diǎn)，故本人于94年1月1日申請(qǐng)了題為《交流電與電池兩用熒光燈》的專利(申請(qǐng)?zhí)?4200319.5)，其性能不盡完美，還需改進(jìn)。
本實(shí)用新型的目的是，提供一種技術(shù)性能、實(shí)用性更好的交流電與電池兩用熒光燈，要求有調(diào)光功能，在電池電壓大幅度下降時(shí)應(yīng)能啟動(dòng)和運(yùn)行，其工作電流的下降幅度要小于電池電壓的下降幅度，電路設(shè)計(jì)要考慮工廠的批量生產(chǎn)。
附

圖1是交流電與電池兩用熒光燈的電路圖，包括穩(wěn)壓電源、電池組DC、熒光臺(tái)燈等，穩(wěn)壓電源包括電源插頭、電源線、電源變壓器B1及串聯(lián)在其初級(jí)的交流熔斷器RD1和交流開關(guān)K1、橋式整流器D1～D4、濾波電解電容器C1、線性工作的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源電路并順序聯(lián)結(jié)，后者包括串聯(lián)在整流器輸出端與負(fù)載即DC和熒光臺(tái)燈之間的電壓調(diào)整管Q2及其與之級(jí)聯(lián)的電流放大管Q1等，Q1基極從R1、D5～D7組成的二極管穩(wěn)壓電路取得穩(wěn)定電壓，輸出電壓等于此穩(wěn)定電壓值減去Q1、Q2的發(fā)射結(jié)電壓降，發(fā)光二極管D8作交流電指示，R2限流，隔離二極管D9阻斷DC流向穩(wěn)壓電源的電流，DC采用1號(hào)普通鋅錳電池或相同尺寸的高能/大容量電池，RD2作交直流過流保護(hù)；DC若配用高能/大容量電池，因其內(nèi)阻遠(yuǎn)小于普通鋅錳電池，充電時(shí)充電電流可能很大而使穩(wěn)壓電源超載(若同時(shí)使用熒光燈則超載更為嚴(yán)重)而損壞，為此增設(shè)輸出電流取樣放大管Q4，其集電極接Q1基極，其基極串保護(hù)電阻R9后通過R10對(duì)輸出電流取樣，當(dāng)輸出電流達(dá)到設(shè)定值以上時(shí)，Q4導(dǎo)通，Q1、Q2的基極電流減小，輸出電壓下降，從而將輸出電流鉗制在設(shè)定值附近；熒光臺(tái)燈包括燈開關(guān)即雙刀三擲開關(guān)K2＝K21＋K22、虛線方框內(nèi)的熒光燈變換器YH、熒光燈管YG及其管座、燈罩、金屬軟梗，YH采用高頻率的變壓器反饋、振蕩管基極RC定時(shí)的并聯(lián)式自激型單管間歇振蕩器，C2作高低頻濾波，振蕩管Q3用NPN管，振蕩變壓器B2采用鐵氧體磁芯，共有四個(gè)繞組，初級(jí)繞組N1與正反饋繞組N2分別接在Q3的集電極回路與基極回路，熒光燈管繞組N3接至熒光燈管YG的兩端燈絲，燈絲繞組N4接至YG的一端燈絲，其中N1、N4、N3順序串聯(lián)即連續(xù)同向繞制、抽頭兩個(gè)，N2有一個(gè)抽頭供兩檔調(diào)光之用，開燈即燈開關(guān)K2由關(guān)燈位置1擲向大亮度位置2或小亮度位置3后，K21將電源接通，Q3由偏流電阻R3等啟動(dòng)并由于N2與N1間的正反饋而產(chǎn)生間歇振蕩，其導(dǎo)通期、截止期、周期主要由定時(shí)電容C3、定時(shí)電阻R6及N2/N1匝數(shù)比決定，在Q3截止期間，B2將其在Q3導(dǎo)通期間存貯的能量變換給YG，即N3感應(yīng)出直流脈沖電壓(極性是下正上負(fù))并饋給YG，啟動(dòng)并燃點(diǎn)之，同時(shí)N2回路電流通過D10、R6給C3充電，D10壓降構(gòu)成Q3的反