专利名称：磁笼约束电场感应高效节能长寿灯的制作方法
磁笼约束电场感应高效节能长寿灯
本发明涉及电光源领域，具体涉及道路交通，楼堂馆所，工厂车间、办公室以及普通家 庭日常照明，更具体地说，涉及一种磁笼约束电场感应高效节能长寿灯
照明是人们日常生产、生活不可缺少的组成部分，从原始的火把、油灯，到现代的各式 各样的电灯， 一直伴随着人类社会的进步而发展。自爱迪生发明了电灯以后，用电来发光照 明，已成为现代文明社会的主要照明方式。但在各式各样的电光源中，目前诸如荧光灯，节 能灯，高、低压汞灯、钠灯，金属卤化物灯等气体放电灯因其色光好，光效高，相对寿命长 而成为应用最广泛，使用量最大的电光源。不过传统气体放电灯需要在玻璃灯泡内封装金属 电极，因金属电极材料与玻璃的热胀冷縮系数的匹配问题使制造工艺难度增大，成本增加， 且容易漏气而影响灯的使用寿命；同时，在离子撞击下，电极材料的蒸发和消耗，易造成灯 管两端发黑，玻璃透光率显著下降，致使灯管实际寿命大大縮短，发光和节能效率变差，这 已成了传统气体放电灯的通病。另外，电光源发光，都需要消耗电能，在目前全球能源紧缺， 尤其是电力供应紧张的情况下，改进和提高现有电光源，尤其是使用量最大的气体放电灯的 电光效率，克服其缺点，发明研制新型高效节能长寿电光源，无疑具有巨大的杜会经济效益。
本发明的目的在于提供一种高效节能长寿电光源---种磁笼约束电场感应高效节能
长寿灯，它利用现代热核聚变装置采用的磁约束等离子体加热技术和高频电磁感应原理，通 过巧妙构思和创新设计，使置于电磁场中的内部不含传统金属电极的气体放电灯泡，能在外 部高频电场、磁场的双重作用下而起弧、放电、发光，从而可显著提高其电能转换和发光效 率，延长电灯的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的，构造一种磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其由C形磁 芯1，装配于磁芯1开口端的形灯帽2和3,置于灯帽2和3之间的灯笼形玻璃灯泡4,绕 在磁芯1上的驱动线圈5和升压启动线圈6，隔直谐振电容器7及其高频驱动电源模块8组 成。线圈5和6串联后两端分别连接灯帽2和3,驱动线圈5的两端通过串联隔直谐振电容 器7后与高频驱动电源模块8的两输出端相连接。
本发明的特征在于，C形磁芯l采用高导磁、低损耗的铁氧体材料由专用模具压制烧结而 成，具有合理的磁性能尺寸，适合低成本大批量生产，磁芯还可以施加恒磁偏置，使灯泡能 够在恒定磁场和高频交变磁场的双重作用下工作，进一步提高节能效果。
本发明的特征还在于，灯笼形玻璃灯泡4内部涂有特种荧光粉，充有适量的氩、氖等纯净 惰性气体和汞齐或者金属卤化物，无需封装任何金属电极，故结构和生产工艺特别简单，结 实耐用，寿命特别长。
本发明的特征还在于，玻璃灯泡4还可以做成纺穗形、橄榄形等其他形状，使灯泡种类多 式多样。
本发明的特征还在于，灯泡的两端圆台平面部位还可以溅射涂敷铝等金属薄膜，增大外 电场感应电极有效面积，并反射射向两端的无用光线。
本发明的特征还在于，形灯帽2和3采用具有良好弹性的金属导磁材料制作，装配在C 形磁芯两端，既可起卡接固定灯泡的作用，又具有作为外感应电极引导电力线和磁力线分布
的作用。
本发明的特征还在于，灯帽形状还可以是菊花瓣形或塔形弹簧等，以减小自身涡流损耗， 灯帽外包覆有绝缘材料，即使使用中人体触及也不会引起电击事故。
本发明的特征还在于，绕在磁芯1上的驱动线圈5和升压启动线圈6的匝数比可根据驱 动电齒最佳工作频率和灯泡启动特性要求灵活设计、调节，启动线圈6可与驱动线圈5串联 连接成自耦升压式，也可以两端独立的直接连接灯帽。
本发明的特征还在于，高频驱动电源模块8采用了高效PFC整流升压电路和PWM半桥 拓扑结构等开关电源先进技术，具有相对工作频率低，EMC辐射干扰和损耗小，工作稳定可 靠，成本低，寿命长等显著优点。
本发明的特征还在于，高频驱动电源模块和磁芯、灯头可以做成一体化设计，灯泡与灯 体灯头之间没有电气连接，安装、更换极为方便，灯体、灯泡相互独立，使用寿命可充分利 用，经济环保。
本发明磁笼约束电场感应高效节能长寿灯与现有传统的气体放电灯相比，由于玻璃灯泡 内无需封装任何金属电极，故避免了电极材料蒸发会使玻璃透光率下降、电子发射物质耗尽 会使气体放电灯寿命縮短的弊端，可使灯泡生产工艺和设备大大简化，灯泡使用寿命大大增 长，生产成本显著降低。而且，灯泡置于驱动电源产生的高频电磁场之中，灯泡两端的灯帽 连接有感应高压，在灯泡中形成穿透其中的高频电场，加速灯泡内部气体电离放电，形成的 等离子体在高频交变电场作用下往返运动。同时磁芯产生的磁场磁力线在灯泡两端稠密，中 间稀疏，形成磁笼，对等离子体有约束作用，使带电粒子在洛伦兹力作用下沿磁力线作螺旋 运动，碰撞几率增大，并向中部集中，使灯泡中心温度高，泡壁温度低，有效的减小了热传 导辐射，提高了放电气体的色光特性和电光转换效率。由于灯泡和灯帽、磁体间设计成卡接 式装配，没有电气连接，故灯泡安装，维修更换都极为方便，可有效降低灯泡实际应用中的 人工成本，从而使本专利产品具有明显的市场竞争力和社会经济效益。
下面结合附图
和一款磁笼约束电场感应高效节能长寿灯实施例对本发明作进一步说明。
