專(zhuān)利名稱(chēng)：一種閉合磁路高效u形磁能燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光源照明領(lǐng)域及照明器材領(lǐng)域，通過(guò)兩個(gè)3字形開(kāi)合磁體組成一體化8字形雙孔連體磁芯，一體化8字形雙孔連體磁芯對(duì)接安裝在U形磁能燈燈管上，形成閉合磁路組成磁能發(fā)生器。磁能燈的諧振電路通過(guò)連接磁能發(fā)生器的電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生電磁交變形成電磁感應(yīng)，由電磁感應(yīng)獲得的磁能代替燈絲、電極電離燈體內(nèi)的汞原子激活熒光粉達(dá)到發(fā)光照明的目地。推翻了以燈絲、電極發(fā)射電子產(chǎn)生瞬間高壓電離激活燈體內(nèi)發(fā)光物質(zhì)的傳統(tǒng)照明原理，發(fā)明創(chuàng)造了 “一種閉合磁路高效U形磁能燈”新光源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電光源均帶有燈絲與電極，如白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈、高壓汞燈、碘鎢燈、 LED、鈉燈、金鹵燈等均帶有燈絲電極；它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是在密封的發(fā)光燈體的腔體內(nèi)置有燈絲或電極。燈絲或電極的設(shè)計(jì)增加了許多不確定的使用因素，增大了玻璃材料金屬材料的封裝制造工藝難度和控制電路的設(shè)計(jì)難度與制造成本。這些傳統(tǒng)的燈絲、電極使燈的溫度增高，發(fā)光效率受到阻礙，加劇了發(fā)光物質(zhì)的光衰。這種傳統(tǒng)的燈絲或置放在燈體內(nèi)的電極，影響了燈的光電轉(zhuǎn)換效率與燈的使用壽命，限制了燈的應(yīng)用范圍及電光源的發(fā)展。現(xiàn)有白熾燈的發(fā)光效率約10 15Lm/W，光電轉(zhuǎn)換低于15%，燈壽命低于1500小時(shí)，光衰200小時(shí)大于沈％，有功功耗在83%左右。熒光燈、節(jié)能燈、高壓汞燈的發(fā)光效率約35 50Lm/W，光衰1000小時(shí)大于20%， 光電轉(zhuǎn)換效率低于35%，燈壽命低于3000 10000小時(shí)，有功功耗在沈％ 35%，無(wú)功功耗在41% 46%，功率因數(shù)低于0. 55，頻閃、眩光大不利于環(huán)保節(jié)能與身體健康。LED、電感式鈉燈、金鹵燈的燈壽命約8000 15000小時(shí)，發(fā)光效率約50 95Lm/ W，光衰1000小時(shí)大于25%。光電轉(zhuǎn)換效率約38%左右，低壓不能啟動(dòng)，電壓高于額定輸入電壓時(shí)燈功率急劇上升，功耗急劇增大，功率因數(shù)低于0. 45，有功功耗高于36% 43%，無(wú)功功耗大于48%，存在著嚴(yán)重的頻閃與眩光，不利于環(huán)保節(jié)能與身體健康?，F(xiàn)有的無(wú)燈絲、無(wú)電極燈的發(fā)明專(zhuān)利有兩種一種是無(wú)極燈、一種是電磁感應(yīng)燈。80 90年代美國(guó)、荷蘭發(fā)明的《無(wú)極燈》工作頻率為2. 65MHz，輸出的兩條電磁感應(yīng)線不能相交，引線長(zhǎng)度稍有變化無(wú)極燈便難以啟動(dòng)。用于進(jìn)行電磁感應(yīng)的耦合磁棒是一種開(kāi)合磁路，電磁輻射、射頻干擾較大，EMC、EMI抑制電路設(shè)計(jì)難效果差，存在著難以解決電磁干擾、傳導(dǎo)干擾的弊端。無(wú)極燈的電磁耦合磁棒安裝在密封燈體內(nèi)的中心位置磁損大不利于散熱，有功功耗大，燈與磁棒的溫度高，難以控制容易失磁。