专利名称：一种电路单元与灯体一体化设置的超大功率节能灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能灯，具体地说是涉及一种能够在超大功率范围内将控制电路单元与灯体一体化设置的节能灯。
随着人们对节约能源的问题越来越重视，节能灯作为一种实用产品便孕育而生了。较之普通的照明灯具相比，它不但以更强的发光光效来满足人们的需求，而且又节约了能源。尤其是在需要长时间照明的场所，如许多公共场所、道路等的夜间照明或是综合型楼宇中等，节能灯都会得到广泛的应用。长期以来，设计者们由于无法解决温升的问题，所以在许多公共场所应用的节能灯通常只能做成为最大功率在55W以下的实用产品。目前，国内外已有的大功率节能灯的功率最大也只有55W，如
图1所示的是功率为55W的公知节能灯10的简图。这种现有技术的大功率的节能灯10通常都是将电路单元控制部分14与灯体10分离设置的。采用分体设置的原因是，当节能灯10的功率增大时，由于灯管12本身的发光光效会同时转换成热能而将产生约130摄氏度温升；该温升还会向下传导到达塑壳体16，如果这时将电路单元14设置在该塑壳体16内，这一温升足以加速其线路的老化，最终而无法使用。因此现有技术的节能灯10由于不能有效地降低温升，只能将电路部分14远离荧光管12设置，而在该塑壳体16内仅仅放置一个与荧光管12并联用于启辉的聚丙稀电容18。实际上，我们已知的是该聚丙稀电容18所能够承受的最高温度不超过85摄氏度，因此这一电容件18由于受热极易毁损；这也是造成现有技术的节能灯10寿命低的重要因素。
另一方面，现有技术的节能灯10通常还有一金属套管20保护着该电路单元14与灯体10之间的连接导线22，因为大功率的节能灯通常都有较大的高频率振荡电流。事实上，高频振荡电流在遇到金属套管20时，由于电磁感应，在那里产生涡流而导致了实际应用中在金属套管20上也会具有极大的损耗。由此可见，这一外引式的输出线所带来的不可克服的缺陷是它将使高频能量外泄，它的长度及其附加的金属套管20都将使整灯匹配状态变坏，影响灯的寿命。此外，这一损耗还不可避免地降低了现有技术节能灯10地有效功率。
值得一提的，现有技术的节能灯10中，较好品质的也只能维持在半年或更短的时间，而且使用大功率节能灯的场合中，极不方便作业工人的安装或维修，因此它远远不能满足更多公共场合的需要。同时，由于应用这种现有技术的节能灯会影响运行电网的匹配，因此这种大功率的节能灯应用总会受到限制的。于是人们在考虑第一如何将节能灯功率提升上去，做成85W,120W,150W甚至更高，以使节能灯发出更强的光效；第二随着节能灯功率的提高，电子镇流器的温升自然会升高，而此时灯管也会产生一百二、三十的温升，那么又如何能有效地降低温升实现节能灯管与电路单元的一体化设置。
本发明的目的在于提供一种超大功率节能灯，通过将灯具的塑壳体设置隔热元件及将易损元件远离光管设置，尽可能避免了这些元件受损，得以将电路单元与灯头一体设置；同时本发明采用的与超大功率节能灯一体化设置并用于控制的电路单元，由于控制电路单元引入了相互感应的三个磁环件，而有效地降低了电路的功耗。
本发明的又一目的在于提供一种用于控制超大功率一体化节能灯的电路单元，由于控制电路单元引入了相互感应的三个磁环件，而有效地降低了电路地功耗。
本发明通过如下技术方案来实现的。
一种电子镇流器与灯体一体化设置的超大功率节能灯，包括多个相互连通的荧光管；一灯头，与普通公知灯座相适配；以及一由盖壳体和底壳体组成的塑壳腔体，其中该盖壳体具有的若干孔部用于固定所述多个荧光管，该底壳体与所述灯头固定连接；一电路单元，用于控制所述超大功率节能灯，包含一整流电路；一积分电路，由一电阻件和一电容件串联组成，并联在所述整流电路的输出端；一振荡开关电路，包含第一晶体管，跨接在所述积分电路的所述电阻件两端；和第二晶体管，跨接在所述积分电路的所述电容件两端，用于与所述第一晶体管一并输出高频电流；和一双向触发二极管，跨接在所述第二晶体管的基极与所述积分电路的电阻件和电容件之间，用于触发所述第二晶体管；以及一电感件，串联在所述荧光管的工作回路中，用于调整所述荧光管的工作电流；其中，所述塑壳腔体的内部设置有一电路板，布置有控制所述灯体的电路单元，其中一并接在所述灯管两端的用于与该灯管组成串联谐振电路的电容元件，穿过所述底壳件与所述灯头的连接部，设置在所述灯头内部；以及一隔热板，设置在所述电路板与所述用于固定灯管的盖壳件之间，用于隔离所述荧光管产生的温升。
