专利名称：智能超变频磁流子无极节能灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能超变频磁流子无极节能灯。
背景技术：
众所周知，白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压钠灯、金卤灯这些日常使用的光源在给 人类提供照明的同时也给社会环境造成污染，诸如光污染(眩光等)、紫外辐射，频闪效应， 因此，人们一直在寻求一种高发光率、高显色性、无频闪、低能耗、长寿命的新光源体，以解 决隐形公害问题。为了实现高发光率、高显色性、无频闪、低能耗、长寿命、高效节能、绿色环 保等优点，我们基于智能超变频磁流子技术上发明了一种智能超变频磁流子无极节能灯。 感应加热是电加热的一种最佳形式，它具有加热速度快、热效率高和无空气污染等优点，广 泛应用于金属冶炼、金属表面热处理、金属的焊接、加热水等领域。感应加热是利用导体在 高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗)，以及导体内磁场的作用(磁滞损耗)引起导 体自身发热而进行加热的。智能超变频磁流子无极节能灯的原理是通过把超变频电磁能以 感应方式耦合到灯泡内，使灯泡内的气体雪崩电离形成等离子体。等离子体受激原子返回 基态时自发辐射出254nm的紫外线，灯泡内壁的荧光粉受紫外线激发而发出可见光。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高发光率、高显色性、无频闪、低能耗、长寿命、高效 节能、绿色环保新光源体，其可以克服人们日常使用的光源的一些缺点。为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案—种智能超变频磁流子无极节能灯，它包括超变频磁流子发生器，所述超变频磁 流子发生器通过同轴电缆线和灯泡连接；所述灯泡腔体内设有磁流子耦合器。所述超变频磁流子发生器包括依次连接的EMI滤波电路、整流电路、逆变电路、保 护电路和电压电流采样电路；所述的逆变电路还与调光电路相连。所述的磁流子耦合器内导热棒一端固定在底座上，另一端和磁芯相连，所述磁芯 外的绕线架上绕有高温线圈。所述的EMI滤波电路是由电感和电容组成的两级式电源滤波网络。本实用新型的优点是1、本实用新型的结构设计，使得其可配用由简单的逆变电路实现的超/变频磁流 子电磁感应技术，故而使得智能超变频磁流子无极节能灯的制造使用和维修都方便。2、本实用新型产品是基于电磁感应和荧光气体放电两个熟知原理相结合而成，在 构造上，没有灯丝，没有电极，所以不存在限制灯寿命的必然元件，灯的寿命仅由于电子元 器件的质量和电路原理及其调试技术所决定。3、本实用新型产品可立即启动和再启动、可做成点光源，可在任意方位上安装、 完全没有“频闪”、不怕震动、光通量不受电网电压瞬间波动的影响等等。4、 本实用新型产品利用磁场激励气体放电发光，具有高发光率、高显色性、无频 闪、低能耗、长寿命、高效节能、绿色环保诸多优点。5、一些技术指标可达到[0017](1)、瞬间启动和再启动(2)、寿命彡 60,000 小时(3)、电源160-220V-50Hz(4)、灯系统功率85W、100W、120W、135W、150W、165W、200W(5)、功率因数彡98%(6)、电流谐波彡10%(7)、工作频率2· 65MHz(8)、启动时间< 0. 5Sec(9 )、色温2700-6500K-可选(10)、显色性>80(11)、工作环境温度-20-+50。C，相对温度< 80%。
图1是本实用新型智能超变频磁流子无极节能灯一实施例主视图；图2是本实用新型相对应实施例的工作电路简图；图3是本实用新型智能超变频磁流子无极节能灯的逆变电路；图4是本实用新型智能超变频磁流子无极节能灯的主要原理方框图；图5是调压法调光电路中采用P丽控制的BUCK — BOOST电路；图6是本实用新型中磁流子耦合器的内部结构图；其中，1、超变频磁流子发生器；2、灯泡；3、磁流子耦合器；4、场效应管V1 ；5、电容 C ； 7、电感L ;8、MOSFET管Q1 ;9、MOSFET管Q2 ； 10、场效应管V2 ;11、场效应管V2的栅极 G2 ；12、场效应管V1的栅极G1 ； 13、磁芯；14、高温线圈；15、导热棒；16、底座；17、同轴电缆； 18、绕线架；19、EMI滤波电路；20、整流电路；21、逆变电路；22、调光电路；23、保护电路； 24、电压电流采样；25、PWM电路。