专利名称：紧凑型调光电磁感应灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁感应灯，尤其是涉及一种紧凑型的调光电磁感应灯。
背景技术：
电磁感应灯由于它属于无灯丝、高光效、高光通、长寿命、高功率因素的新一代节能产品，可广泛应用于家庭、厂房、办公场所、道路、工程建筑工地等。但电路、线圈、灯管均分置的，体积较大，广泛应用受到一定的制约，因此，设计一种紧凑的、小型的、电路、线圈、灯管三合一的电磁感应灯成为许多技术人员和厂商的首先目标之一。
一九九一年，日本松下公司发明了Everlight无极灯，一九九四年美国的GE生产出Genura灯，一九九七年荷兰的飞利浦公司研制成QL无极灯，它们的原理都是利用电磁感应将电能转换成磁能，又由磁能转换成光能而发光的，因此它们都属于电磁感应灯，它们的外形及构造也大致相同，以美国GE生产的Genura灯为例(如图1)所示，它包括灯头1，可连接于灯座；外壳2，与灯头1相连，内有一空腔；电磁感应灯电路，放置在外壳2的空腔内；灯管10，呈球形，固定在外壳2上，内部有维持放电的氪气和汞齐6；内装线圈的玻璃腔8，固定在外壳2上，伸入灯管10的内部，一端有一排气孔7；导电玻璃材料9，连接灯管10和高频发生器RF接地部分；荧光粉涂层4，覆盖在灯管10的内侧、玻璃腔8的外侧以及灯管10和导电玻璃材料9相连的部分；二氧化钛反射涂层3，覆盖在玻璃腔8的外侧以及灯管10和导电玻璃材料9相连的部分；导电涂层5，覆盖在灯管10的外侧。
此种灯工作时，通电后，放置在玻璃腔8内的线圈将产生磁场，磁场驱动灯管内的气体电离放电，产生光，尽管此类灯具备了无极灯的优点，也实现了小型化，可直接代替白炽灯，但是其不足之处在于结构复杂，成本较高，尤其是其工作频率在高达1000KHz级，难以通过传导干拢与电磁辐射的EMC标准的测试，应用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑型的、可以调光的更实用的电磁感应灯，其整体结构简单，易于制造。且工作频率在250KHz左右，配合有效的屏蔽装置，可使整灯不仅具有小型化的优点，而且可顺利通过EMC测试。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种由灯管、线圈和控制电路组合成的紧凑型调光电磁感应灯，它包括灯头201、外壳202、电路屏蔽罩203、绝缘纸204、屏蔽罩底板205、灯罩206、隔板207、磁环支架208、磁环屏蔽罩211、线圈209、磁环210、灯管212、灯罩盖213和控制电路中的抗电磁干扰滤波器501、桥式整流电路502、有源功率因数校正器503、闭环调光控制器504、半桥逆变振荡电路模块505、中央处理器506、功率输出器507、电磁感应器508、调光信号补偿器509、启动控制器510和保护电路511等组成。其中(见图2)灯头201，连接灯座；外壳202，与灯头201连接，外壳202上开有各种不同形状的孔，内有一空腔，套上电路屏蔽罩203的电磁感应灯控制电路，放置在外壳202的空腔内；所述的外壳202可以是圆形的，也可以是多边形的；灯罩206，与外壳202连接，灯罩206上开有各种不同形状的孔，起散热作用；所述的灯罩206可以是圆形，也可以是多边形；所述的灯罩206可以仅盖住隔板207，也可以无限延伸，直至盖住整个灯管212；隔板207，连接在灯罩206内，阻挡灯管212热量对电器的影响；所述的隔板207可以是圆形，也可以是多边形；灯罩盖213，连接灯罩206，将灯管212密封在灯罩206内；所述的灯罩盖213可以是圆形，也可以是多边形；所述的灯罩盖213可以是整面的，也可以是网状的；控制电路屏蔽罩203；所述的控制电路屏蔽罩203可以是圆形，也可以是多边形；所述的控制电路屏蔽罩203的各个面可以是整面的，也可以是网状的；绝缘纸204，垫在上面是控制电路和下面是屏蔽罩底板205之间，保证控制电路的绝缘；屏蔽罩底板205，与屏蔽罩203配合，使包在其中的控制电路完全屏蔽；线圈209，绕在磁环210上，并与电磁感应灯控制电路相连，提供磁场来点亮电磁感应灯；磁环210，呈环形，磁环210上绕有线圈209；磁环屏蔽罩211，罩在绕有线