感应电力灯组件的制作方法

专利名称：感应电力灯组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明设备，更具体是涉及与感应电力照明应用相关的 灯组件。
背景技术：
尽管不是应用很广，感应耦合照明系统是已公知的。传统的感应 耦合照明系统一般包括具有由电源驱动的初级线圏(或"一次线團") 的初级电路，以及具有感应接收初级线圈功率的次级线圏(或"二次 线圏")的次级电路。感应耦合相对于传统的直接电连接具有多种优 点。首先，感应耦合灯较硬连线的灯更加安全和容易连接和断开。直 接电连接在安装和拆除灯组件时一般必需操作电连接器。这一般比较 费事还会引起电击的危险。 一般的，电连接器需要至少部分暴露，因 此增加了电击的危险。另一方面，对于感应耦合灯不需要任何电连接 器的操作。实际上，灯组件的次级线團筒单的只需放置在初级线圏的 附近以将功率提供给灯组件。第二通过省去电连接器而消除了伴随常 规电连接器的问题，诸如常规的电连接器易于腐蚀和磨损，从而提高 了系统的可靠性。当环境条件使电连接器处于潮湿条件时，这些问题 对户外装置更为敏感。当重复使用时，机械连接装置也易于磨损而最 终失效。第三，感应耦合灯固有的可以减少灯组件上的电危害。如上 面提到的，灯组件与电源是电绝缘的。所有的电力必须通过感应从电 源传送到灯组件.由于存在着对可以感应传送至灯组件的功率的内在 限定，灯组件中的功率是受到限制的，电危害的风险被降低了。
尽管感应耦合灯提供了多种优于直接连接灯的重要优点，但是它 们存在着重大的缺点。感应耦合固有的较直接电连接低效。这一部分
是由于需要电能来产生和维持电磁场。常规感应耦合的低效率主要是 由拙劣的调谐电路导致的。这些低效率被初级线團和次级线圏中的震 动产生的噪音和吸热的增加证明。这一效率问题在高功率灯应用中变得严重。而且已有的灯电路需要精确定位初级线團和次级线團以提供 合理的效率水平，这需要更精确的公差，并且限制灯组件和整个灯的 设计和结构。
灯具行业面临的最大的可靠性问题之一是由电线或其他导电器贯 穿灯套筒而引起的。典型的，电线通过玻璃管座穿进灯的内部。由于 玻璃不易于粘附和密封导线，因此存在材料上的风险会导致在电线穿 过灯的位置发生泄漏。尽管已努力优化密封，但仍然存在重大的可靠 性问题.
对于常规感应电力灯，还存在伴随着灯电路元件暴露在环境中而 产生的可靠性问題，比如，来自环境中的水或者湿气可能会损害电路 元件。为了解决这一问题，至少一个感应电力照明系统将整个灯组件
密闭在密封的套筒中。Hutchisson等的美国专利US 5,264,997种披露 了一种灯，该灯安装在印刷电路板上，与次级线團间隔多个接线端子。 印刷电路板包括各种感应耦合操作所需的电子元件。分隔外壳和透镜 部分相互密封而形成围绕灯、印刷电路板和次级线围的不漏外壳。外 壳具体的设置为适合接受次级线團和与容纳初级线團的灯座相互安装 的形状。尽管密封外壳提供了改进的对环境条件的保护，但是它相对 来说体积大，并且仅仅提供按照透镜方向透射的光线。
由此可见，仍然需要一种效率高、在各种条件下具有改进的可靠 性、并且容易适合多种不同灯结构的感应耦合灯组件。

发明内容
上述问题通过本发明得以解决，其中灯组件中设有灯、为灯提供 电力的感应次级线围和电容器.电容器与灯和次级线围串联，并且其 在工作频率下的电抗约等于或者略小于灯和次级线闺在工作温度下的 合成阻抗。结果，灯电路在谐振或者接近谐振条件下工作。对于放电 灯，串联的电容器还起到限制次级电路中的电流的作用，排除电流非 控制的增加，不然对于放电灯会发生上述问题。
另一方面，本发明提供一种感应电力灯组件，其中整个灯组件电 路密封在透明套筒中。优选地，整个灯组件电路，包括次级线團和任 何相关的电容器，被密封在灯的套筒里。在可选实施例中，次级线围 和灯，以及任何电容器和启动装置被容纳在笫二封闭的塑料、特富龙、 玻璃或者石英套筒中，并且没有电线或其他部件穿过该套筒。在第二
水;^热传导或:绝缘。 一
在另一方面，本发明提供远程启动开关以提供对放电灯的预加热。 在灯启动期间的特定时间段内，开关使在次级线團上的电极短路。此外，该电路还可以具有串联的电阻器以限制预加热电流。在一个实施 例中，开关为优选由在灯控制电路中的相应线團产生的电磁场来启动 的电磁开关。
本发明提供一种用于感应电力照明的简单廉价的灯组件。由于灯 组件在谐振或接近谐振条件下进行工作，因此具有高的功率因数以及 高的效率。通过生热性减少了能量消耗，并且即使在相对高功率的应 用下，也提供感应耦合的安静工作。次级线團的效率不需要初级线圏 与次级线團的精确对准，因此允许灯和灯組件在布置和结构上具有更 大的自由度。密封套筒提供具有改进的对环境防护的灯电路，而没有 限制光线从灯的传输。尽管具有许多光源，发出的光谱基于套管材料 的特定的透射性也许有损耗，比如，有些材料对紫外光不是高透射性 的。本发明允许功能性气体截留在密封的套筒中，以增加或减少灯与 环境的隔离程度。此外，通过将整个灯电路密闭在灯套筒中，可省去 对穿过套筒的电线或者电导线的需要。这在大大减少生产损失的同时， 在很大程度上提高了灯的可靠性。同时，本发明的电磁开关提供了一 种常规启动电路的廉价和可靠的备选方案。
以下，结合附图对本发明进行详细说明，本发明的这些以及其他 目的、优点和特征变得更加明显.


