专利名称：实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实现电弧切换的电路，尤其是使设有两对电极的高强度放电灯中的电弧在两对电极之间切换，从而实现使一个泡壳中的两个高启动电压放电光源无火花交替点燃的电路。
背景技术：
单端带灯头的高强度放电灯通常结构为包含一个高纯度石英玻璃制成的气密型并充有可电离物质的呈球状或椭球状的气体放电电弧管，电弧管包含一对电极，电弧管两端设有互成180度角的直径收缩且密封的颈体部分，两个颈体分别支撑一根电极，电极引线从颈体中央通过。为了保证电弧管工作的稳定性，电弧管及颈体外还设有由可吸收紫外线的石英材料制成的罩壳，罩壳通常是气密型的，其两端通过收口与电弧管颈体部分箍紧封接。靠近灯头的第一电极的引线穿过该端灯头上小孔引出，远离灯头的第二电极引线则从罩壳的外侧折向灯头并穿过灯头上的小孔引出。这种放电灯用于汽车前灯照明时能提供一种固定的照明光束——远光或近光光束。为进行远光、近光切换必须采用包括灯、镇流器以及其它配件附件在内的二套独立的照明系统配合进行。系统复杂、成本高，切换时并有一定的暗时区及23KV的高触发电压存在。为了克服上述的困难已经发明了在一个泡壳中设置两对电极的高强度的放电灯，目前，迫切需要的是能长期使用的使电弧方便可靠的在两对电极之间切换的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现电弧切换的电路，使设有二对电极的放电灯中产生在某对电极之间的电弧能方便地在二对电极之间相互切换，以使该灯适用于作汽车前照灯并兼有近光、远光照明功能且能方便切换。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种实现电弧切换的电路，所适应的电弧管内设有第一端两根电极和第二端两根电极，第一端A电极、第一端B电极、第二端A电极、第二端B电极分别组合为电弧管中的两对电极(3、4)与(5、6)。该电路中使用专门设计的无火花耐高压继电器，继电器线圈的两根引出线16、17分别固定于触点支撑板8的下端二侧端子19、20并引至电源，铁磁回路铁架固定在支架板8上，电弧管第一端的二根电极(3、5)分别串接电阻(R1、R3)后接在一起并直接接到电子镇流器的输出端A，电弧管第二端的二根电极(4、6)分别串接电阻(R2、R4)后接在一起并直接接到电子镇流器的输出端B，电子镇流器该二输出端同时并分别接继电器的两个活动触点S3、S4，电子镇流器的输入端则连接到电池的输出端。电极对(3、4)并分别接到继电器的固定触点(C1、C3)，电极对(5、6)则分别接到继电器的固定触点(C2、C4)，活动触点(S3、S4)并通过电阻R3、R4分别与固定触点(C1、C2)连接并通过电阻R1、R2与固定触点(C3、C4)连接。
正常状态下，由于继电器弹簧13的作用，活动触点(S3、S4)分别与固定触点(C1、C2)短接。在镇流器电源开关S1接通时23KV的高压脉冲立即加到电弧管中的电极对(3、4)与(5、6)之间并触发电弧，但由于电阻(R1、R2)的存在，电弧只能稳定建立在电极(5、6)之间。在继电器电源开关S2接通时，磁路活动铁板10被吸下，其活动触点(S3、S4)亦被吸下与固定触点(C1、C2)脱开，但立即与固定触点(C3、C4)短接，电弧立即转移到电极(3、4)之间。电弧切换时，虽然继电器的固定触点与活动触点短暂分开，但电极(3、4)回路与电极(5、6)回路均未切断，电弧并不熄灭，而是在电弧管中迁移。因此，镇流器不会产生新的触发脉冲电压，触点分合时均不会产生火花，从而保证了继电器触点的长寿命稳定运转。
本发明所涉及的实现设有两对电极的高强度放电灯中电弧切换的电路，能使设有二对电极的放电灯中产生在某对电极之间的电弧能方便地在二对电极之间切换，以使该灯具有适用于作汽车前照灯并兼有近光、远光照明功能且能方便切换的技术和配件。这一技术可以集近光、远光光源于一灯，并能在同一灯具中用同一只电子镇流器对同一只灯供电并切换，从而提高了近光、远光切换速度和光束质量，并降低了成本。
图1是本发明实施例两对电极电弧管中电弧的切换电路图；图2是本发明实施例两对电极电弧管中的电极结构；
图3是本发明实施例专用继电器结构侧视图；图4是本发明实施例专用继电器结构正视图；图5是本发明实施例专用继电器结构后视图；图6是本发明实施例专用继电器样品图。
具体实施方案为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述本发明各部件说明如下带有两对电极的电弧管1、电弧管外罩壳2、第一端A电极3、第一端B电极5、第二端A电极4、第二端B电极6、放电灯灯头7、继电器固定触点支架板8、继电器活动触点支架板9、继电器磁回路可动铁板10(活动触点托板)、继电器线圈11、继电器磁回路固定铁架12、弹簧13、继电器活动触点第一引线14、继电器活动触点第二引线15、继电器线圈第一引线16、继电器线圈第二引线17、固定触点托板架上将二组固定触点隔开的隔板18及其上的过线槽口18a、18b、电子镇流器19、电子镇流器19的输入端19a、19b、电子镇流器19的输出端A、B、电池20、电弧切换时继电器触点对S3-C1间消除火花的电阻R3、电弧切换时继电器触点对S3-C3，S4-C2，S4-C4间消除火花的电阻R1、R4、R3，继电器两组触点的活动点S3、S4，继电器的两组固定触点C1、C3和C2、C4，固定触点C1、C2、C3、C4的接入端TC1、TC2、TC3、TC4，活动触点S3、S4的接入端TS3、TS4。