圈209的磁环210外；所述的磁环屏蔽罩211的各个面可以是整面的，也可以是网状的；磁环支架208，罩有磁环屏蔽罩211的磁环210安放在磁环支架208上，磁环支架208固定在灯罩207和隔板206上；灯管212的内壁(见图4)涂有荧光粉层401，灯管402的腔内含有气体404和汞齐403(；灯管412形状可圆形，也可呈闭合多边形，闭合多边形的不同截面有不同的截面积，所述磁环支架208套在所述灯管212上，包围所述灯管212的某一截面；磁环410套在灯管412上；所述的紧凑型调光电磁感应灯的控制电路包括(见图5)抗电磁干扰滤波器501，与交流电源相连，输入电流后，经其内部的二级共模和一级差模滤波，可对高次谐波干扰进行抑制，从而大大的降低电网和本线路间的严重电磁干扰现象，以达到传导性干扰的国家标准；桥式整流模块502，与所述抗电磁干扰滤波器501相连，进行整流后为后续的电路尤其是半桥逆变振荡电源模块505提供直流供电启动电源；有源功率因数校正器503，与所述桥式整流模块502相连，其内部内含电压自动校正电路，还包括一电解电容，该电容充电后可作为后续电路的电源，有源功率因数校正器503能削减电解电容充电的顶尖脉冲，并降低直流电压的纹波幅度，使线路无功功率大大的降底，提高线路有功功率，使电路的输出功率因数达到0.99以上，有源功率因数校正器503输出一个恒定的电压，因具有自动调正功能，从而使负载不再因电网电压的波动而变化。同时，该电解电容又提供了二次滤波作用；闭环调光控制器504，与有源功率因数校正器503相连，闭环调光控制器504给中央处理器506提供调光工作电压；半桥逆变振荡电路模块505，与闭环调光控制器504相连，为后续电路提供工作电压；中央处理器506，与半桥逆变振荡电路模块505相连，控制整个电路的工作；功率输出器507，与所述半桥逆变振荡电源模块505和所述中央处理器506相连；电磁感应器508，与功率输出器507和启动控制器510相连，电磁感应器508的输出接电磁感应灯；调光信号补偿器509，与闭环调光控制器504和中央处理器506相连，提供调光补偿；启动控制器510，与交流电源相连，进行电磁感应灯的启动控制；
保护电路511，与功率输出器507和中央处理器506相连，检测输出信号并反馈给中央处理器506。
当然，控制电路中也可以没有闭环调光控制器504和调光信号补偿器509，这样该控制电路就不具备调光功能。
由于采用了上述技术方案，本发明的具有立体造型灯管的调光电磁感应灯，可以适应各种空间狭小的场合；且其灯管和电路是隔开的，以降低其使用成本；由于采用了具有调光功能的控制电路，该电磁感应灯还具有调光功能。同时，本发明又是一种紧凑型的电磁感应灯，具有结构简单、易于制造，且工作频率在200～250KHz，配合有效的屏蔽装置，可使整灯不仅具有小型化的优点，还具有安全、可靠、实用、节能的特点，能通过传导干扰与电磁辐射的EMC的测试。具有广泛应用的前景。
图1、一种现有技术的电磁感应灯的结构示意图；图2、本发明(紧凑型调光电磁感应灯)的一个实施例结构图；图3、本发明(紧凑型调光电磁感应灯)的另一个实施例结构图；图4、本发明(紧凑型的电磁感应灯)灯管结构图；图5、本发明(紧凑型调光电磁感应灯)的一个实施例的控制电路结构方框图；图6、本发明(紧凑型调光电磁感应灯)的一个实施例的控制电路电路图。
各附图中各标记分别表示如下的意义1----灯头；2----外壳；3----二氧化鈦反射涂层；4----荧光粉涂层；5----导电涂层；6----氪气和汞齐；7----排气孔；8----玻璃腔；9----导电玻璃材料；10----灯管；201----灯头；202----外壳；203----电路屏蔽罩；204----绝缘纸；205----屏蔽罩底板；206----隔板；207----灯罩；208----磁环支架；209----线圈；210----磁环；211----磁环屏蔽罩；212----灯管；213----灯罩盖；301----灯头；302----外壳；313----电路屏蔽罩；304----绝缘纸；305----屏蔽罩底板；306----灯罩；307----隔板；308----反光罩；309----磁环支架；310----磁环屏蔽罩；311----线圈；312----磁环；313----灯管；401----荧光粉层；402----灯管；403----汞齐；404----氪气；501----抗电磁干扰滤波器；502----桥式整流电路模块；503--有源功率因数校正器；504----闭环调光控制器；505----半桥逆变振荡电路模块；506----中央处理器；507----功率输出器；508----电磁感应器；509----调光信号补偿器；510----启动控制器；511----保护电路。