专利名称：一种低电磁辐射、低成本的节能荧光灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能荧光灯，尤其涉及一种符合美国安全标准(UL)，电波干扰标准(FCC)，和能源之星(Energy Star)的，和石英朝天座地灯售价相等的节能荧光朝天座地灯。
现在世界各国都在提倡安全和节能，美国政府由于传统的300W石英朝天座地灯不断引起火灾，已一再对它进行限制，使它的销量直线下降。各大制造商陆续推出了55W的荧光朝天座地灯来代替它。但是一个300W的石英灯泡成本不到3元人民币，而55W的荧光管加上电子镇流器就要30元以上的人民币。何况，朝天座地灯由石英灯泡改为荧光灯泡后，还要面对电子镇流器所需遵守的电波干扰限制(FCC，Part 18)使得成本成倍地增加。例如，GE公司推出的2D-55W荧光座地灯的售价是石英座地灯的四倍。
能源之星计划是美国政府出钱贴补的。它要求灯具除了要节能，又要符合电气安全，电磁干扰安全，低噪音，全光谱，低温快速启动，两年保用等等一系列的规定。任何一盏荧光灯要做到符合能源之星的要求并不难，但是投入的成本太大，即使扣除了美国政府的补贴，该灯的成本还是高到无法竞争的地步。例如，美国GE公司的2D-55W能源之星荧光座地灯，光是荧光管和电子镇流器这两个零件的成本就已超过20美元，而美国市场上一盏白炽石英灯泡的座地灯只售10美元，即使美国政府补贴5美元，两者的差价还是太大。只有设计出一种低成本的能源之星荧光灯才能加入竞争。
此外，作为本实用新型现有技术的GE公司的2D-55W是分件设计和组装的，即灯泡在美国设计及制造，电子镇流器在意大利设计及制造，整灯在中国总装。这样，在镇流器设计时根本无法考虑到整灯状态下的分布电容及天线效应。因此，镇流器本身虽然使用了复杂的主动式抗干扰电子线路而通过了FCC考试，但装成整灯后因为增加了四米长的电源线出现了天线效应以及灯罩，灯杆等产生的电容效应，整灯仍不符合FCC标准。
本实用新型的目的就是提供一种符合能源之星要求的荧光灯，其成本和非能源之星的荧光灯相同，扣除了美国政府的补贴，其成本就和白炽灯具相同，可以在美国市场上分一杯羹。
本实用新型的目的是这样实现的采用以整灯为出发点的设计方法，节能荧光灯整灯包括有电源插头、电源线、底座、灯杆、灯罩、镇流器和荧光管，并且电流进入镇流器后，先经过倍压整流电路，再经过稳压滤波器和高频旁路电容，然后才进入振荡电路部分，振荡电路采用线圈反馈式起振电路；振荡频率设置在40KHz以上。
其中，上述的线圈反馈式起振电路包括绕在同一个磁环上的三个线圈；振荡电路采用了能自动控制功率的VMOS管；电源插头上安装有防干扰滤波器；电源线是双股PVC电源线；荧光管还接有一个自恢复保险丝。
同时，上述的防干扰滤波器包括绕在同一个磁环上的两个线圈；电源线除了部分在外，其余的都安装在底座、灯杆和灯罩内；荧光管的功率为55W。
由于不同的灯种符合能源之星的难度各不相同，最易符合的是小功率(20W以下)的固定灯具。这是因为第一，功率越小，和功率成正比的干扰电波发射率也越小；第二，固定灯没有长长的拖线，等于一架发报机没有接上天线，其发射干扰波的能力要比接上天线时小好多；第三，能源之星规定把灯具按耗能大小划分成三类(1-19W，20-29W，30-150W)，耗能越小的灯具要求也越宽，目的就是要大家节能嘛。所以本实用新型以最难符合能源之星要求的55W座地荧光灯为例来进行说明。
图1是本实用新型荧光灯的外形图；图2是本实用新型荧光灯的电路线路图；图3是本实用新型荧光灯的电路方框图；图4是现有技术的通用公司的GE-2D荧光灯的外形图。
先看图1，在图1中，120V，60Hz市电先经过装在电源插头1上的防干扰滤波器，再经过4米长的双股PVC电源线2进入电子镇流器。这样除了1.6米的电源线2是平放在地面上，其余的电源线都在底座3，灯杆4和灯罩5内处于屏蔽下，对外界的放射性干扰最小。装在电源插头1上的防干扰滤波器是用来防止干扰电波传向供电源的，由绕在同一个磁环上的两个线圈组成。这样布置的好处是使噪音发生源(电子镇流器)和滤波器之间的距离最大。它们两者正好处于4米长电源线的两端，镇流器中产生的干扰电波可以在达到4米外的滤波器前有一定程度的衰减。