偏壓而維持其截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)K22在位置2時(shí)，N2全部接入、匝數(shù)較多，Q3的集電極電流的蜂值和有效值(后者即電源供給電流，也即YH的工作電流)均較大，導(dǎo)通期、截止期、周期均較長(zhǎng)，頻率較低，燈功率和燈亮度較大，當(dāng)K22在位置3時(shí)，N2只用一部分、匝數(shù)較少，Q3的集電極電流的蜂值和有效值均較小，周期較短，頻率較高，燈功率和燈亮度較小，K2的位置排列順序?yàn)殛P(guān)燈、大亮度、小亮度，使用小亮度時(shí)，可方便的先用大亮度啟動(dòng)、然后轉(zhuǎn)為小亮度運(yùn)行，這樣啟動(dòng)較快、燈管觸發(fā)較充分，此點(diǎn)在低氣溫時(shí)很有意義；熒光臺(tái)燈的金屬軟梗接電源正極；工廠批量生產(chǎn)時(shí)，為適應(yīng)元器件的離散度，通過對(duì)R3～R5與R7、R8的取舍而分別使小亮度與大亮度運(yùn)行的工作電流/燈功率達(dá)到額定值，通過搭配D6、D7的不同參數(shù)的用管而使穩(wěn)壓電源的輸出電壓值達(dá)到額定值。
附圖2是本實(shí)用新型的一種機(jī)殼的示意圖，機(jī)殼由機(jī)身、前蓋板、后蓋板組成，其中機(jī)身和前蓋板用塑料注塑而成，前后蓋板蓋合后機(jī)殼為六面體，其內(nèi)空間由內(nèi)隔板隔成前室和后室并各有一塊蓋板——所述的方位均是對(duì)使用者而言，機(jī)身頂面的外表面有一個(gè)左右走向的提手1且位于內(nèi)隔板的上方，機(jī)身底面的外表面的左部和右部各有一條前后走向的立腳2，機(jī)身的頂面及提手1、右面、底面及立腳2、左面、內(nèi)隔板在注塑時(shí)一次成型且連成一體；頂面外表面的被提手1隔成的前部，從左至右的布局是，露出燈絲開關(guān)K3手柄的孔，露出燈開關(guān)K2手柄的孔，安裝熒光臺(tái)燈的金屬軟梗3并有相應(yīng)的園孔，露出發(fā)光二極管D8頭部的孔，安裝交流開關(guān)K1并有相應(yīng)的孔；上述的后室裝納電池且豎直排列，上下兩端裝置電池簧夾并有相應(yīng)的槽口，前室裝納電子零部件，其中電源變壓器B1和交流熔斷器RD1靠右安裝在內(nèi)隔板的表面并有相應(yīng)的固定臺(tái)和夾持臺(tái)，交流開關(guān)K1安裝在頂面右部，其他元器件組裝在印刷電路板上，印刷電路板安裝在內(nèi)隔板表面并與之平行且有相應(yīng)的固定臺(tái)，前室的底面、左右面的上部均有槽孔以作通風(fēng)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)不用蓄電池而用電池，具有電池易購(gòu)且價(jià)廉、少污染、少維護(hù)、電源變壓器較小、穩(wěn)壓電源較簡(jiǎn)、產(chǎn)品的體積較小和重量較輕及成本和售價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)；只用一個(gè)隔離二極管D9就實(shí)現(xiàn)了交直流供電狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，既省去了轉(zhuǎn)換開關(guān)或繼電器，又能使電池得到及時(shí)的充電，且使用時(shí)操作簡(jiǎn)捷；穩(wěn)壓電源對(duì)電池的定電壓充電，可使電池充電至最佳終電壓值而不致于過充電(包括電池發(fā)熱)