專利名稱：鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于操作低壓水銀蒸汽放電燈的鎮(zhèn)流器，所述鎮(zhèn)流器包括用于為燈提供交流電流的交流電源裝置。
背景技術(shù)：
在水銀蒸汽放電燈中，水銀構(gòu)成(有效)生成紫外(UV)光的主要成分。在(一部分)放電管的內(nèi)壁上可以存在包括發(fā)光材料(例如熒光粉)的發(fā)光層，用于將UV轉(zhuǎn)換成其它波長(zhǎng)，例如轉(zhuǎn)換成用于曬黑的目的的UV-B和UV-A(日光板燈)，或者轉(zhuǎn)換成用于一般照明目的的可見輻射。這類放電燈因此也稱為熒光燈。低壓水銀蒸汽放電燈的放電管通常是圓形的，并包括既細(xì)長(zhǎng)又緊湊的實(shí)施例。通常，緊湊型熒光燈的管狀放電管包括具有相對(duì)小直徑的相對(duì)短的直部的集合，這些直部借助橋部或經(jīng)由彎曲部分連接在一起。緊湊型熒光燈通常具有(集成的)燈蓋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)省成本的低壓水銀蒸汽放電燈系統(tǒng)，其中可以容易地調(diào)節(jié)燈的色溫。
低壓水銀蒸汽放電燈的放電管在放電空間上具有水銀密度中的梯度，所述放電管具有兩個(gè)發(fā)光部分，所述發(fā)光部分的每一個(gè)以不同顏色發(fā)光、具有兩個(gè)電極并在直流條件下工作。因?yàn)檫@個(gè)水銀密度中的梯度，例如放電管的第一部分比第二部分包含更多的水銀(離子)。放電管的第一部分的光輸出被增強(qiáng)，并且第二部分的光輸出相對(duì)較低。在這種情況下，由根據(jù)本發(fā)明的低壓水銀蒸汽放電燈發(fā)射的光在很大程度上對(duì)應(yīng)于由第一部分發(fā)射的電磁譜。如果直流電流的極性被反轉(zhuǎn)，那么另一個(gè)電極變成陰極并且水銀密度梯度(逐漸)反轉(zhuǎn)，由此增強(qiáng)了放電管的第二部分的光輸出，而代價(jià)是，降低了第一部分的光輸出。在這種情況下，由根據(jù)本發(fā)明的低壓水銀蒸汽放電燈發(fā)射的光在很大程度上對(duì)應(yīng)于由第二部分發(fā)射的電磁譜。通過調(diào)節(jié)放電管中的直流電流的電平，由根據(jù)本發(fā)明的低壓水銀蒸汽放電燈發(fā)射的光可以是由放電管的第一部分和第二部分發(fā)射的電磁譜之間的混合。照這樣，具有可調(diào)節(jié)的光發(fā)射譜的低壓水銀蒸汽放電燈被實(shí)現(xiàn)為只包括兩個(gè)電極。
根據(jù)本發(fā)明，鎮(zhèn)流器還包括用于同時(shí)給燈提供直流電流的直流電源裝置，所述直流電源裝置具有用于改變所述直流電流的強(qiáng)度和/或方向的裝置。本發(fā)明因此提供了一種通過改變經(jīng)過燈的電流的直流電流分量來改變具有兩個(gè)發(fā)光部分的放電燈的色溫的方式，所述發(fā)光部分的每一個(gè)以不同顏色發(fā)光。通常，用于提供交流電流的裝置包括半橋轉(zhuǎn)換器。
優(yōu)選地，直流電源裝置包括與半橋轉(zhuǎn)換器的其中一個(gè)電容器并聯(lián)連接的開關(guān)，使得當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，該電容器被分路。由此，獲得經(jīng)過燈的直流電流，因此引起燈的色溫的變化。
所述并聯(lián)連接優(yōu)選地具有阻抗，優(yōu)選地為可變阻抗，使得所經(jīng)過的直流電流量可被控制，由此燈的色溫中的變化量也受到控制。
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，開關(guān)是雙極開關(guān)，并且該開關(guān)通過第二極與半橋的第二電容器并聯(lián)連接，使得當(dāng)開關(guān)被閉合到第二極上時(shí)，該第二電容器被分路。優(yōu)選地，該開關(guān)具有第三中性位置，其中電容器不被分路，以便獲得鎮(zhèn)流器的普通交流操作。這樣獲得了節(jié)省成本的三色燈鎮(zhèn)流器。
這個(gè)實(shí)施例可通過使用多位置開關(guān)和使用用于中間直流電流的不同的阻抗串聯(lián)來得以進(jìn)一步增強(qiáng)。