一个在空间进行了充分的隔离，表面距离足够长的各触点组及各部件之间能承受高电压的继电器的二个固定触点S3、S4的托架9上伸出二个筒状绝缘套分别将S3与S4大部分及托架板背后的输入端TS3、TS4套在其中。弹簧13一端固定在固定的磁回路铁架12上，弹簧13另一端固定在磁回路可动铁板10的端部，继电器线圈11固定于磁回路铁架12上，磁回路铁架12与支架板8固定在一起，磁回路可动铁板10上设有垂直托架9，托架9上设有继电器的二个长条形活动触点(S3、S4)，托架板8上设有继电器的二组固定触点(C1、C3)和(C2、C4)，活动触点(S3、S4)分别与固定触点(C1、C2)短接或与固定触点(C3、C4)短接取决于线圈有否接通电源。继电器的二组固定触点C1、C3和C2、C4分别设置在其托架板8上伸出的两个椭圆截面绝缘套筒中，其输入端TC2、TC4和TC1、TC3分别由两个中间分隔的椭圆截面桶状槽将之包围。固定触点(C1、C2、C3、C4)分别与接入端(TC1、TC2、TC3、TC4)相连接，活动触点(S3、S4)分别与接入端(TS3、TS4)相连接。固定触点组(C1、C3)和(C2、C4)之间的托架板8上伸出一隔板18将二个活动触点在空间的暴露部分隔离以免从空气中飞弧，可保证电弧在二对电极之间迅速稳定转移，而不是在继电器之间产生火花。
为使设有两对电极的电弧管1中的电弧顺利从电极对3、4之间向电极对5、6之间转移或反向转移，可以采用图1所示的镇流器输出端可在电极对(3、4)和(5、6)之间切换的电路，而这种切换可以利用如前所述的能承受23KV以上专用继电器完成，其作用过程如下由于继电器弹簧13的作用，通常状态下活动触点(S3、S4)分别与固定触点(C1、C2)短接，电阻(R3、R4)被短路，在镇流器电源开关S1接通时23KV的高压脉冲立即加到电弧管1中的电极对(3、4)与(5、6)之间并触发电弧，但由于电阻(R1、R2)的存在，电弧只能稳定建立在电极(5、6)之间。在继电器电源开关S2接通时，其活动触点(S3、S4)被吸下与固定触点(C1、C2)脱开，但立即与固定触点(C3、C4)短接，电阻(R3、R4)串入电极(5、6)回路，同时电阻(R1、R2)被短路，电弧立即转移到电极(3、4)之间。电弧切换时虽然继电器的固定触点与活动触点短暂分开，但由于电极(3、5)之间(4、6)之间始终通过电阻(R1、R2)及(R3、R4)相联，放电回路从未切断，电弧亦未熄灭，因此，镇流器不会产生新的触发脉冲电压，触点分合时均不会产生火花。
电弧管1中第一端的二根电极3、5分别串接一个适当的电阻R1、R3第二端的二根电极4、6分别串接一适当电阻R2、R4后分别接到一起并直接接到电子镇流器的二个输出端A和B，11为专门设计的一双刀双掷并能承受高电压的继电器，由于弹簧13的作用，继电器的两路开关S1、S2与上触点C1、C2接触，并使电阻R3、R4短路，当镇流器的输入电源接通时，电极5、6间立即产生电弧，这时由于电阻R1、R2的存在，电弧不可能发生在电极3、4之间，这一电弧应当设计为近光源。当继电器绕组11与电源接通时，触点S3、S4同时吸下，分别与C3、C4接触，电阻R1、R2短路，同时电阻R3、R4串接到电极5、6回路中，所以，电弧立即转移到电极3、4之间，在电弧切换时，电极3、4回路与电极5、6回路均未切断，电弧并不熄灭，而是在电弧管中迁移。因此，镇流器并不产生高触发电压，触点S3-C1，S3-C3，S4-C2，S4-C4间均不会产生火花，从而保证了继电器触点的长寿命稳定运转。当然，在本电路中，亦可以取消电阻R1、R2、R3、R4使之开路而将镇流器输出端S3通过C1-C3直接在电极3、5之间跳变和S4通过C2-C4直接在电极4、6之间跳变以完成电弧切换的功能，但切换时电弧将会瞬间熄灭，镇流器将产生瞬间高压，这一电压不如冷态启动电压高，但对镇流器也会造成伤害、影响继电器触点的寿命。另一种方案是将继电器的触点部分置于密封容器中，其中抽成真空或充进熄灭气体，如SF6等，则可减轻甚至避免触点切换时的火花。
继电器的设计要求是二组触点之间、触点与线圈之间、各触点引出端之间均必须能承受23KV以上的高压而不致引起空间或表面击穿或爬电，因此继电器的各固定触点及活动触点之间及引出端S3与S4之间，TC1与TC2之间、TS3与TS4之间以及这些点与继电器绕组及引出端以及铁磁回路之间必须保持足够距离，其支架必须采用高绝缘材料，所以触点及引出端必需有从绝缘支架上伸出的绝缘筒予以空间隔离并增加表面长度以加大电阻。由于灯启动时镇流器将产生23KV或更高的瞬态触发电压，因此继电器接线点之间应有很好的隔离以避免空间击穿或表面爬电，其结构示如图3，图6。