所述的节能灯，其中，所述电路单元还包括第一磁环件，串联在所述振荡开关电路的输出端与所述电感件之间；第二磁环件，同一电阻件构成在所述第一晶体管的基极串联回路中，用于控制所述第一晶体管的工作周期；
第三磁环件，同一电阻件构成在所述第二晶体管的基极串联回路中，用于控制所述第一晶体管的工作周期。
所述的节能灯，其中，所述第二磁环件与所述第三磁环件的极性相反设置。
所述的节能灯，其中，所述第一磁环件与所述电感件极性相同设置。
所述的节能灯，其中，所述荧光管两端部分别并接有一二极管元件。
所述的节能灯，其中，所述电路板上设置有一用于防止雷击的电阻元件，并接在所述整流电路的输入端侧。
所述的节能灯，其中，所述第一和第二晶体三极管极性相同。
所述的节能灯，其中，所述电感件的阻流电感利用多股线绕制而成。
所述的节能灯，其中，所述隔热板为一耐高温隔热层。
所述的节能灯，其中，所述耐高温隔热层与所述电路板之间还设置有一普通隔热层。
所述的节能灯，其中，所述普通隔热层与所述电路板之间还设置有一绝缘层，用于隔绝连接所述荧光管的导线与所述电路板。
节能灯管与电子镇流器合在一起而不致使镇流器烧坏，功率又远远超过已有的任何一种节能灯。
根据本发明的一个方面，本发明由于将受热易损元件一一并接在荧光管两端的用于与该灯管组成串联谐振电路的电容元件，设置在灯头内部，即尽可能远离热源部件布置，而提高了电路元件的寿命，并同时加强了整灯的匹配；从而本发明的大功率一体化节能灯可以在诸多公共场合得到应用。
根据本发明的又一个方面，本发明由于在电路设计中采用了磁环件控制振荡开关电路中两相同极性的晶体管导通周期，能够使本发明的节能灯，在同一个工作周期内得到统一性较好的电流波形，而增强了灯管工作的稳定性。同时，由于引入了磁环件，可以精确地控制两个晶体管的导通与截止，避免了两管同时导通的情形，有效地降低了晶体管之间的损耗，从而大幅度地降低了电路单元本身的温升。因此，本发明的超大功率节能灯可以采用一体化设计的结构。
以下结合附图，通过对本发明较佳实施例的详细描述，将使本发明的上述目的和其他优点显而易见。
附图中，图1是现有技术大功率节能灯的结构示意图，示出了电路单元与灯体分离设置；图2是本发明的一体化设置的超大功率节能灯的外部透视图；图3是图2所示节能灯的分解示意图，示出了本发明安装在塑壳体中的各个部件及电路单元；图4是本发明为控制本发明的节能灯而设计的电路图，其中磁环件L1串联在本发明灯管的工作回路；图5是本发明的节能灯的三个磁环件的连接示意图，其中磁环件L2与L3磁性相反布置；图6是串联在本发明工作电路中的电感件的结构示意图，其中利用多股导线绕制阻流电感。
下文，将详细描述本发明。
本发明的电路单元与灯体一体化设置的节能灯100示出在图2中，可知本发明的大功率的节能灯从其外部透视图看完全与现有技术的小功率的节能灯外形相近似。本发明的节能灯100包括荧光管130；灯头部120，采用铜质材料制成，系与普通公知的灯座相适配；内腔大于该头部120的塑壳体140，其盖壳体142用于固定荧光管130，并通过底壳体144与该灯头部120固定连接。
本发明的超大功率节能灯100系将控制电路部分完全布置在灯体的塑壳体140内的，图3的分解示意图便清晰地示出了其内部设置。首先，本发明的节能灯100将构成控制电子单元的大部分元器件布置在一印刷电路板200上，该电路板200与该塑壳体140的内径相适配并将其上固定的电路元件设置在底壳体144内。该电路板200上设置有一个用于降低谐波及温升底单元模块202；一个控制振荡电路模块204，主要包含有整流桥元件208；三个磁环件L1、L2、L3(未示出)；两个对称布置的晶体管T1及T2(其中T2未示出)，该磁环件L1～L3控制该晶体管T1、T2轮流导通而组成了振荡电路，用以提高功率因素；以及一个用以调整灯管工作电流的电感元件L4等。