图1为根据本发明一个实施例的灯组件的截面图； 图2为垂直于图l所示截面图的图l所示灯组件的截面图； 图3为根据本发明一个实施例的灯电路的示意图； 图4为具有白炽灯的另一种可选灯组件的截面图； 图5为具有带通用基座的白炽灯的另一种可选灯组件的截面图； 图6为具有卣素灯的另一种可选灯组件的截面图； 图7为具有在灯套筒外侧设有基座的卣素灯的另一种可选灯组件 的截面图8为具有不带基座的面素灯的另一种可选灯组件的截面图9为具有不带外套筒的荧光灯的另一种可选灯组件的截面图10为具有T-5或T-8型荧光灯的另 一种可选灯组件的截面图11为用在图IO所示灯组件中的灯电路的示意图12为用在图IO所示灯组件中的另一种可选灯电路的示意图13为用在图IO所示灯组件中的又一种可选灯电路的示意图14为用在图IO所示灯组件中的另外一种可选灯电路的示意图15为具有PL型荧光灯的另一种可选灯组件的截面图16为具有PL型荧光灯的另一种可选灯组件垂直于图15所示截面的截面图17为另一种可选灯组件的局部截面分解图； 图18为图16所示另一种可选灯组件的一部分的截面图； 图19为另一种可选灯组件的一部分的截面图；以及 图20为又一种可选灯组件的一部分的截面图。
具体实施例方式
根据本发明一个实施例的灯组件如图1和2所示，并且一般被标 记为10。为了公开的目的，本发明首先结合被改装在38瓦条件下使用 的例如用于水处理装置中的常规PL-S型11瓦紫外线(紫外线)灯进 行描述。灯組件10通常包括灯电路12和外套筒70。灯电路12包括次 级线圏14、电容器16和灯18，全部串联(参见图3)。次级线團14 感应接收来自相关镇流器(未示出)的初级线團(未示出)的功率。 串联电容器16经过将在后面详细描述的特定调谐，以使灯电路在特定 操作条件下谐振操作。整个灯电路12完全封闭在外套筒70中，包括 次级线團14、电容器16和灯18。至少一部分外套筒70是透明的，并 且没有电线或其他元件穿过。
尽管结合PL-S型38瓦紫外线灯对下述实施例进行说明，本发明 旨在或适于用于各种类型或样式的灯，包括放电灯，白炽灯，脉沖白 光灯和发光二极管("LED")灯。本公开提供多种显示白炽灯和放 电灯的其他可选择的实施例。这些实施例用以解释本发明的广泛应用 和适用性，并非是对权利要求范围的限定。
多种用于启动本发明的感应电力灯组件的镇流器对本领域技术人 员来说是已公知的.因此，不再对镇流器进行详细描述。特别适用于 说明性实施例中的PL-S型38W紫外线灯的镇流器在于2000年6月 12日提交的，申请号为No.卯/592194，标题为"流体处理系统(Fluid Treatment System)"的美国专利申请中公开，该申请在此作为参考被 整体引用.该镇流器适于为本发明公开的所有实施例提供有效搮作，
I.灯的结构
如上所述，PL-S型38W紫外线灯优选包括用于封闭灯电路12 以保护其不受环境影响(参见图1和图2)的外套筒70。外套筒70优 选包括主体90和盖92。主体卯一般为具有开口端和封闭端的圆柱形 管.灯电路12安装进主体90后，盖92在主体90的开口端上密封以 完全封闭灯电路12。灯电路12—般包括次级线團14、电容器16和灯 18.如下所述，灯电路12还可以包括启动器35 (参见图2)。灯18 为一般常用的具有石英套管的PL-S型灯，该石英套管具有两个相互 连接共同限定处室28的平行的腿部72a-b。室28被部分抽空并且含有所需放电气体，比如水银蒸汽。管座32a-b设置在每个腿部72a-b的底 部。 一对普通的或者定制设计的电极26a-b被设置在室28内，在每个 管座32a-b的顶部安装一个，在这个实施例中，外套管70优选由石英 制成以高效地透过紫外光。在非紫外线的应用中，外套管可由玻璃、 特富龙或者塑料制成，部分取决于灯产生的热和灯的工作环境。例如， 另一种可选择的外套管由一定长度具有密封相对端(未示出)的特富 龙管制成.特富龙管可以被装配在灯组件的剩余部分上，并且其相对 端可被巻起，或者密封以封闭特富龙套筒。优选的，特富龙管的每一 端利用热和压力向自己折回并巻曲。