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图来进一步说明本发明的技术方案。
本发明的最大特点是采用了特殊的结构使电磁感应灯成为紧凑型的调光电磁感应灯，图2是本发明的一个实施例。如图2所示，该实施例中，灯头201套在外壳202的顶端。外壳202上开有各种不同形状的孔，内有一空腔。灯罩207，与外壳202连接，灯罩207上开有各种不同形状的孔。隔板206连接在灯罩207内。电磁感应灯控制电路外套有电路屏蔽罩204，放置在外壳202的空腔内。控制电路下垫有绝缘纸204，绝缘纸204下垫着屏蔽罩底板205。磁环210上绕有线圈209，线圈209与电磁感应灯控制电路相连。绕有线圈209的磁环210外，罩有磁环屏蔽罩211。罩有屏蔽罩211的磁环210安放在磁环支架208上，磁环支架208固定在灯罩207和隔板206上。
灯管402，如图4所示，灯管402的内壁涂有荧光粉层401，灯管的腔内含有气体404和汞齐403；灯管形状可呈闭合多边型；磁环套在灯管上；图3是本发明的另一个实施例。如图3所示，该实施例中，灯头301套在外壳302的顶端。外壳302上开有各种不同形状的孔，内有一空腔。灯罩306与外壳302连接，灯罩306上开有各种不同形状的孔，灯罩306盖过整个灯管313，隔板307连接在灯罩306内。反光罩308连接在隔板307上，电磁感应灯控制电路外套有电路屏蔽罩303，放置在外壳302的空腔内。控制电路下垫有绝缘纸304，绝缘纸304下垫着屏蔽罩底板305。磁环312上绕有线圈311，线圈311与电磁感应灯控制电路相连。绕有线圈311的磁环312外，罩有磁环屏蔽罩310。罩有屏蔽罩310的磁环312安放在磁环支架309上，磁环支架309固定在灯罩306和隔板307上。
灯管的结构同上一实施例；图5是本发明的调光电磁感应灯控制电路的一个实施例电路结构方框图。
图6是图5的电路图，来进一步说明闭环调光控制器404、半桥逆变振荡电路模块405、中央处理器406、功率输出器407、调光信号补偿器409、启动控制器410、电磁感应器408和保护电路411。如图6所示，该实施例中，中央处理器为HY4501芯片，HY4501是一块集调光、驱动、保护电路于一体的电子镇流器专用集成电路，调光范围在20％-100％。
该实施例中R2、R3构成了闭环调光控制器，电位器R1为调光信号补偿器，R1与R2、R3相连，其滑动端连接到中央处理器HY4501的管脚3，提供调光信号。
该实施例的半桥逆变振荡电路模块包括两个逆变管，第一逆变管为MOS管Q70，通过电阻R31连接到HY4501芯片的第9管脚，第二逆变管为MOS管Q80，通过电阻R25连接到HY4501芯片的第11管脚，从图6中可见，Q70和Q80的栅极分别通过二极管D21和D11与三极管Q7和Q6相连，三极管Q7和Q6构成了该半桥逆变振荡电路模块的辅助开关电路，由于增加了这两个三极管，能有效缩短电路的开关时间，在工作频率为300KHz左右时，MOS管的高频损耗有明显改善。图6中的电阻R24、R26、R27、R82、R83，二极管D13、D91和电容C53为半桥逆变振荡电路模块中的辅助元件。
该实施例的功率输出器为电感L4，连接到MOS管Q70的源极与MOS管Q80的漏极，为后续电路提供工作时的功率输出。
该实施例的电磁感应器为磁环LN1和LN2，磁环套在电磁感应灯的灯管上，包围灯管的某一截面，磁环LN1和LN2上绕有线圈，分别为奇数圈和偶数圈，以作为N极和S极。
该实施例的启动控制器为电容C41，一端与交流电源相连，另一端与电磁感应器相连，在电磁感应灯启动时为电磁感应器提供启动电压，正常工作后电磁感应器由半桥逆变振荡电路模块提供工作电压。