如果将本发明的节能灯100的功率至少可以设置在85W以上，那么由荧光管130的发光而产生的温升将会达到130摄氏度以上。如果本发明的电路板200长期工作在如此高的温度环境中，极易被老化，影响其实用寿命；甚至还会造成一些电路元件，例如与灯管并接的启辉聚丙稀电容件的毁坏。因为这些受热易损元件不耐高温，通常要求的温度环境是约在80～85摄氏度左右。因此，更特别的是，本发明将这一电容件C6远离热源设置，即穿过底壳件144的尾端而设置在灯头120内，通过导线206与电路板200电连接。这样布置的优点是一方面可以尽可能地减少电容件C6受荧光管130温升地影响，同时又可以有效地利用空间。于是该底壳件144与灯头部120全部纳置了本发明的电路单元，形成了一体化设计。
但是，实质上，本发明上述独特的一体化设计结构，还不足以隔绝荧光管130所产生的温升。因为荧光管130是直接固定在盖壳件142上，这便决定了该灯管130与控制电路板200之间的距离实际上是很小的；灯管130会有大部分的温升通过盖壳件142而传入到腔体140中，而影响布置在其内的电路元件。因此，本发明在塑腔体140内，于盖壳体142与电路板200之间设置了一耐高温隔热层220，本发明采用的是一块约10mm厚的黑色耐高温隔热板，可以在市场上购得。另外，本发明在该耐高温隔热板220上进一步设置一普通得隔热层222，本发明采用的是一块约4～6mm厚的白色隔热板，也可以在市场上购得。同时，该电路板200上可以利用四根导线210穿过该耐高温隔热层220及普通隔热层222与固定在盖壳件142上灯管两端电连接。这样便能够很好地隔绝荧光管130温度传入腔体140内，有效地降低该腔体140内的温升。
此外本发明由于将电路单元与灯体一体设置，在电路板200的背部会有许多焊点，因此还需要特别地注意焊点与该导线210隔离，以防导线210被击穿。因此，本发明又在电路板200与普通隔热层222之间设置了一聚脂青壳纸绝缘片224。
不仅如此，处于工作中的本发明电路单元也会随功耗的增大而产生较高的温度。所以要提高本发明节能灯100的使用寿命，毫无疑问地便需要降低电路元件的功耗，例如晶体管元件Q1、Q2等。请参阅图4所示的本发明超大功率节能灯的工作电路图。接通电源后，被D1～D4整流后的电流，经电容C2、C3滤波后，到达由电阻R1电容C4组成的积分电路。本发明采用两极性相同的晶体三极管T1和T2组成了高频振荡开关电路，用于输出高频振荡电流。由图中可见，晶体管T1并联在电阻R1的两端，T2并联在积分电容C4的两端部。当电容C4两端的电压达到一定的值后，跨接在晶体三极管T2的基极和电容C4一个端部的双向触发二极管DB3被击穿，进而触发T2导通。电流从整流电路的负极经晶体管T2的发射极和集电极后，再通过磁环件L1，及串接的电感器L4和荧光管16，回到电容C2,C3的中点，最后到达整流电路正极，灯管的工作电路启辉。当电流经过磁环件L1时，同时构成再晶体管T1和T2基极，发射极间的磁环件L2和L3产生互感电动势。该在L3所产生的互感电动势由于与维持T2管导通的电压极性相反，故使T2关断。而在L2所产生的互感电动势，能够触发晶体管T1的基极，使T1导通；于是，电流从正极经T1的集电极、发射极，经L1时，再次在磁环件L2,L3上分别产生互感电动势，使T1关断，T2导通；最后由电感器L4，灯管16而到达C2,C3的中点，回到电源的负极。周而复始，这样T1和T2周期轮流导通，在灯管上可得到稳定的工作电流。此外，电容C6与电路组成串联谐振电路，在接通电源的瞬间，它可产生一瞬时高电压，保证灯管可靠启辉。显而易见，只有将磁环件L2与L3的极性相反设置，才能保证T1和T2轮流地关断与导通，其实际的线圈连接图如图5所示。本发明通过磁环件L1～L3有效避免了晶体管Q1和Q2工作周期的重叠，从而降低了管耗。
由于本发明超大功率的节能灯100可以做成85W以上，甚至达到150W，所以实质上通过荧光管130主回路的电流是很大的。可想而知，这时用于调节荧光管130工作电流的电感件L4，由于这一大的工作电流也会具有较高的温升。本发明将该电感件L4如图6所示设置。为避免集肤效应，从而降低电感件L4的温升，本发明采用多股导线来绕制阻流电感部230。
