专利名称：带电涌保护元件的节能电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可降低能耗的电灯，因而该灯的使用寿命得到提高，虽然光的强度也有所降低，但其比例较低。
已有技术中已提出了许多装置用以降低电灯的能耗。
首先的一个例子是1988年6月14日授权给Baccanelli的美国专利第4751433号中讲述的。该专利提出通过一个三端双向可控硅开关元件给电灯供电，测量灯周围空间的光强度，根据所测得的光强度来调节三端双向可控硅开关元件的触发角，从而降低了能耗。触发角可以在0°和180°之间变化。
在1990年1月9日公开的美国专利第4893063号(Pernyeszi)中描述了能够降低电灯能耗的已有技术装置中的另一个例子，它是通过测量灯周围的光强度，并根据所测光强度在两不同角度切掉交流电的各半波。因而只有每个半波的电流和电压的大约中心部分施加到电灯上，从而降低了能耗。
这两种已有技术装置的一个缺点就是它们需要一个触发电路，用以在所供电压或电流的各个半周的相应角度上控制接通和断开可控硅或三端双向可控硅开关元件。这些已有技术装置中的电路包括了许多元件，因此实质上增加了灯的成本。
本发明的一个目的是减少降低电灯能耗装置中元件的数量。
本发明的另一个目的是通过与灯串联的一电涌保护元件来减少灯的能耗。
本发明还有一个目的是提供一种装置，通过降低电灯的能耗，可以增加灯的使用寿命。虽然光的强度也降低了，但其比例较低。
更具体地说，根据本发明提供了一种降低电照明装置能耗的方法，其包括一个与该照明装置串联的节能元件。该节能元件(a)在施加到串联的元件和装置上的交流电源电压幅值超过一给定阈值时，自动地将电源电流接通到照明装置上，以及(b)当这一电流降低至一最小保持电流值以下时，自动地切断供给照明装置和通给节能元件的电流。
根据本发明，还提供了一种用于降低电照明装置能耗的元件，它包括一个节能元件，以及把该节能元件与照明装置串联起来的装置。该节能元件包括(a)当施压到串联的元件和照明装置的交流电源电压幅值超过一个给定阈值时，给照明装置供应电流的装置，和(b)当该电流降低至一个最小保持电流值之下时，切断供给照明装置和通过节能元件的电流的装置。
根据本发明的一个最佳实施例，该节能元件是双向的，并且在交流电压的每一半周期间，(a)当交流电源电压超过给定电压阈值时，自动地接通供给照明装置的电流，以及(b)当后者电流降低至一个最小保持电流值以下时，自动地断开供给照明装置和通过节能元件的电流。
根据本发明的另一个最佳实施例，该双向节能元件是一个双向电涌保护元件，例如是一种叫SIDACtor的可控硅元件。
本发明的目的，优点和其他特点，通过阅读下文对本发明一个最佳实施例的非限定性描述会变得更为明显。该最佳实施例用举例的方式结合附图给出。
图1表示了联接到一电灯电源电路中的一个电涌保护元件；图2表示了安装到一个普通白炽灯上的一个电涌保护元件；以及图3a，3b和3c分别为(i)电源电压的波形，(ii)白炽灯丝两端电压的波形，和(iii)电涌保护元件两端电压的波形。
本发明主题的基本原理在图1中示出。
它包括在交流电源6的两端4和5之间把一个电涌保护元件与一个白炽灯3的灯丝2(图2)串联后接入。
适于本发明使用的电涌保护元件是SIDACtorTM由TeccorElectrics，Inc.(Texas Corporation)，1801 Hurd Drive，Irving，Texas，750384385，U.S.A公司制造并进行市场销售的。这种Teccor SIDACtor是一种双向元件，具有箝压范围为60至660伏的瞬时电涌保护作用。电涌电流额定值从165到675安。这种双向向元件也可以按多芯封装块供货。
一旦施压了超过SIDACtor导通电压值的电压，SIDACtor1即穿过一反向电阻区接通，其开态电压很低。导通将继续下去，直到电流被切断或降到低于SIDACtor1的最小保持电流阈值以下为止。
图3a至3b表示图1中电路工作的情况。更具体地说，图3a的曲线A是图1的交流电源的正弦电源电压，图3b的曲线B是灯3的灯丝2两端电压，而图3c的曲线C是SIDACtor1两端的电压。曲线A、B和C代表一种理想的状态。该领域普通技术人员会判断出，在实际情况下，SIDACtor两端在其导通期间会有一小电压降。
如图3b和3c的曲线b和c所示，在每个半波，只要电源6的电压(图3a的曲线A)低于导通电压阈值VB(见图3c的曲线C)，这一电压就施加到了SIDACtor1的两端。SIDACtor1则处于断路状态而设有电压和电流施加到灯丝2上(见图3b的曲线B)。
当达到导通电压值VB(角δ1)时，SIDACtor1就导通，其时它处于通路状态，而把从电源6来的交流电流接通供给灯丝2。只要SIDACtor1处于通路状态，其两端基本上没有电压降，电源电压则施加到灯3的灯丝2上(见图3b和3c的曲线B和C)。
