專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)極感應(yīng)鈉燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無(wú)極感應(yīng)鈉燈，該燈通過(guò)電磁感應(yīng)點(diǎn)燃。
眾所周知，最理想的光源應(yīng)單純地輻射人類(lèi)視覺(jué)最敏感的的黃綠光(波長(zhǎng)5550埃)。但要使氣體放電單純地產(chǎn)生一種光波極難實(shí)現(xiàn)，而鈉蒸汽的諧振波長(zhǎng)與5550埃非常接近，(在分光鏡中鈉蒸汽的諧振波長(zhǎng)是5890埃和5896埃)，因此，鈉燈視覺(jué)光效最佳。
當(dāng)放電電流密度為某一值及鈉蒸汽壓強(qiáng)為某一汞柱時(shí)，鈉蒸汽中產(chǎn)生最有效的諧振輻射。在此種條件下發(fā)光的鈉燈效率最高。
普通鈉燈使用直熱式氧化物陰極，這種有極鈉燈的壽命直接受直熱式氧化物陰極影響，壽命短，從而成本較高，所輸入的電能中有大部分轉(zhuǎn)化為熱能，白白消耗，致使光效較低，且易受外界環(huán)境溫度的影響。
本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)極無(wú)極感應(yīng)鈉燈，和有極鈉燈相比，其壽命較長(zhǎng)，光輸出大，成本較低，使用溫度不受外界熱交換與四周空氣對(duì)流的影響。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)極感應(yīng)鈉燈，該燈通過(guò)電磁感應(yīng)點(diǎn)燃，其特征在于其構(gòu)造為在一以真空密封形式封閉的溫度隔離罩(1)內(nèi)裝置有一以真空密封形式封閉的放電泡(2)，該放電泡(2)用不與鈉蒸汽起反應(yīng)的玻璃制成，在該放電泡(2)內(nèi)充有供電離的鈉、鈉蒸汽和稀有氣體，放電泡(2)的中心有一個(gè)連通底端的凹進(jìn)的空腔(3)，在該空腔(3)內(nèi)放置有功率藕合器；功率藕合器的構(gòu)造包括一個(gè)由軟磁材料制成的管狀鐵芯(6)，其外徑套裝有由合成材料制成的套筒(4)，在套筒(4)的外徑上卷繞有感應(yīng)線(xiàn)圈(5)；在功率藕合器的下端裝有吸熱液芯熱管(9)，該吸熱液芯熱管(9)為密閉管狀容器，內(nèi)部裝有液體，其上端插入管狀鐵芯(6)；所述溫度隔離罩(1)，放電泡(2)均連接于支架(8)，所述吸熱液芯熱管(9)的下端與套筒(4)一起伸出凹腔(3)外與散熱支架(8)的凸緣固連，所述功率藕合器的輸出端用同軸電纜(10)連接與感應(yīng)線(xiàn)圈相連的高頻電子源(7)。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)在所述功率藕合器的感應(yīng)線(xiàn)圈(5)的外圍反方向纏繞有一次級(jí)線(xiàn)圈用于減少極限電壓干擾，該次級(jí)線(xiàn)圈一端與感應(yīng)線(xiàn)圈(5)相連，另一端放空。
所述溫度隔離罩(1)的外形呈球頭圓柱形，所述放電泡(2)，所述內(nèi)凹空腔(3)均呈依次減小的球頭圓柱形。
本實(shí)用新型有以下積極有益的效果1、壽命長(zhǎng)放電泡用不與鈉蒸汽起反應(yīng)的玻璃制成，因此不存在燈管燒壞的問(wèn)題，燈的理論壽命僅決定于電源。為有效放電與保證壽命，放電泡內(nèi)還充有一定的稀有氣體。這種稀有氣體既有助于點(diǎn)燃瞬時(shí)的放電和導(dǎo)電，且在整個(gè)放電過(guò)程中參與放電，改善了燈的色溫和顯色指數(shù)。
2、該燈具有很大的光輸出，達(dá)到110-150流明/瓦。
3、成本低無(wú)極燈中沒(méi)有普通鈉燈的直熱式氧化物陰極，從而大大降低制造成本，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，也從根本上解決了有極鈉燈壽命受直熱式氧化物陰極影響的弱點(diǎn)。
4、使用溫度范圍大放電泡封在以真空形式封閉的溫度隔離罩中，內(nèi)部溫度保持在一定區(qū)間內(nèi)，保證了鈉蒸汽的飽和氣壓對(duì)應(yīng)于最佳輻射狀態(tài)，不受外界熱交換與四周空氣對(duì)流的影響。
