专利名称：白炽灯增效延寿技术的制作方法
技术领域：
本发明是涉及白炽灯灯丝构造及白炽灯供电方式的综合增效延寿技术。
本发明依据的技术原理是(1)热辐射体的能量发光度与其绝对温度的4次方成正比。对应绝对黑体能量发光度最大光谱密度的波长反比于绝对温度。绝对黑体能量发光度的光谱密度呈现单峰形分布状态。因此，提高热辐射体的温度即可提高热光转换效率。
(2)热辐射体在较高温度下才可辐射可见光，在高温状态下热辐射体蒸发量与其绝对温度的高次方成正比。间断加热可以减少热辐射体的蒸发时间，从而降低了每个间断周期内的平均蒸发量。
(3)由于人眼对光的暂留视觉特性，对于频率等于和大于50周/秒的间断光亮在视觉上是连续的。
本发明的目的是
提高白炽灯电_热_光转换效率，或延长白炽灯使用寿命，或兼顾效率和寿命使两者均有一定程度的提高。
本发明的内容是(1)对白炽灯实行间断供电，由此造成的发光间断频率等于或大于50周/秒。综合考虑通断电周期、通断电时间比、工作电压和额定功率，适当选择灯丝长度、直径等几何尺寸及其电阻值，使灯丝在通断周期内的平均功率等于额定功率，并且在通电瞬间的温度不低于规定的热电转换效率所要求的温度值，使灯丝平均蒸发量不高于规定的使用寿命所要求的量值。
(2)此类白炽灯可分为单组灯丝和多组灯丝两种形式。单组灯丝型白炽灯需在灯内电极接线中或在供电电路中串入电子自动开关，按规定的频率和通断时间比工作。最简单的实现办法是，串入半导体二极管实行半波供电，根据半波供电情况确定灯丝阻值及几何尺寸。多组灯丝型白炽灯需加电子开关对各组灯丝按顺序分时供电，每组灯丝通断电时间占通断周期的最大比例是灯丝组数的倒数，通断电频率可低于50周/秒，但是各灯丝顺序通电的转换频率必须等于或大于50周/秒，从而保证照明无闪烁感。在采用市电的情况下，多组灯丝型白炽灯最简单的实现办法是采用两组灯丝，各串入半导体二极管，分别工作在交流电正负半周的时间。灯丝按半周工作情况，根据功耗、效率、寿命规定选择灯丝几何尺寸及阻值。
现在一些照明装置也采用了接入半导体二极管实行市电半波供电，或以电子开关电路实行脉冲式间断供电的方法。其作用是调光，而不是为了提高发光效率和在保持照明效果的前提下增长使用寿命。由于这种办法没有与白炽灯灯丝的改变结合起来，因而不仅不能真正起到节能的作用，反而降低了电能利用率。例如，对现有白炽灯实行半波供电，虽然减少了消耗的电功率，但照明度也下降了，不仅每单位照度所需要的电能并没有下降，而且由于灯丝温度的降低，降低了电_热_光转换效率，比起直接用低瓦数白炽灯来说，无疑是一种能源的浪费。从寿命的角度说，现有简单的半波或脉冲供电的办法不能做到在保持原有功能(即保持原照明效果)的情况下延长使用寿命，而且同样降低了电_热_光转换效率，因此意义不大。
本发明与上述单纯的间断供电方式表面相似而实质不同。上述方式灯丝工作温度低于连续供电要求的温度，而本发明的灯丝工作温度等于或高于连续供电要求的温度，因此可以通过提高发光效率真正实现节能，在保证了照明效果的前提下延长了使用寿命，而且还具有其它一些优点，如色温高，比普通白炽灯亮度高，光谱更近日光，比一般日光灯照明的色还原性能好。多组灯丝型白炽灯的各组灯丝的使用寿命一般都有差别，某组灯丝烧坏后，不会立即停止全部照明。根据本技术制造的白炽灯在一定功率的情况下可以较明显提高亮度和照度，可以成倍地增加使用寿命。
本发明的实现方法可以有许多种，一是灯丝组数可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12;二是对灯丝间断供电方式可以采用交流电正负半周导通方式，亦可采用电子电路实行脉冲供电，也可两种方式都采用，通断电时间比可根据增效延寿的不同要求确定;三是间断供电电路元件可安装在白炽灯内部，也可作为独立部件安装在白炽灯与电源之间。以下提供一种简易有效的方案双灯丝型高效节能白炽灯灯泡内装A、B两组灯丝，每组灯丝各工作在市电正负半周，通电加热时间约占电源周期的1/4左右，即5毫秒左右，而断电时间为3/4周期，约15毫秒左右。灯丝几何尺寸与电阻值要根据这种供电情况确定。
图1中T时间是单组灯丝通断电周期，t(A)是A灯丝导通时间，t(B)是B灯丝导通时间，灯丝几何尺寸及电阻值按1/4左右导通时间、额定功率和规定的光_热_电转换效率及使用寿命设计。图2是高效节能灯供电电路，A、B各表示A、B灯丝，D(A)、D(B)是A、B灯丝通路中串接的半导体二极管，Q是双向可控硅(可控硅触发电路略)，灯泡有三个引出线，电路元件安装在灯头内，灯头的接点要与灯泡引出线配套。
权利要求
1.本发明是提高白炽灯发光效率和使用寿命的一种技术，其特征是在保证照明对视觉的连续性的前提下，以间断供电方式使灯丝在通电瞬间的温度等于或高于同额定功率的现有白炽灯的工作温度，利用断电期间降温以减少灯丝蒸发量，使平均蒸发量等于或低于同额定功率的现有白炽灯。
2.根据专利1所述技术适用于用热辐射发光原理的白炽灯电灯，包括真空钨丝灯、充气钨丝灯、囟素钨丝灯。
3.根据专利1、2所述技术制作的白炽灯可有1或2，或3，或4，或5，或6，或7，或8，或9，或10，或11，或12组灯丝。
4.根据专利1、2、3所述技术制作的白炽灯，其灯丝电阻值等于或小于同额定功率的现有白炽灯。灯丝直径等于或大于同额定功率现有白炽灯。灯丝长度等于或小于同额定功率的现有白炽灯。
5.根据专利1、2所述技术，在白炽灯灯丝与电源之间接入可实现间断供电的电子开关。电子开关可以是脉冲发生器，通断时间比可以是固定的，也可做成可调式的。当电源为交流电时，可在各灯丝回路中串接半导体二极管，使其工作在交流电正或负半周。上述两种间断供电实现办法可同时采用。当采用多灯丝方案时，电子开关还要具有使各灯丝分时导通的功能。电子开关要保证白炽灯总体发光间断频率在50周/秒以上。电子开关可部分或全部安装在灯泡内，或灯泡外。
全文摘要
本发明是一种提高白炽灯发光效率和使用寿命的技术。白炽灯可以是真空钨丝灯、充气钨丝灯和卤素钨丝灯。白炽灯灯丝可以是单组或多组。在整个白炽灯发光间断频率不低于50周／秒的条件下，对白炽灯各灯丝实行间断式供电。适当选择灯丝的电阻值及几何尺寸，并适当选择通断电周期及通断电时间比，就可以达到在不减少使用寿命的情况下较明显提高发光效率，在不降低发光效率的情况下成倍增加使用寿命，或兼顾发光效率和使用寿命，使两者都有所提高。
文档编号H01K1/02GK1065371SQ91101729
公开日1992年10月14日 申请日期1991年3月25日 优先权日1991年3月25日
发明者王飞欣 申请人:王飞欣