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明如图1所示，本实用新型智能超变频磁流子无极节能灯主要由超变频磁流子发生 器1、灯泡2、磁流子耦合器3等构件组成。所述的超变频磁流子发生器1主要包括振荡器、滤波器、整流器、逆变电路21、调 光保电路22、保护电路23等部分。所述的超变频磁流子发生器1为磁流子耦合器3提供一个超变频能量来激发和维 持灯泡2内的气体放电。超变频磁流子发生器1必须有一个很稳定的振荡源和过滤电路， 同时，它还有一个高的功率因数和一个低的谐波含量。所述的振荡器主要有由电容器和电感器组成的LC回路，通过电场能和磁场能的 相互转换产生自由振荡。所述的滤波器是由电感和电容组成的两级式电源滤波网络，其目的是降低电路的 超变频谐波成分对外电路的影响，从而提高整个电网的效率。 所述的整流器就是对通过电路的电流进行整流滤波，将电路中的电流波形整流成电器适宜接受的波形，消除电路中的有害杂波，从而实现工频AC到DC的转化。所述的逆变电路21的目的是实现DC到超变频AC的转化。所述调光电路22是通过调压法来实现的。所述的调压法是通过改变直流电压的幅值来调节灯的输入功率，从而达到调光的 目的。所述的保护电路23通过对输入负载的电压或者电流进行采样，如果发现电压长 时间过高(可能灯已经不能启动)或电流过大(短路)时，自动切断逆变电路21的工作。所述的磁流子耦合器3是把能量从超变频发生器耦合到灯泡2内的器件。它由磁 芯13、高温线圈14、导热棒15、绕线架18、底座16和同轴电缆17组成。所述的磁芯13和高温线圈14的作用是产生超变频磁场。通过中间的导热棒15， 线圈产生的多余的热能和放电通过铝制底座16传导到外面。铜制导热棒15伸到灯泡2中 心为铁氧体磁芯13散热，在绕线架18上有两层高温线的线圈一层输送电流，另一层缠绕 在初级线圈当中，但只有一头与线圈相连，这样第二个线圈的电场部分抵消了第一个线圈 产生的电场通过这一方式使公共模式终端电压干扰下降到一个较低的值。本实用新型取消了荧光灯原有的电极，避免了电极发射层的损耗及对荧光粉的损 害，因而使无极灯的寿命大大提高。它的工作原理决定其具有光效高、寿命长、显色性好、无 频闪、节能环保等优点。如图2所示，本实用新型由同一激励信号源发出的两个幅度相等，相位相反的超 变频信号驱动二只半桥场效应管A 4的栅极& 12和场效应管V2 10的栅极G2 11，使场效 应管A 4、场效应管％ 10轮流导通，在场效应管力4和场效应管V2 10的中点输出占空比 50%的方波脉冲。经磁流子耦合器3传递给装于灯泡2内的感应线圈，变成被放大了的超 变频正弦波。超变频磁场通过泡壳内腔体的分布电容将能量感应至腔内，使汞齐原子受激 发射紫外光子，紫外光子激发涂在玻壳内壁上三基色粉而发光。如图4所示，本实用新型智能超变频磁流子无极节能灯的主要原理方框图，它的 原理都是利用开关电路实现工频AC到DC再到超变频AC的转变，由图4可以看到这一原理 必须通过EMI滤波电路19、整流电路20、逆变电路21、调光电路22、保护电路23、电压电流 采样24等电路来实现。所述EMI滤波电路19的目的是降低电路的超变频谐波成分对外电路的影响，从而 提高整个电网的效率。最简单的滤波电路是电容和电感的LC滤波。电感对谐波的超变频 成分感抗很大，超变频谐波在串联电感上有很大的压降，而并联电容对超变频谐波的容抗 很小，超变频谐波电流很大部分从并联电容流过，因此通过LC滤波电路，超变频成分的含 量大大降低了。所述整流电路20目的是实现工频AC到DC的转化，最简单的电路是使用整流二极 管的桥式整流电路20。如图3所示，所述的逆变电路21的目的是实现DC到超变频AC的转化。如图3所 示自激式的半桥逆变电路21旧05 ￡11管01 8和肌5 ￡!~管02 9，通过电感a，b，c的互感，提 供导通和关闭M0SFET管仏8和M0SFET管Q2 9所需要的触发电压，工作频率由高温线圈14
