專利名稱：一種諧振節(jié)能可變亮度熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種通過電容、電感、電阻的諧振達到節(jié)能的熒光燈。
普通日光燈為了限流和燈管啟動都要加上鎮(zhèn)流器，燈管才能正常工作。但鎮(zhèn)流器在電路中消耗電能，如20W日光燈無功損耗占總功率的27％，耗電大，電壓低時不能正常啟動。
本實用新型的目的是提供一種既節(jié)電又經(jīng)濟的20W諧振型節(jié)能日光燈，它能克服鎮(zhèn)流器的功率損耗，節(jié)電25％以上，諧振電路的電流與電壓同相位，功率因數(shù)≈1，減輕了供電系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。電壓偏低地區(qū)也可正常使用；加啟動開關(guān)后電壓在170伏以上即可啟動。根據(jù)需要可改變亮度分為10－20W兩檔，工作穩(wěn)定無閃爍。
本實用新型的目的是通過電容、電感和燈管串聯(lián)產(chǎn)生諧振的辦法實現(xiàn)的。電容C與電感L與燈管R1依次串聯(lián)，并與電源頻率諧振，電容C由電容C2與電容C3通過開關(guān)K1并聯(lián)，借開關(guān)K1調(diào)整電容值以調(diào)整通過燈管的電流，電感L上通過常閉開關(guān)K2并聯(lián)一電阻R2以改電感L的Q值。
結(jié)合附圖加以說明。
圖1是電壓諧振原理圖。
圖2是20W諧振節(jié)能可變亮度熒光燈結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1中，電容(C1)1、電感(L1)2和燈管(R1)3組成串聯(lián)諧振電路，必須按照圖1所示順序聯(lián)接才能保證加在燈管(R1)3兩端的諧振電壓的波形要求。當(dāng)電容(C1)1和電感(L1)2滿足電源頻率(50周)的要求時，電路便產(chǎn)生諧振。
在設(shè)計諧振電路時要考慮滿足20W燈管的各項工作條件1、工作電流300－330mA。2、燈管端電壓>60伏(平均值)。
3、啟動電壓≥190伏。
根據(jù)串聯(lián)諧振電路的原理，當(dāng)串聯(lián)電路的固有頻率等于電源的頻率時便產(chǎn)生諧振。諧振時總電流與總電壓同相位，整個電路表現(xiàn)為純電阻性，這時便滿足以下公式I＝
Z是電路的復(fù)數(shù)阻抗，它的模Z＝
當(dāng)ωL1＝
時，電路便產(chǎn)生諧振，這時Z＝R1。
根據(jù)上面推導(dǎo)的結(jié)果，說明電路諧振時Z＝R1，電路屬純電阻性，這時電感L1和電容C1不具有阻抗，因此都不消耗電能，電能所做的功都表現(xiàn)在燈管上。
為了首先滿足燈管的工作電流在300mA－330mA之間，根據(jù)計算和實驗，諧振電路的電容定為4μF，電感定為2.5H，就可在50周頻率上產(chǎn)生諧振，電路諧振以后，燈管的端電壓和啟動電壓都高于原來要求的60伏和190伏，這是更有利的。只要調(diào)整C1把電流控制在300mA－330mA，燈管正常工作的條件就都滿足了。按“圖1”聯(lián)接的熒光燈就都能啟動工作，但這并不是理想的工作狀態(tài)，還有閃爍、亮度不夠等缺點。
為了克服這些缺點，采用圖2結(jié)構(gòu)。
電容(C)由電容(C2)6與電容(C3)7通過開關(guān)(K1)5并聯(lián)，借開關(guān)(K1)5調(diào)整電容值以調(diào)整通過燈管(R1)3的電流，改變亮度，電容(C2)6、電容(C3)7的電容容量分別為2μF。
電感(L2)8的電感值為2.5H，與調(diào)整電感(L2)8的Q值用的電阻(R2)9并聯(lián)，電阻(R2)9的電阻值在300－1000Ω之間，電阻(R2)9調(diào)整好后，可使燈管(R1)3的亮度增加并使其不閃爍。
為了防止啟動瞬間尖脈沖過高使燈管端部出現(xiàn)黑點，用電容(C4)10并聯(lián)在燈管(R1)3兩端，其數(shù)值為1000P－1500P之間。
開關(guān)(K2)11為輔助啟動開關(guān)，在電壓偏低地區(qū)啟動困難時，可按下開關(guān)(K2)11使常開點CD接通，電阻(R2)9斷開，燈絲加熱3－5秒鐘，放手后電阻(R2)9即接通，燈管(R1)3隨之啟動，S為啟動器，a、b常閉點。
“圖2”就構(gòu)成了諧振節(jié)能可變亮度，并代有低電壓輔助啟動的熒光燈。
該燈充分利用了串聯(lián)諧振電路的三大特點
1、電路的阻抗最小Z＝R2克服了鎮(zhèn)流器的無功損耗。
2、電路諧振后端電壓高于電源電壓，在燈管功率相同的情況下可減少總電流延長燈管壽命。
3、諧振電路電流與電壓同相位，提高了功率因數(shù)減輕了供電系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
該燈經(jīng)過試用除在節(jié)電上收到好的效果外，在看電視時使用低亮度，既節(jié)電又對眼睛有保護作用。
在用電高峰時有些日光燈難啟動(電壓低于200伏)此燈可通過輔助啟動開關(guān)啟動。
由于去掉了鎮(zhèn)流器這個比較沉重的包袱，燈架的制做取材方便，如用塑料成型更加理想。
與電子鎮(zhèn)流器日光燈相比，其節(jié)電效果基本相同，但電路部分的成本只有電子鎮(zhèn)流器的三分之一，達到了既節(jié)電又經(jīng)濟的目的。


1－電容(C1)；2－電感(L1)；3－燈管(R1)；4－啟動器(S)；5－開關(guān)(K1)；6－電容(C2)；7－電容(C3)；8－電感(L2)；9－調(diào)整電感(L2)Q值的電阻(R2)；10－防止燈管端部出現(xiàn)黑點用的電容(C4)；11－輔助啟動開關(guān)。
權(quán)利要求1.一種諧振節(jié)能可變亮度熒光燈，由電容、電感和燈管組成，其特征在于(1)電容C與電感L與燈管R1依次串聯(lián)，并與電源頻率諧振；(2)電容C由電容C2與電容C3通過開關(guān)K1并聯(lián)，借開關(guān)K1調(diào)整電容值以調(diào)整通過燈管的電流；(3)電感L上通過常閉開關(guān)K2并聯(lián)一電阻R2以改電感L的Q值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振節(jié)能可變亮度熒光燈，其特征在于諧振電路的電容C2＝C3＝2μF，電感L為2.5H。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振節(jié)能可變亮度熒光燈，其特征在于電阻R2＝300－1000Ω，電容C4＝1000P－1500P。
專利摘要諧振型節(jié)能可變亮度熒光燈，由電容、電感和燈管組成。其特征在于電容C與電感L與燈管R 與電子鎮(zhèn)流器熒光燈比較，其節(jié)電效果基本相同，但電路部分的成本只相當(dāng)電子鎮(zhèn)流器的三分之一，而且無易損件，使用可靠，達到了既節(jié)電又經(jīng)濟的目的。
文檔編號H05B41/16GK2154581SQ9220673
公開日1994年1月26日 申請日期1992年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月15日
發(fā)明者陳祥 申請人:陳祥