本實(shí)用新型有以下附圖


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，為剖截視圖。
圖2是
圖1中有凹腔的放電泡和溫度隔離罩的結(jié)構(gòu)示意圖，為剖截視圖。
圖3是
圖1中功率藕合器及其連接組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
一、本實(shí)用新型的無(wú)極感應(yīng)放電鈉燈由三部分構(gòu)成(見(jiàn)
圖1)1.帶凹腔的放電泡2和外封的真空隔離罩1(詳見(jiàn)圖2)。
2.功率藕合器(功率倍增器)(詳見(jiàn)圖3)。
3.高頻電子源7，頻率為2.6--2.65MHz。
帶凹腔的放電泡2，用不與鈉蒸汽起反應(yīng)的玻璃制成，是以真空密閉形式封閉的，其內(nèi)充有供電離的鈉、鈉蒸汽和稀有氣體。放電泡底端有一個(gè)凹進(jìn)的空腔3。放電泡外面罩有以真空密封方式封閉的溫度隔離罩。
功率藕合器由一個(gè)帶鐵芯6的線(xiàn)圈5組成，鐵芯6用于強(qiáng)化感應(yīng)磁場(chǎng)。功率藕合器的內(nèi)部有一個(gè)吸熱液芯熱管9，用于把熱傳遞給支架8、10凸緣，進(jìn)而散發(fā)出去。電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)H和誘發(fā)電場(chǎng)E。觸發(fā)產(chǎn)生的電子在電場(chǎng)中被加速，加速電子與鈉原子碰撞，小部分被離子化，形成等離子體，以維持電流，大部分被激發(fā)到高能級(jí)上。當(dāng)電子從高能級(jí)返回到低能級(jí)時(shí)放出光子，產(chǎn)生可見(jiàn)光。
二、高頻電子源由下列部分組成
該電源關(guān)鍵在于以下幾點(diǎn)
(1)系統(tǒng)電路的工作方式與變壓器原理類(lèi)似。功率藕合器(倍增器)的線(xiàn)圈可看成初級(jí)線(xiàn)圈，次級(jí)線(xiàn)圈由放電腔內(nèi)的放電電流構(gòu)成。與變壓器的不同之處在于次級(jí)線(xiàn)圈(即放電腔內(nèi)氣體)的初始擊穿，即燈的點(diǎn)燃，是由倍增器線(xiàn)圈產(chǎn)生的軸向電場(chǎng)Ez引起的，而驅(qū)動(dòng)放電泡內(nèi)氣體及金屬蒸汽放電的，則是由線(xiàn)圈中變化磁通產(chǎn)生的水平部分電場(chǎng)E。E必須大于過(guò)渡時(shí)期所需的每一個(gè)電子密度值的螺線(xiàn)放電以維持電場(chǎng)。
(2)鈉燈與一切鹵化物燈一樣，從激發(fā)到穩(wěn)定瞬態(tài)過(guò)程中阻抗變化很大。該電路原理適用于具有放電通道的其他多種金屬鹵化物燈。
(3)高頻轉(zhuǎn)換高頻高壓HF發(fā)生器是電路核心，它是一個(gè)半橋電路。這個(gè)半橋電路的兩個(gè)MOS管輪流開(kāi)和關(guān)，占空比為50％，給輸入網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)方波。輸入網(wǎng)絡(luò)由燈和線(xiàn)圈及一個(gè)附加匹配藕合諧振回路組成，其諧振頻率設(shè)計(jì)成稍低于開(kāi)關(guān)頻率，從而使輸出電流成正弦波。
由于該燈有全開(kāi)和全關(guān)的特性，因此能獲得非常高的效率。線(xiàn)路在高頻時(shí)會(huì)增加開(kāi)關(guān)損耗，本電路采用過(guò)渡諧振零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)。在一個(gè)過(guò)渡時(shí)期兩個(gè)功率器件都保持關(guān)閉狀態(tài)的停滯時(shí)間內(nèi)，功率器件的輸出電容放電以減少損耗。
三、抗干擾措施干擾可分為兩種輻射干擾(電磁場(chǎng)干擾)和傳導(dǎo)干擾(極限電壓干擾)。
輻射干擾(1)該鈉燈系統(tǒng)的高頻電子源裝置放在一個(gè)矩形金屬盒內(nèi)，以屏蔽高頻電場(chǎng)。(2)本放電燈(
