专利名称：高压钠灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压钠灯，尤其涉及带有启动天线的高压钠灯。
背景技术：
高压钠灯由于发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点，广泛应 用于道路、高速公路、机场、码头、车站、广场、街道、公园、庭院照明及植物栽培等。如今，经济的快速发展加剧了能源的消耗，能源的成本越来越高，随着产生的是对 节能型产品的需求。通常高压钠灯的工作电压在90伏以上，若降低高压钠灯的工作电压或 者输出功率，则高压钠灯的输出光通量也随之减少。因此，如何使得高压钠灯在输出光通量 几乎保持不变的情形下，降低高压钠灯输出功率是一个迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明提出了一种高压钠灯，包括放电管，放电管的外壁上具有启动天线，通过调 整放电管中两个电极之间的距离、放电管中的惰性气体的压强、以及放电管中的钠汞齐的 比例，并且高压钠灯的工作电压范围在60伏至85伏之间，以降低高压钠灯的输出功率，从 而降低其消耗的电能。根据本发明的一个具体实施例，提供了一种高压钠灯，包括放电管，该放电管中有 第一电极和第二电极，且放电管外壁上具有一个启动天线，放电管中填充有氙气和钠汞齐， 其中，所述氙气的气压在10千帕至80千帕之间；所述第一电极和所述第二电极之间的距离 为50毫米至85毫米；所述钠汞齐的比例在0. 25至1. 0之间，并且所述高压钠灯的工作电 压范围在60伏至85伏之间。本发明的高压钠灯，相比于现有的不具有启动天线的高压钠灯，在输出相同光通 量的情形下，输出功率降低了 10%左右，有效地节省了电能。
通过阅读以下结合附图对非限定性实施例的描述，本发明的其它目的、特征和优 点将变得更为明显和突出。图1为根据现有技术中的一个高压钠灯的工作点选择示意图；图2为根据本发明的一个具体实施例的高压钠灯的结构示意图；图3为图2中所示的高压钠灯的启动天线的一个结构示意图；图4(a)至图4(c)分别为本发明具有启动天线的高压钠灯200与普通的没有启动 天线的高压钠灯的工作电压与输出光通量关系的示意图；图5 (a)至图5(c)分别示出了本发明具有启动天线的高压钠灯200与普通的没有 启动天线的高压钠灯的工作电压与输出功率关系的示意图；其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征/装置(模块)。
具体实施例方式图1示出了本技术领域中通用的高压钠灯的工作点选择的示意图，其中，纵坐标 为输出功率(单位为瓦)，横坐标为工作电压(单位为伏)，线条11表示高压钠灯的最小工 作电压，线条12表示高压钠灯的最大工作电压，线条13表示高压钠灯的最小输出功率，线 条14表示高压钠灯的最大输出功率；曲线15、15’、15”表示高压钠灯的工作电压与输出功 率关系。通常，在高压钠灯的设计中，在线条11、12、13和14组成的梯形区域中选择高压钠 灯的工作点。本发明突破了这一传统设计限制，通过调整放电管中两个电极之间的距离、放电 管中的惰性气体的压强、以及放电管中的钠汞齐的比例以使得高压钠灯的工作电压在60 伏至85伏之间，也即使得高压钠灯的工作点落在图1中所示的梯形曲线之外，从而使得本 发明的高压钠灯相比于原有设计，在输出相同光通量的情形下，输出功率降低了 10%左右， 有效地节省了电能。高压钠灯的工作电压如果过低，如低于60伏，则会导致启动困难。另外由于高压 钠灯的伏安特性曲线为负斜率，如果高压钠灯的工作电压低于60伏，则高压钠灯工作时的 电流变大。而过大的电流会给整个电路的安全性带来影响，另外高压钠灯工作时，如果电流 过大，则启动时镇流器提供给灯的功率可能不够，从而不能与之很好地匹配工作。因此高压 钠灯的工作电压适宜在等于或高于60伏以上的范围。如果高压钠灯的工作电压大于85伏， 则由于会导致高压钠灯的输出功率增大，从而不能实现节能的目的。图2示出了根据本发明的一个具体实施例的高压钠灯200的结构示意图，其中，该 高压钠灯200包括灯头201、灯壳202、灯芯203、支架204、消气剂205和放电管206。放电 管206中具有两个电极第一电极2061和第二电极2062。放电管206的外壁上具有一个 启动天线207。放电管206中填充有惰性气体，例如氙气、氪气等。启动天线一般由金属或者金属合金制成，其结构可以有很多种。在图2中，启动天 线207的两头分别为环绕放电管外壁并且紧贴管壁的封闭的两个金属圈，这两个封闭的金 属圈通过紧贴管壁的一根金属线相连，其示意图如图3所示。可选地，金属圈和金属线可由 钨丝制成，放电管可由陶瓷制成。制作过程中，将钨丝、线圈与陶瓷管烧结在一起，使得高压 钠灯200的启动与工作更为稳定、可靠。本领域的普通技术人员应能理解，启动天线的结构不限于图2或图3中所示的 与放电管成一体式的结构，现有技术中也有多种启动天线与放电管分离的结构，例如文献 EP0474277A1、US2003006705A1、W02008155706A1 中所描述的各种结构。放电管的形状可以是多种多样的，在一个实施例中，放电管的形状为圆柱形。本领 域的普通技术人员应能理解，放电管的尺寸对高压钠灯的工作电压、输出功率、输出光通量 有一定的影响。