实际上，当通过SIDACtor1和灯丝2的电流降到SIDACtor1的最小保持电流阈值之下时，在电压VHC和角δ2处，SIDACtor1关断。经过SIDACtor1的通路此时被切断而电流不再供给到灯丝2之上(见图3C的曲线C)。
SIDACtor是双向元件，因而上述的图1中交流电源6的每一连续的正和负半周的电源电压是重复进行的(见图3b和3c的四个第一半周)。
图3b表示出电源电压的每个半周的大约中心部分是施加到灯3的灯丝2上的。通过选择一种具有随着电灯普通电压和功率而变化的导通电压和最小保持电流阈值的SIDACtor1，人们可按所希望的那样通过控制供给灯丝2的电压的每一半周的中心部分的宽度来调节电灯3的功耗。
虽然在本发明的说明书中描述的本发明的最佳实施例与Teccor SIDACtor有关，本领域的普通技术人员将能判断出，其他种类的电涌保护元件，具有相似特性的，均可代替SIDACtor，亦能达到本发明的目的。
作为一种非限定性的例子，图2表示了本发明应用到白炽灯3的情形。灯3通常包括一个玻璃制的灯泡7，和在端部的一导电的螺纹口8，其直径与灯泡7相同。在螺纹口8的悬空端设置了一个电触头9，用绝缘材料10与螺纹口8绝缘。灯泡7封装了一个绝缘茎11，用于支承串联的导入线12，灯丝2和导入线13。如在本领域所熟知的那样，灯丝2通常由钨制作。SIDACtor1被放置在螺口8的凹槽中。
在图2的例子里，灯3的灯丝2通过如下组成的电路供电—电接触头9；—SIDACtor1，具有与接触头9相联的第一管脚和与对着灯丝2的线12端头相联的第二管脚；—导入线12；—灯丝2本身；—导入线13，其对着灯丝2的端头与螺纹口8联接；以及—螺纹口8。
因为SIDACtor1是在供电线路中，当螺纹口8拧入灯座后，供给灯丝2的交流电压具有如图3所示的波形。
这里应该指出，SIDACtor1应安装在灯3之外，例如，在控制开灯3的家用交流开关中，在家用电源插座中，通过该插座给灯3供电，在减光控制器中，在灯座中，在一个可以接纳灯3的天花板或墙壁配件中，等等。
还应指出，本发明的应用不局限于白炽灯，还可以用来与能够接受图3所示类型的电压波形的任何其他类型的灯相连接。
虽然本发明按上文那样以最佳实施例的方式描述了，但该实施例可以按照需要加以修改，只要在后附的权利要求的范围内，即不偏离发明主题的精神和实质。
权利要求
1.一种降低照明装置能耗的方法，包括与所说照明装置相串联的一个节能元件，其中所说的节能元件(a)当施加到上述串联元件和装置的交流电源电压超过一给定的电压阈值幅度时，自动地接通供给所说照明装置的电流，以及(b)当上述电流降至低于一最小保持电流阈值时，自动地切断供给照明装置和通过节能元件的电流。
2.按权利要求1所述的方法，其中所说的节能元件是双向作用的，并且在所说交流电源电压的每一半周期间，(a)当所说的交流电源电压超过给定的电压阈值幅度时，自动地接通供给照明装置的电流，和(b)当所说的电流降至低于最小保持电流阈值时，自动地切断供给照明装置和通过节能元件的电流。
3.按权利要求2所述的方法，其中所说的双向节能元件是一个双向电涌保护元件。
4.按权利要求3所述的方法，其中所说的双向电涌保护元件是一个SIDACtor。
5.按权利要求1所述的方法，其中所说的节能元件是一个单件封装的封装件。
6.按权利要求1所述的方法，其中所述的照明装置是一个白炽灯的灯丝。
7.一种用于降低照明装置能耗的装置，包括节能元件；以及把所说的节能元件与所述照明装置串联的装置；所说的节能元件包括(a)当施加到所说的串联的元件和装置的交流电源电压超过一个给定电压阈值的幅度时，向所说的照明装置供电的装置，和(b)当所说的电流降至低于一最小保持电流阈值时，切断供给所述的照明装置和通过所述节能元件电流的装置。
8.按权利要求7所述的装置，其中所说的节能元件是双向作用的，其包括(a)在所说的交流电源电压的每一半周期内，当所说的交流电源电压超过给定电压阈值的幅度时，给照明装置供电流的装置，和(b)在所说的交流电源电压的每半周期内，当所述电流降至低于最小保持电流阈值时，切断供给照明装置和通过节能元件的电流的装置。
9.按权利要求8所述的装置，其中所说的双向节能元件是一个双向电涌保护元件。
10.按权利要求9所述的装置，其中所说的双向电涌保护元件是一个SIDACtor。
11.按权利要求7所述的装置，其中所说的节能元件是一种单件封装的封装件。
12.按权利要求10所述的装置，其中所说的照明装置是一种白炽灯的灯丝。
全文摘要
一种降低电照明装置能耗的方法，包括把一个双向电涌保护元件，例如SIDACtor，与照明装置串联在一起。在供给串联起来的SIDACtor和照明装置的交流电源电压的每半周期间，SIDACtor(a)在电压超过给定导通电压阈值幅度时，自动地接通供给电流，和(b)当该电流降至低于一最小保持电流阈值时，自动地切断供给照明装置和通过SIDACtor的电流。
文档编号H02M9/06GK1122097SQ9411599
公开日1996年5月8日 申请日期1994年7月8日 优先权日1993年12月30日
发明者雷蒙德·罗比诺特 申请人:琼·特雷姆雷