一种双电极变光荧光灯照明系统及灯泡的制作方法_3

文档序号:8434634阅读:来源:国知局
阴极的正离子,由于冷阴极2为镀镍铁筒,因此始终无法形成阴极热点,但其耐正离子轰击的能力极佳(如开关考察耐冲击高达千万次以上)。当导入灯管的电流加大而达到30毫安以上时,由于热阴极I是由三元碳酸盐分解而成,其性能恰恰与冷阴极2相反,即,其对高电压反应迟钝而对大电流则十分敏感,因此,其在灯管转换为大电流之后的瞬间即在正离子的轰击下形成阴极热点,并且同时发射热电子流。此时,虽然依然是冷阴极2阻挡在中间,但热电子流则可以改变方向,可从任意的缝隙之中构成两端热阴极的自维持放电,节能灯之所以能够被设计制作成多U型、螺旋型多圈盘旋等就是利用了电子流的这种特性。综上所述,按照本发明而设计了灯管的冷热双电极之后的关键是,如何能够在一只灯管内在不同情况下导入大小差别极大的电流,以满足冷热阴极各自工作的不同需求。本发明依靠成熟的冷阴极调光电路原理结构,在冷阴极2的工作需要变压器输出高电压、小管流、并且可调光的前提下,增加一个继电器把半桥电路的后级切换为电感扼流来满足灯管的热阴极I的工作需要。在基本电路同为半桥开关电路的情况下,后级不管是变压器输出还是扼流电感输出,都是电光源电器行业随之可见的,其经典成熟、十分可行、可靠,而且成本及风险代价极低,这种电路在公开出版的资料中的刊载很多,如毛兴武、祝大卫编著的《电子镇流器原理与制作》的一书(人民邮电出版社1999年5月第一版)中有十分详细的介绍。本发明只是在上述经典电路里面增加了一继电器切换来满足冷热阴极灯管的工作电压、电流的变换。而继电器作为一种极为成熟的电工器件,选择控制线圈设计为12VDC,并且与线圈并联较大容量的滤波电解电容和12V的稳压二极管,可称为万无一失了,调压达到这个阀值它就吸合,吸合后的释放虽然没有吸合干脆利索,但人们调光时往往是将其旋钮一旋到顶或到底,然后才再往回旋转来找自己需要的亮度,人们的这种习惯动作十分有利于继电器的吸合与释放,此外,即使慢慢旋转寻找需要的亮度也没有问题,冷热阴极在交互区间仅仅发生在继电器的常开键吸合后再释放的时候,即调整为热阴极I工作后往下调节为冷阴极2,这个区间如果慢慢调节,热阴极I在形成热点工作后可以承受导入阴极的电流的减小而正常工作,如同节能灯有一个电压适应范围一样,而且十分有利的是,热阴极I的热点阴极形成之后,有较大范围的适应能力,而非如同启动开关需要形成热点的瞬间比较容易发生阴极溅射。如本发明优选设计的标称功率12W,热阴极I正常工作而导入阴极的电流最小为30毫安、最大为100毫安以上,在本电路的设计中对应的工作电压的变化范围是60VAC?240VAC,电压调低至60VAC,继电器的12VDC的控制电压已经低于2VDC,常开键早已经释放而转换为常闭键对应的冷阴极2的工作,这是其一,其次,热阴极I在热点形成之后,即使导入电流小于30毫安,如为20毫安左右,阴极热点也能够长时间维持,所以,本发明的设计(即,在同一只灯管中设置热阴极和冷阴极二者)是可行的。
[0042]图4是采用图3示出的双电极部件的螺旋荧光灯管的示意图。将图3的双电极部件和螺旋荧光灯管10组合而制成作为荧光灯的发光部件的过程与已有技术并无实质区另IJ。应该指出的是,考虑到制成灯具的灯头可能朝上也可能朝下燃点使用,因而设置有双冷端11和12。其中,冷端11是在灯管10涂粉烤管之后在灯管10上用直径约5mm左右的透明玻璃管另接而成的,接好之后打弯并且在一端烧结而进行气密性封结。另一冷端12为灯管的两端排气管6的加长,即在灯管10排气之后烧结封离时多留一段排气管6,然后封口、排气、用节能灯电子镇流器老炼燃点来进行老化处理。另外,灯管的两根外导丝4在与驱动电路D的电子线路板连线时并接在一起,即所谓的无灯丝接法。有关于节能荧光的无灯丝接法、双冷端荧光灯的设计及工作原理可见本申请人的在先申请题为“无灯丝热阴极荧光灯”且申请号为200410017780.7和题为“一种Tl?T2规格热阴极荧光灯的制作方法”且申请号为200610031032.3的申请,其内容全文引入本申请作为参考。
[0043]图5是采用图2的电路和图4的螺旋荧光灯管制作的双电极变光荧光灯泡的示意图。如图5所示,该灯泡包括灯头20、上盖30、中盖40、螺旋灯管10、泡壳50。灯头20与市电连接,在由优质PBT、PVC等耐热阻燃材料制成的上盖30和中盖40之间形成有空间S,其中容纳带有驱动电路D (或称为电子镇流器)的电路板B,在本实施例中,认为该驱动电路D具有图2的电路结构。在中盖40上固定着螺旋灯管10。像传统的灯泡那样,带有泡壳50,泡壳50与上盖30结合形成封闭所述螺旋灯管10的密闭泡体C。如前所述,根据本发明的双电极变光荧光灯泡的螺旋灯管10带有由所述驱动电路D驱动的一对冷阴极CC和一对热阴极HC,并且该驱动电路D用于在第一状态Ja驱动所述一对冷阴极CC而在第二状态Jb驱动所述一对热阴极HC。