以上所述，仅为本发明具体实施方式
，不能以此限定本发明实施的范围，凡根据本发明申请权利要求书及说明书内容所作的等效变化与修改，皆在本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1.一种实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其第一端A电极(3)、第一端B电极(5)、第二端A电极(4)、第二端B电极(6)分别组合为电弧管中的两对电极(3、4)与(5、6)，继电器线圈(11)固定于磁回路固定铁架(12)上，另一端为可动磁回路铁板(10)，所述磁回路固定铁架(12)与支架板(8)固定在一起，其特征在于电弧管(1)第一端的二根电极(3、5)分别串接电阻(R1、R3)后接到一起并直接接到电子镇流器(19)的输出端(A)，电弧管(1)第二端的二根电极(4、6)分别串接电阻(R2、R4)后接到一起并直接接到电子镇流器(19)的输出端(B)，电子镇流器(19)的输入端连接到电池的输出端，继电器线圈(11)的两极与电子镇流器并联并连接到电池的输出端，电极(5)、电极(3)分别连接到继电器的固定触点(C1、C3)，电极(4)、电极(6)分别连接到继电器的固定触点(C2、C4)，活动触点(S3、S4)分别经电阻R3、R4与固定触点(C1、C2)连接或经电阻R1、R2与固定触点(C3、C4)连接。
2.根据权利要求1所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述磁回路可动铁板(10)上垂直设有托架(9)，所述托架(9)上设有继电器的二个长条形活动触点(S3、S4)，托架板(8)上设有继电器的二组固定触点(C1、C3)和(C2、C4)。
3.根据权利要求1所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述托架(9)上伸出二个筒状绝缘套分别套住活动触点(S3、S4)身部及托架(9)板背后的输入端(TS3、TS4)。
4.根据权利要求1所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述继电器的二组固定触点(C1、C3)和(C2、C4)分别套在其托架板(8)上伸出的两个椭圆截面绝缘套筒中，其输入端(TC2、TC4)和(TC1、TC3)分别由两个中间分隔的椭圆截面桶状槽将之包围。
5.根据权利要求1所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述固定触点(C1、C2、C3、C4)分别导联接入端(TC1、TC2、TC3、TC4)，所述活动触点(S3、S4)分别导联接入端(TS3、TS4)。
6.根据权利要求1所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，所述固定触点组(C1、C3)和(C2、C4)之间的托架板(8)上设有伸出的隔板(18)。
7.根据权利要求1所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述电子镇流器(19)的输入端(19a)直接连接电池(20)的一个输入端，所述电子镇流器(19)的另一个输入端(19b)则经过开关以后S1连接电池(20)的另一个输出端。
8.根据权利要求1所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述继电器线圈(11)的两极在串接开关后与电子镇流器并联并连接到电池的输出端。
9.根据权利要求2所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述活动触点(S3、S4)和固定触点(C1、C3)、(C2、C4)置于密封容器中，并抽成真空。
10.根据权利要求2所述的实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器，其特征在于所述活动触点(S3、S4)和固定触点(C1、C3)、(C2、C4)置于密封容器中，并充进SF6。
全文摘要
本发明的目的就是设计一个结构简单、操作方便、价廉、耐用而又极为可靠的可迅速实现电弧切换的电路及无火花耐高压继电器。本发明包含各种空间高压隔断、表面爬电隔断措施以及铁磁回路、继电器线圈、弹簧，托架上设有继电器的二个长条形活动触点(S
文档编号H01H50/00GK1596056SQ200410028058
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者杨正名, 高光义, 张明, 柴国生 申请人:南海市华星光电实业有限公司