灯组件IO还包括基座50和支板86，以将灯18的相对端保持在外 套筒内。基座50 —般为圆柱形且其尺寸适于被紧密装配在外套筒70 内。除了保持灯18的一端外，基座50还容纳灯电路12的多种电子组 件。基座50限定出圆形的凹槽80以容纳次级线團14的绕組， 一对缝 隙82a-b以容纳每个腿部72a-b的底端，和一对孔隙84a-b以容纳电容 器16和任何所需的启动器35。灯組件IO还可以包括设置在次级线團 和电极36a-b之间的热反射器58。热反射器58的形状优选为匹配在其 安装位置的灯套筒52的端面形状，并且优选由常用的反射材料制备， 比如铝或在适合基底上的铝箔。支板86—般为盘形并且其尺寸的设定 使其紧密地装配在外套筒70内。支板86优选包括凸出部88，以摩擦 装配在石英套筒52的腿部72a-b之间.基座50和支板86的精确设计 和结构在不同的应用中是变化的，取决于外套管70和灯电路12的各 种部件的设计和结构。基座50和支板86优选由可以经受高温的材料 制备，比如陶瓷或者高温塑料。
在一个实施例中，在外套筒70和灯套筒52之间的空隙96被构造 以提供具有所需导电性或绝缘性的灯组件.例如，空隙96可以被抽空 以使灯与冷的环境隔绝。另一种选择是，空隙96被填充较重的气体， 如氩和氖，或者填充流体以在热环境下传导热。在热环境下从灯传导 热将有助于保护灯不致过热，并且有助于提供最大强度。
在大多数应用中，灯组件IO还可以包括可使镇流器感应灯组件10 存在的机构。这使镇流器只有当安装灯组件10时才能启动初级线围(未 示出).尽管感应机构在许多应用中并非必要的，特别是在低功率应 用中，但是其确实提供了更有效的设计以节约能量、减少生热，并且 保护初级线團免于伴随持续的操作引起的某种类型的损害.在一个实 施例中，灯组件10包括感应磁体60和镇流器(未示出)，或者相关 的控制电路，包括被感应磁体60启动的簧片开关(未示出)。更具体 而言，当灯组件10被安装时，感应磁体60设置在靠近簧片开关(未 示出)处。来自感应磁体60的磁场导致簧片开关62关闭，由此向镇流器或控制电路提供信号表明灯组件IO已处于适当的位置。感应磁体 优选安装在基座50上，但是也可以安装在其他所需的位置。另一种选 择是，感应磁体60和簧片开关(未示出)可以被机械开关(未示出) 取代。比如，开关可被设置在通过灯组件10的安装而机械关闭的位置 上。另一种选择是提供灯以手动启动的on/off开关，例如有选择地开 和关镇流器的拨动开关。
II.灯电路
现在将结合上述的PL-S型38W紫外线灯(参见图1和2 )说明 灯电路12.如上所述，灯电路12通常包括灯18、次级线團14和电容 器16。灯电路12的示意图如图3所示.在这一实施例中，灯电路包括 单个次级线團14，优选由小直径导线22构成的线團构成。次级线團 14的精确特性将作为初级线圈(未示出)和负载(如灯)的函数而随 着应用的不同而变化。导线22优选常用的磁导线或绞合线(LITZ)，取 决于功率设定和热耗散。导线优选环绕环形凹槽80内的基座50进行 缠绕，这使次级线團14具有中空芯。如果需要，中空芯24可以被其 他常用芯取代。导线的类型、导线匝数和芯的直径(以及由此得到的 导线臣的直径)将随着应用的不同而变化，取决于各种因素例如初级 线團和灯18的负栽特性。选择次级线團14的电感作为工作频率和负 载(即灯)在供给功率下的阻抗的函数。更具体而言，次级线團14的 电感由下式确定
V^加站蹈M出F^ 负载的阻抗 次级线圈的电感=^ T^止a
2 x工作频率
在38瓦的实施例中，次级线圉14被构造以接收来自在大约100 千赫的频率下工作的初级线團的功率。次级线圏14包括72匝导线而 初级线圏包括135匝导线。在所述的38瓦实施例中，次级线團14在 100千赫频率时具有196微亨的电感值，具有大约123欧姆的电抗值。 次级线團14优选安置在灯组件10的基座50中。选择次级线圏的直径， 使其紧密装配在基座50内.次级线圏14通过引线51a-b与灯18电连 接。尽管次级线團优选为圆形，其也可以依据应用的不同而变化。例 如，次级线圏可以为方形、椭圆形、三角形、梯形、六边形、或者甚 至为球形。次级线團优选与初级线團同心设置在外部或内部，或者两 个线圏可端对端地设置。