按照本发明的方法，经过优化设计，选用低损耗的铁氧体材料通过专用模具压制烧结而 成的C形磁芯1中心柱宽20毫米，厚8毫米，内高50毫米；上、下樑宽20毫米，厚6毫 米，外长48毫米(内长40毫米)。以上、下樑外端向内约15毫米处为中线装配固定灯帽2 和3,灯帽可选用不锈铁类具有良好弹性和导磁性的金属材料制作，厚约1毫米，直径约30 毫米，形状可以是菊花瓣形，方便灯泡卡入。灯笼形灯泡4中部球体直径40毫米，两端圆台 直径20毫米，高各4毫米，灯泡内部涂有特种荧光粉，充有适量的氩、氖混合气体和汞齐。 在磁芯1的上、下樑上装配有驱动线圈5和升压启动线圈6，其由适当线径的高强度绝缘细 导线分段绕制，具体匝数和匝比需根据驱动电路最佳工作频率和灯泡启动特性要求来调节决 定。最后按附图所示连线关系与灯帽2和3以及通过隔直谐振电容器7与高频驱动电源模块 8相连接。注意灯帽外应包覆绝缘材料，使金属导电部分不外露，以免人体触及而被电击。 高频驱动电源模8块采用了高效PFC整流升压电路和PWM半桥拓扑结构等开关电源先进技 术，工作频率约100KHZ,其EMC辐射干扰和损耗小，工作稳定可靠。
给该灯接通220V交流市电，不含传统金属电极的灯泡内气体即可在外部高频电场、磁 场的双重作用下而起弧、放电、发光，光效可达70 120Lm/W。由于该灯泡内不含金属电极， 故避免了制造使用过程中因电极密封不良，电极材料蒸发使灯泡发黑，玻璃透光率下降等弊 端，其使用寿命可以达到内带电极气体放电灯寿命的3 6倍，从而实现了节能长寿的目的。
权利要求
1、一种磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，见附图，其由C形磁芯1，装配于磁芯1开口端的形灯帽2和3，置于灯帽2和3之间的灯笼形玻璃灯泡4，绕在磁芯1上的驱动线圈5和升压启动线圈6，隔直谐振电容器7及其高频驱动电源模块8组成，线圈5和6串联后两端分别连接灯帽2和3，驱动线圈5的两端通过串联隔直谐振电容器7后与高频驱动电源模块8的两输出端相连接。
2、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，C形磁芯l 采用高导磁、低损耗的铁氧体材料由专用模具压制烧结而成，具有合理的磁性能尺寸，适合 低成本大批量生产，磁芯还可以施加恒磁偏置，使灯泡能够在恒定磁场和高频交变磁场的双 重作用下工作，进一步提高节能效果。
3、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，灯笼形玻璃 灯泡4内部涂有特种荧光粉，充有适量的氩、氖等纯净惰性气体和汞齐或者金属卤化物，无 需封装任何金属电极，故结构和生产工艺特别简单，结实耐用，寿命特别长。
4、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，玻璃灯泡4 还可以做成纺穗形、橄榄形等其他形状，使灯泡种类多式多样。
5、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，灯泡的两 端圆台平面部位还可以溅射涂敷铝等金属薄膜，增大外电场感应电极有效面积，并反射射向 两端的无用光线。
6、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，形灯帽2 和3采用具有良好弹性的金属导磁材料制作，装配在C形磁芯两端，既可起卡接固定灯泡的 作用，又具有作为外感应电极引导电力线和磁力线分布的作用。
7、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，灯帽形状还 可以是菊花瓣形或塔形弹簧等，以减小自身涡流损耗，灯帽外包覆有绝缘材料，即使使用中 人体触及也不会引起电击事故。
8、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，绕在磁芯1 上的驱动线圈5和升压启动线圈6的匝数比可根据驱动电路最佳工作频率和灯泡启动特性要 求灵活设计、调节，启动线圈6可与驱动线圈5串联连接成自耦升压式，也可以两端独立的 直接连接灯帽。
9、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，高频驱动 电源模块8采用了高效PFC整流升压电路和PWM半桥拓扑结构等开关电源先进技术，具有 相对工作频率低，EMC辐射干扰和损耗小，工作稳定、可靠，成本低，寿命长等显著优点。
10、 根据权利要求1所述的磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，其特征还在于，高频驱动 电源模块和磁芯、灯头可以做成一体化设计，灯泡与灯体灯头之间没有电气连接，安装、更 换极为方便，灯体、灯泡相互独立，使用寿命可充分利用，经济环保。
全文摘要
一种磁笼约束电场感应高效节能长寿灯，涉及电光源领域，实现道路交通、日常生产、生活的高效节能照明。其由磁芯1，灯帽2和3，灯泡4，驱动线圈5、升压线圈6，隔直电容7及驱动模块8组成，利用磁笼约束等离子体加热技术和电磁感应原理，使置于电场、磁场双重作用下不含传统金属电极的气体放电灯放电、发光，可显著提高其电光转换效率，延长灯泡使用寿命，节能环保，且生产工艺简单，适于低成本大批量生产，社会经济效益巨大。
文档编号H05B41/02GK101339892SQ20071007629
公开日2009年1月7日 申请日期2007年7月3日 优先权日2007年7月3日
发明者沛 段 申请人:沛 段