在第二優(yōu)選實(shí)施例中，直流電源裝置包括與半橋轉(zhuǎn)換器的第二電容器并聯(lián)連接的第二開關(guān)，使得當(dāng)?shù)诙_關(guān)閉合時(shí)，第二電容器被分路。優(yōu)選地，兩個(gè)開關(guān)是電子控制開關(guān)，其能夠獨(dú)立于半橋轉(zhuǎn)換器的電子控制開關(guān)來進(jìn)行工作。這些開關(guān)的通斷時(shí)間(工作循環(huán))確定了經(jīng)過燈的電流中的實(shí)際直流分量。以這種方式，直流分量的調(diào)節(jié)可連續(xù)地從-100％到+100％，并且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的顏色控制。
參考下文所描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得明顯并被闡明。


在附圖中圖1是包括低壓水銀蒸汽放電燈的緊湊型熒光燈的實(shí)施例的橫截視圖；圖2A是水銀密度相對(duì)燈的放電管中的位置的曲線圖；圖2B是光輸出相對(duì)燈的放電管中的位置的曲線圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)流器的電路的第一實(shí)施例的示意圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)流器的電路的第二實(shí)施例的示意圖。
這些附圖純粹是示意性的并且沒有按照比例繪制。尤其是為了清楚起見，一些尺寸被強(qiáng)烈放大。圖中類似的部件盡可能地用相同的參考數(shù)字來表示。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了包括低壓水銀蒸汽放電燈的緊湊型熒光燈。所述低壓水銀蒸汽放電燈具有透射輻射的放電管1，該放電管1以氣密的方式封裝了具有約10cm3到100cm3的容積的放電空間3。放電管1是橫截面至少基本上是圓形并具有約10mm到25mm的(有效)內(nèi)直徑的玻璃管。放電管1包括第一部分11和第二部分21。在圖1的例子中，第一和第二部分11、21經(jīng)由通道或橋20互連。在一個(gè)替換實(shí)施例中，放電管1被折疊并例如包括彎曲部分。放電管1的第一部分11具有放置在放電空間3中的第一電極12。在放電管1的第一部分11的內(nèi)壁處，提供發(fā)光層16。在操作中，第一部分11輻射從100到1000nm的第一范圍的電磁譜中的光。通過舉例的方式，第一范圍可對(duì)應(yīng)于第一色溫，第一色溫例如是2700K。放電管1的第二部分21具有放置在放電空間3中的第二電極22。在圖1的例子中，在放電管1的第二部分21的內(nèi)壁處提供另一個(gè)發(fā)光層26。在工作中，第二部分21輻射從100到1000nm的第二范圍的電磁譜中的光。通過舉例的方式，第二范圍可對(duì)應(yīng)于第二色溫，第二色溫例如是6500K。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，省略了另一個(gè)發(fā)光層。在那種情況下，優(yōu)選地，放電管的第二部分的壁由可透射UV的玻璃制成，所述第二部分發(fā)射例如UV-C。在另一個(gè)可替換實(shí)施例中進(jìn)行下列之一，即第一部分發(fā)射UV-A和第二部分發(fā)射UV-B。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解由低壓水銀蒸汽放電燈的放電管的第一和第二部分發(fā)射的發(fā)射譜的其它變化都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
電極對(duì)12；12通常是由電子發(fā)射物質(zhì)覆蓋的鎢繞組，在該情況下，電子發(fā)射物質(zhì)是氧化鋇、氧化鈣和氧化鍶的混合物。電極對(duì)12；22的每一個(gè)都由放電管1的(狹窄的)端部支撐。電流源導(dǎo)線12A、12B；22A、22B從電極對(duì)12；22延伸經(jīng)過放電管1的端部，在此它們通向外部。電流源導(dǎo)線12A、12B；22A、22B連接到(電子)電源。為了將直流電流施加到電極上，原理上，只有電流源導(dǎo)線12A和22A或者只有電流源導(dǎo)線12B和22B就足夠了。如果低壓水銀蒸汽放電燈只在直流操作下工作，那么可省去一半數(shù)量的電流源導(dǎo)線。
低壓水銀蒸汽放電燈的放電管10可被透射光的封套(圖1中未示出)圍繞，該封套固定在燈的外殼70上。透射光的封套通常具有無光澤的外觀。