和欠充電，可亟大的延長(zhǎng)電池的壽命即大幅度的降低用戶的電池更新費(fèi)用；設(shè)置輸出電流取樣放大級(jí)Q4等，可防止因配用高能/大容量電池導(dǎo)致的充電電流過大等原因造成穩(wěn)壓電源過載而損壞；熒光燈變換器采用間歇振蕩器因而輸出蜂壓高、對(duì)熒光燈管的觸發(fā)功率大、啟動(dòng)性能好，即使燈管兩端燈絲均告斷裂，仍然可以啟動(dòng)和運(yùn)行，延長(zhǎng)了燈管的壽命；實(shí)現(xiàn)了兩檔調(diào)光，兼顧了燈亮度和電池壽命兩種需求；直流電流運(yùn)行的熒光燈管，正極端燈絲的溫度比負(fù)極端較低，低氣溫運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生兩端亮度相差懸殊的弊病，附圖1中用N4對(duì)YG正極端燈絲通電加熱可避免之，燈光穩(wěn)定后或氣溫較高時(shí)用燈絲開關(guān)即按鍵式單刀雙擲開關(guān)K3切除并將該燈絲兩引出腳并聯(lián)，以消除其消極影響；電路設(shè)計(jì)考慮了工廠的批量生產(chǎn)并據(jù)此設(shè)計(jì)印刷電路板，為專利實(shí)施廠直接投產(chǎn)創(chuàng)造了條件。
附圖1中YG若采用6W直型熒光燈管(國(guó)產(chǎn)為Y26型)，其全額運(yùn)行的光通量作臺(tái)燈用綽綽有余，其半額運(yùn)行的光通量也大于用8W或4W直型熒光燈管，其電光轉(zhuǎn)換率最高、效果最佳，DC用8節(jié)1號(hào)電池串聯(lián)而成，按附圖1和上述兩點(diǎn)裝制的樣機(jī)與1號(hào)普通鋅錳電池配合使用的情況見表1、表2。
表1(小亮度運(yùn)行
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表2(大亮度運(yùn)行)
表中數(shù)據(jù)表明，電池電壓大幅度下降時(shí)，YH的工作電流下降幅度較小，即燈功率下降較少，此點(diǎn)很有實(shí)用意義，假設(shè)YH工作電流也隨電池電壓而大幅度下降，則燈功率和燈亮度將更大幅度的下降，甚至用戶難以接受的程度。電池電壓降至6—7V時(shí)，熒光燈仍然可以啟動(dòng)和運(yùn)行。曾作過月余的使用電池的小亮度運(yùn)行試驗(yàn)，每天一次、連續(xù)使用3—4小時(shí)，平均電流200MA(此時(shí)的亮度仍然可以看書寫字)，用后充電(充電時(shí)間可少于放電時(shí)間)，累計(jì)使用時(shí)間達(dá)一百小時(shí)以上，累計(jì)容量達(dá)20安時(shí)以上，雖然人們對(duì)電池充電的效果及其機(jī)理尚有爭(zhēng)議，但上述試驗(yàn)結(jié)果是真實(shí)的，并觀察到電池鋅皮的腐蝕過程明顯延長(zhǎng)，據(jù)此推斷，在電池充電過程中，存在著鋅皮被腐蝕而形成的氯化鋅被電解還原成鋅而返回鋅皮的逆向電化學(xué)反應(yīng)，這就大大提高了電池的主要有效物質(zhì)——鋅皮的利用率，亟大的提高了電池的使用價(jià)值，大幅度地降低了用戶的電池消費(fèi)(按目前市價(jià)計(jì)，為每小時(shí)五分錢以下)，從而大大的提高了本實(shí)用新型的實(shí)用性。