電磁轉(zhuǎn)換效率低于56 %，光衰1500小時(shí)大于25%，功率因數(shù)低于0. 55 0. 98，光效約39 52Lm/W，難以解決產(chǎn)品的可靠性差、一致性差的難題，無(wú)極燈產(chǎn)品現(xiàn)在的最大輸入功率為165W。70 2000年代德國(guó)、美國(guó)、荷蘭發(fā)明的《電磁感應(yīng)燈》工作頻率為300 350KHz， 磁體是兩付兩瓣分開(kāi)的半圓形磁環(huán)，安裝方法是將兩瓣分開(kāi)的兩付半圓形磁環(huán)分別安裝在環(huán)形燈管或矩形燈體兩端相對(duì)應(yīng)的位置，連接輸出電路的是兩組電磁感應(yīng)線圈的四條感應(yīng)線，兩組中的任何兩條電磁感應(yīng)線不能相交、相互干擾現(xiàn)象嚴(yán)重，燈體、電路、線路布線困難。受燈體溫度的影響，使電磁感應(yīng)燈的燈管與磁環(huán)的溫升難以控制交替上升，導(dǎo)致兩瓣分開(kāi)的半圓形磁環(huán)中的空氣間隙在工作時(shí)一直處在不穩(wěn)定的變化中，由此引起電路工作中的電壓電流不穩(wěn)定，輸出的電壓電流與燈的輸出輸入功率不穩(wěn)定，制造成本高，難以解決產(chǎn)品的可靠性、一致性。光衰1500小時(shí)大于20%。由于在工作電路中受燈體溫度的影響， 磁環(huán)的空氣間隙不穩(wěn)定，磁環(huán)的溫升高加大了磁損損耗，有功功耗加大，電磁轉(zhuǎn)換效率低于 60%，功率因數(shù)低于0. 55 0. 98，光效約35 52Lm/W。電磁輻射、射頻干擾較大，EMC、EMI 抑制電路設(shè)計(jì)難效果差，難以解決電磁干擾、傳導(dǎo)干擾的弊病。電磁感應(yīng)燈現(xiàn)在的輸入功率為 16 180W。本發(fā)明《一種閉合磁路高效U形磁能燈》通過(guò)用兩個(gè)3字形分體磁體組成一體化8 字形雙孔連體磁芯，增大了磁體窗口截面積，電磁感應(yīng)效率增大了兩到四倍，電磁轉(zhuǎn)換效率提高到96% 98%。一體化8字形雙孔連體磁芯對(duì)接安裝在U形燈體外端的燈管上形成完全閉合磁路，減少了電磁輻射，包在燈管外端的磁芯與空氣增大了接觸面積易于散熱。電磁感應(yīng)線圈為一組輸出，僅有兩條輸出線可相交、加長(zhǎng)，不會(huì)產(chǎn)生相互電磁干擾，不影響磁能燈的啟動(dòng)性能，磁芯燈體溫升低電路工作可靠、產(chǎn)品一致性好。本發(fā)明通過(guò)兩個(gè)3字形分體磁芯合包在U形燈體上組成一體化8字形雙孔連體磁芯，包在U形燈體上的8字形雙孔連體磁芯的外端相粘接形成完全閉合磁路，磁芯的中柱可按電路實(shí)際要求設(shè)計(jì)出精確的空氣間隙，減小了電磁損耗，電磁轉(zhuǎn)換效率提高到96% 98%，解決了 EMI、EMC電磁干擾、傳導(dǎo)干擾的電磁輻射、射頻干擾大的問(wèn)題，解決了 EMC、EMI 抑制電路設(shè)計(jì)難成本高的技術(shù)瓶頸。本發(fā)明基于一體化8字形雙孔連體磁芯中柱空氣間隙精確確定，一體化8字形雙孔連體磁芯窗口截面積增大，包在燈體外端的磁芯易于散熱，磁芯與磁能燈的溫升得以降低，磁能燈的輸出輸入功率、燈電流、燈電壓穩(wěn)定，燈與電路的工作可靠性高，產(chǎn)品一致性好，制造工藝簡(jiǎn)單成本低，易于大批量生產(chǎn)。本發(fā)明解決了無(wú)極燈、電磁感應(yīng)燈輸入功率難以確定、電磁損耗大、射頻電磁干擾大，產(chǎn)品生產(chǎn)制造工藝難度大、成本高、一致性差、電路產(chǎn)品可靠性差的難題。本發(fā)明以電磁交變的電磁感應(yīng)形式來(lái)取代傳統(tǒng)的燈絲、電極，閉合磁路的形成減少了電磁損耗，降低了磁體溫升，提高了電路的穩(wěn)定性可靠性，提高了光電轉(zhuǎn)換效率，使燈的發(fā)光效率提高到70 110Lm/W。