该实施例的保护电路包括MOS管Q9，三极管Q8，电阻R28、R29、R36、R42、R81，电容C40、C42、C51和二极管D90，通过电容C42从功率输出器采样输出信号，并反馈到HY4501的第2管脚，如果输出信号发生过压或进入容性模式时，HY4501会停止电路工作，以保护电路。
本发明的工作原理是控制电路产生高频电流输送给磁环上的线圈，磁环产生较高的磁感应强度，形成交变磁场，此交变磁场将电能耦合到灯管内，形成电压，引起腔内的气体和汞齐电离，电离的汞原子发射出紫外线打击荧光粉，于是灯管就发光了。
本发明的主要技术参数如下光效＞80Lm/W。
工作频率＞200KHz。
功率因数＞0.99。
寿命＞100000小时。
零下40℃可以启动。
谐波含量＜8％。
权利要求
1.一种由灯管、线圈和控制电路组合成的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于它包括灯头[201]、外壳[202]、电路屏蔽罩[203]、绝缘纸[204]、屏蔽罩底板[205]、灯罩[206]、隔板[207]、磁环支架[208]、磁环屏蔽罩[211]、线圈[209]、磁环[210]、灯管[212]、灯罩盖[213]和控制电路中的抗电磁干扰滤波器[501]、桥式整流电路[502]、有源功率因数校正器[503]、闭环调光控制器[504]、半桥逆变振荡电路模块[505]、中央处理器[506]、功率输出器[507]、电磁感应器[508]、调光信号补偿器[509]、启动控制器[510]和保护电路[511]等组成。其中灯头[201]，连接灯座；外壳[202]，与灯头[201]连接，外壳[202]上开有各种不同形状的孔，内有一空腔，套上电路屏蔽罩[203]的电磁一感应灯控制电路，放置在外壳[202]的空腔内；灯罩[206]，与外壳[202]连接，灯罩[206]上开有各种不同形状的孔；隔板[207]，连接在灯罩[206]内；灯罩盖[213]，连接灯罩[206]，将灯管[212]密封在灯罩[206]内；绝缘纸[204]，垫在上面是控制电路和下面是屏蔽罩底板[205]之间；屏蔽罩底板[205]，与屏蔽罩[203]配合，将控制电路包在其中间；线圈[209]，绕在磁环[210]上，并与电磁感应灯控制电路相连；磁环[210]，呈环形，磁环[210]上绕有线圈[209]；磁环屏蔽罩[211]，罩在绕有线圈[209]的磁环[210]外；磁环支架[208]，罩有磁环屏蔽罩[211]的磁环[210]安放在磁环支架[208]上，磁环支架[208]固定在灯罩[207]和隔板[206]上；灯管[212]的内壁涂有荧光粉层[401]，灯管[402]的腔内含有气体[404]和汞齐[403]；磁环[410]套在灯管[412]上；抗电磁干扰滤波器[501]，与交流电源相连；桥式整流模块[502]，与所述抗电磁干扰滤波器[501]相连；有源功率因数校正器[503]，与所述桥式整流模块[502]相连，其内部内含电压自动校正电路，还包括一电解电容；闭环调光控制器[504]，与有源功率因数校正器[503]相连；半桥逆变振荡电路模块[505]，与闭环调光控制器[504]相连；中央处理器[506]，与半桥逆变振荡电路模块[505]相连；功率输出器[507]，与所述半桥逆变振荡电源模块[505]和所述中央处理器[506]相连；电磁感应器[508]，与功率输出器[507]和启动控制器[510]相连，电磁感应器[508]的输出接电磁感应灯；调光信号补偿噐[509]，与闭环调光控制器[504]和中央处理器[506]相连；启动控制器[510]，与交流电源相连；保护电路[511]，与功率输出器[507]和中央处理器[506]相连。
2.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的外壳[202]可以是圆形，也可以是多边形的。
3.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的灯罩[206]可以盖住隔板[207]，也可以无限延伸，直至盖住整个灯管[212]。
4.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的隔板[207]可以是圆形，也可以是多边形。