再看图2，为了降低成本，各部分都使用了最简洁的电路，最节省的零件。电源进入镇流器壳体，先经过倍压整流，再经过一个稳压滤波器和一个高频旁路电容，才进入振荡部分。振荡部分为了能连续工作两年(17520小时)，采用了耐高压的能自动控制功率的VMOS管830。起振采用价廉又耐电压冲击的线圈反馈式。图2中的三个线圈(22T，22T，3.5T)是绕在同一个磁环上的。RF107是组成信号回路的快恢复二极管，15V是表示15V的稳压二极管，DB3是触发二极管。图2中位于一个管旁边的0.65mH高频镇流器是要和所用的荧光管6配的，使用不同牌子的55W荧光管6时该零件的数值会有一些不同。荧光管6右侧画的TF是一个自恢复保险丝，当灯管上的功率太大或温度过高时就进行保护。
为了防止噪音，振荡频率被设置在40KHz以上，远在人类和一般常见宠物的可闻声以外。本实用新型采用国产的55W荧光管6，可以达到60流明/瓦的功效。由于荧光管6的工作电源是40KHz的高频电流，所以一开灯就立即启动。由于是室内灯具，所以一切测试在25度的室温下进行，不须考虑低温启动等户外灯具会面临的问题。
对一些落后国家(包括中国)来说，电器只要符合电气安全标准就行了，但对一些先进国家(例如美国)，电器除了要符合电气安全标准(UL)，还要符合电波干扰标准(FCC)，环保标准(Prop 65)，能源标准(Energy Star)，等等。本实用新型的荧光灯为了符合FCC，除了使用了看得见的两个滤波器，还利用了看不见的分布电容，例如，4米长的电源线，线路板上各零件的具体位置，等等。
权利要求1.一种节能荧光灯，包括有电源插头、电源线、底座、灯杆、灯罩、镇流器、荧光管，其特征是电流进入镇流器后，先经过倍压整流电路，再经过稳压滤波器和高频旁路电容，然后才进入振荡电路部分，振荡电路是线圈反馈式起振电路；振荡频率设置在40KHz以上。
2.根据权利要求1所述的节能荧光灯，其特征是所述的线圈反馈式起振电路包括绕在同一个磁环上的三个线圈。
3.根据权利要求1所述的节能荧光灯，其特征是所述的振荡电路采用了能自动控制功率的VMOS管。
4.根据权利要求1所述的节能荧光灯，其特征是所述的电源插头上安装有防干扰滤波器。
5.根据权利要求1所述的节能荧光灯，其特征是所述的电源线是双股PVC电源线。
6.根据权利要求1所述的节能荧光灯，其特征是所述的荧光管接有一个自恢复保险丝。
7.根据权利要求4所述的节能荧光灯，其特征是所述的防干扰滤波器包括绕在同一个磁环上的两个线圈。
8.根据权利要求5所述的节能荧光灯，其特征是所述的电源线部分在外，其余的都安装在底座，灯杆和灯罩内。
9.根据权利要求6所述的节能荧光灯，其特征是所述的荧光管的功率为55W。
10.根据权利要求8所述的节能荧光灯，其特征是所述的电源线是4米长，其中1.6米在外，其余的都安装在底座、灯杆和灯罩内。
专利摘要一种低电磁辐射,低成本的节能荧光灯。为了符合美国安全标准(UL),电磁干扰标准(FCC),和能源之星(EnergyStar),并且同石英朝天座地灯售价相同的要求,设计了本节能荧光灯。本实用新型采用了以整灯为出发点的设计方法,整灯包括电源插头,电源线,底座,顶杆,灯罩,镇流器和荧光管;镇流器内电流先经过倍压整流,稳压滤波器和高频旁路电容才进入振荡部分,振荡频率在40KHz以上。电源插头上安装有防干扰滤波器,镇流器中振荡电路采用线圈反馈式起振,电源线的大部分也安装在底座,灯杆和灯罩内。上述设计使得整灯符合UL,FCC,Energy Star标准,同时成本也较低。
文档编号H05B41/28GK2482312SQ0120776
公开日2002年3月13日 申请日期2001年3月23日 优先权日2001年3月23日
发明者叶关荣 申请人:朱克奇