燈電路的工作頻率降到50 190KHz，減少了電磁損耗， 電磁轉(zhuǎn)換效率提高到96% 98%，有功功耗降低到1%，無(wú)功功耗降低到0. 5%，功率因數(shù)提高到0. 995，燈的壽命提高到10 15萬(wàn)小時(shí)。磁能發(fā)生器電子電路的使用壽命提高到 3. 5-5萬(wàn)小時(shí)，一體化整燈的使用壽命可達(dá)到3. 5-5萬(wàn)小時(shí)。光衰3000小時(shí)小于5%，燈的輸入功率可以做到1. 5W 2000W。可以進(jìn)行遠(yuǎn)程智能化控制、可以進(jìn)行光控、遙控、感應(yīng)、可以進(jìn)行數(shù)字智能化自動(dòng)控制、智能控制自動(dòng)線性調(diào)光。節(jié)能效果較傳統(tǒng)電光源提高到 43%，實(shí)施自動(dòng)線性調(diào)光技術(shù)后節(jié)能效果可達(dá)到110%。磁能燈的發(fā)光光線柔和，無(wú)頻閃、無(wú)眩光，節(jié)能效果顯著，有利環(huán)保節(jié)能與身體健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改變現(xiàn)有白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈、LED、高壓汞燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈、金屬鹵化物燈、氙燈、無(wú)極燈、電磁感應(yīng)燈等電光源的現(xiàn)有技術(shù)不足，減少產(chǎn)品的生產(chǎn)、制造、工藝的加工難度，解決現(xiàn)有產(chǎn)品的電磁干擾、射頻干擾、傳導(dǎo)干擾、電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、 成本高、可靠性差、一致性差的技術(shù)難題?！耙环N閉合磁路高效U形磁能燈”用于實(shí)施電磁感應(yīng)的磁能發(fā)生器設(shè)計(jì)為閉合磁路，減少了電磁損耗，提高了電磁光電轉(zhuǎn)換效率，降低了磁能燈與磁芯的溫升，將傳統(tǒng)使用燈絲電極燈種的使用壽命延長(zhǎng)8-100倍，為社會(huì)提供了一種節(jié)能效果顯著的U形高效磁能燈。本技術(shù)的發(fā)明將逐步替代傳統(tǒng)有燈絲、有電極的白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈、汞燈、 LED、碘鎢燈、石英燈、鈉燈、金屬鹵化物燈、氙燈等傳統(tǒng)電光源。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下措施達(dá)到的本發(fā)明的燈體為U形燈管，在U形燈管中充涂有不同的發(fā)光物質(zhì)。兩U形燈管相對(duì)接，經(jīng)抽、排氣后充進(jìn)混合氣體并在燈體小玻管中放置銦網(wǎng)和固態(tài)汞(或其他媒介)。在成形相對(duì)接的U形燈管中間位置上安裝一體化8字形雙孔連體磁芯，一體化雙孔連體磁芯上設(shè)計(jì)有用于電磁屏蔽和散熱的鋁合金散熱體。安裝在8字形雙孔連體磁芯上用于電磁屏蔽和散熱的鋁合金散熱體直接安裝在設(shè)有凸檔或凹槽散熱接觸面的燈具殼體上。在一體化8字形雙孔連體磁芯相對(duì)接的磁芯中柱上設(shè)計(jì)有骨架，骨架上繞有電磁感應(yīng)線圈，電磁感應(yīng)線圈與諧振電路相連接組成磁能發(fā)生器形成閉合磁路產(chǎn)生電磁感應(yīng)， 用電磁感應(yīng)獲得的磁能替代燈絲、電極，激活U形燈體內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)達(dá)到發(fā)光照明目地。


