专利名称：新型白炽灯照明灯具的设计方法及灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明灯具的设计方法及灯具，尤其涉及新型白炽灯照明灯具的设计方法及灯具。
传统的白炽灯均采用市电直接供电方法，此时白炽灯发出的光为一强度随时间变化的光。其光强相当于在一稳定光强的基础上，迭加了一定强度的交变成份。交变部分的大小约为稳定部分的三分之一，频率为工频的两倍，即100赫兹。
根据对人眼视觉的瞬态效应的研究，人眼的响应有一定的光滞后效应。因此，人眼虽然对频率较低的交变光感觉到光的明暗变化，但随着频率增高，人眼对交变光的敏感度逐渐减小，直至感觉不到任何明暗变化。传统的观点认为人眼的最高瞬态分辨本领为50赫兹，此即临界闪光频率。因此认为人眼无法感觉到市电供电的白炽灯中的交变成份。
然而，进一步的研究表明，刺激物的特性(强度、波长、大小、位置及背景等)对临界闪光频率有影响，知觉者的特点以及更为复杂的生理和心理因素对临界闪光频率也起作用。例如，临界闪光频率随暗适应过程而变化，也随事先适应情况的不同而不同。对频率高于临界闪光频率的间断光适应以后，会提高临界闪光频率。这说明，一个稳定光即使在外表上看来与频率高于临界闪光频率的间断光相同，观察者仍能以某种方式觉察出它们有区别。
用实验比较市电供电的白炽灯和稳定照明的白炽灯发出的光，实验者确能感受到两者之间的细微差别，虽然这种差别很难用语言来表达，但稳定照明的白炽灯发出的光给人一种平和的感觉。
分析我国青少年学生中巨大近视眼人口的分布特点，城市学生中近视眼比例明显高于农村学生。一般的解释是1、农村视野广阔，宜于放眼远望;2、农村学生户外学习时间长，多利用自然光学习。这种解释应该是合理的。
上述的第2条解释中包含的实际意思即是灯光与自然光有一定区别，但区别的主要方面，以往仅仅认为是灯光色调偏红造成的，这种观点值得商榷。
根据本人的研究结果，造成灯光与自然光之间最大差别的正是由于工频供电时灯光中存在的快速交变光。这种变化不仅是光强度的快速变化，也是光颜色的快速变化(这是由于灯丝的发光温度在快速变化)，这种变化实际上造成了视觉细胞对接收光的跟踪反应。虽然视觉细胞通过视觉神经传输后，对这种快速变化已经无法反应，但光对视觉细胞的刺激是确实存在的，因此易于造成视觉疲劳。
当然供电时电压抖动造成的光强抖动及偏红的灯光色调也在一定程度上促使人眼疲劳，这两者连同以上所述的光的交变因素共同构成影响人眼视觉的三个因素。
根据以上分析，可以认为在长时间集中精力看书时，宜采用稳定照明的灯光。
本发明的目的是提供一种稳定照明的新型白炽灯照明灯具的设计方法及灯具。
为了达到上述目的的本发明采取下列措施新型白炽灯照明灯具的设计方法是经整流器两输出端并接滤波电容器和串接半导体开关，以直流和变频的方式工作。由振荡回路提供方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关工作，通过调节方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关的占空比以控制白炽灯照明的明亮程度，即为频率调制(PFM)，脉宽调制(PWM)工作方式。
新型白炽灯照明灯具是整流器两输出端并接滤波电容器和串接半导体开关及白炽灯照明灯具。
本发明所述的新型白炽灯照明灯具具有明显的优点1、它能消除市电直接供电时白炽灯中的100赫兹工频成份，使灯光更加柔和。
2、能方便地实现光强的连续明暗可调，与通常用的可控硅调光系统相比，其特点在于不仅能调暗，也能够调亮。因而当市电电压偏低或灯泡长时间工作后亮度降低时，可用来增大亮度。由此可见，本灯具的光束将变得更加明亮。
3、本灯具具有稳压的功能，即当电网电压频繁跳动时，灯的光强仍保持稳定。
以上三个优点克服或降低了普通白炽灯照明时存在的影响视力的三个因素，具有明显的积极意义。