由于本发明采用了上述控制电路，得以大大提高了节能灯的功率，通常很容易将其功率设计在100W，甚至200W以上，以用于道路及夜间建筑物照明等。此时能否防止雷击便是这种超大功率节能灯首先应当考虑的问题；本发明在电路板200上即整流电路D1～D4的输入端两侧并接了防雷击的瞬变电阻226，同样设置在电路板200上，如图3所示。当节能灯100遇到雷击的瞬间，该瞬变电阻226可以吸收雷击电流，从而保护灯体的工作电路。此外，该电阻226又可以用来抗电源干扰。
应当理解的是，本领域内的普通技术人员在不脱离本发明精神实质的前提下，可以作出各种适当的改变或变形，但这些改变或变形都应属于本发明的保护范围。
权利要求1．一种电子镇流器与灯体一体化设置的超大功率节能灯，包括多个相互连通的荧光管；一灯头，与普通公知灯座相适配；以及一由盖壳体和底壳体组成的塑壳腔体，其中该盖壳体具有的若干孔部用于固定所述多个荧光管，该底壳体与所述灯头固定连接；一电路单元，用于控制所述超大功率节能灯，包含一整流电路；一积分电路，由一电阻件和一电容件串联组成，并联在所述整流电路的输出端；一振荡开关电路，包含第一晶体管，跨接在所述积分电路的所述电阻件两端；和第二晶体管，跨接在所述积分电路的所述电容件两端，用于与所述第一晶体管一并输出高频电流；和一双向触发二极管，跨接在所述第二晶体管的基极与所述积分电路的电阻件和电容件之间，用于触发所述第二晶体管；以及一电感件，串联在所述荧光管的工作回路中，用于调整所述荧光管的工作电流；其特征在于所述塑壳腔体的内部设置有一电路板，布置有控制所述灯体的电路单元，其中一并接在所述灯管两端的用于与该灯管组成串联谐振电路的电容元件，穿过所述底壳件与所述灯头的连接部，设置在所述灯头内部；以及一隔热板，设置在所述电路板与所述用于固定灯管的盖壳件之间，用于隔离所述荧光管产生的温升。
2．根据权利要求1所述的节能灯，其特征在于所述电路单元还包括第一磁环件，串联在所述振荡开关电路的输出端与所述电感件之间；第二磁环件，同一电阻件构成在所述第一晶体管的基极串联回路中，用于控制所述第一晶体管的工作周期；第三磁环件，同一电阻件构成在所述第二晶体管的基极串联回路中，用于控制所述第一晶体管的工作周期。
3．根据权利要求2所述的节能灯，其特征在于所述第二磁环件与所述第三磁环件的极性相反设置。
4．根据权利要求3所述的节能灯，其特征在于所述第一磁环件与所述电感件极性相同设置。
5．根据权利要求2所述的节能灯，其特征在于，所述荧光管两端部分别并接有一二极管元件。
6．根据权利要求2所述的节能灯，其特征在于，所述电路板上设置有一用于防止雷击的电阻元件，并接在所述整流电路的输入端侧。
7．根据权利要求2所述的节能灯，其特征在于，所述第一和第二晶体三极管极性相同。
8．根据权利要求4所述的节能灯，其特征在于，所述电感件的阻流电感利用多股线绕制而成。
9．根据权利要求1所述的节能灯，其特征在于，所述隔热板为一耐高温隔热层。
10．根据权利要求9所述的节能灯，其特征在于，所述耐高温隔热层与所述电路板之间还设置有一普通隔热层。
11．根据权利要求10所述的节能灯，其特征在于，所述普通隔热层与所述电路板之间还设置有一绝缘层，用于隔绝连接所述荧光管的导线与所述电路板。
专利摘要本实用新型的超大功率节能灯采用将电子镇流器与灯体本身一体化设计的特点,在其灯体的塑腔体内设置的电路板上包括用于降低谐波及温升的单元模块A;含三个磁环件的控制振荡电路模块B;两个晶体管T1及T2,该磁环件L1～L3控制该晶体管T1、T2轮流导通而组成了振荡电路,用以提高输出功率;以及一个用以调整灯管工作电流的电感元件L4等。其次又考虑到电路板工作中的温升,启辉电容C6设置在灯头内,以防止电路板温升过高而毁坏该电容,同时又可以有效地利用空间。
文档编号H05B41/14GK2434786SQ0023123
公开日2001年6月13日 申请日期2000年3月27日 优先权日2000年3月27日
发明者潘德俊 申请人:潘德俊, 曾林