但是对于任意固定尺寸的放电管，主要是氙气的压强、放电距离、钠汞齐的 比例对工作电压、输出功率以及输出光通量的大小起主要影响作用。根据本发明，针对不同输出光通量的规格，放电管206的尺寸可稍有不同，在一个 实施例中，对于输出光通量在11500流明至15000流明之间的高压钠灯，圆柱形放电管206 的长度为86毫米，直径为6毫米。在另一个具体实施例中，对于输出光通量在24000流明 至28000流明的高压钠灯，圆柱形放电管206的长度为94毫米，直径为7毫米。在另一个 实施例中，对于输出光通量在42000流明至48000流明的高压钠灯，圆柱形放电管206的长度为119毫米，直径为8毫米。根据本发明的高压钠灯200，放电管206中填充的氙气的气压可在10千帕至80千 帕之间；第一电极2061和第二电极2062之间的距离可在50毫米至85毫米之间；钠汞齐的 比例可在0. 25至1. 0之间，并且高压钠灯200的工作电压范围在60伏至85伏之间。可根据高压钠灯200的输出光通量的需求，来选取第一电极2061与第二电极2062 之间的距离，也即放电距离。通常，放电距离越长，输出光通量也越大。氙气的气压越大， 输出光通量也越大，但氙气的气压如果过大，则会导致高压钠灯启动困难；如氙气的气压过 低，则输出光通量较低；因此本发明的高压钠灯200的放电管206中填充的氙气的气压在 10千帕到80千帕之间。通常，高压钠灯工作时，汞蒸气气压越高，输出光通量也越大，但过 高的汞蒸气气压会导致高压钠灯产生的谱线红移。因此，本发明的高压钠灯200的钠汞齐 的比例在0. 25至1. 0之间。通常，填充在放电管中的钠汞齐的量使得高压钠灯工作在过饱 和状态即可，一般钠蒸气的气压在13千帕至93千帕之间，汞蒸气的气压在1. 3千帕至66 千帕之间。在一个实施例中，氙气的气压为10千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与第 二电极2062的放电距离为50毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为80伏，输出的功率为 130瓦，输出光通量为13900流明。在另一个实施例中，氙气的气压为80千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为50毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为70伏，输出的功率 为120瓦，输出光通量为13800流明。在另一个实施例中，氙气的气压为10千帕，钠汞齐的比例为1.0，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为50毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为75伏，输出的功率 为125瓦，输出光通量为13600流明。在另一个实施例中，氙气的气压为80千帕，钠汞齐的比例为1.0，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为50毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为65伏，输出的功率 为115瓦，输出光通量为13400流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为50毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为85伏，输出的功率 为130瓦，输出光通量为15000流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为52毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为80伏，输出的功率 为128瓦，输出光通量为14300流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为54毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为75伏，输出的功率 为125瓦，输出光通量为14200流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为55毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为85伏，消耗的功率 为220瓦，输出光通量为28000流明。在另一个实施例中，氙气的气压为10千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为55毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为80伏，输出的功率为218瓦，输出光通量为26700流明。在另一个实施例中，氙气的气压为80千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为55毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为70伏，输出的功率 为200瓦，输出光通量为26200流明。