權(quán)利要求1.交流電與電池兩用熒光燈，一種可由電池供電、也可由交流電供電并同時(shí)給電池作定電壓充電的熒光燈，包括穩(wěn)壓電源、電池組(DC)、熒光臺(tái)燈、機(jī)殼等，所述的穩(wěn)壓電源包括電源插頭、電源線、電源變壓器(B1)及串聯(lián)在其初級(jí)的熔斷器(RD1)和交流開關(guān)(K1)、整流器(D1～D4)、濾波電解電容器(C1)、線性工作的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源電路并順序聯(lián)結(jié)，所述的線性工作的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源電路包括串聯(lián)在整流器(D1～D4)輸出端與電池組(DC)間的電壓調(diào)整管(Q2)及其與之級(jí)聯(lián)的電流放大管(Q1)等，電流放大管(Q1)的基極從并聯(lián)在整流器(D1～D4)輸出端的一個(gè)電阻(R1)、一個(gè)正向?qū)ǖ亩O管(D5)、處于反向擊穿狀態(tài)的穩(wěn)壓二極管組成的二極管穩(wěn)壓電路取得穩(wěn)定電壓，穩(wěn)壓電源輸出端除并聯(lián)有電阻、發(fā)光二極管各一個(gè)(R2、D8)的串聯(lián)支路外，還串聯(lián)一個(gè)對(duì)于輸出電流正向?qū)ǖ母綦x二極管(D9)后與所述的電池組(DC)相并聯(lián)，電池組(DC)采用1號(hào)普通鋅錳電池或相同尺寸的高能電池或稱大容量電池，所述的熒光臺(tái)燈包括燈開關(guān)、熒光燈變換器(YH)、熒光燈管(YG)及其管座、燈罩、金屬軟梗，所述的熒光燈變換器(YH)采用高頻率的變壓器反饋、振蕩管(Q3)基極RC定時(shí)的并聯(lián)式自激型單管間歇振蕩器，其振蕩管(Q3)采用NPN型三極管，其振蕩變壓器(B2)采用鐵氧體磁芯，其電源正負(fù)極間并聯(lián)電解電容器(C2)，所述的電池組(DC)與熒光燈變換器(YH)之間，串接有熔斷器(RD2)和燈開關(guān)(K21)，本實(shí)用新型的特征在于——所述的二極管穩(wěn)壓電路中的處于反向擊穿狀態(tài)的穩(wěn)壓二極管由兩個(gè)穩(wěn)壓二極管(D6、D7)串聯(lián)而成；設(shè)置輸出電流取樣放大管(Q4)，其集電極接至所述的電流放大管(Q1)基極，其基極串保護(hù)電阻(R9)后通過串聯(lián)在穩(wěn)壓電源輸出端的一個(gè)電阻(R10)對(duì)輸出電流取樣；所述的熒光燈變換器(YH)的電路是——所述的振蕩變壓器(B2)共有四個(gè)繞組，初級(jí)繞組(N1)與正反饋繞組(N2)分別接在所述的振蕩管(Q3)的集電極回路與基極回路，熒光燈管繞組(N3)接至熒光燈管(YG)的兩端燈絲，燈絲繞組(N4)串燈絲開關(guān)(K3)后接至熒光燈管(YG)的一端燈絲，其中初級(jí)繞組(N1)、燈絲繞組(N4)、熒光燈管繞組(N3)順序串聯(lián)即連續(xù)同向繞制、抽頭兩個(gè)，正反饋繞組(N2)有一個(gè)抽頭，熒光燈管(YG)的未接燈絲繞組(N4)的一端燈絲的兩個(gè)引出腳并聯(lián)使用，所述的熒光臺(tái)燈的金屬軟梗接電源正極，所述的振蕩管(Q3)，其發(fā)射極接電源負(fù)極，其基極與電源正極間接有由三個(gè)電阻串聯(lián)而成的偏流電阻(R3～R5)，其基極與發(fā)射極間反并聯(lián)二極管(D10)和定時(shí)電容(C3)、定時(shí)電阻(R6)、正反饋繞組(N2)三者的串聯(lián)電路，所述的燈開關(guān)采用雙刀三擲開關(guān)(K2)兼任電源開關(guān)(K21)和兩檔調(diào)光(K22)，其位置排列順序?yàn)殛P(guān)燈、大亮度、小亮