此外，本灯具中白炽灯因处于稳定的工作温度，有效工作寿命较交流应用时更高。换言之，当灯的有效工作寿命相同时，则可以发出更为明亮的光。
为消除白炽灯中光的快速变化，主要有两种办法其一就是采用直流供电技术，这是一种最为直接的办法，其二是利用灯丝的热惯性，采用变频供电的方法，只要供电的频率足够高，也能达到稳定发光的目的。
对灯丝热惯性的研究表明供电频率高于1kHz时，灯丝上光的变化已很小，当频率达到10kHz以上时，白炽灯发出的则为完全稳定的光。
下面结合附图作详细的说明。
图1是新型白炽灯照明灯具电路原理图;
图2是频率调制型白炽灯照明灯具电路图;
图3是脉宽调制型白炽灯照明灯具电路图;
新型白炽灯照明灯具的设计方法为经整流器D两输出端并接滤波电容器C和串接半导体开关K，以直流和变频的方式供电。由振荡回路提供方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关工作，通过调节方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关的占空比以控制白炽灯照明的明亮程度，即为频率调制(PFM)，脉宽调制(PWM)工作方式。
新型白炽灯照明灯具为整流器D两输出端并接滤波电容C和串接半导体开关K及白炽灯L。半导体开关由振荡器A和两只可控硅S1、S2组成的开关电路，或由振荡器和晶体管或场效应管T组成的开关电路。振荡器为可调谐方波信号发生器，可调谐正弦波信号发生器及可调谐脉冲信号发生器。整流器、滤波电容器和半导体开关元件可组成集成模块。白炽灯照明灯具额定电压可从12伏到320伏。
权利要求
1.一种新型白炽灯照明灯具的设计方法，其特征在于，经整流器两输出端并接滤波电容器和串接半导体开关，以直流和变频的方式供电；由振荡回路提供方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关工作，通过调节方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关的占空比以控制白炽灯照明的明亮程度，即为频率调制(PFM)或脉宽调制(PWM)工作方式。
2.一种按照上述方法设计的新型白炽灯照明灯具，其特征在于整流器[D]两输出端并接滤波电容[C]和串接半导体开关[K]及白炽照明灯[L]。
3.根据权利要求2所述的一种按照上述方法设计的新型白炽灯照明灯具，其特征在于所说的半导体开关由振荡器[A]和两只可控硅[S1]、[S2]组成的开关电路。
4.根据权利要求2所述的一种按照上述方法设计的新型白炽灯照明灯具，其特征在于所说的半导体开关由振荡器[A]和晶体管或场效应管[T]组成的开关电路。
5.根据权利要求3或4所述的一种按照上述方法设计的白炽灯照明灯具，其特征在于所说的振荡器[A]为可调谐方波信号发生器，可调谐正弦波信号发生器，可调谐脉冲信号发生器。
6.根据权利要求2所述的一种按照上述方法设计的白炽灯照明灯具，其特征在于所说的整流器、滤波电容器和半导体开关元件组成集成模块。
全文摘要
本发明公开了一种新型白炽灯照明灯具的设计方法及灯具。它是经整流器两输出端并接滤波电容器和半导体开关，以直流和变频的方式供电。由振荡回路提供方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关工作，通过调节方波信号，正弦波信号及脉冲信号控制半导体开关的占空比以控制白炽灯照明的明亮程度。本发明能消除市电直接供电时白炽灯中的100赫兹工频成分，使灯光更加柔和，能方便地实现光强的连续明暗可调，并具有稳压的功能。
文档编号H05B39/00GK1109672SQ9510187
公开日1995年10月4日 申请日期1995年3月1日 优先权日1995年3月1日
发明者沈永行 申请人:沈永行