專利名稱：8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈的制作方法
8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈
本發(fā)明涉及電光源領(lǐng)域，具體涉及道路交通，樓堂館所，工廠車間、辦公室，學(xué)校教室宿
舍以及普通家庭日常照明，更具體地說，涉及一種8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈
照明是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活不可缺少的組成部分，從原始的火把、油燈，到現(xiàn)代.的各式 各樣的電燈， 一直伴隨著人類社會(huì)的進(jìn)步而發(fā)展。自愛迪生發(fā)明了電燈以后，用電來發(fā)光照 明，已成為現(xiàn)代文明社會(huì)的主要照明方式。但在各式各樣的電光源中，目前諸如熒光燈，節(jié) 能燈，高、低壓汞燈、鈉燈，金屬鹵化物燈等氣體放電燈因其色光好，光效高，相對(duì)壽命長(zhǎng) 而成為應(yīng)用最廣泛，使用量最大的電光源。不過傳統(tǒng)氣體放電燈需要在玻璃燈管內(nèi)封裝金屬 電極，因金屬電極材料與玻璃的熱脹冷縮系數(shù)的匹配問題使制造工藝難度增大，成本增加， 且容易漏氣而影響燈的使用壽命；同時(shí)，在離子撞擊下，電極材料的蒸發(fā)和消耗，易造成燈 管兩端發(fā)黑，玻璃透光率顯著下降，致使燈管實(shí)際壽命大大縮短，發(fā)光和節(jié)能效率變差，這 已成了傳統(tǒng)氣體放電燈的通病。另外，電光源發(fā)光，都需要消耗電能，在目前全球能源緊缺， 尤其是電力供應(yīng)緊張的情況下，改進(jìn)和提高現(xiàn)有電光源，尤其是使用量最大的氣體放電燈的 電光效率，克服其缺點(diǎn)，發(fā)明研制新型高效節(jié)能長(zhǎng)壽電光源，無疑具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的在于提供一種高效節(jié)能長(zhǎng)壽電光源一一 8字形電磁感應(yīng)髙效節(jié)能無極燈， 它參照現(xiàn)代熱核聚變裝置對(duì)等離子體加熱的仿星器技術(shù)，利用高頻電磁感應(yīng)原理，通過巧妙 構(gòu)思和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使置于電磁場(chǎng)中的內(nèi)部沒有傳統(tǒng)金屬電極的8字形氣體放電熒光燈管，能 在外部高頻電磁場(chǎng)的作用下而起弧、放電、發(fā)光，從而可顯著提高其電能轉(zhuǎn)換和發(fā)光效率， 延長(zhǎng)熒光燈管的使用壽命。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其由內(nèi)部沒有 金屬電極的8字形熒光燈管1，包扣在8字形中部燈管上的兩塊半環(huán)形磁芯2 ，套裝于磁芯 2上的主驅(qū)動(dòng)繞組3，與繞組3連接纏繞在燈管上的輔助繞組4，輸入端接市電、輸出端連 接驅(qū)動(dòng)、輔助繞組的高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊5組成。
本發(fā)明的特征在于，熒光燈管形狀為8字形及其變形，燈管內(nèi)部涂有特種熒光粉，充有 適量的氬、氖等純凈惰性氣體(或混合氣體)和汞齊(或者金屬鹵化物)，無需封裝任何金屬 電極，故結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用中沒有電極材料蒸發(fā)使燈管兩端發(fā)黑，透光率下降的弊 端，燈管壽命特別長(zhǎng)。
本發(fā)明的特征還在于，8字形熒光燈管也可以由兩個(gè)環(huán)形燈管靠在一起構(gòu)成，兩環(huán)靠在 一起的部分可以熔通連為一體，也可以只是外部燒連在一起，兩環(huán)各自獨(dú)立，互不相通，8 字形熒光燈管還可以兩端垂直下彎做成馬鞍形，更適合于一體化吊燈型設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的特征還在于，兩塊半環(huán)形磁芯2按照合理的磁性能尺寸，采用高導(dǎo)磁、低損耗
的鐵氧體材料由專用模具壓制燒結(jié)而成，適合低成本大批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的特征還在于，兩塊半環(huán)形磁芯2不一定是半圓形，具體尺寸形狀可根據(jù)8字形中 部燈管尺寸和電磁性能要求靈活決定。
本發(fā)明的特征還在于，兩塊半環(huán)形磁芯2套裝分段繞制的主驅(qū)動(dòng)線圈3后對(duì)接包扣在8 字形中部燈管上，形成閉合磁路，并且在磁芯內(nèi)孔和燈管壁間墊有適當(dāng)厚度的隔熱減振軟材
料，使燈管和磁芯成為一體，不會(huì)松動(dòng)、損壞。
本發(fā)明的特征還在于，形成閉合磁路的兩塊半環(huán)形磁芯2外面還裝配有由鋁合金等非導(dǎo) 磁金屬材料制作的環(huán)箍，用于緊固磁芯，承載和裝配固定燈體，并屏蔽漏磁通輻射干擾。
本發(fā)明的特征還在于，在8字形燈管中部或者燈管其他適當(dāng)位置繞有適當(dāng)匝數(shù)的輔助繞 組4，產(chǎn)生與主繞組垂直的電磁場(chǎng)，用于改善燈管的啟動(dòng)性能和電光效率。