度，其中大亮度位置或小亮度位置用開關(guān)(K22)分別接通正反饋繞組(N2)的全部或一部份，其中匝數(shù)較多者還串有兩個(gè)電阻(R7、R8)，所述的燈絲開關(guān)(K3)采用按鍵式單刀雙擲開關(guān)，其兩個(gè)位置分別是，將所述的燈絲繞組(N4)接通熒光燈管(YG)的一端燈絲的兩個(gè)引出腳，或?qū)蓚€(gè)引出腳并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電與電池兩用熒光燈，其特征在于——所述的電池組(DC)采用8節(jié)1號(hào)電池串聯(lián)而成，所述的熒光燈管(YG)采用6W直型熒光燈管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的交流電與電池兩用熒光燈，其特征在于——所述的機(jī)殼由機(jī)身、前蓋板、后蓋板組成，其中機(jī)身和前蓋板用塑料注塑而成，前后蓋板蓋合后機(jī)殼為六面體，其內(nèi)空間由內(nèi)隔板隔成前室和后室并各有一塊蓋板——所述的方位均是對(duì)使用者而言，機(jī)身頂面的外表面有一個(gè)左右走向的提手(1)且位于內(nèi)隔板的上方，機(jī)身底面的外表面的左部和右部各有一條前后走向的立腳(2)，機(jī)身的頂面及提手(1)、右面、底面及立腳(2)、左面、內(nèi)隔板在注塑時(shí)一次成型且連成一體；頂面外表面的被提手(1)隔成的前部，從左至右的布局是，露出燈絲開關(guān)(K3)與燈開關(guān)(K2)的手柄的孔，安裝熒光臺(tái)燈的金屬軟梗(3)并有相應(yīng)的園孔，露出發(fā)光二級(jí)管(D8)頭部的孔，安裝交流開關(guān)(K1)并有相應(yīng)的孔；所述的后室裝納電池且豎直排列，上下端裝置電池簧夾并有相應(yīng)的槽口，所述的前室裝納電子零部件，其中電源變壓器(B1)和交流熔斷器(RD1)靠右安裝在內(nèi)隔板表面并有相應(yīng)的固定臺(tái)和夾持臺(tái)，交流開關(guān)(K1)安裝在頂面右部，其他電子元器件組裝在印刷電路板上，印刷電路板安裝在內(nèi)隔板表面并與之平行且有相應(yīng)的固定臺(tái)，前室的底面、左右面的上部均有槽孔。
專利摘要一種可由電池供電，也可由交流電供電并同時(shí)給電池作定電壓充電的熒光燈，包括穩(wěn)壓電源，電池組、熒光臺(tái)燈、機(jī)殼等。穩(wěn)壓電源輸出電壓稍低于D5～D7穩(wěn)壓值且串D9后與1號(hào)電池組DC并聯(lián)以使兩種供電狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)換而免去人工操作、交流供電時(shí)同時(shí)給電池作定電壓充電以延長(zhǎng)電池壽命，Q4通過R10對(duì)輸出電流取樣并放大以免穩(wěn)壓電源過載；熒光燈變換器YH采用高頻的自激型單管間歇振蕩器，Q3截止期間，N3產(chǎn)生直流脈沖電啟動(dòng)并燃點(diǎn)熒光燈管YG，N4加熱YG正極端燈絲以避免兩端亮度相差懸殊，燈開關(guān)K2開關(guān)電源并調(diào)節(jié)N2匝數(shù)以作兩擋調(diào)光。
文檔編號(hào)H05B41/00GK2234035SQ9421616
公開日1996年8月28日 申請(qǐng)日期1994年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月20日
發(fā)明者李上燦 申請(qǐng)人:李上燦