选择电容器16，以考虑机械约束提供最佳的功率因数校正，由此 在灯电路中提供谐振。功率因数优选.90或更大，并且更优选为.96或 更大，但是在一些应用中低一些的值也是可以接受的。没有足够的功 率因数修正，次级线圈中的电抗性电流将会反射回到初级线團中，成 为更低阻抗负栽。这将导致在工作功率和电流条件下的向上漂移，以及以在初级电路中的热增量方式产生的更高耗损。这一效果与初始的 预期是相反的，但这确实是由于串联谐振初级电路的反射阻抗的相反
性质产生的。试验已经揭示在因数低于.90时，在初级线團中的电抗性 电流和损耗增加得非常快。这可能具有对效率有不良影响的材料，尤 其是当这些损耗被附加到由耦合因子和dc阻抗导致的损耗时.总的来 说，选择电容器16，以具有约等于或者略小于灯18在其工作温度时其 电阻阻抗和次级线團14的电抗阻抗。类似于次级线團14的电感，选 择电容器的电抗作为给定功率下的工作频率和负栽(即灯)阻抗的函 数。更具体而言，根据下式选择电容器的电抗
电容器的电抗=在扭wc口— 1~~卞^+
负载的阻抗x2x工作频率
在该电抗值时，电容器16、次级线團14和灯18将在接近谐振条件下 进行工作，提供高的功率因数并由此提供高效率。在说明性实施例中， 电容器16为接近12.9纳法(nf).该值将响应初级线圏(未示出)、 次级线團14和/或灯18的变化而改变。
如上所述的次级线團和电容器公式给出了粗略大致的所需电容和 次级线圏电抗值。为了得到更精确的值(并且由此精确调谐功率因数， 限流效果和总体工作参数)，可以使用循环测试程序。在一些应用中 需要该循环测试以得到在所需次级电路中的效率水平。这些设计的工 作参数包括预加热、触发电压和工作电流。所有的这些参数可以随比 率、电容和电感的变化，通过调谐过程来配置.
虽然电容器16优选在灯18处于工作温度时根据次级线圏14和灯 18进行调谐，电容器16也可以在其它时间调谐以提供最优的效率.比 如，在需要大电流以启动灯的放电灯中，本发明可以用于在启动时增 益电路。在这样的应用中，选择电容以具有约等于次级线團和电灯在 启动温度(而不是工作温度)下的联合阻抗的电抗。这将增加灯电路 在启动期间的效率，允许使用具有更低电流最大值的镇流器。
根据等离子体的性质，放电灯试图维持电压在基本上恒定的固有 电压值处。结果，当次级线圏14产生超过灯的固有电压的电压时，灯 将消耗过多的功率。由于放电灯的阻抗响应电流而降低，因此灯电压 产生不断增加的更大的电流直至电路极限或自毁.上述问题通过电容 器16得以解决，其作用是限制供给灯的电流。电流限制功能是电容器 的固有特性。已确定使次级线圏处于谐振的电容值约等于能提供合适 电流限制的电容值。相应地，已确定在本发明中通过选择电容值以提 供合适的整体功率因数获得电流限制功能。
本发明被并入放电灯组件时，灯电路12优选包括常用的启动器35 (参见图2),辉光灯泡或者其他相等同的装置。启动器和辉光灯泡是 已公知的，因此不再在本申请中详细描述。在放电灯组件的一个实施例中，常用启动器被远程启动开关替代，比如电磁开关34(参见图3)。 电磁开关34在电极36a-b之间串联的接入，由此有选择地允许开关34 关闭电极36a-b间的电路。当关闭时，开关34允许电流直接流过电极 36a-b，而不是通过需要电弧击穿气体。结果是，当开关34关闭时， 电极36a-b被快速加热。优选基本垂直于初级线闺电磁场的方向设置 电磁开关34，以使电磁开关34不被初级线團的电磁场启动，取而代之， 分离的线團38设置在电磁开关34附近，在此其可以被充电以选择性 关闭开关34。微处理器40优选控制线圏38的工作，由此控制电磁开 关。微处理器40被编程在每次灯电路被通电时，在一个固定时间间隔 内给线團38充电。这关闭电磁开关，同时短路电极36a-b。另一种选 择是，微处理器40可以被常用的单次计时器电路(未示出)替代，单 次计时器被构造用以在每次灯启动时，给线團充电所需时间。
III.其他可选实施例
灯组件的配置在不同的应用中也许有显著的变化，大体上取决于灯的 类型和相关的功率要求。本发明可以进行改进以允许在更广泛种类的现有 的照明系统中使用。下列备选实施例描述了适于各种用途的多种可选实施 例。这些备选实施例旨在说明本发明的广泛的适应性，而非是穷举性的。