在另一个实施例中，氙气的气压为10千帕，钠汞齐的比例为1.0，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为55毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为75伏，输出的功率 为209瓦，输出光通量为26300流明。在另一个实施例中，氙气的气压为80千帕，钠汞齐的比例为1.0，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为55毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为67伏，输出的功率 为191瓦，输出光通量为25800流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为59毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为75伏，输出的功率 为210瓦，输出光通量为26500流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为61毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为70伏，输出的功率 为200瓦，输出光通量为25900流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为63毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为65伏，输出的功率 为185瓦，输出光通量为25200流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.4，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为65毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为60伏，输出的功率 为173瓦，输出光通量为24100流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为75毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为85伏，输出的功率 为360瓦，输出光通量为48000流明。在另一个实施例中，氙气的气压为10千帕，钠汞齐的比例为0. 25，第一电极2061 与第二电极2062的放电距离为75毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为79伏，输出的功 率为357瓦，输出光通量为46200流明。在另一个实施例中，氙气的气压为80千帕，钠汞齐的比例为0. 25，第一电极2061 与第二电极2062的放电距离为75毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为71伏，输出的功 率为350瓦，输出光通量为47300流明。在另一个实施例中，氙气的气压为10千帕，钠汞齐的比例为1.0，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为75毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为74伏，输出的功率 为340瓦，输出光通量为44100流明。在另一个实施例中，氙气的气压为80千帕，钠汞齐的比例为1.0，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为75毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为63伏，输出的功率 为307瓦，输出光通量为42900流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为79毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为75伏，输出的功率为345瓦，输出光通量为45800流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为81毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为70伏，输出的功率 为330瓦，输出光通量为44500流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为83毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为65伏，输出的功率 为315瓦，输出光通量为43200流明。在另一个实施例中，氙气的气压为40千帕，钠汞齐的比例为0.3，第一电极2061与 第二电极2062的放电距离为85毫米，此时，高压钠灯200的工作电压为60伏，输出的功率 为295瓦，输出光通量为42000流明。