本發(fā)明的特征還在于，高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊5采用了高效PFC整流升壓電路和PWM半橋 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、自激振蕩、準(zhǔn)諧振軟開關(guān)等高頻開關(guān)電源先進(jìn)技術(shù)，具有相對(duì)工作頻率低，驅(qū)動(dòng) 波形好，EMC輻射干擾和損耗小，工作穩(wěn)定可靠，成本低，壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的特征還在于，驅(qū)動(dòng)繞組、輔助繞組與高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊的連接不僅限于串聯(lián)方 式，可以有多種連接方式可選擇，高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊和磁芯、燈頭容易做成一體化設(shè)計(jì)，可 減小體積，降低成本，便于推廣使用。
本發(fā)明8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈與現(xiàn)有傳統(tǒng)的氣體放電燈相比，由于玻璃燈管內(nèi) 無需封裝任何金屬電極，故避免了電極材料蒸發(fā)會(huì)使燈管兩端發(fā)黑，玻璃透光率下降、電子 發(fā)射物質(zhì)耗盡使氣體放電燈壽命提前終結(jié)的弊端，可使燈管生產(chǎn)工藝和設(shè)備大大簡(jiǎn)化，生產(chǎn) 成本顯著降低，燈管使用壽命大大增長(zhǎng)，性價(jià)比提高。而且，燈管置于驅(qū)動(dòng)繞組和輔助繞組 產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)之中，在燈管中形成的高頻電場(chǎng)，可加速燈管內(nèi)部氣體電離放電，形成的 等離子體在高頻交變電磁場(chǎng)作用下往返運(yùn)動(dòng)，碰撞幾率增大。同時(shí)磁芯產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁力線對(duì) 等離子體有約束內(nèi)聚作用，使帶電離子向燈管中心集中，燈管中心溫度高，管壁溫度低，有 效的減小了燈管散熱損失，提高了放電氣體的色光特性和電光轉(zhuǎn)換效率。
由于燈管不帶傳統(tǒng)的金屬電極，與磁體間設(shè)計(jì)成包箍卡接式裝配，故燈管安裝，更換維 修都很方便，可有效降低燈管實(shí)際應(yīng)用中的人工成本，從而使本專利產(chǎn)品具有明顯的市場(chǎng)競(jìng) 爭(zhēng)力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
下面結(jié)合附圖
和一款8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
按照本發(fā)明的方法，采用傳統(tǒng)環(huán)形、U形熒光燈的類似工藝先彎管制作一個(gè)沒有金屬電 極的8字形熒光燈管1，基本尺寸大約為玻璃管外經(jīng)18毫米，8字形燈管外長(zhǎng)200毫米，外 寬80毫米，燈管內(nèi)壁涂有特種熒光粉，充有適量的氬、氖混合氣體和汞齊。在8字形燈管 的中部燈管上用適當(dāng)線徑的高強(qiáng)度絕緣細(xì)導(dǎo)線繞制輔助繞組4 ，匝數(shù)由燈管的啟動(dòng)性能和電 性能要求確定。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用低損耗的鐵氧體材料通過專用模具壓制燒結(jié)而成的兩個(gè) 半環(huán)形磁芯2內(nèi)經(jīng)30毫米，厚10毫米，寬30毫米。給兩個(gè)半環(huán)形磁芯2分別套上用適當(dāng)線 徑的高強(qiáng)度絕緣細(xì)導(dǎo)線分段繞制的驅(qū)動(dòng)線圈3 ，再墊上適當(dāng)厚度的隔熱減振軟材料，對(duì)接套 在8字形中部燈管上，并外包鋁合金環(huán)箍，使磁芯緊密接觸，構(gòu)成閉合磁力線回路，又使磁 芯和燈管成為一體，不會(huì)松動(dòng)。最后把主驅(qū)動(dòng)線圈3和輔助線圈4按照正確的首尾極性要求 串聯(lián)后接到高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊5的輸出端。高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊5采用了高效PFC整流升壓電 路和PWM半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、自激振蕩、準(zhǔn)諧振軟開關(guān)等高頻開關(guān)電源先進(jìn)技術(shù)，工作頻率約 200KHZ，其EMC輻射干擾和損耗小，工作穩(wěn)定可靠。 '
給該燈驅(qū)動(dòng)電源模塊5輸入端接通220V交流市電，沒有傳統(tǒng)燈絲電極的8字形燈管內(nèi) 氣體即可在外部高頻電場(chǎng)、磁場(chǎng)的雙重作用下而起弧、放電、發(fā)光，光效可達(dá)70 120Lm/W。 由于該燈管內(nèi)不含金屬電極，故避免了制造使用過程中因電極密封不良，電極材料蒸發(fā)使燈 管兩端發(fā)黑，玻璃透光率下降等弊端，其使用壽命可以達(dá)到傳統(tǒng)內(nèi)帶燈絲電極氣體放電燈壽 命的3 6倍，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能長(zhǎng)壽的目的。