圖1圖1-1是U形燈管示意圖。圖1-2是一體化雙孔連體磁芯示意圖。圖1-3是磁芯散熱片壓蓋示意圖。圖1-1、1-2、1-3、1-4、1-7是在燈體低座外殼組合安裝一體化雙孔連體磁芯與U形燈體的裝配示意圖。圖1-5是包在燈體外端的一體化雙孔連體磁芯上骨架的裝配結(jié)構(gòu)。圖1-6是電磁感應(yīng)線圈。圖1-8是連接電路。圖1-9是加長(zhǎng)U形燈管示意圖。本發(fā)明在使用時(shí)，由諧振電路與磁能發(fā)生器的電磁感應(yīng)線圈相連接產(chǎn)生電磁感應(yīng)，利用電磁感應(yīng)獲得的磁能取代傳統(tǒng)的燈絲、電極，減少了電磁損耗，將電磁感應(yīng)強(qiáng)度增大了 2 4倍，使電磁轉(zhuǎn)換效率提高到96 98%，將光效提高到70 110Lm/W、功率因數(shù)提高到0. 995，光衰3000小時(shí)小于5%，燈的壽命提高到10 15萬(wàn)小時(shí)。節(jié)能效果顯著， 較傳統(tǒng)電光源節(jié)電率提高到43-110%。消除了燈的眩光、頻閃，達(dá)到節(jié)能環(huán)保利于健康的目的。本發(fā)明的一種閉合磁路高效U形磁能燈的輸入功率可做到1. 5W 2000W。本發(fā)明的U形高效磁能燈可以是單U形燈管相對(duì)接、雙U形燈管相對(duì)接、雙U燈管加長(zhǎng)形相對(duì)接等裝配設(shè)計(jì)形式。本發(fā)明的一體化雙孔連體磁體，可安裝在一個(gè)U形磁能燈的燈管上，或由多個(gè)一體化雙孔連體磁體安裝在U形中間加長(zhǎng)的磁能燈燈管上的裝配結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)了在磁芯上用于電磁屏蔽和散熱的鋁合金散熱體與燈具的安裝固定裝配方法，設(shè)計(jì)有將包在磁芯上用于電磁屏蔽和散熱的鋁合金散熱體直接安裝在帶有散熱凸檔或凹槽散熱接觸面的燈具殼體上的裝配工藝。本用于電磁屏蔽和鋁合金散熱體將安裝在U形燈體上的磁芯直接固定安裝在燈具上，這種將磁芯直接安裝在燈具上的方法利于磁芯、燈體散熱，提高了磁能燈產(chǎn)品電路工作的穩(wěn)定性、可靠性和一致性。
權(quán)利要求
1.一種閉合磁路高效U形磁能燈是由兩個(gè)U形燈管相對(duì)接，形成長(zhǎng)0形磁能燈燈體。 由U形磁能燈燈體與安裝在U形磁能燈燈體上的一體化8字形雙孔連體磁芯的外端相粘接形成閉合磁路。在一體化8字形雙孔連體磁芯中柱留有空氣間隙并裝有骨架，骨架上饒有電磁感應(yīng)線圈，電磁感應(yīng)線圈的引線與諧振電路相連接形成電磁感應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1在長(zhǎng)U形燈體中間加有不同長(zhǎng)度的直管狀燈體，形成不同輸入功率的U形磁能燈。在U形磁能燈燈體的外端設(shè)置有一組或多組一體化8字形雙孔連體磁芯， 這種磁芯的磁性材料是軟磁鐵氧體或非晶納米晶軟磁磁性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2在U形磁能燈的燈體中充有發(fā)光媒介與混合氣體，在U形磁能燈燈體的小玻管中放置有輔助啟動(dòng)的銦網(wǎng)，銦網(wǎng)上邊放有固態(tài)汞，燈體內(nèi)充涂有發(fā)光媒介與混合惰性氣體。安裝在U形磁能燈燈體上的一體化8字形雙孔連體磁芯中柱與U形磁能燈燈體的安裝方向相垂直。安裝在U形磁能燈燈體上的一體化8字形雙孔連體磁芯的孔體與U形磁能燈燈體的安裝方向相平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3在U形磁能燈燈管上設(shè)置的是由兩個(gè)可開(kāi)合的3字形磁體組合成的一組或多組一體化8字形雙孔連體磁芯。在8字形一體化雙孔連體磁芯的中柱中設(shè)有空氣氣隙，在磁芯中柱上設(shè)有骨架，在骨架上繞有電磁感應(yīng)線圈，電磁感應(yīng)線圈的圈數(shù)是一圈或 N圈。