图4示出了将本发明应用于白炽灯中的另 一可选实施例，在该实施例 中，灯组件110包括玻璃套筒152和塑料基座150。玻璃套筒152 —般为 灯泡形，并且包括向里弯折并且通常为圆柱形的管座132。次级线圏114 围绕管座132安装在玻璃套筒152内。灯丝136以常规方式安装在次级线 團上向上延伸至玻璃套筒152的球形部分.与上述实施例不同，本实施例 中基座150装配到玻璃套筒152的外部。基座被构造与相应的插座(未示 出)相互固定。所示基座150—般为圆形并且包括被构造用以快速配合进 入相应的插座(未示出)中的环形凹进部156。基座150还包括上凸缘158 以提供用于从插座(未示出)上移走灯组件110的抓紧边。但是，基座
例如，基座可以是带有外螺紋的。如图所示，灯組件110优选包括感应磁 体160。感应磁体160可以被装配到基座150底面上的相应的保持壁162 上，如上所述，感应磁体160与磁性启动开关协同作用，以提示初级线團 或者控制电路灯组件110的存在，这使初级线團只有在灯组件110处于适 当的位置时才被通电。如图5所示，白炽灯组件110，可以被构造以能与常 规的通用基座进行工作。在该实施例中，基座150，包括一对安装插脚 156a-b，其可以与常规的通用基座灯插座(未示出)中的匹配插槽互锁， 图6示出了应用于卣素灯中的本发明的另一可选实施例。在该实施例 中，灯组件210—般包括石英套筒252和陶瓷基座250。选择套筒252和基座250的材料，以能承受卣素灯工作时特别高的温度。石英套筒252优 选完全密封，并且不包括任何贯穿的元件，如导线或其他电连接器。灯丝 236、次级线團214和电容器216被封闭在石英套筒252内。在一些应用 中，电容器216对于提供可接受的效率水平不是必需的，因此相应可以去 掉。灯组件210进一步包括设置在灯丝236和次级线围214之间的热反射 器258。基座250可包括四分之一團的螺紋256a-b，其在相应的插座(未 示出)中相互螺紋配合，基座250可具有另一种可选择的结构以便于安装 在插座上。感应磁体260优选安装到基座250的内底面上。
在可选择的卣素灯组件210，中，石英套筒252，被缩短以刚好终止于 基座250，的颈部(参见图7)内。次级线围214，被移到石英套管252，的外部， 并且设置在基座250，中。在这个实施例中，次级线團214，与灯丝236，热 量的绝缘。该实施例还可以包括感应磁体260，。
在另一个可选的卣素灯组件210"中，基座被省去，而感应磁体260" 被移入密封石英套筒252"的内部。如图8所示，石英套筒252"限定了完 全围绕套筒252"延伸的环形的凹进部256"，以使灯组件210"可被快速配 合ii^相应的插座(未示出)中，
另一个可选择的实施例如图9所示。在该实施例中，灯组件310包括 设置在灯套筒352外部的基座350，并且灯组件310不包括外套筒。灯套 筒352封闭电极336a-b以及所需的放电气体如水银蒸汽。次级线圏314、 电容器316、任何所需的启动机构(比如常用的启动器或者如上所述的磁 性启动开关)以及所有电连接器被容纳在基座350内，但是在灯套管352 外部。基座350被构造用以与常规通用基座相对应，并且包括一对安装插 脚356a-b，其可以与灯插座(未示出)中的匹配插槽互锁。基座350也可 以选择被构造用以与其他插座结构相匹配。感应磁体360优选安装在基座 350中。如果需要，该灯组件310也可以增加外套筒(未示出)以增加其 对环境的防护，如果包括外套管，外套筒优选除了基座350围绕整体灯组 件延伸。基座350被安装在外套筒的外部以使其可与灯插座相互配合。
图10和图11示出了应用于T5或T8型荧光灯中的本发明的另一可 选实施例.灯组件410包括加长的玻璃套筒452和一对次级线團414a-b， 每个位于套筒452的一端。由于两个次级线團414a-b处于不同的物理位 置，电源优选被构造用以包括两个分离的初级线團(未示出)，分别为两 个次级线團414a-b提供电能。两个初级线圏设置在邻i^目应的次级线围 处。典型地在线團414a-b之间均匀分配电能，但是并非严格必须。优选 次级线團414a-b被设置相反极性，每一个初级线團和次级线圏结合被构 造，用以保持给灯供电所需的半电压和电流。套筒452优选包括在每一相 对端形成的环形管座432a-b以容纳次级线圏414a-b。电极436a-b与每一 个次级线圏414a-b电连接。电容器416串联连接在两个次级线團414a-b之间.