5.根据权利要要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的灯罩盖[213]可以是圆形，也可以是多边形；可以是整面的，也可以是网状的。
6.根据权利求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的控制电路屏蔽罩[203]可以是圆形，也可以是多边形；各个面可以是整面的，也可以是网状的。
7.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的磁环屏蔽罩[211]的各个面可以是整面的，也可以是网状的。
8.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的灯管[212]可以是圆形，也可以是闭合多边形，闭合多边形的不同截面具有不同的截面积，所述磁环支架[208]套在所述灯管[212]上，包围所述灯管[212]的其一截面。
9.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的中央处理器[506]为一HY4501芯片。
10.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的半桥逆变振荡电路模块，可以进一步包括(a)第一逆变器；(b)第二逆变噐；(c)辅助开关电路。
11.根据权利要求9所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的第一逆变器为一MOS管[Q70]，通过电阻[R31]连接到HY4501芯片的第9管脚。
12.根据权利要求9所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的第二逆变器为一MOS管[Q80]，通过电阻[R25]连接到HY4501芯片的第11管脚。
13.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的功率输出器[507]为一电感[L4]，连接到MOS管[Q70]的源极与MOS管[Q80]的漏极。
14.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的电磁感应器[508]为两个半弧型磁环LN1和LN2，将灯管[212]夹在中间，磁环上绕有线圈，分别为奇数圈和偶数圈，分别作为N极和S极。
15.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的启动控制器[510]为一电容[C41]，一端与交流电源相连，另一端与电磁感应器[508]相连。
16.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的保护电路[511]包括一个三极管和一个MOS管。
17.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的闭环调光控制器[504]为两个串联的电阻，其活动端连接到中央处理器[506]HY4501的管脚3上。
18.根据权利要求1所述的紧凑型调光电磁感应灯，其特征在于所述的调光信号补偿器[509]为一电位器[R1]。
全文摘要
本发明涉及一种照明灯具，特别是涉及一种紧凑型调光电磁感应灯，它是由控制电路产生高频电流输送给磁环上的线圈，磁环产生较高的磁感应强度，形成交变磁场，此交变磁场将电能耦合到灯管内，形成电压引起腔内的气体和汞齐电离，电离的汞原子发射出紫外线打击荧光粉，于是灯管就发光了。这是属于无灯丝、高光效、高光通、长寿命、高功率因数的新一代节能灯具。本发明将控制电路、线圈、灯管组合成紧凑型调光电磁感应灯。其整体结构简单，利于制造，且工作频率在250KHz，配合有效的屏蔽装置，可使整灯不仅具有小型化的优点，而且可顺利通过EMC测试。
文档编号H05B41/282GK1561152SQ20041001595
公开日2005年1月5日 申请日期2004年1月18日 优先权日2004年1月18日
发明者李维德 申请人:上海宏源照明电器有限公司