图4(a)、4(b)和4(c)分别示出了根据本发明的不同的具体实施例的具有启动天 线的高压钠灯200与普通的没有启动天线的高压钠灯的工作电压与输出光通量关系的示 意图，其中，纵坐标为流明(单位为流明)，横坐标为电压(单位为伏)，正方形表示根据本 发明的不同实施例的具有启动天线的高压钠灯，菱形表示现有的没有启动天线的高压钠 灯。图4(a)中的高压钠灯的参数取值如下圆柱形放电管206的长度为86毫米，直径 为6毫米，氙气的气压为40千帕，第一电极2061与第二电极2062的放电距离为55毫米， 钠汞齐的比例为0.4。图4(b)中的高压钠灯的参数取值如下圆柱形放电管206的长度为 94毫米，直径为7毫米，氙气的气压为40千帕，第一电极2061与第二电极2062的放电距 离为60毫米，钠汞齐的比例为0.4。图4(c)中的高压钠灯的参数取值如下圆柱形放电管 206的长度为119毫米，直径为8毫米，氙气的气压为40千帕，第一电极2061与第二电极 2062的放电距离为80毫米，钠汞齐的比例为0. 4。图5(a)、5(b)和5 (c)分别示出了根据本发明的不同具体实施例的具有启动天线 的高压钠灯200与普通的没有启动天线的高压钠灯的工作电压与输出功率关系的示意图， 其中，纵坐标为输出功率(单位为瓦)，横坐标为电压(单位为伏)，正方形表示根据本发明 的不同具体实施例的具有启动天线的高压钠灯，曲线表示现有的没有启动天线的高压钠灯 的样本集合。图5(a)中的高压钠灯的参数取值如下圆柱形放电管206的长度为86毫米， 直径为6毫米，氙气的气压为40千帕，第一电极2061与第二电极2062的放电距离为50毫 米，钠汞齐的比例为0.4。图5(b)中的高压钠灯的参数取值如下圆柱形放电管206的长 度为94毫米，直径为7毫米，氙气的气压为40千帕，第一电极2061与第二电极2062的放 电距离为55毫米，钠汞齐的比例为0.4。图5(c)中的高压钠灯的参数取值如下圆柱形放 电管206的长度为119毫米，直径为8毫米，氙气的气压为40千帕，第一电极2061与第二 电极2062的放电距离为75毫米，钠汞齐的比例为0. 4。需要说明的是，由于制造过程造成的个体差异，在图4(a)至图4(c)以及图5(a) 至图5(c)中，相同规格的高压钠灯的输出的光通量略有差异。从图4(a)至图4(c)以及图 5(a)至图5(c)可以看出，现有的普通高压钠灯，在输出光通量在15000流明、28000流明以 及48000流明左右时，输出功率分别为150瓦、250瓦、400瓦，它们工作电压基本在100伏 左右。本发明的高压钠灯，在输出光通量在15000流明、28000流明以及48000流明左右时， 输出功率分别在130瓦、220瓦、360瓦左右，它们工作电压基本在60伏至85伏之间。本发明的高压钠灯相比于原有的高压钠灯，在输出相同光通量的情形下，输出功率降低了 10% 左右，有效地节省了电能。 以上对本发明的具体实施方式
进行了描述。需要说明的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变型或修改。
权利要求
1. 一种高压钠灯(200)，包括放电管(206)，该放电管(206)中有第一电极(2061)和第 二电极(2062)，且放电管外壁上具有一个启动天线(207)，放电管(206)中填充有氙气和纳 汞齐，其中，所述氙气的气压在10千帕至80千帕之间；所述第一电极(2061)和所述第二电 极(2062)之间的距离为50毫米至85毫米；所述钠汞齐的比例在0. 25至1. 0之间，并且所 述高压钠灯的工作电压范围在60伏至85伏之间。
2.根据权利要求1所述的高压钠灯(200)，其中，所述第一电极(2061)与所述第二电 极(2062)之间的距离在75毫米85毫米间。
3.根据权利要求1所述的高压钠灯(200)，其中，所述第一电极(2061)与所述第二电 极(2062)之间的距离在55毫米至65毫米之间，所述纳汞齐的比例在0. 3至1之间。
4.根据权利要求1所述的高压钠灯(200)，其中，所述第一电极(2061)与所述第二电 极(2062)之间的距离在50毫米至54毫米之间，所述纳汞齐的比例在0. 3至1之间。
全文摘要
本发明提出了一种高压钠灯(200)，包括放电管(206)，该放电管(206)中有第一电极(2061)和第二电极(2062)，且放电管(206)外壁上具有一个启动天线(207)，放电管(206)中填充有氙气和纳汞齐，其中，所述氙气的气压在10千帕至80千帕之间；所述第一电极(2061)和所述第二电极(2062)之间的距离为50毫米至85毫米；所述钠汞齐的比例在0.25至1.0之间，并且所述高压钠灯的工作电压范围在60伏至85伏之间。本发明的高压钠灯，相比于现有的不具有启动天线的高压钠灯，由于工作电压在60伏至85伏之间，在输出相同光通量的情形下，输出功率降低了10％左右，有效地节省了电能。
文档编号H01J61/02GK101996844SQ20101024630
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月4日 优先权日2009年8月13日
发明者杨敏芳, 王量, 解远, 高学军 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司