计算该实施例中的电容器416a-b的值的优选方法是，假定只使用 一个线圏，根据上述的方法(与披露的第一个实施例有关)对电路进行初 始分析。然后将这种假定情况下的单个电容值二等分，作为本实施例中两 个电容416a-b中每一个的电容值。可选用的端盖420a-b，优选由铝制成， 被装配在套筒452的相对端上。灯组件410可以包括常用启动器435，如 图11所示。在这个实施例中，需要在两个次级线圏414a-b之间提供导体 498a-b。导体498a-b优选包含在灯套管452中，作为另一种可选方式， 磁性开关434a-b，或者其他远程启动开关可以替代常规启动器。如图12 所示，灯组件410，包括串联安装在每个次级线團414a-b，和其相应的灯丝 或电极436a-b，之间的分离开关434a-b。通过关闭该开关434a-b，从每个 次级线團414a-b，的电能直接提供给相应的灯丝。在这个实施例中，在次 级线闺414a-b，之间只有一个导体498，。电容器416，沿导体498，串联连接，
图13示出了用于双线團灯组件410，，的另一可选电路。在这个电路中， 在两个次级线團414a-b"之间不需要导体。代替的是，每一个次级线圏 414a-b，，包括专用开关434a-b"和专用电容器416a-b"。灯控制器优选被构 造用以使两个开关434a-b"同时打开和关闭。计算电容器416a-b"的电容 值的最优方法是，假定只使用一个次级线團根据第一个实施例公开方法对 电路进行初始分析。然后二等分该假定配置的单个电容器的电容值，以作 为本实施例的两个电容器416a-b"中每一个的电容值。在一些应用中，电 能不能在两个次级线圏之间均匀分配。在这样的实施例中，两个电容器的 电容值间的比率应该与两个次级线圏之间的功率比率相当。
图14示出了用于双线團灯410"，的另一个可选电路。在该实施例中， 仅设有一个次级线圏414，，，。次级线團414，"与位于灯相对端的电极 436a-b"，连接。该电路包括在线團间延伸的一对导体498a-b，"。设有常规 启动器435"，或其他启动机构，比如磁性开关，用以启动灯，在这一实施 例中，优选根据第一个披露的实施例的方法选择电容器416，"的电容值。
本发明应用在PL型荧光灯中的另一个可选择的实施例如图15和图 16所示。在这一实施例中，整个灯电路被封闭在灯套管552中，并且不 包含外套管。如图所示，灯组件510包括具有两个相互连接的腿部502a-b 的灯套管552。该灯组件510可以包括上述任何种类的双线團灯电路。为 了说明的目的，该实施例结合灯组件510进行描述，该灯組件具有安装在 每个腿部502a-b的基座上的分离的次级线團514a-b。两个次级线團 514a-b优选由围绕或者邻近灯组件510 —端的一个初级线團提供电力，每 个次级线围514a-b与电极536a-b、电容器516a-b和磁性启动开关534a-b 串联。如上所述，结合实施例13所述的实施例选择每个电容器516a-b的 电容值.该灯组件510还可以包括感应磁体560。
具有可选用的密封结构的可选择灯组件610如图17和图18所示。如分解视图17所示，灯组件610—般包括锁紧环602，外套筒670，灯618 和基座650。锁紧环602、外套筒670和基座650配合密封灯组件610。 如图18所示将更清楚，基座650包括用以容纳次级线圏614和灯618的 圆柱形中心部分652。更具体而言，灯618安装在印刷电路板组件 ("PCBA" ) 654上，该印刷电路板组件优选支承灯组件610中的任何电 容器或启动机构.灯/PCBA的组合件例如通过固定零件或者快速配合的 方式被安装在基座650上.基座650还可以包括围绕基座650的环形沟槽 656，用于容纳外套筒670的端部。 一个O型團604围绕中心部分652装 配在环形沟槽656中。基座650可以包括环形肋(未示出)用以防止O 型围604拱上中心部分652。 一旦被安装，O型圏604设置在外套筒670 的内径和基座650的中心部分652的外径之间。在该位置，O型團604 不仅仅提供有效的防水密封，而且还可以作为震动阻尼器以对灯和外套筒 670之间震动进行减震。外套筒670—般为具有封闭端和开口端的圆柱形 管。围绕外套筒670的开口端设有巻边672或者其他凸缘。外套筒670通 过锁定环602安装固定在基座650上。