在圖1的例子中，水銀不僅存在于放電空間3中，而且存在于汞合金4中，該汞合金在放電管1的第一和第二部分11、12之間的區(qū)域中提供。在一個(gè)可替換的實(shí)施例中，在放電管具有最低色溫的部分的電極區(qū)域中提供汞合金。
在另一個(gè)可替換實(shí)施例中，在第一電極的區(qū)域中提供汞合金，并且在第二電極的區(qū)域中提供另一汞合金。在工作中，汞合金4與放電空間3聯(lián)系。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，放電管還具有所謂的輔助汞合金(在圖1中未示出)。
圖2A示意地示出了作為放電管1中的位置1dv的函數(shù)的水銀密度mHg。圖2B示意地示出了作為放電管中的位置1dv的函數(shù)的放電管1的對(duì)應(yīng)光輸出j。當(dāng)放電燈工作在直流電流(利用電路)上時(shí)，水銀離子將朝著燈的陰極側(cè)漂移。這導(dǎo)致了水銀分布中的梯度，并由此導(dǎo)致了光輸出中的梯度，如在圖2A和2B中可看到的。當(dāng)電極12是陰極(由圖2A中的“12-”表示)時(shí)，光輸出將具有對(duì)應(yīng)于放電管1的第一部分12的發(fā)射譜，例如第一色溫。當(dāng)?shù)诙姌O22被制成陰極(由圖2A中的“22-”表示)時(shí)，光將具有對(duì)應(yīng)于放電管1的第二部分22的發(fā)射譜，例如第二色溫。通過調(diào)節(jié)電流的直流電平，可以調(diào)節(jié)放電燈的發(fā)射譜，例如色溫。因?yàn)楣辖?位于放電管的中間，所以該汞合金之上的水銀壓力是恒定的并且與直流極性無關(guān)。這保證了顏色變化之間的最小時(shí)間。
通過降低直流電流的電平，放電管1中的功率降低并且汞合金4的溫度因此下降，以及總的水銀密度下降。這意味著在光輸出相對(duì)水銀密度的曲線上，第一和第二部分11；21的光輸出都向左移動(dòng)。這導(dǎo)致具有較高色溫的部分的光輸出降低，并且具有較低色溫的部分的光輸出增加。通過減低亮度，在普通白織燈的情況下，色溫向較低的溫度移動(dòng)。在一個(gè)可替換的實(shí)施例中，利用所謂的冷點(diǎn)(coldpoint)，而不是汞合金。
圖2A還示出了低壓水銀蒸汽放電燈工作在交流電流條件下的情況。在該情況下，來自兩個(gè)部分的光混合到大約位于第一和第二色溫之間的色溫。
圖3示意地部分示出了可以與燈1連接的鎮(zhèn)流器電路的第一實(shí)施例。該鎮(zhèn)流器包括用于向燈1提供交流電流的裝置30，該交流電源裝置是本領(lǐng)域中所公知的半橋轉(zhuǎn)換器，包括LC諧振電路，其具有線圈Lballast、兩個(gè)電容器Cb1，Cb2和電子操作的開關(guān)31，32，這些開關(guān)在高頻下交替地接通和關(guān)斷，由此將直流電流源(未示出)提供的直流電流轉(zhuǎn)換成到燈1的高頻交流電流。
根據(jù)本發(fā)明，裝置40被用來同時(shí)提供直流電流分量給燈1。這些裝置包括雙極開關(guān)41，該雙極開關(guān)41的一端經(jīng)過阻抗ZDC與燈的其中一個(gè)電極連接，該電極又連接到電容器Cb1、Cb2。開關(guān)41的兩個(gè)極連接到直流電流源的相應(yīng)極上。還存在可以設(shè)置開關(guān)41的第三中性位置。在圖3中所示的位置中，電容器Cb1被分路，并且直流分量可流經(jīng)燈1。如果開關(guān)41被切換到另一極，則電容器Cb2被分路，并且直流分量經(jīng)過燈向另一方向流動(dòng)。在中性位置中，鎮(zhèn)流器以普通的交流模式工作。直流電流分量的量可通過選擇ZDC的適當(dāng)值來控制，ZDC的值是可變的，以便由用戶來設(shè)置。
根據(jù)圖4，直流電流源裝置40包括兩個(gè)電子控制的開關(guān)42、43。這些開關(guān)42、43不象半橋開關(guān)31，32那樣交替工作，而是與之無關(guān)地和相互無關(guān)地進(jìn)行工作。它們可以都打開、或者它們中的一個(gè)被永久斷開或者以一個(gè)切換頻率接通和關(guān)斷。這個(gè)頻率不需要很高，因?yàn)槠淠康氖菫榱藢?shí)現(xiàn)期望的工作循環(huán)，這是由開關(guān)42，43的通斷時(shí)間來確定的。以這種方式，經(jīng)過燈1的直流電流分量的量和方向，以及由此色溫都可以以一種精確的方式來設(shè)置。
顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在本發(fā)明范圍內(nèi)的多種變化。
本發(fā)明的范圍并不限于這些實(shí)施例。本發(fā)明在于每個(gè)新穎的特征以及每個(gè)新穎特征的組合。任何參考標(biāo)記都不限制權(quán)利要求的范圍。詞語“包括”不排除除了權(quán)利要求所列出之外的其它元件或步驟的存在。在元件前使用詞語“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)這種元件的存在。
權(quán)利要求
1.鎮(zhèn)流器，用于操作具有兩個(gè)發(fā)光部分(11，21)的低壓水銀蒸汽放電燈，所述發(fā)光部分的每一個(gè)以不同顏色發(fā)光，所述鎮(zhèn)流器包括用于向燈(1)提供交流電流的交流電源裝置(30)，其特征在于，所述鎮(zhèn)流器還包括用于同時(shí)向燈(1)提供直流電流的直流電源裝置(40)，所述直流電源裝置(40)具有用于改變所述直流電流的強(qiáng)度和/或方向的裝置(ZDC，41，42，43)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鎮(zhèn)流器，其中用于提供交流電流的裝置(30)包括半橋轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的鎮(zhèn)流器，其中直流電源裝置(40)包括與半橋轉(zhuǎn)換器的其中一個(gè)電容器(Cb1)并聯(lián)連接的開關(guān)(41，42)，使得當(dāng)開關(guān)(41，42)閉合時(shí)，該電容器(Cb1)被分路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的鎮(zhèn)流器，其中所述并聯(lián)連接具有阻抗(ZDC)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的鎮(zhèn)流器，其中所述阻抗(ZDC)是可變阻抗。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求3-5中的任何一個(gè)的鎮(zhèn)流器，其中所述開關(guān)是雙極開關(guān)(41)，并且所述開關(guān)通過第二極與半橋的第二電容器(Cb2)并聯(lián)連接，使得當(dāng)開關(guān)(41)被閉合到第二極上時(shí)，該第二電容器(Cb2)被分路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的鎮(zhèn)流器，其中所述開關(guān)(41)具有第三中性位置，其中電容器(Cb1，Cb2)不被分路。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4的鎮(zhèn)流器，其中直流電源裝置(40)包括與半橋轉(zhuǎn)換器的第二電容器(Cb2)并聯(lián)連接的第二開關(guān)(43)，使得當(dāng)?shù)诙_(43)閉合時(shí)，第二電容器(Cb2)被分路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的鎮(zhèn)流器，其中所述兩個(gè)開關(guān)(42，43)是電子控制開關(guān)，其能夠獨(dú)立于半橋轉(zhuǎn)換器的電子控制開關(guān)(31，32)來進(jìn)行工作。
全文摘要
用于操作具有兩個(gè)發(fā)光部分的低壓水銀蒸汽放電燈的鎮(zhèn)流器，所述發(fā)光部分的每一個(gè)以不同顏色發(fā)光，所述鎮(zhèn)流器包括用于向燈提供交流電流的交流電源裝置，其中所述鎮(zhèn)流器還包括用于同時(shí)向燈提供直流電流的直流電源裝置，所述直流電源裝置具有用于改變所述直流電流的強(qiáng)度和/或方向的裝置。
文檔編號(hào)H05B41/282GK1871881SQ200480031369
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2004年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者R·W·C·范德維坎 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司