權(quán)利要求
1、一種8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，見附圖，其由內(nèi)部沒有金屬電極的8字形熒光燈管1，包扣在8字形中部燈管上的兩塊半環(huán)形磁芯2，套裝于磁芯2上的主驅(qū)動(dòng)繞組3，與繞組連接纏繞在燈管上的輔助繞組4，輸入端接市電、輸出端連接驅(qū)動(dòng)、輔助繞組的高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊5組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，熒光燈管 形狀為8字形及其變形，燈管內(nèi)部涂有特種熒光粉，充有適量的氬、氖等純凈惰性氣體(或 混合氣體)和汞齊(或者金屬鹵化物)，無需封裝任何金屬電極，故結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單， 使用中沒有電極材料蒸發(fā)使燈管兩端發(fā)黑，透光率下降的弊端，燈管壽命特別長(zhǎng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，8字形熒 光燈管也可以由兩個(gè)環(huán)形燈管靠在一起構(gòu)成，兩環(huán)靠在一起的部分可以熔通連為一體，也可 以只是外部燒連在一起，兩環(huán)各自獨(dú)立，互不相通，8字形熒光燈管還可以兩端垂直下彎做 成馬鞍形，更適合于一體化吊燈型設(shè)計(jì)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，兩塊半環(huán)形 磁芯2按照合理的磁性能尺寸，采用高導(dǎo)磁、低損耗的鐵氧體材料由專用模具壓制燒結(jié)而成， 適合低成本大批量生產(chǎn)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，兩塊半環(huán)形 磁芯2不一定是半圓形，具體尺寸形狀可根據(jù)8字形中部燈管尺寸和電磁性能要求靈活決定。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，兩塊半環(huán)形 磁芯2套裝分段繞制的主驅(qū)動(dòng)線圈3后對(duì)接包扣在8字形中部燈管上，形成閉合磁路，并且 在磁芯內(nèi)孔和燈管壁間墊有適當(dāng)厚度的隔熱減振軟材料，使燈管和磁芯成為一體，不會(huì)松動(dòng)、 損壞。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，形成閉合磁 路的兩塊半環(huán)形磁芯2外面還裝配有由鋁合金等非導(dǎo)磁金屬材料制作的環(huán)箍，用于緊固磁芯， 承載和裝配固定燈體，并屏蔽漏磁通輻射干擾。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，在8字形燈 管中部或者燈管其他適當(dāng)位置繞有適當(dāng)匝數(shù)的輔助繞組4 ,產(chǎn)生與主繞組垂直的電磁場(chǎng)，用 于改善燈管的啟動(dòng)性能和電光效率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，，高頻驅(qū)動(dòng) 電源模塊5采用了高效PFC整流升壓電路和PWM半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、自激振蕩、準(zhǔn)諧振軟開關(guān) 等高頻開關(guān)電源先進(jìn)技術(shù)，具有相對(duì)工作頻率低，驅(qū)動(dòng)波形好，EMC輻射干擾和損耗小，工 作穩(wěn)定可靠，成本低，壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，其特征還在于，，驅(qū)動(dòng)繞 組、輔助繞組與高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊的連接不僅限于串聯(lián)方式，可以有多種連接方式可選擇， 高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊和磁芯、燈頭容易做成一體化設(shè)計(jì)，可減小體積，降低成本，便于推廣使 用。
全文摘要
一種8字形電磁感應(yīng)高效節(jié)能無極燈，涉及電光源領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)道路交通、日常生產(chǎn)、生活的高效節(jié)能照明。其由8字形燈管1，兩塊半環(huán)形磁芯2，主驅(qū)動(dòng)繞組3，輔助繞組4，高頻驅(qū)動(dòng)電源模塊5組成。利用仿星器等離子體加熱技術(shù)和電磁感應(yīng)原理，使置于高頻電磁場(chǎng)作用下不含傳統(tǒng)金屬電極的氣體放電燈放電、發(fā)光，可顯著提高其電光轉(zhuǎn)換效率，延長(zhǎng)燈泡使用壽命，節(jié)能環(huán)保，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，適于低成本大批量生產(chǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益巨大。
文檔編號(hào)H01J65/04GK101345181SQ20071007587
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者沛 段, 郭可軒 申請(qǐng)人:郭可軒;段 沛