锁定环602 —般为环形并且装配到 外套筒670和基座650上。锁定环602通常具有倒L形状的截面，并具 有径向腿部674和轴向腿部676。径向腿部674与巻边672接合，轴向腿 部676与基座650的外表面接合。另一种选择是，如图19所示，锁定环 602，和基座650，也可以被构造成可使轴向腿部676，可被装配到环形沟槽 656，中。在两个实施例中，轴向腿部676或676，被固定在基座650或650， 上以将外套筒670锁定在基座650的环形沟槽656中。锁定环602可以用 各种连接方式附接在基座650上.例如锁定环602可以通过声波或者热焊 接的方式附接到基座650上。另一种选择是，灯组件610"可包括下凸缘 678 (参见周20)的锁定环602"，以使锁定环602，被快速装配到基座650， 上，或者可以在锁定环和基座上设置螺紋(未示出)，以《吏锁定环螺紋固 定到基座上。
上面描述的为本发明的多种实施例。只要没有偏离所附权利要求 中所限定的精神和范围，可以作出多种改进和变化，所述权利要求依 据专利法的等同原则进行解释。任何以单数形式对权利要求中的部件 进行的引用，例如用"一个"、"这个"和"所述"，不应解释为是 限制该部件为单个的。
权利要求
1、一种感应电力灯组件，包括具有一对电极的放电灯；用于接收来自感应初级线圈的功率的感应次级线圈，每个所述电极包括与所述感应次级线圈电连接的第一引线；和响应磁场在打开和关闭位置之间操作的磁力启动开关，每一个所述电极包括与所述磁力启动开关电连接的第二引线，在所述的关闭位置所述磁力启动开关短路穿过所述感应次级线圈的所述电极以预加热所述灯。
2、 如权利要求l所述的感应电力灯组件，其中磁力启动开关，通过响 应与为所述感应次级线圏供电的磁场垂直的磁场，而进行操作。
3、 一种感应电力放电灯组件，包括 第一和第二次级线團；具有第一和第二电极的灯，所述第一电极与所述第一次级线團电连 接，所述第二电极与所述第二次级线團电连接；串联连接在所述第一次级线團和所述第二次级线圏之间的电容器；和用以预加热所述笫一电极和所述第二电极的启动器，所述启动器串 联电连接在所述第一电极和所述第二电极之间。
4、 如权利要求3所述的感应电力放电灯组件，其中 每个所述第一次级线圈和所述第二次级线團包括第一和第二引线； 每个所述第一电极和所述第二电极包括第一和第二引线，所述第一电极的所述第一引线与所述第一次级线圏的所述第一引线电连接，所 述第二电极的所述第一引线与所述第二次级线團的所述第一引线电连接；所述电容器串联连接在所述第一次级线團的所述第二引线和所述第二次级线圏的所述第二引线之间；以及所述启动器串联电连接在所述第一电极的所述第二引线和所述第二 电极的所述第二引线之间。
5、 如权利要求4所述的感应电力放电灯组件，其中所述笫一次级线團 和所述第二次级线團具有联合电抗，所述灯具有基本等于所述联合电 抗的阻抗，所述电容器具有基本等于或略小于所述灯的所述阻抗和所 述联合电抗之和的电抗值.
6、 一种感应电力放电灯组件，包括 第一和第二次级线團；具有第一电极和第二电极的灯，所述第一电极与所述第一次级线團电连接，所述第二电极与所述第二次级线團电连接；串联连接在所述第一电极和所述第二电极之间的电容器；以及 用以预加热所述电极的第一远程操作开关和第二远程操作开关，所 述第一远程操作开关串联电连接在所述第一电极和所述笫一次级线團 之间，用以有选择地短路穿过所述第一次级线圏的所述第一电极，所 述第二远程操作开关串联电连接在所述第二电极和所述第二次级线圏 之间，用以有选择地短路穿过所述第二次级线團的所述第二电极.
7、 如权利要求6所述的感应电力放电灯组件，其中 每个所述第一次级线團和所述第二次级线團包括第一和第二引线； 每个所述第一电极和所述笫二电极包括第一和第二引线，所述第一电极的所述第一引线与所述第一次级线圏的所述第一引线电连接，所 述第二电极的所述第一引线与所述第二次级线團的所述第一引线电连 接；所述电容器串联连接在所述第一电极的所述第二引线和所述第二电 极的所述第二引线之间；所述第一开关串联电连接在所述第一电极的所述第二引线和所述第 一次级线圏的所述第二引线之间；以及所述第二开关串联电连接在所述第二电极的所述第二引线和所述第 二次级线團的所述第二引线之间.