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和电容C 5组成的谐振电路频率f=； M0SFET管仏8和M0SFET管Q2 9交替导通，当M0SFET管仏8导通，M0SFET管Q2 9闭合时，电源V通过M0SFET管8、电感L 7向 负载灯泡2供能，同时电感L 7储存能量；当M0SFET管Q2 9导通，M0SFET管Q1 8闭合时， 通过电感L 7，M0SFET管Q2 9向负载即灯泡2供能，此时电感L 7释放能量。所述保护电路23通过对输入负载的电压或者电流进行采样，如果发现电压长时 间过高(可能灯已经不能启动)或电流过大(短路)时，自动切断逆变电路21的工作。所述调光电路22是通过调压法来实现的。如图5所示，是调压法调光电路22，所述的调压法是通过改变直流电压的幅值来 调节灯的输入功率，从而达到调光的目的。改变直流幅值的方法是采用BUCK-BOOST电路， 通过PWM电路25来调节直流电压的幅值，因此就能改变灯的输入功率。以前所用的那些节能灯调光电路22都是通过调频法或脉冲法来实现的，但是利 用这两种方法有很多缺点。调频法，通过提高开关器件的通断频率来降低灯的输入功率，从而达到调光的目 的。气体放电灯的电流与电压满足vcc rK 0<K<1，所以灯的功率PzVM1—15随着放电电流 的降低，灯消耗的功率也不断降低，当镇流器的工作频率提高的时候，与灯串联的谐振电感 增大，而灯并联的谐振电容变小，这两点决定了流过灯的电流会减小，灯消耗的功率下降。 同时随着灯电流的减小，灯的等效电阻变大，这会造成灯电流的进一步降低，功率进一步降 低，直到达到新的工作点。调频法调光时，当频率升高时，系统的效率下降较快；系统的稳定 性能下降，灯的启动性能的下降；频率提高后，系统的EMI也会相应地增大。这一点不如调 压法好。脉冲法由于需要不断地热启动，对镇流器的启动要求较高，同时不断的熄灭和启动 会增大EMI的影响。也不如调压法好。如图6所示，所述的磁流子耦合器3是把能量从超变频发生器耦合到灯泡2内的 器件。它由磁芯13、高温线圈14、导热棒15、底座16、同轴电缆17和绕线架18组成。所述的磁芯13和高温线圈14的作用是产生超变频磁场。通过中间的导热棒15， 线圈产生的多余的热能和放电通过铝制底座16传导到外面。铜制导热棒15伸到灯泡2中 心为铁氧体磁芯13散热，在绕线架18上有两层高温线的线圈一层输送电流，另一层缠绕 在初级线圈当中，但只有一头与线圈相连，这样第二个线圈的电场部分抵消了第一个线圈 产生的电场通过这一方式使公共模式终端电压干扰下降到一个较低的值。本实用新型中的灯泡2不再做过多解释，灯泡2不在我们申请专利的范围内。
权利要求一种智能超变频磁流子无极节能灯，其特征是，它包括超变频磁流子发生器，所述超变频磁流子发生器通过同轴电缆线和灯泡连接；所述灯泡腔体内设有磁流子耦合器。
2.如权利要求1所述的智能超变频磁流子无极节能灯，其特征是，所述超变频发生器 包括依次连接的EMI滤波电路、整流电路、逆变电路、保护电路和电压电流采样电路；所述 的逆变电路还与调光电路相连。
3.如权利要求1所述的智能超变频磁流子无极节能灯，其特征是，所述的磁流子耦合 器内导热棒一端固定在底座上，另一端和磁芯相连，所述磁芯外的绕线架上绕有高温线圈。
4.如权利要求2所述的智能超变频磁流子无极节能灯，其特征是，所述的EMI滤波电路 是由电感和电容组成的两级式电源滤波网络。
专利摘要本实用新型公开了一种智能超变频磁流子无极节能灯，其广泛应用于室内外、厂房、大厅、广场、公路、大型商场照明等技术领域。智能超变频磁流子无极节能灯主要由超变频发生器、磁流子耦合器和灯泡三部分组成。超变频发生器主要包括振荡器、滤波器、整流器、逆变电路、调光保护电路等部分，超变频发生器为磁流子耦合器提供一个超变频能量来激发和维持灯泡内的气体放电。磁流子耦合器是把能量从超变频发生器耦合到灯泡内的器件，由磁芯、高温线圈、导热棒、绕线架、底座和同轴电缆组成。本实用新型设计合理，无电极、无灯丝、长寿命、高发光率、高显色性、无频闪，利用磁场激励气体放电发光、具有高效节能、绿色环保等诸多优点。
文档编号H05B41/282GK201681792SQ201020166899
公开日2010年12月22日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者俞正峰, 高宝爱 申请人:山东聊城金泰节能科技有限公司