[0044]为了说明的直观和方便,如图5所示,其中,上盖30的一部分被局部剥离,以便显露出其内部的电路实物的示意部分。
[0045]具体地说,其中,具有图2所示电路结构的驱动电路D制作设置在电路板B上,如上述,其包括切换开关J,用于将该驱动电路D在所述第一状态Ja和所述第二状态Jb之间切换。在上盖30的外表面安装有能够用于操作调节装置R的控制部件CK,该控制部件CK与所述上盖30内部的所述驱动电路D的电路板B连接,通过CK来调节所述驱动电路D的电路参数,进而控制所述切换开关J的切换操作。
[0046]例如,选择一个继电器Jtl作为驱动电路D中的切换开关J,而利用可至少在一个高阻值Rh和一个低阻值&之间进行调节的变阻器Rtl作为调节装置R。即控制部件CK与上盖30内部的驱动电路D的电路板B连接,控制作为调节装置R的所述变阻器Rtl的变阻操作。变阻器Rtl的变阻操作调节改变着继电器Jtl承载的电压,使得该继电器Jtl在对应所述驱动电路的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态之间进行切换。
[0047]根据本发明的实施例的利用螺旋荧光灯管制作的双电极变光荧光灯泡的工作原理与参照图2描述的相似,故在此不再赘述。需要说明的是使用者如何进行实际变光操作以及实现具体变光的电路结构。
[0048]下面参照图6来描述三种优选方案的调光操作电路。
[0049]在图6示出的(a)方案中,控制部件CK是一个奇偶开关,其开/关状态控制着变阻器Rtl的阻值变化,使之呈现一个高阻值Rh或一个低阻值&,使得继电器Jtl分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。
[0050]具体地说,此时的CK是一个安装在上盖30上的奇偶开关,通过连线连接设置在电路板B上的可断开的并联电阻结构,如图6的(a)所示,作为图2所示电路中的变阻器Rtl,例如选择为电阻Rh的阻值远大于&的阻值(比如说选择电阻Rh=1KQ,Rl=10 Ω ),如果假设用户接通电源时所述奇偶开关处在将&断开的状态,则高值电阻Rh造成整流电路输出的电压VDD的大部分落在Rh的两端,而作为驱动电路D中的切换开关J的继电器Jtl两端的电压降很低,使得此时继电器J的常闭键Ja处在接通位置,图5所示的双电极的变光荧光灯泡作为一个冷阴极荧光灯CCFL而提供低亮度照明。
[0051]当用户按动安装在上盖30上的作为控制部件CK的奇偶开关时,造成变阻器Rtl由一个低值电阻&与高值电阻Rh并联构成,由于电阻Rh的阻值远大于&的阻值,所以可以认为并联后形成的变阻器Rtl的阻值近似等于&的阻值,则低值电阻&造成整流电路输出的电压VDD的相当大的部分(即超过使得继电器J切换的电压)落在驱动电路D中的切换开关J两端,使得此时继电器J的常开键Jb处在接通位置,因此图5所示的双电极的变光荧光灯泡作为一个热阴极荧光灯HCFL而提供高亮度照明。
[0052]图6中的(a)方案所示的这种将控制部件CK作为一个奇偶开关的设计尤其适合将采用本发明的双电极的变光荧光灯泡的灯具安装在使用者可以直接触及的位置上而进行的变光操作。
[0053]在图6示出的(b)方案中,控制部件CK是一个遥控信号接收器,通过接收的遥控器发送的控制信号来控制所述变阻器Rtl呈现一个高阻值Rh或一个低阻值&,使所述继电器J0分别处在对应所述驱动电路D的第一状态Ja的常闭状态和对应所述驱动电路的第二状态Jb的常开状态。
[0054]具体地说,此时的CK是一个安装在上盖30上的例如红外信号接收器,使用者通过遥控器向该红外信号接收器发送控制信号,通过连线连接设置在电路板B上的译码器将接收的控制信号译码为控制一个有源电阻的阻值的信号。如图6的(b)所示,作为图2所示电路中的变阻器R0,可由例如一个晶体管(或场效应管、集成运算放大器等)来实现,即在图2所示的驱动电路中以发射极e和集电极c接入来作为变阻器%。
[0055]当用户通过一个遥控器发送遥控信号时,如果解译出的遥控信号是产生一个施加在晶体管基极的控制信号-Vb时,晶体管被反偏而截至,从而实现在电路中出现一个很高的电阻Rbe而作为Rh。反之,如果解译出的遥控信号是产生一个施加在晶体管基极的控制信号+Vb时,晶体管被正偏而饱和导通,从而实现在电路中出现一个很低的电阻Rbe而作为Rlo本专业的技术人员理解的是,通常三极管的截至电阻Rbe与饱和导通电阻Rbe相差几百倍(例如硅材料制
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