電磁感應(yīng)線由外包絕緣體中包裹的多股導(dǎo)體線或外包絕緣體中包裹的帶狀導(dǎo)體部分相組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一組或多組一體化雙孔連體磁芯中柱上設(shè)有骨架，骨架上設(shè)計(jì)的電磁感應(yīng)線圈連接線與諧振電路相連接，以電磁交變的方式產(chǎn)生電磁感應(yīng)，由電磁感應(yīng)獲得的磁能代替燈絲、電極電離燈體內(nèi)的汞原子使燈體內(nèi)熒光粉激活發(fā)光的這種設(shè)計(jì)方案和磁芯骨架與燈體相互垂直或平行的裝配結(jié)構(gòu)、安裝方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U形磁能燈上安裝的8字形一體化雙孔連體磁芯孔的形狀與 1所述燈管的形狀，可以是圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形等異形形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，U形磁能燈燈體上安裝的8字形一體化雙孔連體磁芯上安裝有用于電磁屏蔽和散熱作用的銅或鋁合金散熱器。這種包在磁芯上的用于電磁屏蔽和散熱作用的銅或鋁合金散熱器是用來(lái)將包住燈管的磁體安裝固定在鋁合金燈具殼體上的裝置，這種裝置是將磁芯利用金屬散熱器直接固定安裝在金屬燈具殼體上用來(lái)利用整個(gè)燈體形成對(duì)磁芯燈體進(jìn)行散熱的這種發(fā)明。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述，本設(shè)計(jì)不使用傳統(tǒng)的燈座、燈頭進(jìn)行連接，直接利用安裝在U 形磁能燈燈體上的8字形雙孔連體磁芯上的電磁感應(yīng)線圈導(dǎo)線與諧振電路相連接的這種新式電路與光源連接裝配的結(jié)構(gòu)方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述，所設(shè)計(jì)的燈具帶有專(zhuān)門(mén)安裝與燈體磁芯相接觸的凸檔、凹槽、 接觸平面的這種起散熱作用的燈具結(jié)構(gòu)、安裝工藝方法，及用緊固裝置將燈體、磁體直接安裝在燈具上利用整個(gè)燈具本體來(lái)進(jìn)行散熱的燈具裝配制造方法、安裝工藝，和用這種設(shè)計(jì)方案制造出的可進(jìn)行相互互換并用來(lái)相互固定的燈具、燈體、磁芯及制造出的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)兩個(gè)3字形開(kāi)合磁體組成一體化8字形雙孔連體磁芯，一體化8字雙孔連體磁芯對(duì)接安裝在U形磁能燈上，形成閉合磁路組成磁能發(fā)生器，利用電磁感應(yīng)獲得的磁能取代傳統(tǒng)的燈絲、電極電離燈體內(nèi)的汞原子激活熒光粉達(dá)到發(fā)光照明的目的，將電磁感應(yīng)強(qiáng)度增大了2～4倍，工作頻率降到60～190KHz，減少了電磁損耗，電磁轉(zhuǎn)換效率提到96～98％，有功功耗低于1％，功率因數(shù)提高到0.995，無(wú)功功率低于0.5％，光衰3000小時(shí)小于5％，光效提高到70～110Lm/W，燈的壽命提高到10萬(wàn)小時(shí)，節(jié)能效果顯著，較傳統(tǒng)電光源節(jié)電率提高到43-110％。消除了燈的眩光、頻閃，達(dá)到節(jié)能環(huán)保利于健康的目的。
文檔編號(hào)H05B41/14GK102437011SQ20091018197
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者李進(jìn) 申請(qǐng)人:李進(jìn)