圖1)把感應(yīng)線(xiàn)圈放置在放電泡凹腔內(nèi)，即設(shè)計(jì)成內(nèi)激勵(lì)，其好處之一是恰好利用了放電泡中氣體放電時(shí)形成的等離子體層，對(duì)電磁場(chǎng)輻射起了屏蔽作用。因此，磁泄漏完全符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EMI抑制中LISPR15規(guī)定。如用戶(hù)對(duì)磁泄漏有特殊要求，本燈采取的措施是在放電泡外涂覆一層透明導(dǎo)電膜并調(diào)整放電腔內(nèi)感應(yīng)線(xiàn)圈位置。
傳導(dǎo)干擾對(duì)于所有無(wú)極放電燈，較難辦的是對(duì)極限電壓干擾(TVD處理基準(zhǔn))的處置。本燈通過(guò)一個(gè)交替繞在初級(jí)線(xiàn)圈(功率藕合器上線(xiàn)圈)上的次級(jí)線(xiàn)圈減少TVD。次級(jí)線(xiàn)圈與初級(jí)線(xiàn)圈反向繞制，其一端與初級(jí)線(xiàn)圈相接，另一端放空。高壓情況下，感應(yīng)電壓通過(guò)這個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈消除了初級(jí)線(xiàn)圈的部分電場(chǎng)，但毫不影響初級(jí)線(xiàn)圈的磁場(chǎng)。
方框圖中的電磁干擾濾波器包含常模和共模抑制電路，作用是防止高頻電子源中產(chǎn)生的高頻進(jìn)入電網(wǎng)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)極感應(yīng)鈉燈，該燈通過(guò)電磁感應(yīng)點(diǎn)燃，其特征在于其構(gòu)造為在一以真空密封形式封閉的溫度隔離罩(1)內(nèi)裝置有一以真空密封形式封閉的放電泡(2)，該放電泡(2)用不與鈉蒸汽起反應(yīng)的玻璃制成，在該放電泡(2)內(nèi)充有供電離的鈉、鈉蒸汽和稀有氣體，放電泡(2)的中心有一個(gè)連通底端的凹進(jìn)的空腔(3)，在該空腔(3)內(nèi)放置有功率藕合器；功率藕合器的構(gòu)造包括一個(gè)由軟磁材料制成的管狀鐵芯(6)，其外徑套裝有由合成材料制成的套筒(4)，在套筒(4)的外徑上卷繞有感應(yīng)線(xiàn)圈(5)；在功率藕合器的下端裝有吸熱液芯熱管(9)，該吸熱液芯熱管(9)為密閉管狀容器，內(nèi)部裝有液體，其上端插入管狀鐵芯(6)；所述溫度隔離罩(1)，放電泡(2)均連接于支架(8)，所述吸熱液芯熱管(9)的下端與套筒(4)一起伸出凹腔(3)外與散熱支架(8)的凸緣固連，所述功率藕合器的輸出端用同軸電纜(10)連接與感應(yīng)線(xiàn)圈相連的高頻電子源(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)極感應(yīng)鈉燈，其特征在于在所述功率藕合器的感應(yīng)線(xiàn)圈(5)的外圍反方向纏繞有一次級(jí)線(xiàn)圈用于減少極限電壓干擾，該次級(jí)線(xiàn)圈一端與感應(yīng)線(xiàn)圈(5)相連，另一端放空。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)極感應(yīng)鈉燈，其特征在于所述溫度隔離罩(1)的外形呈球頭圓柱形，所述放電泡(2)，所述內(nèi)凹空腔(3)均呈依次減小的球頭圓柱形。
專(zhuān)利摘要一種無(wú)極感應(yīng)鈉燈，在一以真空密封形式封閉的溫度隔離罩內(nèi)裝置有一以真空密封形式封閉的放電泡，在該放電泡內(nèi)充有供電離的鈉、鈉蒸汽和稀有氣體，放電泡中心凹進(jìn)的空腔內(nèi)放置有功率耦合器；在功率耦合器的感應(yīng)線(xiàn)圈的外圍反方向纏繞有一次級(jí)線(xiàn)圈，在功率耦合器的下端裝有吸熱液芯熱管，所述功率耦合器的輸出端用同軸電纜連接與感應(yīng)線(xiàn)圈相連的高頻電子源。本實(shí)用新型具有壽命較長(zhǎng)，光輸出大，成本較低，使用溫度不受外界熱交換與四周空氣對(duì)流的影響。
文檔編號(hào)H01J65/04GK2265594SQ96244818
公開(kāi)日1997年10月22日 申請(qǐng)日期1996年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月28日
發(fā)明者曹江, 李菁 申請(qǐng)人:曹江, 李菁