8、 如权利要求6所述的感应电力放电灯组件，其中所述第一次级线圏 和所述第二次级线團具有联合电抗，所述灯具有基本等于所述感应次 级线圏的所述联合电抗值的阻抗，所述电容器具有基本等于或略小于 所述灯的所述阻抗和的所述联合电抗之和的电抗值。
9、 一种感应电力放电灯组件，包括 笫一和第二次级线團；具有第一和第二电极的灯，所述第一电极与所述第一次级线團电连 接，所述第二电极与所述第二次级线團电连接；串联连接在所述第一电极和所述第二电极之间的电容器；以及 用以预加热所述电极的第一和第二远程操作开关，所述第一开关串 联电连接在所述第一电极和所述第一次级线圏之间，用以有选择地短 路穿过所述第一次级线團的所述第一电极，所述第二开关串联电连接 在所述第二电极和所述第二次级线團之间，用以有选择地短路穿过所 述第二次级线團的所述第二电极。
10、 如权利要求9所述的感应电力放电灯组件，其中每个所述第一次级线團和所述第二次级线團包括第一和第二引线；每个所述第一电极和所述第二电极包括第一和第二引线，所述第一 电极的所述第一引线与所述第一次级线圏的所述第一引线电连接，所述第二电极的所述第一引线与所述第二次级线團的所述第一引线电连接；所述电容器串联连接在所述第一电极的所述第二引线和所述第二电 极的所述第二引线之间；所述第一开关串联电连接在所述第一电极的所述第二引线和所述第 一次级线圏的所述第二引线之间；以及所述第二开关串联电连接在所述第二电极的所述第二引线和所述第 二次级线圏的所述第二引线之间。
11、 如权利要求10所述的感应电力放电灯组件，其中所述第一次级线 團和所述第二次级线團具有联合电抗，所述灯具有基本等于所述感应 次级线團的联合电抗值的阻抗，所述电容器具有基本等于或略小于所 述灯的所述阻抗和所述第一次级线圏和所述第二次级线團的所述联合 电抗之和的电抗值。
12、 一种感应电力放电灯组件，包括 笫一和第二次级线圏；具有第一电极和第二电极的灯，所述第一电极与所述笫一次级线團 电连接，所述第二电极与所述第二次级线圏电连接；第一和第二电容器，所述第一电容器串联连接在所述第一电极和所述第一次级线圈之间，所述第二电容器串联连接在所述笫二电极和所 述第二次级线围之间；以及用以预加热所述电极的第一和第二远程操作开关，所述第一开关串 联电连接在所述第一电极和所述第一次级线團之间，用以有选择地短 路穿过所述第一次级线團的所述第一电极，所述第二开关串联电连接 在所述第二电极和所述第二次级线圉之间，用以有选择地短路穿过所 述第二次级线團的所述笫二电极。
13、 如权利要求12所述的感应电力放电灯组件，其中 每个所述第一次级线圏和所述第二次级线團包括第一和第二引线； 每个所述笫一电极和所述笫二电极包括笫一和第二引线，所述第一电极的所述第一引线与所述第一次级线團的所述第一引线电连接，所 述第二电极的所述第一引线与所述第二次级线團的所述第一引线电连 接；所述第一电容器串联连接在所述第一电极的所述第一引线与所述第 一次级线團的所述第 一 引线之间；所述笫二电容器串联连接在所述笫二电极的所述第一引线与所述第 二次级线團的所述第一引线之间；所述第一开关串联电连接在所述第一电极的所述第二引线和所述第 一次级线團的所述第二引线之间；以及所述第二开关串联电连接在所述第二电极的所述第二引线和所述第 二次级线團的所述第二引线之间.
14. 如权利要求13所述的感应电力放电灯组件，其中所述灯具有阻抗， 所述第 一次级线圏和所述笫二次级线圏的联合电抗基本等于所述灯的所 述阻抗，所述第一电容器和所述第二电容器的联合电抗基本等于或略小于 所述灯的所述阻抗和所述第一次级线围和所述第二次级线團的所述联合 电抗之和。
15. —种制造感应电力放电灯组件的方法，包括 提供包括第一电极和第二电极的放电灯；将用于接收来自感应初级线團的功率的感应次级线圏连接到所述第 一电极的第一引线和所述第二电极的第一引线的至少一个上，将在开启和关闭位置之间进行操作的启动器连接到所述第一电极的 第二引线和所述第二电极的第二引线的至少一个上，当在所述关闭位置 时，所述启动器适用于短路穿过所述次级线圏的第一电极和第二电极的至 少一个，用以预加热所述灯《且件。
16. 如权利要求15所述的方法，进一步包括将电容器串联连接到所述次级线圏和所述灯上，其中所述次级线團具 有电抗，所述灯具有基本等于所述次级线圏的电抗的阻抗，所述电容器具 有基本等于或者略小于所述灯的所述阻抗和所述次级线團的所述电抗之 和的电抗值。
全文摘要
一种被构造用以感应接收来自初级线圈的功率的灯组件。该灯组件包括具有次级线圈的灯电路和串联连接的灯。在第一方面，灯电路包括与灯和次级线圈串联连接的电容器以调谐电路至谐振。电容器优选具有基本上等于或略小于次级线圈的电抗和灯的阻抗之和的电抗值。在第二方面，灯组件包括一个完全封闭灯电路的密封透明套筒，以使透明套筒完全封闭并且不能透过。透明套筒优选为灯套筒本身，在其内部设有次级线圈、电容器和任何所需的启动器机构。
文档编号C02F1/28GK101555999SQ20091013516
公开日2009年10月14日 申请日期2002年6月7日 优先权日2002年4月26日
发明者D·W·巴尔曼 申请人:通达商业集团国际公司